NB-IoT,窄带物联网。 一般信息,技术功能

祝大家有美好的一天!


此处根据终端设备和简单用户来描述NB-IoT。 由于信息很多,因此我将其分为几部分。 在本部分中,我们将在2019年初讨论NB-IoT技术的一般信息,功能和状态。



NB-IoT(窄带物联网)是基于LTE的蜂窝通信技术,专为具有低数据量和低功耗的固定设备而设计。 GSM协会承诺NB-IoT设备将很便宜,并且(在某些条件下)将能够使用普通电池运行长达10年。 有趣的是,该协会还将NB-IoT描述为一种在短时间内根据用户请求和类似专有解决方案的竞争而创建的技术:
https://www.gsma.com/iot/wp-content/uploads/2018/04/NB-IoT_Deployment_Guide_v2_5Apr2018.pdf


NB-IoT是指所谓的CIoT,蜂窝物联网(以3GPP术语表示)或MIoT,移动物联网(以GSMA术语表示),并由移动运营商和相关设备制造商推广。 窄带(Narrow Band)与“传统” LTE相比称为“窄带”,后者使用明显更宽的频带(3、5、10、15、20 MHz)。 NB-IoT频道的宽度为200 kHz。


关于CIoT(MIoT)的几句话


目前,CIoT(MIoT)分为两个方向:NB-IoT和LTE-M(也称为eMTC或LTE Cat.M)。


NB-IoT更可能专注于固定(固定)设备,因为在此模式下不支持小区之间的自动切换(切换)。 当移至另一个小区时,NB-IoT将不得不再次向网络注册。 因此,NB-IoT主要用于自动收集仪表读数,传感器,路灯远程控制等应用。 与NB-IoT不同,另一个CIoT分支LTE-M支持在小区之间进行切换,并提供几倍的接收/发送速度。


NB-IoT的优缺点


和往常一样,优缺点彼此直接相关:如果到达某个地方,那么它就消失在某个地方。 在这里,我将仅列出一些评论,稍后我们将详细讨论。


NB-IoT的好处


  • 终端设备的低功耗(使用PSM和eDRX节能模式时)
  • 通信线路的能量预算大(GSMA称为数字164 dB)
  • 理论上全球覆盖
  • 从理论上讲,调制解调器(模块)和通信服务的成本较低

NB-IoT的缺点


  • 使用省电模式时,通信延迟可能会很长。 事实是,处于省电模式的终端设备无法从网络侧(应用程序服务器)访问。 使用eDRX模式时的最大延迟取决于最大eDRX周期,即10485.76秒,即 将近3个小时。 使用PSM模式时的最大延迟取决于设备处于PSM模式的最长时间-9920小时,即413天8小时,即 超过一年! 节能模式将在下一部分中详细讨论。
  • 缺乏流动性支持
  • 数据接收和传输速率低(请参阅下文)

NB-IoT在世界和俄罗斯联邦的发展


有趣的是,一些国家/地区更喜欢NB-IoT(欧洲,中国,俄罗斯)的优先发展,而其他国家/地区则更喜欢LTE-M(美国,加拿大)。 但总的来说,有一种观点认为,这两种标准都将在不久的将来在全球范围内部署。


这是根据GSMA的CIoT网络的地图和商业发布:


全球NB-IoT和LTE-M网络的发展地图
全球NB-IoT和LTE-M网络商业发布的数据


由于某些原因,俄罗斯在GSMA卡上的位置仍处于灰色区域。 还是等待确认商业发布?


但是,以下是俄罗斯移动运营商有关NB-IoT的一些有趣的新闻稿:
MTS对物联网推出特殊的NB-IoT资费
MTS推出用于物联网的NB-IoT SIM卡
MTS建立了俄罗斯第一个用于物联网的联邦网络NB-IoT
MegaFon引入了俄罗斯第一个管理NB-IoT设备的关税
Beeline引入了俄罗斯第一个用于物联网的混合网络
Beeline开始在莫斯科测试IoT解决方案
Tele2,爱立信和Rostelecom在莫斯科和圣彼得堡测试了用于住房和公共服务的NB-IoT


撰写本文时,有消息说MTS已经将其NB-IoT网络投入商业运营!


