什么是NB-IOT技术

2019-12-22 14:05:00 阅读次数:272


什么是NB-IOT技术



NB-IoT即窄带物联网(Narrow Band -Internet of Things),具有低成本、低功耗、广覆盖等特点,定位于运营商级、基于授权频谱的低速率物联网市场,在位置跟踪、环境监测、智能泊车、远程抄表、农业和畜牧业等领域拥有广阔的应用前景。

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为什么NB-IoT会出


据预测,2016年全球将会使用64亿个物联网设备每天将有550万个设备连网,而“万物互联”实现的基础之一在于数据的传输,不同的物联网业务对数据传输能力和实时性都有着不同要求。

  根据传输速率的不同,可将物联网业务进行高、中、低速的区分:高速率业务:主要使用3G、4G技术,例如车载物联网设备和监控摄像头, 对应的业务特点要求实时的数据传输;中等速率业务:主要使用GPRS技术,例如居民小区或超市的储物柜,使用频率高但并非实时使用,对网络传输速度的要求远不及高速率业务;

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     低速率业务:业界将低速率业务市场归纳为LPWAN(Low Power Wide Area Network)市场,即低功耗广域网。目前还没有对应的蜂窝技术,多数情况下通过GPRS技术勉力支撑,从而带来了成本高、影响低速率业务普及度低的问题。

  也就是说目前低速率业务市场急需开拓,而低速率业务市场其实是最大的市场,如建筑中的灭火器、科学研究中使用的各种监测器,此类设备在生活中出现的频次很低,但汇集起来总数却很可观,这些数据的收集用于各类用途,比如改善城市设备的配置等等。

  而NB-IoT就是一种新的窄带蜂窝通信LPWAN(低功耗广域网)技术,可以帮助我们解决这个问题。


NB-IOT的前景与优势▼


移动通信正在从人和人的连接,向人与物以及物与物的连接迈进,万物互联是必然趋势。然而当前的 4G 网络在物与物连接上能力不足。事实上,相比蓝牙、ZigBee 等短距离通信技术,移动蜂窝网络具备广覆盖、可移动以及大连接数等特性,能够带来更加丰富的应用场景,理应成为物联网的主要连接技术。

作为 LTE 的演进型技术,4.5G 除了具有高达 1Gbps 的峰值速率,还意味着基于蜂窝物联网的更多连接数,支持海量 M2M 连接以及更低时延,将助推高清视频、VoLTE 以及物联网等应用快速普及。蜂窝物联网正在开启一个前所未有的广阔市场。

  对于电信运营商而言,车联网、智慧医疗、智能家居等物联网应用将产生海量连接,远远超过人与人之间的通信需求。


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  NB-IoT 具备四大特点:一是广覆盖,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,覆盖面积扩大 100 倍;二是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;三是更低功耗,NB-IoT 终端模块的待机时间可长达 10 年;四是更低的模块成本,企业预期的单个接连模块不超过 5 美元。

  NB-IoT 聚焦于低功耗广覆盖(LPWA)物联网(IoT)市场,是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。其具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点。NB-IoT 使用 License 频段,可采取带内、保护带或独立载波三种部署方式,与现有网络共存。

  因为 NB-IoT 自身具备的低功耗、广覆盖、低成本、大容量等优势,使其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、智慧农业等。

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NB-IOT的需求与发展▼


随着智能城市、大数据时代的来临,无线通信将实现万物连接。很多企业预计未来全球物联网连接数将是千亿级的时代。目前已经出现了大量物与物的联接, 然而这些联接大多通过蓝牙、Wi-Fi 等短距通信技术承载,但非运营商移动网络。

为了满足不同物联网业务需求,根据物联网业务特征和移动通信网络特点,3GPP 根据窄带业务应用场景开展了增强移动通信网络功能的技术研究以适应蓬勃发展的物联网业务需求。

  我们正进入万物互联(IoT)的时代,这对于整个移动通信产业来说是一个巨大的机会。无论是运营商大咖,还是设备商巨头,都在展示各自的物联网解决方案和在不同垂直行业的应用。

