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对抗ofo发卫星! 解读摩拜和高通合作多模芯片的正确姿势......

2017-05-24 全球物联网观察


随着共享单车市场的竞争日益激烈,要想站稳脚跟还真不是一件容易的事儿。上周六ofo小黄车直接发布了发射卫星的“X计划”,不但要发射卫星,还要发射60颗。




摩拜全球化

与ofo的“不务正业”不同,摩拜单车一如既往在老本行上精心耕作。


年3月21日,在经历了前期的深度调研、悉心筹备和试运营后,摩拜单车正式在新加坡投入运营,标志着摩拜迈出了国际化发展战略的第一步,也在共享单车行业内具有开创性意义。



昨日(5.23),摩拜单车又宣布与高通及中国移动研究院达成合作,共同启动中国首个LTE Cat M1/NB-1以及E_GPRS(eMTC/NB-IoT/GSM)多模外场测试。



此次外场测试将利用中移动2G/4G多模网络,把高通面向物联网应用的MDM9206 LTE-IoT全球多模调制解调器应用在摩拜单车智能锁上。通过这个设备,摩拜单车不仅将能够更加精准地找到单车、加快开锁速度,并持续监测单车状态、实时管理。


实际上,摩拜选择与两者合作,是看中了两者在国际化上的布局。

一方面,高通的调制解调器支持eMTC/NB-IoT/GSM全球多模,可以兼容绝大多数国家和地区的移动通信网络。另一方面,中移动是全球最大电信运营商,在超过200个国家和地区开展业务。

这就意味着,如果摩拜单车投放海外,无需考虑智能锁硬件的匹配问题,在不改动车辆和硬件的情况下,可以直接投放使用,智能锁会与当地的物联网和移动通信网络无缝实时对接。给摩拜走向国际化的路上起到重要作用。


全球低功耗广域网络阵营分化


目前,在全球物联网的低功耗广域网络市场,NB-IoT、eMTC、LoRa、Sigfox不断跑马圈地。



现在市场还没有真正发展起来,全球的运营商绝大部分的状态是在边测试认证、边小范围部署、边评估。部署这两种标准对运营商而言需要巨大的投入,运营商要先充分测试这两种标准的能力。针对的应用服务不同,两种技术的支撑能力也有差异,所有的这一切都有待运营商进一步测试。


目前,在欧洲,电信运营商推动NB-IoT的意愿很强烈, 同时Sigfox和LoRa也得到了部署。

在北美,运营商采取了先商用eMTC,后商用NB-IoT的策略。

在韩国,部分电信运营商表示更喜欢NB-IoT,同时也有运营商进行LoRa的部署。


2月27日,在MWC2017上,AT&T (美国和墨西哥)、KPN (荷兰)、 KDDI (日本)、NTT DOCOMO (日本)、Orange (欧洲、中东和非洲)、Telefonica (欧洲)、Telstra (澳大利亚)、TELUS (加拿大) 和Verizon (美国) 联合宣布支持eMTC全球部署。



在中国,电信率先起跑,在确立了800MHz组网能力之后,一口气要建成30万NB-IOT基站。联通与Jasper签订双排他协议,早早确定了NB-IOT作为发展方向。


而最早提出的中移动,却在NB-IoT与eMTC之间徘徊不定,这之间的原因,主要是两种制式各有所长,而中移动的TDD网络决定了其决策上的纠结性。


中移动的选择,对中国物联网产业发展非常关键。一方面中移动苦于FDD牌照发放时间的不确定性,以及建设NB-IOT网络的成本远高于另外两家,而迟迟下不了决心。另一方面有国际运营商加持的eMTC,又的确有独特的优势,但是两种制式带来的规模体量没有达到预期,会使芯片、模组价格居高不下,进一步不利于产业发展。


这都让中移动难以下决心选择,因为一旦选择错误,机会成本与网络成本都是十分巨大的。



高通为何推多模芯片?

面对未来的不确定性,高通并没有选择站队,比如只专注NB-IoT或者eMTC。采取多模多频的方式,它对于抵消未来的不确定性,立刻启动产品、商业模式和部署是有很大益处的,是一个稳妥的方式。跟手机行业的多模全网通手机比较相似。


早在3月30日,高通于北京希尔顿酒店,举办了物联网的多模芯趋势 “Q科技”之LTE物联网技术媒体沙龙,高通产品市场高级总监沈磊详细介绍了高通的多模芯片由来。


高通产品市场高级总监沈磊


万物互联需要蜂窝网络

首先需要确定的是,在未来几十年的时间里,万物互联是发展的必然趋势。过去三十年之中,通讯行业已经完美的解决了人与人之间的连接,如今高度发展的移动行业,就是其最真实的写照。


万物互联在现在已经起步,智能家居就是一个起点。目前我们的家居大多使用的是家庭Wi-Fi进行连接,不过这也就是个初级阶段。未来的万物互联,所要面对的场景是非常复杂的,目前的这种短距离传输,现在的这种“局域网”尚可应付,但是未来的万物互联可就不行了,比如我们想要管理整个城市的所有路灯,这总不能弄个覆盖全城市的Wi-Fi吧。


要把所有万物包容起来进行联网,需要的是广域网,也就是蜂窝网络技术,我们现在所使用的2G、3G、4G网络都是蜂窝网络,它是广域覆盖、全球范围内最成熟、部署最广泛的技术,同时也是最为安全网络通讯。


新技术标准LTE Cat-M1/LTE Cat-NB1

蜂窝网络技术的发展极为迅速,目前已经发展出载波聚合的4G+阶段,同时5G的研发和商用也指日可待。但是这些网络通讯协议,通通不适合物联网,这并不是它们达不到物联网的需求,而是它们对物联网来说,明显的性能过剩了。


