NB-IoT是基于蜂窝的窄带物联网。
优势:低功耗、广覆盖、低成本、大容量
缺点:速率低,延时较长的窄带通信。
低功耗也是相对的,它牺牲了实时性
伴随着移动通信技术的不断发展,全球物联网即将迎来快速的发展。在国际运营商中,AT&T、Verizon、KDDI、KPN、Orange、NTT DoCoMo、Telefonica、Telstra、Telus都先后开展了eMTC的商用。
在我国,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。
本文就NB-IoT与eMTC的主要性能,在十个方面进行了系统地梳理及详细地分析,在十轮论战过后,让我们再重新审视中移动的最佳决策应该是什么样子的。
在物联网的建网中,有非常多的应用场景需要满足,那么NB-IoT 与eMTC是在哪个场景下进行PK的呢?主要有三个场景,我们依次来看一下。
物联网应用可根据速率、时延及可靠性等要求,主要可分为三大类:
在以上各类业务中,LPWA业务由于连接需求规模大,是全球各运营商争夺连接的主要市场。NB-IoT 与eMTC也主要是在这个战场上进行PK的。
NB-IoT 与EMTC一路走来,是战败了哪些网络制式,才走到最后的呢?
目前,存在多种可承载LPWA类业务的物联网通信技术,如GPRS、LTE、LoRa、Sigfox等,但存在如下问题:
上述几点已经成为阻碍LPWA业务发展的影响因素,与这些制式相比,NB-IoT 与EMTC优势较为明显。
NB-IoT与eMTC的十轮鏖战
总结来看,NB-IoT 覆盖半径约是GSM/LTE 的4 倍,eMTC覆盖半径约是GSM/LTE 的3 倍,NB-IoT 覆盖半径比eMTC 大30%。NB-IoT 及eMTC 覆盖增强可用于提高物联网终端的深度覆盖能力,也可用于提高网络的覆盖率,或者减少站址密度以降低网络成本等。
NB-IoT :在3GPP 标准中的终端电池寿命设计目标为10 年。在实际设计中,NB-IoT 引入eDRX 与PSM 等节电模式以降低功耗,该技术采用了降低峰均比以提升功率放大器(PA)效率、减少周期性测量及仅支持单进程等多种方案提升电池效率,以达到10 年寿命的设计预期。
eMTC :在较理想的场景下,电池寿命预期也可达10 年水平,其终端也引入了PSM 与eDRX 两种节电模式,但是实际性能,还需后在不同场景中做进一步评估、验证。
NB-IoT :其采用更简单的调制解调编码方式,以降低存储器及处理器的要求;采用半双工的方式,无需双工器、降低带外及阻塞指标等等一系列方法。在目前市场规模下,其模组成本可达5 美金以下,在今后市场规模扩大的情况下,规模效应有可能使其模组成本进一步下降。
eMTC :其也在LTE 的基础上,针对物联网应用需求对成本进行了一定程度的优化。在市场初期的规模下,其模组成本可低于10 美金。
4连接数
NB-IoT :其在设计之初所定目标为5 万连接数/ 小区,根据初期计算评估,目前版本可基本达到要求。但是否可达到该设计目标取决于小区内各NB-IoT 终端业务模型等因素,需后续进一步测试评估。
eMTC:其连接数并未针对物联网应用做专门优化,目前预期其连接数将小于NB-IoT技术,具体性能需后续进一步测试评估。
定位功能:在NB-IoT技术的R13 版本中,为降低终端的功耗,在系统设计时,并未设计PRS 及SRS。因此,目前NB-IoT 仅能通过基站侧E-CID 方式定位,精度较粗。当然,未来的升级中将进一步考虑增强定位精度的特性与设计。
多播(multi-cast)功能 :在物联网业务中,基站有可能需要对大量终端同时发出同样的数据包。在NB-IoT 的R13 版本中,无相应多播业务,在进行该类业务时需逐个向每个终端下发相应数据,浪费大量系统资源,延长整体信息传送时间。在R14 版本中,有可能对多播特性进行考虑,以改善相关性能。
移动性/ 业务连续性增强功能:R13 中NB-IoT 主要针对静止/ 低速用户设计、优化,不支持邻区测量上报,因此无法进行连接态小区切换,仅支持空闲态小区重选。R14 阶段会增强UE 测量上报功能,支持连接态小区切换。
