NB-IoT划归5G,为5G垂直行业的拓展“趟平道路”

物联网0223

NB-IoT划归5G,为5G垂直行业的拓展“趟平道路”,第1张

近日,3GPP正式向ITU-R(国际电信联盟)提交5G侯选技术标准提案。其中,低功耗广域物联网技术NB-IoT被正式纳入5G候选技术集合,作为5G的组成部分与NR联合提交至ITU-R。据悉,ITU-R对提交的5G标准提案进行复核后,将于2020年正式对外发布。

这将意味着,NB-IoT可在NR in-band部署,支持接入5G核心网;同时,NB-IoT 3GPP标准将持续演进,成为5G mMTC关键组成部分。

对于NB-IoT未来的发展,3GPP曾指出NB-IoT将继续服务于5G LPWA用例(即mMTC,海量机器通信),成为5G技术规范中不可或缺的组成部分。若提案最终复核通过,那么在明年6月份的ITU会议之后,NB-IoT将正式成为5G mMTC的一个可以演进的方向。

7月31日,在“5G物联网产业生态大会”上,华为蜂窝物联网产品线副总裁刁志峰表示,“NB-IoT在协议标准上属于5G,这一块的部署可称为5G NB-IoT;此外,投资NB-IoT,就是投资5G。”

5G技术的应用场景是方方面面的,按照不同的技术特点,可以分为以下几种:

NB-IoT为什么能够成为5G mMTC的标准呢?雷锋网通过其他途径了解到,有观点认为:

2018年,NB-IoT技术经历了高速的发展,用一年时间走完2G六年的路,预计2019年NB-IoT全球连接数将过亿,其模组价格与2G模组持平,价格方面将小于22RMB(甚至低至15RMB)。

就现阶段NB-IoT全球商用网络的部署,雷锋网了解到,其已有79家商用网络运营商入局,而LTE-M为31家。相比eMTC和LoRa,NB-IoT凭借技术和产业优势,在美国已有较好的网络覆盖情况,成为美国四大运营商AT&T、T-Mobile、Sprint和Verizon新的赛道。此外,商用情况较好的NB-IoT应用案例其优势也慢慢凸显出来。

NB-IoT在国内大规模的商用案例,主要有以下几个方面:

在海外,NB-IoT已实现的大规模商用的应用案例则有,例如:摩托车监控(泰国)、羊联网(挪威)、气表(韩国)、智慧门锁(西班牙)、智慧停车(德国)等,未来NB-IoT还将继续发力海外市场。

刁志峰在会上表示,NB-IoT业务场景将从2G/2B向2C端延展,2019年燃气、水表、烟感、电动车防盗将进入干万级规模;而门锁、跟踪类、白电等将进入百万级规模;此外,智慧社区、智慧家庭将成为新的场景化规模应用的市场。

华为既做NB-IoT芯片,也做5G芯片,那么该提案通过后,是否会给华为现有的产品形态带来影响,先前已上线的NB-IoT基站和应用是否面临退网风险?

雷锋网了解到,该提案提交的信息就是华为现在的产品,因此对华为NB-IoT芯片和5G芯片的产品形态没有任何影响。

5G的到来,对NB-IoT的应用也不会有任何影响。NB-IoT属于5G,它可以部署在5G上,也可以部署在4G上,还可以部署在2G上。NB-IoT是一个新的技术,所以原先的NB-IoT基站不存在任何退网的风险。

刁志峰表示,投资NB-IoT,就是投资5G。未来的10年,甚至20年、30年,华为的NB-IoT会保持目前这种部署。2019年,华为NB-IoT的目标是完成一个亿的用户数,现在已经接近6000万。后续,NB-IoT的市场还会有很大的增长空间。

2017年,华为先后推出了NB-IoT芯片Boudica 120和Boudica 150,雷锋网从其他渠道获悉,传闻中华为将于2020年推出的NB-IoT芯片Boudica 200,这个芯片可能会把很多东西都集成进去,例如AP和相应的一些安全机制等,此外,支持3GPP R14和R15的标准也会集成进去。其中很重要的一点是,华为该系列的NB-IoT芯片会持续的向外开放,提供给所有的模组厂家使用。

