揭秘下一代物聯(lián)網(wǎng)：NB-IOT和eMTC的分別和發(fā)展趨勢
最近的資本異動(dòng)顯示，大量的資本開始像洪水一般涌向一個(gè)領(lǐng)域-下一代物聯(lián)網(wǎng)?？芍^一場饕餮盛宴即將開始。根據(jù)Machina Research的預(yù)測，到2025年，所有物聯(lián)網(wǎng)連接中的72%將使NB-IOT，Wi-Fi、藍(lán)牙、Zigbee這樣的短距離傳輸技術(shù)。蜂窩物聯(lián)網(wǎng)連接到2025年將達(dá)到220億個(gè)（2015年底這一數(shù)字為3.34億），雖然屆時(shí)5G可能已經(jīng)大規(guī)模商用，但是其中大部分仍將基于LTE技術(shù)。 據(jù)市場研究公司IDC預(yù)測，2020年全球物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)量將接近300億左右。物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模預(yù)期在2020年前將以每年16.9%的速度增長，全球物聯(lián)網(wǎng)市場到2020年將增長至1.7萬億美元。而其他業(yè)界廠商則估計(jì)，到2025年物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)量將在500億至1000億之間。顯然物聯(lián)網(wǎng)將是一個(gè)非常巨大的市場，同時(shí)也成為了眾多廠商的必爭之地。 不一樣于智能手機(jī)等移動(dòng)終端設(shè)備，物聯(lián)網(wǎng)市場對于移動(dòng)性、數(shù)據(jù)傳輸速度的要求都相對較低，所以之前使用在物聯(lián)網(wǎng)市場的主要還是2G/3G網(wǎng)絡(luò)。不過很快，兩種窄帶LTE技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)eMTC以及NB-IoT將成為物聯(lián)網(wǎng)使用新的主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 在中國，NB-IOT發(fā)展快速，各個(gè)運(yùn)營商群雄逐鹿，在運(yùn)營商和設(shè)備制造商的積極推動(dòng)下，各地NB-IoT試點(diǎn)商用迎來密集發(fā)展期。中國電信、華為合作，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化NB-IoT智能抄表系統(tǒng)、分布式大氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的端到端打通。 中國移動(dòng)近日宣告正式啟動(dòng)了蜂窩物聯(lián)網(wǎng)能力儲(chǔ)備工作，并完成了第一階段物聯(lián)網(wǎng)能力儲(chǔ)備方案，現(xiàn)已進(jìn)入實(shí)施階段。與此同時(shí)，中國電信也宣告與青島市人民政府戰(zhàn)略合作協(xié)議簽署暨新一代物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）正式商用啟動(dòng)儀式在青島舉行。據(jù)工信部數(shù)據(jù)預(yù)測，到2020年，我國將基本形成具備國際競爭力的物聯(lián)網(wǎng)體系，包括感知制造、網(wǎng)絡(luò)傳輸、智能信息服務(wù)在內(nèi)的總體產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過1.5萬億元。
NB-IOT
特別是NB-IoT，早在2015年9月的RAN全會(huì)上，就已經(jīng)被3GPP確定為窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。2016年6月16日，NB-IoT技術(shù)協(xié)議獲得了3GPP 無線接入網(wǎng)（RAN）技術(shù)規(guī)范組會(huì)議通過。從立項(xiàng)到協(xié)議凍結(jié)僅用時(shí)不到8個(gè)月，成為史上建立最快的3GPP標(biāo)準(zhǔn)之一。在9月完成性能標(biāo)準(zhǔn)制定和12月完成一致性測驗(yàn)后，NB-IoT即可進(jìn)入商用階段。 去年3月，3GPP也正式宣告eMTC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并已經(jīng)在R13版本發(fā)布。同時(shí)，作為未來窄帶5G物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，eMTC和NB-IoT會(huì)根據(jù)今后的技術(shù)、使用場景等的發(fā)展隨著LTE協(xié)議共同演進(jìn)。 