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NB-IoT的優勢是什麼? NBIOT經典回答

NB-IoT的優勢 :

• 強連結:在同一基站的情況下,NB-IoT可以比現有無線技術提供50-100倍的接入數。一個扇區能夠支援10萬個連線,支援低延時敏感度、超低的裝置成本、低裝置功耗和優化的網路架構。舉例來說,受限於頻寬,運營商給家庭中每個路由器僅開放8-16個接入口,而一個家庭中往往有多部手機、筆記本、平板電腦,未來要想實現全屋智慧、上百種感測裝置需要聯網就成了一個棘手的難題。而NB-IoT足以輕鬆滿足未來智慧家庭中大量裝置聯網需求。

• 高覆蓋:NB-IoT室內覆蓋能力強,比LTE提升20dB增益,相當於提升了100倍覆蓋區域能力。不僅可以滿足農村這樣的廣覆蓋需求,對於廠區、地下車庫、井蓋這類對深度覆蓋有要求的應用同樣適用。以井蓋監測為例,過去GPRS的方式需要伸出一根天線,車輛來往極易損壞,而NB-IoT只要部署得當,就可以很好的解決這一難題。

• 低功耗:低功耗特性是物聯網應用一項重要指標,特別對於一些不能經常更換電池的裝置和場合,如安置於高山荒野偏遠地區中的各類感測監測裝置,它們不可能像智慧手機一天一充電,長達幾年的電池使用壽命是最本質的需求。NB-IoT聚焦小資料量、小速率應用,因此NB-IoT裝置功耗可以做到非常小,裝置續航時間可以從過去的幾個月大幅提升到幾年。

• 低成本:與LoRa相比,NB-IoT無需重新建網,射頻和天線基本上都是複用的。以中國移動為例,900MHZ裡面有一個比較寬的頻帶,只需要清出來一部分2G的頻段,就可以直接進行LTE和NB-IoT的同時部署。低速率、低功耗、低頻寬同樣給NB-IoT晶片以及模組帶來低成本優勢。模組預期價格不超過5美元。

不過,NB-IoT仍有著自身的侷限性。在成本方面,NB-IoT模組成本未來有望降至5美元之內,但目前支援藍芽、Thread、ZigBee三種標準的芯片價格僅在2美元左右,僅支援其中一種標準的芯片價格不到1美元。巨大的價格差距無疑將讓企業部署NB-IoT產生顧慮。

此外,大部分物聯網場景如智慧門鎖、資料監測等並不需要實時無線聯網,僅需近場通訊或者通過有線方式便可完成。若更換NB-IoT,是否物有所值?

NBIOT經典回答

該部分分享的是物聯網各垂直應用領域裡,NB-IoT技術的部署,看看適合NB-IoT技術的垂直應用場景有哪些?垂直應用服務商又該如何部署? 1 NB-IoT適合的垂直應用場景有哪些?

2 NB-IoT垂直應用領域的部署成本是什麼? NB-IoT垂直應用領域的部署成本包含硬體成本、網路成本、安裝成本、服務成本。若想實現應用領域的規模化,必須降低部署成本。 3 垂直應用領域對NB-IoT的關注點在哪裡? NB-IoT技術可滿足對低功耗、長待機、深覆蓋、大容量有所要求的低速率業務,更適合靜態業務、對時延低敏感、非連續移動、實時傳輸資料的業務場景。 自主異常報告業務型別:如煙霧報警探測器、裝置工作異常等,上行極小資料量(十位元組量級),週期多以年、月為單位。 自主週期報告業務型別:如公共事業的遠端抄表、環境監測等,上行較小資料量(百位元組量級),週期多以天、小時為單位。 遠端控制指令業務型別:如裝置遠端開啟/關閉、裝置觸發傳送上行報告,下行極小資料量(十位元組量級),週期多以天、小時為單位。 軟體遠端更新業務型別:如軟體補丁/更新,上行下行較大資料量需求(千位元組量級),週期多以天、小時為單位。 4 NB-IoT的晶片廠家有哪些? 華為海思、Qualcomm、Intel、RDA、簡約納、MTK、TI、SEQUANS、MARVELL、NODRIC、中興微等。  

