5G 三大應(yīng)用場景,在 5G 的 1.0 版本 R15 以及 2.0 版本 R16 協(xié)議中,已經(jīng)基本在技術(shù)方面實現(xiàn)了兩個,分別是移動大帶寬 eMBB 與高可靠低時延 uRLLC。
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5G 三大應(yīng)用場景
關(guān)于第三大場景 mMTC 的實現(xiàn)路徑,目前暫無定論,主要因為如果想實現(xiàn)海量物聯(lián)網(wǎng),那么現(xiàn)有的空口復(fù)用技術(shù)就要進行較大程度的改進,以實現(xiàn)指數(shù)級倍增的用戶(物聯(lián)網(wǎng)用戶)可以在與當(dāng)前相同的時間與頻率資源上接入,這就需要采用一種革新的復(fù)用技術(shù),叫做 NOMA——非正交多址復(fù)用接入。
當(dāng)前使用的 4G 與 5G 空口復(fù)用技術(shù)被稱為 OFDMA,也就是正交多址復(fù)用接入,簡單來說,OFDMA 下,用戶在頻率上由于是“正交”的,因此可以互相重疊一部分在一起又互不不干擾的各自傳各自的數(shù)據(jù),使得無線網(wǎng)容量得到增加。
而名字上一看就是跟 OFDMA 對著干的 NOMA,比 OFDMA 更進了一步,可以在完全相同的時頻資源上傳輸不同的用戶數(shù)據(jù),使得無線網(wǎng)容量更進一步提升,因此被視為 mMTC 的主要候選技術(shù)。
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NOMA 與 OFDMA 的區(qū)別
但是,NOMA 也僅僅是一個有關(guān) mMTC 實現(xiàn)的雛形而已,還在商討之中,有關(guān) NOMA 的實現(xiàn),3GPP 下面的各家會員協(xié)會與企業(yè)也都在進行研發(fā)與提案。不過,除了采用全新的復(fù)用技術(shù)來實現(xiàn) mMTC 外,其實業(yè)界一直有一種傾向,那就是將 NB-IoT 納入到 5G 協(xié)議框架里來,成為 mMTC 的一種實現(xiàn)方式。
NB-IoT,Narrow Band Internet of Things,翻譯過來就是窄帶物聯(lián)網(wǎng),與 4、5G 移動通信制式一樣,也是 3GPP 組織牽頭制定的標(biāo)準(zhǔn)。
在 4G 時期的 R13 版本協(xié)議中,NB-IoT 這種完全基于 4G 底層技術(shù)的針對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用適配的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)誕生了。
其實本質(zhì)上物聯(lián)網(wǎng)與使用手機的人聯(lián)網(wǎng)沒啥區(qū)別,都是將終端里的數(shù)據(jù)通過基站傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中或從基站接收來自網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù),但是絕大多數(shù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景對數(shù)據(jù)傳輸速率、時延并沒有像人使用手機那樣的高要求,比如智慧水表電表、智慧路燈、智慧井蓋、共享單車等,反而對同時連接數(shù)目、終端低成本、終端省電提出了較高的要求。
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NB-IoT 適用的應(yīng)用場景
所以,3GPP 就針對這類低功耗、大連接的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用單獨提出了一個移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),也就是 NB-IoT,目前已經(jīng)廣泛部署在了現(xiàn)網(wǎng)中并得到了大量的應(yīng)用,是當(dāng)前全球最具影響力的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。
從國內(nèi)數(shù)據(jù)來看,截止 2020 年 2 月底,國內(nèi)三大運營商 NB-IoT 連接數(shù)突破 1 億,三家運營商連接數(shù)均超過千萬,其中兩家已超過 4000 萬。而預(yù)計到 2025 年,國內(nèi) 45%的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都將由 NB-IoT 承載。
預(yù)計 2025 年 NB-IoT 連接占比
本身就是一張比較成熟的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò),已經(jīng)承載了大量用戶,又與 5G mMTC 應(yīng)用場景的定義基本一致,因此 NB-IoT 融入 5G,一直呼聲不斷。
尤其對于很多需求方來說,在眼下這個節(jié)骨眼,自己的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備到底是直接接入 NB-IoT 呢?還是等 5G mMTC 標(biāo)準(zhǔn)出來接入 5G 呢?政企用戶們也會比較糾結(jié)。要知道,NB-IoT 設(shè)備的電池是奔著 10 年不換設(shè)計的,這就導(dǎo)致如果現(xiàn)在上了 NB-IoT,設(shè)備很有可能要 N 年后才會更換,如果中途為了使用 5G 功能臨時更換為 5G 模組,那么必然會造成高昂的成本。
無論怎么看,NB-IoT 成為 5G 標(biāo)準(zhǔn)的一部分,都是眾望所歸。
終于,各方的期待下,2020 年 7 月 9 日,NB-IoT 正式轉(zhuǎn)正了。
7 月 9 日,國際電信聯(lián)盟(ITU)無線通信部門(ITU-R)召開會議,宣布 NB-IoT 滿足各項指標(biāo)要求,正式被接受為 ITU IMT-2020 5G 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
這個 ITU 國際電信聯(lián)盟,是全球最權(quán)威的通信管理部門,3GPP 其實也是給 ITU 服務(wù)的小弟而已,在 ITU 的官方說法中,5G 的大名其實是叫 IMT-2020 的。也就是說,在 3GPP 的力推下,ITU 正式將 NB-IoT 接納為 5G 標(biāo)準(zhǔn)的一部分。
以后,即使是通過 NB-IoT 接入網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,最終也可以連接入 5GC(5G 核心網(wǎng)),融入 5G 網(wǎng)絡(luò),可以“享受”5G 的邊緣計算、網(wǎng)絡(luò)切片等服務(wù)。
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NB-IoT 可以接入 5GC
但是需要注意的是,就像 5G 也分為 1.0、2.0、3.0 版本一樣,NB-IoT 同樣有多個版本,只有遵循 R16 標(biāo)準(zhǔn)的 NB-IoT 設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)才能接入 5G 核心網(wǎng),因此已經(jīng)存在現(xiàn)網(wǎng)的 NB-IoT 設(shè)備后續(xù)若想接入 5G 核心網(wǎng),是需要進行升級的。
NB-IoT 轉(zhuǎn)正,對我國通信產(chǎn)業(yè)是一個非常好的消息,因為幾乎可以說我國具備 NB-IoT 最成熟的產(chǎn)業(yè)鏈。目前國內(nèi)有多家廠商具備 NB-IoT 的芯片、模組、終端設(shè)計制造能力。
國內(nèi) NB 產(chǎn)業(yè)鏈公司
同時,我國是 NB-IoT 專利產(chǎn)出最多的國家,占比 47%,其余國家分別為美國第二(25%)、日本第三(7%)、瑞典第四(6%)、韓國第五(4%)。
因此,本次 NB-IoT 之所以能被接納為 5G 正式標(biāo)準(zhǔn),其實也主要是中國方面的努力。
所以說,一流企業(yè)定標(biāo)準(zhǔn)、二流企業(yè)做品牌、三流企業(yè)做產(chǎn)品,這話確實不假,能讓你主導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)進入國際舞臺,讓自己陣營的企業(yè)借標(biāo)準(zhǔn)做大做強,才是通信行業(yè)真正的“玩法”。