作者:司郎清

物联网智库 原创

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导  读

中国移动为全球第一大通信运营商,在网络建设、平台能力、生态构建、技术发展方面领先布局,并在积极推进中低速物联网业务与各垂直行业加速融合,在NB-IoT和4G Cat．1领域持续保持领先市场地位,与中低速千行百业共同发展。

去年5月,工信部正式发布了《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》。作为2020年度专门针对物联网领域的首个文件,工信部25号文首次以公开发文形式正式提出2G/3G要迁移转网,明确中低速物联网应用开始向Cat．1和NB-IoT网络迁移。

时隔一年,国内中低速物联网产业的发展可谓迅猛。根据工信部最新数据,截至2021年4月底,国内三家运营商移动蜂窝物联网连接数已达12．36亿,仅前4个月就实现了比上年末净增1亿的亮眼成果,其中中低速物联网连接占比高达约90%。此外,据知名物联网市场调研机构IoT Analytics发布的最新数据显示,2020年中国NB-IoT在新增的模组出货量中已有54%份额, Cat．1份额也已达到12%,超过2G模组10%的份额,3G模组份额仅剩2%。

图:2020-2021年4月末蜂窝物联网终端用户情况

由此可见,物联网市场连接格局在短短一年内便发生了翻天覆地的变化,其中以NB、Cat．1为代表的中低速物联网连接更是一马当先,成为移动蜂窝物联网构成中的绝对主力。

做优新能力,中低速物联网网络能力持续演进升级

2016年6月,随着3GPP冻结了NB-IoT首个标准,第一个专用于物联网领域的蜂窝网络技术由此问世。在此之后,NB-IoT的发展驶入快车道,基于R13标准的NB-IoT网络、芯片和模块陆续得到商用,并在市场上渐呈繁荣之势。据GSMA统计,截止当前,全球共有106张NB-IoT商用网络。

然而,随着物联网市场的不断发展,NB-IoT的第一代R13协议目前已经不能满足不断丰富的物联网应用对NB-IoT性能的需求。再者,由于GPRS的频谱效率较低,需要能够支撑高通信速率的物联技术来替代2G/GPRS,以加速GSM频谱的重耕。2018年6月,华为发布了全球首个基于3GPP R14协议的NB-IoT商用版本。

相较于R13版本,R14版本在技术性能上具有全方位优势,其中网络速率提升3-5倍、接入能力提升2-8倍、功耗降低80%+。值得强调的是,R14版本新增两大定位能力,其中E-CID指纹定位在NB-IoT终端不支持GPS功能时可利用LTE指纹数据库获取终端的地理位置信息,OTDOA可实现基于网络辅助的定位,用于定位UE的经纬度地理位置信息。同时,R14版本还部署了基于SC-PTM的广播机制,可应用于软件升级、并发控制等场景。另外,R14版本支持多载波升级,可对热点区域容量按需扩容,有效解决了高并发/潮汐效应带来的周期性容量挑战。实测证明,R14版本较的上下行传输速率从R13版本的42．5/85．6kbps上升至148．89/99kbps,上下行速率分别提升了250%和16%,传输速度已经达到甚至超过2G/GPRS。此外R14版本的节能特性则使功耗由284．18 uAh降低至47．67 uAh,比R13进一步降低了83．23%。

不仅如此,业界还期待R14版本后NB-IoT网络性能可以持续演进增强。华为公司FDD产品线副总裁方向表示,在R15、R16及后续演进版本中,NB-IoT网络还丰富了很多关键技术能力,使得NB-IoT网络可兼顾存量终端功耗、扩展应用场景,在支撑物联业务规模上量的同时兼顾提升频谱效率。值得一提的是,NB-IoT R16版本的用户级寻呼短周期技术能进一步显著提升NB-IoT网络的容量、时延和低功耗性能,助力使能控制类业务在NB-IoT网络上规模承载和落地应用。

