窄带物联网一个扇区的容量是现在移动通信的多少倍

窄带物联网一个扇区的容量是现在移动通信的多少倍,第1张

50-100倍。
根据信息安全与通信保密网的相关内容可知,窄带物联网单个NB-IoT基站较传统2G、蓝牙、WiFi等基站可多提供50-100倍的接入终端,一个扇区可以支持10万个连接,是传统的移动通讯容量的50至100倍。
窄带物联网是指基于蜂窝网络构建,仅消耗180千赫兹(kHz)左右带宽的物联网。

窄带物联网的一个扇区能够支持十万个连接,支持低设备功耗和优化的网络架构和低延时敏感度、超低的设备成本。窄带物联网是2015年9月在3GPP标准组织中立项提出的一种新的窄带蜂窝通信技术,2016年6月16日,NB-IoT技术协议的核心部分(CorePart)获得了3GPP无线接入网(RAN)技术规范组会议通过,性能标准也已制定并冻结,一致性标准由3GPPRAN5工作组制定,RAN5的终端一致性测试子工作组根据运营商和终端厂商共同完成,目前已初步完成两阶段的第一阶段测试。这些成就均标志着NB-IoT标准基本成熟,已初步具备商用的条件。

物联网概念股一览:
平台型标的:关注宜通世纪(收购天河鸿城、迈出转型物联网的战略一步,关注公司自主物联网平台、跨领域垂直物联网行业应用生态布局的新跨越)。
重点行业应用龙头:交通领域,关注高新兴(300098);医疗领域,关注思创医惠;电力领域,关注东软载波(300183)、新联电子(002546);水务领域,关注三川智慧。
物联网芯片领域:关注北京君正(300223)、中科创达、全智科技、润欣科技等。

物联网是指物物相连的互联网。还有另外一种说法就是:万物互联。涵盖Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、2G/4G/5G、NB-IoT、 LoRa

 NB-IoT窄带蜂窝物联网

针对2G/4G/5G的缺点,一种新的技术诞生了,NB-IoT 窄带物联网,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。

