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NB-IoT應用3年,揭秘它為何被稱 “為抄表而生”

2020-07-02 09:41 物聯(lián)傳媒

導讀:智能表計作為NB-IoT拓展時間最早、接入體量最大的細分領域,我們必然也會產(chǎn)生很多疑問~

關于NB-IoT的終端接入量,以下是目前公開信息中可追溯的最新進展:

截至2020年2月底,國內(nèi)三大運營商NB-IoT連接數(shù)突破1億。從運營商分布看,中國電信、中國移動的NB-IoT連接數(shù)各自實現(xiàn)4000多萬,中國聯(lián)通達到1000萬。

在這上億的連接量中,智能表計獨占鰲頭,約有70%的接入終端為表計終端

智能表計作為NB-IoT拓展時間最早、接入體量最大的細分領域,我們必然也會產(chǎn)生很多疑問,比如:

NB-IoT在表計領域的發(fā)展現(xiàn)狀如何?

為什么偏偏是在表計領域取得如此快的發(fā)展?

表計智能化升級改造過程中遇到哪些問題與挑戰(zhàn)?

如何更好地進行改造?

智能化升級改造的價值在哪、進展及效果如何?

最新的政策方向給NB-IoT在表計應用帶來了哪些影響?

…….

在經(jīng)過與多位表計領域的專業(yè)人士深入訪談之后,我們將所得以文章的形式輸出,本文試圖對以上的問題一一作出解答,現(xiàn)將成果分享出來以饗讀者。

1、現(xiàn)狀:水氣表智能化程度不足30%,NB-IoT智能表計占比不大

圖片來源:網(wǎng)絡(侵刪)

所謂的表計實際上包含了電表、水表、燃氣表和熱表。然而,通常情況下,當我們在談智能表計的時候,熱表又經(jīng)常因其區(qū)域性的原因鮮少被提及。因此,我們簡單了解下前三類表計終端的智能化情況:

電表

在三表中,電表最早進行智能化改造,從2005年開始發(fā)展至今已有十幾年的歷史。它也是智能化程度最高的細分領域,目前95%的電表已實現(xiàn)智能化抄表。

在電表智能化改造過程中,遠程抄表主要采用基于公網(wǎng)的無線通信技術包括2G、4G等。從表計終端到集中器環(huán)節(jié)主要采用PLC,目前還有少量應用到小無線通信技術,如 SRD、ZigBee、WiFi和藍牙等。

由于電表對功耗要求不高,所以在電表行業(yè)需求沒有像水/氣表強烈NB-IoT技術在電表行業(yè)主要應用于非國網(wǎng)統(tǒng)招的分戶表、鐵塔電表等應用場景。總體數(shù)量也不在少數(shù),且處于快速增長中。

因電表行業(yè)的特殊性,當我們說NB-IoT表計相關的內(nèi)容時,我們主要說的是其在水表及燃氣表的應用情況,下文如無特別指出,即指的是水表及燃氣表的情況。

水表與燃氣表

相比電表,水表與燃氣表的智能化之路開始得較晚,起初主要采用的是M-bus有線、2G甚至LoRa等技術。直到三四年前,NB-IoT制定標準且網(wǎng)絡完成部署之后,NB-IoT才正式加入其中。

據(jù)了解,水表、燃氣表的智能化程度都不足30%(該數(shù)據(jù)主要是通過表計終端企業(yè)的出貨量計算所得),且水表的智能化程度要低于燃氣表。

但在這兩個細分應用領域里,NB-IoT及LoRa無疑是當下呼聲最高的兩種通信技術,這也很容易造成一種錯覺:如今的智能表計都是采用NB-IoT及LoRa這兩種技術嗎?30%的智能表計都是NB-IoT或LoRa終端么?其實不然。事實上,在這30%的智能表計終端中,還包括了IC卡表、藍牙表等,而目前NB-IoT及LoRa表計終端占比介于5-8%之間。

值得一提的是,在水表市場中并非完全舍棄有線通信方式,實際上對于有線通信的需求仍然不低,在新樓盤建設中仍然會預留有線通信方式的入口。

2、原因:剛好表計智能化改造需求強勁,也剛好NB-IoT技術發(fā)展成熟

圖片來源:網(wǎng)絡(侵刪)

