NB-IoT,Niubility Internet of Thing,即牛掰的物聯(lián)網技術。
關于物聯(lián)網,小編想從2款很有趣的應用說起。
這不是在播限制級。這是Nake Labs推出的3D健身鏡,這款智能通過3D掃描全身來跟蹤您的體型變化。
這款名為Naked(裸體)的智能健身鏡通過對身體的掃描建立3D模型,記錄體型變化,并向手機同步APP發(fā)送數據,分析您的健身效果。
還有亞馬遜那個邪惡的“一鍵下單”按鈕。..
這個東西叫Dash Button,就是一個可貼在家里的塑料按鈕。比如在洗衣機上貼一個,發(fā)現洗衣液用完了,按下按鈕就下單了,然后快遞就嗖嗖來了。 剁手黨直呼受不了。
以上2個物聯(lián)網應用,都是采用的WiFi通信技術。
物聯(lián)網的無線通信技術很多,主要分為兩類:一類是Zigbee、WiFi、藍牙、Z-wave等短距離通信技術;另一類是LPWAN(low-power Wide-Area Network,低功耗廣域網),即廣域網通信技術。
LPWA又可分為兩類:一類是工作于未授權頻譜的LoRa、SigFox等技術;另一類是工作于授權頻譜下,3GPP支持的2/3/4G蜂窩通信技術,比如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。
萬物互聯(lián)是大趨勢,是發(fā)展的必然,各種物聯(lián)網技術也是梭鏢林立。
面對各種興起的物聯(lián)網技術,3GPP主要有三種標準:LTE-M、EC-GSM和NB-IoT,分別基于LTE演進、GSM演進和Clean Slate技術。
●LTE-M
LTE-M,即LTE-Machine-to-Machine,是基于LTE演進的物聯(lián)網技術,在R12中叫Low-Cost MTC,在R13中被稱為LTE enhanced MTC (eMTC),旨在基于現有的LTE載波滿足物聯(lián)網設備需求。
知道LTE UE categories的朋友并不會陌生。為了適應物聯(lián)網應用場景,3GPP在R11中定義了最低速率的UE設備為UE Cat-1,其上行速率為5Mbps,下行速率為10Mbps。為了進一步適應于物聯(lián)網傳感器的低功耗和低速率需求,到了R12,3GPP又定義了更低成本、更低功耗的Cat-0,其上下行速率為1Mbps。
●EC-GSM
EC-GSM,即擴展覆蓋GSM技術(Extended Coverage-GSM)。
各種LPWA技術的興起,傳統(tǒng)GPRS應用于物聯(lián)網的劣勢凸顯。2014年3月,3GPP GERAN #62會議“Cellular System Support for Ultra Low Complexity and Low Throughput Internet of Things”研究項目提出,將窄帶(200 kHz)物聯(lián)網技術遷移到GSM上,尋求比傳統(tǒng)GPRS高20dB的更廣的覆蓋范圍,并提出了5大目標:提升室內覆蓋性能、支持大規(guī)模設備連接、減小設備復雜性、減小功耗和時延。2015年,TSG GERAN #67會議報告表示,EC-GSM已滿足5大目標。
GERAN(GSM EDGE Radio Access Network)是GSM/EDGE 無線通信網絡(Radio Access Network)的縮寫。GERAN由3GPP主導,主要制定GSM標準。由于早期的蜂窩物聯(lián)網技術是基于GSM的,所以一些物聯(lián)網立項都是GERAN進行的。
隨著技術的發(fā)展,蜂窩物聯(lián)網通信需要進行重新定義,我們形象的叫做“clean-slate”方案,類似于“打掃干凈屋子再請客”的說法,這就出現了NB-IoT。由于NB-IoT技術并不基于GSM,是一種clean-slate方案,所以,蜂窩物聯(lián)網的工作內容轉移至RAN組。GERAN將繼續(xù)研究EC-GSM,直到R13 NB-IoT標準凍結。
●NB-IoT
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,這一Clean Slate方案覆蓋了NB-CIoT。
NB-CIoT是由華為、高通和Neul聯(lián)合提出,NB-LTE是由愛立信、諾基亞等廠家提出。
