關於NB-IoT,沒有比這篇更通俗易懂的啦!

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大家好,我是小棗君。

今天,我是來“吹NB”的。嗯,標題已經劇透了,這個NB,就是NB-IoT。

在過去的一年多,NB-IoT真的可以說是大紅大紫。在通信圈裡,除了說5G,就是說物聯網。如果說物聯網,八成就是在說NB-IoT。

在目前5G還沒來的情況下,NB-IoT基本上是獨領風騷、風光無限。

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各大展會,一定不會少了它的身影

那麼,這個NB-IoT到底是什麼?有什麼優點?能幹什麼用?

帶著這些問題,今天小棗君就來和大家深入扒一扒——

在具體說NB-IoT之前,我們先來說說“不帶NB”的IoT。

什麼是IoT

眾所周知,經過1G、2G、3G、4G的不斷髮展,加之智能手機的廣泛普及,我們已經基本上實現了人與人之間隨時隨地的連接。

從早期的電報,到後來的電話和短信,再到現在即時傳送圖片、音頻、視頻等多媒體,我們的通信技術手段已經十分強大。

那麼,通信發展到現在這個程度,就夠了嗎?就到頂了嗎?

顯然沒有。

人類對技術的追求、對生活的追求,不會就此停住腳步。技術還有潛力可以挖掘,需求也在不斷湧現。

一定要滿足需求。如果沒有需求,那就創造一個。——小棗君斯基

在商業的驅動下,通信廠商會不斷拿出新的東東,吊起用戶的胃口,以此獲取訂單。

如果沒有新玩意,通信汪靠什麼賺錢,養家餬口?

那麼,新的需求點在哪裡呢?接下來的路,該往哪走?

通信人把目光從“人”的身上,轉移到了“物”的身上。

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既然人都已經連完了。接下來,我們連物吧?把所有的物體,都連到網絡裡面來。

於是,物聯網就誕生了。

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物聯網(IoT,Internet of Things)

人與人之間進行通信的網絡,叫做人聯網。

物與物之間進行通信的網絡,叫做物聯網。

說起來,就這麼簡單。

But,你說連就連,連起來有什麼好處呢?

這個好處,真的大了去了。

試想一下這些場景:

如果所有的汽車都聯網了,自動駕駛是不是就實現了?車與車之間會協調路徑、距離、速度,車禍就再也不會發生了。

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如果所有的家電都聯網了,實現了隨時控制,還沒到家,就先開啟空調和熱水器,出門在外忘記關燈,可以遠程關燈,還能遠程監控,是不是更方便和安全?

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甚至動物,如果保護區裡所有的珍稀野生動物都聯網了,科學家是不是可以更方便地檢測它們的生命狀態,更好地進行保護和研究?

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這還只是一小部分!事實上,只要開動腦筋,各種創意簡直就是源源不斷!

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物聯網的應用場景,遠遠不止這些

這相當於是挖到了一座“大金礦”,蘊藏著巨大的商業價值和社會價值。

根據預測,2020年,全球“終端連接數”將達到500億個,其中,“物連接數”將達到“人連接數”的4倍。

市場規模就更不用說了,據預測,2025年全球物聯網市場規模將達到19萬億!而且是美元!

這麼大的一塊蛋糕,對於增長乏力的通信行業來說,簡直就是救命稻草。通信企業怎麼可能放過?

於是,整個行業就像打了雞血,紛紛開始擁抱物聯網。

NB-IoT和LPWAN

物聯網其實並不是一個新的概念。在很多年前,就有人提出過物聯網。而且,這麼多年來,物聯網其實也一直都在默默發展。

1995年,比爾蓋茨的《未來之路》書中,就提到過物聯網

但是,因為技術的原因,過去一直髮展的,是WLAN物聯網。從名字就可以看出來了,WLAN=無線局域網,是一種覆蓋範圍較小的物聯網絡。

WLAN物聯網,以Wi-Fi、藍牙、Zigbee、Z-wave等技術為代表。

這種WLAN物聯網,無法完全滿足前文所說那些行業應用的要求。

說到這裡,小棗君想問大家一個問題:

對你來說,網絡有哪些特性是你關心的?

我想,你第一個想到的,應該是速度(網速)。

你用手機上網的時候,當然希望速度一定要快。目前我們主流的通信標準——LTE,理論速度已經達到300Mbps。當然,實際體驗速度遠遠達不到。但是,正常情況下,這個速度能夠滿足我們現在大部分的工作和生活需求(玩遊戲、看視頻)。

除了速度之外,還有別的嗎?

是有的。例如功耗、覆蓋、成本,還有連接數量

前三個都好理解,功耗影響待機時間,覆蓋影響信號質量,成本影響使用費用。連接數量,就是終端數量,對人聯網來說,就是手機數量。簡單來說,就是每個小區可以容納多少通信終端。

這幾個指標,人聯網和物聯網的要求是完全不一樣的。

有些指標,對人聯網來說可以忍受,但對物聯網來說,很可能是致命的。

例如功耗,你手機如果功耗較大,大不了充電頻繁一點。但是,對於智能水錶,如果功耗大,每天都去換電池,吃得消嗎?一個月換一次,水廠和水廠工人都會崩潰吧?