互联网

通过在物体上植入各种微型感应芯片、借助无线通信网络,与互联网相连接,可以让物体自己"说话",不仅人可以与物体"对话",物体与物体之间也能"交流"。

宽带网:
宽带是一个相对于窄带而言的概念。宽带网,简单地说,就是指高带宽的网络。通常,人们把骨干网传输速率在25G以上,接入网能够达到1兆的网络定义为"宽带网"。与传统的窄带网络相比,宽带网在速度上占据极大的优势,它可以为上网者提供更为平滑的视频图像,更为清晰逼真的声音效果和更为迅速的网站搜索服务。
1998年,我国第一条商用宽带网应时而生。1999年末至2000年初,我国进入大规模建设宽带网络的时期。随着我国骨干网络和国际出口带宽的迅速增加,宽带接入方法也更趋多样化。宽带网的普及程度大大提高,使用人数迅速增加。到2002年6月,通过宽带接入上网的用户已达200万。
宽带技术的诞生,突破了制约传统网络发展的瓶颈,以宽带技术为基础的宽带网必将使现有互联网络的面貌焕然一新。由于宽带网具有多媒体、互动性及个性化的特点,所以较起窄带网络来,它具备了更多功能,如视频点播、可视电话、电子商务、网上办公、远程教育等。可以肯定,一个全新的高速的宽带互联网络将会改变我们的工作方式和生活习惯,信息化生活将会因为宽带网的普及而成为现实。
然而,随着互联网泡沫的破灭,宽带网的热度迅速降温,人们开始重新审视我国宽带网的实际状况。目前,宽带的接入费用和使用费用较之窄带高,而且各地之间存在较大差价。网上内容也并不能与宽带网相配,这些问题使得网民对宽带的热情并不是很高,多数用户仍然采用传统的拨号上网方式。在这种情况下,宽带建设的高投入和开通率的低水平形成了鲜明对比,投资上百亿建设起来的网络绝大多数处于闲置状态,造成了资源的极大浪费。
窄带网:
56kbps MODEM拨号上网就是窄带,因为56kbps MODEM的理论信道带宽仅为56kbps,换算成字节流量,理论传输能力就是56k/8=7k/秒。而这个速度仅仅能满足少量文字信息的传输,对于大量数据的视频、音频、图象信息来说,却无力承载。
为了解决大数据量信息的网络传输,网络运营商开发了ADSL数据通信业务及其他高带宽的数据传输业务来满足人们对音、视频和图象信息的传输需要。通常我们将1Mbps(1024M波特率)以上的带宽称之为宽带。
增值网:
技术终究会与商业的惯例融合。你的网络将不仅仅意味着千字节、电话线、数据传输协议这些东西。事实上它将成为庞大商务关系网中的一个结点。
沿着这一条线,你就能发现网络其实具备很强的盈利能力,它能最大程度的帮助你增强你通过商务交易而形成的关系系统,这将使你在盈利方面获得更大的成功;同时,它也能增加相互之间的协作以帮助你完成日常的工作目标。今天,你面临一个重大的选择,你将有机会领略什么是增值网(Value Added Networking),无论你是否有这样拥有一个真实的网络,你都可以实现它。
二十年多年前,第一个增值网VANs应进程协作的需求而产生。在一片公司合并吞并的浪潮中,日益变得挑剔的顾客群开始为价格一直增长不停的产品和服务提出日益复杂的需求。公司逐渐也将提供个性化的服务做为自己的核心竞争力,并将自己不擅长的外包出去。围绕供应链的发展,电子互连变得重要,标准化变得急迫,EDI(电子数据交换)成了商场上的基本法则。
增值网(VANs)随后开始让互连互通标准化并去掉了大部分合作各方通信管理的负担。VAN中的字母“V”就像一个管道口,文件就通过这个管道安全可靠的从一个点传输到另一个点。增值网(VANs)开创了一个交易共同体,如果没有增值网,这个交易共同体是不可能存在的。
无线网:
无线网分为无线局域网和无线广域网,平常我们大家口中所说的“无线网”其实大多时候是指无线局域网Wireless LAN,简称WLAN。无线局域网是利用无线技术实现快速接入以太网的技术。
什么是局域网
局域网(Local Area Network)是在一个局部的地理范围内(如一个学校、工厂和机关内),将各种计算机。外部设备和数据库等互相联接起来组成的计算机通信网,简称LAN。它可以通过数据通信网或专用数据电路,与远方的局域网、数据库或处理中心相连接,构成一个大范围的信息处理系统。
局域网有以下特点:
(1)覆盖范围一般在几公里以内;
2)采用专用的传输媒介来构成网路,传输速率在1兆比特/秒到100兆比特/秒之间或更高;
(3)多台(一般在数十台到数百台之间)设备共享一个传输媒介;
(4)网络的布局比较规则,在单个LAN内部一般不存在交换节点与路由选择问题;
5)拓扑结构主要为总线型和环型。
LAN目前广泛应用于办公室自动化、生产自动化和信息处理系统中。

本文主要是给大家梳理一下目前市面上常用的一些无线通讯协议标准,帮助大家了解一下不同的无线网络技术由来和各自特点。

首先说一下IEEE 802154,IEEE 802154是一种技术标准,目前常用的无线通讯协议大多数是在802154标准规定的底层协议基础上,开发的上层协议而演变出来的,它规定了低速率无线个域网 (LR-WPAN)的 物理层 和 媒体访问控制 ,并由 IEEE 80215 工作组维护,该工作组在2003年定义了该标准。它是 Zigbee 的基础,另外像诸如 ISA10011a , WirelessHART ,WIA-PA , 6LoWPAN 和 SNAP 规范,每个标准规范都是通过开发IEEE 802154中未定义的上层进一步扩展了标准。类似于以上几种协议标准,Lora是基于IEEE802154g标准进行了上层标准的扩展定义,而IEEE802154g是在IEEE802154基础上对物理层和MAC层做了调整。除此之外wifi是基于IEEE80211b标准创建的一种无线局域网技术,通常使用24G UHF或者5G SHF ISM射频频段。IEEE 802151是由 IEEE 制定的一种蓝牙无线通信规范标准,应用于无线个人区域网(WPAN)。可以说原版IEEE802151来源于蓝牙规范并与蓝牙11完全兼容使用。

