智慧广电物联网技术与应用探讨 广播电视科学硏究院 互联网视听技术研究所 冯海亮
智慧广电物联网技术与应用探讨 广播电视科学研究院 互联网视听技术研究所 冯海亮 1
目录 物联网通信技术 物联网典型应用 CONTENTS 广电物联网发展策略
目录 CONTENTS 物联网通信技术 物联网典型应用 2 广电物联网发展策略
(01 物联网通信技术
01 物联网通信技术
智慧广电物联网 2018年11月,国家广播电视总局《关于促进智慧广电发展的指导意见》 以推进广播电视高质量发展为主线,以深化广播电视与新一代信息技术融合创新为重点, 推动广播电视从数字化网络化向智慧化发展,推动广播电视又一轮重大技术革新与转型升级, 从功能业务型向创新服务型转变,开发新业态、提供新服务、激发新动能、引导新供给、拉动 新消费,为数字中国、智慧城市、乡村振兴和数字经济发展提供有力支撑,让广电业务在新时 代获得新拓展,提供新动能。 加强智慧广电与智慧社会、宽带中国、数字经济、信息消费、乡村振兴等国家战略的统筹 规划、有效衔接,积极推动广播电视与政务、商务、教育、医疗、旅游、金融、农业、环保等 相关行业的业务合作、业态创新和服务升级。加快广播电视与物联网、车联网、移动互联网等 新兴网络业态的集成创新、协同服务
智慧广电物联网 4 以推进广播电视高质量发展为主线，以深化广播电视与新一代信息技术融合创新为重点， 推动广播电视从数字化网络化向智慧化发展，推动广播电视又一轮重大技术革新与转型升级， 从功能业务型向创新服务型转变，开发新业态、提供新服务、激发新动能、引导新供给、拉动 新消费，为数字中国、智慧城市、乡村振兴和数字经济发展提供有力支撑，让广电业务在新时 代获得新拓展，提供新动能。 加强智慧广电与智慧社会、宽带中国、数字经济、信息消费、乡村振兴等国家战略的统筹 规划、有效衔接，积极推动广播电视与政务、商务、教育、医疗、旅游、金融、农业、环保等 相关行业的业务合作、业态创新和服务升级。加快广播电视与物联网、车联网、移动互联网等 新兴网络业态的集成创新、协同服务。 2018年11月，国家广播电视总局《关于促进智慧广电发展的指导意见》
物联网发展整体态势 发展动能不断丰富 产业力量不断加强 内外驱动持续发力 供需关系仍需解决 1.持续作用的外部驱动使物联网进入基 1.互联网企业、T服务商、通信企业及 础性、规模化行业需求推动的新阶段 2.内生动力不断增强,呈现多层次发展 产业力量 生态初具雏 技术不断突破,平台数量和质量双增 里木断计,但个不在扶不 长,服务支撑能力快速提升 平衡,部分环节产能过剩,缺乏整体 解决方案等问题 应用场景持续拓展 生态竟争愈演愈烈 行业认可显著提升 边缘核心加快布局 1.物联网在智慧政务、智慧家庭、智 慧产业等行业的应用已初具规模 1.物联网平台进入洗牌期,巨头恸力投 入,大量中小企业被并购 2.在全球物联网产业规模在不断扩大 的同时,全球物联网投入规模也逐 云端开始下沉,作为云平台的入口更 年水涨船高,近几年全球物联网投 占近数据源头,使得物联网边缘核心 入以每年15%左右的速度增长 成为新一轮布局重点,各大巨头纷纷
物联网发展整体态势 产业力量不断加强 供需关系仍需解决 1. 互联网企业、IT服务商、通信企业及 垂直行业不断从各个环节增强物联网 产业力量 2. 虽然物联网产业渗透率不断提升，行 业范围不断扩大，但仍然存在供需不 平衡，部分环节产能过剩，缺乏整体 解决方案等问题 生态竞争愈演愈烈 边缘核心加快布局 1. 物联网平台进入洗牌期，巨头倾力投 入，大量中小企业被并购 2. 云端开始下沉，作为云平台的入口更 贴近数据源头，使得物联网边缘核心 成为新一轮布局重点，各大巨头纷纷 进入 发展动能不断丰富 内外驱动持续发力 1. 持续作用的外部驱动使物联网进入基 础性、规模化行业需求推动的新阶段 2. 内生动力不断增强，呈现多层次发展 特征：产业生态初具雏形，无线通信 技术不断突破，平台数量和质量双增 长，服务支撑能力快速提升 应用场景持续拓展 行业认可显著提升 1. 物联网在智慧政务、智慧家庭、智 慧产业等行业的应用已初具规模 2. 在全球物联网产业规模在不断扩大 的同时 ，全球物联网投入规模也逐 年水涨船高 ，近几年全球物联网投 入以每年15 %左右的速度增长
物联网通信技术分类 速率↑短距通信 长距通信 从传输距离上区分,分为两类 100 Mbps 4G,5G (LTE 短距离通信技术,例如 ZigBee、 Bluetooth Wⅰ-Fi等,主要应用于智能家居、智能穿戴 Wi-Fi 3G(UMTS, EVDO) 1 Mbp 广域网(WAN, Wide area network)通信 CatleMTC 技术,例如2G/3G/4G等蜂窝通信技术。 100kbps Bluetooth 2G NB-IoT 低功耗广域(LPWA)通信技术 L(GPRS, CDMA Ziq Bee LoRa 非授权频谱:LoRa、 Sigfox、 Weightless 100 bps 授权频谱:NB-loT、Cat1、eMTC 覆盖 100m 1 km 10 km
