“ NB-IoT究竟如何影響工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)? ” 剛邁進2020年的下半年,5G進展一波接著一波。
7月3日,5G R16標準凍結,5G正式進入1.0時代。7月9日,3GPP技術正式被接受為ITU IMT-2020 5G技術標準,NB-IoT和NR一起正式成為5G標準。
針對NB-IoT為何會被納入5G標準?多個公司和組織提交的報告顯示,5G mMTC的核心要求是連接密度達到每平方公里100萬設備連接,而NB-IoT能夠達到ITU這一要求。因此,從技術標準角度來看,NB-IoT滿足了ITU對5G提出的愿景和KPI嚴苛要求。
5G R16標準的凍結及NB-IoT成為5G標準重要組成部分,對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領域來說可謂是真正的好消息。
5G三個關鍵指標,分別是eMBB(增強型移動寬帶)、mMTC(海量機器類通信)、uRLLC(超可靠、低時延通信)。
2019年3月,R15標準凍結,全面支持eMBB場景;7月3日,R16標準凍結,其核心亮點為uRLLC的增強功能;如今,NB-IoT正式納入5G標準,成為mMTC場景核心技術。至此,5G三大場景核心支持標準已準備就緒,為5G加速商用奠定基礎。
也正是由于5G三大場景核心標準的準備就緒,使得5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用將加速實現(xiàn)落地應用。尤其是uRLLC相關標準的確定,可以滿足大部分工業(yè)應用場景的通信需求。
但NB-IoT納入5G標準,對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領域來說將不僅可以升級建設工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)外網(wǎng)絡,甚至還可以加速實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場設備接入到平臺的邊緣層。
NB-IoT在智能制造大有可為,那么究竟何為NB-IoT? NB-IoT是指窄帶物聯(lián)網(wǎng)(Narrow Band Internet of Things)技術,屬于低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN,Low Power Wide Area Network)的通信技術,NB-IoT通過優(yōu)化網(wǎng)絡協(xié)議、采用超窄帶設計、半雙工模式、重傳機制和PSM節(jié)能模式等優(yōu)化技術,具有低功耗、低成本、高覆蓋、強連接的顯著優(yōu)勢,填補了物聯(lián)網(wǎng)技術在部署距離和規(guī)模上的諸多不足。
早在2015年,3GPP就制定NB-IoT技術標準,宣告首次出現(xiàn)了專門提供于物物連接的專用網(wǎng)絡,NB-IoT不僅大幅降低了待機功耗,而且提升了信號接收靈敏度,同時還增強了覆蓋。從最初R13版本開始,發(fā)展到今年的R16版本,NB-IoT的各類性能指標不斷加強,并不斷在向5G mMTC接入。
而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為制造業(yè)實現(xiàn)網(wǎng)絡化、數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的重要抓手,要想真正實現(xiàn)智能化改造,最基本的就是要實現(xiàn)設備聯(lián)網(wǎng),如果設備、工業(yè)系統(tǒng)不能聯(lián)網(wǎng),那就成為“無源之水無本之木”,一切也就是空談,而在設備連接中NB-IoT占據(jù)很重要的作用。
我們知道物聯(lián)網(wǎng)無線接入技術種類眾多,包括Zigbee、WiFi、藍牙等短距離通信技術和LoRa、SigFox、eMTC、NB-IoT等長距無線通信技術。其中,受業(yè)界青睞的低功耗廣域技術LPWA既包括廣域非授權頻譜技術LoRa和SigFox,也包括授權頻譜的eMTC和NB-IoT等。
但設備究竟是如何聯(lián)網(wǎng)的呢? 設備接入是基于工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)總線等工業(yè)通訊協(xié)議,以太網(wǎng)、光纖等通用協(xié)議,3G/4G/5G、NB-IOT等無線協(xié)議將工業(yè)現(xiàn)場設備接入到平臺的邊緣層。其中,設備聯(lián)網(wǎng)一般有兩種方式,一種是直接接入,另一種是網(wǎng)關接入。但不管是直接接入還是網(wǎng)關接入,NB-IoT在其中都扮演著重要的角色。特別是在廣域網(wǎng)設備數(shù)據(jù)傳輸上,需要應用廣域和遠程數(shù)據(jù)的連接技術,除了3G/4G/5G、Ethernet、LTE、eMTC等技術外,NB-IoT也是其主要的連接技術。 隨著NB-IoT正式納入5G標準,或許在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領域?qū)l(fā)揮更大的作用。
