聚焦可穿戴設備用戶痛點 NB-IoT迎來商用加速度

從合作推出最小尺寸NB-IoT通用模組,到支持Rel-14 NB+2G雙模SoC,再到MWCS上推出多款面向消費級市場的NB-IoT R14終端產品……一年時間,聯發科與合作伙伴在NB-IoT領域創造了多個第一。

聚焦可穿戴設備用戶痛點

當前,在可穿戴設備領域,什麼才是剛需?

在聯發科看來,可“監控”,才是可穿戴設備存在的根本原因所在。

面向健康管理領域的老人手錶,重點在於潛在監控老年人可能出現的跌倒並實時告警,這與兒童手錶防走丟、煙感之於火災隱患防範、智能井蓋監控地下水位的道理異曲同工。

其次,對於可穿戴設備,語音功能是必不可少的選項,從2G手錶到4G手錶,語音的存在便有其合理性,但在手環、手錶、追蹤器等可穿戴設備中,最大的痛點是耗電。

這一年以來,聯發科與業界合作,重點研究如何降低NB-IoT端到端的功耗問題。儘管在一年前,聯發科推出其首款NB-IoT 芯片MT2625時,就已經具備了相對較低的功耗。

聚焦可穿戴設備用戶痛點 NB-IoT迎來商用加速度

一年前的6月29日,在MWCS上,聯發科推出 MT2625,並打造了業界尺寸最小的NB-IoT通用模組,同時支持R13 NB1、R14 NB2 ,以及450MHz-2.1GHz全頻段。

去年,聯發科曾認為,智能家居在線率低下,一直是業界頭疼的難題,沒有上線率廠家就無法貼近用戶。基於此,聯發科在其MT2625參考設計中,還集成了對藍牙、WiFi和GPS的支持,不再侷限於傳統行業應用,還可面向消費級的家庭場景。

5個月後,聯發科推出支持NB-IoT R14的雙模(NB-IoT+2G)SoC MT2621,並提供了與之對應的可穿戴參考設計。

相對於MT2625適合全球範圍內智能家居、物流跟蹤、智能抄表等靜態場景應用,MT2621雙模的出現,彌補了兒童手環、追蹤器和老年手錶等以往需要依賴藍牙+手機連接才能獲取設備數據信息的缺憾,讓可穿戴設備走向廣域連接。

面向全球化佈局

2018年MWCS,愛立信與聯發科進行了多個NB-IoT終端應用演示,涉及智能門鎖、健康/兒童手錶和追蹤器,這種情形完全有別於2017年的MWCS,愛立信與高通展示eMTC+VoLTE火警報警場景應用。

在此次愛立信與聯發科相關的合作中提及, 雙方對基於3GPP Release 13的用例完成端到端測試,並對R 14功能完成兼容性驗證之後,愛立信的客戶將能在採用聯發科技NB-IoT芯片的多元產品上提供服務。

在中國移動20多款通用模組中,多數NB-IoT模組普遍支持Band3/5/8,比如採用Boudica150的通用模組支持2~6個頻段,而採用MT2625的通用模組則支持4~15個頻段,也間接說明了搭載聯發科NB-IoT芯片的模組將面向全球市場商用。

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今年2月~4月,聯發科技完成NB-IoT R14商用驗證,完成了對NB2的速率增強技術試驗,將上行速率由R13的60kbps提升到R14的150kbps以上,下行速率由R13的21kbps提升到R14的100kbps以上。

不久前,沃達豐和德國電信進行了NB-IoT國際漫遊實驗,未來,冷鏈、集裝箱物流跟蹤等業務將因為NB-IoT+eSIM具備強有力的國際漫遊保障。

在聯發科眼中,移動性是R14 NB-IoT必須具備的另一個特徵。針對 MT2621,經試驗在時速 120km/h 的環境下,NB-IoT可實現資產追蹤和定位,也適應於電動車最高 25km/h 的行駛環境,適用於電動車防盜和安全監控。

NB,求量更應重“質”

2017年5月17日,中國電信建成31萬個NB-IoT基站,採用800MHz覆蓋,當時,被業界稱之為全球最好的窄帶物聯網,沒有之一。

一年後,時任中國聯通高層在MWCS2018前夕透露,中國聯通建成超過33萬個NB-IoT基站。

同樣,在MWCS上,中國移動高層表示,快速提升NB-IoT城區覆蓋深度和鄉鎮覆蓋廣度。半年前的中國移動還表態,要建全國最大的,也是全球最大的窄帶物聯網。

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從三家運營商各自網絡部署看,業界已經從追求NB-IoT網絡覆蓋廣度,向注重滿足場景需求進行深度覆蓋,這更有利於當下NB-IoT差異化發展。

聯發科技副總經理暨智能設備事業群總經理遊人傑認為,NB-IoT發展正在經歷三個階段:第一階段是以芯片、基站和網絡建設為主的技術積累階段;第二階段是終端產品商用階段;接下來則將隨著標準的成熟、網絡基礎設施及配套政策的完善,進入全面起飛的第三階段。

上半年,在某公開場合,某家互聯網巨頭曾犀利點評,通信行業一談物聯網,不是賣模組,就是談連接數、ARPU……或許,作為構建平臺的運營方,很難理解這些指標量化背後的意義。

此前,業界觀點指出,如果NB-IoT模組在短期內無法達到低於GSM模組的成本,不具有爆發的可能性,就像每一代移動通信技術升級,業界為何總在強調初期千元機的重要性一樣?

