NB-IoT窄带物联网概述及特点介绍

NB-IoT，即窄带物联网，是一种通信标准，旨在让物联网设备能够通过运营商网络进行工作。一般来说，它指的是使用 GSM 频谱交换数据的各种设备或传感器之间的互连。NB-IoT 是一种 LPWAN（低功率广域网）技术，不需要 "网关"。设备或传感器可以直接与运营商网络通信。在详细了解 NB-IoT 的方式和内容之前，我们先了解一下物联网和 LPWAN。

物联网（IoT）：可以定义为网络中的设备。它们有可能连接了互联网，也可能不连接互联网，但它们都可以通过网络来分析、计算和传输数据，而不需要任何人类的主动参与或计算机之间的互动。

LPWAN，即低功率广域网，可以在比较大的大范围内连接设备，并提供特征通信，例如以较低的比特率进行长距离通信，它的成本较低，功率效率更高（低功耗）。与蜂窝服务相比，LPWAN 支持较大范围内的更多设备，因此在几乎所有领域都得到了普遍的应用。LPWAN 非常适用于需要传输有限/少量数据的物联网应用。

NB-IoT 窄带物联网：是一种无线电技术标准，用于支持第三代合作伙伴计划（3GPP）开发的各种蜂窝设备和服务。该技术与全球移动通信系统（GSM）和长期演进技术（LTE）在许可频段（例如700 MHz、800 MHz和900 MHz）下共存。但 NB-IoT 将带宽限制在180kHz 的单个窄带，比特率限制在150-250kbps。

为什么选择窄带？

● 对运行功耗的要求较低

● 是短距离/固定位置无线应用的理想选择

● 与任何干扰信号重叠的概率较低

NB-IoT 支持大量的设备，尤其是面临严重限制条件下的设备，如电池寿命限制、网络覆盖不佳、处理器运算能力不足等等，但不要求较大的带宽，或者即便有较低的延迟也可以满足使用。由于 NB-IoT 利用了现有的移动网络，覆盖了 GSM 的所有频段，任何有移动网络的地区都可以有 NB-IoT，比如未连接互联网的机器、工业物联网机器、传感器等。它也是设备密度高的系统的理想选择，如室内深处、地下、停车场等。

使用 NB-IoT，可以进行以下的操作模式，如图所示：

● 单机运行：使用 GSM 频段

● 保护带运行：利用 LTE 运营商保护带内未使用的资源块

● 带内运行：利用 LTE 载波内的资源块

NB-IoT 注重室内覆盖，因为它适合在具有挑战性的无线电环境中使用大量低复杂性的设备。它能够主动地支持智能照明、停车、报警、甚至检测、安全传感器、资产管理等等。

此外，它还有众多显著的功能，使其在其他类似技术中脱颖而出。

NB-IoT 的特点：

● 较低/超低的运算功率消耗

● 最大有效载荷长度/更高的数据速率

● 更高的频谱效率

● 高密度的网络

● 提高覆盖率

● 低带宽

● 移动性

● 高可扩展性

● 更长的电池寿命

● 高安全级别

● 高抗干扰性

● 可以与2G、3G、4G共存，是5G的一个组成部分

● 可以用较低的功率向更远的范围发送信号。

● NB-IoT 在许可的频谱上运行不受占空比的限制

● 适用于具有挑战性的无线电环境中的大批量低复杂性设备

● 高连接密度允许每个小区连接多达100K的终端设备

在汽车行业，NB-IoT 可用于远程信息处理设备。原始设备制造商可以整合数据记录仪用来收集关键数据，帮助他们研究车辆使用模式，这有助于保修索赔。

NB-IoT 技术使用特定频段的天线或多频段天线，接收来自安装有 NB-IoT 模块的车辆的信号。这些模块和外围设备（如传感器）可以很容易地连接起来，与主机（微处理器或微电脑）进行通信。通信基站接收来自车辆的信号，并将其传输到 NB-IoT 核心网络。在那里，数据被处理为节点到应用或应用到节点，并被监控。
 

使用 NB-IoT 所产生的数据费用几乎是最低的，所以原始设备制造商可以大量部署这些设备。每辆生产车辆都可以有能力与中央服务器共享关键信息。NB-IoT 可以通过收集周围车辆的速度和位置信息来避免事故，缓解交通拥堵，对环境产生积极影响，从而在车与车之间的通信中发挥巨大作用。

下表将帮助你了解 NB-IoT 与 LoRalliance 和 Sigfox 的比较。

* Sigfox 于2010年由初创公司 Sigfox（位于法国图卢兹）开发。它既是一家公司，也是一个 LPWAN 网络运营商。

* LoRa，由初创公司 Cycleo 于2009年首次开发（位于法国格勒诺布尔）。2015年被 Semtech（美国）收购，并由 LoRa-Alliance 进行标准化。

　　审核编辑：汤梓红