物聯網|NB-IoT與LoRa相爭,eMTC將最終獲利?

物聯網 通信 技術 運營商 智能手錶 Wi-Fi 藍牙 智能前沿技術 2019-04-03

B-IoT與LoRa之爭未見分曉,它的兄弟eMTC也在悄悄佔據市場。那eMTC又是什麼,與NB-IoT有何淵源?

物聯網|NB-IoT與LoRa相爭,eMTC將最終獲利?

通信技術是物聯網的基礎,隨著物聯網的不斷髮展越來越的通信技術湧入,包括WLAN物聯網,Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee、Z-wave;蜂窩物聯網,NB-IoT、eMTC、LoRa、Sigfox等等。

eMTC與NB-IoT不止同屬蜂窩物聯網,它們還師出同門3GPP組織,它們的淵源可謂深遠。

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何謂eMTC?

eMTC,是enhanced Machine-Type Communication的縮寫,意為增強型機器類型通信。那它是怎麼來的?

2008年,3GPP推出了LTE的第一個版本R8(Release 8)中,除了有滿足寬帶多媒體應用的Cat.3、Cat.4、Cat.5等終端等級外,也有上行峰值速率僅有5Mbit/s的終端等級Cat.1,可用於物聯網等“低速率”應用。

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此後,3GPP多次針對物聯網進行優化。

首先是在R12中增加了新終端等級Cat.0,放棄了對MIMO(多天線)的支持,簡化為半雙工,峰值速率降低為1Mbit/s,終端複雜度降低為普通LTE終端的40%。這樣一來,初步達到了物聯網的成本要求。

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但是,雖然Cat.0終端的信道帶寬降至1.4MHz,但射頻的接收帶寬仍為20MHz,仍然過大。

所以,3GPP在R13中又新增Cat.M1等級的終端,信道帶寬和射頻接收帶寬均為1.4MHz,終端複雜度進一步降低。同時新增了Cat.NB-1,它的接收帶寬僅180kHz。

這裡的Cat.M1,就是eMTC;而Cat.NB-1,則是NB-IoT。

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eMTC與NB-IoT有何區別?

eMTC與NB-IoT都具備蜂窩物聯網增強覆蓋、低功耗、低成本等特徵,那又有何不同?

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上圖可知,除了電池壽命,eMTC與NB-IoT在參數方面相差甚遠。

NB-IoT追求的是最低的成本,最長的續航時間,缺少移動性、數據速率也較低。它比較適合於無移動性,小數據量,對時延不敏感,對成本很敏感,終端數量級大的應用,例如智能停車,智能燈杆,智能抄表等。

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eMTC支持語音、傳輸速率較快、支持移動性、支持LTE網絡複用,但是也存在模塊成本相對較高的情況,覆蓋能力也不及NB-IoT。

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具體來說,eMTC支持語音,還有VoLTE,它被廣泛應用到緊急呼救相關的物聯設備中。

速率方面,eMTC支持上下行最大1Mbps的峰值速率。這個速率,足以支撐更豐富的物聯應用,如低速視頻、語音等。

eMTC還可以支持連接態的移動性,物聯網用戶可以無縫切換,保障用戶體驗。因此,eMTC更適用於智能手錶這樣的可穿戴設備。

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再來看看部署方式,NB-IoT分為三種部署方式:獨立部署(Stand alone)、保護帶部署(Guard band)和帶內部署(In-band)。eMTC支持與LTE共同部署,也支持獨立部署。

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NB-IoT的獨立部署適用於重耕GSM頻段,GSM的信道帶寬為200KHz,這剛好為NB-IoT 180KHz帶寬闢出空間,且兩邊還有10KHz的保護間隔。保護帶部署利用LTE邊緣保護頻帶中未使用的180KHz帶寬的資源塊。帶內部署則是利用LTE載波中間的任何資源塊。

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eMTC主要採用LTE帶內部署方式,支持TDD和FDD兩種方式。eMTC和LTE在同一頻段內協同工作,由基站統一進行資源分配,共用部分控制信道。

因此,運營商可以在已有的LTE頻段內直接部署eMTC,無需再分配單獨的頻譜。利用這個優勢,eMTC可以實現低成本的快速部署,有利於運營商搶佔市場先機。

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芯片方面,國內外蜂窩物聯網相關廠商將更多資源集中在NB-IoT上。目前,eMTC芯片供應商以海外企業為主,國內僅有RDA推出相應產品,但還未實現量產。而且,這些廠商推出的芯片大多是以多模為主,包括NB-IoT/eMTC雙模和NB-IoT/eMTC/2G三模。

主要eMTC芯片廠商及其產品包括:

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隨著eMTC商用網絡和應用越來越多,未來一定需要成本更低的單模芯片。

eMTC的市場如何?

一直以來,業界對於NB-IoT寄予厚望,希望能在短時間內承擔起物聯網“大連接”的重任,被認為是承載蜂窩物聯網60%以上連接的方式。然而經過2年多的商用推進,目前來看千萬級的連接的結果是慢於之前的預期。

究其原因,涉及到整個產業生態,尤其是下游應用方的規模化需求還未激發的問題。

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面對同樣的問題,若承載絕大多數連接數的網絡在幾年商用中的發展速度未及預期,那麼再商用一張eMTC網絡後發展也可能達不到預期。可能這也是為什麼eMTC商用的進展似並未博得業界太多的眼球。

2018年3月,3GPP正式宣佈eMTC相關標準已經在R13版本發佈,未來會根據技術、應用場景等發展隨著LTE協議共同演進。

3GPP R13中eMTC在降低成本、增強覆蓋、終端節電等三方面進行了優化,使其更適用於物聯網領域。

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而且上文也指出,eMTC部署可以基於現有運營商LTE網絡進行軟件升級,同時支持FDD和TDD模式,所以無論對哪一類運營商都比較適用,益於運營商的推進。

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但是,目前在國內只有中國移動已在多個城市進行eMTC網絡的小範圍部署和驗證。

相比之下,在以歐美日運營商為代表的海外市場,eMTC更受歡迎。

以下是eMTC在全球商用情況:

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對於eMTC的市場推廣,一些業內人士也給出了建議。

首先,發展重點放在電子廣告屏、電梯衛士、智能公交站牌、物流跟蹤等中速率、有移動性訴求的中高價值的業務。

其次,運營商可以不止限制於現有的資費形式,與產業鏈上下游合作伙伴及行業用戶一起探索可持續發展的、多方共贏的商業模式。

未來,相信eMTC將為物聯網市場帶來更多機遇。

來源:全球物聯網觀察

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