nb-iot是什么

　　2015年8月，3GPP RAN開始立項研究窄帶無線接入全新的空口技術，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，相對來說在現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡上改動較大，但NB-CIoT是提出的6大Clean Slate技術中，唯一一個滿足在TSG GERAN #67會議中提出的5大目標（提升室內(nèi)覆蓋性能、支持大規(guī)模設備連接、減小設備復雜性、減小功耗和時延）的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術，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會出現(xiàn)

　　據(jù)預測，2016年全球將會使用64億個物聯(lián)網(wǎng)設備每天將有550萬個設備連網(wǎng)，而“萬物互聯(lián)”實現(xiàn)的基礎之一在于數(shù)據(jù)的傳輸，不同的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務對數(shù)據(jù)傳輸能力和實時性都有著不同要求。

　　根據(jù)傳輸速率的不同，可將物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務進行高、中、低速的區(qū)分：高速率業(yè)務：主要使用3G、4G技術，例如車載物聯(lián)網(wǎng)設備和監(jiān)控攝像頭， 對應的業(yè)務特點要求實時的數(shù)據(jù)傳輸；中等速率業(yè)務：主要使用GPRS技術，例如居民小區(qū)或超市的儲物柜，使用頻率高但并非實時使用，對網(wǎng)絡傳輸速度的要求遠不及高速率業(yè)務；

　　低速率業(yè)務：業(yè)界將低速率業(yè)務市場歸納為LPWAN（Low Power Wide Area Network）市場，即低功耗廣域網(wǎng)。目前還沒有對應的蜂窩技術，多數(shù)情況下通過GPRS技術勉力支撐，從而帶來了成本高、影響低速率業(yè)務普及度低的問題。

　　也就是說目前低速率業(yè)務市場急需開拓，而低速率業(yè)務市場其實是最大的市場，如建筑中的滅火器、科學研究中使用的各種監(jiān)測器，此類設備在生活中出現(xiàn)的頻次很低，但匯集起來總數(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，可以幫助我們解決這個問題。

　　

　　二、NB-IoT 的前景與優(yōu)勢

　　移動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，萬物互聯(lián)是必然趨勢。然而當前的 4G 網(wǎng)絡在物與物連接上能力不足。事實上，相比藍牙、ZigBee 等短距離通信技術，移動蜂窩網(wǎng)絡具備廣覆蓋、可移動以及大連接數(shù)等特性，能夠帶來更加豐富的應用場景，理應成為物聯(lián)網(wǎng)的主要連接技術。作為 LTE 的演進型技術，4.5G 除了具有高達 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 連接以及更低時延，將助推高清視頻、VoLTE 以及物聯(lián)網(wǎng)等應用快速普及。蜂窩物聯(lián)網(wǎng)正在開啟一個前所未有的廣闊市場。

　　對于電信運營商而言，車聯(lián)網(wǎng)、智慧醫(yī)療、智能家居等物聯(lián)網(wǎng)應用將產(chǎn)生海量連接，遠遠超過人與人之間的通信需求。

　　NB-IoT 具備四大特點：一是廣覆蓋，將提供改進的室內(nèi)覆蓋，在同樣的頻段下，NB-IoT 比現(xiàn)有的網(wǎng)絡增益 20dB，覆蓋面積擴大 100 倍；二是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(wǎng)絡架構；三是更低功耗，NB-IoT 終端模塊的待機時間可長達 10 年；四是更低的模塊成本，企業(yè)預期的單個接連模塊不超過 5 美元。

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

　　因為 NB-IoT 自身具備的低功耗、廣覆蓋、低成本、大容量等優(yōu)勢，使其可以廣泛應用于多種垂直行業(yè)，如遠程抄表、資產(chǎn)跟蹤、智能停車、智慧農(nóng)業(yè)等。3GPP 標準的首個版本預計在今年 6 月發(fā)布，到時候將有一批測試網(wǎng)絡和小規(guī)模商用網(wǎng)絡出現(xiàn)。

　　三、NB-IoT 的需求與發(fā)展

　　隨著智能城市、大數(shù)據(jù)時代的來臨，無線通信將實現(xiàn)萬物連接。很多企業(yè)預計未來全球物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將是千億級的時代。目前已經(jīng)出現(xiàn)了大量物與物的聯(lián)接， 然而這些聯(lián)接大多通過藍牙、Wi-Fi 等短距通信技術承載，但非運營商移動網(wǎng)絡。為了滿足不同物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務需求，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務特征和移動通信網(wǎng)絡特點，3GPP 根據(jù)窄帶業(yè)務應用場景開展了增強移動通信網(wǎng)絡功能的技術研究以適應蓬勃發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務需求。

　　我們正進入萬物互聯(lián)（IoT）的時代，這對于整個移動通信產(chǎn)業(yè)來說是一個巨大的機會。無論是運營商大咖，還是設備商巨頭，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)的應用。

　　當然，實現(xiàn)這一切的基礎，是要有無處不在的網(wǎng)絡聯(lián)接。運營商的網(wǎng)絡是全球覆蓋最為廣泛的網(wǎng)絡，因此在接入能力上有獨特的優(yōu)勢。然而，一個不容忽視的現(xiàn)實情況是，真正承載到移動網(wǎng)絡上的物與物聯(lián)接只占到聯(lián)接總數(shù)的 10%，大部分的物與物聯(lián)接通過藍牙、Wi-Fi 等技術來承載。

　　為此，產(chǎn)業(yè)鏈從幾年前就開始研究利用窄帶 LTE 技術來承載 IoT 聯(lián)接。歷經(jīng)幾次更名和技術演進，2015 年 9 月，3GPP 正式將這一技術命名為 NB-IoT。MWC2016 上，NB-IoT 首次亮相，受到矚目，運營商和設備商紛紛為其站臺和背書。

