nb-iot手艺模块是甚么?详解!

2021-08-25 09:52:02 admin 100

窄带物联网或NB-物联网是为无线通讯规范物联网在其差别的情势。NB-IoT 属于低功耗广域网 ( LPWAN )种别,能够或许或许毗连须要少许数据、低带宽和长电池寿命的装备。这使其合用于物联网的各类操纵和用例

NB-IoT (窄带物联网)是一种窄带无线电手艺,合用于 M2M 和物联网(IoT)装备和操纵,须要以绝对较低的本钱在更远的规模内停止无线传输,并且操纵很少的功率来耽误电池寿命。

NB-IoT 将更好地为须要更频仍通讯的物联网操纵供给办事,NB-IoT 在允许频谱上运转不占空比限定(ABI 研讨)

在 NB-IoT 操纵中,凡是须要很少传输少许数据。窄带物联网在 2016 年景为此类无线通讯的规范,最近几年来挪动经营商已并且良多仍在安排收集功效,为客户供给窄带物联网笼盖。

NB-IoT 也被称为 LTE Cat-NB。其余术语如 LTE Cat-NB1 和 Cat N1 合用于 2016 年宣布的 NB-IoT 规范。 明天,也有 Cat N2 或 Cat NB2 装备操纵厥后呈现的加强型 NB-IoT 规范,今朝正在路上走向贸易化。

NBIoT窄带-IoT首要规格

NB-IoT 属于 LPWA 收集规范和和谈(LPWAN)种别这是IoT 仓库良多范例的无线 IoT通讯规范所操纵的称号,这些规范允许操纵带电池的装备以绝对较低的功率在广域网(广域网或 WAN,在本例中为 WWAN 或无线 WAN)停止传输(是以'LP')用于不频仍的,首要是小数据量的传输。

按照 ABI Research 的数据,到 2026 年,NB-IoT 和 LTE-M 将占有 36 亿个 LPWA 收集毗连中的 60% 以上。在残剩的 40% 份额中,LoRaSigfox将占非蜂窝 LPWA 收集毗连的 80% 以上。

NB-IoT:挪动行业对非蜂窝LPWAN的回应

NB-IoT 和 LPWAN 家属中的别的两个规范(固然不是每一小我都赞成都属于该家属,但它被遍及接管)是第一个,并且在将来良多年里只要蜂窝 LPWAN 规范5G 和物联网行将呈现

蜂窝只是象征着他们操纵蜂窝手艺,就像智妙手机一样。小区实质上是一个小区站点笼盖的地域,当你观光时,小区之间有一个切换。

别的两个蜂窝 LPWAN 规范是 eMTC (此刻凡是称为 LTE-M)和 EC-GSM-IoT。这些规范一路凡是被称为“挪动物联网”,固然该术语使人猜疑,由于旧的挪动蜂窝手艺已并且常常用于 M2M 和物联网。

从现实的角度来看,蜂窝 LPWAN 规范到来的效果是,传统的蜂窝挪动经营商供给 NB-IoT (凡是在非蜂窝收集之上,首要是 LoRaWAN 和/或与 LTE-M 一路供给)并且具备蜂窝收集手艺(比方 QoS 或办事品质)和与经营商收集及其营业生态体系协作所固有的一些益处/效果

所谓的非蜂窝 LPWAN 规范可经由过程各类范例的公司和到场者取得,详细取决于您地点的地域。在这些非蜂窝规范之一的环境下,LoRa,您会发明良多挪动经营商也出于汗青、现实和贸易缘由供给它,这对 NB-IoT 文章的规模来讲过度分了. LoRa 和 LoRaWAN 之上的其余非蜂窝选项包罗 Sigfox。LoRa 和 Sigfox 占非蜂窝 LPWAN 毗连的大局部(并且最少到 2023 年,能够或许更晚,全部 LPWAN 毗连)。

NB-IoT 能够或许“带内”安排,操纵通俗 LTE 载波内的资本块,或 LTE 载波掩护带内未操纵的资本块,或“自力”安排在公用频谱中

与其余蜂窝规范一样,NB-IoT 操纵受权频谱(非蜂窝 LPWA 收集手艺操纵非受权频谱)。NB-IoT 操纵 LTE (持久演进,假定是 4G 无线宽带规范,固然这是一种简化)的一个子集,并且能够或许以三种差别的体例停止安排。

