卫星NB-IoT、私有NB-IoT,支撑5G连(lian)接(jie)“未连(lian)接(jie)的物”
发(fa)布日期(qi):
2020-02-05

基(ji)于卫星的NB-IoT网(wang)(wang)络(luo)和企业自建私有NB-IoT网(wang)(wang)络(luo),都是通(tong)过扩大物联网(wang)(wang)连(lian)接(jie)方(fang)式,实(shi)现“连(lian)接(jie)未(wei)连(lian)接(jie)的物”,扩大5G大连(lian)接(jie)的范(fan)畴,尽量使(shi)物联网(wang)(wang)通(tong)信技(ji)术覆盖所有场景。


卫星NB-IoT、私有NB-IoT,支撑5G连接“未连接的物”


笔者曾在(zai)《2020全(quan)(quan)国物(wu)(wu)联(lian)网(wang)全(quan)(quan)景图谱报告》前言中(zhong)提(ti)到,物(wu)(wu)联(lian)网(wang)通(tong)信(xin)技术正在(zai)“扩(kuo)(kuo)大连接范围,连接未连接的(de)物(wu)(wu)”。过去(qu)几年(nian)中(zhong),NB-IoT作为专用于物(wu)(wu)联(lian)网(wang)的(de)通(tong)信(xin)技术,除了由主流运营商部(bu)署(shu)外,也在(zai)不断扩(kuo)(kuo)大部(bu)署(shu)形式,扩(kuo)(kuo)展运营商NB-IoT不能覆盖的(de)范畴(chou),力求做到大部(bu)分低功耗、大连接的(de)远距离物(wu)(wu)联(lian)网(wang)场景都有相应(ying)连接方案。


基于卫星的NB-IoT


NB-IoT一个新(xin)的扩展(zhan)(zhan)方向(xiang)是(shi)向(xiang)天基物联网发展(zhan)(zhan),即通过卫星提供(gong)全球无(wu)处(chu)不(bu)(bu)在(zai)的NB-IoT网络,这样不(bu)(bu)论身(shen)处(chu)海洋还是(shi)深山中(zhong),都可(ke)以实现(xian)物联网连接(jie)。


初创(chuang)公(gong)司(si)Skylo Technologies为(wei)全球物联网用户提供泛在(zai)连(lian)接服(fu)务(wu)(wu),其(qi)中(zhong)(zhong)一(yi)(yi)(yi)个(ge)亮点(dian)是(shi)计划(hua)于(yu)2020年(nian)夏(xia)季推出基于(yu)卫星(xing)的(de)(de)全球化NB-IoT网络(luo),这一(yi)(yi)(yi)NB-IoT网络(luo)旨(zhi)在(zai)为(wei)移动性设备(bei)提供服(fu)务(wu)(wu),主要应(ying)用于(yu)农业(ye)、交通(tong)、航海、应(ying)急等领域。Skylo公(gong)司(si)成(cheng)立于(yu)2017年(nian),并(bing)于(yu)当(dang)年(nian)年(nian)底获得三(san)家机(ji)构(gou)1300万(wan)美元的(de)(de)A轮融资,其(qi)中(zhong)(zhong)一(yi)(yi)(yi)家机(ji)构(gou)是(shi)谷歌前CEO Eric Schmidt的(de)(de)风投公(gong)司(si);近日,该公(gong)司(si)又获得了软银领投的(de)(de)1.03亿美元的(de)(de)B轮投资。


卫星NB-IoT、私有NB-IoT,支撑5G连接“未连接的物”