　　從技術層面上來講，NB-IoT 有 4 大技術優(yōu)勢。首先是覆蓋廣，相比傳統(tǒng) GSM，一個基站可以提供 10 倍的面積覆蓋;其次是海量連接，200KHz 的帶寬可以提供 10 萬個聯(lián)接;第三是低功耗，使用 AA 電池便可以工作十年，無需充電；第四是低成本，模組成本小于 5 美金。

　　據(jù)了解，NB-IoT 可以廣泛應用于多種垂直行業(yè)，如遠程抄表、資產(chǎn)跟蹤、智能停車、智慧農(nóng)業(yè)等。隨著 3GPP 標準的首個版本在 6 月份發(fā)布，將有一批測試網(wǎng)絡和小規(guī)模商用網(wǎng)絡出現(xiàn)。NB-IoT 將在多個低功耗廣域網(wǎng)技術中脫穎而出。

　　此外，越來越多的行業(yè)已經(jīng)在使用物聯(lián)網(wǎng)技術提高效率，提升客戶滿意度并降低運營成本。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，并從移動互聯(lián)技術，尤其是車聯(lián)網(wǎng)領域的崛起中直接獲益。

　　在醫(yī)療領域，飛利浦已經(jīng)開發(fā)了多款電子醫(yī)療應用，包括一款供慢性病患者使用的貼片。該貼片使用傳感器實時收集患者健康數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)皆破脚_，醫(yī)護人員可以對數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，并適時采取醫(yī)療干預措施。

　　飛利浦數(shù)字加速器項目主管 Alberto Prado 指出，設備和系統(tǒng)的互操作性是數(shù)字醫(yī)療行業(yè)崛起的關鍵。隨著協(xié)作護理模式日益盛行，未來的醫(yī)療必然將整合所有資源，并以主動預防為主。

　　為了迎接物聯(lián)網(wǎng)領域的巨大機遇，整個產(chǎn)業(yè)不僅需要推動技術創(chuàng)新，還需要推動商業(yè)模式創(chuàng)新和跨行業(yè)協(xié)作。由于用例、應用和商業(yè)模式紛繁多樣，物聯(lián)網(wǎng)市場將比移動市場更加碎片化。

　　nb-iot的應用

　　1、NB-IoT在消防系統(tǒng)中的應用（煙感器）

　　新聞報道里時常有火災發(fā)生，每一次火災都伴隨著家破人亡，每一次的場面都觸目驚心。我們要提高消防意識，并合理使用消防設備，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，可實時檢測煙霧，傳感器檢測到煙霧濃度超標，會發(fā)送信息到后臺服務器，并啟動警鈴，廣播喇叭等相關設備，服務器會自動推送信息到相關人員及部門，實現(xiàn)消防安全智能化。在實際應用中按照消防要求，煙感器的安裝分布密集，不方便走線并且成本大。

　　

　　使用NB-IoT無線煙感器可避免走線困難的問題，大大節(jié)約了安裝成本；NB-IoT擁有海量的連接數(shù)，同時接入的煙感器可高達到十萬個以上，可滿足海量的煙感器同時接入；NB-IoT擁有超低功耗，在待機狀態(tài)下可工作十年，極大程度的降低了安裝后的維護成本；NB-IoT擁有超強信號覆蓋，可覆蓋至室內(nèi)和地下室；NB-IoT超低成本，芯片估價格低至1美金。

　　2、NB-IoT應用于資產(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。位置服務領域的應用也呈現(xiàn)出碎片化的特點，如：智慧園區(qū)的資產(chǎn)盤點，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絕大部分基于GSM，功耗是個大問題。大芯片面積，高成本，相當?shù)偷母采w等，這種技術恰巧和定位跟蹤器需求相悖。而GSM的技術相當落后造成定位跟蹤器的產(chǎn)品體驗較差，而部分國家GSM已經(jīng)退網(wǎng)或正在面臨退網(wǎng)，從而造成這類產(chǎn)品和技術延續(xù)的短缺。

　　

　　NB-IoT技術的誕生以及其生來就有低功耗和深度覆蓋屬性正好彌補了傳統(tǒng)通信技術的諸多不足，這對于定位資產(chǎn)追蹤無論是在室內(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，其低功耗，廣覆蓋，低成本，小尺寸等特點使得其將成為資產(chǎn)追蹤領域不可或缺的通信方式。

　　3、NB-IoT在智能家居中的應用（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)的頻率也越來越高，目前智能鎖使用非機械鑰匙作為用戶識別ID的技術，主流技術有，感應卡，指紋識別，密碼識別，面部識別等，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。

　　

　　1、為了提升安全性則需要

　　2、智能鎖擁有內(nèi)置電池

　　3、采集各項基本數(shù)據(jù)

　　4、將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒掌?/p>

　　5、采集到異常數(shù)據(jù)自動向用戶發(fā)出警報

　　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；門的位置處于封閉的樓道中，則需要更強的信號覆蓋以確保網(wǎng)絡數(shù)據(jù)實時傳輸；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，還能保證設備成本控制在可接受范圍下。

　　

　　使用NB-IoT技術應用于智能家居系統(tǒng)

　　1、NB-IoT擁有低功耗的特點，僅使用兩節(jié)AA電池可待機十年，大大減少后期維護成本，

　　2、超強信號覆蓋，可覆蓋室內(nèi)和地下室，保證了信號穩(wěn)定性。

　　3、海量的連接，滿足智能家居多個終端同時連接。

　　4、低成本，單個NB-IoT芯片價格低于1美金。