广覆盖、低功耗、大连接、低成本?理性看待NB-IoT/LoRa

[导读] “广覆盖、低功耗、大连接、低成本”似乎是低功耗广域网络(LPWAN)宣传的标配,不论是基于授权频谱的NB-IoT,还是非授权频谱LoRa、Sigfox、RPMA等技术,都会把这些标签贴在自己身上,往往还会拿一些具体指标和同类技术对比以验证自己更有优势。

对NB-IoT/LoRa落地中的一些问题,是时候需要理性看待,理性解决,而不是还在宣传“广覆盖、低功耗、大连接、低成本”和那几个惊人数字这些“烂大街”的内容。

LoRa01

“广覆盖、低功耗、大连接、低成本”似乎是低功耗广域网络(LPWAN)宣传的标配,不论是基于授权频谱的NB-IoT,还是非授权频谱LoRa、Sigfox、RPMA等技术,都会把这些标签贴在自己身上,往往还会拿一些具体指标和同类技术对比以验证自己更有优势。过去两年里,笔者一直致力于跟踪、推广低功耗广域网络在物联网的普及,不过今天从另一个角度,对这些技术的宣传“吐槽”一下。在笔者看来,“广覆盖、低功耗、大连接、低成本”标签宣传的背后,有着不少商用的“坑”,我们需要理性看待、理性推进技术普及。

口号式宣传开始“烂大街”,但背后实际问题更需明确

相信随便问一个物联网的从业者,他们都能回答出低功耗广域网络“广覆盖、低功耗、大连接、低成本”的四大“口号式”特点,当然不仅仅是口号,还把其量化了,比如:比GSM覆盖增强100倍、电池使用寿命10年、单站点5-10万连接、5美金模组成本。不论是带有形容词的口号,还是这些数字,都非常好记,这些宣传口径的设计在低功耗广域网络问世初期确实对其快速普及产生重大作用。

LoRa02

不过,经过这两年的推进,目前市场对NB-IoT、LoRa等技术的认知度已经非常高了。但我们看到大量的论坛、研讨会、线上推文等各种形式中传递的内容仍然是那些“广覆盖、低功耗、大连接、低成本”的口号式宣传,以及实现这些特点的背后原理,或者是所谓的抄表、停车等案例的简单介绍。试想一下,一辆汽车设计最高时速220公里、百公里最低油耗4升,但我自己实际开车时速最高只能达到130公里,因为超过该速度汽车会很难控制,而实际油耗是7升,因为只有那些开车大神才能达到4升油耗,如果还在不断强调220公里、4升油耗似乎就比较多余了。类似的,不考虑物联网实际部署情况,仍在不断重复低功耗广域网络的那些特点和数据,无疑成为一些“烂大街”的口号,其实我们更要讨论的是物联网应用落地过程中能够达到那些特点需要跳过的“坑”。

值得关注的一些“坑”

笔者和一些从业者交流过程中,发现NB-IoT/LoRa等应用落地过程中仍有不少障碍,而局外人往往会忽视,从而形成一些“深坑”。

(1)以偏概全,造成无所不能的假象

在各种场合中,对低功耗广域网络能够应用的领域,往往给出的智慧城市、公用事业、智慧照明、智慧农业、智慧物流、智能工业、智能家居、智慧医疗等大量的领域,几乎囊括了国民经济的各行各业。各个行业确实都有低功耗广域网络应用的场景,但各行业中都有多样化的连接需求,即使是具体的场景也需要多种连接来支持以保证可靠性,仅NB-IoT或LoRa并不一定能够完全覆盖连接需求,但不少宣传中会避实就虚,给人一种无所不能的感觉。

LoRa03

在各类应用中,低功耗广域网络的四大特点应该有明确的业务定位,比如,该类技术更适合那些低频次、小数据包以及时延不敏感的业务;由于低功耗终端的特点,网络更适合上行为主的应用,不断优化的半双工、Class B等技术让按需下行也能够得到一定保障;也是由于低功耗和定位特征,该技术适合跟踪类或辅助定位应用。类似这些业务定位的内容更应该向产业界来传递,而不是那些“烂大街”的口号和数字。

(2)无视业务模型的差别,强调10年电池寿命的假象

有了具体的业务定位,也需考虑实际落地中的业务模型,因为即使是同一终端、同样数据上报的需求,但业务模型不一样,可能NB-IoT/LoRa这些低功耗广域网络技术就不一定适用。举例来说,同样是一台净水器需要监测使用次数和水量等数据,在家用的时候采用NB-IoT比较适合,但在体育场、机场等公共场所采用NB-IoT就不适合,因为家用的频率并不高,设备每天仅上报少量数据,但在公共场所中使用频率极高,每天需要频繁上报数据,NB-IoT网络可能长时间无法处于节电状态,其低功耗的特点无法发挥。

