2017年6月,工信部印发了《关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》。《通知》中一句“加快NB-IoT标准在国内的落地”,让整个物联网产业界都不淡定了。似乎这是一个信号:NB-IoT将成为国家级物联网通信标准。
当然,这一“震荡”的根源在2年前,NB-IoT被3GPP选中,成为官方的物联网通信标准之时,已经产生了。但当时的NB-IoT可以说除了名字,一无所有。对其他友商形不成什么实质威胁,所以并没有引起业界恐慌,反而还带红了LoRa、Sigfox、eMTC等其它LPWA技术。
而今天的NB-IoT已经不同于往昔,不仅有标准,还有芯片,有应用,有生态了。就是有实实在在的产品和应用放在大家面前了。这个时候,用户方出来说,就选NB-IoT当标准了,这个杀伤力就不可同日而语了。据说此前有政府已规划建设LoRa实验网,但是《通知》出台后,便纷纷叫停。
因此,如果说在此之前,所有的LPWA协议处于同一条水平线上。从这份文件公布的那一刻开始,其它所有的LPWA协议标准,什么LoRa、Sigfox、eMTC等,乃至其它短距离通信协议Zigbee、Wi-Fi、蓝牙、RFID等,似乎不再具有与NB-IoT同等的竞争机会了。就在一瞬间,仿佛NB-IoT成了正规军,而LoRa与其它LPWA协议,和短距离通信协议一起沦为了民兵团,成了未来NB-IoT无法到达之处的补充品。
此时,各种协议标准背后的企业力量,暗潮汹涌,一场关于物联网通信标准的战火已被触发。不过事实上,这场战火并非今天才开始燃起,至少已经燃烧了8年,只是到了今天才成为熊熊大火,或许是到了火焰殆尽之时亦未可知。
“LPWA史前”时代的群雄割据
物联网产业化之路,在中国已有8年之久。在这8年期间,关于物联网通信标准的战争从未停息过,一直都是群雄割据的状态,并且每种通信协议都曾在一段时期内成为过主流。这也是很多心存质疑者,对物联网产业发展的诟病之一。2015年之前,物联网通信协议的主要竞技者是RFID、ZigBee、Wi-Fi等近距离无线通信技术;2016年开始,NB-IoT、LoRa等LPWA技术进入战场,并成为竞技的主力。
在所有短距离通信协议中,RFID出现的最早。据说二战期间就有使用。在物联网的战场上,它也是第一个进场的。在2009年-2012年间,RRID在物联网领域具有绝对领导力。当时,在网上搜索“物联网”三个字,出来的大多是和RFID相关的内容。比如会有“XX大联网概念股龙头企业”,其中排在前几名的就是远望谷、新大陆、上海贝岭等RFID标签或设备企业;还会有“物联网在物流方面的应用案例”,出现的案例大都是物流企业如何运用RFID系统打造智慧物流,所以时至今日,跟一些圈外人提起物联网,他们的第一反应还是“啊,我知道,就是物流嘛!”甚至当时某个RFID读写器公司,借物联网之名圈地,美其名曰打造物联网产业园。时至今日,也未见后话。当然,今天的RFID应用已经不仅仅局限于物流领域,智能家居、工业等领域都能看到它的身影。因为RFID自身都有很多种标准和制式。
在此期间,其它通信协议也并未消停,都一点一点地在物联网产业中渗透。比如ZigBee、Wi-Fi、GPRS、蓝牙等目前势力范围较大的通信协议,以及Z-wave、PLC、NFC等势力范围较小的通信协议,也都有“独领风骚数百天”的时候。
先说蓝牙。蓝牙的商用始于1994年,但是在物联网时代,它虽然一直拥有大量用户,比如很多硬件单品耳机、音箱等,都采用的蓝牙协议,在地位上,却一直是相对边缘化的存在。直到2014年底发布的蓝牙4.2版本,做出了大量满足IoT需求的修改,比如传输速率、功耗、传输距离、功耗等。尤其是传言传输距离可达100米,甚至还有说可达300米、1000米等,一度有很多人认为它可能是物联网的主流通信协议了。但是实测值与理论值的巨大差距,让其笑容如昙花一现。
然后说ZigBee。ZigBee在2003年正式商用,其出现得原因是为了补充蓝牙得不足。因此可以说,蓝牙得缺点基本都是它得优点:低功耗、低速率、大链接(相对于蓝牙、Wi-Fi)、长传输(相对于蓝牙),甚至低成本等。而这些优点在一定程度上,满足了物联网得通信需求。
所以2013年后的这几年,它能够和Wi-Fi一起领军物联网通信协议标准。最初在工业领域大行其道,后在智能家居领域炙手可热多年。起码在LPWA没有出现前,它是有机会的。虽然其自身协议标繁多。
ZigbeeHomeAutomationZigBeeLightLinkZigBeeSmartEnergy等8个协议,以及认证流程的复杂性成为限制其发展的软肋。但是人家2015年底发布的ZigBee3.0,据说是可以实现全面的互联互通啊!
