NB-IoT(窄帶物聯(lián)網)是一種低功耗技術，專為物聯(lián)網 (IoT) 應用和其他低數(shù)據(jù)速率通信要求而設計。它使用窄帶無線電頻譜和先進的電源管理技術來高效利用可用頻譜并延長物聯(lián)網設備的電池壽命。NB-IoT 基于 LTE蜂窩無線技術，并已被第三代合作伙伴計劃 (3GPP) 標準化為物聯(lián)網應用的全球無線通信標準。

什么是窄帶物聯(lián)網?

NB-IoT 是一種低功耗廣域網 ( LPWAN ) 技術，專為物聯(lián)網 (IoT) 設備和其他需要低數(shù)據(jù)速率和長電池壽命的應用而設計。它是一種蜂窩網絡技術，使用窄帶無線電頻譜為物聯(lián)網設備提供安全可靠的通信。

NB-IoT 在許可頻譜中運行，并使用先進的調制和多址技術來高效利用可用頻譜并支持大量連接設備。它還使用先進的電源管理技術來延長物聯(lián)網設備的電池壽命，這對于遠程傳感器和其他不易維護或更換電池的設備等應用至關重要。

除了低功耗和遠程功能外，與其他物聯(lián)網技術相比，窄帶物聯(lián)網還提供更高的安全性和可靠性。它使用專用的網絡基礎設施和強大的信號機制來提供可靠的通信，即使在密集的城市地區(qū)或地下深處等具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中也是如此。

總體而言，窄帶物聯(lián)網是實現(xiàn)物聯(lián)網和支持越來越多的聯(lián)網設備的關鍵技術，這些設備正在廣泛的行業(yè)中部署，從農業(yè)和制造業(yè)到智慧城市和醫(yī)療保健。

窄帶物聯(lián)網安全嗎?

由于底層技術不如傳統(tǒng)蜂窩模塊復雜，因此 OEM 可以更輕松地設計、生產和部署他們的產品。

LTE 移動網絡同樣經過驗證的安全和隱私保護也可用，包括支持;

用戶身份保密，

實體認證，

數(shù)據(jù)的完整性，

移動設備識別。

NB-IoT 用例要求

NB-IoT 可滿足許多物聯(lián)網用例的需求，因為：

效率：NB-IoT采用半雙工通信，即模塊和蜂窩基站都不能同時傳輸數(shù)據(jù)。這種半雙工通信的使用，以及較慢的 NB-IoT 數(shù)據(jù)速率、使用單個天線和較低的射頻 (RF) 帶寬，最大限度地降低了 NB-IoT 設備的復雜性，從而降低了成本。與標準 LTE Cat-1 蜂窩模塊相比，這些簡化使 NB-IoT 模塊的成本降低了 50%。

功耗：得益于省電模式 (PSM) 和 eDRX(擴展不連續(xù)接收)等功能，以及 NB 容量物聯(lián)網優(yōu)化用于小數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰浚姵毓╇姷倪吘壞K，它可以傳輸數(shù)據(jù)功率比傳統(tǒng) LTE Cat-1 模塊低 75%。因此，物聯(lián)網應用制造商可以制造出電池壽命為十年或更長時間的小工具。

容量更大：由于采用了窄帶傳輸、信令優(yōu)化、自適應調制和混合自動重復請求 (HARQ) 技術，每平方公里可以連接多達 100 萬個 NB-IoT 設備。

更好的覆蓋范圍：窄帶物聯(lián)網利用大量信號重復。與競爭性蜂窩技術相比，大信號重復增強了 NB 覆蓋物聯(lián)網 5-10 倍。但是，它會降低數(shù)據(jù)吞吐量并增加功耗。由于這種改進的覆蓋范圍，NB-IoT 設備現(xiàn)在可以連接到蜂窩網絡，即使它們位于地下、建筑物內或農村地區(qū)。

NB-IoT 的成本是多少?