去年通信展上,也有業內人士指出,NB-IoT模組並不是越便宜越好。對於初期追求規模降低門檻的產業鏈而言,這種反調有點刺耳。

上述兩種截然不同的觀點,看似矛盾,採取的路徑、解決問題的方法不盡相同,但均隱含看重“價值”的深意。

如果從去年眾多商用案例看,大概只有提升奶牛產奶量這一案例被業界津津樂道,背後也體現了“價值”二字的重要性。

在MWCS上,中國電信高層吐槽行業價值下降的言論吸引了大量眼球,如果不是這樣“刺耳”的一碗湯、湯一碗的“倒來倒去”,或許,之後講解的幾個關於NB-IoT的商用案例會被娓娓道來。

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福州是一個沿海城市,多臺風和易內澇。中國電信在47個區域、1500個點的井下水位、水庫、湖泊,包括防洪的閘、站、管道進行聯排聯控,實現了泛在感知系統,並能夠快速響應,確保了對內澇的防控;在深圳,中國電信通過NB-IoT與水務的結合實現漏損率下降至10%,上報成功率由86%提升至99%……

一個是智慧城市對於內澇的綜合防控,一個是智慧水務的應用,單個看待NB-IoT的應用案例,似乎枯燥無味,但NB-Io成為綜合應用手段中的一部分,且形成海量的規模,價值展現才會成為可能,提升價值背後給予人們嚮往美好生活的意義始終沒有改變。

當朋友好奇的問及,NB-IoT應用於井蓋到底有何作用時,或許,我們只是在孤立的看待某個應用場景,或者某個點……這大概也NB-IoT網絡需要實現連片覆蓋+深度覆蓋的初衷。

物聯網碎片化的市場,看重的是長尾效應,更注重規模效應。IoT+AI使能智慧城市,是業界一致認可的方向。遊人傑認為,人工智能與物聯網市場的結合將是大趨勢,而聯發科在智能設備領域不僅僅聚焦NB-IoT,還包括將人工智能應用於智慧家居中,同時也在探索AI+邊緣雲的結合。

Rel-14、2G+NB-IoT將提供新體驗

多年來,中國移動4G終端和網絡的VoLTE TMOS在逐年提升。

然而,不爭的事實卻是,中國移動當下74.49%的4G滲透率中,VoLTE用戶在今年年初僅佔三分之一。因此,中國移動今年也在加大力度提升VoLTE感知。

近期,市場對中國移動3G退網的各種“解讀”,也再次使得業界清晰的認識到,中國移動2G網絡即使在5G時代來臨之前也將長期存在。

中國移動的2G網絡,當下不僅僅承載了多數用戶的語音重任。2G的存在,也使得中國移動M-IoT循序漸進的發展,不似中國電信推進NB-IoT一般激進。

此前,業界曾有一種聲音,希望以NB-IoT加速替代中國移動的2G-IoT,願景美好,現實很骨感,需要時間改變一切。

儘管,單模NB-IoT更利於成本、功耗的下降,但NB-IoT+2G這個看似過渡的方案,不僅僅是依託於中國移動用20年時間完善2G網絡進行互補,更是靈活滿足窄帶蜂窩物聯各個場景下的需求。當前,從網絡到終端已經具備規模商用發力的臨界點。

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目前,基於Rel-13版本的NB-IoT網絡,應用主要基於抄表、路燈、燃氣、煙感等業務為主。中國電信相關人士認為,NB-IoT並非無所不能,它適用於低頻次的場景應用,頻次低、速率低,傳輸小速率,帶來了低功耗、低成本和海量連接等優勢,“大家只關注NB-IoT的四個優勢,但並未關注4個優勢的前提是什麼。”

因此,基於Rel-14版本的NB-IoT在定位增強、多播傳輸、多載波、移動性和低功率方面得到了增強,滿足於更多場景需求。從去年年中開始,中國移動在公開場合希望業界支持NB-IoT芯片/模組的Rel-14版本,同時支持eSIM。

與此同時,在一個月前,華為發佈了基於3GPP R14協議的NB-IoT商用版本,相較於之前的版本,新版本支持七倍用戶速率、兩倍小區容量、兩倍小區覆蓋、定位服務四大性能。

