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白皮书 突破 物联网界限 未来可期。 您准 备好 了 吗 ？ 窄带物联网是物联网项目联网新标准 vodafone/iot/nb-iot 概要 本文为技术决策者提供了窄带物联网的概述，窄带物联网是一种能够支持工业级物联网展开部署的通信技术。 介绍低功率广域网和窄带物联网 低功率广域网 (LPWA)是一类无线通信技术，能够支持物联网展开部署。低功率广域网技术设计的功能如下： 覆盖信号强，覆盖范围广， 即便联网设备位于地下或建筑物深处。 出色的功率效率， 确保设备无需充电即可运行 10 年或更长时间。 大规模部署， 能够在一次部 署中即可连接 数百万个设备联。 低成本通讯硬件， 数据采集设备的制造成本降低到 10 美元以下。 低带宽， 大部分使用情况下，每台设备每天仅需传输几个字节的数据。 迄今业界已经开发出许多不同的技术来满足低功率广域网的要求，我们相信窄带物联网不仅能够提供企业级的技术规格，而且还将会是运营商、设备制造商以及终端企业用户的务实选择。为更好了解为什么窄带物联网特别适合于部署商业物联网，我们对比窄带物联网与低功率广域网领域的另外两种技术 LoRa 和 Sigfox。 更 多有关低功率广域网、窄带物联网及其竞品技 术的更多信息， 请见第 5 页 。 关键发现 物联网的迅速发展意味着迫切需要一种能够以低功耗方式来连接成千上万现场设备的方法。而窄带物联网就是最佳选择。 工业级技术： 窄带物联网能够以较低价格提供优秀的联网范围、吞吐能力和功率效率。 具有挑战性部署项目中的覆盖范围。 在低功率广域网应用例子的典型环境中，窄带物联网能够实现出色的覆盖穿透效果。由于采用已获许可的频带（就像 3G 和 4G 移动网络），干扰不会 对窄带物联网产生较大影响。 更快速的数据 吞吐能力， 使用不受限制。对于每台设备传输数据的频率，窄带物联网不受法律限制，这就是所谓的“占空比”。这提升了性能，对于十年或以上的设备规划来说十分重要。 灵活的电源管理，运行寿命长达 15 年。 除了在覆盖范围和性能方面的优势以外，窄带物联网的电池寿命也能够与其他低功率广域网相媲美，这得益于其配备了先进的省电模式功能，能够将不必要的联网交互降低到最小程度。 设计简单，实现成本效益。 窄带物联网能够将从芯片组到天线的硬件成本降到最低。我们预计在达到完全生产后，通信部件的成本将会 降低到 2 美元以下。 更多有关窄带物联网 技术优势的信息， 请见第6 页 。 务实的选择： 窄带物联网技术是基于 LTE 的一种开放标准。这一技术已获得了众多主要设备制造商的支持，基于人们已熟悉的技术，能够很方便地整合到现有设施和流程中去。 快速且灵活，便于运营商部署。 窄带物联网能够很灵活地部署到所有现有网络之中，既可以利用带内的 LTE网络足迹，也能够以独立模式与其他网络技术共存。 作为开放 3GPP 标准，拥有广泛的市场支持。 窄带物联网是一种开放式 标准。众多主要的网络运营商和硬件制造商都 支持窄带物联网。它是实现长期全球承诺的安 全保证，也能够从规模经济中受益。 易于整合到传统的蜂窝技术生态系统之中。 窄带物联网在很多方面都和 LTE 十分类似，这能够保证网络工程师、应用开发人员和硬件开发人员都已经驾轻就熟。 更多有关应选择窄带物联网的务实原因， 请见第 10 页 。 安全易用 对于任何物联网部署来说，安全都至关重要。窄带物联网延续 LTE 的安全优势，这使得它成为了最安全的选择。 低功率广域网安 全十分重要。 即便是最简单的联网设备，如果 被攻破，也会导致业务中断。因 此安全至关重要。 确保最简单的设备的安全充满挑战。 有限的带宽和处理能力使得使甚至诸如身份验证和加密之类的基础安全实践也变得不再微不足道。 专有低功率广域网技术做得还不够。 LoRa 会对其数据流量进行加密，而 Sigfox 则不会。但两者都容易受到干扰的影响。 