一文看懂NB-IoT與eMTC的技術(shù)比較-基礎(chǔ)電子

精品文檔-下載后可編輯一文看懂NB-IoT與eMTC的技術(shù)比較-基礎(chǔ)電子伴隨移動通信技術(shù)的不斷發(fā)展，低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)等物聯(lián)網(wǎng)迎來了快速發(fā)展。從NB-IoT與eMTC的技術(shù)比較，看中國三大運營商在NB-IoT和eMTC上的選擇策略從運營商來看，ATT、Verizon、KDDI、KPN、Orange、NTTDoCoMo、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(wǎng)能力之后，計劃建設(shè)30萬NB-IoT基站;中國聯(lián)通與Jasper簽訂雙排他協(xié)議，早早確定了NB-IoT作為發(fā)展方向;而早提出發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)也決定了其決策上的糾結(jié)性。本文將試圖從需求、技術(shù)、現(xiàn)狀等角度來分析我國三大運營商在NB-IoT和eMTC上的推廣策略。一、三大運營商目前的口徑先看中國聯(lián)通，中國聯(lián)通近期宣布將于2022年適時部署eMTC網(wǎng)絡(luò);上周的股東大會上王曉初董事長也介紹：“長遠來看，我們更關(guān)注eMTC。因為需要高流量、低時延。如車聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用場景，一定是5G+eMTC的結(jié)合?！睆囊陨峡趶娇矗?lián)通打了個太極，實則沒有明確的eMTC發(fā)展計劃。再看中國電信，中國電信基本不提eMTC，據(jù)悉其口徑是“根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)成熟情況，適時引入”。顯然，中國電信也沒有明確的eMTC發(fā)展計劃，屬于邊走邊看?？粗袊苿?，中國移動雖然沒有在公開場合公布其eMTC計劃，但從實際進展看，是三大運營商中eMTC投入多的一個，目前已在多個城市進行eMTC網(wǎng)絡(luò)的小范圍部署和驗證。筆者推測，由于TDD牌照、NB-IoT暫不支持TDD等原因，一方面中國移動反復(fù)宣稱將以NB-IoT技術(shù)為主，給政府組織施壓、力促FDD牌照的獲取;另一方面移動也不敢保證一定能獲取到FDD牌照、至少短期內(nèi)不一定能獲取到，因此中國移動采取了腳踩兩只船的策略，以發(fā)展NB-IoT為主、同時順顧eMTC技術(shù)。二、NB-IoT與eMTC技術(shù)比較同屬低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)技術(shù)，兩者在技術(shù)上互有優(yōu)劣。NB-IoT的主要優(yōu)勢是成本更低、覆蓋更廣、小區(qū)容量預(yù)計也更大，eMTC的主要優(yōu)勢則是速率更高、可移動性更好、可支持語音。兩者的詳細比較如下：

不難看出，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在傳輸速率上都進行了大大的降低。NB-IoT使用的帶寬大約為200KHz，支持100Kbps以下速率傳輸?shù)土髁繑?shù)據(jù)；而eMTC技術(shù)則使用的是1.4MHz帶寬，數(shù)據(jù)傳輸速率達1Mbps。而這也使得終端和網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性進一步降低，可實現(xiàn)更低功耗延長續(xù)航時間，通過冗余傳輸實現(xiàn)更深覆蓋。完全符合目前物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對于傳輸速率要求不高，低功耗、低成本的需求。NB-IoT技術(shù)具有以下優(yōu)勢：（1）強連接：穿墻能力上比Cat.4LTE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)。一個扇區(qū)能夠支持10萬個連接，支持低延時敏感度、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)；（2）超低功耗：由于NB-IoT聚焦小數(shù)據(jù)量、低速率應(yīng)用，因此NB-IoT設(shè)備功耗可以做到非常小，設(shè)備續(xù)航時間可以從過去的幾個月大幅提升到幾年甚至十年以上；（3）深度覆蓋：能實現(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；（4）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、實現(xiàn)平滑升級；同時低速率、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。（5）安全性：繼承4G網(wǎng)絡(luò)安力，支持雙向鑒權(quán)以及空口嚴格加密，確保用戶數(shù)據(jù)的安全性；（6）穩(wěn)定可靠：能提供電信級的可靠性接入，有效支撐IoT應(yīng)用和智慧城市解決方案。與NB-IoT技術(shù)相比，eMTC同樣具有以上諸多特點，不過在信號覆蓋深度（穿墻能力比Cat.4LTE提升15dB增益）、功耗、成本上則不同于NB-IoT。不過eMTC優(yōu)勢則在于傳輸速率更快，更低延時（100ms級，NB-IoT是秒級），支持移動性、FDD、定位、支持VoLTE語音通信等。