NB-IoT(Narrow Band Internet of Things)作为一种新型的物联网通信标准,在窄带宽、低功耗、广覆盖物联网领域具有诸多优势。本文概述了NB-IoT的主要优势及其技术。
NB-IoT通信模组耗电极低。这得益于其惰性通信机制,大部分时间下,设备处于休眠状态(99%的时间)。主要在于其采用了 PSM 和 eDRX(拓展非连续接收)技术。
一块NB-IoT通信设备的成本大约在1~5美元左右,从而满足物联网的应用场景。
NB-IoT覆盖面积为2G、4G网的的3倍。通信上常用最大耦合损耗(MCL)来衡量通信设备信号覆盖覆盖能力。MCL与基站信号功率 P B 、接入终端信号功率 P M 有关,定义式如下:
信号强度(信噪比)随距基站距离降低,其降低值用耦合损耗表征。而最大耦合损耗可以理解为满足通信需求的最弱信号值,即最大的信号衰减值,以此来间接表征满足通信的最远距离。
如下图所示,NB-IoT MCL比2G GPRS大了20dB,覆盖范围大了三倍。
NB-IoT一个小区(约200KHz带宽)可接入50000个终端。远远多于LTE的1000个设备。
LoRa和NB-IoT都是新兴的低功耗广域网(LPWAN)技术。作为中国目前的两大主流技术,都备受关注。在国家政策的大力支持下,NB-IoT技术发展如日中天。相比之下,由于频段许可问题而沉寂了很长一段时间的LoRa技术则低调得多。那么LoRa和NB-IoT有什么不同呢?它们各自的优势是什么?不同的商业模式
首先,我们需要明确的是,LoRa和NB-IoT最基本的运营模式截然不同。
NB-IoT是运营商代理建设的网络,业主无需考虑基站部署。NB-IoT可以在通信基站本身的基础上进行改造,不需要很多的工作量就可以进行组网。那么 *** 作员就可以掌握该数据通道进行计费。那么运营商只要掌握了该数据通道就可以轻而易举的进行收费。
但同时,网络拥有者无法控制网络质量。如果存在信号盲区,也不可能对网络进行优化,为盲区信号进行补充。而且,数据的保密性对所有者来说也是无法控制的。
与NB-IoT恰恰相反,LoRa是企业自建网络。业主可以独立控制网络质量,运营数据掌握在业主手中。他们还可以根据业务需要扩展网络。
用户无需依赖运营商即可完成LoRa网络部署,不仅布局更快,成本也更低。在社区、农场、工业园区等封闭区域,特别是NB-IoT信号较弱的室内和地下环境,LORA技术优势就突显出来了。由于LoRa技术的兴起,如果民企想要涉足远距离通信,非授权频段就是一个完美的选择。
不同的工作频段
NB-loT工作在授权频段,也就是专门分配的频段。业主不能在这个频段内发送信号。国内三大运营商:电信、移动和中国联通都参与了NB-IoT,现在华为也在大力推广这一技术。
LoRa在无证频段工作,只能在某些频段工作。NB-IOT必须由运营商提供,并且必须使用运营商的网络。这就是国内运营商支持NB-IOT技术的原因。
不同的运营成本
1 NB-loT由运营商进行网络建设,用户承担NB模块硬件费用和NB-loT运营商的网络租赁费。
2LoRa为自建网络,用户只需承担LoRa模块费用+LoRa基站费用。
模块功耗不同
1、目前NB功耗高于LORA,但具体比较与终端数据接收和发送频率有较大关系;高频应用对NB功耗影响较大,与休眠/唤醒机制关系较大,而LORA受此影响较小。
2、如果是低频采集,比如一个月一次,那么NB的功耗可以保证几年的使用寿命,完全可以支撑应用;如果是高频采集,比如每小时一次,甚至半小时,预计NB的功耗至少是LoRa的3倍以上。
NB-loT的应用场景
(1)共享单车
(2)智能抄表(业主对采集频率不高,对网络可用性没有高要求的)
(3)蓄水/管网监测
(4)智能穿戴系列
(5)智能停车
(6)道路停车检测器
(7)矿区、采掘业、郊区重工业等领域和郊区