窄帶物聯(lián)網的成本可能因多種因素而異，包括具體實施、使用的設備和基礎設施類型以及部署規(guī)模。因此，很難為 NB-IoT 提供精確的成本估算。

實施 NB-IoT 的成本可能包括購買和安裝必要設備和基礎設施的成本，例如基站、天線和其他硬件。它還可以包括運營和維護網絡的成本，以及購買或租賃必要頻譜的成本。

此外，NB-IoT 的成本還可能取決于部署類型，例如獨立的 NB-IoT 網絡或與現(xiàn)有蜂窩網絡集成的網絡。成本也可能因部署規(guī)模而異，更大的部署通常需要更多的設備和基礎設施。

總體而言，實施 NB-IoT 的成本將取決于一系列因素，并可能因具體實施和要求而異。

NB-IoT 是雙向的嗎?

是的，NB-IoT是一種雙向通信技術，即同時支持上行和下行通信。

在雙向通信中，數(shù)據(jù)可以從設備傳輸?shù)骄W絡(上行鏈路)，也可以從網絡傳輸?shù)皆O備(下行鏈路)，從而實現(xiàn)雙向通信。這與單向通信相反，在單向通信中，數(shù)據(jù)只能在一個方向上傳輸(從設備到網絡或從網絡到設備)。

窄帶物聯(lián)網使用先進的多址技術，例如時分多址 (TDMA) 和頻分多址 (FDMA)，以實現(xiàn)可用頻譜的高效利用并支持雙向通信。這允許物聯(lián)網設備向網絡發(fā)送數(shù)據(jù)并從網絡接收數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)廣泛的應用，例如遠程傳感器監(jiān)控、資產跟蹤和其他物聯(lián)網用例。

總體而言，NB-IoT 的雙向通信功能是其設計的重要組成部分，可實現(xiàn)廣泛的物聯(lián)網應用。

窄帶物聯(lián)網和大規(guī)模物聯(lián)網

在實踐中，我們會經常聽到 NB-IoT 和 LTE-M 之間的比較，盡管這是制造商、服務提供商和網絡運營商的移動行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)所提倡的兩種選擇。

假設您從未聽說過 LPWAN 或其他人將其描述為新事物。在那種情況下，這并不是因為它屬于無線物聯(lián)網通信的全新類別，而是因為蜂窩 LPWA 網絡在主要由正在提議的各種競爭技術和業(yè)務造成的長時間延遲之后終于在許多地區(qū)部署移動行業(yè)做出的決定。

大規(guī)模物聯(lián)網，另一個行業(yè)術語，簡單地指那些通常傳輸小數(shù)據(jù)量的“數(shù)十億”設備，經常間隔發(fā)送(因此沒有持續(xù)傳輸，但偶爾傳輸)，并且需要像 NB- 一樣的長電池壽命IoT 和其他，有時也用于對 LPWAN 進行分類。

在討論規(guī)范、用例、創(chuàng)新和其他主題之前，如果有興趣了解某些細節(jié)，先簡單介紹一下標準和標準化可能會有所幫助。移動(蜂窩)行業(yè)的標準化機構 3GPP使用編號的“版本”，其中在特定時間點設置了新標準和改進的詳細信息。這些更新包括移動行業(yè)成員開發(fā)的許多移動技術。

NB-IoT是5G還是4G?

窄帶物聯(lián)網不被視為 4G 或 5G 技術。它是一種低功耗廣域網 (LPWAN) 技術，專為物聯(lián)網 (IoT) 應用和其他低數(shù)據(jù)速率通信要求而設計。

4G 和 5G 是蜂窩網絡技術，用于為智能手機和平板電腦等移動設備提供高速移動寬帶和其他高級通信服務。這些技術使用寬帶無線電頻譜和高級調制，以及多址技術來支持高數(shù)據(jù)速率并支持大量連接的設備。

相比之下，NB-IoT 旨在為物聯(lián)網設備和其他不需要 4G 或 5G 的高數(shù)據(jù)速率和功能的應用支持低數(shù)據(jù)速率和長電池壽命。它使用窄帶射頻頻譜和先進的電源管理技術來高效利用可用頻譜并延長物聯(lián)網設備的電池壽命。

總的來說，4G 和 5G 專注于提供高速移動寬帶服務，而 NB-IoT 旨在支持廣泛的物聯(lián)網應用并推動物聯(lián)網的發(fā)展。

NB-IoT 和 LTE 有什么區(qū)別?