窄带物联网延续了 LTE 技术的验证和加密特性。 窄带物联网能够在网络和设备之间进行互相验证，并对设备与核心网络深层之间的流量进行加密。 更多有关低功率广域网的安全考虑事项的信息， 请见第 14 页 。 窄带物联网 2 2017 窄带物联网 3 2017 介绍： 为什么低功率广域网技术具有重要意义 适合的连接性能够成就或破坏您物联网项目。我们相信窄带物联网是适用于大多数低功率广域商业物联网应用例子的正确选择。接下来让我们告诉您为何如此。 大规模物联网项目有特定的连接性需求 如果仔细观察众多最有前景的物联网应用，您便会发现，它们的无线连接性基本需求都是相同的。无论是智能水表、联网农业、智慧城市还是资产追踪，这些联网设备都 需要： 长久的实地使用寿命： 诸如精准农业 中的土壤状况 监测仪器等设备在部署时通常没有可靠的配套供电。因此电池必须能够支撑设备的整个寿命，这意味着十年甚至更长时间。 深度覆盖： 诸如水表和燃气表等设备，可能会部署到农村地区、井盖下方或建筑物地下室的深处。因此网络连接必须提供强大的渗透能力和覆盖范围。 没有任何传统的连接性标准能够满足以上所有标准要求。对于建筑物和办公室内的物联网部署来说，有线连接是理想选择，但对于那些实地设备，尤其是部署在没有无线缆或供电的地方的实地设备来说，这一选择是无法实现的。像无线局域网、蓝 牙和紫蜂协议等无线技术则不具备适合大规模 部署的覆盖范围。而另外一些无线技术，例如 3G 和 4G，虽然能够提供数公里级的覆盖范围，但却是设计用于大数据量吞吐的，这也使得这些技术成本高昂且耗电巨大。例如，一个典型的 4G 物联网模块的成本可能达到了 40 美元，并且电池寿命不到一年，如果是安装在联网汽车或数字招牌中，那么这些都不是问题，但对于智能停车传感器等应用来说这一选择则是不可行的。 大规模，低成本： 诸如烟雾和火情警报器或者智能垃圾桶等设备，部署数量可能会达到上千甚至上百万。因此，这些设备以及联网成本必须要低，且网络 必须能够支持高密度的设备部署，同时保证 QoS。 低带宽： 设备通常每天只会传输几个字节的数据，例如智能停车传感器可能只会当停车位空置时才会向网络发送回显信息。这类应用案例不需要支持语音，甚至不需要支持双向数据传输。 Machina Research 的追踪数据显示截至 2016年 6月，已有超过 4 千万个活跃的低功率广域网终端点，并预测到 2024年低功率广域网技术将占所有无线物联网联网应用的一半以上。 低功率广域网的 “ 五个 10” 在这一类应用中，需要的是一种低功耗、低成本的远程无线技术。这也是为什么过去几年 以来有一种新型连接性技术迅速崛起：这 就是低功率广域网技术，即低功耗广域技 术。 低功率广域网并没有确切的定义，但按照经验法：低功率广域网设备的实地使用寿命应达到 10 年 ，能够在距离基站 10公里 的距离上连接到网络，在每小时仅会利用 10 秒传输字节级数据量 的情况下，成本应低于 10 美元 。每台基站应至少支持 10 千 个设备。 低功率广域网领域存在许多竞争技术 现在有多种不同技术正朝着满足这些或类似标准的目标进行开发，同时正在得到众多私营公司、财团、标准组织和联盟的赞助。 Weightless、 DASH7、 802.11ah、 Ingenu、 LTE-M、EC-GSM-IoT 等这些技术以及其他 一些技术正在积极争夺市场份额，这些技术通常采取不同策略来满足低功率广域网应用实例所需的标准，无论是基于开放标准或基于专有技术栈。 但是，只有 Sigfox、 LoRa 和窄带物联网等少数几项技术在低功率广域网竞争中抢得了先机。这三种技术中的每一种都有突出的实地部署项目，并且具有充分的技术成熟度和市场支持，任何开发低功率广域网物联网项目的公司都会优先考虑采用这几种技术。 哪种技术最适合您的低功率广域网项目的连接性需求？从长远来看，哪种技术对您的 组织是最安全的选择？毕竟，您的商业案 例建立在设备能够在实地运行十年甚至更长时间的要求上。 