对于标清与高清的VoIP 语音, 其语音速率分别为122kbps 与2385 kbps。即全网至少需提供106 kbps 与177 kbps 的应用层速率,方可支持标清与高清的VoIP语音。
NB-IoT :其峰值上下行吞吐率仅为67 kbps 与30 kbps,因此,在组网环境下,无法对语音功能进行支持。
eMTC:其 FDD 模式上下行速率基本可满足语音的需求,但从产业角度来看,目前支持情况有限,对于eMTC TDD 模式,由于上行资源数受到限制,其语音支持能力较eMTC FDD 模式弱。
NB-IoT :在R13 版本下,其连接态下无法进行小区切换或重定向,仅能在空闲态下进行小区重选。在后续版本中,产业界有可能针对某些垂直行业需求,提出连接态移动性管理的需求。
eMTC:由于该技术是在LTE 基础上进行优化设计,可支持连接态小区切换。
NB-IOT:对于未部署LTE FDD的运营商,NB-IOT 的部署更接近于全新网络的部署,将涉及到无线网及核心网的新建或改造及传输结构的调整,同时,若无现成空闲频谱,则需对现网频谱(通常为GSM)进行调整(Standalone 模式)。因此,实施代价相对较高。
而对于已部署LTE FDD 的运营商,NB-IoT 的部署可很大程度上利用现有设备与频谱,其部署相对简单。但无论是依托那种制式进行建设,都需要独立部署核心网或升级现网设备。
eMTC:若在现网已部署4G 网络,在该基础上再部署eMTC 网络,在无线网方面,可基于现有4G网络进行软件升级,在核心网方面,同样可通过软件升级实现。
NB-IoT :其在覆盖、功耗、成本、连接数等方面性能占优,但无法满足移动性及中等速率要求、语音等业务需求,比较适合低速率、移动性要求相对较低的LPWA 应用;
eMTC :其在覆盖及模组成本方面目前弱于NB-IoT,但其在峰值速率、移动性,语音能力方面存在优势,适合于中等吞吐率、移动性或语音能力要求较高的物联网应用场景。运营商可根据现网中实际应用选择相关物联网技术进行部署。
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。
随着移动通信技术的发展,人与人的连接正向人与物以及物与物的连接迈进,万物互联背景下的连接需求空前。与此同时,2G/3G减频退网,为NB-IoT做了巨大的市场“让步”,NB-IoT作为具有低功耗、低成本、高集成度等优势的窄带物联网技术,又能够以更低成本带来更加丰富的应用场景。因此,潜在巨大的市场增量空间。
█ NB-IoT模组之基——功耗与稳定
超低功耗模组是电池供电的物联网终端能长时间工作的关键。当前,水电表、燃气表等表计采用的都是电池供电的方式,表计行业对于生产的水电表寿命要求通常为6-8年甚至更长,而NB-IoT模组作为表计内部最大的耗电源,其功耗水平的高低直接影响到表计的使用时长。随着NB-IoT终端运行时间的加长,对异常处理、环境适应、系统稳定性的要求越来越高,对模组的可靠性要求也越来越苛刻。因此,NB-IoT模组的可靠性是物联网设备终端的核心要求。
█ 千锤百炼,造就超高可靠性
作为NB-IoT的推进者之一,美格智能一直专注于NB-IoT模组的SoC定制,始终坚持双平台“两条腿走路”的战略规划。针对于以上问题,美格智能直面行业合作伙伴需求与挑战,就多款NB-IoT模组在严苛的温湿度环境下进行了可靠性测试,以有效破解广大NB-IoT合作伙伴对产品维稳性的疑虑。
“数据是产品性能的主要支撑力”。本次测试美格智能主要针对于公司现有的SLM130、SLM160、SLM130X三款NB-IoT模组进行,最终通过了三个“1000小时”的苛刻量产常规测试。
1000小时常温常湿正常运维:首先,美格智能对三款(SLM130、SLM160、SLM130X)NB-IoT模组产品分别进行了常温常湿环境下的工作运行测试,测试样品联网上电开机1000小时,仍然保持着持续正常的工作运维。
