浅谈NB—IoT对物联网的影响

张力

摘要：当前广域网低功耗通信分为两大类技术，一类是采用授权频段上的蜂窝网络技术，另一类是采用非授权频段上的低功耗物联网技术。本文将从多方位解读属于第一类的NB-IoT技术。

关键词：NB-IoT；物联网；低功耗广域网

中图分类号：TN915.9 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）11-0026-01

1 NB-IoT的概述

“物物互联”的时代正以极其迅速的脚步走进我们的生活，而数据的安全可靠传输是实现物与物相联的基本条件。由于多数情况下都采用3G、4G和GPRS技术来完成传输数据，造成使用成本居高不下，影响了物联网业务的普及度，所以NB-IoT技术为顺应市场的需要诞生了。NB-IoT（Narrowband Internet of Thing，窄带蜂窝物联网）技术采用了超窄带、重复传输、精简网络协议等原理，并通过牺牲一定速率、时延和移动性能，去获取面向低功耗广域物联网的承载能力。

该技术具有如下特点：

海量接入：相同基站覆盖条件下，NB-IoT技术是其它无线技术接入数的50至100倍，每个扇区可以保证接入10万个终端。

功耗较低：在针对许多使用电池供电的设备和场合，NB-IoT的低功耗特性可以保证设备续航时间，从几个月大幅提升到几年，因此大大降低了频繁更换电池带来的不便。

覆盖超强：NB-IoT的覆盖能力是LTE的100倍。这样不仅可以满足地广人稀地区的大范围覆盖需求，同样适用于对深度覆盖有要求的地下应用。

成本低廉：由于采用授权频段上的蜂窝网络技术，NB-IoT无需重新建网，射频和天线也基本上都可以复用。再加上NB-IoT低功耗、低带宽和低速率的特性，同样降低了芯片和模组成本。

2 NB-IoT的产业特点

2017年6月6日《工业和信息化部办公厅关于全面推进移动物联网（NB-IoT）建设发展的通知（工信厅通信函[2017]351号） 》颁布了，从而正式宣告了NB-IoT时代的来临。由于NB-IoT的产业生态圈比较庞大，所以需要从纵向产业链和横向技术标准两个维度进行分析。

纵向来看，从“芯片、模组、终端、运营商、应用”的整个产业链中，芯片在当中处于基础核心地位，现在像华为、Intel、高通、MTK等主流的芯片厂商都有支持NB-IoT技术的计划。例如华为已有芯片的测试样片；Intel和MTK的芯片都将在2018年上半年发布；高通开发了支持NB-IoT和eMTC双模的芯片。除此之外运营商的推动作用也至关重要。中国联通在900MHz和1800MHz频段部署了用于NB-IoT的网络。目前正推进北京、上海、广州等重点城市的NB-IoT商用部署，計划在2018年开始推进全国范围内的商用部署。中国移动物联网开放平台在2017年11月实现完成了NB-IoT设备的接入，成为全国首家实现NB-IoT场景解决方案的物联网平台。中国电信2017年开始重耕800MLTE网络部署NB-IoT。并且在智能交通、能源制造、智慧物流、安防监控、智慧医疗等领域成功开展了多个NB-IoT应用的外场测试及试商用。

横向来看，物联网无线通信技术主要分为两类：一类是蓝牙、WiFi、Z-wave、Zigbee等短距离通信技术。但这类技术传输速率较慢，传输范围较小，并且功耗，设备成本高，应对不了多终端、高密度、低功耗的需求；另一类是低功耗广域网。它又可分为两部分：一部分是工作于未授权频谱的LoRa、SigFox等技术。这类技术采用自定义非标，很难被运营商青睐；另一部分是工作于授权频谱下的2G、3G、4G蜂窝通信技术，比如NB-IoT、eMTC、EC-GSM-IoT等。这些技术基本都在3GPP这类国际标准组织进行了标准定义。伴随着5G技术来临，NB-IoT必将是物联网期待已久的强大蜂窝通信技术网络。

当然NB-IoT也存在着许多自身局限性。从成本考虑，现在仅支持蓝牙或ZigBee标准的芯片价格都不到1美元。但NB-IoT的模组成本还维持在5至10美元，这种价格上的巨大差距让企业在部署NB-IoT时一定会考虑成本优势问题。而在芯片模组、通讯设备和运营平台环节，前述各大主流厂商占据了市场绝大多数份额，所以说未来NB-IoT网络的商用普及仍将集中在巨头手中，市场集中度非常高。

3 NB-IoT的市场应用

目前比较成熟的NB-IoT技术解决方案主要是在智慧城市方向上的应用。下面通过几个NB-IoT相关应用的案例，让大家加深了解它的价值。

智能井盖：城市井盖有分布广，数量大的特点。目前，市政井盖的管理主要还是靠人工巡检，由于缺乏时效性，无法在井盖出现异常时迅速处理，造成潜在危险。中国移动的NB-IoT智能井盖方案通过实时监测井盖的各种状态信息，并查看井盖在所辖区内的位置和基本属性信息，可调用导航功能，引导维护人员到指定的井盖现场。

智能交通：中国联通目前已经在上海迪士尼试商用了NB-IoT智能停车解决方案，该方案可实现预定、转租停车位的功能，解决了车主停车难的困扰，实现了对停车资源的高效管理。而ofo与中国电信合作开发的NB-IoT技术共享单车解决方案，在长沙已经的到了应用，该方案比传统蜂窝技术支撑手机开锁及定位服务功能的网络成本便宜很多，低廉的成本也同时保障了低廉的租费。

智能抄表：传统智能表技术主要包括IC卡、无线远传和光电直读三种，它们有着耗电量大且硬件维护频繁、设备成本高且对应用环境要求高、布线成本高的缺点。NB-IoT技术刚好可以有效克服上述问题，而且NB-IoT对于需要低速率、高频率数据通信的智能抄表业务是非常适合的。并且智能表通常安装在人口稠密地区的固定地点，为运营商部署网络也带来便利。

4 结语

未来物联网通信方式肯定是多种多样的，每种技术都会因为各自的特点有自身的市场价值，不会出现被任何一种技术独占的局面。如今物与物的通信正逐渐兴起，我有理由相信随着NB-IoT商用的落地，必将开启物物相联的新领域和新时代。

参考文献

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[4]戴国华，余骏华.NB-IoT的产生背景、标准发展以及特性和业务研究[J].移动通信，2016.

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