目前最新款的移动芯片,已经支持到了LTE Cat.16标准,它能提供1Gbps的下行速率,LTE Cat.18的速度可达1.2Gbps,它们是专门针对人与人之间通讯、针对手机使用所设计的,具有很高的可靠性。物与物之间的通讯,则选不需要这么复杂。


3GPP针对物联网,推出制定了两种新的通讯标准——Cat-M1和Cat-NB1,Cat-M1也叫eMTC是机器之间通讯的标准,Cat-NB1也叫NB-IoT,比较标准的称呼是Cat-M1和Cat-NB1。它们与LTE Cat.4/Cat.12/Cat.16相比,是明显的低规格。


物联网之间的通讯,是有非常精准的需求的,它要求通讯中去掉不必要的能力,达到提升电池寿命、降低成本、提升小区内部署总量的要求。Cat-M1和Cat-NB1则完全满足这方面的要求。



eMTC

NB-IoT

带宽

1.4Mbps

200Kbps

峰值数率

DL:1Mbps UL:1Mbps

DL:20Kbps UL:60Kbps

双工模式

半双工FDD/TDD

半双工 FDD

移动性

有限移动性到全移动性

无移动性

VoLTE

支持

不支持

部署方式

LTE带内部署

带内部署、保护带部署、独立部署

容量

数万

5万/cell

增益(相对GSM)

15dB

20dB

电池寿命

5-10年

5-10年

固件升级能力


我们看到这两种通讯标准的参数之后,其实就能感受到它们的“精简”了。Cat-M1的上行和下行速率都是1Mbps,而Cat-NB1的下行速率仅为20kbps,上行速率为60kbps,这完全是20年前的网络速度了。


至于为什么采用如此的低规格,沈磊称这是根据实际使用所考虑的。


比如说一个智能的水表,它只需要每个月上传一次数据就行了,根本不需要多快的网络速度,Cat-NB1这种低速率、穿透性强的标准正好够用。同时Cat-M1和Cat-NB1非常省电,对于某些固定的传感器,使用Cat-NB1标准的话,2节电池就能保证10年的使用。


双模支持是大趋势

当然Cat-M1和Cat-NB1之间也是存在差异的,从二者的对比来看,Cat-NB1精简的极为彻底,正如其窄带物联网的名字一般,它基本上是把LTE的能力压缩到极致了,它追求的是最低的成本,最长的续航时间,没有移动性、没有语音通讯能力、数据速率非常低,它比较适合对成本很敏感但是终端数量级大,同时单个能力要求比较弱的应用,比如各种表计类(水表、电表、气表等),每个月上传一下数据就行,运营商调整资费需要接收的数据也很低。


Cat-M1则具有移动性,它的传输速率比较,并支持语音通讯,它对LTE的能力保留相对比较多,适合做一些需求比较强的,比如说楼宇安防、穿戴设备等。而它目前也得到了更多运营商的认可,目前全球已经有多家运营商开始部署了。


显然,Cat-M1和Cat-NB1针对的是不同的应用环境,但不可否认的是,它们在部分特点上,是有着高度重叠的。而对于未来物联网的发展,是有着很多的不确定性的。大家很难判断使用某种标准一定就能改变需求。


比如说一个已经嵌入墙体的感应器,通常情况下它只用使用Cat-NB1就好了,但万一运营商调整策略,需要软件升级,此时使用Cat-NB1的20Kbps传输,可就要用月为单位来下载了,这么长的下载时间,早就耗尽了其电池了。此时若是切换到Cat-M1的话,那么最多几分钟乃至几小时,就能完成软件的下载升级过程了。


因此在未来的物联网应用上,双模支持肯定是主流,正如现在的多模全网通手机一样,不受制式的制约,选择适合自己的,并可灵活切换,它显然明显优于单一模式。


高通推进双模——MDM9206芯片

作为网络新技术的推动者,高通对于Cat-M1和Cat-NB1的双模支持,已经拿出了具体的解决方案,它就是与摩拜合作的MDM9206芯片。该芯片除了双模的支持之外,还集成了Cortex A7处理器,支持Linux操作系统和Thread操作系统。




也就是说,MDM9206拥有处理器、操作系统以及很多硬件的接口,还拥有挂靠传感器的接口。因此MDM9206不仅是通信芯片,也是一个系统控制器,具有很高的整合度,就好比手机的SOC一样。


集多功能于一体


物联网在现在刚刚起步发展,它在此后必然会发展壮大,想在物联网去分一杯羹的话,先期直接投入去抢占市场是必不可少的。如何不让先期的投入打水漂,最好的方法肯定是双模的支持。因为现在我们可以肯定,物联网必然要依托蜂窝网络技术,Cat-M1和Cat-NB1作为其中最重要的环节,虽然起步时间刚刚1年多,但肯定是日后的趋势,现在支持了肯定没坏处。



结语

表面上看来,虽然因为多模系统复杂度比单模系统稍高,其模块和芯片的成本也相应的提高了。但事实上,这个成本只是单个模块、子系统的成本。


再加上,选择部署单模芯片还是多模芯片需要根据应用场景来进行选择,并不是盲目做出选择。正如前文所说,多模芯片的选择在一定程度上是为了应付长远的未来有可能发生改变的应用而服务。


因此,从总体成本来考虑,选择多模的话只是第一次投入的芯片要贵一点,但因此拥有灵活的实用性可以降低重复部署、动工和升级相关等所投入的更大的成本。是否选择双模芯片,无异于我们在考虑是否买保险~


来源:物联传媒、辽玫、物联网智库、

机情社老薛、OFweek

全球物联网观察独家整理


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