專訪鄔賀銓院士:四個好消息說明物聯網的發展步入了正軌

專訪鄔賀銓院士:四個好消息說明物聯網的發展步入了正軌

編撰整理:iot101君

專訪鄔賀銓院士:四個好消息說明物聯網的發展步入了正軌

在2016中國(上海)物聯網大會,iot101君有幸在中國互聯網協會理事長鄔賀銓院士演講完畢后對其進行了專訪,我們聊了聊物聯網發展的新機遇、新技術以及一些未來可能遇到的問題,現將演講和專訪內容整理如下:

概要

一.物聯網發展新技術與應用新機遇

1.窄帶物聯網的出現,改變了物聯網的應用

2.車聯網和網聯車

3.物聯網支撐工業4.0/產業互聯網與「互聯網+」

二.四個好消息說明物聯網的發展步入了正軌

第一個好消息是標準化

第二個好消息是5G

第三個好消息是產業互聯網

第四個好消息是大企業的入局

三.最後的一點建議

專訪鄔賀銓院士:四個好消息說明物聯網的發展步入了正軌

第一

物聯網發展新技術與應用新機遇

1.窄帶物聯網的出現,改變了物聯網的應用

專訪鄔賀銓院士:四個好消息說明物聯網的發展步入了正軌

你看這個三角形的圖,最上面是視頻監控物聯網的應用,大概需要10Mbps以上的速率;智能家居、機器到機器(M2M)等應用的速率要求大概是1Mbps以下;而剩下60%的物聯網應用,要靠低速率(<100Kbps)的低功耗廣域網。

一般來講視頻監控要用光纖;中速率的可能用2G、3G;使用WIFI和藍牙的物聯網因為功率比較低,傳輸距離比較短,大多隻適用於室內,通過手機和網關,耗電也比較大。60%左右的應用是廣域的物聯網。低容量的感測器如果用移動通訊的網路就太過浪費,因為移動通訊的網路本來就不是為了這些用途的,所以很難滿足低功耗的要求。因此目前接入到運營商網路的物聯網終端僅有6%。我們認為如果用運營商的網路,就可以實現整個城市一個網,窄帶物聯網就是這樣出來的。

專訪鄔賀銓院士:四個好消息說明物聯網的發展步入了正軌

2014年5月立項;2015年由華為和高通提出窄帶蜂窩的IoT方案;到15年9月中興、愛立信提出窄帶融合;今年12月份才把技術方案討論出來,然後今年6月16號在韓國的釜山通過了窄帶IoT的核心標準。

NB-IoT是基於授權頻段的低功耗技術,除此之外還有非許可頻段的技術:一個叫Sigfox,一個叫LoRa。NB-IoT之所以沒有選擇非許可頻段,是因為他有比較多的干擾。用了許可頻段的好處是直接可以部署在運營商現有的2G/3G/4G網路,與現有網兼容。NB-IoT目前定義了上下行頻分(FDD)的方式,但為了減少干擾,適用半雙工模式。

專訪鄔賀銓院士:四個好消息說明物聯網的發展步入了正軌

它有三種運營模式,一種是獨立的在運營商的網路外面重做;第二種是在LTE的保護帶上,實際上它主要的原理是上行是採用OFDMA,前後保留10kHz的保護帶,它有兩種子載波間隔,一種是3.75kHz的,另一種是間隔15kHz的;第三種是帶內模式:可利用LTE載波中間的任何資源塊。

它有幾個大特點:

一個是廣覆蓋:NB-IoT技術能實現比GSM好20dB以上的覆蓋增益,覆蓋面積擴大100倍,在地下車庫、地下管道也能覆蓋到。

  • 上行工具譜密度增益17dB(NB-IoT的200mw/3.75kHz相比2G/3G/LTE的200mw/180kHz)

  • 2-16倍的重傳機制增益3-12dB(付出時延代價,10s,但業務允許)

  • 編解碼增益3-4dB

二是大連接:NB-IoT單扇區支持5萬個連接,比現往高50倍(2G/3G/4G分別是14/128/1200),目前全球有約500萬個物理站點,假設全部署NB-IoT,每站點三扇區可接入的物聯網終端數將達4500億個。

