万物互联趋势催生LPWA发展 NB-IoT领衔LPWAN技术

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20 朱茜 • 2017-09-11 08:03:06  来源:前瞻产业研究院 E1357G0

万物互联趋势催生LPWA发展

物联网以M2M为基础,借助云计算、大数据等技术构建万物互联的生态体系。物联网时代的物物相连将会使百亿以上物体连入网络,据软银的预计,未来5年物的连接将超越500亿,10年将超越1000亿,2035年全球将有1万亿的物联网连接。

图表1:2035年全球将有1万亿个物连接

2035年全球将有1万亿个物连接

资料来源:前瞻产业研究院整理

百亿计的物联需求,对传统的通信技术(即近距离无线接入和移动蜂窝网)提出了更高的要求,传统移动蜂窝网络的高使用成本和高功耗催生了专为物联网连接设计的低功耗广域连接技术 (Low Power Wide Area,LPWA),对应中低速率应用场景(传输速率<1 Mbps),拥有广覆盖、扩展性强等特征,更符合室外、大规模接入的物联网应用。

图表2:万物互联趋势催生LPWA发展

万物互联趋势催生LPWA发展

资料来源:前瞻产业研究院整理

事实上,目前用于物联网发展的通信技术正在全球范围内开发,根据华为技术报告预计,到2020年整个物联网90%连接属于低功耗、广域网领域。

图表3:2020年全球物联网连接比重图

2020年全球物联网连接比重图

资料来源:前瞻产业研究院整理

NB-IoT是LPWA最具前景的技术之一

在所有低功耗广域网通信技术(Low Power Wide Area,LPWA)中,最具发展前景的通信网络技术有LoRa(超长距低功耗数据传输技术,Long Range)、Sigfox(超窄带技术)、NB-IoT(基于蜂窝的窄带物联网,Narrow Band Internet of Things)。

在3GPP标准制定中,增加一个新技术的典型流程是先成立一个SI,通过研究项目得出技术报告,根据技术报告的研究成果,在同一个Release版本或下一个Release版本中成立一个相关的工作项目,通过工作项目输出技术标准。NB-IoT的制定过程也是如此,在GERAN组“FS_IoT_LC”的研究项目中,主要有3项技术被提出,分别是:扩展覆盖GSM技术EC-GSM(Extended Coverage-GSM),NBCIoT技术和NB-LTE技术。

其中NB-CIoT由华为、高通和Neul联合提出(Neul为英国物联网公司,在2014年9月被华为收购),NB-LTE由爱立信、中兴、诺基亚等厂商联合提出,最终在2015年9月的RAN#69次全会经过激烈讨论,最终协商统一为一种技术方案,即NB-IoT。

图表4:NB-IoT技术演进路线

NB-IoT技术演进路线

资料来源:前瞻产业研究院整理

NB-IoT领衔LPWAN技术

NB-IoT基于LTE技术标准,通过优化网络协议、半双工模式、优化待机和唤醒机制等方式,并且相对GSM实现20dB增益,大幅提升网络覆盖能力,同时单扇区连接数达到10万台,分别是2G、4G网络的100倍和20倍,并且设备待机时长达10年,有效应对低功耗、广域连接的需求。

NB-IoT与eMTC在信道带宽、数据速率、覆盖能力等方面各有侧重,业内已达成共识,Rel.15演进方向中将不再新增系统带宽高于200KHz的NB-IoT终端类型和低于1.4MHz的eMTC终端类型,进一步明确两者将形成差异化的互补关系,而非竞争关系。

具体来看,NB-IoT网络覆盖能力强,目前主要应用于相对固定的场景,如远程抄表类业务、公共设施监控、智能停车等,成本和功耗也可以缩减至最低。eMTC的优势是速率较高、支持移动性、支持VoLTE语音,典型应用场景是物流、可穿戴设备等。

图表5:物联网LPWAN技术对比

物联网LPWAN技术对比

资料来源:前瞻产业研究院整理

以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院发布的《2017-2022年中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告》。

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2017-2022年中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告
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