物联网是新一代信息技术的重要组成部分,IT行业又叫:泛互联,意指物物相连,万物万联。即“万物相连的互联网”,是互联网基础上的延伸和扩展的网络,将各种信息传感设备与网络结合起来而形成的一个巨大网络,实现任何时间、任何地点,人、机、物的互联互通。物联网是互联网基础上的延伸和扩展的网络。
将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络,实现在任何时间、任何地点,人、机、物的互联互通。物联网的基本特征可概括为整体感知、可靠传输和智能处理。
物联网的应用领域涉及到方方面面,在工业、农业、环境、交通、物流、安保等基础设施领域的应用,有效推动了智能化发展,使得有限的资源更加合理的使用分配,从而提高了行业效率、效益。在家居、医疗健康、教育、金融与服务业、旅游业等与生活息息相关的领域的应用,从服务范围、服务方式到服务的质量等方面都有了极大的改进,大大提高了人们的生活质量。
物联网(IoT)是指具有嵌入式识别、传感和驱动功能的空间分布设备,通过互联网和Web扩展到物理领域。近年来,随着科技的迅猛发展,物联网技术不断升级与积累,产业链得到不断完善与成熟,将带动全球物联网市场的持续发展。
在应用方面,物联网应用前景广阔。首先,在智能家居方面,物联网可以实现智能家居设备之间的互通和联动,让人们能够在家中更加方便舒适地生活。其次,在工业自动化方面,物联网可以实现设备之间的信息交换和数据共享,提高生产效率和质量。除此之外,物联网在智慧城市、医疗保健等领域都有广泛的应用。
尤其值得一提的是,随着5G技术的推广,物联网的应用前景更加广阔。5G网络的高速低延迟性能将有助于物联网设备之间更加快速地进行数据交互,为物联网的广泛应用提供了更好的支持。
除了在电子消费市场狂飙突进,展锐5G技术 探索 和应用,于物联网(IoT)生态构建层面,布局更广、速度更快且相对前者的现状而言,竞争力更强。9月16日,展锐和11家物联网模组和方案商签署5G合作协议。这显示出这家目前国内除了海思(Hisilicon)之外唯一拥有消费级(5G移动SoC)和工业级(物联网)芯片设计能力的芯片商,正在加快物联网应用生态的搭建速度。
从展锐对自身商业定位“数字世界的生态承载者”角度观察,不难发现,在5G时代,展锐更侧重底层数字通信技术的生态聚合对物联网的支撑能力。
整体上,展锐的商业定位由三大底座技术支撑:马卡鲁通信技术平台, AIactiver技术平台和先进半导体技术平台。
展锐正在两个方向——消费级5G SoC移动及基带以及工业级物联网芯片设计——与高通、联发科、海思和苹果等芯片商展开正面“竞合”。
展锐消费级5G SoC移动芯片设计水平和市场主流旗舰级顶尖竞品的差距,已从10年缩短至1年。在各类消费级终端出货量上,展锐的同比增幅因基数较低而显得璀璨夺目。展锐4G移动芯片也开始为荣耀和realme等主流智能手机商大规模采用。
除此之外,展锐在4G/5G技术的主场——物联网,斩获同样颇为耀眼。
根据市场研究公司Counterpoint近日发布的第二季度全球蜂窝物联网市场跟踪报告,展锐在物联网领域依然延续高速增长:2021年第二季度,展锐是全球前五大蜂窝物联网芯片厂商中唯一一家同比增速超过100%的玩家。
在NB-IoT、Cat1和5G等物联网全场景各个领域,展锐在高速推进,并于中国、欧洲、印度、中东和非洲和拉美等区域,蜂窝物联网芯片出货量均位列当地芯片供应商前三。
展锐高级副总裁、工业电子BU总经理黄宇宁说,“工业电子BU自2019年成立以来,顺应了工业与 社会 数字化转型中对连接和计算的刚需,整体业绩连年翻番。”
展锐CEO楚庆认为,5G技术专为“万物互联”而生。即使是智能手机,也是物联网的一部分,有别于工业物联网,智能手机终端属于C端消费级场景。
自2019年进入“5G”元年至今,物物连接的规模快速扩容。
据黄宇宁预计,2023-2024年,支持5G R17技术规范的RedCap(低容量:Reduced Capacity)特性设备将得以普及,这将进一步提供超高密度的连接容量,真正实现将“每一块石头都连上网”。
5G万物互联网络的价值和连接数量的关系是什么?