NB-IoT数据速率


如果在3GPP版本13规范-类别NB1中仅定义了一个NB-IoT选项,则在3GPP版本14规范中有2个选项:类别NB1和NB2。 选件类别NB2更快。 为了比较NB1和NB2的功能,表1显示了根据3GPP 36.306版本14规范接收和传输的传输块的最大大小:


表1. Cat运输模块尺寸。 NB1,NB2(版本14)
设备类别最大接收传输块大小(DL),位每次传输的最大传输块大小(UL),位
类别NB16801000
类别NB225362536

MDM9206芯片规格中的Qualcomm(用于N20模块 )在Cat模式下提供以下传输速率。 NB1:接收(DL)-20 kbit / s,传输(UL)-60 kbit / s:
https://www.qualcomm.com/products/mdm9206-iot-modem


MTS同事对NB1给出了类似的结果,并提到NB2类别的最大发送/接收速度将超过100 kbit / s:
https://habr.com/company/ru_mts/blog/430496/

但是,据我所知,我们分别谈论的是通信通道中的物理速度,实际数据传输速率会小得多。 不幸的是,目前我还没有关于NB-IoT模式下最大传输速度的实验数据。


俄罗斯联邦NB-IoT的频率范围


根据SCRC 2017年12月28日的决定(第17-44号协议) https://digital.gov.ru/ru/documents/5875/ ,对于NB-IoT,俄罗斯联邦可以使用以下频段:
453–457.4 MHz,
463-467.4 MHz,
791-820 MHz,
832-862 MHz,
880-890 MHz,
890-915 MHz,
925-935 MHz,
935-960 MHz,
1710-1785 MHz,
1805-1880 MHz,
1920-1980 MHz,
2110-2170 MHz,
2500–2570 MHz,
2620-2690 MHz。


除少数例外:


...在莫斯科和莫斯科地区,在453-453.15 MHz和463-463.15 MHz无线电频带中,NB-IoT模式下RES的运行除外

似乎GKRCH完全允许在所有允许部署任何蜂窝网络的所有频率范围内部署NB-IoT ...
但是首先将使用哪些?


根据从各种来源获得的数据,在2019年初,俄罗斯NB-IoT(处于测试模式)使用了以下频率范围:


  • 扩音器-B8频段(UL:880-915 MHz,DL:925-960 MHz)
  • MTS,直线,Tele2-B20(UL:832-862 MHz,DL:791-821 MHz)和B3(UL:1710-1785 MHz,DL:1805-1880 MHz)频段

此数据与《 NB-IoT部署指南基本功能集要求》中给出的欧洲频率范围完全一致 版本2.0 2018年4月5日


因此,在2019年初,可以考虑俄罗斯联邦的NB-IoT实际范围:B20,B8和B3。


一些市场参与者认为,NB-IoT将主要部署在低于GHz的频率范围(B20,B8)中,以提供最佳覆盖范围。


例如,是否可以以与GSM中相同的方式在NB-IoT中发送/接收TCP / UDP数据包?


可以! 至少我们尝试使用N21N20模块发送和接收TCP / UDP数据包,并且一切正常。


可以在NB-IoT中发送和接收SMS吗?


根据上述GSM协会文件,截至2018年4月,SMS功能未包括在GSMA建议的在NB-IoT网络中实施的最低要求集合中。 根据GSMA进行的一项调查,未来只有部分运营商计划以NB-IoT模式实施SMS。 但是,有关此问题的研究正在进行中。


Megafon和MTS的代表确认,未来,NB-IoT模式下的SMS功能可能会在其网络中使用。


附言:本文并非声称是绝对真理,并且可能包含错误之处。 如果您发现不准确之处,想分享内部信息或只是发表您的意见-欢迎发表评论!


续:NB-IoT,窄带物联网。 省电模式和控制命令。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN435646/


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