Состояние разработки и план развертывания сети узкополосного Интернета вещей NB-IoT

В последние годы, с насыщением телефонных разговоров каждого человека и проникновением соединений "вещи-вещи" в различные отрасли, Интернет вещей стал продуктом развития времени, и бизнес Интернета вещей также будет демонстрировать масштабный рост. По прогнозам IDC, к 2020 году общее количество глобальных IoT-подключений достигнет 30 миллиардов, а объем рынка - 1,7 триллиона долларов США.

Как одна из многих технологий LPWA, технология NB-IoT выделяется низким энергопотреблением, широким охватом и большим количеством подключений. Она обладает огромным потенциалом, особенно в таких областях, как "умные" счетчики, "умные" уличные фонари, "умные" газовые счетчики и "умные" люки. Пространство развития будет способствовать быстрому развитию интеллектуального транспорта, умного дома, умной медицины и умной логистики в будущем.

Как важная ветвь Интернета вещей, NB-IoT стал центром внимания индустрии. В этой статье сначала анализируется ситуация с развитием и технические характеристики NB-IoT, а затем объясняются конкретные решения по применению различных частотных методов развертывания NB-IoT с точки зрения развертывания сети. В сочетании с фактической ситуацией в сетях 2G/3G/4G отечественных операторов, предлагаются планы и предложения по развертыванию сети NB-IoT на основе существующей сети.

Состояние развития отрасли NB-IoT

Чтобы воспользоваться стратегическими возможностями, открывающимися перед взрывом индустрии Интернета вещей, три крупнейших отечественных оператора активно продвигают строительство сетей NB-IoT. China Telecom начал рекультивацию LTE частотного диапазона 800M для поддержки сети NB-IoT; China Unicom активно внедряет инновационные услуги Интернета вещей на основе технологии NB-IoT, развертывая NB-IoT с двойной частотой 900Hz/1800MHz; хотя China Mobile в настоящее время получила лицензию FDD в апреле 2018 года, она ограничена использованием в сельских районах на уровне уезда и ниже, ее прогресс развертывания временно отстает от двух других операторов. В настоящее время первый этап строительства сети NB-IoT охватил 346 городов. К концу 2018 года сеть NB-IoT достигнет покрытия на уровне уезда. Основная стратегия будет заключаться в координации прогресса развертывания FDD-LTE и NB-IoT и активной прокладке сети eMTC.

Сценарии развертывания и сети NB-IoT

Согласно положениям RP-151621 в проекте NB-IoT, NB-IoT поддерживает три сценария развертывания, а именно: независимое развертывание (режим stand-alone), развертывание в защитной полосе (режим Guard-band) и развертывание в полосе (режим In-band). ).

1) Независимое развертывание: В основном используется незадействованный спектр существующей сети или новый спектр для развертывания NB-IoT, с полосой частот 200 кГц. Подходит для перепрофилирования частотных диапазонов GSM и CDMA. Этот метод обладает относительно гибкой возможностью масштабирования емкости, независимой высокой мощностью передачи и относительно высокой скоростью нисходящей связи.

2) Развертывание защитной полосы: В основном отражается в защитной полосе на границе NB-IoT, работающей в системе LTE. Этот метод сложнее для расширения емкости, а также снижает соотношение сигнал/шум LTE.

3) Внутриполосное развертывание: Основное преимущество заключается в том, что расширение емкости очень гибкое, а мощность передачи высокая, но это влияет на емкость сети LTE, а также ограничивает зону покрытия сети. Потому что этот метод может занять один Rb полосы пропускания в диапазоне LTE для развертывания NB-IoT. Таким образом, если частотные диапазоны двух систем будут соседствовать, возникнет частотная интерференция. Чтобы избежать этого явления интерференции, мощность передачи технологии NB-IoT должна быть на 6 дБ ниже спектральной плотности мощности LTE.

Сеть NB-IoT в основном делится на пять частей: NB-IoT терминал, базовая станция NB-IoT, опорная сеть NB-IoT, облачная платформа IoT и центр обслуживания приложений.

1) Терминал NB-IoT: поддерживает доступ к устройствам IoT в различных отраслях;

2) Базовая станция NB-IoT: в основном относится к базовым станциям LTE;

3) Опорная сеть NB-IoT: узел связи между базовыми станциями NB-IoT и облаком NB-IoT;

4) Облачная платформа IoT: центр обработки и обратной связи различных предприятий;

5) Центр обслуживания приложений: Он может не только получать NB-IoT бизнес-данные этого центра, но и осуществлять полный контроль над NB-IoT-терминалами.

Типичные сценарии применения NB-IoT

В настоящее время NB-IoT находит все более широкое применение во многих областях, таких как коммунальное хозяйство, "умные города" и промышленные приложения. Применение Интернета вещей будет охватывать семь основных категорий, конкретное содержание которых выглядит следующим образом.

1) Коммунальные службы: категория счетчиков, в основном включающая интеллектуальные счетчики воды и интеллектуальные счетчики газа.

2) Умный город: умная парковка, умные мусорные баки, умные фонарные столбы.

3) Интеллектуальное здание: система сигнализации, система отопления, вентиляции и кондиционирования, система доступа.

4) Сельское хозяйство и окружающая среда: включая сельское и лесное хозяйство, животноводство и рыболовство, мониторинг поголовья скота и мониторинг окружающей среды.

5) Потребление и медицинское обслуживание: бытовая техника, отслеживание домашних животных и детей, общие велосипеды, дистанционное отслеживание состояния здоровья.

6) Промышленные приложения: мониторинг состояния промышленного оборудования, мониторинг процессов и безопасности, энергетическая инфраструктура.

7) Логистическая поддержка: промышленные активы, отслеживание контейнеров, определение местоположения и обновление статуса.

По мере проникновения технологии NB-IoT во все сферы жизни и постепенного совершенствования экосистемы ее влияние на социальное развитие будет становиться все более очевидным.