emtc和nb iot區(qū)別詳解,運營商、芯片商合力推動NB-IoT商用進程

　　此前有報道稱，工信部正在擬定推動窄頻物聯網（NB-IoT）標準化，并對NB-IoT模塊外形、封裝以及針腳定義等提出新規(guī)范。業(yè)內人士認為，標準出臺后將促進物聯網規(guī)?；逃萌嫣崴伲瓉硇袠I(yè)成長爆發(fā)期。

　　工信部物聯網標準形成，將改變物聯網當前碎片化的現狀。在電信運營商、芯片廠商的支持下，NB-IoT的商用條件日趨成熟。

　　權威機構預測，截至2020年，全球將有400－800億的設備接入物聯網，與政府管理相關的設備有70多億，其中絕大部分需求來自智慧城市的連接需求?？梢灶A見，隨著物聯網產業(yè)布局日趨完善，智慧城市解決方案將進一步成熟。相輔相成，推進智慧城市建設也會帶動物聯網產業(yè)發(fā)展。

　　現在已經有確定的消息，中國聯通8月將全國商用NB-IoT，有業(yè)內人士無不擔憂的指出，1.8G NB-IoT產業(yè)鏈尚不成熟，預計中國聯通8月商用或許過于樂觀。

　　三大運營商都在積極推動NB-IoT商用進程加速

　　目前中國三大運營商都積極卡位，2017年或成為NB-IoT商用落地元年。中國信息通信研究院泰爾終端實驗室提出的“窄帶物聯網（NB-IoT）的終端模組”系列標準規(guī)范已通過送審稿，標志著業(yè)界NB-IoT模組系列規(guī)范取得階段性成果；全國首個物聯網開放實驗室在榕揭牌、窄帶物聯網開放實驗室在南京揭牌，則表明關鍵技術優(yōu)勢融入應用生活指日可待……物聯網發(fā)展勢不可擋，點燃了三大電信運營商的熱情，全國多地的NB-IoT商用項目紛紛上馬。

　　此前，中國移動已在江西鷹潭建成全國第一張地級市全局覆蓋NB－IoT網絡；江蘇移動也與華為公司共同展示了智能停車業(yè)務。

　　中國電信已完成第一階段實驗室主流廠家無線、核心及終端互聯互通測試，預計今年6月末全網覆蓋，啟動基于LTE800M網絡的NB-IoT試商用，為萬物互聯奠定基礎。

　　中國電信進行了深圳水務、深圳燃氣試點商用，NB-IoT產業(yè)鏈也實現了芯片/模組的規(guī)模出貨，但這遠遠不夠。如何構建一張NB-IoT精品網絡，打造開放合作的生態(tài)系統將成為影響NB-IoT商用發(fā)展的基礎。

　　據悉，5月10日/12日，中國電信將分別在深圳和北京進行NB-IoT產業(yè)的相關推進，為6月端到端的商用打下基礎。

　　在5月15日，中國聯通將在上海召開NB-IoT網絡試商用暨物聯網生態(tài)論壇，中國聯通將推動NB-IoT終端產業(yè)聯盟的成立，聯合芯片、模組等產業(yè)推動1.8G NB-IoT的成熟。

　　與此同時，中國聯通將在上海掛牌NB-IoT開放實驗室。對于這座部署了超過2000站全域覆蓋的城市而言，中國聯通開放實驗室有利于芯片、模組、平臺、網絡、終端的成熟，對于打造端到端的業(yè)務應用，推動產品的測試認證、業(yè)務的研發(fā)孵化將起到相當重要的作用。

　　海思、高通、展訊等將實質推動NB-IoT進展，海思2017年年內的NB-IoT芯片將支持包括聯通1.8G的商用；2018年，高通將推出極低成本NB-IoT芯片，之前的MDM9206多模芯片將在5月支持NB-IoT商用；展訊在年內推出NB-IoT芯片的基礎上，2018年將推出eMTC+NB-IoT多模芯片；中興微將在9月推出商用NB-IoT芯片產品。

　　無論是6月中國電信端到端NB-IoT全網商用，還是中國聯通8月實現全國NB-IoT商用接入，從目前階段性的測試結果看，NB-IoT還有諸多問題有待產業(yè)共同推進解決。

　　因此，不難理解包括中國電信、聯通等近期對于NB-IoT發(fā)展的強大推動力，而這些舉措也被業(yè)界某些觀點誤解為是NB-IoT供給側的一頭熱。

　　中國電信、聯通在NB-IoT領域的高舉高打，也正在加速中國移動在NB-IoT、eMTC領域的測試。

　　根據目前eMTC國內的推進進展看，eMTC產業(yè)鏈成熟度落后于NB-IoT約半年之久。另有業(yè)內人士表達了擔憂，如果中國移動徹底倒向eMTC將不利于NB-IoT產業(yè)的整體發(fā)展。

