Un artículo lo llevará a comprender la evolución de los estándares NB-IoT y el desarrollo de la industria.
Este artículo es compartido por la comunidad de la nube de Huawei "Un artículo lo lleva a comprender la evolución de los estándares NB-IoT y el desarrollo de la industria", autor: Wan Wanwan.
Todos sabemos que el escenario del Internet de las Cosas es diferente al Internet tradicional que utilizan los teléfonos móviles y los ordenadores. Entonces, en términos de escenarios de comunicación inalámbrica, ¿cuáles son las características del Internet de las cosas? En primer lugar, cuando los dispositivos de IoT en la capa de percepción envían y reciben datos, los paquetes de datos son relativamente pequeños y la frecuencia de envío y recepción también es relativamente baja. A veces, es necesario enviar menos de diez datos por día. En segundo lugar, para aumentar la vida útil de los dispositivos IoT, estos dispositivos consumen relativamente poca energía, por lo que esto también requiere que los dispositivos consuman menos energía cuando se comunican.
En resumen, son necesidades de comunicación pasivas, de paquetes pequeños y ocasionales. Según los requisitos de dicho escenario, la red de comunicación debe tener un bajo consumo de energía y una amplia cobertura, que es el escenario LowPowerWideArea.
En el escenario LPWA, una de las tecnologías más populares en este momento es la tecnología de comunicación NB-IoT. Se utiliza ampliamente en las instituciones públicas y la gestión urbana actuales, por lo que comprender los detalles técnicos y las soluciones de NB-IoT es muy importante para aprender el Internet de las cosas.
Este artículo le brindará una comprensión detallada de la evolución de los estándares NB-IoT y el desarrollo de la industria.
El estándar tecnológico NB-IoT fue propuesto por primera vez por Huawei y Vodafone, y luego atrajo a algunos fabricantes como Qualcomm y Ericsson. Después de una continua evolución e investigación desde el principio, NB-M2M evolucionó a NB-IoT en 2015. En 2016, el estándar NB-IoT se congeló oficialmente. Por supuesto, el estándar NB-IoT todavía está evolucionando. Se agregaron muchas características nuevas en R14 en 2017. En la versión R14, NB-IoT tiene una tasa más alta y también admite servicios de multidifusión y posicionamiento de sitios. En la última conferencia celebrada el 9 de julio de 2020, la tecnología NB-IoT fue aceptada oficialmente como parte de 5G.
¿Qué beneficios tiene este incidente para NB-IoT? Cuando la tecnología NB-IoT se clasifica como un estándar 5G, es decir, incluso los dispositivos IoT que acceden a la red a través de NB-IoT pueden eventualmente conectarse a la red central 5G y disfrutar de algunos servicios de computación de borde, corte de red, etc. Por lo tanto, este evento es muy, muy importante para NB-IoT. Sin embargo, dado que el NB-IoT actual no admite el acceso a redes 5G, la tecnología aún deberá someterse a una evolución tecnológica continua antes de poder ingresar a la red 5G.
Figura 1 Distribución de las opciones de tecnología LPWA por parte de los operadores globales
Como se puede ver en la figura anterior, la mayoría de los operadores de todo el mundo optan primero por implementar un NB al seleccionar la tecnología LPWA. Red IoT y luego implementar una red eMTC. La razón es que los operadores tienden a implementar primero una red que no tienen, porque nunca ha existido una red como NB-IoT para admitir escenarios de red de área amplia de bajo consumo y nunca han diseñado una red específicamente para dispositivos. uso por dispositivos terminales de IoT.
Las redes de operadores utilizadas antes en realidad eran utilizadas por personas para facilitar la comunicación de las personas, tenían comunicación de voz y velocidades de transmisión cada vez más altas, etc. Pero NB-IoT es diferente. La velocidad de la red es muy lenta. Si los humanos la usan, la experiencia definitivamente será muy pobre. Sin embargo, esta red es muy adecuada para el equipo subyacente. Una de las razones es porque la cobertura es muy amplia y la otra razón es el bajo consumo de energía, baja velocidad, etc. En cuanto a la red eMTC, su velocidad es mayor que la de NB-IoT y también admite comunicación de voz, por lo que es relativamente similar a la red 2G que utilizan los usuarios actualmente.
Por lo tanto, una vez retirada la red 2G, los operadores pueden optar por utilizar eMTC para reemplazar la red 2G. Es por eso que la mayoría de los operadores optan por implementar primero la red NB-IoT y luego la red eMTC.
Para los operadores, además del tema de la selección de tecnología, otro tema es la selección del espectro, porque es un tema ineludible. Si desea cumplir con el escenario de una red de área amplia de baja potencia, la banda de frecuencia de la red debe ser lo suficientemente baja, porque no solo debe cumplir con una amplia cobertura, sino también con la penetración de la red. La mayoría de los dispositivos de IoT en la capa de detección, como medidores de gas, medidores de agua, etc., se colocan en gabinetes de cocina, lo que equivale a estar protegidos por capas. Si la penetración de la red no es suficiente, no hay forma de conectarse a la red. dispositivos. .
Figura 2 Selección de espectro NB-IoT del operador global
Al mismo tiempo, cuanto más baja es la banda de frecuencia, más fuerte es la penetración, y cuanto más alta es la banda de frecuencia, más débil es la penetración . Por tanto, como se puede observar en la Figura 2, para los operadores equivalen a eliminar algunas de las bandas de frecuencia más adecuadas. Por lo tanto, la mayoría de los operadores implementan en la banda de frecuencia de 700 a 900M, que es la banda de frecuencia SubG. Por supuesto, también hay algunas partes, como China Unicom, donde algunas se colocan en 1800M. Por lo tanto, como se mencionó anteriormente, la red NB-IoT se implementa principalmente en la banda de frecuencia SubG, no todas están en la banda de frecuencia SubG. Esta es la razón.
Además, porque la red NB-IoT está basada en la red 4GLTE. Por lo tanto, los operadores seleccionarán algunas de las estaciones base 4G para actualizaciones de software como estaciones base NB-IoT. Pero China Unicom es diferente, porque las estaciones base 4G de China Unicom se actualizan basándose en estaciones base 3G. Por lo tanto, es equivalente a usar directamente la estación base 3G de 1800 MHz para actualizar a la estación base NB-IoT. Por lo tanto, después de la actualización sin problemas de la estación base, China Unicom puede usar directamente la red NB-IoT a 1800 M, ahorrando mucho. costos. Es por eso que China Unicom puede implementar redes NB-IoT a 1800MHz.
Además de la tecnología de red, las estaciones base y las bandas de frecuencia, si quieres utilizar esta red, también debes tener un chip que admita la conexión entre los equipos y las estaciones base. Por lo tanto, Huawei lanzó el chip Boudica120 ya en R13. Dado que se lanzó relativamente temprano, la función del chip no es particularmente fuerte. Solo admite la banda de frecuencia SubG y no admite funciones de movilidad que solo evolucionaron en R14. Por lo tanto, basándose en algunas características nuevas de R14, Huawei ha lanzado el chip Boudica150 para satisfacer el uso de nuevas funciones.
Figura 3 Ecología industrial de NB-IoT
La Figura 3 muestra la aplicación de la tecnología NB-IoT. De hecho, NB-IoT involucra muchos campos. Están involucradas aplicaciones como medidores de agua, medidores de gas, alumbrado público, estacionamiento inteligente, etc.