隨著5G時代的不斷髮展，NB-IoT和物聯網、大數據一樣開始被熱捧，NB-IoT 是Narrow BandInternetof Things（窄帶物聯網）的縮寫，和物聯網，在5G時代，NB-IoT 將成為一個新的兵家必爭之地，對我們的生活產生新的變革。今天，我們就來了解一下NB-IoT。

NB-IoT的誕生

物聯網是在互聯網基礎上延伸和擴展的-種網絡，它通過信息傳感設備按照約定的協議，將世間萬物和互聯網連接起來,並進行信息的交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。簡單來說物聯網就是實現人與物、物與物之間的連接，它使我們在信息與通信技術的世界裡獲得一個新的溝通維度。

物聯網通常可以分為3層，即感知層、網絡層和應用層。感知層主要是通過傳感器等對物體進行信息採集、捕獲和識別;網絡層就是將物理世界接入到信息網絡，將感知層的信息進行傳遞，更好的實現物與物、人與物之間的通信;應用層則對感知信息和數據進行相關的分析和處理，主要面向各類應用，以實現智能化決策和控制。

早在2014年，業界都非常認可未來IoT萬物互聯的發展趨勢，當時業界預測，到2016年全球將會使用64億個物聯網設備每天將有550萬個設備連網。

而物聯網其實是一個非常寬泛的名詞，物聯網通信技術根據傳輸距離的不同可以分為短距離通信技術和廣域網通信技術。藍牙也屬於短距離通信技術。

短距離通信技術和廣域網通信技術

而根據傳輸速率的不同，可將物聯網業務進行高、中、低速的區分。其中高速率業務主要使用3G、4G技術，例如車載物聯網設備和監控攝像頭， 對應的業務特點要求實時的數據傳輸；

中等速率業務主要使用GPRS技術（第二代移動通信中的數據傳輸技術），例如居民小區或超市的儲物櫃，使用頻率高但並非實時使用，對網絡傳輸速度的要求遠不及高速率業務；

低速率業務，業界將低速率業務市場歸納為LPWAN（Low Power Wide Area Network）市場，即低功耗廣域網。是一種用在物聯網（例如以電池為電源的感測器），可以用低比特率進行長距離通訊的無線網絡。

所以LPWAN市場前景無限

目前還沒有對應的蜂窩技術，多數情況下通過GPRS技術勉力支撐，從而帶來了成本高、影響低速率業務普及度低的問題。

加上M2M（是指數據從一臺終端傳送到另一臺終端，也就是機器與機器的對話）通信前景一直被3GPP（主要制定GSM、WCDMA、LTE及其演進技術的相關標準）視為標準生態壯大的重要機遇，而在萬物互聯的時代，具備低成本、低功耗、廣覆蓋、低速率特點的LPWAN技術將扮演重要角色，具有非常廣闊的市場。

所以3GPP也一直在推動相關機器類通信MTC技術的發展，且主要致力於在兩個方向上。當時主要聚焦在兩個方向。其一就是面對非3GPP技術挑戰，開展GSM技術的進一步演進和全新接入技術的研究。其二就是考慮未來替代2G/3G物聯網模塊，研究低成本、演進的LTE-MTC技術。

3GPP Rel-13中IoT相關項目關係簡圖

早在2014年5月，華為提出了窄帶技術NB M2M；2015年5月融合NB OFDMA形成了NB-CIoT，這一方案支持者有高通和Neul，而另外一方面，愛立信、中興、諾基亞等廠商聯合提出了NB-LTE。

2015年8月，3GPP RAN開始立項研究窄帶無線接入全新的空口技術，稱為Clean Slate CIoT，NB-CIoT與NB-LTE相比相對來說在現有LTE網絡上改動較大，但NB-CIoT是提出的6大Clean Slate技術中，唯一一個滿足在TSG GERAN #67會議中提出的5大目標（提升室內覆蓋性能、支持大規模設備連接、減小設備複雜性、減小功耗和時延）的蜂窩物聯網技術，特別是NB-CIoT的通信模塊成本低於GSM模塊和NB-LTE模塊。

在經過了激烈的爭論之後，最終在2015年9月的RAN#69次全會最終協商統一為一種技術方案，即NB-IoT。

NB-IoT的3GPP標準核心部分在2016年6月凍結，2016年9月完成了性能部分的標準制定，最後的一致性測試標準在2016年12月完成，這也標誌著NB-IoT的正式誕生。

2017年，中國電信與ofo、華為共同發佈了基於NB-IoT技術的ofo智能單車正式商用。也標誌著NB-IoT的正式落地。

NB-IoT的特點與發展前景

NB-IoT和移動通信（2/3/4/5G）也具有以下的區別和特點：

一是廣覆蓋，相比傳統GSM，一個基站可以提供100倍的面積覆蓋，一個NB-IoT基站可以覆蓋10km的範圍，同時NB-IoT比LTE和GPRS基站提升了20dB的增益，能覆蓋到地下車庫、地下室、地下管道等信號難以到達的地方，最重要的是，一個基站可以帶20多萬個終端！

