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解讀eMTC物聯網,和NB-IoT有什么關系?

OneMO 物聯網模組說 ? 2019-04-28 19:09 ? 次閱讀

隨著移動通信技術的發展,在傳統“短距離”物聯網技術的基礎上,涌現了很多“長距離”物聯網技術,給行業帶來了一陣春風。這些新興物聯網技術中,我們介紹最多的,就是NB-IoTLoRa。作為最受追捧的物聯網技術,NB-IoT的火熱程度毋庸置疑。其實,除了它倆之外,還有一項技術,應用也很廣泛,曾經一度被認為會三分天下有其一。“萬物互聯”是一塊巨大無比的蛋糕。為了瓜分這塊蛋糕,很多企業都迫不及待的參與物聯網技術的研發中。行業里也陸續出現了各種各樣的物聯網技術標準,令人眼花繚亂。

從總體上來看,物聯網技術被分為兩個大類:WLAN物聯網和蜂窩物聯網。

WLAN物聯網,以Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee、Z-wave為代表。

蜂窩物聯網,以NB-IoT、eMTC、LoRa、Sigfox為代表。

它們之間的區別,主要在于功耗和距離。有點類似于手機上網,用Wi-Fi,還是用數據業務。以前的物聯網,是WLAN物聯網技術的天下,但是,這幾年,蜂窩物聯網技術崛起,搶盡了風頭。

蜂窩物聯網技術,也屬于LPWA技術(Low Power Wide Area,低功耗廣域網)。

LPWA技術,覆蓋距離更遠,功耗更低,安全性和可靠性更高,更能滿足行業需求。

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LPWA的定位:遠覆蓋、低速率 在蜂窩物聯網里面,又分為若干個陣營。 目前通信行業最大的派系——3GPP組織(3GPP是什么?),就是其中的陣營之一。eMTC和NB-IoT,都是3GPP推出的技術標準(互懟技術:QQ群:123242102)

確切地說,在3GPP規范中,有三種關于物聯網的無線連接技術,分別是NB-IoT、eMTC、EC-GSM。EC-GSM是基于GSM(2G)技術的,現在基本上不關注了。所以,重點就是NB-IoT和eMTC。 NB-IoT和eMTC又是怎么來的呢? 話說,作為LTE的締造者,3GPP組織一直將物聯網作為LTE的重要演進方向。 早在2008年,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,可用于物聯網等“低速率”應用。 注意!這里的Cat并不是貓的意思,是Category的縮寫,“種類,分類”的意思。Cat.X說的就是UE-Category,UE是用戶設備(User Equipment )。Cat.X這個值就是用來衡量用戶終端設備無線性能的,說白了就是用來劃分終端速率(等級)的。

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不同的Cat,不同的速率

在LTE發展初期,Cat.1并沒有被業界所關注。隨著可穿戴設備的逐漸普及,Cat.1才逐漸被業界重視。但是,Cat.1終端需要使用2根天線,對體積敏感度極高的可穿戴設備來說仍然“要求過高”(一般只配備1根天線)。所以,在R12/R13中,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,終端復雜度降低為普通LTE終端的40%。這樣一來,初步達到了物聯網的成本要求。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(太大)。于是,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,終端復雜度進一步降低。而Cat.M1,也就是我們的eMTC,這就是eMTC的來源。

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此外,3GPP在R13中同時新增了一個Cat.NB-1,它的接收帶寬僅180kHz。 這個Cat.NB-1,就是我們的NB-IoT。

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說了半天,還沒介紹eMTC的全名呢。eMTC的全名有點長,是enhanced Machine-Type Communication,增強型機器類型通信。(在之前的3GPP R12版本,叫做Low-Cost MTC)

它還有一個名字,叫做LTE-M,LTE-Machine-to-Machine,LTE-機器到機器。也就是說,是機器之間用LTE通信,非常直白了,適用于物聯的LTE網絡。搭車說一下,Machine-to-Machine通常簡寫為M2M,大家可能也聽說過。eMTC和NB-IoT都是3GPP這一個媽生的,所以算是兄弟倆。這兄弟倆也確實很像,到底有多像?可以看下面這個圖:

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NB-IoT和eMTC參數對比

看得出來,大部分都是一樣的,只有若干處區別(見黃色部分)。相同點我們就不說了,廣覆蓋、低功耗、低成本、大連接,之前介紹NB-IoT已經說過很多了。

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重點說說eMTC的差異化特色。 概括起來說,eMTC相比NB-IoT,有五個優勢:(騷擾領樣品,公眾號:OneMO2019

