當(dāng)前,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到石化行業(yè)的方方面面,在設(shè)備的運行監(jiān)控,數(shù)據(jù)的實時采集,人員的安全保障方面發(fā)揮了重要的作用。但 是,傳統(tǒng)的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在解決行業(yè)痛點的同時也存在著不可忽視的問題。
隨著智慧工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、下一代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展,窄帶物聯(lián)網(wǎng)(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)技術(shù)的出現(xiàn),則可以較好地解決傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在行業(yè)應(yīng)用中的問題,將是石油化工行業(yè)智慧化,智能化進程中的一塊重要的拼圖。
NB-IoT是一種基于蜂窩通信 3G/4G演進的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù),全球移動通信標準組織3GPP負責(zé)NB-IoT技術(shù)的標準化,首個標準版本Release13已經(jīng)于 2016年6月發(fā)布,并持續(xù)演進。NB-IoT工作于專用授權(quán)頻段,主要應(yīng)用于低吞吐量、海量連接的場景,未來將承接大量物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)接入。
NB-IoT技術(shù)特點
B-IoT技術(shù)的主要特點如下:
①大容量。在同一基站的情況下,與現(xiàn)有無線技術(shù)相比NB-IoT可提供50~100倍的連接數(shù),可以支持超過50K連接數(shù)每小時。
②高覆蓋。在同樣的頻段下,NB-IoT比現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)絡(luò)提升20dB增益,將極大地改進室內(nèi)覆蓋。
③低功耗。NB-IoT技術(shù)借助節(jié)電模式(Power Saving Mode,PSM)和eDRX可實現(xiàn)更長的待機,設(shè)備續(xù)航時間可以大幅提升到幾年,甚至10年以上。NB-IoT芯片正常待機耗電只需毫瓦(mW)級,而在PSM模式下通信芯片功耗更只需微瓦(uW)級。
④低成本。低速率、低帶寬等帶來的簡化設(shè)計同樣給NB-IoT芯片以及模塊帶來低成本優(yōu)勢,通信模組成本可以達到5$以下。相比其他通信技術(shù),NB-IoT技術(shù)可以使得大量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備直接通過成熟穩(wěn)定可靠的運營商網(wǎng)絡(luò)接入,消費者、設(shè)備廠商無須自組網(wǎng),也有望降低維護成本。
⑤ 高安全。基于專用頻譜、空口雙向鑒權(quán)及嚴格加密,提供電信級別的安全可靠能力,保障用戶數(shù)據(jù)的傳輸安全性。
正因為NB-IoT具備的低功耗、廣覆蓋、低成本、大容量等優(yōu)勢,使其可以廣泛應(yīng)用于石油化工行業(yè),進 行設(shè)備間的組網(wǎng)應(yīng)用。
NB-IoT(窄帶物聯(lián)網(wǎng))與其他通信技術(shù)的對比
通信技術(shù)從傳輸距離上可分為廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)通信技術(shù),相對于局域網(wǎng)通信技術(shù),低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)代表著新的一類趨勢。無線通信技術(shù)分類如圖所示,技術(shù)特點比較見表所示。
廣域網(wǎng)通信技術(shù)一般定義為LPWAN,是一種大跨越地域性的網(wǎng)絡(luò),具有分布域廣、可移動性、廣接入數(shù)大等特性。
1、廣域網(wǎng)通信技術(shù)又分為如下兩類:
①工作在非授權(quán)頻譜的技術(shù)。如LoRa,SIGFOX,具有低速率、低功耗、低成本等特性;該類技術(shù)大多是非標準的,自定義實現(xiàn),因此抗擾性、安全性和接入數(shù)量受自建網(wǎng)絡(luò)的性能所影響。
②工作在授權(quán)頻譜的技術(shù)。如大家所熟悉的移動通信網(wǎng)絡(luò)GSM,LTE等蜂窩通信技術(shù),以及NB-IoT技術(shù)及eMTC技術(shù);由于工作在授權(quán)頻譜,有運營商運營和維護,因此具有網(wǎng)絡(luò)可靠性高、安全性高、信號覆蓋廣的優(yōu)勢;LTE及其演進是對應(yīng)于高速大流量、低時延數(shù)據(jù)應(yīng)用;NB-IoT技術(shù)對應(yīng)于低速率、低功耗、低成本、網(wǎng)絡(luò)信號穿透性強、海量連接數(shù)、時延不敏感(秒級)的數(shù)據(jù)應(yīng)用;eMTC技術(shù)則是介于NB-IoT技術(shù)與LTE技術(shù)兩者之間,屬于中速應(yīng)用。
2、局域網(wǎng)通信技術(shù)
如WiFi、藍牙、ZigBee等,它是在某一個區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò),具有傳輸速度比較高、傳輸距離短、功耗不低的特性,適用于短距離數(shù)據(jù)的高速傳輸,不適于廣泛分布、大量連接、及低功耗的場景。
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