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信通院:《透视物联网:NB-IoT与eMTC的选择不应再成为难题》

NB-IOTeMTC 2017年11月03日 阅读
摘要】NB-IoT与eMTC不存在对立的关系,而是由于应用场景的不同,运营商会选择将两者协同,共同做大产业链,不断拉动消费升级。

NB-IoT与eMTC不存在对立的关系,而是由于应用场景的不同,运营商会选择将两者协同,共同做大产业链,不断拉动消费升级。
 
eMTC作为窄带蜂窝物联网主流网络制式标准之一,相比非蜂窝物联网具备了LPWA基本的四大能力:广覆盖、大连接、低功耗、低成本。
 

eMTC作为窄带物联网的优势:
 
一是功耗低、终端续航时间长。目前2G终端待机时长仅20天左右,在一些LPWA典型应用如抄表类业务中,2G模块显然无法符合特殊地点如深井、烟囱等无法更换电池的应用要求。而eMTC的耗电仅为2G Modem的1%,终端待机可达10年。
 
二是海量连接,满足“大连接”应用需求。物联网终端的一大特点就是海量用户连接,现在针对非物联网应用设计的网络无法满足同时接入海量终端的需求,而eMTC支持每小区接入超过1万个终端。
 
三是典型场景网络覆盖不足。例如深井、地下车库等覆盖盲点,4G室外基站无法实现全覆盖。而在广覆盖方面,eMTC比LTE增强15dB(可多穿一堵墙),比GPRS增强了11dB,信号可覆盖至地下2~3层。
 
四是成本有望不断降低。目前智能家居应用主流通信技术是Wi-Fi,Wi-Fi模块虽然本身价格较低,已经降到了10元以内了,但支持Wi-Fi的物联网设备通常还需无线路由器或无线AP做网络接入、或只能做局域网通信。2G通信模块一般在20元人民币以上,而4G通信模块则要150元以上,相比之下eMTC终端有望通过产业链交叉补贴,不断降低成本。
 
五是专用频段传输干扰小。相对非蜂窝物联网技术来说,eMTC基于授权频谱传输,传输干扰小,安全性较好,可靠性高。
 
eMTC与NB-IoT的竞合关系
 
长期以来蜂窝物联网的两种制式eMTC与NB-IoT有竞争关系,应该选择哪种网络制式,业内一直争执不休。其实双方各有技术优势,同时又有合作的基础,并不存在最佳选择,比拼的多是模组芯片成本,商用化程度,网络建设完善情况。
 
业内的争论直到2017年6月便正式休止了。在3GPP第76次全会上,业界就移动物联网技术(包括NB-IoT和eMTC)R15演进方向达成了共识:不再新增系统带宽低于1.4MHz的eMTC终端类型;不再新增系统带宽高于200KHz的NB-IoT终端类型。
 
3GPP这一决议,推动了M-IoT有序发展,让eMTC与NB-IoT彻底划分开应用界限,转为混合组网、差异化互补的合作关系。
 
 
技术层面两者的关系
 
 
在峰值速率方面,NB-IoT对数据速率支持较差,为200kbit/s,而eMTC能够达到1Mbit/s;在移动性方面,NB-IoT由于无法实现自动小区切换,因此几乎不具备移动性,eMTC在移动性上表现更好;在语音方面,NB-IoT不支持语音传输,而eMTC支持语音;在终端成本方面,NB-IoT由于模组、芯片制式统一,现已降至5美元左右,但是eMTC目前的价格仍然偏高,且下降缓慢;在小区容量方面,eMTC没有进行过定向优化,难以满足超大容量的连接需求;在覆盖方面,NB-IoT覆盖半径比eMTC大30%,eMTC覆盖较NB-IoT差9dB左右。
 

表 NB-IoT与eMTC对比(来源:公众号LPWAN技术
 
 
应用场景两者的混合组网
 
从双方的技术特征可以看出,NB-IoT在覆盖、功耗、成本、连接数等方面性能占优,通常使用在追求更低成本、更广深覆盖和长续航的静态场景下;eMTC在覆盖及模组成本方面目前弱于NB-IoT,但其在峰值速率、移动性、语音能力方面存在优势,更适合应用在有语音通话、高带宽速率以及有移动需求的场景下。在真实的市场使用场景中,双方可以形成互补关系。
 
有预测数据显示,NB-IoT由于其低成本、广覆盖的特征,连接数量与eMTC相比是8:2的比例关系。但相对来说,eMTC网络应用场景更加丰富,应用与人的关系更加直接,eMTC网络环境下用户的ARPU值会更高。
 
在中国移动发布的《移动物联网行业解决方案白皮书》中可以发现,NB-IoT/eMTC混合组网后,应用场景将更加丰富。NB-IoT技术应用涉及静态场景,如智能抄表、智能开关、智能井盖等。但NB-IoT/eMTC混合组网后,将涉及更多交互协同类的物联网应用,如产品全流程管理、智能泊车、共享单车、融资租赁、款箱监控、智慧大棚、动物溯源、林业数据采集、远程健康、智能路灯、空气监测、智能家庭等。
 
因此,NB-IoT与eMTC同步推进,可满足多场景的综合需求。
 
国际运营商的选择与态度
 
基于对NB-IoT与eMTC不同应用场景的考虑,国际运营商从经营战略与业务发展出发,在蜂窝物联网部署策略上也出现明显差异。
 
据GSMA最新发布的蜂窝物联网演进报告显示,Verizon、AT&T和澳洲电信已部署eMTC商用网络,沃达丰(西班牙、荷兰)、德国电信、韩国KT和中国电信等已部署NB-IoT商用网络,而阿联酋电信部署了NB-IoT和eMTC双商用网络。
 
