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物聯網多模融合芯片級解決方案
發布時間:2020/4/27 9:56:11     點擊: ( 209 )

引言
       物聯網被業內公認為是繼計算機、互聯網之后世界產業技術革命的第三次高潮,孕育著史無前例的大市場。萬物互聯的背后離不開小小的芯片,包括華為、聯發科、英特爾、高通在內的巨頭紛紛發力物聯網芯片。核心芯片是物聯網時代的戰略制高點,誰能掌握核心專利,成為物聯網產業的霸主呢?
       隨著物聯網需求爆發式增長的同時,物聯網技術標準的混戰也正不斷升級,尤其是以低功耗廣域物聯網(LPWAN)的競爭最為激烈,NB-IoT、eMTC、LoRa甚至是WiFi都想在LPWAN市場尚未大規模部署前獲得各方最大的支持,從而占據商用的領先位置,但由于物聯網應用碎片化、場景多樣化,最終只能是多種技術互補。物聯網時代已來,從智慧城市到車聯網再到共享單車,萬物互聯的雛形已經出現。
       但隨著物聯網需求爆發式增長的同時,物聯網技術標準的混戰也正不斷升級,尤其是以低功耗廣域物聯網(LPWAN)的競爭最為激烈,NB-IoT、eMTC、LoRa甚至是WiFi都想在LPWAN市場尚未大規模部署前獲得各方最大的支持,從而占據商用的領先位置。
       每個LPWAN技術的背后都站著數個行業巨頭,這讓每個LPWAN技術都想成為未來物聯網的老大。
       1、NB-IoT、eMTC、LoRa三大技術競相爭艷
       蜂窩物聯網市場是巨大的,是目前物聯網領域最好的選擇。其不僅是官方認證的5G時代主流技術標準,而且還兼具低功耗和低成本兩大特性,在未來的智慧城市,公共事業、工業、農業、消費等領域將發揮重要的作用。憑借著這些優勢,NB-IoT也成為了全球主流運營商的共同選擇,根據GSMA發布的數據,截止2020年1月,全球已有92張商用NB-IoT網絡。業界一致看好NB-IoT的發展前景。
      而eMTC也得到了眾多運營商的支持,在MWC2017(移動世界大會)上AT&T、KPN、KDDI、NTT docomo、Orange、Telefonica、Telstra、TELUS和Verizon確認支持eMTC的全球部署。2017年3月,Verizon在美國開啟了eMTC的全國商用。
        此外,LoRa由于采用非授權頻譜,技術標準成熟更早,相較于NB-IoT及eMTC發展更為迅猛。從2015年3月LoRa技術聯盟成立到現在聯盟成員數量達330多家。LoRa已擁有豐富的部署經驗,最新數據顯示,美國、法國、德國、澳大利亞、印度等17個國家公開宣布建網計劃,120多個城市地區已運行LoRa網絡。荷蘭、瑞士、韓國等更是部署或計劃部署覆蓋全國的LoRa網絡。


       NB-IoT網絡部署示意圖NB-IoT可以說是史上發展速度最快的通信技術,從2017年下半年正式商用開始算起,在不到三年的時間里,我國NB-IoT連接數就突破了1億。國內三大運營商當中,中國電信的起步最早,布局最快,在網絡部署方面,中國電信已經建成了全球最大的NB-IoT的網絡,超過40萬基站上線運行。
       LoRa在國內的發展也十分迅猛。由鵬博士、Semtech發起并成立了中國LoRa物聯網產業運營聯盟,聯合發起方包括中科智城、中興通訊、唯傳、云帝斯、信長城技術研究院、諾基亞上海貝爾等,未來將基于鵬博士的網絡在全國部署LoRa網絡。
      2、物聯網產業界需要主導標準
      不過,不管NB-IoT、eMTC、LoRa如何想獨家霸占物聯網市場,但由于物聯網應用碎片化、場景多樣化,最終只能是多種技術互補。
       這一觀點得到了運營商、設備廠商、芯片廠商等的支持。中國聯通認為這物聯網技術間并不存在互斥關系,而是互補的關系。目前,中國聯通在推進NB-IoT試點商用的過程中,啟動了eMTC試點,還會依需求局部LoRa;中國移動也在進行NB-IoT、eMTC、LoRa的測試工作。
       設備廠商如華為、中興等均推出了NB-IoT、eMTC、LoRa不同的解決方案與產品。作為物聯網技術落地不可或缺的一環,芯片廠商也同樣認為未來是多種物聯網技術互補。不過,芯片廠商比其他廠商走的更為激進,其將多種物聯網技術整合到一個芯片,讓物聯網設備更加簡單。