沃达丰对每一种正在开发的低功率广域网技术都进行过研究和评估，最终决定选择窄带物联网。我们认为，全球标准技术是能够保证安全性、互用性、可扩展性、服务质量和寿命的正确前进方向。特别是窄带物联网旨在满足低功耗广域的需求，我们认为它既适合大规模部署，又具有取得巨大市场成功的惊人潜能。 本白皮书介绍了促使我们做出决定的众多因素。如果您参与了物联网项目的技术决策工作，我们恳请您考虑我们的发现。 窄带物联网简述 窄带物联 网是 3GPP 组织制定的一项技术规范， 并作为 2016 年 6 月发布的 3GPP Release 13 的标准内容之一。这种蜂窝网络技术与 LTE 相关专为低功率广域网应用而设计，利用众多可选频段上的已获许可频谱。与 GSM 技术相比，该技术在设计上能够在覆盖范围上提高 20dB，一次充电即可使用 12-15 年，其设备成本低，且与现有蜂窝网络基础架构兼容，并且安全性等同 LTE。该技术可以利用仅 200kHz 的带宽作为独立载波，采用多个频段进行部署。 更多有关窄带物联网的特点，请参阅 3GPP specification Release 13：3gpp/images/PDF/R13_IOT_rev3.pdf 窄带物联网 4 2017 窄带物联网 5 2017 蜂窝 2G、 3G、 4G 范围 短程无线 蓝牙 IEEE 802.15.4 紫蜂协议 Z-Wave 功耗低功耗广域网 WLAN Wi-Fi HiperLAN 低功率广域网标准 3GPP DASH7 联盟 ETSI IEEE IETF LoRa 联盟 Weightless SIG 增强MTC(eMTC) DASH7 低吞吐量网络(LTN) 802.15.4k 6LPWA/LP-WAN LoRaWAN Weightless-W/N/P 扩展覆盖 GSM物联网(EC-GSM-IoT) 802.15.4g 窄带物联网(NB-IoT) 802.11: 远距低功耗 (LRLP) 窄带物联网： 工业级技术 低功率广域网 =能够以最低的功耗以及最低的价格实现最大的覆盖范围，同时具备充分的现实数据吞吐能力。我们从四个方面对比窄带物联网与 LoRa 和 Sigfox。 Sigfox LoRa 窄带 物联网 覆盖能力 160dB 157dB 164dB 技术 专有 专有 开放 LTE 频谱 未获许可 未获许可 已获许可（ LTE/任何其它） 占空比限制 是 是 否 输出功率限制 是 (14dBm = 25mW) 是 (14dBm = 25mW) 否 (23dBm = 200mW) 下链数据速率 0.1kbps 0.3 - 50kbps 0.5 - 200kbps 上链数据速率 0.1kbps 0.3 - 50kbps 0.3 - 180kbps 电池寿命（ 200b/天） 10 年以上 10 年以上 15 年以上 模块成本 7.4dB SNR=7.4dB SNR=-2.6dB SNR=-12.6dB 235 75 34 3 图 3 不同覆盖水平下的窄带物联网的下链吞吐（来自 R1-157741，窄带物联网评估结果汇总， 3GPP RAN1#83， 2015 年 11 月）。 对于 LoRa 和 Sigfox 等网络技术来说最大的带宽限制在于这些技术在未获得许可的频带中，这些技术在占空比（某一渠道可活跃占用网 络的时间百分比）方面会受到严格的法规 限制。一般来说占空比限制为 1%。 让我们来看看这一限制会如何影响使用 Sigfox 时的实际数据传输。一条Sigfox 消息最大负载为 12 字节，需要六秒完成传输。在最大 1% 的占空比下，Sigfox 设备每 24 小时最多可发送 144 条消息，即每天最大数据量为 1.6KB。 在预计每个设备每天只会传输屈指可数的字节数的状态更新数据情况下，正常使用不会出现问题。