近日,在华为和中国移动举办的5G-Advanced创新产业峰会上,华为常务董事、ICT产品与解决方案总裁汪涛从6个方面解析了华为在5．5G技术演进的方向,其中第三个方向是“一张网络支撑全场景物联,构筑千亿物联基石”,提出了面向无源物联网的技术演进设想。
无源物联网技术确实能够涵盖千亿级物联网节点,业界针对无源物联网的研究一直持续进行着,不过要在5G这张蜂窝网络上实现对无源物联的支持,却是一项极具挑战的课题,同时也将5G连接能力扩展到更大范围的物理世界中。
一张蜂窝网络连接千亿级终端,关键点在无源物联网
汪涛在演讲中提出:5G网络也需要持续增强更好地支撑物联,满足未来承载千亿连接的需求。这就要求5G网络能支撑不同速率档位的物联类型,匹配行业差异化需求;此外,当前大量的物联应用基于无源联接,如何通过网络化的技术提升无源物联的识别率、覆盖范围、定位精度是5G网络未来的创新方向,这需要产业合作伙伴共同定义标准并构筑产业链。
各位从业者非常熟悉的是,蜂窝网络对于物联网的支持,主要分为3个不同速率档位,即高速物联、中速物联和窄带物联,其中高速物联主要通过4G Cat．4+和5G eMBB来承载,中速物联目前主要以来4G Cat．1来承载,窄带物联主要由NB-IoT来承载。
针对低速物联的NB-IoT,面对的是近百亿级的低功耗物联网节点,这一观点已经深入人心;中速率和高速率蜂窝网络能够带来的物联网连接规模远低于低速物联连接规模。因此,依靠这3个不同速率档位的蜂窝网络技术,仅能支撑起100亿级物联网连接。在本次峰会上,华为在以上三类蜂窝物联网基础上,提出了无源物联这一类别,无源物联正是千亿级物联网连接的主要来源。
众所周知,NB-IoT针对的是大量仅发送低频、小数据包但供电不方便的场景,水气表、环境监测、消防烟感等都是NB-IoT能够发挥作用的场景,不过NB-IoT模组还是需要一个小型的电池来供电,通过低功耗的设计,可以做到数年甚至10年不用更换电池,达到无需值守的目标。然而,还有海量物理终端由于本身条件的限制,可能连小型电池供电的条件都不具备,或者有廉价成本的限制,比如一些快消品、物流包裹、产品外包装、仓库货物盘点等,这些构成了千亿级无源物联网节点。例如,每年动辄数百亿的服装鞋帽、快递包裹,每个都用类似NB-IoT的方案显然并不现实,需要无源物联网方案。
无源物联网是从目前大量使用并成熟的RFID标签中得出的启发。在过去十多年时间中,RFID技术得到大范围普及,在零售、医疗、物流、制造等行业广泛使用,每年可新增百亿级连接。英国市场研究公司IDTechEx曾发布数据显示,2019年全球RFID标签的销售量达到210亿个,而2018年这一数字为175亿个,销量大部分增长来自无源RFID标签。可见,无源RFID标签很容易达到千亿级连接。
当然,RFID本身有一些局限性,例如传输距离短、对专用读写器的高度依赖等,若能实现蜂窝网络支持无源物联,则将打破这些局限,扩大蜂窝网络对物联网的支持。华为在5．5G愿景中提出Passive IoT的方向,就是要将RFID所支持的场景传输距离由10米级别扩大到百米级别,砍掉专用的读写器,让终端可以直接回传给蜂窝网关类节点。
今年4月,3GPP正式将5G演进的名称确定为5G-Advanced,并决定5G-Advanced将从R18开始。上月,3GPP组织了R18潜在研究方向讨论会,其中有不少关于物联网的增强,若Passive IoT能够纳入R18的研究项目中,笔者认为在数年后将产生比NB-IoT更大的社会效应。
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