nb-iot是什么

　　2015年8月，3GPP RAN開始立項(xiàng)研究窄帶無(wú)線接入全新的空口技術(shù)，稱為Clean Slate CIoT，這一Clean Slate方案覆蓋了NB-CIoT。NB-CIoT是由華為、高通和Neul聯(lián)合提出，NB-LTE是由愛立信、諾基亞等廠家提出。

　　NB-CIoT提出了全新的空口技術(shù)，相對(duì)來(lái)說(shuō)在現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)上改動(dòng)較大，但NB-CIoT是提出的6大Clean Slate技術(shù)中，唯一一個(gè)滿足在TSG GERAN #67會(huì)議中提出的5大目標(biāo)（提升室內(nèi)覆蓋性能、支持大規(guī)模設(shè)備連接、減小設(shè)備復(fù)雜性、減小功耗和時(shí)延）的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，特別是NB-CIoT的通信模塊成本低于GSM模塊和NB-LTE模塊。

　　一、為什么NB-CIoT會(huì)出現(xiàn)

　　據(jù)預(yù)測(cè)，2016年全球?qū)?huì)使用64億個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備每天將有550萬(wàn)個(gè)設(shè)備連網(wǎng)，而“萬(wàn)物互聯(lián)”實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)之一在于數(shù)據(jù)的傳輸，不同的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸能力和實(shí)時(shí)性都有著不同要求。

　　根據(jù)傳輸速率的不同，可將物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行高、中、低速的區(qū)分：高速率業(yè)務(wù)：主要使用3G、4G技術(shù)，例如車載物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和監(jiān)控?cái)z像頭， 對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)要求實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸；中等速率業(yè)務(wù)：主要使用GPRS技術(shù)，例如居民小區(qū)或超市的儲(chǔ)物柜，使用頻率高但并非實(shí)時(shí)使用，對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的要求遠(yuǎn)不及高速率業(yè)務(wù)；

　　低速率業(yè)務(wù)：業(yè)界將低速率業(yè)務(wù)市場(chǎng)歸納為L(zhǎng)PWAN（Low Power Wide Area Network）市場(chǎng)，即低功耗廣域網(wǎng)。目前還沒有對(duì)應(yīng)的蜂窩技術(shù)，多數(shù)情況下通過(guò)GPRS技術(shù)勉力支撐，從而帶來(lái)了成本高、影響低速率業(yè)務(wù)普及度低的問(wèn)題。

　　也就是說(shuō)目前低速率業(yè)務(wù)市場(chǎng)急需開拓，而低速率業(yè)務(wù)市場(chǎng)其實(shí)是最大的市場(chǎng)，如建筑中的滅火器、科學(xué)研究中使用的各種監(jiān)測(cè)器，此類設(shè)備在生活中出現(xiàn)的頻次很低，但匯集起來(lái)總數(shù)卻很可觀，這些數(shù)據(jù)的收集用于各類用途，比如改善城市設(shè)備的配置等等。

　　而NB-IoT就是一種新的窄帶蜂窩通信LPWAN（低功耗廣域網(wǎng)）技術(shù)，可以幫助我們解決這個(gè)問(wèn)題。

　　二、NB-IoT 的前景與優(yōu)勢(shì)

　　移動(dòng)通信正在從人和人的連接，向人與物以及物與物的連接邁進(jìn)，萬(wàn)物互聯(lián)是必然趨勢(shì)。然而當(dāng)前的 4G 網(wǎng)絡(luò)在物與物連接上能力不足。事實(shí)上，相比藍(lán)牙、ZigBee 等短距離通信技術(shù)，移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)具備廣覆蓋、可移動(dòng)以及大連接數(shù)等特性，能夠帶來(lái)更加豐富的應(yīng)用場(chǎng)景，理應(yīng)成為物聯(lián)網(wǎng)的主要連接技術(shù)。作為 LTE 的演進(jìn)型技術(shù)，4.5G 除了具有高達(dá) 1Gbps 的峰值速率，還意味著基于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的更多連接數(shù)，支持海量 M2M 連接以及更低時(shí)延，將助推高清視頻、VoLTE 以及物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用快速普及。蜂窩物聯(lián)網(wǎng)正在開啟一個(gè)前所未有的廣闊市場(chǎng)。

