【转】一口气读懂NB-IoT

在过去的一年多，NB-IoT真的可以说是大红大紫。在通信圈里，除了说5G，就是说物联网。如果说物联网，八成就是在说NB-IoT。

在目前5G还没来的情况下，NB-IoT基本上是独领风骚、风光无限。

各大展会，一定不会少了它的身影

那么，这个NB-IoT到底是什么？

有什么优点？能干什么用？

在具体说NB-IoT之前，

我们先来说说“不带NB”的IoT。

什么是IoT

众所周知，

经过1G、2G、3G、4G的不断发展，

加之智能手机的广泛普及，

我们已经基本上实现了人与人之间随时随地的连接。

从早期的电报，到后来的电话和短信，

再到现在即时传送图片、

音频、视频等多媒体，

我们的通信技术手段已经十分强大。

人与人之间，连接无障碍

那么，通信发展到现在这个程度，

就够了吗？就到顶了吗？

显然没有。

人类对技术的追求、对生活的追求，

不会就此停住脚步。

技术还有潜力可以挖掘，

需求也在不断涌现。

一定要满足需求。如果没有需求，那就创造一个。

--小枣君斯基

在商业的驱动下，

通信厂商会不断拿出新的东东，

吊起用户的胃口，以此获取订单。

如果没有新玩意，

通信汪靠什么赚钱，养家糊口？

那么，新的需求点在哪里呢？

接下来的路，该往哪走？

通信人把目光从“人”的身上，

转移到了“物”的身上。

既然人都已经连完了。接下来，我们连物吧？把所有的物体，都连到网络里面来。

于是，物联网就诞生了。

物联网（IoT，Internet of Things）

人与人之间进行通信的网络，叫做人联网。

物与物之间进行通信的网络，叫做物联网。

说起来，就这么简单。

But，你说连就连，连起来有什么好处呢？

这个好处，真的大了去了。

试想一下这些场景：

如果所有的汽车都联网了，

自动驾驶是不是就实现了？

车与车之间会协调

路径、距离、速度，

车祸就再也不会发生了。

如果所有的家电都联网了，

实现了随时控制，还没到家，

就先开启空调和热水器，

出门在外忘记关灯，

可以远程关灯，还能远程监控，

是不是更方便和安全？

甚至动物，

如果保护区里所有的珍稀野生动物都联网了，

科学家是不是可以更方便地

检测它们的生命状态，

更好地进行保护和研究？

这还只是一小部分！

事实上，只要开动脑筋，

各种创意简直就是源源不断！

物联网的应用场景，远远不止这些

这相当于是挖到了一座“大金矿”，蕴藏着巨大的商业价值和社会价值。

根据预测，2020年，全球“终端连接数”将达到500亿个，其中，“物连接数”将达到“人连接数”的4倍。

市场规模就更不用说了，据预测，2025年全球物联网市场规模将达到19万亿！而且是美元！

这么大的一块蛋糕，

对于增长乏力的通信行业来说，

简直就是救命稻草。

通信企业怎么可能放过？

于是，整个行业就像打了鸡血，

纷纷开始拥抱物联网。

NB-IoT和LPWAN

物联网其实并不是一个新的概念。在很多年前，就有人提出过物联网。而且，这么多年来，物联网其实也一直都在默默发展。

1995年，比尔盖茨的《未来之路》书中，就提到过物联网

但是，因为技术的原因，过去一直发展的，是WLAN物联网。从名字就可以看出来了，WLAN=无线局域网，是一种覆盖范围较小的物联网络。

WLAN物联网，以Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、Z-wave等技术为代表。

这种WLAN物联网，无法完全满足前文所说那些行业应用的要求。

说到这里，小枣君想问大家一个问题：

对你来说，网络有哪些特性是你关心的？

我想，你第一个想到的，应该是速度（网速）。

你用手机上网的时候，当然希望速度一定要快。目前我们主流的通信标准——LTE，理论速度已经达到300Mbps。当然，实际体验速度远远达不到。但是，正常情况下，这个速度能够满足我们现在大部分的工作和生活需求（玩游戏、看视频）。

除了速度之外，还有别的吗？

是有的。

例如功耗、覆盖、成本，还有连接数量。

前三个都好理解，功耗影响待机时间，覆盖影响信号质量，成本影响使用费用。连接数量，就是终端数量，对人联网来说，就是手机数量。简单来说，就是每个小区可以容纳多少通信终端。

这几个指标，人联网和物联网的要求是完全不一样的。

有些指标，对人联网来说可以忍受，但对物联网来说，很可能是致命的。

例如功耗，你手机如果功耗较大，大不了充电频繁一点。

但是，对于智能水表，如果功耗大，每天都去换电池，吃得消吗？一个月换一次，水厂和水厂工人都会崩溃吧？

NB-IoT物联网水表

物联网对功耗、覆盖、连接数量这几个指标，非常非常敏感。而对于速率，大部分物联网应用反而并不敏感。（你想啊，抄个电表读数，上报个位置经纬度，能有几个字节？需要多大带宽？）

