NB-IoT與eMTC的選擇不應(yīng)再成為物聯(lián)網(wǎng)難題

 eMTC作為窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)主流網(wǎng)絡(luò)制式標(biāo)準(zhǔn)之一，相比非蜂窩物聯(lián)網(wǎng)具備了LPWA基本的四大能力：廣覆蓋、大連接、低功耗、低成本。

eMTC作為窄帶物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢

一是功耗低、終端續(xù)航時(shí)間長。目前2G終端待機(jī)時(shí)長僅20天左右，在一些LPWA典型應(yīng)用如抄表類業(yè)務(wù)中，2G模塊顯然無法符合特殊地點(diǎn)如深井、煙囪等無法更換電池的應(yīng)用要求。而eMTC的耗電僅為2G Modem的1%，終端待機(jī)可達(dá)10年。

二是海量連接，滿足“大連接”應(yīng)用需求。物聯(lián)網(wǎng)終端的一大特點(diǎn)就是海量用戶連接，現(xiàn)在針對非物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)無法滿足同時(shí)接入海量終端的需求，而eMTC支持每小區(qū)接入超過1萬個(gè)終端。

三是典型場景網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足。例如深井、地下車庫等覆蓋盲點(diǎn)，4G室外基站無法實(shí)現(xiàn)全覆蓋。而在廣覆蓋方面，eMTC比LTE增強(qiáng)15dB(可多穿一堵墻)，比GPRS增強(qiáng)了11dB，信號(hào)可覆蓋至地下2~3層。

四是成本有望不斷降低。目前智能家居應(yīng)用主流通信技術(shù)是Wi-Fi，Wi-Fi模塊雖然本身價(jià)格較低，已經(jīng)降到了10元以內(nèi)了，但支持Wi-Fi的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常還需無線路由器或無線AP做網(wǎng)絡(luò)接入、或只能做局域網(wǎng)通信。2G通信模塊一般在20元人民幣以上，而4G通信模塊則要150元以上，相比之下eMTC終端有望通過產(chǎn)業(yè)鏈交叉補(bǔ)貼，不斷降低成本。

五是專用頻段傳輸干擾小。相對非蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來說，eMTC基于授權(quán)頻譜傳輸，傳輸干擾小，安全性較好，可靠性高。

eMTC與NB-IoT的競合關(guān)系

長期以來蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的兩種制式eMTC與NB-IoT有競爭關(guān)系，應(yīng)該選擇哪種網(wǎng)絡(luò)制式，業(yè)內(nèi)一直爭執(zhí)不休。其實(shí)雙方各有技術(shù)優(yōu)勢，同時(shí)又有合作的基礎(chǔ)，并不存在最佳選擇，比拼的多是模組芯片成本，商用化程度，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完善情況。

業(yè)內(nèi)的爭論直到2017年6月便正式休止了。在3GPP第76次全會(huì)上，業(yè)界就移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(包括NB-IoT和eMTC)R15演進(jìn)方向達(dá)成了共識(shí)：不再新增系統(tǒng)帶寬低于1.4MHz的eMTC終端類型;不再新增系統(tǒng)帶寬高于200KHz的NB-IoT終端類型。

3GPP這一決議，推動(dòng)了M-IoT有序發(fā)展，讓eMTC與NB-IoT徹底劃分開應(yīng)用界限，轉(zhuǎn)為混合組網(wǎng)、差異化互補(bǔ)的合作關(guān)系。

技術(shù)層面兩者的關(guān)系

在峰值速率方面，NB-IoT對數(shù)據(jù)速率支持較差，為200kbit/s，而eMTC能夠達(dá)到1Mbit/s;在移動(dòng)性方面，NB-IoT由于無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)小區(qū)切換，因此幾乎不具備移動(dòng)性，eMTC在移動(dòng)性上表現(xiàn)更好;在語音方面，NB-IoT不支持語音傳輸，而eMTC支持語音;在終端成本方面，NB-IoT由于模組、芯片制式統(tǒng)一，現(xiàn)已降至5美元左右，但是eMTC目前的價(jià)格仍然偏高，且下降緩慢;在小區(qū)容量方面，eMTC沒有進(jìn)行過定向優(yōu)化，難以滿足超大容量的連接需求;在覆蓋方面，NB-IoT覆蓋半徑比eMTC大30%，eMTC覆蓋較NB-IoT差9dB左右。

表 NB-IoT與eMTC對比

應(yīng)用場景兩者的混合組網(wǎng)

從雙方的技術(shù)特征可以看出，NB-IoT在覆蓋、功耗、成本、連接數(shù)等方面性能占優(yōu)，通常使用在追求更低成本、更廣深覆蓋和長續(xù)航的靜態(tài)場景下;eMTC在覆蓋及模組成本方面目前弱于NB-IoT，但其在峰值速率、移動(dòng)性、語音能力方面存在優(yōu)勢，更適合應(yīng)用在有語音通話、高帶寬速率以及有移動(dòng)需求的場景下。在真實(shí)的市場使用場景中，雙方可以形成互補(bǔ)關(guān)系。

