近年来,随着人人通话的饱和以及物物连接在各个行业的渗透,物联网已经成为时代发展下的产物,物联网业务也将呈现大规模的增长。根据 idc 公司的预测,到 2020 年,全球物联网总连接数将达到 300 亿,市场规模达到 1.7 万亿美金。
nb-iot 技术作为众多 lpwa 技术中的一员,其低功耗、广覆盖、大连接等特点令其脱颖而出,特别在智能抄表、智能路灯、燃气抄表和智能井盖等领域,有着极大的发展空间,未来将会进一步推动推动了智能交通、智能家居、智慧医疗以及智慧物流等行业的快速发展。
作为物联网一个重要分支的 nb-iot 已成为业界关注的焦点。本文首先分析了 nb-iot 的发展情况及技术特点,然后从网络部署的角度,阐述了 nb-iot 各种频率部署方式的具体应用方案再结合国内运营商 2g/3g/4g 网络的实际情况,提出了基于现网的 nb-iot 网络部署方案和建议。
为在物联网行业目前所处产业爆发前的战略机遇期中获取先机,国内三大运营商积极发力 nb-iot 网络建设,中国电信开启 800m 频段 lte 重耕以支持 nb-iot 网络;中国联通积极布局基于 nb-iot 技术的物联网创新业务,以 900hz/1800mhz 双频进行 nb-iot 部署;中国移动目前虽于 2018 年 4 月获得 fdd 牌照,但限定只能在县级及县以下农村使用,其部署进度暂落后于其他两家运营商,目前 nb-iot 网络一期建设已覆盖 346 个城市,到 2018 年年底 nb-iot 网络将实现县一级的覆盖。基本策略将协同 fdd-lte 及 nb-iot 部署进度,积极布局 emtc 网络。
根据 nb-iot 立项中 rp-151621 的规定,nb-iot 支持三种部署场景,即:独立部署(stand-alone 模式)、保护带部署(guard-band 模式)、带内部署(in-band 模式)。
1)独立部署:主要是利用现网空闲频谱或是新的频谱部署 nb-iot,频带宽度 200khz。适合 gsm 和 cdma 频段重耕。这种方式具有相对灵活的容量扩展性,同时具有独立的高发射功率,下行速率也比较高。
2)保护带部署:主要体现在 nb-iot 工作在 lte 系统中边缘的保护带。这种方式容量扩展比较困难,同时还降低了 lte 的信噪比。
3)带内部署:主要的优点是容量扩展非常灵活,发射功率较高,但是影响 lte 的网络容量,而且还使网络覆盖受限。因为这种方式可占用 lte 带内一个 rb 的带宽部署 nb-iot。在这种方式下,2 个系统的频带相邻就会存在频率干扰。为了避免这种干扰现象,nb-iot 技术的发射功率应该低于 lte 功率谱密度的 6db。
nb-iot 组网主要分成五个部分:nb-iot 终端、nb-iot 基站、nb-iot 核心网、物联云平台和应用服务中心。
1)nb-iot 终端:支持各行业的 iot 设备接入;
2)nb-iot 基站:主要是指 lte 基站;
3)nb-iot 核心网:nb-iot 基站和 nb-iot 云的连接枢纽;
4)物联云平台:各类业务的处理及反馈的中心;
5)应用服务中心:既可以获取到本中心的 nb-iot 业务数据,也可以完成对 nb-iot 终端的控制。
目前,nb-iot 已日趋广泛地应用在公共事业、智慧城市和工业应用等众多领域。物联网在应用上将涵盖七大类,具体内容如下。
1)公共事业:表类,主要包括智能水表和智能气表。
2)智慧城市:智能停车、智能垃圾桶、智能灯杆。
3)智慧建筑:报警系统、采暖通风空调系统、接入系统。
4)农业与环境:包括农林牧渔、家畜监控、环境监控。
5)消费与医疗:家用电器、宠物/小孩追踪、共享单车、远程临床跟踪。
6)工业应用:工业设备状态监控、进程与安全监控、能源基础设施。
7)后勤保障:工业资产、货柜跟踪、位置与状态更新。
随着 nb-iot 技术在各行各业中不断渗透,生态体系也逐渐完善,其对社会发展的影响将越来越明显。