什么是窄带物联网，与物联网的区别是什么，主要用在哪些方面

物联网（IoT）已经开始走入现实，到 2020 年，预计将有数十亿的服务和设备实现随时随地互联。智能家居、可穿戴设备、智慧城市、智慧医疗、智慧交通、智慧农业和智能仪表等等，各种新应用层出不穷，推动新业务模式飞速发展。

为了支持物联网的进一步发展，移动行业开发了新的无线接入技术，其中包括低功耗广域网（LPWAN）。这项技术能够更好地支持这些设备和其应用的特征和要求。

3GPP 在 2014 年开始推动一项标准化任务，窄带物联网（NB-IoT）是这项工作的成果。作为 3GPP 第 13 版标准的一个组成部分，窄带物联网技术规范的首个版本在 2016 年 6 月冻结并发布，旨在支持具有以下要求的类似应用：

– 优化在现有 LTE 空中接口之上的网络体系结构

– 更佳的部署灵活性

– 扩大的室内覆盖范围（与 GSM 相比 +20 dB）

– 支持数量庞大的双向通信设备（数据传输速率仅为几十 kbps）

– 低成本设备（单价低于 5 美元）

– 低功耗（电池使用寿命超过 10 年）

窄带物联网是一种新型无线接入技术，虽然与现有的 3GPP 设备不兼容，但是其继承了 LTE 的很多特征，例如频带、物理层基础、参数值定义和高层复用（NAS、RRC、RLC 和 MAC 过程）。但是，必须注意的是，因为其带宽减少到 180 kHz（加上防护频带为 200 kHz），所以需要创建与 LTE 不同的新物理信道和程序。

与其他物联网技术一样，此应用的终极目标就是更大的覆盖范围和更低的功耗。为了减少设备复杂性和成本，它不支持很多基础 LTE 功能，例如空间复用、载波聚合、演进的多媒体广播组播业务（eMBMS）和双连通性。也不支持高层服务，例如 IP 多媒体子系统（IMS）。

在现有 LTE 空中接口之上优化的网络体系结构

虽然窄带物联网与现有 3GPP 设备不兼容，但它仍然继承了很多 LTE 特征，例如物理层基础和高层体系结构。

唯一实现标准化的双工模式是频分双工（FDD）；因此，上行链路和下行链路使用不同的频率。目前，窄带物联网没有时分双工（TDD）版本，而 3GPP 在短期内也没有计划定义该版本。

为了减少设备复杂性和成本，3GPP 制定了三个主要的设计决策。首先，窄带物联网遵照半双工设计，这样就无需使用昂贵的双工器滤波器来分离发射和接收链路；您可以使用开关代替。其次，不支持 MIMO，特别是空间多路复用技术，因此用户设备（UE）仅需要实施一个接收机链路。最后，非常重要的一点是，信道带宽仅为 180 kHz，这减少了整体平台成本。

总之，窄带物联网 NB IoT 是一项新兴的 3GPP 窄带无线技术，其优点是可以充分利用现有的蜂窝基础设施。这项新技术将促使物联网实现长足增长，在不同领域催生各类物联网应用。

窄带物联网设计挑战

窄带物联网设备和系统要求经过严格的测试，以确保高度的可靠性，避免意外故障。下列是窄带物联网面对的一些设计挑战：

谷歌公司执行董事长埃里克·施密特曾在一次座谈会上大胆预言：互联网即将消失，一个高度个性化、互动化的有趣世界--物联网即将诞生。

物联网是通过传感器、控制器等设备按照协议把任何物品相连接，从而实现信息交换和通讯的一种网络。普通的日常用品因为连接而获得了新的生命，它们甚至将具有学习能力，可以通过感知、学习来根据用户的行为对自身的行为做出相应的调整。

物联网的出现、发展、成熟将大大改变人们现有的生活环境和习惯。因此，物联网被认为是继计算机、互联网之后，世界信息产业发展的第三次浪潮。

物联网的出现是基于人性的必然

早在远古时代，人类便寄希望与世界万物相沟通，以实现对周围环境的预知和控制。尽管由于科技的限制只能依靠巫术和宗教来获得某种与万物互联的体验，但这种需求却深深地根植于人类的基因当中。

在互联网时代，人们常说，由于网络的出现造就出一个相对独立的数字世界。然而，数字世界的出现并不能满足人们控制现实世界的深层需求，但却为物联网的出现做好了铺垫。物联网使得虚拟的数字世界与现实的物质世界整合为一，处于这一网络中的物品都像被赋予了读心术一般，不仅能感知用户的需求和情绪，更能自动根据判断做出响应。