NB-IoT和eMTC作為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域最具潛力的兩項(xiàng)技術(shù)，可適用于智能家居、共享單車、物流追蹤、智能抄表、智慧樓宇、智能穿戴、廣域物聯(lián)、工業(yè)物聯(lián)等典型使用場景。 全球運(yùn)營商好急，加速布局下一代物聯(lián)網(wǎng) 全球有19家運(yùn)營商在部署NB-IoT，估計(jì)2017年年底，NB-IoT商用網(wǎng)絡(luò)將達(dá)到25個(gè)。歐洲和亞洲大部分會(huì)優(yōu)先在2017年部署NB-IoT。北美市場重點(diǎn)聚焦在eMTC商用，其后才是NB-IoT。北美優(yōu)先推動(dòng)eMTC商用主要是因?yàn)槠?G網(wǎng)絡(luò)部署在低頻上，商用eMTC相對更為容易。而歐洲及中國三大運(yùn)營商的4G網(wǎng)絡(luò)則建設(shè)在高頻上，這對于部署NB-IoT更適合網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。現(xiàn)在國內(nèi)的三大運(yùn)營商在積極部署NB-IoT的同時(shí)，也在力推eMTC。 不過從商用角度來看，在國內(nèi)NB-IoT顯然是會(huì)更快。相對于國內(nèi)其他運(yùn)營商來說，中國電信的動(dòng)作似乎更快。據(jù)了解， 2016年12月中國電信的NB-IoT項(xiàng)目正式啟動(dòng)，籌備測驗(yàn)資源、制定總體方案和測驗(yàn)規(guī)范；2017年1月完成了NB-IoT試驗(yàn)網(wǎng)工程建設(shè)；2017年3月完成場外試驗(yàn)。根據(jù)中國電信的規(guī)劃，到2017年6月，中國電信將完成端到端業(yè)務(wù)運(yùn)營級測驗(yàn)驗(yàn)證，完成NB-IoT全網(wǎng)部署，正式啟動(dòng)商用化工作。與此同時(shí)，中國電信也在積極推動(dòng)eMTC。按照中國電信的目標(biāo)，今年年底，將會(huì)展開eMTC試商用，2018年將會(huì)實(shí)現(xiàn)eMTC正式商用?！ 「鶕?jù)中國聯(lián)通的規(guī)劃，其將采用900MHz+1800MHz頻段來部署NB-IoT，其中農(nóng)村將以900M為主?，F(xiàn)在中國聯(lián)通的NB-IoT已經(jīng)在十多個(gè)城市進(jìn)行了部署試驗(yàn)，提供了包括像對于智能抄表、智能路燈、智能停車等使用的支持。中國聯(lián)通估計(jì)將會(huì)在8月實(shí)現(xiàn)在全國具備NB-IoT商用接入能力。而在去年年底前，中國聯(lián)通在北京就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)網(wǎng)下的eMTC數(shù)據(jù)傳輸。對于eMTC商用，中國聯(lián)通將進(jìn)行4個(gè)城市的規(guī)模試點(diǎn)，2018年適時(shí)部署eMTC。 從各個(gè)運(yùn)營商部署的策略不難看出，不管是eMTC還是NB-IoT，運(yùn)營商的都沒有忽視，并且貫徹著兩手都要抓并且兩手都硬的思想。從eMTC和NB-IoT的各自的特點(diǎn)出發(fā)，NB-IoT采用FDD半雙工，沒有移動(dòng)性，支持VoLTE，滿足成本高效、時(shí)延不敏感、低數(shù)據(jù)量、深度覆蓋用例的需要；而eMTC采用FDD/TDD半雙工，具有有限移動(dòng)性到全移動(dòng)性，能夠支持VoLTE，可以滿足高可靠性、關(guān)鍵業(yè)務(wù)型和低時(shí)延用例需要。 兩者有所覆蓋但更多是相互補(bǔ)充，結(jié)合兩種技術(shù)的優(yōu)勢，將滿足更廣泛的場景需要。運(yùn)營商對兩者都不敢懈怠的原因還有另一個(gè)，就是NB-IoT和eMTC有望成為5G的一部分，3GPP針對5G mMTC場景，會(huì)首先評估NB-IoT/eMTC及其增強(qiáng)是否滿足5G指標(biāo)，若滿足則將其作為5G標(biāo)準(zhǔn)方案。不要急，告訴你NB-IoT和eMTC的分別 前面說到，NB-IoT和eMTC都屬于窄帶LTE技術(shù)，這也意味著它們可以利用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施和頻譜，不過相比現(xiàn)有的LTE網(wǎng)絡(luò)來說，NB-IoT和eMTC在傳輸速率上都進(jìn)行了大大的降低。 NB-IoT運(yùn)用的帶寬大約為200KHz，支持100Kbps以下速率傳輸?shù)土髁繑?shù)據(jù)；而eMTC技術(shù)則運(yùn)用的是1.4MHz帶寬，最高數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)1Mbps。 