对于NB-IoT的技术演进,国内运营商和通信设备厂商正在率先积极响应与实践,将最新的NB-IoT标准技术部署至现网。以中国移动为例,已于2020年12月在国内率先完成全网R14版本升级,成为目前国内唯一一家全网规模升级R14的运营商,此外中国移动还率先在国内提前引入和升级部署了R15、R16版本中的部分关键技术,包括:R15版本的SPS、连接快速释放(Quick Release)、基于宽松时延的小区重选、多载波组网等,使得NB-IoT网络不但上行时延可降低20%,还可根据基站负载情况,实现NB-IoT载波自适应收缩扩张、NB-IoT与LTE共享空口频谱资源,最大化频谱效率;R16版本中的用户级寻呼周期,针对金融POS、共享设备等时延敏感类业务可采用短寻呼周期,NB-IoT终端寻呼周期从2．56s降低至0．32s,降低下行时延40%,甚至超过了2G/GPRS的平均寻呼时延。

除了NB-IoT,未来的中低速物联网业务还包括以LTE Cat．1技术为代表承载的中速率物联网业务。在Cat．1方面,目前我国已经具备全球规模最大、覆盖最完善的LTE网络(TDD+FDD),全国4G基站数量达到575万个,均可支持Cat．1终端接入,其中仅中国移动一家的4G基站建设总数就占到国内4G基站总数的50%以上。

做大新规模,全球最大运营商从2G向NB-IoT/Cat．1加速迁移

作为国内乃至全球用户第一的通信运营商,中国移动拥有覆盖最好的2G网络,其超全的网络覆盖范围、超低的使用成本曾在十三五期间帮助国内物联网市场实现了快速发展,不但有着数量庞大的存量2G物联网用户,更是目前国内唯一仍在运营2G网络的运营商,可以说整个物联网中低速产业的发展都在关注中国移动。即使坐拥国内唯一2G精品网络的独家竞争优势,对于工信部的2G向Cat．1和NB-IoT网络迁移的号召和要求,中国移动再次显示了作为一家央企的格局和决心,2020年第一时间开展中低速物联网“领航行动”,在政策、网络、成本、生态等多方面全面发力NB-IoT和Cat．1物联网业务,同时要求自2020年底就停止新增2G物联网用户,并在保障存量用户使用的基础上,通过多项配套政策引导客户新增业务由2G向NB-IoT /Cat．1迁移。

图:中国移动2019-2020年NB-IoT基站数量变化

在网络建设方面,目前中国移动已累计开通近40万NB基站,2021年还进一步规划了5万个NB基站资源用于按需建设,持续为NB-IoT网络加码。此外,中国移动4G基站已建成340万站,均可为直接承载于4G Cat．1用户,提供最优质的网络覆盖和通信服务。

在通信模组方面,中移物联网公司已经相续推出了OneMO ML302、ML305和M5310-5313、MN316、N10S等多款型号的自主品牌LTE Cat．1/NB-IoT模组,并融合OneNET平台、OneOS 操作系统以及物联网安全等自主核心产品与服务,打造了基于NB-IoT/LTE Cat．1技术的一体化模组产品和平台接入服务体系。

在行业应用方面, 中国移动围绕共享服务、智能家电、智能穿戴、市政设施、智能抄表、车联网、金融支付、定位追踪和公共安全九大典型的中低速应用行业领域,发挥卡+模组+平台的一体化解决方案优势,布局智慧城市路灯、井盖、地磁、消防、烟感等终端和平台整体服务能力,打造儿童手表、找TA定位等特色终端产品,与产业伙伴共建中低速行业应用新生态。

在市场宣传方面,中国移动将在31省面向九大行业开展行业推介会、产品方案巡展以及媒体宣传,提升中国移动在NB/Cat．1领域的网络口碑和产业生态优势。目前已在京沪高铁发布“小流量也有大作为”的中低速广告,协同产业伙伴共同推广中低速应用,一起做出中低速的“大作为”。

