對于物聯(lián)網(wǎng)中的許多應(yīng)用,傳統(tǒng)的移動技術(shù)效率不高。因此,窄帶物聯(lián)網(wǎng)作為未來的標(biāo)準(zhǔn)被引入。
窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB- IoT)不僅僅是另一種無線電標(biāo)準(zhǔn); 它旨在解決不可避免的問題。200億,300億,500億 - 咨詢和市場研究公司正在不斷超越他們對物聯(lián)網(wǎng)到2020年將有多少設(shè)備互聯(lián)的估計。然而,無論數(shù)字是多少:它將太多了目前的網(wǎng)絡(luò)。
針對不同用例的不同網(wǎng)絡(luò)
物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的網(wǎng)絡(luò)選擇取決于各自的應(yīng)用。短傳輸路徑,例如智能家居、超市或工廠,可以有效地與Wi-Fi和LAN或近場技術(shù)相關(guān)聯(lián),例如藍(lán)牙,NFC(近場通信)或RFID(射頻識別) 。較大的距離需要使用移動技術(shù),特別是用于連接到云以及通過筆記本電腦,平板電腦和智能手機(jī)等移動設(shè)備進(jìn)行訪問。
但是,這項(xiàng)技術(shù)很快就會達(dá)到極限。國際電信聯(lián)盟(ITU)計算出今年移動線路的數(shù)量已經(jīng)超過了地球上的人數(shù)。一方面,這意味著要處理的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量穩(wěn)步增長 - 移動頻譜很少且非常昂貴。另一方面,它還意味著每個無線電小區(qū)的用戶數(shù)量不斷增加。物聯(lián)網(wǎng)通過其可連接的可穿戴設(shè)備,汽車和設(shè)備進(jìn)一步加劇了這一問題。然而,一種解決方案正在出現(xiàn):新的無線電技術(shù)窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB- IoT)。
NB- IoT的好處:質(zhì)量和范圍
在2016年夏天,第三代合作伙伴計劃(3GPP)標(biāo)準(zhǔn)化了NB- IoT。NB- IoT可以為每個無線電單元尋址多達(dá)50,000個用戶,并且專門為物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用開發(fā) - 例如智能計量。傳統(tǒng)移動連接達(dá)到極限的一個環(huán)境是地下室的燃?xì)夂退? 這里需要一個室內(nèi)穿透深度無需外部電源連接的無線電模塊。NB- IoT比GSM連接(全球移動通信系統(tǒng))的性能提高了20分貝; 模塊可以用電池操作。
與此同時,NB- IoT具有很高的覆蓋范圍,非常適合跟蹤集裝箱和貨物,監(jiān)控罐,風(fēng)力渦輪機(jī)和農(nóng)業(yè)中的牲畜,以及連接路燈,自動售票系統(tǒng),垃圾箱和停車位。
另一項(xiàng)資產(chǎn):低成本
另外一個好處是降低成本:許多這些應(yīng)用需要少量數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)速率極低,低于100 bit / s或幾kbit / s,并且不需要永久連接。此外,網(wǎng)絡(luò)可以在僅200 kHz的頻譜內(nèi)運(yùn)行 - 確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)某杀痉浅5?。模塊的運(yùn)行也極具成本效益:只需很長的時間間隔傳輸小型數(shù)據(jù)包,NB- IoT模塊只需要很少的能量,并且使用市售的電池可以運(yùn)行長達(dá)十年 - 無需維護(hù)成本。這些模塊的生產(chǎn)成本也非常低廉。由此可以經(jīng)濟(jì)有效地并且大規(guī)模地連接許多設(shè)備。
替代LPWA技術(shù)
NB- IoT具有低能耗和寬范圍,是一種低功耗廣域(LPWA)技術(shù),可在GSM和LTE頻率上實(shí)現(xiàn)技術(shù)。3GPP認(rèn)證的機(jī)器長期演進(jìn)(LTE-M)作為第二個LPWA標(biāo)準(zhǔn); 它是LTE標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展,專門用于物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳輸。LTE-M在下行鏈路和上行鏈路中實(shí)現(xiàn)比NB- IoT高得多的傳輸速度,但是還需要更高的帶寬。因此,這兩種技術(shù)可以相互補(bǔ)充,以涵蓋不同的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。擴(kuò)展覆蓋范圍(EC-GSM- IoT)被定義為第三個標(biāo)準(zhǔn):沒有足夠的LTE頻譜用于NB-的移動提供商IoT或LTE-M可以將其GSM頻譜與EC-GSM- IoT一起使用。
未許可與許可頻譜
其他低功耗,高覆蓋技術(shù)包括LoRaWAN,失重,Sigfox,RPMA,和UNB。然而,與藍(lán)牙和WiFi一樣,這些技術(shù)使用未經(jīng)許可的頻譜。好處:它是公開的。缺點(diǎn):它不像許可頻譜那樣受到嚴(yán)格監(jiān)管; 因此,不同的技術(shù)可以相互干擾。
由于NB - IoT,LTE-M和EC-GSM- IoT使用許可頻譜,因此與常規(guī)移動技術(shù)一樣,可確保其質(zhì)量,安全性和數(shù)據(jù)隱私標(biāo)準(zhǔn)。由于使用現(xiàn)有基礎(chǔ)架構(gòu)的技術(shù),沒有必要建立一個全新的網(wǎng)絡(luò),它們可以快速推出。德國電信,例如,做了它的手機(jī)信號塔NB- 物聯(lián)網(wǎng) -能夠通過簡單的軟件更新,并把智能停車系統(tǒng)投入運(yùn)行作為其首個商業(yè)化應(yīng)用。計劃于2017年推出更多NB- IoT解決方案。
5G:速度快,功能強(qiáng)大
自動駕駛,聯(lián)網(wǎng)汽車和遠(yuǎn)程操作等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需要幾乎實(shí)時傳輸數(shù)據(jù)。LPWA標(biāo)準(zhǔn)在這方面達(dá)到了極限。只有新的5G蜂窩標(biāo)準(zhǔn)才能實(shí)現(xiàn)小于1毫秒的延遲 - 數(shù)據(jù)速率高達(dá)50 Gbit / s。