對低功耗廣域網絡NB-IoT你要知道的問題
本文是VT Network公司的商業拓展主管Patrick Robinson針對低功耗廣域網絡,尤其是NB-IoT的一些看法。作者正在運營者一張Sigfox的網絡,有一些低功耗廣域網絡運營經驗。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,故發布本文,供業內同仁來探討。
起源
Patrick在無線領域工作了16個年頭,隨著無線技術的成熟,尤其是基于物聯網的低功耗廣域網絡(LPWAN)發展,這一市場上有各種各樣媒體宣傳內容,其中不乏夸大成分。我們讀過很多文章,有讓我們覺得衛星能灼傷我們的大腦,有說移動電話可能引起腦瘤,大多數的文章源于對技術理解有限。目前,對于低功耗廣域網絡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在這一生態系統中的地位,也很有必要了解一下各類不同的LPWAN技術互相之間的評價。
澄清一些問題
窄帶物聯網(NB-IoT)是3GPP的R13的重要課題,這一標準核心協議在2016年6月凍結。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絡中產生影響,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的標題,實際上這在一定程度上會誤導讀者。

就低功耗廣域網絡技術來說,我們可以探討一下授權頻譜系列技術,在授權頻譜系列產品一般會被稱為移動物聯網技術(Mobile Internet of Things),且可以分為4方面技術:
(1) “頭號人物”是LTECat 1,這一詞匯首次出現在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技術實現實時在線。
(2)接下來出現的是LTE Cat 0,在3GPP R12中實現,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絡技術上的嘗試,研究人員做了大量的工作。
(4)最后出現的是NB-IoT,實際應該使用其正式的名字“LTE Cat NB1”,其連接速率為250kbps。當3GPP R13版本商用部署時,這將是其系列技術中最主要應用方向。
對NB-IoT的六個質疑
我們清楚意識到新聞報道中的一些夸張性的內容。當我們看到一些針對窄帶物聯網試商用的新聞時,我們應該辨別清楚是對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容,有些是涉及不同技術如LoRa、Sigfox和NB-IoT之間互相向對方提出的質疑。主要包括以下幾方面:
質疑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、調頻設備替代中波設備、無線電話機消滅移動電話這樣的傳說,當然不可能。技術發展是有其背后的原因的,這點我們應該深信不疑。面對一個模糊的市場空間,數以億計的投資和商用案例可以說明市場選擇,所有不同的技術發明都是值得尊重的,都可以應用在各種案例中。NB-IoT將在明年或后年實現大規模商用部署,它對于ATM、EPOS設備、智能醫療、信息采集以及其他需要持續連接的設備非常適用,未來演進將包括實時連接、低時延,相當部分設備都有直流或交流電源。Sigfox是超窄帶架構,LoRa是超寬帶架構。(譯者注:原作者這段論述有些不妥,對NB-IoT的應用場景和未來演進貌似并不正確)
質疑2:NB-IoT設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還沒有商用設備。不過,如果我們看看Sigfox,它已經有大量的商用設備,但很少敢保證其電池壽命可以持續十年。Sigfox的設備可以做到發送電流低至25mA,意味著其只有一般蜂窩設備千分之一的耗電。Sigfox也有幀中繼特點,一些設備可以數年睡眠,僅僅在固定時間醒來做一些程序性的數據傳輸,如資產追蹤類設備可持續使用1-6年。如此來看,那些需要更多連接的設備如何保障10年電池壽命?
質疑3:NB-IoT已經到來
又一次錯了。Sigfox已經來到人們身邊,在8個國家實現全覆蓋,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,可以幫助基礎設施供應商針對一些故障來調整其系統。更多觀點認為大規模商用產品和大規模的商用部署要到2018年,2017年我們只會看到少量國家的商用網絡,且主要是通過一些定制化的產品來部署的。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用。
質疑4:NB-IoT可以實現廣泛的全方位覆蓋
一些國家的網絡效果會好于其他國家,由于NB-IoT將基于LTE網絡部署,它的覆蓋效果優于現有3G網絡。如果你想了解你所在國家NB-IoT的覆蓋效果,不妨將4G網絡的室外覆蓋作為參照物,看看本國農村的覆蓋率。對于很多國家的網絡來說,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。

質疑5:NB-IoT意味著更多廉價的傳感器
與NB-IoT相關的專利授權費用的存在,意味著它不可能帶來比沒有專利授權設備更低的成本。Sigfox設備在很多案例中已有規模化應用,比如我們經歷了降至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,一些便攜式干擾設備僅需200美元,而且在公開市場上可以買到。FDD系統支持NB-IoT,所有FDD的設備都會被干擾的。


