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    NB-IoT窄帶蜂窩物聯網的“毛細血管” 連接更廣闊的智能世界

    發布日期:2021-10-29 訪問量:149 來源:美格智能

    根據Counterpoint的Q2數據表明,2021年Q2季度全球蜂窩通訊模組出貨量達到了1億。其中,NB-IoT模組的出貨量位于第三,僅次于5G和Cat.1模組。在該季度,中國出貨的NB-IoT模組占據了全球的85%。與傳統2G、3G、4G蜂窩通信模式相比,NB-IoT自身具備的低功耗、廣覆蓋、低成本、大容量等優勢,使其可以廣泛應用于多種垂直行業,逐漸被越來越多的企業產品所采用。

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    什么是NB-IoT?


    NB-IoT,窄帶物聯網(Narrow Band Internet of Things)是萬物互聯網絡的一個重要分支。我們知道,物聯網無線通信技術主要分為兩類:一類是局域通信技術,如Zigbee、Wi-Fi 、藍牙等;另一類是LPWA廣域通信技術,又可分為未授權頻譜的 LoRa、SigFox 等技術和授權頻譜下的蜂窩通信技術。

    NB-IoT是IoT領域一個新興的技術,構建于蜂窩網絡,支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接,只消耗大約180kHz的帶寬,可直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡,以降低部署成本、實現平滑升級。


    NB-IoT的3種部署方式


    獨立部署(Standalone)是最單純的部署方式,但需要一段自己的頻譜。將NB-IoT部署在傳統的2G頻譜或其它的離散頻譜,利用現網的空閑頻譜或新的頻譜,不與現行LTE網絡形成干擾。獨立部署模式使用獨立的200kHz系統帶寬部署NB-IoT載波,而NB-IoT真正使用的是180kHz傳輸帶寬,兩邊各留10kHz的保護帶。在這種部署場景下,對于有GSM頻譜資源的運營商來說,比較方便,相當于使用一個獨立GSM頻點,即可滿足NB-IoT部署需求。

    保護帶部署(Guard-Band)是將NB-IoT網絡部署在LTE頻譜邊緣的保護頻段,使用較弱的信號強度,可以最大化地利用頻譜資源。保護帶部署模式的優點是不需要一段自己的頻譜,缺點是可能發生與LTE系統的干擾問題。LTE系統在帶寬的兩端都存在保護帶。把NB-IoT載波使用的180kHz傳輸帶寬放置在LTE系統的保護帶內,對于無GSM頻譜、只有LTE頻譜的運營商來說,這是一種比較容易的部署方案。

    帶內部署(In-Band)是將NB-IoT部署在LTE帶內的一個PRB資源,作為NB-IoT工作載波,通常選擇在低頻段上,保證更廣的覆蓋率和較好的傳播特性。在帶內部署模式下,NB-IoT和LTE系統存在一定的耦合關系,同時NB-IoT的容量覆蓋也受到了限制。

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    NB-IoT的優勢


    1、深度覆蓋:NB-IoT的覆蓋比傳統網絡增強約20dB,相當于提升了100倍覆蓋區域的能力,即使是地下車庫這類信號難以到達的地方也能覆蓋到。

    2、海量連接:相比2/3/4G通信系統,NB-IoT有50—100倍的上行容量提升。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,足以滿足未來智慧家庭中大量設備聯網需求。

    3、超低功耗:低功耗特性是物聯網應用一項重要指標,尤其是在一些無法經常更換電池的場景。NB-IoT聚焦小數據量、小速率應用,因此NB-IoT的設備功耗可以做到非常小。此外,NB-IoT還引入了超長DRX(非連續接收)和PSM省電模式,大大延長了設備的續航時間。

    4、較低成本:NB-IoT無需重新建網,且射頻和天線基本上都是復用的。低速率低功耗低帶寬的特性更是突出了NB低成本的優勢。此外,由于芯片的成本往往和尺寸相關,尺寸越小,成本就越低,于是模組的成本也隨之降低。

    5、穩定可靠: NB-IoT可直接部署于GSM、UMTS或LTE網絡,與現有網絡基站復用,以降低部署的成本、實現平滑升級,使用單獨的180KHz頻段,不占用現有網絡的語音和數據帶寬。 


    美格智能NB-IoT模組加速物聯網產業智能化


    今年年初,美格智能攜手行業領先的蜂窩物聯網芯片設計公司移芯通信發布了多款NB-IoT模組產品(SLM130、SLM160、SLM190),旨在為窄帶物聯網(NB-IoT)領域基于蜂窩網絡的物聯網技術注入新鮮活力,幫助更多物聯網領域的低功耗產品接入網絡。  

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    美格智能SLM130、SLM160、SLM190三款NB-IoT無線通信模組具有高性能、高可靠、低功耗、寬電壓的行業優勢。其中,SLM130采用的是移芯EC616平臺,SLM160和SLM190采用EC616S平臺,支持Release14,包括CAT-NB2、2-Harq、OTDOA等特性;內置Cortex-M3內核,最高主頻204MHz,內置4MB Flash,內存充足;EC616還支持26個GPIO口,3路UART,2路SPI,2路I2C,4路ADC,溫度傳感器,電池電壓檢測等。

    該三款模組均采用高集成度設計方案,LCC封裝,易于批量生產。模組尺寸各自兼容市場相關主流產品,支持超寬電壓、超低功耗、超高靈敏度,支持中國移動OneNET、中國電信、華為OceanConnect和阿里云等物聯網開放平臺,支持國內全網通頻段,內嵌網絡服務協議棧,方便應用,支持低電壓供電(2.2V~4.5V),內置eSIM卡位置,小功率省電設計,可滿足絕大部分的物聯網產品應用需求,包括智能水表、智能燃氣表、智能停車、智能煙感、智慧城市、共享設備、安防、資產追蹤、智能家電、可穿戴設備、農業和環境監測以及其它諸多行業。

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    ▲應用場景

    目前,從接入網絡上看,NB-IoT的上行傳輸方案支持單音傳輸和多音傳輸兩種形式。單音方案支持更好的覆蓋、容量與終端功耗;多音方案可用于支持更大的峰值速率。

    從技術特點上看,NB-IoT的部署方式較為快捷、靈活。從功耗和性能上看,NB-IoT終端的功耗低。從成本和市場推廣上看,因為NB-IoT可直接部署于2G/3G/4G網絡,現有無線網絡基站的射頻與天線可以復用。

    NB-IoT可以適應從固定連接到移動連接的各行業豐富應用場景,因此我們相信伴隨技術和市場的進一步發展,一定會衍生出非常多的應用場景和產品需求。

    未來,美格智能將繼續與行業伙伴進行深入合作,全力推進多行業NB-IoT技術應用場景落地,加速產業生態成熟和商業化,為萬物智聯的千行百業創造無限可能。

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