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华为NB-IoT,推进智能路灯规模化部署
2017-12-12     yzc88亚洲城官网报道
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导语: 智能路灯承载着城市安全、节能和高效维护的愿望,已经走过了7年多的发展历程,但至今未能规模化部署,究其原因,技术上主要是因为当前的互联技术无法满足随处分布的路灯的“互联”需求。NB-IoT技术的出现,使当前的“互联”问题迎刃而解。NB-IoT从4G演进而来,是专为规模联接而生的物联技术,可让路灯随时随地接入,快速实现规模化“互联”,从而推进智能路灯规模化部署。
  智能路灯承载着城市安全、节能和高效维护的愿望,已经走过了7年多的发展历程,但至今未能规模化部署,究其原因,技术上主要是因为当前的互联技术无法满足随处分布的路灯的“互联”需求。NB-IoT技术的出现,使当前的“互联”问题迎刃而解。NB-IoT从4G演进而来,是专为规模联接而生的物联技术,可让路灯随时随地接入,快速实现规模化“互联”,从而推进智能路灯规模化部署。
  智能路灯市场空间巨大  据统计,目前全国路灯约3200万盏,仅2%为智能路灯。据预测,到2025年,路灯总数将达3700万盏,智能比例将至35%。可见未来8年,智能路灯存在1200万盏的市场空间,潜力巨大。blob.png  来源: The Climate Group & Philips & Huawei  规模部署关键在智能互联  智能路灯系统包括LED灯泡、驱动器、控制器、网络和云管理。LED灯泡和驱动器是传统的LED灯源部分,已发展成熟;控制器、网络和云管理是新增的智能互联部分,是智能路灯规模化部署的关键。blob.png  智能路灯的目的是智能。综合前期的积累和现代信息化技术,智能路灯主要向两个“智能化”发展:智能照明和智能维护。先看智能照明发展:钠灯实现了路灯的照明功能,但能耗高,因此引入LED路灯以实现节能,但仅LED路灯无法实现按需照明,因而引入基于调光的智能照明,以进一步实现节能;再看智能维护发展:原来的维护靠市民投诉、人工巡逻,是一种被动式维护,维护成本高,因此引入单灯控制,单灯控制实现远程集中监控,是主动式维护,避免人工巡逻,并实现地理化的资产管理和生产管理,节约维护成本50%以上;基于大数据分析,进一步把主动式维护提升为预测性维护,提前识别故障,防患于未然。  blob.png不管是智能照明,还是智能维护,都需一个好的“互联”,否则智能成为纸上谈兵。如何定义一个好的“互联”呢?我们认为,好的“互联”是高效、可靠、安全和开放四个方面的综合体现。blob.png  NB-IoT提供智能路灯最佳“互联”  当前智能路灯的互联方式有三种典型类型:PLC(电力线通信)、ZigBee/SigFox/LoRa(小无线)、2G(GPRS),在高效、安全、可靠和开放四个方面均存在不足。blob.png  PLC需自行建网,涉及勘测、规划、运输、安装、调测和优化等,并且建网后需自行维护,因而使用上不便捷、低效;电力线载波常存在较多谐波,并且信号衰减快,使PLC信号不稳定,可靠性差;PLC控制器采用简易的信息防护机制,难以适应随处分布的路灯环境,安全性差;PLC是推出较早的物联技术,存在难以突破的技术瓶颈,如难跨越配电柜以扩大集中控制器的控制范围,因此在技术演进上也受限。  ZigBee/SigFox/LoRa与PLC一样,需自行建网、自行维护,不便捷、低效;由于ZigBee/SigFox/LoRa使用公用免费频谱,常受到WiFi、企业无线专网或其它垂直行业同样使用免费频谱的“互联”信号的同频干扰,该干扰大、突发且难以协调控制,信号很不可靠;同时由于使用公用免费频谱,ZigBee/SigFox/LoRa设备的发射功率是受限制的,覆盖也较差;由于ZigBee/SigFox/LoRa的路灯控制器采用简易模组、无SIM卡、与平台或应用服务器仅单向鉴权认证、由第三方生成安全密钥,安全性差;由于ZigBee/SigFox/LoRa多为私有协议,如LoRa的协议为SEMTECH、IBM和actility三家私有,LoRa芯片仅由SEMTECH生产,在标准开放性上很多限制。  