若是您熟习 LoRa(WAN) 等一种或多种非蜂窝 LPWAN 选项,您能够或许将 NB-IoT 视为挪动行业对这些产物的最间接处理筹算。

窄带物联网和海量物联网

在现实中,您将首要看到 NB-IoT 和 LTE-M 之间的比拟,由于这是两个选项,制作商、办事供给商和收集经营商的挪动行业生态体系都但愿您在二者之间做出挑选,并且从细胞视角。

若是 LPWAN 对您来讲是新的,或当您看到有人宣称它是新的,这并不是由于它现实上是一个新的无线物联网通讯种别,而是由于颠末多年的提早,这首要与差别的手艺有关被倡议和挪动行业的营业挑选蜂窝LPWA收集在良多地域都在这里。

LPWAN 偶然也归类在术语“大规模物联网”下,这是另外一个行业术语,仅表现凡是传输少许数据的“数十亿”装备,凡是每隔一段时辰发送一次(是以不时停止延续传输)并且须要与 NB-IoT 和其余产物一样,耽误电池寿命。

在会商规范、用例、开辟等之前,先谈谈规范和规范化,若是您感乐趣,能够或许有助于懂得一些细节。挪动(蜂窝)行业的规范化机构,称为 3GPP (第三代协作火伴筹算),与编号的“版本”协作,此中新规范和加强的规范在特定时辰被解冻。这些版本涵盖了多个挪动手艺成员(挪动行业)的任务。

  • NB-IoT 的规范在“第 13 版”:LTE Cat-NB1 中被解冻。

  • 在第 14 版中,增添了后面提到的加强规范:LTE Cat-NB2 (和更多的首字母缩略词)。

  • 规范中能够或许操纵的节能形式能够或许追溯到更早的版本。

环球 NB-IoT 装备年出货量估量在 2019 年增添近两倍,达到 1.42 亿台
环球 NB-IoT 装备年出货量估量在 2019 年增添近两倍,达到 1.42 亿台

NB-IoT 和 LTE-M:首要蜂窝 LPWAN 选项之间的一些差别

让咱们来看看 NB-IoT 和 LTE-M 之间的一些典范差别,由于这是一个常常问到的题目,不会太手艺性(今朝,将增添更深切的手艺细节)

在咱们起头之前很首要,即使它能够或许很较着:当您想晓得哪一种 LPWAN 或更遍及的 IoT 通讯规范最合适您的须要和 NB-IoT 是不是合适您的名目时,不要只查抄功效和手艺规格。另外,请重视您追求的信息来历,由于此刻贸易好处很高。

固然迄今为止初期安排首要集合在智能计量等传统垂直范畴,但咱们估量 NB-IoT 将在 2019-2020 年被集成到更遍及的产物中,包罗家用电器、门锁和烟雾探测器(Fredrik Stalbrand,高等Berg Insight 阐发师)

在任甚么时辰候,打仗的可托赖的协作火伴的地域(一个或多个)要盖与您的操纵法式。功效凡是以现实能够或许性和最大值表现,而不斟酌操纵法式的设置体例。

速度和电池寿命出格如斯(有多种节能体例,但有些能够或许不合适您的环境)毗连性也合用于更遍及的环境,最后,收集的靠得住性、品质和办理和潜伏协作火伴的线路图及其协作火伴生态体系都很首要。现实上,您已与经营商生态体系中的协作火伴或其余名目的毗连供给商协作的机遇很高。贸易案例和名目的胜利相当首要。

话虽如斯,与 LTE-M 和其余 LPWA 收集选项比拟,NB-IoT 的一些特征。

NB-IoT:不如LTE-M“壮大”

在此刻收集合可用的两种首要蜂窝 LPWAN 规范(即 NB-IoT 和 eMTC/LTE-M)中,NB-IoT 在速度、数据传输才能、对真正挪动操纵的撑持方面是最不“壮大”的案例等等;在其余范畴,它更好。

NB-IoT 数据架构和关头特征的设置会影响 NB-IoT 装备的机能、本钱乃至周游才能

总的来讲,这象征着 NB-IoT 将更多地用于近似于常常发明非蜂窝规范的名目中安排的操纵法式。示例包罗智能农业、多种智能都会操纵(比方智能泊车场、智能街道照明、废料办理)、一些智能家居操纵、智能电表 (和给定的室内渗入,见下文,分表计量)、制作主动化、智能电网操纵、烟雾探测器,具备良多低功耗装备的产业物联网操纵IIoT ),也属于产业 4.0比方状况监测乃至展望性掩护、智能锁、环境监测、跟踪器等。

