電信物聯(lián)網nb-iot業(yè)務場景指引v1

1、中國電信 NB-IoT 業(yè)務場景指引（V1.0）中國電信物聯(lián)網二一七年七月- 1 -編制：修訂- 2 -版本號日期描述0.120170616物聯(lián)網 NB-IOT 業(yè)務指引初稿0.220170621調整了文檔結構0.720170628增加無線側相關內容0.820170704增加部分測試數(shù)據(jù)0.920170705校對文字和無線側數(shù)據(jù)1.020170706增加模塊信息編寫：中國電信物聯(lián)網、江蘇公司無線網優(yōu)中心編制說明本文檔由中國電信物聯(lián)網公司組織編寫，主要針電信NB-IoT網絡和業(yè)務特點進行整理，闡明NB-IoT網絡技術特點和適用范圍，并結合前期物聯(lián)網NB應用試點情況，針對應用場景進行分類梳理，為N

2、B-IoT業(yè)務開展提供業(yè)務和技術指引，便于更好開展NB-IoT業(yè)務。本文檔給出的建議需要結合具體業(yè)務場景，在工作和實際業(yè)務發(fā)展中不斷總結優(yōu)化。- 3 -目錄1.NB-IoT 技術介紹. - 6 -1.1.NB-IoT 技術概況. - 6 -1.2.NB-IoT 網絡架構. - 7 -1.3.NB-IoT 技術特性. - 7 -1.3.1.無線網絡部分. - 7 -1.3.2.網絡部分. - 13 -1.3.3.部分. - 16 -2.NB-IoT 使用場景介紹. - 17 -2.1.NB-IoT 適宜場景分析. - 17 -2.2.NB-IoT 場景分類. - 19 -3.NB-IoT 典型業(yè)

3、務場景26智能水表263.1.3.2.智能燃氣表273.3.智能停車303.4.智能井蓋313.5.智能鎖343.6.煙感353.7.奶牛養(yǎng)殖37- 4 -3.8.智能路燈383.9.智能洗衣機40附件 1：無線側參數(shù)指引41附件 2：模塊廠家情況參考43- 5 -1. NB-IoT 技術介紹1.1.NB-IoT 技術概況NB-IoT 業(yè)務是指基于中國電信的 NB-IoT 蜂窩移動通信網絡，實現(xiàn)物與物通信、物與人通信，采用 NB-IoT 號碼作為終端業(yè)務號碼，承載于物聯(lián)網 4G 核心網網元，通過集約 IT 系統(tǒng)受理、開通、計費和銷賬的移動通信產品，為客戶提供數(shù)據(jù)業(yè)務等基礎通信服務。NB-IoT

4、 業(yè)務四大特點為：低功耗、低成本、海量連接、增強覆蓋。低功耗：IoT 應用（如智能抄表、環(huán)境、智能農業(yè)等）安裝環(huán)境沒有電源供應，需要使用電池，為了滿足電池達到 5 到 10 年的需求，NB-IoT網絡引入 PSM 和 eDRX 技術極大降低了終端功耗，可使設備在生命周期絕大部分時間處于極低功耗狀態(tài)，從而保障電池的使用。低成本：NB-IoT 終端采用窄帶技術，基帶復雜度低，只使用單天線，采用半雙工方式，射頻模塊成本低，大部分(SRVCC、IMS、緊急呼叫等功能)不必要的功能都可以裁剪，同時采用 SoC 內置功放 PA，降低了對終端 Flash空間、終端尺寸、終端射頻等的要求，從而極大降低了 NB

5、-IoT 的終端成本。海量連接：NB-IoT 比 2G/3G/4G 有 50-100 倍的上行容量（特定業(yè)務模型），NB-IoT 可比現(xiàn)有無線技術提供 50-100 倍的接入數(shù)，單小區(qū)可支持 5萬級別的用戶規(guī)模。深度覆蓋: NB-IoT 比 GPRS20db 增益，相當于即覆蓋能力20 倍以上，在車庫、室、管道等信號難以到達的地方也能較好覆蓋。- 6 -1.2. NB-IoT 網絡架構中國電信 NB-IoT 業(yè)務承載于NB-IoT 蜂窩移動通信網絡、物聯(lián)網 4G網網元、集約 IT 系統(tǒng)，系統(tǒng)架構示意圖如圖 1 所示。NB-IoT 網絡在無線側均通過移動網具備 NB-IoT 功能的接入，通過4G

6、網（MME 設備、SGW）接入后，匯聚到物聯(lián)網專網網元（PGW），經過 PGW設備轉發(fā)到上層應用，實現(xiàn)終端與電信自建、客戶的數(shù)據(jù)通信。圖 1 NB-IoT 業(yè)務的系統(tǒng)架構示意圖1.3. NB-IoT 技術特性1.3.1. 無線網絡部分1.無線頻率分配NB-IoT 構建于蜂窩網絡，帶寬為 180KHz，主要聚焦于小數(shù)據(jù)量、小速率- 7 -應用。頻點方面：NB-IOT 頻點為 Band5（824-849MHz、869-894MHz），帶寬15M，其中中國電信可使用 10M。在這 10M 中同時承載 C 網 1X、C 網 EVDO、800M LTE 和 NB-IOT。目前中國電信將 NB-IOT 中

7、心頻點部署在 879.6MHz、頻點號 2506，在 CDMA 283 頻點上端。圖 2NB 頻點NB-IoT 頻點帶寬僅有 180KHz，與 C 網、LTE 相比較小。譬如，C 網一個頻點帶寬為 1.23M，是 NB-IOT 的 6 倍，LTE 一個頻點帶寬為 15M，是 NB-IOT的 83 倍。目前 NB-IoT 暫時不支持多載波、非載波策略（3GPP 后續(xù)版本支持），現(xiàn)階段尚不具備通過增加頻點增加容量，因此當前 NB-IoT 的頻譜資源是非常寶貴，開展業(yè)務時需要選擇適宜在 NB 網絡承載的業(yè)務，充分發(fā)揮好NB 業(yè)務的價值。2.接入容量NB-IOT 網絡單扇區(qū)容量達到 5 萬接入用戶的能

