NB-IoT數(shù)據(jù)連接網絡向“無人區(qū)”延伸

在今年9月底，愛立信和澳洲電訊（Telstra）成功地在澳洲電訊商用網絡基站中部署并測試了覆蓋距離長達100公里的NB-IoT數(shù)據(jù)連接，100公里的距離可以為大量人跡罕至的場所帶來連接服務，將物聯(lián)網的服務延伸至更多“無人區(qū)”。

物聯(lián)網的一個重要使命就是為更多無人值守的場景帶來數(shù)字化解決方案，這必然要求物聯(lián)網的網絡能夠盡可能多地覆蓋“無人區(qū)”，網絡運營商也期望其能夠提供更廣覆蓋的網絡服務來提升用戶體驗。

在今年9月底，愛立信和澳洲電訊（Telstra）就成功地在澳洲電訊商用網絡基站中部署并測試了覆蓋距離長達100公里的NB-IoT數(shù)據(jù)連接，100公里的距離可以為大量人跡罕至的場所帶來連接服務，將物聯(lián)網的服務延伸至更多“無人區(qū)”?？梢钥闯觯贜B-IoT商用進程中，除了進一步提升對城市的深度覆蓋外，業(yè)界也高度關注NB-IoT的廣度覆蓋并提供普惠性的服務。

網絡向“無人區(qū)”延伸，帶來更多場景

覆蓋距離達到100公里，這不僅是目前應用距離最長的NB-IoT網絡連接，對于物聯(lián)網產業(yè)鏈來說也可能成為一個里程碑，在此基礎上物聯(lián)網企業(yè)可以將服務擴展到廣大的農村和偏遠地區(qū)。

實現(xiàn)100公里的覆蓋距離，愛立信是通過在NB-IoT現(xiàn)網上軟件升級來進行的，沒有對NB-IoT終端設備做過任何改動，即沒有更換任何傳感器、沒有安裝額外的基站、沒有新增芯片模組。此前，3GPP標準下NB-IoT的覆蓋距離上限為大約40公里，而這一技術讓NB-IoT覆蓋距離增加了一倍多。

這一性能對于澳大利亞這樣的國家來說具有重要意義，作為國土面積幾乎覆蓋整個大洲且人口稀少的國家，大面積的農田、旅游景區(qū)、自然保護區(qū)等地可以采用遠距離的物聯(lián)網方案來實現(xiàn)管理。若這一技術能夠進一步推廣至其他國家運營商，則為運營商提升其廣覆蓋能力帶來低成本的解決方案。在百公里級覆蓋能力的加持下，地質監(jiān)測、農牧場物聯(lián)網、河流湖泊治理、森林防火等重大項目都可以實施。

以地質監(jiān)測為例，大量的地質災害的源頭雖然在荒無人煙的地方，但地質災害發(fā)生時會對周邊造成嚴重的人員傷亡和財產損失，當前主要的防控措施仍依靠人工方式，數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)募皶r性很差，尤其是對一些人煙稀少的場所預警遠遠不夠。當NB-IoT具備上限100公里的覆蓋距離時，在很大程度上能夠將大部分需要監(jiān)測的地質災害易發(fā)點覆蓋到，在這種情況下，那些雨量計、水位計、位移測量儀等傳感器采集的降雨、地下水、山體位移數(shù)據(jù)就能通過NB-IoT網絡上傳，形成有效的地質災害預警物聯(lián)網解決方案。在類似的場景下，以往項目的痛點更多在于網絡覆蓋距離不足，而百公里級基本滿足需求。

廣覆蓋的經濟性問題也需考慮

對于運營商來說，依靠軟件升級的方式將NB-IoT基站覆蓋能力提升一倍多的成本相對于硬件更新來說要低很多，但也需要從成本收益方面考慮經濟性問題。在筆者看來，此類技術方案并非所有主流運營商需要去采用，對于那些擁有大量農村、偏遠地區(qū)站址資源和客戶的運營商來說，將其NB-IoT基站覆蓋能力提升至100公里對其有很大意義，通過基站升級可以擴大這些運營商在農村和偏遠地區(qū)業(yè)務范疇以及給用戶提供更多增值服務；但對于那些業(yè)務聚焦于主要城市的運營商來說可能并不是必需的，因為NB-IoT現(xiàn)網的能力基本滿足業(yè)務的需求。

