常見的幾大物聯網通訊技術優缺點分析

常見的幾大物聯網通訊技術優缺點分析

圖蟲創意

  物聯網是當前所有通訊技術與計算機、互聯網的結合,物聯網主要是實現物與物之間,人與物之間,動物與物之間的相互連接溝通及環境與信息狀態的實時共享以及智能化的收集、處理、傳遞、執行,也就是說只要涉及到信息技術的應用,都可以納入物聯網的范疇。在物聯網的普及過程中,無線技術將扮演著越來越重要的角色,筆者通過常見的幾種LPWAN無線通訊技術(NB-IoT/eMTC/LoRa)對比,探討物聯網大勢下的無線技術各自的特點和應用場景。

  一、NB-IoT

  NB-IOT全稱為Narrow Band-Internet of Things,窄帶物聯網,NB-IOT屬于物聯網范疇的一種技術。是由華為主導,并已成為3GPP標準的LPWA技術。NB-IOT基于現有蜂窩網絡的技術,可以通過升級現網來快速支持行業市場需求,成為GUL網絡上的第四種模式。同時,NB-IOT還具有覆蓋廣(能覆蓋到地下)、電池壽命長(超過十年)、成本低(每個模塊不足5美元)、容量大(單個小區能支持10萬連接)四大能力。

  技術優勢

  NB-IoT具備四大特點:一是廣覆蓋,將提供改進的室內覆蓋,在同樣的頻段下,NB-IoT比現有的網絡增益20dB,相當于提升了100倍覆蓋區域的能力;

  二是具備支撐海量連接的能力,NB-IoT一個扇區能夠支持10萬個連接,支持低延時敏感度、超低的設備成本、低設備功耗和優化的網絡架構;

  三是更低功耗,NB-IoT終端模塊的待機時間可長達10年;

  四是更低的模塊成本,企業預期的單個接連模塊不超過5美元。

  NB-IOT聚焦于低功耗廣覆蓋(LPWA)物聯網(IOT)市場,是一種可在全球范圍內廣泛應用的新興技術。其具有覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗低、架構優等特點。NB-IOT使用License頻段,可采取帶內、保護帶或獨立載波三種部署方式,與現有網絡共存。

  應用場景

  NB-IOT最常應用于智能水表、智能停車、寵物智能跟蹤三大典型應用場景,在NB-IOT的后期規劃中,還會涉及到智能自行車、智能煙霧檢測器、智能垃圾桶、智能路、智能售貨機等方面。

  面臨的挑戰

  第一,互操作和一致性問題。2015年,NB-IoT的主要成員,包括沃達豐、愛立信、Telefonica和GSMA開展了面向NB-IoT設備的簡單的互操作和一致性認證試驗。沃達豐還在英國紐伯里建立了專用NB-IoT實驗室,2016年下半年在德國杜塞爾多夫繼續開放進一步的實驗室研究。

  第二,部署和長期支持。NB-IoT部署的最大問題是時間和成本,根據沃達豐的估計,85%的企業基站可支持NB-IoT,只需進行軟件的升級,但對基站陳舊的網絡運營商,則需對硬件進行升級。這將導致NB-IoT網絡建設的成本增加和時間消耗。另一個問題是全球M2M漫游。理論上,運營商需支持三種標準,分別是:CAT-M,EC-GSM,NB-IoT,以及GPRS。此外,端點需要OTA升級,以提供安全性和其它升級。

  第三,應用和商業模式。為了建立NB-IoT應用和商業模式,移動通信行業需要盡快建立合作伙伴生態圈。例如:德國電信已在柏林和波蘭的克拉科夫建立了NB-IoT原型樞紐,這些樞紐被納入孵化器中,為開發者提供快速學習的環境,激勵新的商業模式思考、縮短產品市場化的時間。

  第四,與LPWAN(低功耗廣域物聯網)技術的競爭。LoRa和Sigfox已被證明是重要的發展技術,其中,Sigfox已在24個國家投入使用,LoRa繼續在一些國家、專網和社區網建設中使用。由于NB-IoT在近期內不會大規模部署,其它技術競爭者仍有機會確定自己的市場定位。

  目前,NB-IoT的市場普及在各國間存在差異。在許多國家,潛在的運營商可能面臨來自非移動LPWAN網的強有力競爭。例如,在荷蘭,KPN已建立了國家LoRa網,在這種情況下,它可能不太會采用NB-IoT。

  第五,確定正確的市場進入戰略。LPWAN的應用具有在非常規的間隔中發送小數據有效載荷的特性。潛在的用戶可能需要更多低價值的服務。在這種情況下,NB-IoT運營商需要開發相應的戰略,應對這樣的市場需求。主要策略包括:建立市場與品牌間的平衡;擴大市場占有率,不僅限于傳統的M2M業務;在低端市場避免成本價格戰,側重于可控制價格溢價的應用;探索新商業模式以創造價值,加強垂直行業合作。

  第六,定價計劃的設計,主要是物聯網數據計劃。目前,運營商仍在嘗試中。例如:韓國電信最近推出覆蓋全國的LoRa網,推出6種數據計劃,每一計劃對應于使用不同頻段的數據應用。它的定價模式是:LoRa的數據計劃價格只相當于基于LTE的物聯網業務的十分之一。在擁有LoRa或Sigfox業務的國家,NB-IoT的資費不得不保持合理的競爭區間。而在英國,由于沒有國家LPWAN網絡,NB-IoT運營商在設計定價結構時,會有更多回旋余地。

  此外,低速數據傳輸、隱私和安全、IT系統的轉換時間等問題,都將限制其發展。

  二、eMTC

文 / 采集俠 2019/05/29

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