网速之外 5G咱们还可以聊聊物联网

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说到5G网络,第一时间想到的就是更快的速度,这在三大应用场景中归类为eMBB(增强型移动宽带),带宽大了,除了带来峰值网速的提升,还能在人口密集的地区给用户带来更好的网络体验。很多时候我们感受不到4G网络在实际使用过程中相对于过往的提升,正是因为我们使用移动网络的场景大多在人口密集的区域,大家共同努力之下,本就有限的网络资源就很难满足我们的使用要求了,而在5G阶段这个问题就好办了很多,毕竟蛋糕大了,人多一点分起来也没有那么捉襟见肘。

而除了eMBB之外,5G还有mMTC(海量物联网)和uRLLC(低时延、高可靠通信)两种应用场景,或者说是两种可以提供的特性。今天主要聊一下物联网相关的。mMTC网如其名,能够保证100万部设备/平方公里的连接量,这是一个恐怖而又不过分的数据,恐怖在于其数量级,考虑到未来万物互联的情况,这个数字可不仅仅是说说而已。而不过分则是因为单独每台物联网设备的网络需求并不高,他们大多可以容忍较低的数据传输量和较慢的速度。

这点不难想象,需要网络要求特别高的智能硬件,通常出现在室内等网络环境相对较好的场景中,必要情况下他们可以借助Wi-Fi等众多其他的网络形式来完成任务。而数量更为庞大的物联网设备更多的使命是组成这个物联网的一环,比如智能城市中的垃圾桶和水表等,它们需要网络来传递自身数据和接收一些简单的命令,但主要的操作也就限制于此了。比如垃圾桶可以及时告诉清理车某个区域的垃圾已经满载,急需一波清理。又比如在收水费的时候水表可以直接把用水量信息上传,省得负责抄水表的同学还要挨家挨户去查水表,这些操作,网络速率要求并不高,解决海量连接之后基本问题就不大了。

那为了大致清楚物联网场景的现状,咱们还需要先了解一下NB-IoT和eMTC两个小家伙,因为mMTC本身是5G标准中放到相对靠后的阶段讨论的部分,这两个小家伙经过演进如果表现足够强劲,可以良好满足5G指标的话,是很有可能被纳入标准的一部分甚至直接被采用为标准方案的,也因此可以说这是两个潜力无穷的小宝宝了。

NB-IoT和eMTC同属窄带LTE技术,这里宽带、窄带指的是带宽大小,带宽不到4M的在现在统称为窄带。就像前面所说,物联网设备大多对网速要求低,覆盖要求好,所以它们都倾向于使用较低频段网络,低频电磁波波长大,衍射效果好,对穿墙和阴雨天气等特殊环境下信号的传递更加有利。

NB-IoT使用的带宽约为180KHz,支持100Kbps级别速率的小容量数据传输,可以直接部署在GSM、UMTS和LTE网络之上,至于之后的5G网络,从兼容性角度出发,可以预见也会支持,有助于降低部署成本,更利于推广。

而eMTC使用的约为1.4MHz带宽,最高数据传输速率达到1Mbps。这也基本就是物联网所需要网络速率的上限了,因为3GPP 在R11曾定义最低连接速率标准UE Cat-1,其上行速率为5Mbps,下行速率而10Mbps,而经过更深入的探讨之后,考虑到功耗等更多方面的内容之后,其在R12又推出了更低成本、低功耗的Cat-0,其上下行速率定位1Mbps,证明这是一个经过研究后普遍认同的规格。

因为面对的使用场景相同——万物互联,二者在特性上有很多共同的地方,比如前面说到的,由频谱特性带来的信号强连接性,NB-IoT的信号传输能力在同条件下能比Cat.4 LTE提升20dB(eMTC的相同情景数据为15dB),能将现有的无线连接技术所支持的设备连接数量翻上几十倍。而且二者的连接都是都依托于其部署的网络本身,具备通信网络级的连接安全性和可靠性,能保证其承载的物联网网络的良好运行。

