新里程碑！覆蓋距離長達100公里，NB-IoT向“無人區”延伸
物聯網的一個重要使命就是為更多無人值守的場景帶來數字化解決方案，這必然要求物聯網的網路能夠儘可能多地覆蓋“無人區”，網路運營商也期望其能夠提供更廣覆蓋的網路服務來提升使用者體驗。
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路基站中部署並測試了覆蓋距離長達100公里的NB-IoT資料連線，100公里的距離可以為大量人跡罕至的場所帶來連線服務，將物聯網的服務延伸至更多“無人區”。可以看出，在NB-IoT商用程序中，除了進一步提升對城市的深度覆蓋外，業界也高度關注NB-IoT的廣度覆蓋並提供普惠性的服務。
網路向“無人區”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網路連線，對於物聯網產業鏈來說也可能成為一個里程碑，在此基礎上物聯網企業可以將服務擴充套件到廣大的農村和偏遠地區。
實現100公里的覆蓋距離，愛立信是通過在NB-IoT現網上軟體升級來進行的，沒有對NB-IoT終端裝置做過任何改動，即沒有更換任何感測器、沒有安裝額外的基站、沒有新增晶片模組。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。
這一效能對於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、旅遊景區、自然保護區等地可以採用遠距離的物聯網方案來實現管理。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，地質監測、農牧場物聯網、河流湖泊治理、森林防火等重大專案都可以實施。
以地質監測為例，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，資料採集、傳輸的及時性很差，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測的地質災害易發點覆蓋到，在這種情況下，那些雨量計、水位計、位移測量儀等感測器採集的降雨、地下水、山體位移資料就能通過NB-IoT網路上傳，形成有效的地質災害預警物聯網解決方案。在類似的場景下，以往專案的痛點更多在於網路覆蓋距離不足，而百公里級基本滿足需求。
廣覆蓋的經濟性問題也需考慮
對於運營商來說，依靠軟體升級的方式將NB-IoT基站覆蓋能力提升一倍多的成本相對於硬體更新來說要低很多，但也需要從成本收益方面考慮經濟性問題。在筆者看來，此類技術方案並非所有主流運營商需要去採用，對於那些擁有大量農村、偏遠地區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業務範疇以及給使用者提供更多增值服務；但對於那些業務聚焦於主要城市的運營商來說可能並不是必需的，因為NB-IoT現網的能力基本滿足業務的需求。
眾所周知，在農村或廣闊的偏遠地區部署無線通訊網路，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於自然條件的限制。
筆者曾經看過一個海上4G基站的案例，由於江蘇南通沿海經濟作業區向黃海延伸範圍達數十公里以上，但陸地基站覆蓋距離的不足，無法有效滿足近海區域漁業養殖、港口船運等行業的通訊需求。江蘇移動於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公里的海域範圍，滿足了近海區域內的通訊需求。在這個專案中，主要克服的就是供電和回傳兩方面的門檻。
在供電方面，藉助的是沿海風力發電企業的專案資源，在離岸30公里的風力發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對周邊30公里海域的全部覆蓋；在回傳方面，採用風電企業的海底光纜將基站訊號回傳至核心網。可以說，這一海上無線網路覆蓋主要依靠海上風電企業的供電和回傳資源才能完成，也是以一種電信企業和電力企業資源共享合作的方式。
但是，大量的偏遠地區物聯網應用場所並不一定擁有類似於海上風電企業那樣現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，一些小型基站採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，當偏遠地區沒有4G訊號覆蓋或光線部署時，基站即使能夠收到感測器資料，依然無法回傳至平臺，達不到監測和遠端管理的效果。當基站覆蓋能力足夠遠時，可以將基站部署在有持續電源供電和回傳資源的通訊鐵塔或其他有一定高度的基礎設施上，保證數十公里感測器資料回傳至平臺。
無獨有偶，其他低功耗廣域網路也在不斷提升其覆蓋距離的極限，期待能夠儘可能直接收集終端節點資料。例如，荷蘭的TTN（The Thing Network）團隊在2017年一次鄉村音樂節期間，用氣球攜帶感測器終端，終端發射功率為25mW，測試其和LoRa閘道器間資料傳輸，結果氣球飛躍德國進入波蘭境內依然能被荷蘭閘道器能給接收，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。NB-IoT網路由於是由運營商部署，其回傳都是自有的資源；但LoRa網路尤其是一些在偏遠地區私有部署的LoRa網路，其回傳依賴於當地運營商的4G或光線資源才能實現，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，農村和偏遠地區的物聯網業務量較少，在這些場所進行網路部署時運營商要麼考慮成本收益的狀況，要麼考慮社會效益（如減少地震災害、森林火災等）。隨著物聯網的市場教育持續推進，百公里級的NB-IoT網路的經濟效益和社會效益會逐步發揮出來，未來物聯網網路部署會深度和廣度並重，讓廣大的農村和廣袤的“無人區”也能享受物聯網帶來的成果。