4G, 5G (LTE) 3G (UMTS, EVDO) Bluetooth ZigBee 覆盖 速率 100 bps 100 kbps 100 Mbps 10 m 100 m 10 km Wi-Fi Cat1/eMTC NB-IoT LoRa Sigfox 2G (GPRS, CDMA) 1 Mbps 1 km 短距通信 长距通信 LPWA 从传输距离上区分，分为两类： ⚫ 短距离通信技术，例如ZigBee、Bluetooth、 Wi-Fi等，主要应用于智能家居、智能穿戴 ⚫ 广域网（WAN，Wide Area Network）通信 技术，例如2G/3G/4G等蜂窝通信技术。 ➢ 低功耗广域（LPWA）通信技术 • 非授权频谱：LoRa、Sigfox、Weightless • 授权频谱：NB-IoT、Cat1、eMTC 物联网通信技术分类
低功耗广域物联网 低功耗广域网以低功耗、低成本、广覆盖、大规模连接等特点备受关注,是全球运营商争夺连接的主要市场 截止2019年底,全球 LPWAN连接数为22亿,到2030年 LPWAN连接数将高达40亿 到2030年,5 g mMO占据 LPWAN连接的份额接近三分之二,这意味着NB-IoT将成为 LPWAN最大规模的接入方式,剩余三分之 将被LoRa、 Sigfoκ等非授权频谱技木所瓜分 网络分布:NB-IoT除非洲外均有部署,eMTC主要集中在北美、南美和澳洲 ·商用网络:截止2020年Q2,NB-oT107个商用(159家运营商投资),eMTC45个商用(69家运营商投资) 2019-2030年全球 LPWAN连接数分布(来源: Trans forma Insi ghts) Operators had deployed/launched 44505 networks 107 5.50 19202020212022202320242025202620272028 201752018032018082019/042019092020 a Pubic B Public Notwork-LPWAInon-mMIC)B Private Network-LPWA(non-mMTG BNB-IoT BLTE- M
低功耗广域物联网 低功耗广域网以低功耗、低成本、广覆盖、大规模连接等特点备受关注，是全球运营商争夺连接的主要市场。 • 截止2019年底，全球LPWAN连接数为2.2亿，到2030年LPWAN连接数将高达40亿 • 到2030年，5G mMTC占据LPWAN连接的份额接近三分之二，这意味着NB-IoT将成为LPWAN最大规模的接入方式，剩余三分之 一将被LoRa、Sigfox等非授权频谱技术所瓜分 • 网络分布：NB-IoT除非洲外均有部署，eMTC主要集中在北美、 南美和澳洲 • 商用网络：截止2020年Q2，NB-IoT 107个商用 （159家运营商投资），eMTC 45个商用（69家运营商投资） 2019-2030年全球LPWA N连接数分布（来源：Trans forma I n si ghts）
Cellular lot技术对比 LTE Cat1 eMTC(LTE-M) NB-IoT GPl 授权频谱 频谱 授权频谱,同LTE 授权频谱,同LTE 授权频谱 Band1/3/5/8/12/13/17/19/20/26/28 GSM 900MHZ 信道带宽 全带宽,同LTE 1 4MHZ 200KHz 200KHz 下行: OFDMA OFD 下行: OFDMA 调制方式 上下行GMSK+FDMA 上行:5 C-FDMA SC-FDMA 上行: SC-FDMA 下行10Mbps 下行1Mor300kbps 下行105kbps 用户峰值速率 171.2kbps 上行5Mbps 上行1Mor375kbps 上行158kbps 双工模式 全双工 全双工伴半双工 全双工 语音支持能力 支持 VOLTE 支持 VOLTE 不支持 支持CS语音 LTE频谐和站点软件升级,可复用GC频谱谐和站点需要新增GSM频谐和站点 建网成本现有TDD或 FDD LTE已经支 需要购买额外的 cense,开 硬件和软件升级 软件和硬件升级 持,开通无成本 通成本高 开通成本高 成本较高 模组成本 模组4060元 模组3050元 12元左右 15元左右
Cellular IoT技术对比
NB-oT标准演进纳入5 G mMO候选技术,与NR共存 NB-IoT B eNB-loT a LTEM LTE-M Cat NB1 Cat NB2" FeNB-IOT "NB-lorenh3" NB-loTenb4 Cat 0 eMTC FeMTC: a eFeMTC a eMTCenh5 a eMTCenh6 NBo接入5GG Cat M1 Cat M2 Re-12 Re-13 Rell Rel.15 NBo与5GNR共存 3GPP进程 5G研究 5G阶段1 5G阶段 5G演进 2015 2017 2018 mMTC 2019年7月,「URWP5D#32会议,NBoT/eMTC正式确认作为5G候选 技术方案,满足大规模机器连接(mMC)场景的技术需求
NB-IoT标准演进—纳入5G mMTC候选技术，与NR共存
市场空间巨大,国内行业用户聚焦NBoT 国内NB累计发卡数突破6000万 点行业 2025预测 2019 国内累计用户数(万) 燃气表 1500万 7000 6040 水表 1500万 5000 3353 3000 1035 电动车监控 00200n 可穿戴业务 注:数据来自移动,电信、联通统计 中国城燃气路公作 智能路灯 智能消防栓 智能门锁 2亿 智能停车 水务:住建部发布行业燃气:中燃协会2019 白电:标准创新基地发布 合计 29亿 6000万 标准《物联网水表》, 年4月发布《基于窄带 标准基于5 G NB-IoT物联 2019年4月1日实施 物联网NBoT技术的智 网的共享空气系统技术要 能燃气抄表系统
市场空间巨大，国内行业用户聚焦NB-IoT