但这在活动繁忙期间，当因为存在干扰而需要重新传输大量数据包时，或者在特殊情况下向设备进行新固件空中推送以便解决安全隐患时，这将可能 成为一个切切实实的限制因素。 网络负载高会在 LoRa 中产生干扰问题 就像所有的无线电网络一样，距离网关或基站越远， LoRa 客户端设备的性能便越会下降，对于 LoRa 技术来说，这一影响在 2km 左右距离处便会开始显现。 LoRa 和 Sigfox 均运行于未获许可的 ISM 频带，分别为 868MHz（欧洲）和902MHz（美国）。这些频带受到占空比和输出功率的法规限制。此外，还有其他的各种设备，例如无线报警系统和遥控设备等，也在这一频带范围内运作。这些因素都会严重影响网络性能（请见 Ofcom 最终报告， 862-686Mhz 频带范围内 近距通信设备的运行， Ovum， 2010 年 8 月 ）。但更大的问题是，当网络拥堵且负载较高时， LoRa 的吞吐量也会明显降低。该技术薄弱的流量管 理能力会导致在冲突和干扰情况下出现 丢包严重的问题。当有不仅数百个设备 在进行通信时，这便会成为一个问题，而且这是一个重大问题。而低功率广域网的主要特征之一便是可以扩展到数百万个设备。与之相比，窄带物联网则在设计上便可确保信号站上的每个 200kHz 承载设备都能够承载 10-20 万台设备，而 Sigfox 则声称每个接入点可以接入一百万台设备。 窄带物联网 6 2017 窄带物联网 7 2017 3.灵活的电源管理，能够实现长达 15 年的使用寿命 所有的低功率广域网技术在设计上都极为重视功效。虽然电池的实 际寿命完全取决于设备的网络接收强度 以及每天传输的数据量，但对于大多数 低功率广域网设备来说，即使不考虑电池自放电和其他因素，其电池也能够很轻松地工作十年而无需充电。 而窄带物联网表现更加出色。这一技术经过了严格的设计，在我们的统计数据模型中，即使在覆盖范围的最边缘位置处，也可以十分轻松地实现大约15 年的使用寿命，如图 4 所示。 5 瓦时电池的使用寿命年限： Cell edge (144dB MCL) 深度覆盖 (154dB MCL) 极度覆盖 (164dB MCL) 50 字节 /天 36.7 33.1 20 200 字节 /天 36.3 29.7 14.2 图 4 不同覆盖水平和数据量条件下的预计电池寿命年限。来源： R1-157741，窄带物联网评估结果汇总， 3GPP RAN1#83， 2015年 11 月。 有许多方式能够降低耗电量并达成类似的使用寿命。最简单的方式是将设备保持在待命模式或深度休眠之中，确保设备不会在两次通信对话之间浪费电量。电源管理本质上来讲是在消息频率、设备休眠循环和商业案例需要之间达成平衡。 LTE-M：额外带宽以满足高使用要求场景 对于那些所需带宽高于窄带物联网规范的应用， 3GPP 标准为其针对性制定了另一种 低功率广域网技术：即 LTE-M，也 被称为 LTECat M1。 LTE-M 在部署模式方面的灵活性较差一些，且其覆盖能力也强，但该技术能够带来最高 5 倍的下链数据速率。窄带物联网和 CAT-M 是两种能够互补的技术，都是沃达丰在其 LTE 网络中所能够支持的技术。最初我们曾优先考虑在整个网络中完全部署窄带物联网技术，以解决对低功耗和深度渗透应用的迫切需求，过去一直以来这些应用都无法通过蜂窝连接来实现。 窄带物联网有两项节能功能，能够互相协作从而实现最优性能和最高效率，分别是：扩展不连 续接受 (eDRX)和省电模式 (PSM)。 当一台设备连接到网络时，网络便会通过其控制通道定时发送寻呼消息，而设备则可对此进行监听并作出响应。一般来说，这类寻呼消息至少每隔几秒钟就会发送一次，从而确保网络能够维护与之连接设备的准确信息，但这消耗电池寿命的，导致了设备始终处于唤醒状态。为了实现最高效率，可利用省电模式 (PSM)让设备进入深度休眠状态（最长可达 310 个小时），之后才唤醒设备向网络发送更新并在短暂时间内收听网络发出的寻呼，然后便再次进入休眠状态。处于休眠状态下的设备是无法呼通的。