NB-LOT窄帶物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)

1、NB-IOT窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)學(xué)號：20152000356姓名： xxxx班級：xxxx專業(yè)專注NB-IOT窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)NB-IOT （基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)）是3GPP定義的CIoT技術(shù)標準。隨著新技術(shù)標準的誕生，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將更加迅速，并覆蓋幾乎所有的產(chǎn)業(yè)，帶給運營商新的商業(yè)機會。NB-IoT作為萬物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個重要分支，日益受到業(yè)界關(guān)注。近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)的成熟，NB-IoT發(fā)展也日益迅猛。浙江省無錫市鴻山小鎮(zhèn)建成全國首個NB-IoT商用網(wǎng)絡(luò)，為NB-IoT規(guī)模化商用立下了一大里程碑隨著通信業(yè)人口紅利”終結(jié)，人與人之間的通信市場日益飽和，物聯(lián)網(wǎng)百億級 M2M新連接，正成為各方競逐的

2、下一個萬億市場。其中，NB-IoT作為物聯(lián)網(wǎng)的重要分支，讓運營商的轉(zhuǎn)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(guī)模商用的重要 節(jié)點。什么是 NB-IoT ?即蜂窩窄帶物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)的無線通信技術(shù)很多，NB-IoT成為萬物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個重要分支。這是物聯(lián)網(wǎng)IoT領(lǐng)域一個新興的技術(shù)，支持低功耗設(shè)備在廣域 網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接，也被叫做低功耗廣域網(wǎng)。試用數(shù)據(jù)表明，窄帶物聯(lián)網(wǎng)具備四大優(yōu)勢 。一是廣覆蓋、深度覆蓋更好，相對相同條 件下網(wǎng)絡(luò)會有約 20dB增益；二是大連接，單小區(qū)支持5-10萬鏈接數(shù)；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

3、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(lián)網(wǎng)的統(tǒng)一標準 。專業(yè)專注事實上，近幾年，非傳統(tǒng)移動通信公司利用免許可頻譜部署和運營IoT網(wǎng)的情況已經(jīng)給移動通信帶來一定沖擊，傳統(tǒng)移動通信行業(yè)要求廠商盡快提供能與免許可頻譜非公開技術(shù)競 爭的方案。同時，3GPP針對LPWA市場設(shè)計了全新的獨立窄帶系統(tǒng)，已經(jīng)基本完成NB-IoT的主要技術(shù)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(fā)布北歐區(qū)域首個NB-IoT網(wǎng)絡(luò)，將NB-IoT推上風(fēng)口。浙江無錫首個NB-IoT商用網(wǎng)絡(luò)的建成又將其推向高潮。距離2016世界物聯(lián)網(wǎng)博覽會重頭戲之一的中國無錫鴻山物聯(lián)

4、網(wǎng)小鎮(zhèn)規(guī)劃 發(fā)布不到2個月，無錫移動就已經(jīng)率先完成了鴻山小鎮(zhèn)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋。從無錫市政府獲悉，全國首個NB-IoT窄帶物聯(lián)網(wǎng)商用網(wǎng)絡(luò)日前在該市建成啟用。預(yù)計在2017年一季度，無錫全市網(wǎng)絡(luò)將全面覆蓋。屆時，NB-IoT網(wǎng)絡(luò)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(lǐng)域發(fā)揮出更大作用，全面滿足行業(yè)、公共、個人、家庭的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求 。此次NB-IoT商用網(wǎng)絡(luò)的建成是兩方力量所促成。一方面源于中國移動 OneNET物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一開放平臺，以及中國移動在安全加密、云服務(wù)、大數(shù)據(jù)等方面的優(yōu)勢能力；另一方面則是鴻山小鎮(zhèn)獨有的吳文化特色和江南水鄉(xiāng)風(fēng)貌，內(nèi)外因素共同助力鴻山小鎮(zhèn)打造