Skylo公(gong)司基于卫星(xing)的(de)(de)NB-IoT网(wang)(wang)络(luo)是采用地(di)球(qiu)同步通信卫星(xing)连接(jie)Skylo部署在地(di)球(qiu)上(shang)的(de)(de)网(wang)(wang)关(guan),网(wang)(wang)络(luo)运行(xing)频(pin)(pin)段(duan)除(chu)了(le)专(zhuan)门的(de)(de)同步卫星(xing)通信业务频(pin)(pin)段(duan)外(wai),也运行(xing)在3GPP所(suo)定义(yi)的(de)(de)频(pin)(pin)段(duan)上(shang)。这(zhei)是一个双向通信的(de)(de)网(wang)(wang)络(luo),除(chu)了(le)网(wang)(wang)关(guan)将(jiang)(jiang)数据(ju)回传(chuan)给卫星(xing)外(wai),由(you)于专(zhuan)有的(de)(de)天线技(ji)术,卫星(xing)无需额外(wai)设备也可以将(jiang)(jiang)数据(ju)反馈至网(wang)(wang)关(guan)。其(qi)中,那些网(wang)(wang)关(guan)是8*8英寸的(de)(de)盒(he)子,一般安装在渔船、火(huo)车(che)车(che)厢以及其(qi)他(ta)场景设备上(shang),网(wang)(wang)关(guan)盒(he)子作为收(shou)发器(qi),收(shou)集本地(di)传(chuan)感器(qi)数据(ju),并通过卫星(xing)网(wang)(wang)络(luo)将(jiang)(jiang)数据(ju)传(chuan)输(shu)至云端平台。

 

目前已有(you)大(da)量卫星(xing)通(tong)(tong)信的(de)方(fang)案,但(dan)卫星(xing)通(tong)(tong)信一般(ban)成本(ben)(ben)很高,而这张NB-IoT网(wang)络(luo)(luo)成本(ben)(ben)并不高。根据Skylo公司(si)CEO所述,该网(wang)络(luo)(luo)连(lian)接(jie)成本(ben)(ben)比现有(you)卫星(xing)通(tong)(tong)信方(fang)案节约95%的(de)成本(ben)(ben)。具体来说(shuo),该网(wang)络(luo)(luo)连(lian)接(jie)资费(fei)大(da)约为每个(ge)用(yong)户(hu)每月(yue)1美(mei)(mei)元,硬(ying)件成本(ben)(ben)即网(wang)关(guan)低(di)于100美(mei)(mei)元。Skylo公司(si)的(de)卫星(xing)NB-IoT网(wang)络(luo)(luo)首先在印度提供(gong)服务,首家客户(hu)是印度铁(tie)路(lu)公司(si),印度铁(tie)路(lu)公司(si)将(jiang)在其车厢安装Skylo的(de)网(wang)关(guan),使用(yong)Skylo的(de)NB-IoT网(wang)络(luo)(luo)。

 

根据(ju)GSMA发布的数据(ju),截(jie)止(zhi)2020年(nian)1月,全球已有92张(zhang)商用NB-IoT网络。在(zai)全球主流运营(ying)商都部(bu)署NB-IoT网络的同时,基于卫星的NB-IoT网络正在(zai)践行着(zhe)“连(lian)接未(wei)连(lian)接物”的使命,一方面(mian)对运营(ying)商蜂(feng)窝(wo)网络形成(cheng)补充,另一方面(mian)在(zai)一定程度上(shang)也和蜂(feng)窝(wo)网络形成(cheng)竞争(zheng)。


实际上,Skylo并非(fei)独家(jia)提(ti)供卫星(xing)NB-IoT的(de)(de)厂商(shang),美国(guo)另一(yi)家(jia)物(wu)联(lian)网公司Ligado Networks表示其准(zhun)备在(zai)(zai)1500MHz-1700MHz频段上使(shi)用NB-IoT标准(zhun)建设(she)一(yi)个卫星(xing)网络;卢森堡一(yi)家(jia)名为(wei)OQ Technology的(de)(de)公司已(yi)经在(zai)(zai)一(yi)些商(shang)业卫星(xing)上测试软件定义无(wu)线电(dian)(SDR)的(de)(de)NB-IoT无(wu)线接入(ru)。除此之外,欧宝app 也(ye)看到近年(nian)来大量初创(chuang)公司均(jun)推出(chu)廉价的(de)(de)低轨卫星(xing)物(wu)联(lian)网方案,国(guo)内也(ye)有数家(jia)民营卫星(xing)公司推动卫星(xing)物(wu)联(lian)网进(jin)展,当然国(guo)内还未出(chu)现基于卫星(xing)的(de)(de)NB-IoT网络。