从这个案例来看,低功耗广域网络终端功耗和业务模型的关系非常大,而不少人仍然在没有任何业务模型假设情况下宣传“10年电池寿命”。这个“10年”是有很多条件的,以下内容说明了10年电池寿命的由来:

资料来源:华为

资料来源:华为

可以看出,在不少业务模型假设情况下,包括每天上报次数不超过24次,每次不超过200字节的数据量等,电池寿命可以达到10年以上。这样的特征,对于无线抄表类业务非常合适,对于一些数据量小但上报频率非常高的应用,综合分析后可能GPRS性价比更好。因此,没有业务模型的假设一直强调超低功耗,无异于不顾路况和车辆性能一味强调汽车时速220公里一样。我们更需要给业界传递类似业务模型和功耗之间关系的内容,而不是简单的“10年”这个数字。

(3)实际网络环境复杂程度和广覆盖、大连接的落差

不论是NB-IoT还是LoRaWAN网络,其部署的难度和成本都小于传统的2G/3G/4G蜂窝网络,但是,它们所面对的是千奇百怪物与物的连接,网络部署完成后,能否做到有效的连接,其中影响的因素比人与人通信的网络更多。一些复杂的通信环境,可能让具体实施的人们会“怀疑”低功耗广域网络的“100倍覆盖增强、5-10万连接”的特点。

与传统蜂窝网络不同,对运营商级低功耗广域网络的测试方式非常有限。当人与人通信的网络部署完成后,只要拿上手机或类似手机的设备,在人们主要活动的区域走一遍,不论是语音还是数据业务都能够获得准确的测试结果;但低功耗广域网络的场景不同,不少涉及到地下、建筑内、水底等场所,而且类似场所中不同环境对网络信号衰减的影响差别很大,不可能把这些场所都测试到,因此在部署过程中无法保证完全广覆盖、大连接。

LoRa05

举例来说,就无线抄表应用中,北方农村的水表大多数都安装在地下1米深的水表坑中,以防止冬天水表冻裂,对于一些用复合材料的水表井,不少实测的数据发现信号会有5-10dB的衰减,而一些加盖铁皮的水表井又有不少信号衰减,这样的环境让NB-IoT/LoRa的广覆盖特性发挥程度有限。又如,规模化终端(远远达不到5万的量级)同时上报数据时,会产生网络拥塞。这些环境是测试手段无法穷尽的。

当然,这些实际环境并不能否定“广覆盖、大连接”的特点,只是各种复杂环境让实际指标和理论指标的落差太大。未来需要不断去探索,逐渐缩小落差,但各种复杂环境的解决方案的探索比那些口号式宣传更有意义。

(4)轻松的口号式宣传背后是执行人员夜以继日的心血

前不久,通信自媒体comobs发布一篇推文,是一位华为工程师回顾在德国电信做NB-IoT演示Demo的历程。为了做好一个NB-IoT停车演示Demo,华为的工程师们在德国电信的停车场累计重复做了1000次测试,排查了传感器、频谱、射频、核心网、App服务器、交换机等问题,做了大量客户的工作,在经历诸多劫难之后,最终项目成功。用他的原话说:

上千次是什么概念?平均开车验证一次,需5分钟,上千次,就意味着一周之内,我们在客户的停车场开了83个小时。该举动把保安和当地警察局都惊动了——以为我们是恐怖分子大半夜在埋炸弹。白天为了不影响停车场正常使用,我们只能在夜里见缝插针进行测试,才引起了这样的误会。

这只是初期的一个演示,低功耗广域网络商用的周期很长,未来落地过程中会遇到各类问题,需要执行的人员和用户一起解决,可能是大量的夜以继日的劳动。笔者也在想,过多的理想指标的宣传,会不会给前方执行落地队友“挖坑”?

正视问题,解决问题

当然,笔者并不是唱衰低功耗广域网络的发展前景,近三年来笔者所撰写的文章大部分都是对这方面的观察和评论,也非常看好其前景。不过,在目前这个时间点上,业界需要更多探讨NB-IoT/LoRa等技术落地中产生的问题,不回避问题和障碍,未来这一领域的论坛、研讨会、媒体撰文内容应该更多是把落地的问题拿到台面上来讨论,理性看待问题,理性解决问题。而不是还在宣传“广覆盖、低功耗、大连接、低成本”和那几个惊人数字这些“烂大街”的内容,否则真是在给物联网商用过程不断“挖坑”了。

未经允许不得转载:数智网 » 广覆盖、低功耗、大连接、低成本?理性看待NB-IoT/LoRa

分享到: 更多