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浅析nb-iot网络架构详解
  NB-IoT(Narrowband Internet of Thing)采用超窄带、重复传输、精简网络协议等设计,以牺牲一定速率、时延、移动性性能,获取面向LWPA物联网的承载能力。NB-IoT作为一种新的窄带蜂窝通信LPWAN(低功耗广域网)解决方案,将给物联网行业带来巨大的变革与创新。
NB-IOT网络架构

  NB-IoT技术的六大主要应用场景恰恰是现有移动通信很难支持的场景,包括位置跟踪、环境监测、智能泊车、远程抄表、农业和畜牧业这些场景。市场研究公司Machina预测,NB-IoT未来将覆盖25%的物联网连接。
 

  nb-iot网络架构详解
 

  1)NB-IoT终端:通过空口连接到基站。
 

  2)eNodeB:主要承担空口接入处理,小区管理等相关功能,并通过S1-lite接口与IoT核心网进行连接,将非接入层数据转发给高层网元处理。这里需要注意,NB-IoT可以独立组网,也可以与EUTRAN融合组网(在讲双工方式的时候谈到过,NB仅能支持FDD哦,所以这里必定跟FDD融合组网)。
 

  3)IoT核心网:承担与终端非接入层交互的功能,并将IoT业务相关数据转发到IoT平台进行处理。同理,这里可以NB独立组网,也可以与LTE共用核心网。
 

  4)IoT平台:汇聚从各种接入网得到的IoT数据,并根据不同类型转发至相应的业务应用器进行处理。
 

  5)应用服务器:是IoT数据的最终汇聚点,根据客户的需求进行数据处理等操作。

NB-IOT的优势

  NB-IoT架构的优势
 

  1、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,支持低延时敏感度、低设备功耗和优化的网络架构。
 

  2、覆盖广
 

  NB-IoT室内、地下室覆盖能力强,相比LTE提升20dB增益,相当于提升了100倍覆盖区域能力。不仅可以满足农村这样的广覆盖需求,对于厂区、地下车库、井盖这类对深度覆盖有要求的应用同样适用。以井盖监测为例,过去GPRS的方式需要伸出一根天线,车辆来往极易损坏,而NB-IoT只要部署得当,就可以很好的解决这一难题,四信NB-IOT模块在智能井盖监测有解决方案,并为多个城市提供设备和解决方案。
 

  3、低功耗
 

  低功耗特点是物联网应用一项重要指标要求,特别是对于一些不能经常更换电池的设备及场合,比如安置于高山荒野偏远地区中的各类传感监测设备,和电力电压监测设备它们不可能像智能手机一天一充电,因此长达几年的电池使用寿命是最本质的需求。NB-IoT聚焦小数据量、小速率应用,因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小,设备续航工作时间可以从过去的几个月大幅提升到几年。
 

  4、低成本
 

  与LoRa相比,NB-IoT无需重新建网,射频和天线基本上都是复用的。以中国移动为例子,900MHZ里面有一个比较宽的频带,只需要清出来一部分2G的频段,就可以直接进行LTE和NB-IoT的同时部署。低速率、低功耗、低带宽同样给NB-IoT芯片以及模块带来低成本优势。模块预期价格不超过5美元,中心现模组含税售价为36元。
 

  NB-IOT网络接口和协议栈

NB-IOT架构

  CoAP(Constrained Application Protocol)是IETF专门为受限应用环境设计的协议,功能上与HTTP类似,但更轻量化和高效,适合于NB-IoT终端。
 

  UE直接和IoT平台或者M2M APP Server通过CoAP协议进行通信,承载应用层数据,M2M APP server支持CoAP协议时,业务数据可不经过IoT平台,DTLS协议可选,需要端到端安全时支持。
 

  (Low Power WideArea)是有低带宽、低功耗、远距离通信、广覆盖、海量连接要求的物联网应用,是适合由运营商部署的一种物联网技术,包括NB-IOT,LoRa,Sigfox等技术。NB-IOT是由华为主导,并已成为3GPP标准的LPWA技术。

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