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NB-IoT技术的部署低功耗减少运营成本下降
--NB-IoT技术的部署低功耗减少运营成本下降
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NB-IoT技术的成本结构可分为部署成本和运营成本两部分,具体如下:

一、部署成本
‌网络重耕与基站升级‌
NB-IoT可通过现有蜂窝网络(GSM/UMTS/LTE)的频段资源部署,无需新建独立基站。例如在GSM频段中,可在200KHz信道带宽内直接部署180KHz的NB-IoT,单站点升级成本远低于新建4G基站(传统4G基站主设备成本约6-7万元/站)16。

‌芯片与模组成本‌

芯片采用单天线、半双工设计,简化了硬件复杂度,例如华为Boudica150芯片等早期方案将模组成本控制在5美元左右13。
规模化应用后成本显著下降:模组出货量达千万级别时,单价可降至30元人民币以内(约4美元),接近传统2G模组价格7。与标准LTE Cat-1模块相比,NB-IoT模块成本降低约50%

  NB-IoT技术的部署成本和运营成本如下:

 

  1. 部署成本

  硬件成本:

 

  NB-IoT基站的发射功率较大(达20W),需要较大的功率放大器(PA),且OFDM对PA线性度要求高,因此成本较高。

 

  新建基站的成本约为人民币30万元,而4G基站原有频段升级的成本约为人民币7.5万元,单站平均成本约为人民币15万元。

 

  中国电信在无锡建设的NB-IoT基站,单站成本约7万元。

 

  中国移动在江西鹰潭市建设的NB-IoT网络,单站成本为33万元。

 

  网络成本:

 

  包括频谱许可费用,这部分占比较高。

 

  安装成本:

 

  包括天线、馈线系统的成本以及施工成本,这些成本较高。

 

  服务成本:

 

  包括运营商提供的SIM卡或eSIM费用,以及流量或消息计费。

 

  2. 运营成本

  硬件维护成本:

 

  远低于现有网络的维护成本。

 

  运营补贴:

 

  前期运营商将提供较大的运营补贴。

 

  连接服务费:

 

  中国电信推出的国内首个资费标准为包年套餐20元/户/年,生命周期套餐费依使用年限长度从25元到105元不等。

 

  高频功能费:

 

  20元/户/20000次。

 

  部署成本:新建基站成本约为人民币30万元,升级4G基站成本约为人民币7.5万元,单站平均成本约为人民币15万元。安装和维护成本较高。

 

  运营成本:包括硬件维护成本、运营商提供的补贴、连接服务费和高频功能费等。总体来看,NB-IoT技术的运营成本相对较低,尤其是在后期维护方面。

 

  四、 Sigfox技术与LoRa和NB-IoT相比,在哪些方面具有优势和劣势?

  Sigfox技术与LoRa和NB-IoT相比,在多个方面具有优势和劣势。以下是详细的对比分析:

 

  1. 优势

  低功耗:Sigfox的传输功耗非常低,只有50-100微瓦,这使得它非常适合需要极长电池寿命的应用场景,如智能电表、环境监测和物流跟踪等。

 

  全球覆盖:Sigfox提供全球性的网络服务,对跨国公司来说更为便捷,尤其是一体成形的网络方案,可以省去许多开发和协作上的麻烦。

 

  成本低廉:Sigfox通常具有最低的基础设施和设备成本,因为其采用非授权频谱技术且由公司负责运营管理,避免了网络漫游问题。

 

  2. 劣势

  数据速率低:Sigfox的数据速率非常低,每天最多传输几个字节的数据,这限制了其在需要高速数据传输的应用场景中的适用性。

 

  抗干扰能力差:由于数据包低比特率特性,Sigfox容易受到碰撞的影响,并且没有碰撞规避技术,单个Sigfox设备可能会干扰宽带Sub-1 GHz频段技术。

 

  技术不够开放:Sigfox的技术不够开放,这可能会影响其在某些市场的接受度和应用范围。

 

  应用场景局限:由于数据速率低和传输次数少,Sigfox更适合反应数据变化或固定时段传送数据的场景,如管线监控、智能电表、地区气候监测和警报等。

 

  3. 与LoRa的对比

  覆盖范围:Sigfox的覆盖范围小于LoRa,但两者都使用未授权频段。

 

  功耗:LoRa在功耗方面略优于Sigfox,但两者都具有较低的功耗特性。

 

  数据速率:LoRa的数据速率高于Sigfox,但仍然较低,适合需要长距离传输和低功耗的物联网应用。

 

  部署灵活性:LoRa允许用户自主搭建网络,建设成本低且灵活,而Sigfox需要移动服务商的基站设备。

 

  4. 与NB-IoT的对比

  覆盖范围:NB-IoT的覆盖范围比Sigfox更广,可达22公里以内。

 

  数据速率:NB-IoT的数据速率远高于Sigfox,适合需要频繁通信、低延迟和高传输速率的应用场景。

 

  成本:NB-IoT的成本较高,尤其是初期部署成本和带宽成本。

 

  稳定性:NB-IoT在覆盖广、连接多、稳定性强等方面有明显优势。

 

  Sigfox技术在低功耗、全球覆盖和成本方面具有显著优势,但在数据速率、抗干扰能力和应用场景的广泛性方面存在劣势。

 

  五、 不同LPWA技术在特定应用场景下的适用性和效率?

