国内主流的窄宽带物联网技术有哪些?

通信世界消息（CWW）物联网是“中国制造2025”的核心组成部分，而NB-IoT是目前物联网众多标准技术当中最热门、最被看好的一项技术。窄带物联网（NB-IoT）成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180kHz的带宽，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。

全球范围内的运营商都在寻找新的应用模式，物联网的迅猛发展给通信产业带来新的生机。与传统的蜂窝通信不同，物联网要求有海量的连接数、低的终端成本、低的终端功耗和超强的覆盖能力。物联网通信能否成功发展的一个关键因素是标准化。这些年来，不同行业和标准组织都制定了一系列物联网通信方面的标准，大的就有LTE

R12和R13的低成本终端Category0及eMTC，小的更是难以计数。但从至今的部署情况来看，无论从终端成本、终端能耗和穿透覆盖等方面，这些技术标准都难以与免授权频谱的LoRA,
Sigfox等技术相竞争。

NB-IoT的出现一下子带来了希望。NB-IoT从2015年9月在3GPP

RAN立项以后，得到全球大多数的运营商、系统设备商、终端厂商的关注和响应。R13的NB-IoT协议于2016年6月冻结，这标志着一个具有巨大商业前景的、世界范围统一的物联网通信标准已经产生，为今后物联网的发展提供了广大的先机。

三位作者针对中国的NB-IoT、乃至物联网的产业链发展会起到积极的作用创作的《窄带物联网：标准与关键技术》对LTE
R13
NB-IoT的整体协议做了比较详尽和全面系统的描述，涉及网络架构、物理层的各类信道、空口控制面、空口用户面、关键过程、射频指标和后续演进。不仅讲述协议中涉及的关键技术，而且对重要的、但未被采纳的候选技术也进行了对比，呈现部分标准化的过程。书中还配有大量的性能分析。

仅供参考
物联网卡就是借助于某种场景的智能设备（智能穿戴、车载设备等）通过通信传输网络，是三大运营商面向物联网用户为智能终端设备提供的移动通信接入业务，具有上网速率快的优点。物联网卡成分多种多样方式，例如一些情景合适NB－IoT方式，一些情景合适一般2G／3G／4g方式。NB－IoT就是NarrowBandInternetofThings，俗称窄带物联网，其中的NB就是Narrow Band，窄带的意思。NB物联网卡朝向物联网技术行业中具备“小信息量、低速度、低能耗”特性的低能耗多源（LPWA）移动通信技术连接服务项目，主要提供短消息、数据信息，不提供视频语音。
NB物联卡与普通物联网卡的相同不同之处？
1、NB物联卡和普通物联卡相同之处是都不提供视频语音服务。
2、NB物联卡和普通物联卡的不同之处：
在网络上：NB物联卡是NB－IOT网络，一个独立的网络频段，属于4G，NB卡不兼容其他2／3／4g设备，不支持与手机之间的直接数据通信；普通物联卡一般是2G／3G／4G网络。
在面向用户上：NB物联卡覆盖广，能耗低，连接数更多，仅向集团客户开放，暂不对个人客户开放；物联卡可以对个人智能设备开放，比如智能手表等等。
在收费上：NB卡资费便宜；物联卡资费相对较贵。
什么是NB物联卡．中琛物联平台表示物联卡市场上有不少的设备需要使用到物联网NB卡，企业在批量采购NB卡的时候，需要提前与供应商进行需求沟通，避免因为沟通不充分影响设备的正常使用。

物联网的技术原理

事实上，物联网的原理是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信技术，构建覆盖全球数万座建筑的物联网。在这个网络中，建筑物（物品）之间可以在不需要人工干预的情况下进行通信。其实质是利用射频自动识别技术，通过计算机互联网实现物品之间的自动识别和信息的互联与共享。

物联网的核心技术还在云计算中，云计算是物联网实现的核心。物联网的三个关键技术和领域包括：传感器技术、RFID标签技术、嵌入式系统技术。领域：公共事务管理(节能环保、交通管理等)、公共社会服务(医疗健康、家居建筑、金融保险等)、经济发展(能源电力、物流零售等)。

传感器技术是计算机应用中的一项关键技术，将传输线上的模拟信号转化为可由计算机处理的数字信号。

RFID，即射频识别，是一种集射频技术和嵌入式技术于一体的集成技术，在不久的将来将广泛应用于自动识别和货物物流管理。

嵌入式系统技术是集计算机软件、计算机硬件、传感器技术、集成电路技术和电子应用技术为一体的复杂技术。

物联网使用场景，主要体现在几个步骤：采集、传输、计算、展示

物联网终端采集数据，将数据传送给服务器，服务器存储和处理数据，并将数据显示给用户。

例如，自行车是共享的，前向过程是自行车获取GPS位置数据，通过2G网络向服务器报告，服务器记录自行车位置信息，用户在APP终端查看自行车位置。反向处理是用户向服务器发出解锁请求，服务器通过2G网络向自行车发送解锁指令，自行车执行解锁指令。