有預(yù)測數(shù)據(jù)顯示，NB-IoT由于其低成本、廣覆蓋的特征，連接數(shù)量與eMTC相比是8:2的比例關(guān)系。但相對來說，eMTC網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場景更加豐富，應(yīng)用與人的關(guān)系更加直接，eMTC網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下用戶的ARPU值會(huì)更高。

在中國移動(dòng)發(fā)布的《移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)解決方案白皮書》中可以發(fā)現(xiàn)，NB-IoT/eMTC混合組網(wǎng)后，應(yīng)用場景將更加豐富。NB-IoT技術(shù)應(yīng)用涉及靜態(tài)場景，如智能抄表、智能開關(guān)、智能井蓋等。但NB-IoT/eMTC混合組網(wǎng)后，將涉及更多交互協(xié)同類的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如產(chǎn)品全流程管理、智能泊車、共享單車、融資租賃、款箱監(jiān)控、智慧大棚、動(dòng)物溯源、林業(yè)數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程健康、智能路燈、空氣監(jiān)測、智能家庭等。

因此，NB-IoT與eMTC同步推進(jìn)，可滿足多場景的綜合需求。

國際運(yùn)營商的選擇與態(tài)度

基于對NB-IoT與eMTC不同應(yīng)用場景的考慮，國際運(yùn)營商從經(jīng)營戰(zhàn)略與業(yè)務(wù)發(fā)展出發(fā)，在蜂窩物聯(lián)網(wǎng)部署策略上也出現(xiàn)明顯差異。

據(jù)GSMA最新發(fā)布的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)報(bào)告顯示，Verizon、AT&T和澳洲電信已部署eMTC商用網(wǎng)絡(luò)，沃達(dá)豐(西班牙、荷蘭)、德國電信、韓國KT和中國電信等已部署NB-IoT商用網(wǎng)絡(luò)，而阿聯(lián)酋電信部署了NB-IoT和eMTC雙商用網(wǎng)絡(luò)。

優(yōu)先選擇部署eMTC

以美國AT&T、Verizon為代表的國際領(lǐng)先運(yùn)營商已首先完成eMTC部署。早在2016年，AT&T和Verizon就開始了網(wǎng)絡(luò)部署競賽，當(dāng)年8月，Verizon高調(diào)宣布計(jì)劃實(shí)現(xiàn)北美首個(gè)eMTC商用網(wǎng)絡(luò)，并在2017年3月，宣布完成了美國eMTC商用網(wǎng)絡(luò)部署。2016年10月，AT&T在舊金山開通了美國第一個(gè)eMTC商用基站，目前AT&T在美國已完成了eMTC的商用部署，并計(jì)劃年底在墨西哥完成eMTC網(wǎng)絡(luò)部署。澳洲電信緊跟美國運(yùn)營商的步伐，于今年8月完成了eMTC的全網(wǎng)商用部署。

AT&T、Verizon和澳洲電信的eMTC網(wǎng)絡(luò)是目前全球最大的三張，均由愛立信提供部署支持。

明確支持NB-IoT發(fā)展

歐洲與亞洲運(yùn)營商是NB-IoT技術(shù)的主要推動(dòng)者，尤其以沃達(dá)豐、德國電信、韓國KT等運(yùn)營商為代表。沃達(dá)豐在全球的部署進(jìn)度持續(xù)加速。2017年初，沃達(dá)豐在西班牙推出了首個(gè)NB-IoT商用網(wǎng)絡(luò)，并且首次在一張商用網(wǎng)絡(luò)上完成了其NB-IoT試驗(yàn)。2017年8月，沃達(dá)豐在荷蘭的9個(gè)城市推出NB-IoT網(wǎng)絡(luò)，9月在愛爾蘭推出首個(gè)全國性NB-IoT網(wǎng)絡(luò);在新西蘭、澳大利亞等地積極開展測試，加快推出商用網(wǎng)絡(luò)。

2017年初，德國電信宣布將部署泛歐洲NB-IoT商用網(wǎng)絡(luò)，計(jì)劃先在德國推出，然后在荷蘭、奧地利、克羅地亞、希臘、匈牙利、波蘭和斯洛伐克等國家陸續(xù)商用。

2016年11月，韓國KT和LG U+共同發(fā)布NB-IoT戰(zhàn)略，雙方將在2017年完成NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的全國覆蓋，到今年年中，LG U+的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)基本完成。

對eMTC和NB-IoT持續(xù)跟進(jìn)

技術(shù)上競合與業(yè)務(wù)場景的互補(bǔ)，使部分國際運(yùn)營商致力于推動(dòng)eMTC和NB-IoT的聯(lián)合部署。澳洲電信在完成eMTC部署后，宣布在今年內(nèi)還會(huì)完成NB-IoT的全網(wǎng)部署。2017年7月，阿聯(lián)酋電信宣布推出eMTC和NB-IoT商用網(wǎng)絡(luò)，成為北非地區(qū)首個(gè)提供這些新技術(shù)的運(yùn)營商，從而支持多種解決方案和服務(wù)的實(shí)現(xiàn)。

