为什么物联网要采用“窄带”

为什么物联网要采用“窄带”,第1张

宽带网络:一般般指的是带宽超过155kbps以上的网络。
窄带网络:带宽低于155kbps的网络。
特点:以室内覆盖、低成本、低功耗和广连接;主要成本低,涉及数据少的时候用。

2011年,苹果向美国专利商标局申请了虚拟SIM卡专利。苹果公司声称,这项专利允许用户在不使用SIM卡的情况下直接访问运营商提供的无线网络服务。
2014年9月,苹果发布iPad Air 2时,首次将eSIM卡(又称“Apple SIM”)的概念带到了实际产品中。
eSIM卡实际上将传统的SIM卡直接嵌入到设备芯片中,而不是将其作为独立的可拆卸组件添加到设备中。此外,与物理SIM卡相比,eSIM卡可以减少高达90%的空间,因为它在制造过程中已经嵌入到设备中,用户可以远程激活连接。这种做法将允许用户更灵活地选择运营商套餐,或者在不解锁设备或购买新设备的情况下随时更换运营商。
然而,eSIM卡也给运营商带来了诸多挑战:首先,运营商原有的SIM卡采购体系和供应模式将发生变化。其次,SIM卡全号资源的管理也会有一些相应的变化。第三,附加在SIM卡上的基本增值服务将会丢失。第四,运营商之间的竞争更加激烈,可能要部署很多远程配置管理系统,导致其运维服务成本有一定的增加。
很明显,eSIM卡会给终端厂商带来更好的用户体验和更多的可能性,但是会削弱运营商对用户的控制力,所以eSIM一直没有普及。
三年过去了,苹果的Apple SIM卡已经遭遇了很多挫折。只有少数运营商支持,大部分中国消费者都没听说过。中国用户接触最多的是类似魅族的SoftSIM服务,在国外只能买流量。
然而,随着物联网时代的到来和可穿戴设备的普及,在智能手机终端屡遭挫折的eSIM卡迎来了春天。
eSIM卡在车联网中的应用
其实eSIM服务和车联网有关。杰德(中国)信息技术有限公司客户解决方案销售总监王英洲向(微信官方账号:)介绍,eSIM业务最早是在车联网领域开发并大规模商用的,其技术也在车联网领域进行了测试,但为什么是车联网?
首先,车联网的通信需求其实就是安全性的需求,嵌入式卡在安全性上更有保障。车祸发生时,车主无法 *** 作的情况下,汽车主要是主动与后台沟通,所以eSIM起着非常重要的作用。很明显,传统的插卡无法保证碰撞后这项服务的正常使用,所以一个嵌入式的卡(这种与车机集成的卡)就很重要了。
其次,车辆跨境进出口需要码号管理的服务。从车厂的角度来说,一辆车的成本很高,就像一个补丁的eSIM,它的成本微不足道。但是汽车要出口到世界各地的时候,如果假设是死号的SIM卡,那么他需要提前和各个国家的运营商协商,生产死号卡,然后运到生产基地,生产出来之后再出口到各个地方,所以这一块是非常繁琐的,所以从车厂的角度来说,他有必要降低物料管理和工艺的复杂度。而且如果这个卡上写了死号,出口后一定时间内卖不出去,另一个市场就需要同样的车型,就要开那些车,把里面的卡卸下来,再按本地卡。整个过程的成本很高,可能几百欧元。
这些因素导致许多汽车经销商率先使用eSIM的M2M的这项服务,也就是说,使用芯片卡并进行码号管理服务。
eSIM卡在可穿戴设备中的应用
随着可穿戴设备的普及,通信和联网正在成为这些智能硬件的标准功能。显然,相比汽车和智能手机,可穿戴设备的内部空间要珍贵得多,尤其是在电池技术没有取得突破的前提下,所以eSIM显然是更好的选择。
据了解,去年3月,GSMA协会公布了期待已久的嵌入式SIM卡远程配置(eSIM)规范。这是一个重要的里程碑,因为它代表了可重复编程eSIM标准的第一个GSMA标准化版本,可用于智能手表、健身设备和平板电脑等消费电子设备。
目前三星的Gear S2和S3,华为的HUAWEI Watch 2,都有eSIM卡版本,但是目前国内运营商都不支持,这也是国内用户一直在做的事情。
eSIM卡在物联网领域的前景