  • 窄帶技術:上行等效功率36通道*23dBm,提升通道容量

  • 減少空口信令開銷,提升頻譜效率

  • 基站優化:獨立的准入擁塞控制與終端上下文信息存儲

  • 核心網優化:終端上下文存儲與下行數據緩存

三是低功耗:NB-IoT終端如每天發送一次200Byte報文,AA電池待機時間10年

  • 單次的速傳時間縮短了

  • 終端99%的時間都工作在節能模式(PSM),這個節能模式和手機的節能模式不一樣,終端仍然註冊在網,但信令不可達。終端處於深度睡眠,99%的時間終端的功耗只有15微瓦。它的睡眠的時間比較長,能減少終端監聽網路的頻度。

  • 因為物聯網不像手機那麼位置變化那麼快,所以移動性的管理可以簡化。

四是是低成本:目前單個模塊做出來的成本不會超過5美元,目標是要做到1美元左右。

  • 180kHz窄帶,降低晶元複雜度;

  • 簡化協議棧(500Byte),減少片內Flash/RAM;

  • 低採樣率

  • 單天線、半雙工,射頻成本低;

  • 峰均比低,單片SOC內置23dBm發射功率的功效。

我剛才說了,上周3GPP已經在韓國的釜山會議上凍結了NB-IoT核心協議標準。今年5月30號,中興通訊攜手中國移動在實驗室率先完全嚴格遵循NB-IoT標準協議的技術驗證演示,華為針對物聯網推出了LiteOS操作系統。工信部今年4月份召開了窄帶IoT的工作推進會,要求年底建設基於標準NB-IoT的規模外場試驗。中國聯通今年將在超過5個城市啟動基於窄帶IoT的實驗,這5個城市包括上海,還包括上海的迪士尼樂園。2018年要全面推進,預計今年年底全球50家主流運營商都將會支持NB-IoT。市場研究公司預測窄帶IoT未來將覆蓋物聯網連接的四分之一。到2020年M2M設備可達到70億個連接數。

窄帶物聯網可以應用到什麼領域呢?智慧城市,在遠程抄表、智能停車、智能路燈、環境監測、智慧農業、畜牧養殖灌溉、智能垃圾箱等領域。具備資產跟蹤、智能追蹤、超距告警、電子所控制等功能。惠普2013年起在其賣的印表機裡頭嵌入了無線感測器,它主要用來監視墨水使用情況並自動觸發記錄,減少了客戶抱怨,會節省成本50%。

  • 關於NB-IoT和LoRa等其它低功耗廣域技術的關係

iot101君在未來,NB-IoT和LoRa等其它低功耗廣域技術將會是怎樣的一種關係?

鄔賀銓院士:網上有一些議論,說NB-IoT出來了,可能LoRa啊,Sigfox就沒有機會了,我認為呢,NB-IoT首先的一個優點是他是基於許可頻譜,干擾比較少,而且他是運營商比較願意採取的一種辦法,因為他不需要單獨建網,運營商可以介入甚至主導,真正廣域範圍內的應用他可能具有優勢。目前雖然計劃今年年底晶元可以出來,運營商可以帶頭先做一些,但是真正大規模商用還需要一定的時間。另外他現在只有FDD的標準,他還沒有TDD的標準,所以中國移動還得等待一段時間。

所以,LoRa這些技術目前還有機會。在未來,即便NB-IoT出來了,那麼LoRa他現在已經進入到一些傳統的產業中,這些傳統的產業不一定非要放到運營商的網上,他可能願意獨立建網。那麼這種對LoRa肯定是有利的,很多大企業他不想落在運營商那邊。

如果NB-IoT出來,他肯定會分走LoRa原先想象的一部分市場,但目前來看,他很難進入到傳統行業中一些獨立的應用里。當然如果一些企業願意接入運營商,他也是可以用NB-IoT的,事實是很多企業他肯定不願意。

iot101君:也就是說,NB-IoT適用於運營級市場,LoRa更適合企業級市場。

鄔賀銓院士:是這樣的。

  • 關於LPWAN技術商用

iot101君:因為這種技術畢竟功耗低,速率低,在商用過程中不能用以前的流量計費模式,那麼運營商和非運營商會採取怎樣新的計費方式呢?

