08.30 釋說芯語:從ofo小黃車欠費“失聯”,看窄帶物聯網的發展

前陣子ofo小黃車被曝出由於超過半年未支付智能鎖通信服務費,服務商將對業務涉及300萬輛單車的智能鎖物聯網卡陸續停止服務。這些小黃車或將面臨無法定位、無法遠程升級維護、密碼更替失靈、用戶關鎖後無法自動停止計費等問題。

ofo小黃車應用的窄帶物聯網技術是什麼?為什麼會存在未續費而停機的情況,讓我們來了解一下窄帶物聯網的前世與今生。

互聯網的出現極大的促進了社會生產力的進步,人與人的交流藉助互聯網變得快速、高效。而物與物的連接也有巨大的經濟價值,於是物聯網的概念就橫空出世了。

物聯網,其英文名稱是:“Internetof things(IoT)”。顧名思義,物聯網就是物物相連的互聯網。從字面意思看:其一,物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡;其二,終端應用延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通信,也就是物物相息。

物聯網,它是一個概念,是一個框架,具體的實現就要請出來我們今天的主角窄帶物聯網(Narrow Band Internet of Things, 簡稱NB-IoT),這次我們將從多個維度來深入瞭解NB-IoT。

首先從技術維度來講,全球網絡不外乎蜂窩網絡,光纖網絡,衛星網絡等載體,而NB-IoT正式構建於蜂窩網絡,它只消耗大約180KHz的帶寬——這也是它的“窄帶”名字的由來,因此可直接部署於GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡,部署的方式也相當靈活,獨立部署(Stand alone)、保護帶部署(Guard band)、帶內部署(In band),如下圖所示。獨立部署模式:可以利用單獨的頻帶,適合用於GSM頻段的重耕;保護帶部署模式:可以利用LTE系統中邊緣無用頻帶;帶內部署模式:可以利用LTE載波中間的任何資源塊。充分降低部署成本、完美實現平滑升級。

釋說芯語:從ofo小黃車欠費“失聯”,看窄帶物聯網的發展

再從時間維度來講,蜂窩網絡經過多年的發展,從最早的1G,2G時代,再到目前已經測試的5G時代,時間跨度也從1983年的模擬蜂窩網絡到1991年的數字蜂窩網絡,再到2008年北京奧運會中國移動部署的TD-SCDMA為主的3G網絡,再到如今的5G開始測試,而NB-IOT標準在3GPP R13出現,2015年9月,3GPP正式將這一技術命名為NB-IoT,並於2016年6月份凍結,於2017年開始商用,也正是4G網絡成熟,2G、3G網絡重耕的時候。

釋說芯語:從ofo小黃車欠費“失聯”,看窄帶物聯網的發展

再從標準維度,NB-IoT標準是由華為、高通、沃達豐主導的NB-CloT建議以及愛立信、諾基亞主導的NB-LTE建議融合而成,其中NB-CIoT的成分要更多一些,換句話說就是華為和高通在NB-IoT領域所擁有的核心專利數量更多。對於窄帶物聯網(NB-IoT),運營商已達成共識,應使用授權頻譜,採用帶內、防護頻帶獨立部署。這一新興技術可以提供廣域網絡覆蓋,旨在為吞吐量、成本、能耗都很低的海量物聯網終端設備提供強力支撐。

其次從性能維度,新標準要實現四個目標:

超強覆蓋,在獨立部署模式下,NB-IoT覆蓋能力可達到164dB,相對於原來GPRS系統,增加20dB的信號增益,基本可以覆蓋室內區域,提升了近100倍覆蓋區域的能力,其採用了重傳和低階調製等機制,即使應用場景在準封閉的情況下,其可靠性也能達到99%。

超低功耗,NB-IoT藉助節電模式(PowerSaving Mode, PSM)和超長非連續接收(Enhanced Discontinuous Reception, eDRX)可實現長時間待機。簡單說就是終端註冊在網但信令不可達;在空閒模式下延長睡眠週期。NB-IoT應用目標是對於典型的低速率、低頻次業務模型,等容量電池壽命可達10年以上。(當然是數據量較少的情況^_^);

超低成本,終端芯片的目標定價為1美元,模塊目標定價為2美元(暫時還沒有達到);

超大連接,NB-IoT的先天優勢下,其容量可達100k終端用戶設備,僅僅一個扇區~~

釋說芯語:從ofo小黃車欠費“失聯”,看窄帶物聯網的發展

NB-IoT做為一個新技術,也不是沒有缺點與劣勢。NB-IoT宣稱連接在線數可以達到100k的數據量,這個肯定不會是併發連接,所以當輪詢獲取數據時,這個時間間隔還是非常重要的,不過,通過分層架構設計的方式可以減輕這部分劣勢。

NB-IoT的設備成本目前仍然居高不下,約5美元,而藍牙,zigbee已經可以在1美元以內了,並且由於採用了license的頻段,因此,在設備在使用過程中,仍然要繳納網絡流量費用,這個也是一個不小的開支。價格這個助推劑貌似是失效了。

NB-IoT的應用場景並沒有那麼美麗。物聯網的應用可以是遠程抄表,智慧停車,但是這塊是人家國家電網的蛋糕啊!人家沒有理由分給NB-IoT,再者,我國智能抄表國電已經基本部署改造完成,其電力載波技術相當完善,像小編家中的電費幾乎就是實時到賬。為什麼會費勁周折再來一次?

所有的技術必須轉化為生產力,否則他就沒有存在與再發展意義。NB-IoT在商用過程化中,中國電信作為三大電信運營商是最早投入NB-IoT技術的運營商,也是中國電信與ofo小黃車簽署了戰略合作協議。中國聯通對待NB-IoT同樣態度積極,率先在上海啟動NB-IoT網絡試商用,建設NB-IoT網絡,聯通同樣可直接在4G FDD基站上升級實現部署。而中國移動更是推出自己的NB-IoT專用芯片來進軍物聯網行業。三大運營商對於NB-IoT均提供了不菲的資金補貼,相信有了運營商的鼎力支持,NB-IoT的發展肯定不會是曇花一現。

NB-IoT的發展現在已經處於快速商用階段,就像ofo小黃車一樣,利用了窄帶通訊的低速率,高容量的優點,當然,此次停機未續費也暴露了NB-IoT使用了license的頻段而帶了高額的流量費用的弊端,隨著虛擬運營商的牌照獲批,定向流量費用一定會進一步降低,聯合NB-IoT芯片與模塊成本的降低,窄帶物聯網的發展必將引發井噴式的發展。


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