窄帶物聯(lián)網(wǎng)的路越走越寬

文/陸成寬

有人說，互聯(lián)網(wǎng)的下半場是物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。這話未必是虛言。

近日，在工信部的指導(dǎo)下，三大電信運(yùn)營商與華為等企業(yè)以線上直播的方式，聯(lián)袂舉辦了5GNB-IoT“億”征程產(chǎn)業(yè)峰會。會上，工信部信息通信發(fā)展司副司長劉郁林表示，國家對新基建的重視，為5G、物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)帶來重大發(fā)展機(jī)遇。要加快形成以NB-IoT、4G、5G等技術(shù)梯次承接各類物聯(lián)網(wǎng)連接的發(fā)展格局。

商業(yè)前景廣闊的物聯(lián)網(wǎng)分支技術(shù)

5G的概念早已深入人心，而NB-IoT究竟是什么，可能有的人還不太清楚。

NB-IoT是“窄帶物聯(lián)網(wǎng)”的英文縮寫。所謂窄帶物聯(lián)網(wǎng)是指基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，僅消耗180千赫茲（kHz）左右?guī)挼奈锫?lián)網(wǎng)，因?yàn)橹С值凸脑O(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)鏈接，也被叫作低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）。

“目前，窄帶物聯(lián)網(wǎng)大多采用的是與蜂窩通信共用的1GHz以下的授權(quán)頻段、受國際標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP支持的2G/3G/4G蜂窩通信技術(shù)?！北本├砉ご髮W(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)攻防對抗技術(shù)研究所所長閆懷志在接受記者采訪時(shí)表示，窄帶物聯(lián)網(wǎng)是耗費(fèi)帶寬較低的物聯(lián)網(wǎng)，可以看作是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)分支技術(shù)。

閆懷志表示，2015年9月，窄帶物聯(lián)網(wǎng)在第三代合作項(xiàng)目——無線接入網(wǎng)絡(luò)（3GPPRAN）立項(xiàng)后，得到國際上絕大多數(shù)的運(yùn)營商、系統(tǒng)設(shè)備商、終端廠商的關(guān)注和響應(yīng)，后來形成了一個(gè)商業(yè)前景廣闊、全球統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)分支通信標(biāo)準(zhǔn)。

如今，站在5G的風(fēng)口上，窄帶物聯(lián)網(wǎng)被賦予更偉大的歷史使命，將為千行百業(yè)數(shù)字化賦能，助力實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)。劉郁林在5GNB-IoT“億”征程產(chǎn)業(yè)峰會致辭時(shí)透露，截至2019年底，我國已建成NB-IoT基站超過70萬個(gè)，實(shí)現(xiàn)全國主要城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上區(qū)域連續(xù)覆蓋，為各類應(yīng)用發(fā)展奠定了良好的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

迎合70%以上的物聯(lián)網(wǎng)場景需求

窄帶物聯(lián)網(wǎng)之所以被寄予厚望，是由其本身的特性決定的。通常來說，窄帶物聯(lián)網(wǎng)具有廣覆蓋、多連接、低功耗、低成本等特點(diǎn)。

廣覆蓋將極大地改善物聯(lián)網(wǎng)室內(nèi)覆蓋的現(xiàn)狀，在同樣的頻段下，窄帶物聯(lián)網(wǎng)比現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)增益20dB，相當(dāng)于覆蓋區(qū)域能力增強(qiáng)了百倍以上；多連接是指其單個(gè)扇區(qū)即可支持10萬個(gè)連接；低功耗特性使得其終端模塊待機(jī)時(shí)間可長達(dá)10年之久；低成本則是指其模塊成本低，單個(gè)連接模塊的成本可降至二三十元人民幣。

“因其基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)而構(gòu)建，所以可直接部署于GSM（全球移動(dòng)通信系統(tǒng)）網(wǎng)絡(luò)、UMTS（通用移動(dòng)通訊系統(tǒng)）網(wǎng)絡(luò)或LTE（長期演進(jìn)）網(wǎng)絡(luò)，大大降低了部署成本，并可以通過現(xiàn)網(wǎng)平滑升級來快速支持行業(yè)市場需求。”閆懷志說，窄帶物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是蜂窩網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)應(yīng)對萬物互聯(lián)的最佳解決方案之一，目前的應(yīng)用場景是公共事業(yè)服務(wù)或工業(yè)控制領(lǐng)域等垂直行業(yè)。

