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相得益彰丨 LPWAN-5G商用下的先行者

来源:慧联无限 | 2019.06.14

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前言

2019年6月6日,我国发放5G商用牌照,标志着中国正式进入5G时代。

自2018年12月份,中央经济工作会议明确“要加强新型基础设施建设,推进人工智能、工业互联网、物联网建设,加快5G商用步伐”。5G具有高速率、大连接、高可靠、低时延等特性,可以面向万物智联提供服务,有望给整个社会带来深刻变革。此时,我国发放5G商用牌照,意在表达我国对5G发展的高度关切,同时这也是前期政策的延续。考虑到我国电信运营商历年资本开支占比为全球的20%左右,具有极强的产业影响力,我国5G提速将为全球5G发展注入动力。

 

5G即第五代通讯技术,ITU-R(国际电联无线电通信组)在2015年6月定义了未来5G的三大类应用场景,分别是:增强型移动互联网业务(eMBB-面向人)、海量连接的物联网业务(mMTC-面向物联网)、超高可靠性与超低时延业务(uRLLC-面向工业互联网)。

 

MBB】直译为“增强移动宽带”,就是以人为中心的应用场景,集中表现为超高的传输数据速率,广覆盖下的移动性保证等。未来几年,用户数据流量将持续呈现爆发式增长(年均增长率47%),而业务形态也以视频为主(78%),在5G的支持下,用户可以轻松享受在线2k/4k视频以及VR/AR视频,用户体验速率可提升至1Gbps(4G最高实现10Mbps),峰值速度甚至达到10Gbps。

 

uRLLC】直译为“高可靠低时延连接”。在此场景下,连接时延要达到1ms级别,而且要支持高速移动(500KM/H)情况下的高可靠性(99.999%)连接。这一场景更多面向车联网、工业控制、远程医疗等特殊应用,其中车联网市场潜力巨大,5G时代这块蛋糕将达到6000亿美元,而通信模块在其中占比超过10%,这些应用的安全性要求极高。

 

mMTC】直译为“海量物联”,5G强大的连接能力可以快速促进各垂直行业(智慧城市、智能家居、环境监测等)的深度融合。万物互联下,人们的生活方式也将发生颠覆性的变化。这一场景下,数据速率较低且时延不敏感,连接覆盖生活的方方面面,终端成本更低,电池寿命更长且可靠性更高。


和4G相比,5G的提升是全方位的,这三类应用场景,就是意味着更高带宽、更低时延、更海量的接入能力。

 

首先,在核心网方面,5G应该说很好地采用了NFV(网络功能虚拟化)和SDN(软件定义网络)的理念,大部分是基于软件和硬件分离的架构。在大家看起来都是服务器,在上面虚拟出很多不同的功能单元,从网络功能设计来看,也更好地实现了控制和数据平面的分离。


其次,在网络架构方面,进一步向扁平化发展,过去2G、3G的四层,到4G已经变成三层,到5G更加简洁,变成两层,而且很多应用了移动边缘计算。核心网标准重点落实像网络切片、移动边缘计算,确保端到端用户的安全。

 

另外,5G技术的技术优势还体现在毫米波、小基站、大规模天线、波束成形这几大技术上。考虑到5G的先进性和经济性两个方面,5G网络建设分为非独立组网和独立组网两种模式。所谓独立组网就是采用5G新的空口接入到5G新的核心网,端到端都是完整5G的标准。非独立方式更多体现在核心网部分,也就是说,有些运营企业在初级阶段仍然用4G核心网接入5G新的接口作为过渡以减少初期投资。

 

5G是数字经济时代的关键基础设施之一。5G具有高速率、大连接、高可靠、低时延等特性,可以面向万物智联提供服务,有望给整个社会带来深刻变革。4G改变生活,5G则有望赋能各行各业,带来移动互联网、产业互联网、物联网的繁荣。

 

5G与物联网

 

