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详解NB-IOT?揭开NB-IOT的身份之谜

时间：2018-10-25

  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？太阳成小编带你揭开NB-IOT的身世之谜。

  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。

  1.1 什么是蜂窝网络？

  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。


  1.2 什么是窄带？

  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。

  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。

  举例：拨号上网是最常见的一种窄带。

  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

  1.4 什么是UMTS网络？

  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。

  1.5 什么是LTE网络？

  全称：长期演进(Long Term Evolution)

  俗称：4G网络

  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，显著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著提升。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。


  1.6 “180KHz的带宽”意味着什么？

  4GLTE最小带宽是1080kHz(1.4MHz)，对应最低传输速率是6Mbps;

  4GLTE最大带宽是198,000kHz(20MHz)，对应最高传输速率是110Mbps;

  “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。

  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。

  2.3 物联网的理想需求

  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......

  2.4 物联网，我来了

  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。

  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;

  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�？榈拇奔淇沙ご�10年;

  D)低成本，更低的�？槌杀荆笠翟て诘牡ジ鼋恿？椴怀�5美元;

  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

  三、NB-IOT要到哪去？

  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......


  3.3 涉及到的领域

  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;

  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。

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