扩展不连续接收(eDRX)将寻呼间隔循环延长到近三个小时，从而消除了不必要的接收器激活状态，与此同时仍确保网络能够在需要时接入客户端设备。 4.设计简单，实现成本效益 Sigfox 和 LoRa 技术的一个主要论点是 GSM 体系的技术通常很复杂。但窄带物联网的设计以蜂窝技术为起点，其设计目的是将传统上会导致 GSM 客户端设备硬件成本增加的各种因素的影响降低到最小。 拿窄带物联网硬件模块距离来说，仅需有限的内存（采用成本较低的 PSRAM型存储），仅需一根天线，无需全双工运行，避免了因需要射频双工器件所产生的成本。与 LTE 相比，这一技术对时 序延迟方面的要求较为宽松，这使得芯片设计和生产也不再困难。窄带物联网设备的时钟速率较低，因此能够在更为成熟的半导体厂中以较大的裸片以及较低的成本进行生产。而对有限200kHz 带宽的采用，也降低了缓存和处理模块尺寸大小，同时对解码器的采用也简化了对调制解调器和数字信号处理器 (DSP)的设计要求。 因此，我们预计到 2020 年底，包括基带和射频芯片组在内的窄带物联网设备成本将会达到仅 2 美元，而目前的 LTE 设备成本约为 40 美元。这将使窄带物联网通信组件至少做到与 LoRa 和 Sigfox 一样便宜。 东南水务：地下覆盖 在澳大利亚，东南水务已经尝试将窄带物联网技术用于监控雨水收集箱和管道水流，防未经许可排入下水道、停车场和其他场所的行为等。东南水务的最终目标是能够对其整个网络的性能、资产状况和故障管理进行实时分析。由于众多监视传感器将会被安装在井盖之下和地下，因此这将是窄带物联网有能力强大信号穿透能力的理想证明。 NB-IoT： 务实的选择 窄带物联网正在获得越来越多行业参与者的支持，这使得其成为了长期部署的安全选择。 1.快速且灵活，便于运营商部署 选择使用哪种低功率广域网技术时，您需要确保在计划部署设备时已有数据网络供其使用，并且所选供应商在国内和国际市场上都有比较大的覆盖范围，便于您将来扩大您的业务。 窄带物联网是一项与 LTE 技术紧密相关的 3GPP 标准。这种紧密联系带来的好处便是，可以利用 LTE 流量，通过对无线接入网络 (RAN)进行直接软件升级的方式，将这一技术部署到几乎所有 LTE 基站之中。沃达丰目前正在通过 软件升级的方式将窄带物联网添加到其网络的约 85设备之中，而其余的设备在经过少量硬件修改后也可进行升级，沃达丰的目标是到 2020 年使所有 LTE 基站都已集成窄带物联网。迄今为止所进行的试验表明窄带物联网能够与传统技术共存。 网络运营商可以从三个部署选项中进行选择，从而能够适合不同的网络环境，这一优势使得窄带物联网可能是最具灵活性的一项低功率广域网技术。这一技术在设计上适合采用 180Khz 频谱，这十分适合单个或多个 LTE 实体资源模块 (PRB)。在不希望将任何处理能力从 LTE 网络转作他用的情况下，可以将窄带物联网 部署在 LTE 指定频谱边缘的“防护频带” 防护频带指的是为了防止出现干扰而在频带之间设定的未利用间隙。也可以将窄带物联网部署到单个 GSM 载波频谱上，例如，部署在运营商全 4G 计划尚未分配的频谱位置处。或也可以单独部署在 LTE 频带的旁边频谱位置。无论以哪种方式进行部署，窄带物联网都不会依赖于其它系统的信号源。 图 5 窄带物联网与 4G LTE 紧密相关。 部署的灵活性，以及对现有网络资产进行再度利用的能力，是窄带物联网技术相对于 Sigfox 和 LoRa 等专有无线技术的一项巨大优势，在后两者之中，必须部署新网 络设备（网关、信号杆、中继器等），并需要运营商或者企业或企业财团对新增设备单独加以管理。 这种部署不仅成本高且缓慢，而且还可能涉及到规划许可、返线事宜以及其他的棘手问题所带来的挑战，尤其是在人口稠密的市区。 