NB-IoT新技术呈现 推动物联网产业加速前行

 导读：NB-IoT新技术呈现 推动物联网产业加速前行。物联网通信技术按照传输距离的大小可分为短距离通信技术和广域网通信技术。短距离通信技术代表有 Zigbee、Wi-Fi、Bluetooth、Z-wave 等

参考《2016-2022年中国物联网与RFID市场发展态势及十三五投资定位分析报告》

       物联网通信技术按照传输距离的大小可分为短距离通信技术和广域网通信技术。短距离通信技术代表有 Zigbee、Wi-Fi、Bluetooth、Z-wave 等。长距离通信技术包括运营商的2g/3g/4g 技术，以及近几年才兴起的 LPWAN（低功耗广域物联网）技术。其中 LPWAN 技术又能分为两类，一类是工作在非授频段的技术，如 Lora、Sigfox 等；另一类是工作在授权频段的技术，如 GSM、CDMA、WCDMA 等较成熟的 2G/3G 蜂窝通信技术，以及目前逐渐部署应用、支持不同 category 终端类型的 LTE 及其演进技术，这类技术基本都在 3GPP（主要制定 GSM、WCDMA、LTE 及其演进技术的相关标准）或 3GPP2（主要制定 CDMA 相关标准）等国际标准组织进行了标准定义。NB-IoT（Narrow Band -Internet of Things，窄带物联网）即是 2015年 9 月在 3GPP 标准组织中立项提出的一种新的窄带蜂窝通信 LPWAN 技术。

       图 1：常见物联网通信技术

       在 NB-IoT 提出之前，3GPP 就一直在推动相关机器类通信 MTC 技术的发展。首先业界都认可未来 IoT 万物互联的发展趋势，而在万物互联的时代，具备低成本、低功耗、广覆盖、低速率特点的 LPWAN 技术将扮演重要角色。3GPP 研究的方向一是面对非 3GPP 技术挑战，开展 GSM 技术的进一步演进和全新接入技术的研究。而方向二是考虑未来替代 2G/3G 物联网模块，研究低成本、演进的 LTE-MTC 技术。而 NB-IoT 正是源于方向一中全新接入技术的研究。

       此外，除了上述两个方向，3GPP 同样一直在研究更低功耗的节电技术，以及在系统架构和网络侧同步更新支持相关演进技术。

       在研究方向一的“FS_IoT_LC”的项目中，主要有 3 项技术被提出，分别是：扩展覆盖GSM 技术 EC-GSM（Extended Coverage-GSM），NBCIoT 技术和 NB-LTE 技术。其中 NB-CIoT 由华为、高通和 Neul 联合提出（Neul 为英国物联网公司，在 2014 年 9 月被华为收购），NB-LTE由爱立信、中兴、诺基亚等厂商联合提出，最终在 2015 年 9 月的 RAN#69 次全会经过激烈讨论，最终协商统一为一种技术方案，即 NB-IoT。2016 年 6 月 16 日，在韩国釜山召开的 3GPPRAN 全会上，NB-IoT（窄带蜂窝物联网）对应的 3GPP 协议相关内容获得了 RAN 全会批准，正式宣告了这项受无线产业广泛支持与关注的 NB-IoT 标准核心协议历经 2 年多的研究终于全部完成。

       图 2：NB-IoT 的形成历程

       NB-IoT 优势明显，广泛应用于各种垂直行业

       NB-IoT 是 LPWAN 技术中的“新秀”。不同于工作在未授权频谱的 LoRa、SigFox，NB-IoT构建于蜂窝网络，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。此外，NB-IoT 具备低功耗、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。

       图 3：NB-IoT 的三种部署方式

       图 4：NB-IoT 通信模组与其他终端对比

       按照华为《NB-IoT 白皮书》，NB-IoT 技术应用场景按对象可分为四大类：家居、个人、公共事业和工业。家居场景主要对应安防管理、家电控制、环境控制等场景；个人场景主要对应可穿戴设备、儿童照料、beplay下载软件 自行车等场景；公共事业场景主要对应beplay下载软件 抄表、报警探测器、beplay下载软件 垃圾桶等场景而工业场景则主要对应物流追踪、物品追踪与智慧农业等场景。

       通信巨头联合打造 NB-IoT 产业链。2016 年 2 月，在西班牙巴塞罗那，GSMA 联合华为，沃达丰，爱立信，中国移动，中国联通，AT&T，德电，Etisalat, GTI, 英特尔, KDDI, KT, LG Uplus,Mediatek, 诺基亚, Oberthur Technologies, 高通，意大利电信，Telefónica，u-blox,Verizon 共同发起成立了 NB-IoT Forum。NB-IoT Forum 旨在促进产业链健康、快速、可持续发展，扩大移动运营商网络在物联网领域创新和应用。论坛鼓励运营商和设备商等合作建立NB-IoT 开放实验室，为创新及应用提供开发和测试环境，加速技术创新和市场化。NB-IoT Forum的成立也标准着 NB-IoT 产业达到了一个新的里程碑，具备了端到端全产业链生态环境。随着更多伙伴的加入，整个产业将更加快速的向前发展。

       “万物互联”逐渐成为了大家共同认可的趋势，但是在 NB-IoT 推出之前，物联网市场上对于低功耗、低成本、高覆盖、强连接这一应用场景尚无很好的解决方式。如果使用传统的 2G、3G、4G 等技术，因为功耗与成本问题难以支持大规模终端，物联网发展受制于终端迟迟不能广泛部署。随着物联网相关技术的进一步发展，LPWAN（低功耗广域网络）作为一种新的物联网接入模式逐步受到了产业的重视。而作为 LPWAN 技术中的一类，LoRa 与 SigFox虽然能够满足低功耗、大范围部署的需求，但是由于使用非授权频谱的缘故，其安全性与抗干扰能力一直受到质疑。在这个背景下，由华为主导的基于授权频谱的 NB-IoT 技术，一解行业燃眉之急，而 NB-IoT 标准的冻结也被视为物联网行业里程碑式的事件，推动着整个行业稳步前行。

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