 
优先选择部署eMTC
 
 
以美国AT&T、Verizon为代表的国际领先运营商已首先完成eMTC部署。早在2016年,AT&T和Verizon就开始了网络部署竞赛,当年8月,Verizon高调宣布计划实现北美首个eMTC商用网络,并在2017年3月,宣布完成了美国eMTC商用网络部署。2016年10月,AT&T在旧金山开通了美国第一个eMTC商用基站,目前AT&T在美国已完成了eMTC的商用部署,并计划年底在墨西哥完成eMTC网络部署。澳洲电信紧跟美国运营商的步伐,于今年8月完成了eMTC的全网商用部署。
 
AT&T、Verizon和澳洲电信的eMTC网络是目前全球最大的三张,均由爱立信提供部署支持。
 
 
明确支持NB-IoT发展
 
 
欧洲与亚洲运营商是NB-IoT技术的主要推动者,尤其以沃达丰、德国电信、韩国KT等运营商为代表。沃达丰在全球的部署进度持续加速。2017年初,沃达丰在西班牙推出了首个NB-IoT商用网络,并且首次在一张商用网络上完成了其NB-IoT试验。2017年8月,沃达丰在荷兰的9个城市推出NB-IoT网络,9月在爱尔兰推出首个全国性NB-IoT网络;在新西兰、澳大利亚等地积极开展测试,加快推出商用网络。
 
2017年初,德国电信宣布将部署泛欧洲NB-IoT商用网络,计划先在德国推出,然后在荷兰、奥地利、克罗地亚、希腊、匈牙利、波兰和斯洛伐克等国家陆续商用。
 
2016年11月,韩国KT和LG U+共同发布NB-IoT战略,双方将在2017年完成NB-IoT网络的全国覆盖,到今年年中,LG U+的NB-IoT网络建设已经基本完成。
 
 
对eMTC和NB-IoT持续跟进
 
 
技术上竞合与业务场景的互补,使部分国际运营商致力于推动eMTC和NB-IoT的联合部署。澳洲电信在完成eMTC部署后,宣布在今年内还会完成NB-IoT的全网部署。2017年7月,阿联酋电信宣布推出eMTC和NB-IoT商用网络,成为北非地区首个提供这些新技术的运营商,从而支持多种解决方案和服务的实现。
 
国内运营商在混合组网上的计划与目标
 
我国政府高度重视物联网发展,在政策层面出台了多项支持措施,确立了未来发展目标。国内基础运营商高度积极推动物联网发展,加快建设NB-IoT网络的同时,积极跟进eMTC。
 
 
国家政策高度支持物联网发展
 
在《国务院关于推进物联网有序健康发展的指导意见》《中国制造2025》和《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》等国家政策顶层设计中对物联网发展提出了要求。工信部发布的《信息通信行业发展规划物联网分册(2016-2020年)》中提出,到2020年具有国际竞争力的物联网产业体系基本形成,总体产业规模突破1.5万亿元,公众网络M2M连接数突破17亿。
 
工信部在2017年6月发布《关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》中指出,要加快推进网络部署,构建NB-IoT网络基础设施。基础电信企业要加大NB-IoT网络部署力度,提供良好的网络覆盖和服务质量,全面增强NB-IoT接入支撑能力。到2017年末,实现NB-IoT网络覆盖直辖市、省会城市等主要城市,基站规模达到40万个。
 
到2020年,NB-IoT网络实现全国普遍覆盖,面向室内、交通路网、地下管网等应用场景实现深度覆盖,基站规模达到150万个。加强物联网平台能力建设,支持海量终端接入,提升大数据运营能力。
 
 
国内基础运营商加快了物联网建设进程
 
基于800MHz低频覆盖优势,中国电信NB-IoT建设领先。2017上半年,中国电信宣布NB-IoT网络商用,同时还与深圳水务集团、ofo、海信、海尔等达成了战略合作。中国电信不仅发展NB-IoT,也关注eMTC技术。在7月27日召开的“第九届天翼智能生态产业高峰论坛”上,中国电信董事长杨杰表示2017年下半年将开展eMTC验证测试,计划2018年实现商用部署。
 
中国联通在推进NB-IoT试点商用的过程中,启动了eMTC试点,并认为这两项技术具有互补关系。2016年,中国联通已经在7个城市(北京、上海、广州、深圳、福州、长沙、银川)启动基于900MHz、1800MHz的NB-IoT外场规模组网试验,以及6个以上业务应用示范,2018年将开始全面推进国家范围的NB-IoT商用部署。中国联通已在北京等城市开通了eMTC试验网,2016年底打通了端到端业务流程,目前正在推进基于eMTC的物联网应用。
 
2017年6月29日,在中国移动举办的移动物联网大会上,沙跃家副总详解了中国移动物联网发展策略,致力于同步推动NB-IoT与eMTC协同发展,从而实现技术互补,产业共进。计划在杭州、上海、广州、福州四个城市开展NB-IoT及eMTC的规模试验,后续将在多个重点城市开展商用,2018年将实现全网规模商用。
 
综上所示,NB-IoT与eMTC不存在对立的关系,而是由于应用场景的不同,运营商会选择将两者协同,共同做大产业链,不断拉动消费升级,为厂商提供更多不为技术限制的应用场景,让用户得到体验的提升,激发用户的刚性需求,并为5G与各行业的融合发展打下基础,这是未来NB-IoT与eMTC的融合发展趋势。
 
 
作者:中国信息通信研究院 禹权;山西移动 王峰
来源:《通信世界》第29期  总第753期

来源:融合时代

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