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物联网互联互通的“三驾马车”

(2018-06-15 10:26:15)
标签:

物联网

5g

车联网

无人驾驶

emtc

分类: 物联网研究

 

物联网互联互通的“三驾马车”


2018614日,在来自全球主要电信运营商、网络设备商、终端芯片厂商、仪器仪表厂商、互联网公司和其他垂直行业公司等600余名代表的共同见证下,3GPP全会(TSG#80)批准了第五代移动通信技术标准(5G NR)独立组网功能冻结。加之去年12月完成的非独立组网NR标准,5G已完成第一阶段全功能标准化工作,进入了产业全面冲刺新阶段。

600名见证人,是手持着刀等候着切蛋糕的人。那么对于物联网来说,5G将给物联网带来什么样的不同,给我们带来什么样的期待?

 

01 物联网互联互通的“三驾马车”

 

物联网的传输就目前科技发展而言由三种技术共同组成,其中窄带物联网(NB-IOT)和增强性机器通信技术(eMTC)和即将到来的5G

   窄带物联网(NB-IOT):NB-IoT指窄带物联网(Narrow Band-Internet of Things)技术,早在2016年,NB-IoT技术协议获得了3GPP 无线接入网(RAN)技术规范组会议通过。核心是面向低端物联网终端(低耗流),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)的典型代表。适合广泛部署在智能家居、工业控制等领域,对低速率、低功耗、终端的物联网应用具有较大优势。  

增强性机器通信技术(eMTC):eMTC是物联网互联技术的一个重要分支,其基于LTE协议演进而来,目的是为了更加适合物与物之间的通信,也为了更低的成本,对LTE协议进行了裁剪和优化。LTEM,即LTEMachinetoMachine,是基于LTE演进的物联网技术,在R12中叫LowCostMTC,在R13中被称为LTEenhancedMTC,即eMTC,旨在基于现有的LTE载波满足物联网设备需求。eMTC基于蜂窝网络进行部署,支持上下行较大1Mbps的峰值速率,属于物联网中速率,其用户设备通过支持14MHz的射频和基带带宽,可以直接接入现有的LTE网络。eMTC的较关键能力在于支持移动性并可以定位,成本只有Cat1芯片的25%,相比于GPRS速率要高四倍。

   5G,英文fifth-generation的缩写,指移动电话系统第五代,也是4G的延伸。该技术可在28G赫兹(GHz)超高频段以每秒1G比特(Gbps)以上的速度传送数据,利用该技术,下载一部高画质(HD)电影只需一秒钟。

随着5G标准的批准,其商用已经不会太遥远了。这样,物联网互联互通的三驾马车也便齐全了,物联网的风口的风更显得强劲了。

 

02 “三驾马车”协同互补的关系

 

2017年,在工信部《关于全面推进移动物联网(NB-IOT)建设发展的通知》等政策的引导下,我国三大电信运营商相继发力,积极推进NB-IOT商用网络的搭建和部署,已显著提升了物联网规模化应用的接入能力。

紧跟NB-IOT的步伐,我国eMTC在今年也将步入商用期,与NB-IOT形成互补发展的趋势。

5G最长传送距离可达2公里,再加上基站,世界将变得更丰富多彩 

三驾马车之间的关系:

NB-IOT:低速率、深度覆盖、无连接态切换。适用于物联网领域的智能抄表、智能停车、路灯控制、井盖防护、环境监测等

EMTC:中低速率、移动性、支持语言、定位等。适用于物流跟踪、车辆定位、移动支付、智能穿戴、智慧管网等

5G:速度快,传输距离远、传输数据大、无延迟。适用于需要传输速度快的影像等应用


 打个比方,NB-IOT因为身板小,只能在院子里兜圈子,院子里旮旯的地方门儿清;EMTC呢,身板壮点,但也只能在村里转悠,同样地对村里也再熟悉不过了;5G呢,那可了不得,能跑遍整个镇子,不过呢,因为镇的面积比较大,一些地方它就去不了,但是,如果多喂些粮草,它还能跑周围的镇子,如果你每到一个地方给它加点料的话,甚至能到更远的地方如县、市等。这样,这三驾马车运用得好的话,就能走遍天涯海角了。

这个大概就是NB-IOTeMTC5G的关系。三者之间是强互补关系,三者设施配置得当,就可以形成一张覆盖密度大,相得益彰的物联网数据传输网。

 

03 “三驾马车”在物联网的应用场景

 

物联网的应用场景可以大致分为3类,一是以车联网为代表的监控类业务,传输速率10Mbit/s左右,代表技术是5G;二是以穿戴类为代表的交互协同类业务,传输速率小于1Mbit/s,代表技术有eMTC;三是以远程抄表为代表的数据采集类业务,传输速率小于100Kbit/s,代表技术有NB-IoTLoraSigFox等。

eMTCNB-IoT二者均可用于面向低功耗广覆盖的场景,两者是由部分重合的场景,但eMTCNB-IoT在数据速率、覆盖能力、耗电等方面还是有差异的,因此两者的应用场景既有重合也有差异。NB-IoT的优势在低吞吐量的应用场景下将成本和功耗降至最低、覆盖能力强,因此NB-IoT最典型的应用场景是远程抄表类业务、路灯控制、井盖防护等公共设施监控、智能停车等。eMTC的优势是速率较高、支持移动性、支持VoLTE语音等,因此eMTC典型的应用场景是物流跟踪、车辆定位、移动实付、智能穿戴设备等。

 

04  5G给物联网带来的遐想


5G因为其高速率,给物联网带来了无限的遐想。比如5G未来重要的应用场景车联网,其发展最大的受制因素在于算法以及承载算法的硬件及网络,以5G为代表的LTE-V和下一代通信标准将很大层面上解决车联网网络的问题。

5G可以提供超高画质影音、优质云端服务,由于 5G 技术强调传送强、速度快且实时可靠,能支持分秒必争的移动,未来透过 5G 连结,可让自动驾驶汽车由自动连结引导到交通体系,在高速进行中仍可保持传输质量,因此,车辆行驶间的影像云端储存透过实时传输,不需等行程结束后才能将影像纪录管理,且云端化结合影像分析,加上车体内外传感器可协助驾驶行为修正、道路状况实时提醒及驾驶判断辅助,让无人驾驶成为未来主流的驾驶方式。

至于曾发生的Uber一辆无人驾驶测试车在亚利桑那州凤凰城郊区撞死一位女性,这全球首例完全自主驾驶汽车致人死亡的事故,可能正是传输速度问题导致的悲剧。从理论上说无人驾驶的确应该比人类驾驶更安全。在汽车本身质量等安全隐患的前提下,安全与否就完全考量驾驶员本身了,人类的反应速度,判断的理性还是无法与传感器+处理器的组合相媲美的,即便是同一个人还会因为身体状况,心情好坏,睡眠情况等等各种因素导致驾驶状态的千差万别,就更不用说人类个体的差异了,反应快慢,经验多少,冷静与否,是否路怒,而无人驾驶显然没有这些问题,也就从根本上杜绝了因为人的主观因素和客观不足导致的安全事故。

 


另外,以视频为代表的要求高带宽的应用,例如虚拟现实,混合现实等技术,因为5G的应用都可以得到解决目前虚拟现实混合现实等相关的旅游体育视频会议等众多的应用都有了用武之地,未来只在科幻片里出现的全息影像等科技技术都会随着5G的到来变为现实。


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