雷锋网了解到,目前,华为海思整个NB-IoT芯片已经超过了2000万片,预计到2023年或更早一点的时间,将会实现超过10亿的连接。

对于NB-IoT被划到5G,很多行业人士对已上线的设备是否面临退网风险这个问题表示担心。在了解了NB-IoT为什么能成为5G mMTC的标准之后,以及现阶段NB-IoT的网络部署和行业应用情况,以及刁志峰会上的发言后,对此问题大可不必太过担心,因为当前NB-IoT投资将作为5G的一部分被继承下来。

联通物联网有限责任公司总经理陈晓天也曾表示,今年是5G 最热的元年,而前两年是NB-IoT,这对物联网来讲是一个很好的机会。如今大家的关注点都在5G上,而我个人认为,NB-IoT即将进入规模化的商用。

5G 网络,现在开始商用了,估计要等到2020年年底,才开始民用吧!

所以,还有1年完全有时间准备,完全可以准备好。

5G时代,我们普通人需要做2个准备:

15G手机普遍比4G手机贵,除了最近一款红米的K30,1999元起步之外,别的5G手机都是300元朝上。等到2020年年底,随着手机技术的进步,价格肯定会降下来,降到大家都能接受的价格。

25G资费比较贵,这才是大家需要担心的地方。起步都需要100多元每个月。

2009年,无锡成立了国家传感网创新示范区,2019年,世界物联网博览会成为无锡靓丽的名片。随着过去10年间物联网硬件成本不断下降,行业门槛降低,同时伴随着基础设施不断完善,通信技术快速发展,网络能力显著提升等因素,物联网连接数迅速增长,全球物联网产业规模也随之迅速扩大,物联网产业在经历了概念驱动、示范应用引领之后,已经全面爆发。

5G 网络助力物联网深入发展

物联网为人工智能、大数据、云计算等技术融合创新提供了重要平台,正在成为互联网之后又一个产业竞争制高点。而5G、边缘计算、人工智能、大数据等加速迭代和演进,又推动物联网迎来规模化发展的窗口期和新一轮生态布局的机遇期。

“未来5G应用的80%将是物联网。目前,中国5G商用步伐加快,超百万的窄带物联网基站实现商用,连接数达15亿,并已建成全球规模最大的窄带物联网网络。”工信部副部长王志军在2019世界物联网无锡峰会上表示。

5G的到来极大地促进了物联网技术的发展。以5G为原点,随着其进一步商用,物联世界将极大丰富。依托5G网络大带宽、低时延、高可靠的特性以及每平方公里上百万的连接数量,可有效支撑车联网、智能制造、远程医疗等智能设备的即时海量连接,这也是物联网下一步发展的重要节点。

新应用层出不穷

物联网用途广泛,既助力行业发展,又与日常生活息息相关。2019世界物联网博览会展示了许多热点应用。中国电信的“5G+8K”超高清视频直播、中国移动的“5G+智能制造”模拟工厂、中国联通的5G远程医疗急救系统,吸引大批观众驻足体验。“WIoT-PARK”(物联网公园)沉浸式互动体验展区首次亮相,带来VR看无锡、5G直播、VR蹦极、罗森智慧超市、5G未来餐厅、大 健康 体检中心等多项体验展览。

5G+ 车联网

车联网通过把车和车、车和行人、车和基础设施、车和云端、车和交通指挥中心相连,将目的地周边地区的交通实时状况更准确及时地告知驾驶人,有效提升出行效率。

在博览中心B馆门口,有不少观战排队体验车联网公交。20分钟的车程,体验者感受了道路拥堵标识预警、人行道减速、行人盲区检测、路口碰撞预测等辅助驾驶功能。此外,5G无人驾驶体验区域内的自动配送物流车、自动清扫车和5G远程驾驶也吸引了众人驻足观看。

