方案1:以网络为准的基于APN参数适配方案;由核心网配置基于APN的PSM和eDRX参数,并由网络侧将PSM和eDRX参数下发至终端侧,终端侧存储并以网络侧参数为准。
方案2:以终端为准的参数适配方案;由NB终端基于APN执行配置PSM、eDRX等参数,并由终端侧将PSM、eDRX参数同步至网络侧,网络侧存储并以终端侧参数为准。现在越来越多的国家开始部署NB-IoT网络,它的主要优势是功耗低、成本低、覆盖广,可以连接很多个设备。像国内,有些运营商开始关闭2G网络,未来将越来越多的应用NB物联网技术。NB网络的这些优势,都可以在泰比特,车辆定位器上体现出来,另外定位精度上也会更及时准确。
近日,3GPP正式向ITU-R(国际电信联盟)提交5G侯选技术标准提案。其中,低功耗广域物联网技术NB-IoT被正式纳入5G候选技术集合,作为5G的组成部分与NR联合提交至ITU-R。据悉,ITU-R对提交的5G标准提案进行复核后,将于2020年正式对外发布。
这将意味着,NB-IoT可在NR in-band部署,支持接入5G核心网;同时,NB-IoT 3GPP标准将持续演进,成为5G mMTC关键组成部分。
对于NB-IoT未来的发展,3GPP曾指出NB-IoT将继续服务于5G LPWA用例(即mMTC,海量机器通信),成为5G技术规范中不可或缺的组成部分。若提案最终复核通过,那么在明年6月份的ITU会议之后,NB-IoT将正式成为5G mMTC的一个可以演进的方向。
7月31日,在“5G物联网产业生态大会”上,华为蜂窝物联网产品线副总裁刁志峰表示,“NB-IoT在协议标准上属于5G,这一块的部署可称为5G NB-IoT;此外,投资NB-IoT,就是投资5G。”
5G技术的应用场景是方方面面的,按照不同的技术特点,可以分为以下几种:
NB-IoT为什么能够成为5G mMTC的标准呢?雷锋网通过其他途径了解到,有观点认为:
2018年,NB-IoT技术经历了高速的发展,用一年时间走完2G六年的路,预计2019年NB-IoT全球连接数将过亿,其模组价格与2G模组持平,价格方面将小于22RMB(甚至低至15RMB)。
就现阶段NB-IoT全球商用网络的部署,雷锋网了解到,其已有79家商用网络运营商入局,而LTE-M为31家。相比eMTC和LoRa,NB-IoT凭借技术和产业优势,在美国已有较好的网络覆盖情况,成为美国四大运营商AT&T、T-Mobile、Sprint和Verizon新的赛道。此外,商用情况较好的NB-IoT应用案例其优势也慢慢凸显出来。
NB-IoT在国内大规模的商用案例,主要有以下几个方面:
在海外,NB-IoT已实现的大规模商用的应用案例则有,例如:摩托车监控(泰国)、羊联网(挪威)、气表(韩国)、智慧门锁(西班牙)、智慧停车(德国)等,未来NB-IoT还将继续发力海外市场。
刁志峰在会上表示,NB-IoT业务场景将从2G/2B向2C端延展,2019年燃气、水表、烟感、电动车防盗将进入干万级规模;而门锁、跟踪类、白电等将进入百万级规模;此外,智慧社区、智慧家庭将成为新的场景化规模应用的市场。
华为既做NB-IoT芯片,也做5G芯片,那么该提案通过后,是否会给华为现有的产品形态带来影响,先前已上线的NB-IoT基站和应用是否面临退网风险?
