對低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)NB-IoT你要知道的問題

　　本文是VT Network公司的商業(yè)拓展主管Patrick Robinson針對低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)，尤其是NB-IoT的一些看法。作者正在運營者一張Sigfox的網(wǎng)絡(luò)，有一些低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)運營經(jīng)驗。在譯者看來，文中對NB-IoT的有些看法雖有些不妥，但其提出的一些問題也值得思考，故發(fā)布本文，供業(yè)內(nèi)同仁來探討。

　　起源

　　Patrick在無線領(lǐng)域工作了16個年頭，隨著無線技術(shù)的成熟，尤其是基于物聯(lián)網(wǎng)的低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)(LPWAN)發(fā)展，這一市場上有各種各樣媒體宣傳內(nèi)容，其中不乏夸大成分。我們讀過很多文章，有讓我們覺得衛(wèi)星能灼傷我們的大腦，有說移動電話可能引起腦瘤，大多數(shù)的文章源于對技術(shù)理解有限。目前，對于低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)的文章大量充斥各種屏幕，是時候去對一些常見的宣傳要點進行解釋。

　　為了揭開一些所謂的神話，我們有必要去了解一下什么是LPWAN，以及NB-IoT在這一生態(tài)系統(tǒng)中的地位，也很有必要了解一下各類不同的LPWAN技術(shù)互相之間的評價。

　　澄清一些問題

　　窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)是3GPP的R13的重要課題，這一標(biāo)準(zhǔn)核心協(xié)議在2016年6月凍結(jié)。目前NB-IoT只是R13中的一部分，它主要涵蓋了三方面的改進，這些可能在不同國家的不同網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生影響，而且R13中還涉及了eMTC以及 EC-GSM-IoT。很多文章對NB-IoT的描述常常冠以3GPP R13的標(biāo)題，實際上這在一定程度上會誤導(dǎo)讀者。

　　就低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來說，我們可以探討一下授權(quán)頻譜系列技術(shù)，在授權(quán)頻譜系列產(chǎn)品一般會被稱為移動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(Mobile Internet of Things)，且可以分為4方面技術(shù)：

　　(1) “頭號人物”是LTECat 1，這一詞匯首次出現(xiàn)在3GPP R8中，但稱其為低功耗還有些牽強，就像用鯡魚來喂哥斯拉一樣，根本無法實現(xiàn)其對功耗的要求。它的下行和上行速率分別為10Mbps和5Mbps，使用Mimo技術(shù)實現(xiàn)實時在線。

　　(2)接下來出現(xiàn)的是LTE Cat 0，在3GPP R12中實現(xiàn)，相對來說它有一定的改進，其帶寬有了10倍以上的下降，但功耗并未帶來大幅改善。

　　(3)接下來是eMTC，抑或叫LTE Cat M，這是首次在低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上的嘗試，研究人員做了大量的工作。

　　(4)最后出現(xiàn)的是NB-IoT，實際應(yīng)該使用其正式的名字“LTE Cat NB1”，其連接速率為250kbps。當(dāng)3GPP R13版本商用部署時，這將是其系列技術(shù)中最主要應(yīng)用方向。

　　對NB-IoT的六個質(zhì)疑

　　我們清楚意識到新聞報道中的一些夸張性的內(nèi)容。當(dāng)我們看到一些針對窄帶物聯(lián)網(wǎng)試商用的新聞時，我們應(yīng)該辨別清楚是對LTE Cat1、Cat0還是eMTC的試商用，有些并非是NB-IoT的試商用。

　　目前市場上確實充斥著對NB-IoT和其他LPWAN中的一些夸張性的內(nèi)容，有些是涉及不同技術(shù)如LoRa、Sigfox和NB-IoT之間互相向?qū)Ψ教岢龅馁|(zhì)疑。主要包括以下幾方面：

