1、NB-IOT窄帶物聯網技術學號： 20152000356姓名： xxxx班級： xxxxNB-IOT 窄帶物聯網技術NB-IOT （基于蜂窩網絡的窄帶物聯網技術）是 3GPP 定義的 CIoT 技術標準。隨著新技術 標準的誕生， 物聯網的發展將更加迅速， 并覆蓋幾乎所有的產業， 帶給運營商新的商業機會。 NB-IoT 作為萬物互聯網絡的一個重要分支，日益受到業界關注。近年來，隨著物聯網的成 熟， NB-IoT 發展也日益迅猛。浙江省無錫市鴻山小鎮建成全國首個 NB-IoT 商用網絡，為 NB-IoT 規模化商用立下了一大里程碑隨著通信業 “人口紅利” 終結， 人與人之間的通信市場日益飽和， 物

2、聯網百億級 M2M 新 連接，正成為各方競逐的下一個萬億市場。其中， NB-IoT 作為物聯網的重要分支，讓運營 商的轉型之路豁然開朗。隨著 2016 年標準逐漸成型， 2017 年 NB-IoT 將迎來規模商用的 重要節點。什么是 NB-IoT ？即蜂窩窄帶物聯網。物聯網的無線通信技術很多， NB-IoT 成為萬物 互聯網絡的一個重要分支。 這是物聯網 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，也被叫做低功耗廣域網。試用數據表明， 窄帶物聯網具備四大優勢。一是廣覆蓋、 深度覆蓋更好，相對相同條件 下網絡會有約 20dB 增益；二是大連接，單小區支持 5-10 萬鏈

3、接數；三是低成本，芯片成 本大幅降低；四是功耗低，更低能耗，待機工作最長可達 10 年。中國信息通信研究院專家稱， NB-IoT 將成為全球低功耗、大覆蓋物聯網的統一標準。 事實上， 近幾年，非傳統移動通信公司利用免許可頻譜部署和運營 IoT 網的情況已經給移動 通信帶來一定沖擊， 傳統移動通信行業要求廠商盡快提供能與免許可頻譜非公開技術競爭的NB-IoT方案。同時， 3GPP 針對 LPWA 市場設計了全新的獨立窄帶系統，已經基本完成 的主要技術要求，一系列原因共同促成了 NB-IoT 的火熱。日前，挪威 Telia 和華為在挪威奧斯陸發布北歐區域首個 NB-IoT 網絡，將 NB-IoT

4、推 上風口。浙江無錫首個 NB-IoT 商用網絡的建成又將其推向高潮。距離 2016 世界物聯網博覽會重頭戲之一的中國無錫鴻山物聯網小鎮規劃 發布不 到 2 個月，無錫移動就已經率先完成了鴻山小鎮NB-IoT 網絡的全覆蓋。 從無錫市政府獲悉，全國首個 NB-IoT 窄帶物聯網商用網絡日前在該市建成啟用。預計在 2017 年一季度， 無錫全市網絡將全面覆蓋。 屆時，NB-IoT 網絡將在智能抄表、 智能停車、智能追蹤、智能家居以及智慧城市等多個領域發揮出更大作用，全面滿足行業、 公共、個人、家庭的物聯網應用需求。此次 NB-IoT 商用網絡的建成是兩方力量所促成。一方面源于中國移動 OneNE

5、T 物聯 網統一開放平臺，以及中國移動在安全加密、 云服務、大數據等方面的優勢能力； 另一方面 則是鴻山小鎮獨有的吳文化特色和江南水鄉風貌， 內外因素共同助力鴻山小鎮打造全球領先 的 NB-IoT 專網，搭建鴻山小鎮全球創客中心。可以說，全國首個 NB-IoT 窄帶物聯網商用網絡的建成，將有利于聚集產業生態資源， 吸引高校、創客空間、行業專家、應用開發者和投資機構共同入駐，在智慧旅游、農業、交 通、醫療、 公共服務和環境等領域孵化出一系列成熟物聯網應用， 把鴻山小鎮打造成集物聯 網技術研發、產業集聚、創客服務、應用示范的全球知名世界物聯網小鎮。物聯網的關鍵技術和應用場景：有三個關鍵環節： 1、

6、萬物互聯，用傳感器連接燈、表、連接智能家居，首先你要管理 的對象， 要用網絡把它們連接起來； 2 、感知和獲取， 比如智能交通、 智能路燈、 智能抄表、 智能穿戴這些應用， 通過各種手段， 從各種物體表面采集數據，最后傳輸到網絡后臺， 數據 進行保存和管理。 3 、人機交互，人對物體進行控制， web 應用服務器有一個人機界面，連 通手機端的界面，物聯網采集的數據，利用 web 應用服務器、網關等對物體進行控制。物 聯網通訊是采用數據通訊的網絡， 數據通訊與語音通訊有很大區別， 數據通訊對時延不敏感， 對可靠性要求高。上海聯通協助建設的基于 4.5G 技術的窄帶物聯網智能停車項目則是最典型的應