1000小时高温高湿不断网:在高温测试环节,美格智能将NB-IoT模组样品装上eSIM卡和天线并置入环境试验箱,在移动网络覆盖稳定情况下以串口连接方式将模组接入电脑,以1℃/min的速率提升试验箱温度至85℃,并上电开机,通过电脑串口AT命令工具,间隔1分钟循环发生AT命令“AT+ECPING=>LoRa
LoRa(长 距离)是由Semtech公司开发的一种技术,典型工作频率在美国是915MHz,在欧洲是868MHz,在亚洲是433MHz。LoRa的物理层 (PHY)使用了一种独特形式的带前向纠错(FEC)的调频啁啾扩频技术。这种扩频调制允许多个无线电设备使用相同的频段,只要每台设备采用不同的啁啾和 数据速率就可以了。其典型范围是2km至5km,最长距离可达15km,具体取决于所处的位置和天线特性。
LoRa芯片在整个产业链中处于基础核心地位,重要性不言而喻。值得注意的是,目前美国Semtech公司是LoRa芯片的核心供应商,掌握着LoRa底层技术的核心专利。而Semtech的客户主要有两种,一是获得Semtech LoRa芯片IP授权的半导体公司;二是直接采用Semtech芯片做SIP级芯片的厂商,包括微芯 科技 (Microchip)等。
Wi-Fi
Wi-Fi被广泛用于许多物联网应用案例,最常见的是作为从网关到连接互联网的路由器的链路。然而,它也被用于要求高速和中距离的主要无线链路。
大多数Wi-Fi版本工作在24GHz免许可频段,传输距离长达100米,具体取决于应用环境。流行的80211n速度可达300Mb/s,而更新的、工作在5GHz ISM频段的80211ac,速度甚至可以超过13Gb/s。
一 种被称为HaLow的适合物联网应用的新版Wi-Fi即将推出。这个版本的代号是80211ah,在美国使用902MHz至928MHz的免许可频段, 其它国家使用1GHz以下的类似频段。虽然大多数Wi-Fi设备在理想条件下最大只能达到100米的覆盖范围,但HaLow在使用合适天线的情况下可以远达1km。
80211ah 的调制技术是OFDM,它在1MHz信道中使用24个子载波,在更大带宽的信道中使用52个子载波。它可以是BPSK、QPSK或QAM,因此可以提供宽 范围的数据速率。在大多数情况下100kb/s到数Mb/s的速率足够用了——真正的目标是低功耗。Wi-Fi联盟透露,它将在2018年前完成 80211ah的测试和认证计划。
针对物联网应用的另外一种新的Wi-Fi标准是80211af。它旨在使用从54MHz到698MHz范围内的电视空白频段或未使用的电视频道。这些频道 很适合长距离和非视距传输。调制技术是采用BPSK、QPSK或QAM的OFDM。每个6MHz信道的最大数据速率大约为24Mb/s,不过在更低的 VHF电视频段有望实现更长的距离。
ZigBee
ZigBee,也称紫蜂,是一种低速短距离传输的无线网上协议,底层是采用IEEE 802154标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。ZigBee是物联网的理想选择之一。
虽然ZigBee一般工作在24GHz ISM频段,但它也可以在902MHz到928MHz和868MHz频段中使用。在24GHz频段中数据速率是250kb/s。它可以用在点到点、星形和网格配置中,支持多达254个节点。与其它技术一样,安全性是通过AES-128加密来保证的。ZigBee的一个主要优势是有预先开发好的软件应用配 置文件供具体应用(包括物联网)使用。最终产品必须得到许可。
ZigBee技术所采用的自组织网是怎么回事?举一个简单的例子就可以说明这个问题,当一队伞兵空降后,每人持有一个ZigBee网络模块终端,降落到地面后,只要他们彼此间在网络模块的通信范围内,通过彼此自动寻找,很快就可以形成一个互联互通的ZigBee网络。而且,由于人员的移动,彼此间的联络还会发生变化。因而,模块还可以通过重新寻找通信对象,确定彼此间的联络,对原有网络进行刷新。这就是自组织网。
NB-IoT
窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180KHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。
NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年,同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。
蓝牙50
蓝牙是一种无线传输技术,理论上能够在最远 100 米左右的设备之间进行短距离连线,但实际使用时大约只有 10 米。其最大特色在于能让轻易携带的移动通讯设备和电脑,在不借助电缆的情况下联网,并传输资料和讯息,目前普遍被应用在智能手机和智慧穿戴设备的连结以及智慧家庭、车用物联网等领域中。新到来的蓝牙 50 不仅可以向下相容旧版本产品,且能带来更高速、更远传输距离的优势。一篇文章看懂什么是NB-IoT和物联网
NB-IOT是一种物联网实现技术 同zigbee及wifi一样 属于物联网的重要分支 NB-IOT是基于基于蜂窝的窄带物联网,它拥有低功耗的特点 跟zigbee一样 但是传输速率要大于zigbee 而wifi则消耗较大的功耗 但是传输速率比它们都要大
NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术,支援低功耗装置在广域网的蜂窝资料连线,也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NB-IoT支援待机时间长、对网路连线要求较高装置的高效连线。据说NB-IoT装置电池寿命可以提高至至少10年,同时还能提供非常全面的室内蜂窝资料连线覆盖。
都是远距离无线传输,只是各自的应用领域不同而已。
LoRa比较适合区域网,自己管理资料,自己架设基站进行资料处理,比如一个农场、一个蔬菜基地等。
NB-IoT较适合广域网部署,应用领域比较适合广泛部署,一个特征应用比如共享单车就比较适合NB而不适合LoRa,比较像是3/4G跟WiFi的关系。
LoRa:基站需要自己管理,可以类比为自己家里WIFI路由器,手机连结WIFI上网
NB-IoT:基站运营商已经给你建好,要传输付钱即可,资料走运营商网路,可以类比为目前的手机3/4G上网
LoRa、SigFox因为出现的时间较早,且较基于授权频谱的LPWA技术更为成熟,也可以规模商用,能够满足当时部分使用者的需要,因此获得了运营商的选择。在市场上,基于非授权频谱的LPWA技术,主要是LoRa、SigFox为主。
随着技术的进步和发展,到了2016年,NB-IoT和eMTC这两项技术出现了,并且这两项技术都采用统一的3GPP标准来扩充套件物联网。这项技术具有行业标准的属性,是开放的,并且采用的技术方向是向5G进行逐步演进,标准会不断的提升和演进。
一篇文章看懂什么是工业40 这篇接地气的文章告诉你——什么叫工业40 导读:工业40到底是个啥,本来答应给他单独讲一遍,后来一想,不如整理下材料和思路,一块分享给大家,所以今天就跟大家谈谈这个神秘的工业40吧。
早年从事过工业自动化行业,后来为了赚点讲课费做零花。
工业40第一重天:智慧生产
之前我们说过,生产装置和管理资讯系统也各自连线起来,并且装置和资讯系统之间也连线起来了。你有没有觉得还缺点什么?没错,就是生产的原材料和生产装置还没有连线起来。
这个时候,我们就需要一个东西,叫做RFID,射频识别技术。估计你听不懂,简单来说,这玩意儿就相当于一个二维码,可以自带一些资讯,他比二维码牛叉的地方,在于他可以无线通讯。
我还是来描述一个场景,百事可乐的生产车间里,生产线上连续过来了三个瓶子,每个瓶子都自带一个二维码,里面记录著这是为张三、李四和王二麻子定制的可乐。
第一个瓶子走到灌装处时,通过二维码的无线通讯告诉中控室的控制器,说张三喜欢甜一点的,多放糖,然后控制器就告诉灌装机器手,“加二斤白糖!”(张三真倒霉……)。
第二个瓶子过来,说李四是糖尿病,不要糖,控制器就告诉机器手,“这货不要糖!”
第三个瓶子过来,说王二麻子要的是芬达,控制就告诉灌可乐的机械手“你歇会”,再告诉灌芬达的机械手,“你上!”