窄带物联网 10 2017 最可能的部署选项 频带内部署 防护频带 200Khz 频带内的 180KHz窄带物联网载波 LTE 载波 LTE 载波 独立部署 GSM 载波 GSM/UMTS/LTE 载波 Aguas de Valencia： 远程监控，同时无需繁琐的网络管理 Aguas de Valencia 是一家跨国水务供应商。这家公司一直致力于创新，是自动抄表系统的最早采用者之一。如今，这家公司管理着超过60 万个自动抄表设备，而这些设备迄今仍在使用需要AguasdeValencia 安装和维护自己的基础设施的专有技术。这家公司希望能够将其系统迁移到一种新的通信技术，从而使公司能够在不运行自己基础设施的情况下远程对水表进行监控。 窄带物联网对这家公司来说是理想之选。 Aguas de Valencia 与沃达丰通力协作，进行了一项试验，测试了窄带物联网是否具备在那些人员难以到达的 表计位置提供信号覆盖的 能力。 “此次试验中最重要的方面是确定有哪些位置时信号难以到达的，例如信号较弱或没有信号的地下室之内的仪表室、位于地下的仪表箱，以及带有会阻断信号的金属盖的凹槽壁等位置，到目前为止，信号能够在所有测试位置处十分轻松地传输至其目的地，所以说，测试结果非常乐观。这样的话，我们便可以将通信方面外包给能够确保数据质量和安全的电信运营商。一件水表的使用寿命大概是 10 年，这与窄带物联网技术所能够实现的电池使用寿命大体相当。” Aguas de Valencia 公司的表计设备和遥测读数业务总监， VctorGonzlez 2.作为开放 3GPP 标准，拥有广泛的市场支持 当您将在未来十年甚至更长时间内使用低功率广域网技术时，您需要确保您所选择的技术具有稳定的未来。 由于窄带物联网采用的是开放的 3GPP 标准，因此企业可以放心，他们正在做出的是低风险且长期的技术承诺，不会遇到与专有技术相关的风险。 Sigfox 则是一种完完全全的专有技术。尽管现在有许多家制造商在制造 Sigfox 客户端设备硬件，并且也有不少网络运营商正在部署 Sigfox 网络，在这一网络中，所有数据都通过 Sigfox 云端传输，可以通过 API 对其进行访问。选择Sigfox 技术的企业将来可能会不得不期待相关控股公司前景明朗，从而确保在未来能够获得支持。您必须考虑智能电表部署的长期安全性，并据此来为自己选择最安全的技术。 就技术本身而言， LoRa 受到 LoRa 联盟的支持，并且LoRaWAN 网络协议（与 IBM 共同开发） 是一项开源协议，但该技术底层的无线技术是专有技术，这意味着客户再次被锁定在一个提供商那里。 此外，专有技术的解决方案并没有像开放标准那样受到多方审查，也不像你开源技术那样在开发过程中能够利用众多的研发资源。当讨论到安全性或性能优化之类的问题时，开放与否便可能是一个重要的考虑因素。 专有技术建立在单个供应商的商业知识产权基础之上，采用这种技术将始终必须承担一定的额外成本。 Sigfox 和LoRa 技术的开发公司 Semtech 向网络设备制造商和装置制造商授予自有技术的许可权，同时收取授权费用；这部分费用最终会到企业 用户身上。如果每台设备的价格接近2 至 10 美元，并且企业可能会购买数百万台设备时，知识产权费用的数额将会变得非常可观。 与之相反，选择窄带物联网的客户则能够从所有市场影响中获益。窄带物联网技术已获得 AT T、 Telefonica、中国联通、中国移动、德国电信、 Verizon 和阿联酋电信以及沃达丰等多家网络运营商的大力支持。即使是像 Orange那样正在部署 LoRa 和 Sigfox 的运营商，同时也在投资窄带物联网。 总言之，窄带物联网得到了全球 30 多家最大运营商的支持，这些运营商为超过 34 亿客户提供通信服务，并且从 地理角度来看为物联网市场的 90以上提供服务。 这种受欢迎程度自然而然会形成滚雪球效果，巩固窄带物联网作为最广泛采用低功率广域网技术的地位。这也意味着客户可以在全球范围内使用单一、标准化低功率广域网技术。 同样的趋势也同样适用于设备制造商。