二是具備支撐海量連接的能力，但不支持連接態的移動性管理，NB-IoT 一個扇區能夠支持 10 萬個連接，支持低延時敏感度、超低的設備成本、低設備功耗和優化的網絡架構。不過NB-IoT最初就被設想為適用於移動性支持不強的應用場景，同時也可簡化終端的複雜度、降低終端功耗，所以Rel-13中NB-IoT將不支持連接態的移動性管理，包括相關測量、測量報告、切換等。

三是更低功耗，NB-IoT藉助PSM和eDRX可實現更長待機。其中PSM（Power Saving Mode，節電模式）技術是Rel-12中新增的功能，在此模式下，終端仍舊註冊在網但信令不可達，從而使終端更長時間駐留在深睡眠以達到省電的目的。eDRX是Rel-13中新增的功能，進一步延長終端在空閒模式下的睡眠週期，減少接收單元不必要的啟動，相對於PSM，大幅度提升了下行可達性。

根據TR45.820的仿真數據，在耦合耗損164dB的惡劣環境，PSM和eDRX均部署，如果終端每天發送一次200byte報文，5瓦時電池壽命可達12.8年；

四是更低的模塊成本，因為支撐海量連接的能力，舉個例子，一老師同時教200個學生，另外一個老師就能帶20個學生，這樣在同樣帶1000個學生的前提下，帶200個學生的老師只僱傭5個就可以，後面那樣的老師就要僱傭50個。所以成本自然就降低了下來。企業預期的單個接連模塊不超過 5 美元。

五是低時延且具有半雙工模式特點，目前3GPP IoT允許時延約為10s，但實際可以支持更低時延，如6s左右（最大耦合耗損環境），除此之外，NB-IoT 具有半雙工模式特點，也就是說我說話時你必須聽著，絕對不能插嘴！反之亦然。

中國電信對各家NB-IoT模塊時延的測試

簡而言之，NB-IoT具有靈活部署、窄帶、低速率、低成本、高容量等特性，在2017年中國電信宣佈建成全球首個覆蓋最廣的商用NB-IoT網絡，率先實現了NB-IoT全網部署商用，而中國移動則選擇同時部署NB-IoT和eMTC，截至2017年5月，中國移動物聯網連接數突破1.2億，成為全球最大的物聯網連接提供商。

到2018年4月，全國全網近40萬個NB-IoT的基站的建設逐步實現了全國範圍內的廣泛覆蓋。預期到2020年，NB-IoT網絡實現全國普遍覆蓋，在一些場景，比如室內、交通路網實現深度覆蓋，基站規模要達到150萬個。

而這也彰顯了NB-IoT的廣闊發展前景。

NB-IoT的應用

隨著智能城市、大數據時代的來臨，無線通信將實現萬物連接。很多企業未來全球物聯網連接數將是千億級的時代。目前已經出現了大量物與物的聯接，而NB-IoT具有靈活部署、窄帶、低速率、低成本、高容量等特性，開始被廣泛運用於垂直行業各個行業。

例如NB-IoT在消防系統中的應用（煙感器），基於NB-IoT的智慧消防系列解決方案如今開始慢慢普及，傳統的人工巡查方式成本高效率低，而且數據不一定準確，在採用GPRS方式後情況貌似能到解決，實際因為信號不穩定，經常出現數據無法上傳的情況。而使用NB-IOT方案的室內消火栓，即使在地下室也可正常通信，而且不會因為周邊設備接入量多而造成網絡擁堵。

此類室內消火栓一般在出現異常開蓋，壓力異常等情況時，會自動將設備號，設備地址等告警信息傳到消防管理平臺。非常智能且便捷。

NB-IoT還可以應用於資產定位追蹤系統、比如智慧園區的資產盤點，醫療廢棄物跟蹤處理，寵物的定位等等；也可以運用於智能家居之中。

總而言之，NB-IoT技術被廣泛應用於智能水務、遠程抄表、資產跟蹤、智能停車、智慧農業、安防報警、智慧井蓋、智慧路燈等領域之中。

5G和NB-IoT有什麼關係呢？5G有三個標準，分別是LTE(授權頻道)、LTE-U(非授權頻道)和NB-IoT(授權頻道）。

NB-IoT的演進顯得十分重要，如支持組播、連續移動性、新的功率等級等等，只有NB-IOT等基礎建設完整，5G才有可能真正實現。NB-IoT被認為是下一個萬億級市場，將帶來智慧城市的變革。儘管NB-IoT已經在城市建設中廣泛使用，但是它的潛力還有多少，能夠為城市帶來多大的變革，依然需要我們去不斷挖掘、不斷探索。

1、《NB-IoT —— 一個正在爆發的擁有萬億市場需求的市場》

2、《NB-IoT是什麼？NB-IoT的優勢以及應用》

3、《NB-IoT的產生背景、標準發展以及特性和業務研究》

4、《5G的三個標準授權頻道、非授權頻道和授權頻道介紹》

5、《基於NB-IoT的智慧消防系列解決方案》