看到了,多品种、小批量、定制生产,每一灌可乐从你在网上下单的那一刻起,他就是为你定制的,他所有的特性,都是符合你的喜好的。
这就是智慧生产。
工业40第二重天:智慧产品
生产的过程智慧化了,那么作为成品的工业产品,也同样可以智慧化,这个不难理解,你们看到的什么智慧手环、智慧脚踏车、智慧跑鞋等等智慧硬体都是这个思路。就是把产品作为一个数据采集端,不断的采集使用者的资料并上传到云端去,方便使用者进行管理。
德美工业40和工业网际网路的核心分歧之一,就是先干智慧工厂,还是先搞智慧产品。德国希望前者,美国希望后者。至于中国,我们就搞加,还是加这个东西好,正加反加都行。
工业40第三重天:生产服务化
刚才说了,智慧产品会不断地采集使用者的资料和状态,并上传给厂商,这个就使一种新的商业模式成为可能,向服务收费。我好多年前在西门子的时候,西门子就提出来向服务收费,当时我觉得这是德国佬拍脑袋想出来的傻×决定,但是现在我才明白这是若干年前就已经开始为工业40的生产服务化布局了。你对西门子的印象是什么?冰箱?你个糊涂蛋,西门子这些年已经悄然并购了多家著名软体公司,成为仅次于SAP的欧洲第二大软体公司了。
这个服务是什么呢?比如西门子生产一台高铁的牵引电机,以往就是直接卖一台电机而已,现在这台电机在执行过程中,会不断的把资料传回给西门子的工厂,这样西门子就知道你的电机现在的执行状况,以及什么时候需要检修了。高铁厂商以往是怎么做的?一刀切,定一个时间,到时间了不管该不该修都去修一下,更我们汽车保养没什么差别。现在西门子可以告诉你什么时候需要修什么时候需要养护,你要想知道,对不起,给钱。
再举个例子,智慧产品实现后,每一辆汽车都会不断地采集周边的资料,来决定自己的行驶路线,整个运输系统会完全服务化,任何人都不需要再买车,有一天也许自己开车会成为严重的违法行为,因为装置是智慧的,而人确是不可控的。
在这个阶段,所有的生产厂商都会向服务商转型。
工业40第四重天:云工厂
当工厂的两化融合进一步深入的时候,另一种新的商业模式就有要孕育而生了,这就是云工厂。
工厂里的装置现在也是智慧的了,他们也在不断地采集自己的资料上传到工业网际网路上,此时我们就可以看到,哪些工厂的哪些生产线正在满负荷运转,哪些是有空闲的。那么这些存在空闲的工厂,就可以出卖自己的生产能力,为其他需要的人去进行生产。
网际网路行业为什么发展的这么快,就是因为创业者只需要专注于产品和模式创新,不需要自己去买一个伺服器,而是直接租用云端的服务就行了。而目前工业的创业者,还是要不断地纠结于找OEM代工还是自建工厂中,这个极大地限制了工业领域的创新。当云工厂实现的时候,我预言中国的工业领域将出现一个比网际网路大百倍以上的创新和创业浪潮,那个时候这个社会的一切都将被深刻的改变。
工业40第五重天:跨界打击
网际网路行业天天说降维打击传统行业,什么谷歌小米阿里巴巴乐视,可是我告诉你,当工业40进入第五重天时,工业企业的跨界打击将比这些网际网路企业猛烈百倍。这个过程将从根本上撼动现代经济学和管理学的根基,重塑整个商业社会。
举个例子,一个生产手表的厂商,这个表每天贴着你的身体,采集你身体的各项资料,这些资料对于手表厂商也许没啥用,但是对于保险公司就是个金库,这个时候,手表厂商摇身一变,就能成为最好的保险公司。
当自动化和资讯化深度融合的时候,跨界竞争将成为一种常态,所有的商业模式都将被重塑。
工业40大圆满:黑客帝国
整个工业40过程,就是自动化和资讯化不断融合的过程,也是用软体重新定义世界的过程。
在未来,多元宇宙将在虚拟世界成为现实,一个现实的世界将对应无数个虚拟世界。改变现实世界,虚拟世界会改变;改变虚拟世界,现实世界也会改变。一切都在基于资料被精确的控制当中,人类的大部分体力劳动和脑力劳动都将被机器和人工智慧所取代,所有当下的经济学原理都将不再试用,还将有可能引发道德伦理问题。但是我相信有一些东西是不会变的,人类的爱、责任、勇敢,对未来和自由的向往,以及永无止境的奋斗。生生不息!
