上海潤欣科技股份有限公司創研社

NB-IoT的全稱是Narrow Band-Internet of Things，是基于蜂窩網絡的窄帶物聯網技術，聚焦于低功耗廣域網，支持物聯網設備在廣域網的蜂窩數據連接，可直接部署與LTE網絡，可降低部署成本和實現平滑升級，是一種可在全球范圍內廣泛應用的一門物聯網技術，他的特點可以概括為：廣覆蓋、低功耗、低成本、大連接等特性。

NB-IOT，是基于3GPP組織定義的國際標準，可在全球范圍內部署，基于授權頻譜的運營、NB-IOT技術來源于電信運營商，通信設備商以及芯片設計商的共同努力，早期，華為和沃達豐主導了NB-M2M技術，高通等聯合主導的NB-CIOT技術，以及MTK等主導的NB-LTE技術，其中，NB-LTE以及NB-CIOT等之間存在著較大差異，終端無法平滑升級，相關非標準基站也存在退網風險。最后從大局出發，把NB-CIOT以及NB-LTE等相關技術融合，最終形成了NB-IOT國際標準。標準化工作的完成使全球運營商有了基于標準化的物聯網專有協議，同時也標志著NB-IOT進入模塊化商用階段，在5G商用前的節點期以及未來5G商用后的低成本、低速率市場，NB-IOT將有很大的空間。

NB-IOT網絡由以下單元組成：

1、核心網：

為了將物聯網數據發送給應用，蜂窩物聯網（CIoT）在EPS定義了兩種優化方案：分別如下：

?CIoT EPS用戶面功能優化（User Plane CIoT EPS optimisation）

?CIoT EPS控制面功能優化（Control Plane CIoT EPS optimisation）

對于CIoT EPS用戶面功能優化，物聯網數據傳送方式和傳統數據流量一樣，在無線承載上發送數據，由SGW傳送到PGW再到應用服務器。因此，這種方案在建立連接時會產生額外開銷，不過，它的優勢是數據包序列傳送更快。

這一方案支持IP數據和非IP數據傳送。

對于CIoT EPS控制面功能優化，上行數據從eNB（CIoT RAN）傳送至MME，在這里傳輸路徑分為兩個分支：或者通過SGW傳送到PGW再傳送到應用服務器，或者通過SCEF（Service Capa- bility Exposure Function）連接到應用服務器（CIoT Services），后者僅支持非IP數據傳送。下行數據傳送路徑一樣，只是方向相反，這一方案極適合非頻發的小數據包傳送。

2、接入網:

NB-IoT的接入網構架與LTE一樣。

3、頻段:

NB-IoT沿用LTE定義的頻段號，Release 13為NB-IoT指定了14個頻段

物聯網的部署方式

1）獨立部署（Stand alone operation）

適合用于GSM頻段，GSM的信道帶寬為200KHz，這剛好為NB-IoT 180KHz帶寬辟出空間，且兩邊還有10KHz的保護間隔。

2）保護帶部署（Guard band operation）

利用LTE邊緣保護頻帶中未使用的180KHz帶寬的資源塊。

3）帶內部署（In-band operation）

利用LTE載波中間的任何資源塊。

NB-IoT占用180KHz帶寬，這與在LTE幀結構中一個資源塊的帶寬是一樣的。所以，以上三種部署方式成為可能。

NB-IOT應用場景：

隨著物聯網技術的不斷成熟，物聯網的不斷商用，NB-IOT由于自身的特性，各種基于NB-IoT技術的應用案例在各個領域中逐漸涌現出來，智慧城市概念的提出，NB-IOT也在其中扮演著重要角色：比如

1：智能路燈：

城市中的每個路燈，都應實現自動化單元控制，具備依環境調光、遙控開關、參數監測、故障監測等功能。通過智能路燈系統可以進行多點控制、數據采集、等動態節點等功能，進而節約城市路燈的綜合用電，節省人力物力。以及降低維護成本。

2：智能表計：

NB-IOT技術將助推智能表計的快速演進，這些智能表計在數據傳輸方面不需要任何中介環節，從儀表直達數據平臺，所有的調試完全在后臺服務器完成，方便直接管控和階梯定價。關鍵在于NB-IOT是基于運營商的可運營網絡。其信號比小無線更加穩定可靠。功耗更低。

3：智慧井蓋：

通過內置的智能監控設備，平臺可實時監測到井蓋開合狀態、井上路面積水、井下水位等情況，并進行動態分析。一旦出現異狀、險情，比如井蓋意外開了、井下水位超過預警值等，平臺將自動將警情發送給管理人員，便于他們快速找到問題井蓋的位置、及時處理，以防發生安全事故。此外，為了有效保護監測設備，每個智慧井蓋還設有智能鎖，非授權人員無法打開。

4：智能樓宇：智能鎖

通過“NB-IoT智能門鎖+云平臺+大數據”有效解決了公寓管理中的多個難點痛點，租戶辦理入住時可一站式錄入個人身份信息及指紋特征，隨后云平臺通過NB-IoT網絡和加密算法下發到與租房合約匹配的智能鎖上，租戶即可憑身份證和指紋開鎖，開鎖記錄同步到云平臺用于加強管理。云平臺還提供了多種智能分析工具與大數據可視化工具，讓管理人員可快速對所有物業進行遠程管理。

NB-IOT方案、NB項目的應用產業已經是全球化趨勢，受到了越來越多的模塊廠家以及方案設計廠家普遍關注，未來會進一步在智慧城市、智能交通、環保物聯網、農業物聯網、消防物聯網等行業中大展身手。