基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）儼然已成為萬物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個重要分支，作為 IoT 領(lǐng)一個新興的技術(shù)，NB-IoT 構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò)，只消耗大約 180KHz 的帶寬，可直接部署于 GSM 網(wǎng)絡(luò)、UMTS 網(wǎng)絡(luò)或 LTE 網(wǎng)絡(luò)，以降低部署成本、實(shí)現(xiàn)平滑升級。

NB-IoT 支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接，也被叫作低功耗廣域網(wǎng)(LPWA)，支持待機(jī)時間長、對網(wǎng)絡(luò)連接要求較高設(shè)備的高效連接。據(jù)說 NB-IoT 設(shè)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(nèi)蜂窩數(shù)據(jù)連接覆蓋。

一、NB-IoT 的前景與優(yōu)勢

移動通信正在從人和人的連接，向人與物以及物與物的連接邁進(jìn)，萬物互聯(lián)是必然趨勢。然而當(dāng)前的 4G 網(wǎng)絡(luò)在物與物連接上能力不足。事實(shí)上，相比藍(lán)牙、ZigBee 等短距離通信技術(shù)，移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)具備廣覆蓋、可移動以及大連接數(shù)等特性，能夠帶來更加豐富的應(yīng)用場景，理應(yīng)成為物聯(lián)網(wǎng)的主要連接技術(shù)。作為 LTE 的演進(jìn)型技術(shù)，4.5G 除了具有高達(dá) 1Gbps 的峰值速率，還意味著基于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的更多連接數(shù)，支持海量 M2M 連接以及更低時延，將助推高清視頻、VoLTE 以及物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用快速普及。蜂窩物聯(lián)網(wǎng)正在開啟一個前所未有的廣闊市場。

對于電信運(yùn)營商而言，車聯(lián)網(wǎng)、智慧醫(yī)療、智能家居等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用將產(chǎn)生海量連接，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人與人之間的通信需求。

NB-IoT 具備四大特點(diǎn)：一是廣覆蓋，將提供改進(jìn)的室內(nèi)覆蓋，在同樣的頻段下，NB-IoT 比現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)增益 20dB，覆蓋面積擴(kuò)大 100 倍；二是具備支撐海量連接的能力，NB-IoT 一個扇區(qū)能夠支持 10 萬個連接，支持低延時敏感度、超低的設(shè)備成本、低設(shè)備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；三是更低功耗，NB-IoT 終端模塊的待機(jī)時間可長達(dá) 10 年；四是更低的模塊成本，企業(yè)預(yù)期的單個接連模塊不超過 5 美元。

NB-IoT 聚焦于低功耗廣覆蓋（LPWA）物聯(lián)網(wǎng)（IoT）市場，是一種可在全球范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用的新興技術(shù)。其具有覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗低、架構(gòu)優(yōu)等特點(diǎn)。NB-IoT 使用 License 頻段，可采取帶內(nèi)、保護(hù)帶或獨(dú)立載波三種部署方式，與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)共存。

因?yàn)?NB-IoT 自身具備的低功耗、廣覆蓋、低成本、大容量等優(yōu)勢，使其可以廣泛應(yīng)用于多種垂直行業(yè)，如遠(yuǎn)程抄表、資產(chǎn)跟蹤、智能停車、智慧農(nóng)業(yè)等。3GPP 標(biāo)準(zhǔn)的首個版本預(yù)計(jì)在今年 6 月發(fā)布，到時候?qū)⒂幸慌鷾y試網(wǎng)絡(luò)和小規(guī)模商用網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)。

二、NB-IoT 的需求與發(fā)展

隨著智能城市、大數(shù)據(jù)時代的來臨，無線通信將實(shí)現(xiàn)萬物連接。很多企業(yè)預(yù)計(jì)未來全球物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將是千億級的時代。目前已經(jīng)出現(xiàn)了大量物與物的聯(lián)接， 然而這些聯(lián)接大多通過藍(lán)牙、Wi-Fi 等短距通信技術(shù)承載，但非運(yùn)營商移動網(wǎng)絡(luò)。為了滿足不同物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)特征和移動通信網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，3GPP 根據(jù)窄帶業(yè)務(wù)應(yīng)用場景開展了增強(qiáng)移動通信網(wǎng)絡(luò)功能的技術(shù)研究以適應(yīng)蓬勃發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求。

