5G標準出爐,帶給物聯網的期待
2018年6月14日,在來自全球主要電信運營商、網路設備商、終端晶元廠商、儀器儀錶廠商、互聯網公司和其他垂直行業公司等600餘名代表的共同見證下,3GPP全會(TSG#80)批准了第五代移動通信技術標準(5G NR)獨立組網功能凍結。加之去年12月完成的非獨立組網NR標準,5G已完成第一階段全功能標準化工作,進入了產業全面衝刺新階段。
那600名見證人,是手持著刀等候著切蛋糕的人。那麼對於物聯網來說,5G將給物聯網帶來什麼樣的不同,給我們帶來什麼樣的期待?
01物聯網互聯互通的「三駕馬車」
物聯網的傳輸就目前科技發展而言由三種技術共同組成,其中窄帶物聯網(NB-IOT)和增強性機器通信技術(eMTC)和即將到來的5G。
窄帶物聯網(NB-IOT):NB-IoT指窄帶物聯網(Narrow Band-Internet of Things)技術,早在2016年,NB-IoT技術協議獲得了3GPP無線接入網(RAN)技術規範組會議通過。其核心是面向低端物聯網終端(低耗流),支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接,也被叫作低功耗廣域網(LPWA)的典型代表。適合廣泛部署在智能家居、工業控制等領域,對低速率、低功耗、終端的物聯網應用具有較大優勢。
增強性機器通信技術(eMTC):eMTC是物聯網互聯技術的一個重要分支,其基於LTE協議演進而來,目的是為了更加適合物與物之間的通信,也為了更低的成本,對LTE協議進行了裁剪和優化。LTE-M,即LTE-Machine-to-Machine,是基於LTE演進的物聯網技術,在R12中叫Low-CostMTC,在R13中被稱為LTEenhancedMTC,即eMTC,旨在基於現有的LTE載波滿足物聯網設備需求。eMTC基於蜂窩網路進行部署,支持上下行較大1Mbps的峰值速率,屬於物聯網中速率,其用戶設備通過支持1.4MHz的射頻和基帶帶寬,可以直接接入現有的LTE網路。eMTC的較關鍵能力在於支持移動性並可以定位,成本只有Cat1晶元的25%,相比於GPRS速率要高四倍。
5G,英文fifth-generation的縮寫,指行動電話系統第五代,也是4G的延伸。該技術可在28G赫茲(GHz)超高頻段以每秒1G比特(Gbps)以上的速度傳送數據,利用該技術,下載一部高畫質(HD)電影只需一秒鐘。
隨著5G標準的批准,其商用已經不會太遙遠了。這樣,物聯網互聯互通的三駕馬車也便齊全了,物聯網的風口的風更顯得強勁了。
02「三駕馬車」協同互補的關係
2017年,在工信部《關於全面推進移動物聯網(NB-IOT)建設發展的通知》等政策的引導下,我國三大電信運營商相繼發力,積極推進NB-IOT商用網路的搭建和部署,已顯著提升了物聯網規模化應用的接入能力。
緊跟NB-IOT的步伐,我國eMTC在今年也將步入商用期,與NB-IOT形成互補發展的趨勢。
而5G最長傳送距離可達2公里,再加上基站,世界將變得更豐富多彩。
三駕馬車之間的關係:
NB-IOT:低速率、深度覆蓋、無連接態切換。適用於物聯網領域的智能抄表、智能停車、路燈控制、井蓋防護、環境監測等
EMTC:中低速率、移動性、支持語言、定位等。適用於物流跟蹤、車輛定位、移動支付、智能穿戴、智慧管網等
5G:速度快,傳輸距離遠、傳輸數據大、無延遲。適用於需要傳輸速度快的影像等應用