一是速率高

之前我們說NB-IoT,總是會說,為了保證低功耗,所以速率很慢。但是eMTC不一樣,它支持上下行最大1Mbps的峰值速率。請不要小看這個速率,在保證覆蓋和功耗的基礎上,能達到這個速率已經很不錯了。這個速率,足以支撐更豐富的物聯應用,如低速視頻、語音等。

二是移動性

NB-IoT的移動性差,只支持重選,不支持切換。所以,它一般都用于不怎么需要動的領域,例如水表電表及路燈井蓋。但eMTC不同,它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更適用于智能手表這樣的可穿戴設備。

三是可定位

基于TDD的eMTC,利用基站側的PRS測量,在無需新增GPS芯片的情況下就可以進行位置定位。這樣一來,更有利于eMTC在物流跟蹤、貨物跟蹤等場景的普及。

四是支持語音

沒錯,這貨竟然支持語音,而且支持VoLTE。因此,eMTC可被廣泛應用到緊急呼救相關的物聯設備中。

五是支持LTE網絡復用

eMTC可以基于現有LTE網絡直接升級部署,和現有的LTE基站共站址共天饋。省錢才是硬道理。eMTC利用這個優勢,可以實現低成本的快速部署,有利于運營商搶占市場先機。

當然,eMTC也不是每個方面都強于NB-IoT,在覆蓋能力和模組成本方面,eMTC是不如NB-IoT的。所以,在具體的應用方向上,如果對語音、移動性、速率等有較高要求,則選擇eMTC技術。相反,如果對這些方面要求不高,而對成本、覆蓋等有更高要求,則可選擇NB-IoT。具體來說,像智能物流、樓宇安防、可穿戴通話等設備,就適合采用eMTC技術。

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其實,在兩者誕生之初,競爭關系更為激烈。對于選擇哪種網絡制式,業內一直爭執不休。這種爭論一直持續到2017年6月。在3GPP第76次全會上,業界就移動物聯網技術(包括NB-IoT和eMTC)Rel.15演進方向達成了相關共識:不再新增系統帶寬低于1.4MHz的eMTC終端類型;不再新增系統帶寬高于200KHz的NB-IoT終端類型。說白了,就是徹底劃分開了NB-IoT和eMTC的應用界限,術業有專攻。在那之后,兩者才轉為了混合組網、差異化互補的合作關系。

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eMTC和NB-IoT攜手走向5G

那eMTC在實際市場應用中,又是怎樣的進展呢? 在具體的商用市場上,相比于NB-IoT的高調而火熱的發展,eMTC是非常低調的,至少國內市場如此。國內三大運營商,電信和聯通早早地確定了在NB-IoT上的決心,并行動迅速,取得了很大的進展。但是在eMTC方面,兩家就比較“淡定”了。中國聯通表示會適時部署,實際上并沒有明確的發展時間點,有點打太極的味道。中國電信方面,也是觀望的態度,官方口徑是“根據標準、產業成熟情況,適時引入”。中國移動方面其實應該對eMTC更為敏感,因為eMTC支持TDD網絡(移動沒有FDD牌照),但實際上,移動也是舉棋不定。 中國移動雖然已在多個城市進行eMTC網絡的小范圍部署和驗證,但沒有在公開場合公布它的eMTC計劃,非常低調。說白了,還是因為牌照的原因,所以中國移動采取了腳踩兩只船的策略,以發展NB-IoT為主、同時順顧eMTC技術。相比之下,以歐美日運營商為代表的海外市場,對eMTC就熱情多了。 早在2017年年初,AT&T (美國和墨西哥)、KPN (荷蘭)、 KDDI (日本)、NTT DOCOMO (日本)、Orange (歐洲、中東和非洲)、Telefonica (歐洲)、Telstra (澳大利亞)、TELUS (加拿大) 和Verizon (美國) 就聯合宣布支持eMTC的全球部署。尤其是美國的AT&T和Verizon,都在2017年宣稱部署了國家級的eMTC網絡。

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全球運營商鼎力支持eMTC的部署

總而言之,雖然解讀eMTC物聯網,和NB-IoT有什么關系?

目前在國內的發展并沒有像NB-IoT一樣風風火火,但是,作為一項有自己獨特優點的物聯網技術,我們應該對它有更多的關注和重視。占據了標準優勢的eMTC,在未來的市場競爭中,肯定會有更大的作為。


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