“表計智能化改造需求的強勁與NB-IoT技術本身發(fā)展相對成熟,兩者的碰撞所帶來的化學反應使得NB-IoT在表計領域得到了快速發(fā)展,這是兩個行業(yè)融合的最好效果?!?strong>匯中股份副總裁馮大鵬對物聯(lián)傳媒記者表示。

確實,近兩年,NB-IoT在表計領域的發(fā)展速度,我們有目共睹。在2019年增加的智能表計終端中,主要以NB-IoT終端為主,數(shù)量就達到了4000萬只。

從市場規(guī)模的角度來看,目前水表保有量超過3億只,燃氣表保有量也已超過1.5億,而整個表計市場容量預計有5-7億只。而與之形成鮮明對比的是,目前NB-IoT表計終端的占比仍然較低。此外,表計的存量市場仍然是一個不可忽視的存在,按照表計終端6-10年的壽命計算,未來每年還會產(chǎn)生6千萬的替換需求。這也意味著表計智能化需求是長期存在且體量巨大的市場。

智恒科技智能硬件產(chǎn)品總監(jiān)雷睿表示:“農(nóng)村供水、舊城改造、城市節(jié)水項目、智慧水務應用建設、產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能自身的發(fā)展都在加速催生智能表計的需求、推動表計的增長。一旦計量功能以外的應用需求被激活,必將產(chǎn)生更大的需求市場,因此也并不會出現(xiàn)空窗期?!?/p>

再深入去看增量市場及存量市場現(xiàn)狀,國內(nèi)目前呈現(xiàn)的情況是前者相對穩(wěn)定于后者,這也反映出了我國表計行業(yè)智能化的成熟度有待提高。

再說說NB-IoT的技術本身,其發(fā)展速度之快也是眾所周知的,從2017年下半年開始有少量應用開始算起,至今不過短短兩三年的時間,卻走過了其他同類技術可能需要花十來年走的路。截至2019年年底,我國已建成NB-IoT基站超過70萬個,實現(xiàn)全國主要城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上區(qū)域連續(xù)覆蓋。同時,根據(jù)規(guī)劃,未來NB-IoT網(wǎng)絡建設將以需求為導向,而不會進行大規(guī)模網(wǎng)絡建設,可以預計短期內(nèi)NB-IoT基站規(guī)模不會出現(xiàn)大幅上升,但在支撐重點項目、重點應用中將會保障性更強。

總而言之,發(fā)展到如今,NB-IoT技術已經(jīng)相對成熟,在各個領域也積累了不少成熟的應用案例。

所以說,不是NB-IoT技術的發(fā)展主動掀起這場智能化改造,也不是表計的智能化改造的浪潮催生出其對NB-IoT的需求,而是兩個行業(yè)的發(fā)展剛好融合在一起,從而產(chǎn)生了強烈的化學反應。如果早幾年國家大力推廣表計的升級改造,又或者NB-IoT技術發(fā)展速度略微慢一點,那么應該就會是另外一種局面。

3、NB-IoT脫穎而出,問題與挑戰(zhàn)接踵而來

圖片來源:網(wǎng)絡(侵刪)

從前文的介紹中也可以看出,在表計領域(水表與燃氣表)應用到不少通信技術,主要應用到技術包括2G、NB-IoT、LoRa、藍牙、M-BUS有線等。而在這眾多的技術中,NB-IoT能夠脫穎而出的原因或許在于:

政策方面,受到政策、運營商等大力支持;

市場方面,經(jīng)過前幾年的發(fā)展已經(jīng)積累的足夠的客戶群、足夠的經(jīng)驗、硬件及運維成本都在走低,且客戶的接受程度一直在提升;

技術方面,新NB-IoT標準在頻譜效率、耗流和網(wǎng)絡覆蓋上已優(yōu)于2G;

運營方面,全國性覆蓋網(wǎng)絡、可靠性穩(wěn)定性高、企業(yè)節(jié)約人力抄表成本。

然而,雖然NB-IoT在短短幾年之內(nèi)走過了其他通信技術走了十來年的路程,但在前進的路上仍然面臨著一些問題和挑戰(zhàn):