　　對(duì)于電信運(yùn)營(yíng)商而言，車聯(lián)網(wǎng)、智慧醫(yī)療、智能家居等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用將產(chǎn)生海量連接，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人與人之間的通信需求。

　　NB-IoT 具備四大特點(diǎn)：一是廣覆蓋，將提供改進(jìn)的室內(nèi)覆蓋，在同樣的頻段下，NB-IoT 比現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)增益 20dB，覆蓋面積擴(kuò)大 100 倍；二是具備支撐海量連接的能力，NB-IoT 一個(gè)扇區(qū)能夠支持 10 萬(wàn)個(gè)連接，支持低延時(shí)敏感度、超低的設(shè)備成本、低設(shè)備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；三是更低功耗，NB-IoT 終端模塊的待機(jī)時(shí)間可長(zhǎng)達(dá) 10 年；四是更低的模塊成本，企業(yè)預(yù)期的單個(gè)接連模塊不超過(guò) 5 美元。

　　NB-IoT 聚焦于低功耗廣覆蓋（LPWA）物聯(lián)網(wǎng)（IoT）市場(chǎng)，是一種可在全球范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用的新興技術(shù)。其具有覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗低、架構(gòu)優(yōu)等特點(diǎn)。NB-IoT 使用 License 頻段，可采取帶內(nèi)、保護(hù)帶或獨(dú)立載波三種部署方式，與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)共存。

　　因?yàn)?NB-IoT 自身具備的低功耗、廣覆蓋、低成本、大容量等優(yōu)勢(shì)，使其可以廣泛應(yīng)用于多種垂直行業(yè)，如遠(yuǎn)程抄表、資產(chǎn)跟蹤、智能停車、智慧農(nóng)業(yè)等。3GPP 標(biāo)準(zhǔn)的首個(gè)版本預(yù)計(jì)在今年 6 月發(fā)布，到時(shí)候?qū)⒂幸慌鷾y(cè)試網(wǎng)絡(luò)和小規(guī)模商用網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)。

　　三、NB-IoT 的需求與發(fā)展

　　隨著智能城市、大數(shù)據(jù)時(shí)代的來(lái)臨，無(wú)線通信將實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物連接。很多企業(yè)預(yù)計(jì)未來(lái)全球物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將是千億級(jí)的時(shí)代。目前已經(jīng)出現(xiàn)了大量物與物的聯(lián)接， 然而這些聯(lián)接大多通過(guò)藍(lán)牙、Wi-Fi 等短距通信技術(shù)承載，但非運(yùn)營(yíng)商移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。為了滿足不同物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)特征和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，3GPP 根據(jù)窄帶業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景開展了增強(qiáng)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)功能的技術(shù)研究以適應(yīng)蓬勃發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求。

　　我們正進(jìn)入萬(wàn)物互聯(lián)（IoT）的時(shí)代，這對(duì)于整個(gè)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的機(jī)會(huì)。無(wú)論是運(yùn)營(yíng)商大咖，還是設(shè)備商巨頭，都在展示各自的物聯(lián)網(wǎng)解決方案和在不同垂直行業(yè)的應(yīng)用。

　　當(dāng)然，實(shí)現(xiàn)這一切的基礎(chǔ)，是要有無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接。運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)是全球覆蓋最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)，因此在接入能力上有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。然而，一個(gè)不容忽視的現(xiàn)實(shí)情況是，真正承載到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上的物與物聯(lián)接只占到聯(lián)接總數(shù)的 10%，大部分的物與物聯(lián)接通過(guò)藍(lán)牙、Wi-Fi 等技術(shù)來(lái)承載。

