NB-IoT：归一化网络，多样化应用

文/徐海平

电信行业憧憬物联网市场已达10年之久，但由于电信运营商传统的2G/3G/4G网络并不能满足物联网设备低功耗、低成本的要求，一直以来，大部分物联网设备在连接时主要采用WiFi和蓝牙等免费技术，运营商很难从中获利。目前，在全球联网的物联网终端中，接入运营商移动网络的终端占比不足6%。而通过NB-IoT（Narrowband Internet of Things，窄带蜂窝物联网）的部署，预计到2020年C-IoT（Collaborative Internet of Things）连接数将达10亿，较2015年增长2.5倍，基于NB-IoT技术的蜂窝物联网将在未来几年成为拥有巨大潜力的商业蓝海。

归一化LPWA网络

为满足越来越多远距离物联网设备的连接需求，LPWA应运而生。LPWAN（Low Power Wide Area Network，低功耗广域网络）专为低带宽、低功耗、远距离以及大量连接的物联网应用而设计。正如短距离无线网络包含WiFi、蓝牙和ZigBee等多种技术，LPWA也包含多种技术，例如LoRa、Sigfox、传统的2G/3G/4G和NB-IoT等。

相比于短距技术，LPWA无需额外部署汇聚网关，大大降低了用户的部署成本和复杂度，应用终端即插即用消除了部署限制。而相比其它技术，NB-IoT对于LPWA应用有着得天独厚的技术优势。

相比Sigfox/Lora技术，NB-IoT可基于运营商现有网络站点升级支持，无需额外的站点/传输资源，且部署方便，便于规模扩展。应用频段则采用运营商可控的有执照频谱，可管理、无干扰。而无执照频谱当前已被多种业务使用（例如对讲机、医疗和工业的无线控制等），不可知的无线干扰会对其业务体验带来极大影响。

而相比运营商现存的2G/3G/4G网络，专为物联网设计的NB-IoT技术则在技术性能和业务能力上有着绝对优势，200KHz的窄带需求可以充分利用运营商的零散频谱，并能够提供百倍于4G的连接规模、百倍于2G的灵敏度和长达10年的设备电池供电寿命，也可提供成本更低的商用芯片，使蜂窝网络极大地延伸了应用边界。

随着2015年9月NB-IoT技术正式写入3GPP协议，华为、高通、爱立信和VDF等全球主流通信设备商、运营商和芯片厂商均已明确了推进NB-IoT大规模商用的目标。不久的将来，一张基于3GPP标准、专为海量传感器服务的NB-IoT网络将在全球广泛展开。

多样化C-IoT应用

近两年，各国都把发展物联网作为国家战略之一，然而高价的无线终端、需要额外部署的汇聚网关，以及昂贵的室内布线成本等等障碍极大地抑制了物联网的进一步发展，NB-IoT的出现，契合各行业无线物联网的部署需求，彻底释放了基于无线传感器的智能应用，帮助运营商切入新的市场。

智能水表

全球公共事业行业都已经启动或计划启动智能抄表的改造工作。通过智能抄表，可以大大节省抄表人力，并提供分时收费等增值服务，但基于现有网络技术实现智能抄表可谓困难重重。例如，根据VDF在英国的统计，将近20%的水表位于房屋的地下室和弱覆盖的墙体之中，现存的2G/3G/4G网络无法接入。由于工程人员人力成本较高，水务公司要求改造后水表需要持续工作5年以上，现网设备同样无法满足，因为当前采用的短距汇聚等模式存在着部署成本高、信号干扰大和可靠性低等问题。而NB-IoT的低功耗和深度覆盖功能则可以完全解决这些问题。

智能垃圾箱

在“2016年巴塞罗那通信展”期间，华为展示了基于NB-IoT的智能垃圾箱解决方案，其通过对服务区域中的垃圾箱进行智能改造，为其加装嵌入NB-IoT无线芯片的声波传感器，以判断垃圾箱是否已满，并通过NB-IoT无线网络将状态信息上报给管理服务器，服务器根据上报信息为垃圾车规划最优路径，此举预计可以将垃圾清运车的调度效率提升1倍以上，为每个城市的垃圾管理节省每年数百万美元的车辆和人力成本。

智能环保

环境保护是近年来大众最为关注的话题之一，然而环境污染来自于生产和生活中的方方面面，人工排查需要投入大量的人力和物力，而基于NB-IoT技术的智能传感器可以提供危险气体检测、水质监测、土壤监测、森林火灾监控和危险品管理等多种功能，帮助人们解决部署难题。

NB-IoT技术具有低功耗、广覆盖、大容量和低成本等技术优势。在NB-IoT基站覆盖范围内，安装传感器无需额外布线，可即装即用，每平方公里可支持安装数以万计的传感器终端，实现全面监测管理。相比传统2G/3G/4G蜂窝网技术，NB-IoT技术能提供20dB的覆盖增益，保障了无线传感器在各种恶劣环境下仍能正常监测上报，例如水下（水质监测）、地下（土壤检测）和仓库中（危险品管理）等等。低功耗技术使得终端耗电只有传统GSM的1/10，一次安装可支持10年监测。通过分析无处不在的环境监测传感器上报的数据，实现污染源发现管理和污染预测分析等功能。

NB-IoT将迎来规模商用元年

NB-IoT技术的出现，使得运营商只需建设一张网络即可承载和管理所有的LPWA业务，避免了多种技术承载所带来的芯片、网络、终端和平台不统一的问题。而NB-IoT所提供的大连接、广覆盖、低功耗和低成本优势，则能够帮助运营商将物联网业务拓展到更多的行业和应用中。

作为NB-IoT技术的主要倡导者，华为将在2016年大力推进该技术的商用进程。近期，华为将与主流运营商在全球各地共同建设7个NB-IoT开放实验室，作为加速生态系统发展的开放平台，可支持垂直行业的合作伙伴和开发商进行预集成测试和认证，通过与垂直行业的深度合作为运营商拓展新的业务市场。

可以预期，2016年将会成为NB-IoT规模商用元年，崭新的物联网时代即将到来！

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