是以,确切规模很广,由于良多用例种别包罗更多,并且此列表并不详实。现实上,在很大程度上,非蜂窝 LPWAN 和 NB-IoT 中的用例之间存在堆叠。可是,也有其余元素。

NB-IoT时延

与 LTE-M 比拟,NB-IoT 不太合适须要很是低的收集提早的环境。

NB-IoT 手艺的上风包罗在笼盖挑衅地域的低能耗和高靠得住性

是以,在能够或许须要近及时数据的操纵中,您会发明它较少,在这类环境下,LTE-M 更合适。NB-IoT 和 LTE-M 都在通向 5G 的道路上阐扬感化,此中极低的收集提早撑持须要速度且凡是相当首要的用例。通讯规范的挑选并不是这里的独一身分。趁便说一句:若是您出于某种缘由须要疾速阐发特定的传感器数据,并且这不是特地针对通讯手艺的,请查抄边缘计较和物联网从实质上讲,边缘计较使您能够或许或许阐发更靠近源的数据,并且在与某些或数据中间停止任何通讯之前(若是乃至须要的话)

回到 NB-IoT:提早凡是即是或小于 10 秒(约莫 1.6 到 10 秒)对 LTE-M,咱们议论的是 100 到 150 毫秒的提早。

NB-IoT 和挪动性

与 LTE-M 差别,NB-IoT 不完整撑持挪动性(LTE-M 也撑持语音)。这是指咱们的小区和切换,固然自 3GPP 第 13以来已发生了变更(第 14 版在 NB-IoT 的良多特征方面有一些改良)

固然如斯,NB-IoT 在具备牢固(运动)资产和装备的操纵法式和用例中更加遍及您能够或许已在咱们下面提到的操纵法式范例和用例中重视到了这一点。重视:这并不象征着 NB-IoT 不能用于咱们偶然听到的挪动资产和装备;它只是无限的。比方,具备跟踪器的及时 NB-IoT 操纵、同享自行车操纵、具备挪动组件但吞吐量很小的环境操纵、智能物流等。

多一点手艺性:操纵 NB-IoT,装备须要在挪动时重新挑选小区;对 LTE-M,环境并非如斯。是以,它不太合适挪动装备(并且电池的重新挑选会影响电池寿命,由于它会耗损电力)通俗而言,牢固资产(如智能电表或发卖点终端)是 NB-IoT 的典范范畴,但不是独一的范畴,而对“真实的无缝挪动”而言,则是 LTE-M。

NB-IoT:存眷动力效力

NB-IoT 也更重视低能耗,是以比 LTE-M 低功耗,这也与 LTE-M 是更壮大的挑选有关。

这对您的物联网名目相当首要。若是您操纵良多带电池的 IoT 装备,那末若是这些电池须要更快改换,名目的总本钱就会增添。Tom Casaer 提到的一个例子,他的公司AllThingsTalk一向在与良多经营商协作推出他们的 LPWA 收集并供给:在荷兰,有一个带有捕鼠器的物联网名目来掩护该国的良多堤防. 若是您须要改换该名目或近似名目中一切硬件中的电池,本钱很高,由于这是一项手动任务,它是一项办事。是以,电池寿命越长,投资报答率和贸易案例的全体代价就越高。极低的功耗还象征着能够或许有大量装备的用例能够或许会更多。

NB-IoT 现实上可供给长达 10 年乃至略高于 10 年的电池寿命。在这方面它优于LTE-M。请重视,它能够或许远不到十年,是以您能够或许会大吃一惊(咱们浏览了一些使人震动的案例,但您必须与您的协作火伴查对您的名目)

您的操纵法式的充沛设置将界说现实的电池寿命,包罗节能选项(eDRX 和 PSM 或省电形式)的操纵,咱们稍后将深切处理这些题目,或在您的名目中操纵 NB-IoT 功效,比方正如后面提到的小区重选等等,下面是一些例子。长达 10 年(良多人说乃至能够或许更长)是市场营销,并且在任甚么时辰候,您的操纵法式都必须查抄能够或许耗损功率的设置和选项,乃至能够或许不晓得,在不须要的环境下。哦:这也取决于电池和它们固然若何成长,是的,有一些体例能够或许耽误电池寿命和特定的电源立异。

NB-IoT 和室内/公开渗入

对您而言,一个首要身分能够或许是 NB-IoT 的室内渗入才能(和全体加强的笼盖规模)