雷锋网了解到,该提案提交的信息就是华为现在的产品,因此对华为NB-IoT芯片和5G芯片的产品形态没有任何影响。
5G的到来,对NB-IoT的应用也不会有任何影响。NB-IoT属于5G,它可以部署在5G上,也可以部署在4G上,还可以部署在2G上。NB-IoT是一个新的技术,所以原先的NB-IoT基站不存在任何退网的风险。
刁志峰表示,投资NB-IoT,就是投资5G。未来的10年,甚至20年、30年,华为的NB-IoT会保持目前这种部署。2019年,华为NB-IoT的目标是完成一个亿的用户数,现在已经接近6000万。后续,NB-IoT的市场还会有很大的增长空间。
2017年,华为先后推出了NB-IoT芯片Boudica 120和Boudica 150,雷锋网从其他渠道获悉,传闻中华为将于2020年推出的NB-IoT芯片Boudica 200,这个芯片可能会把很多东西都集成进去,例如AP和相应的一些安全机制等,此外,支持3GPP R14和R15的标准也会集成进去。其中很重要的一点是,华为该系列的NB-IoT芯片会持续的向外开放,提供给所有的模组厂家使用。
雷锋网了解到,目前,华为海思整个NB-IoT芯片已经超过了2000万片,预计到2023年或更早一点的时间,将会实现超过10亿的连接。
对于NB-IoT被划到5G,很多行业人士对已上线的设备是否面临退网风险这个问题表示担心。在了解了NB-IoT为什么能成为5G mMTC的标准之后,以及现阶段NB-IoT的网络部署和行业应用情况,以及刁志峰会上的发言后,对此问题大可不必太过担心,因为当前NB-IoT投资将作为5G的一部分被继承下来。
联通物联网有限责任公司总经理陈晓天也曾表示,今年是5G 最热的元年,而前两年是NB-IoT,这对物联网来讲是一个很好的机会。如今大家的关注点都在5G上,而我个人认为,NB-IoT即将进入规模化的商用。
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)。
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。
nb物联网信号对人体有害。无线网络是有辐射的,到目前为止,还没有权威的测试结果来对无线网络的电磁辐射危害做出详细结论。然而现代人接受新技术的原则就是扬长避短,在最低的不利影响下,发挥最大的作用。LoRa技术特点传输距离:城镇可达2-5 Km ,郊区可达15 Km 。
工作频率:目前,LoRa 主要在全球免费频段运行,包括433、868、915 MHz等。
标准:IEEE802154g。
调制方式:基于扩频技术,线性调制扩频(CSS)的一个变种,具有前向纠错(FEC)能力,semtech公司私有专利技术。
容量:一个LoRa网关可以连接上千上万个LoRa节点。
电池寿命:长达10年。
安全:AES128加密。
传输速率:几百到几十Kbps,速率越低传输距离越长。
NB-IoT技术特点1覆盖广
将提供改进的室内覆盖,在同样的频段下,NB-IoT比现有的网络增益20dB,相当于提升了100倍覆盖区域的能力;
2海量连接能力
NB-IoT比2G/3G/4G有50~100倍的上行容量提升,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。基站比传统基站,能够接入更多的(承载LPWA业务的)终端,200KHz频率下面,根据仿真测试数据,单个基站小区可支持5万个NB-IoT终端接入。
3低功耗、低速率、低成本
低功耗意味着 RF 设计要求低,小的 PA 就能实现;
低带宽:意味着不需要复杂的均衡算法
低速率:意味着不需要大缓存,所以可以缓存小、DSP 配置低;
低成本:这些因素使得 NB-IoT 芯片可以做得很小,因此成本就会降低
NB-IOT与LoRa简单对比未来NB-IoT将在运营商级网络中大放异彩,为物联网时代带来广覆盖、大连接、低成本的网络解决方案;而LoRa则在智慧城市、行业和企业专用应用中实现快速灵活部署。两种网络技术在商用中完全可以实现互补共存。
技术对比1、工作频段与服务质量
对于工作频段而言,在远距离通讯中,对于LoRa来说,处于非授权频段进行工作,与其他行业的无线通讯网络相比较,在LoRa技术中融入了线性调频技术,充分确保了工作频段的低功耗性,在很大程度上,增加了通讯距离 。对于NB-IoT技术,主要是建立在蜂窝技术的基础之上,采用了1GHz之下的授权频段。
与NB-IoT相比,LoRa技术的抗干扰能力较强,且可实现多信道数据的并行处理,但无法提供与NB-IoT相同的服务质量,若想取得更高的服务质量,需要投入更多的资源。在NB-IoT技术之中,通过授权频段及同步协议,可为服务质量打下基础,而对于LoRa技术,其应用的场景不能对该技术有很高的服务质量要求。通过比较,NB-IoT更加可靠,可以为用户提供高质量服务,用户体验更佳,大部分运营商也更加青睐于NB-IoT。