根据梅特卡夫定律(Metcalfe's law):网络的价值与联网数量的平方成正比。有别于一般的资源,分享使用的人越多,每个人得到的资源就越少。依靠连接构建的网络则恰恰相反,使用的人越多,网络的价值越大。
黄宇宁说,“可以想象,拥有30亿-50亿甚至 500亿个连接的网络价值能有多大?!”
超量的IoT连接,叠加“端边云”的智能计算,数字世界和物理世界的边界将被打破,数字化红利也将从消费领域扩展到 社会 的各个基础行业,包括5G在内的全场景通信技术,将完成从个人到工业体系再到整个 社会 的智能化升级。
当前,IoT蜂窝通信网络呈现出四代技术并存的局面。
2G/3G正在加速向4G/5G转网,4G阶段出现为物联网场景做“预热”的通信标准,如NB-IoT低功耗广域物联网和Cat1中速广域物联网等,这些标准的特性是“人联网”。
5G通信技术,是为物联网而生的首个通信制式,除了“人联网”,还实现了“物连物”。
在5G三大场景中,eMBB(Enhanced Mobile Broadband)最先实现商用,侧重追求极致大宽带移动通信体验;uRLLC(ultra-Reliable and Low Latency Communications)提供极低时延和高可靠性,是5G面向行业连接应用的关键手段;mMTC(massive Machine Type of Communication),即海量机器类通信,专为构建万物互联而生。
基于展锐在全场景通信技术领域长期的技术沉淀,展锐能为多样化的连接(尤其是工业级IoT)提供技术支撑:从十米到十万公里距离的连接,展锐有较为完整的商用连接技术和产品体系。
比如5G R15 eMBB场景,展锐研发了业内首款同时支持载波聚合、上下行解耦和超级上行等技术的5G调制解调器。
R15 eMBB实现了5G基本功能,保证5G“能用”:但是,虽然R15的网络传输速度在目前应用最广泛,但该版本只解决了传输数据的问题,做不到终端精度控制,这需要R16加以解决。
R16标准完善了uRLLC和mMTC特性,让5G从“能用”进化到“好用”,加速5G在工业、 汽车 、能源、医疗和公用事业等行业领域的规模应用,使5G成为推动经济 社会 数字化转型的重要抓手。
7月30日,展锐和中国联通完成全球首个基于3GPP R16标准的5G eMBB+uRLLC+IIoT(增强移动宽带+超高可靠超低时延通信+工业物联网)端到端的业务验证。
9月16日,展锐与联通数科联合官宣基于唐古拉V516(5G)平台,在5G物联网领域开展战略合作,共同面向5G工业互联网重大机遇,推进5G R16技术发展和商用加速向纵深落地。
展锐5G R16 Ready的关键特性,主要功能是实现了5G更好地支持垂直行业应用,为工业装备、钢铁制造、交通港口、矿产能源、医疗 健康 等领域带来数字智能技术变革。
除了5G,在中低速物联网技术应用场景,展锐也有所布局,如在公网对讲机领域,展锐份额接近80%,云喇叭市占率为70%,OTT(Over The Top)领域Wifi份额有60%,市占率第一,在快递车充电换电领域,展锐产品份额占比近60%。
与业内通行做法一样,展锐在构筑4G/5G物联网技术和应用体系时,也采取了与上下游合作伙伴联合的方式。
这种联合,就技术层面看,分为两层:一是在最新5G通信技术版本方面于中国联通单独合作;二则是基于成熟的5G通信技术版本,与更广泛的生态合作伙伴建立战略关系。