做优新服务,中国移动发力中低速业务的背后

在物联网快速发展的大背景下,中国移动早在2012年成立了一支专业化的全网支撑队伍,就是位于重庆的中移物联网有限公司。作为中国移动旗下专业运营物联网的企业,中移物联网公司已经在物联网领域深耕9年,打造出物联网连接管理平台OneLink、设备接入平台OneNET、芯片(OneChip)、模组(OneMO)以及操作系统(OneOS)、5G专网运营平台等核心产品,打造了“云、网、边、端、安全”的核心产品能力体系,有力的支撑了中国移动全国物联网业务的发展。

在中低速物联网支撑方面,中移物联网公司基于全球规模最大的连接管理平台OneLink,持续打造中低速业务端到端全流程服务支撑保障体系,推动中国移动全国中低速网络能力优化和提升。在售前方案支撑方面,中移物联网公司为客户提供网络技术解决方案及业务运营技术答疑,协助客户设计优化通信方案;在售中实施方面,根据客户需求和业务场景,协助优化客户APN设置、调整节电参数优先级;在售后服务方面,一方面通过大数据分析,加强2G网络存量保障,另一方面持续完善NB-IoT全国跨省网络按需补点建设流程和机制,协助客户处理网络通信故障、提升问题处理效率。

据中移物联网智能连接部副总经理石明洋介绍,在某校园NB共享空调项目中,中国移动联合家电制造企业落地高校共享空调超4万台,用户通过手机APP使用空调和计费,中国移动提供广覆盖、超稳定的NB-IOT网络保障用户的数据传输和远程控制等应用,实现客户共享空调业务一点接入、全国部署、安装即上线的一站式网络服务。在项目推进过程中,物联网公司牵头成立共享空调专项服务团队,协调各省做好属地网络保障和调优,同时配合客户不断测试并根据应用场景优化业务模型,将业务上报成功率从80%提升至96%。

近年来,共享单车行业随着资本、市场和技术的成熟,互联网巨头纷纷进场布局,从自行车到电动车行业规模保持高速发展,上半年中国移动联合某单车头部企业在共享电动车领域基于Cat．1网络打造全新应用场景,方案采用低成本Cat．1模组接入中国移动高品质4G网络,实现电动车状态监控上报、用户开解锁指令回传、计费信息同步、定位找车服务等功能,340万座4G基站在全国城市、县城和乡村提供广泛覆盖的网络接入服务,保障客户数据传输的稳定性。,在售前方案制定时,物联网公司智能连接部依托Cat．1自研模组在技术和价格方面的优势,结合4G优质网络能力,一站式为客户提供围绕“卡+4G Cat．1模组”整体解决方案,为客户大幅节约成本并提供最优4G网络,助力客户率先在行业建立成本和体验的巨大优势。

物联网公司智能连接部作为物联卡的全网支撑和运营方,为行业客户提供专业的售前、售中和售后保障服务,在腾讯播报音响的项目中,统筹内部网络、IT各线条解决客户应用场景中网络访问策略保障、实名制认证等问题。在郑州支撑300万NB-IOT电动车实现平台化管理,结合“卡与模组、终端、平台”形成整体方案,为客户提供千里追踪、智能纠章、大数据分析、热力图等能力的一体化电动车管理治理解决方案。中国移动在中低速领域通过服务一个一个的客户,支撑一个一个的项目,始终围绕客户需求,建立了高效的按需建网流程,实现一省购卡、跨省补点、协同服务的一站式保障支撑服务。

写在最后

毫无疑问,2G/3G向NB-IoT/Cat．1迁移已经是大势所趋。仅仅一年时间,中低速物联网业务从产品到应用、从行业到产业、从规模到价值都取得了爆发式增长。中国移动为全球第一大通信运营商,在网络建设、平台能力、生态构建、技术发展方面领先布局,并在积极推进中低速物联网业务与各垂直行业加速融合,在NB-IoT和4G Cat．1领域持续保持领先市场地位,与中低速千行百业共同发展。