值得收藏！万字长文看NB-IoT前世今生

NB-IoT是万物互联发展的先行者

NB-IoT是物联网核心技术

NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）是物联网领域基于蜂窝的窄带物联网的新兴技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网（LPWAN） 。

可以预见，到未来低速率、高时延市场占据物联网连接的60%。同时这部分市场目前大多处于空白状态，市场空间大，应用场景丰富，是LPWAN的主要市场，而LPWAN 又可分为两类：

一类是工作于未授权频谱的LoRa、SigFox等技术；

另一类是工作于授权频谱下，3GPP支持的2/3/4G蜂窝通信技术，如NB-IoT、eMTC等。

2014年 5月华为、Vodafone提出了NB M2M技术，而后 2015年5月又进化成NB-CIoT， 2015年7月，Nokia、Ericsson、Intel 提出了NB-LTE技术，随后3GPP着手制定标准， 并在2016年7月确定标准，至此NB-IoT正式诞生。

相比此前主流的LoRa、SigFox技术，NB-IoT由运营商强力推出。LoRa WAN是由各产 业联盟共同推动的网络标准，提供开放式技术；Sigfox则是由法国同名公司自行开发的技 术，掌握核心网络的建设和营运，在全球范围内进行网络部署。LoRa与Sigfox都具有长距离、低功耗的特点，可延长电池寿命，形成大范围的讯息传输，且均使用非授权的Sub-1GHz ISM频段，不需额外付出授权费用。NB-IoT则大有不同，使用需授权的GSM和LTE频段，且不需重新布建网络，只要更新软件，就能使用现有的4G基站和相关设备。

NB-IoT是授权频谱，具有通信保障和不限数据传输次数的核心优势。从优势上看， NB-IoT因为使用授权频段，干扰较小，在通讯质量和讯息安全性拥有高度的保障；而且对比LoRa、SigFox，NB-IoT不限制传输数据的次数，而LoRa和Sigfox的每日传输次数都有限制，一天当中的传输时间很短，适合发挥在没有实时通讯需求的领域。

NB-IoT较eMTC具有更低成本、更长续航时间等特点，适合无移动性应用场景。eMTC也是基于LTE演进的物联网接入技术，与NB-IoT一样使用的是授权频谱，但eMTC支持高速移动可靠性和拥塞控制，较NB-IoT而言，eMTC在时延和吞吐量有较大优势。NB-IoT追求更低的成本、更长的续航时间，比较适合对成本敏感但是终端数量较大，且无移动性的应用场景，与eMTC形成互补。

NB-IoT具有超低功耗，超低成本，超强覆盖，超大连接特点

NB-IoT在低功耗、大连接、覆盖广、低流量等特点明显。NB-IoT定义了构建物联网专网的概念，NB-IoT的具体应用场景包括：公共事业应用场景、工业领域、农业领域、消费 领域等。其中公共事业应用场景即民生工程、智慧城市（水表、智能停车、智能路灯、煤气管网系统、监控、环保等）通过 NB-IoT可有效降低成本，同时随着农业领域向集约化、 高附加值化、规模化的方向发展，NB-IoT在温度，湿度等方面可以提供低廉的监测模式， 而在消费领域中，智能家居、共享单车、远程医疗以及智能穿戴可以通过NB-IoT来实现。

第一大特点：超低功耗。NB-IoT技术设计了三种不同的省电模式，即 PSM、DRX、以及eDRX三种模式，针对大部分物联网设备无需随时在线，仅在需要发送数据时连入网络即 可，而长时间在线会增加功耗，减小终端设备的使用寿命。

PSM模式，PSM是3GPP R12中引入的一种独立状态，支持终端在空闲态持续一段 时间后进入PSM状态，此时PA（射频部分）停止工作，以减少射频、信令处理等部 分功耗消耗，从而达到低功耗的目的。当终端主动发送上行数据时可接收物联网平台 缓存的下行数据，适合对下行数据无时延要求的业务。

DRX 模式，该模式的终端基本处于在线状态，物联网平台的下行数据随时可连接终 端设备，在一定的周期终端都会检测是否有下行业务到达，适用于对时延有高要求的业务。

eDRX 模式是对 DRX 技术的一种扩展，是 3GPP R13 中引入的一种状态，只有在一 定的时间窗口期，终端可接收物联网平台的下行数据，其余时间处于休眠状态。由此 来看，eDRX 支持更长的寻呼周期，以达到节省功耗的目的，相比 DRX 技术适用于 对时延有更高要求的业务。

第二大特点：超大连接。由于物联网设备数量众多，且大部分设备的数据量小，对时延要求较低，NB-IoT网络支持更多的设备同时接入，达到现有无线技术的50~100倍。当前，NB-IoT网络单个基站可接入约5-10万个终端设备。

NB-IoT使用15kHZ的子载波进行传输，调度粒度小，资源的利用率可以获得较大幅度提升。

NB-IoT的省电技术减少了设备与基站间的通信，降低了单个设备对基站的资源使用。

NB-IoT物理层精简了很多物理信道和信号，减少了空口令开销。

NB-IoT可以实现终端设备能够长期休眠，并在激活后能快速接入核心网。

第三大特点：超低成本。在网络层，NB-IoT在现有LTE网络的基础上进行升级改造，大大降低了网络建设与维护成本，尤其利用目前国内4G基站覆盖率较高优势，是运营商推行NB-IoT技术快速普及的主要驱动力。在终端方面，NB-IoT芯片专为物联网设计，各组件要求更少，使得厂商采购成本更低。