试想当你拖着疲惫的身躯回到家时，房屋的空调早已开启，并设置到了合适的温度，灯光被调节到适合放松的颜色和亮度，悠扬的音乐在你一踏进门便开始响起。这样的场景过去只能出现在科幻当中，现在却已成为现实。

为人服务，让人感到舒服正是物联网所擅长的事情，而这不正是人类一直以来所追求的吗物联网的出现既是互联网及其相关技术发展的结果，也是基于人性的必然。

物联网发展条件渐趋成熟

传感器是物联网最为基础的组成部分，就好比是人的五官和四肢，正因为传感器的存在，物品才能采集到足够多的信息，最终上传整个网络的"大脑"。未来将有成千上万的传感器被嵌入到现实物质世界的各种物品之中，无所不在的传感器搜集、分析着来自世界各地的数据。

根据行业内统计，我国从事传感器研制、生产和应用的单位达到了1700余家，销售额在2015年时突破1300亿元。从全世界来看，则更要远高于这些数字，整个传感器产业已然成熟。根据一些机构预测，到2025年，传感器市场的总体规模将达到数千亿美元。

5G网络拥有速度快、高连接数、低时延、高可靠性和低功耗等多项优先，被认为是实现物联网发展的又一关键性技术。

5G网络在多项核心技术上已经取得了突破，然而，受制于标准尚不统一等因素的影响，5G网络的全面商用尚需时间。相比5G网络，运用部分5G技术的45G网络则有可能率先被运用于物联网。近日，有消息称，华为牵头制定的45G窄带蜂窝物联网将有望于年内实现商用。

物联网的标准协议一直是制约行业发展的关键所在。就在一周前，韩国召开的3GPPRAN全会第72次会议批准NB-IoT(窄带蜂窝物联网)对应的3GPP协议相关内容，这意味着NB-IoT标准核心协议已经全部完成，物联网将大规模走进人们的生活当中。

列王的纷争

互联网改变了人类社会的信息沟通方式，这导致众多传统商业模式在很短的时间内就被完全颠覆，在颠覆的同时，也造就了大量新的商业思想和模式，成就了一批新型公司。

与互联网相比，物联网对人类社会的改变将更为全面、深刻。互联网实现了人与信息的连接，物联网则不仅有人与信息的连接更提供了与多种物品的融合。物联网使得整个世界变得更像一个生命体，而不是一个冷冰冰的物质世界。

物联网所带来的不仅是人们生活上的便利，更是蕴藏了大量的商业机会。根据美国市场研究公司Gartner预测：到2020年，物联网所带来的利润将达到300亿美元;而2015年，麦肯锡发布的一份报告显示，到2025年，全球物联网的下游应用市场规模有望达到111万亿美元。

物联网就像是一块肥沃的土地，全球各大科技公司都希望能在这片沃土上划得属于自己的一块。

早在2013年，高通、思科、海尔、LG等公司就联合起来组成了名为AllSeen Alliance 的技术联盟，希望借联盟的力量推动物联网的发展。随后，各种由大公司牵头的物联网联盟相继成立。2014年，英特尔、三星、戴尔等公司共同成立了智能家居设备标准联盟--开放互联联盟(OIC)，旨在与AllSeen Alliance联盟一较高下。

物联网不仅是硬件公司的必争之地，传统的互联网公司也在其中寻找着属于自己的机会。2014年1月，谷歌宣布以32亿美元收购美国智能家居公司Nest Labs，谷歌收购这家创立于2010年的公司的重要原因在于加速布局智能家居产业，希望在物联网领域占得一席之地。正如雷军所说：未来没有所谓的互联网公司，未来每个公司都变成物联网公司。

在物联网的争夺战中自然也少不了中国公司的身影。在2015年7月，百度就联合中国互联网协会发起成立了中国互联网协会物联网工作委员会，同年，还发布了物联网平台BaiduIoT。国内的另两大互联网公司，阿里和腾讯也都相继推出了自己的物联网 *** 作系统和物联网平台。同时，华为、中兴等硬件厂商也在布局物联网领域。国内的物联网产业即将迎来一场多方较量的大战。