NB-IoT(窄帶物聯(lián)網)和 LTE都是無線通信技術，但它們的設計目的不同，并且存在一些關鍵差異。

窄帶物聯(lián)網是一種低功耗廣域網 (LPWAN) 技術，專為物聯(lián)網 (IoT) 應用和其他低數(shù)據(jù)速率通信要求而設計。它使用窄帶射頻頻譜和先進的電源管理技術來高效利用可用頻譜并延長物聯(lián)網設備的電池壽命。

相比之下，LTE 是一種蜂窩網絡技術，用于為智能手機和平板電腦等移動設備提供高速移動寬帶和其他高級通信服務。它使用寬帶無線電頻譜和高級調制，以及多址技術來支持高數(shù)據(jù)速率并支持大量連接的設備。

NB-IoT 和 LTE 之間的一些主要區(qū)別包括：

數(shù)據(jù)速率：NB-IoT 專為低數(shù)據(jù)速率應用而設計，可支持高達 200 kbps 的數(shù)據(jù)速率，而 LTE 可支持高達數(shù)百 Mbps 的數(shù)據(jù)速率。

頻譜：NB-IoT 在許可頻譜中運行，而 LTE 可以在許可和非許可頻譜中運行。

范圍：由于使用窄帶頻譜和先進的電源管理技術，NB-IoT 的范圍比 LTE 更長。

功耗：NB-IoT 專為低功耗和長電池壽命而設計，而 LTE 設備通常具有更高的功率要求。

總的來說，LTE 專注于提供高速移動寬帶服務，而 NB-IoT 旨在支持廣泛的物聯(lián)網應用并推動物聯(lián)網的發(fā)展。

NB-IoT的延遲

與 LTE-M 相比，窄帶物聯(lián)網不太適合需要極低網絡延遲的情況。因此，它在需要近實時數(shù)據(jù)的應用中并不常用。在這些情況下，LTE-M 更適合。NB-IoT 和 LTE-M 都在 5G 的發(fā)展中發(fā)揮著作用，對于需要速度且通常至關重要的應用來說，極低的網絡延遲是必不可少的。通信標準的選擇并不是這里要考慮的唯一因素。

除了NB-IoT和LTE-M在網絡延遲方面的差異外，值得注意的是邊緣計算和物聯(lián)網也可以起到快速分析傳感器數(shù)據(jù)的作用。邊緣計算允許在更靠近源頭的地方進行數(shù)據(jù)分析，而無需與云或數(shù)據(jù)中心進行通信。

具體到NB-IoT的時延，一般等于或小于10秒，范圍在1.6到10秒之間。相比之下，LTE-M 的延遲為 100 到 150 毫秒。

NB-IoT的移動性

NB-IoT 和 LTE-M 之間的一個主要區(qū)別是 NB-IoT 不完全支持移動性，而 LTE-M 支持。這意味著窄帶物聯(lián)網在需要小區(qū)之間切換的情況下可能不那么有效。不過在3GPP Release 14中對此進行了改進，對NB-IoT的特性做了一些增強。相比之下，LTE-M也支持語音。

盡管NB-IoT在移動性方面存在局限性，但它仍然廣泛應用于涉及固定資產和設備的應用和案例。這在前面提到的應用程序類型和用例中很明顯。需要注意的是，這并不意味著 NB-IoT 不能用于移動資產和設備，而是它在這一領域的能力有限。

現(xiàn)實世界中有帶追蹤器的 NB-IoT 應用、共享單車服務、帶移動組件但數(shù)據(jù)吞吐量低的環(huán)境應用、智能物流等。

更具體地說，窄帶物聯(lián)網要求設備在運動時定期重新選擇小區(qū)，而 LTE-M 則不需要。因此它不太適合移動設備(并且電池的重新選擇會影響電池壽命，因為它會消耗電量)。智能電表和銷售點終端等固定資產通常是 NB-IoT 的重點，盡管它們并不是唯一的重點。對于“真正的無縫移動”，LTE-M可以算作首選技術。