我們正進(jìn)入萬物互聯(lián)(IoT)的時代，這對于整個移動通信產(chǎn)業(yè)來說是一個巨大的機(jī)會。無論是運(yùn)營商大咖，還是設(shè)備商巨頭，都在展示各自的物聯(lián)網(wǎng)解決方案和在不同垂直行業(yè)的應(yīng)用。

當(dāng)然，實(shí)現(xiàn)這一切的基礎(chǔ)，是要有無處不在的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接。運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)是全球覆蓋最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)，因此在接入能力上有獨(dú)特的優(yōu)勢。然而，一個不容忽視的現(xiàn)實(shí)情況是，真正承載到移動網(wǎng)絡(luò)上的物與物聯(lián)接只占到聯(lián)接總數(shù)的 10%，大部分的物與物聯(lián)接通過藍(lán)牙、Wi-Fi 等技術(shù)來承載。

為此，產(chǎn)業(yè)鏈從幾年前就開始研究利用窄帶 LTE 技術(shù)來承載 IoT 聯(lián)接。歷經(jīng)幾次更名和技術(shù)演進(jìn)，2015 年 9 月，3GPP 正式將這一技術(shù)命名為 NB-IoT。MWC2016 上，NB-IoT 首次亮相，受到矚目，運(yùn)營商和設(shè)備商紛紛為其站臺和背書。

從技術(shù)層面上來講，NB-IoT 有 4 大技術(shù)優(yōu)勢。首先是覆蓋廣，相比傳統(tǒng) GSM，一個基站可以提供 10 倍的面積覆蓋;其次是海量連接，200KHz 的帶寬可以提供 10 萬個聯(lián)接;第三是低功耗，使用 AA 電池便可以工作十年，無需充電；第四是低成本，模組成本小于 5 美金。

據(jù)了解，NB-IoT 可以廣泛應(yīng)用于多種垂直行業(yè)，如遠(yuǎn)程抄表、資產(chǎn)跟蹤、智能停車、智慧農(nóng)業(yè)等。隨著 3GPP 標(biāo)準(zhǔn)的首個版本在 6 月份發(fā)布，將有一批測試網(wǎng)絡(luò)和小規(guī)模商用網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)。NB-IoT 將在多個低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)中脫穎而出。

此外，越來越多的行業(yè)已經(jīng)在使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高效率，提升客戶滿意度并降低運(yùn)營成本。例如，汽車零部件、家用電器及安全系統(tǒng)制造商博世已經(jīng)將很多產(chǎn)品線連接起來，并從移動互聯(lián)技術(shù)，尤其是車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的崛起中直接獲益。

在醫(yī)療領(lǐng)域，飛利浦已經(jīng)開發(fā)了多款電子醫(yī)療應(yīng)用，包括一款供慢性病患者使用的貼片。該貼片使用傳感器實(shí)時收集患者健康數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)皆破脚_，醫(yī)護(hù)人員可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，并適時采取醫(yī)療干預(yù)措施。

飛利浦?jǐn)?shù)字加速器項(xiàng)目主管 Alberto Prado 指出，設(shè)備和系統(tǒng)的互操作性是數(shù)字醫(yī)療行業(yè)崛起的關(guān)鍵。隨著協(xié)作護(hù)理模式日益盛行，未來的醫(yī)療必然將整合所有資源，并以主動預(yù)防為主。

為了迎接物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的巨大機(jī)遇，整個產(chǎn)業(yè)不僅需要推動技術(shù)創(chuàng)新，還需要推動商業(yè)模式創(chuàng)新和跨行業(yè)協(xié)作。由于用例、應(yīng)用和商業(yè)模式紛繁多樣，物聯(lián)網(wǎng)市場將比移動市場更加碎片化。

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總結(jié)

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