中国电信产品维护经理认证体系培训-NB-Io

,NB-IoT技术特性与网络构建,做领先的综合智能信息服务运营商,2,主要内容 物联网和蜂窝物联网技术概述 NB-IoT技术标准与特性 NB-IoT技术对比与竞争分析 NB-IoT网络构建关键问题探讨 NB-IoT试点情况介绍,智能的表,智能的车智能的家,业务驱动,国家战略推动,智能的工业全球物联网连接数,预计到2025年物联网连接数250亿做领先的综合智能信息服务运营商,物联网 (Internet of Things),生态环境成熟,工业互联网工业4.0,成本下降 过去的20年每百万晶体管成本的成本下降2700倍 网络每Gbps 成本下降52倍 存储成本下降13950倍能力提高 移动网络向万物互联演进 智能终端、传感设备芯片日趋普及，CPU 0.8微米-12纳米 云计算、大数据成熟商用,转型跨界 软银收购ARM,中国制造2025互联网+3,做领先的综合智能信息服务运营商,4,物联网典型体系架构应用层：提供丰富的基于物联网的应用，是物联网发展的根本目标网络层：广泛覆盖的通信网络是实现物联网的基础设施感知层：实现物联网全面的感知的核心能力,做领先的综合智能信息服务运营商,物联网接入技术 物联网连接技术中，短距技术仍占主导地位 运营商擅长的广域连接市场 (蜂窝和LPWA)只占20% 左右 NB-IoT作为一种低功率广覆盖(LPWA)技术，优化覆盖、成本、功耗，提升运营商在海量LPWA连接市场的竞争力,覆盖,速率,WIFI（短距高速）BluetoothZigBeeZ-Wave（短距低速）,3G/4G（长距高速）2GLPWA（长距低速）,预计到2025年物联网连接数250亿来源于: machina research,5,NB-IoT和LoRa均为低功率广覆盖技术,IoE长距离,超低成本 Weightles 高可靠,超低功耗 OnRamp高速率,做领先的综合智能信息服务运营商,蜂窝物联网无线接入技术,6,2G/3G/4GM2M/MTC基于人人通信设计高速率、无缝移动性高成本、高功耗,4.5GIoT更多物的连接广覆盖、低成本、低功耗、低速率,5G全连接 Sigfox LoRa超大连接 HaLow超低时延s,做领先的综合智能信息服务运营商,物联网是中国电信未来的战略应用 物联网作为中国电信2+5重点发展方向之一，是重点开拓的新兴业务领域 Cat1：加快发展，2016年7月启动 NB-IoT：部署基于800M的NB-IoT网络，2017年上半年覆盖全网 Cat-M：根据标准、产业成熟情况，适时引入,7,市, 8%,做领先的综合智能信息服务运营商,公共事业, 15%,农业和环境, 21%,智慧,27%,8,LPWA主要应用场景 GSMA研究报告定义了7种LPWA应用分类：智慧楼宇、智慧城市、农业和环境、消费电子、物流、公共事业 智能水表 智能气表, 报警系统 采暖通风与空调系统 接入控制,垃圾桶, 智能停车 智能 智慧城 智能灯杆, 农业应用（农林牧渔监控，家畜监控） 环境监控（污染、噪音、雨、风、河流流速、健康危害、数据搜集与实时监控,物流, 9%消费电子, 17%,VIP追踪智能自行车生活辅助远程临床跟踪, 智能电表 工业控制、安全监控 能源基础设施监控 自动贩卖机工, 工业资产、货柜追踪穿戴设备大型家用电器, 2018年中国低功耗广域网M2M总连接数预计达到4.2亿 2022年中国低功耗广域网M2M总,连接数预计达到27亿,做领先的综合智能信息服务运营商,NB-IoT应用场景,9,业务特征10Mbps1Mbps低成本、移动性,100kbps广覆盖、低成本、低功耗、低移动性、时延不敏感,网络技术4G(Cat 39)4G (Cat 1)LTE eMTC(Cat M1),NB-IoT(Cat NB1),NB-IoT网络目标承载广覆盖、低功耗、低成本、低速率窄带物联网数据业务,应用场景视频监控车载信息娱乐POS可穿戴,宠物跟踪传感 抄表 停车 物流监控农林牧渔(LPWA),LPWA主要市场填补以往技术空白,做领先的综合智能信息服务运营商,10,主要内容 物联网和蜂窝物联网技术概述 NB-IoT技术标准与特性 NB-IoT技术对比与竞争分析 NB-IoT网络构建关键问题探讨 NB-IoT试点情况介绍,做领先的综合智能信息服务运营商,相关概念,11,做领先的综合智能信息服务运营商,NB-IoT R13标准化进展,12,3GPP国际标准进展CCSA国内标准进展,核心标准2016.6,性能标准2016.12,3GPP国际标准：2016.6月完成标准核心部分（基于此进行设备研发），2016.12月全会完成性能部分， 2017.3月基本完成终端一致性测试一阶段规范CCSA国内标准：2017.3月完成组内研究讨论，形成送审稿NB-IoT