8、力，是基于 NB-IOT 小數(shù)據(jù)的特征，通過減少終端工作的頻次和強度、拉長終端休眠的時間等機制實現(xiàn)的。3GPP NB-IoT 業(yè)務模型假定平均每小時每用戶接入次數(shù)僅 0.467 次，也就是平均每用戶每小時接入網絡 1 次都不到，大部分時間都在休眠。由此可見，NB網絡海量接入容量，是建立在大量用戶上報周期長，絕大部分終端長時間處于休眠的特定業(yè)務場景下達到。- 8 -表 1 ： 3GPP 規(guī)范 NB-IoT 模型并發(fā)接入終端容量：NB 上行資源包含 12 個子載波。理論上，一次 PRACH周期允許 12 個用戶同時接入，一次接入需花費約 1 秒鐘（準確的講 640ms），理想情況下，1 分鐘最多接

9、入 720 個用戶、1 小時最多接入 43200 用戶。開展NB 業(yè)務時，應該盡量考慮用戶終端分散接入，錯開接入時間。如果大量終端同時接入，會有部分終端無法接入，網絡可告知終端等待一段時間再次接入。并發(fā)傳輸數(shù)據(jù)容量：對于一個 NB 扇區(qū)，同一時間點同時做業(yè)務的用戶數(shù)隨發(fā)包大小而略有變化，可同時容納 15-30 個用戶并發(fā)開展業(yè)務。表 2 并發(fā)接入用戶數(shù)在話務模型（每個終端每小時只上報一次數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)大小為 100 字節(jié)）的情況下，一個 NB報。的扇區(qū)，理論最大可以實現(xiàn)在 1 小時內進行 7.2 萬次數(shù)據(jù)上3.接入時延首次入網時延: NB 終端開機后，終端和網絡有較多消息交互（認證，建立通道，分配

10、 IP 地址等），花費時間較長，需要 6-8s 才完成網絡接入，才能獲得IP 地址，用于后期數(shù)據(jù)傳輸使用。數(shù)據(jù)上報和接收時延：NB 終端接入成功后，當終端有數(shù)據(jù)傳輸時，終端會主動和建立無線連接（此時不再需要認證、IP 地址分配等過程），無線- 9 -發(fā)包大小單扇區(qū)同時進行業(yè)務用戶個數(shù)100 字節(jié)30 個用戶200 字節(jié)21 個用戶1000 字節(jié)15 個用戶3GPP 45.820 定義的 NB-IoT 話務模型用戶接入時間間隔（小時）用戶比例2440%240%115%0.55%每小時每用戶接入次數(shù)0.467每小區(qū)支持用戶數(shù)52547 個鏈路建立成功后，立即發(fā)送數(shù)據(jù)。終端進行數(shù)據(jù)上報的時延與終端所

11、處的狀態(tài)、無線網絡覆蓋密切相關。NB 終端業(yè)務狀態(tài)包括 PSM 狀態(tài)、DRX/eDRX 狀態(tài)、連接狀態(tài)。PSM 狀態(tài)終端處于 PSM 狀態(tài)，上報數(shù)據(jù) 100 字節(jié)，不同覆蓋情況時延如表3。覆蓋好的情況下，傳輸時延短，覆蓋差時延長。表 3 PSM 模式數(shù)據(jù)上報時延(測試數(shù)據(jù))*無線路損代表無線信號傳輸損耗，指發(fā)送功率到終端接收功率的最大差值，無線環(huán)境越差損耗越大。當終端處于 PSM 狀態(tài)，此時有命令下發(fā)給終端，由于終端已經處于休眠狀態(tài)，下發(fā)任何數(shù)據(jù)終端均無法接收，必須等待終端再次進行數(shù)據(jù)上傳時，才能接收下發(fā)的數(shù)據(jù)，因此，下發(fā)命令時延取決于數(shù)據(jù)上報周期。表 4 PSM 模式NB 終端上報和下發(fā)時延

12、DRX/eDRX 狀態(tài)終端處于 DRX/eDRX 空閑狀態(tài)時，會網絡尋呼，接收下發(fā)數(shù)據(jù)。對于時延敏感類業(yè)務可以使用 DRX，對于有一定時延度和功耗要求的業(yè)務，可以使用 eDRX 模式。在 DRX/eDRX 狀態(tài)下，尋呼到終端時延主要取決于尋呼周期，DRX- 10 -PSM 模式的終端上報和下發(fā)時延終端上報數(shù)據(jù)空口時延+專網到客戶服務器之間的時延秒級（3 秒到 30 秒）下發(fā)數(shù)據(jù)空口時延+專網到之間的時延+PSM 最長休眠周期（最大310 小時）小時/天級別，取決于終端上報周期場景水表場景停車場景無線路損 MCL*164db154db省電模式PSMPSM測試時延30 秒45 秒尋呼周期最短可設置

13、為 1.28 秒，當前默認為 2.56 秒，最大 10.24 秒；eDRX 尋呼周期最大為 2.92 小時，最小為 5.12 秒。當終端處于 DRX 空閑狀態(tài)時，接收平臺控制命令（50 字節(jié)），最佳的時延表 5 DRX 模式下如表 5。下發(fā)數(shù)據(jù)時延DRX/eDRX 空閑狀態(tài)下，終端接收下發(fā)數(shù)據(jù)的時延，主要取決于尋呼周期設置，平均時延為尋呼周期的一半。參考數(shù)據(jù)如表 6。表 6 DRX/eDRX 模式下下發(fā)數(shù)據(jù)時延連接狀態(tài)當終端從 DRX/eDRX 空閑態(tài)發(fā)起數(shù)據(jù)請求，終端接入無線后，終端就進入連接狀態(tài)。終端從空閑狀態(tài)、PSM 狀態(tài)到與建立無線連接需 730ms。當終端處于連接狀態(tài)下，其上傳數(shù)據(jù)包

14、和接收下發(fā)數(shù)據(jù)包的時延會較小，最佳條件下大約 400ms。4.NB-IoT 峰值速率單用戶測試按照目前的參數(shù)配置上行理論峰值速率 15.6kbps （ 15kHzsingle-tone），下行理論峰值速率 21.25kbps；單小區(qū)測試按照目前參數(shù)配置上行理論峰值速率 250kbps，下行理論峰值速率 117.8kbps。5.NB-IoT 覆蓋情況- 11 -DRX/eDRX 模式的終端上報和接收數(shù)據(jù)的時延終端上報數(shù)據(jù)空口時延+專網到之間的時延秒級（3 秒到 30 秒）下發(fā)數(shù)據(jù)（DRX）空口時延（750ms）+DRX 尋呼周期（最大為 10.24 秒，最小 1.28 秒）秒級，取決于 DRX