5G+ 医疗

中国移动展示的5G远程医疗系统和5G急救车模型,让参会者更直观地感受到“看病”与“治病”的变化。远程实时动态心电系统、胸痛中心急救管理系统、手持B超等物联网医疗设备摆满了展台。通过医院工作后台、监测及治疗设备、用户 APP ,医生可打破地域限制,实时获取病患的心电、血压、血氧、脉搏等信息,及时出具诊疗方案。今年5月,江苏移动就与江苏省人民医院、江苏省中医院分别签署了5G智慧医疗战略合作协议,5G急救车就是合作重点之一。5G急救车能将患者的体征、病情评估图像等信息以毫秒级速度传送至医院,同步交互高清音视频,可有效缩短院内急救响应时间,为患者争取更大生机。

5G+ 工业

在中兴通讯展区,其5G+工业园区方案利用覆盖园区的泛5G网络,实现园区内生产设备、表计、摄像头、无人机、机器人等的泛在连接,并通过物联网平台对它们进行统一管理;同时通过工单系统对园区内的异常情况进行实时控制,实现工业园区的可视化综合管控。

在5G+工业机器视觉方案中,高清摄像头在工业现场采集高清视频信号,通过5G网络传输到边缘侧进行机器视觉分析,在MEC进行边缘侧实时控制。机器视觉方案在工业现场有大量应用。如,在轮毂淬火过程中,通过高清摄像头进行轮毂淬火的视频采集,利用机器视觉分析轮毂颜色变化来判断温度是否满足淬火质量要求,实现机器视觉检测-成品质量判断-工业设备调整的闭环控制流程。

5G+ 教育

中国联通利用5G+VR,可提供网络、平台、内容及终端的全套解决方案。 结合 网络层的关键技术、平台层的分布式部署及多场景访问能力、内容层的全学科优质资源,以及终端层的多终端访问,中国联通可以为学习者打造高度开发、可交互、沉浸式的三维学习环境,真正实现教育部倡导的全时域、全空域、全受众的教学要求。

共谋物联网发展良策

物联网对网络强国、数字中国、智慧 社会 、数字经济等国家战略具有显著的支撑和辐射带动作用,成为经济发展的强大驱动力。但随着万物互联时代的到来,安全问题也随之凸显。

物联网无处不在的连接打破了传统的网络边界,5G、人工智能新技术的应用,又加剧了物联网的安全风险。当前,物联网设备基数庞大,但安全防护普遍脆弱,物联网被攻击事件屡屡发生,造成设备被控制、用户隐私 泄露 、数据被窃取,甚至造成影响基础通信网络正常运行等严重后果。保证安全已成为物联网行业 健康 发展的前提。

在2019世界物联网博览会信息安全高峰论坛上,多位专家探讨5G时代的物联网安全实践与发展。专家指出,当前物联网还需面对3个挑战。首先,自主创新上,核心技术虽有一定发展,但受制于人现状并未根本改变,攻坚克难之路仍任重道远。其次,安全可控上,国外物联网产品虽技术领先,但预置后门现象频现,安全防范之事需常抓不懈。最后,安全生态上,国内物联网生态虽日渐完善,但部分关键要素仍握于美西方,根治痛症之需仍迫在眉睫。

中国信息安全测评中心专家委员会副 主任 黄殿中表示:“物联网承载 科技 兴国战略与网络强国梦想,我们需实现自主发展、主动安全和生态体系构建的升级转型;实现由‘分块布局’向‘生态体系’转型;实现由‘受制于人’向‘自主发展’转型;实现由‘被动安全’向‘主动安全’转型。”

物联网如何改变世界?王志军表示,中国正进行新一轮物联网发展布局,将着力突破核心芯片、智能传感器、智能传输、智能信息处理、操作系统等关键核心技术,从根本上提升产业核心竞争力。此外,应用先行,我国将通过规模化发展提升产业竞争力,通过标志性的应用场景示范推进产业落地,以及重点支持车联网、工业互联网等领域加快部署,强化产需对接,实现规模发展。

