蜂窝物联网开创移动通信业务新蓝海

发布时间:2017-05-05

物联网迅猛发展

据Gartner等权威机构预测,2020年物联网IoT(Internet of Things)将实现数百亿的连接量和万亿美元的产业规模,市场空间非常广阔。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CIoT(Cellular Internet of Things)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%。

在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。在这样的大背景下,蜂窝物联网CIoT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,例如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。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下图所示:

由图可知,低速率的物联网应用在整个物联网市场中占比60%,拥有巨大的市场空间,目前尚处于空白状态,而NB-IoT以其具有的技术优势,特别适合低速率的物联网应用,因此受到运营商及物联网生态圈的青睐,也为运营商进入物联网市场开辟了新航道。

窄带物联网NB-IoT技术具备如下四大优势:

优势一:海量连接

与传统的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。

优势二:深度覆盖

NB-IoT无线技术提升了功率谱密度,NB-IoT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,即使在地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方也能覆盖到。这解决了现有LTE无线信号难以覆盖到的问题,例如部署在楼宇、地下车库、地下室内或地下管道内的水表、电表、气表等场景。

优势三:低功耗

NB-IoT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。

优势四: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,基于中兴虚拟化核心网vEPC,不仅实现了标准定义的NB-IoT的功能,并对相关流程和处理进行了优化,引入如下技术,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2/3/4G、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。

上述技术,使得中兴NB-IoT核心网产品更加符合窄带物联网的通讯特性,可以满足海量终端同时接入,与人网通讯相比,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,符合绿色通讯的趋势.

此外,中兴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需求;
  • 实时弹性、无损升级满足物联网业务多变、发展变化快的特性;
  • 一键开通、快速部署满足物联网业务快速开通需求;
  • 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,满足未来网络的演进。

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。

中兴通讯NB-IoT近期国内案例

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的开展,近期中兴通讯已经顺利完成如下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。

展望未来 开启新征程

NB-IoT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、面向未来的演进性,助力运营商在新蓝海中扬帆起航,开启新征程。