淺談NB—IoT對物聯網的影響

張力

摘要：當前廣域網低功耗通信分為兩大類技術，一類是采用授權頻段上的蜂窩網絡技術，另一類是采用非授權頻段上的低功耗物聯網技術。本文將從多方位解讀屬于第一類的NB-IoT技術。

關鍵詞：NB-IoT；物聯網；低功耗廣域網

中圖分類號：TN915.9 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）11-0026-01

1 NB-IoT的概述

“物物互聯”的時代正以極其迅速的腳步走進我們的生活，而數據的安全可靠傳輸是實現物與物相聯的基本條件。由于多數情況下都采用3G、4G和GPRS技術來完成傳輸數據，造成使用成本居高不下，影響了物聯網業務的普及度，所以NB-IoT技術為順應市場的需要誕生了。NB-IoT（Narrowband Internet of Thing，窄帶蜂窩物聯網）技術采用了超窄帶、重復傳輸、精簡網絡協議等原理，并通過犧牲一定速率、時延和移動性能，去獲取面向低功耗廣域物聯網的承載能力。

該技術具有如下特點：

海量接入：相同基站覆蓋條件下，NB-IoT技術是其它無線技術接入數的50至100倍，每個扇區可以保證接入10萬個終端。

功耗較低：在針對許多使用電池供電的設備和場合，NB-IoT的低功耗特性可以保證設備續航時間，從幾個月大幅提升到幾年，因此大大降低了頻繁更換電池帶來的不便。

覆蓋超強：NB-IoT的覆蓋能力是LTE的100倍。這樣不僅可以滿足地廣人稀地區的大范圍覆蓋需求，同樣適用于對深度覆蓋有要求的地下應用。

成本低廉：由于采用授權頻段上的蜂窩網絡技術，NB-IoT無需重新建網，射頻和天線也基本上都可以復用。再加上NB-IoT低功耗、低帶寬和低速率的特性，同樣降低了芯片和模組成本。

2 NB-IoT的產業特點

2017年6月6日《工業和信息化部辦公廳關于全面推進移動物聯網（NB-IoT）建設發展的通知（工信廳通信函[2017]351號） 》頒布了，從而正式宣告了NB-IoT時代的來臨。由于NB-IoT的產業生態圈比較龐大，所以需要從縱向產業鏈和橫向技術標準兩個維度進行分析。

縱向來看，從“芯片、模組、終端、運營商、應用”的整個產業鏈中，芯片在當中處于基礎核心地位，現在像華為、Intel、高通、MTK等主流的芯片廠商都有支持NB-IoT技術的計劃。例如華為已有芯片的測試樣片；Intel和MTK的芯片都將在2018年上半年發布；高通開發了支持NB-IoT和eMTC雙模的芯片。除此之外運營商的推動作用也至關重要。中國聯通在900MHz和1800MHz頻段部署了用于NB-IoT的網絡。目前正推進北京、上海、廣州等重點城市的NB-IoT商用部署，計劃在2018年開始推進全國范圍內的商用部署。中國移動物聯網開放平臺在2017年11月實現完成了NB-IoT設備的接入，成為全國首家實現NB-IoT場景解決方案的物聯網平臺。中國電信2017年開始重耕800MLTE網絡部署NB-IoT。并且在智能交通、能源制造、智慧物流、安防監控、智慧醫療等領域成功開展了多個NB-IoT應用的外場測試及試商用。

橫向來看，物聯網無線通信技術主要分為兩類：一類是藍牙、WiFi、Z-wave、Zigbee等短距離通信技術。但這類技術傳輸速率較慢，傳輸范圍較小，并且功耗，設備成本高，應對不了多終端、高密度、低功耗的需求；另一類是低功耗廣域網。它又可分為兩部分：一部分是工作于未授權頻譜的LoRa、SigFox等技術。這類技術采用自定義非標，很難被運營商青睞；另一部分是工作于授權頻譜下的2G、3G、4G蜂窩通信技術，比如NB-IoT、eMTC、EC-GSM-IoT等。這些技術基本都在3GPP這類國際標準組織進行了標準定義。伴隨著5G技術來臨，NB-IoT必將是物聯網期待已久的強大蜂窩通信技術網絡。

當然NB-IoT也存在著許多自身局限性。從成本考慮，現在僅支持藍牙或ZigBee標準的芯片價格都不到1美元。但NB-IoT的模組成本還維持在5至10美元，這種價格上的巨大差距讓企業在部署NB-IoT時一定會考慮成本優勢問題。而在芯片模組、通訊設備和運營平臺環節，前述各大主流廠商占據了市場絕大多數份額，所以說未來NB-IoT網絡的商用普及仍將集中在巨頭手中，市場集中度非常高。

3 NB-IoT的市場應用

目前比較成熟的NB-IoT技術解決方案主要是在智慧城市方向上的應用。下面通過幾個NB-IoT相關應用的案例，讓大家加深了解它的價值。

智能井蓋：城市井蓋有分布廣，數量大的特點。目前，市政井蓋的管理主要還是靠人工巡檢，由于缺乏時效性，無法在井蓋出現異常時迅速處理，造成潛在危險。中國移動的NB-IoT智能井蓋方案通過實時監測井蓋的各種狀態信息，并查看井蓋在所轄區內的位置和基本屬性信息，可調用導航功能，引導維護人員到指定的井蓋現場。

智能交通：中國聯通目前已經在上海迪士尼試商用了NB-IoT智能停車解決方案，該方案可實現預定、轉租停車位的功能，解決了車主停車難的困擾，實現了對停車資源的高效管理。而ofo與中國電信合作開發的NB-IoT技術共享單車解決方案，在長沙已經的到了應用，該方案比傳統蜂窩技術支撐手機開鎖及定位服務功能的網絡成本便宜很多，低廉的成本也同時保障了低廉的租費。

智能抄表：傳統智能表技術主要包括IC卡、無線遠傳和光電直讀三種，它們有著耗電量大且硬件維護頻繁、設備成本高且對應用環境要求高、布線成本高的缺點。NB-IoT技術剛好可以有效克服上述問題，而且NB-IoT對于需要低速率、高頻率數據通信的智能抄表業務是非常適合的。并且智能表通常安裝在人口稠密地區的固定地點，為運營商部署網絡也帶來便利。

4 結語

未來物聯網通信方式肯定是多種多樣的，每種技術都會因為各自的特點有自身的市場價值，不會出現被任何一種技術獨占的局面。如今物與物的通信正逐漸興起，我有理由相信隨著NB-IoT商用的落地，必將開啟物物相聯的新領域和新時代。

參考文獻

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Abstract：At present， wide area network low-power communication is divided into two categories： one is using cellular network technology in authorized frequency band， and the other is using low-power Internet of Things technology in unlicensed frequency band. This article will be multi-directional interpretation of the first category of technology NB-IoT.

Key Words：NB-IoT；Internet of Things；low-power WANendprint