窄帶物聯(lián)網與 LoRa

NB-IoT(窄帶物聯(lián)網)和 LoRa都是低功耗廣域網 (LPWAN) 技術，專為物聯(lián)網 (IoT) 應用和其他低數(shù)據(jù)速率通信要求而設計。它們都使用窄帶無線電頻譜和先進的電源管理技術，以有效利用可用頻譜并延長物聯(lián)網設備的電池壽命。

NB-IoT 和 LoRa 之間存在一些關鍵差異，包括：

頻譜：窄帶物聯(lián)網在許可頻譜中運行，而 LoRa 可以在許可和非許可頻譜中運行。

數(shù)據(jù)速率：NB-IoT 可支持高達 200 kbps 的數(shù)據(jù)速率，而 LoRa 可支持高達 50 kbps 的數(shù)據(jù)速率。

范圍：由于使用專有的擴頻調制技術，LoRa 的范圍比窄帶物聯(lián)網更長。

功耗：NB-IoT 是為低功耗和長電池壽命而設計的，而 LoRa 設備通常具有更高的功率要求。

網絡基礎設施：窄帶物聯(lián)網采用專用的網絡基礎設施，而LoRa采用分散控制的分布式網絡架構。

總體而言，雖然 NB-IoT 和 LoRa 都是為低數(shù)據(jù)速率物聯(lián)網應用而設計的，但它們在技術實現(xiàn)和功能方面存在一些關鍵差異。

未來的NB-IoT應用

對于傳感器的廣泛部署，負擔得起的調制解調器是必不可少的。有必要改進監(jiān)測和報告各種變量的程序，例如溫度和濕度。對于涉及大量傳感器的應用，應降低數(shù)據(jù)速率和延遲。該解決方案可以滿足這些標準這一事實支持了 NB-IoT 將提高效率的說法。對于單音設備，窄帶物聯(lián)網設備已經表明它們可以處理低至 100–200kbps 甚至更低的峰值物理層數(shù)據(jù)速率。

我們還可以看看設備優(yōu)化的其他方面。例如，LTE MBB 需要兩根天線，而 NB-IoT 設備只需要一根接收天線。因此，比率和基帶解調器只需要一個接收器鏈。

窄帶寬的一個好處是難以進行模數(shù)和數(shù)模轉換、信道估計和較低的緩沖(NB-IoT 為 200kHz，而其他技術為 1.4MHZ 至 20MHZ)。

農業(yè)

得益于窄帶物聯(lián)網連接，農民將擁有高級跟蹤選項，因此帶有 u-blox NB-IoT 模塊的傳感器可以在動物運動異常時發(fā)送警報。這些傳感器可用于跟蹤環(huán)境特征，包括污染、噪音、雨水以及溫度和濕度等土壤特征。

智能計量

可以使用 NB-IoT 使用頻繁、微小的數(shù)據(jù)傳輸來完成煤氣表和水表監(jiān)控。智能電表的推出面臨著巨大的網絡覆蓋挑戰(zhàn)。儀表經常出現(xiàn)在具有挑戰(zhàn)性的位置，例如地窖、地下隧道或偏遠的農村地區(qū)。針對這一問題，NB-IoT具有突出的覆蓋和滲透能力。

智慧城市

地方政府可以使用窄帶物聯(lián)網來管理路燈、決定何時需要清空垃圾桶、定位空置停車位、關注天氣以及評估道路狀況。

智能建筑

具有 NB-IoT 連接的傳感器可以管理照明和溫度，并傳輸有關建筑物維護問題的通知。此外，窄帶物聯(lián)網可以作為建筑物的備用寬帶連接。在一些安全解決方案中，傳感器甚至可以使用 LPWA 網絡直接連接到監(jiān)控系統(tǒng)，因為這種配置更易于安裝和維護，而且入侵者更難以禁用。

消費者

可穿戴技術將通過 NB-IoT 接收遠程連接，這對于跟蹤人和動物特別有用。與此類似，NB-IoT 可用于跟蹤患有年齡或慢性相關疾病的人的健康狀況。