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什么是NB-IoT?物联网设备的5大好处


 
 
互联设备现已成为我们日常生活的一部分。自2006年以来,物联网已从20亿个设备发展到现在的约64亿个。不仅如此,消费类应用程序也占了如此众多的设备。
 
物联网设备正在将上下文数据,信息和自动化功能带入其他环境。工厂,零售商店,配送中心都受益于涌入市场的新设备的涌入。然而,随着新的无线技术的涌入,物联网的增长有望进一步加速。
 
但是,仍然存在一些阻碍这一增长的重大障碍。最普遍的挑战是连接性。难以到达或农村地区的设备很难通过传统的蜂窝技术进行连接,尤其是当其中许多设备由单电池供电时(这就是LPWA网络的用武之地)。
 
 NB-IoT
什么是NB-IoT
如今许多全球最大的蜂窝运营商开始通过3GPP开发新技术标准。该项目只有一项任务,即使低功耗,通话量少的设备能够使用现有的蜂窝基础设施进行连接-最初是为每天传输数字节数据的设备建立的。
 
NB-IoT是3GPP开发的标准的名称。它在880-960MHz和791-832KHz的频段8和20上运行。这意味着传输小数据包的设备可以使用现有的LTE网络基础结构进行连接-世界上一些最大的运营商计划通过以下三种方式之一立即部署该技术:
 
带内部署
使用现有资源块,可以在现有LTE频谱内部署NB-IoT。
 
防护带部署
无需重新分配资源块,便可以在3G和LTE频谱的保护频段内部署NB-IoT。这些频谱旨在减少干扰,但可用于窄带。
 
独立部署
在认为必要的情况下,它也可以用作其自己专用频谱内的独立部署。对于最繁忙的物联网环境,运营商可能会选择此选项。
 
NB-IoT的5个实际好处
低功耗
在可用功率充足且可通过WLAN频率访问的地方,物联网蓬勃发展。这使设计师能够创建大量用于智能家居应用,可穿戴设备和跟踪器的设备。但是,随着物联网的发展,设备需要在信号较弱的地方进行连接,而这需要高效,低功耗的无线性能。
 
NB-IoT旨在适应这些具有挑战性的应用。一些运营商声称这可以使单节电池的电池寿命达到10年,但这需要仔细的天线集成以确保有效的性能。
 
实际上,电池的退化速率将根据数据传输的数量和频率而有所不同。此外,高效的天线对于这种寿命至关重要。
 
穿透信号
为了使设备从地下位置成功连接,NB-IoT的链路预算需要超过现有的蜂窝技术。用例表明,隐藏在多层砖后面的设备可以通过频率较低的比特率带来的额外链路预算实现连接。
 
这意味着可以连接位于隧道,污水网络,地下或农村地区的设备。在传统的蜂窝网络上,扩展的覆盖范围估计可以提高20 dB。
 
低延迟
数据包丢失是物联网设备在充满挑战的操作环境中的常见问题。为了使这些设备保持任何价值,它们需要能够在可接受的等待时间段内传输数据,并避免可怕的数据包丢失。
 
试验表明,在IoT的地下应用中可以实现10s以下的延迟,这对于通过NB-IoT实时监视应用至关重要。这减少了丢包的机会,这意味着设备为其最终用户提供了更多价值。
 
“按设计”的安全性
标准化技术的过程以及全球多家主要运营商的投入,意味着NB-IoT具有与LTE网络中目前存在的所有相同的安全措施。功能包括:
 
安全认证
信号保护
启用数据加密
 
启用NB-IoT后,所有这些功能均可用。但是,要获得这些安全优势,产品必须经过认证并包含嵌入式SIM,这在设计周期中会产生很多注意事项。
 
未来的可扩展性
物联网具有向数亿个设备提供覆盖范围的能力。单位成本很低,可负担性是支持预计将使用新无线技术的设备密度的关键。
 
此外,窄带项目时间表已考虑到更多健谈设备的LTE-M。最终目的是为各种设备提供远程网络连接。
 
结论
NB-IoT的大部分预期来自于这样一个事实,即现在将存在一个能够访问大量设备的标准化LPWA网络。竞争的LPWA网络已经存在了一段时间,但没有一个能提供NB-IoT带来的可扩展性或可负担性。
 
但是,要实现NB-IoT的所有优势,不仅需要选择使用它,还需要更多的思考。这些设备中许多设备所运行的信号的性质和具有挑战性的环境,另外还需要通过网络批准测试,这使设计周期具有挑战性。
 

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