鄔賀銓院士:他連接的不是人,所以肯定不能按照人那樣按流量來收費,他可能採用一種包月的模式:比如說一個小區,裡面一千戶都有水表,都要連到網上,那我打個包,你這一千戶,你這物業一個月給我多少錢。他不可能一個終端一個終端收費的,他收的過來嗎?對運營商來說,他這樣也不至於把他的流量計算到他的UP裡頭,如果敢把水表電錶都算成一個終端,那完了,別的終端一個月幾十塊到幾百塊,你這個終端一個月幾毛錢,他肯定不能這樣加進去的。

其他企業也會採用一種辦法,像LoRa,我建網,建好了整個賣給你,你企業自己運營,自己管,這樣就是作為供應商做一次性買賣;還有一種是我幫你建,然後我幫你提供後面的分析服務,包括大數據,然後我收取服務費,這也是一種模式。

2.車聯網和網聯車

汽車就是物聯網節點,汽車就是一個複雜的電子系統:一輛汽車有十多個CPU,有700G的儲存器,有上百個電控單元,汽車電子系統占汽車成本的30%到60%。未來汽車的創新80%會來自汽車電子。

專訪鄔賀銓院士:四個好消息說明物聯網的發展步入了正軌

關於車聯網的通訊標準,過去有LTE-V,它採用CSMA/CA,類似我們的乙太網。汽車用這個進行娛樂通訊沒有問題,但是考慮到汽車安全的這肯定是不行的。所以現在提出基於4G的LTE技術,今年可以完成標準化。它在有基站可能利用的情況下,可以實現車到車的通訊。在沒有基站的情況下,它可以用D2D,汽車到汽車,實現車到車、車到路的通訊。

車聯網有什麼頻率?

專訪鄔賀銓院士:四個好消息說明物聯網的發展步入了正軌

一個汽車裡面是調頻的,不停車收費一般都用5.8到5.9GHz,短距離通訊也是這個頻率。作為感測器檢測的雷達可能更高一點,二十幾GHz到七十幾GHz。底下的圖是美國和歐盟用於車聯網的不同通信,有用在服務的,有用在控制的,有用在車到路的。

我們都知道特斯拉做的電動車很好,但是特斯拉汽車做得好嗎?不一定,很難說特斯拉的汽車做得比別人好。特斯拉電池做得好嗎?特斯拉電池是從松下公司買的筆記本電腦的電池。電池最大的問題是串並聯,特斯拉的本事在每個電池組都裝了感測器,並且設計了軟體,監控電池組的電壓。自動調節每個電池組的電量,保證每個電池組瞬時的電壓是一樣的,這樣能把電壓並聯在一起。我們國產車在這點上還有差距。特斯拉還做了什麼?一個充電樁去充電時間很長,特斯拉做到把電池做在車底下,抽提式的,把電池拿出來就夠了。現在國外不用這樣的,把充電線接在馬路上,全部馬路都是充電樁,這樣一來簡化了充電。靠馬路底下充電,不需要用物聯網監視的。

Google也申請了做汽車,Google並不是真的做汽車,他是把感測器、導航系統、數字地圖、實時街景、大數據裝在汽車裡頭了。Google獲得了美國內華達州001號無人駕駛的牌照,我們看看Google的無人駕駛。Google在兩個月前,Google無人駕駛蹭了一輛大客車,因為它的軟體設計認為所有上路的汽車都遵守交通規則。馬路上有幾輛車有人駕駛的,還是不一定安全。你不追尾別人,不能保證別人不追尾你。而且街景準確度要做到到厘米量級。我們中國發生過救護車把別人拉到路上,沒有拉到醫院,因為路段堵了。

麻省理工大學把2015年的10大科技,其中車聯網是第3位。現在大規模車聯網成為5G的三大應用場景之一,2G是TDMA的時分多址,3G是把頻率時間、空間的因素應用起來;現在中國的4G剛剛開始,用戶不到一半,現在5G都來了。5G跟4G比,用戶體驗提高10倍,移動性提高1倍,無線介面提高10%。現在中國的5G要求是2020年商用。東京奧運會5G要商用,韓國提出來2018年韓國要開冬奧會,5G商用。中國市商委提出中國2020年5G商用。

