Состояние и перспективы внедрения беспроводных технологий для IoT (LoRaWAN, SigFox, NB-IoT, LTE-M и др.)
Компания J’son & Partners Consulting завершила подготовку исследования текущего состояния и перспектив внедрения узкополосных беспроводных технологий для Интернета Вещей (LPWAN).
Для обеспечения подключения устройств IoT могут использоваться различные радиотехнологии и стандарты беспроводной связи. Тем не менее, согласно российской классификации, подавляющее большинство беспроводных сетей для IoT возможно классифицировать в рамках 6-ти крупных сегментов, показанных на Рис. 1.
![\"\"](\"/public/images/general/2019/07/09/20190709174855-4205.jpg\")
Значительное число устройств IoT (около 80%) будут подключены через шлюзы на основе локальных и персональных сетей в полосах радиочастот, используемых в упрощенном порядке (рис. 2). При этом сами шлюзы могут быть подключены через существующие сети сотовой подвижной связи или узкополосные беспроводные сети связи IoT.
Несмотря на то, что узкополосные беспроводные сети связи IoT не рассматриваются в качестве самого массового сегмента беспроводных технологий для IoT, данный тип сетей предполагается использовать для подключения устройств IoT во многих отраслях экономики для широкого ряда применений, которые будет затруднительно или невозможно реализовать с использованием других типов беспроводной связи.
Узкополосные беспроводные сети связи IoT соответствуют двум отдельным сегментам в зависимости от использования полос радиочастот в общем или упрощенном порядке.
Узкополосные беспроводные сети связи IoT в полосах радиочастот, используемых в общем порядке (согласно зарубежной классификации - в лицензируемом спектре), представлены несколькими стандартами, среди которых самыми распространенными являются NB-IoT и LTE-M консорциума 3GPP. Фактически эти технологии не являются самостоятельными стандартами, а представляют собой развитие существующих стандартов сотовой подвижной связи, доработанных для удовлетворения потребностей в подключении маломощных устройств, работающих, как правило, от батареи и имеющих ограниченные потребности в пропускной способности.
Существует более десятка различных открытых и закрытых стандартов узкополосных беспроводных сетей связи IoT в полосах радиочастот, используемых в упрощенном порядке (согласно зарубежной классификации - в нелицензируемом спектре).
Таким образом, в мире узкополосные технологии для IoT делятся на две основные категории:
- технологии, использующие нелицензируемый спектр (LoRaWAN, SigFox и др.);
- технологии, использующие лицензируемый спектр (NB-IoT, LTE-M и др.)
Наиболее высокую динамику по количеству запусков в мире показывают сети в лицензируемом спектре (NB-IoT и LTE-M), в которые инвестируют операторы мобильной связи.
![\"\"](\"/public/images/general/2019/07/09/20190709174855-8483.jpg\")
К концу 2018 г. эти технологии лидировали по количеству запущенных сетей с долей 39%. В 1 кв. 2019 г. число операторов, которые развернули сети на базе технологий NB-IoT или LTE-M в 52 странах мира, превысило 100. В июне 2016 г. завершена стандартизация NB-IoT в релизе 13 (LTE Advanced Pro).
По данным LoRaAlliance, в конце 2018 г. количество операторов сетей LoRaWAN в мире превысило 100. Сетями Sigfox (в России технология не представлена) покрыто около 50 стран (без учета «карликовых» и островных государств).
К концу 2018 г. в России наибольшее распространение получили сети «Стриж» (технология XNB) и «Вавиот» (технология NB-Fi). Также идет активное строительство сетей LoRaWAN и NB-IoT. В частности, компания «ЭР-Телекома» по итогам 2018 г. построила сети LoRaWAN в 63-х городах, а МТС развернула первую в России федеральную сеть NB-IoT в более 200 городах 52 регионов России.
Разработка и стандартизация технологий и протоколов LPWAN в России и мире
Анализ уровня разработки и стандартизации технологий и протоколов LPWAN в нелицензируемом спектре показал следующее:
- LoRaWAN: планируется оформить эту технологию в международный стандарт. В России разработка основополагающего стандарта для протокола LoRaWAN должна завершиться в 2021 г.
- XNB («Стриж»): закрытый протокол XNB, разработанный компанией «Стриж». Предлагалось использовать его для массового подключения «умных» электросчетчиков, окончательное решение еще не принято.
- NB-Fi (Вавиот): в феврале 2019 г. предварительный национальный стандарт NB-Fi был утвержден Росстандартом. План Национальной технологической инициативы (НТИ) предусматривает до 2025 г. разработку в России еще нескольких IoT-стандартов.
