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风口上的技术解密NB网络

发布时间:2020-09-26

您现在的位置: 风口上的技术:解密NB-IoT的前世今生 物联中国

日期: 09:11:0 来源:物联中国 点击:501次 核心提示:近年来,随着实体经济快速发展,人民生活水平持续提高,对络数据传输速度的诉求也越来越迫切。国内主要三大运营商在国家政策三令五申之下 近年来,随着实体经济快速发展,人民生活水平持续提高,对络数据传输速度的诉求也越来越迫切。国内主要三大运营商在国家政策三令五申之下,短短几年完成了从 G络到4G络的平滑升级,其络速度和稳定性相比以前已经获得很大提升,解决了普通民的移动络痛点。不过,在商业领域,络部署永远无法满足市场需求,因此,低功耗、广域覆盖(LPWA)的物联NB-IoT技术标准应运而千万个站就模仿着出来了生。

201 年初,华为与相关业内厂商、运营商展开窄带蜂窝物联发展,并起名为LTE-M;2014年5月,由沃达丰,中国移动,Orange,Telecom Italy,华为,诺基亚等公司在 GPP GERAN工作组立项,LTE-M的名字演变为Cellular IoT,简称CIoT;2015年4月,PCG(Project Coordination Group)会议上做了一件重要的决定:CIoT在GERAN做完SI之后,WI阶段要到RAN立项并完成相关协议;2015年6月,NB-IoT技术协议获得了 GPP 无线接入(RAN)技术规范组会议通过;2015年9月,RAN#69次会议上经过激烈讨论,各方最终达成了一致,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)。从立项到协议冻结仅用时不到8个月,成为史上建立最快的 GPP标准之一。由此看出,国家顶层设计对该技术寄予厚望,市场对该技术也比较看好,诸多推手让该技术在当年可以顺利完成一致性并正式进入商用阶段。

客观来讲,NB-IoT技术是为解决当前市场痛点而被开发出来。根据络数据传输速率不同,对物联业务进行高速、中速、低速区分:

1 高速率业务:主要使用 G、4G技术,例如车载物联设备和监控摄像头, 对应的业务特点要求实时的数据传输;

2 中等速率业务:主要使用GPRS技术,例如居民小区或超市的储物柜,使用频率高但并非实时使用,对络传输速度的要求远不及高速率业务;

低速率业务:业界将低速率业务市场归纳为LPWAN(Low Power Wide Area Network)市场,即低功耗广域。目前还没有对应的蜂窝技术,多数情况下通过GPRS技术勉力支撑,从而带来了成本高、影响低速率业务普及度低的问题。

综合以上来看,低速率业务市场其实是最大的市场,低速率业务急需开拓,NB-IoT就是一种新的窄带蜂窝通信LPWAN(低功耗广域)技术,可以帮助我们解决低速率市场应用的问题。

作为一项应用于低速率业务中的关键技术,NB-IoT技术具备先天优势:

1 低成本:与LoRa相比,NB-IoT无需重新建,射频和天线基本上都是复用的。以中国移动为例,900MHZ里面有一个比较宽的频带,只需要清出来一部分2G的频段,就可以直接进行LTE和NB-IoT的同时部署。低速率、低功耗、低带宽同样给NB-IoT芯片以及模块带来低成本优势。模块预期价格不超过5美元。

2 低功耗:低功耗特性是物联应用一项重要指标,特别对于一些不能经常更换电池的设备和场合,如安置于高山荒野偏远地区中的各类传感监测设备,它们不可能像智能一天一充电,长达几年的电池使用寿命是最本质的需求。NB-IoT聚焦小数据量、小速率应用,因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小,设备续航时间可以从过去的几个月大幅提升到几年。

高覆盖:NB-IoT室内覆盖能力强,比LTE提升20dB增益,相当于提升了100倍覆盖区域能力。不仅可以满足农村这样的广覆盖需求,对于厂区、地下车库、井盖这类对深度覆盖有要求的应用同样适用。以井盖监测为例,过去GPRS的方式需要伸出一根天线,车辆来往极易损坏,而NB-IoT只要部署得当,就可以很好的解决这一难题。

4 强链接:在同一基站的情况下,NB-IoT可以比现有无线技术提供倍的接入数。一个扇区能够支持10万个连接,支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的络架构。举例来说,受限于带宽,运营商给家庭中每个路由器仅开放个接入口,而一个家庭中往往有多部、笔记本、平板电脑,未来要想实现全屋智能、上百种传感设备需要联就成了一个棘手的难题。而NB-IoT足以轻松满足未来智慧家庭中大量设备联需求。

