详解NB-IOT 揭开NB-IOT的身份之谜

hanrry

详解NB-IoT 揭开NB-IOT的身份之谜
- S7 ~: v1 L+ L/ |7 p

物联网通信技术种类较多，近些年兴起的NB-IOT通信技术如火如荼漫步开来，那么，究竟NB-IOT是何方神圣呢？计讯小编带你揭开NB-IOT的身世之谜。
# o+ L" s' M# J& F% D7 l　　一、NB-IOT是谁？
　　NB-IoT：基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。
+ o% P+ z; ?% _6 D8 b! r7 ]* U　　1.1 什么是蜂窝网络？
  [, U2 N; _0 K　　蜂窝网络或移动网络(Cellular network)是一种移动通信硬件架构，把移动电话的服务区分为一个个正六边形的小子区，每个小区设一个基站，形成了形状酷似“蜂窝”的结构，因而把这种移动通信方式称为蜂窝移动通信方式。
$ V) f; u! |7 j　

1.2 什么是窄带？
& V8 f; _8 @& m& N　　将网络接入速度为64Kbps(最大下载速度为8KB/S)及其以下的网络接入方式称为“窄带”，相对于宽带而言窄带的缺点是接入速度慢。
$ t& o: P2 ?, c6 O, D/ X% u　　传输速率低，很多互联网应用无法在窄带环境下进行，如在线电影，网络游戏，高清晰的视频及语音聊天等。当然更无法下载较大文件。
' [* L, D( M$ E$ v* j' B　　举例：拨号上网是最常见的一种窄带。
  K; d  y( K" Y: I　　1.3 什么是GSM网络？
　　全称：全球移动通信系统Global System for Mobile CommunicaTIon;
　　俗称：2G网络，近期将关闭
$ R3 G5 r" Q* `" w. |　　1.4 什么是UMTS网络？
. h+ i8 i- Y& E: L9 h% k　　全称：通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System)
　　俗称：3G网络，UMTS是整个3G移动通信网络的技术规范和协议，包括WCDMA(联通3G)、TD-SCDMA(移动3G)、CDMA(电信3G)等。
! K  r& ]6 n' `5 g　　1.5 什么是LTE网络？
　　全称：长期演进(Long Term Evolution)
　　俗称：4G网络
" D0 O! x* y' |, q　　LTE(Long Term Evolution，长期演进)是由3GPP(The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)组织制定的UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统)技术标准的长期演进，于2004年12月在3GPP多伦多会议上正式立项并启动。LTE系统引入了OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)和MIMO(Multi-Input & Multi-Output，多输入多输出)等关键技术，显着增加了频谱效率和数据传输速率(20M带宽2X2MIMO在64QAM情况下，理论下行最大传输速率为201Mbps，除去信令开销后大概为150Mbps，但根据实际组网以及终端能力限制，一般认为下行峰值速率为100Mbps，上行为50Mbps)，并支持多种带宽分配：1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz和20MHz等，且支持全球主流2G/3G频段和一些新增频段，因而频谱分配更加灵活，系统容量和覆盖也显着提升。LTE系统网络架构更加扁平化简单化，减少了网络节点和系统复杂度，从而减小了系统时延，也降低了网络部署和维护成本。LTE系统支持与其他3GPP系统互操作。根据双工方式不同LTE系统分为FDD-LTE(Frequency Division Duplexing)和TDD-LTE (Time Division Duplexing)，二者技术的主要区别在于空口的物理层上(像帧结构、时分设计、同步等)。FDD系统空口上下行采用成对的频段接收和发送数据，而TDD系统上下行则使用相同的频段在不同的时隙上传输，较FDD双工方式，TDD有着较高的频谱利用率。
/ W2 |' k+ t6 t* `* \3 Z: q　

