NB-IOT技术,到底有多NB?
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。
近几年来,物联网领域中的NB-IoT技术可谓是大红大紫。因为NB-IoT自身具备多种优势,可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。那么,这个NB-IoT到底是什么?又有哪些优点呢?今天小编就来给大家好好讲解一下吧~
什么是IoT?
众所周知,经过1G、2G、3G、4G的不断发展,基本上实现了人与人之间随时随地的连接。从早期的电报,到后来的电话和短信,再到现在即时传送图片、音频、视频等多媒体,通信技术手段已经十分强大。然而,在商业的驱动下,通信产业把目光从“人”的身上,转移到了“物”的身上。
既然人都已经连完了。接下来,我们连物吧?把所有的物体,都连到网络里面来。于是,物联网就诞生了。人与人之间进行通信的网络,叫做人联网。物与物之间进行通信的网络,叫做物联网。
物联网(IoT,Internet of Things)
说起来,就这么简单。但是,你说连就连,连起来有什么好处呢?这个好处,真的大了去了。试想一下这些场景:如果所有的汽车都联网了,自动驾驶是不是就实现了?车与车之间会协调路径、距离、速度,车祸就再也不会发生了。
如果所有的家电都联网了,实现了随时控制,还没到家,就先开启空调和热水器,出门在外忘记关灯,可以远程关灯,还能远程监控,是不是更方便和安全?这还只是一小部分!事实上,只要开动脑筋,各种创意简直就是源源不断!
根据预测,2020年,全球“终端连接数”将达到500亿个,其中,“物连接数”将达到“人连接数”的4倍。
NB-IoT又是什么?
物联网其实并不是一个新的概念。在很多年前,就有人提出过物联网。而且,这么多年来,物联网其实也一直都在默默发展。
但是,因为技术的原因,过去一直发展的,是WLAN物联网。从名字就可以看出来了,WLAN=无线局域网,是一种覆盖范围较小的物联网络。WLAN物联网,以Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、Z-wave等技术为代表。
这种WLAN物联网,无法完全满足前文所说那些行业应用的要求。你用手机上网的时候,当然希望速度一定要快。目前我们主流的通信标准——LTE,理论速度已经达到300Mbps。当然,实际体验速度远远达不到。但是,正常情况下,这个速度能够满足我们现在大部分的工作和生活需求(玩游戏、看视频)。
除了速度之外,还有别的吗?是有的。例如功耗、覆盖、成本,还有连接数量。前三个都好理解,功耗影响待机时间,覆盖影响信号质量,成本影响使用费用。连接数量,就是终端数量,对人联网来说,就是手机数量。
而这几个指标,人联网和物联网的要求是完全不一样的。有些指标,对人联网来说可以忍受,但对物联网来说,很可能是致命的。例如功耗,你手机如果功耗较大,大不了充电频繁一点。但是,对于智能水表,如果功耗大,每天都去换电池,吃得消吗?一个月换一次,水厂和水厂工人都会崩溃吧?
物联网对功耗、覆盖、连接数量这几个指标,非常非常敏感。而对于速率,大部分物联网应用反而并不敏感。回到话题,WLAN物联网,主要就受限于覆盖范围和功耗上。于是,LPWAN这个概念被提出来。
LPWAN,Low Power Wide Area Network,低功耗广域网。名字里就有它的两个最重要的特点:低功耗、广覆盖。至于速度嘛,要求不高,够用就行。相比其它网络类型(WLAN、2/3/4G),LPWAN的定位是完全不同的,如下图所示。
LPWAN强调的是覆盖,牺牲的是速率
也有一种叫法,把LPWAN叫做蜂窝物联网。这个名字也体现了它和2/3/4G这种蜂窝通信技术之间的共性,都是通过基站或类似设备提供信号的。LPWAN物联网,也是包括很多技术标准。目前比较主流的有:NB-IoT、LoRa、Sigfox、eMTC。
NB-IoT,就是其中的一种。全名是Narrow Band IoT,也就是窄带物联网(带宽窄,速度慢)。在不断的博弈和竞争过程中,NB-IoT脱颖而出,处于暂时领先的地位。
NB-IOT是IOT领域中的一个新兴技术,因为支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫做低功耗广域网(LPWAN)。
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,即2/3/4G的网络上实现现有网络的复用,以降低部署成本、实现平滑升级。
NB-IoT有哪些优势?
作为本文的主角,我们还是重点介绍一下NB-IoT。NB-IoT目前在几大标准之中非常有竞争力,它之所以这么火,有多方面的原因。
信号覆盖方面,NB-IoT将提供改进的室内覆盖,在同样的频段下,它比现有的网络增益20dB,覆盖面积扩大100倍。就算你的水表埋在井盖下面,也不影响信号收发;再例如,咕咚运动手表N3内置的NB-loT卡,即使在荒无人烟的深山老林中,都能够准确的定位,并具备一键呼救功能,让你在野外环境也能安心无忧。
功耗方面,NB-IoT牺牲了速率,却换回了更低的功耗。采用简化的协议,更适合的设计,大幅提升了终端的待机时间,部分NB终端,待机时间号称可以达到10年!
连接能力方面,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。
总之,NB-IoT的特点就是:吃的少,用的少,能干活,不讲究......真是标准的劳模啊......
结语
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。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。
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。而NB-IoT是物联网领域中最为突出的技术,可以广泛应用于多种垂直行业,如智能装备、远程抄表、资产跟踪、智能停车、智慧农业等等。
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