15、尋呼周期下發(fā)數(shù)據(jù)（eDRX）空口時延（750ms）+eDRX 尋呼周期（最大為 2.92 小時，最小 5.12 秒）秒級到小時級，取決于eDRX 尋呼周期場景路燈場景MCL無線信號優(yōu)（144db）省電模式DRX測試時延2 秒（尋呼找到終端需 750ms）NB-IoT 技術空口最大耦合損耗（MCL）相比 GPRS 有 20dB 的，室外單站覆蓋距離可達 2300 米，是 C 網 1X 覆蓋的 2 倍、LTE 1.8G/GPRS 覆蓋距離的 4 倍。室內覆蓋情況，離1 公里內的樓宇高、中、底層均有信號覆蓋，對于電梯、室具備一定的覆蓋能力，相比 GPRS 可多穿透一堵墻，具體覆蓋程度與樓宇、具體測試

16、點深度有關。6.NB-IoT 終端功耗NB-IoT 低功耗的特點，主要表現(xiàn)在終端處于不同狀態(tài)下功耗有區(qū)別，當終端處于 PSM 狀態(tài)功耗極小，連接狀態(tài)功耗消耗較大，具體功耗見表 7。表 7 NB 終端不同狀態(tài)下的功耗舉例：假設某典型水表的 NB 業(yè)務應用，每天定期上報一次數(shù)據(jù)包，報文大小為 200 字節(jié)，采用 PSM 模式，以 10 年使用為目標，不同的覆蓋情況下電池容量評估如表 8。覆蓋越好，對電池容量要求越低，覆蓋越差，對電池容量要求高。表 8 10 年電池容量評估*無線路損代表無線信號傳輸損耗，指境越差損耗越大。發(fā)送功率到終端接收功率的最大差值，無線環(huán)- 12 -MCL 無線路損*功耗值/

17、包PSM 功耗總功耗/天10 年電池容量（1.5 冗余）135dB14uAH80.16uAH94.6uAH518mAH145dB22uAH80.16uAH102.16uAH559 mAH152dB32uAH80.16uAH112.16uAH614 mAH158dB751uAH80.16uAH831.16uAH4551 mAH162dB1016uAH80.16uAH1096.16uAH6001 mAH164dB1671uAH80.16uAH1751.16uAH9588 mAH終端狀態(tài)功率消耗某環(huán)境實際PSM 狀態(tài)5uA2.7uAeDRX 空閑態(tài)幾十 uA 到 2mA1mADRX 空閑態(tài)14 mA

18、連接狀態(tài)發(fā)送 200mA，接收 65mA發(fā)送 189mA，接收 61mA因此，對于功耗敏感型業(yè)務，應減少上報次數(shù)，控制報文大小，采用 PSM模式，使終端長期處于睡眠狀態(tài)，實現(xiàn)極低功耗，延長使用。7.移動性NB-IoT 目前不支持跨的切換功能，適宜于和慢速移動場景，在30km/h 以下傳輸成功率較高，速度越大，傳輸失敗率越高。1.3.2.網絡部分NB-IoT 業(yè)務規(guī)模發(fā)展與所承載業(yè)務模型密切相關，其能適用場景是“小流量、上報為主、長期休眠、功耗敏感性、低移動性”應用。為了實現(xiàn) NB-IoT網絡承載海量的低功耗終端，其最為重要的技術為：PSM 和 eDRX。1.PSM 模式說明PSM 狀態(tài)是指用戶

19、終端進入功率節(jié)省狀態(tài)（er Saving Mode），處于 PSM狀態(tài)終端關閉收發(fā)信號機，不無線側尋呼，與網絡沒有任何消息交互，處于最省電狀態(tài)，可最大程度降低功耗。當終端處于 PSM 狀態(tài)時，發(fā)送給終端任何數(shù)據(jù)，網絡都不會立即下發(fā)給終端。只有當用戶終端離開 PSM 狀態(tài)進入連接態(tài)時側下發(fā)的數(shù)據(jù)才會發(fā)送給終端。因此，對于使用 PSM 模式終端，如果需要下發(fā)數(shù)據(jù)，需等待終端主動上傳數(shù)據(jù)時，才能進行數(shù)據(jù)下發(fā)。進入 PSM 狀態(tài)：當終端上傳數(shù)據(jù)完成后，無線啟動“不活動計時器”（默認 20 秒），如果終端在這個定時器時間內一直沒有接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，將終端無線連接（網用戶會話信息保持，終端 IP 地址不變）

20、，終端進入 Idle 狀態(tài)并啟動激活定時器（Active-Timer），當激活定時器超時后，終端進入 PSM 狀態(tài)。- 13 - 14 - 15 -采用 DRX 模式，同時下發(fā)數(shù)據(jù)到大量終端時，會導致 NB 資源耗盡，出現(xiàn)無法正常下發(fā)數(shù)據(jù)到終端的情況。因此，在對終端下發(fā)數(shù)據(jù)時，應充分考慮分散下發(fā)時間點，避免集中時刻下發(fā)。3.NB 可開展業(yè)務說明NB-IoT 業(yè)務號碼默認只開通定向數(shù)據(jù)業(yè)務（包括：數(shù)據(jù)定向、無線VPDN），NB-IoT 號碼默認簽約“NB 默認定向”，只允許 NB-IoT 終端與電信自有通信，具體業(yè)務功能支持情況如表 9。詳細可參國電信物聯(lián)網基礎業(yè)務規(guī)范NB-IoT 業(yè)務分冊。表