2G(GPRS)是移动通信公网,免用户自建网、免自维护,让智能路灯实现“即插即用”、实现高效部署,同时因为使用授权频谱、基站发射功率高,所以无干扰、覆盖好。由于SIM卡提供可信存储、并与平台采用双向认证,以及采用具有最高安全级别的3GPP AKA密钥生成机制,2G拥有电信级安全。然后,由于无线网络频谱的稀缺性,2G已在退网中,把频谱让给3G、4G等更高制式使用,如中国联通已执行2G退网。  NB-IoT从4G演进而来,在4G现网上稍作升级即可获得,是专为规模联接而生的物联技术,秉承上述2G的所有优点,并在技术标准上可向5G平滑演进,可见NB-IoT在高效、可靠、安全和开放四个方面全面占优,是智能路灯的最佳“互联”方案。blob.pngblob.png  政策在推行  2017年6月,工业和信息化部发布了《关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》。该发文明确:将从加强NB-IoT标准与技术研究、打造完整产业体系,推广NB-IoT在细分领域的应用、逐步形成规模应用体系,优化NB-IoT应用政策环境、创造良好可持续发展条件等三方面采取14条措施,全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展。  其中在“加快推进网络部署,构建NB-IoT网络基础设施”方面重点提到:基础电信企业要加大NB-IoT网络部署力度,提供良好的网络覆盖和服务质量,全面增强NB-IoT接入支撑能力。到2017年末,实现NB-IoT网络覆盖直辖市、省会城市等主要城市,基站规模达到40万个。到2020年,NB-IoT网络实现全国普遍覆盖,面向室内、交通路网、地下管网等应用场景实现深度覆盖,基站规模达到150万个。加强物联网平台能力建设,支持海量终端接入,提升大数据运营能力。  可见政策对NB-IoT应用的推动力度空前大。  联盟在壮大  截止2017年6月, 由全球移动运营商组织的GSMA NB-IoT论坛已发展到60多个成员;由国内物联网龙头企业、科研机构组织的移动物联网产业联盟已发展到140多个成员;另外,由华为和联通联合发起的全国首家NB-IoT产业联盟,至今已有1500多家企业加盟,覆盖了整个NB-IoT产业链。blob.png  可见NB-IoT联盟在壮大,NB-IoT规模应用风口已开。  芯片和模组已成熟  目前,华为Boudica NB-IoT芯片的月发货量在100万片以上,预计到2017年底,Boudica芯片的累积发货量将达到1000万片。其他芯片公司巨头,像Qualcomm、SEQUANS、MTK等也纷纷推出可以预商用的第一代NB-IoT芯片,并且下一代的产品也会在明年初进入市场。  全球七大模组厂商,包括QUECTEL(移远)、ubox、gemalto等已在量产NB-IoT模组。  中国电信在2017年第四季的招标中,明确对NB-IoT模组进行补贴,补贴后价格降至每模组36元。2017年11月24日,中国移动在中国移动全球合作伙伴大会上宣布将提供10亿元专项补贴,专门用于NB-IoT模组,分档设置、最高补贴80%。blob.png  网络已具备  中国电信在2017年6月已率先完成NB-IoT全网部署。中国移动后起跟上,预计2017年底完成全网部署。中国联通预计2018年完成全网部署。特别地,三大运营商均按现有基站数的1:1比例部署NB-IoT站点,因而NB-IoT的覆盖广度和深度将比2G语音还要好,约好20dB,可比2G多穿透一堵混凝土墙。  2017年7月14日,中国电信公布了NB-IoT资费套餐,其中,包年套餐的价格为20元/户/年。2017年11月24日,中国移动公布了NB-IoT资费,包括20元和40元两档包年资费。