卫星NB-IoT、私有NB-IoT,支撑5G连接“未连接的物”


私有NB-IoT网络


GSMA所(suo)(suo)公布的(de)截止1月有92张(zhang)NB-IoT网(wang)(wang)(wang)络(luo)商(shang)用,这些网(wang)(wang)(wang)络(luo)均为主流运营商(shang)向所(suo)(suo)在区域提供的(de)公共(gong)物联网(wang)(wang)(wang)网(wang)(wang)(wang)络(luo),而随着NB-IoT逐渐成熟,私有NB-IoT网(wang)(wang)(wang)络(luo)开(kai)始(shi)出现,为一些关键行业提供更为安全可靠的(de)保障。


2019年(nian)6月,位于美国(guo)加州的(de)一家(jia)名为Puloli的(de)公司(si)宣布推出首个私(si)有NB-IoT网(wang)络(luo)(luo),该(gai)网(wang)络(luo)(luo)采用(yong)(yong)700MHz频谱,部署(shu)(shu)在(zai)佛罗里(li)达北部,基本覆盖该(gai)地(di)区(qu)大多数人口,是为该(gai)地(di)区(qu)一家(jia)公用(yong)(yong)事业企业提供部署(shu)(shu)的(de)。对于私(si)有网(wang)络(luo)(luo),Puloli探索出一套网(wang)络(luo)(luo)即服(fu)务(NaaS)的(de)商业模(mo)式,负责网(wang)络(luo)(luo)设(she)计、部署(shu)(shu)和运(yun)营。除了网(wang)络(luo)(luo)服(fu)务外,该(gai)私(si)有NB-IoT网(wang)络(luo)(luo)采用(yong)(yong)Pycom公司(si)基于Sequans Monarch芯片的(de)NB-IoT模(mo)组,该(gai)模(mo)组支(zhi)持700MHz频段。

 

由(you)于是私有网络,Puloli对(dui)此进行专(zhuan)门的(de)(de)频段(duan)定(ding)制(zhi)(zhi),在700MHz频段(duan)中使用1MHz作为(wei)下(xia)行,另外(wai)1MHz作为(wei)上行。当然,由(you)于700MHz频段(duan)已经被(bei)21家基础设施机构(gou)购买,包括电(dian)力(li)、燃气、水务、石油以及铁路公司,因此频谱是部(bu)署私有网络最(zui)(zui)具挑战(zhan)的(de)(de)环节。Puloli与一家名为(wei)Select Spectrum的(de)(de)频谱咨(zi)询机构(gou)合作,该机构(gou)为(wei)无线(xian)电(dian)频谱的(de)(de)买卖(mai)提(ti)供规(gui)划、咨(zi)询和数据分析服(fu)务,最(zui)(zui)终确定(ding)频谱定(ding)制(zhi)(zhi)方案。


卫星NB-IoT、私有NB-IoT,支撑5G连接“未连接的物”


部(bu)署私有网络并非一(yi)件(jian)新鲜事(shi)物,在移动通(tong)信发展的各个历史阶段,都(dou)有很多重点(dian)行(xing)业和重点(dian)企业基于自(zi)身(shen)业务的需要,自(zi)建(jian)或者(zhe)委托(tuo)建(jian)设一(yi)张归属于自(zi)己的私有网络,与(yu)运营(ying)商提(ti)供的公(gong)共网络做(zuo)到物理上(shang)的隔离来保障安全性(xing)。因此,在全球(qiu)主流运营(ying)商积极部(bu)署NB-IoT公(gong)共网络的同时,NB-IoT私网也开始出现,也是(shi)一(yi)个正常的现象。