比如9月16日,除了官宣和中国联通在新一代5G通信版本R16方面的深度合作,展锐还与包括鼎桥通信、广和通、海信通信、通则康威、讯锐通信、移远通信和有方 科技 等11家物联网模组和方案解决商,基于唐古拉V510(5G)平台做了战略联合发布。
展锐唐古拉V510是已成熟商用的5G基带芯片平台,支持5G网络切片等多项5G前沿技术,可广泛适配全球移动通信运营商的网络,能满足5G发展阶段中的不同的通信和组网需求。
为物联网提供通信技术、算力和芯片,探究展锐的商业目标,不难发现,展锐希望围绕芯片应用平台构筑产业生态,通过提供算力和通信技术能力,改造产业链,进而拓展全新业务空间。
华尔街见闻了解到,展锐的产业目标是成为“全场景物联芯片解决方案技术服务商”,其商业定位确立为“数字世界的生态承载者”。
此项定位由三大底座技术支撑:马卡鲁通信技术平台, AIactiver技术平台和先进半导体技术平台。
据展锐高级副总裁夏晓菲解释,马卡鲁技术平台将调制解调器(Modem)、射频(RF)收发器及射频天线模块集成为统一的5G解决方案,在支持3GPP协议演进的同时,能针对5G典型高价值特性,开发网络驱动单元,以提供一栈式解决方案包。
马卡鲁技术平台的能力,主要集中在为港口、钢铁、矿区和制造等垂直行业客户,包括智能机、智能穿戴和AR/VR等消费应用,提供低时延、高精度和安全可靠的连接体验。
5G行业应用将分阶段实现商业化落地,这已是业界共识。夏晓菲说,“马卡鲁通信平台能在不同阶段支撑产业变革。”
华尔街见闻了解到,展锐马卡鲁通信技术平台的技术设计路径分三个阶段:2019年为5G元年,eMBB技术得以落地,5G FWA(Fixed Wireless Access:固定无线访问)/CPE(Customer Premise Equipment:信号转换器)和5G视频监控为典型的大带宽应用得到初步应用。
其次,5G To B应用逐步实现规模复制,同时更深入垂直行业。机器视觉、工业网关、AGV(Automated Guided Vehicle:自动导引车)小车及无人机等典型行业应用具备适应性高、通用性强等特点,有机会率先实现千万级规模复制。
以5G R16新版通信技术标准为代表,将有效满足智能电网/制造/交通/医疗等行业的差异化需求。此阶段具有更高性能、更广连接和更安全可靠的特性。
马卡鲁通信技术平台具备R16的技术能力,故而能推动5G技术真正进入生产核心环节,从而为工业40提供技术保障。
技术的演进永无止境。
虽然R16最先落地的三种能力——超低时延、超高可靠和更低能耗进一步夯实工业40的技术基础,R16的其他技术能力还没完全落地,但展锐已在参与推进R17版的技术标准制定。
华尔街见闻获悉,5G终端向末端节点渗透,需要更精简的终端解决方案。在3GPP R17讨论轻量版5G时,展锐认为合理的带宽范围是20MHz,这个主张已成功被标准采纳。
通过对工业I/O节点的带宽、时延、性能需求分析,展锐在天线数、MIMO(Multi Input Multi Output:无线扩容和增频技术)层数、BWP带宽等方面做了精确的精简,从而实现更高的灵活性。
同时,通过增强的非连续接收特性(eDRX:Discontinuous Reception),采用更长的休眠模式,让特定的物联网终端得到更高的续航能力。
通过这些关键技术,马卡鲁平台将彻底实现从网关到I/O节点的全场景覆盖,而这也是 AIactiver技术平台的能力,能实现5G技术对生产全流程的改造。
值得一提的是,今年2月展锐成为荣耀芯片套片供应商。
什么是套片?