NB-IoT晶片商主要來自GSM/LTE Modem公司,也有類似WiFi/BT的MCU公司。未來,更多的NB-IoT晶片廠商會介入,預計在2017年Q3進入價格競爭狀態。

模組廠商:

移遠是BC95-B5/B8/B20 Ublox是SARA-N200(B8)/SARA-N201(B5)/SARA-N210((B20) 兩家都是華為的boudica120平臺的。

5 電力抄表是否青睞NB-IoT? 電力抄表的場景分為使用者側通訊和配網通訊系統。電力負荷監控系統頻段採用230MHz+1.8GHz的TD-LTE專網。 使用者電錶的遠端抄表採用過很多技術,包括GPRS、3G、LTE、PLC、Zigbee、433MHz等等,抄表頻率的目標是15分鐘一次採集和上傳,每天96個點,以便實現電網的線上監測控制。 中國等居住集中的地方主要是採用集中式抄表,主要有電力光纖集抄和GPRS集抄(佔比超過50%),歐美等居住分散的地方主要採用獨立抄表。由於電力抄表供電不是問題,資料量相對較大,目前尚未體會到電力抄表利用NB-IoT的迫切需求。 6 水錶抄表是否青睞NB-IoT? 預計2016 年全球智慧水錶安裝數將上升到3250萬隻,佔全部水錶的比例將超過30%。目前,中國智慧水錶安裝比例僅為15%,預計從2016年起年均複合增長率超過30%。 水錶的增量市場大多采用M-Bus匯流排通訊。水錶的存量市場是無線水錶的機會。無線水錶的施工簡單,因功耗、訊號覆蓋和電池壽命的問題,迫切需要NB-IoT技術來解決現實的問題。 7 氣表抄表是否青睞NB-IoT? 氣表對安全性要求較高,需要測試時間1-2年。現階段,燃氣表計開始大量使用GPRS通訊,一週抄一次,一年資費約6元人民幣。 目前,自動抄表成本高於人工成本,但燃氣面臨階梯定價的問題。因功耗、訊號覆蓋和電池壽命的問題,迫切需要NB-IoT技術來解決現實的問題,但前提是解決安全性測試問題。 8 智慧停車是否青睞NB-IoT? 場庫停車已經有很多技術手段的落地應用,各有特色,目前的難題是通訊網路覆蓋問題。 佔道停車方便了車主停車,但不利於道路通行,超大城市的佔道停車位置呈現減少的趨勢。佔道停車通常是採用人工收費、POS機收費、地磁車檢器輔助收費等方式。 NB-IoT技術用於車檢器,可以幾年不用更換電池、網路覆蓋到位、節省人工成本、減少道路擁堵、培養良好的停車習慣等。 9 智慧路燈是否青睞NB-IoT? 智慧路燈屬於市政工程,供電不是問題,主要是資費。目前主要是路段管理。也有單燈管理,採用PLC+GPRS方式通訊,因閘道器固定位置,對訊號覆蓋要求高。綜合性的智慧路燈,因需要WiFi覆蓋,採用LTE通訊。 NB-IoT的網路覆蓋優勢加上資費的優勢,可滲透到單燈管理的系統中。 10 電梯物聯網是否青睞NB-IoT? 電梯的控制箱大多是在樓頂,通過接入CAN匯流排來獲取資料。有采用GPRS單獨通訊的模式,也有采用Zigbee+GPRS的組網模式。因電梯的獨立性和高值特性, NB-IoT的網路覆蓋優勢,可方便管理固定資產。 11智慧物流是否青睞NB-IoT? 高值物品跟蹤通常採用M2M+GNSS的模式,主要用於集裝箱鎖、錢箱、疫苗箱等領域。為了保證1~3個月的工作時間,需要很大的電池供電。 NB-IoT技術可解決低功耗問題,但需要建立在網路覆蓋到位,並且全球漫遊接入。 12 農業物聯網是否青睞NB-IoT? 農業物聯網通常採用M2M、Zigbee、433MHz、WiFi、有線等方式,主要問題集中在網路覆蓋、供電和成本方面。 