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一看就懂:现阶段物联网中的多种无线技术

时间:2019-05-22 作者:赵娟 阅读:
5G实际上应用的是过渡技术,其对通信容量有很大约束,只能发挥大规模数字多波束阵等5G核心技术能量的百分之二三十,这些遗憾,将在第六代通信技术商用化后得到完全解决。

在无处不在的物联网中,无线通信技术扮演了重要的角色,现在两条很明细的路线:中高速率业务驱动无线通信技术向5G方向发展;中低业务驱动无线通信技术向LPWA发展。日前,在芯原微电子承办的“智慧物联网无线通讯论坛大会”上,行业内知名学者和企业家就智慧物联网无线通讯技术的演进和市场前景进行探讨。

论坛上讨论的无线通信技术主要涵盖到了5G、802.11aj、LoRa、NBIoT、蓝牙、BLE、Zigbee等,甚至东南大学信息科学与工程学院毫米波国家重点实验室主任洪伟教授还提出了目前1G-5G基本上是一个沿地球陆地表面的2D网,而他认为5G+再加上空联网(IoS),对地球表面及近空间全覆盖的3D网的概念。

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(编辑注:预计在2020年前部署648颗1200km高的低轨卫星和2019年的20颗8062km高的中轨卫星,实现中低轨卫星通信网IoS)

“5G实际上应用的是过渡技术,其对通信容量有很大约束,只能发挥大规模数字多波束阵等5G核心技术能量的百分之二三十,这些遗憾,将在第六代通信技术商用化后得到完全解决。”洪伟教授表示,6G技术有望在10年以后落地。

各位嘉宾就物联网的多种无线通信技术,从技术到市场、再到应用场景和发展方向等进行了碰撞。

5G商用之后,还需要IEEE 802.11aj吗?

2012年,IEEE 802.11工作组正式采纳了无线个域网工作组提出的毫米波标准建议,并成立了IEEE 802.11aj任务组,去年有了这个标准正式版本。

美国都在做60G,为什么中国提出做45G,什么原因?

据芯原微电子董事长兼总裁戴伟民博士透露,其实大家都知道45G更有优势,但45G在美国是军用受管制频段,所以只有中国主张发展45G,目前在45G的研发中已经申请了78项发明专利,其中已授权22项,6项申请PCT专利。

手机真正的数据接入流量中,70%以上是通过WIFI,也就是说WIFI其实是承担了大部分的数据量。

5G以后速率提高很多,现有的WIFI速率和5G就没有法匹配了,所以要发展下一代WIFI,它的速率比现有WIFI快100倍,甚至更高。

所以未来的使用场景仍然会是在户外5G蜂窝网,到了室内切换高速WIFI。

哪种协议更适合室内定位?

 “没有任何一个最后的决定是技术层面或者商业层面,它有很多的因素起作用。”博通集成电路(上海)有限公司总裁张鹏飞指出。

如上图所示,与会观众投票选择更适合室内定位的标准,蓝牙遥遥领先。

张鹏飞赞同这个投票结果,他认为无论从技术、应用的使用场景、还是现有的基础设施来讲,蓝牙的普及率使有希望成为最主流的室内定位的技术。

“WiFi和Zigbee不应该放在同一个应用场景做比较。WiFi的应用是对移动数据传输的补充。”张鹏飞指出,“而Zigbee和LoRa出身很相似,Zigbee其实不是蓝牙,最早是北欧的一家公司为了跟蓝牙竞争提出的2.4G的标准,他们是同等地位的,想要解决的问题也一样。”

只是蓝牙标准化组织SIG非常活跃、积极,更新演进发展最快。

另外:“蓝牙低功耗”和“蓝牙”完全不是一回事!

“协议上/应用上的差别都非常大。蓝牙低功耗,只是在名字中有蓝牙二字,实际上BLE和Zigbee的相似度要比BLE和蓝牙的相似度高的多。”张鹏飞谈到。

BLE有了蓝牙Sig的支持后,其推广和应用要比Zigbee来的更强大。

室内应用中,BLE肯定会取代Zigbee,张鹏飞认为,Zigbee一定是一个小众的应用。说部分取代永远不会错,但他认为应该会被完全取代。

而南京大鱼半导体有限公司联合创始人及首席运营官王娜则认为,市场最后的格局并不一定是技术决定的,因为Zigbee广泛存在,而且现在它走的时间比较长,所以在一些应用领域长时间的存在还是有可能性的。

制约LoRa发展的主要因素有哪些?

大多数参与者认为:私有协议和技术封闭是制约LoRa发展最大的因素。

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圈内大家如果关注的话,会发现做NB IoT的基本上都没有赚到钱,但做LoRa的都是赚到钱的。”阿里云智能IoT生态合作总监巍骛爆料。

从数量上来看,确实做NB IoT的人多一些,戴伟民向圆桌论坛嘉宾抛出一个问题:有没有办法推一个类LoRa的中国标准?

