物联网概念火爆 窄带物联网的特点分析

1.为什么需要物联网

最近几年，物联网的概念非常火爆，和物联网相关的技术，例如NB-IoT、LoRa、eMTC等，都频繁地出现在我们的眼前，出现在新闻里，出现在展会上。其实，「物联网」并不是一个新鲜词，20年前就有这样的叫法。而且，“物联网很重要”、“物联网一定会火”、“物联网一定能改变世界”……类似这样的言论，被翻来覆去说了很多年，大家也听了很多年。

我们为什么需要物联网呢？

人类诞生之日起，就有了通信。通信的历史，和人类史一样漫长。可以说，没有它，就没有人类社会。

换句话说，人类发展史，就是通信技术的发展史。从烽火台，到驿站，再到无线电报、固定电话、手机，都是通信技术。

最近的几十年里，通信技术的发展，已经基本将每一个人通过手机和互联网连接起来。除欠发达地区外，“人均一部手机”的描述并不夸张。可以说，把每一个人连接起来的目标，已经基本实现了。接下来，通信技术会就此停歇吗？显然不会的。我们虽然实现了空前紧密的人类联结，但还远远没有实现世界的联结。这个世界，除了“人”，还有“物”。这个“物”，既包括动物，也包括植物，还有所有没有生命的物体。人连接的目的，是为了信息传递，物连接的目的，也是为了更快速的信息传递。人类更好地生存，更有效率地生产，都离不开高效率的工具来加速信息传递。从木棒石块开始，到青铜钢铁，再到蒸汽机，再再到计算机。我们使用越来越多的工具，越来越发达的工具。

交通工具的进化以前，没有发达的工具和技术，一个人的控制能力非常有限——搬一个石头、捕获一条鱼。今天，在发达工具和技术的帮助下，一个人的能量和效率能得到最大的发挥。例如，只需要一个司机，就能驾驶一辆几千吨重的火车。通信工具也是工具，借助强大的通信网络，可以无限扩大人类的控制边界。人类能控制的已经不再是身边的物体，而是遥远的物体，或者庞大的系统。例如一个城市级的系统，甚至是一个国家级的系统。物联网，就是这样的工具，帮助你连接和控制万物。

迄今为止，二三十年都过去了。人们一直都在谈论物联网，一直在宣扬它的价值，但是，它也一直处于“叫好不叫座”的境地。为什么呢？不是因为需求不足，也不是因为资金不够，而是因为技术没有成熟。过去，我们所说的物联网，是基于无线局域网（WLAN）技术的物联网。物联网终端，接入的是无线路由器或专门的网关设备。你家的摄像头、门窗传感器、智能灯，只能连接Wi-Fi，通过Wi-Fi进行控制，就和家里的PC电脑一样。但是无线局域网（WLAN）应用场景也不是能完全满足人们的需求，它耗电量较大、传输距离较短，对于工业场景是无法满足的。

于是，通讯技术发展向了另一类不以传输数据速度为目标，而是以长距离、低频低耗传输见长的方式——窄带物联网。

2.窄带物联网NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）

窄带物联网（Narrow Band Internet of Things,NB-IoT）成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180kHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。

NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

广覆盖，增益高，覆盖面积大，信号质量好，网络建设成本低！

低功耗，一个电池用10年，摆脱了对电源和电线的依赖。彻底的无“线”！

大连接，决定了它支持海量的终端，一个小区就能hold住几万个点！

低成本，每个通讯模块才几十块钱（将来甚至几块钱），价格便宜！

是什么让NB-IoT能做到这样低的功率呢？这跟它自身的三种工作状态密切相关，并且这三种状态会根据不同的配置参数自动切换。

一.Connected(连接态)：

模块注册入网后处于该状态，可以发送和接收数据，无数据交互超过一段时间后会进入Idle模式，时间可配置。

二.Idle(空闲态)：

可收发数据，且接收下行数据会进入Connected状态，无数据交互超过一段时会进入PSM模式，时间可配置。

三.PSM(节能模式)：

此模式下终端关闭收发信号机，不监听无线侧的寻呼，因此虽然依旧注册在网络，但信令不可达，无法收到下行数据，功率很小。

持续时间由核心网配置(T3412)，有上行数据需要传输或TAU周期结束时会进入Connected态。

正是由于其三种模式的存在，让待机十年成为了可完成的任务，因为NB-IoT自身具备的低功耗、广覆盖、低成本、大容量等优势，使其可以广泛应用于多种垂直行业，如远程抄表、资产跟踪、智能路灯、智慧农业等。

现如今，5G的时代也已来临，5GIoT的概念也被提出，各种技术互为补充，我们会有更加丰富、更加智能化的生活工作体验。相信未来，万物互联远不止我们现在设想的这些，时代演进，各种物联网技术擦出的火花最后会变成怎样的璀璨，让我们拭目以待。
编辑：hfy