R13国际国内标准化均已经完成,终端一致性测试NB-IoT行业标准2017.3,NB-IoT技术特征,13,低功耗低成本NB-IoT做领先的综合智能信息服务运营商,深覆盖大连接,Power,做领先的综合智能信息服务运营商,NB-IoT关键特性 覆盖增强 覆盖增强20dB（相对GPRS）,14,PowerPSD=2000mw/180kHz,功率谱密度提升,PSD=200mw/3.75kHz,重复编码增益,重复216次 增益312dB,D1D2,D1D1D1D1D2D2D2D2编码增益34dB,上行功率谱密度提升7dB,射频带宽180kHz 窄带,做领先的综合智能信息服务运营商,NB-IoT关键特性 覆盖增强NB-IoT与其他系统覆盖对比,20dB+覆盖增强用于提升室内覆盖深度和覆盖概率,15,有待测试验证,NB-IoT关键特性 大连接,支持每小区5万个连接窄带支持更多用户低占空比的话务模型,小包传输优化空口信令开销， 减少无线资源占用数据传输优化，终端上下文信息存储16做领先的综合智能信息服务运营商,业务模型,20200byte小数据包低频率发送,30分钟1天时延不敏感,做领先的综合智能信息服务运营商,NB-IoT关键特性 低功耗,电池寿命支持10年芯片复杂度降低，工作电流小空口信令简化，减少单次传输功耗PSM(Power Saving Mode)功耗仅15uWeDRX(Extended DRX)扩展DRX周期，最长2.91小时长周期TAU，减少发送位置更新，降低功耗,仅支持小区选择和重选，减少测量开销,CONNECTED,IDLE,PSM,CONNECTED,IDLE,MO signaling(TAU or UL traffic),Paging,Paging,Paging,Active TimerExpiry,Paging or MOsignaling (TAU orUL traffic),低功耗技术终端99%时间在PSM状态Connected:80mwIdle:3mwPSM:0.015mw,数据来源于3GPP TR45.820 7.3.6.4章节 电池容量5000mWh，不考虑电池漏电17,Cat 4,Cat M1,CatNB1,NB-IoT关键技术 低成本,18, 小于5美金180kHz窄带系统，基带复杂度低低采样速率，缓存要求小单天线，半双工，RF成本低,单片SoC内置功放，降低成本,协议栈简化，减少片内FLASH/RAM,Cat 4做领先的综合智能信息服务运营商,Cat 0,Cat NB1,MMMB:多模多频段PMU:电源管理单元SOC: System on Chip,R8 Cat 4 100%R8 Cat 1 80%Cat 1R13 Cat M1 20%,R13 Cat NB10 AND Squal0与LTE不同：无Qrxlevminoffset、Qqualminoffset (不考虑PLMN优先级）小区重选仅使用Ranking based准则，不使用基于优先级的小区重选测量阈值仅考虑RSRP，不考虑RSRQ重定向终端离开RRC连接态，UE试图根据RRCConnectionRelease-NB消息中的redirectedCarrierInfo驻留到一个合适小区，如果找不到合适的小区，或者RRCConnectionRelease-NB消息中未包含redirectedCarrierInfo，允许UE驻留到任何一个合适的载波切换R13 NB-IoT不支持终端测量与上报，不支持切换。寻呼NB-IoT DRX周期最大值为10485.76s (2.91h)NB-IoT空闲态UE只能在锚点载波接收寻呼NB-IoT不使用UE specific DRX，支持eDRX,做领先的综合智能信息服务运营商,NB-IoT R13关键技术和特性小结 窄带180kHz，终端单天线（不支持双流），半双工 下行与LTE相同，OFDMA，子载波间隔15k 上行SC-FDMA，single-tone和multi-tone两种配置 物理层信道重新设计 下行帧结构与LTE相同，不同信道时分复用 上行3.75kHz single-tone帧结构有变化 覆盖增强：功率谱密度提升+重复传输 低成本：窄带、单天线、半双工、SoC、协议栈简化 低功耗：PSM、eDRX、长TAU、空口传输优化、减少测量 大容量：窄带、低占空比业务模型、小数据包传输优化 数据传输：控制面优化方案，小包通过NAS传输，减少空口信令,28,做领先的综合智能信息服务运营商,29,主要内容 物联网和蜂窝物联网技术概述 NB-IoT技术标准与特性 NB-IoT技术对比与竞争分析 NB-IoT网络构建关键问题探讨 NB-IoT试点情况介绍,其他LPWA技术：LoRa和SIGFOX, 兴起于法国的Sigfox公司以超窄带(UNB，UltraNarrow Band)技术建设物联网设备专用的无线网络。 