作为新一代信息基础设施的建设者,运营商在万物智联时代将肩负新使命,创造新价值。中国联通总经理李国华表示,首先,运营商将广泛部署5G基础设施,构建广覆盖、高性能的网络,实现全程全网;其次,运营商将是垂直行业的赋能者,与不同垂直领域的合作将更加深入,为企业和消费者提供普惠性服务;再次,为实现资源优化与价值重构,运营商将设计并实践新型商业模式,寻求合作共赢,成为商业模式的 探索 者;最后,“融合”将是万物智联时代的基调,运营商将更多承担生态建设驱动者的角色,与产业各方一道构建生态圈,实现共享发展。

END

作者:孟月

责编/版式:王禹蓉

Wi-Fi最大的优点是连接快速持久稳定,它是解决IoT设备端连接的首选方案,唯一需要考虑的是智能设备对于Wi-Fi的覆盖范围的依赖导致智能设备的活动范围比较小,缺点是不适合随身携带或户外场景

1、3765C考勤机是一款典型的通过Wi-Fi与云平台连接通讯设备,但是手机与其连接借助的是Bluetooth通讯

蓝牙最大的优点是不依赖于外部网络,便携,低功耗,只要有手机和相应的智能设备,就能够保持稳定的连接,走到哪连到哪,所以大部分运动的智能设备和户外使用的设备都会优先考虑Bluetooth。它的主要不足有:

1不能直接连接云端

2传输速度比较慢,只能用于数据量较小的传输

3组网能力比较弱(距离近(大概10米)、蓝牙的组网一个central只能连接7个外设)

13650签到机采用的蓝牙通讯:校验设备、设置各种参数,签到机的发现采用的Beacon协议(而Beacon协议也是蓝牙协议的扩展):智能手环与手机之间的通讯是蓝牙通讯

Wi-Fi的不足是智能设备移动范围小,蓝牙的短板是设备不能直接连云端和组网能力弱。而WWAN既可以移动,也可以随时联网,看上去好像完全弥补了Wi-Fi和Bluetooth的不足,实际上它也两个主要的短板

1在使用的过程中可能会产生比较高的费用

2网络状况不稳定,常常遇到无网或弱网的环境

智能设备车载Wi-Fi

前面介绍了主流的三种无线技术占到了所有IoT使用场景的95% ,剩下的是一些特殊场景用到的无线技术选型

ZigBee,也称紫蜂,是一种低速短距离传输的无线网上协议,底层是采用IEEE 802154标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全

例如在全屋智能场景中,家中已存在大量IoT设备,如果使用Wi-Fi方案,每个设备配网会非常麻烦,并且Wi-Fi每次做移动,修改密码,智能设备都要一一作出调整。如果使用蓝牙方案,以目前BLE42标准,蓝牙的组网一个central连接7个外设,但是蓝牙的组网能力弱也满足不了需求,所以在全屋智能场景中,经常会使用ZigBee+Wi-Fi的二合一网关。ZigBee和蓝牙一样都是近距离低功耗的通讯技术,但他对比蓝牙有个最大的优势就是强大的组网能力,在全屋智能场景中,IoT设备多达十几个,蓝牙的配网模式满足不了需求,所以一般会使用搭配ZigBee和Wi-Fi的二合一网关,通过ZigBee连接IoT设备,通过Wi-Fi将数据同步到云端

智能家居场景

智能家居的通信一般使用Wi-Fi,蓝牙,Zigbee。而我们的手机,平板可以通过蓝牙和Wi-Fi接入进行数传通信。电脑可以通过Wi-Fi

此方案中,蓝牙和Wifi都可以作为设备的接入点,即使身边没有专业的Zigbee控制器,也可以通过蓝牙,Wifi这些常用的设备接入,最终通过串口控制另一个可接入模块和Zigbee的主设备