- Sigfox и другие технологии (Weightless P, Ingenu и др.) в России не представлены, планы по их развитию со стороны участников рынка (вендоры, системные интеграторы, операторы, регулятор и др.) отсутствуют (не объявлены).
В настоящее время на российском рынке коммерчески доступны как устройства с поддержкой технологий LoRaWAN, NB-Fi и XNB, так и сетевое оборудование (инфраструктура), в том числе от российских поставщиков. В ближайшей перспективе ожидается появление на рынке первых коммерческих устройств с поддержкой технологии NB-IoT.
По прогнозам Berg Insight, в 2023 г. на долю технологий в лицензируемом спектре (NB-IoT и LTE-M) придется около 80% всех поставок устройств LPWA в мире - почти 1 млрд штук.
В России на текущий момент регулятор отдает предпочтение технологиям в лицензируемом спектре, в то время как технологиям для безлицензионного использования отводится роль нишевых, которые преимущественно ориентированы на сбор телеметрии с некритических объектов. При этом существуют риски монополизации отдельных сегментов IoT (транспортная инфраструктура, «умные» счетчики и т.д.) за счет использования закрытых протоколов и предоставления преференций отдельным участни&#
Детальные результаты исследования представлены в полной версии Отчета:
«Состояние и перспективы внедрения беспроводных технологий для IoT (LoRaWAN, SigFox, NB-IoT, LTE-M и др.)»
Содержание(89 стр.)
- Состояние и перспективы внедрения беспроводных технологий для Интернета Вещей
1.1. Развитие сетей LPWA в мире
1.1.1. Сети LPWA в мире в разбивке по технологиям
1.1.2. Сети LPWA в мире в разбивке по регионам
1.2. Анализ уровня разработки и стандартизации технологий LPWA в лицензируемом (3GPP) и нелицензируемом спектре
1.2.1. NB-IoT
1.2.2. LTE-M
1.2.3. LoRaWAN
1.2.4. Sigfox
1.2.5. XNB («Стриж»)
1.2.6. NB-Fi («Вавиот»)
1.2.7. Другие технологии
1.3. Анализ коммерческой доступности устройств IoT и перспектив развития
1.3.1. LoraWAN
1.3.1.1. Системы мониторинга состояния зданий (SHM)
1.3.1.2. «Умное» освещение
1.3.1.3. «Умные» счетчики
1.3.1.4. Решения для промышленности (IIoT)
1.3.2. NB-Fi («Вавиот») и XNB («Стриж»)
1.4. Анализ основных проектов LPWA в мире и в России
1.4.1. Проекты LoRaWAN
1.4.1.1. Южная Корея
1.4.1.2. Нидерланды
1.4.1.3. Франция
1.4.1.4. Финляндия
1.4.1.5. Великобритания (Шотландия)
1.4.1.6. Германия
1.4.1.7. Дания
1.4.1.8. Австралия
1.4.1.9. США и Канада
1.4.1.10. Китай
1.4.1.11. Индия
1.4.1.12. Бразилия
1.4.1.13. Россия
1.4.1.14. Страны СНГ
1.4.2. Проекты Sigfox
1.4.3. Проекты NB-IoT
1.4.3.1. Норвегия
1.4.3.2. Испания
1.4.3.3. Нидерланды
1.4.3.4. Китай
1.4.3.5. Германия
1.4.3.6. Южная Корея
1.4.3.7. Сингапур
1.4.3.8. Австралия
1.4.3.9. Швеция
1.4.3.10. Россия
1.4.4. Прогнозы развития LPWAN в мире и в России
1.4.4.1. Прогнозы развития LPWAN в мире
1.4.4.2. Прогнозы развития LPWAN в России
1.4.4.2.1. Концепция Минкомсвязи РФ
1.4.4.2.2. Концепция Минтранса РФ
1.4.4.2.3. Прогнозы
1.5. Перспективы внедрения сетей 5G в мире и в России
1.5.1. Перспективы 5G в мире
1.5.1.1. Запуск сетей 5G
1.5.1.1.1. Южная Корея
1.5.1.1.2. США
1.5.1.1.3. Китай
1.5.1.1.4. Европейские страны
1.5.1.2. Экосистема абонентских устройств 5G
1.5.1.2.1. Модемы (чипсеты) с поддержкой 5G
1.5.1.2.2. Смартфоны 5G
1.5.1.3. Прогнозы
1.5.2. Перспективы 5G в России
1.5.2.1. Частотный ресурс
1.5.2.2. Основные модели внедрения 5G
1.5.2.3. Основные претенденты
1.5.2.3.1. Ростелеком/Tele2
1.5.2.3.2. МегаФон
1.5.2.3.3. МТС
1.5.2.3.4. ВымпелКом
1.5.2.4. Сроки внедрения и прогнозы
1.6. Основные участники рынка IoT и оценка возможного влияния внедрения новых технологий на изменение формата цепочки создания добавленной стоимости
Выводы
Приложения
Приложение 1. Сети LoRaWAN в мире, 1 кв. 2019 г.