NB-CIoT提出了全新的空口技術,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(guī)模設備連接、減小設備復雜性、減小功耗和時延)的蜂窩物聯(lián)網技術,特別是NB-CIoT的通信模塊成本低于GSM模塊和NB-LTE模塊。
NB-LTE更傾向于與現有LTE兼容,其主要優(yōu)勢在于容易部署。
最終,在2015年9月的RAN #69會議上經過激烈撕逼后協(xié)商統(tǒng)一,NB-IoT可認為是NB-CIoT和NB-LTE的融合。
這里引用一段3GPP RAN會議報告關于蜂窩物聯(lián)網技術的描述:
物聯(lián)網(Internet of Thing, IoT)是未來重要技術,3GPP在R12/R13雖然也有MTC(Machine Type Communication)相關技術,但其基本做法是在既有LTE技術與架構上進行優(yōu)化,并非針對物聯(lián)網特性進行全新的設計。 相對于MTC技術優(yōu)化的做法,蜂窩物聯(lián)網(Cellular Internet of Thing, CIoT)技術項目建議針對物聯(lián)網特性全新設計,不一定要相容于既有的LTE技術框架。
為了簡單了解物聯(lián)網標準推進過程,我們舉例摘要一下華為的2個提案:
●RP-150709 : “Views on specification for a Cellular IoT system in RAN” , Huawei
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Huawei認為,如上圖所示,既有的移動通信技術如LTE較適用于如智慧城市等需要高速率的應用;一些低速的技術如WiFi等可應用于智慧家庭等;針對其它需要極低速、極低成本、 低功率的應用,如智能讀表(Metering)、傳感器追蹤(Sensor Tracking) 等,這是CIoT技術特別適用的場景,終端數量上也是最多的。
目前推動CIoT有兩大方向: 一個是基于GSM系統(tǒng)持續(xù)改進的技術,另一個就是建議全新的(Clean Slate)CIoT 技術設計。
Huawei建議RAN1~RAN4 工作小組都應將CIoT 全新技術納入工作項目,并盡快將其列為R13工作項目。
●RP-151359 : “NB-CIoT – Deployment Scenarios” , Huawei
這是華為提出的NB-CIoT的三個應用場景:
上圖中,左圖是CIoT利用GSM載波的來部署,將原本提供GSM服務的部分載波移至給CIoT使用;
中間圖的部署方式是CIoT與既有網絡系統(tǒng)獨立部署,各自使用獨立的頻譜,彼此不會互相干擾,是最簡單的部署方式,但CIoT需要一段自己的頻譜;
右圖是將CIoT與既有的 LTE系統(tǒng)共存,利用LTE頻譜邊緣信號強度較弱的部分部署CIoT,優(yōu)點是CIoT不需要一段自己的頻譜,缺點是可能發(fā)生與LTE系統(tǒng)干擾問題,但是,若CIoT與LTE最旁邊的子載波距離200KHz以上的話,CIoT與LTE的共存干擾可被有效控制。
關于NB-CIoT和NB-LTE的區(qū)別,上幾張圖,有興趣的可以看看。..
物聯(lián)網技術這么多,撕逼當然很慘烈,除了NB-CIoT和NB-LTE之撕,還有NB-IoT和LTE-M之撕,當然還有3GPP下的蜂窩物聯(lián)網技術與其它LPWA技術之撕…
有人說,NB-IoT標準的出現,將撕碎Sigfox和LoRa等技術,因為支持NB-IoT的運營商要比使用Sigfox和LoRa技術的運營商擁有更大的客戶群規(guī)模。
Sigfox和LoRa等技術的粉絲們表示不以為然,他們認為,NB-IoT還未商用部署,未來好幾年時間內技術成本仍會居高不下。這確實是個問題,我家電冰箱才花了699元,如果裝一個20美元的通信模塊,成了物聯(lián)網智能冰箱,價格一下漲到730元,我一定不買了,別問我為什么?窮!
不過,據說通信模塊可以降到5美元以下的,我們還是應該期待的。而且,不僅是智能家居(讓WiFi去玩吧),物聯(lián)網的應用場景相當廣泛,比如,智能泊車、自行車聯(lián)網防盜、車聯(lián)網、智慧城市、智慧建筑、環(huán)境監(jiān)控…
最后,我們再向大家詳細介紹其它10大物聯(lián)網通信協(xié)議。..
可是,我真的不想碼字了~~~
下次再聊!歡迎大家留言指正,不要太客氣,小編很nice(耐撕)的!
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