NB-IoT是以中國(guó)運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備供應(yīng)商為主提出的一種LPWAN（Low Power Wide Area Network，即低功耗廣域網(wǎng)）。從去年開始，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商開始在國(guó)內(nèi)大規(guī)模推廣NB-IoT，但到目前為止發(fā)現(xiàn)了很多問題，市場(chǎng)進(jìn)度也不太理想。這種反差讓我去深入了解了下情況，于是在幾天前寫了篇文章，表達(dá)了我的觀點(diǎn)：NB-IoT定位很雞肋，基本沒有推廣的必要。
這篇文章在我的百家號(hào)和頭條號(hào)里發(fā)布，評(píng)論兩極分化，有贊同的，更多是反對(duì)的。反對(duì)的一方言辭一般都比較激烈，但他們的評(píng)論缺少有證據(jù)的質(zhì)疑，倒看到他們激動(dòng)和憤怒的情緒。我能夠理解這些人，因?yàn)镹B-IoT這種我國(guó)主導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)可能承載了他們太多的感情，所以我并不介意他們的言論。
但我相信我的結(jié)論，因?yàn)樗谶壿嫼褪聦?shí)。需要強(qiáng)調(diào)的是，我并沒有否認(rèn)NB-IoT是有著自己的創(chuàng)新的，它降低了終端的功耗，提高了信號(hào)的有效覆蓋范圍，并且可以共用現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施，但這種優(yōu)勢(shì)是相比傳統(tǒng)蜂窩技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2G、3G、4G等來說的，比它們更加適合低頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?chǎng)景，但并不是說在某些方面勝過他們就是一個(gè)好的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。
所以，我想今天再寫一篇文章，解釋得更加清楚些。
NB-IoT是一種無線網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，基于蜂窩技術(shù)，但針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用做了優(yōu)化
NB-IoT是一種無線網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸，能夠完成相同功能的無線通訊常見協(xié)議還有2G、3G、4G、5G、WiFi、LoRa、藍(lán)牙、Zigbee、Zigwave等等。
NB-IoT和2/3/4/5G等同屬蜂窩技術(shù)，但跟他們比起來，優(yōu)化了通訊協(xié)議，使其更加適合部分物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，最重要的指標(biāo)可能就是功耗了，NB-IoT與其他蜂窩技術(shù)相比，就是在這方面下了功夫。例如對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來說，由于不需要一直在線，所以可以在需要的時(shí)候連接網(wǎng)絡(luò)，平時(shí)不連接的時(shí)候就只要休眠就好，這可以有效地降低功耗；機(jī)器休眠了就要有喚醒機(jī)制，所以需要接收端或者發(fā)射端監(jiān)聽對(duì)方的信號(hào)，如何設(shè)計(jì)這個(gè)監(jiān)聽和相應(yīng)方式也對(duì)功耗非常重要；傳輸協(xié)議也跟功耗相關(guān)，例如TCP協(xié)議，這種協(xié)議是面向連接的，為了保證連接的可靠性，所以需要三次握手，這增加了連接的時(shí)間，當(dāng)然也增加了功耗，但UDP協(xié)議就不需要，因此單次連接功耗更低；無線通信中，發(fā)射功率和接收靈敏度對(duì)無線覆蓋的距離有較大的影響，在相同的覆蓋距離中，盡可能地降低發(fā)射端的發(fā)射功率和提高接收端的接收靈敏度也是降低功耗的一種重要手段，可以從調(diào)制方式、擴(kuò)頻等方面做工作；現(xiàn)實(shí)的環(huán)境相當(dāng)復(fù)雜，需要無線電波有一定的越障能力，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，頻率越低，越障能力越好，實(shí)際中相同的發(fā)射功率的情況下覆蓋距離越長(zhǎng)，因此，低頻的無線電波在覆蓋相同距離的情況下功耗可以更低。以上是主要的無線通訊在功耗優(yōu)化方面可以下功夫的地方。