不過，當(dāng)3GPPRelease14標(biāo)準(zhǔn)的NB-IoT出來之后也能夠支持定位和一定的移動性等特性。從上面的介紹，我們不難看出，eMTC和NB-IoT各具優(yōu)勢，并在特性上有一定的覆蓋，同時很難有非常清晰的界限。對于二者的關(guān)系，高通認為，兩項技術(shù)之間是互補的關(guān)系，并各自適用于不同的物聯(lián)網(wǎng)使用情境，同時，LTE窄帶技術(shù)和現(xiàn)有2G/GSM多模共存。下面從NB-IoT與eMTC的技術(shù)比較，看中國三大運營商在NB-IoT和eMTC上的選擇策略三、應(yīng)用策略分析與建議新技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用不可能僅由其本身的技術(shù)特點所能決定，還同時受到用戶的需求、政策的扶持、產(chǎn)業(yè)鏈的推廣等因素的影響。1、業(yè)務(wù)需求類業(yè)務(wù)：水表、電表、燃氣表、路燈、井蓋、垃圾筒等行業(yè)/場景，具有靜止、數(shù)據(jù)量很小、時延要求不高等特點，但對工作時長、設(shè)備成本、網(wǎng)絡(luò)覆蓋等有較嚴格的要求。針對此類業(yè)務(wù)，技術(shù)上NB-IoT更合適。從NB-IoT與eMTC的技術(shù)比較，看中國三大運營商在NB-IoT和eMTC上的選擇策略第二類業(yè)務(wù)：電梯、智能穿戴、物流跟蹤等行業(yè)/場景，則對數(shù)據(jù)量、移動性、時延有一定的要求。針對這類業(yè)務(wù)，技術(shù)上eMTC則更勝一籌。由此可見，不同行業(yè)和應(yīng)用場景有不同的技術(shù)要求，從業(yè)務(wù)需求上看三大運營商應(yīng)當(dāng)對NB-IoT和eMTC均不排斥。2、可替代性針對類業(yè)務(wù)，GSM/GPRS/EDGE因為產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展成熟、成本低、且支持移動性和語音等原因，可以在一定程度上替代NB-IoT;但由于覆蓋、功耗、小區(qū)容量等原因，完全頂替是不可能的。針對第二類業(yè)務(wù)，CAT.0因為速率、移動性、語音等方面等均與eMTC相當(dāng)，也可以在一定程度上替代eMTC，劣勢是功耗、覆蓋等;進一步，CAT.1以及WCDMA/HSPA也可在較小程度上可以臨時頂替eMTC技術(shù)。因此，如果有完善的GSM/GPRS/EDGE網(wǎng)絡(luò)，則NB-IoT就會顯得不是那么刻不容緩;如果有LTECAT.0網(wǎng)絡(luò)，則eMTC也可以不必太著急和必須。3、三大運營商網(wǎng)絡(luò)特點中國聯(lián)通的2G網(wǎng)絡(luò)(GSM)覆蓋較差、已經(jīng)開始退網(wǎng);3G網(wǎng)絡(luò)(WCDMA)優(yōu)勢明顯，可承載語音和中低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);4G網(wǎng)絡(luò)(TD-LTE/FDDLTE)則中規(guī)中矩，沒有CAT.0/CAT.1網(wǎng)絡(luò)。中國電信的2G網(wǎng)絡(luò)(CDMA1X)覆蓋一般;3G網(wǎng)絡(luò)(EVDO)劣勢明顯，無法承載語音;4G網(wǎng)絡(luò)(TD-LTE/FDDLTE)則有一定優(yōu)勢，且CAT.1、VoLTE等業(yè)務(wù)也即將全網(wǎng)商用。中國移動的2G網(wǎng)絡(luò)(GSM)覆蓋非常完善，可以承載語音和極低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);3G網(wǎng)絡(luò)(TD-SCDMA)劣勢明顯，無法承載語音;4G網(wǎng)絡(luò)(TD-LTE)也一定劣勢：沒有FDD牌照，沒有CAT.0/CAT.1網(wǎng)絡(luò)。綜上，中國聯(lián)通對NB-IoT應(yīng)當(dāng)有很強需求，對eMTC有一定需求、但不強烈;中國電信對NB-IoT則有迫切需求，eMTC則可有可無;中國移動對NB-IoT應(yīng)當(dāng)有較強訴求，對eMTC也有一定需求。即：NB-IoT：中國電信中國聯(lián)通中國移動eMTC：中國移動中國聯(lián)通中國電信4、政策導(dǎo)向eMTC是3GPP匆忙之下的產(chǎn)物，特點不夠鮮明;NB-IoT則相對來說討論的更加充分、針對性更強，華為公司等是技術(shù)主導(dǎo)者之一、并有眾多中國企業(yè)參與，有一定話語權(quán)和部署。在此情況下，結(jié)合目前的發(fā)展情況，我國政府和行業(yè)組織應(yīng)該會優(yōu)先發(fā)展NB-IoT技術(shù)，eMTC在技術(shù)和產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成熟、業(yè)務(wù)需求迫切的情況下，也會給予支持。5、應(yīng)用策略分析與建議從NB-IoT與eMTC的技術(shù)比較，看中國三大運營商在NB-IoT和eMTC上的選擇策略基于上述分析，我們認為和建議：中國聯(lián)通：在2G退網(wǎng)完成之前，需盡快發(fā)展和完善NB-IoT技術(shù);eMTC則作好技術(shù)儲備即可，待國外已成熟應(yīng)用、國內(nèi)業(yè)務(wù)需求明朗時，通過升級軟件等方式快速上線，2022年全網(wǎng)商用應(yīng)該沒必要。中國電信：