5G|NB-IoT|LTE-Cat1|LoRa|蓝牙|WiFi技术的预测

物联网在经过多年由概念到实践的蛰伏,起伏之后,现在已经呈燎原之势,物联网时代已经到来。

关于物联网,其实现连接的重要性自然不必多说,“物”是基础,“联”才是关键。有了某种形式的连接才是物体间数据交换的前提,而要实现连接就需要依赖通信技术。连接可以是有线,也可以是无线。但有线连接天生不适合复杂的大规模物联网,所以无线连接才是物联网的关键,无线通信技术的发展会是物联网的幕后推手,也是近些年中发展最快、应用最广的通信技术分类。

与传统通信技术相比,无线通信技术最大的优势在于对时间和空间上的突破、受到外界因素的干扰和影响更小,信息具有更高的安全性、通信效率上也有着很大的提高,能实现信息的及时传输和有效传输。

不同于以往,业界对于物联网通信的探讨主要围绕技术特点、标准建设、政策支持等方面的内容进行讨论,到了2020年,物联网通信已经进入应用案例落地,甚至实现大规模商用的阶段因此讨论的核心转向了商用方面。

本文将针对我国目前国内市场上的主要的几种物联网通信技术,如5G、NB-IoT、LTE-Cat1、LoRa、蓝牙、WiFi等技术短期内的发展进行分析:

5G

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根据IHS Markit预测,在2020–2035年期间, 全球实际GDP将以2.9%的年平均增长率增长,其中5G将贡献0.2%的增长。在此期间内,5G为年度GDP创造的年度净值达贡献达2.1万亿美元,这个数字相当于目前全球第七大经济体——印度的年度GDP。这一预测离不开5G真正实现商用化,这也正是5G最值得一提的地方,我国5G的发展将实现从2019小范围商用到2020年的规模商用的转变。

泛娱乐行业将是5G发展最先收益行业之一。泛娱乐方面,在现有网络下,直播技术与VR、AR的深度融合还欠火候,而未来在5G加持下,直播应用落地会更加快速。此外,自去年开始就陆续有相关的手机厂商,如华为、OPPO、vivo、小米、三星等发布5G智能手机,5G手机真正拉开了商用化的序幕,而在未来将会有更多的手机相关企业加入到这一大军中。基于此,手机游戏也会是成熟很快的行业,在5G时代,手机游戏在互通性上有质的飞跃。

5G对于在线教育、远程医疗、远程办公等的影响巨大。面对以“地狱模式”开启的2020年,一开年就让人深刻体会到了在线教育、远程医疗、远程办公的刚需性。经历这次之后,这一系列应用或将迎来更大的发展,新的产业契机正在出现。

NB-IoT

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截止目前,NB-IoT在全国范围内完成了超过300多个城市的覆盖,终端连接数已经超过6000万,且每年以千万级的数量在递增,覆盖了智慧城市、环保、农业、医疗、物流等各个行业。

NB-IoT连接量最大的细分应用领域是表计及消防应用领域,燃气表、水表均已经超过了1000万接入量,烟感也有较大量级的出货。尤其2019年,NB-IoT在表计领域得到了快速增长,在表计领域NB-IoT应用量超过了LoRa,成为表计领域最主要的无线通信技术,未来也将持续在表计领域占领更大的市场份额。

虽然NB-IoT在过于一年的热度有所降低,但其应用仍然按照产业发展规模实现高速的发展。

越来越多的垂直行业普遍接受NB-IoT技术及其产业链能力,围绕原产品进行功能技术的叠加,尤其在2G退网的趋势之下,NB-IoT逐渐取代原来2G的相关应用,未来将会有更大规模、更多类型的应用出现,如井盖、停车、充电桩等。

LTE-Cat 1

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有数据表示,在蜂窝物联网连接中,60%的物联网连接需要窄带网络提供服务,10%左右高速业务需要4G Cat 4以上或5G eMBB提供服务,而剩下的30%的中低速率物联网则需要LTE Cat 1或eMTC网络提供服务提供服务。而在2G/3G退网的趋势之下,由于短期内eMTC在国内无法实现网络建设,且LTE Cat 1可支持语音通话和低速率数据,因此LTE Cat 1承担部分物联网连接的时机已经到来。

