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      NB-IoT正式成為5G標準,對工業互聯網意味著什么?

      發布時間:2020/8/31 3:41:18  編輯:工業互聯網世界

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            “ NB-IoT究竟如何影響工業互聯網? ”   剛邁進2020年的下半年,5G進展一波接著一波。   

               7月3日,5G R16標準凍結,5G正式進入1.0時代。7月9日,3GPP技術正式被接受為ITU IMT-2020 5G技術標準,NB-IoT和NR一起正式成為5G標準。   

              針對NB-IoT為何會被納入5G標準?多個公司和組織提交的報告顯示,5G mMTC的核心要求是連接密度達到每平方公里100萬設備連接,而NB-IoT能夠達到ITU這一要求。因此,從技術標準角度來看,NB-IoT滿足了ITU對5G提出的愿景和KPI嚴苛要求。    

              5G R16標準的凍結及NB-IoT成為5G標準重要組成部分,對于工業互聯網領域來說可謂是真正的好消息。    

              5G三個關鍵指標,分別是eMBB(增強型移動寬帶)、mMTC(海量機器類通信)、uRLLC(超可靠、低時延通信)。    

              2019年3月,R15標準凍結,全面支持eMBB場景;7月3日,R16標準凍結,其核心亮點為uRLLC的增強功能;如今,NB-IoT正式納入5G標準,成為mMTC場景核心技術。至此,5G三大場景核心支持標準已準備就緒,為5G加速商用奠定基礎。  

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              也正是由于5G三大場景核心標準的準備就緒,使得5G工業互聯網應用將加速實現落地應用。尤其是uRLLC相關標準的確定,可以滿足大部分工業應用場景的通信需求。    

               但NB-IoT納入5G標準,對于工業互聯網領域來說將不僅可以升級建設工業互聯網企業外網絡,甚至還可以加速實現工業現場設備接入到平臺的邊緣層。      

              NB-IoT在智能制造大有可為,那么究竟何為NB-IoT? NB-IoT是指窄帶物聯網(Narrow Band Internet of Things)技術,屬于低功耗廣域網(LPWAN,Low Power Wide Area Network)的通信技術,NB-IoT通過優化網絡協議、采用超窄帶設計、半雙工模式、重傳機制和PSM節能模式等優化技術,具有低功耗、低成本、高覆蓋、強連接的顯著優勢,填補了物聯網技術在部署距離和規模上的諸多不足。    

              早在2015年,3GPP就制定NB-IoT技術標準,宣告首次出現了專門提供于物物連接的專用網絡,NB-IoT不僅大幅降低了待機功耗,而且提升了信號接收靈敏度,同時還增強了覆蓋。從最初R13版本開始,發展到今年的R16版本,NB-IoT的各類性能指標不斷加強,并不斷在向5G mMTC接入。   

               而工業互聯網作為制造業實現網絡化、數字化、智能化轉型的重要抓手,要想真正實現智能化改造,最基本的就是要實現設備聯網,如果設備、工業系統不能聯網,那就成為“無源之水無本之木”,一切也就是空談,而在設備連接中NB-IoT占據很重要的作用。    

              我們知道物聯網無線接入技術種類眾多,包括Zigbee、WiFi、藍牙等短距離通信技術和LoRa、SigFox、eMTC、NB-IoT等長距無線通信技術。其中,受業界青睞的低功耗廣域技術LPWA既包括廣域非授權頻譜技術LoRa和SigFox,也包括授權頻譜的eMTC和NB-IoT等。    

              但設備究竟是如何聯網的呢? 設備接入是基于工業以太網、工業總線等工業通訊協議,以太網、光纖等通用協議,3G/4G/5G、NB-IOT等無線協議將工業現場設備接入到平臺的邊緣層。其中,設備聯網一般有兩種方式,一種是直接接入,另一種是網關接入。但不管是直接接入還是網關接入,NB-IoT在其中都扮演著重要的角色。特別是在廣域網設備數據傳輸上,需要應用廣域和遠程數據的連接技術,除了3G/4G/5G、Ethernet、LTE、eMTC等技術外,NB-IoT也是其主要的連接技術。    隨著NB-IoT正式納入5G標準,或許在工業互聯網領域將發揮更大的作用。   

               中國工程院院士譚建榮認為,NB-IoT可成5G工業互聯網的基礎技術,這一技術聚焦于低功耗廣覆蓋物聯網領域,是一種可在全球范圍內廣泛應用的新興技術,相較于傳統網絡具備廣覆蓋、低功耗、大連接、低成本的特點,而通過5G全面加持,使得工業互聯網性能的大幅提升,萬物互聯最終的目標是可以實現的。譚建榮表示,NB-IoT和5G是具有革命意義的技術,未來在智能制造大有可為。      

              NB-IoT為工業互聯網發展添磚加瓦 。其實,NB-IoT將在工業領域應用國家在政策支持方面早有動作,在《工業互聯網發展行動計劃(2018-2020年)》中將升級建設工業互聯網企業外網絡作為重要任務,提出建設低時延、高帶寬、廣覆蓋、可定制的工業互聯網企業外網絡,建設一批基于5G、NB-IoT、SDN、NFV等新技術的測試床。去年9月份,工信部發布《工業大數據發展指導意見(征求意見稿)》也提出,推動5G、NB-IoT等技術在工業場景中的應用。 

               在今年5月份,工信部辦公廳發布的《關于深入推進移動物聯網全面發展的通知》明確表示,以NB-IoT與Cat.1協同承接2G/3G物聯連接,提升頻譜利用效率。在保障存量物聯網終端網絡服務水平的同時,引導新增物聯網終端不再使用2G/3G網絡,推動存量2G/3G物聯網業務向NB-IoT/4G(含Cat.1)/5G網絡遷移。    

              這一系列的政策文件都表示,NB-IoT在未來的物聯網、工業互聯網應用方面都將釋放巨大的潛能。    

              智能制造為工業互聯網技術帶來了廣闊的市場空間,分析機構預測,2023年,全球工業互聯網市場空間將達到2322億美元,NB-IoT基于其廣覆蓋、低功耗、大連接等優勢,將在工業互聯網市場中占據重要的席位。隨著NB-IoT在制造業應用創新的進一步推廣,NB-IoT將與其他工業互聯網技術一道,為制造業的產業升級添磚加瓦。特別是NB-IoT納入5G家族后,NB-IoT產業生態也將是5G產業生態不可或缺的重要組成部分。而NB-IoT近幾年來產業生態的建設,對未來5G大規落地和產業生態進一步建設打下基礎。    

               目前,5G R16版本標準已凍結,但5G標準仍然會持續演進,來滿足市場對移動通信不斷增長的需求。作為5G標準核心組成部分,NB-IoT也在持續演進,并也納入到5G整體演進的大框架中,與5G其他標準形成協同,此前,工信部部長苗圩就曾表示,5G未來80%的應用場景將在工業互聯網領域,由此可見,5G與NB-IoT在工業互聯網領域應用前景廣闊。但值得一提是,雖說NB-IoT彌補了物聯網技術在部署距離和規模上的諸多不足,但是NB-Io有兩點也是限制其發展的原因,一是必須由運營商來部署,因為它部署頻率是授權的,企業要想自己搭建一個在目前看來還不行,想一次性投資后期不再交錢這是不可能的。二是目前相對于成熟的GPRS模塊,wifi模塊,現在成本還是很高。但隨著新基建大規模啟動元年的來臨,5G、物聯網等新興產業帶來重大發展機遇隨之而來,將加快形成NB-IoT、4G、5G技術梯次承接各類物聯網連接的發展格局的形成。

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