物联网的大大小小的应用都是基于正向数据采集和反向指令控制实现的。

传输模式的选择：取决于距离和功耗

物联网的联网方式：

近距离低功耗，带BLE或ZigBee。

远距离低功耗，NB-IoT或2G

近距离大数据，带WiFi

大数据远程，使用4G网络

关于网络布局：

远距离传输比短距离传输更昂贵，功耗更高。合理使用远距离和远距离配置可以有效降低物联网终端的成本。

例如，原始共享自行车被2G网络解锁，需要数据的长连接或下行短消息解锁，功耗高，下载的共享自行车丢弃了远程解锁，直接使用手机的蓝牙解锁自行车，节省数据流，降低功耗，本发明还可以提高解锁速度，剩余能量电动自行车智能充电站也是物联网的高科技产品，采用最新的窄带通信技术引领电动自行车充电设备的技术高度。

云服务设计

物联网的云服务器和应用程序设计与I互联网基本一致，Java、PHP和ASP可用于物联网的后台处理。

移动互联网是“人-服务器-人”的框架，物联网是"物-服务器-人"的框架，两者是相同的，物联网终端设备也采用TCP、>

总结简图

车锁与物联网

扫码开锁即可解锁骑车，是共享单车的特点。说到智能锁，这里就必须要提到物联网了。共享单车的物联网原理主要是采用了“手机端—云端—单车端”的架构：

手机端：我们通过手机端的App可以查看附近的单车，充值、预约开锁等等;

云端：云端就是服务器端了，是整个共享单车系统的控制台，它可以与所有的单车进行数据通讯，收集信息指令，响应用户和管理员的 *** 作;

单车端：单车端是收集信息与执行命令的一端，比如卫星定位、开锁等等。而整个物联网最具象的体现就体现在了它的这个锁上了。

共享单车的智能锁内部集成了GPS系统和带有SIM卡!它能够将车辆所在位置和电子锁的状态传输给云端。

这里的SIM卡绝对有必要说一下，大多数人应该都不会意识到车锁里面还集成了SIM卡。而这个SIM卡其实我们常用的电话卡还有所不同。它属于物联网SIM卡，物联网卡是通过装置在各类物体上的SIM卡、传感器、二维码等，经过接口与无线网络连接，可以实现人与物体和物体与物体间的沟通和对话。

最后，说到车锁的核心——CPU。以摩拜单车为例，摩拜单车通过嵌入式芯片搭建了一个稳定高效的“CPU”大脑处理器，运用GPS模块实现了定位，将SIM卡经过接口与无线网络连接来达到给用户显示单车实时位置以及进行连接等。

共享单车所采用的是比较常见的物联网应用架构：云-用户-终端。像上文提到共享叉车的可能实现，也是基于将设备与数据接入AbleCloud所提供的物联网云端的实现。虽然物联网的架构并不只有这一种，但我们目前用到的绝大多数服务用的都是这种。

那共享单车跟电信运营商又是什么联系呢

NB-IoT技术

共享单车得到市场认可的主要原因是其便捷的使用方式，核心环节包括找车、开锁、还车和计费，而这4个核心环节都依赖一张高质量的无线网络将单车与云端服务器“连接”起来。“连接”背后的关键挑战在于网络覆盖和电子锁功耗。

目前，蜂窝网络覆盖不足会导致用户锁车后车辆状态无法反馈到云端，迟迟无法计费和释放该车辆，给用户使用共享单车带来诸多困扰。同时，使用传统通信技术的电子锁有较高的功耗，使单车不得不内置微型发电装置，通过用户的骑行为车锁充电，这样不可避免地影响了用户的骑行体验，增加故障发生概率。

值得关注的是NB-IoT窄带物联网技术。这是运营商今年力推的一项技术，力图通过广泛的物联网设备将运营商管道能力触达到更多场景。基于NB-IoT技术的共享单车应用开发也是该领域的一个突破。

简单的说，共享单车作为典型的低功耗广域市场应用，NB-IoT的技术特点很符合此类场景。

强链接：在同一基站的情况下，NB-IoT可以比现有无线技术提供50-100倍的接入数。一个扇区能够支持10万个连接，可满足大量设备联网需求。

覆盖广：NB-IoT 网络比现有传统网络信号覆盖强度提升了 20dB，相当于可以多穿 1~2 堵墙。

低功耗：对于一些不能经常更换电池的各类传感监测设备，长达几年的电池使用寿命是最本质的需求。NB-IoT设备功耗可以做到非常小，设备续航时间可以从过去的几个月大幅提升到几年。