早在2019年,紫光展锐就发布了全球首颗LTE Cat.1 bis芯片平台春藤8910DM,与此同时,中国移动推出搭载该芯片的模组。

因为于处于商用初期,所以相应的应用场景及案例并不多见,但是随着产业的进一步发展,当Cat 1发展了较多的应用、相关的场景有规模化需求之后,也将会引来更多的厂商的入局、各类型的产品会被列入到企业计划之中。

LoRa

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经过过去几年的发展,LoRa已经形成完整的生态,也拥有丰富的应用,除具有代表性的表计类应用以外,LoRa楼宇、酒店、园区、安全、城市、农业、环境监测等企业级应用领域均已崭露头角。

然而,基于当前企业级物联网领域有限的增长速度,新的应用领域的开拓对于LoRa来说至关重要。为此相关LoRa企业也开始调整发展方向,试图切入室内消费级物联网领域,因此智能家居类产品自然而然成为主要的应用点。此外,智能手机、穿戴类产品等也将会是LoRa的发展目标。

由于企业级物联网及消费级物联网之间存在着天然屏障,对于原本做企业级物联网的企业来说,难以平滑跨界消费级物联网领域,因此消费级物联网领域的开拓必将引起LoRa生态组成成分的变动,尤其产业链中下游的终端提供商、方案集成商等将是一批全新的产业链企业,其主要是原来做智慧小区、智慧校园、智能家居方面的相关的企业。新的应用领域的开拓必将引起新的生态的形成。

蓝 牙

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近距离无线通讯作为物联网应用中的“毛细血管”,在当前市场下预计将会出现非常可观的爆发性需求。而结合速率、功耗、组网、成本、进入互联网简易程度等各种因素,蓝牙在物联网近距离无线连接领域无疑也会发挥出其价值。

早在去年年初,蓝牙联盟便宣布蓝牙5.1引入了新的“寻向”功能,这个功能可帮助设备明确蓝牙信号的方向,实现厘米级位置精度的蓝牙系统定位,一定程度上解决了物联网的定位与导航的问题。

今年,蓝牙5.1版本也将会继续深化,尤其是AOA/AOD定位技术。随着蓝牙AOA正式写入标准,让原本基于蓝牙定位技术的企业有了更多的信心,各厂商开始加足马力研发相关产品、积极探索更多应用可能,预计202年将会出现相关的应用产品。

WiFi

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一直以来,伴随着802.11ax被纳入正规标准、WiFi 6标准发布等话题的就是WiFi 6与5G之间的较量。由于5G高频段信号难以走进室内,再加上运营商的传统室内分布系统在5G时代还将面临大规模的升级改造或替换,因此在面向不断发展起来的视频和物联网业务时,仍需要不断“进化”的WiFi来分流,成为办公和家庭环境的流量担当。5G存在于一些大城市,特别是人流密集场景下提供通信服务,4G则作为刚需技术而存在。由此可见,未来几年内,将会形成4G+5G+WiFi的格局。

目前,随着物联网等新兴行业的不断发展,采用 Wi-Fi 技术的终端持续增长。一组来自Wi-Fi 联盟数据显示,目前全球使用中的 Wi-Fi 设备超过 90 亿部 ,预计未来每年新增超过 30 亿部,Wi-Fi6 将逐步成为主流接入技术。

结 语

没有一条公路可以将幅员辽阔的祖国大地全部连接起来,也没有一项通信技术可以独自完成整个物联网世界的构建,它需要各种通信技术的协作才能成为可能。随着物联网的发展,每一项技术也在不断地进行更新迭代,在这个过程中某一项技术也许会在竞争中遭遇淘汰,但最终仍然会是不同技术特点的通信技术共存的局面。

伴随着物联网进一步实现规模化发展,围绕物联网通信的发展趋势也逐渐明朗,多技术发展格局、协议标准化、网络智能化、应用定制化等特点将会越来越凸显。

瑞穆科技主要向客户提供安全可靠的边缘计算网关、工业路由器、工业级车载网关、工业以太网交换机、工业无线数据终端、安卓工业计算机等物联网产品;以及在此基础上结合传感器与云端数据分析技术而推出的垂直细分行业的物联网解决方案,包括“智能配电网状态监测系统”、“智能售货机系统”、“工业设备远程维护监控系统”、“智能车辆管理系统”等物联网创新解决方案等,帮助目标行业实现物联网智能化升级。

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