物联网早已进入我们的生活当中

各种可穿戴设备可能是现在人们生活中对物联网使用的最佳案例。佩戴智能设备，我们的心跳、呼吸、血压等基本健康数据都被收集起来传送到智能设备的APP当中。

通过对所收集的数据的分析，计算机可以对人们的身体状况作出一个大致的判断，甚至可以根据推断患某种疾病的机率，并给出相应的预防建议。

正向所有技术所带给人们生活的变化一样，在开始时，可能人们都还没有察觉。但当人们发现时，整个人类世界早已变得天翻地覆。

转载至RFID世界网

LoRa

LoRa(长 距离)是由Semtech公司开发的一种技术，典型工作频率在美国是915MHz，在欧洲是868MHz，在亚洲是433MHz。LoRa的物理层 (PHY)使用了一种独特形式的带前向纠错(FEC)的调频啁啾扩频技术。这种扩频调制允许多个无线电设备使用相同的频段，只要每台设备采用不同的啁啾和 数据速率就可以了。其典型范围是2km至5km，最长距离可达15km，具体取决于所处的位置和天线特性。

LoRa芯片在整个产业链中处于基础核心地位，重要性不言而喻。值得注意的是，目前美国Semtech公司是LoRa芯片的核心供应商，掌握着LoRa底层技术的核心专利。而Semtech的客户主要有两种，一是获得Semtech LoRa芯片IP授权的半导体公司；二是直接采用Semtech芯片做SIP级芯片的厂商，包括微芯 科技 （Microchip）等。

Wi-Fi

Wi-Fi被广泛用于许多物联网应用案例，最常见的是作为从网关到连接互联网的路由器的链路。然而，它也被用于要求高速和中距离的主要无线链路。

大多数Wi-Fi版本工作在24GHz免许可频段，传输距离长达100米，具体取决于应用环境。流行的80211n速度可达300Mb/s，而更新的、工作在5GHz ISM频段的80211ac，速度甚至可以超过13Gb/s。

一 种被称为HaLow的适合物联网应用的新版Wi-Fi即将推出。这个版本的代号是80211ah，在美国使用902MHz至928MHz的免许可频段， 其它国家使用1GHz以下的类似频段。虽然大多数Wi-Fi设备在理想条件下最大只能达到100米的覆盖范围，但HaLow在使用合适天线的情况下可以远达1km。

80211ah 的调制技术是OFDM，它在1MHz信道中使用24个子载波，在更大带宽的信道中使用52个子载波。它可以是BPSK、QPSK或QAM，因此可以提供宽 范围的数据速率。在大多数情况下100kb/s到数Mb/s的速率足够用了——真正的目标是低功耗。Wi-Fi联盟透露，它将在2018年前完成 80211ah的测试和认证计划。

针对物联网应用的另外一种新的Wi-Fi标准是80211af。它旨在使用从54MHz到698MHz范围内的电视空白频段或未使用的电视频道。这些频道 很适合长距离和非视距传输。调制技术是采用BPSK、QPSK或QAM的OFDM。每个6MHz信道的最大数据速率大约为24Mb/s，不过在更低的 VHF电视频段有望实现更长的距离。
ZigBee

ZigBee，也称紫蜂，是一种低速短距离传输的无线网上协议，底层是采用IEEE 802154标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。ZigBee是物联网的理想选择之一。

虽然ZigBee一般工作在24GHz ISM频段，但它也可以在902MHz到928MHz和868MHz频段中使用。在24GHz频段中数据速率是250kb/s。它可以用在点到点、星形和网格配置中，支持多达254个节点。与其它技术一样，安全性是通过AES-128加密来保证的。ZigBee的一个主要优势是有预先开发好的软件应用配 置文件供具体应用(包括物联网)使用。最终产品必须得到许可。

ZigBee技术所采用的自组织网是怎么回事？举一个简单的例子就可以说明这个问题，当一队伞兵空降后，每人持有一个ZigBee网络模块终端，降落到地面后，只要他们彼此间在网络模块的通信范围内，通过彼此自动寻找，很快就可以形成一个互联互通的ZigBee网络。而且，由于人员的移动，彼此间的联络还会发生变化。因而，模块还可以通过重新寻找通信对象，确定彼此间的联络，对原有网络进行刷新。这就是自组织网。

NB-IoT

窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, 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。

NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

蓝牙50

蓝牙是一种无线传输技术，理论上能够在最远 100 米左右的设备之间进行短距离连线，但实际使用时大约只有 10 米。其最大特色在于能让轻易携带的移动通讯设备和电脑，在不借助电缆的情况下联网，并传输资料和讯息，目前普遍被应用在智能手机和智慧穿戴设备的连结以及智慧家庭、车用物联网等领域中。新到来的蓝牙 50 不仅可以向下相容旧版本产品，且能带来更高速、更远传输距离的优势。

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