低成本：低速率、低功耗、低带宽给NB-IoT芯片以及模块带来低成本优势。

以ofo与中国电信、华为的合作为例。

一是能提升用户体验。使用NB-IoT 模块的共享单车不需要安装人力供电装置，用户体验更加轻便，电池使用寿命可达3 年。

二是能加强管理。相较于其它移动网络，NB-IoT覆盖范围更广，这不仅使地下车库、地下室、地下管道等偏僻位置的单车可收到信号，提高了解锁率，也能保证车辆永远在线，一定程度上解决了定位、丢车和乱停乱放等问题。

靠技术创新异军突起的共享单车，利用NB-IoT破解管理难题，使各方共赢成为可能。对于共享单车而言，可同时满足用户体验、制造成本、运维便利性三方面的要求。

在商业模式同质化的当下，通过技术和服务体验的升级，也将提升差异化竞争的能力。对于电信运营商和设备商而言，借助于共享单车这一热门应用，NB-IoT技术有了更直观的感知，规模商用的步伐也将加快推进。

运营商加紧布局NB-IoT

2016年6月16日，在韩国釜山召开的3GPP RAN全会第72次会议顺利结束。NB-IoT作为3GPP R13一项重要课题，其对应的3GPP协议相关内容获得了RAN全会批准，正式宣告这项受无线产业广泛支持的NB-IoT标准核心协议历经2年多的研究终于经全部完成。

从2015年9月启动工作立项到2016年6月冻结标准，进度之快反反映出需求的迫切。全球运营商有了基于标准化的物联网专有协议，标准化工作的成功完成也标志着NB-IoT即将进入规模商用阶段。

2017年伊始，三大运营商就开始紧锣密鼓布局NB-IoT网络。

1月，中国电信正式发布“中国电信NB-IoT企业标准(V10)”，启动了7省12市外场试验，预计今年3月末完成网络侧测试，6月末全网覆，启动基于LTE 800MHz网络的NB-IoT试商用。于鹰潭投入资金5000多万开通297个NB-IoT基站，本月还望建成121个NB-IoT基站。

中国移动1月在江西鹰潭建成全国第一张地级市全域覆盖NB-IoT网络，并且同步实现了NB-IoT业务终端与物联网业务平台的双向数据传输 ，实现了业务实用功能。2月，以点亮应用NB-IoT技术的路灯为起点，江苏移动首个NB-IoT 商用网络在南京发布。

中国联通已将物联网列为三大创新战略之一，2016年11月，在广东开通了首个标准化NB-IoT商用网络。今年，计划在超过5个城市启动基于900MHz、1800MHz的NB-IoT外场规模组网试验及业务示范，以及6个以上业务应用示范，并在重点城市推进NB-IoT商用部署。

预计，2017年下半年NB-IoT模块成熟后，应用场景的推进将大大加快。而共享单车这类新的物联网终端爆发，也会反过来对网络和后端产生了推动，端和管逐步相互促进。

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说起nb-iot标准，其前身是lte-m，2015年9月，国际电联正式对外公布了物联网标准，将lte-m更名为nb-iot（窄带物联网）
lte-m是3gpp组织在lte
release
13版本中推出的，其低功耗、低传输速率和高覆盖率三项特点符合低功耗物联网需求，而这一标准可理解为基于3gpp组织release
12版中制定的cat0标准。其实，与之前的cat1~cat10相比，release
12版中cat0的设计并非用以划归到衡量传统蜂窝网络，而是为了物联网而生。
catx说的就是ue-category，分开来看，ue是用户设备（user
equipment），category英文是分类、类别的意思，所以很直观地，catx这个值就是用来衡量用户终端设备无线性能的，说白了就是用来划分终端速率（等级）的。根据3gpp
release定义，ue-category被分为1～10共10个等级，其中cat1～cat5在r8组，cat6～cat8在r10组，cat9～cat10在r11组。cat0则是指向广阔的物联网市场，实现更低功耗、更低成本物联网设备连接到lte网络。支持更低category，对可穿戴设备、智慧家庭和智慧电表等物联网应用非常关键。

宽带网络：一般般指的是带宽超过155kbps以上的网络。
窄带网络：带宽低于155kbps的网络。
特点：以室内覆盖、低成本、低功耗和广连接；主要成本低，涉及数据少的时候用。

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