21、 9：NB-IoT 業(yè)務目前支持情況1.3.3.部分NB-IoT主要包括應用安全接入、設備管理、設備服務調用、規(guī)則引擎和消息推送功能，具體功能描述如下：1)安全接入：NB-IoT 應用攜帶在 IoT產生的 ap和，調用提供的鑒權接口，獲取鑒權 token，繼而通過校驗。2)設備管理：實現(xiàn)對接入設備管理，具體包括：直連設備、發(fā)現(xiàn)非直連設備、查詢設備激活狀態(tài)、刪除直連設備等。3)：具體功能包括按條件批量查詢設備信息、查詢單個設備信- 16 -網絡功能傳統(tǒng)物聯(lián)網網絡NB-IoT 網絡數(shù)據(jù)上網支持支持功能支持CDMA暫時未支持語音功能支持CDMA 語音暫時未支持定位功能支持暫時未支持VPDN 業(yè)務支持

22、支持定向業(yè)務支持支持機卡綁定業(yè)務支持支持區(qū)域限制業(yè)務支持支持息、NB-IoT 應用訂閱、查詢設備歷史數(shù)據(jù)查詢設備能力4)設備服務調用：NB-IoT 應用給設備發(fā)送命令消息，實現(xiàn)對傳感器的實時控制。分別提供了下發(fā)至設備或者具體某傳感器的控制命令接口。5)規(guī)則引擎：根據(jù)客戶需要自定義業(yè)務規(guī)則模板（上報消息數(shù)，告警等），當業(yè)務觸發(fā)到規(guī)則后，觸發(fā)對應業(yè)務流程。6)消息推送：可以根據(jù)業(yè)務場景，發(fā)送各類通知，包括：直連設備通知，發(fā)現(xiàn)非直連設備通知，設備信息變化通知，設備數(shù)據(jù)變化通知，刪除非直連設備，消息確認通知等。2. NB-IoT 使用場景介紹2.1. NB-IoT 適宜場景分析根據(jù)前面 NB-IoT

23、技術特點描述，適宜在 NB-IoT 網絡開展業(yè)務的特點總結如表 10。表 10NB-IoT 技術特點以下幾種業(yè)務需求是不適宜在 NB 網絡承載：1)由于 NB 速率只有 15kbps 左右，帶寬型大速率的業(yè)務是不能使用 NB- 17 -特點NB 技術特點具體取值范圍小數(shù)據(jù)量空口資源有限（180khz），適宜小數(shù)據(jù)通信。50 字節(jié)200 字節(jié)為宜，越小越好低頻次、長周期大部分終端應長期處于休眠狀態(tài)，上報數(shù)據(jù)頻次低按天上報，每天 12 次較為合適。高頻次上報（例如 30 分鐘），對網絡容量占用大。上報頻次越高，對網絡容量影響越大。低功耗NB 網絡 PSM 模式功耗最低功耗敏感應用優(yōu)選低移動性NB

24、適宜慢速移動小于 30km/h深度覆蓋NB 覆蓋能力較好可支持室等場景覆蓋承載。2)由于 NB 不支持切換，對于高速移動數(shù)據(jù)業(yè)務是不能使用 NB 承載。3)由于 NB 傳輸時延普遍較長，對于時延特別敏感類業(yè)務是不適宜使用NB 承載，應充分測試評估。結合現(xiàn)有 42 種業(yè)務場景梳理，梳理具備開展 NB-IoT 的行業(yè)場景如下表 11。表 11 NB 適宜行業(yè)場景- 18 -市場類別行業(yè)場景NB 案例或商機一類市場井蓋鷹潭智慧井蓋項目路燈山東公司鷹潭路燈項目消防栓江蘇錫宜消防智慧消防項目水質監(jiān)測萬江水利大氣監(jiān)測無錫鵬訊科技環(huán)境監(jiān)測項目建筑能耗監(jiān)測南京思飛捷軟件科技公共自行車OFO 共享單車智能燃氣表

25、燃氣智能水表水務、福州水務智能熱表淄博熱力智慧停車交投公司二類市場智能-光伏發(fā)電上能電氣能電池板項目電池寧德時代新能源空調-貨物中集電動自行車無錫電子電動車翼表通項目智慧大棚-智慧養(yǎng)殖-遼寧電力配電設施鴻遠電氣智能家電海爾空調、小天鵝洗衣機智慧門禁-三類市場智能家居無錫智慧家居項目醫(yī)療健康江蘇中訊電子醫(yī)療項目2.2. NB-IoT 場景分類結合目前 NB 業(yè)務的特點，采用分類場景方式規(guī)劃 NB 業(yè)務場景，將NB 業(yè)務場景分為 3 類：上報類，下發(fā)控制類，綜合定制類。表 12 NB 業(yè)務場景1.上報類業(yè)務場景：主要用于客戶終端主動上報數(shù)據(jù)場景，客戶終端上報數(shù)據(jù)結束后，很快進入 PSM 狀態(tài)直至終

26、端再次上報數(shù)據(jù)。如果有數(shù)據(jù)下發(fā)需求，應該在終端有上報數(shù)據(jù)發(fā)生后，再次進入 PSM 狀態(tài)后進行數(shù)據(jù)下發(fā)。因此，上報類主要滿足 2 類場景需求：只有上報數(shù)據(jù)需求，或者有上報數(shù)據(jù)需求、同時有時延不敏感數(shù)據(jù)下發(fā)需求。技術特點：采用 PSM 模式，關鍵參數(shù)設置包括激活定時器(Active-Timer)和位置更新定時器(TAU Timer)。激活定時器（Active-Timer）設置：客戶可以通過設置 Active-Timer 來實現(xiàn)快速進入 PSM 或者延緩進入 PSM 狀態(tài)的時間。例如，如果客戶只有上傳數(shù)據(jù)業(yè)務，可以將 Active-Timer 設置為 2 秒，那么終端沒有數(shù)據(jù)上傳后，將很快進入PSM

27、 態(tài)；如果客戶希望終端上傳數(shù)據(jù)后，進行一些數(shù)據(jù)的下發(fā)更新（版本升級），可以將 Active-Timer 設置大一些，滿足數(shù)據(jù)下發(fā)需求。位置更新定時器（TAU Timer）設置：PSM 最大時間周期一方面取決于位置更新定時器時間，一方面取決于用戶上報周期。如果位置更新周期大于用戶數(shù)- 19 -場景分類PSM 功能DRX/eDRX 功能上報類開啟關閉/啟用下發(fā)控制類關閉啟用綜合定制類根據(jù)客戶場景定制根據(jù)客戶場景定制據(jù)上報周期，則當用戶數(shù)據(jù)上報后，位置更新定時器會重置，可節(jié)省一次位置更新上報周期，從而更加省電，建議將位置更新定時器設置大于上報周期。根據(jù)客戶業(yè)務數(shù)據(jù)上報周期差異，將上報類分為“上報類-