好吧,现在大谈黑客帝国似乎有些遥远,那就谈谈科理咨询的2016年德国汉诺威工业展与工业40标杆学习之旅吧!科理咨询带着学员都学到了什么呢?请关注随后的系列报道。
nbiot和emtc应该是比较相似,因为都基于LTE技术
而其他非LTE系列的物联网就根本不同了
NB-IoT是narrowbandinterofthings,即窄带物联网技术,是LPWA技术的一种。LTECategoryM2也被称为Narrow-BandIoT(NB-IoT)没有Cat-NB的说法
物联网《NB-IoT已经来了,LTE-V还会远吗 1、实现无人驾驶,单车智慧+汽车联网,两手都要硬
当前市场忽视了通讯网路对于无人驾驶的关键作用。之前大家讨论的更多的是单车智慧,而要实现最终的无人驾驶,必需单车智慧和汽车联网相辅相成,特斯拉事故已经说明,仅仅单车智慧是不够的。实现汽车联网的通讯网路必须具备低时延、大频宽的效能,实现车与车、车与路之间的通讯,而目前包括 NB-IoT、4G 等网路均不符合要求,必须要有专用的车联网通讯标准。
2、抢夺车联网标准,中国推出 LTE-V
中国是世界第一大的汽车市场,同时中国通讯产业又具备全球竞争力,出于通讯安全的考虑,中国工信部正在积极推动自主化的车联网标准。华为、大唐等主导的车联网标准 LTE-V 预计在 2016 下半年和 2017 上半年分步冻结,2018 年商用推广,抢在美国强制推广之前(DSRC)。同时,我国 8 月份将释出“智慧网联汽车发展技术路线图”,我们判断,LTE-V 将是其中的重要内容之一。
历史悠久:贵州茅台酒独产于中国的贵州省遵义县仁怀镇,是与苏格兰威士忌、法国科涅克白兰地齐名的三大蒸馏名酒之一,是大曲酱香型白酒的鼻祖。
品质优越:被尊为“国酒”。他具有色清透明、醇香馥郁、入口柔绵、清冽甘爽、回香持久的特点,人们把茅台酒独有的香味称为“茅香”,是我国酱香型风格最完美的典型。
一张图看懂什么是物联网
物联网是网际网路的延伸,可以说是网际网路的一种应用。物联网通过各种感知装置,如射频识别、感测器、红外等,将资讯传送到接收器,再通过网际网路传送,通过高层应用进行资讯处理,达到“感知”的目的。
一篇文章弄懂什么是虹膜识别 美国智库 Acuity Market Intelligence
曾发表过一份《生物识别的未来》报告,报告显示,虹膜识别技术将在未来10—15年迅速普及,并占全球生物特征识别16%的市场份额,虹膜识别产品总产值也将达到35亿美元。毕竟无需赘言,在智慧手机之外,未来整个IOT产业的崛起理论上都可被视作虹膜技术普及的基石——你知道,当万物互联时代来临,资料安全牵一发而动全身,人们都在企盼一种与机器更安全的互动方式。
拜好莱坞所赐,如下场景早已被视作未来理所当然的一部分:某Boss级人物神色淡定或慌张地进入实验室等神秘部门,他只需要“看一眼”萤幕即可来去自如。事实上,虹膜识别并不是一个初生事物,基于虹膜扫描识别身份的理论认知可追溯到上世纪30年代,并于90年代逐渐实现商业化落地,如今也已应用在诸如金融, ,机场和军方等现实中貌似类似“神秘部门”的地方。但如你所知,人类历史的底层驱动力永远都是技术以及让技术大范围扩散的商业,遵循着与计算机,网际网路,智慧手机等颠覆性技术的相似步伐,如今虹膜识别也正在从特定领域推广至普通消费人群之中。最直观的例子当然来自三星刚释出的Galaxy
Note7,这是虹膜识别技术第一次被添置在真正意义上的主流旗舰智慧手机之上。
在不少人看来,考虑到三星之于手机产业链的掌控力和号召力,与去年富士通ARROWS NX F-04G以及微软Lumia
950XL等小众机型对虹膜识别的仓促不同(譬如识别时间过长),三星的入局有望起到某种带动之力——据报道,三星的加入甚至让与虹膜识别相关的企业股票也一度飘红。技术的成熟当然是另一方面。古往今来,人类一直对“精准识别身份”心向往之——而有理由相信,愈到未来,安全地告知机器“我是谁”这件事就愈加重要。
而在这件事上,至少看起来,虹膜识别可以做到更多。
你的唯一
大体而言,在所有常规生物特征识别(包括指纹,人脸,虹膜,声音,掌纹等)当中,由于虹膜自身的精准性,防伪性,唯一性,稳定性,主流学界通常认为虹膜是比指纹或者面部识别更“高阶”的识别方式,要知道,相比于指纹08%,人脸2%左右的误识率,虹膜识别低至百万分之一的误识率看起来几乎没有任何蛊惑性。