5G除了上述的三大场景,除了带宽传输速度的提升之外最重要的是对物联网的提升。其中mMTC是针对未来海量低功耗、低带宽、低成本和时延要求不高的场景所设计。

 

万物互联的场景下,机器类通信、大规模通信、关键性任务的通信对网络的速率、稳定性、时延等提出更高的要求,包括自动驾驶、AR、VR、触觉互联网等新应用对 5G的需求十分迫切。面向未来,人们对移动互联网大流量应用的需求及万物互联的需求十分巨大,现有的无线网络性能无法满足这些需求,供给与需求间的缺口将推动着现有的无线网络继续升级,最终推动5G时代的到来。

 

物联网将是5G发展的主要动力,从某种程度上甚至可以理解为5G是为万物互联设计的。 到2021年,将有280亿部移动设备实现互联,其中IoT设备将达到160亿部。未来十年,物联网领域的服务对象将扩展至各行业用户,M2M终端数量将大幅激增,应用无所不在。从需求层次来看,物联网首先是满足对物品的识别及信息读取的需求,其次是通过网络将这些信息传输和共享,随后是联网物体随着量级增长带来的系统管理和信息数据分析,最后改变企业的商业模式及人们的生活模式,实现万物互联。未来的物联网市场将朝向细分化、差异化和定制化方向改变,未来的增长极可能超出预期;如果说物联网连接数至2020年将达到500亿,那么有可能这仅仅是一个起点,未来物联网连接数规模将近十万亿。

 

在5G时代,5G的高带宽、低时延等特性将进一步提升移动互联网用户体验,促进信息消费从低水平的供需平衡向高水平迁移,助力我国信息消费持续扩大升级。同时,5G与云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术结合,将会成为我国传统产业加速技术改造和跨界整合的孵化器,推动工业、医疗、交通、能源等传统产业的数字化、智能化、网络化发展,提升信息化水平,催生新产品、新模式和新业态,成为数字经济发展的强劲驱动力。

 

比如,5G与电子政务、智慧城市建设相结合,将推进政府决策科学化、社会治理精准化;5G可大规模应用于教育、文化、体育等公共事业,提供远程教育、远程医疗、虚拟现实体育赛事直播等新服务。5G要获得真正的成功,一定要实现与各行各业的深度结合,成为构筑经济社会发展的关键信息基础设施。

 

那么物联网对于5G又有什么影响呢?

 

物联网是5G商用的前奏和基础,发展5G的目的是为了能够给我们的生产和生活带来便利,而物联网就为5G提供了一个大展拳脚的舞台,在这个舞台上5G可以通过众多的物联网应用:智慧农业、智慧物流、智能家居、车联网、智慧城市等真正的落地实处,发挥出自己的强大的作用。

 

因此,5G和物联网相辅相成的关系,5G的来临会大大促进物联网的发展。同时,5G的商用有利于物联网的应用进入一个更深层次的应用。

 

总而言之,在网络技术的广泛应用发展背景下,5G网络下物联网技术的发展是满足市场需求的重要方面,在未来的发展中对5G网络下物联网技术的应用将会进一步促进各行各业的发展,两者相互作用共同为人类社会的发展谋福利,5G的商用不仅会给物联网带来深远的影响,也将极大推动我国经济的发展。


LPWAN是5G商用下的先行者


mMTC应用场景具备海量连接和小数据量的特点,主要面向以传感数据采集为目标的物联网等应用场景,这与LPWAN的应用场景有非常高的契合度,相比较于WIFI,ZigBee,蓝牙等短距离通讯技术,LPWAN技术兼具大范围覆盖和超低功耗的特点,是能够大规模组网,可运营的物联网技术。近些年,伴随LPWAN技术标准的出炉和商业化发展,LPWAN技术已经成为大众所接受的物联网技术。


同时,伴随着相关标准的成熟,5G的eMBB业务得到运营商5G建网初期的重视,因此在未来相当长的时间内,LPWAN将成为5G mMTC应用场景的先行者和事实落地者。



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