物聯(lián)網(wǎng)(IoT)解決方案擴(kuò)展和改善了全球的日常業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)。蜂窩窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的創(chuàng)新通過(guò)以下方式拓寬了潛在的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用:

• 通過(guò)更智能地使用電池來(lái)降低設(shè)備能耗
• 擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用范圍
• 提高投資回報(bào)率(ROI)
• 降低成本

NB-IoT對(duì)能源效率和智能管理的影響是革命性的。讓我們來(lái)探索一下NB-IoT無(wú)線電技術(shù)，以及其如何工作和將實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用。

什么是NB-IoT

NB-IoT是蜂窩低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。其部署在現(xiàn)有蜂窩LTE網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)上的資源塊(即網(wǎng)絡(luò)資源單位)上。NB-IoT可以成為將個(gè)人和企業(yè)連接到處理少量數(shù)據(jù)的設(shè)備的最佳解決方案。這些設(shè)備消耗的能量很低，因?yàn)樗鼈冇袝r(shí)是處于睡眠模式的。

其在室內(nèi)覆蓋、能源消耗和維護(hù)方面的效率有助于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的增加。專(zhuān)家估計(jì)，到2030年，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將超過(guò)290億臺(tái)。

NB-IoT如何工作?

NB-IoT最初在3GPP的Release(Rel)13中指定。3GPP嚴(yán)格地將其作為非移動(dòng)設(shè)備的連接解決方案引入。NB-IoT設(shè)備設(shè)計(jì)為在非常窄的180 kHz頻譜上運(yùn)行，以降低硬件成本。

NB-IoT支持三種部署方式:

• 單機(jī):在專(zhuān)用頻譜中使用單機(jī)載波
• 帶內(nèi):利用普通LTE載波內(nèi)的資源塊
• 保護(hù)帶:利用LTE運(yùn)營(yíng)商保護(hù)帶內(nèi)未使用的資源塊

3GPP Rel 14增強(qiáng)了NB-IoT的移動(dòng)性，盡管沒(méi)有達(dá)到其他蜂窩技術(shù)的移動(dòng)性。Rel 14還提高了數(shù)據(jù)速率性能:

• Rel 13(NB1):高達(dá)21 kbps的下行鏈路，62.5 kbps的上行鏈路
• Rel 14(NB2):高達(dá)120 kbps下行鏈路，160 kbps上行鏈路

NB-IoT有什么好處，為什么要使用?

擴(kuò)大覆蓋范圍

隨著新的無(wú)線技術(shù)的出現(xiàn)，NB-IoT適合在哪里?Bluetooth?等短程無(wú)線電解決方案很有用，但帶寬太高。對(duì)于需要廣泛地理范圍的應(yīng)用，它們的應(yīng)用范圍不夠遠(yuǎn)。LTE-M技術(shù)具有更廣泛的覆蓋能力，但成本更高。

NB-IoT是一種低比特率技術(shù)，是4G和5G技術(shù)不可或缺的一部分。其適用于需要廣域覆蓋的應(yīng)用。NB-IoT的無(wú)線電和數(shù)據(jù)協(xié)議能夠覆蓋室內(nèi)和地下深處。

延長(zhǎng)電池壽命

更少的功耗帶來(lái)更大的設(shè)備可能性。無(wú)線電波形越簡(jiǎn)單，消耗的能量就越少。NB-IoT的波形技術(shù)的簡(jiǎn)單性和智能節(jié)電模式相結(jié)合，可降低能耗。

在遵循所有節(jié)能指導(dǎo)的情況下，NB-IoT調(diào)制解調(diào)器的電池壽命可長(zhǎng)達(dá)10年以上。因此，企業(yè)更換電池的頻率將降低，從而降低維護(hù)和運(yùn)營(yíng)成本。

低成本的可靠技術(shù)

以更少的成本連接更多的設(shè)備，并具有更大的放置靈活性。該技術(shù)使用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的許可頻譜。

NB-IoT網(wǎng)絡(luò)在全球大多數(shù)國(guó)家都可用。NB-IoT模塊成本更低，更易于集成到傳感器或設(shè)備中。支持它的蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施可以連接許多設(shè)備，并節(jié)省安全和維護(hù)成本。

NB-IoT將影響企業(yè)的7種方式

NB-IoT將徹底改變依賴(lài)于難以到達(dá)地點(diǎn)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)的城市和企業(yè)，包括:

• 倉(cāng)庫(kù)
• 地下車(chē)庫(kù)
• 多功能儲(chǔ)藏室
• 農(nóng)村環(huán)境

當(dāng)從專(zhuān)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提供商獲得連接時(shí)，便可以使用更易于訪問(wèn)的控制來(lái)管理部署。

此外，其成本效益使其適用于現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，這些應(yīng)用由于以前過(guò)高的成本而沒(méi)有得到廣泛接受。

這些應(yīng)用包括:

• 公用事業(yè)的智能計(jì)量，如煤氣和水
• 智能城市應(yīng)用，包括路燈和停車(chē)計(jì)時(shí)器
• 智能建筑功能，如門(mén)禁和溫度控制
• 牲畜及寵物追蹤
• 智能廢物管理系統(tǒng)
• 可穿戴健康健身技術(shù)
• 資產(chǎn)跟蹤

從農(nóng)業(yè)到醫(yī)療保健再到工業(yè)公用事業(yè)，預(yù)計(jì)NB-IoT將成為5G應(yīng)用框架的一部分。預(yù)計(jì)NB-IoT和LTE-M將在5G網(wǎng)絡(luò)中共存多年。它們將是支持蜂窩LPWA用例的唯一技術(shù)。

NB-IoT與LTE-M:有何不同?

LTE-M是一個(gè)成熟的蜂窩標(biāo)準(zhǔn)。它支持完整的移動(dòng)性，甚至基本語(yǔ)音(即LTE語(yǔ)音)，這兩種功能在NB-IoT中都不具備。LTE-M是一種低功耗標(biāo)準(zhǔn)。但是，它消耗更多的能量，因?yàn)樗峁┝烁叩臄?shù)據(jù)速率(Cat M1高達(dá)1mbps)，并實(shí)現(xiàn)了更完整的蜂窩協(xié)議。

不過(guò)，LTE-M可以采用省電模式(PSM)和擴(kuò)展間斷接收(eDRX)，并為電池供電的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供多年解決方案。根據(jù)覆蓋場(chǎng)景的不同，NB-IoT應(yīng)用必須容忍可達(dá)秒級(jí)的延遲，而LTE-M的延遲較低，只有幾十毫秒。