NB-IoT技術和感測器結合,全密封外殼,低成本、散佈在田野、水下、山林,只要網路覆蓋到位,可輔助農業生產上升一個大臺階。對於城郊和一些覆蓋到位的區域, NB-IoT可大大提升水產養殖、大棚、花卉等高附加值的農業生產流通領域。 13智慧製造是否青睞NB-IoT? 目前很多大型廠區的無線訊號覆蓋很差,有線通訊方式實施困難或成本太高,要實現智慧製造的目標,必須保證關鍵裝置和儀器儀表等進行物聯網通訊。 NB-IoT的網路覆蓋能力,配合廠區的光纖網路、寬頻網路等,打造一套簡單行之有效的全網覆蓋能力,這是實現智慧製造的基礎。 14垃圾桶是否青睞NB-IoT? 垃圾桶具有數量多、分佈廣、環境差、分類實施難等特點。浙江在試點智慧垃圾桶的應用,新加坡和歐洲一些城市採用NB-IoT技術部署垃圾桶。大多數的出發點是監測垃圾桶的滿箱,輔助指導垃圾車的行駛路線,以節省司機數量和車輛油耗。 目前來看,國外部分國家因為路線較長、人力較貴等因素,通過NB-IoT來實現垃圾桶的自動化管理。但國內較難實施。 15消防栓是否青睞NB-IoT? 目前,水務公司為了讓消防栓的浪費率從30%降低到10%,在消防栓的大栓蓋增加GPRS通訊功能,便於對消防栓的偷漏水進行平臺化管理。因功耗、訊號覆蓋和電池壽命的問題,迫切需要NB-IoT技術來解決現實的問題。 16智慧家居是否青睞NB-IoT? 智慧家居的不溫不火主要是因為家庭網路覆蓋問題,必須通過閘道器,加上品牌因素、客服因素、工程因素等導致尚未火爆便進入偃旗息鼓階段。NB-IoT技術可擺脫家庭閘道器的依賴,獨立終端加上城市網路覆蓋到位,會衍生出較好的智慧家居產業。比較適合白色家電廠家對自身產品的全生命週期管理。 17可穿戴智慧裝置是否青睞NB-IoT? 獨立可穿戴裝置迫切需要NB-IoT技術,尤其是長期的慢病監測、老人小孩和寵物的跟蹤管理,因其不依賴智慧手機,可以幾年不用充電,可以不丟失資料,可以做到易拋型,可以解決目前依賴WiFi、藍芽通訊手段的多種弊端。 18智慧建築是否青睞NB-IoT? 智慧建築的能耗分項計量、環境監測、大型固定資產管理等,比較適合NB-IoT技術。各種表計、空調、燈光、報警、溫溼度、環境引數、地下空間、管道管廊等等, NB-IoT可簡化現有體系的複雜度。 19報警探測器是否青睞NB-IoT? 家用報警探測器通常採用9V電池供電,多數屬於本地報警。聯網式報警很難普及的因素是供電以及安裝位置。NB-IoT技術可保證裝置超過5年的工作時間,並可提醒感測器失效或者電池缺電,為家庭、社群、出租戶等提供安全放心的便捷手段。20NB-IoT的產品需要哪些認證? 需要各個國家規定的入網許可證。SIM卡與IMEI號碼需要繫結。 21中國的NB-IoT產業落地會不會走在全球的前列? 未來三年全球M2M物聯網連線數高速增長,中國物聯網連線數將保持全球第一,極大促進國內物聯網上層應用蓬勃發展。 截止到2015年年底,中國的物聯網M2M連線數已經達到了7400萬,佔到全球物聯網M2M連線數的23%,全球第一,遠超美國和歐洲國家。 中國人口基數大,對智慧製造、智慧物流、智慧交通等方面的需求不斷增加,未來中國物聯網上層應用需求也將持續蓬勃發展,創造巨大的商業價值。 22中國的NB-IoT產業能否擺脫國外體系的依賴性? 未來LTE從高速和低速兩個方向上向5G演進,滿足物聯網應用的多樣化需求,促進行業上層應用蓬勃發展。NB-IoT在物聯網低速、低成本領域提供通訊支援,滿足不同細分市場的需求。 在無人駕駛、VR、遠端手術等複雜應用方面對傳輸頻寬要求高、傳輸資料量極大並且要求超低時延的應用場景,對網路技術提出了新需求,只有到5G規模化部署才能實現這些物聯網複雜應用場景。 