2、网络覆盖范围与成本
在网络覆盖范围方面,NB-IoT覆盖面更大。在郊区,利用LoRa技术,传输距离只能达到15千米,而利用NB-IoT技术,传输距离可达35千米,超过前者的两倍。不过,在部署方面,LoRa要优于NB-IoT。对NB-IoT进行部署的时候,信号强度取决于4G/ITE的情况,比如NB-IoT无法部署在4G未覆盖的农村地区。在成本方面,虽然NB-IoT的服务质量比较好,但在频段授权方面,会花费很多的资金,在每个基站中,最少的投资资金也需要15000美金;对于LoRa技术,其服务质量不高,只能够适用于要求比较少的场景中,在部署成本方面,比NB-IoT会少很多。
3、电池寿命与频段利用率
对于IoTaWAN协议,能够按照实际的应用场景,对节点的通讯频率进行合理调整,有效降低了运行能耗,不管是蜂值电流,还是休眠电流均比较小,有效延长了电池的使用寿命。
市场定位1、LoRa技术
在LoRa技术中,其协议具有一定的独特性,能够根据客户的需求,及时做出相应的改变,在网络部署方面, 花费的成本也相对较低。一般来说,LoRa技术可以应用在具有特殊要求的网站中,比如说:企业以及政府机构等。LoRa技术具有较强的灵活性,也比较经济实惠。不仅如此,LoRa可以满足定位跟踪额的需求,功耗比较低,其连接量比较大。
在我国的各个城市中,具有诸多的高速公路,各个国道和省道 也正在不断的发展中,在这样的背景下,出现了智慧道路。在LoRa技术的基础上,提出了智慧道路的想法,利用LoRa信号覆盖,能够有效处理道 路中诸多的突发情况,缓解了交通拥堵现象。
(1)应急终端
在道路中,一旦出现车祸,又或者车辆出现问题的情况下,在路灯杆中,经过应急终端的安装,可以向道路管理云平台发送相应的求助请求信息。在道路管理云平台中,经过接收相应的请求之后,得䀐GIS,可以准确掌握事发地点,进而安排适合的人员,准确 到达事发地点,有效处理交通事故。
(2)手机APP用户端
在APP客户端中,用户能够接收道路管理云平台所发送的交通情况信息,在道路管理云平台中,可以向自己 车辆发送其所在路段的交通信息,在智慧道路中,提供的信息比较准确。
(3)道路管理云平台
对于道路云平台,主要的功能包括两方面,第一,接收应急终端的求助请求;第二,在APP客户端中,为客户及时反馈路况。
2、NB-IoT技术
NB-IoT是基于蜂窝技术建立的,其服务质量比较高,受到诸多运营商的认可。由于国际标准的指定,在加上监管政策的实施,运营商对NB-IoT技术进行了大力推广,在网络部署中,NB-IoT技术得到了广泛应用,在公网以及运营商级的相网络中,NB-IoT技术具有明显的优势。如今,在市场中,经过NB-IoT技术的应用,可以满足低传递速率的场景,还能满足时间延长较少的场景,具体的应用实例如下。
以NB-IoT为基础,这样的智慧消防栓能够有效弥补传统消防栓的不足,尤其是消防栓偷水、漏水、倾斜撞倒、故障检测等方面的问题。对于NB-IoT技术,应用在智慧消防栓的时候,主要优势为以下几个方面。
(1)状态监测 监测城市各街道消火栓状态,以及电源、水压是否正常、完好;消火栓开水监测及开水持续时间监测;消火栓完好监测(倾斜、撞倒);
(2)异常实时报警 出现突发情况,系统自动发出报警信息,通知相关人员对有安全隐的地点采取紧急措施,避免出现意外;
(3)偷水漏水监测 硬件方案内置感应传感器,可感应消火栓转轴的拧动,从而获取消火栓的阀位开关度,监测偷水漏水。
(4)人员识别 通过在嵌入式主板集成RFID识别器,并为每个维护管理人员配备相应的IC卡,可精确判断消防栓的开闭是否属于正常维护,实现智能化管理。
(5)地图精确定位 系统架构GIS地理信息系统平台,将消防辖区内消防栓数据定位在地图上,直观显示每个消防栓地理位置以及状态。
3、LoRa与NB-IoT的共同发展经过大量的分析可知,LoRa与NB-IoT有着自己的技术特点,其市场特性也是不同的,在这两者中,技术都不是完整的,根据目前物联网发展的情况可知,LoRa与NB-IoT的共同发展是未来的发展方向,经过这两项技术的联合应用,可以优势互补,进而建立更加健全的物联网网络层,扩大物联网的立体格局。
综上所述,在物联网市场中,经过LoRa、NB-IoT技术的应用,开创了物联网的新格局,促进了各个行业的发展。对于LoRa技术,可以有效应用在网络部署中,而NB-IoT技术的服务质量比较高,在公用网络值得推广使用。
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