Sigfox公司目标成为全球物联网运营商，通过自建及与运营商等各方合作方式部署网络，向客户提供物体联网、API接口、云计算Web服务，客户可通过每台设备每年约1美元打包价购买服务。 Sigfox相对封闭，生态系统构建相对缓慢。 Sigfox向芯片制造商免费提供技术，鼓励芯片厂家在其产品中集成Sigfox技术。TI、Intel、Atmel、SiliconLab等公司均生产支持Sigfox技术的各种芯片。 Sigfox网络已覆盖法国、西班牙全全境，美国、荷兰和英国部分城市。30, LoRa是由Semtech公司研发的低功耗广域网无线通信技术 LoRa联盟成立于2015年3月，目前拥有超过290多家成员。包括运营商、系统、软件、芯片、模组、云服务、应用厂商，构成完整的生态系统。 LoRa产业链成熟比NB-IoT早，针对物联网快速发展的业务需求和技术空窗期，部分运营商选择部署LoRa，作为蜂窝物联网的补充，如Orange, SKT, KPN, Swisscom等。目前，LoRa相对于SiGfox更成熟些做领先的综合智能信息服务运营商,做领先的综合智能信息服务运营商,31,NB-IoT与LoRa技术对比LoRa与WIFI或WLAN没有任何关系，属于一种新型的基于 1GHz 以下的超长距低功耗数据传输技术，与WIFI唯一的相似点在于均利用非授权频段，但频段也不同，LoRa利用1GHz以下频段，而WIFI在2.4/5.8GHz,做领先的综合智能信息服务运营商,32,NB-IoT与LoRa产业链对比 LoRa的技术标准成熟更早一些，因此其商业应用、芯片和终端方面相比NB目前来看更早一些。 NB-IoT产业链逐渐完备，全球产业联盟加速行业发展，随着NB的成熟商用，其终端、产业链预计要比LoRa有更大的优势。,做领先的综合智能信息服务运营商,33,NB-IoT与LoRa组网对比 成本高：LoRa需要全新部署，在LoRa和NB达到相同的覆盖率情况下，需要大规模建设与800M一样的LoRa站点数，成本巨大。 性能无保障：LoRa不同于NB，采用非授权频段，类似WiFi，如果大规模建设后其相互之间干扰问题没有很好的解决办法，这个相比NB这种蜂窝网络来说是个非常大的短板。,做领先的综合智能信息服务运营商,NB-IoT与LoRa对比小结,34,技术指标角度：NB与LoRa没有太大差异，但LoRa在频率使用和网络架构方面存在劣势产业链方面：目前LoRa产业成熟更早一些，因此其商业应用、芯片和终端方面相比NB目前来看更早一些，但随着NB的成熟商用，其终端、产业链将比LoRa有更大优势；组网方面： LoRa的网络部署由于是全新的东西，对于电信运营商来说如果部署LoRa需要全新建设全套LoRa设备，包括LoRa的基站、网络服务器部分，无法通过对WiFi升级的方法部署 NB由4G升级部署，从中国电信来说目前确定就是跟随800M LTE网络部署，待800M LTE网络部署后可以在其基础上经过简单的软件升级即实现NB和LTE双模网络 LoRa频率使用非授权频谱，干扰问题无法解决，据了解目前国内未对LoRa进行无线电发射设备型号核准商业模式方面：LoRa使用非授权频段、终端的认证不经过网络平台，电信运营商运营无法管控，相比其他运营方没有优势。NB-IoT比LoRa更适合在运营商级网络中大规模部署,做领先的综合智能信息服务运营商,LPWA技术比较,35,系统演进未来2G将普遍退网,覆盖容量3G/4G未针对物联网优化,成本功耗3G/4G模组成本功耗高,运营商需要更具竞争优势的技术支持低功耗低成本低速率海量物联网连接综合来看NB-IoT在覆盖、成本、功耗方面具有一定优势,做领先的综合智能信息服务运营商,36,NB-IoT竞争分析 移动面临NB-IoT和eMTC技术选择困境如900M同时部署NB和FDD LTE，面临政策风险，如仅部署900M NB-IoT，成本巨大，投资回报率不高 如现网TD-LTE升级支持 eMTC，覆盖、成本、产业链相对NB-IoT具有劣势联通面临900M和1800M频率选择困境 900M带宽仅6M，同时支持GSM、LTE、NB-IoT难度大900M全网频率使用方案不统一，L900和U900同时存在，L900的3M和5M使用方案也未确定，当前L900未全网部署，难以借助L900顺便全网部署NB-IoT 1800M部署NB-IoT存在覆盖劣势，1800M NB终端产业链比800M/900M略微滞后电信借助800M重耕部署NB-IoT有一定优势，难得抢跑机遇,做领先的综合智能信息服务运营商,37,主要内容 