3.物聯網支撐工業4.0/產業互聯網與「互聯網+」

在美國,你花2.9美元從蘋果商店下個軟體,然後把手機裝到肚子上,往肚子上一掃,就可以預測癌症的早期。

比如說你到俄羅斯去旅遊,會俄文的不多,你用手機上的APP,掃一下指示牌,你讓它翻成俄文就俄文,翻成英文就英文。

還有百度的眼鏡,當你走在馬路上,看見前面的女孩身上的包包很好看。你隔空畫一個圈,通過無線信號就能告訴你,這個包是什麼型號,什麼品牌,在什麼商店可以買。

對於瞎子怎麼辦?很多書不能凹凸不平,屏幕更不能凹凸不平。可以戴個指環,它可以掃描這個字,上傳到雲端。

我們看一下視頻(播放視頻)手機跟物聯網的結合,手機變成人的眼睛了,當然還可以識別假幣。

還有你在商店買東西,穿件紅裙子,你可以想象穿藍裙子是不是更好?你不見得要真的去換,你可以用物聯網虛擬去換。

比如說這個人想修汽車,戴上VR的眼鏡,就可以看到怎麼修汽車。它告訴你第一步是怎麼樣,你按照它做就行了。這裡邊這是一種虛擬現實,把手機掛在胸前,投影到外邊,外邊有個虛擬的屏幕,你可以通過手指的移動,一邊走一邊玩遊戲都可以。

現在無人機、機器人也非常熱,我們看一下機器人。機器人打球,這是三個無人機,無人機的協同是比較難的,它需要用到物聯網、GPS和定位技術。我們交通用到物聯網,每個路口都有很多攝像頭。傳統的是把這些攝像頭連到交管中心的顯示屏上,需要利用大數據、可視化的協同。不同時間顯示不同的交通狀況,有延伸,事故、臨時交通管制等等,實時地發到駕駛員和行人手上。

我們現在汽車生產線都是非常自動化的,用了很多物聯網。實際上德國的工業4.0不僅是自動化,它從供應鏈到多用戶的自動化生產部分。這裡面工業4.0的很重要的技術都是物聯網。

我們現在提工業4.0,1.0是機械化,2.0是電動化,3.0是自動化,4.0是智能化。它是是智能機器加先進分析工具,實現人機交互。IoT、物聯網是中國物聯網的核心。

物聯網是兩化融合的切入點,物聯網產生大數據,物聯網與移動互聯網、雲計算、大數據相伴發展,物聯網成為大智移雲時代的重要支柱。物聯網是產業互聯網的核心技術,推動實現信息、物理系統融合。窄帶物聯網、車聯網和產業互聯網等新技術將擴展物聯網的應用。人們感覺不到物聯網的存在,但它時刻影響人們的體驗。要抓住物聯網發展的機遇,建設感知中國和智慧中國!

第二

四個好消息說明物聯網的發展步入了正軌

專訪鄔賀銓院士:四個好消息說明物聯網的發展步入了正軌

物聯網在中國,應該是在08年的金融危機之後熱起來的。當時大家對這個新概念充滿希望,但是後來發現這個產業可能沒有想象中起的那麼快,後來熱潮退下去了,這是因為物聯網的發展逐步走入了比較健康的軌道,為什麼這麼說呢:

第一個好消息是標準化

物聯網過去標準化比較差,不但表現在感測器上,多種多樣,更表現在物聯網的通信協議本身也是五花八門。過去的通信是基於WiFi啊藍牙啊之類的,是短距離的,可能在家裡面小範圍應用還可以,但是要延伸到智慧城市,不是說把無數個WiFi連接到一塊兒就行的,實際上WiFi是無法解決一個大城市如何實現互聯這個問題的。現在來看,一個好消息是半個月前,在韓國召開的3GPP 標準會議順利結束。NB-IoT(作為3GPP R13一項重要課題,其對應的3GPP協議相關內容獲得了RAN全會批准,低功耗廣域物聯網傳輸速率能做到幾百Kbps,覆蓋要比現在的覆蓋好100倍,可以連接到地下車庫,可以在一個扇區內支持50萬的連接。

這是一個好消息,容量很大,功耗很低,一個電池就能支持一個物聯網模塊長達10年,現在隨著晶元成本降到5美元了,未來隨著規模增大有可能降到1美元,這個技術從立項到標準化也就2年時間吧,現在來看,大部分運營商都表示今年年底要把晶元做出來,一些運營商認為,他可以跟現有的移動通信網兼容。這樣,通過窄帶物聯網技術NB-IoT標準就可以使得整個物聯網變得比較便宜、比較通用、能大範圍覆蓋,能很好的支撐智慧城市的應用。