當前,NB-IoT R13的上下行峰值速率已不能滿足越來越多的物聯網業務需求。遊人傑表示,當初設計MT2625和MT2621之時,便考慮了能夠提供與GPRS同等的速率等級、更好的移動性、滿足遠程升級等對NB-IoT數據傳輸速率,和滿足時延有較高要求的LPWA業務場景,因此,MT2625和MT2621均很早便支持了NB-IoT R14。

面向演進的NB-IoT R14標準通過增大傳輸塊(2536 bits TBS)和採用雙進程(2HARQ)技術,使得上下行峰值速率均可達到100kbps以上,適用於遠程升級(FOTA)等對數據傳輸速率和時延要求較高的應用。

國產芯片理解NB-IoT更深刻

在MWCS上,中國移動發佈了《2018年智能硬件質量報告》,通過低功耗、常規/極限覆蓋、任何時間可傳數等維度,對搭載高通MDM9206、華為Boudica120/150、MT2625、RoseFinch7100、RDA8908A這六款芯片的模組進行了六大典型應用場景的測評。

報告指出,在過去半年中NB-IoT芯片得到了持續改進,關鍵性能提升顯著;物聯網應用場景千差萬別,各芯片擅長的關鍵能力不同,需要根據場景核心需求選擇合適的芯片。弱覆蓋下的數據傳輸時延、多模芯片的功耗表現有待進一步優化。產業需要加強對物聯網安全的關注力度。

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在功耗測評項中,分為24小時一次、每小時一次的數據傳輸(200字節)和位置區更新,報告指出,Boudica150相對120功耗優化效果顯著,RoseFinch7100在PSM狀態下功耗持續領先(~2微安)。MT2625在兩種業務模型下功耗最優,同時在空閒和連接態下也表現優秀。MDM9206由於支持三模功耗稍高。

極限接入測評項中,在SINR為-7dB無線環境,各芯片平臺均滿足最大耦合損耗(MCL)為164dB的增強覆蓋要求。Boudica120、Boudica150在RSRP低至-134dB的無線環境仍可駐網成功並完成業務交互。

在業務時延測評方面,中興微RoseFinch7100在中等覆蓋、極限覆蓋下,對20字節數據傳輸和200字節傳輸兩種業務模型,業務時延均最優。

……

相對於上一期報告,中國移動此時發佈的新版NB-IoT芯片測評報告更加詳盡。如果從時間點和網絡部署側重點看,意味著中國移動在八大典型場景中可能將在下半年做深做透。年初,中國電信也在水務燃氣、智慧小鎮、白電廚衛、小牧童(畜牧)等重點行業進行了聚焦。

在NB-IoT通用模組方面,中國移動去年發佈了三大系列近15款模組。今年,通用模組擴充至20多款。隨著中國移動對功耗、接入等各個指標的要求提升,通用模組名單也出現了更新,以此更好的推動產業滿足各場景中的行業需求。

在中國移動20多款通用模組中,採用RoseFinch7100的模組有一款(可能是因為去年發佈時間晚的緣故),採用MDM9206、Boudica120的模組各有2款,採用Boudica150、8908A和MT2625的模組分別為4、5、6款,這也說明模組廠家對NB-IoT標準、協議到芯片設計等方面的理解上逐步變得深刻了。

NB-IoT迎來規模發展曙光

2018年第一季度,NB-IoT和eMTC網絡的建設勢頭繼續增強。

全球有50個NB-IoT和15個Cat - M1網絡投入商用運營。其中,50張NB-IoT分佈於33個國家,15張Cat-M1網絡分佈在12個國家/地區。

聚焦可穿戴設備用戶痛點 NB-IoT迎來商用加速度

面向5G,Cat-M1與NB-IoT互補發展一直是業界所期待的,它們將成為5G時代與之並存的LPWA標準之一,Cat-M1的商用也將填補NB-IoT與Cat.1之間的空白。

按照諮詢公司的預測,中國2020年物聯網連接數將達到80億,其中蜂窩網絡規模超過10億。另據《愛立信移動市場報告》預測,2023年,蜂窩物聯網用戶有60%會在東北亞區,連接數將佔22億。

在近期的公開場合,中國聯通披露其物聯網連接數超過8000萬;中國移動披露物聯網連接數超過2.9億。(2017年,中國移動物聯網連接達 2.29 億;2018年,物聯網智能連接數目標淨增1.2億)

作為最早商用NB-IoT的中國電信,物聯網連接規模已突破6000萬,年底將突破1億。此前,在2016年,中國電信物聯網連接數淨增約為1300萬。2017年,物聯網達到4430萬個連接,同比淨增超過200%。

近期,以eMTC商用為主的北美地區,AT&T、Verizon、T-Mobile US紛紛宣佈即將商用NB-IoT。

愛立信高級副總裁兼CTO 艾瑞科(Erik Ekudden)表示,預計2023年全球IoT終端總數超過35億,多數將是NB-IoT和LTE-M。對於2G+NB-IoT市場發展,他認為,全球很多市場的確還有2G-IoT的現網系統,但支持這些系統的頻譜正在變得越來越小。


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