打個比方,NB-IOT因為身板小,只能在院子里兜圈子,院子里旮旯的地方門兒清;EMTC呢,身板壯點,但也只能在村裡轉悠,同樣地對村裡也再熟悉不過了;5G呢,那可了不得,能跑遍整個鎮子,不過呢,因為鎮的面積比較大,一些地方它就去不了,但是,如果多喂些糧草,它還能跑周圍的鎮子,如果你每到一個地方給它加點料的話,甚至能到更遠的地方如縣、市等。這樣,這三駕馬車運用得好的話,就能走遍天涯海角了。
這個大概就是NB-IOT、eMTC和5G的關係。三者之間是強互補關係,三者設施配置得當,就可以形成一張覆蓋密度大,相得益彰的物聯網數據傳輸網。
03「三駕馬車」在物聯網的應用場景
物聯網的應用場景可以大致分為3類,一是以車聯網為代表的監控類業務,傳輸速率10Mbit/s左右,代表技術是5G;二是以穿戴類為代表的交互協同類業務,傳輸速率小於1Mbit/s,代表技術有eMTC;三是以遠程抄表為代表的數據採集類業務,傳輸速率小於100Kbit/s,代表技術有NB-IoT、Lora和SigFox等。
eMTC和NB-IoT二者均可用於面向低功耗廣覆蓋的場景,兩者是由部分重合的場景,但eMTC和NB-IoT在數據速率、覆蓋能力、耗電等方面還是有差異的,因此兩者的應用場景既有重合也有差異。NB-IoT的優勢在低吞吐量的應用場景下將成本和功耗降至最低、覆蓋能力強,因此NB-IoT最典型的應用場景是遠程抄表類業務、路燈控制、井蓋防護等公共設施監控、智能停車等。eMTC的優勢是速率較高、支持移動性、支持VoLTE語音等,因此eMTC典型的應用場景是物流跟蹤、車輛定位、移動實付、智能穿戴設備等。
04 5G給物聯網帶來的遐想
5G因為其高速率,給物聯網帶來了無限的遐想。比如5G未來重要的應用場景車聯網,其發展最大的受制因素在於演算法以及承載演算法的硬體及網路,以5G為代表的LTE-V和下一代通信標準將很大層面上解決車聯網網路的問題。
5G可以提供超高畫質影音、優質雲端服務,由於5G技術強調傳送強、速度快且實時可靠,能支持分秒必爭的移動,未來透過5G連結,可讓自動駕駛汽車由自動連結引導到交通體系,在高速進行中仍可保持傳輸質量,因此,車輛行駛間的影像雲端儲存透過實時傳輸,不需等行程結束後才能將影像紀錄管理,且雲端化結合影像分析,加上車體內外感測器可協助駕駛行為修正、道路狀況實時提醒及駕駛判斷輔助,讓無人駕駛成為未來主流的駕駛方式。
至於曾發生的Uber一輛無人駕駛測試車在亞利桑那州鳳凰城郊區撞死一位女性,這全球首例完全自主駕駛汽車致人死亡的事故,可能正是傳輸速度問題導致的悲劇。從理論上說無人駕駛的確應該比人類駕駛更安全。在汽車本身質量等安全隱患的前提下,安全與否就完全考量駕駛員本身了,人類的反應速度,判斷的理性還是無法與感測器+處理器的組合相媲美的,即便是同一個人還會因為身體狀況,心情好壞,睡眠情況等等各種因素導致駕駛狀態的千差萬別,就更不用說人類個體的差異了,反應快慢,經驗多少,冷靜與否,是否路怒,而無人駕駛顯然沒有這些問題,也就從根本上杜絕了因為人的主觀因素和客觀不足導致的安全事故。
另外,以視頻為代表的要求高帶寬的應用,例如虛擬現實,混合現實等技術,因為5G的應用都可以得到解決。目前虛擬現實、混合現實等相關的旅遊、體育、視頻會議等眾多的應用都有了用武之地,未來只在科幻片里出現的全息影像等科技技術都會隨著5G的到來變為現實。
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