例如飞行器的使用场景,飞行器一般都在没有Wi-Fi的环境使用,所以Wi-Fi不满足,飞行器常常有较远的飞行距离,所以Bluetooth和ZigBee不满足,另外飞行器常常在海边、山上等GPRS无线信号或者弱网的环境使用,所以WWAN也不合适,从上述来看单一的无线通讯模块都不能很好的解决飞行器的通讯需求,所以飞行器需要用的是多种无线模块的组合使用,通过Bluetooth让遥控器和手机连接,通过Sub1GHZ处理长距离时飞行器和遥控器之间的通讯,通过其他波长处理中距离或短距离飞行中的数据通信,这种组合技能满足手机操控,又能在中距离有高质量的图像数据,在远距离还能继续控制

NB-IoT,Narrow BandInternet of Things,窄带物联网,是一种专为“万物互联”打造的蜂窝网络连接技术,万物互联网络的一个重要分支。顾名思义,NB-IoT 所占用的带宽很窄,只需约 180KHz,而且使用License 频段,可采取带内、保护带或独立载波三种部署方式,与现有网络共存,并且能够直接部署在GSM、UMTS 或 LTE 网络,即2/3/4G的网络上,实现现有网络的复用,降低部署成本,实现平滑升级

移动网络作为全球覆盖范围最大的网络,其接入能力可谓得天独厚,基于蜂窝网络的 NB-IoT 连接技术的前景更加被看好,已经逐渐作为开启万物互联时代的钥匙,而被商用到物联网行业中

2014年,华为与沃达丰共同提出 NB-M2M

2015年5月,华为和高通共同宣布了一种融合的解决方案,即上行采用 FDMA 多址方式,下行采用 OFDM 多址方式,命名为 NB-CIoT(Narrow Band Cellular IoT)

2015年8月10日,在 GERAN SI阶段最后一次会议,爱立信联合几家公司提出了 NB-LTE(Narrow Band LTE)的概念

2015年9月,3GPP在2015年9月的 RAN 全会达成一致,NB-CIoT 和 NB-LTE 两个技术方案进行融合形成了 NB-IoT WID。NB-CIoT 演进到了 NB-IoT(Narrow Band IoT),确立 NB-IoT 为窄带蜂窝物联网的唯一标准

2016年4月,伦敦 M2M 大会上华为宣布与沃达丰成立 NB-IoT 开放实验室

2016年4月,NB-IoT 物理层标准在 3GPP R13 冻结

2016年6月,NB-IoT核心标准正式在3GPP R13冻结

2017年一季度,根据《国家新一代信息技术产业规划》,把 NB-IoT 网络定为信息通信业“十三五”的重点工程之一

2017年4月1日,海尔、中国电信、华为三方签署战略合作协议,共同研发基于新一代 NB-loT 技术的物联网智慧生活方案

2017年4月25日,全球移动通信设备供应商协会发布数据,目前全球仅有4张 NB-IoT 商用网络。但同时又指出,至少有13个国家的18家运营商规划部署或正在测试40张 NB-IoT 网络

2017年5月,软银与爱立信合作,将在日本全面部署 Cat-M1 和 NB-IoT 网络,以期率先在日本国内推出商用蜂窝物联网业务

2017年5月,中国联通上海宣布5月底完成上海市 NB-IoT 商用部署。上海联通在2016年上半年,建设了全球首个 pre NB-IoT 大规模连续覆盖区域—上海国际旅游度假区,并携手华为共同发布 NB-IoT 技术的智能停车解决方案

2017年5月,华为 NB-IoT 芯片 Boudica 120在6月底大规模发货

从2018年开始全面推进国家范围内的 NB-IoT 商用部署。其实在我们生活当中已经推行了很长一段时间了。试用商反馈也是一片良好,垂直使用场景也是数不胜数

NB-IoT目前的应用

综上所述,NB-IoT 就像一个可以保障 5G 大范围完美落地的安全气垫。建设基于 NB-IoT 技术的物联网垂直行业应用将趋于更加简单,分工更加明晰。在 5G 大家庭里,它是一个温润如水的大哥。有山的背膀和水的包容力。是 5G 家里稳定又踏实的“经济适用男”。是家里第一个冲向前线的人,并且为了实现家庭的大目标尽可能完善自己。飞速发展的 5G 时代里,它是勇攀高峰的保险绳