　　質(zhì)疑1：NB-IoT將消滅Sigfox和LoRa

　　不好意思，不會的。這讓我想起了無線電消滅電視機、調(diào)頻設(shè)備替代中波設(shè)備、無線電話機消滅移動電話這樣的傳說，當(dāng)然不可能。技術(shù)發(fā)展是有其背后的原因的，這點我們應(yīng)該深信不疑。面對一個模糊的市場空間，數(shù)以億計的投資和商用案例可以說明市場選擇，所有不同的技術(shù)發(fā)明都是值得尊重的，都可以應(yīng)用在各種案例中。NB-IoT將在明年或后年實現(xiàn)大規(guī)模商用部署，它對于ATM、EPOS設(shè)備、智能醫(yī)療、信息采集以及其他需要持續(xù)連接的設(shè)備非常適用，未來演進將包括實時連接、低時延，相當(dāng)部分設(shè)備都有直流或交流電源。Sigfox是超窄帶架構(gòu)，LoRa是超寬帶架構(gòu)。(譯者注：原作者這段論述有些不妥，對NB-IoT的應(yīng)用場景和未來演進貌似并不正確)

　　質(zhì)疑2：NB-IoT設(shè)備有十年期的電池壽命

　　果真這樣嗎?首先所有的說法都是理論上的，因為NB-IoT還沒有商用設(shè)備。不過，如果我們看看Sigfox，它已經(jīng)有大量的商用設(shè)備，但很少敢保證其電池壽命可以持續(xù)十年。Sigfox的設(shè)備可以做到發(fā)送電流低至25mA，意味著其只有一般蜂窩設(shè)備千分之一的耗電。Sigfox也有幀中繼特點，一些設(shè)備可以數(shù)年睡眠，僅僅在固定時間醒來做一些程序性的數(shù)據(jù)傳輸，如資產(chǎn)追蹤類設(shè)備可持續(xù)使用1-6年。如此來看，那些需要更多連接的設(shè)備如何保障10年電池壽命?

　　質(zhì)疑3：NB-IoT已經(jīng)到來

　　又一次錯了。Sigfox已經(jīng)來到人們身邊，在8個國家實現(xiàn)全覆蓋，并有16個國家正在快速部署。NB-IoT雖然宣稱到2017年年底可能會在60個國家和地區(qū)開始覆蓋，但目前只是做好場外試驗，這些試驗是對終端和基站的試商用驗證，可以幫助基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商針對一些故障來調(diào)整其系統(tǒng)。更多觀點認為大規(guī)模商用產(chǎn)品和大規(guī)模的商用部署要到2018年，2017年我們只會看到少量國家的商用網(wǎng)絡(luò)，且主要是通過一些定制化的產(chǎn)品來部署的。大量的文章給人一種印象，即NB-IoT計劃差不多就要上馬了，所有人只需等待，因為理論上來說其將帶來殺手級應(yīng)用。

　　質(zhì)疑4：NB-IoT可以實現(xiàn)廣泛的全方位覆蓋

　　一些國家的網(wǎng)絡(luò)效果會好于其他國家，由于NB-IoT將基于LTE網(wǎng)絡(luò)部署，它的覆蓋效果優(yōu)于現(xiàn)有3G網(wǎng)絡(luò)。如果你想了解你所在國家NB-IoT的覆蓋效果，不妨將4G網(wǎng)絡(luò)的室外覆蓋作為參照物，看看本國農(nóng)村的覆蓋率。對于很多國家的網(wǎng)絡(luò)來說，其覆蓋僅限于大都市。Sigfox一般既會計算所能覆蓋的人口比例，又會計算地域覆蓋率，以愛爾蘭為例，Sigfox宣稱覆蓋了97%的地理范圍，且延伸到海岸150公里之外。

　　質(zhì)疑5：NB-IoT意味著更多廉價的傳感器

　　與NB-IoT相關(guān)的專利授權(quán)費用的存在，意味著它不可能帶來比沒有專利授權(quán)設(shè)備更低的成本。Sigfox設(shè)備在很多案例中已有規(guī)?；瘧?yīng)用，比如我們經(jīng)歷了降至100美元的成本，一些大批量的場景下可降至50美元，再過1-2年，我們將看到整個設(shè)備價格降至20美元以下。NB-IoT不太可能有這樣的降價空間。

　　質(zhì)疑6：NB-IoT不會受到干擾

　　NB-IoT也會受到干擾，一些便攜式干擾設(shè)備僅需200美元，而且在公開市場上可以買到。FDD系統(tǒng)支持NB-IoT，所有FDD的設(shè)備都會被干擾的。