　　為此，產(chǎn)業(yè)鏈從幾年前就開始研究利用窄帶 LTE 技術(shù)來(lái)承載 IoT 聯(lián)接。歷經(jīng)幾次更名和技術(shù)演進(jìn)，2015 年 9 月，3GPP 正式將這一技術(shù)命名為 NB-IoT。MWC2016 上，NB-IoT 首次亮相，受到矚目，運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商紛紛為其站臺(tái)和背書。

　　從技術(shù)層面上來(lái)講，NB-IoT 有 4 大技術(shù)優(yōu)勢(shì)。首先是覆蓋廣，相比傳統(tǒng) GSM，一個(gè)基站可以提供 10 倍的面積覆蓋;其次是海量連接，200KHz 的帶寬可以提供 10 萬(wàn)個(gè)聯(lián)接;第三是低功耗，使用 AA 電池便可以工作十年，無(wú)需充電；第四是低成本，模組成本小于 5 美金。

　　據(jù)了解，NB-IoT 可以廣泛應(yīng)用于多種垂直行業(yè)，如遠(yuǎn)程抄表、資產(chǎn)跟蹤、智能停車、智慧農(nóng)業(yè)等。隨著 3GPP 標(biāo)準(zhǔn)的首個(gè)版本在 6 月份發(fā)布，將有一批測(cè)試網(wǎng)絡(luò)和小規(guī)模商用網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)。NB-IoT 將在多個(gè)低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)中脫穎而出。

　　此外，越來(lái)越多的行業(yè)已經(jīng)在使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高效率，提升客戶滿意度并降低運(yùn)營(yíng)成本。例如，汽車零部件、家用電器及安全系統(tǒng)制造商博世已經(jīng)將很多產(chǎn)品線連接起來(lái)，并從移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)，尤其是車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的崛起中直接獲益。

　　在醫(yī)療領(lǐng)域，飛利浦已經(jīng)開發(fā)了多款電子醫(yī)療應(yīng)用，包括一款供慢性病患者使用的貼片。該貼片使用傳感器實(shí)時(shí)收集患者健康數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)皆破脚_(tái)，醫(yī)護(hù)人員可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，并適時(shí)采取醫(yī)療干預(yù)措施。

　　飛利浦?jǐn)?shù)字加速器項(xiàng)目主管 Alberto Prado 指出，設(shè)備和系統(tǒng)的互操作性是數(shù)字醫(yī)療行業(yè)崛起的關(guān)鍵。隨著協(xié)作護(hù)理模式日益盛行，未來(lái)的醫(yī)療必然將整合所有資源，并以主動(dòng)預(yù)防為主。

　　為了迎接物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的巨大機(jī)遇，整個(gè)產(chǎn)業(yè)不僅需要推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，還需要推動(dòng)商業(yè)模式創(chuàng)新和跨行業(yè)協(xié)作。由于用例、應(yīng)用和商業(yè)模式紛繁多樣，物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)將比移動(dòng)市場(chǎng)更加碎片化。

　　nb-iot的應(yīng)用

　　1、NB-IoT在消防系統(tǒng)中的應(yīng)用（煙感器）

　　新聞報(bào)道里時(shí)常有火災(zāi)發(fā)生，每一次火災(zāi)都伴隨著家破人亡，每一次的場(chǎng)面都觸目驚心。我們要提高消防意識(shí)，并合理使用消防設(shè)備，才能最小程度減少損失和傷害。

　　煙霧傳感器是消防系統(tǒng)的哨兵，可實(shí)時(shí)檢測(cè)煙霧，傳感器檢測(cè)到煙霧濃度超標(biāo)，會(huì)發(fā)送信息到后臺(tái)服務(wù)器，并啟動(dòng)警鈴，廣播喇叭等相關(guān)設(shè)備，服務(wù)器會(huì)自動(dòng)推送信息到相關(guān)人員及部門，實(shí)現(xiàn)消防安全智能化。在實(shí)際應(yīng)用中按照消防要求，煙感器的安裝分布密集，不方便走線并且成本大。