当然,实现这一切的基础,是要有无处不在的网络联接。运营商的网络是全球覆盖最为广泛的网络,因此在接入能力上有独特的优势。然而,一个不容忽视的现实情况是,真正承载到移动网络上的物与物联接只占到联接总数的 10%,大部分的物与物联接通过蓝牙、Wi-Fi 等技术来承载。

  从技术层面上来讲,NB-IoT 有 4 大技术优势。首先是覆盖广,相比传统 GSM,一个基站可以提供 10 倍的面积覆盖;其次是海量连接,200KHz 的带宽可以提供 10 万个联接;第三是低功耗,使用 AA 电池便可以工作十年,无需充电;第四是低成本,模组成本小于 5 美金。

物联网

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  据了解,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、智慧农业等。随着 3GPP 标准的首个版本在 6 月份发布,将有一批测试网络和小规模商用网络出现。NB-IoT 将在多个低功耗广域网技术中脱颖而出。

  此外,越来越多的行业已经在使用物联网技术提高效率,提升客户满意度并降低运营成本;为了迎接物联网领域的巨大机遇,整个产业不仅需要推动技术创新,还需要推动商业模式创新和跨行业协作。由于用例、应用和商业模式纷繁多样,物联网市场将比移动市场更加碎片化。


NB-IOT的应用


NB-IOT在消防系统的应用(烟感器)▼


新闻报道里时常有火灾发生,每一次火灾都伴随着家破人亡,每一次的场面都触目惊心。我们要提高消防意识,并合理使用消防设备,才能最小程度减少损失和伤害。

  烟雾传感器是消防系统的哨兵,可实时检测烟雾,传感器检测到烟雾浓度超标,会发送信息到后台服务器,并启动警铃,广播喇叭等相关设备,服务器会自动推送信息到相关人员及部门,实现消防安全智能化。在实际应用中按照消防要求,烟感器的安装分布密集,不方便走线并且成本大。


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使用NB-IoT无线烟感器可避免走线困难的问题,大大节约了安装成本;NB-IoT拥有海量的连接数,同时接入的烟感器可高达到十万个以上,可满足海量的烟感器同时接入;NB-IoT拥有超低功耗,在待机状态下可工作十年,极大程度的降低了安装后的维护成本;NB-IoT拥有超强信号覆盖,可覆盖至室内和地下室;NB-IoT超低成本,芯片估价格低至1美金。


NB-IOT应用于资产定位追踪系统▼


随着信息化和各种智能终端设备的深入发展,人员及资产定位的需求将持续升温。位置服务领域的应用也呈现出碎片化的特点,如:智慧园区的资产盘点,医疗废弃物跟踪处理,宠物的定位。


      物联网智能解决方案


如今市面上跟踪器在广域通信技术绝大部分基于GSM,功耗是个大问题。大芯片面积,高成本,相当低的覆盖等,这种技术恰巧和定位跟踪器需求相悖。而GSM的技术相当落后造成定位跟踪器的产品体验较差,而部分国家GSM已经退网或正在面临退网,从而造成这类产品和技术延续的短缺。

NB-IoT技术的诞生以及其生来就有低功耗和深度覆盖属性正好弥补了传统通信技术的诸多不足,这对于定位资产追踪无论是在室内隐秘地段还是室外的区域的物件都可以产生连接。NB-IoT技术,其低功耗,广覆盖,低成本,小尺寸等特点使得其将成为资产追踪领域不可或缺的通信方式。


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NB-IOT在智能家居中的应用(指静脉智能锁)▼


随着近几年智能家居行业的火爆,智能锁在生活中出现的频率也越来越高,目前智能锁使用非机械钥匙作为用户识别ID的技术,主流技术有,感应卡,指纹识别,密码识别,面部识别等,极大的提高了门禁的安全性,但是以上安全性的前提是通电状态下,如果处于断电状态下智能锁则形同虚设。


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       1、为了提升安全性则需要;

  2、智能锁拥有内置电池;

  3、采集各项基本数据;

  4、将数据传输到服务器;

  5、采集到异常数据自动向用户发出警报;

  由于在智能锁安装后不易拆卸,所以要求智能锁电池使用寿命长;门的位置处于封闭的楼道中,则需要更强的信号覆盖以确保网络数据实时传输;智能家居终端数量多,必须保证足够的连接数量;最重要的是在加入以上功能后,还能保证设备成本控制在可接受范围下。


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