有相同之处自然也是有不同点的,在功耗方面,速率更低的NB-IoT会更占优势一些,吃一顿可以干好几年的活,这样的劳动力实在是太可爱了,非常适合大规模物联网系统的架设。而eMTC虽然功耗会稍高一些,但更强的网络具备更快速度、更低时延、更强定位能力等特性,也有其更为适合的应用场景。

在实际的布局方面,北美市场的重点集中于eMTC,辅助性发展NB-IoT,因为eMTC可谓是正中其4G网络优势项的下怀,本身就主要集中在低频上的网络更容易推进eMTC商用。而欧洲和包括中国在内的大部分亚洲地区,因为本身4G网络的主要频段集中在高频,首选就是更适合配合网络演进的NB-IoT,当然,先进的技术我们是肯定不会漏掉的,eMTC我们同样大力推行。这里NB-IoT良好的兼容性主要是由于其前身的NB-CIoT和NB-LTE技术,其中的NB-LTE部分是本身由爱立信、诺基亚等厂商提出的,从起初就倾向于与LTE融合,降低部署难度。至于另一部分NB-CIoT则是由高通、Neull和华为等联合提出的新技术,能够以超低成本等优势搭建出符合指标的物联网网络。再往前里还有一系列的前世今生,这里咱们只做了解,就不过度深入了,大家可以简单理解为在3GPP大佬组织的讨(zheng)论(duo)之后,由结合了众家特长的NB-IoT负责作为以后的指路明灯。

到这里,物联网方面现在基本的一个情况咱们算是搞清楚了,虽然还有很多其他技术的并存,但在大环境,特别是我国的三大运营商政策下,主要还是NB-IoT和eMTC占据较大优势,其中NB-IoT先走着半步,但是eMTC同样是主推发展项目。这情况就尴尬了呀,毕竟两种网络模式虽然都好,但设备商们总要做出选择的吧?小编这就告诉你,他们还真不用选,因为高通可谓是急人之所急,早早的就给他们想好了办法,两种网络都想用,那我就给你们打造支持多模的芯片嘛。这点倒是和现在手机们的全网通选择如出一辙,参考现在全网通高通的制霸模式,你们大概就能知道物联网领域高通现在的优势了。

2016年11月,高通就联合中国移动和爱立信,启动了国内首个Cat-M1测试,并于同年12月完成了基于Cat-M1标准的数据传输。单说网络方面测试可能部分同学不太明白其意义,那咱们就说点简单易懂的。早在去年5月份,高通就宣布计划与中国移动研究院及摩拜单车展开合作,中国移动自不用多说,摩拜在共享单车方面的地位也是领头企业,而且因为本身在打造单车的时候就愿意投入更多成本,其单车从开始就是使用的智能锁,以此为切入口探究物联网设备合作,再适合不过了。

至于合作的具体内容,就是三方启动了中国首个eMTC/NB-IoT/GSM多模外场测试,此次测试计划充分利用中国移动的2G/4G多模网络,把高通面向物联网应用的MDM9206全球多模LTE IoT调制解调器应用在摩拜单车的智能车锁上,用以提升摩拜单车的定位及单车状态实时监测、管理性能。

从这里我们也可以看到,在似乎触手可及的5G物联网未来中,多模支持会是一个重中之重的强需求特性,高通在这方面已经有了优秀表现。

而且在刚刚结束的MWC期间,高通还发布了面向MDM9206的全新 SDK,可以帮助厂商、应用开发者,甚至是对物联网领域不熟悉的传统行业公司更便捷和简单地开发物联网应用。此外,高通还特别推出一项名为无线边缘服务的解决方案来满足企业与工业物联网新客户配置、连接物联网设备,并在长时期内管理这些设备的需求。

可以说在物联网设备的生产、物联网的部署等方方面面,高通是已经都走到了前面。说句实话,领头羊诞生了,后面的羊要跟着走就容易多了,我们也希望真正万物互联的未来世界,能在高通等企业的强力推动下尽快地来到我们的身边。

来源: 手机之家

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