诸如爱立信、华为、诺基亚、高通和英特尔等领先设备制造商均致力于采用窄带物联网，这意味着客户将能够以更低的成本获得更多样的终端设备选择，从而适应不同应用场景的需求。正如上文所讨论的那样，我们预计窄带物联网终端的最终成本将明显低于 Sigfox 和 LoRa 设备。 “如果 您回顾一下无线技术的发展历史，唯一成功的技术都是采用开放标准的技术。我们看不到有非常成功的专有技术案例，所以我不认为采用专有技术的LPWAN 供应商能够长期坚持下去。” Weightless 现 CEO、 IET 前总裁几十年 Ofcom 前董事 WilliamWebb 教授说到 3.易于整合到传统的蜂窝技术生态系统之中 通信技术应能够与物联网解决方案的其他元素形成良好配合。如果难以将这些元素整合到需要它们的应用和流程之中，那么项目的总体投资回报率将受到影响。 窄带物联网的工作原理与传统的蜂窝通信技术十分相似，具有可 预测的流量处理、安全功能等特点。特别是在沃达丰的物联网网络中，能够与全球物联网平台上的其他物联网 SIM 共同实现对窄带物联网连接的无缝管理，包括报告、 SIM 状态自助控制、警报和业务规则的使用以及 API 访问等。客户无需保持单独的流程、用户访问权限、软件平台或文件即可实现对其低功率广域网部署的管理。 与之相比，其他的低功率广域网技术则可能有一些应用开发人员所必须了解并针对进行计划的异常行为或限制。 例如， LoRa 的流量处理功能非常有限，在高流量负载下，丢包率可能会超过60%。 LoRa 支持基于非复杂标记的数据包发 送确认方法，但为了确认发送，必须另外发送一个数据包，这就进一步增加了网络负载，进而导致更多的冲突和更严重的数据丢包情况，以及数据重传所导致的延迟不可预测问题。这对于那些依赖于可靠及时数据包发送的开发人员来说是真正的麻烦。 窄带物联网 12 2017 窄带物联网测试实验室将简化解决方案的开发过程 窄带物联网背后的行业社区正在全球范围内开设多个开放实验室，为硬件开发人员和企业提供了一个在隔离式网络环境中对基于窄带物联网的解决方案进行构建、测试和认证的场所。沃达丰和华为于 2016 年在纽伯里建立了全球首个窄带物联网开放实验室，并且又于 2017 年 2 月在杜塞 尔多夫建成了第二个开放 实验室。在整个 2017 年，中国移动、阿联酋电信和许多其他公司也纷纷建立了实验室。如需安排访问我们的开放实验室，请联系您的沃达丰客户经理。或想了解更多有关窄带物联网的详细信息，请访问： vodafone/business/iot/nb-IoT 安全性和可用性 低功率广域网部署需要像任何物联网解决方案一样需要安全防护。窄带物联网延续了 LTE 技术所有已久经考验的安全措施。 低功率广域网安全十分重要 每一次对企业物联网用户（包括 Vodafone 的物联网晴雨表 ）进行的调查都着重指出了安全在物联网部署中的重要性。企业担心他们的物联网设备和连接容易受到黑客们攻击，后者目标包括窃取数据、关闭服务或通过控制远程资产造成破坏而。 人们乐意将低功率广域网设备视为价值有限或不令人感兴趣而无需保护。毕竟，即便黑客能够对简单的传感器（例如智能垃圾箱或烟雾报警器中的传感器）进行篡改，又能造成什么糟糕后果呢？但现实却是，这些设备的安全其实非常重要。如果攻击者 可以同时触发一万个烟雾报警器，或告诉议会里垃圾处理小组，城市中的每个垃圾箱都需要立即排空，或者通过篡改土壤传感器，使农民对土地过度施肥，这将肯定会造成混乱。 确保最简单设备的安全并不简单 所面临的挑战在于如何利用身份验证和加密等基本安全措施，从而在实践中恰当保障这些设备的安全（）。大部分的低功率广域网部署在设计上几乎没有考虑安全性。 对于一个需要节省电力、价值 $2-$5 美元设备来说，能够对流量进行加密解密的处理器将会是一项重大成本。而在 1%占空比的限制之下，也很难预留出进行验证通信会话所需的几个字节。而同样 极为有限的吞吐能力也没有留出任何对设备进行修补，解决在实地使用过程中所发现漏洞所需的容量。