那到底何为虹膜人眼结构由巩膜,虹膜和瞳孔三部分构成,虹膜即是位于其他二者之间的圆环状部分,属于眼球中层,负责自动调节瞳孔大小,从而适应不同光照环境。而交叉错杂的细丝,斑点和条纹等细微之物构成虹膜大量独一无二的资讯特征,也因此具备了某种与生俱来的不可复制性(顺便一提,虹膜的唯一性同样存在于同卵双胞胎身上,后者DNA资讯重合度非常之高),其复杂度远超如今在智慧手机普及的指纹识别,有研究表明,虹膜识别准确性是指纹识别的1万倍。
可想而知,细小的动态特性让伪造虹膜变得几乎不太可能,至少目前,无论照片,假眼,乃至在隐形眼镜上列印(对了,当眼球剥离人体,虹膜也会随瞳孔放大从而失去活性),都几乎没办法欺骗机器对于主人虹膜的信赖。
而极强的稳定性是虹膜用于生物识别的另一利器。任何人在胎儿发育阶段形成之后,虹膜即终生保持不变,且几乎不会受到外部环境的干扰——在眼睑的庇护下,它不易受到外伤侵袭,更重要的是,目前看来,诸如红眼病,白内障,青光眼,沙眼结膜炎,近视眼手术这些常见的眼部侵扰都无法影响虹膜自身纹理。这意味着,虹膜不会出现指纹解锁时易磨损,灵敏度低,蜕皮或者潮溼而致使手机无法识别的困扰。
另外,最后想说,相较于指纹,虹膜中远距离的非接触式采集无疑要卫生许多。
怎么用
很好理解,虹膜识别技术能将虹膜资讯特征转为密码储存。
在具体的实现路径上,拿Note7来说,在前置镜头同侧增加了IR
LED与虹膜摄像头,在识别过程之中,前置摄像头辅助虹膜摄像头确定持机者的大体轮廓,再经由IR
LED发射红外光源(虹膜识别无法用最常见的彩色可见光感测器,要用独立的红外感测器,以保证能为暗光下使用),虹膜摄像头通过光源扫描持机者虹膜资讯,然后将虹膜资讯转为编码,与已知密码进行比对,以最终决定是否解锁。通常来说,相比录入指纹时的繁琐,初次录入虹膜要迅捷许多,大概只需要几秒钟;而当用户试图用虹膜解锁手机时,根据视讯演示,虽不比指纹,但仍谈得上灵敏。
而直觉便知,虹膜识别的应用场景可被延伸至萤幕解锁之外,譬如Note7提出的一种场景方案是新增了一个“安全资料夹”,通过虹膜解锁存放一些包括应用,照片,便签在内的私人资料或资讯(你知道,每个人都有一些“不可告人”的小秘密),让其独立于其他手机资料之外,唯有虹膜可以开启,算是上了份双保险。
在我看来,这一功能也在很大程度上回应了业界对于虹膜识别普及性的担忧——事实上,至少在现阶段,作为科技急先锋的虹膜识别与已然成熟的指纹识别并非取代关系,而更接近于不同场景中的互补或进阶,Note7的安全资料夹即是如此,你大可将其视作指纹之后的第二道安全防护,里出入神秘部门也得布防重重关卡不是
嗯,在告知机器“我是谁”这件事上,人类经历了各种密码,数字证书,硬体KEY(譬如U盾)等多种方式,有理由相信,身份识别的下一幕很大程度上将由虹膜等生物特征识别完成。其实追溯人机互动历史,一个清晰的脉络是:主流计算装置的每次形态改变,必然伴随着人机互动难度下降,而随着虹膜等识别技术的完善,人类与机器之间的“信任关系”势必将迈向一个新篇章。
未来由现实铺就,而“未来已经来临”。在科技领域,未来十年将会令过去的十年黯然失色,但愿这其中会有生物识别技术很大的功劳。
NB-IoT(Narrow Band Internet of Things)作为一种新型的物联网通信标准,在窄带宽、低功耗、广覆盖物联网领域具有诸多优势。本文概述了NB-IoT的主要优势及其技术。
NB-IoT通信模组耗电极低。这得益于其惰性通信机制,大部分时间下,设备处于休眠状态(99%的时间)。主要在于其采用了 PSM 和 eDRX(拓展非连续接收)技术。
一块NB-IoT通信设备的成本大约在1~5美元左右,从而满足物联网的应用场景。
NB-IoT覆盖面积为2G、4G网的的3倍。通信上常用最大耦合损耗(MCL)来衡量通信设备信号覆盖覆盖能力。MCL与基站信号功率 P B 、接入终端信号功率 P M 有关,定义式如下:
信号强度(信噪比)随距基站距离降低,其降低值用耦合损耗表征。而最大耦合损耗可以理解为满足通信需求的最弱信号值,即最大的信号衰减值,以此来间接表征满足通信的最远距离。
