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你不可不知道的NB-IoT技術

發布人:三明治開發時間:2021-06-02來源:工程師

誕生背景

隨著智能城市、大數據時代的來臨,無線通信將實現萬物連接, 然而這些連接大多通過藍牙、Wi-Fi等短距通信技術承載,但非運營商移動網絡。為了滿足不同物聯網業務需求,根據物聯網業務特征和移動通信網絡特點,3GPP根據窄帶業務應用場景開展了增強移動通信網絡功能的技術研究以適應蓬勃發展的物聯網業務需求。在此背景下,一種名為窄帶物聯網(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)技術應運而生。


功能特點

NB-IoT是IoT領域一個新興的技術,支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接,也被叫作低功耗廣域網(LPWAN)。NB-IoT只消耗大約180KHz的頻段,可直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡,支持待機時間短、對網絡連接要求較高設備的高效連接。據說NB-IoT設備電池壽命可以提高至至少10年,同時還能提供非常全面的室內蜂窩數據連接覆蓋。


因此,NB-IOT和移動通信(2/3/4/5G)的區別和特點主要如下:

1.覆蓋廣,相比傳統GSM,一個****可以提供10倍的面積覆蓋。

2.海量連接,每小區可達10萬連接,可以比現有無線技術提供50~100倍的接入數。

3.低功耗,使用AA電池(5號電池)便可以工作十年,無需充電。

4.更低的模塊成本,企業預期的單個接連模塊不超過5美元。

5.安全性:繼承4G網絡安全能力,支持雙向鑒權以及空口嚴格加密,確保用戶數據的安全性。

6.穩定可靠:能提供電信級的可靠 性接入,有效支撐 IoT 應用和智慧城市解決方案.


在這里插入圖片描述

核心技術

NB-IoT比起GPRS來說,最大的特點是低功耗。除了本身NB-IoT的傳輸速率比較低以外,NB-IoT引入了eDRX省電技術和PSM省電模式,也是省電的主要原因。


在PSM模式下,NB-IoT終端仍舊注冊在網,但不接受信令,從而使終端更長時間駐留在深睡眠以達到省電的目的。


另外eDRX省電技術延長終端在空閑模式下的睡眠周期,減少信號接收單元不必要的啟動。總的來說,這些措施就是讓終端的睡眠時間更多,睡眠質量更好,從而功耗也就更低。


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應用場景

對于遠距離高速數據傳輸,LTE網絡以及未來的5G網絡可以滿足這方面的需求;而對于遠距離低速數據傳輸,特別是非實時低頻次數據傳輸,則是NB-IoT系統的用武之地。


在低速物聯網領域,NB-IoT作為一個新制式,在成本、覆蓋、功耗、連接數等技術上做到極致。該技術廣泛應用于公共事業、醫療健康、智慧城市、消費者、農業環境、物流倉儲、智能樓宇、制造行業等八大典型行業。


1.公用事業:抄表(水、氣、電、熱) 智能水務(管網、漏損、質檢)、智能滅火器/消防栓。

2.區療健康: ****品溯源、運程醫療監測、血壓表、血糖儀、護心甲監控。

3.智慧城市:智能路燈、智能停車、城市垃圾桶管理、公共安全/報警、建筑工地/城市水位監測。

4.消費者: 可穿戴設備、自行車/助動車防盜、智能行李箱、VIP跟蹤(小孩/老人/寵物/車輛租賃)、支付/POS機。

5.農業環境: 精準種植(環境參數: 水/溫/光/****/肥)、畜牧養殖(健康/追蹤)、水產養殖、食品6.安全追溯、城市環境監控(水污染/噪聲/空氣質量PM2.5 )。

7.物流倉儲: 資產/集裝箱跟蹤、倉儲管理、車隊管理/跟蹤、冷鏈物流(狀態/追蹤)。

8.智能樓字: 門禁、智能HVAC、煙感/火警檢測、電梯故障/維保。

9.制造行業: 生產/設備狀態監控、能源設施/油氣監控、化工園區監測、大型租賃設備、預測性維護(家電、機械等)。


隨著三大運營商在國內積極推進NB-IoT網絡的基礎設施建設,以及NB-IoT芯片的成本降低,我們將會看到越來越多NB-IoT的應用落地。


因此在國內,我們相信NB-IoT技術一定會成為物聯網領域的最主流技術。


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關鍵詞: NB-IoT 物聯網

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