NB-IoT窄帶物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀以及發(fā)展前景

范展宏

（華信咨詢設(shè)計(jì)研究院有限公司，杭州 310014）

隨著時(shí)代的發(fā)展，特別是信息化技術(shù)的成熟與普及，人們對智能生活的需求越來越高。為了滿足人們在生產(chǎn)生活中的智能化需求，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體為基礎(chǔ)，建立起一個(gè)能夠使所有行使獨(dú)立運(yùn)行功能的物體之間互相進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了智能生活的實(shí)現(xiàn)。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用與成熟，人們開始制定各項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。NB-IoT即窄帶物聯(lián)網(wǎng)就是其中一項(xiàng)重要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。由于窄帶物聯(lián)網(wǎng)功耗低，覆蓋范圍廣，越來越受到人們的重視。因此，窄帶物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)研究逐漸成為了熱門課題。

本文擬通過分析窄帶物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀，對其未來的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)分析。

1 窄帶物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀

窄帶物聯(lián)網(wǎng)又被稱為是低功耗廣域網(wǎng)，是物聯(lián)網(wǎng)中新發(fā)展起來的一個(gè)新興技術(shù)。由于窄帶物聯(lián)網(wǎng)消耗的帶寬比較小，因此相比其它物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了更多的關(guān)注。經(jīng)過多年發(fā)展和完善，窄帶物聯(lián)網(wǎng)在生活中扮演的角色越來越重要。

1.1 窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

窄帶物聯(lián)網(wǎng)是萬物互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要分支，其技術(shù)基礎(chǔ)是蜂窩網(wǎng)絡(luò)。蜂窩網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代移動(dòng)通信的一種硬件構(gòu)架，可以滿足人們高效率的移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸要求。憑借著蜂窩網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)優(yōu)勢，窄帶物聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)低帶寬的消耗目標(biāo)。目前，窄帶物聯(lián)網(wǎng)的帶寬消耗已經(jīng)降至180KHz。因此，在GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)和LTE網(wǎng)絡(luò)中都可以部署窄帶物聯(lián)網(wǎng)。

窄帶物聯(lián)網(wǎng)的最先提出是2014年5月，由華為提出了窄帶技術(shù)NB M2M；隨后，又推動(dòng)NBOFDMA形成了NB-CIOT，并結(jié)合NB-LTE形成了NB-IoT。而窄帶物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也于2016年6月份正式凍結(jié)。

圖1 NB IoT技術(shù)發(fā)展發(fā)展進(jìn)程

經(jīng)過多年發(fā)展和完善，窄帶物聯(lián)網(wǎng)在技術(shù)上已經(jīng)比較成熟。與傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相比，窄帶物聯(lián)網(wǎng)覆蓋廣，連接多，速率低，成本低，功耗低，架構(gòu)良好。因此，在實(shí)際應(yīng)用中窄帶物聯(lián)網(wǎng)越來越受到人們的重視。

1.2 窄帶物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀

2017年12月，山東省正式啟動(dòng)了窄帶物聯(lián)網(wǎng)的商用。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，山東省建設(shè)了超過1萬個(gè)窄帶物聯(lián)網(wǎng)基站，并將其廣泛應(yīng)用在路燈、井蓋、停車、家具、交通和農(nóng)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。這不但表明我國窄帶物聯(lián)網(wǎng)正式走入人們生活，開始為人們的智能生產(chǎn)生活做出貢獻(xiàn)，也標(biāo)志著窄帶物聯(lián)網(wǎng)商用的發(fā)展成熟。此后，我國多個(gè)省份陸續(xù)啟動(dòng)了窄帶物聯(lián)網(wǎng)的商用計(jì)劃，窄帶物聯(lián)網(wǎng)的基站也正在全面建設(shè)中。

經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，窄帶物聯(lián)網(wǎng)表現(xiàn)出來了自己獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，具體總結(jié)如下：

（1）實(shí)現(xiàn)了低功耗下的大范圍覆蓋。限制物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)走向?qū)嵱玫淖畲笃款i在于物聯(lián)網(wǎng)的功能消耗。物聯(lián)網(wǎng)中的設(shè)備需要與其它設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，勢必要消耗大量的能源。而許多設(shè)備只能采用小型的電源供電。要滿足上述需求，則需要頻繁更換電池等，極大地增加了使用成本。

（2）鏈接效果好。根據(jù)山東省等地的實(shí)際應(yīng)用情況分析，窄帶物聯(lián)網(wǎng)提供給了人們比現(xiàn)有無線技術(shù)更強(qiáng)的鏈接能力，能夠滿足大區(qū)域內(nèi)的多用戶同時(shí)鏈接。

2 窄帶物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展前景

2.1 窄帶物聯(lián)網(wǎng)未來技術(shù)發(fā)展方向

窄帶物聯(lián)網(wǎng)滿足了人們在低功耗下的大范圍覆蓋的要求，相比傳統(tǒng)的無線連接技術(shù)，窄帶物聯(lián)網(wǎng)能夠同時(shí)支持的用戶也更多。但由于帶寬的限制，窄帶物聯(lián)網(wǎng)在數(shù)據(jù)交換速率方面還存在著一定的問題。

現(xiàn)階段，窄帶物聯(lián)網(wǎng)只能夠提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的傳輸和接送。一方面由于帶寬的限制，另一方面則是目前物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)對象一般不需要進(jìn)行大數(shù)據(jù)交換。但進(jìn)入信息化時(shí)代以來，人們?nèi)粘ＫM(jìn)行的數(shù)據(jù)交流量大幅度增加。因此，對窄帶物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行技術(shù)改革，提升其大數(shù)據(jù)交換能力是其未來的發(fā)展之一。而在進(jìn)行數(shù)據(jù)交流能力提升的同時(shí)，窄帶物聯(lián)網(wǎng)依舊要保持低功耗的優(yōu)勢。

因此，總體來說，在保持低功耗的前提下實(shí)現(xiàn)窄帶物聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)交換能力是其未來的主要發(fā)展方向。

2.2 窄帶物聯(lián)網(wǎng)未來應(yīng)用前景分析

物聯(lián)網(wǎng)的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)人們對多種獨(dú)立工作物體的自由控制。在進(jìn)行控制的過程中，必然涉及到大量的信息傳輸。這也是傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)帶寬無法降下來的原因之一。

而目前已經(jīng)投入商用的窄帶物聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用在物體監(jiān)測和基本信息傳輸方面。主要原因是窄帶物聯(lián)網(wǎng)暫時(shí)無法提供給人們大數(shù)據(jù)交換的能力。這在一定程度上限制了窄帶物聯(lián)網(wǎng)的智能程度，使其更偏向于信息傳輸系統(tǒng)。

因此，如果能夠提供給窄帶物聯(lián)網(wǎng)更好的控制能力，將會(huì)使其在日常生活中發(fā)揮出更大的作用。

3 結(jié)束語

在信息化時(shí)代中，物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)發(fā)揮著越來越重要的作用。窄帶物聯(lián)網(wǎng)憑借著自己低功耗和覆蓋范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，將會(huì)在未來扮演越來越重要的角色。本文通過分析窄帶物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀，對其未來的技術(shù)發(fā)展方向和應(yīng)用前景進(jìn)行了分析研究。這些研究對物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展有很好的幫助。