中国电信产品维护经理认证体系培训-NB-IoT技术特性与网络构建.ppt

,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(InternetofThings),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，CPU0.8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:machinaresearch,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SigfoxLoRa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,0与LTE不同：无Qrxlevminoffset、Qqualminoffset(不考虑PLMN优先级）小区重选仅使用Rankingbased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R13NB-IoT不支持终端测量与上报，不支持切换。寻呼NB-IoTDRX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UEspecificDRX，支持eDRX,做领先的综合智能信息服务运营商,NB-IoTR13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3.75kHzsingle-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，UltraNarrowBand)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800MLTE网络部署，待800MLTE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FDDLTE，面临政策风险，如仅部署900MNB-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-IoT1800M部署NB-IoT存在覆盖劣势，1800MNB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,MDM92061.0CatM1XMM7115CatNB1Boudica1.0CatNB1(B5,8,26),MDM92062.0CatM1+CatNB1XMM7315CatM1+CatNB1Boudica2.0CatNB1(B3),2018,Q1,NB-IoTNB-IoTeMTC,预计2017年上半年NB-IoT产业链初步成熟38,7110CatNB11210CatM1,1250CatM1+CatNB1,MonarchCatM1+CatNB1,NanosCatNB1,设备厂商：多数厂商NB路标略微靠前芯片厂商：华为、IntelNB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-IoTForum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-IoTPilot,VodafoneChileVodafoneAustraliaDTEtisalat,MobileIoTPilots,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）LTE5M78119160,876.7（与242重叠55kHz）242283,874.18510M11M,下扩1M,866869869.265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1019CDMA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）LTE5M78119160,876.7（与242重叠55kHz）242283,874.18510M11M,下扩1M,866869869.265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量分析LTE带内：NB-IoT与LTE系统容量相互影响NB-IoT容量下行：规避LTElegacy信道开销，NB-IoT容量损失上行：3.75k与LTE15k不正交，预留保护间隔，NB-IoT容量损失LTE容量上下行：占用LTEPRB，LTE容量损失独立：NB-IoT与LTE容量无相互影响从容量维度分析，独立模式NB