NB-IoT基于蜂窩技術(shù)，需要復(fù)用2G等的基礎(chǔ)設(shè)施，雖然做了一些改進(jìn)，降低了功耗，比2G等更適合物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，這個(gè)無可否認(rèn)，但它在物聯(lián)網(wǎng)方面應(yīng)用與他的同門師兄弟比起來優(yōu)勢(shì)足不足夠大？有沒有其他成本更低、功耗差不多甚至更低的技術(shù)能夠替代它？這是有很大疑問的。事實(shí)上，NB-IoT在上述兩方面都缺少說服力。
NB-IoT與2/3/4G等比起來優(yōu)勢(shì)夠大嗎？
NB-IoT最大的優(yōu)勢(shì)之一就是能夠和人們常用的無線蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)共用部分硬件和其他基礎(chǔ)設(shè)施，而這些無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商也有現(xiàn)成的寶貴的頻譜資源，所以，NB-IoT網(wǎng)絡(luò)很適合移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商來建設(shè)。在最好的情況——現(xiàn)網(wǎng)RRU已經(jīng)具備支持NB-IoT協(xié)議的情況下，也是需要增加基帶板和光纖；如果現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備不支持的話，除了增加基帶板和光纖或者饋線/跳線外，還需要增加射頻硬件、天線等，這個(gè)成本算起來不算高，但問題是，現(xiàn)網(wǎng)2G等網(wǎng)絡(luò)的硬件已經(jīng)到位了，不需要另外增加，他們也是能夠承擔(dān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜蝿?wù)的，甚至速率更高，而且，如果終端使用2G等模塊，數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓牟⒉槐萅B-IoT高多少。
有人也許要說NB-IoT有睡眠機(jī)制（如PSM模式），2G等蜂窩技術(shù)沒有，但可以通過平時(shí)關(guān)機(jī)，需要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)自動(dòng)開機(jī)（加個(gè)低功耗MCU就可以啦）也可以達(dá)到類似的功耗效果；有人也許進(jìn)一步要說，如果2G頻繁開關(guān)機(jī)，網(wǎng)絡(luò)搜索要消耗更多能量，但請(qǐng)記住，NB-IoT也不適合數(shù)據(jù)傳輸頻繁的場(chǎng)景，NB-IoT終端在喚醒時(shí)，功耗也不比2G等模塊開關(guān)機(jī)小多少（主要在于信令開銷NB-IoT要比其他蜂窩技術(shù)少些），所以，兩者的實(shí)際表現(xiàn)差不多。從功耗表現(xiàn)來看，NB-IoT與設(shè)置了自動(dòng)開關(guān)機(jī)機(jī)制的2G等模塊相比，功耗表現(xiàn)并沒有提升多少，相差不大。
有人也許要說NB-IoT接收靈敏度更高（與其他蜂窩技術(shù)比，提高20db），覆蓋更好（覆蓋能力提升100倍）。看起來挺不錯(cuò)的，暫不論如何實(shí)現(xiàn)這樣的靈敏度的提升（是以犧牲其他性能為代價(jià)），我們的現(xiàn)實(shí)是，2G等網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)鋪設(shè)好了，NB-IoT卻需要添加新的設(shè)備甚至新建，現(xiàn)在要比覆蓋和成本的話，2G等網(wǎng)絡(luò)完勝。
有人也許要說，同頻段下，NB-IoT可支持的連接數(shù)要比2G等要多得多，這對(duì)海量的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來說很重要。但仔細(xì)看小區(qū)支持的連接數(shù)就會(huì)讓人頭暈，有說一個(gè)小區(qū)50K，有的說一個(gè)小區(qū)100K，200K一個(gè)小區(qū)居然也有人敢說。實(shí)際上，你不能說他們?nèi)鲋e，事實(shí)上，我可以說一個(gè)小區(qū)支持1000K連接都可以，為何？在PSM深度睡眠的模式下，無論多少物聯(lián)網(wǎng)連接，你保證在一段時(shí)間只有數(shù)百個(gè)終端醒著就行了，是不是很酸爽？實(shí)際測(cè)量中也只能支持800個(gè)以內(nèi)的工作連接，再多的話，它就擁塞得一塌糊涂（擁塞控制算法還不行啊）。和其他蜂窩技術(shù)相比，用戶容量并沒有太大的差別。2G等終端在關(guān)機(jī)的狀態(tài)下也不占用用戶容量，因此，按照NB-IoT的說法，2G等終端也可以支持一個(gè)小區(qū)50K、100K、200K的連接數(shù)！
如果考慮成本的話，2G等蜂窩網(wǎng)絡(luò)的覆蓋已經(jīng)非常完善，不需要新加成本，模塊成本也更加成熟更低，NB-IoT更談不上有什么優(yōu)勢(shì)了。
所以，結(jié)論出來了：NB-IoT與2/3/4G等比起來實(shí)際優(yōu)勢(shì)不光不大，很多方面似乎還不及。
