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NB-IOT技术及应用场景分析

时间:2020-08-14浏览:1718

NB-IOT技术及应用场景分析

     NB-IOT的技术诞生将物联网通信提升到了一个高度,生活中很多场景开始应用NB-IOT技术。智能时代向我们走来,计讯小编带大家了解NB-IOT应用场景有哪些?


  NB-IOT技术介绍


  NB-IoT(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)是IoT领域基于蜂窝的窄带物联网的一种新兴技术,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(LPWA)。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。其主要特点是覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗少、架构优等特点。NB-IOT使用License频段,可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式。


  NB-IOT四大主要特点


  LPWA(低功耗广域网)又可分为两类:一类是工作于未授权频谱的LoRa、SigFox等技术;另一类是工作于授权频谱下,3GPP支持的2/3/4G蜂窝通信技术,比如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。授权频谱下的代表技术是NB-IOT,未授权频谱的代表技术是LoRa(Long Range)。LoRa是由升特公司(Semech)发布的一种专用于无线电调制解调的技术,LoRa融合了数字扩频、数字信号处理和前向纠错编码技术,据了解目前全球已经有数百万个物联网节点运用此技术进行相互连接。


  各种无线通信技术速率与覆盖距离图示



  


NB-IOT与LoRa简单对比



  

未来NB-IoT将在运营商级网络中大放异彩,为物联网时代带来广覆盖、大连接、低成本的网络解决方案;而LoRa则在智慧城市、行业和企业专用应用中实现快速灵活部署。两种网络技术在商用中完全可以实现互补共存。


  物联网整体规模简单测算


  假设全球有500万左右物理站点,全部部署NB-IoT,每个站3个扇区、每个扇区部署200kHz、每小时每个传感器发送100个字节,那么全球站点能够联接的传感器数量高达4500亿,每个终端模块如果按5美金的价值量计算,那么行业规模就可以达到2万亿美金以上的规模,这还还仅仅是终端感知层面的价值。


  NB-IOT应用场景


  目前厂商提供的物联网解决方案主要聚焦物在智慧城市,工业物联网等应用方向。


  1、智慧城市

  智慧城市就是把车辆、道路、路灯、停车位、井盖、垃圾桶、电表、水表、燃气气表、热表等公共设施互联互通,实现市政的智慧管理(例如城市的水、电、燃气等基础设施的智慧化管理)、交通的智慧管理(例如交通流量控制、路况分析、应急处置、车位管理等)等。实现智慧城市最重要的是物联网络的通信覆盖,有了NB-IoT标准后,依靠运营商在全国范围内建设大网的经验,很容易形成规模效应,NB-IoT的一个重要特点就是覆盖深度比较深,地下室和停车场也能覆盖,以前行业应用上的各种问题就迎刃而解了,NB-IoT的挑战在于运营商的流量经营模式需要匹配和重构。基于非授权频率的LPWAN技术注重的是海量的低速率和低流量的业务,例如LoRA技术,技术上与NB-IoT非常类似,就是频率资源不同,LoRa技术发展比NB-IoT要早,产业链也比较成熟,应用案例也很多。

  当前来看,LPWAN技术适合在成本敏感的中小规模场景实现物联接入,蜂窝技术则适合实现具有一定流量规模,以及对QOS有需求的物联接入(例如大规模的企业客户或者家庭场景),未来可能两种技术还会逐步融合,混合组网。


  2、工业物联网

  工业互联网由大量相连的工业系统所组成,这些系统相互通讯,并协调数据分析与行动,有助于提升工业效能。工业物联网的网络有严格的性能和可靠性要求,现阶段以西门子为代表的工控系统采用的都是有线系统,工厂逐渐开始将无线连接技术应用到产品或生产线中,以改进制造流程,而目前像WiFi这样的无线连接技术不够安全、可靠性不够高,NB-IoT标准的确定,为工业物联网无线连接提供了技术方案。



  未来融合通信是物联网的一大趋势

  从业务和网络部署角度来看,大规模物联网络通常包含感知、接入、网络、平台四个层面。其中在接入层,由于物联终端的部署场景多样,要求支持多样化的接入方式,包括有线、无线的接入方式,以及短距离和广域的接入,例如以太网、WIFI、PON、电力载波、NB-IoT、LTE-M、Pre-5G MUSA及5G等多种技术的连接。未来的物联网链接方式肯定是多种通信方式并存的融合通信,每种通信技术都有各自的优劣,基本都会有自己的利基市场,不存在一种通信技术可以PK掉其他的。比如电表市场目前主要采取电力线载波通信的方式,并且正从窄带低速到窄带高速以及宽带低速的高速率通信技术演进,从单向传输到自动双向流通,其最大优势就是利用原有电力线网络进行数据传输,只要在电表上搭载PLC通信模块,无需另外搭建网络。电力载波通信传输方案已有多年成熟运作,颇受国网等电力公司青眯,NB-IOT如果要切入电表物联网市场个人认为难度较大。


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