首先,是網(wǎng)絡覆蓋問題。這是目前面臨著的最大問題,而其解決辦法有二:其一,增加基站部署,在弱信號點增加皮基站、微基站進行補盲,經(jīng)過前幾年的網(wǎng)絡鋪設之后,未來NB-IoT基站將會實行按需部署的方式;其二,NB-IoT標準持續(xù)演進,性能提升,不斷優(yōu)化網(wǎng)絡,提高基站部署密度、調(diào)整天線的角度和功率等優(yōu)化網(wǎng)絡的措施。

其次,終端密度達到一定程度之后對網(wǎng)絡端形成較大的壓力。這一點可從抄表機制的管理上著手,讓有限的信號達到最高的效率與平臺有比較大的關系,實現(xiàn)有效傳輸。另外,隨著2G退網(wǎng)和NB-IoT小區(qū)用戶數(shù)的增長,運營商會增加小區(qū)載頻。

當然了,NB-IoT是否能夠長期發(fā)展是困擾企業(yè)的因素之一,也是NB-IoT發(fā)展過程中的一大障礙。尤其水力作為一個微利/保本行業(yè),升級改造需要巨大的成本投入,因此也造成客戶對于改造的效果有很強的擔憂,擔心遇到技術更迭以及出現(xiàn)問題。

但是,事實上,根據(jù)中國物聯(lián)網(wǎng)通信發(fā)展的相關規(guī)劃來看,目前并沒有能夠替代NB-IoT技術的相關規(guī)劃,當前NB-IoT已經(jīng)成為5G物聯(lián)網(wǎng)應用場景技術標準之一,NB-IoT作為5G的一個分支,從這點出發(fā),NB-IoT將會是一個長期應用的抄表技術。而前不久工信部辦公廳發(fā)布的《關于深入推進移動物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展的通知》,進一步證明了這一觀點,這表明了未來將形成4G/5G/NB-IoT等網(wǎng)絡共同發(fā)展的格局,這在一定程度上幫助消除了企業(yè)的顧慮。

4、無論多少問題、挑戰(zhàn)與顧慮,歸根結底無非是如何提高抄表效率

圖片來源:網(wǎng)絡(侵刪)

對于智能表計的客戶來說,一個表計終端中采用的是NB-IoT,還是LoRa,或者是2G等技術,這一點并不重要,客戶真正在意的是應用這些技術之后,數(shù)據(jù)能否抄上來、抄表成功率如何、在解決收費問題上能提供怎樣的幫助,其次才是成本以及數(shù)據(jù)附加價值的問題,比如能否利用數(shù)據(jù)進行管網(wǎng)監(jiān)控及水的調(diào)度。

就抄表效率而言,目前NB-IoT的抄表效率已經(jīng)達到98%以上,而當重傳機制也發(fā)揮效用的時候,成功率基本能夠達到100%。

正如移柯通信副總經(jīng)理潘峰所說,表計的智能化并不僅僅在于終端實現(xiàn)智能化,而是整個產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)都要實現(xiàn)智能化。

同樣的,保證NB-IoT在競爭中保持良好的競爭力,提高抄表效率是重中之重,實現(xiàn)這一點也需要全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的企業(yè)共同努力,在與移芯通信副總裁楊月啟金卡智能市場部總經(jīng)理肖靜溝通中,我們總結出了以下幾點:

芯片廠商:首先,芯片性能的提升是一個長期的追求,芯片廠商還需從降低功耗、延長待機時間、提升通信性能(比如接收靈敏度)、增強信號穿透力等方向上不斷努力;其次,成本的進一步降低也將同樣重要。

模組廠商:在通信芯片持續(xù)改進的基礎上,持續(xù)做產(chǎn)品迭代,不斷提高模組穩(wěn)定性,保證模組的功耗下降、靈敏度提升、弱信號下通信能力增強、成本降低等。