有沒有比NB-IoT成本更低、功耗類似甚至更低的低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）？
NB-IoT的成本相比其同門師兄來說，主要吃虧在前者需要新添設(shè)備，后者覆蓋已經(jīng)非常完善，不需要增加覆蓋成本，在功耗上、連接數(shù)上由于針對(duì)低速率數(shù)據(jù)和低頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锫?lián)網(wǎng)典型場(chǎng)景做了優(yōu)化，前者還是比后者有一定的優(yōu)勢(shì)的，雖然如上段所說，優(yōu)勢(shì)并不大。但如果大家都新建的話，用在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域NB-IoT肯定比它的同門師兄們要更有優(yōu)勢(shì)些。
但是不是新建網(wǎng)絡(luò)的話，就沒有比NB-IoT更有優(yōu)勢(shì)的物聯(lián)網(wǎng)通訊方案么？答案當(dāng)然是有。
NB-IoT背負(fù)了家族的物聯(lián)網(wǎng)重任，但正因?yàn)槭浅鲇谕粋€(gè)家族，它繼承了家族的一些特點(diǎn)，例如良好的QoS，但蜂窩網(wǎng)絡(luò)需要同步、線性發(fā)射器的峰值電流較高等也被NB-IoT繼承下來了。而LoRa因?yàn)闆]有那么多的歷史包袱（當(dāng)然也深受老大哥SigFox影響，但由于SigFox本來也是針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景設(shè)計(jì)的，所以，不算大問題），可以更好地按照物聯(lián)網(wǎng)的場(chǎng)景去設(shè)計(jì)其特性，例如采用線性擴(kuò)頻技術(shù)提高抗干擾能力從而提高覆蓋能力等。所以，在相同的覆蓋距離下，LoRa的功耗相比于NB-IoT好了很多。在智慧停車應(yīng)用中，相同的電池容量，LoRa模塊差不多能夠支持12-18個(gè)月，NB-IoT差不多只能支持4-6個(gè)月。
成本上，NB-IoT由運(yùn)營(yíng)商部署了網(wǎng)關(guān)（基站），用戶只需要支付服務(wù)費(fèi)用和購買終端的費(fèi)用；LoRa一般由用戶自己布網(wǎng)，需要采購網(wǎng)關(guān)、終端，不需要支付服務(wù)費(fèi)。前者由于運(yùn)營(yíng)商補(bǔ)貼，用戶的終端成本基本和LoRa的終端成本差不多，平均來說，LoRa更低些。LoRa的網(wǎng)關(guān)成本稍高些，但考慮到一般自己部署LoRa網(wǎng)關(guān)的用戶，終端數(shù)量都很多，攤薄下來就不高了，而NB-IoT還需要每月支付服務(wù)費(fèi)用，對(duì)于大量終端來說，這可是很大的一個(gè)成本。終端的電池也是一個(gè)很大的開銷，在硬件的生命周期內(nèi)（按5年算吧），如果按照上段提到的停車應(yīng)用來看，NB-IoT要更換12-15個(gè)電池，LoRa只需要更換4到5個(gè)，電池成本就有很大的差距，不要談?dòng)纱藥淼木S護(hù)成本了。因此，最后算起來，LoRa的成本一般是更有優(yōu)勢(shì)。
因此，現(xiàn)階段看來，LoRa相比于NB-IoT是有一些優(yōu)勢(shì)的，所以國(guó)內(nèi)阿里巴巴、騰訊等都加入了LoRa的陣營(yíng)。但LoRa也存在自己致命的問題——它的頻段，為了追求更好的越障能力，LoRa使用的是sub-1G的頻段，這個(gè)頻段是非授權(quán)頻段，在某些國(guó)家更是被用于特殊用途，因此使用起來可能面臨著合法性和穩(wěn)定性的問題。我國(guó)的無線電管理局剛剛出來的《微功率短距離無線電發(fā)射設(shè)備技術(shù)要求（征求意見稿）》如果一旦付諸實(shí)施，無疑是對(duì)LoRa宣判了死刑，除非LoRa更改其工作頻段。
LoRa由于頻段被限，無法被大規(guī)模使用，因此，國(guó)內(nèi)實(shí)際上并沒有NB-IoT的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。但遺憾的是，NB-IoT推廣了一年多，雖然運(yùn)營(yíng)商有諸多補(bǔ)貼，市場(chǎng)反響依然不激烈?？梢?，NB-IoT很難擔(dān)當(dāng)起繁榮中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的重任。
中國(guó)需要新的、更低功耗、更適合中國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于這一點(diǎn)，其實(shí)我一點(diǎn)都不擔(dān)心，因?yàn)槲抑勒幸粋€(gè)新的物聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議正在設(shè)計(jì)中，一個(gè)超低功耗的物聯(lián)網(wǎng)SoC芯片也流片成功等著量產(chǎn)了。