　　使用NB-IoT無(wú)線煙感器可避免走線困難的問(wèn)題，大大節(jié)約了安裝成本；NB-IoT擁有海量的連接數(shù)，同時(shí)接入的煙感器可高達(dá)到十萬(wàn)個(gè)以上，可滿足海量的煙感器同時(shí)接入；NB-IoT擁有超低功耗，在待機(jī)狀態(tài)下可工作十年，極大程度的降低了安裝后的維護(hù)成本；NB-IoT擁有超強(qiáng)信號(hào)覆蓋，可覆蓋至室內(nèi)和地下室；NB-IoT超低成本，芯片估價(jià)格低至1美金。

　　2、NB-IoT應(yīng)用于資產(chǎn)定位追蹤系統(tǒng)

　　隨著信息化和各種智能終端設(shè)備的深入發(fā)展，人員及資產(chǎn)定位的需求將持續(xù)升溫。位置服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用也呈現(xiàn)出碎片化的特點(diǎn)，如：智慧園區(qū)的資產(chǎn)盤點(diǎn)，醫(yī)療廢棄物跟蹤處理，寵物的定位。。。

　　如今市面上跟蹤器在廣域通信技術(shù)絕大部分基于GSM，功耗是個(gè)大問(wèn)題。大芯片面積，高成本，相當(dāng)?shù)偷母采w等，這種技術(shù)恰巧和定位跟蹤器需求相悖。而GSM的技術(shù)相當(dāng)落后造成定位跟蹤器的產(chǎn)品體驗(yàn)較差，而部分國(guó)家GSM已經(jīng)退網(wǎng)或正在面臨退網(wǎng)，從而造成這類產(chǎn)品和技術(shù)延續(xù)的短缺。

　　NB-IoT技術(shù)的誕生以及其生來(lái)就有低功耗和深度覆蓋屬性正好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)通信技術(shù)的諸多不足，這對(duì)于定位資產(chǎn)追蹤無(wú)論是在室內(nèi)隱秘地段還是室外的區(qū)域的物件都可以產(chǎn)生連接。NB-IoT技術(shù)，其低功耗，廣覆蓋，低成本，小尺寸等特點(diǎn)使得其將成為資產(chǎn)追蹤領(lǐng)域不可或缺的通信方式。

　　3、NB-IoT在智能家居中的應(yīng)用（智能鎖）

　　隨著近幾年智能家居行業(yè)的火爆，智能鎖在生活中出現(xiàn)的頻率也越來(lái)越高，目前智能鎖使用非機(jī)械鑰匙作為用戶識(shí)別ID的技術(shù)，主流技術(shù)有，感應(yīng)卡，指紋識(shí)別，密碼識(shí)別，面部識(shí)別等，極大的提高了門禁的安全性，但是以上安全性的前提是通電狀態(tài)下，如果處于斷電狀態(tài)下智能鎖則形同虛設(shè)。

　　1、為了提升安全性則需要

　　2、智能鎖擁有內(nèi)置電池

　　3、采集各項(xiàng)基本數(shù)據(jù)

　　4、將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器

　　5、采集到異常數(shù)據(jù)自動(dòng)向用戶發(fā)出警報(bào)

　　由于在智能鎖安裝后不易拆卸，所以要求智能鎖電池使用壽命長(zhǎng)；門的位置處于封閉的樓道中，則需要更強(qiáng)的信號(hào)覆蓋以確保網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸；智能家居終端數(shù)量多，必須保證足夠的連接數(shù)量；最重要的是在加入以上功能后，還能保證設(shè)備成本控制在可接受范圍下。

　　使用NB-IoT技術(shù)應(yīng)用于智能家居系統(tǒng)

　　1、NB-IoT擁有低功耗的特點(diǎn)，僅使用兩節(jié)AA電池可待機(jī)十年，大大減少后期維護(hù)成本，

　　2、超強(qiáng)信號(hào)覆蓋，可覆蓋室內(nèi)和地下室，保證了信號(hào)穩(wěn)定性。

　　3、海量的連接，滿足智能家居多個(gè)終端同時(shí)連接。

　　4、低成本，單個(gè)NB-IoT芯片價(jià)格低于1美金。