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NB-IoT,運營商蜂窩物聯網的“強心針”

文/餘暉

在物聯網風口的背景下,WiFi、Zigbee、Bluetooth和Z-wave等短距通訊技術正在不斷增強其在蜂窩物聯網領域的滲透率,侵蝕電信運營商的蜂窩物聯網市場份額,Sigfox和LoRa等創新企業也相繼推出了系列產品,啟動了全球物聯網網路部署,並迅速被一些市場所認可。面對物聯網這一新的增長引擎和下一個藍海市場,以及風起雲湧的物聯網市場競爭,傳統的移動運營商該如何應對?

NB-IoT,蜂窩物聯網的技術“鋒芒”

  蜂窩物聯網聯接的物體,即有高速率的應用,也有低速率的應用。高速率應用例如攝像監控和車載多媒體等,其特點是快速、大容量、功耗相對較高,基於這類應用,移動運營商的4G網路已經充分展現了其技術的“鋒芒”——無處不在的覆蓋、高速聯接的能力、安全和可靠性,成為高速率物聯網應用的首選。低速率應用即LPWA(Low Power Wide Area,低功耗、廣覆蓋)市場,例如智慧抄表、智慧停車和資產跟蹤等,其面向更為廣闊的感測器和資訊採集網路,一方面追求極致的低成本,另一方面又對承載網的指標有著極其嚴苛的訴求。

低功耗,J國T燃氣專案

  J國T燃氣公司使用智慧抄表已經近10年,近兩年將逐漸進入燃氣表更換週期,由此也進入了新的技術選型階段。T燃氣公司經過以往的研究和探索,已經選定了其電池供應商以及具體的電池型號,一根2400mAh的電池價格僅為幾美元,已無法再降低,所以使用電池的數量就成為投入的關鍵。基於當前的高功耗蜂窩技術至少需要3根電池才能保證燃氣表10年不更換電池的訴求,如果能採用低功耗的蜂窩物聯網技術將電池數目降低到2根,那麼將給燃氣公司節約上千萬美元的投入,也將幫助運營商壓制住市場上其它技術的低成本競爭,而這一點基於當前的2G/3G/4G網路是難以實現的。

  NB-IoT在低功耗領域充分展現了技術“鋒芒”,其引入了兩種低功耗技術——PSM(Power Saving Mode,省電模式)和eDRX(Extended Discontinuous Reception,擴充套件方式的不連續接收)。前者在終端側引入了一種新的“深度休眠”狀態,對比終端Idle模式的1mA電流強度,PSM的電流只有0.005mA,對於某些物聯網應用例如水錶類應用,一天只需要定時上報一次資料,然後就可以進入PSM狀態,等待下一次資料上報需求的到達,從而達到極低的功耗要求。此外,也有其它的一些應用需要支援下行控制訊息以及一定的時延要求,例如,燃氣表需要提供遠端關斷服務並要求時延在2分鐘以內,這就需要使用eDRX方式。DRX方式終端將進入接收尋呼然後轉入Idle狀態的迴圈狀態中,此方式下終端能獲得極其快速的響應但耗電較大。而在eDRX方式下終端將在幾次迴圈後進入PSM狀態以便節約功耗,之後由定時器觸發重新進入接收尋呼狀態,從而達到響應時延和功耗的平衡。通過此類技術的引入以及NB-IoT晶片對功耗的優化,NB-IoT能保證T燃氣公司2根電池支援10年的訴求,從而給運營商提供了最有力的專案競爭武器。

深度覆蓋,A國S水務專案

  A國S水務公司目前仍主要採用人工抄表方式,由於A國人力成本高昂,導致人工抄表成本居高不下,S公司期望引入智慧抄表徹底降低其運維成本。A國的水錶部署主要有兩種場景——獨立住宅和公寓,其中公寓樓的水錶部署在地下室或管道井,少量水錶甚至部署於地下2層,所以室內的深度覆蓋能力成為S公司技術選型的關鍵。如果沒有一種具有深度覆蓋能力的蜂窩物聯網技術,那麼運營商將難以壓制其他競爭對手為S公司提供物聯網服務。

