NB-IoT,開啟智能水表規模部署新紀元

          發表于 討論求助 2020-04-28 04:25:43

          在水務領域,最近沒有什么比?NB-IoT?更“NB”的消息了。2017?年?3?月份,深圳水務全球第一個?NB-IoT?智慧水務正式規模商用,在?2020?年之前將完成?58?萬?NB-IoT?智能水表部署;6?月份,福州智慧水務項目宣布正式啟動規模商用部署,30?萬?NB-IoT?智能水表將啟動部署;10?月份,鷹潭?10?萬?NB-IoT?智能水表商用上線,標志著全球第一個萬量級的?NB-IoT?智能水表商用項目在鷹潭正式落地。


          NB-IoT?究竟是何方神圣,緣何在短短的一年時間能在水務智能抄表領域快速走紅,受到大家青睞?


          回答這個問題之前,我們先了解一下水表的現狀。目前,普通的機械水表依然是主流,市場占比約為?70-80%,但由于智能遠傳水表(以下簡稱智能水表)具有如下的幾大優點,業內人士普遍認為其將成為水表的主流演進方向,其占比也將從?20%?發展到?80%?左右。


          智能水表優點:

          • 解決人工抄表上門難、收費難問題;

          • 水質、水壓、用水量實時化、可視化、精細化管理;

          • 水表網格化,實時監控、快速定位管網問題,降低漏損率。


          近年來,雖然各種智能水表紛紛涌現,諸如?LoRa、各種小無線、M-BUS?等等,但是其市場占比空間始終無法提升,保持在?20%?左右,這是什么原因呢?


          我們知道智能水表的發展主要受三個因素的影響:數據采樣技術、數據傳輸技術商業環境。時至今日,光電、超聲波等技術的興起使數據采樣技術得以成熟;而數據傳輸技術和商業環境成為影響智能水表發展的關鍵要素,商業環境(比如智能水表的價格)隨著市場的發展會逐漸走向成熟,數據傳輸技術則成為了關鍵中的關鍵,本文將重點從數據傳輸維度分析智能水表當前的問題和發展趨勢。先讓我們看看當前一些智能水表在部署和使用中的一些問題:


          第一,網絡部署難度大、維護復雜:


          對于有線水表,由于部署過程中需要要穿墻打洞、拉網布線,基本已被市場否決。


          對于小無線水表,由于其部署靈活,在?NB-IoT?出現之受到大家關注,各水表廠家也紛紛投入嘗試,但正由于其網絡的靈活性,也導致了各種各樣的問題。


          首先,部署需要新建網絡基礎設施、網絡建設和優化周期長,難度大。針對樓宇密集區、普通住宅區等各種不同的場景,網絡建設需要因地制宜,進行不同的網絡規劃和建設,方案無法復制,實施難度大。最典型的就是集中器的安裝問題,既要考慮網絡覆蓋范圍,又要考慮“立桿”、拉電難度,同時要考慮雷電、雨雪等天氣的影響,這個過程漫長而復雜。


          其次,從網絡維護上看,表廠需要成立專門的網絡維護專家團隊,水表的生命周期是?6?年,也就意味著整個網絡的維護周期至少?6?年,人員技能要求高、維護成本高。


          現網最大的問題就是干擾問題。小無線使用的是免授權?ISM?頻段,免授權意味著每個人都可以使用,水表可以用,氣表可以用,電表也可以用,導致的后果就是,安裝時網絡調測?OK,但隨著網絡使用者的增加,隨時可能出現后來者對當前網絡造成干擾的問題。據某水表廠反饋,這種問題沒有固定的解決方案,只能通過降低功耗、改變集中器位置等臨時方案動態調整,故障查找過程復雜,問題修復困難。


          另一個問題則是天氣、電源等對集中器的影響,比如雷擊導致集中器損壞,雨雪導致集中器發射信號變化,集中器電源故障等,這些問題都需要很長的排查周期。


          如果由第三方部署和維護,則第三方的資質則成為關鍵點,曾經出現承包商中途退出,項目被迫中止的案例。那么無論是作為民生、非盈利機構的水司還是政府,都難以接受在水表乃至整個公共事業的建設上出現爛尾樓現象。


          對于?GPRS?水表,由于?GPRS?原本是為人設計的網絡,帶寬為?200 K(去除保護帶,實為?180 K),而物聯網單載波對上行帶寬要求不高,僅為?15K?左右,實際上是殺雞用了牛刀,導致的問題就是發射功率被高帶寬浪費,覆蓋強度不夠、功耗大等問題。此外,GPRS?也面臨退網的風險。



          第二,從產業視角看,分散的市場將影響規?;M展:


          由于市場的分散性,各個RF水表廠家所使用的傳輸協議、數據協議、射頻標準等各有不同,可謂七國八制,對整個產業的發展帶來不利的影響。


          比如,傳輸協議不同導致水表和集中器的綁定,使得備件維護復雜化;數據協議不同導致業務平臺不同,業務運營復雜化;射頻標準不同導致質量標準不同,質量保證難等等。這一切使得水表行業陷于軍閥混戰,群雄割據的局面。


          從以上兩點可以看到,之前各種智能水表在建網、部署等方面面臨著各種各樣的問題,導致市場規?;逃玫倪M展緩慢,接下來讓我們看看到底?NB-IoT?為何方神圣?又是如何解決這些問題的?