  评估不同LPWA技术在特定应用场景下的适用性和效率需要综合考虑多个因素,包括技术特性、应用场景的具体需求、成本效益、网络性能、安全性、可靠性和部署成本等。以下是详细的评估方法:

 

  1. 技术特性:

  低功耗和长距离:LPWA技术如LoRa、NB-IoT等,具有低功耗和长距离通信的特点,适用于需要远距离传输且对数据速率要求不高的场景。

 

  覆盖范围和容量:不同的LPWA技术有不同的覆盖范围和容量。例如,LoRa适合城市低密度场景,而NB-IoT适合农村和高密度场景。

 

  数据速率和延迟:不同的LPWA技术在数据速率和延迟方面存在差异。例如,NB-IoT适用于需要高数据速率和低延迟的应用,而LoRa则更适合于长距离覆盖和低功耗设备。

 

  2. 应用场景的具体需求:

  生活基础设施智能化:智能仪表通过LPWA实现远程抄表,节省人力成本,增强安全性。智能家居和智能锁等设备集成控制,提升居住环境的便捷性和舒适度。

 

  跟踪人和物:可穿戴设备和跟踪器利用LPWA获取位置信息,用于儿童看护、宠物追踪和货物跟踪,支持国际物流。

 

  环境监测和农业智能化:LPWA在环境监测和智能农业中广泛应用,如远程实时监测环境参数,支持智能农业技术。

 

  户外智能支付终端:LPWA提供低成本、低功耗的支付解决方案,适用于户外支付场景,如户外餐厅和移动店铺。

 

  医疗设备远程监控:CPAP装置利用LPWA实现远程监控,便于患者携带外出,实时传输睡眠数据。

 

  3. 成本效益:

  网络性能:评估LPWA技术在不同行业应用中的成本效益需要综合考虑网络性能、安全性、可靠性和部署成本等。

 

  模块价格:部署成本和模块价格直接影响项目的总体投资。例如,蜂窝LPWA模块通常比非蜂窝LPWA模块更昂贵,但提供更高的数据速率和更低的延迟。

 

  运营成本:LPWA技术的运营成本包括网络维护、数据传输费用和设备更换费用。例如,NB-IoT技术的漫游费用较高,而LoRa技术的运营成本较低。

 

  4. 网络性能:

  覆盖范围:不同的LPWA技术有不同的覆盖范围。例如,LoRa适合城市低密度场景,而NB-IoT适合农村和高密度场景。

 

  容量:LoRa技术采用扩频方案,实现高灵敏度远距离传输,但网络容量有限,难以高效处理大批量设备信息。

 

  延迟:NB-IoT技术适用于需要实时数据传输的工业自动化中,而LoRa则更适合于长距离覆盖和低功耗设备。

 

  5. 安全性:

  身份验证和加密:不同LPWA技术在身份验证和加密方面有不同的实现方式。例如,蜂窝LPWA技术通常提供更高的安全性,因为它们依赖于传统的蜂窝网络基础设施。

 

  数据保护:LPWA技术需要确保数据在传输过程中的安全性和隐私性,特别是在涉及敏感信息的应用场景中。

 

  6. 可靠性:

  空中升级(OTA)和无缝漫游能力:评估网络有效下行能力和设备移动性的重要参数。例如,NB-IoT技术具有较好的空中升级能力和无缝漫游能力。

 

  设备寿命:LPWA技术的低功耗特性使得电池供电设备的使用寿命可达数年,这对于需要长期运行的物联网应用非常重要。

 

  7. 部署成本:

  网络部署速度:LPWA技术的网络部署速度可能较慢且分散,特别是在偏远地区。

 

  模块价格:模块价格直接影响项目的总体投资。例如,蜂窝LPWA模块通常比非蜂窝LPWA模块更昂贵,但提供更高的数据速率和更低的延迟。

 

  总之,评估不同LPWA技术在特定应用场景下的适用性和效率需要综合考虑其技术特性、应用场景的具体需求、成本效益、网络性能、安全性、可靠性和部署成本等多个因素。


 

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