7、用案例。 上海聯通在新建成的上海國際旅游度假區建設了 15 個 NB-IoT 基站，覆蓋了整個度假區， 并在 P1 停車場共 334 個車位上全部安裝了帶有 4.5G NB-IoT 芯片和地磁感應芯片的車輛 檢測器。華為和上海聯通實施的上海迪斯尼智能停車項目，所有設備、資金和產品由華為出資， 上海聯通負責市場運營， 包括后期維護和管理工作。 華為和聯通公司形成一種合作模式， 從 后期的運營收益中收取分成，這是一種穩定的收益，細水長流的方式。物聯網的技術分類物聯網的通信技術有很多， 從傳輸距離上區分， 可以分為兩類： 一類是短距離通信技術， 代表技術有 ZigBee 、WiFi 、Bluetoo

8、th 、 Z-Wave 等，典型的應用場景如智能家居，另一 類是廣域網通訊技術， 業界定義為 LPWAN （ Low-Power Wide-Area Network ，低功率廣 域網技術），典型應用為智慧抄表。李文耀表示， NB-IoT 主要應用于智能抄表，水表、電 表、氣表和熱表。在北京某些地區，已經在做四表合一的試點。LPWAN 授權的頻譜技術有 NB-IoT ，用了許可頻段的好處是直接可以部署在運營商現 有的 2G/3G/4G 網絡，與現有網兼容。除此之外還有非許可頻段的技術：一個叫 Sigfox ， 一個叫 LoRa 。NB-IoT 射頻帶寬為 200KHz 。下行速率： 大于 160

9、kbps ，小于 250kbps 。上行速率： 大于 160kbps ，小于 250kbps (Mul TI-tone )/200kbps (Single-tone )。 NB-IoT 允許 時延 10 秒。除了車聯網出現 NB-IOT 的運營模式外，其他應用的商業模式還沒有形成。提 供車聯網、平安城市，面對高速率的應用場景。物聯網的技術分類物聯網的通信技術有很多， 從傳輸距離上區分， 可以分為兩類： 一類是短距離通信技術， 代表技術有 ZigBee 、WiFi 、Bluetooth 、 Z-Wave 等，典型的應用場景如智能家居，另一 類是廣域網通訊技術， 業界定義為 LPWAN ( Low

10、-Power Wide-Area Network，低功率廣域網技術)，典型應用為智慧抄表。李文耀表示， NB-IoT 主要應用于智能抄表，水表、電 表、氣表和熱表。在北京某些地區，已經在做四表合一的試點。LPWAN 授權的頻譜技術有 NB-IoT ，用了許可頻段的好處是直接可以部署在運營商現 有的 2G/3G/4G 網絡，與現有網兼容。除此之外還有非許可頻段的技術：一個叫 Sigfox ， 一個叫 LoRa 。NB-IoT 射頻帶寬為 200KHz 。下行速率： 大于 160kbps ，小于 250kbps 。上行速率： 大于 160kbps ，小于 250kbps (Mul TI-tone

11、)/200kbps (Single-tone )。 NB-IoT 允許 時延 10 秒。除了車聯網出現 NB-IOT 的運營模式外，其他應用的商業模式還沒有形成。提 供車聯網、平安城市，面對高速率的應用場景。為什么物聯網會涉及到這么多通信技術？李文耀認為，就是物聯網涉及到紛繁復雜的應用場景， 不同應用場景有不同的需求， 不同的需求就需要不同的技術， 導致了無線通信技術 多樣化。李文耀最后展示了蜂窩物聯網多種接入融合組網方案圖， 核心點包括核心網、 接入網和 IOT 平臺，全國一張網，后面有大數據平臺和物聯網平臺。物聯網（IoT ）市場的迅速膨脹給面臨用戶增長瓶頸的電信業界帶來新的方向與紅利機會

12、， 而蜂窩窄帶物聯網（ NB-IoT ）則是打開這個市場的一把鑰匙。華為預測，到 2025 年全球將有 1000 億個連接，其中大部分與物聯網有關；另一項第 三方預測則認為， 到 2020 年 IoT 全部產業鏈價值有望達到 3 萬億歐元。 但是直到今天， 電 信行業對物聯網發展的參與程度都相當有限，僅有 10% 的物聯網應用基于蜂窩網絡。“ NB-IoT 是蜂窩產業應對萬物互聯的首選。蜂窩網絡覆蓋遼闊， NB-IoT 本身又較之 現有物聯網聯接技術具備顯著優勢。 ”華為無線網絡產品線首席戰略官余泉告訴C114 。來自全球移動通信系統協會（ GSMA ）的預測顯示， NB-IoT 的出現將極大

