【吴老司撩NB系列】物联网的前世今生

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近两年来，关于无线通信技术发展，笔者听到最多的两个词就是 5G 和物联网了。本期专题开始就想跟大家好好掰扯掰扯物联网，将包括物联网的前世今生、应用case、NB-IOT 技术原理、NB-IOT 规划等。至于 5G 技术，还是等果子成熟了再说。

何为物联网(IoT)？

It stands for Internet of Things。Basic idea is to connect EVERYTHING that you can think of by Internet。

首先我们得知道，自从上世纪 80 年代以来，从大哥大开始，无线通信技术已经经历了四代的传承与发展。从开始的人与人的连接，发展到人与物的连接，自然地，咱们脑洞大开，是否可以将所有的物都连在一起呢？而实际上从商业上来看，语音通信（人与人连接）收入已经见顶，由于 4G 的大力建设，数据业务（人与人&人与物的连接）支撑运营商收入进入了新的巅峰，那么下个收入蓝海将是什么？从目前观点来看即是物与物的连接将成为第三个波峰，而物联网将是重要的载体。

这里就不得不涉及到很多商业与技术的思考。试列举之：

• 发展的驱动力在哪？
• 应用 case 在哪？
• 商业前景如何？
• 选择何种连接技术最经济有效？

先引用一些关于物联网市场前景的预测数据：2020 年，中国将达百亿物联网连接（含各种连接），产业链市场空间 1 万亿人民币（数据来源：麦肯锡等）。当然，你还可以找到各种预测的数据，总之一句话，这个饼很大，机会很多，这将是一群人的狂欢。

物联网的应用场景

物联网应用场景丰富，但是依据对技术的需求，总体来看可以划分为两类：

• 可以使用非蜂窝（以短距 Wi-Fi、蓝牙等为主）网络来承载的应用；

• 建议使用蜂窝（包括现有的 2/3/4G 及其他技术）物联网技术承载的应用（运营商市场主要在蜂窝领域，这也是我们讨论的重点）。

目前，对于运营商来说，智能家居、智能楼宇、抄表、市政物联和物流追踪这五大领域将是应用推广的重点。以下引用一些统计和预测数据作为参考：

物联网技术的众生相

这张图见诸于各物联网相关资料中，理论上来讲，如果对这图理解了，那么恭喜你对物联网功力已经练到了五成。

下面我试着对上图从几个维度进行解读：

• 横轴代表覆盖要求，一般可以划分为长距离和短距离，因此将物联网技术划分为了两个大类。

  • 短距离通信技术有我们熟悉的 WiFi、Bluetooth，还有大家不熟悉的 ZigBee 等。不过这些短距离通信技术天生就有覆盖范围受限的缺点，应用场景也就随之受限，因为比如智能抄表等业务肯定是位于地下室或者弯角旮旯里，覆盖能力不行怎么搞定？这些技术不是运营商的兴趣点，当然也不是咱们研究的重点。
  • 对于长距离通信，主要的代表技术是 NB-IOT、eMTC、LoRa、SigFox 等。实际上对于长距离通信技术，一般同时具备了强覆盖、低成本、小功耗、大连接这四个关键特点（敲黑板，重点重点重点，注意没有高速率），我们又将这类技术称为LPWA（Low Power Wide Area）。从这四个特点来看，简直是人见人爱，所以运营商也爱，并且是真爱。以后将细聊 NB-IOT 技术。

• 纵轴代表速率要求：基本可以划分为高、中、低三个速率等级。

  • 高速率：(>1Mbps)，主要的应用场景有车联网、视频监控、远程医疗等，代表技术有4G LTE-V和5G新技术等；
  • 中速率：((<1Mbps)，主要的应用场景有可穿戴设备、银行业PoS机、电梯广告推送、车队管理等，代表技术有eMTC、GPRS/CDMA、wifi等；
  • 低速率：((<200Kbps)，主要的应用场景有能源抄表、气象/环保监测、资产标签、智能停车、智能锁等，代表技术有NB-IoT、LoRa 、Sigfox（广域覆盖）、蓝牙、zigbee等短距技术等；

• 对于LPLA而言，我们还可以进一步细分，主要国际标准还是私有技术、公共频段还是授权频段，这不展开讲。

• 从这个图还可以看出，技术能力的统一与互斥性，也即很难有种技术是覆盖好又速率快的。

• 那么为什么有这么多技术呢？多得看花灯似得。答案 CMCC 早告诉你了。