技術上的第二個好消息是5G。

原來我們的移動通信都是面向人的,5G除了繼續面向人,高速寬頻以外,還定位在兩個應用場景:一個定位在產業互聯網——工廠——大規模的物聯網感測器的連接,他最多一平方公里支持一百萬個感測器的連接;另外一個場景就是支持車聯網,我們知道車聯網為了安全,要求延時很短,現在的2G/3G做不到,未來5G的延時是小於1毫秒的,這是非常快的反應。另外他還考慮到高鐵,中國的高鐵現在還是300公里嘛,他是定位在500公里的技術,所以隨著5G——中國已經宣稱2020年要實現商用——所以說一個把物聯網作為主要目標的移動通信標準也會出來,並在2020年得到商用,這也是一個好消息。

第三個好消息是產業互聯網。

德國提出「工業4.0」,美國提出「產業互聯網」,中國提出「互聯網+」,還有中國政府提出「中國製造2025」,要推動互聯網滲透到產業——傳統產業,為傳統企業的改造轉型提供手段,其中產業互聯網裡頭很重要的一點是物聯網,把物聯網跟移動互聯網、雲計算、大數據結合會進一步促進物聯網在傳統產業的作用,原來物聯網深入產業的不多,那麼隨著「互聯網+」的出現,為這個開闢了很好的市場。

第四點是大企業的進入。

原來我們的物聯網領域裡沒有大企業,企業都比較小,現在來看呢,像華為、中興,包括BAT等巨頭紛紛進入物聯網領域,比如BAT中阿里就利用他的雲計算。而隨著窄帶物聯網的進一步發展,中國移動、中國聯通,中國電信等運營商也開始大規模的介入物聯網。

我認為大企業會在未來進一步進入物聯網,這會給物聯網的發展帶來很多機遇。另外還有政府的支持,去年以來到今年,我們政府出台了很多規劃、戰略,包括最近出台的十三五規劃,都把物聯網的作用提到一個很高的位置,而且與我們過去出台的移動互聯網啊、智能化啊、雲計算啊、大數據結合在一起,包括建設智慧城市的進展也在實實在在的推動。

所以我想,物聯網現在的發展進入了一個好時期。當然,我剛才報告里講了一句話:物聯網滲透到社會生活的方方面面,但是可能呢,他在你的生活生產中都有,但是你可能感知不到他的存在。

你現在手機上只有幾十個感測器,汽車上可能有兩百個感測器,你的家裡也有很多,所以你可能感受不到物聯網,但物聯網時刻都在你身邊,所以我認為物聯網的發展現在是什麼呢?待到山花爛漫時,她在叢中笑。

第三

最後的一點建議

從事物聯網的企業首先應該想到,物聯網的時代是一個萬物互聯的時代,市場是非常廣泛的,同樣,市場也是多樣性的,需要一個一個行業的去深耕,所以必須要有持續的堅韌不拔的思想來投身到這裡去,不能想象幾天之內就發財了就做大了,你必須一個行業一個行業來,不可能一下子涵蓋全部。重點是你能不能做出特色來。

還有,因為物聯網需要低功耗低成本廣覆蓋,這需要什麼呢,需要你把他做便宜了,需要資本的投入,不是短期內能見效的,需要有長期投入的準備。谷歌願意花32億美元收購美國一個家庭煙霧報警器公司,可以說明物聯網產業的價值。當然前提是你要把他做好,切記急躁啊炒作啊是不可取的。

往期熱文(點擊文章標題即可直接閱讀):

專訪鄔賀銓院士:四個好消息說明物聯網的發展步入了正軌

Hi,我是iot101君!

關於物聯網,

我的每一句話都不是扯的;

如果遇到物聯網有關的問題,

別打110,

來iot101君這裡看看就行!

未经允许不得转载:Feenix第四色色 » 專訪鄔賀銓院士:四個好消息說明物聯網的發展步入了正軌

赞 (0)
分享到:更多 ()

评论 0

  • 昵称 (必填)
  • 邮箱 (必填)
  • 网址