  NB-IoT在深度覆蓋領域充分展現了技術“鋒芒”。NB-IoT是基於窄帶技術設計的方案,在相同的發射功率下,其PSD(Power Spectral Density,功率譜密度)將比2G/3G/4G高至少10dB以上;NB-IoT同時還繼承了LTE的4R、UL CoMP等技術,且支援更多次數的Repetition,最終能達到超過2G/3G/4G 20dB的深度覆蓋能力,從而在深度覆蓋能力上壓制了其它競爭技術,也避免了短距技術兩跳網路的複雜性;此外,NB-IoT基於運營商現網升級,部署速度快,能滿足S水務公司快速商用的訴求,也為運營商提供了最有力的專案競爭武器。

  在競爭日益激烈的LPWA物聯網市場,運營商的蜂窩物聯網必須在技術上展露“鋒芒”,才能應對各種應用嚴苛的技術要求,NB-IoT在深度覆蓋、低功耗、低成本和海量聯接能力上非常好地匹配了LPWA市場的訴求,成為運營商蜂窩物聯網市場競爭的“強心針”。

助力運營商蜂窩物聯網運營轉型

  隨著NB-IoT進入越來越多的垂直行業,運營商對於蜂窩物聯網的運營模式也將面臨轉型和變革。一方面,業務的多樣性使得物聯網的運營變得更為複雜,不同垂直行業的各種物聯網網路協議的對接、各個垂直行業業務系統的差異化,使得隨著NB-IoT應用型別的增多,運營商的運營成本將大幅度提升;另一方面,面對物聯網的藍海市場,移動運營商也不甘心僅僅提供管道能力,必將嘗試從管道運營向具有更多價值的終端和雲端運營轉型。

  NB-IoT端到端解決方案提供了IoT平臺以提高運營商業務運營能力。IoT平臺提供統一的物聯網運營架構,適配不同物聯網業務系統的網路協議,整合物聯網運營基礎設施層功能,例如SIM管理、裝置管理、資產管理和安全認證,使各垂直行業從獨立運營轉變為基於統一平臺的集中化運營,減少了客戶化定製費用和維護成本;另一方面,各垂直行業核心的業務運營模組依然是獨立部署或呈現以保持實際業務的差異化。基於這樣的架構也使運營商能夠從傳統的面向管道的運營轉變為提供運營支撐服務的運營模式。

  IoT平臺的虛擬化和開放性將進一步提升運營商物聯網運營的能力,基於虛擬化和開放性,垂直行業業務提供商可以基於IoT平臺構建該行業的運營支撐能力,例如該行業的業務規格、業務流程定義以及其它的公用子服務。各垂直行業之間也可以使用雲化的服務和開放的介面來動態呼叫或共享其資料資源,完成跨行業的業務整合和運營,從而創造新的商業價值。通過這種方式,運營商可以輕易完成成千上萬的垂直行業應用開發並快速上線業務,這些業務也可以在多個運營商之間快速複製,而垂直行業也不需要投入資金在網路基礎設施層或行業應用基礎設施層,能非常快速地形成業務交付能力。

  面對LoRa和短距技術方案供應商採用的網際網路化運營模式,傳統移動運營商的運營支撐系統和模式都需要進行鍼對性的改進,NB-IoT端到端解決方案及其提供的IoT平臺能很好地應對這一挑戰和機遇,成為運營商蜂窩物聯網運營轉型的“強心針”。

攜手開創NB-IoT成功之路

  運營商的NB-IoT商用之路是一個循序漸進的過程,一方面運營商需要考慮自身蜂窩網路的升級改造,以提供無處不在的NB-IoT網路服務;另一方面運營商也要深入垂直行業應用,整合、改善現有業務並激活更多潛在的蜂窩物聯網聯接。

  作為領先的ICT解決方案供應商,華為提供NB-IoT端到端解決方案,是業界NB-IoT解決方案最完整和最領先的廠商,並致力於成為運營商蜂窩物聯網建設、垂直行業市場開拓和物聯網運營的合作伙伴。憑藉對運營商蜂窩物聯網戰略的理解、雄厚的端到端產品和解決方案能力,以及全球企業和終端合作資源,華為有信心為運營商的NB-IoT網路建設和發展注入有力的“強心針”。