一个 NB-IoT 基站单位估量有才能撑持操纵 NB-IoT 毗连的数千台装备

从室内渗入的角度来看,行业凡是操纵的一个例子是公开室的智能电表(记着分表)操纵该示例也是公道的,由于智能电表鞭策了 LPWAN 市场(但这象征着一切体例和规范,包罗非蜂窝选项和智能电表,能够或许象征着良多任务,是以您能够或许将差别手艺用于差别操纵中的差别电表)出于各类缘由,或多或少是统一地域,这又会让咱们走得太远)

由于 NB-IoT 操纵窄带(或更窄的带宽和单个窄带,精确地说是 200KHz 或 180KHz),它允许增添传输功率密度,并且与其余笼盖加强功效一路,是使室内渗入和达到全体较好

想一想修建物,偏僻且难以达到的处所,乃至在某种程度上乃至是公开。LTE-M 也合用于室内笼盖,但 NB-IoT 更好。对规模和渗入的手艺材料,或,一句话,笼盖规模:NB-IoT 的最大耦合消耗为 164 dB,与 GPRS 比拟,链路估算要好 20 dB。

更多窄带物联网功效

其余特征:NB-IoT 不供给与 LTE-M (半双工)不异程度的双向性

它确切撑持无线固件更新(但一样会影响功耗,从而影响这十年),并且作为一种蜂窝手艺,它具备办事品质(QoS)和宁静性方面的上风。

均匀数据速度(下行速度和下行速度)较着取决于,并且已报告了各类均匀数据速度。固然,它们凡是低于最大值。

NB-IoT 跨地域

NB-IoT 最后安排在欧洲和亚洲。就像良多无线物联网和谈的环境一样,不只是 LPWAN 范例,今朝为止 NB-IoT 的首要市场是中国。

在美国和北美,经营商起首安排了 LTE-M 收集。固然大大都最后并不筹算如许做,但他们此刻也推出了 NB-IoT 产物,此中一些如 AT&T 和 Verizon 于 2019 年推出。在欧洲,良多经营商在推出 NB-IoT 后今朝正在进一步研讨 LTE-M。有些供给非蜂窝 LPWAN (LoRa) 与 LTE-M 相连系,乃至偶然与 NB-IoT 连系操纵。战略差别,不只是每一个经营商,偶然每一个国度/地域的经营商也因本地缘由而差别。

到 2026 年,NB-IoT 和 LTE-M 将占有 36 亿 LPWA 收集毗连的 60% 以上

一切这些演化并不像看起来那末使人惊奇或奇异。在美国,经营商从 LTE-M 起头,厥后推出 NB-IoT,即使他们不想,也有多种缘由。哪些蜂窝收集存在于那边和哪些收集(行将)封闭是缘由之一。

LTE-M 被保举并起首在美国安排的缘由之一是北美已有没有处不在的 4G 笼盖。LTE-M 实质上是 LTE 的“轻量级”版本。

NB-IoT 是一场差别的比赛。你能够或许说它是“新的”,从 2014 年起头提出了各类格局。它重用了 LTE 的几种手艺,旨在为现有的非蜂窝 LPWA 规范供给加强的蜂窝替换筹算,撑持与环境差别的各类市场场景在美国。

NB-IoT 安排已推延了好几年,此刻依然如斯。一些经营商出于各类缘由持张望立场。一些到场者对 NB-IoT 及其将若何代替非蜂窝产物很是悲观,但后者不会像多年前展望的那样在短时候内发生。

咱们将说起一些,由于明天它们依然有影响(或在您浏览本文时能够或许会发生影响,其余的就像咱们一向以来的一切收集规范和“战斗”一样:很欢快晓得您是不是关怀,下面写了良多,可是一旦任务开阔爽朗并且“赢家”在几年后就会闪现出来,只要外部人士记得,对操纵规范/收集的公司来讲,这有关紧急,由于毗连变得无处不在并且成为一种商品。

ABI Research 首席阐发师 Adarsh Krishnan 批评 LPWAN 市场演化和 NB-IoT 和 LTE-M 的提早安排
ABI Research 首席阐发师 Adarsh Krishnan 批评 LPWAN 市场演化和 NB-IoT 和 LTE-M 的提早安排

(已)阐扬(ed)感化且仿佛值得一提的元素:

NB-IoT 有几个提案。此中之一是推行它的公司但愿在 LTE-M 长进一步展开任务。另外一小我但愿操纵 Neul 公司开辟的手艺或多或少地重新起头构建 NB-IoT。