華為中國運(yùn)營商業(yè)務(wù)部副總裁楊濤在5GNB-IoT“億”征程產(chǎn)業(yè)峰會表示，NB-IoT所擁有的大連接、廣覆蓋、低功耗等特點(diǎn)，迎合了70%以上的物聯(lián)網(wǎng)場景的需求。

當(dāng)前，我國三大運(yùn)營商在300多個(gè)城市實(shí)現(xiàn)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和覆蓋，并提供了數(shù)十億的物聯(lián)網(wǎng)專項(xiàng)補(bǔ)貼；同時(shí)，以阿里、騰訊、華為、小米等為代表的巨頭企業(yè)也入局物聯(lián)網(wǎng)。

據(jù)了解，2020年1月，NB-IoT全球連接數(shù)突破1億；2月，中國連接數(shù)也破億。這標(biāo)志著NB-IoT產(chǎn)業(yè)邁過歷史拐點(diǎn)，進(jìn)入爆發(fā)式增長階段。從運(yùn)營商分布看，中國電信和中國移動(dòng)的NB-IoT連接數(shù)均超過4000萬，中國聯(lián)通則超過1000萬。預(yù)計(jì)到今年年底，全球5GNB-IoT連接數(shù)將再次翻番。

或引發(fā)多領(lǐng)域顛覆性創(chuàng)新應(yīng)用革命

窄帶物聯(lián)網(wǎng)雖然發(fā)展迅猛，但在不少方面仍然存在不足。

閆懷志表示，窄帶物聯(lián)網(wǎng)在互操作和一致性問題方面的性能表現(xiàn)還需要進(jìn)一步提升；在網(wǎng)絡(luò)覆蓋和基礎(chǔ)設(shè)施方面，窄帶物聯(lián)網(wǎng)的部署和長期支持均受到時(shí)間和成本的極大制約。比如，在成本上，雖然其模組成本目前降至30元以下，但是，相對于已經(jīng)成熟的4G、5G等模組來說，其終端模組集成、應(yīng)用系統(tǒng)適配等綜合成本并不算低；在應(yīng)用和商業(yè)模式上，完善的合作伙伴生態(tài)圈尚未建立。

同時(shí)，NB-IoT還面臨著包括LoRa在內(nèi)的其他物聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)的激烈競爭。此外，低速率數(shù)據(jù)傳輸、隱私和安全、IT系統(tǒng)轉(zhuǎn)換時(shí)間等問題也都是發(fā)展瓶頸。

劉郁林也指出，以NB-IoT為代表的移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展雖然取得了突破性成績，但是也面臨一些挑戰(zhàn)。目前，我國大部分NB-IoT連接集中在少數(shù)城市，在全國范圍內(nèi)的普及程度還有所欠缺，大量基站處于輕載、空載狀態(tài)；與4G、5G等先進(jìn)技術(shù)相比，2G和3G技術(shù)的普遍利用效率較低，但2G、3G物聯(lián)網(wǎng)連接仍占較大份額，在新增物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)中占比接近20%，還需要加快形成4G、5G技術(shù)梯次承接各類物聯(lián)網(wǎng)連接的發(fā)展格局；網(wǎng)絡(luò)覆蓋還有待進(jìn)一步完善，部分地區(qū)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)覆蓋水平還不能完全滿足承載2G連接遷移的要求。

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化問題也亟待解決。過去，我國的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)主要集中在如何解決無線終端與網(wǎng)絡(luò)的連接問題，但隨著NB-IoT應(yīng)用越來越廣泛，企業(yè)間通信模塊的標(biāo)準(zhǔn)尚未互通且非常雜亂，這就要求行業(yè)加快標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。

閆懷志指出，5G時(shí)代的到來，使得NB-IoT必將在組播支持、連續(xù)移動(dòng)性、新功率等級等方面大顯身手。同時(shí)，NB-IoT等基礎(chǔ)設(shè)施的完善，也會反過來促進(jìn)5G的真正落地與普及應(yīng)用。未來，5G和NB-IoT技術(shù)的融合賦能其他傳統(tǒng)行業(yè)，必將會引起工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、無人系統(tǒng)等領(lǐng)域新一輪顛覆性的創(chuàng)新應(yīng)用革命。