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華為正在力挺的NB-IoT是什麼鬼!

[導讀] 萬物互聯是大趨勢,是發展的必然,各種物聯網技術也是梭鏢林立。而現在,華為正在力挺的NA-IOT是什麼東西,往文章下看!

NB-IoT,Niubility Internet of Thing,即牛掰的物聯網技術。

  關於物聯網,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,這款智慧通過3D掃描全身來跟蹤您的體型變化。

  這款名為Naked(裸體)的智慧健身鏡通過對身體的掃描建立3D模型,記錄體型變化,並向手機同步APP傳送資料,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,就是一個可貼在家裡的塑料按鈕。比如在洗衣機上貼一個,發現洗衣液用完了,按下按鈕就下單了,然後快遞就嗖嗖來了。 剁手黨直呼受不了。

  以上2個物聯網應用,都是採用的WiFi通訊技術。

  物聯網的無線通訊技術很多,主要分為兩類:一類是Zigbee、WiFi、藍芽、Z-wave等短距離通訊技術;另一類是LPWAN(low-power Wide-Area Network,低功耗廣域網),即廣域網通訊技術。

  LPWA又可分為兩類:一類是工作於未授權頻譜的LoRa、SigFox等技術;另一類是工作於授權頻譜下,3GPP支援的2/3/4G蜂窩通訊技術,比如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。


  萬物互聯是大趨勢,是發展的必然,各種物聯網技術也是梭鏢林立。

  面對各種興起的物聯網技術,3GPP主要有三種標準:LTE-M、EC-GSM和NB-IoT,分別基於LTE演進、GSM演進和Clean Slate技術。

  ●LTE-M

  LTE-M,即LTE-Machine-to-Machine,是基於LTE演進的物聯網技術,在R12中叫Low-Cost MTC,在R13中被稱為LTE enhanced MTC (eMTC),旨在基於現有的LTE載波滿足物聯網裝置需求。

  知道LTE UE categories的朋友並不會陌生。為了適應物聯網應用場景,3GPP在R11中定義了最低速率的UE裝置為UE Cat-1,其上行速率為5Mbps,下行速率為10Mbps。為了進一步適應於物聯網感測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,即擴充套件覆蓋GSM技術(Extended Coverage-GSM)。

  各種LPWA技術的興起,傳統GPRS應用於物聯網的劣勢凸顯。2014年3月,3GPP GERAN #62會議“Cellular System Support for Ultra Low Complexity and Low Throughput Internet of Things”研究專案提出,將窄帶(200 kHz)物聯網技術遷移到GSM上,尋求比傳統GPRS高20dB的更廣的覆蓋範圍,並提出了5大目標:提升室內覆蓋效能、支援大規模裝置連線、減小裝置複雜性、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 無線通訊網路(Radio Access Network)的縮寫。GERAN由3GPP主導,主要制定GSM標準。由於早期的蜂窩物聯網技術是基於GSM的,所以一些物聯網立項都是GERAN進行的。

  隨著技術的發展,蜂窩物聯網通訊需要進行重新定義,我們形象的叫做“clean-slate”方案,類似於“打掃乾淨屋子再請客”的說法,這就出現了NB-IoT。由於NB-IoT技術並不基於GSM,是一種clean-slate方案,所以,蜂窩物聯網的工作內容轉移至RAN組。GERAN將繼續研究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網路上改動較大,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(提升室內覆蓋效能、支援大規模裝置連線、減小裝置複雜性、減小功耗和時延)的蜂窩物聯網技術,特別是NB-CIoT的通訊模組成本低於GSM模組和NB-LTE模組。

  NB-LTE更傾向於與現有LTE相容,其主要優勢在於容易部署。

  最終,在2015年9月的RAN #69會議上經過激烈撕逼後協商統一,NB-IoT可認為是NB-CIoT和NB-LTE的融合。

  這裡引用一段3GPP RAN會議報告關於蜂窩物聯網技術的描述:

  物聯網(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化,並非針對物聯網特性進行全新的設計。 相對於MTC技術優化的做法,蜂窩物聯網(Cellular Internet of Thing, CIoT)技術專案建議針對物聯網特性全新設計,不一定要相容於既有的LTE技術框架。

  為了簡單瞭解物聯網標準推進過程,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
 

  Huawei認為,如上圖所示,既有的移動通訊技術如LTE較適用於如智慧城市等需要高速率的應用;一些低速的技術如WiFi等可應用於智慧家庭等;針對其它需要極低速、極低成本、 低功率的應用,如智慧讀表(Metering)、感測器追蹤(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: 一個是基於GSM系統持續改進的技術,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 全新技術納入工作專案,並儘快將其列為R13工作專案。

  ●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與既有網路系統獨立部署,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系統共存,利用LTE頻譜邊緣訊號強度較弱的部分部署CIoT,優點是CIoT不需要一段自己的頻譜,缺點是可能發生與LTE系統干擾問題,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。

  關於NB-CIoT和NB-LTE的區別,上幾張圖,有興趣的可以看看。..


  物聯網技術這麼多,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,因為支援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美元的通訊模組,成了物聯網智慧冰箱,價格一下漲到730元,我一定不買了,別問我為什麼?窮!

  不過,據說通訊模組可以降到5美元以下的,我們還是應該期待的。而且,不僅是智慧家居(讓WiFi去玩吧),物聯網的應用場景相當廣泛,比如,智慧泊車、自行車聯網防盜、車聯網、智慧城市、智慧建築、環境監控…

  最後,我們再向大家詳細介紹其它10大物聯網通訊協議。..

  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!