摘要:本文將帶大家詳細了解NB-IoT標準演進與產業發展,
本文分享自華為云社區《一文帶你了解NB-IoT標準演進與產業發展》,作者:萬萬萬,
我們都知道,物聯網的場景和手機、電腦在使用的傳統互聯網是不太一樣的,那么,就無線通信場景而言,物聯網有什么樣的特點呢?首先,感知層的物聯網設備在進行資料收發的時候,那些資料包是比較小的,并且收發的頻率也是比較低的,有的時候每天只需要發送不到十個資料,其次,為了提高物聯網設備的使用壽命,這些設備對能源的消耗是比較小的,所以這也要求設備在通信的時候功耗也是要比較低的,
總結起來,就是無源、小包、偶發的通信需求,基于這樣的場景需求,就要求通信網路必須要是功耗低,覆寫廣的,也就是LowPowerWideArea的場景,
在LPWA場景當中,當下最熱門的一項技術莫過于NB-IoT通信技術,它被廣泛使用于現如今的公共事業、城市管理當中,所以了解NB-IoT的技術細節以及解決方案對學習物聯網就顯得很重要了,
本文將帶大家詳細了解NB-IoT標準演進與產業發展,
NB-IoT標準演進
NB-IoT技術標準最早是由華為和沃達豐主導提出來的,之后又吸引了高通和愛立信等一些廠家,從一開始的NB-M2M經過不斷的演進和研究,在2015年的時候演進為NB-IoT,在2016的時候,NB-IoT的標準就正式被凍結了,當然,NB-IoT的標準依然在持續的演進當中,在17年的R14當中就新增了許多特性,到了R14版本,NB-IoT具有了更高的速率,同時也支持站點定位和多播業務了,在2020年7月9日最新召開的會議上,NB-IoT這項技術已經被正式接納為5G的一部分了,
這一事件對于NB-IoT來說有一個什么樣的好處呢?當NB-IoT這項技術被歸為5G的標準之后,也就是說,即使是通過NB-IoT接入網路的物聯網設備,最終也可以連接5G核心網,享受5G的邊緣計算、網路切片等一些服務,所以,這一事件對于NB-IoT來說是非常非常重要的,但是由于現階段的NB-IoT并不支持接入5G網路,所以該技術在后續仍需要經過不斷的演化和技術的演進才能進入5G網路當中,
運營商LPWA技術選擇

圖1全球運營商LPWA技術選擇分布
從上圖可知,全球大多數的運營商在進行LPWA技術選擇的時候都是先選擇去部署一張NB-IoT的網路,之后再去部署一張eMTC的網路,其原因在于運營商都是傾向于先去部署一張他們本來沒有的網路,因為之前沒有像NB-IoT這樣的網路去支持低功耗廣域網的場景,并且也從來沒有專門為了設備去設計一張網路供物聯網終端設備來使用,
之前所使用的運營商網路其實都是給人來使用的,為了方便人們的通信,所擁有的語音通信以及越來越高的傳輸速率等等,但是NB-IoT不一樣,這張網路速率是非常慢的,人類去使用的話體驗肯定是非常差的,但是這張網路對于底層的設備來說是非常合適的,原因之一是因為覆寫范圍非常廣,另一個原因是能耗低,速率低等,至于eMTC這張網路,它的速率相對于NB-IoT是要高的,并且還支持語音通信,所以它與用戶現在正在使用的2G網路是比較相近的,所以在2G網路退網之后,運營商就可以選擇使用eMTC去代替2G網路來進行使用,這就是大部分運營商選擇先部署NB-IoT網路再部署eMTC網路的原因,
運營商NB-IoT技術頻譜選擇
對于運營商來說,除了有選擇技術的問題之外,另一個就是頻譜選擇的問題,因為這是一個避不開的問題,如果要滿足低功率廣域網的場景的話,網路的頻段要夠低,因為它既要滿足廣覆寫,還要滿足網路的穿透性,大部分感知層的物聯網設備,像氣表、水表等,它們是被放在廚房的柜子里的,相當于是被層層遮蔽的,如果網路穿透力不夠的話是沒有辦法跟設備進行連接的,

圖2全球運營商NB-IoT頻譜選擇
同時,頻段越低穿透性越強,頻段越高穿透性越弱,所以由圖2可以看到,對于運營商來講,他們相當于把最合適的一部分頻段都拿出來了,所以大部分的運營商都是在700到900M這一部分也就是SubG頻段來進行部署,當然,也有少數的部分像中國聯通他有一部分是放在1800M,所以在上文中提到的,NB-IoT網路主要是部署在SubG頻段的,而不是說全部都是在SubG頻段原因就在于此,
另外,由于NB-IoT的網路是基于4GLTE的網路的,所以運營商會在4G的基站中選擇一部分基站去做軟體升級來作為NB-IoT的基站,但是中國聯通不一樣,因為中國聯通的4G基站就是基于3G基站升級得到的,所以就相當于它可以直接使用3G1800MHz的基站升級得到NB-IoT的基站,所以聯通經過基站平滑升級之后,就直接在1800M使用NB-IoT網路,節省了很大的成本,這也就是為什么中國聯通可以在1800MHz部署NB-IoT網路,
NB-IoT產業發展
除了網路技術,基站和頻段之外,如果想要使用這個網路也得有支持設備與基站連接的芯片,所以華為早在R13就推出了Boudica120芯片,由于它推出的比較早,所以芯片的功能并不是特別強,只支持SubG頻段,并且也不支持移動性這些在R14才演進的特性,所以基于R14的一些新特性,華為又推出了Boudica150芯片來滿足新特性的使用,

圖3NB-IoT產業生態
圖3為NB-IoT技術的應用情況,其實NB-IoT所涉及的領域是比較多的,像水表、氣表、路燈、智能停車等等應用當中都有涉及,
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