窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)技術(shù)構(gòu)架詳解

移動通信正在從人和人的連接，向人與物以及物與物的連接邁進(jìn)，萬物互聯(lián)是必然趨勢。物聯(lián)網(wǎng)對連接的要求與傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)有著很大不同，窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域一個新興的技術(shù)，便是在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用需求下應(yīng)運而生的。如今，NB-IoT技術(shù)被廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)、工業(yè)、政府和生活當(dāng)中，那么NB-IoT技術(shù)的架構(gòu)到底是什么樣的呢？

一、NB-IoT技術(shù)構(gòu)架圖

典型的窄帶物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)為三層，由下而上分別是感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。

感知層：由各種傳感器構(gòu)成，包括溫濕度傳感器、二維碼標(biāo)簽、RFID標(biāo)簽和讀寫器、攝像頭、紅外線、GPS等感知終端。感知層是物聯(lián)網(wǎng)識別物體、采集信息的來源。如果將NB-IoT比喻成為人的話，感知層就是眼睛、鼻子、耳朵、皮膚等感覺器官。

網(wǎng)絡(luò)層：由各種網(wǎng)絡(luò)，包括互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和云計算平臺等組成，是整個物聯(lián)網(wǎng)的中樞，負(fù)責(zé)傳遞和處理感知層獲取的信息。窄帶物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層相當(dāng)于人的神經(jīng)系統(tǒng)，傳輸各種信號。

應(yīng)用層：是物聯(lián)網(wǎng)和用戶的接口，它與行業(yè)需求結(jié)合，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層相當(dāng)于人的大腦，負(fù)責(zé)分析和處理各種數(shù)據(jù)。

二、NB-IoT技術(shù)的優(yōu)點

1、強(qiáng)鏈接：在同一基站的情況下，NB-IoT可以比現(xiàn)有無線技術(shù)提供50~100倍的接入數(shù)。一個扇區(qū)能夠支持10萬個連接，支持低延時敏感度、超低的設(shè)備成本、低設(shè)備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這就意味著我們可以在一個不太大的空間，放置更多設(shè)備而互相又不會有干擾。

2、廣覆蓋：NB-IOT室內(nèi)覆蓋能力強(qiáng)，在同樣的頻段下，NB-IoT比現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)增益20dB，相當(dāng)于提升了100倍覆蓋區(qū)域的能力。不僅可以滿足農(nóng)村這樣的廣覆蓋需求，對于廠區(qū)、地下車庫、井蓋這類對深度覆蓋有要求的應(yīng)用同樣適用。

3、低功耗：NB-IoT模塊可以工作在3種狀態(tài)，以便節(jié)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(jù)TR45.820的仿真數(shù)據(jù)，5Wh的電池每天發(fā)送200bytes的數(shù)據(jù)，預(yù)計可使用12.8年。故可用于開發(fā)置于高山荒野偏遠(yuǎn)地區(qū)的各類傳感器監(jiān)測設(shè)備。

4、低成本：NB-IOT無需重新建網(wǎng)，射頻和天線基本上都是通用的。無論是模塊成本，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(fā)展，單個連接模塊的預(yù)期價格不超過5美元，甚至?xí)椭?美元。近期，電信發(fā)布了首個NB-IoT的包年套餐，只需要20元。

三、NB-IoT技術(shù)應(yīng)用場景

NB-IoT技術(shù)可廣泛可應(yīng)用于機(jī)房、機(jī)站動力、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，低壓配電監(jiān)控系統(tǒng)，電能數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，工廠機(jī)器設(shè)備、生產(chǎn)線運行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，生產(chǎn)信息采集系統(tǒng)等無線監(jiān)測與預(yù)警。也應(yīng)用于油田、油井、氣田，蒸汽管道、供暖管道，水泵房，冷藏、倉儲，農(nóng)業(yè)大棚、養(yǎng)殖等環(huán)境數(shù)據(jù)實時監(jiān)測與預(yù)警。