技术解读：KNX技术应用新发展
未来全球物联网连接数将是千亿级的时代，NB-IoT是蜂窝产业应对万物互联的一个重要机会。移动通信正在从人和人的连接，向人与物以及物与物的连接迈进，万物互联是必然趋势。蜂窝网络覆盖了全球超过50%的地理面积，90%的人口，是一张覆盖最为完整的网络，然而当前的4G网络在物与物连接上能力不足，对于电信运营商而言，智能家居等物联网应用将产生海量连接，远远超过人与人之间的通信需求。
目前已经出现了大量物与物的连接，然而这些连接大多通过蓝牙、Wi-Fi等短距通信技术承载，而非运营商移动网络。事实上，相比蓝牙、ZigBee等短距离通信技术，移动蜂窝网络具备广覆盖、可移动以及大连接数等特性，能够带来更加丰富的应用场景，理应成为物联网的主要连接技术。作为LTE的演进型技术，4.5G除了具有高达1Gbps的峰值速率，还意味着基于蜂窝物联网的更多连接数，支持海量M2M连接以及更低时延，将助推高清视频、VoLTE以及物联网等应用快速普及。蜂窝物联网正在开启一个前所未有的广阔市场。
NB-IoT的概念
随着网络连接、云服务、大数据分析和低成本传感器等所有核心技术的就绪，物联网已经从萌芽期步入迅速发展的阶段。
NB-IoT是IoT领域一种新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网LPWA。基于蜂窝的窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）成为万物互联网络的一个重要分支。具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗少、架构优等特点。NB-IOT使用License频段，可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式，与现有网络共存。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的频段，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。NB-IoT是目前主流电信运营商、设备商针对物联网市场在全球标准组织3GPP提出的最新技术。
人口红利消逝和流量营收“剪刀差”下，物联网成为运营商新的收入增长源泉。但是，电信行业憧憬物联网市场已达10年之久，但由于传统2G、3G、4G网络并不满足物联网设备低功耗、低成本的要求，一直以来，大部分物联网设备在联接时主要使用Wi-Fi、蓝牙等免费技术，运营商很难从中获利。目前，全球联网的物联网终端约40亿个，但接入运营商移动网络的终端只有2.3亿个左右，运营商在物联网市场占比不足6%。
小贴士
LPWA可分为两类：一类是工作于未授权频谱的LoRa、SigFox等技术；另一类是工作于授权频谱下，3GPP支持的2/3/4G蜂窝通信技术，比如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。
NB-IoT的四大优势
一是广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，覆盖面积扩大100倍，相比传统GSM，一个基站可以提供10倍的面积覆盖；二是具备支撑海量连接的能力，NB-IoT一个200KHz频率扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构；三是更低功耗，NB-IoT终端模块使用AA电池的待机时间可长达10年，无需充电；四是更低的模块成本，单个接连模块不超过5美元，未来会将单模块成本降到两三美元以下，如果成本降到1美元以内，则会带来爆发式增长。
NB-IoT要成功必须要建立开放产业平台，今年是NB-IoT产业非常关键的一年，标准、芯片、网络以及商用应用场景都在走向成熟。还记得产业链从几年前就开始研究利用窄带LTE技术来承载IoT联接。历经几次更名和技术演进，2015年9月，3GPP正式将这一技术命名为NB-IoT。MWC2016上，NB-IoT首次亮相，受到瞩目，运营商和设备商纷纷为其站台和背书。
华为非常看好NB-IoT的商用前景，推荐将其作为物联网联接技术的首要选择。NB-IoT标准于3GPP R13形成初稿，并于2016年6月份冻结。随着NB-IoT标准协议的冻结，物联网产业链上下游的运营商、设备商、芯片商、应用开发商与行业用户对NB-IoT技术寄予了深切的厚望。大家都希望NB-IoT的出现与规模应用，能够化解物联网市场碎片化的难题，促进物联网市场的真正爆发。
NB-IoT应用可行度
假设全球有500万左右物理站点，全部部署NB-IoT，每个站3个扇区、每个扇区部署200kHz、每小时每个传感器发送100个字节，那么全球站点能够联接的传感器数量高达4500亿。
今年，无论是运营商大咖，还是设备商巨头，纷纷展示了完整的物联网解决方案和在不同垂直行业的应用。实现万物物联的基础是要有无处不在的网络连接，运营商的网络是全球覆盖最为广泛的网络，因此在接入能力上有独特的优势。然而，一个不容忽视的现实情况是，真正承载到移动网络上的物与物联接只占到联接总数的10%，尤其是在智能家居领域，大部分的物与物联接通过蓝牙、WiFi、ZigBee等技术来承载。运营商虽然在可接入性方面拥有独特优势，但是许多其它技术，如ZigBee、蓝牙和内置WiFi也在迅速发展，运营商必须与垂直行业展开激烈竞争，如果没有统一的物联网标准，NB-IoT的竞争还会包括Sigfox、LoRa等窄带通信竞争对手，落地仍将面临巨大压力。
NB-IoT的挑战
网络未动，测试先行。相比于现在的LTE技术，NB-IoT的信道宽带、双工方式、无线信道类型、帧结构、资源分配方式等方面均发生了改变，相应的空闲模式流程、随即接入、RRC连接管理、连接重配置、无线链路监测以及可能的重定向等流程也都进行了调整。因此，在功能方面无法复用LTE测试仪表，需要将NB-IoT视为一项全新的技术进行测试，并覆盖所有的协议功能点。在外场组网测试及网规网优阶段，NB-IoT单站的巨大终端接入量将导致无法使用实际终端进行多终端在网测试及优化，如何使用终端模拟器，模拟出处于不同小区位置、不同业务场景的终端，从而验证网络性能是NB-IoT测试将要面临的一个挑战。另外，由于NB-IoT终端部署的特性决定了其维护的困难，软件缺陷使用传统手机难以修复，全系统的稳定性测试如何开展，现网问题如何修正，是另一个测试及检测挑战。
不仅仅是在技术层面，在市场层面也面临着挑战，目前可将NB-IoT测试规划为PoC基本能力验证、实验室测试、外场测试三个阶段。在各阶段，需要网络设备、终端设备、测试仪表等企业同步推出可测试样机或商用产品。结合NB-IoT预期商用时间点以及整个产业进程，需尽快推出功能完善、性能稳定的测试仪表并形成统一的测试方案，促进各阶段测试的顺利完成。如果测试无法通过，NB-IoT商用落地将会推迟。
NB-IoT的机遇
另一方面，早在近10年前，运营商就已经通过GPRS/3G/4G网络为其政企客户提供机器对机器通信（M2M）服务，包括机器管理、远程数据传输等，这些业务具有明显的物联网业务特征，NB-IoT只是目前阶段的标准化新技术形式。也就是说过去近10年的实践，运营商不可避免地遇到了用户物联网的大量需求，其中有大量对小数据量、低功耗、远程传输的需求，但此前由于缺乏低功耗广域网络的方案，形成一个短板。
编辑点评
人与人通信的移动终端数量增长已看到天花板，物与物通信才刚刚开启，电信运营商通过提供物与物的连接服务寻找新的增长点，将是其网络发展的战略选择。在NB-IoT商用尚需时日的背景下，在全球市场上，运营商级的低功耗广域网络领域在中长期中可能会出现基于NB-IoT和非授权频谱技术的多制式网络共存的情况，不少运营商会选用LoRa、Sigfox、Ingenu等非授权频谱技术来部署城市级甚至覆盖全国的低功耗广域网，以此来实现率先提供物联网服务。
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