说完ZigBee就必得说Wi-Fi了。这可以说是相爱相杀的一对,犹如LPWA中的LoRa和NB-IoT。
Wi-Fi由澳洲政府的研究机构CSIRO在90年代发明,并于1996年在美国成功申请了无线网技术专利,于1999年被IEEE认定为无线局域网通信标准。2010年在中国被解禁后,其传输速率高、部署方便、覆盖范围广等特点,让其迅速获得了各个层面用户的青睐。到2014年,几乎是物联网终端必备的通信协议之一。在没有LPWA的时代,它和ZigBee都有点“拽的不知道自己是谁了”。
GPRS,可以说是所有面向物联网的无线通信技术中的另类。它原本属于骨干网级别的通信协议,与1G、2G、3G、4G是一伙的,代号2.5G。原本在3G出来后,它就该被淘汰的,但是它不甘心,所以自动降格,跑到其它短距离无线通信协议的地盘上抢饭吃。所幸的是,还真被它抢到了一口。比如现在有一种流量卡,也被称作物联网卡,就像我们手机里的sim卡一样,装到设备里就可以实现通信。定期缴费即可。很多工程机械都采用这种方式进行联网,甚至一些消费电子也有采用。因为其数据传输的中间环节少,直接通过骨干网进行传输,传输质量稳定,又对电信运营商有利,所以在市场上也占据着不小的份额。
这五种通信方式应该说“LPWA前”时代的物联网通信协议主流。其它诸如PLC、Z-Wave、NFC等因为一直处于边缘化的位置,在此不多赘述。
LPWA登场,仍是多种协议同争光辉
然而,LPWA来了。就在什么ZigBee、Wi-Fi、蓝牙、GPRS等还没分出胜负的时候,新对手就入场了。
2016年,LPWA进入大家的视线,似乎物联网产业的发展迎来了新的生机。但是LPWA并非只有一种技术,NB-IoT、LoRa、eMTC、SigFox等依然是各自“拥兵自重”,表面看似和谐,背后却暗流涌动。其中以NB-IoT和LoRa两伙的势头最劲。
LoRa由SemTech公司于2013年推出。2013年10月24日,SemTech发布了RF收发IC新产品“SX127x”,该产品采用了其自主开发的“LORA”(远程)技术,理论上最大传输距离在郊区可达到15km、在市区可达到2~5km,频率范围为137MHz~1050MHz。这一产品的推出,解决了传统近距离无线通信技术,无法同时满足低功耗和长传输的问题。
此后,很多物联网应用中都引入了LoRa技术。就联动原素了解到的,在电力、农业、物流、能源领域都有成熟应用案例。
不过,真正带火LoRa的还是2016年,NB-IoT被3GPP选中,成为物联网移动通信标准后,业界对LPWA的热炒。这个时候,NB-IoT、eMTC、Sigfox等都开始暂露头角。尤其是NB-IoT和eMTC的背后,都是通信界大佬。当然,若非如此,LPWA也不会有这样的机会,LoRa亦不会这么快进入大众的视野。
事物都具有两面性,LoRa借LPWA之势迅速打开知名度的同时,也迅速成为了其它通信协议防备和压制的对象。
当然,传统的无线通信协议因自身的局限性,似乎短期内与LoRa抗衡的力量不足。但是,与LoRa能力相近的NB-IoT和eMTC却不存在这样的顾虑,虽然当时它们连芯片都没做出来,但是它们具有天然优势,基于蜂窝技术,能够更加方便地与骨干网融合;统一标准,不像LoRa是开源,谁都可以改一套自己的;同时,背后力量强大。
终于轮到NB-IoT。百科上的发展历程:2014年5月,华为提出了基于蜂窝技术的窄带技术NB M2M;2015年5月融合NB OFDMA形成了NB-CIOT;7月,NB-LTE跟NB-CIOT进一步融合形成NB-IOT。2016年,被写入3GPPR13,并于6月冻结标准。虽然出世较晚,但是背后力量强大,华为、爱立信、高通三大巨头共同推动,当然,背后大家是否同仇敌该,同心同德,就不得而知了。同时,对运营商来说,也是有百利而无一害。所以,哪怕今天真被立为国家标准亦不足为怪。
在LPWA中,另外一个不可小觑的力量是eMTC,这个亦由LTE演进而来的物联网通信技术。与NB-IoT相比,eMTC除了拥有1)强连接、2)超低功耗、3)深度覆盖、4)低成本、5)安全性高、6)稳定可靠等优点外,还具有传输速率更快、更低延时(100ms级,NB-IoT是秒级)、支持移动性、FDD、定位、支持VoLTE语音通信等特点。不过据说,3GPPR14出来后,NB -IoT也能够支持定位和一定的移动性等特性。同时,据说某芯片和通信巨头真正支持的是eMTC,该芯片巨头对NB-IoT芯片的开发一直持磨磨唧唧的态度。
至于SigFox,显然各大角力者都没有把它放到眼里。当然,各种通信标准已经打的不可开交了,不差它一个。
NB-IoT能够坐稳正规军之位吗
现在看来,物联网通信标准的战争,已不再局限于技术层面,已经上升到资本实力,甚至政治力量对比的层面。因此,NB-IoT会不会成为标准,应该说还要等待时间的检验。即便力挺NB-IoT、被业界质疑左右了中国政府决策的的华为,也不敢因为工信部的一篇发文,就高枕无忧。反而更像是在NB-IoT还未站稳脚跟的情况下,就成为了众矢之的。而其它原本相互对立的通信标准,现在有了一个需要共同对付的目标。那么,NB-IoT能够坐稳正规军之位吗?
