NB-IoT技术详解及行业应用

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，可直接部署于 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新兴技术，具有广覆盖、低功耗、低成本、大连接等特点。

NB-IoT 是新生的技术，网络上充斥了大量的描述和报道，但新技术的迭代太快，几个月前的描述也许已经过时，造成很多不了解这个行业人的迷茫和无助。为了更好的让大家理解 NB-IoT 技术，以及 NB-IoT 适用于哪些物联网垂直应用领域，小编今日就为大家详细的介绍一下。

NB-IoT技术优势

NB-IoT技术是一种3GPP标准定义的LPWA（低功耗广域网）解决方案，具有以下优势：

1.海量连接：每小区可达10万连接

NB- IoT比2G/3G/4G有50-100倍的上行容量提升，这也就意味着，在同一基站的情况下，NB-IoT可以比现有无线技术提供50~100倍的接入数。

2.超低功耗：电池寿命长达十年

低功耗特性是物联网应用一项重要指标，特别对于一些不能经常更换电池的设备和场合，如安置于高山荒野偏远地区中的各类传感监测设备，它们不可能像智能手机一天一充电，长达几年的电池使用寿命是最本质的需求。在电池技术无法取得突破的前提下，只能通过降低设备功耗以延长电池供电时间。通信设备消耗的能量往往与数据量或速率相关，即单位时间内发出数据包的大小决定了功耗的大小。数据量小，设备的调制解调器和功放就可以调到非常小的水平。NB-IoT聚焦小数据量、 小速率应用，因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小，可以保障电池5年以上的使用寿命。

3.深度覆盖

能实现比 GSM 高20db的覆盖增益。NB-IoT比LTE提升20dB增益，相当于发射功率提升了 100倍，即覆盖能力提升了100倍，就算在地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方也能覆盖到。

4.安全性

继承4G网络安全能力，支持双向鉴权以及空口严格加密，确保用户数据的安全性。

5.稳定可靠

能提供电信级的可靠 性接入，有效支撑 IoT 应用和智慧城市解决方案。

NB-IoT直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，即可与现有网络基站复用以降低部署成本、实现平滑升级，但是使用单独的180KHz频段，不占用现有网络的语音和数据带宽，保证传统业务和未来物联网业务可同时稳定、可靠的进行。以智能抄表应用为例，与采用有线PLC抄表数据回收成功率在60%左右相比，NB-IoT可以保证数据成功回收率达99%，可靠性大大提高。

6.低成本

低速率低功耗低带宽带来的是低成本优势。速率低就不需要大缓存，所以可以缓存小、DSP配置低;低功耗，意味着RF设计要求低，小PA就能实现;因为低带宽，就不要复杂的均衡算法。这些因素使得NB-IoT芯片可以做得很小。芯片成本往往和芯片尺寸相关，尺寸越小，成本越低，模块的成本也随之变低。

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。

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。

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。