蜂窝物联网,开创移动通信业务新蓝海

发布时间:2017-07-26 作者:丰孝英(中兴通讯) 阅读量:

  据Gartner等权威机构预测,2020年物联网(IoT)将实现数百亿的连接量和万亿美元的产业规模,市场空间广阔。中国作为全球第二大经济体,将引领全球物联网市场。未来,全球每5个物联网连接就有1个在中国。据有关机构报告,2020年中国物联网总连接数将达100亿,新增连接中约20%~30%适合蜂窝物联网(Cellular Internet of Things,CIoT)承载,其中智能家居、智能楼宇、智能抄表、市政物联和物流追踪五大领域约占CIoT总连接的90%。


  通信业人口红利释放殆尽,主流移动通信市场的终端渗透率趋于饱和,运营商急需通过寻找新的服务,挖掘网络服务价值,蜂窝物联网被公认为移动通信业务的新蓝海。

 

NB-IoT技术受青睐

 

  基于3GPP的物联网接入技术,有MTC、LTE-Cat.1、LTE-Cat.0、eMTC、NB-IoT等,不同的技术,适用于不同的应用场景。eMTC属于中等速率、高实时的物联网技术,适用于POS机、智能家电等应用场景。NB-IoT适用于低速率、高延时的物联网场景,例如智能抄表、智能停车、车辆跟踪、物流监控、智慧农林牧渔业等。各类应用占比分布如图1所示。

 



  由图1可知,低速率的物联网应用在整个物联网市场中占比60%,是个巨大的市场空间,目前尚处于空白状态,而NB-IoT特别适合低速率的物联网应用,受到运营商及物联网生态圈的青睐。可以说,NB-IoT为运营商进入物联网市场开辟了新航道。


  窄带物联网NB-IoT技术具备四大优势:海量连接、深度覆盖、低功耗和低成本。


● 海量连接


  与2G/3G/4G相比,NB-IoT有50~100倍的上行容量提升,200kHz带宽下单基站小区可支持5万用户。因此,与现有无线技术相比,NB-IoT可以提升50~100倍的接入数,同时进行了海量存储和接入控制的优化,适合海量接入的场景,例如智能路灯、智能垃圾桶、智能井盖、智能水表、智能电表、智能气表等。


● 深度覆盖


  NB-IoT无线技术提升了功率谱密度,比LTE提升20dB增益,即覆盖能力提升100倍,很好地实现了广域覆盖。这解决了现有LTE无线信号一些场景难以覆盖到的问题,例如楼宇、地下车库、地下室内或地下管道内的水表、电表、气表等场景。


● 低功耗


  NB-IoT采用节电技术DRX(Discontinuous Reception)和PSM(Power Saving Mode),通过减少不必要的信令和在PSM状态时不接受寻呼信息来达到省电的目的,可让设备时时在线,保障电池5年以上的使用寿命。这满足了物联网设备低功耗长待机的关键需求,特别是无持续供电或无法更换电池的场景,如野生动物跟踪、恶劣条件下的传感器设备等,这些设备的待机时间通常要求5年以上。


● 低成本


  NB-IoT核心网相对传统EPC核心网增加了小包数据控制面传输优化、节电优化(PSM、eDRX)、信令流程简化,大幅降低消息交互,实现NB-IoT的低移动性接入。低速率、低复杂度带来的是低成本,NB-IoT芯片可以做得很小。芯片成本往往和芯片尺寸相关,尺寸越小,成本越低,NB-IoT在射频上做了优化,模块的成本随之变低。

 

中兴通讯NB-IoT解决方案

 

  中兴通讯作为NB-IoT的主要发起者和推动者,积极参与并引领NB-IoT的标准化工作。同时,在NB-IoT的商业化进程中,中兴通讯率先提供了端到端的NB-IoT解决方案,涵盖芯片、模组、无线网络、核心网以及NB-IoT物联网平台,为运营商提供一站式解决方案。


  中兴通讯NB-IoT核心网,基于中兴通讯虚拟化核心网vEPC,不仅实现了标准定义的NB-IoT功能,并对相关流程和处理进行了优化,更好地满足物联网大连接、业务迅猛发展、话务模型多样性的需求。


● 支持多网融合,同时支持2G/3G/4G、NB-IoT和eMTC用户接入;


● 支持DCN(Dedicated Core Network)和网络切片,对于传统的物联网业务可以通过DÉCOR/eDÉCOR技术把传统物联网终端迁移到专用核心网,构建专用的物联网核心网;


● 通过存储优化和共享,单网元支持亿级用户接入;


● 节电模式可灵活配置,根据不同的场景和应用配置不同的接口模式;


● 灵活的过负荷控制策略,应对物联网大规模突发冲击,保证设备可靠性。


  通过引入上述技术,使得中兴通讯NB-IoT核心网产品更加符合窄带物联网的通信特性,可以满足海量终端同时接入。与人网通信相比,NB-IoT核心网将占有更少的系统资源,提供更高的集成度和更低的功耗。


  此外,中兴通讯NB-IoT核心网基于虚拟化架构,为运营商提供更加低成本、快速部署、业务开放的服务:


● 大容量、低成本满足物联网海量连接和低吞吐量的需求;


● 实时弹性、无损升级,满足物联网业务多变、发展快的特性;


● 一键开通、快速部署,满足物联网业务快速开通的需求;


● 分布式容灾、精确故障定位,满足物联网网络可靠性和安全性要求;


● 架构开放,兼容5G

  中兴通讯核心网通过专业的运维手段,包括业务的自动部署、网络的数据分析、自动弹性伸缩,形成一整套闭环的运维系统,降低运营商的运维成本。

 

NB-IoT技术验证进展

 

  自2016年6月NB-IoT标准冻结,蜂窝物联网产业就进入了发展的快车道。2017年开始,国内运营商在NB-IoT领域全面拉开号角,因此,2017年被普遍认为是中国NB-IoT规模商用的元年。目前,国内各大运营商的NB-IoT物联网建设都在如火如荼地开展,近期中兴通讯已经顺利完成多项NB-IoT测试。


  中兴通讯首家完成中国移动在广东的NB-IoT外场测试,在复杂的网络环境与严苛的测试要求下,完成了包括无线、核心网、终端及应用在内的全产业链组网测试。其中采用了虚拟核心网、基于PaaS的业务平台


  中兴通讯核心网EPC产品顺利完成了中国电信NB-IoT网络测试验证,为即将开启的NB-IoT大规模商用奠定了良好基础。


  CIoT开创了移动通信业务新蓝海,NB-IoT技术为运营商进入物联网开辟了新航道。中兴通讯NB-IoT解决方案以其先进的架构、面向未来的演进特性,助力运营商在新蓝海中扬帆起航,开启新征程。