詳解NB-IOT 揭開NB-IOT的身份之謎
出處:計訊物聯(lián) 發(fā)布于:2018-11-05 14:40:42
一、NB-IOT是誰?
NB-IoT:基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成為萬物互聯(lián)網絡的一個重要分支。NB-IoT構建于蜂窩網絡,只消耗大約180KHz的帶寬,可直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡,以降低部署成本、實現(xiàn)平滑升級。
1.1 什么是蜂窩網絡?
蜂窩網絡或移動網絡(Cellular network)是一種移動通信硬件架構,把移動電話的服務區(qū)分為一個個正六邊形的小子區(qū),每個小區(qū)設一個基站,形成了形狀酷似“蜂窩”的結構,因而把這種移動通信方式稱為蜂窩移動通信方式。
將網絡接入速度為64Kbps(速度為8KB/S)及其以下的網絡接入方式稱為“窄帶”,相對于寬帶而言窄帶的缺點是接入速度慢。
傳輸速率低,很多互聯(lián)網應用無法在窄帶環(huán)境下進行,如在線電影,網絡游戲,高清晰的視頻及語音聊天等。當然更無法較大文件。
舉例:撥號上網是常見的一種窄帶。
1.3 什么是GSM網絡?
全稱:移動通信系統(tǒng)Global System for Mobile CommunicaTIon;
俗稱:2G網絡,近期將關閉
1.4 什么是UMTS網絡?
全稱:通用移動通信系統(tǒng)(Universal Mobile Telecommunications System)
俗稱:3G網絡,UMTS是整個3G移動通信網絡的技術規(guī)范和協(xié)議,包括WCDMA(聯(lián)通3G)、TD-SCDMA(移動3G)、CDMA(電信3G)等。
1.5 什么是LTE網絡?
全稱:長期演進(Long Term Evolution)
俗稱:4G網絡
LTE(Long Term Evolution,長期演進)是由3GPP(The 3rd Generation Partnership Project,第三代合作伙伴計劃)組織制定的UMTS(Universal Mobile Telecommunications System,通用移動通信系統(tǒng))技術標準的長期演進,于2004年12月在3GPP多倫多會議上正式立項并啟動。LTE系統(tǒng)引入了OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交頻分復用)和MIMO(Multi-Input & Multi-Output,多輸入多輸出)等關鍵技術,顯著增加了頻譜效率和數(shù)據傳輸速率(20M帶寬2X2MIMO在64QAM情況下,理論下行傳輸速率為201Mbps,除去信令開銷后大概為150Mbps,但根據實際組網以及終端能力限制,一般認為下行峰值速率為100Mbps,上行為50Mbps),并支持多種帶寬分配:1.4MHz,3MHz,5MHz,10MHz,15MHz和20MHz等,且支持主流2G/3G頻段和一些新增頻段,因而頻譜分配更加靈活,系統(tǒng)容量和覆蓋也顯著提升。LTE系統(tǒng)網絡架構更加扁平化簡單化,減少了網絡節(jié)點和系統(tǒng)復雜度,從而減小了系統(tǒng)時延,也降低了網絡部署和維護成本。LTE系統(tǒng)支持與其他3GPP系統(tǒng)互操作。根據雙工方式不同LTE系統(tǒng)分為FDD-LTE(Frequency Division Duplexing)和TDD-LTE (Time Division Duplexing),二者技術的主要區(qū)別在于空口的物理層上(像幀結構、時分設計、同步等)。FDD系統(tǒng)空口上下行采用成對的頻段接收和發(fā)送數(shù)據,而TDD系統(tǒng)上下行則使用相同的頻段在不同的時隙上傳輸,較FDD雙工方式,TDD有著較高的頻譜利用率。
4GLTE帶寬是1080kHz(1.4MHz),對應傳輸速率是6Mbps;
4GLTE帶寬是198,000kHz(20MHz),對應傳輸速率是110Mbps;
“180KHz的帶寬”屬于窄帶,與NB-IoT(基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網)相符合。
二、NB-IOT從哪來?
2.1 物聯(lián)網時代的到來
隨著網絡連接、云服務、大數(shù)據分析和低成本傳感器等所有技術的就緒,物聯(lián)網已經從萌芽期步入迅速發(fā)展的階段。預計未來物聯(lián)網連接數(shù)將是千億級的時代。
2.2 物聯(lián)網的現(xiàn)狀
目前的通信模式正在從人和人的連接,向人與物以及物與物的連接轉變,已經出現(xiàn)的大量物與物的聯(lián)接大多數(shù)是通過藍牙、Wi-Fi等短距通信技術承載。
藍牙、Wi-Fi等技術收集的數(shù)據都是傳到用戶手機等分散終端上,難以形成大數(shù)據,且數(shù)據準確率低、耗電量大;而且傳統(tǒng)的2G、3G、4G網絡并不能滿足物聯(lián)網設備低功耗、低成本的要求。
2.3 物聯(lián)網的理想需求
物聯(lián)網的理想需求應該是:低功耗、低成本、易部署、易使用、易維護、數(shù)據易收集、具有海量連接的能力、滿足移動性......
2.4 物聯(lián)網,我來了
為了滿足物聯(lián)網的需求,2014年5月,華為提出了窄帶技術NB M2M;2015年5月融合NB OFDMA形成了NB-CIOT;7月份,NB-LTE跟NB-CIOT進一步融合形成NB-IOT;2016年7月NB-IOT標準在3GPP R13中發(fā)布,至此標準化工作完成,NB-IOT即將進入規(guī)模商業(yè)化階段。
2.5 NB-IoT的優(yōu)點
A)廣覆蓋,數(shù)據易收集,NB-IoT將提供改進的室內覆蓋,在同樣的頻段下,NB-IoT比現(xiàn)有的網絡增益20dB,相當于提升了100倍覆蓋區(qū)域的能力;
B)具備支撐海量連接的能力,NB-IoT一個扇區(qū)能夠支持10萬個連接,支持低延時敏感度、超低的設備成本、低設備功耗和優(yōu)化的網絡架構;
C)低功耗,NB-IoT終端模塊的待機時間可長達10年;
D)低成本,更低的模塊成本,企業(yè)預期的單個接連模塊不超過5美元;
E)易部署,可以利用現(xiàn)有的蜂窩網絡部署,截至目前,蜂窩網絡覆蓋了超過50%的地理面積,90%的人口,是一張覆蓋為完整的網絡;
F)可移動,依賴蜂窩網絡。
2.6 NB-IoT的缺點
A)傳輸速率低,無法傳輸實時音視頻等;
B)流量費用,需要給移動運營商交一定費用,藍牙、wifi、ZigBee等是的,但相比2G、3G、4G等,費用較低
三、NB-IOT要到哪去?
3.1 支持NB-IoT的巨頭們
華為、中興、中國電信、中國移動,中國聯(lián)通,愛立信,阿聯(lián)酋電信,GSMA,GTI,英特爾,LG Uplus,諾基亞,高通,意大利電信,西班牙電信、沃達豐、AT&T......
A)、NB-IoT可以廣泛應用于多種垂直行業(yè),如遠程抄表、資產跟蹤、智能停車、智慧農業(yè)、智慧環(huán)保等;
B)、新生行業(yè):如車聯(lián)網、智慧醫(yī)療、智能家居、可穿戴電子產品等;
C)、可代替大部分藍牙、ZigBee、wifi等。
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