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详解NB-IoT网络架构及应用分类

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  NB-IOT是窄带物联网(Narrow BandInternetof Things)的简写,为了和现在的移动网络兼容,主要基于LTE技术( 3GPP Release 13)。现在中国的三大运营商都在加紧部署NB-IOT网络。下面一起了解NB-IOT网络架构。

  一、NB-IoT网络架构

  NB-IoT整体网络架构主要分为5部分:终端侧、无线网侧、核心网侧、物联网支撑平台及应用服务器,网络结构如下图。

  其中终端侧包括实体模块(如水表、煤气表)、传感器、无线传输模块。

  无线侧包括两种组网方式,一种是Single RAN(Single Radio Access Network,整体式无线接入网),其中包括2G/3G/4G以及NB-IoT无线网;另一种是NB-IoT新建。

  核心网侧网元包括两种组网方式,一种是整体式的演进分组核心网(Evolved Packet Core,EPC)网元,包括2G/3G/4G核心网;另一种是物联网核心网。

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  物联网支撑平台包括HLR(Home Location Register,归属位置寄存器)、PCRF(Policy Control and Charging Rules Function,策略控制和计费规则功能单元)、M2M(Machine to Machine,物联网)平台。

  终端侧主要包含行业终端与NB-IoT模块,其中,行业终端包括:芯片、模组、传感器接口、终端等,NB-IoT模块包括无线传输接口软SIM装置、传感器接口等。

  无线网侧作为通道,计划采用多模设备逐步开通NB-IoT、eMTC及FDD-LTE多模网络,通过新建实现。

  核心网侧通过 IoT EPC网元,以及GSM、UTRAN、LTE共用的EPC,来支持NB-IoT和eMTC用户接入;核心网负责移动性、安全、连接管理,支持终端节能特性,支持拥塞控制与流量调度以及计费功能。

  业务平台有自有平台,也可以接入第三方平台,支持应用层协议栈适配,终端设备、事件订阅管理、大数据分析等。

  上述整体网络架构解决方案可分两阶段进行:

  第一阶段,实现端到端服务:终端侧、无线测、核心网、应用平台的无缝连接,积累物联网端到端综合解决方案的经验。

  第二阶段,积累业务运营经验:通过核心网与业务支撑系统(Business and Operation Support Systen,BOSS)的对接、核心网与物联云平台的对接、业务支撑网与物联云平台的对接、物联云平台与应用服务平台的对接、网管与现网的融合等,积累业务运营的实践经验。

  二、NB-IoT应用分类

  在低速物联网领域,NB-IoT作为一个新制式,在成本、覆盖、功耗、连接数等技术上做到极致。该技术被广泛应用于公共事业、医疗健康、智慧城市、消费者、农业环境、物流仓储、智能楼宇、制造行业等八大典型行业。

  公用事业:抄表(水/气/电/热)、智能水务(管网/漏损/质检)、智能灭火器/消防栓。

  智慧城市:智能路灯、智能停车、城市垃圾桶管理、公共安全/报警、建筑工地/城市水位监测。

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  智能楼宇:门禁、智能HVAC、烟感/火警检测、电梯故障/维保。

  消费者:可穿戴设备、自行车/助动车防盗、智能行李箱、VIP跟踪(小孩/老人/宠物/车辆租赁)、支付/POS机。

  制造行业:生产/设备状态监控、能源设施/油气监控、化工园区监测、大型租赁设备、预测性维护(家电、机械等)。

  农业环境:精准种植(环境参数:水/温/光/药/肥)、畜牧养殖(健康/追踪)、水产养殖、食品安全追溯、城市环境监控(水污染/噪声/空气质量PM2.5)。

  物流仓储:资产/集装箱跟踪、仓储管理、车队管理/跟踪、冷链物流(状态/追踪)。

  医疗健康:药品溯源、远程医疗监测、血压表、血糖仪、护心甲监控。

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