物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下的NB-IoT如何成為主流技術(shù)

我們常常會聽到，物聯(lián)網(wǎng)將構(gòu)建一個(gè)萬物互聯(lián)互通的時(shí)代，而只有標(biāo)準(zhǔn)才能真正實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。

同時(shí)，5G的到來加速了物聯(lián)網(wǎng)需求的爆發(fā)，物聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的混戰(zhàn)也在不斷升級。尤其是低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)（LPWAN）的競爭愈演愈烈，其中包括LoRa、NB-IoT、SigFox、RPMA、Weightless等各個(gè)技術(shù)流派。

而在這一系列LPWAN技術(shù)選項(xiàng)中，NB-IoT目前正處于絕對的領(lǐng)先地位。

NB-IoT為何能夠領(lǐng)先

NB-IoT是窄帶物聯(lián)網(wǎng)（Narrow Band Internet of Things）的簡稱，是一種基于LTE蜂窩技術(shù)的低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。不同的是，LTE主要服務(wù)于“人”，而NB-IoT服務(wù)于“物”。

而NB-IoT使用License 頻段這一特點(diǎn)，也使得其可直接部署于 GSM 網(wǎng)絡(luò)、UMTS 網(wǎng)絡(luò)或 LTE 網(wǎng)絡(luò)，與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)共存，以降低部署成本，實(shí)現(xiàn)平滑升級。

另外，NB-IoT所擁有的四大特點(diǎn)，也完美契合物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。

首先，低功耗。NB-IoT 聚焦小數(shù)據(jù)量、小速率應(yīng)用，因此 NB-IoT 設(shè)備功耗可以做到非常小，設(shè)備續(xù)航時(shí)間可以從過去的幾個(gè)月大幅提升到幾年。

其次，低成本。NB-IoT 可以在現(xiàn)有的 LTE 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，進(jìn)而快速完成組網(wǎng)。加上各大運(yùn)營商都在大力推動 LTE 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，這對于 NB-IoT 的覆蓋也有正面作用。

第三，大連接數(shù)。在同一基站的情況下，NB-IoT 可以比現(xiàn)有無線技術(shù)提供 50-100 倍的接入數(shù)。一個(gè)扇區(qū)能夠支持 10 萬個(gè)連接，支持低延時(shí)敏感度、超低的設(shè)備成本、低設(shè)備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。在一定的空間內(nèi)，多設(shè)備不會產(chǎn)生互相干擾，NB-IoT 足以輕松滿足未來智慧家庭中大量設(shè)備聯(lián)網(wǎng)需求。

第四，廣覆蓋。NB-IoT 室內(nèi)覆蓋能力強(qiáng)，比 LTE 提升 20dB 增益，相當(dāng)于提升了 100 倍覆蓋區(qū)域能力。不僅可以滿足農(nóng)村這樣的廣覆蓋需求，對于廠區(qū)、地下車庫、井蓋這類對深度覆蓋有要求的應(yīng)用同樣適用。

急速爆發(fā)的NB-IoT市場

也正是基于以上技術(shù)特點(diǎn)，近年來隨著物聯(lián)網(wǎng)市場的逐步成熟，NB-IoT在很多細(xì)分領(lǐng)域也開始大戰(zhàn)拳腳。

比如，在遠(yuǎn)程抄表方面。人工上門抄表是原始的水氣表數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方式，但隨著社會的發(fā)展，這種方式存在著包括效率低、人力成本高、出錯(cuò)率高、無法進(jìn)門和維護(hù)管理困難等弊端。此后出現(xiàn)的出現(xiàn)GPRS遠(yuǎn)程抄表，雖然比人工抄表更先進(jìn)也更安全，但是也有功耗高、信號差和通訊基站用戶容量小等缺點(diǎn)。

而NB-IoT技術(shù)能夠完美解決這一系列問題。它在同一基站中通訊用戶容量是GPRS遠(yuǎn)程抄表的10倍；待機(jī)時(shí)間更可以長達(dá)10年以上；可覆蓋到室內(nèi)和地下室；模塊的成本也更低。