中國工程院院士譚建榮認為,NB-IoT可成5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎技術,這一技術聚焦于低功耗廣覆蓋物聯(lián)網(wǎng)領域,是一種可在全球范圍內(nèi)廣泛應用的新興技術,相較于傳統(tǒng)網(wǎng)絡具備廣覆蓋、低功耗、大連接、低成本的特點,而通過5G全面加持,使得工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)性能的大幅提升,萬物互聯(lián)最終的目標是可以實現(xiàn)的。譚建榮表示,NB-IoT和5G是具有革命意義的技術,未來在智能制造大有可為。
NB-IoT為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展添磚加瓦 。其實,NB-IoT將在工業(yè)領域應用國家在政策支持方面早有動作,在《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動計劃(2018-2020年)》中將升級建設工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)外網(wǎng)絡作為重要任務,提出建設低時延、高帶寬、廣覆蓋、可定制的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)外網(wǎng)絡,建設一批基于5G、NB-IoT、SDN、NFV等新技術的測試床。去年9月份,工信部發(fā)布《工業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展指導意見(征求意見稿)》也提出,推動5G、NB-IoT等技術在工業(yè)場景中的應用。
在今年5月份,工信部辦公廳發(fā)布的《關于深入推進移動物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展的通知》明確表示,以NB-IoT與Cat.1協(xié)同承接2G/3G物聯(lián)連接,提升頻譜利用效率。在保障存量物聯(lián)網(wǎng)終端網(wǎng)絡服務水平的同時,引導新增物聯(lián)網(wǎng)終端不再使用2G/3G網(wǎng)絡,推動存量2G/3G物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務向NB-IoT/4G(含Cat.1)/5G網(wǎng)絡遷移。
這一系列的政策文件都表示,NB-IoT在未來的物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用方面都將釋放巨大的潛能。
智能制造為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術帶來了廣闊的市場空間,分析機構預測,2023年,全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場空間將達到2322億美元,NB-IoT基于其廣覆蓋、低功耗、大連接等優(yōu)勢,將在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場中占據(jù)重要的席位。隨著NB-IoT在制造業(yè)應用創(chuàng)新的進一步推廣,NB-IoT將與其他工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術一道,為制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級添磚加瓦。特別是NB-IoT納入5G家族后,NB-IoT產(chǎn)業(yè)生態(tài)也將是5G產(chǎn)業(yè)生態(tài)不可或缺的重要組成部分。而NB-IoT近幾年來產(chǎn)業(yè)生態(tài)的建設,對未來5G大規(guī)落地和產(chǎn)業(yè)生態(tài)進一步建設打下基礎。
目前,5G R16版本標準已凍結,但5G標準仍然會持續(xù)演進,來滿足市場對移動通信不斷增長的需求。作為5G標準核心組成部分,NB-IoT也在持續(xù)演進,并也納入到5G整體演進的大框架中,與5G其他標準形成協(xié)同,此前,工信部部長苗圩就曾表示,5G未來80%的應用場景將在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領域,由此可見,5G與NB-IoT在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領域應用前景廣闊。但值得一提是,雖說NB-IoT彌補了物聯(lián)網(wǎng)技術在部署距離和規(guī)模上的諸多不足,但是NB-Io有兩點也是限制其發(fā)展的原因,一是必須由運營商來部署,因為它部署頻率是授權的,企業(yè)要想自己搭建一個在目前看來還不行,想一次性投資后期不再交錢這是不可能的。二是目前相對于成熟的GPRS模塊,wifi模塊,現(xiàn)在成本還是很高。但隨著新基建大規(guī)模啟動元年的來臨,5G、物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)帶來重大發(fā)展機遇隨之而來,將加快形成NB-IoT、4G、5G技術梯次承接各類物聯(lián)網(wǎng)連接的發(fā)展格局的形成。