(8)区域集中式:例如,大学、普教、园区等场所
LoRa的应用场景
(1)智能抄表(对网络可用性有高要求)
(2)道路泊车检测器
(3)野外郊区作业,如矿业、采掘业、郊区重工业等;
(4)区域集中型(用户希望建设私网)
LoRa与NB-IOT的发展前景
与NB-IOT相比LoRa仍具有一定的优势。一个是自由度,因为NB-IOT依赖于运营商的基础网络建设。在许多情况下,运营商的基础设施不在覆盖范围内,而LoRa是一个自主网络。一些公司不喜欢将数据传输给其他公司,甚至运营商,因此一些公司会选择部署自己的LoRa网络,在安全性方面LoRa更胜一筹。
虽然LoRa的口碑不如NB-IOT,但就资历而言,LoRa绝对比NB-IOT强势得多。
LoRa改变了传输功耗和传输距离的平衡,改变了嵌入式通信领域的局面。给人们一种全新的技术,可以实现远距离、长续航、大系统容量和低成本的硬件。
随着LoRa联盟的推进,LoRa的产业链已经非常成熟。从基础芯片、模块到设备制造,都有相关厂商。在中国,LoRa可能没有NB-IOT那么出名,但在世界上,LoRa是非常受欢迎的。世界上有52家运营商正在部署LoRa网络,100多个国家正在进行试点。
5月8日,工信部发布的关于推进物联网发展的通知中,明确提出要构建完整的NB-IoT产业链,并且提出了NB-IoT的覆盖目标,并且大力扶持NB-IoT的发展。NB-IoT是一个风口,NB-IoT产业链也大有可为,但还想需要网络、芯片模块、平台等共同努力促进物联网发展。
一般来说,按照市场需求划分,我们将物联网设备分为三类:
1、没有流动性,数据量大(上行),频段宽,比如城市监控摄像头。
2、机动性强,切换频繁,车队跟踪管理数据量小。
3、无移动性,数据量小,对抄表等延迟不敏感。
NB-IoT就是为满足第三类物联网设备需求应运而生的,即适用于无移动性、数据量小且对延迟不敏感的应用场景。
覆盖范围得到增强(增强20dB)。
支持大规模连接,100K端子/200KHz电池。
超低功耗,电池续航时间10年。
超低成本。
将信令开销降至最低,尤其是空中接口。
确保整个系统(包括核心网络)的安全。
支持IP和非IP数据传输。
支持短信(可选部署)。
NB-IOTNB-IOT使用的是DSSS调制,并非LTE无线电。由蜂窝网络构建而成的NB-IOT网络,带宽消耗大约只有180kHz,可直接部署于GSM网络、LTE网络等一系列网络,既降低了成本也方便了升级,License频段的使用支持带内、保护带以及独立载波等部署方式,与现有网络共存。
现在很多现场的基础设施都有将传感器数据做一个集合的网关,然后再通过网关与云端通信,将现场的数据远程传输给云端,对数据进行解析、存储和分析。
4G模组基于4G通信技术的一个通信模组,具有高数据速率、宽带传输、无线即时通讯、兼容性高的特点,其核心变化是信息传输速率上面的变化。具备无线远程数传功能,且信息传输种类更加丰富,包括、音频、视频等,使得其在物联网应用市场被大家广泛应用。
NB-IoT是一种新兴的物联网络,英文名称:Narrow Band - Internet of Thing,简称 NB-IoT,中文名称:窄带物联网。主要特点:无线通信、低功耗、无需布线、多终端管理监控等等。
NB-IoT烟感(以下简称:NB烟感)就是NB-IoT模块和传统的烟感报警器结合在一起,一般为一个烟感+一个带有NB-IoT模块的底座,底座内插物联网流量卡。类似于手机插了张sim卡就能接通基站信号,同理,NB烟感能够无线连接上三大运营商(移动、电信、联通)的NB-IoT网络,当NB烟感报警时警情会通过运营商网络传送到报警云平台、手机app、电脑客户端、微信公众号等等。下图是NB烟感。左边是烟感,右边是NB-IoT底座
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