从共享单车的业务模型扒下NB-IoT、LoRa宣传的“面子”

是时候抛掉“广覆盖、低功耗、大连接、低成本”中那几个惊人数字的“烂大街”内容，因为用户最终会遗忘那些数字，但会关心其业务模型下的实际效果。

记得2013年底4G网络开始商用时，一个铺天盖地的宣传口径是4G可以达到最大的数据传输速率超过100Mbps，只需十几秒就可以下载一部高清电影。然而在过去的几年里，数亿的4G手机用户早就将这一宣传口径遗忘，而更关注实际的体验速率。同样，随着物联网商用加速，那些美好的宣传口径也会被遗忘，用户只关注体验和效果。两周前，笔者在《你被NB-IoT、LoRa等技术的宣传“坑”过吗？》一文中列举了一些宣传口径和实际效果偏差例子，今天继续从一个典型的业务模型来看低功耗广域网络在应用中面临的实际情况，而这些则需要撕开以往宣传中形成的高大上“面子”，去正视用户体验和实施效果。

一个典型业务模型下NB-IoT的表现

近日，中国移动5G联合创新中心发布了一系列创新成果，包括针对无人机、共享单车、智慧停车、跟踪器、边缘计算等研究报告，其中《创新研究报告——智能共享单车》中发布了一些在共享单车业务模型假设下NB-IoT应用的实际表现数据，对于NB-IoT的应用有一定的参考意义，这里引用其对功耗和连接测试的数据。

（1）功耗优化比GSM提升35%

首先是针对NB-IoT“低功耗”的性能，与GSM的功耗进行对比测试。根据共享单车业务模型，主要耗电是开关锁、周期上报、定位，假设开关锁频率为每天8次，每次关锁都会进行一次定位，周期上报是1小时，则24小时的功耗包括：8次开锁+8次关锁+25次周期上报+待机，最终测试的功耗为：

过程	平均耗电 （mAh）	次数	耗电 （mAh）
开锁	0.408	8	3.26
关锁	1.083	8	8.66
周期上报	0.524	24	12.58
待机			88.62
合计	113.4

测试下来每天的功耗为113.4mAh，假设电池容量为5800mAh，则续航时间为51天。

而对NB-IoT智能锁的测试中，由于其业务模型包含开关锁、定位和15分钟一次心跳包，在未优化的情况下测试的功耗比GSM提升了14%，在功耗优化的情况下其测试数据为：

过程	平均耗电 （mAh）	次数	耗电 （mAh）
开锁	0.085	8	0.68
关锁	0.760	8	6.08
心跳上报	0.085	96	8.18
待机			69.7
合计	86.6

测试下来每天的功耗为86.6mAh，假设电池容量为5800mAh，则续航时间为69天，相比GSM车锁提升了35%。

（2）容量在最高并发数下基本满足用户体验

由于NB-IoT具有“大连接”的特征，单个小区可接入数万个物联网终端数，而共享单车是迄今为止能够在单位覆盖下形成规模化连接的典型代表之一，因此根据其用户体验的要求对NB-IoT的容量的测试就显得很有意义。

《创新研究报告——智能共享单车》中对于共享单车容量的测试是基于摩拜单车数据平台统计的单基站控制器观测到的开锁次数，在现网情况下，高峰时段每小时开锁次数高达1400次。

共享单车一日开锁趋势（来源：中国移动5G联合创新中心）

因此，对于容量的测试就假设每辆单车开关锁频次最高每小时20次、单小区每小时开关锁最大并发数2000次的极端情况，并达到用户体验开关锁时延3秒钟左右，最终测试结果如下：

从测试数据来看，满足以上苛刻条件时，当单车都在网络覆盖较好的区域时，可以达到99%的用户开关锁时延小于3.5秒，即使只有部分处于覆盖较好区域，部分处于中等区域，依然可以做到98%的用户时延小于3.5秒。增加每小时并发数至2500-3000，最终仍能达到92%以上的3.5秒开关锁体验，基本满足用户体验需求。相对于2G/3G/4G单小区连接数小于1000，从这一测试数据来看，NB-IoT能够带来较大的提升。

巨大落差面前，何必死守那些所谓的“面子”

以上的测试数据可能会成为落地商用中实际的数据，仅从数字来看，这些有具体业务模型的数字与低功耗广域网络所宣传的那些“低功耗、大连接”的数字落差非常大。

（1）具体业务模型与宣传口径形成落差

从功耗来看，NB-IoT车锁比GSM车锁的功耗效率提升了35%，用5800mAh的电池能够支持69天。5800mAh相当于普通充电宝的容量，而报告中的测试数据只是假设每天8次开关锁，实际情况中有些高频使用的车辆每天使用频率可能超过8次。69天的电池寿命和宣传10年电池寿命相距甚远，就是和单车2-3年的生命周期也有很大差距。因此，此前在一些宣传口径中认为采用NB-IoT后，车锁在生命周期中都无需更换电池或充电就是一个“神话”，而目前各家新款的共享单车均装上了太阳能电板为车锁供电。共享单车有其特殊的业务模型，其他物联网应用也有自身的业务逻辑，根据自身业务模型设计后的功耗也会和宣传口径形成较大偏差。