物联网和蜂窝物联网技术概述 NB-IoT技术标准与特性 NB-IoT技术对比与竞争分析 NB-IoT网络构建关键问题探讨 NB-IoT试点情况介绍,做领先的综合智能信息服务运营商,产业链进展,Q3,Q4,Q1,Q2,Q3,Q4,2016,2017,eMTC,eMTCNB-IoT,NB-IoT,Q3,Q4,Q1,Q2,Q3,Q4,2016,2017,MDM92061.0Cat M1XMM 7115Cat NB1Boudica 1.0Cat NB1(B5,8,26),MDM9206 2.0Cat M1+Cat NB1XMM 7315Cat M1+Cat NB1Boudica 2.0Cat NB1(B3),2018,Q1,NB-IoTNB-IoTeMTC,预计2017年上半年NB-IoT产业链初步成熟38,7110Cat NB11210Cat M1,1250Cat M1+Cat NB1,MonarchCat M1+Cat NB1,NanosCat NB1,设备厂商：多数厂商NB路标略微靠前芯片厂商：华为、Intel NB路标靠前,eMTC(5M/20MLTE),MT2625NB（R14）,做领先的综合智能信息服务运营商,NB-IoT产业链进展NB-IoT产业链逐渐完备，全球产业联盟加速行业发展,39,正在逐渐形成完整的生态链,NB-IoT产业联盟动态 NB-IoT Forum成立,沃达丰、AT&T、德国电信、电信、移动、联通等27家运营商4家主流设备厂商13家芯片模组测试仪表等厂商, NB-IoT Pilot,Vodafone ChileVodafone AustraliaDTEtisalat,Mobile IoT Pilots,40,做领先的综合智能信息服务运营商,NB-IoT网络构建关键问题探讨 无线网部署关键问题探讨部署频段工作模式频率方案上行子载波间隔终端类型组网方案建设方案网管,41,做领先的综合智能信息服务运营商,42,NB-IoT无线网构建关键问题探讨部署频段 NB-IoT部署频段建议NB-IoT优先部署在800M，提升室内覆盖、降低建网成本,做领先的综合智能信息服务运营商,NB-IoT无线网构建关键问题探讨工作模式载波位置分析 LTE带内 3M、5M带宽，位置 LTE保护带 5M带宽，位置 独立 #283载波之上，2*895kHz ，位置 #37载波之下，2*495kHz， 位置,43,37,879.105,877.875,876.645,875.415,872.955,871.725,870.495,（与#37重叠25k）LTE5M78 119 160,876.7（与242重叠55kHz）242 283,874.18510M11M,下扩1M,866 869 869.265短距离微功率,885,GSM-R,871.7 ,201,880,铁路预警系统工业控制专网频率(计划规划)1019,做领先的综合智能信息服务运营商, 独立, 37载波之下，495k，存在与CDMA保护带不足风险及存在与1019 CDMA干扰；1019频点存在政策风险，后续演进存在变数 建议首选283载波之上 895kHz ，位置相对稳定，短期不涉及重耕各阶段频率调整，至少可部署一个载波 基于厂家设备能力初步反馈，预计可部署2个NB-IoT独立载波，需后续结合厂家设备能力测试评估,44,NB-IoT无线网构建关键问题探讨工作模式载波位置分析,37,879.105,877.875,876.645,875.415,872.955,871.725,870.495,（与#37重叠25k）LTE5M78 119 160,876.7（与242重叠55kHz）242 283,874.18510M11M,下扩1M,866 869 869.265短距离微功率,885,GSM-R,871.7 ,201,880,铁路预警系统工业控制专网频率(计划规划)1019,做领先的综合智能信息服务运营商,NB-IoT无线网构建关键问题探讨 工作模式覆盖分析, 下行覆盖 独立模式NB-IoT载波功率不受LTE载波功率限制，相对较大，可提升下行边缘速率 LTE带内、LTE保护带模式载波功率相对LTE载波最大可提升6dB 上行覆盖,终端发射功率相同，覆盖与工作模式无关上行速率要求大于160bps,MCL=164dB，3.75kHz与15kHz边缘速率无明显差异，约200bps进一步增加MCL，3.75kHz覆盖有优势，但速率进一步降低,45, 物联网以上行业务为主，覆盖上行受限从覆盖维度分析，三种工作模式差异不明显,独立模式占优,三种模式相同,做领先的综合智能信息服务运营商,46,NB-IoT无线网构建关键问题探讨 工作模式容