物聯網產業的發展趨向於扁平化,中國的技術和市場將和全球產業鏈趨於同步,最終實現萬物互聯。 該部分分享的是關於NB-IoT技術方面的問題清單與答案: 23 NB-IoT和其它低功耗廣域網的技術對比? 24 NB-IoT標準會支援TDD LTE嗎? 目前,FDD LTE系統支援NB-IoT技術,目前TDD LTE系統不支援NB-IoT技術。 NB-IoT的物理層設計大部分沿用LTE系統技術,如上行採用SC-FDMA,下行採用OFDM。高層協議設計沿用LTE協議,針對其小資料包、低功耗和大連線特性進行功能增強。核心網部分基於S1介面連線,支援獨立部署和升級部署兩種方式。 25 NB-IoT支援基站定位嗎? R13不支援基站定位,但運營商網路可以做私有方案,比如基於小區ID的定位,不會影響終端,只需要網路增加定位伺服器以及與基站的聯絡即可。 R14計劃做定位增強,支援E-CID、UTDOA或者OTDOA,運營商希望的定位精度目標是在50米以內。 如果從終端複雜度角度考慮,UTDOA更好,因為對終端幾乎沒有影響,並且在覆蓋增強情況下(地下室164dB),UTDOA(上行)功耗更低;如果大部分場景不需要覆蓋增強,從網路容量角度來看,OTDOA(下行)會更好。 26NB-IoT的部署方式有哪些? NB-IoT支援3種不同部署方式,分別是獨立部署、保護帶部署、帶內部署。 獨立部署:可以利用單獨的頻帶,適合用於GSM頻段的重耕。 保護帶部署:可以利用LTE系統中邊緣無用頻帶。 帶內部署:可以利用LTE載波中間的任何資源塊。 27NB-IoT採用什麼調製解調技術? 下行採用OFDMA,子載波間隔15kHz。上行採用SC-FDMA,Single-tone:3.75kHz/15kHz,Multi-tone:15kHz。僅需支援半雙工,具有單獨的同步訊號。終端支援對Single-tone和Multi-tone能力的指示。MAC/RLC/PDCP/RRC層處理基於已有的LTE流程和協議,物理層進行相關優化。 28NB-IoT基站的連線態使用者數和啟用使用者數是多少? NB-IoT比2G/3G/4G有50~100倍的上行容量提升,在同一基站的情況下,NB-IoT可以比現有無線技術提供50~100倍的接入數。200KHz頻率下面,根據模擬測試資料,單個基站小區可支援5萬個NB-IoT終端接入。 29NB-IoT基站的覆蓋範圍是多少? NB-IoT比LTE和GPRS基站提升了20dB的增益,期望能覆蓋到地下車庫、地下室、地下管道等訊號難以到達的地方。根據模擬測試資料,在獨立部署模式下,NB-IoT覆蓋能力可達164dB,帶內部署和保護帶部署還有待模擬測試。 30NB-IoT上下行傳輸速率是多少? NB-IoT射頻頻寬為200kHz。下行速率:大於160kbps,小於250kbps。上行速率:大於160kbps,小於250kbps(Multi-tone)/200kbps(Single-tone)。 31NB-IoT是否支援重傳機制? NB-IoT為實現覆蓋增強採用了重傳(可達200次)和低階調製等機制。 32NB-IoT是否支援語音? NB-IoT在沒有覆蓋增強的情況下,支援的語音是Push to Talk。在20dB覆蓋增強的場景,只能支援類似Voice Mail。NB-IoT不支援VoLTE,其對時延要求太高,高層協議棧需要QoS保障,會增加成本。 33NB-IoT的晶片為什麼功耗低? 