　　NB-IoT與eMTC的區(qū)別詳解

　　某運營商人士客觀的認為，無論技術成熟度，還是模組成本，當下業(yè)界對于NB-IoT的正面效應被放大了，但從長遠看，業(yè)界還是低估了NB-IoT的價值。

　　不過，業(yè)內也有偏激觀點認為，從多家大T的商用選擇策略看，NB-IoT已實質已經出局，LoRa、eMTC規(guī)模商用將會成為趨勢。

　　在這里我們來詳細分析：

　　憑借廣覆蓋、大容量、低功耗、低成本等優(yōu)勢，窄帶物聯網（NB-IoT）被認為是最適合物聯網商用部署的技術。自去年6月核心標準凍結以來，NB-IoT發(fā)展全面提速。電信運營商加快布局網絡建設，設備商、終端廠商大力推進NB-IoT技術發(fā)展，包括智能抄表、智慧停車、智慧家庭、智慧農業(yè)等在內的各種應用紛紛落地。同時，我國首張區(qū)域全覆蓋的NB-IoT網絡也在江西鷹潭建成?？梢钥吹?，隨著商用芯片等關鍵技術的成熟以及產業(yè)鏈的日漸完善，NB-IoT的規(guī)模部署漸行漸近，一個前所未有的龐大市場正在開啟。

　　伴隨移動通信技術的不斷發(fā)展，全球物聯網即將迎來快速發(fā)展。在國際運營商中， AT&T、Verizon、KDDI、KPN、Orange、NTT DoCoMo、Telefonica、Telstra、Telus等都先后開展了eMTC的商用。在我國，中國電信率先起跑，在確立了800MHz組網能力之后，計劃建設30萬NB-IOT基站。中國聯通與Jasper簽訂雙排他協議，早早確定了NB-IOT作為發(fā)展方向。而最早提出發(fā)展物聯網的中國移動，卻在NB-IoT 與eMTC之間徘徊不定，這中間的原因，主要是兩種制式各有所長，而中國移動TDD網絡也決定了其決策上的糾結性。

　　那么，與其他網絡制式相比NB-IoT 與eMTC優(yōu)勢何在，NB-IoT 與eMTC之間又展開了怎樣的十輪技術苦戰(zhàn)？

　　三大主戰(zhàn)場

　　在物聯網的建網中，有非常多的應用場景需要滿足。NB-IoT 與eMTC的PK究竟從哪里開始？基于物聯網應用對于速率、時延及可靠性等的要求，NB-IoT 和eMTC的三大戰(zhàn)場分別是低時延高可靠性業(yè)務、中等需求業(yè)務、LPWA業(yè)務。

　　戰(zhàn)場一：低時延、高可靠性業(yè)務。該類業(yè)務對吞吐率、時延或可靠性要求較高，其典型應用包含車聯網、遠程醫(yī)療等。

　　戰(zhàn)場二：中等需求類業(yè)務。該類業(yè)務對吞吐率要求中等或偏低，部分應用有移動性及語音方面的要求，對覆蓋與成本也有一定的限制，其典型業(yè)務主要有智能家防，可穿戴設備等。

　　戰(zhàn)場三：LPWA（Low Power Wide Area）業(yè)務。LPWA業(yè)務的主要特征包括低功耗、低成本、低吞吐率、要求廣（深）覆蓋且所涉終端數量巨大，其典型應用包含抄表、環(huán)境監(jiān)控、物流、資產追蹤等。

　　在以上各類業(yè)務中，LPWA業(yè)務由于連接需求巨大，是全球各運營商爭奪連接的主要市場。因而，NB-IoT 與eMTC之間較量的主戰(zhàn)場也就是LPWA。

　　各路對手的“軟肋”

　　在物聯網網絡制式的“混戰(zhàn)”中，NB-IoT 與EMTC為什么能夠最終勝出，走到最后？

　　目前，業(yè)界存在多種可承載LPWA類業(yè)務的物聯網通信技術，如GPRS、LTE、LoRa、Sigfox等，但這些技術普遍存在如下問題：

　　1、終端續(xù)航時長無法滿足要求，如GSM終端待機時長（不含業(yè)務）僅20天左右，在一些LPWA典型應用如抄表類業(yè)務中更換電池成本高，且某些特殊地點如深井、煙囪等更換電池很不方便。