而這也使得終端和核心網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性進(jìn)一步降低，可實(shí)現(xiàn)更低功耗延長電池續(xù)航時(shí)間，通過冗余傳輸實(shí)現(xiàn)更深覆蓋。完全符合現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對于傳輸速率要求不高，低功耗、低成本的需要。 NB-IoT技術(shù)具有以下優(yōu)勢： 1）超低功耗：由于NB-IoT聚焦小數(shù)據(jù)量、低速率使用，因此NB-IoT設(shè)備功耗可以做到非常小，設(shè)備電池續(xù)航時(shí)間可以從過去的幾個(gè)月大幅提升到幾年甚至十年以上； 2）強(qiáng)連接：穿墻能力上比Cat.4 LTE提升20dB增益，在同一基站的情況下，NB-IoT可以比現(xiàn)有無線技術(shù)提供50-100倍的接入數(shù)。一個(gè)扇區(qū)能夠支持10萬個(gè)連接，支持低延時(shí)敏感度、超低的設(shè)備成本、低設(shè)備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)； 3）安全性：繼承4G網(wǎng)絡(luò)安全能力，支持雙向鑒權(quán)以及空口嚴(yán)格加密，確保用戶數(shù)據(jù)的安全性； 4）深度覆蓋：能實(shí)現(xiàn)比GSM高20db的覆蓋增益，相當(dāng)于提升了100倍覆蓋區(qū)域能力； 5）穩(wěn)定可靠：能提供電信級的可靠性接入，有效支撐IoT使用和智慧城市搞定方案。 6）低成本：NB-IoT構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò)，可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò)，以降低部署成本、實(shí)現(xiàn)平滑升級；同時(shí)低速率、低功耗、低帶寬同樣給NB-IoT芯片以及模塊帶來低成本優(yōu)勢。NB-IOT優(yōu)勢
與NB-IoT技術(shù)相比，eMTC同樣具有以上諸多特點(diǎn)，不過在信號覆蓋深度（穿墻能力比Cat.4 LTE提升15dB增益）、功耗、成本上則不一樣于NB-IoT。不過eMTC優(yōu)勢則在于傳輸速率更快，更低延時(shí)（100ms級，NB-IoT是秒級），支持移動(dòng)性、FDD、定位、支持VoLTE語音通信等。不過，當(dāng)3GPP Release 14標(biāo)準(zhǔn)的NB -IoT 出來之后也能夠支持定位和一定的移動(dòng)性等特點(diǎn)?！ 纳厦娴慕榻B，我們不難看出，eMTC和NB-IoT各具優(yōu)勢，并在特點(diǎn)上有一定的覆蓋，同時(shí)很難有非常清晰的界限。對于二者的關(guān)系，高通認(rèn)為，兩項(xiàng)技術(shù)之間是互補(bǔ)的關(guān)系，并各自適用于不一樣的物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用情境，但NB-IOT在產(chǎn)業(yè)布局和生態(tài)鏈上更具備先天優(yōu)勢。 芯片商忍不住了！各家大戰(zhàn)芯片產(chǎn)品：多模才是未來趨勢？ 面對著巨大的物聯(lián)網(wǎng)市場，以及運(yùn)營商對于NB-IoT和eMTC的力推，各大物聯(lián)網(wǎng)芯片廠商自然也不會(huì)錯(cuò)過這場盛宴。 這些芯片廠商的在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的舉動(dòng)之一就是通過和運(yùn)營商和合作伙伴一起推動(dòng)LTE物聯(lián)網(wǎng)在中國的發(fā)展。以高通為例，2016年11月，高通聯(lián)合中國移動(dòng)和愛立信，啟動(dòng)國內(nèi)首個(gè)Cat-M1測驗(yàn)；2016年12月，高通與中移物聯(lián)網(wǎng)有限公司簽署諒解備忘錄；同一月，高通還聯(lián)合中國聯(lián)通和愛立信，完成基于Cat-M1標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸；今年3月，高通與華為合作，首次打通TDD Cat-M1標(biāo)準(zhǔn)空口 First Call。 除了攜手運(yùn)營商和合作伙伴，各大芯片廠商面對物聯(lián)網(wǎng)的不一樣的運(yùn)用場景和需要還推出了各自的物聯(lián)網(wǎng)芯片。 作為NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)的參與制定者，華為海思現(xiàn)在正在不遺余力的力推NB-IoT芯片。