如下图所示,NB-IoT MCL比2G GPRS大了20dB,覆盖范围大了三倍。
NB-IoT一个小区(约200KHz带宽)可接入50000个终端。远远多于LTE的1000个设备。
随着 科技 的发展,物联网已经成为了大多数人所不能离开的一项高新技术,它通过各式各样的传感器实实在在地改变了我们日常生活,在生活中的几乎所有场景都可以见到它的身影。无论是家居、交通还是物流、工业领域,都因为物联网技术而变得更加智能化。
物联网究竟是什么
物联网,顾名思义就是万物相连的互联网,它是由互联网引申出来的含义,目前广泛运用在工业、农业、交通、家居、安保等领域内,有效推动了这些领域的智能化发展,也进一步拓展了发展潜力,将智能与数据化慢慢渗透于这些行业内。
同时物联网不仅可以提供信息传递功能,还具备对信息智能处理功能。它通过每一个传感器上的信息获取能力,通过互联网的方式进行有效传达,做到实时更新数据信息,并与智能分析、AI等技术进行结合,使其通过智能处理技术分析获取的海量信息,实现更有意义的传递。
不过物联网并不能脱离互联网而单独存在,它的核心仍然是互联网。它所收集的海量信息以及分析结果都需要互联网进行传递,这才能够实现万物互联的效果。
物联网当前所遇到的难题
根据GSMA(全球移动通信系统协会)预测,在2020年物联网的连接数将达到126亿,2025年物联网的连接数将达到252亿。虽然已经达到如此体量,但是从物联网推进到普及的过程中,仍遇到不少难题,这也为物联网之后的发展带来一定程度上的阻碍。
由于物联网的传感器身材都比较小,所以能耗问题一直都没有很好地解决。要么需要增加身材,要么需要降低性能,而且耗电量、成本等问题依然是物联网的痛点所在。此外,有很多物联网设备由于使用场景复杂,并无法使用外接电源,而且电池更换成本昂贵,所以低功耗就是物联网在这些场景下的一个最基础必备条件。
虽然目前4G已经大规模普及,而且市面上已经出现了很多5G手机,但是在物联网方向上,大多数物联网设备仍采用2G网络。这与网络覆盖率和成本息息相关,所以这是2G网络迟迟没有退网的一个原因。
此外,由于物联网每天会收集和传输大量信息,所以在安全方面也是物联网一直面对的一个难题。
NB-IoT芯片解决痛点,已经准备就绪
在过去,很多物联网产品每天传输的数据很低,而且不需要高速的传输效率,所以物联网芯片一直以低成本的2G为主。不过随着当前物联网的快速发展,物联网的连接数大幅度增长,过去的2G物联网不足以支撑目前的体量,需要一种新型的技术来引领物联网升级。
于是NB-IoT作为一种覆盖度广、低功耗、低成本的一种新型物联网技术,便进入众多开发者的视野中,这种技术在一些低功耗低成本的通信场景中,相比现在的2G物联网技术表现要更加出色、优秀。
目前NB-IoT芯片行业以华为、高通等一线大厂为主。
NB-IoT能否担负重任?
在提及到NB-IoT行业的前景和展望时,NB-IoT行业经历了四个阶段,分别是燥热、绝望、冷静和成熟,目前产业已经逐渐走向成熟,包括运营商的网络、芯片模组终端应用以及整个市场对于这项技术所持有的期望,这些都是非常理性和成熟的。
过去大家认为包括功耗、成本、性能在内的,这些阻碍NB-IoT发展的几个因素都已经被整个产业一一解决掉了,所以随着运营商网络的进一步的提高覆盖率增强,那么NB-IoT便会得到迅速的爆发。同时,NB-IoT的网络标准会在未来的5年内与5G网络完全融合,在未来的5~8年内,4G网也将开始步入退网通道,所以将与5G网络融为一体的NB-IoT的生命周期也会非常长的。
相比于智能手机这种3C市场来说,目前NB-IoT仍然是一个小市场,它具备非常清晰的细分,当前需求最刚性的就是抄表市场。而对于像共享单车、医疗 健康 设备、资产跟踪管理、宠物跟踪等在内的其他的新型市场来说,这些都是NB-IoT正在 探索 的领域。
总结
未来几年,物联网仍然将保持着急剧式增长,产业需要通过不断更替,吸收新鲜技术才可以保障长久发展。目前已经到了物联网需要更新换代的时刻,在以NB-IoT技术驱动为核心的公司支持下,相信会持续发力,承担起物联网中部分领域的重任。
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