虽然手机用户体验eSIM还很遥远,但国内运营商都在积极利用eSIM卡部署自己的物联网平台。因为对于运营商来说,物联网是成本敏感的,对安全性和稳定性要求更高,传统的SIM很难满足物联网设备的要求,而eSIM卡就方便多了。
在生产过程中,物联网设备中直接嵌入一张白色卡片,卡片上包含不同 *** 作人员的身份。通过单一管理平台,以安全长距离空中传输(OTA)方式完成运营商安全认证。用户可以直接选择设备所在的运营商网络,使用本地资费,减少跨境漫游费用,无需插SIM卡。
据中国移动相关人士介绍,中国移动以1000万用户为样本计算,每个eSIM可以节省4元左右的成本,这无疑将加速物联网的发展。
但对于eSIM物联网来说,除了eSIM卡,SM平台(订阅管理器)才是运营的重点,成为管理eSIM和更换运营商的关键。据悉,中国移动和中国电信已完成物联网eSIM卡平台建设。
对于物联网专网,由于eSIM卡可以远程编程管理,运营商可以为自己的物联网专网搭建专网写卡平台,实现物联网所有eSIM卡的空中写卡,甚至跨运营商写卡,并提供面向企业的设备管理解决方案。
面向物联网市场,eSIM卡未来市场前景广阔,包括车联网、可穿戴设备、智能家居、智能家居、远程智能抄表、无线移动POS机、定位跟踪等等。据预测,到2020年,全球将有125亿个eSIM连接,总价值约1740亿美元。
目前国内外很多公司都布局了eSIM卡。在刚刚过去的“第二届eSIM技术与创新峰会”上,我有幸采访了国内的创业公司郭彤和国外的G&D。
据王英洲介绍,世界上第一张SIM卡是G&D制造的,G&D也提供了世界上第一个商用的eSIM平台。未来,我们会一直看好eSIM卡在物联网领域的应用。
当然,除了大公司,创业公司也已经进入市场,位于上海的郭彤科技看到了eSIM卡未来的机会。在刚刚结束的MWC2017上,中国电信联合郭彤、龙尚科技展出了一款窄带物联网模块,采用了郭彤科技的SIM2free技术。此外,郭彤宣布将与中国联通和恩智浦合作,打造eSIM解决方案。
目前,郭彤的主要产品包括ezM2M设备管理平台、SIM2free虚拟SIM技术和ezUICC连接管理平台,主要连接终端制造商和运营商,并提供交钥匙解决方案。
在科技CEO史看来,虽然目前eSIM卡的市场还不够大,运营商对eSIM卡在手机中的应用还比较抵触,但是他们在等待机会。
据国外媒体报道,ARM最近以1170万英镑收购了物联网安全公司Simulity Labs。Simulity Labs致力于SIM/eSIM技术的研究,并提供相应的嵌入式系统和服务,让物联网设备安全接入网络。
软银创始人孙正义在收购ARM后表示,物联网设备的数量将在20年内超过1万亿台。这些设备需要通信互联,但目前基于运营商蜂窝网络的物联网连接只占5%到8%。
未来,各种优势的eSIM卡显然大有可为。

50-100倍。
根据信息安全与通信保密网的相关内容可知,窄带物联网单个NB-IoT基站较传统2G、蓝牙、WiFi等基站可多提供50-100倍的接入终端,一个扇区可以支持10万个连接,是传统的移动通讯容量的50至100倍。
窄带物联网是指基于蜂窝网络构建,仅消耗180千赫兹(kHz)左右带宽的物联网。

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。

物联网概念股一览:
平台型标的:关注宜通世纪(收购天河鸿城、迈出转型物联网的战略一步,关注公司自主物联网平台、跨领域垂直物联网行业应用生态布局的新跨越)。
重点行业应用龙头:交通领域,关注高新兴(300098);医疗领域,关注思创医惠;电力领域,关注东软载波(300183)、新联电子(002546);水务领域,关注三川智慧。
物联网芯片领域:关注北京君正(300223)、中科创达、全智科技、润欣科技等。


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