5、全球領(lǐng) TOC o 1-5 h z 先的NB-IoT專網(wǎng)，搭建鴻山小鎮(zhèn)全球創(chuàng)客中心?？梢哉f，全國首個NB-IoT窄帶物聯(lián)網(wǎng)商用網(wǎng)絡(luò)的建成，將有利于聚集產(chǎn)業(yè)生態(tài)資源，吸引高校、創(chuàng)客空間、行業(yè)專家、應(yīng)用開發(fā)者和投資機構(gòu)共同入駐，在智慧旅游、農(nóng)業(yè)、交通、醫(yī)療、公共服務(wù)和環(huán)境等領(lǐng)域孵化出一系列成熟物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，把鴻山小鎮(zhèn)打造成集物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)集聚、創(chuàng)客服務(wù)、應(yīng)用示范的全球知名世界物聯(lián)網(wǎng)小鎮(zhèn)。專業(yè)專注物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用場景：有三個關(guān)鍵環(huán)節(jié)：1、萬物互聯(lián)，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(wǎng)絡(luò)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(yīng)

6、用，通過各種手段，從各種物體表面采集數(shù)據(jù)，最后傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)后臺，數(shù)據(jù)進行保存和管理。3、人機交互，人對物體進行控制，web應(yīng)用服務(wù)器有一個人機界面 ， 連通手機端的界面，物聯(lián)網(wǎng)采集的數(shù)據(jù)，利用web應(yīng)用服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)等對物體進行控制。物聯(lián)網(wǎng)通訊是采用數(shù)據(jù)通訊的網(wǎng)絡(luò) ，數(shù)據(jù)通訊與語音通訊有很大區(qū)別，數(shù)據(jù)通訊對時延不敏感，對可靠性要求高。上海聯(lián)通協(xié)助建設(shè)的基于4.5G技術(shù)的窄帶物聯(lián)網(wǎng)智能停車項目則是最典型的應(yīng)用案例。上海聯(lián)通在新建成的上海國際旅游度假區(qū)建設(shè)了15個NB-IoT基站，覆蓋了整個度假區(qū)，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(yīng)芯片的車輛檢測器。華為和

7、上海聯(lián)通實施的上海迪斯尼智能停車項目，所有設(shè)備、資金和產(chǎn)品由華為出資，上海聯(lián)通負責(zé)市場運營，包括后期維護和管理工作。華為和聯(lián)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(wěn)定的收益，細水長流的方式。物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)分類物聯(lián)網(wǎng)的通信技術(shù)有很多，從傳輸距離上區(qū)分，可以分為兩類：一類是短距離通信技術(shù)，代表技術(shù)有 ZigBee、WiFi、Bluetooth、Z-Wave等，典型的應(yīng)用場景如智能家居 ，另 一類是廣域網(wǎng)通訊技術(shù) ，業(yè)界定義為 LPWAN （Low-Power Wide-Area Network ,低功率廣域網(wǎng)技術(shù)），典型應(yīng)用為智慧抄表。李文耀表示，NB-IoT主要應(yīng)用于智能抄表

8、，水表、專業(yè)專注電表、氣表和熱表。在北京某些地區(qū)，已經(jīng)在做四表合一的試點LPWAN授權(quán)的頻譜技術(shù)有 NB-IoT ,用了許可頻段的好處是直接可以部署在運營商現(xiàn) 有的2G/3G/4G 網(wǎng)絡(luò)，與現(xiàn)有網(wǎng)兼容。除此之外還有非許可頻段的技術(shù)：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 口-tone ) /200kbps (Single-tone ) 。 NB-IoT 允許時延 10秒。除了車聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn) NB-IOT的運營模式外，其他應(yīng)用的商業(yè)模式還沒有

9、形成 。提供車 聯(lián)網(wǎng)、平安城市，面對高速率的應(yīng)用場景。物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)分類物聯(lián)網(wǎng)的通信技術(shù)有很多，從傳輸距離上區(qū)分，可以分為兩類：一類是短距離通信技 術(shù)，代表技術(shù)有 ZigBee、WiFi、Bluetooth、Z-Wave等，典型的應(yīng)用場景如智能家居，另一類是廣域網(wǎng)通訊技術(shù) ，業(yè)界定義為 LPWAN (Low-Power Wide-Area Network ,低功率 廣域網(wǎng)技術(shù))，典型應(yīng)用為智慧抄表。李文耀表示，NB-IoT主要應(yīng)用于智能抄表，水表、 電表、氣表和熱表。在北京某些地區(qū)，已經(jīng)在做四表合一的試點。LPWAN授權(quán)的頻譜技術(shù)有 NB-IoT ,用了許可頻段的好處是直接可以部署在運營商現(xiàn) 有

