· 報告預測，到2022年將會有290億互聯終端，其中物聯網終端將達181億。
· 物聯網的兩大細分市場：即關鍵應用連接和大規模物聯網連接。
· 蜂窩網絡適用于支持關鍵應用連接和大規模物聯網連接這兩個領域，是一種互補型的物聯網技術，使城市更智能。

最新版《愛立信移動市場報告》預測，到2022年，將有約290億臺聯網終端，其中約180億物聯網終端。無處不在的蜂窩網絡，非常適合實現價格低廉的物聯網連接，物聯網設備通過蜂窩網絡，讓城市變得更為智能。

互補型物聯網技術

物聯網領域出現了兩大細分市場：即關鍵應用連接和大規模物聯網連接。關鍵物聯網連接的特點是要求很強的可靠性和可用性，以及超低的延遲。而大規模物聯網的特點是具有海量連接、低數據量、低成本終端和對能耗的嚴格要求。

這兩個領域有大量具有不同連接要求的大量用例。蜂窩網絡適用于支持這兩個領域，雖然沒有單個技術適合于所有潛在情況。為了滿足不同潛在大規模物聯網應用用例的要求，幾個蜂窩物聯網技術正在標準化，包括擴展覆蓋GSM-IoT、Cat-M1和窄帶物聯網（NB-IoT）。

根據技術可用性，用例需求和部署場景，這些解決方案可以互補。例如，EC-GSM服務于所有GSM市場的應用，Cat-M1支持廣泛的物聯網應用，包括內容豐富的應用，而NB-IoT針對超低吞吐量應用進行了簡化，并提供極好的覆蓋和部署靈活性。運營商是選擇一個解決方案，還是結合幾個解決方案取決于幾個因素，如技術覆蓋、網絡技術策略和具體的目標市場。

超低端大規模物聯網應用

要檢查蜂窩網絡承載物聯網流量的能力，需要了解物聯網服務的真實場景及其網絡影響因素。我們的場景包括由一系列不同物聯網服務組成的流量模型，包括對每個終端消息大小和流量強度的假設，以及在密集城市環境中部署的終端數量。它專注于對吞吐量要求有限的超低端物聯網應用，例如計量和監控用例，因為這些應用將成為許多市場中部署的首批大規模物聯網服務。

大規模物聯網流量場景

每平方公里有1萬戶家庭的密集城市環境，類似倫敦、北京或紐約的中心地區，被用作大規模物聯網服務場景的基礎。假設在該地區部署了一系列不同類型的互聯終端，包括水、煤氣表和電表、自動售貨機、租賃自行車位置監控器和汽車中（基于每個家庭一輛汽車，每四個流量一組計算平均值。）監控駕駛員行為的加速度傳感器。上圖中總結了每個終端的流量特征。（在這種情況下，上行鏈路流量為主導，下行鏈路流量用于應用確認（ACK和終端之間的控制平面信令(RRC)， 無線接入網絡相對較小） 此場景中使用的聯網終端的數量代表成熟的大規模物聯網場景。在初始部署階段，終端密度將較低，相應的流量負載也不會那么高。

這些服務代表了現實的大規模物聯網用例范圍，這些用例預計將部署在城市環境中。

這些服務的部署環境和流量模型不同：遠程控制儀表可能面臨室內覆蓋挑戰，而安裝在自行車上的終端通常位于室外。儀表流量可能每天集中傳輸一次，而其他終端可能需要每10分鐘傳輸一次。

大規模物聯網終端的數據流量很小，一個服務的典型數據包大約為100-150個字節，其中考慮了終端ID的有效載荷、時間戳和報告數據值。

此外，每個數據包都有大約65個字節的IP開銷和更高層報頭；媒體訪問控制（MAC）層開銷為15個字節，移動網絡上行鏈路每個事件的標準控制信令為59個字節。總之，每個事件產生大約250-300個字節，由物聯網終端傳輸。

上頁圖中顯示了產生的流量需求。它清晰表明，盡管終端的密度非常高，每個終端的流量很低，每單位面積的流量限制為每平方公里幾千比特/每秒（kbps）, 而移動寬帶業務在密集城市地區為每平方公里接近千兆比特/每秒（Gbps）。

部署NB-IoT載波，實現大規模物聯網服務場景

NB-IoT適用于超低端物聯網應用。基站可以與終端通信的下行/上行最高瞬時數據速率為227 / 250kbps，而每個終端的持續最大吞吐量為21 / 63kbps，足以支持城市情景中的服務。雖然其容量低于移動寬帶，但系統級仿真顯示，一個180 kHz 的NB-IoT載波可以承載數十kbps——具體取決于載波配置。假設單個NB-IoT載波在3個扇區站點部署，城市環境典型的站點間距離為500米，可實現每平方公里數百kbps的區域容量。這比我們密集的城市情景中大規模物聯網服務流量的需求大得多。

下圖說明了在我們的城市情景中，大規模物聯網累積流量與單個NB-IoT載波的容量之間的關系。所有大規模物聯網服務的總流量總計占總可用容量的6％，這表明在需要另一個NB-IoT運營商之前，可以支持在所考慮的情況下將大規模物聯網流量增加15倍。此外，Cat-M1與NB-IoT相比支持更高的數據速率和容量。

除業務所需的容量外，覆蓋挑戰性位置中的終端至關重要。因此，NB-IoT和Cat-M1設計提供比GSM和LTE顯著更好的覆蓋。這種改進的覆蓋允許無線電信號穿透附加壁壘或紅外反射（IRR）金屬化玻璃窗，可以到達部署在室內深處或地下室（典型的儀表位置）的終端。

創造商機

蜂窩網絡可以處理大量大規模物聯網終端，對網絡容量的影響最小。我們的方案顯示，單一NB-IoT載波（部署在保護頻帶或帶內，占用10 MHz LTE載波的2％）明顯超出了所考慮的大規模物聯網服務的需求。這些發現意味著NB-IoT的初步部署可滿足潛在的更高數據需求和流量強度，也能夠支持其他類型的服務。

通常，運營商可能不怎么升級現有網絡以支持物聯網業務，但是該領域的潛在價值巨大。可以從單個基站為成千上萬的物聯網終端提供連接是重要的推動力量，可以帶來新商機。

物聯網展望

隨著新興應用和商業模式的涌現，以及標準化和終端成本的下降，互聯終端的數量不斷增長。

預測到2022年，將會有290億互聯終端，其中物聯網終端將達到181億。2018年，手機數量預計將超過物聯網終端，其中包括互聯汽車、機器、電表、可穿戴終端和其他消費電子產品。2016年至2022年，在新用例的推動下，物聯網終端預計將以21％的復合年增長率增長。

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