一、NB-IOT物联网网络组成有哪些呢？
包括NB-IOT终端、NB-IOT基站、NB-IOT分组核心网、物联网连接管理平台和工业应用服务器。要发展NB-IOT网络，就要升级现有网络基站以支持NB-IOT服务，部署专用于NB-IOT服务的EPC(CloudEdge)，并部署新的物联网连接管理平台。
物联网连接管理平台功能：为各种传感器和SIM卡提供数据采集和管理功能，可以将数据开放给第三方应用系统，让各种应用快速搭建自己的物联网服务。
二、什么是NB-IOT基站?
NB-IOT基站是构成移动通信蜂窝小区的基本单元，主要完成移动通信网络与UE之间的通信和管理功能。换句话说，通过运营商网络连接的NB-IOT用户终端设备必须在基站信号的覆盖范围内才能通信。
基站不是孤立存在的，而是网络架构的一部分，是连接移动通信网络和UE的桥梁。基站通常由机房、信号处理设备、室外射频模块、接收和发送信号的天线、GPS和各种传输电缆组成。
三、NB-IOT物联网基站是如何通信的呢？
通过COAP协议或UDP协议链接：
COAP协议：MCU(NB设备)-NB模块(UE)-eNode-核心网-物联网平台-APP服务器-移动终端应用
UDP协议：MCU(NB设备)-NB模块(UE)-eNode-核心网-UDP服务器-移动终端
数据上报作为物联网应用过程中最基本的一环，有5大步骤实现数据上报流程：
1、数据采集
南侧设备采集数据，按照自定义规则进行编码，例如：将温湿度实时数据编码为000102；
2、设备编码设备将编码后的数据通过串口以AT命令的形式发送给NB-IoT模块或SoftRadio模拟器，
3、自动封装NB-IoT芯片/模块或SoftRadio仿真器收到AT命令后，会自动将净荷封装成CoAP协议报文发送给预配置物联网平台；
4、数据收集物联网平台收到数据后，会自动解析CoAP协议包，根据设备配置文件找到匹配的编解码器插件，解析负载，解析成与设备配置文件中描述的业务匹配的json数据；
5、数据获取应用服务器通过北向数据查询接口(RESTful)获取平台上的数据。同时，也可以提前调用订阅接口订阅数据变更，然后平台会向所有数据变更发送POST消息。
NB-IOT的网络架构
一、NB-iot网络架构
整个NB-IoT网络架构分为五个部分：终端，无线网络，核心网络（EPC），IoT支持平台和应用服务器。
二、NB-iot网络架构简介1.终端
主要通过空中接口连接到基站。终端方面主要包括工业终端和NB-IoT模块。工业应用环境更加复杂，工业终端也有所不同，除了芯片，模块，传感器接口，NB-IoT模块等，还包括无线传输接口，软SIM设备，传感器接口等。
2.无线网络侧包含两种分组网络方法，一种是单运行（单无线电接入网络），其中包括2G/3G/4G和NB-IoT无线网络。另一个是建立NB-IoT。它主要负责空中接口连接处理，小区管理等相关功能。它通过S1-lite接口连接到IoT核心网络，并将未连接的层数转发到上层元处理。
3.核心网络网络组件包括两种分组网络方法，一种是集成演进分组核心网络（EvolvedPacketC）数据传输方法，即2G/3G/4G核心网络。核心网络通过IoTEPC网络元素以及GSM，UITRAN和LTE公共EPC支持NB-IoT和eMTC用户访问。
4.物联网支持平台归属位置寄存器（HLR），定位控制和计费规则功能单元（pcrf）
5.应用服务器IoT数据的最终聚集点，可根据客户需求执行数据处理和其他操作。
三、数据传输方式
为了将IoT数据发送到应用程序，蜂窝网络（CIoT）在EPS中定义了两种优化方案：
- 优化CIoTEPS用户界面功能（用户平面CIoTEPS优化）
- CIoTEPS控制平面功能优化（控制平面功能优化）
如上图所示，红线代表CIoTEPS控制平面功能优化解决方案，蓝线代表CIoTEPS用户平面功能优化解决方案。
1.CIoTEPS控制界面功能的优化
上行链路数据从eNB（CIoTRAN）发送到MME。在此，传输路径分为两种分支数据传输模式。
- 通过sgw转发到PGW，并转发到应用程序服务器。
- 通过服务能力公开功能（scef）连接到应用程序服务器。（仅对应于非IP数据传输，下行数据传输路径相同，方向相反）
注意：MME：MobilityManagement，移动性管理实体（信令实体）访问网络的关键控制节点。负责空闲模式下的UE跟踪和寻呼控制。通过与归属用户服务器（HSS）的信息交换，完成了用户身份验证功能。
- sgw：负责服务GW，服务网关和用户数据包的路由和传输。对于空闲的UE，sGW是下行数据路径的末尾，并在下行数据到达时触发UE的寻呼。
- PGW：PacketDataNetworkgateway，PDN网关（分组数据网络网关）在UE和外部分组数据网络的连接点之间提供接口转发，并对服务执行下游服务级别计费。
- scef：新近推出的专用于nb-IOT配置校正，可控地传输非IP数据包以及为网络服务（例如身份验证）提供抽象接口的工具。
在这种条件下，由于可以接在信道无线电承载上发送分组，就不需要再去建立数据无线电承载，所以这种解决方案在不频繁发送小数据包的方案中应用广泛。
2.优化CIoTEPS用户界面功能物理网络数据转发方案与常规数据通信相同。数据在无线承载上发送，从SGW转发到PGW，然后转发到应用服务。因此，该方法在建立连接时会产生开销，但是具有快速的分组序列传输的优点。此方法支持IP和非IP数据的传输。
总结
NB-IoT解决方案的价值在于覆盖范围广、深度大、功耗低、成本低、连接量大。由于它是在LTE的基础上开发的，所以可以通过使用许可的频段将其叠加到现有的2G/3G/LTE蜂窝网络上。
基于NB-IoT标准的优势和市场应用趋势可以看出，NB-IoT的商用条件已经成熟，整个产业链马上就会被触发。运营商、设备供应商、芯片制造商和终端制造商都在为商用做准备。
NB-IoT的应用场景和市场极其广泛和分散，涵盖智慧城市(智慧电表、智慧水表、智慧路灯)、智慧交通、智慧环境、SMAR能源灯、智能插座等)、消费电子、物品跟踪、工业控制、农业监测、安全和零售等领域预计将颠覆传统行业。但是，在前进的过程中，要打破各行业进入壁垒的“隐形”壁垒并非易事。同时，要建立NB-IoT商业模式，如何加快合作伙伴生态圈的建立，解决互操作性和一致性问题，也是一个持续的考验。
来源：亿佰特物联网实验室
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