10、的2G/3G/4G 網(wǎng)絡(luò)，與現(xiàn)有網(wǎng)兼容。除此之外還有非許可頻段的技術(shù)：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 ) /200kbps (Single-tone ) 。 NB-IoT 允許時延 10秒。除了車聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn) NB-IOT的運營模式外，其他應(yīng)用的商業(yè)模式還沒有形成 。提供車 聯(lián)網(wǎng)、平安城市，面對高速率的應(yīng)用場景。專業(yè)專注為什么物聯(lián)網(wǎng)會涉及到這么多通信技術(shù)？李文耀認為，就是物聯(lián)網(wǎng)涉及到紛繁復(fù)雜的應(yīng)用場景，不同應(yīng)用場景有

11、不同的需求，不同的需求就需要不同的技術(shù)，導(dǎo)致了無線通信技術(shù)多樣化。李文耀最后展示了蜂窩物聯(lián)網(wǎng)多種接入融合組網(wǎng)方案圖，核心點包括核心網(wǎng)、接入網(wǎng)和IOT平臺，全國一張網(wǎng)，后面有大數(shù)據(jù)平臺和物聯(lián)網(wǎng)平臺。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）市場的迅速膨脹給面臨用戶增長瓶頸的電信業(yè)界帶來新的方向與紅利機會而蜂窩窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）則是打開這個市場的一把鑰匙。華為預(yù)測，到2025年全球?qū)⒂?000億個連接，其中大部分與物聯(lián)網(wǎng)有關(guān) ；另一項第 三方預(yù)測則認為，到2020年IoT全部產(chǎn)業(yè)鏈價彳1有望達到 3萬億歐元。但是直到今天，電 信行業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的參與程度都相當有限，僅有10%的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用基于蜂窩網(wǎng)絡(luò) 。NB-IoT

12、是蜂窩產(chǎn)業(yè)應(yīng)對萬物互聯(lián)的首選。蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋遼闊，NB-IoT本身又較之現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接技術(shù)具備顯著優(yōu)勢?！比A為無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品線首席戰(zhàn)略官余泉告訴C114。來自全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會（GSMA）的預(yù)測顯示，NB-IoT的出現(xiàn)將極大促進蜂窩物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在2020年會達到30億的聯(lián)接；Machina亦預(yù)測，NB-IoT未來將覆蓋25%的物聯(lián)網(wǎng) 連接。他指出，NB-IoT要成功，必須有一個開放的產(chǎn)業(yè)平臺支持；而2016年將是NB-IoT產(chǎn)業(yè)非常關(guān)鍵的一年，標準、芯片、網(wǎng)絡(luò)以及商用的應(yīng)用場景都會成熟。華為無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品線首席戰(zhàn)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-Io

13、T產(chǎn)業(yè)全球峰會專業(yè)專注在巴塞羅那舉行，匯聚了業(yè)界的最重磅企業(yè)和組織。GSMA聯(lián)合華為、沃達豐、中國移動、中國聯(lián)通等共同發(fā)起成立了NB-IoT Forum 。NB-IoT :蜂窩產(chǎn)業(yè)應(yīng)對萬物互聯(lián)首選以手機SIM卡計，移動用戶規(guī)模已經(jīng)超過全球人口，即滲透率超過 100%。人口紅利漸逝下，物聯(lián)網(wǎng)有望成為運營商們新的增長來源，并且空間巨大。傳統(tǒng)行業(yè)亦擁有強烈的物聯(lián)需求，以提升效率、實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。各國都已紛紛制定了驅(qū)動計劃，諸如德國工業(yè)4.0”、美國先進國家制造戰(zhàn)略”、中國互聯(lián)網(wǎng)+”和智能制造 2025”，從中可以看到對物聯(lián)網(wǎng)的巨大需求。從商業(yè)角度出發(fā)，蜂窩網(wǎng)絡(luò)截至目前已經(jīng)覆蓋了全球 90%以上的人口