28、長周期”和“上報類-短周期”。(1) 監(jiān)測上報類 - 長周期 （井蓋、消防栓、煙霧、建筑傾斜等）通信行為：（年/月）零星事件上報+上報應用描述：對物體的正常狀態(tài)進行，若發(fā)生異常事件，及時向匯報；若未發(fā)生異常事件，定期向上報正常數(shù)據(jù)，證明本終端處于正常運行狀態(tài)，通常是每天上報一到兩次。數(shù)據(jù)上傳為主：終端主動上行通信非常重要，通常需應用立即回復確認，若未收到確認，終端上行重發(fā)。下發(fā)控制較少：應用主動下發(fā)終端數(shù)據(jù)的場景非常少。下行通信通常通過收到上行數(shù)據(jù)包后緊接著進行數(shù)據(jù)下發(fā)實現(xiàn)。應用舉例：井蓋：當井蓋發(fā)生傾斜、移動，發(fā)送數(shù)據(jù)至應用；每天發(fā)送簽到數(shù)據(jù)至應用。消防栓：當消防栓的管道開關被打開，管道中發(fā)

29、生水的，發(fā)送數(shù)據(jù)至應用；每天發(fā)送簽到數(shù)據(jù)至應用。建筑傾斜：高樓、橋梁、堤壩、陡坡等建筑的傾斜角度若發(fā)生變化，發(fā)送數(shù)據(jù)至應用；每天發(fā)送簽到數(shù)據(jù)至應用。(2) 監(jiān)測上報類 - 短周期（抄表、動物監(jiān)測、停車、環(huán)境監(jiān)測等）- 20 -通信行為：（小時）周期或離散數(shù)據(jù)上報應用描述：對物體的傳感數(shù)據(jù)定期進行上報，上報周期既可以由應用預先配置（如抄表），也可由傳感事件觸發(fā)（如停車位管理）。數(shù)據(jù)上傳為主：終端主動上行通信后，若單次數(shù)據(jù)比較重要，終端等待應用的下行回復確認，未確認則上行重發(fā)；若單次數(shù)據(jù)不太重要，可不等待下行回復，以降低終端耗電。下發(fā)控制較少：應用主動下發(fā)終端數(shù)據(jù)的場景非常少。下行通信通常通過收到

30、上行數(shù)據(jù)包后緊接著進行數(shù)據(jù)下發(fā)實現(xiàn)。應用舉例：抄表：水表、氣表、熱表的定期數(shù)據(jù)上報，每個表具作為一個 NB-IoT 終端，每天發(fā)送一次或若干次數(shù)據(jù)至應用。動物：畜牧業(yè)的動物位置、行為特征監(jiān)測，每個動物佩戴一個NB-IoT 終端，如每一小時或每兩小時發(fā)送一次數(shù)據(jù)至應用。路邊停車位管理：當終端所的一個車位出現(xiàn)車輛駛入、駛出，發(fā)送一次數(shù)據(jù)至應用。2.下發(fā)控制類業(yè)務業(yè)務場景：主要滿足客戶希望對終端下發(fā)控制需求，為了使客戶終端能夠相對快的接收到下發(fā)消息，默認不使用 PSM 模式，只使用 eDRX 模式或者 DRX模式。技術特點：對于時延特別敏感的場景，可以使用 DRX 模式，使用最小的尋呼周期。對于控制

31、實時性要求不高的場景，可以使用 eDRX 模式，設置較大的尋呼周期，達到降低功耗的要求，尋呼周期越大，越有利于終端省電。- 21 -通信行為：應用主動下發(fā)指令到終端。應用描述：應用對終端實時發(fā)送指令，要求終端立即執(zhí)行所需動作。上報數(shù)據(jù)特點：終端主動上行通信后，若單次數(shù)據(jù)比較重要，終端等待應用的下行回復確認，未確認則上行重發(fā)；若單次數(shù)據(jù)不太重要，可不等待應用下行回復，以降低終端耗電。下發(fā)控制需求：應用主動下發(fā)數(shù)據(jù)頻次通常每天若干次。不同應用對控制指令下發(fā)和終端響應之間的時延有不同的程度。應用舉例：路燈：應用可隨時向路燈下發(fā)指令（開、關、亮度 30%、亮度 50%等），路燈在幾十秒內執(zhí)行該指令所要

32、求的動作。路燈定時或按需上報路燈終端的數(shù)據(jù)（電流、電壓、傳感器數(shù)據(jù)）。空調：應用可隨時向空調下發(fā)指令（狀態(tài)查詢、開、關、溫度、風向等），空調在幾十秒內或立即執(zhí)行該指令所要求的動作?？照{定時上報終端的數(shù)據(jù)。共享單車：應用可隨時向自行車下發(fā)指令（開鎖等），自行車立即執(zhí)行該指令所要求的動作。3.綜合定制類綜合定制類業(yè)務場景：主要用于客戶終端需要同時使用 PSM 或者 eDRX 的復雜業(yè)務場景，終端定時器等關鍵參數(shù)自定義場景。將來，NB-IoT 終端關鍵定時器（Active-Timer，尋呼周期等）在終端側可以進行設置，并能夠通過業(yè)務使能進行管理，從而更靈活適配業(yè)務的場景。為了便于NB 業(yè)務開展，已經

33、組織規(guī)劃了基本業(yè)務定時器參數(shù)模- 22 -板，具體參數(shù)模板見表 13（數(shù)據(jù)上報類）和表 14 （下發(fā)控制類）。在開展業(yè)務時，可以根據(jù)客戶業(yè)務數(shù)據(jù)上報需求，業(yè)務控制時延需求，功耗要求綜合選擇合適參數(shù)模板。參數(shù)模板選擇基本原則：1.數(shù)據(jù)上報類：功耗敏感應用優(yōu)選上報類，使用 PSM 方式，Active-Timer 選擇 2 秒，數(shù)據(jù)傳輸完成后“立即休眠”。如果有數(shù)據(jù)需要下發(fā)，可選擇“稍后休眠”方式。位置更新定時器設置盡量大于客戶的數(shù)據(jù)上報周期。對于上報周期短（小于 1 小時）的情況，需要進試評估。2.下發(fā)控制類：針對不同的時延度，選擇合適的模板，對于下發(fā)時延要求高的應用，可以使用 DRX 模式。對于