      例如,eMTC的上下行速率均為1Mbps,帶寬僅為1.4MHz,采用半雙工,支持FDD與TDD兩種模式,保留了一定的移動性,并且支持了VoLTE語音通話。這些特性使得eMTC在一些高可靠性、關鍵業務、時延敏感型的場景有廣泛應用,比如樓宇中的安保、老人護理、可穿戴設備等。
       NB-IoT相比于eMTC在復雜度上又降了一級,上下行速率60kbps,下行速率20kbps,帶寬僅為200kHz,采用半雙工,支持FDD模式,并沒有移動性,也沒有VoLTE語音通話。這樣的設計可以在成本上有效控制,適用于一些對時延不敏感、低數據量、覆蓋存在挑戰的場景,比如環境監測的計量表、家庭的水電煤氣表計等。這樣的設計可讓NB-IoT、eMTC滿足不同場景的需求,并可互為補充,從而成為LPWAN雙雄。
        3、多模融合產品成為趨勢
       作為全球領先的智能共享單車領先企業,摩拜單車平臺上目前已經運營了超過450萬輛智能單車,都配備了獨家自主研發的智能鎖。
       摩拜單車聯合創始人兼CTO夏一平指出,摩拜單車未來將拓展至全球市場,但全球運營商對于物聯網標準選擇的不同,讓摩拜單車的生產、配貨產生了不小的挑戰?!叭绻Π輪诬囆酒荒苤?/span>持單一物聯網標準,那么未來摩拜單車將給歐洲、美洲、中國供不同的單車,這將讓摩拜單車生產、制造、發貨變得更加復雜?!?/span>


       面對同樣困惑的不僅僅是摩拜單車,對于電信運營商而言同樣如此。據愛立信預測,到2022年,將有約290億臺聯網終端,其中約180億臺物聯網終端。無處不在的蜂窩網絡,非常適合實現價格低廉的物聯網連接,物聯網設備通過蜂窩網絡將讓城市變得更為智能。
       無論是沃達豐、西班牙電信、AT&T、Verizo等歐美運營商,還是國內的三家運營商都將IoT作為戰略布局的重點。但面對物聯網復雜的應用場景,單純的NB-IoT或者eMTC將難以滿足需求,構建復合型精品網絡,攜手產業鏈推進多模終端成為了運營商們的共同選擇。
       作為一個十足的長尾市場,物聯網涉及網絡層、平臺層、終端層、應用層以及周邊系統等環節。只有多模產品,才能支持像摩拜單車這樣的物聯網平臺開發可在全球不同運營商網絡中運行的物聯網產品;也只有多模產品,才能實現產品覆蓋的最大化和規?;?,用底層芯片的規模優勢來化解物聯網市場碎片化的難題。
由此而生成的多模芯片級解決方案:(LORA+NBIOT+ 北斗)芯片模塊+衛星通信(地面小站)六個產品線:
       1、LORA+北斗:專網通信、自主網通信
       2、NBIOT+北斗:城市
       3、LORA+北斗+衛星:無網絡
       4、LORA+NBIOT+ 北斗+衛星通信:運動型車隊、船只
       5、前端處理:前端視頻分析+LORA,邊緣計算+LORA
       6、物聯網+傳感器
      基于異構處理器SB3500軟件無線電芯片開發的多模通信芯片,可以通過軟件算法實現無線電通信,滿足各種應用場景:城市,郊區,沒有信號的地方,沙模,海洋。

                                                                                                                    馬上辦辦公室  孫榮慶撰稿

(待續)
2020年4月

 


          

                                                                   

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