據(jù)了解，華為的NB-IoT芯片Boudica 120芯片在6月底將大規(guī)模發(fā)貨，由ublox、移遠(yuǎn)合作提供NB-IoT商用模組。Boudica 150(支持1800M)今年二季度可以測驗(yàn)、第三季小批量商用、第四季大規(guī)模商用出貨。 此外，紫光展銳旗下的銳迪科推出的2G、NB-IoT雙模物聯(lián)網(wǎng)芯片RDA8909即將在6月量產(chǎn)。中興微電子的NB-IoT的芯片Wisefone7100也估計(jì)在今年二季度上市。 今年5月，摩拜單車和中國移動(dòng)研究院也開始與高通達(dá)成合作，啟動(dòng)中國首個(gè) eMTC/NB-IoT/GSM（LTE Cat M1/NB1和E-GPRS）多模外場測驗(yàn)，并將高通MDM920全球多模LTE IoT調(diào)制解調(diào)器使用到摩拜單車的智能車鎖上，以便更加精準(zhǔn)地的定位和識別可用單車、加快智能鎖開鎖速度，并對單車狀態(tài)連續(xù)監(jiān)測、實(shí)時(shí)管理?？蓪?shí)現(xiàn)對成本效益、低功耗、低帶寬、長達(dá)數(shù)年的電池續(xù)航時(shí)間和更廣覆蓋的支持。 同樣作為NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)的參與制定者，高通的策略則與華為等廠商的策略不一樣。在高通看來，物聯(lián)網(wǎng)多模是趨勢，NB-IoT與eMTC這兩項(xiàng)技術(shù)將相互補(bǔ)充。如果采用全球NB-IoT+eMTC雙模的方式，將會(huì)充分發(fā)揮兩種技術(shù)的優(yōu)勢，彌補(bǔ)雙方的不夠。 雖然多模多頻的IoT芯片在成本上要相對較高（現(xiàn)在NB-IoT的成本也一直沒有降下來），但這對于模塊OEM廠商來說，可以很容易做到支持全球各種模式以及各種頻段要求的模塊，可以避免僅支持單一NB-IoT或eMTC所帶來的市場風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)楝F(xiàn)在這兩項(xiàng)技術(shù)都還處于發(fā)展初期，未來發(fā)展還具有很大的不確定性。所以，能夠同時(shí)支持NB-IoT和eMTC的多模多頻方案在現(xiàn)在看來是比較保險(xiǎn)的，而且這也有點(diǎn)像現(xiàn)在手機(jī)市場的走向――“全網(wǎng)通”。 對于mobike來說，只采用MDM9206一款芯片就可以實(shí)現(xiàn)各家運(yùn)營商的eMTC和NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的支持，這樣不僅可以極大的降低采購成本和部署成本，也可以降低設(shè)備維護(hù)上的復(fù)雜度。另外，得益于MDM9206對于多模（比如在歐洲eMTC網(wǎng)絡(luò)更為成熟）以及全球多頻段的支持，也有利于摩拜后續(xù)進(jìn)一步開拓海外市場。 高通與上游網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商中國移動(dòng)研究院以及mobike這個(gè)共享單車市場的領(lǐng)頭羊的合作，則可以讓MDM9206在共享單車運(yùn)用場景中發(fā)揮多模優(yōu)勢，為廣大用戶提供便捷的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的（現(xiàn)在摩拜單車平臺(tái)上運(yùn)營的智能單車已超過450萬量），更充分地發(fā)揮多模物聯(lián)網(wǎng)芯片的市場競爭力。通過攜手上下游企業(yè)，高通能全面推動(dòng)整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)發(fā)展，進(jìn)步全球多模物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展與部署。 值得注意的是，除了高通之外，英特爾和RDA也在朝著“全網(wǎng)通”方向部署。英特爾的XMM 7315也是一款支持NB-IoT和eMTC兩種標(biāo)準(zhǔn)的芯片，估計(jì)將會(huì)在今年下半年商用。RDA另一款支持eMTC、NB-IoT和GPRS的三模產(chǎn)品RDA8910也在準(zhǔn)備中，估計(jì)將于2018年二季度量產(chǎn)。 在各大通信巨頭紛紛將目光聚焦在物聯(lián)網(wǎng)多模芯片的時(shí)候，誰能更快的實(shí)現(xiàn)商用、更好地和市場結(jié)合、滿足用戶的需要，就有可能在初期的物聯(lián)網(wǎng)市場爭得一席之地，并為未來在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。在這方面，高通已經(jīng)走在了前面。此次高通與中國移動(dòng)、摩拜單車的合作，將是一個(gè)新的開始。評論 (0)