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2022年8月,我国物联网连接数达16.98亿,实现了“物超人”的里程碑式跨越。今年以来,物联网行业发展潜力进一步彰显:截至5月底,我国三家基础电信企业发展蜂窝物联网终端用户24.65亿户。此前,咨询机构IDC发布报告称,中国物联网连接规模预计到2026年增至约102.5亿。
量上提升,质上突破,“国家队”从不爽约。7月19日,中国联通物联网事业高质量发展迎来了重要历史时刻:5G+MDFC正式亮相。在上海世博中心,中国联通研究院与汽车制造军团联合举办创新成果发布会暨合作伙伴大会,会上发布了基于中国联通自主研发的5G+MDFC无源物联网技术的5G无源物联网产品。
RFID局限凸显
无源物联网的下一程怎么走
MDFC,即微波直驱变频技术。据中国联通大数据首席科学家范济安介绍,5G+MDFC无源物联网技术具备低功耗、长寿命、易部署的特性,其相关关键核心技术均为自主研发。
我国物联网产业虽奋蹄疾驰,但仍存在一些问题需要解决:补齐核心技术短板与健全生态体系尚有进一步优化的空间。
“现阶段传统物联网技术体系存在显著短板。”本次创新成果发布会期间,中国联通汽车制造军团副军团长安岗向记者表示,“传统物联网终端依赖电池供电,存在寿命短、体积大、更换频繁等弊端,极大地限制了物联网技术的普及与应用范围,急需通过采用无线能量传输的无源物联网技术有效解决现有物联网发展过程中的瓶颈问题。”
当前主流的5G+无源物联网解决方案,在终端底层技术上主要依赖射频识别(RFID)技术。该技术相较于传统物联网技术取得了显著进展,但其固有的技术瓶颈难以满足远距离、多参量的工业数据采集需求。
据了解,RFID技术首先存在上下行同频干扰的问题,传感器终端的通信距离受到限制,和5G融合的情况下最远只能达到30米;其次,RFID技术存在数模转换,会产生很大的能量损耗,这使其难以驱动压力、振动、位移等多种传感器;最后,目前5G+RFID的方案主要采取收发分离的方式,通过在传感器终端周围部署大量激励器,驱动其工作并向远端基站传输信号,导致部署成本与复杂度较高。上述问题限制了其在很多行业场景无法使用。
“尽管我国在RFID领域不断推进自主化和国产化进程,但核心底层技术、专利及协议尚未实现自主化,制约了我国物联网产业的发展。这催生了我们对以自主可控的MDFC为底层技术的新一代5G无源物联网无线通信能力的研究。”安岗表示。
深耕细作勇开新局
首创自主可控的5G+MDFC
科技创新是中国联通加快成为具有全球竞争力的世界一流科技服务企业的重要抓手。中国联通持续强化核心技术自主攻关,长期推动技术场景融合创新。面对无源物联网技术的重重挑战,中国联通携手成都天传科研团队和联想集团,率先研发出全球领先的5G+MDFC无源物联网技术。
据了解,5G+MDFC技术通过5G基站发射的微波能量,直接驱动传感器终端产生异频微波,在-20dBm的灵敏度下实现了无源变频,避免了同频干扰问题,驱动距离可达100米以上。由于采用微波直驱技术,无须额外部署激励器,使得5G+MDFC的网络硬件成本和部署难度大幅降低。此外,底层采用MDFC技术的传感器终端彻底摆脱了交直流电转换过程中的能量损耗,可以适配温度、压力、振动、湿度、声纹、位移等各类传感器。一言以蔽之,5G+MDFC技术方案具备大范围、大批量、低成本的部署能力。
“我们联合合作伙伴在5G+MDFC技术领域深耕细作,已结出累累硕果。”据安岗介绍,中国联通联合成都天传构建核心专利池,向全球率先发布《5G无源物联网系统白皮书》,并在CCSA(中国通信标准化协会)牵头制定标准。目前,5G+MDFC多项技术指标领先全球,相关关键核心技术均为自主研发,所用的主要部件、器件、材料、软件等均基于国内产品,可实现自主可控。
中国联通也在积极推进向3GPP标准组输出中国特有的以5G+MDFC为代表的新标准,“不单单是为我们自己提供一个选择,更是为无源互联网发展提供一个选择,为国内物联网产业出海提供一个选择”。
引领场景赋能广泛
共绘物联网新蓝图
目前,5G+MDFC技术已广泛应用于各个行业和领域。
在矿山领域,5G+MDFC技术可以实现锚杆应力与边坡压力监测,显著提升监测的频次与效率;在化工行业,可应用于危险品仓储的测温、管道压力监测及防爆区振动监控,从根本上消除有源传感系统可能带来的安全隐患;在电力领域,可助力储能电站电芯温度、风电机组振动与高压输电线路温度的高效监测……5G+MDFC技术的问世为众多行业满足大规模、全实时数据采集的需求开辟了新的路径。
中国联通依托深厚的研发功底与广泛的行业洞察,打造了基于5G+MDFC技术的电力、矿山、化工、燃气等多个行业解决方案。通过在不同行业领域深化无源物联网技术的落地应用,不仅实现了技术创新与成本优化,更为推动相关行业向高端化、智能化、绿色化转型奠定了坚实基础。
“在我看来,无源物联网市场空间非常大,至少是百亿级体量,且需求首先会出现在防爆场景。”安岗预计,随着5G+MDFC在各领域的全面落地,完成大规模部署指日可待。
“未来,随着5G+MDFC技术的日益成熟与广泛应用,无源物联网将步入一个前所未有的蓬勃发展时期。”安岗强调,中国联通秉持开放合作、互利共赢的原则,诚挚地向全球各大厂商发出合作邀请,“面向基站设备厂商,中国联通承诺将全面开放MDFC射频收发板卡与基站的融合能力;面向应用厂商,中国联通承诺开放5G无源物联网平台数据接口,并提供MDFC技术与各类传感器的适配服务。”
下一步,中国联通将与各界伙伴携手并进,共同挖掘无源物联网技术在更多领域的应用,共同按下物联网产业创新的“快进键”,共同绘制物联网高质量发展的美好蓝图。(作者 子安)
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