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NB-IoT:5G时代物联网核心技术

字号+ 作者:admin 栏目:前沿技术 2020-05-09 16:33

工信部近日发文部署深入推进移动物联网全面发展,提出建立NB-IoT(窄带物联网)、4G和5G协同发展的移动物联网综合生态体系。到2020年底,NB-IoT网络实现县级以上城市主城区普遍覆盖,重点区域深度覆盖、移动物联网连接数达到12亿。 在电信运营商和政府的共同

       工信部近日发文部署深入推进移动物联网全面发展,提出建立NB-IoT(窄带物联网)、4G和5G协同发展的移动物联网综合生态体系。到2020年底,NB-IoT网络实现县级以上城市主城区普遍覆盖,重点区域深度覆盖、移动物联网连接数达到12亿。

在电信运营商和政府的共同推进下,端到端的NB-IoT网络基础基础设施是目前发展重点,行业重心主要在于感知层、网络层和平台层的搭建。

目前物联网已上升到社会基础设施的高度。我国政府在中央经济工作会议中将5G、人工智能、工业互联网、物联网定义为“新型基础设施建设”,随后“加强新一代信息基础设施建设”被列入政府工作报告,今年以来更是得到中央密集部署和大力推进。

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        今年1月NB-IoT全球连接数突破1亿、2月中国连接数突破1亿。华为预计,全球连接数到今年年底将再次翻番,到2025年,NB-IoT芯片出货量将快速达到3.5亿,在整个蜂窝物联网芯片出货量中会占近50%,前景广阔。

       根据中国产业信息网的信息,预计到2020年市场规模将达到4760亿美元,年复合增速约为62%;其中中国物联网市场规模在2015年约为250亿美元,预计到2020年市场规模将达到2333亿美元,年复合增速为75%。

        保守估计NB-IoT市场空间占比整个物联网市场约为20%-25%,则到2020年全球NB-IoT市场规模约为1071亿美元,其中中国NB-IoT市场规模约为525亿美元。

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       NB-IoT,全称为Narrow Band Internet ofThings,也称窄带物联网,是3GPP专为运营商定制的LPWA蜂窝解决方案,采用超窄带、重复运输、精简网络协议等设计,以牺牲一定速率、时延、移动性能等获取面向LPWA物联网的承载能力。由于NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180KHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。

       其诞生于2014年5月华为和Vodafone共同提出的NB-M2M技术,而后进化为NB-CIoT;2015年7月,Nokia、Ericsson、Intel提出了NB-LTE技术,随后3GPP在上述两者之上着手制定标准,并在2016年7月确定标准,至此NB-IoT正式形成。

从接入网络上看,NB-IoT的上行传输方案支持单频音传输和多频音传输两种形式。单频音方案支持更好的覆盖、容量与终端功耗;多频音方案可用于支持更大的峰值速率。

        从技术特点上看,NB-IoT的部署方式较为快捷、灵活。从功耗和性能上看,NB-IoT终端的功耗低。从成本和市场推广上看,因为NB-IoT可直接部署于2G/3G/4G网络,现有无线网络基站的射频与天线可以复用。

与传统2G、3G、4G蜂窝通信模式相比,NB-IoT自身具备的低功耗、广覆盖、低成本、大容量等优势,使其可以广泛应用于多种垂直行业,如远程抄表、资产跟踪、智能停车、智慧农业等。

        NB-IoT与5G三大应用场景中的海量物联、高可靠低时延连接均契合,因此,2019年7月,3GPP正式向ITU-R(国际电信联盟无线电通信部门)提交5G候选技术标准提案,其中NB-IoT被正式纳入5G候选技术集合,作为5G的组成部分与NR(New Radio)联合提交至ITU-R。

        ITU-R对提交的5G标准提案进行复核后,将于2020年正式对外发布。此次NB-IoT技术被正式纳入5G候选技术集合,预示着NB-IoT已经具备平滑过渡到5G的能力,将作为5G时代的重要场景化标准持续演进,NB-IoT将在5G时代扮演重要的万物互联角色。

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        中国电信科技委主任韦乐平指出,在NB-IoT的产业链收入分布中,芯片终端、网络连接、平台服务、应用方案占比分别为20%-25%、12%-15%、10%-15%、50%-60%。

        目前,NB-IoT产业已经拥有包括华为海思、高通、中兴微电子等在内的9家芯片厂商,及中兴通讯、上海移远通信、中移物联网等在内的21家NB-IoT模组厂商。这些厂商构成了NB-IoT强大的元件厂商生态,为其发展打下坚实的基础保障。

        根据不同场景下应用需求,NB-IoT将主导低速率、广覆盖应用场景,4G补强中高速率,而5G则充分发挥自身优势用于高宽带、低时延的物联网传输场景,这为国内厂商带来机遇,对于通信模组,厂商正加大力度进行研发与合作,移远通信以和5G芯片供应商高通达成合作。

        目前NB-IoT应用最为广泛,该技术可直接部署于蜂窝网络以降低部署成本。在工信部指导和运营商的支持下NB-IoT网络建设蓬勃发展。目前我国三大运营商NB-IoT连接数占全球连接数总量的30%。工信部预测,2020年我国NB-IoT基站规模将达到150万个,基于NB-IoT的M2M连接将超过6亿。

        物联网底层产业成熟、丰富应用开始发展的时期。此时网络接入成本低廉,更多是需求驱动,基于云计算与人工智能的物联网垂直应用是价值所在。

        NB-IoT大量应用于表计、智慧城市领域。NB2018年开始放量,2019年进入大规模放量,预计高增长仍将持续。在政策引导、标准统一、基站配套、成本下降等各种利好的共同促进下,NB-IoT应用端千亿市场空间有望加速释放。

 

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