单独的芯片无法在终端硬件体系中发挥作用,必须做成套片形式。这就涉及了展锐第三大技术底座——先进半导体技术平台。
这个技术平台的支柱是工艺制程和封装,展锐提供整体套片方案。
简单来说,套片包括SoC、射频和电源芯片(PMIC)等。根据芯片集成度、功耗和数模混合架构的不同需求做各类芯片组成,最终通过封装技术做成集成度更高、无线性能更优的解决方案。
华尔街见闻了解到,展锐正在持续投入SiP(System in Package:系统封装)技术。其成果是通过SiP技术,将LTE Cat1整个方案的尺寸,做到了一元硬币大小。
1、马斯克星链计划的提出
星链计划Starlink是美国商业航天企业空间探索技术公司SpaceX首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)于2015年1月宣布的一个项目。埃隆·马斯克,这位生于南非、求学于加拿大和美国、拥有物理学和材料学学士并辍学于材料学博士的70后,因颠覆传统、跨界创新,被称作“下一个乔布斯”和“现实版钢铁侠”,他用特斯拉、Paypal、SolarCity和SpaceX颠覆了汽车、互联网金融、新能源、航天领域。
星链计划是一个大胆的奇思妙想。该计划拟于2019年至2024年间在太空搭建一个由12万颗卫星组成的网络,其中1584颗将部署在地球上空550千米处的近地轨道,7500颗部署在距离地面340千米的轨道,2825颗在距离地面 1150 千米轨道,最终将使所有卫星连成一个星座,目标是为整个地球全天候提供高速低成本卫星互联网。2019年10月16日,SpaceX又将星链计划的卫星发射总数量从12万颗更新到42万颗卫星,其中12万颗已获批准,3万颗已提交申请。
2019年5月,SpaceX成功发射了一箭60星,火箭发射之后,一级火箭被稳稳地回收到了海上平台。按照SpaceX的发射计划,以及美国政府要求的最后期限,星链计划将在2024年之前部署4425颗卫星,在2027年之前完成所有的卫星部署。
虽然整个计划是发射近12万个通信卫星,但据SpaceX表示,星链计划仅需要420个卫星就能够初步轻微地覆盖全球,在今年能就开始进行商业运作。
猎鹰九号火箭发射-入轨-回收流程
2020年4月23日,猎鹰九号第七次搭载60颗卫星发射,5月1日,这一趟“银河号列车”过境福建、广东等地的夜空,由于距离发射已过去一个多星期,这批星链到达轨道之后逐渐散开,所以不少群众观测到了四十颗相对明亮的卫星。
星链计划的目标群体是亚非拉偏远的农村地区,或者经济相对落后的地区,这些地区由于人口稀少或者基础设施比较落后,根本无法使用互联网,但随着现在智能手机的普及,处于偏远地区的人们有着很强意愿去连接互联网,他们只需要花200美金买一个披萨大小的设备,就可以完成互联网的连接。
一旦整个网络建成,spaceX将是全球最大的宽带互联网运营商,预计每年收入约300亿美金。只有得到了这些收入之后,马斯克登陆火星的远大目标才能够持续地进行下去。
或许有人会有这样的疑问,星链计划会不会颠覆现在的网络形式,影响我们5G的发展呢?星链计划目前处于早期,有很多的不确定性,但在可预见的未来当中,星链计划并不会颠覆未来的网络形式,它恰恰是一个和5G呈互补关系的存在。
除了身为Spacex太空探索技术公司的创始人之外,马斯克还是环保跑车公司特斯拉的CEO,车联网和低轨物联网系统架构也是星链计划的愿景之一。未来汽车会是移动互联网的另一大场景,未来的智能驾驶、智慧汽车不只是单个汽车通过传感器实现,需要通过边缘计算和上层网络来实现。
车联网和物联网是星链的本质,人们不可能只在信号好的城市里开车,就算是在室内,卫星通信网络信号还是会有很大的衰弱。而在农村、沙漠、海洋,人们无法建造太多5G基站,所以星链这类的低轨互联网的作用是配合5G而不是颠覆5G。
