对低功耗广域网络NB-IoT你要知道的问题

　　本文是VT Network公司的商业拓展主管Patrick Robinson针对低功耗广域网络，尤其是NB-IoT的一些看法。作者正在运营者一张Sigfox的网络，有一些低功耗广域网络运营经验。在译者看来，文中对NB-IoT的有些看法虽有些不妥，但其提出的一些问题也值得思考，故发布本文，供业内同仁来探讨。

　　起源

　　Patrick在无线领域工作了16个年头，随着无线技术的成熟，尤其是基于物联网的低功耗广域网络(LPWAN)发展，这一市场上有各种各样媒体宣传内容，其中不乏夸大成分。我们读过很多文章，有让我们觉得卫星能灼伤我们的大脑，有说移动电话可能引起脑瘤，大多数的文章源于对技术理解有限。目前，对于低功耗广域网络的文章大量充斥各种屏幕，是时候去对一些常见的宣传要点进行解释。

　　为了揭开一些所谓的神话，我们有必要去了解一下什么是LPWAN，以及NB-IoT在这一生态系统中的地位，也很有必要了解一下各类不同的LPWAN技术互相之间的评价。

　　澄清一些问题

　　窄带物联网(NB-IoT)是3GPP的R13的重要课题，这一标准核心协议在2016年6月冻结。目前NB-IoT只是R13中的一部分，它主要涵盖了三方面的改进，这些可能在不同国家的不同网络中产生影响，而且R13中还涉及了eMTC以及 EC-GSM-IoT。很多文章对NB-IoT的描述常常冠以3GPP R13的标题，实际上这在一定程度上会误导读者。

　　就低功耗广域网络技术来说，我们可以探讨一下授权频谱系列技术，在授权频谱系列产品一般会被称为移动物联网技术(Mobile Internet of Things)，且可以分为4方面技术：

　　(1) “头号人物”是LTECat 1，这一词汇首次出现在3GPP R8中，但称其为低功耗还有些牵强，就像用鲱鱼来喂哥斯拉一样，根本无法实现其对功耗的要求。它的下行和上行速率分别为10Mbps和5Mbps，使用Mimo技术实现实时在线。

　　(2)接下来出现的是LTE Cat 0，在3GPP R12中实现，相对来说它有一定的改进，其带宽有了10倍以上的下降，但功耗并未带来大幅改善。

　　(3)接下来是eMTC，抑或叫LTE Cat M，这是首次在低功耗广域网络技术上的尝试，研究人员做了大量的工作。

　　(4)最后出现的是NB-IoT，实际应该使用其正式的名字“LTE Cat NB1”，其连接速率为250kbps。当3GPP R13版本商用部署时，这将是其系列技术中最主要应用方向。

　　对NB-IoT的六个质疑

　　我们清楚意识到新闻报道中的一些夸张性的内容。当我们看到一些针对窄带物联网试商用的新闻时，我们应该辨别清楚是对LTE Cat1、Cat0还是eMTC的试商用，有些并非是NB-IoT的试商用。

　　目前市场上确实充斥着对NB-IoT和其他LPWAN中的一些夸张性的内容，有些是涉及不同技术如LoRa、Sigfox和NB-IoT之间互相向对方提出的质疑。主要包括以下几方面：

　　质疑1：NB-IoT将消灭Sigfox和LoRa

　　不好意思，不会的。这让我想起了无线电消灭电视机、调频设备替代中波设备、无线电话机消灭移动电话这样的传说，当然不可能。技术发展是有其背后的原因的，这点我们应该深信不疑。面对一个模糊的市场空间，数以亿计的投资和商用案例可以说明市场选择，所有不同的技术发明都是值得尊重的，都可以应用在各种案例中。NB-IoT将在明年或后年实现大规模商用部署，它对于ATM、EPOS设备、智能医疗、信息采集以及其他需要持续连接的设备非常适用，未来演进将包括实时连接、低时延，相当部分设备都有直流或交流电源。Sigfox是超窄带架构，LoRa是超宽带架构。(译者注：原作者这段论述有些不妥，对NB-IoT的应用场景和未来演进貌似并不正确)

　　质疑2：NB-IoT设备有十年期的电池寿命

　　果真这样吗?首先所有的说法都是理论上的，因为NB-IoT还没有商用设备。不过，如果我们看看Sigfox，它已经有大量的商用设备，但很少敢保证其电池寿命可以持续十年。Sigfox的设备可以做到发送电流低至25mA，意味着其只有一般蜂窝设备千分之一的耗电。Sigfox也有帧中继特点，一些设备可以数年睡眠，仅仅在固定时间醒来做一些程序性的数据传输，如资产追踪类设备可持续使用1-6年。如此来看，那些需要更多连接的设备如何保障10年电池寿命?

　　质疑3：NB-IoT已经到来

　　又一次错了。Sigfox已经来到人们身边，在8个国家实现全覆盖，并有16个国家正在快速部署。NB-IoT虽然宣称到2017年年底可能会在60个国家和地区开始覆盖，但目前只是做好场外试验，这些试验是对终端和基站的试商用验证，可以帮助基础设施供应商针对一些故障来调整其系统。更多观点认为大规模商用产品和大规模的商用部署要到2018年，2017年我们只会看到少量国家的商用网络，且主要是通过一些定制化的产品来部署的。大量的文章给人一种印象，即NB-IoT计划差不多就要上马了，所有人只需等待，因为理论上来说其将带来杀手级应用。

　　质疑4：NB-IoT可以实现广泛的全方位覆盖

　　一些国家的网络效果会好于其他国家，由于NB-IoT将基于LTE网络部署，它的覆盖效果优于现有3G网络。如果你想了解你所在国家NB-IoT的覆盖效果，不妨将4G网络的室外覆盖作为参照物，看看本国农村的覆盖率。对于很多国家的网络来说，其覆盖仅限于大都市。Sigfox一般既会计算所能覆盖的人口比例，又会计算地域覆盖率，以爱尔兰为例，Sigfox宣称覆盖了97%的地理范围，且延伸到海岸150公里之外。

　　质疑5：NB-IoT意味着更多廉价的传感器

　　与NB-IoT相关的专利授权费用的存在，意味着它不可能带来比没有专利授权设备更低的成本。Sigfox设备在很多案例中已有规模化应用，比如我们经历了降至100美元的成本，一些大批量的场景下可降至50美元，再过1-2年，我们将看到整个设备价格降至20美元以下。NB-IoT不太可能有这样的降价空间。

　　质疑6：NB-IoT不会受到干扰

　　NB-IoT也会受到干扰，一些便携式干扰设备仅需200美元，而且在公开市场上可以买到。FDD系统支持NB-IoT，所有FDD的设备都会被干扰的。