NB-IoT，即窄帶物聯(lián)網(wǎng)，是一種通信標(biāo)準(zhǔn)，旨在讓物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能夠通過運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工作。一般來說，它指的是使用 GSM 頻譜交換數(shù)據(jù)的各種設(shè)備或傳感器之間的互連。NB-IoT 是一種 LPWAN（低功率廣域網(wǎng)）技術(shù)，不需要 "網(wǎng)關(guān)"。設(shè)備或傳感器可以直接與運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)通信。在詳細(xì)了解 NB-IoT 的方式和內(nèi)容之前，我們先了解一下物聯(lián)網(wǎng)和 LPWAN。

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）：可以定義為網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備。它們有可能連接了互聯(lián)網(wǎng)，也可能不連接互聯(lián)網(wǎng)，但它們都可以通過網(wǎng)絡(luò)來分析、計(jì)算和傳輸數(shù)據(jù)，而不需要任何人類的主動(dòng)參與或計(jì)算機(jī)之間的互動(dòng)。

LPWAN，即低功率廣域網(wǎng)，可以在比較大的大范圍內(nèi)連接設(shè)備，并提供特征通信，例如以較低的比特率進(jìn)行長(zhǎng)距離通信，它的成本較低，功率效率更高（低功耗）。與蜂窩服務(wù)相比，LPWAN 支持較大范圍內(nèi)的更多設(shè)備，因此在幾乎所有領(lǐng)域都得到了普遍的應(yīng)用。LPWAN 非常適用于需要傳輸有限/少量數(shù)據(jù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

NB-IoT 窄帶物聯(lián)網(wǎng)：是一種無線電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，用于支持第三代合作伙伴計(jì)劃（3GPP）開發(fā)的各種蜂窩設(shè)備和服務(wù)。該技術(shù)與全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM）和長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)（LTE）在許可頻段（例如700 MHz、800 MHz和900 MHz）下共存。但 NB-IoT 將帶寬限制在180kHz 的單個(gè)窄帶，比特率限制在150-250kbps。

為什么選擇窄帶？

● 對(duì)運(yùn)行功耗的要求較低

●是短距離/固定位置無線應(yīng)用的理想選擇

●與任何干擾信號(hào)重疊的概率較低

NB-IoT 支持大量的設(shè)備，尤其是面臨嚴(yán)重限制條件下的設(shè)備，如電池壽命限制、網(wǎng)絡(luò)覆蓋不佳、處理器運(yùn)算能力不足等等，但不要求較大的帶寬，或者即便有較低的延遲也可以滿足使用。由于 NB-IoT 利用了現(xiàn)有的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，覆蓋了 GSM 的所有頻段，任何有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的地區(qū)都可以有 NB-IoT，比如未連接互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)器、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器、傳感器等。它也是設(shè)備密度高的系統(tǒng)的理想選擇，如室內(nèi)深處、地下、停車場(chǎng)等。

使用 NB-IoT，可以進(jìn)行以下的操作模式，如圖所示：

●單機(jī)運(yùn)行：使用 GSM 頻段

●保護(hù)帶運(yùn)行：利用 LTE 運(yùn)營(yíng)商保護(hù)帶內(nèi)未使用的資源塊

●帶內(nèi)運(yùn)行：利用 LTE 載波內(nèi)的資源塊

NB-IoT 注重室內(nèi)覆蓋，因?yàn)樗m合在具有挑戰(zhàn)性的無線電環(huán)境中使用大量低復(fù)雜性的設(shè)備。它能夠主動(dòng)地支持智能照明、停車、報(bào)警、甚至檢測(cè)、安全傳感器、資產(chǎn)管理等等。

此外，它還有眾多顯著的功能，使其在其他類似技術(shù)中脫穎而出。

NB-IoT 的特點(diǎn)：

●較低/超低的運(yùn)算功率消耗

●最大有效載荷長(zhǎng)度/更高的數(shù)據(jù)速率

●更高的頻譜效率

●高密度的網(wǎng)絡(luò)

●提高覆蓋率

●低帶寬

●移動(dòng)性

●高可擴(kuò)展性

●更長(zhǎng)的電池壽命

●高安全級(jí)別

●高抗干擾性

●可以與2G、3G、4G共存，是5G的一個(gè)組成部分

●可以用較低的功率向更遠(yuǎn)的范圍發(fā)送信號(hào)。

●NB-IoT 在許可的頻譜上運(yùn)行不受占空比的限制

●適用于具有挑戰(zhàn)性的無線電環(huán)境中的大批量低復(fù)雜性設(shè)備

●高連接密度允許每個(gè)小區(qū)連接多達(dá)100K的終端設(shè)備

在汽車行業(yè)，NB-IoT 可用于遠(yuǎn)程信息處理設(shè)備。原始設(shè)備制造商可以整合數(shù)據(jù)記錄儀用來收集關(guān)鍵數(shù)據(jù)，幫助他們研究車輛使用模式，這有助于保修索賠。

NB-IoT 技術(shù)使用特定頻段的天線或多頻段天線，接收來自安裝有 NB-IoT 模塊的車輛的信號(hào)。這些模塊和外圍設(shè)備（如傳感器）可以很容易地連接起來，與主機(jī)（微處理器或微電腦）進(jìn)行通信。通信基站接收來自車輛的信號(hào)，并將其傳輸?shù)?NB-IoT 核心網(wǎng)絡(luò)。在那里，數(shù)據(jù)被處理為節(jié)點(diǎn)到應(yīng)用或應(yīng)用到節(jié)點(diǎn)，并被監(jiān)控。

使用 NB-IoT 所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)費(fèi)用幾乎是最低的，所以原始設(shè)備制造商可以大量部署這些設(shè)備。每輛生產(chǎn)車輛都可以有能力與中央服務(wù)器共享關(guān)鍵信息。NB-IoT 可以通過收集周圍車輛的速度和位置信息來避免事故，緩解交通擁堵，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生積極影響，從而在車與車之間的通信中發(fā)揮巨大作用。

下表將幫助你了解 NB-IoT 與 LoRalliance 和 Sigfox 的比較。

* Sigfox 于2010年由初創(chuàng)公司 Sigfox（位于法國(guó)圖盧茲）開發(fā)。它既是一家公司，也是一個(gè) LPWAN 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商。

* LoRa，由初創(chuàng)公司 Cycleo 于2009年首次開發(fā)（位于法國(guó)格勒諾布爾）。2015年被 Semtech（美國(guó)）收購，并由 LoRa-Alliance 進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

審核編輯：湯梓紅