運營商:網(wǎng)絡不斷迭代、優(yōu)化,無論是室內(nèi)的還是室外的;提高網(wǎng)絡覆蓋率,實現(xiàn)更深的網(wǎng)絡覆蓋;增加小區(qū)頻點,提高接入用戶數(shù)。

終端廠商根據(jù)信號的強弱選擇不同制式的表計終端部署,在沒有NB-IoT網(wǎng)絡覆蓋的少數(shù)信號盲區(qū)下,可以選擇與其他技術結合應用;同時充分應用NB-IoT網(wǎng)絡的特點,對所有終端數(shù)據(jù)上報的時間進行錯峰設計,結合終端的重傳機制,可以充分保障所有終端的抄收率;另外持續(xù)加大研發(fā)在數(shù)據(jù)分析上的投入,如通過算法分析在壓縮終端上報頻次的同時,不會減少展示有效數(shù)據(jù)和信息的數(shù)量與質(zhì)量。

總而言之,物聯(lián)網(wǎng)設備的應用很核心的一個環(huán)節(jié)就是聯(lián)網(wǎng),當設備數(shù)據(jù)上傳失敗時很多的原因都是沒有信號或者網(wǎng)絡擁塞。而這些客觀的問題最終還是要通過和運營商密切溝通來解決。當遇到信號覆蓋問題時,產(chǎn)業(yè)鏈上的模組廠商、應用廠商與運營商之間需要更多的協(xié)調(diào)、更多的互動、更緊密的結合,以便客戶更愿意使用新技術產(chǎn)品,正向推動技術的應用,形成良性循環(huán)。

5、肉眼可見的經(jīng)濟價值,顯而易見的“絆腳石”,數(shù)據(jù)歸屬問題或成最大的攔路虎

圖片來源:網(wǎng)絡(侵刪)

在分析NB-IoT表計帶來的好處及經(jīng)濟價值之前,我們不妨先來看看疫情期間一個真實的案例:

疫情期間,為了加強疫情防控,孝感市住房和城鄉(xiāng)建設局下發(fā)了《關于協(xié)助做好疫情防控大數(shù)據(jù)排查的通知》,《通知》要求各級自來水公司根據(jù)居民水表的日用量統(tǒng)計功能,核查用戶居家用水情況,從而協(xié)助分析用戶軌跡。最終通過遠程運維系統(tǒng)平臺大數(shù)據(jù)分析,篩查了7個社區(qū)共計1379戶。在本案例中,在線篩查有效的避免傳統(tǒng)上門排查方式帶來的交叉感染的風險,提升了疫情防控效率。此外,運用智能儀表獲取的豐富用水數(shù)據(jù)進一步挖掘分析,助力相關部門作出更加精準決策。(本案例來自匯中股份)

從這個案例中,我們也能夠感受到表計終端升級改造所帶來的便利性、有效性。

在與金卡智能市場部總經(jīng)理肖靜移遠通信NB-IoT產(chǎn)品經(jīng)理陳峰溝通中,我們了解到了相比原先人工抄表的方式,NB-IoT表計終端帶來的價值有以下幾點。

首先,改變了長期以來的傳統(tǒng)抄表模式,無需安排人工抄表,從長遠來看,這是一個降本增效的必要手段。

其次,由于智能表的數(shù)據(jù)準確率高、信息上報及時,更容易發(fā)現(xiàn)是否存在偷水漏水、哪個環(huán)節(jié)存在漏損等問題,也因此在管損方面能提供更好的幫助,減小產(chǎn)銷差。

然后,采用NB-IoT技術的水司及燃氣公司能夠及時方便的獲取數(shù)據(jù)進行分析,以便加強管理、提升運營效率,提供附加服務。

以上都是從企業(yè)角度去分析NB-IoT所能帶來的經(jīng)濟價值,而對于家庭用戶而言,也有著不可忽視的作用,比如用戶可以線上繳費、實時查詢使用情況。

設想雖好,但而目前主要收集管網(wǎng)壓力數(shù)據(jù)以及用水量數(shù)據(jù),能實現(xiàn)的功能相對有限,比如做夜間流量監(jiān)測、漏水提醒、管網(wǎng)修護等。但有些想法實現(xiàn)起來并不容易,問題在于:

第一、自來水公司、燃氣公司對于數(shù)據(jù)的需求單一,僅在于收費上,而以收費為核心的技術應用無法發(fā)揮NB-IoT在表計領域的應用價值。數(shù)據(jù)應用上的價值才能真正給行業(yè)帶來變化:如幫助自來水公司提升管理水平和管理效率。

第二、擁有數(shù)據(jù)的自來水公司、燃氣公司對數(shù)據(jù)分析需求不大、挖掘數(shù)據(jù)背后的價值的意愿不強烈,而對數(shù)據(jù)有分析需求的政府部門卻沒有數(shù)據(jù)使用權之間的矛盾仍沒有化解途徑。

第三、下游應用NB-IoT技術的企業(yè)研發(fā)投入不到位、產(chǎn)品不夠硬。

第四、綜合性數(shù)據(jù)(與其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)的結合還能提供更加人性化的應用)的應用提供更加準備的判斷,但是不同數(shù)據(jù)掌握在各方手里,數(shù)據(jù)難以實現(xiàn)融合。

歸根結底,數(shù)據(jù)歸屬問題成了智能表計價值最大化的一只“攔路虎”,導致短期內(nèi)其經(jīng)濟價值或將無法實現(xiàn)。

這也間接說明了必須從當下的功能疊加階段(主要實現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測、純度檢測、集成更多傳感器等)跨越到數(shù)據(jù)價值挖掘階段的重要性和緊迫性,在這個過程中政府如何引導水司以及燃氣公司在數(shù)據(jù)脫敏之后進行應用也便成了行業(yè)發(fā)展關鍵點,是NB-IoT技術落地表計行業(yè)體現(xiàn)社會價值的核心。

6、堅定企業(yè)進行智能化升級改造的信心,促進企業(yè)All in NB-IoT的發(fā)展

圖片來源:網(wǎng)絡(侵刪)

無論是全智能化或者是半智能化,表計智能化終歸是一個大趨勢。

值得注意的是,無論是水務物聯(lián)網(wǎng)還是燃氣物聯(lián)網(wǎng),應用創(chuàng)新才是發(fā)展的核心,除了通信技術本身的演進迭代之外,資費、模組、網(wǎng)絡穩(wěn)定度、項目配合度等方面也需要同步提升。

按照目前的情況來判斷,未來3-5年,NB-IoT表計將以20-30%的增長率實現(xiàn)增長,并在未來形成以NB-IoT、LoRa、有線三種方式同步增長,其他小無線同步發(fā)展的技術應用格局。

在新基建浪潮下,加之《深入推進移動物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展的通知》(以下簡稱“通知”)的發(fā)布,給NB-IoT在表計領域發(fā)展也帶來了巨大的影響。在與移遠通信NB-IoT產(chǎn)品經(jīng)理陳峰的溝通中,我們總結出了以下兩點:

首先,明確了通信技術的發(fā)展方向,未來將會形成4G/5G/NB-IoT共存的格局,這樣一來,廠商在技術選擇上會更有方向,打消終端應用廠商的顧慮,從而能夠更加集中精力發(fā)展某種技術。

其次,表計終端屬于長周期運營的產(chǎn)品,在《通知》發(fā)布之前,廠商做了各種嘗試。而《通知》的發(fā)布,給企業(yè)以堅定的信心進行智能化升級。

只不過,從確定方向到落到實處仍然需要時間。

感謝以下NB-IoT行業(yè)的大咖對本文的支持(按訪談時間順序):

上海移芯通信科技有限公司副總裁 楊月啟

金卡智能集團股份有限公司市場部總經(jīng)理肖靜

上海移柯通信技術股份有限公司副總經(jīng)理 潘峰

智恒科技股份有限公司智能硬件產(chǎn)品總監(jiān) 雷睿

上海移遠通信技術股份有限公司NB-IoT產(chǎn)品經(jīng)理 陳峰

匯中儀表股份有限公司副總裁 馮大鵬

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會議主題:IOTE 2020深圳移動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)大會

會議時間:7月29日上午09:30

會議地點:深圳會展中心(福田)·6樓桂花廳

擬定議程:

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