接下来我们详细说一下目前在工业物联网和消费电子领域应用比较广泛的几种无线技术,有ZigBee、WirelessHart、WIA-PA、Lora、WiFi、蓝牙bluetooth、NB-IOT、BeeLPW-T。

ZigBee是基于IEEE802154标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定,ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802154标准的规定。在工业领域的典型应用是中国油气田生产物联网自动化采集控制设备规范中明确物理层、链路层、网络层采用ZigBee通讯协议,应用层通讯采用A11-GRM通讯协议。

WirelessHART是第一个专门为过程工业而设计的开放的可互 *** 作的无线通讯标准,满足了工业工厂对于可靠、强劲、安全的无线通讯方式的迫切需求。作为HART7技术规范的一部分,除了保持现有HART设备、命令和工具的能力,它增加了HART协议的无线能力。国际电工委员会于2010年4月批准发布了完全国际化的WirelessHART标准IEC 62591(Ed10),是第一个过程自动化领域的无线 传感器 网络国际标准。该网络同样使用运行在24GHz频段上的无线电IEEE802154标准,采用直接序列扩频(DSSS)、通信安全与可靠的信道跳频、时分多址同步、网络上设备间延控通信等技术,WirelessHART标准协议主要应用于工厂自动化领域和过程自动化领域,弥补了高可靠、低功耗及低成本的工业无线通信市场的空缺。典型应用以Emerson为例,从2010年就已经开始供应WirelessHART兼容产品,从压力、流量、液位、温度、振动、pH测量等各类仪表变送器到网关节点等,逐渐有了品类齐全的无线类工业仪表产品系列。

WIA-PA标准是具有我国自主知识产权、符合我国工业应用国情的一种无线标准体系,2008年10月,该规范获得了国际电工委员会(IEC)全体成员国96%的投票,成为与Wireless HART被同时承认的两个国际标准化文件之一。WIA-PA同样基于IEEE802154标准,通讯速率250kbps,频段24GHz,工业室内通讯距离200m,室外环境可达800m,数据可靠性大于99%,自适应跳频技术,避免干扰,冗余路由技术,自组织修复网络。同时支持HART命令,兼容WirelessHART标准。典型应用是中科院沈阳自动化研究所提供技术支持参与合作的在国内辽河油田、吉林油田、大庆油田、新疆油田等现场的远程油井监测控制系统。

LoRa是semtech公司创建的低功耗局域网无线协议,基于IEEE 802154g标准,它最大特点就是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远,实现了低功耗和远距离的统一,它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。Lora的工作频率在ISM 频段,包括433、868、915 MHz。

WiFi俗称无线宽带,又叫80211b标准,工作在24GHz或者5GHz频段,最高传输速率能达到11Mbps,网络覆盖范围最高可达300m,适合办公室和楼内区域使用。由于WiFi技术在结构上与以太网完全一致,所以能够将WLAN集成到已有的宽带网络中,也能够将已有的宽带业务集成到WLAN中,这样,就可以利用已有的宽带有线接入资源,迅速地部署WLAN网络,形成无缝覆盖。

蓝牙是一种短距离无线通信的技术规范,它最初的目标是取代现有的掌上电脑、移动电话等各种数字设备上的有线线缆连接。在制定蓝牙规范之初,就建立了统一全球的目标,向全球公开发布工作频段为全球统一开放的24GHz工业、科学和医学(ISM)频段。从目前的应用看,蓝牙体积小、功率低,其应用早已不局限于计算机外设,可以集成到任何数字设备中,尤其是对数据传输速率要求不高的移动设备。蓝牙有几大特点,一是全球范围适用,无需申请许可证,二是同时可传输语音和数据,三是可以建立临时性对等连接,四是具有很好的抗干扰能力。

