窄帶物聯網(NB-IoT)技術構架詳解

行動通訊正在從人和人的連線,向人與物以及物與物的連線邁進,萬物互聯是必然趨勢。物聯網對連線的要求與傳統蜂窩網路有著很大不同,窄帶物聯網(NB-IoT)技術作為物聯網領域一個新興的技術,便是在物聯網的應用需求下應運而生的。如今,NB-IoT技術被廣泛應用到農業、工業、政府和生活當中,那麼NB-IoT技術的架構到底是什麼樣的呢?

窄帶物聯網(NB-IoT)技術構架詳解

一、NB-IoT技術構架圖

典型的窄帶物聯網架構為三層,由下而上分別是感知層、網路層、應用層。

窄帶物聯網(NB-IoT)技術構架詳解

感知層:由各種感測器構成,包括溫溼度感測器、二維碼標籤、RFID標籤和讀寫器、攝像頭、紅外線、GPS等感知終端。感知層是物聯網識別物體、採集資訊的來源。如果將NB-IoT比喻成為人的話,感知層就是眼睛、鼻子、耳朵、面板等感覺器官。

網路層:由各種網路,包括網際網路、廣電網、網路管理系統和雲計算平臺等組成,是整個物聯網的中樞,負責傳遞和處理感知層獲取的資訊。窄帶物聯網網路層相當於人的神經系統,傳輸各種訊號。

應用層:是物聯網和使用者的介面,它與行業需求結合,實現物聯網的智慧應用。物聯網的應用層相當於人的大腦,負責分析和處理各種資料。

二、NB-IoT技術的優點

1、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、低裝置功耗和最佳化的網路結構。這就意味著我們可以在一個不太大的空間,放置更多裝置而互相又不會有干擾。

2、廣覆蓋:NB-IOT室內覆蓋能力強,在同樣的頻段下,NB-IoT比現有的網路增益20dB,相當於提升了100倍覆蓋區域的能力。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。

3、低功耗:NB-IoT模組可以工作在3種狀態,以便節約功耗。在PSM模式下最大耗流為 5uA,在IDLE模式下大約為6mA。根據TR45。820的模擬資料,5Wh的電池每天傳送200bytes的資料,預計可使用12。8年。故可用於開發置於高山荒野偏遠地區的各類感測器監測裝置。

4、低成本:NB-IOT無需重新建網,射頻和天線基本上都是通用的。無論是模組成本,還是供電、通訊運營成本都比其他無線終端便宜。隨著NB-IoT的發展,單個連線模組的預期價格不超過5美元,甚至會低至2美元。近期,電信釋出了首個NB-IoT的包年套餐,只需要20元。

三、NB-IoT技術應用場景

NB-IoT技術可廣泛可應用於機房、機站動力、環境監控系統,低壓配電監控系統,電能資料監控系統,工廠機器裝置、生產線執行狀態監控系統,生產資訊採集系統等無線監測與預警。也應用於油田、油井、氣田,蒸汽管道、供暖管道,水泵房,冷藏、倉儲,農業大棚、養殖等環境資料實時監測與預警。