NB-iot网络的组成架构

article/2025/7/10 3:14:35

大家好,今天小白给大家简单介绍一下NB-iot网络的组成架构,欢迎一起交流学习。NB-iot网络架构.终端:主要是通过空口连接到基站。终端侧主要包含行业终端与NB-IoT模块。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。

一、NB-iot网络架构图
NB-IoT整体网络架构主要分为5部分:终端、无线网侧、核心网侧(EPC)、物联网支撑平台及应用服务器。
在这里插入图片描述

二、NB-iot网络架构简介

  1. 终端:主要是通过空口连接到基站。终端侧主要包含行业终端与NB-IoT模块。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。

  2. 无线网侧: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。主要承担空口接入处理,小区管理等相关功能,并通过S1-lite接口与IoT核心网进行连接,将非接入层数据转发给高层网元处理。

  3. 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 C数据传输方式,欢迎一起交流学习ore,EPC)网元,包括2G/3G/4G核心网;另外一种是物联网核心网。核心网侧通过IoT EPC网元,以及GSM、UITRAN、LTE共用的EPC,来支持NB-IoT和eMTC用户接入。

  4. 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。

  5. 应用服务器:是IoT数据的最终汇聚点,根据客户的需求进行数据处理等操作。

三、数据传输方式
为了将物联网数据发送给应用,蜂窝物联网(CIoT)在EPS定义了两种优化方案:

CIoT EPS用户面功能优化(User Plane CIoT EPS optimisation)

CIoT EPS控制面功能优化(Control Plane CIoT EPS optimisation)

在这里插入图片描述

如上图所示,红线表示CIoT EPS控制面功能优化方案,蓝线表示CIoT EPS用户面功能优化方案。

  1. CIoT EPS控制面功能优化

上行数据从eNB(CIoT RAN)传送至MME,在这里传输路径分为两个分支数据传输方式:

  a. 通过SGW传送到PGW再传送到应用服务器。b. 通过SCEF(Service Capa- bility Exposure Function)连接到应用服务器。(仅支持非IP数据传送,下行数据传送路径一样,方向相反)

NB-IoT架构的优势

1、强链接

在同一基站的情况下,NB-IoT可以比现有无线技术提供50-100倍的接入数。一个扇区能够支持10万个连接,支持低延时敏感度、低设备功耗和优化的网络架构。

2、覆盖广

NB-IoT室内、地下室覆盖能力强,相比LTE提升20dB增益,相当于提升了100倍覆盖区域能力。不仅可以满足农村这样的广覆盖需求,对于厂区、地下车库、井盖这类对深度覆盖有要求的应用同样适用。以井盖监测为例,过去GPRS的方式需要伸出一根天线,车辆来往极易损坏,而NB-IoT只要部署得当,就可以很好的解决这一难题,四信NB-IOT模块在智能井盖监测有解决方案,并为多个城市提供设备和解决方案。

3、低功耗

低功耗特点是物联网应用一项重要指标要求,特别是对于一些不能经常更换电池的设备及场合,比如安置于高山荒野偏远地区中的各类传感监测设备,和电力电压监测设备它们不可能像智能手机一天一充电,因此长达几年的电池使用寿命是最本质的需求。NB-IoT聚焦小数据量、小速率应用,因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小,设备续航工作时间可以从过去的几个月大幅提升到几年。

4、低成本

与LoRa相比,NB-IoT无需重新建网,射频和天线基本上都是复用的。以中国移动为例子,900MHZ里面有一个比较宽的频带,只需要清出来一部分2G的频段,就可以直接进行LTE和NB-IoT的同时部署。低速率、低功耗、低带宽同样给NB-IoT芯片以及模块带来低成本优势。模块预期价格不超过5美元,中心现模组含税售价为36元。

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四、总结
本篇主要介绍了NB-iot的网络架构组成、数据传输方式,欢迎一起交流学习,如有理解错误望指正。


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