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[導(dǎo)讀] NB-IoT的全稱是Narrow Band-Internet of Things,是基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),聚焦于低功耗廣域網(wǎng),支持物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接,可直接部署與LTE網(wǎng)絡(luò)

NB-IoT的全稱是Narrow Band-Internet of Things,是基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),聚焦于低功耗廣域網(wǎng),支持物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接,可直接部署與LTE網(wǎng)絡(luò),可降低部署成本和實現(xiàn)平滑升級,是一種可在全球范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用的一門物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),他的特點可以概括為:廣覆蓋、低功耗、低成本、大連接等特性。

NB-IOT,是基于3GPP組織定義的國際標(biāo)準(zhǔn),可在全球范圍內(nèi)部署,基于授權(quán)頻譜的運營、NB-IOT技術(shù)來源于電信運營商,通信設(shè)備商以及芯片設(shè)計商的共同努力,早期,華為和沃達豐主導(dǎo)了NB-M2M技術(shù),高通等聯(lián)合主導(dǎo)的NB-CIOT技術(shù),以及MTK等主導(dǎo)的NB-LTE技術(shù),其中,NB-LTE以及NB-CIOT等之間存在著較大差異,終端無法平滑升級,相關(guān)非標(biāo)準(zhǔn)基站也存在退網(wǎng)風(fēng)險。最后從大局出發(fā),把NB-CIOT以及NB-LTE等相關(guān)技術(shù)融合,最終形成了NB-IOT國際標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)化工作的完成使全球運營商有了基于標(biāo)準(zhǔn)化的物聯(lián)網(wǎng)專有協(xié)議,同時也標(biāo)志著NB-IOT進入模塊化商用階段,在5G商用前的節(jié)點期以及未來5G商用后的低成本、低速率市場,NB-IOT將有很大的空間。

NB-IOT網(wǎng)絡(luò)由以下單元組成:

1、核心網(wǎng):

為了將物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送給應(yīng)用,蜂窩物聯(lián)網(wǎng)(CIoT)在EPS定義了兩種優(yōu)化方案:分別如下:

CIoT EPS用戶面功能優(yōu)化(User Plane CIoT EPS optimisaTIon)

CIoT EPS控制面功能優(yōu)化(Control Plane CIoT EPS opTImisaTIon)

對于CIoT EPS用戶面功能優(yōu)化,物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送方式和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)流量一樣,在無線承載上發(fā)送數(shù)據(jù),由SGW傳送到PGW再到應(yīng)用服務(wù)器。因此,這種方案在建立連接時會產(chǎn)生額外開銷,不過,它的優(yōu)勢是數(shù)據(jù)包序列傳送更快。

這一方案支持IP數(shù)據(jù)和非IP數(shù)據(jù)傳送。

對于CIoT EPS控制面功能優(yōu)化,上行數(shù)據(jù)從eNB(CIoT RAN)傳送至MME,在這里傳輸路徑分為兩個分支:或者通過SGW傳送到PGW再傳送到應(yīng)用服務(wù)器,或者通過SCEF(Service Capa- bility Exposure FuncTIon)連接到應(yīng)用服務(wù)器(CIoT Services),后者僅支持非IP數(shù)據(jù)傳送。下行數(shù)據(jù)傳送路徑一樣,只是方向相反,這一方案極適合非頻發(fā)的小數(shù)據(jù)包傳送。

2、接入網(wǎng):

NB-IoT的接入網(wǎng)構(gòu)架與LTE一樣。

3、頻段:

NB-IoT沿用LTE定義的頻段號,Release 13為NB-IoT指定了14個頻段

物聯(lián)網(wǎng)的部署方式

1)獨立部署(Stand alone operation)

適合用于GSM頻段,GSM的信道帶寬為200KHz,這剛好為NB-IoT 180KHz帶寬辟出空間,且兩邊還有10KHz的保護間隔。

2)保護帶部署(Guard band operation)

利用LTE邊緣保護頻帶中未使用的180KHz帶寬的資源塊。

3)帶內(nèi)部署(In-band operation)

利用LTE載波中間的任何資源塊。

NB-IoT占用180KHz帶寬,這與在LTE幀結(jié)構(gòu)中一個資源塊的帶寬是一樣的。所以,以上三種部署方式成為可能。

NB-IOT應(yīng)用場景:

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟,物聯(lián)網(wǎng)的不斷商用,NB-IOT由于自身的特性,各種基于NB-IoT技術(shù)的應(yīng)用案例在各個領(lǐng)域中逐漸涌現(xiàn)出來,智慧城市概念的提出,NB-IOT也在其中扮演著重要角色:比如

1:智能路燈:

城市中的每個路燈,都應(yīng)實現(xiàn)自動化單元控制,具備依環(huán)境調(diào)光、遙控開關(guān)、參數(shù)監(jiān)測、故障監(jiān)測等功能。通過智能路燈系統(tǒng)可以進行多點控制、數(shù)據(jù)采集、等動態(tài)節(jié)點等功能,進而節(jié)約城市路燈的綜合用電,節(jié)省人力物力。以及降低維護成本。

2:智能表計:

NB-IOT技術(shù)將助推智能表計的快速演進,這些智能表計在數(shù)據(jù)傳輸方面不需要任何中介環(huán)節(jié),從儀表直達數(shù)據(jù)平臺,所有的調(diào)試完全在后臺服務(wù)器完成,方便直接管控和階梯定價。關(guān)鍵在于NB-IOT是基于運營商的可運營網(wǎng)絡(luò)。其信號比小無線更加穩(wěn)定可靠。功耗更低。

3:智慧井蓋:

通過內(nèi)置的智能監(jiān)控設(shè)備,平臺可實時監(jiān)測到井蓋開合狀態(tài)、井上路面積水、井下水位等情況,并進行動態(tài)分析。一旦出現(xiàn)異狀、險情,比如井蓋意外開了、井下水位超過預(yù)警值等,平臺將自動將警情發(fā)送給管理人員,便于他們快速找到問題井蓋的位置、及時處理,以防發(fā)生安全事故。此外,為了有效保護監(jiān)測設(shè)備,每個智慧井蓋還設(shè)有智能鎖,非授權(quán)人員無法打開。

4:智能樓宇:智能鎖

通過“NB-IoT智能門鎖+云平臺+大數(shù)據(jù)”有效解決了公寓管理中的多個難點痛點,租戶辦理入住時可一站式錄入個人身份信息及指紋特征,隨后云平臺通過NB-IoT網(wǎng)絡(luò)和加密算法下發(fā)到與租房合約匹配的智能鎖上,租戶即可憑身份證和指紋開鎖,開鎖記錄同步到云平臺用于加強管理。云平臺還提供了多種智能分析工具與大數(shù)據(jù)可視化工具,讓管理人員可快速對所有物業(yè)進行遠程管理。

NB-IOT方案、NB項目的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)已經(jīng)是全球化趨勢,受到了越來越多的模塊廠家以及方案設(shè)計廠家普遍關(guān)注,未來會進一步在智慧城市、智能交通、環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、消防物聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)中大展身手。

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