　　2、無法滿足海量終端的應用需求。物聯網終端的一大特點就是海量，因此需要網絡能夠同時接入大量用戶，而現在針對非物聯網應用設計的網絡無法滿足同時接入海量終端的需求。

　　3、典型場景網絡覆蓋不足，例如深井、地下車庫等覆蓋盲點，室外基站無法實現全覆蓋。

　　4、成本高。對于部署物聯網的企業(yè)來說，選擇LPWA的一個重要原因就是部署的低成本。智能家居應用主流通信技術是WiFi，WiFi模塊雖然本身價格較低，已經降到了10元人民幣以內了，但支持WiFi的物聯網設備通常還需無線路由器或無線AP做網絡接入，或只能做局域網通信。而蜂窩通信技術對于企業(yè)來說部署成本太高，國產最普通的2G通信模塊一般在30元人民幣以上，而4G通信模塊則要200元人民幣以上。

　　5、傳輸干擾大。這主要針對的是非蜂窩物聯網技術，其基于非授權頻譜傳輸，傳輸干擾大，安全性差，無法確?？煽總鬏?。

　　上述這些問題已經成為制約LPWA業(yè)務發(fā)展的因素，而與這些網絡制式相比，NB-IoT 與EMTC優(yōu)勢較為明顯。

　　兩大“強者”展開較量

　　在與其他技術PK的同時，NB-IoT 與eMTC也在技藝上進行了大比拼，從主要技術特點上看，雙方進行了十輪苦戰(zhàn)。

　　一、覆蓋

　　NB-IOT：設計目標是在GSM 基礎上覆蓋增強20dB。以144 dB 作為GSM 的最大耦合路損，NB-IoT 設計的最大耦合路損為164 dB。其中，其下行主要依靠增大各信道的最大重傳次數以獲得覆蓋上的增加。通過上行覆蓋增強技術，盡管NB-IoT 終端上行發(fā)射功率（23 dBm）較GSM（33 dBm）低10 dB，其傳輸帶寬的變窄及最大重復次數的增加使其上行可工作在164 dB 的最大路損下。

　　eMTC：其設計目標是在LTE 最大路損（140 dB）基礎上增強15 dB 左右，最大耦合路損可達155 dB。該技術覆蓋增強主要依靠信道的重復，其覆蓋較NB-IoT 差9dB 左右。

　　總結來看，NB-IoT 覆蓋半徑約是GSM/LTE 的4 倍，eMTC覆蓋半徑約是GSM/LTE 的3 倍，NB-IoT 覆蓋半徑比eMTC大30%。NB-IoT 及eMTC覆蓋增強可用于提高物聯網終端的深度覆蓋能力，也可用于提高網絡的覆蓋率，或者減少站址密度以降低網絡成本等。

　　二、功耗

　　多數物聯網應用都由于地理位置或成本原因，存在終端不易更新的問題，因此功耗對于物聯網終端在特殊場景中能否商用，起到非常重要的作用了。

　　NB-IoT：在3GPP 標準中的終端電池壽命設計目標為10 年。在實際設計中，NB-IoT 引入eDRX 與PSM 等節(jié)電模式以降低功耗，該技術采用了降低峰均比以提升功率放大器（PA）效率、減少周期性測量及僅支持單進程等多種方案提升電池效率，以達到10 年壽命的設計預期。但在實際應用中，NB-IoT 的電池壽命與具體的業(yè)務模型及終端所處覆蓋范圍密切相關。

　　eMTC：在較理想的場景下，電池壽命預期也可達10 年水平，其終端也引入了PSM 與eDRX 兩種節(jié)電模式，但是實際性能還需后續(xù)在不同場景中做進一步評估、驗證。

　　三、模組成本

　　NB-IoT：采用更簡單的調制解調編碼方式，以降低存儲器及處理器的要求；采用半雙工方式、無需雙工器、降低帶外及阻塞指標等一系列方法。在目前市場規(guī)模下，其模組成本可達5 美金以下，在今后市場規(guī)模擴大的情況下，規(guī)模效應有可能使其模組成本進一步下降，具體金額及時間進度，由產業(yè)發(fā)展的速度而定。

　　eMTC：在LTE 基礎上，針對物聯網應用需求對成本進行了一定程度的優(yōu)化。在市場初期部署規(guī)模下，其模組成本可低于10 美金。

　　四、連接數

　　連接數是影響物聯網大規(guī)模應用的關鍵因素。

　　NB-IoT：設計之初所定目標為5 萬連接數/小區(qū)，根據初期計算評估，目前版本可基本達到要求。但是否可達到設計目標取決于小區(qū)內各NB-IoT 終端業(yè)務模型等因素，需后續(xù)進一步測試評估。

　　eMTC：其連接數并未針對物聯網應用做專門優(yōu)化，目前預期其連接數將小于NB-IoT技術，具體性能需后續(xù)進一步測試評估。

　　五、后續(xù)需增強的功能

　　定位功能：在NB-IoT技術的R13 版本中，為降低終端的功耗，在系統設計時，并未設計PRS 及SRS。因此，目前NB-IoT 僅能通過基站側E-CID 方式定位，精度較低。未來的升級中將進一步考慮增強定位精度的特性與設計。

