物聯(lián)網(wǎng)概念火爆 窄帶物聯(lián)網(wǎng)的特點分析

1.為什么需要物聯(lián)網(wǎng)

最近幾年，物聯(lián)網(wǎng)的概念非?；鸨臀锫?lián)網(wǎng)相關(guān)的技術(shù)，例如NB-IoT、LoRa、eMTC等，都頻繁地出現(xiàn)在我們的眼前，出現(xiàn)在新聞里，出現(xiàn)在展會上。其實，「物聯(lián)網(wǎng)」并不是一個新鮮詞，20年前就有這樣的叫法。而且，“物聯(lián)網(wǎng)很重要”、“物聯(lián)網(wǎng)一定會火”、“物聯(lián)網(wǎng)一定能改變世界”……類似這樣的言論，被翻來覆去說了很多年，大家也聽了很多年。

我們?yōu)槭裁葱枰锫?lián)網(wǎng)呢？

人類誕生之日起，就有了通信。通信的歷史，和人類史一樣漫長?？梢哉f，沒有它，就沒有人類社會。

換句話說，人類發(fā)展史，就是通信技術(shù)的發(fā)展史。從烽火臺，到驛站，再到無線電報、固定電話、手機，都是通信技術(shù)。

最近的幾十年里，通信技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)基本將每一個人通過手機和互聯(lián)網(wǎng)連接起來。除欠發(fā)達地區(qū)外，“人均一部手機”的描述并不夸張?？梢哉f，把每一個人連接起來的目標，已經(jīng)基本實現(xiàn)了。接下來，通信技術(shù)會就此停歇嗎？顯然不會的。我們雖然實現(xiàn)了空前緊密的人類聯(lián)結(jié)，但還遠遠沒有實現(xiàn)世界的聯(lián)結(jié)。這個世界，除了“人”，還有“物”。這個“物”，既包括動物，也包括植物，還有所有沒有生命的物體。人連接的目的，是為了信息傳遞，物連接的目的，也是為了更快速的信息傳遞。人類更好地生存，更有效率地生產(chǎn)，都離不開高效率的工具來加速信息傳遞。從木棒石塊開始，到青銅鋼鐵，再到蒸汽機，再再到計算機。我們使用越來越多的工具，越來越發(fā)達的工具。

交通工具的進化以前，沒有發(fā)達的工具和技術(shù)，一個人的控制能力非常有限——搬一個石頭、捕獲一條魚。今天，在發(fā)達工具和技術(shù)的幫助下，一個人的能量和效率能得到最大的發(fā)揮。例如，只需要一個司機，就能駕駛一輛幾千噸重的火車。通信工具也是工具，借助強大的通信網(wǎng)絡(luò)，可以無限擴大人類的控制邊界。人類能控制的已經(jīng)不再是身邊的物體，而是遙遠的物體，或者龐大的系統(tǒng)。例如一個城市級的系統(tǒng)，甚至是一個國家級的系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)，就是這樣的工具，幫助你連接和控制萬物。

迄今為止，二三十年都過去了。人們一直都在談?wù)撐锫?lián)網(wǎng)，一直在宣揚它的價值，但是，它也一直處于“叫好不叫座”的境地。為什么呢？不是因為需求不足，也不是因為資金不夠，而是因為技術(shù)沒有成熟。過去，我們所說的物聯(lián)網(wǎng)，是基于無線局域網(wǎng)（WLAN）技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)終端，接入的是無線路由器或?qū)ｉT的網(wǎng)關(guān)設(shè)備。你家的攝像頭、門窗傳感器、智能燈，只能連接Wi-Fi，通過Wi-Fi進行控制，就和家里的PC電腦一樣。但是無線局域網(wǎng)（WLAN）應(yīng)用場景也不是能完全滿足人們的需求，它耗電量較大、傳輸距離較短，對于工業(yè)場景是無法滿足的。

于是，通訊技術(shù)發(fā)展向了另一類不以傳輸數(shù)據(jù)速度為目標，而是以長距離、低頻低耗傳輸見長的方式——窄帶物聯(lián)網(wǎng)。

2.窄帶物聯(lián)網(wǎng)NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）

窄帶物聯(lián)網(wǎng)（Narrow Band Internet of Things,NB-IoT）成為萬物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個重要分支。NB-IoT構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò)，只消耗大約180kHz的帶寬，可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò)，以降低部署成本、實現(xiàn)平滑升級。

NB-IoT是IoT領(lǐng)域一個新興的技術(shù)，支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接，也被叫作低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)。NB-IoT支持待機時間長、對網(wǎng)絡(luò)連接要求較高設(shè)備的高效連接。據(jù)說NB-IoT設(shè)備電池壽命可以提高至少10年，同時還能提供非常全面的室內(nèi)蜂窩數(shù)據(jù)連接覆蓋。

廣覆蓋，增益高，覆蓋面積大，信號質(zhì)量好，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本低！

低功耗，一個電池用10年，擺脫了對電源和電線的依賴。徹底的無“線”！

大連接，決定了它支持海量的終端，一個小區(qū)就能hold住幾萬個點！

低成本，每個通訊模塊才幾十塊錢（將來甚至幾塊錢），價格便宜！

是什么讓NB-IoT能做到這樣低的功率呢？這跟它自身的三種工作狀態(tài)密切相關(guān)，并且這三種狀態(tài)會根據(jù)不同的配置參數(shù)自動切換。

一.Connected(連接態(tài))：

模塊注冊入網(wǎng)后處于該狀態(tài)，可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，無數(shù)據(jù)交互超過一段時間后會進入Idle模式，時間可配置。

二.Idle(空閑態(tài))：

可收發(fā)數(shù)據(jù)，且接收下行數(shù)據(jù)會進入Connected狀態(tài)，無數(shù)據(jù)交互超過一段時會進入PSM模式，時間可配置。

三.PSM(節(jié)能模式)：

此模式下終端關(guān)閉收發(fā)信號機，不監(jiān)聽無線側(cè)的尋呼，因此雖然依舊注冊在網(wǎng)絡(luò)，但信令不可達，無法收到下行數(shù)據(jù)，功率很小。

持續(xù)時間由核心網(wǎng)配置(T3412)，有上行數(shù)據(jù)需要傳輸或TAU周期結(jié)束時會進入Connected態(tài)。

正是由于其三種模式的存在，讓待機十年成為了可完成的任務(wù)，因為NB-IoT自身具備的低功耗、廣覆蓋、低成本、大容量等優(yōu)勢，使其可以廣泛應(yīng)用于多種垂直行業(yè)，如遠程抄表、資產(chǎn)跟蹤、智能路燈、智慧農(nóng)業(yè)等。

現(xiàn)如今，5G的時代也已來臨，5GIoT的概念也被提出，各種技術(shù)互為補充，我們會有更加豐富、更加智能化的生活工作體驗。相信未來，萬物互聯(lián)遠不止我們現(xiàn)在設(shè)想的這些，時代演進，各種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)擦出的火花最后會變成怎樣的璀璨，讓我們拭目以待。
編輯：hfy