14、和50%以上的地 理范圍?！庇嗳赋?，如果在現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)絡(luò)上能夠提供一項足夠有競爭力的技術(shù)，運營商很快就能從人的互聯(lián)世界進入物的互聯(lián)世界 ，就能將覆蓋優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為實際收入 。他介紹說，NB-IoT相較現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳統(tǒng)蜂窩技術(shù)具備4個方面優(yōu)勢。首先在于覆蓋，NB-IoT比傳統(tǒng)GSM網(wǎng)絡(luò)增益20dB ,覆蓋面積擴大10倍。第二海量聯(lián)接，NB-IoT 每扇區(qū)可以提供10萬個聯(lián)接，目前全球約有500萬個物理站點，假設(shè)全部部署 NB-IoT、 每站點三個扇區(qū)，那么可以接入的物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)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

15、不用充電。第四低成本，模組成本有望降至 5美元之內(nèi)。而未來隨著技術(shù)演進及市場 發(fā)展帶來的規(guī)模效應(yīng)，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(quán)頻譜的NB-IoT亦優(yōu)于基于非授權(quán)頻譜的WiFi、藍牙等，從空口上就已經(jīng)進行了加密，3GPP也會討論加密機制。專業(yè)專注NB-IoT成功離不開開放平臺物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)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(wǎng)站上可以看到，NB-IoT Forum的創(chuàng)始成員名單非常長，但是我更想強調(diào) 的是有20家垂直行業(yè)玩家參加了峰會。我們要面對的垂直行業(yè)玩家可能有數(shù)千家，還有很多工作要做，但是這個轉(zhuǎn)變是可喜的?！庇嗳?/p>

16、告訴C114。他認為，NB-IoT的生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)該是一個開放的體系，在標準制定的過程中、在應(yīng)用推動過程中、在技術(shù)的實現(xiàn)上，都需要眾多玩家一起做貢獻：蜂窩產(chǎn)業(yè)歷史上幾十年來都有 著開放、合作這樣的一個傳統(tǒng)，才能夠達到今天這樣非常高的成就。我相彳t在NB-IoT也會重復(fù)這樣的開放、合作，從而帶來新的商業(yè)成功，同時對社會、對經(jīng)濟起到非常好的促進 作用?！比A為常務(wù)董事、戰(zhàn)略Marketing 總裁徐文偉在另一場媒體圓桌中也強調(diào)，只有敞開自己、開放合作，才能開拓產(chǎn)業(yè)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(chǎn)業(yè)才會做大。”除了 NB-IoT Forum ,華為Open Lab 也是一個重要

17、的開放平臺。Open Lab 的目的是提供一個開放的合作平臺，在此基礎(chǔ)上促進產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈的健康發(fā)展，和合作伙伴進行集成驗證、聯(lián)合創(chuàng)新，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈價值聚合，華為目前正在全球范圍建設(shè)10個Open Lab 。通過Open Lab,垂直行業(yè)的廠商就能夠很輕松地在實際的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中去驗證他的技 術(shù)、驗證他的網(wǎng)絡(luò)、驗證他的商業(yè)模式?！庇嗳Q，在Open Lab中，已經(jīng)出現(xiàn)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。專業(yè)專注華為希望通過開放態(tài)度，吸引更多垂直行業(yè)玩家參與到NB-IoT Forum 和Open Lab工作中：宥句成語叫越俎代庖，讓我們來想具體有哪些應(yīng)用一定不會特

18、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(yè)務(wù)做創(chuàng)新。”華為副董事長、輪值CEO胡厚良曾提出，在有其他競爭技術(shù)的情況下，開拓物聯(lián)網(wǎng)市場時不我待，呼吁業(yè)界發(fā)力標準、成本及生態(tài)。2016年是NB-IoT的關(guān)鍵一年，因為產(chǎn)業(yè)都將在各方面取得較大進展?！庇嗳硎荆A(yù)計NB-IoT標準將在今年 6月的3GPP R13完成。NB-IoT標準化的源頭可以追溯至華為與沃達豐于2014年5月共同提出的 NB-M2M 。由這兩家公司首倡的窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)概念一經(jīng)提出即得到了業(yè)界的廣泛認可，隨后高通、愛立信等越來越多的行業(yè)巨頭加入到這一方向的標準化研究中。為了促進標準的統(tǒng)一有利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展，最終3GPP在2015年9月RAN全會達成一致，確立NB-IoT為窄帶蜂窩物聯(lián)