星链的卫星是将互联网信号直接传送到地面上的网关或用户终端的,这就意味着在基础设施的投入要少得多。简单的说,就是在农村地区的地面不需要建设那么多基站了。星链的系统延迟是比较少的,因为星链的卫星大多数分布在350~500千米的高度,这比其他卫星要近很多。
这就意味着互联网信号传播到卫星的距离短了很多,星链的延迟大概是在20毫秒到35毫秒之间,未来会逐步达到10毫秒左右。依照这个速度,打游戏没有太大的问题,也能够基本满足车联网的要求,但离5G还是差一些。
中国研究院于2019年发布的《中国宽带发展白皮书》中显示,我国固定宽带用户达435亿,我国基础电信企业陆续启动了G654E干线光缆的采集。2019年推动基础电信企业在超过300个城市部署千兆宽带网络的接入,千兆网络覆盖的范围达到了2000万个家庭。
光纤的价格并不便宜,为什么我国大部分人都会觉得光纤不贵呢?原因在于,我国城市人口居多,大家分摊后就变得优惠了,像加拿大、美国,包括非洲、南北极、海洋表面等这些地广人稀的地区,接入光纤并不划算。所以星链的系统定位是全球市场,而不是某个国家的市场,更不是人口密集的城市个人用户市场。
不可否认,卫星互联网与传统的地面网络相比有其自身的优势,截至2020年3月31日,科学家联盟(usc)的数据库显示,地球上发射的在轨卫星有2666颗。而地球低轨轨道、频率资源有限,国际卫星界通常遵循“先占先得”理念,稀缺的轨道资源已经让低轨太空进入了竞争模式,那么我国在竞争激烈的卫星互联网领域中,该如何追赶呢?
2、中国的鸿雁星座
2016年11月,在马斯克提出星链计划概念后的一年,中国航天科技集团公司在珠海航展期间发布了“鸿雁星座”项目,该系统将由300颗低轨道小卫星及全球数据业务处理中心组成,具有全天候、全时段及在复杂地形条件下的实时双向通信能力,可为用户提供全球实时数据通信和综合信息服务。
鸿雁星座一期工程计划2021年前后完成,整个计划在 2024 年前后完成。
按照规划,鸿雁星座分为两个阶段进行建设。一期工程先发射60余颗距地1100公里左右的近地轨道卫星,完成全球覆盖,一期工程带宽有限,优先支持全球电话业务,并支持重点地区的移动宽带互联网接入;二期工程再发射300 余颗卫星,将大大扩展网络容量,完成全球移动宽带互联网业务支持。
待全部完工后,系统容量可服务200万以上移动电话(进行语音通话)用户、20万以上宽带互联网(100M以上速率数据连接)用户及1000万以上物联网(小数据量多连接数)用户。
就在鸿雁星座第一颗卫星发射的前一周,2018年12月22日,虹云工程首星在酒泉卫星发射中心成功发射并进入预定轨道,成功实现了网页浏览、微信发送、视频聊天、高清视频点播等典型互联网业务。
虹云工程脱胎于中国航天科工的“福星计划”,计划发射156颗卫星,它们在距离地面1000公里的轨道上组网运行,构建一个星载宽带全球移动互联网络,实现网络无差别的全球覆盖。
虹云工程定位的用户群体主要是集群的用户群体,包括飞机、轮船、客货车辆、野外场区、作业团队以及一些偏远地区的村庄、岛屿等。
2019年1月上旬,虹云工程首次在天地连通通信试验中通过卫星发出信息——“多少事,从来急;天地转,光阴迫。一万年太久,只争朝夕”。随后,虹云工程又完成了多次全系统、全流程互联网业务通信功能试验和多用户站入网通信试验,均取得圆满成功。
星链计划如果成功,SpaceX会成为唯一一个可以提供全球实时地面直播的公司,为全球企业或政府服务虹云卫星能够实现每24小时向地面发送超过30万张高清,实则已达到高清直播的水准。
但SpaceX计划发射11943万颗卫星,一颗卫星只需覆盖120公里,而虹云工程计划发射156颗卫星,覆盖面积要就比星链卫星大得多,所以高清直播的效果或许没有星链那么好。
路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。面对强大的星链计划,我国正快马加鞭不断探索,未来可期!
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