物聯網對功耗、覆蓋、連接數量這幾個指標,非常非常敏感。而對於速率,大部分物聯網應用反而並不敏感。(你想啊,抄個電錶讀數,上報個位置經緯度,能有幾個字節?需要多大帶寬?)

回到話題,WLAN物聯網,主要就受限於覆蓋範圍和功耗上。

於是,LPWAN這個概念被提出來。

LPWAN,Low Power Wide Area Network,低功耗廣域網。名字裡就有它的兩個最重要的特點:低功耗、廣覆蓋。

至於速度嘛,要求不高,夠用就行。

相比其它網絡類型(WLAN、2/3/4G),LPWAN的定位是完全不同的,如下圖所示。

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LPWAN強調的是覆蓋,犧牲的是速率

也有一種叫法,把LPWAN叫做蜂窩物聯網。這個名字也體現了它和2/3/4G這種蜂窩通信技術之間的共性,都是通過基站或類似設備提供信號的。

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蜂窩通信網絡

LPWAN物聯網,也是包括很多技術標準。目前比較主流的有:NB-IoT、LoRa、Sigfox、eMTC。

嗯,沒錯,我們的NB-IoT,就是其中的一種。全名是Narrow Band IoT,也就是窄帶物聯網(帶寬窄,速度慢)。

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這些技術標準,都是由不同的廠家或者通信機構組織提出來。物聯網的市場很大,所有人都想分一杯羹。

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LPWAN整體上還處於混戰狀態

在不斷的博弈和競爭過程中,NB-IoT脫穎而出,處於暫時領先的地位。

可以和NB-IoT勢均力敵的,是eMTC,英文全稱有點長,是enhanced machine type of communication,增強型機器類型通信。但是eMTC和NB-IoT的應用場景不同,eMTC適合對速度和帶寬有要求的物聯網應用。因為篇幅原因,先不深入介紹。

而LoRa和Sigfox的話,因為頻譜的原因,所以競爭上比較吃虧:

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LPWAN技術標準對比

頻譜是什麼?簡單理解,就是高速公路上面的車道。有沒有屬於自己的合法車道,當然會影響前途命運。LoRa和Sigfox在國內沒有自己的專用頻段,先天不足。

NB-IoT的發展

作為本文的主角,我們還是重點介紹一下NB-IoT。

NB-IoT目前在幾大標準之中非常有競爭力,尤其是在我們國家,受到多方追捧。

它之所以這麼火,有多方面的原因。

首先,它確實是一項非常NB的技術。

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就我們剛才提及的通信網絡的幾項指標,NB-IoT除了速率之外,其它方面都表現優異。

功耗方面,NB-IoT犧牲了速率,卻換回了更低的功耗。採用簡化的協議,更適合的設計,大幅提升了終端的待機時間,部分NB終端,待機時間號稱可以達到10年!

信號覆蓋方面,NB-IoT有更好的覆蓋能力(20dB增益),就算你的水錶埋在井蓋下面,也不影響信號收發。

連接數量方面,每小區可以支持5萬個終端,相當彪悍了。即使這個小區擠了5萬頭豬,也能輕鬆監控每一頭。

最最重要的,成本價格。你再牛,成本高的話,價格貴用不起,也是白搭。NB-IoT通信模塊成本很低,每模組有希望壓到5美元之內甚至更低,有利於大批量採購和使用。

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總之,NB-IoT的特點就是:吃的少,用的少,能幹活,不講究......真是標準的勞模啊......

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除了自身優點之外,NB-IoT的火爆,和它背後的靠山也有很大關係。

它的靠山,就是當今通信設備商裡面的No.1 ——

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華為這些年為了NB-IoT沒少花功夫搖旗吶喊,一直都在積極佈局,努力助推。

通過下圖,可以看出華為在NB標準演進過程中發揮的作用。

拿手機的,請轉一下手機。電腦看的,只能歪一下脖子啦。

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除了華為之外,運營商們對NB-IoT也是非常青睞有加。

因為NB-IoT是運營商建網,不像LoRa這樣的網絡,是企業獨立建網。想要使用NB-IoT的終端,必須使用運營商的NB-IoT網絡。這種情況下,運營商當然積極推動NB-IoT。

更重要的一點,政府大力支持NB-IoT網絡的發展,為此還專門下發過很多文件,指定劃分專門的頻譜,推動行業標準的規範化。

就連移動這樣原本沒有FDD-LTE牌照的運營商(NB-IoT只支持FDD-LTE),工信部都特批給了NB-IoT專用的FDD-LTE使用權。(由此可見,政府對NB-IoT是蠻“偏心”的。)

華為+各大運營商+政府,這麼強大的後臺,NB-IoT想不紅都難啊!

目前,國內三大運營商都推出了自己的NB-IoT商用網絡,建立了大量的NB-IoT基站,也公佈了資費標準和套餐。

不過,雖然NB-IoT勢頭很猛,但它想要一統天下還是不太可能。

因為應用場景的不同,所以物聯網的技術需求還是會朝多元化方向發展。也就是說,未來的物聯網,一定是多種技術標準共存,結合發揮作用,不可能是某一家完全壟斷。

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附會議議程:

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