NB IoT技术简介

   日期:2021-04-08     浏览:29    评论:0    
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NB IoT技术简介

诞生背景

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, 然而这些连接大多通过蓝牙、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。在此背景下,一种名为窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)技术应运而生。

功能特点

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只消耗大约180KHz的频段,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,支持待机时间短、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。

因此,NB-IOT和移动通信(2/3/4/5G)的区别和特点主要如下:

  1. 覆盖广,相比传统GSM,一个基站可以提供10倍的面积覆盖。
  2. 海量连接,每小区可达10万连接,可以比现有无线技术提供50~100倍的接入数。
  3. 低功耗,使用AA电池(5号电池)便可以工作十年,无需充电。
  4. 更低的模块成本,企业预期的单个接连模块不超过5美元。
  5. 安全性:继承4G网络安全能力,支持双向鉴权以及空口严格加密,确保用户数据的安全性。
  6. 稳定可靠:能提供电信级的可靠 性接入,有效支撑 IoT 应用和智慧城市解决方案。

核心技术

NB-IoT比起GPRS来说,最大的特点是低功耗。除了本身NB-IoT的传输速率比较低以外,NB-IoT引入了eDRX省电技术和PSM省电模式,也是省电的主要原因。

在PSM模式下,NB-IoT终端仍旧注册在网,但不接受信令,从而使终端更长时间驻留在深睡眠以达到省电的目的。

另外eDRX省电技术延长终端在空闲模式下的睡眠周期,减少信号接收单元不必要的启动。总的来说,这些措施就是让终端的睡眠时间更多,睡眠质量更好,从而功耗也就更低。

应用场景

对于远距离高速数据传输,LTE网络以及未来的5G网络可以满足这方面的需求;而对于远距离低速数据传输,特别是非实时低频次数据传输,则是NB-IoT系统的用武之地。

在低速物联网领域,NB-IoT作为一个新制式,在成本、覆盖、功耗、连接数等技术上做到极致。该技术广泛应用于公共事业、医疗健康、智慧城市、消费者、农业环境、物流仓储、智能楼宇、制造行业等八大典型行业。

  • 公用事业:抄表(水、气、电、热) 智能水务(管网、漏损、质检)、智能灭火器/消防栓。
  • 区疗健康: 药品溯源、运程医疗监测、血压表、血糖仪、护心甲监控。
  • 智慧城市:智能路灯、智能停车、城市垃圾桶管理、公共安全/报警、建筑工地/城市水位监测。
  • 消费者: 可穿戴设备、自行车/助动车防盗、智能行李箱、VIP跟踪(小孩/老人/宠物/车辆租赁)、支付/POS机。
  • 农业环境: 精准种植(环境参数: 水/温/光/药/肥)、畜牧养殖(健康/追踪)、水产养殖、食品安全追溯、城市环境监控(水污染/噪声/空气质量PM2.5 )。
  • 物流仓储: 资产/集装箱跟踪、仓储管理、车队管理/跟踪、冷链物流(状态/追踪)。
  • 智能楼字: 门禁、智能HVAC、烟感/火警检测、电梯故障/维保。
  • 制造行业: 生产/设备状态监控、能源设施/油气监控、化工园区监测、大型租赁设备、预测性维护(家电、机械等)。

随着三大运营商在国内积极推进NB-IoT网络的基础设施建设,以及NB-IoT芯片的成本降低,我们将会看到越来越多NB-IoT的应用落地。

因此在国内,我们相信NB-IoT技术一定会成为物联网领域的最主流技术。

 
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