回到话题，WLAN物联网，主要就受限于覆盖范围和功耗上。

于是，LPWAN这个概念被提出来。

LPWAN，Low Power Wide Area Network，低功耗广域网。名字里就有它的两个最重要的特点：低功耗、广覆盖。

至于速度嘛，要求不高，够用就行。

相比其它网络类型（WLAN、2/3/4G），LPWAN的定位是完全不同的，如下图所示。

LPWAN强调的是覆盖，牺牲的是速率

也有一种叫法，把LPWAN叫做蜂窝物联网。这个名字也体现了它和2/3/4G这种蜂窝通信技术之间的共性，都是通过基站或类似设备提供信号的。

蜂窝通信网络

LPWAN物联网，也是包括很多技术标准。目前比较主流的有：NB-IoT、LoRa、Sigfox、eMTC。

嗯，没错，我们的NB-IoT，就是其中的一种。全名是Narrow Band IoT，也就是窄带物联网（带宽窄，速度慢）。

这些技术标准，都是由不同的厂家或者通信机构组织提出来。物联网的市场很大，所有人都想分一杯羹。

LPWAN整体上还处于混战状态

在不断的博弈和竞争过程中，NB-IoT脱颖而出，处于暂时领先的地位。

可以和NB-IoT势均力敌的，是eMTC，英文全称有点长，是enhanced machine type of communication，增强型机器类型通信。但是eMTC和NB-IoT的应用场景不同，eMTC适合对速度和带宽有要求的物联网应用。因为篇幅原因，先不深入介绍。

而LoRa和Sigfox的话，因为频谱的原因，所以竞争上比较吃亏：

LPWAN技术标准对比

频谱是什么？简单理解，就是高速公路上面的车道。有没有属于自己的合法车道，当然会影响前途命运。LoRa和Sigfox在国内没有自己的专用频段，先天不足。

NB-IoT的发展

作为本文的主角，我们还是重点介绍一下NB-IoT。

NB-IoT目前在几大标准之中非常有竞争力，尤其是在我们国家，受到多方追捧。

它之所以这么火，有多方面的原因。

首先，它确实是一项非常NB的技术。

就我们刚才提及的通信网络的几项指标，NB-IoT除了速率之外，其它方面都表现优异。

功耗方面，NB-IoT牺牲了速率，却换回了更低的功耗。采用简化的协议，更适合的设计，大幅提升了终端的待机时间，部分NB终端，待机时间号称可以达到10年！

信号覆盖方面，NB-IoT有更好的覆盖能力（20dB增益），就算你的水表埋在井盖下面，也不影响信号收发。

连接数量方面，每小区可以支持5万个终端，相当彪悍了。即使这个小区挤了5万头猪，也能轻松监控每一头。

最最重要的，成本价格。你再牛，成本高的话，价格贵用不起，也是白搭。NB-IoT通信模块成本很低，每模组有希望压到5美元之内甚至更低，有利于大批量采购和使用。

总之，NB-IoT的特点就是：吃的少，用的少，能干活，不讲究......真是标准的劳模啊......

除了自身优点之外，NB-IoT的火爆，和它背后的靠山也有很大关系。

它的靠山，就是当今通信设备商里面的No.1 ——

华为这些年为了NB-IoT没少花功夫摇旗呐喊，一直都在积极布局，努力助推。

通过下图，可以看出华为在NB标准演进过程中发挥的作用。

拿手机的，请转一下手机。电脑看的，只能歪一下脖子啦。

除了华为之外，运营商们对NB-IoT也是非常青睐有加。

因为NB-IoT是运营商建网，不像LoRa这样的网络，是企业独立建网。想要使用NB-IoT的终端，必须使用运营商的NB-IoT网络。这种情况下，运营商当然积极推动NB-IoT。

更重要的一点，政府大力支持NB-IoT网络的发展，为此还专门下发过很多文件，指定划分专门的频谱，推动行业标准的规范化。

就连移动这样原本没有FDD-LTE牌照的运营商（NB-IoT只支持FDD-LTE），工信部都特批给了NB-IoT专用的FDD-LTE使用权。（由此可见，政府对NB-IoT是蛮“偏心”的。）

华为+各大运营商+政府，这么强大的后台，NB-IoT想不红都难啊！

 

目前，国内三大运营商都推出了自己的NB-IoT商用网络，建立了大量的NB-IoT基站，也公布了资费标准和套餐。

不过，虽然NB-IoT势头很猛，但它想要一统天下还是不太可能。

因为应用场景的不同，所以物联网的技术需求还是会朝多元化方向发展。也就是说，未来的物联网，一定是多种技术标准共存，结合发挥作用，不可能是某一家完全垄断。

【原文】