近兩年來,關(guān)于無線通信技術(shù)發(fā)展,吳老師聽到最多的兩個詞就是 5G 和物聯(lián)網(wǎng)了。本期專題開始就想跟大家好好掰扯掰扯物聯(lián)網(wǎng),將包括物聯(lián)網(wǎng)的前世今生、應(yīng)用 case、NB-IOT 技術(shù)原理、NB-IOT 規(guī)劃等。至于 5G 技術(shù),還是等果子成熟了再說(至少還是等協(xié)議定下來再說吧,大寫的囧)。
1 ? 何為物聯(lián)網(wǎng)?
何為物聯(lián)網(wǎng)(IOT)?It stands for Internet of Things。Basic idea is to connect EVERYTHING that you can think of by Internet。
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首先我們得知道,自從上世紀(jì) 80 年代以來,從大哥大開始,無線通信技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了四代的傳承與發(fā)展。從開始的人與人的連接,發(fā)展到人與物的連接,自然地,咱們腦洞大開,是否可以將所有的物都連在一起呢?而實際上從商業(yè)上來看,語音通信(人與人連接)收入已經(jīng)見頂,由于 4G 的大力建設(shè),數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(人與人&人與物的連接)支撐運營商收入進(jìn)入了新的巔峰,那么下個收入藍(lán)海將是什么?從目前觀點來看即是物與物的連接將成為第三個波峰,而物聯(lián)網(wǎng)將是重要的載體。
這里就不得不涉及到很多商業(yè)與技術(shù)的思考。試列舉之:
◢發(fā)展的驅(qū)動力在哪?
◢應(yīng)用 case 在哪?
◢商業(yè)前景如何?
◢選擇何種連接技術(shù)最經(jīng)濟有效?
先引用一些關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)市場前景的預(yù)測數(shù)據(jù):2020 年,中國將達(dá)百億物聯(lián)網(wǎng)連接(含各種連接),產(chǎn)業(yè)鏈市場空間 1 萬億人民幣(數(shù)據(jù)來源:麥肯錫等)。當(dāng)然,你還可以找到各種預(yù)測的數(shù)據(jù),總之一句話,這個餅很大,機會很多,這將是一群人的狂歡,想去 high 的(包括單身狗們)快上車,否則你錯過的不僅僅是一個億!
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2 ?物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景豐富,但是依據(jù)對技術(shù)的需求,總體來看可以劃分為兩類:
◢可以使用非蜂窩(以短距 Wi-Fi、藍(lán)牙等為主)網(wǎng)絡(luò)來承載的應(yīng)用
◢建議使用蜂窩(包括現(xiàn)有的 2/3/4G 及其他技術(shù))物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)承載的應(yīng)用(運營商市場主要在蜂窩領(lǐng)域,這也是我們討論的重點)
目前,對于運營商來說,智能家居、智能樓宇、抄表、市政物聯(lián)和物流追蹤這五大領(lǐng)域?qū)⑹菓?yīng)用推廣的重點。以下引用一些統(tǒng)計和預(yù)測數(shù)據(jù)作為參考:
3 ?物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的眾生相
這張圖見諸于各物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)資料中,理論上來講,如果對這圖理解了,那么恭喜你對物聯(lián)網(wǎng)功力已經(jīng)練到了五成,呵呵。
下面我試著對上圖從幾個維度進(jìn)行解讀:
◢橫軸代表覆蓋要求,一般可以劃分為長距離和短距離,因此將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)劃分為了兩個大類。短距離通信技術(shù)有我們熟悉的 wifi(不要告訴我你不知道)、Bluetooth,還有大家不熟悉的 ZigBee 等。不過對不起,這些短距離通信技術(shù)天生就有覆蓋范圍受限的缺點,應(yīng)用場景也就隨之受限(如果你看看排球隊的菇娘們,就知道有種高度你是高攀不上的),因為比如智能抄表等業(yè)務(wù)肯定是位于地下室或者彎角旮旯里,覆蓋能力不行怎么搞定?這些技術(shù)不是運營商的興趣點,當(dāng)然也不是咱們研究的重點。對于長距離通信,主要的代表技術(shù)是 NB-IOT、eMTC、LoRa、SigFox 等。實際上對于長距離通信技術(shù),一般同時具備了強覆蓋、低成本、小功耗、大連接這四個關(guān)鍵特點(敲黑板,重點重點重點,注意沒有高速率),我們又將這類技術(shù)稱為 LPWA(Low Power Wide Area)。從這四個特點來看,簡直是人見人愛,所以運營商也愛,并且是真愛。再次敲黑板了,注意注意,咱們這個系列的主角 NB-IOT 已經(jīng)自帶光環(huán)出場了,以后詳細(xì)聊。
◢縱軸代表速率要求:基本可以劃分為高、中、低三個速率等級。高速率:(>1Mbps),主要的應(yīng)用場景有車聯(lián)網(wǎng)、視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程醫(yī)療等,代表技術(shù)有 4G LTE-V 和 5G 新技術(shù)等;中速率:((<1Mbps),主要的應(yīng)用場景有可穿戴設(shè)備、銀行業(yè) PoS 機、電梯廣告推送、車隊管理等,代表技術(shù)有 eMTC、GPRS/CDMA、wifi 等;低速率:((<200Kbps),主要的應(yīng)用場景有能源抄表、氣象 / 環(huán)保監(jiān)測、資產(chǎn)標(biāo)簽、智能停車、智能鎖等,代表技術(shù)有 NB-IoT、LoRa 、Sigfox(廣域覆蓋)、藍(lán)牙、zigbee 等短距技術(shù)等;
◢對于 LPLA 而言,我們還可以進(jìn)一步細(xì)分,主要國際標(biāo)準(zhǔn)還是私有技術(shù)、公共頻段還是授權(quán)頻段,這不展開講。
◢從這個圖還可以看出,技術(shù)能力的統(tǒng)一與互斥性,也即很難有種技術(shù)是覆蓋好又速率快的。如果有,請讓我看到你們的雙手??
◢那么為什么有這么多技術(shù)呢?多得看花燈似得。答案 CMCC 早告訴你了:移動過年七款禮,總有一款適合你!
彩蛋時間
好了,最后摘抄一段英文給大家,這是我在最開始接觸 IOT 時看到的。When you start reading about IoT, I am pretty sure that you will see some words about M2M and now start searching about M2M. And when you searching M2M and reading them, I am pretty sure that you will hear something about MTC, D2D. Then while I was googling about MTC, D2D and I started hearing about LTN and realized that even ETSI specification are released about LTN.
In addition to Cellular based IoT/M2M, many kinds of other network and short range wireless protocols that are designed for IoT/M2M or revised from existing application for IoT/M2M application, now we have even more confusing bubbles as illustrated below. If you are confused with this diagram, I would say my mission accomplished. This specific section is to confuse you :).
如果沒看懂,那么恭喜我,我的目的達(dá)到了,因為這段話的唯一目的就是 confuse you。
好了,今天咱們主要聊了物聯(lián)網(wǎng)的一些概述性的話題,從下篇開始,我們將深入解讀 NB-IOT 技術(shù)。
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