　　多播（multi-cast）功能：在物聯網業(yè)務中，基站有可能對大量終端同時發(fā)出同樣的數據包。在NB-IoT 的R13 版本中，無相應多播業(yè)務，在進行該類業(yè)務時需逐個向每個終端下發(fā)相應數據，浪費大量系統資源，延長整體信息傳送時間。在R14 版本中，有可能對多播特性進行考慮，改善相關性能。

　　移動性/業(yè)務連續(xù)性增強功能：R13 中NB-IoT 主要針對靜止/低速用戶設計、優(yōu)化，不支持鄰區(qū)測量上報，因此無法進行連接態(tài)小區(qū)切換，僅支持空閑態(tài)小區(qū)重選。R14 階段會增強UE 測量上報功能，支持連接態(tài)小區(qū)切換。

　　六、語音支持能力

　　標清與高清的VoIP 語音， 其語音速率分別為12.2kbps 與23.85 kbps。即全網至少需提供10.6 kbps 與17.7 kbps 的應用層速率，方可支持標清與高清的VoIP語音。

　　NB-IoT：其峰值上下行吞吐率僅為67 kbps 與30 kbps，因此，在組網環(huán)境下，無法對語音功能進行支持。

　　eMTC：其 FDD 模式上下行速率基本可滿足語音的需求，但從產業(yè)角度來看，目前支持情況有限，對于eMTC TDD 模式，由于上行資源數受到限制，其語音支持能力較eMTC FDD 模式弱。

　　七、移動性管理

　　NB-IoT：在R13 版本下，其連接態(tài)下無法進行小區(qū)切換或重定向，僅能在空閑態(tài)下進行小區(qū)重選。在后續(xù)版本中，產業(yè)界有可能針對某些垂直行業(yè)需求，提出連接態(tài)移動性管理需求。

　　eMTC：由于該技術是在LTE 基礎上進行優(yōu)化設計，可支持連接態(tài)小區(qū)切換。

　　八、網絡部署對現網影響

　　網絡部署的難易程度和網絡組建成本是運營商在決策過程中，最重要考慮的問題。

　　NB-IOT：對于未部署LTE FDD的運營商，NB-IOT 的部署更接近于全新網絡的部署，將涉及無線網及核心網的新建或改造及傳輸結構的調整。同時，若無現成空閑頻譜，則需對現網頻譜（通常為GSM）進行調整（Standalone 模式），因此實施代價相對較高。而對于已部署LTE FDD 的運營商，NB-IoT 的部署可很大程度上利用現有設備與頻譜，其部署相對簡單。但無論是依托哪種制式進行建設，都需要獨立部署核心網或升級現網設備。

　　eMTC：若在現網已部署4G 網絡基礎上再部署eMTC網絡，在無線網方面，可基于現有4G網絡進行軟件升級，在核心網方面，同樣可通過軟件升級實現。

　　九、業(yè)務模式

　　NB-IoT：在覆蓋、功耗、成本、連接數等方面性能占優(yōu)，但無法滿足移動性、中等速率以及語音等業(yè)務需求，比較適合低速率且移動性要求較低的LPWA 應用。

　　eMTC：在覆蓋及模組成本方面目前弱于NB-IoT，但在峰值速率、移動性、語音能力方面存在優(yōu)勢，適合于中等吞吐率、移動性或語音能力要求較高的物聯網應用場景。因此，有觀點認為eMTC網絡下應用場景更加豐富，應用與人的關系更加直接，也意味著ARPU值更高。

　　十、綜合性能

　　綜合而言，兩者確實是各有優(yōu)劣，在下面的圖表中可以看到詳細的指標對比。

　　小 結：

　　中國移動的技術路線選擇，對我國物聯網產業(yè)發(fā)展而言非常關鍵。一方面，中國移動苦于FDD牌照發(fā)放時間的不確定性，以及建設NB-IoT網絡的成本遠高于另外兩家，而遲遲下不了決心；另一方面有國際運營商加持的eMTC的確有獨特的優(yōu)勢。目前，兩種制式的規(guī)模尚未達到預期，使芯片和模組的價格居高不下，不利于產業(yè)發(fā)展。這些因素都影響著中國移動的選擇，而一旦選擇錯誤，機會成本與網絡成本都是巨大的。