國內(nèi)運(yùn)營商在混合組網(wǎng)上的計(jì)劃與目標(biāo)

我國政府高度重視物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，在政策層面出臺(tái)了多項(xiàng)支持措施，確立了未來發(fā)展目標(biāo)。國內(nèi)基礎(chǔ)運(yùn)營商高度積極推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，加快建設(shè)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，積極跟進(jìn)eMTC。

國家政策高度支持物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

在《國務(wù)院關(guān)于推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》《中國制造2025》和《國務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見》等國家政策頂層設(shè)計(jì)中對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提出了要求。工信部發(fā)布的《信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃物聯(lián)網(wǎng)分冊(2016-2020年)》中提出，到2020年具有國際競爭力的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系基本形成，總體產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破1.5萬億元，公眾網(wǎng)絡(luò)M2M連接數(shù)突破17億。

工信部在2017年6月發(fā)布《關(guān)于全面推進(jìn)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)建設(shè)發(fā)展的通知》中指出，要加快推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)部署，構(gòu)建NB-IoT網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施?；A(chǔ)電信企業(yè)要加大NB-IoT網(wǎng)絡(luò)部署力度，提供良好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋和服務(wù)質(zhì)量，全面增強(qiáng)NB-IoT接入支撐能力。到2017年末，實(shí)現(xiàn)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)覆蓋直轄市、省會(huì)城市等主要城市，基站規(guī)模達(dá)到40萬個(gè)。

到2020年，NB-IoT網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全國普遍覆蓋，面向室內(nèi)、交通路網(wǎng)、地下管網(wǎng)等應(yīng)用場景實(shí)現(xiàn)深度覆蓋，基站規(guī)模達(dá)到150萬個(gè)。加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)能力建設(shè)，支持海量終端接入，提升大數(shù)據(jù)運(yùn)營能力。

國內(nèi)基礎(chǔ)運(yùn)營商加快了物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程

基于800MHz低頻覆蓋優(yōu)勢，中國電信NB-IoT建設(shè)領(lǐng)先。2017上半年，中國電信宣布NB-IoT網(wǎng)絡(luò)商用，同時(shí)還與深圳水務(wù)集團(tuán)、ofo、海信、海爾等達(dá)成了戰(zhàn)略合作。中國電信不僅發(fā)展NB-IoT，也關(guān)注eMTC技術(shù)。在7月27日召開的“第九屆天翼智能生態(tài)產(chǎn)業(yè)高峰論壇”上，中國電信董事長楊杰表示2017年下半年將開展eMTC驗(yàn)證測試，計(jì)劃2018年實(shí)現(xiàn)商用部署。

中國聯(lián)通在推進(jìn)NB-IoT試點(diǎn)商用的過程中，啟動(dòng)了eMTC試點(diǎn)，并認(rèn)為這兩項(xiàng)技術(shù)具有互補(bǔ)關(guān)系。2016年，中國聯(lián)通已經(jīng)在7個(gè)城市(北京、上海、廣州、深圳、福州、長沙、銀川)啟動(dòng)基于900MHz、1800MHz的NB-IoT外場規(guī)模組網(wǎng)試驗(yàn)，以及6個(gè)以上業(yè)務(wù)應(yīng)用示范，2018年將開始全面推進(jìn)國家范圍的NB-IoT商用部署。中國聯(lián)通已在北京等城市開通了eMTC試驗(yàn)網(wǎng)，2016年底打通了端到端業(yè)務(wù)流程，目前正在推進(jìn)基于eMTC的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

2017年6月29日，在中國移動(dòng)舉辦的移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上，沙躍家副總詳解了中國移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展策略，致力于同步推動(dòng)NB-IoT與eMTC協(xié)同發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)技術(shù)互補(bǔ)，產(chǎn)業(yè)共進(jìn)。計(jì)劃在杭州、上海、廣州、福州四個(gè)城市開展NB-IoT及eMTC的規(guī)模試驗(yàn)，后續(xù)將在多個(gè)重點(diǎn)城市開展商用，2018年將實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)規(guī)模商用。

綜上所示，NB-IoT與eMTC不存在對立的關(guān)系，而是由于應(yīng)用場景的不同，運(yùn)營商會(huì)選擇將兩者協(xié)同，共同做大產(chǎn)業(yè)鏈，不斷拉動(dòng)消費(fèi)升級(jí)，為廠商提供更多不為技術(shù)限制的應(yīng)用場景，讓用戶得到體驗(yàn)的提升，激發(fā)用戶的剛性需求，并為5G與各行業(yè)的融合發(fā)展打下基礎(chǔ)，這是未來NB-IoT與eMTC的融合發(fā)展趨勢。