在上篇《NB-IoT與其他通信技術(shù)的對比》文章中分享了NB-IoT簡介及技術(shù)特點(diǎn)，本文繼續(xù)分享NB-IoT系統(tǒng)架構(gòu)及NB-loT模組技術(shù)要求相關(guān)知識。



NB-IoT系統(tǒng)架構(gòu)
基于NB-IoT典型的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖所示，主要包括：終端、接入網(wǎng)、核心網(wǎng)、云平臺。其中終端與接入網(wǎng)之間是無線連接，即 NB-IoT, 其他幾部分之間一般是有線連接。

終端(UE)，通過空口連接到基站(eNodeB，evolved Node B，E-UTRAN基站)。

無線網(wǎng)側(cè)包括兩種組網(wǎng)方式，一種是整體式無線接入網(wǎng)(Singel RAN )，其中包括2G/3G/4G以及NB-IoT無線網(wǎng)，另一種是NB-IoT新建。主要承擔(dān)空口接入處理，小區(qū)管理等相關(guān)功能，并通過S1-lite接口與IoT核心網(wǎng)進(jìn)行連接，將非接入層數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給高層網(wǎng)元處理。

核心網(wǎng) (Evolved Packet Core，EPC)，承擔(dān)與終端非接入層交互的功能，并將IoT業(yè)務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到IoT平臺進(jìn)行處理。

平臺：目前以運(yùn)營商平臺為主，主要用于終端的連接管理。

應(yīng)用服務(wù)器：以電信平臺為例，應(yīng)用server通過http/https協(xié)議和平臺通信，通過調(diào)用平臺的開放API來控制設(shè)備，平臺把設(shè)備上報(bào)的數(shù)據(jù)推送給應(yīng)用服務(wù)器。平臺支持對設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議解析，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的json格式數(shù)據(jù)。

NB-loT模組技術(shù)要求
1、硬件接口
①電源輸入：3.1~4.2V，典型值3.6V。

②2路UART接口：主串口和調(diào)試串口；主串口可用于AT命令通信和數(shù)據(jù)傳輸，波特率為9600bps；調(diào)試串口可查看日志信息調(diào)試軟件，波特率為921600bps。

③1路SIM/USIM卡通信接口：只支持3.0V的USIM卡。

④1個天線引腳：RF天線接口阻抗為50Ω。

2、軟件接口
3GPP TR 45.820和其他AT擴(kuò)展指令，內(nèi)嵌UDP，IP，COAP等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧。

3、功耗要求
NB-IoT通信模組的功率等級是按最大輸出功率來定義的，NB-IoT終端功率等級見表。


4、主流NB-IoT模組技術(shù)對比
主流NB-IoT模組技術(shù)對比見表。



根據(jù)目前已有的芯片和終端情況，采用華為芯片的NB-IoT模組支持UDP協(xié)議傳輸，同時支持基于UDP的COAP協(xié)議傳輸；而使用高通芯片的通信模組，支持UDP協(xié)議和TCP/IP協(xié)議傳輸，因此支持基于UDP的COAP協(xié)議以及基于TCP/IP的MQTT和htp協(xié)議的傳輸。

NB-IoT通信協(xié)議
IoT平臺與主站的接口形式如下圖所示。



模組與IoT平臺之間采用LwM2M協(xié)議接收和處理應(yīng)用層數(shù)據(jù)。IoT平臺與主站之間采用http協(xié)議接收和處理應(yīng)用層數(shù)據(jù)。