对这一问题的一种解决方案是在顶层部署中央流量监控解决方案，从而识别可疑流量，但这实际上并不能阻止或应对中断干扰。 其他低功率广域网技术做得还不够 在网络安全社区看来， LoRa 和 Sigfox 技术都有着固有的劣势，那就是专有代码会降低人们对其进行仔细检查和识别漏洞的能力，导致无法阻止黑客利用这些漏洞。 不仅如此， LoRa 和 Sigfox 安全性能低。 Sigfox 几乎不具备安全性，该技术通信通道未加密、没有内置身份验证；对此， Sigfox 建议在应用层面来管理安全性。 LoRa 则使用应用会话密钥对消息负载进行加密，并使用网络会话密钥来验证消息完整性，其中每个会话密钥都是在设备加入网络时提供。但这样一来，密钥管理就成为了一项挑战。 此外，由于 ISM 无线频段无需许可便可进行传输，因此包括恶意黑客等任何人都可以合法使用，传输与 LoRa 规范相兼容的数据，从而阻塞合法的 LoRa 数据传输，造成拒绝服务。拒绝服务是与安全漏洞一样具有破坏性的问题。 窄带物联网延续了 LTE 技术的验证和加密特性 窄带物联网是一种与 LTE 紧密相关的 3GPP 标准，延续了与 LTE 相关的所有安全技术。窄带物联网 SIM 卡时便内置密钥来相互认证网络和相关设备，并会生成频繁更新的会话密钥，对相关设备与核心网络深处间的流量进行加密。 很明显，在必要且可行的前提下，可以将那些附加的“顶层”安全性应用到设备、通信和应用之中，从而提高保护级别。 下一步 我们坚信，技术和市场优势将使窄带物联网成为当今追求低功率广域网解决方案的所有企业的明智选择。但是在做出任何承诺之前，您自己对这一技术进行测试是正确的做法。我们将随时为您提供协助。 以下是您可以采取的三个步骤： 讨论 窄带物联网，这是 GSMA 所创立的窄带物联网论坛的内容之一。如需了解如何参与讨论，请联系我们。 体验窄带物联网， 前往我们位于 英国纽伯里或德国杜塞尔多夫的开放实验室，测试我们的样板硬件模块，检测我们的网络测试平台，还能获取最新的实地试用应用最新信息。 联系您的沃达丰客户经理 ，以便尝试 窄频物联网模块和 SDK支持服务从而加快加您的解决方案开发过程。更多信息请访问：vodafone/business/ iot/nb-IoT。 关于沃达丰 沃达丰处于物联网和窄带物联网领域的最前沿。 我们在物联网领域拥有超过 25 年的经验，并拥有超过 4500 万个活跃的物联网联网设备。我们的物联网客户遍及各个领域，这使得使我们能够对推动低功率广域网技术需求的各种应用有深入的了解。作为窄带物联网论坛的主席和 3GPP 物联网标准的领先开发商之一，我们一直致力于将这种见解付诸实践。 当然，我们是 全球知名的最大型通信网络运营商之一，我们致力于在 2020 年之前在其全球范围内全面开展窄带物联网。迄今为止，我们已经在全球的多个城市和农村社区展示了窄带物联网实地试验和客户试点。 但是我们所提供的服务远不止覆盖网络连接。我们将为您提供所需的一切，从专业的服务和测试设施到项目开始时的支持：我们市场主导型物联网联网平台、一系列安全的全球 SIM 卡、以及来自沃达丰品牌和大量合作伙伴的领先硬件产品。 如需进一步了解我们和我们的业务，请访问 vodafone/iot 窄带物联网 14 2017 窄带物联网 15 2017 vodafone/iot/nb-iot 沃达丰集团 2018。本文件由沃达丰私下发布，未事先取得沃达丰明确书面许可，不得复制全部或部分内容。沃达丰和沃达丰标志均为沃达丰集团所持商标。本文件中提及的其他产 品和公司名称可能为各自所有者的商标。本文件中包含的信息于印制时正确无误。任何依赖信息的行为均由接收方自行承担风险。沃达丰集团的任何成员均不对使用相关信息承担任何责任。该信息可能会出现变动。沃达丰可能会修改、补充或取消服务内容，无须事先通知。 所有服务均受条款和条件约束。如有需要，可提供相关内容的副本。