Приложение 2. Сети Sigfox в мире, март 2019 г.
Приложение 3. Сети NB-IoT и LTE-M в мире, февраль 2019 г.
Приложение 4. Сети 5G в мире, апрель 2019 г.
Приложение 5. Устройства с поддержкой 5G в мире, март 2019 г.
Список рисунков
Рис. 1. Классификация основных беспроводных технологий для IoT
Рис. 2. Структура рынка устройств IoT по беспроводным технологиям
Рис. 3. Количество запущенных сетей LPWAN в мире в разбивке по технологям, 2018 г.
Рис. 4. Количество запущенных сетей LPWA в лицензируемом спектре (NB-IoT и LTE-M) в мире в разбивке по регионам мира, 2018 г.
Рис. 5. Количество запущенных сетей LoRaWAN в мире в разбивке по регионам мира, 2018 г.
Рис. 6. Количество запущенных сетей Sigfox в мире в разбивке по регионам мира, 2018 г.
Рис. 7. Варианты использования радиочастот для технологии NB-IoT
Рис. 8. Базовые станции «Вега БС-1.2» и БС- 2 (LoRaWAN) производства компании «Вега-Абсолют» (Новосибирск)
Рис. 9. Счетчик электроэнергии серии ТОПАЗ 104 ВФ со встроенным реле ограничения нагрузки и модемом LoRaWAN
Рис. 10. Архитектура решения на базе технологии LoRaWAN от компании «РОССМА»
Рис. 11. Развитие сетей LoRaWAN в мире, декабрь 2018 г.
Рис. 12. IoT-сеть «ЭР-Телеком»
Рис. 13. Экосистема компании «Сеть868» (LoRaWAN)
Рис. 14. Отрасли, в которых может быть использована технология Sigfox
Рис. 15. Пилотный проект «умного» города в г. Арск (Республика Татарстан)
Рис. 16. Доли различных технологий LPWA по количеству поставкок устройств в мире:
Рис. 17. Доли различных технологий LPWA по количеству подключенных устройств в России:
Рис. 18. Страны с операторами, инвестирующими в сети 5G (от демонстраций/испытаний до предварительных и коммерческих запусков)
Рис. 19. Коммерческие контракты на развертывание сетей 5G, 4 кв. 2018 – 2020 гг.
Рис. 20. Объем поставок смартфонов с поддержкой 5G в мире, 2019-2023 гг.
Рис. 21. Поставки смартфонов в мире в разбивке по технологиям 2G-5G, 2018-2023 гг.
Рис. 22. Прогноз количества подключений и покрытия сетей 5G в России, 2020-2025 гг.
Рис. 23. Оценка общего объема и структуры рынка решений IoT/М2М в 2018 и 2022 гг. по основным статьям затрат
Рис. 24. Объем и структура добавленной стоимости цифровых B2B2X-продуктов на мировом рынке, млрд евро, 2015 и 2020 годы
Список таблиц
Табл. 1. Состояние развития сетей NB-IoT и LTE-M в мире, март 2019 г.
Табл. 2. Основные параметры узкополосных беспроводных сетей связи IoT в лицензируемом спектре (3GPP)
Табл. 3. Диапазоны частот, специфицированные LoRaAlliance, для строительства сетей LoRaWAN
Табл. 4. Технические характеристики технологии XNB ООО «ГЛОНАСС-ТМ»
Табл. 5. Сравнение основных технологий узкополосных беспроводных сетей связи IoT в полосах радиочастот, используемых в упрощенном порядке, в Российской Федерации
Табл. 6. Поставки устройств LPWA в мире в 2017-2023 гг., млн штук в год
Табл. 7. Поставки смартфонов 3G, 4G и 5G в мире, млн шт., 2019 – 2023 гг.
Табл. 8. Прогнозы по развитию сетей 5G в мире
Табл. 9. Основные модели внедрения сетей 5G в России