二者都被坦白,成果是兼容性题目,固然有人否定并被其余人夸大,但现实是这些挑衅致使了题目并影响了市场。

在肯定于 2019 年 10 月最少推出了一种 NB-IoT 或 LTE-M 手艺的 114 家办事供给商中,近 25% 的公司同时推出了这两种手艺

鉴于 NB-IoT (和 LTE-M)在现实中对良多人来讲依然绝对较新,并且组件和硬件生态体系中也有良多公司到场,是以存在一些题目。现实上,按照 ABI Research (2019 年 6 月)的数据,收集硬件和毗连模块的题目在 2018 年依然存在,并在 2019 年取得处理。

另外一个挑衅是您在挪动行业(和其余相干行业)中常常会看到的挑衅:资金、利润和优先事变。低功耗广域网在支出方面并不代表一个庞大的市场(本钱须要低)

这不只是影响经营商等好处相干者决议计划的一个身分,也是 LPWAN 生态体系降生的一个身分,起首(非蜂窝生态体系,即)

业内也几近不信任不会有真实的 LPWAN 市场机遇和经营商,全部行业更多地存眷当下(和将来)更首要的支出机遇,这固然超越了物联网。另外,客户操纵现有的(高贵的)蜂窝手艺(即使在明天,到今朝为止,也代表了大大都毗连)。

但是,市场便是市场,在这类非蜂窝范例的环境下,协作者早晚会起头成立一个风趣的小市场,若是作为挪动蜂窝播放器,你不采用步履,你就会错失良机。是以,为甚么良多经营商最少此刻供给未受权频段选项,和斟酌到之前的挑衅,为甚么良多经营商能够或许会持续一段时辰。但是,经营商也很难经由过程 NB-IoT 赢利,除非他们在协作火伴、办事和本地市场环境下处于有益位置。但即使如斯,它依然很难。这又与本钱、SIM 卡和您看不到的首要本钱有关。并且,让咱们面临现实,若是您看一下全部市场(环球和包罗中小企业),物联网还不是支流。

NB-IoT 周游:第一步

此刻挪动收集经营商愈来愈多地安排他们的 NB-IoT 收集,他们也起头了经营商间周游和谈,就像他们在LTE-M 周游方面所做的一样

NB-IoT 在允许频谱中运转,并且与 LTE 一样,鄙人行链路中操纵频分多址(FDMA),鄙人行链路中操纵正交 FDMA (OFDMA),和正交相移键控(QPSK)调制

AT&T 和 Vodafone Business 于 2019 年 10 月尾签订了第一份周游和谈,完成了 NB-IoT 在美国和欧洲局部地域的周游,出格是西班牙、德国、意大利、英国和荷兰的 Vodafone 收集。这还不是真实的大规模周游,但两家经营商之间的周游和谈缔造了环球最大的 NB-IoT 萍踪,自 2019 年末以来,两家经营商的客户都能够或许操纵。

较着,更多如许的 NB-IoT 周游和谈将随之而来,经由过程一个 SIM 卡完成跨多个收集的操纵。现实上,Vodafone Business 和 AT&T 也是第一个 LTE-M 周游和谈的首要倡议者,他们表现,他们但愿将这两种大规模物联网蜂窝手艺的周游笼盖规模扩展到与环球 4G 近似的程度。

NB-IoT – 毗连数和收集数

对 NB-IoT 正在成长的这个页面远非详实无遗,由于咱们仍将涵盖现今操纵 NB-IoT 的一切手艺细节和更多体例。

蜂窝物联网 - 2019 年末大规模物联网推出,2025 年大规模物联网毗连
停止 2019 年 11 月,爱立信对 NB-IoT 和 Cat-M 的展望

不过,NB-IoT 还不是支流。若是您对 NB-IoT 操纵的现实感乐趣,则必须一方面辨别 NB-IoT 收集安排和供给 NB-IoT 的经营商数目,另外一方面辨别现实毗连。

固然这看起来很较着并且与营销任务紧密亲密相干,但在这个阶段,这很关头,由于您能够或许取得对 NB-IoT 状况的很是差别的图片。此页面将更新以反应不时成长的市场并供给有关 NB-IoT 的更多信息。

那末,有几多个 NB-IoT 毗连和收集?按照 GSMA 的更新,有 34 个 LTE-M 收集和 89 个 NB-IoT 收集。停止 2019 年 10 月,爱立信挪动报告 2019 年 11 月援用了 GSA 的数据,标明共有 114 家办事供给商供给大规模物联网毗连,此中近 25% 已推出 NB-IoT 和 LTE-M。




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