物聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展
據(jù)Gartner等權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測,2020年物聯(lián)網(wǎng)IoT(Internet of Things)將實(shí)現(xiàn)數(shù)百億的連接量和萬億美元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模,市場空間非常廣闊。中國作為全球第二大經(jīng)濟(jì)體,將引領(lǐng)全球物聯(lián)網(wǎng)市場。未來,全球每5個(gè)物聯(lián)網(wǎng)連接就有1個(gè)在中國。據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)報(bào)告,2020年中國物聯(lián)網(wǎng)總連接數(shù)將達(dá)100億,新增連接中約20~30%適合蜂窩物聯(lián)網(wǎng)CIoT(Cellular Internet of Things)承載,其中智能家居、智能樓宇、智能抄表、市政物聯(lián)和物流追蹤五大領(lǐng)域約占CIoT總連接的90%。
在通信業(yè)人口紅利釋放殆盡,主流移動(dòng)通信市場的終端滲透率趨于飽和,運(yùn)營商急需通過尋找新的服務(wù),挖掘網(wǎng)絡(luò)服務(wù)價(jià)值。在這樣的大背景下,蜂窩物聯(lián)網(wǎng)CIoT被公認(rèn)為移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的新藍(lán)海。
NB-IoT技術(shù)受青睞
基于3GPP的物聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù),有MTC、LTE-Cat.1、LTE-Cat.0、eMTC、NB-IoT等,不同的技術(shù),適用于不同的應(yīng)用場景,例如eMTC屬于中等速率、高實(shí)時(shí)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),適用于POS機(jī)、智能家電等。NB-IoT適用于低速率、高延時(shí)的物聯(lián)網(wǎng)場景,例如智能抄表、智能停車、車輛跟蹤、物流監(jiān)控、智慧農(nóng)林牧漁業(yè)等。 各類應(yīng)用占比分布如下圖所示:
由圖可知,低速率的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)市場中占比60%,擁有巨大的市場空間,目前尚處于空白狀態(tài),而NB-IoT以其具有的技術(shù)優(yōu)勢,特別適合低速率的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,因此受到運(yùn)營商及物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈的青睞,也為運(yùn)營商進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)市場開辟了新航道。
窄帶物聯(lián)網(wǎng)NB-IoT技術(shù)具備如下四大優(yōu)勢:
優(yōu)勢一:海量連接
與傳統(tǒng)的2G/3G/4G相比,NB-IoT有50~100倍的上行容量提升,200kHz帶寬下單基站小區(qū)可支持5萬用戶。因此,與現(xiàn)有無線技術(shù)相比,NB-IoT可以提升50~100倍的接入數(shù),同時(shí)進(jìn)行了海量存儲(chǔ)和接入控制的優(yōu)化,適合海量接入的場景,例如智能路燈、智能垃圾桶、智能井蓋、智能水表、智能電表、智能氣表等。
優(yōu)勢二:深度覆蓋
NB-IoT無線技術(shù)提升了功率譜密度,NB-IoT比LTE提升20dB增益,即覆蓋能力提升100倍,很好地實(shí)現(xiàn)了廣域覆蓋,即使在地下車庫、地下室、地下管道等信號難以到達(dá)的地方也能覆蓋到。這解決了現(xiàn)有LTE無線信號難以覆蓋到的問題,例如部署在樓宇、地下車庫、地下室內(nèi)或地下管道內(nèi)的水表、電表、氣表等場景。
優(yōu)勢三:低功耗
NB-IoT節(jié)電技術(shù)DRX(Discontinuous Reception)和PSM(Power Saving Mode),通過減少不必要的信令和在PSM狀態(tài)時(shí)不接受尋呼信息來達(dá)到省電的目的,可讓設(shè)備時(shí)時(shí)在線,保障電池5年以上的使用壽命。這滿足了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備低功耗長待機(jī)的關(guān)鍵需求,特別是無持續(xù)供電或無法更換電池的場景,如野生動(dòng)物跟蹤、惡劣條件下的傳感器設(shè)備等,這些設(shè)備的待機(jī)時(shí)間通常要求5年以上。
優(yōu)勢四:低成本
NB-IoT核心網(wǎng)相對傳統(tǒng)EPC核心網(wǎng)增加了“小包數(shù)據(jù)控制面?zhèn)鬏攦?yōu)化、節(jié)電優(yōu)化(PSM、eDRX)”,信令流程簡化、大幅降低消息交互,實(shí)現(xiàn)NB-IoT的低移動(dòng)性接入。低速率、低復(fù)雜度帶來的是低成本,NB-IoT芯片可以做得很小。芯片成本往往和芯片尺寸相關(guān),尺寸越小,成本越低,NB-IoT在射頻上做了優(yōu)化,模塊的成本隨之變低。
中興通訊NB-IoT解決方案