 

当然,从目前发展情况(kuang)看,NB-IoT私网并未形成(cheng)一个(ge)大(da)量部署的(de)态势。实(shi)际上(shang),早在2016年6月NB-IoT标准冻(dong)结之初(chu),华为就(jiu)推(tui)出了(le)基于NB-IoT的(de)私网方案(an)eLTE-IoT,华为企业(ye)网官方微信对此做出以(yi)下描述:

 

eLTE-IoT解决方案是为企业自建的免(mian)授权物联(lian)网(wang)市场(chang),提供基于Sub-GHz免(mian)授权频(pin)谱的低功耗(hao)中(zhong)长距物联(lian)网(wang)无线技(ji)术。针对低数据速(su)率、大规模终端(duan)数目及广(guang)(guang)覆盖(gai)要求等(deng)典型的M2M应用场(chang)景,eLTE-IoT可以为政企等(deng)行业客户,如智慧城(cheng)市、电力(li)和(he)燃气/水务(wu)厂商开辟(pi)广(guang)(guang)阔的物联(lian)网(wang)市场(chang)。eLTE-IoT的芯(xin)片将完全重用3GPP NB-IoT的芯(xin)片,和(he)免(mian)授权频(pin)谱上的LTE技(ji)术类似,eLTE-IoT产业链的参与(yu)者,也是3GPP NB-IoT的玩家。

 

既然能够复(fu)用(yong)NB-IoT本(ben)身产业(ye)生态(tai),那(nei)么随着NB-IoT产业(ye)的发展,NB-IoT私(si)网(wang)产业(ye)链也会准(zhun)备就(jiu)绪。不(bu)过,除了产业(ye)链外(wai),需求(qiu)、商(shang)业(ye)模式等(deng)方面也需要(yao)准(zhun)备就(jiu)绪。近年来(lai),仅电力(li)等(deng)少数行(xing)业(ye)中有(you)NB-IoT私(si)有(you)网(wang)络的应(ying)用(yong)。

 

在(zai)当前5G快速发展(zhan)的(de)背景下(xia),NB-IoT已纳(na)入5G mMTC候选(xuan)标准中(zhong)。此前,全球多国和(he)大量行业(ye)(ye)都在(zai)探索发展(zhan)5G私(si)网(wang)(wang)(wang),不少国家也开(kai)始(shi)为企业(ye)(ye)建(jian)设(she)5G私(si)网(wang)(wang)(wang)分配频(pin)谱,形(xing)成(cheng)5G赋能(neng)行业(ye)(ye)的(de)一种(zhong)典(dian)型的(de)形(xing)式(shi)。企业(ye)(ye)自(zi)建(jian)5G私(si)网(wang)(wang)(wang),在(zai)很大程(cheng)度(du)上用于物(wu)与物(wu)的(de)通(tong)信,连接企业(ye)(ye)各类物(wu)联网(wang)(wang)(wang)设(she)备,而(er)其中(zhong)低功耗、大连接的(de)部分将(jiang)由NB-IoT来(lai)承载。从这个角度(du)来(lai)看,未来(lai)NB-IoT私(si)有网(wang)(wang)(wang)络更多是通(tong)过5G私(si)网(wang)(wang)(wang)来(lai)呈现。

 

不论是(shi)基于卫星的(de)(de)NB-IoT网(wang)络,还(hai)是(shi)企业(ye)自建(jian)私有(you)NB-IoT网(wang)络,都是(shi)通过扩(kuo)大物(wu)联(lian)网(wang)连(lian)接(jie)(jie)方式,实现“连(lian)接(jie)(jie)未连(lian)接(jie)(jie)的(de)(de)物(wu)”,扩(kuo)大5G大连(lian)接(jie)(jie)的(de)(de)范畴(chou),尽量(liang)使(shi)物(wu)联(lian)网(wang)通信技术覆盖所有(you)场(chang)景。


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