窄带物联网(NB-IOT)是国际移动通信标准化组织为了应对日渐强烈的物联网需求,制订的一个新的蜂窝物联网的标准(CIOT),这个新标准要实现超强覆盖、超低功耗、超低成本、超大连接。NB-IOT是一个空中接口标准,主要是用在终端与基站之间的约定,包括物理层和数据链路层的一些设计规定。NB-IoT构建于 蜂窝网络 ,只消耗大约180kHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。

BeeLPW-T是必创科技聚焦工业场景应用,基于IEEE802154标准自主开发的一种无线通信协议,具有同步精度高、功耗低、网络自恢复等优点。大容量的同步网络节点数量和多跳能力,可为工业现场的网络覆盖及节点架设提供强大的网络协议支撑。该协议具有的天然物联网基因,能以更优的功耗将传感器的感知层数据传输至云端,较往代产品效率提高近四倍。

1、更高速灵敏的反馈

基于高精度的网络同步性能,所有设备可以工作在最优的功耗状态下,保持全网秒级的响应速度,可以满足绝大多数尤其是具有边缘计算能力低功耗设备的需求。

2、更丰富的应用方式

同步网络下的节点,真正实现协同工作,赋予数据在无线应用中时间的属性,无论星型,树状等网络模式,均可满足各种设备密度、覆盖距离的应用要求。

3、更低的维护成本

协议可以随意切换周期采样及大数据采集状态 ,针对不同工况及应用需要,兼容有线状态分析系统的采集需求;时间同步及低功耗设计,在确保网络运行精准的同时,降低了设备的无效工作时间,使得设备整体更加简练、高效。更低的功耗,可改善设备的维护周期,降低维护难度和平均维护成本,为客户提供一个安心可靠并几近无感的防护体验。
最后附表总结一下几种典型无线技术标准的特点区别:
 NB-IOTLoRaZigbeeWIFIbluetoothBeeLPW-TWIAPA

组网方式基于现有蜂窝组网基于LoRa网关基于Zigbee网关基于无线路由器基于蓝牙Mesh网关基于BeeLPW-T网关基于WIA-PA网关

网络部署方式节点节点+网关

受现场遮挡影响

节点+网关节点+路由器节点-节点节点+中继+网关节点+中继+网关

传输距离远距离,基站覆盖10公里以上远距离,可达十几公里短距离

10-100m

短距离50米10米不含中继200m不含中继200m

单网接入节点容量约20万理论约6万,实际500-5000理论6万,一般200-500个约50个理论6万理论5000通道理论6万,一般200-500个

电池续航理论10年/AA电池理论10年/AA电池理论约2年/AA电池数小时数天理论约2年/AA电池理论约2年/AA电池

成本30-70元30-40元5-15元模块约7-8s小于10元  

频段License频段

运营商频段

unLicense频段

Sub-GHZ(433/868/915MHz)

unLicense频段

24GHz

24G和5G24GunLicense频段

24GHz

unLicense频段

24GHz

传输速度理论160kbps-250kbps

实际小于100kbps

03-50kbps理论250kbps,实际小于100kbps24G:1-11Mbps

5G:1-500Mbps

1M理论250kbps理论250kbps

网络时延6-10sTBD<1s<1s<1s<1s<1s

适合领域户外户外,工厂工厂,室内办公室,工厂移动设备工厂,车间工厂,车间

联网所需时间3 30ms3s10s3s3s

宽带网络:一般般指的是带宽超过155kbps以上的网络。
窄带网络:带宽低于155kbps的网络。
特点:以室内覆盖、低成本、低功耗和广连接;主要成本低,涉及数据少的时候用。


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原文地址: http://www.outofmemory.cn/dianzi/13030518.html

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