物联网-广域网技术之NB-IoT

物联网包括四个环节：感知/芯片层、网络层、平台层、应用层。这四个部分每部分都有关键技术。

1、在感知/芯片层,包括物联网芯片设计能力，如NB-IoT芯片的设计，传感器设计能力；

2、在网络层，最关键的技术是网络切片技术，利用网络虚拟化，实现网络容量、带宽、速度的动态分配，解决网络拥堵问题；

3、在平台层，平台层的关键技术包括：软件开发、系统设计等技术；

4、在应用层，应用层最重要的是能够深入实际，挖掘用户或场景需求的能力。

        今天的主角NB-IoT，是窄带物联网NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）的简称，它是一种基于蜂窝的窄带物联网技术，也是低功耗广域物联(LPWA)的最佳联接技术，承载着智慧家庭、智慧出行、智慧城市等智能世界的基础联接任务，广泛应用于如智能表计、智慧停车、智慧路灯、智慧农业、白色家电等多个方面，是5G 时代下的基础联接技术之一。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。2020年NB-IoT全球连接数超1亿。根据预测，这一技术将在未来五年实现10亿级连接，并持续保持增长趋势，推动物联网设备实现爆发性成长。

        NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

 一、 NB-IoT具备四大特点

1、低功耗

低功耗特性是物联网应用一项重要指标，特别对于一些不能经常更换电池的设备和场合。NB-IoT聚焦小数据量、小速率应用，因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小，设备续航时间可以从过去的几个月大幅提升到几年

2、低成本

NB-IoT无需重新建网，射频和天线基本上都是复用的。以中国移动为例，900MHZ里面有一个比较宽的频带，只需要清出来一部分2G的频段，就可以直接进行LTE和NB-IoT的同时部署。低速率、低功耗、低带宽同样给NB-IoT芯片以及模块带来低成本优势。

3、强链接

在同一基站的情况下，NB-IoT可以比现有无线技术提供50-100倍的接入数。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。举例来说，受限于带宽，运营商给家庭中每个路由器仅开放8-16个接入口，而一个家庭中往往有多部手机、笔记本、平板电脑，未来要想实现全屋智能、上百种传感设备需要联网就成了一个棘手的难题。而NB-IoT足以轻松满足未来智慧家庭中大量设备联网需求。

4、高覆盖

NB-IoT室内覆盖能力强，比LTE提升20dB增益，相当于提升了100倍覆盖区域能力。不仅可以满足农村这样的广覆盖需求，对于厂区、地下车库、井盖这类对深度覆盖有要求的应用同样适用。

 以井盖监测为例，过去GPRS的方式需要伸出一根天线，车辆来往极易损坏，而NB-IoT只要部署得当，就可以很好的解决这一难题。

二 、NB-IoT的三种部署方式

(1)带内部署（In-band operation)

适用于LTE频段。直接利用LTE载波中间的资源块来部署NB-IoT。

(2)保护带部署(Guard band operation)

适用于LTE频段。利用LTE频段边缘的保护频带180KHz来部署NB-IoT。

(3)独立部署(Stand alone operation)

适用于重耕GSM频段。GSM的信道带宽为200KHz，这刚好为NB-IoT180KHz带宽辟出空间，两边还留出来10KHz的保护间隔。

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