34、具有一定時延，且有功耗需求的應用，可以選擇 eDRX 模式；對于下發(fā)頻次高的應用，需要進試評估。3.其他特殊場景：可根據(jù)特定場景制定特殊定時器需求。- 23 -表 13上報類通信需求參數(shù)模板24終端通信行為運營要點定時器參數(shù)規(guī)格特點類別數(shù)據(jù)上報平均周期Tdata休眠方式PSM 激活定時器（Active Timer）eDRX 尋呼周期eDRX 尋呼窗口位置更新定時器（TAU 定時器）下發(fā)數(shù)據(jù)包時延監(jiān)測上報類（長周期）Tdata24h立即休眠最適于NB-IoT 制式2 s不啟用 eDRX12h+10min（默認） 24h+10min 48h+10min 72h+10min12h+10min（默認）

35、 24h+10min 48h+10min 72h+10min稍后休眠60 s180 s20.48 s10.24 s監(jiān)測上報類（短周期）1hTdata24h立即休眠最適于NB-IoT 制式2s不啟用 eDRX2h+10min 3h+10min 4h+10min 12h+10min（默認） 24h+10min2h+10min 3h+10min 4h+10min 12h+10min（默認） 24h+10min稍后休眠60 s180 s20.48 s10.24 s5min Tdata=1h（極大占用空口資源，簽單前審核評估）立即休眠未來遷往eMTC2s不啟用 eDRX稍后休眠60 s180 s20.4

36、8 s10.24 sTdata 數(shù)據(jù)上報周期）下發(fā)控制類1h Tdata24h周期可使用NB 承載655.36s15 min不啟用655.36s10.24 s12h+10min（默認） 24h+10min5min Tdata=1h（極大占用空口資源，簽單前審核評估）未來遷往eMTCTdata=5min（極大占用空口資源，簽單前審核評估）40.96 s1 min40.96 s10.24 s20.48 s30 s20.48 s10.24 s23s10 s使用 DRX 周期（1.28s 或 2.56s）3. NB-IoT 典型業(yè)務場景3.1. 智能水表應用場景：傳統(tǒng)的住宅小區(qū)采取專人抄表，不僅抄收數(shù)

37、據(jù)煩瑣，而且統(tǒng)計，無法對計費、線損控制、用能分析等方面提供及時準確的數(shù)據(jù)。部署NB-IoT 智能水表、智能氣表等設備，建設智慧水務抄表/燃氣抄表，實現(xiàn)抄表到戶、實時、業(yè)務經營智能分析。避免人工抄表入戶，抄表效率，運營商通信網絡，減少成本，更低的功耗，更低的資費，更強的信號穿透，更加智能，可控制閥門、及時上報故障，更準確、更透明的計費，住戶滿意度。功耗要求：要求功耗指標敏感，要求功耗盡可能低，在終端期（7 年）內，盡可能減少電池更換周期，在使用 7600mAH-8900Mah 型號電池下，至少保證 5 年以上電池。覆蓋要求：由于燃氣表多安裝管道井、建筑外墻、樓內、室、地表坑等偏僻角落，且一般會呈

38、現(xiàn)區(qū)域特征，需要較強的覆蓋能力。業(yè)務行為：以上報數(shù)據(jù)為主，兼有下發(fā)數(shù)據(jù)需求，總體對時延不敏感。單次上報數(shù)據(jù)包約 200-300Byte，用水情況上報頻率一般為 24 小時；若在有漏損等特殊情況下，數(shù)據(jù)上報頻率會縮短到 1 小時左右。下發(fā)數(shù)據(jù)按情況需求，非周期性下發(fā)，單次數(shù)據(jù)包約 40-50Byte。終端情況：水表抄表終端主要包含儀表電子模塊、基表和 NB-IoT 通信模塊。其中電子模塊在電路設計中一般使用微功耗單片機作為微處理器，基表采26用傳統(tǒng)基表計量表具，NB-IoT 通信模塊一般使用 NB-IoT 網絡制式。對接情況：福州電信、智潤水務、物聯(lián)網公司、公司多方協(xié)同，完成 IOT南向北接，打

39、通端到端測試。合作伙伴：典型案例：福州市牽頭推進首個水務 NB 試項目，選擇電信為唯一通道商，在與網絡方面與福建公司展開對接，實現(xiàn) NB-IoT 技術在供水管理、水表監(jiān)測、排污監(jiān)測、排澇治理上的率先應用，目前已完成首批 3000表驗收。3.2. 智能燃氣表應用場景：替代傳統(tǒng)的燃氣公司燃氣表，主要用于家庭用戶。功耗要求：要求功耗盡可能低，減少電池更換周期，至少保證 5 年以上電池。27公司名稱聯(lián)系人公司 NB-IoT 終端情況解決方案情況匯中儀表有限公司馮電信版本 NB-IoT 水表已上線，已在順德水務 NB-IoT 水表項目中落地 148 塊水表具有終端和南京益美沃電子科技陸開春電信版本 NB

40、-IoT 水表已調通，已在溧水三元新村進行少量水表試點，已落地。具有終端和寧波水表電信版本 NB-IoT 水表已調通，在水務項目已試點。具有終端和三川水表祝經理電信版本 NB-IoT 水表已調通，在鷹潭智慧城市項目已試點。具有終端和遼寧思凱有限公司起NB 版本研發(fā)中具有終端和南京水門電子NB 版本研發(fā)中具有終端和新天有限公司NB 版本研發(fā)中具有終端和覆蓋要求：由于燃氣表多安裝于家庭的偏僻角落，需要較強的覆蓋能力。業(yè)務行為：以“上報”為主，頻次不高，每天一次或幾次上報燃氣使用數(shù)據(jù)，并可以下發(fā)命令進行開關氣閥操作。終端情況：燃氣抄表終端主要由氣表基表、智能控制模塊、NB-IoT 通訊模塊和電機組成