中興通訊作為NB-IoT的主要發(fā)起者和推動(dòng)者,積極參與并引領(lǐng)NB-IoT的標(biāo)準(zhǔn)化工作。同時(shí),在NB-IoT的商業(yè)化進(jìn)程中,中興通訊率先提供了端到端的NB-IoT解決方案,涵蓋芯片、模組、無線網(wǎng)絡(luò)、核心網(wǎng)以及NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)平臺,為運(yùn)營商提供一站式解決方案。
中興通訊NB-IoT核心網(wǎng),基于中興虛擬化核心網(wǎng)vEPC,不僅實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)定義的NB-IoT的功能,并對相關(guān)流程和處理進(jìn)行了優(yōu)化,引入如下技術(shù),更好地滿足物聯(lián)網(wǎng)大連接、業(yè)務(wù)迅猛發(fā)展、話務(wù)模型多樣性的需求。
支持多網(wǎng)融合,同時(shí)支持2/3/4G、NB-IoT和eMTC用戶接入;
支持DCN(Dedicated Core Network)和網(wǎng)絡(luò)切片,對于傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)可以通過D?COR/eD?COR技術(shù)把傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)終端遷移到專用核心網(wǎng),構(gòu)建專用的物聯(lián)網(wǎng)核心網(wǎng);
通過存儲(chǔ)優(yōu)化和共享,單網(wǎng)元支持億級用戶接入;
節(jié)電模式可靈活配置,根據(jù)不同的場景和應(yīng)用配置不同的接口模式;
靈活的過負(fù)荷控制策略,應(yīng)對物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模突發(fā)沖擊,保證設(shè)備可靠性。
上述技術(shù),使得中興NB-IoT核心網(wǎng)產(chǎn)品更加符合窄帶物聯(lián)網(wǎng)的通訊特性,可以滿足海量終端同時(shí)接入,與人網(wǎng)通訊相比,NB-IoT核心網(wǎng)將占有更少的系統(tǒng)資源,提供更高的集成度和更低的功耗,符合綠色通訊的趨勢。
此外,中興NB-IoT核心網(wǎng)基于虛擬化架構(gòu),為運(yùn)營商提供更加低成本、快速部署、業(yè)務(wù)開放的服務(wù):
大容量、低成本滿足物聯(lián)網(wǎng)海量連接和低吞吐量需求;
實(shí)時(shí)彈性、無損升級滿足物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)多變、發(fā)展變化快的特性;
一鍵開通、快速部署滿足物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)快速開通需求;
分布式容災(zāi)、精確故障定位滿足物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)可靠性和安全性要求;
架構(gòu)開放,兼容5G,滿足未來網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)。
中興通訊核心網(wǎng)通過專業(yè)的運(yùn)維手段,包括業(yè)務(wù)的自動(dòng)部署、網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)分析、自動(dòng)彈性伸縮,形成一整套閉環(huán)的運(yùn)維系統(tǒng),降低運(yùn)營商的運(yùn)維成本。
中興通訊NB-IoT近期國內(nèi)案例
自2016年6月NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié),蜂窩物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)就進(jìn)入了發(fā)展的快車道。2017年開始,國內(nèi)運(yùn)營商在NB-IoT領(lǐng)域全面拉開號角,因此,2017年被普遍認(rèn)為是中國NB-IoT規(guī)模商用的元年。目前,國內(nèi)各大運(yùn)營商的NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)都在如火如荼的開展,近期中興通訊已經(jīng)順利完成如下NB-IoT測試:
中興通訊首家完成中國移動(dòng)在廣東的NB-IoT外場測試,在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與嚴(yán)苛的測試要求下,完成了包括無線、核心網(wǎng)、終端及應(yīng)用在內(nèi)的全產(chǎn)業(yè)鏈組網(wǎng)測試。其中采用了虛擬核心網(wǎng)、基于PaaS的業(yè)務(wù)平臺。
中興核心網(wǎng)EPC產(chǎn)品順利完成了中國電信NB-IoT網(wǎng)絡(luò)測試驗(yàn)證,為即將開啟的NB-IoT大規(guī)模商用奠定了良好基礎(chǔ)。
展望未來 開啟新征程
CIoT開創(chuàng)了移動(dòng)通信業(yè)務(wù)新藍(lán)海,NB-IoT技術(shù)為運(yùn)營商進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)開辟了新航道,中興通訊NB-IoT解決方案以其先進(jìn)的架構(gòu)、面向未來的演進(jìn)性,助力運(yùn)營商在新藍(lán)海中揚(yáng)帆起航,開啟新征程。