13、促進蜂窩物聯網產 業發展，在 2020 年會達到 30 億的聯接； Machina 亦預測， NB-IoT 未來將覆蓋 25% 的物 聯網連接。他指出， NB-IoT 要成功，必須有一個開放的產業平臺支持；而 2016 年將是 NB-IoT 產業非常關鍵的一年，標準、芯片、網絡以及商用的應用場景都會成熟。華為無線網絡產品線首席戰略官余泉就在 2016 年世界移動通信大會 （MWC 2016 ）前夕，全球首屆 NB-IoT 產業全球峰會 在巴塞羅那舉行， 匯聚了業界的最重磅企業和組織。 GSMA 聯合華為、 沃達豐、 中國移動、 中國聯通等共同發起成立了 NB-IoT ForumNB-IoT ：

14、蜂窩產業應對萬物互聯首選以手機 SIM 卡計，移動用戶規模已經超過全球人口，即滲透率超過 100% 。人口紅利 漸逝下，物聯網有望成為運營商們新的增長來源，并且空間巨大。傳統行業亦擁有強烈的物聯需求， 以提升效率、 實現數字化轉型。 各國都已紛紛制定了 驅動計劃，諸如德國“工業 4.0”、美國“先進國家制造戰略” 、中國“互聯網 + ”和“智能 制造 2025 ”，從中可以看到對物聯網的巨大需求。“從商業角度出發，蜂窩網絡截至目前已經覆蓋了全球 90% 以上的人口和 50% 以上的 地理范圍。”余泉指出，如果在現有蜂窩網絡上能夠提供一項足夠有競爭力的技術，運營商 很快就能從人的互聯世界進入物的

15、互聯世界，就能將覆蓋優勢轉化為實際收入。他介紹說， NB-IoT 相較現有物聯網技術和傳統蜂窩技術具備 4 個方面優勢。首先在于 覆蓋， NB-IoT 比傳統 GSM 網絡增益 20dB ，覆蓋面積擴大 10 倍。第二海量聯接， NB-IoT 每扇區可以提供 10 萬個聯接，目前全球約有 500 萬個物理站點，假設全部部署 NB-IoT 、 每站點三個扇區，那么可以接入的物聯網終端數將高達 4500 億個。第三低功耗， NB-IoT 功耗僅為 GSM 的 1/10 ，終端模組使用 AA 電池可以獨立工作10 年而不用充電。第四低成本，模組成本有望降至 5 美元之內。而未來隨著技術演進及市 場發

16、展帶來的規模效應，功耗和成本還有望進一步降低。在安全性和抗干擾上，基于授權頻譜的 NB-IoT 亦優于基于非授權頻譜的 WiFi 、藍牙 等，從空口上就已經進行了加密， 3GPP 也會討論加密機制。NB-IoT 成功離不開開放平臺物聯網應用將是一個長尾市場，且足夠細分而參與者廣泛， NB-IoT 的成功離不開一個 開放平臺。“從 GSMA 網站上可以看到， NB-IoT Forum 的創始成員名單非常長，但是我更想強 調的是有 20 家垂直行業玩家參加了峰會。我們要面對的垂直行業玩家可能有數千家，還有 很多工作要做，但是這個轉變是可喜的。 ”余泉告訴 C114 。他認為， NB-IoT 的生態

17、系統應該是一個開放的體系，在標準制定的過程中、在應用推 動過程中、在技術的實現上，都需要眾多玩家一起做貢獻： “蜂窩產業歷史上幾十年來都有 著開放、合作這樣的一個傳統，才能夠達到今天這樣非常高的成就。我相信在 NB-IoT 也會 重復這樣的開放、合作， 從而帶來新的商業成功， 同時對社會、對經濟起到非常好的促進作 用。”華為常務董事、戰略 Marketing 總裁徐文偉在另一場媒體圓桌中也強調，只有敞開自 己、開放合作，才能開拓產業新格局： “所謂的開放，首先就是讓大家往同一個方向走，這 樣的話產業才會做大。 ”除了 NB-IoT Forum ，華為 Open Lab 也是一個重要的開放平臺。

18、 Open Lab 的目的是 提供一個開放的合作平臺， 在此基礎上促進產業生態鏈的健康發展， 和合作伙伴進行集成驗 證、聯合創新，實現產業鏈價值聚合，華為目前正在全球范圍建設 10 個 Open Lab 。“通過 Open Lab ，垂直行業的廠商就能夠很輕松地在實際的網絡環境中去驗證他的技 術、驗證他的網絡、驗證他的商業模式。 ”余泉稱，在 Open Lab 中，已經出現了許多用戶 案例，除了智能抄表、智能停車，還有垃圾處理、智能跟蹤、智能物流等。華為希望通過開放態度，吸引更多垂直行業玩家參與到 NB-IoT Forum 和 Open Lab工作中：“有句成語叫越俎代庖，讓我們來想具體有哪些應用一定不會特別合適。而提供了 一個使能平臺之后，他們都能夠主動地去基于他們的業務做創新。華為副董事長、輪值 CEO 胡厚崑曾提出，在