近日,在華為和中國移動舉辦的5G-Advanced創新產業峰會上,華為常務董事、ICT產品與解決方案總裁汪濤從6個方面解析了華為在5．5G技術演進的方向,其中第三個方向是“一張網絡支撐全場景物聯,構筑千億物聯基石”,提出了面向無源物聯網的技術演進設想。
無源物聯網技術確實能夠涵蓋千億級物聯網節點,業界針對無源物聯網的研究一直持續進行著,不過要在5G這張蜂窩網絡上實現對無源物聯的支持,卻是一項極具挑戰的課題,同時也將5G連接能力擴展到更大范圍的物理世界中。
一張蜂窩網絡連接千億級終端,關鍵點在無源物聯網
汪濤在演講中提出:5G網絡也需要持續增強更好地支撐物聯,滿足未來承載千億連接的需求。這就要求5G網絡能支撐不同速率檔位的物聯類型,匹配行業差異化需求;此外,當前大量的物聯應用基于無源聯接,如何通過網絡化的技術提升無源物聯的識別率、覆蓋范圍、定位精度是5G網絡未來的創新方向,這需要產業合作伙伴共同定義標準并構筑產業鏈。
各位從業者非常熟悉的是,蜂窩網絡對于物聯網的支持,主要分為3個不同速率檔位,即高速物聯、中速物聯和窄帶物聯,其中高速物聯主要通過4G Cat．4+和5G eMBB來承載,中速物聯目前主要以來4G Cat．1來承載,窄帶物聯主要由NB-IoT來承載。
針對低速物聯的NB-IoT,面對的是近百億級的低功耗物聯網節點,這一觀點已經深入人心;中速率和高速率蜂窩網絡能夠帶來的物聯網連接規模遠低于低速物聯連接規模。因此,依靠這3個不同速率檔位的蜂窩網絡技術,僅能支撐起100億級物聯網連接。在本次峰會上,華為在以上三類蜂窩物聯網基礎上,提出了無源物聯這一類別,無源物聯正是千億級物聯網連接的主要來源。
眾所周知,NB-IoT針對的是大量僅發送低頻、小數據包但供電不方便的場景,水氣表、環境監測、消防煙感等都是NB-IoT能夠發揮作用的場景,不過NB-IoT模組還是需要一個小型的電池來供電,通過低功耗的設計,可以做到數年甚至10年不用更換電池,達到無需值守的目標。然而,還有海量物理終端由于本身條件的限制,可能連小型電池供電的條件都不具備,或者有廉價成本的限制,比如一些快消品、物流包裹、產品外包裝、倉庫貨物盤點等,這些構成了千億級無源物聯網節點。例如,每年動輒數百億的服裝鞋帽、快遞包裹,每個都用類似NB-IoT的方案顯然并不現實,需要無源物聯網方案。
無源物聯網是從目前大量使用并成熟的RFID標簽中得出的啟發。在過去十多年時間中,RFID技術得到大范圍普及,在零售、醫療、物流、制造等行業廣泛使用,每年可新增百億級連接。英國市場研究公司IDTechEx曾發布數據顯示,2019年全球RFID標簽的銷售量達到210億個,而2018年這一數字為175億個,銷量大部分增長來自無源RFID標簽。可見,無源RFID標簽很容易達到千億級連接。
當然,RFID本身有一些局限性,例如傳輸距離短、對專用讀寫器的高度依賴等,若能實現蜂窩網絡支持無源物聯,則將打破這些局限,擴大蜂窩網絡對物聯網的支持。華為在5．5G愿景中提出Passive IoT的方向,就是要將RFID所支持的場景傳輸距離由10米級別擴大到百米級別,砍掉專用的讀寫器,讓終端可以直接回傳給蜂窩網關類節點。
今年4月,3GPP正式將5G演進的名稱確定為5G-Advanced,并決定5G-Advanced將從R18開始。上月,3GPP組織了R18潛在研究方向討論會,其中有不少關于物聯網的增強,若Passive IoT能夠納入R18的研究項目中,筆者認為在數年后將產生比NB-IoT更大的社會效應。
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