对前面无线通讯技术的做个总结,优缺点以及适用于哪些领域一目了然

对于未来的Bluetooth50以及NB-IoT都是需要我们密切关注的技术,Bluetooth50相比42,在组网和传输距离上有了很大的提升,连接范围扩大了4倍,速度提高了2倍,无连接数据广播能力提高了8倍,Bluetooth50对于ZigBee的冲击影响可想而知

而NB-IoT目前的提出就是针对IoT的使用场景,其中最大的特色是覆盖面广,价格便宜。NB-IoT现在联盟的力量很强大,大部分芯片商,通讯商,电信运营商都参与其中,都在积极的推进NB-IoT的公共网络建设,未来潜力非常值得关注

IoT技术选型及模型设计的思考

什么是NB-IoT

河南省通信管理局党组成员、副巡视员侯剑涛在致辞中表示,河南省信息通信业紧紧围绕建设网络强省的战略目标,在巩固增强提升畅通上下工夫,强化创新驱动,以新担当展现新作为,行业高质量发展迈出坚实步伐,取得了可喜的成绩,互联网用户高速增长,全省互联网用户新增1258万户,总数达到119996万户,突破了1亿户,据全国第四位,移动互联网用户总局达到了8695万户,居全国第四位。全省物联网用户总数达到了37785万户,居全国第七位。全省50早以上宽带接入用户占比达到988%,居全国第一位。

河南省互联网协会常务副理事长兼秘书长赵会群表示,5G赋能物联网迎来万物智联新时代,智慧城市建设将跑步进入新一轮提速期。河南省委、省政府抢抓战略机遇,将5G产业列入十大新兴产业,河南省互联网的发展面临着又一个春天。河南省互联网协会将继续发挥桥梁纽带作用,广泛联系 社会 各界,大力促进政府和产业界的沟通交流、各领域的跨界融合、大中小企业间的融通发展,集众力、汇众智,为推进互联网业 健康 快速发展、加快数字河南建设贡献力量。

会场嘉宾与领导合影

北京邮电大学教授吕廷杰发表了题为《5G时代的机遇与挑战》的精彩演讲,围绕移动通信发展趋势、互联网技术革新、平台经济模式、互联网金融机遇与挑战等方面,深刻阐释了互联网时代的深刻变革,以及在5G大规模布局的前提下,运营商如何抓住机遇,打造数字经济。他表示,5G是连接国民经济的基础设施,对整个国民经济基础设施和“互联网+”产生积极影响,为实体经济拥抱互联网提供了重要赋能。5G提供了三大应用场景和高可靠、低时延、大规模机器类通信,不仅体现在 娱乐 型和消费型的应用上,还将扩展到诸如智慧城市建设、智慧产业发展的大命题上。5G将带来多样性的网络架构,通信行业需跳出传统架构思维,进一步搭建和扩大5G网络的使用空间。

北京邮电大学教授吕廷杰发表演讲

中国信息通信研究院技术与标准研究所副总工程师罗松围绕“2018年物联网产业进展与发展挑战”的主题,就全球物联网最新发展态势、技术应用、生态构建、物联网芯片的发展现状和挑战四个方面作演讲。他提出,全球物联网的发展动能正在不断丰富,从外部周期性驱动来看,主要有基础设施建设、基础性行业转型、消费升级三大驱动;内生动力上,产业生态初步具备,连接技术不断突破,AI、工业互联网、区块链等新技术题材不断注入物联网。物联网逐步形成了新的技术演进,技术重心正在从有线向无线转移,从高能耗向低能耗转移,未来将是低速向高速转移,高时延向低时延转移。物联网应用方面,出现了需求侧的消费物联网、供给侧的生产性物联网和智慧城市物联网三大主线。目前,国内政策驱动型的物联网应用如智慧城市公共事务、安全类应用等,已远远快于海外市场。

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