NB-IoT具备以上四大优势,是目前市场最看好的应用前景。目前,它也有一定局限性,相较同类技术,蓝牙、Thread、ZigBee三种技术已经比较成熟,芯片成本方面具备绝对优势,另外对于无需实时联的应用场景,NB以畅游目前的股价和估值来看-IoT技术尚不具备替代当前成熟技术。

相对于传统产业,物联的产业生态比较庞大,需要从纵向产业链和横向技术标准两个维度多个环节进行分析。对于低功耗广域络,从纵向来看,目前已形成从 底层芯片 模组 终端 运营商 应用 的完整产业链。其中,芯片在NB-IoT整个产业链中处于基础核心地位,现在几乎所有主流的芯片和模组厂商都有明确的NB-IoT支持计划。

华为收购公司Neul的芯片实现的比较早,已有测试样片;高通的芯片在2016年四季度阶段发布,而且高通的芯片是NB-IoT和eMTC双模的芯片; Intel的芯片2016年四季度会提供第一批的芯片,但是主要是以测试为主,商用芯片也是在2017年年初发布;MTK的芯片也在研发当中,2017年上半年会发布;中兴微、大唐的芯片也都在研发当中。

从横向来看,产业链每一环节都有NB-IoT、LoRa、Sigfox、ZETA、Ingenu等不同技术标准的厂商存在。说到这些,不得不重提下之前的LPWAN,NB-IoT、LoRa、Sigfox、ZETA、Ingenu都是LPWAN的分支。像Lora、Sigfox等,属于工作在非授权频段的技术,这类技术大多是非标、自定义实现;而像GSM、CDMA、WCDMA等较成熟的2G/ G蜂窝通信技术是工作在授权频段的技术,这类技术基本都在 GPP(主要制定GSM、WCDMA、LTE及其演进技术的相关标准)或 GPP2(主要制定CDMA相关标准)等国际标准组织进行了标准定义。

在底层芯片领域,NB-IoT技术的市场集中度会保持在50%以下,而在LoRa阵营中,目前射频芯片供应集中在Semtech一家厂商,占据绝大多数市场份额,从而形成大于80%的市场集中度;在模组环节,由于具备渠道、技术、规模的优势,很多NB-IoT模组的出货量应该掌握在原来拥有2G/ G/LTE模组产品线的厂商手中,无法形成较高的市场集中度,在LoRa模组群体中,原有厂商多为中小企业,在LoRa应用越来越多的情况下,还有不少厂商入局,使得整个市场形成相对充分竞争状态,市场集中度较低;运营商环节,主流运营商非常明确会部署并运营NB-IoT络,也就是说,未来的NB-IoT络运营仍将集中在三大运营商手里,所以这一领域的市场集中度为100%,而对于LoRa络运营来说,由于要满足各类政企行业用户多样化的需求,将来可能会出现多种形式的运营商,包括CLAA的跨地域云络运营商、行业级络运营商、企业私运营商等,因此市场集中度非常低。

总结来看,非常明显的是NB-IoT的产业链上多个环节具有高度市场集中度,可以看出这一领域更多是巨头主导;LoRa产业链上芯片环节形成高度市场集中度,其他环节皆是大量参与者的形态。

目前NB-IoT市场炒作非常热,产业链也包含了许多不同的硬件:芯片、模块、终端设备等等,可以说给各个层面的企业及产业资本提供很大的机会,纵观这些投资机会,Airiot觉得以下两个创投领域非常值得关注:

1 传感器

NB-IoT无疑促进了物联的产业生态,让传感器可以深入到细分市场,带来巨大的商业机会。全球传感器产业到2020年前后将拥有接近 000亿美元的市场规模,而有券商认为,中国企业将在这个千亿级的传感器市场中占有三分之一的份额,目前国内高端传感器掣肘该领域的发展进程,因此发展空间巨大。

2 应用

虽然底层硬件非常重要,但真正让这些装置发挥加值效果,体现数据的价值和利益分享的价值,还是需要为了特定服务目的开发的应用软件,这些更是未来巨大的市场,将为进入该领域的业者和资本提供更大的机会。

相比面向娱乐和性能的物联应用,NB-IoT面向低端物联终端,更适合广泛部署,在以智能抄表、智能停车、智能追踪为代表的智能家居、智能城市、智能生产等领域的应用必将大放异彩。

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