41、。具有抄表、階梯氣價、實時調價、充值、閥門控制和查詢等功能。圖 15 金卡 NB-IoT 燃氣表對接情況：金卡燃氣主要實現(xiàn)的功能如下：1.實現(xiàn)使用和管理方雙向數(shù)據(jù)的實時傳輸，實時獲知燃氣終端設備的運行情況，實現(xiàn)氣表、數(shù)據(jù)實時分析；2.對氣表終端進行控制，如開關閥門；3.實時用戶用氣情況，實現(xiàn)階梯氣價。28圖 1 金卡 NB-IoT 燃氣合作伙伴：典型案例：1.1.2016 年 5 月，杭州金卡公司得知燃氣老表替換的需求，這批老的機械表生命周期已到，需要替換新表，共有 200 只；2.中國電信、金卡和一起與燃氣進行了一次會晤進行 NB 技術的推介，四方達成一致并與 2016 年 9 月簽署合作協(xié)

42、議；3.3.2017 年 3 月 50 只 NB-IoT 氣表調試成功上線，目前上線已三個月，運行穩(wěn)定，無問題。29公司名稱聯(lián)系人公司 NB-IoT 終端情況解決方案情況杭州金卡高科技股份電信 NB 版本已調通，電信已有試點項目落地具備終端和平臺常州電子有限公司電信 NB 版本在調試具備終端和平臺杭州先鋒電子技術石愛國NB 版本已上線，技術儲備已有，若推電信版本進度會很快具備終端和平臺大眾科技有限公司NB-IoT 燃氣表已調通，并可以接入具備終端和平臺浙江威星智能儀表NB 版本正在研發(fā)中具備終端和平臺遼寧思凱NB 版本正在研發(fā)中具備終端和平臺3.3. 智能停車應用場景：利用物聯(lián)網技術將車輛停車

43、狀態(tài)、起止時間等信息進行收集，通過進行，真正的互聯(lián)網+智慧管理停車問題，后期會增加多支付疊加增值業(yè)務銷售。可有效避免傳統(tǒng)自身素質參差不齊，難以做到有效管理；現(xiàn)金，交易難以管控，存在私吞現(xiàn)象；部分車主不愿繳費亂停亂放，影響道路交通；車主不愿意繳費存在逃票現(xiàn)象等問題。功耗要求：要求功耗盡可能低，減少電池更換周期，至少保證 3 年以上電池。覆蓋要求：終端基本在道路兩側或者室外停車場，相對分散，要求 NB信號。業(yè)務行為：數(shù)據(jù)需要上報和下發(fā)兩種模式，總體對時延可接受度 5-10 秒，要求相對寬松。單次上報數(shù)據(jù)包約 200Byte，下發(fā)數(shù)據(jù)按情況需求，單次數(shù)據(jù)包約 20Byte。數(shù)據(jù)傳輸不具有周期性特征，

44、主要根據(jù)車位使用情況實時發(fā)生。終端情況：設備終端就分兩類：一是停車位實時信息設備，即各種車位的車檢器；二是停車系統(tǒng)和設備，其中場庫使用車牌識別收費系統(tǒng)，帶有移動支付功能。道路停車采用同時支持駕車人自助移動支付功能和人工管理的系統(tǒng)，是系統(tǒng)，硬件是配套的機。30對接情況：有兩種1.道路停車與管理，這個以地磁車檢器的車輛進出時間來計算停車時長，按既定規(guī)則（比如免費 15 分鐘，階梯計費等）核算應收停車費。前臺分兩塊：駕車人端和管理員機。駕車人端的功能包括查詢實時停車位信息和標準，自助支付停車費（通常是預），自助補繳停車費，意見反饋與等。管理員功能主要是輔助駕車人代繳停車費、對違停、欠費車輛牌照取證等

45、功能。2.場庫停車，功能主要是發(fā)布實時停車位信息和支持移動支付，做停車場運營分析。成功案例：鷹潭市大樓處需要建立一個 NB-IoT 停車的示范項目，鷹潭市、中國電信鷹潭公司、蘇通達成合作意向，建立 NB-IoT 的智慧停車示范點，共 15 個車位。3.4. 智能井蓋應用場景：替代傳統(tǒng)的井蓋，包括電信運營商、水務、燃氣等公司的井蓋。31功耗要求：要求功耗盡可能低，減少電池更換周期，至少保證 5 年以上電池。覆蓋要求：井蓋多數(shù)位于城市馬路附近，比較分散，要求 NB 信號。業(yè)務行為：屬于典型的“上報”類。井蓋的位移和角度發(fā)生變化時，通過 NB-IoT 網絡將數(shù)據(jù)上報給。只有數(shù)據(jù)上報，無數(shù)據(jù)下發(fā)。終端

46、情況：井蓋器終端內置 NB-IoT 模塊和度傳感器等。通過度傳感器感應井蓋的位移和角度變化，并通過 NB-IoT 網絡將數(shù)據(jù)進行上傳，分析后將告警信息推送給維修。圖 2 NB-IoT 井蓋對接情況：井蓋主要實現(xiàn)如下功能：1.當井蓋被打開一定角度時發(fā)出信號，通過中國電信 NB-IoT 網絡傳輸至中心機房井蓋管理運維；2.系統(tǒng)進行大數(shù)據(jù)分析，確認警情后，實時并將信息推送至運維管理APP 端；3.運維管理以就近原則趕至現(xiàn)場查看處理，消除井蓋異常帶來的風險，32并將處理情況通過APP 反饋至井蓋管理運維。圖 2電腦客戶端和APP 截圖合作伙伴：典型案例：2017 年 2 月，鷹潭電信宣布在鷹潭建設了中

47、國電信業(yè)務范圍內首個物聯(lián)網全域覆蓋城市。鷹潭電信與溫州魔豆科技及鷹潭達成合作意向，進行 NB-IoT 井蓋試點，初期進行小范圍試點，目前 NB 井蓋已成功上線，33公司名稱聯(lián)系人公司 NB-IoT 終端情況解決方案情況溫州市魔豆科技有限公司電信 NB 版本已上線，鷹潭智慧城市項目中已試點。具備終端和平臺博大光通物聯(lián)科技電信NB 版本已調通。具備終端和平臺智慧產業(yè)股份NB 終端調試中。具備終端和平臺云南酷聯(lián)科技有限公司NB 終端調試中。具備終端和平臺縱行科技NB 終端調試中。具備終端和平臺無錫鵬訊科技有限公司NB 終端調試中。具備終端和平臺傳感科技有限公司版本 NB 已上線。具備終端和平臺效果良