另一個(gè)例子就是畜牧業(yè)。以往，養(yǎng)殖戶主要通過人工的方式來對放養(yǎng)的牲畜進(jìn)行監(jiān)控和驅(qū)趕，但是這不僅浪費(fèi)人力，也很難形成一個(gè)監(jiān)管系統(tǒng)。而GPRS通訊基站容量很難支撐起龐大的牲畜群，設(shè)備的續(xù)航時(shí)間也不如人意。另外，由于牧場主要在中國的北部和西部邊疆地區(qū)，信號覆蓋強(qiáng)度也存在問題。

NB-IoT則能夠突破GPRS技術(shù)的瓶頸，在偏遠(yuǎn)地區(qū)擁有更強(qiáng)、更廣的信號覆蓋和更大的通訊基站用戶容量。

以紫光展銳的牲畜檢測追蹤智能項(xiàng)圈方案為例，它能夠?qū)δ翀錾蟮慕】怠⑸碇芷?、位置、活動情況進(jìn)行檢測，提高牲畜繁殖效率、提升產(chǎn)奶量和提供走失定位報(bào)警。項(xiàng)圈通過GPS定位，數(shù)據(jù)可通過NB-IoT/GSM網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)缴?a target="_blank">信息管理平臺。牧民通過網(wǎng)頁或手機(jī)客戶端就可以實(shí)時(shí)獲取牲畜體征信息。

除了上述內(nèi)容，NB-IoT還可以被應(yīng)用在智能鎖、路燈監(jiān)控、井蓋監(jiān)控和資產(chǎn)定位等多個(gè)領(lǐng)域?！叭f物互聯(lián)互通”的呼聲越來越響亮，NB-IoT憑借其優(yōu)異的特性將在未來全面數(shù)字化的社會中大展拳腳。

NB-IoT市場未來

但是單純只有應(yīng)用并不能完全支撐NB-IoT市場的發(fā)展。

資深業(yè)內(nèi)人士告訴集微網(wǎng)記者，近年來NB-IoT的快速發(fā)展得益于技術(shù)本身的優(yōu)勢，同時(shí)也離不開政策的支持和整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的推動。

政策方面，2017 年 6 月，工信部發(fā)布了《關(guān)于全面推進(jìn)移動物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）建設(shè)發(fā)展的通知》，通知要求：一是加強(qiáng) NB-IoT 標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究，打造完整產(chǎn)業(yè)體系；二是推廣 NB-IoT 在細(xì)分領(lǐng)域的應(yīng)用，逐步形成規(guī)模應(yīng)用體系；三是優(yōu)化 NB-IoT 應(yīng)用政策環(huán)境，創(chuàng)造良好可持續(xù)發(fā)展條件。

產(chǎn)業(yè)鏈方面，為了配合產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，運(yùn)營商以NB-IoT 物聯(lián)網(wǎng)為突破口，開啟一次次大規(guī)模的 NB-IoT 模塊招標(biāo)來加速 NB-IoT 應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

標(biāo)準(zhǔn)方面，早在 3GPP R13 協(xié)議中，NB-IoT 核心標(biāo)準(zhǔn)就已凍結(jié)；R15 協(xié)議支持 NR 與 NB-IoT 的共存部署方案，從而確保了 5G 部署后存量的 NB-IoT 終端業(yè)務(wù)不受影響； R16 協(xié)議明確支持 NB-IoT 接入 5G 新核心網(wǎng)，確保 NB-IoT 在 5G 時(shí)代技術(shù)發(fā)展的連續(xù)性；在即將于 2019 年年底啟動立項(xiàng)的 R17 協(xié)議中，愛立信、高通等公司明確提出 R17 LPWA 基于 NB-IoT 繼續(xù)演進(jìn)。

此外，各大芯片廠商也開啟了在NB-IoT領(lǐng)域的一場角逐。2018年12月，中國移動終端實(shí)驗(yàn)室公布了NB-IoT芯片（模組）評測結(jié)果，如下圖所示，在定點(diǎn)場景的功耗、業(yè)務(wù)時(shí)延，以及移動場景的成功率、業(yè)務(wù)時(shí)延和功耗等關(guān)鍵性能上，紫光展銳的春藤8908A相較同類廠商表現(xiàn)優(yōu)異。