裝置消耗的能量與資料量或速率有關,單位時間內發出資料包的大小決定了功耗的大小。 NB-IoT引入了eDRX省電技術和PSM省電模式,進一步降低了功耗,延長了電池使用時間。NB-IoT可以讓裝置時時線上,但是通過減少不必要的信令和在PSM狀態時不接受尋呼資訊來達到省電目的。 在PSM模式下,終端仍舊註冊在網,但信令不可達,從而使終端更長時間駐留在深睡眠以達到省電的目的。eDRX省電技術進一步延長終端在空閒模式下的睡眠週期,減少接收單元不必要的啟動,相對於PSM,大幅度提升了下行可達性。 34NB-IoT休眠喚醒模式是否影響電池壽命? 目前NB-IoT給出的工作時間是基於模擬資料提供,未考慮電池本身因素和環境因素,比如電池的自放電和老化問題、高低溫環境影響等。實際使用時需根據現實情況綜合評估電池供電時間。NB-IoT採用休眠喚醒的省電方案,電池在睡眠期間被喚醒時會收到瞬時的強電流,這將極大影響電池壽命。 抄表類的應用通常採用鋰亞硫醯氯(Li/SOCl2)電池配合超級電容。消費類電子和其他應用通常採用聚合物鋰電池來供電。 35NB-IoT的晶片為什麼便宜? 低速率、低功耗、低頻寬帶來的是低成本優勢。 低速率:意味著不需要大快取,所以可以快取小、DSP配置低; 低功耗:意味著RF設計要求低,小的PA就能實現; 低頻寬:意味著不需要複雜的均衡演算法…… 這些因素使得NB-IoT晶片可以做得很小,因此成本就會降低。以某家晶片為例,NB-IoT晶片集成了BB、AP、Flash和電池管理,並預留感測器整合功能。其中AP包含三個ARM-M0核心,每個M0核心分別負責應用、安全、通訊功能,這樣在方便進行功能管理的同時降低成本和功耗。 36NB-IoT對裝置移動速率的範圍是多少? NB-IoT是為適用於移動性支援不強的應用場景(如智慧抄表、智慧停車等),同時簡化終端的複雜度、降低終端功耗。NB-IoT不支援連線態的移動性管理,包括相關測量、測量報告、切換等。 37NB-IoT的網路時延是多少? NB-IoT允許時延約為10s,但在最大耦合耗損環境中可以支援更低的時延,如6s左右。 此部分為解祕書長從12個角度來闡述運營商在部署NB-IoT技術時的問題: 38 NB-IoT的網路架構如何組成? 建設基於NB-IoT技術的物聯網垂直行業應用將趨於更加簡單,分工更加明晰。 39 國內外運營商對NB-IoT的頻段是如何劃分的? 全球大多數運營商使用900MHz頻段來部署NB-IoT,有些運營商部署在800MHz頻段。 中國聯通的NB-IoT部署在900MHz、1800MHz頻段,目前只有900MHz可以試驗。中國移動為了建設NB-IoT物聯網,將會獲得FDD牌照,並且允許重耕現有的900MHz、1800MHz頻段。中國電信的NB-IoT部署在800MHz頻段,頻率只有5MHz。 40國內運營商擁有的可使用的NB-IoT頻段 中國聯通在2016年在7個城市(北京、上海、廣州、深圳、福州、長沙、銀川)啟動基於900MHz、1800MHz的NB-IoT外場規模組網試驗,以及6個以上業務應用示範。 2018年將開始全面推進國家範圍內的NB-IoT商用部署。中國移動計劃於2017年開啟NB-IoT商用化程序。中國電信計劃於2017上半年部署NB-IoT網路。 華為聯合六家運營商(中國聯通、中國移動、沃達豐、阿聯酋電信、西班牙電信、義大利電信)在全球成立六個NB-IoT開放實驗室,聚焦NB-IoT業務創新、行業發展、互操作性測試和產品相容驗證。 中興通訊聯合中國移動在中國移動5G聯合創新中心實驗室完成NB-IoT協議的技術驗證演示。