　1.6 “180KHz的带宽”意味着什么？
5 P$ ^1 j5 c/ [5 C4 d  B' N　　4GLTE最小带宽是1080kHz(1.4MHz)，对应最低传输速率是6Mbps;
5 Z! b2 ~; ]' u  E! C; Q. Q　　4GLTE最大带宽是198,000kHz(20MHz)，对应最高传输速率是110Mbps;
2 a8 z4 K0 @# x" p6 a+ o* t　　“180KHz的带宽”属于窄带，与NB-IoT(基于蜂窝的窄带物联网)相符合。
　　  二、NB-IOT从哪来？
　　2.1 物联网时代的到来
　　随着网络连接、云服务、大数据分析和低成本传感器等所有核心技术的就绪，物联网已经从萌芽期步入迅速发展的阶段。预计未来全球物联网连接数将是千亿级的时代。
  d/ ^6 X7 S$ M" W5 B　　  2.2 物联网的现状
　　目前的通信模式正在从人和人的连接，向人与物以及物与物的连接转变，已经出现的大量物与物的联接大多数是通过蓝牙、Wi-Fi等短距通信技术承载。
　　蓝牙、Wi-Fi等技术收集的数据都是传到用户手机等分散终端上，难以形成大数据，且数据准确率低、耗电量大;而且传统的2G、3G、4G网络并不能满足物联网设备低功耗、低成本的要求。
6 h% d! }3 s5 f2 V# F4 N1 e　　2.3 物联网的理想需求
% Q) f& {: n$ N7 ]( p! @8 a" V　　物联网的理想需求应该是：低功耗、低成本、易部署、易使用、易维护、数据易收集、具有海量连接的能力、满足移动性......
! b8 X5 k/ P+ R% u　　2.4 物联网，我来了
! m3 k. n3 K4 m, b% s  j# n' h7 J　　为了满足物联网的需求，2014年5月，华为提出了窄带技术NB M2M;2015年5月融合NB OFDMA形成了NB-CIOT;7月份，NB-LTE跟NB-CIOT进一步融合形成NB-IOT;2016年7月NB-IOT标准在3GPP R13中发布，至此标准化工作完成，NB-IOT即将进入规模商业化阶段。
1 H# I* J& b( S* p2 L$ v$ N　　  2.5 NB-IoT的优点
　　A)广覆盖，数据易收集，NB-IoT将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，相当于提升了100倍覆盖区域的能力;
3 Q0 s! ?3 |& B: F9 S　　B)具备支撑海量连接的能力，NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构;
　　C)低功耗，NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年;
　　D)低成本，更低的模块成本，企业预期的单个接连模块不超过5美元;
2 R4 ^7 e! Z& S　　E)易部署，可以利用现有的蜂窝网络部署，截至目前，蜂窝网络覆盖了全球超过50%的地理面积，90%的人口，是一张覆盖最为完整的网络;
　　F)可移动，依赖蜂窝网络。
　　  2.6 NB-IoT的缺点
　　A)传输速率低，无法传输实时音视频等;
　　B)流量费用，需要给移动运营商交一定费用，蓝牙、wifi、ZigBee等是免费的，但相比2G、3G、4G等，费用较低
1 W: O0 Z% k  }3 _! b　　三、NB-IOT要到哪去？
) x# U( D* W$ |8 i6 O6 ~% k　　  3.1 支持NB-IoT的巨头们
　　华为、中兴、中国电信、中国移动，中国联通，爱立信，阿联酋电信，GSMA，GTI，英特尔，LG Uplus，诺基亚，高通，意大利电信，西班牙电信、沃达丰、AT&T......
  r* J( _2 K. X4 f9 Y　

3.3 涉及到的领域
/ V$ A7 q: A4 p! a9 l* `8 ^* G, [　　A)、NB-IoT可以广泛应用于多种垂直行业，如远程抄表、资产跟踪、智能停车、智慧农业、智慧环保等;
5 s8 S4 [* }0 J3 ]　　B)、新生行业：如车联网、智慧医疗、智能家居、可穿戴电子产品等;
　　C)、可代替大部分蓝牙、ZigBee、wifi等。
5 D0 H' R; O( q1 f, J
2 E3 w  o7 {* g3 O8 I! t, [+ ?" m

5 U; `) p& ^* e* o% u! ?4 i$ W8 H

Monika

LTE(Long Term Evolution，长期演进)是由3GPP(The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)组织制定的UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统)技术标准的长期演进

Racheler

FDD系统空口上下行采用成对的频段接收和发送数据