08.30 释说芯语:从ofo小黄车欠费“失联”,看窄带物联网的发展

前阵子ofo小黄车被曝出由于超过半年未支付智能锁通信服务费,服务商将对业务涉及300万辆单车的智能锁物联网卡陆续停止服务。这些小黄车或将面临无法定位、无法远程升级维护、密码更替失灵、用户关锁后无法自动停止计费等问题。

ofo小黄车应用的窄带物联网技术是什么?为什么会存在未续费而停机的情况,让我们来了解一下窄带物联网的前世与今生。

互联网的出现极大的促进了社会生产力的进步,人与人的交流借助互联网变得快速、高效。而物与物的连接也有巨大的经济价值,于是物联网的概念就横空出世了。

物联网,其英文名称是:“Internetof things(IoT)”。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。从字面意思看:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,终端应用延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。

物联网,它是一个概念,是一个框架,具体的实现就要请出来我们今天的主角窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, 简称NB-IoT),这次我们将从多个维度来深入了解NB-IoT。

首先从技术维度来讲,全球网络不外乎蜂窝网络,光纤网络,卫星网络等载体,而NB-IoT正式构建于蜂窝网络,它只消耗大约180KHz的带宽——这也是它的“窄带”名字的由来,因此可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,部署的方式也相当灵活,独立部署(Stand alone)、保护带部署(Guard band)、带内部署(In band),如下图所示。独立部署模式:可以利用单独的频带,适合用于GSM频段的重耕;保护带部署模式:可以利用LTE系统中边缘无用频带;带内部署模式:可以利用LTE载波中间的任何资源块。充分降低部署成本、完美实现平滑升级。

释说芯语:从ofo小黄车欠费“失联”,看窄带物联网的发展

再从时间维度来讲,蜂窝网络经过多年的发展,从最早的1G,2G时代,再到目前已经测试的5G时代,时间跨度也从1983年的模拟蜂窝网络到1991年的数字蜂窝网络,再到2008年北京奥运会中国移动部署的TD-SCDMA为主的3G网络,再到如今的5G开始测试,而NB-IOT标准在3GPP R13出现,2015年9月,3GPP正式将这一技术命名为NB-IoT,并于2016年6月份冻结,于2017年开始商用,也正是4G网络成熟,2G、3G网络重耕的时候。

释说芯语:从ofo小黄车欠费“失联”,看窄带物联网的发展

再从标准维度,NB-IoT标准是由华为、高通、沃达丰主导的NB-CloT建议以及爱立信、诺基亚主导的NB-LTE建议融合而成,其中NB-CIoT的成分要更多一些,换句话说就是华为和高通在NB-IoT领域所拥有的核心专利数量更多。对于窄带物联网(NB-IoT),运营商已达成共识,应使用授权频谱,采用带内、防护频带独立部署。这一新兴技术可以提供广域网络覆盖,旨在为吞吐量、成本、能耗都很低的海量物联网终端设备提供强力支撑。

其次从性能维度,新标准要实现四个目标:

超强覆盖,在独立部署模式下,NB-IoT覆盖能力可达到164dB,相对于原来GPRS系统,增加20dB的信号增益,基本可以覆盖室内区域,提升了近100倍覆盖区域的能力,其采用了重传和低阶调制等机制,即使应用场景在准封闭的情况下,其可靠性也能达到99%。

超低功耗,NB-IoT借助节电模式(PowerSaving Mode, PSM)和超长非连续接收(Enhanced Discontinuous Reception, eDRX)可实现长时间待机。简单说就是终端注册在网但信令不可达;在空闲模式下延长睡眠周期。NB-IoT应用目标是对于典型的低速率、低频次业务模型,等容量电池寿命可达10年以上。(当然是数据量较少的情况^_^);

超低成本,终端芯片的目标定价为1美元,模块目标定价为2美元(暂时还没有达到);

超大连接,NB-IoT的先天优势下,其容量可达100k终端用户设备,仅仅一个扇区~~

释说芯语:从ofo小黄车欠费“失联”,看窄带物联网的发展

NB-IoT做为一个新技术,也不是没有缺点与劣势。NB-IoT宣称连接在线数可以达到100k的数据量,这个肯定不会是并发连接,所以当轮询获取数据时,这个时间间隔还是非常重要的,不过,通过分层架构设计的方式可以减轻这部分劣势。

NB-IoT的设备成本目前仍然居高不下,约5美元,而蓝牙,zigbee已经可以在1美元以内了,并且由于采用了license的频段,因此,在设备在使用过程中,仍然要缴纳网络流量费用,这个也是一个不小的开支。价格这个助推剂貌似是失效了。

NB-IoT的应用场景并没有那么美丽。物联网的应用可以是远程抄表,智慧停车,但是这块是人家国家电网的蛋糕啊!人家没有理由分给NB-IoT,再者,我国智能抄表国电已经基本部署改造完成,其电力载波技术相当完善,像小编家中的电费几乎就是实时到账。为什么会费劲周折再来一次?

所有的技术必须转化为生产力,否则他就没有存在与再发展意义。NB-IoT在商用过程化中,中国电信作为三大电信运营商是最早投入NB-IoT技术的运营商,也是中国电信与ofo小黄车签署了战略合作协议。中国联通对待NB-IoT同样态度积极,率先在上海启动NB-IoT网络试商用,建设NB-IoT网络,联通同样可直接在4G FDD基站上升级实现部署。而中国移动更是推出自己的NB-IoT专用芯片来进军物联网行业。三大运营商对于NB-IoT均提供了不菲的资金补贴,相信有了运营商的鼎力支持,NB-IoT的发展肯定不会是昙花一现。

NB-IoT的发展现在已经处于快速商用阶段,就像ofo小黄车一样,利用了窄带通讯的低速率,高容量的优点,当然,此次停机未续费也暴露了NB-IoT使用了license的频段而带了高额的流量费用的弊端,随着虚拟运营商的牌照获批,定向流量费用一定会进一步降低,联合NB-IoT芯片与模块成本的降低,窄带物联网的发展必将引发井喷式的发展。


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