从容量来看，目前的数据只是单个应用、每小时并发峰值2000-3000次可以实现用户体验，而我们看到的宣传口径是每小区连接数可以达到5万，两者之间还是有很大差距。NB-IoT需要承担大连接的任务，未来一个小区覆盖范围里NB-IoT网络所连接的可能除了共享单车外，还有大量的停车位地磁、井盖、路灯等固定的应用，加上一些采用NB-IoT的个人消费电子产品，混合起来业务模型更复杂、并发数量更高，对于网络的容量会提出更高的挑战。

举例来说，晚上下班高峰时段中，在一个小区内，共享单车、路灯控制、停车地磁都有可能集中上报数据，因为这个时间点里交通枢纽出行的人流量集中，也正是华灯初上的时候，加上一些随身携带的消费电子产品也有连接需求。在现有的环境下，共享单车单一业务2000-3000次并发连接能够实现，但所有业务都有类似并发连接时，或许会出现一些问题。

（2）撕下“面子”，客观的实际效果更有说服力

在笔者看来，我们没必要坚持那些所谓的宣传口径“面子”，虽然在实际业务模型下形成的最终效果和宣传口径落差巨大，但这些效果只要对用户的业务形成了提升、解决了用户某一方面的痛点，并且会持续优化，则是对物联网产业一种更有效的推进。

从业务提升角度来看，虽然NB-IoT车锁比GSM车锁的功耗效率只提升了35%，但从共享单车整体运营来看，这35%的功耗优化或许给外部供电的设计降低了难度、更好的辅助定位、减小元器件体积等。也就是说，虽然单一指标离宣传口径的理想值差距很大，但其对于应用的整体部署和运营形成一个撬动的作用。这个时候，用户对于所谓的10年电池寿命宣传口号并不在乎。

笔者认为低功耗广域网络的应用并不一定要做到面面俱到，即功耗、容量、覆盖、成本四个方面并不一定要全面、大幅度地超越原有的方案，在其他方面不落后的情况下，只要解决用户一个以上的痛点，就形成了业务提升。比如，某些应用本身就只有少量终端，不涉及容量问题，但对于穿透性要求很高，就可以针对需求来设计。

低功耗广域网络只是商用的初期，需要持续的优化才能逐渐形成一些理想化的状态，正如GSM网络通过20多年的商用和优化，才能够提供优质的话音质量一样。以网络容量来为例，3GPP标准中的容量模型给出定义，即假设基站间距是1700多米，小区覆盖面积0.86平方公里，用户的密集度是每平方公里1500多家用户，每用户有40个终端接入，最终实现单个小区理论连接数超过5万。但这个5万的连接数如何实现有效通信，取决于多个条件，虽然有窄带通信调度颗粒小、频谱效率高等固有的优势，但最重要的还是业务模型和用户分布模型，要根据每一类业务的上下行时间、频率要求，不同业务、不同用户分布情况进行统筹规划。

这样的工作并不是一蹴而就的，而是随着接入用户数量和连接数量进行长期动态优化，因此网络运营商和应用厂商需要更加密切的合作，达到网络容量和业务模型、用户分布的均衡，最终的结果可能离单小区5万的理想容量相差甚远。不过，在长期动态优化下，用户的业务运行得到有效支撑，谁还会去记得和纠结5万容量的大连接？

大规模物联网连接准备好了吗？

上月，中国移动在其全球合作伙伴大会上发布了2018年10亿元模组补贴计划，业内专家预计这一补贴计划将直接带动3000-5000万NB-IoT模组的出货量，而整个市场也因此形成撬动作用，最终会在2018年形成一定规模化的NB-IoT连接。大规模物联网连接是否准备就绪？

在低功耗广域网络支撑的大规模物联网即将到来的时候，需要产业界扒开以前宣传数字的“面子”，从业务模型出发、从实际应用困难出发，探讨一些真实的数字、直接的壁垒和给用户带来的客观提升。由于NB-IoT已有大范围连续部署的环境以及产业链主导企业的推动，基于NB-IoT的各类应用实际效果数据正在不断发布，而LoRa应用的部署中也需要基于业务模型进行实际问题探讨，期待未来更多具体问题的探讨。

大规模物联网没有预先验证的场所，也是一个不可逆的过程，需要有一个客观的宣传环境。还是之前那句话，是时候抛掉“广覆盖、低功耗、大连接、低成本”中那几个惊人数字的“烂大街”内容，因为用户最终会遗忘那些数字，但会关心其业务模型下的实际效果。

作者：赵小飞  来源：物联网智库