          NB?的全稱是?Narrow Band,NB-IoT?的完整解釋就是窄帶物聯網。打個比方來說,原來的運營商網絡是給“人”使用的,而?NB-IoT?就是給“物”來使用的,水表是的一種。借用?NB-IoT?聯盟秘書長解運洲先生對?NB-IoT?的一句話闡釋:“NB-IoT?為什么中間有一個“-”,就是要用?NB?技術來撬動物聯網系統,撬動整個物聯網行業。從技術上看,NB-IoT?主要有以下幾個特性:


          • ?低功耗:NB-IoT?使用?PSM、eDRX?等創新低功耗技術,讓終端的待機時間可長達?10?年。

          • 深覆蓋:相比于?2G、3G、4G?網絡,NB-IoT?能夠提供?20dB?的網絡增益,這意味著具備了比原來的網絡多穿透一堵墻的能力。

          • 大連接:相比于?4G?網絡,NB-IoT?的連接數擴大?100?倍,意味著已有的網絡設施無需改造就可以滿足用戶密集區等水表接入場景。



          了解了?NB-IoT?的技術特性,現在讓我們看看?NB-IoT?智能水表究竟是如何解決傳統各種?RF?水表的各種問題的?


          第一,NB-IoT?是在原有的運營商網絡上升級,由運營商進行網絡建設和維護,這意味著運營商提供保姆式服務,而且是優質的服務,不用擔心中途“拍屁股走人”。這解決了各種?RF?水表在網絡建設方面的各種問題。


          在政策方面,中國政府對?NB-IoT?網絡的建設給予了大力支持,中國工業和信息化部在?2017?年?6?月初下發《關于全面推進移動物聯網(NB-IoT)建設發展的通知》,要求到?2020?年,中國?NB-IoT?網絡的基站規模要達到?150?萬個,實現對于全國的普遍覆蓋以及深度覆蓋。國內三大電信運營商也加快了建設的步伐,預計到?2017?年底,會在全國部署超過?50?萬個?NB-IoT?基站。全球的?20?多個國家在今年底前會建設?30?多張?NB-IoT?網絡。


          第二,由于?NB-IoT?是?3GPP?的標準協議,“根正苗紅”,是典型的富二代,在傳輸和射頻信號等方面天生就是標準的,這為水表的各種驗收、測試提供了統一的依據,為整個智能水表的產業發展和規?;峁┝擞辛Φ谋U?。


          第三,為推動整個智能水表行業乃至智慧水務的發展,政府和運營商對?NB-IoT?水表提供了大力的支持。日前,在?2017?年?9?月?15?日《中國電信股份有限公司?2017?年物聯網模塊聯合促銷項目比選文件》中聲明補貼政策:為中選的?NB-IoT?模塊提供一次性?30?元每片的補貼,這意味著?NB-IoT?通信模塊的價格已經下降到之前宣稱的?5?美金目標。


          NB-IoT?智能水表憑借著以上優勢迅速“走紅”水務抄表市場,但是,NB-IoT?從“走紅”到巨星的成長之路并非一蹴而就,運營商強大的運營和網絡維護能力解決了水司對網絡部署和維護上的擔憂,華為和三川智慧、匯中、寧水等?TOP?級的水表廠商的強大生態解決了水表質量和標準問題。但是,在規?;M程中依然存在著一些問題:


          成本問題:目前?NB-IoT?智能水表在機械水表基礎上增加了?100RMB?左右(含通信資費),長久看來,表廠的目標成本應在?40-50 RMB。通過各方面的努力,目前?NB-IoT?模組的價格已經成功降低到之前宣稱的?5?美金,隨著市場的發展,相信成本會逐步降低。


          此外,由于三個運營商在資費上沒有打通,導致各地的費用相差比較大,比如國內某地區整表的費用增加是?100RMB,而另一地區僅資費定價就在?100RMB?左右,這導致表廠缺少盈利空間。


          功耗問題:目前,NB-IoT?水表每天一次數據上報,電池壽命為?7?年左右,理想中每天上報兩次數據為佳,這對功耗提出更高的要求。


          隨著?NB-IoT?技術在智慧水務、智慧燃氣、智慧停車、智慧物流等越來越多的行業中的發展,成本、功耗等關鍵性特性將會得到進一步優化和增強,NB-IoT?在智能水表行業也將從“走紅”發展到“巨星”,據國內某頂級水表廠表示,他們明年?NB-IoT?水表的產量將提升到?30萬,和其他類型水表總量持平。據其預測,未來?3?到?5?年內,NB-IoT?智能水表占比有望從目前的?20%?份額到?80%。巨大的市場空間,你還在猶豫什么?



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