眾所周知，在農村或廣闊的偏遠地區(qū)部署無線通信網絡，最大的兩個問題是基站的供電和回傳資源兩方面，這方面的門檻更多在于自然條件的限制。

曾經看過一個海上4G基站的案例，由于江蘇南通沿海經濟作業(yè)區(qū)向黃海延伸范圍達數(shù)十公里以上，但陸地基站覆蓋距離的不足，無法有效滿足近海區(qū)域漁業(yè)養(yǎng)殖、港口船運等行業(yè)的通信需求。江蘇移動于2017年在南通如東洋口港開通了全國首個海上4G基站，該基站部署在離岸30公里海域，能夠覆蓋黃海近海60公里的海域范圍，滿足了近海區(qū)域內的通信需求。在這個項目中，主要克服的就是供電和回傳兩方面的門檻。

在供電方面，借助的是沿海風力發(fā)電企業(yè)的項目資源，在離岸30公里的風力發(fā)電平臺和升壓平臺上安裝了4G基站，通過風電塔完成供電實現(xiàn)對周邊30公里海域的全部覆蓋；在回傳方面，采用風電企業(yè)的海底光纜將基站信號回傳至核心網。可以說，這一海上無線網絡覆蓋主要依靠海上風電企業(yè)的供電和回傳資源才能完成，也是以一種電信企業(yè)和電力企業(yè)資源共享合作的方式。

但是，大量的偏遠地區(qū)物聯(lián)網應用場所并不一定擁有類似于海上風電企業(yè)那樣現(xiàn)成的供電和回傳資源，基站的覆蓋能力就成為能否提供服務的瓶頸。目前，一些小型基站采用太陽能的方式在一定程度上解決了供電問題，但回傳依然是瓶頸，當偏遠地區(qū)沒有4G信號覆蓋或光線部署時，基站即使能夠收到傳感器數(shù)據(jù)，依然無法回傳至平臺，達不到監(jiān)測和遠程管理的效果。當基站覆蓋能力足夠遠時，可以將基站部署在有持續(xù)電源供電和回傳資源的通信鐵塔或其他有一定高度的基礎設施上，保證數(shù)十公里傳感器數(shù)據(jù)回傳至平臺。

無獨有偶，其他低功耗廣域網絡也在不斷提升其覆蓋距離的極限，期待能夠盡可能直接收集終端節(jié)點數(shù)據(jù)。例如，荷蘭的TTN（The Thing Network）團隊在2017年一次鄉(xiāng)村音樂節(jié)期間，用氣球攜帶傳感器終端，終端發(fā)射功率為25mW，測試其和LoRa網關間數(shù)據(jù)傳輸，結果氣球飛躍德國進入波蘭境內依然能被荷蘭網關能給接收，傳輸距離達到702公里。不過，在筆者看來，這個試驗也是在基站有充足的電源供應和回傳資源條件下才能實現(xiàn)。NB-IoT網絡由于是由運營商部署，其回傳都是自有的資源；但LoRa網絡尤其是一些在偏遠地區(qū)私有部署的LoRa網絡，其回傳依賴于當?shù)剡\營商的4G或光線資源才能實現(xiàn)，因此即使終端和基站之間的接入網部分可以達到超長距離，其基站仍然需要部署在有回傳資源的場所。

當然，農村和偏遠地區(qū)的物聯(lián)網業(yè)務量較少，在這些場所進行網絡部署時運營商要么考慮成本收益的狀況，要么考慮社會效益（如減少地震災害、森林火災等）。隨著物聯(lián)網的市場教育持續(xù)推進，百公里級的NB-IoT網絡的經濟效益和社會效益會逐步發(fā)揮出來，未來物聯(lián)網網絡部署會深度和廣度并重，讓廣大的農村和廣袤的“無人區(qū)”也能享受物聯(lián)網帶來的成果。