据说,华为在NB-IoT标准制定中的建议占比30%。而这个比例是以所有蜂窝网络技术标准的规约条款为基数的。如果信息属实,那么“推动NB-IoT成为国际物联网通信标准”这件事就可以直接上升到政治高度了。就像当年,中国力推TD-SCDMA一样,中国研发啊!
但是,目前为止,也只有工信部发了一个《关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》,一是没有上升的中央的高度;二是没有明确提出NB-IoT将成为国标。这说明政府对NB-IoT还没有到力挺的程度。当然,换个角度,可能是中国政府更加包容了:如果别人的更好,我也不排斥将其定为国标。
这样一来,华为几乎成为了唯一一个有实力的NB-IoT力挺者。因为像华为这种虎狼公司,小企业怕它,大企业恨它。它很成功,但是也很孤独。所以即使现在中国政府有发声,但似乎态度暧昧。所以对华为来说,它必须在更大范围内,比如在国际上让更多国家,或者其运营商采用NB-IoT,才能进一步在中国推动NB-IoT成为标准。这或许也是华为目前正在努力的。
根据联动原素了解到的信息,目前海外已有二三十个运营商开始部署NB-IoT。在国内,华为也希望通过大量的实验让NB-IoT技术更加完善。据说华为制订了3个技术验证阶段,分别是1千个节点、1万个节点和10万个节点。目前1千个节点的实验已经结束,正在进行1万个节点的实验。当1万个节点的实验没有问题后,会进行10万个节点的实验。如果10万个没有问题,才开始全面部署。从这个信息来看,华为在NB-IoT的推广上还是相当谨慎的。
那么,下游企业有什么看法呢
联动原素通过面访、邮件访谈、在线访谈等方式是,对包含模组厂商、硬件厂商、方案厂商、平台厂商等在内的十多家企业进行了一系列的采访后,得到的观点总结如下:
反面:
1、NB-IoT运营商主导,运营商一定会收费,不能接受;
2、NB-IoT以及其它LPWA技术更适合室外的应用场景,室内,难接受;
3、NB-IoT以及其它LPWA技术传不了视频等款数据,硬伤;
4、NB-IoT反应迟钝,硬伤;
5、标准才刚推出,没个10年8年的市场验证,可靠性存疑;
6、NB-IoT运营商主导,有建设周期,在这段时间内容大家还要活;
7、没有一种技术可以解决所有问题,必须不断寻求最佳的方案组合(想成唯一标准,想太多)。
正面:
1、NB-IOT是由运营商主导的通信技术,得益于目前运营商已有网络覆盖,一旦正式投入运营,将占据大部分市场份额;
2、可穿戴设备的救星;
3、是产业趋势,都会布局,但是和现有的短距离无线通信技术,以及其它LPWA技术是互补;
4、NB-IoT是物联网实现全域性连接的基础;
5、小码流的智能家居可能比较适合;
6、这是大的产业趋势,所谓的阻力都毫无意义。
不管现在业界有多少种不同的声音,当各个层面都开始认真思考物联网的需求,并开始围绕物联网的需求推进技术发展时,不管过程是怎样的,对整个物联网产业来讲,都是有利无害的,哪怕中间有些许的迂回。通信和云计算可以说是在这方面最早的觉醒者。至于今天所努力追寻的,是不是明天的结果,只要你还在,就有机会。
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原文标题:物联网通信标准之战的8年回顾
文章出处:【微信号:Iotchannel,微信公众号:联动原素】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
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