48、好。3.5. 智能鎖產品名稱：多靈建筑科技智能門鎖業(yè)務用途：基于 NB-IoT 通信技術實現(xiàn)智能門鎖的開啟、開門統(tǒng)計、異常警報通知，識別管理，權限管理等功能，適用于智慧家庭、智能酒店、智能辦公等領域。業(yè)務流程：34功耗指標電池容量：4 節(jié) 5 號電池；使用：1 年。業(yè)務行為數(shù)據(jù)頻率：門鎖每次開關；數(shù)據(jù)大小：上行小于等于 400，下行小于等于 512 字節(jié)；時延要求：2-3 秒內。3.6. 煙感產品名稱：昊想智能 智能煙霧器業(yè)務用途：通過 NB-IoT 網絡組建聯(lián)網型智能煙霧器，實現(xiàn)對公共場所及家庭住宅的火災隱患區(qū)域進行監(jiān)測。便于各地街道、居委、網格辦、等相關部門實時了解到現(xiàn)場情況，有效保障現(xiàn)場

49、人身和的的安全。結合實力比較優(yōu)秀的服務供應商，向客戶提供、全方位的智能火災預防的監(jiān)測設備。業(yè)務流程35功耗指標電池容量：3000 毫安；使用：3 年。業(yè)務行為數(shù)據(jù)頻率：4 小時一次；數(shù)據(jù)大?。荷闲?255 字節(jié)，下行=255 字節(jié)；時延要求：2 秒內。363.7. 奶牛養(yǎng)殖產品名稱：銀川奧特公司 奶牛監(jiān)測器業(yè)務用途：奶牛監(jiān)測系統(tǒng)主要用于奶牛養(yǎng)殖場，通過對奶牛連續(xù) 24 小時的行為的，實時奶牛運動變化數(shù)據(jù)并對變化情況進行數(shù)學建模、分析處理、傳輸，為奶牛監(jiān)測系統(tǒng)提供基礎分析數(shù)據(jù)。銀川奧特公司借助各運營商的移動網絡，實現(xiàn)無死角、的物聯(lián)網通信，而且無需承擔網絡工作，極大地方便了銀川奧特公司的運營管理。

50、業(yè)務流程功耗指標電池容量：4800 毫安；37使用：5 年。業(yè)務行為數(shù)據(jù)頻率：3 小時一次；數(shù)據(jù)大?。荷闲行∮诘扔?300 字節(jié)，下行小于等于 512 字節(jié)；時延要求：10 秒內。3.8. 智能路燈應用場景：替代傳統(tǒng)的路燈，打造智慧城市智能路燈系統(tǒng)。功耗要求：通過路燈電源取電，無功耗要求。覆蓋要求：多數(shù)路燈位于城市馬路兩側，比較分散，要求 NB 信號。業(yè)務行為：屬于“上報”+“下發(fā)控制”類。通過 NB-IoT 網絡與進行通訊，實現(xiàn)開關燈、自動定時開關燈、整體和調光等功能，并實時上報路燈的各類參數(shù)，實時告警。終端情況：將路燈的單燈控制器安裝于路燈上，實現(xiàn)路燈的數(shù)據(jù)下發(fā)和路燈參數(shù)上報功能。圖 3

51、NB-IoT 單燈節(jié)能控制器對接情況：1. 通過 NB-IoT 網絡與進行通訊，實現(xiàn)開關燈、自動定時開關燈、38整體和調光等功能；2. 實時路燈使用情況，實現(xiàn)、業(yè)務數(shù)據(jù)實時分析，提高運行效率，減少運維成本；3. 實時自動，終端設備一旦有情況，即可自中心。圖 4電腦客戶端和APP 截圖合作伙伴：典型案例：2017 年 2 月，鷹潭電信宣布在鷹潭建設了中國電信業(yè)務范圍內首個物39公司名稱聯(lián)系人公司 NB-IoT 終端情況解決方案情況智慧產業(yè)股份電信 NB 版本已調通，鷹潭信江新區(qū)試點項目落地 500桿具備終端和南京東大智能化系統(tǒng)電信 NB 版本已調通，南京江北新區(qū)，試點已落地 50 桿具備終端和浙

52、江控科技有限公司NB 終端調試中具備終端和溫州市魔豆科技有限公司NB 終端調試中具備終端和浙江大云物聯(lián)科技有限公司NB 終端調試中具備終端和福州東方光電能源科技NB 終端調試中具備終端和蘇州光電科技有限公司NB 終端調試中具備終端和聯(lián)網全域覆蓋城市。3 月底，鷹潭市、鷹潭電信、智慧達成合作意向，依托信江新區(qū)現(xiàn)有公共基礎設施新、易改造、易規(guī)劃等優(yōu)勢，以智慧路燈為NB-IoT 主要落地應用。目前在鷹潭試點應用了 500 多桿路燈，應用情況良好。3.9. 智能洗衣機應用背景：普通智能空調與用戶的匹配過程十分繁瑣，要經歷 APP 下載、賬號登錄以及設備匹配等諸多步驟，讓用戶不勝其煩。NB-IoT 智能空調通過 NB 網絡直接連接到云，開機激活一次即可自動完成配置連接。在連接等移動終端時，通過掃秒空調上的，一步即可完成綁定，實現(xiàn)操控。使用 WiFi 等短距技術需要用戶自己進行配置，繁瑣的操作無法匹配用戶對易用性的要求，隨著時間的推移，往往出現(xiàn) WiFi 熱點變化后家電無人而不再聯(lián)網。NB-IoT 技術相較于 WiFi 無線連接技術也具有明顯覆蓋優(yōu)勢， WiFi無線穿墻能力弱，家中存在覆蓋不到區(qū)域。而 NB-IoT 技術覆蓋能力強，能覆蓋空調、冰箱、熱水器等所處的邊角地帶，甚至是室等 WiFi 盲區(qū)，基本保證家里無覆蓋盲區(qū)。電信網絡的高可靠性則可以有力保障智能家居設備