“我们完全可以打造一个类LoRa的标准。”

巍骛指出,从LoRa技术本身来说,大家觉得这个技术不是太难,虽然有1-2个核心的IP,但2.4G可以做很多技术出来,对生态来讲是一个非常大的优势,庞大的落地应用场景——这在全世界来说中国是绝对排在第一位的,我们完全可以打造一个类LoRa的标准,这个标准可以在应用场景当中发挥我们的优势,这个技术是属于中国自己的。

制约NB-IoT发展的主要因素有哪些?

“在我们跟客户沟通的过程中,发现最重要一点不是设备终端的问题,而是网络建设是否成熟,它的覆盖是否足够好。” 王娜指出。

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比如由于大规模落地,客户会问我们做过多少场测,有没有去过西北、西藏这些人员稀少的地方?这些地方可能反而是一些智慧农业、智慧牧场更加需要的地方,那个地方的基站怎么样?王娜补充道。

当然听说运营商面临着5G的到来,对基站投入是有数字指标的,比如几十万个站。

针对大家投票的第二点,戴伟民提出:“对于NB-IoT来说,虽然每一个点很便宜,但是点数量太多,导致每年要交很多钱,而且现在网络铺的可能还不够,而LoRa就不需要铺设网络,更容易些。”

“站在芯片商的角度看,我认为这个性价比、成本是很快可以降低的,大家都在为之努力,可能非常快整个pcbA的成本会降到十几块钱,器件的价格非常低了,每年不到一块钱的月租费。”王娜。

“但是部署数量大的话,可能真的会介意这一块钱。”她补充道。

NB IoT不仅要免费,还应该倒找用户钱?

“如果觉得一块钱一年还不够便宜,那大家希望看到什么呢?”戴伟民抛出个问题:“收费模式上,各位觉得怎么样才比较合理?”

“我觉得这个应该是免费的!”张鹏飞表示因为自己不是运营商,可以随便讲。“而且既使是免费的、我们大家都要小心去用,因为我们付出了最有价值的东西——我们的数据。”

为什么运营商有了NB IoT,还要做LoRa?其实还是要数据,因为数据在运营商里面,所以运营商应该免费给大家用,甚至付给用户费用。

NB-IoT在哪些应用当中会首先起量?

巍骛支持观众选的前三项,即智慧表计、智慧照明/灯杆、智慧烟感。

王娜则和现场的观众的投票结果不太相同,认为可能像智能的烟感,智慧灯杆,基础设施类的会先起量。另外认为物流也是一个非常有潜力的方向。

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NB-IoT协议本身是在演进过程中,目前R13和R14不支持终端漫游的方式,芯原微电子(上海)股份有限公司IoT平台总监曾毅透露,但是未来到5G可能会扩展到支持终端移动的情况。

对于LoRa、NB-IoT,从历史上来看,在3G的时候有GSM和CDMA,还有日本的PHS小灵通。中国电信由于没有牌照的原因,把小灵通运营的非常好,到了3G牌照一发放小灵通就消失了。NB IoT现在最大的优势是积累了四代电信运行网络,可靠性/扩展性有很大的优势。LoRa要想突破还要考虑这些因素。

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谈到NB IoT,巍骛认为3GPP有自己的优势,包括专业性,全球的标准,但3GPP的进展特别慢,无论是芯片厂商还是运营商都在说3GPP后面会解决这个问题,但是到现在都还没有解决。

中国也有一些厂商在做类LoRa,它的发展速度非常快。IoT行业不像移动行业,所有人都明白产品出来后最终用户使用的习惯,使用的场景,使用的范围如何。这对于整个标准的演进,对于协议的演进提出了非常大的考验。

对于NB和LoRa相比,放大点可认为是3GPP/或一个公开的标准跟一个私有的标准的对比,它一定是个并存的时代,一定情况下私有协议定会发挥它的作用。“在IoT时代,所有人都认为数据是非常重要的时候,我的数据是交给谁?这个是在场景中考虑的问题。” 巍骛指出。

张鹏飞指出,NB-IoT和LoRa都是解决同样的问题,当然NB-IoT延时还是比较长的,最长到100多秒,但是LoRa也有这样的问题。

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戴伟民向与会者展示了上面这个来自艾瑞咨询研究院的预测,预计2025年LoRa和LPWAN会并存,且60%是NB-IoT。”

曾毅同意这个观点,他认为有些应用对成本和功耗都不敏感,LoRa的优势更多的体现在灵活性,以及对数据可共享性,IoT可根据具体应用选择不同的技术,技术的多样性没有直接冲突。

 

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赵娟
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