一、NB-IoT定義

NB-IoT指窄帶物聯網(Narrow Band-Internet of Things)技術，是一種 3GPP 標準定義的 LPWA（低功耗廣域網）解決方案。NB-IoT協議棧基於LTE設計，但是根據物聯網的需求，去掉了一些不必要的功能，減少了協議棧處理流程的開銷。因此，從協議棧的角度看，NB-IoT是新的空口協議。

二、NB-IoT 技術優勢

NB-IoT構建於蜂窩網路，只消耗大約180KHz的頻段，可直接部署於GSM網路、UMTS網路或LTE網路，以降低部署成本、實現平滑升級，具有以下優勢：

　　1、海量連線：每小區可達10萬連線；NB- IoT比2G/3G/4G有50-100倍的上行容量提升，這也就意味著，在同一基站的情況下，NB-IoT可以比現有無線技術提供50~100倍的接入數。

　　2、超低功耗：電池壽命長達十年；

　　低功耗特性是物聯網應用一項重要指標，特別對於一些不能經常更換電池的裝置和場合，如安置於高山荒野偏遠地區中的各類感測監測裝置，它們不可能像智慧手機一天一充電，長達幾年的電池使用壽命是最本質的需求。在電池技術無法取得突破的前提下，只能通過降低裝置功耗以延長電池供電時間。通訊裝置消耗的能量往往與資料量或速率相關，即單位時間內發出資料包的大小決定了功耗的大小。資料量小，裝置的調變解調器和功放就可以調到非常小的水平。NB-IoT聚焦小資料量、 小速率應用，因此NB-IoT裝置功耗可以做到非常小，可以保障電池5年以上的使用壽命。

　　3、深度覆蓋：能實現比 GSM 高20db的覆蓋增益；

　　NB-IoT比LTE提升20dB增益，相當於發射功率提升了 100倍，即覆蓋能力提升了100倍，就算在地下車庫、地下室、地下管道等訊號難以到達的地方也能覆蓋到。

　　4、安全性：繼承4G網路安全能力，支援雙向鑑權以及空口嚴格加密，確保使用者資料的安全性;

　　5、穩定可靠：能提供電信級的可靠 性接入，有效支撐 IoT 應用和智慧城市解決方案。

　　NB- IoT直接部署於GSM網路、UMTS網路或LTE網路，即可與現有網路基站複用以降低部署成本、實現平滑升級，但是使用單獨的180KHz頻段，不佔用現有網路的語音和資料頻寬，保證傳統業務和未來物聯網業務可同時穩定、可靠的進行。以智慧抄表應用為例，與採用有線PLC抄表資料回收成功率在60%左右相比，NB-IoT可以保證資料成功回收率達99%，可靠性大大提高。

　　6.、低成本：低速率低功耗低頻寬帶來的是低成本優勢。速率低就不需要大快取，所以可以快取小、DSP配置低;低功耗，意味著RF設計要求低，小PA就能實現;因為低頻寬，就不要複雜的均衡演算法。這些因素使得NB-IoT晶片可以做得很小。晶片成本往往和晶片尺寸相關，尺寸越小，成本越低，模組的成本也隨之變低。

　圖：各類無線模組成本對比

　　長距離通訊技術NB-IoT是一種革新性的技術，是由華為主導，由3GPP定義的基於蜂窩網路的窄帶物聯網技術。它支援海量連線、有深度覆蓋能力、功耗低，這些與生俱來的優勢讓它非常適合於感測、計量、監控等物聯網應用，適用於智慧抄表、智慧停車、車輛跟蹤、物流監控、智慧農林牧漁業以及智慧穿戴、智慧家庭、智慧社群等等領域。這些領域對廣覆蓋、低功耗、低成本的需求非常明確，目前廣泛商用的2G/3G/4G及其他無線技術都無法滿足這些挑戰。

三、物聯網裝置分類

通常物聯網裝置分為三類：

　　①無需移動性，大資料量（上行），需較寬頻段，比如城市監控攝像頭。

　　②移動性強，需執行頻繁切換，小資料量，比如車隊追蹤管理。

　　③無需移動性，小資料量，對時延不敏感，比如智慧抄表。

NB-IoT正是為了應對第③種物聯網裝置而生。

三類裝置對應三種業務需求：

高速率業務：主要使用3G、4G技術，例如車載物聯網裝置和監控攝像頭， 對應的業務特點要求實時的資料傳輸；

中等速率業務：主要使用GPRS技術，例如居民小區或超市的儲物櫃，使用頻率高但並非實時使用，對網路傳輸速度的要求遠不及高速率業務；

低速率業務：業界將低速率業務市場歸納為LPWAN（Low Power Wide Area Network）市場，即低功耗廣域網到目前還沒有對應的蜂窩技術，多數情況下通過GPRS技術勉力支撐，從而帶來了成本高、影響低速率業務普及度低的問題。

也就是說目前低速率業務市場急需開拓，而低速率業務市場其實是最大的市場，如建築中的滅火器、科學研究中使用的各種監測器，此類裝置在生活中出現的頻次很低，但彙集起來總數卻很可觀，這些資料的收集用於各類用途，比如改善城市裝置的配置等等。

四、NB-IoT與LoRa、SigFox的特性對比：

Following are the features of NB-IoT technology:

• Coverage: +20dB than LTE, covers distance ofless than 22 Km

• Frequency spectrum: LTE In-band, Guard Band,Standalone

• Signal Bandwidth: 180 KHz

• Data Rate: 200 Kbps

• Battery life of NB-IoT device: 10 years

Following are the features of LoRa technology:

• Coverage: less than 14 Km

• Frequency spectrum: Unlicensed Band

• Signal Bandwidth: 125 KHz

• Data Rate:10 Kbps

• Battery life of NB-IoT device: 10 years

Following are the features of SigFox technology:

• Coverage: less than 17 Km

• Frequency spectrum: Unlicensed Band

• Signal Bandwidth: 0.1 KHz

• Data Rate:100 bps

• Battery life of NB-IoT device: 10 years

 NB-IoT主要依賴於運營商的基礎設施，進行協議對接，LoRa是一個更靈活的自主網路，在任何需要的地方，都可以進行部署。SigFox與LoRa之間最大的區別是LoRa可以部署屬於自己的私有網路，而Sigfox需要支付一定運營商服務費。因此，在一些特殊行業、如石油、運輸等，客戶未必會願意為此買單。