全面解读NB-IOT 从组网到应用认识NB-IOT
NB-IoT的全称是Narrow Band-Internet of Things,是基于蜂窝网络的窄带物联网技术,聚焦于低功耗广域网,支持物联网设备在广域网的蜂窝数据连接,可直接部署与LTE网络,可降低部署成本和实现平滑升级,是一种可在全球范围内广泛应用的一门物联网技术,他的特点可以概括为:广覆盖、低功耗、低成本、大连接等特性。
NB-IOT,是基于3GPP組織定義的國際標准,可在全球範圍內部署,基于授權頻譜的運營、NB-IOT技術來源于電信運營商,通信設備商以及芯片設計商的共同努力,早期,華爲和沃達豐主導了NB-M2M技術,高通等聯合主導的NB-CIOT技術,以及MTK等主導的NB-LTE技術,其中,NB-LTE以及NB-CIOT等之間存在著較大差異,終端無法平滑升級,相關非標准基站也存在退網風險。最後從大局出發,把NB-CIOT以及NB-LTE等相關技術融合,最終形成了NB-IOT國際標准。標准化工作的完成使全球運營商有了基于標准化的物聯網專有協議,同時也標志著NB-IOT進入模塊化商用階段,在5G商用前的節點期以及未來5G商用後的低成本、低速率市場,NB-IOT將有很大的空間。
NB-IOT網絡由以下單元組成:
1、核心網
爲了將物聯網數據發送給應用,蜂窩物聯網(CIoT)在EPS定義了兩種優化方案:分別如下:
CIoT EPS用户面功能优化(User Plane CIoT EPS optimisation)
CIoT EPS控制面功能优化(Control Plane CIoT EPS optimisation)
对于CIoT EPS用户面功能优化,物联网数据传送方式和传统数据流量一样,在无线承载上发送数据,由SGW传送到PGW再到应用服务器。因此,这种方案在建立连接时会产生额外开销,不过,它的优势是数据包序列传送更快。
這一方案支持IP數據和非IP數據傳送。
对于CIoT EPS控制面功能优化,上行数据从eNB(CIoT RAN)传送至MME,在这里传输路径分为两个分支:或者通过SGW传送到PGW再传送到应用服务器,或者通过SCEF(Service Capa- bility Exposure Function)连接到应用服务器(CIoT Services),后者仅支持非IP数据传送。下行数据传送路径一样,只是方向相反,这一方案极适合非频发的小数据包传送。
2、接入網
NB-IoT的接入網構架與LTE一樣。
3、頻段
NB-IoT沿用LTE定义的频段号,Release 13为NB-IoT指定了14个频段
物聯網的部署方式
1)独立部署(Stand alone operation)
适合用于GSM频段,GSM的信道带宽为200KHz,这刚好为NB-IoT 180KHz带宽辟出空间,且两边还有10KHz的保护间隔。
2)保护带部署(Guard band operation)
利用LTE邊緣保護頻帶中未使用的180KHz帶寬的資源塊。
3)带内部署(In-band operation)
利用LTE載波中間的任何資源塊。
NB-IoT占用180KHz帶寬,這與在LTE幀結構中一個資源塊的帶寬是一樣的。所以,以上三種部署方式成爲可能。
NB-IOT應用場景:
隨著物聯網技術的不斷成熟,物聯網的不斷商用,NB-IOT由于自身的特性,各種基于NB-IoT技術的應用案例在各個領域中逐漸湧現出來,智慧城市概念的提出,NB-IOT也在其中扮演著重要角色:比如
1、智能路燈
城市中的每個路燈,都應實現自動化單元控制,具備依環境調光、遙控開關、參數監測、故障監測等功能。通過智能路燈系統可以進行多點控制、數據采集、等動態節點等功能,進而節約城市路燈的綜合用電,節省人力物力。以及降低維護成本。
2、智能表計
NB-IOT技術將助推智能表計的快速演進,這些智能表計在數據傳輸方面不需要任何中介環節,從儀表直達數據平台,所有的調試完全在後台服務器完成,方便直接管控和階梯定價。關鍵在于NB-IOT是基于運營商的可運營網絡。其信號比小無線更加穩定可靠。功耗更低。
3、智慧井蓋
通過內置的智能監控設備,平台可實時監測到井蓋開合狀態、井上路面積水、井下水位等情況,並進行動態分析。一旦出現異狀、險情,比如井蓋意外開了、井下水位超過預警值等,平台將自動將警情發送給管理人員,便于他們快速找到問題井蓋的位置、及時處理,以防發生安全事故。此外,爲了有效保護監測設備,每個智慧井蓋還設有智能鎖,非授權人員無法打開。
4、智能樓宇:智能鎖
通過“NB-IoT智能門鎖+雲平台+大數據”有效解決了公寓管理中的多個難點痛點,租戶辦理入住時可一站式錄入個人身份信息及指紋特征,隨後雲平台通過NB-IoT網絡和加密算法下發到與租房合約匹配的智能鎖上,租戶即可憑身份證和指紋開鎖,開鎖記錄同步到雲平台用于加強管理。雲平台還提供了多種智能分析工具與大數據可視化工具,讓管理人員可快速對所有物業進行遠程管理。
NB-IOT方案、NB項目的應用産業已經是全球化趨勢,受到了越來越多的模塊廠家以及方案設計廠家普遍關注,未來會進一步在智慧城市、智能交通、環保物聯網、農業物聯網、消防物聯網等行業中大展身手。更多物聯網資訊可以關注廈門cq9电子官方网站了解。
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