由于春藤8908A的性能優(yōu)異，2018年11月，在中國聯(lián)通300萬片模組標(biāo)單中，該芯片以55%的占比斬獲中國聯(lián)通NB-IoT通信模塊項(xiàng)目芯片部分的最大份額。在不斷滿足國內(nèi)需求的同時(shí)，展銳還先后通過了歐洲最大電信運(yùn)營商德國電信及南非最大電信運(yùn)營商MTN的NB認(rèn)證測試，在國際市場上嶄露頭角。

與機(jī)遇并存的挑戰(zhàn)

雖然NB-IoT市場未來可期，但也存在著諸多難點(diǎn)。例如客戶的定制化需求多，再加上同行之間的競爭激烈，利潤值也持續(xù)走低。

據(jù)悉，由于模塊廠商在價(jià)格方面的激烈競爭，短短幾年間，模塊價(jià)格從 70 元人民幣下降到 20 元，NB-IoT 芯片價(jià)格則從 5 美元降低到 2 美元以下。

對此，紫光展銳智能物聯(lián)產(chǎn)品線總經(jīng)理鮮苗表示，當(dāng)前價(jià)格已經(jīng)不是制約NB-IoT發(fā)展的主因，著眼于應(yīng)用端的健康生態(tài)才是當(dāng)前發(fā)展的重點(diǎn)。

不過，硬件也需要合理的利潤才能保證可持續(xù)性發(fā)展?；诘凸暮透呖煽啃缘腘B-IoT芯片的終端產(chǎn)品才能承載負(fù)荷物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)需要的操作系統(tǒng)、云平臺與應(yīng)用服務(wù)。

針對這些挑戰(zhàn)，深耕重點(diǎn)細(xì)分市場，深度挖掘需求并提供優(yōu)質(zhì)的差異化產(chǎn)品，是當(dāng)前NB-IoT芯片公司應(yīng)當(dāng)關(guān)注的。有方科技告訴集微網(wǎng)記者，不同于競爭對手只做模塊，公司會提供整套的解決方案：云+管+端，來為客戶節(jié)省大量開發(fā)成本。

另外，由于NB-IoT 的主要優(yōu)勢之一就是低功耗。當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品中普遍還是使用2G模塊，雖然NB-IoT 的功耗比 2G 略好一些，但在中等頻率和高頻率實(shí)時(shí)使用中并沒有絕對優(yōu)勢。這也是NB-IoT需要面臨的挑戰(zhàn)之一。

對此，鮮苗則表示，NB-IoT起初可能只是2G的替代品，只有當(dāng)2G網(wǎng)絡(luò)不好用了的時(shí)候才會被迫選擇NB-IoT。但從實(shí)際應(yīng)用角度來看，遠(yuǎn)程抄表、無線煙感和電動車防盜這些領(lǐng)域恰好是2G沒有觸及到的地方。再加上2G必然會退出歷史舞臺，盡管2G向NB-IoT的轉(zhuǎn)變略顯緩慢，但NB-IoT的四大特性會促使一些行業(yè)在選用NB-IoT時(shí)會做出與以往使用2G時(shí)不同的產(chǎn)品。

總結(jié)：

目前，5G已經(jīng)全國正式商用，而中國運(yùn)營商們也已經(jīng)啟動或正在準(zhǔn)備2G/3G退網(wǎng)計(jì)劃事宜。在這一變遷當(dāng)中，NB-IoT所扮演的角色將進(jìn)行一次華麗的轉(zhuǎn)身。站上物聯(lián)網(wǎng)主舞臺的NB-IoT，已經(jīng)成為了全球最佳、最主流、首選的LPWAN技術(shù)。

在大帶寬的5G時(shí)代，如何把NB-IoT技術(shù)淋漓盡致地運(yùn)用到各行各業(yè)當(dāng)中，這是目前我們需要思考的問題。隨著競爭越來越激烈，硬件利潤越來越薄，NB-IoT芯片（模組）供應(yīng)商們也要制訂好應(yīng)對策略，才能在這一潛力市場占得更多席位。

責(zé)任編輯：ct