blob.png  华为聚焦“互联”,推进智能路灯建设  华为聚焦NB-IoT芯片、LiteOS(物联网操作系统)、NB-IoT网络和OceanConnect IoT平台等智能路灯的互联部分,将最新的互联技术与路灯行业深度融合,积极推动智能路灯规模化建设。华为不做终端、不做模组、不做应用,也不转售终端、不做端到端集成服务。blob.png  特别地,Boudica芯片是华为推出的全球首款规模商用NB-IoT芯片,集成基带 ARM 核(CP)、可编程应用ARM 核(AP)和安全机制保障的ARM 核(SP),以及射频、PMU电池管理、eFlash和SRAM等,支持700/800/850/900/1800Mhz等频段和OTDA定位、Multi-tone等增强功能特性。全新架构设计保证功耗和成本最低,同时高度集成。blob.png  LiteOS是华为推出的开源物联网操作系统,包含互联、传感、安全框架和可伸缩内核,支持快速使能终端智能化。blob.png  Boudica芯片+LiteOS,让路灯快速联入网络  智能路灯的端到端集成涉及芯片与模组、模组与终端、终端与平台间的集成对接。Boudica芯片内嵌了LiteOS,LiteOS提供开放源码以支持模组厂家自定义开发,避免了重复的源代码开发,并且提供丰富的互联协议栈和开放API以方便终端厂商直接调用,避免了重复的互联协议代码开发;由于LiteOS与OceanConnect IoT平台已协调好了终端上报内容的Profile文件和编解码插件,并且Profile文件和编解码插件已预集成在IoT平台中,终端厂家只需要在IoT平台做拖拽操作即可完成Profile文件和编解码插件制作,避免重复开发,减少智能路灯系统集成开发和对接工作量。对比传统的集成方案,华为的Boudica芯片+LiteOS方案,使集成周期从“月”变到“周”,减少70%以上的工期。blob.png  OceanConnect IoT平台,帮助快速构建路灯应用  智能路灯管理包括可视化资产管理、集中监控、调光、单灯故障定位和移动APP等典型应用,可基于华为OceanConnect IoT平台快速构建。华为OceanConnect IoT平台可作为路灯行业的统一开放云平台,提供开放的连接管理、ICT融合的设备管理能力,并通过开放的API提供灵活的应用使能功能,帮助客户快速构建智能路灯行业应用。blob.png  华为联手合作伙伴快速部署智能路灯  全国NB-IoT智能路灯部署已快速拉开序幕。华为已联手飞利浦、中微光电子、泰华智慧等路灯合作伙伴展开大规模智能路灯部署。blob.png  山东潍坊:4万+盏智能路灯在部署  华为联合山东联通、中微光电子,在山东潍坊大规模部署NB-IoT智能路灯(4万盏以上)。华为向中微光电子提供NB-IoT芯片,并向山东联通提供NB-IoT网络设备;山东联通向中微光电子提供NB-IoT网络服务;中微光电子作为总承包商做智能路灯端到端集成和运营。部署中,我们把NB-IoT与之前使用ZigBee互联方案进行了全面对比,充分验证了NB-IoT在建网、维护、容量、接入成功率等方面的优越性。blob.png  共建合作生态,共创共享价值  华为在与QUECTEL、ublox、lierda、SERCOM、Telit等NB-IoT模组厂商,PHILIPS、中微光电子、泰华智慧、大云物联、网新易盛等路灯行业厂商合作,共同构建产业链生态。blob.png  华为的合作内容包括:帮助路灯终端和应用开发的资料和工具、研发工程师在线技术支持、方便集成开发的OpenLab(开放实验室)、从终端到应用的全面技术认证(行业功能、性能、安全、可靠性、可维护性等)、营销支持和销售支持。2017年-2019年,华为将投入2亿美元,持续构建全球OpenLab 。欢迎成为华为的合作伙伴,一起共创、共享价值。编辑:梁洁莹
来源:中照网
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