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NB-IoT与LoRa相争,eMTC将最终获利?

木马童年 2019-2-13 12:36 15 0

NB-IoT与LoRa之争未见分晓,它的兄弟eMTC也在悄悄占据市场。那eMTC又是什么,与NB-IoT有何渊源?通信技术是物联网的基础,随着物联网的不断发展越来越的通信技术涌入,包括WLAN物联网,Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee、Z-w ...

NB-IoT与LoRa之争未见分晓,它的兄弟eMTC也在悄悄占据市场。那eMTC又是什么,与NB-IoT有何渊源?

NB-IoT与LoRa相争,eMTC将最终获利?

通信技术是物联网的基础,随着物联网的不断发展越来越的通信技术涌入,包括WLAN物联网,Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee、Z-wave;蜂窝物联网,NB-IoT、eMTC、LoRa、Sigfox等等。

eMTC与NB-IoT不止同属蜂窝物联网,它们还师出同门3GPP组织,它们的渊源可谓深远。

NB-IoT与LoRa相争,eMTC将最终获利?

何谓eMTC?

eMTC,是enhanced Machine-Type Communication的缩写,意为增强型机器类型通信。那它是怎么来的?

2008年,3GPP推出了LTE的第一个版本R8(Release 8)中,除了有满足宽带多媒体应用的Cat.3、Cat.4、Cat.5等终端等级外,也有上行峰值速率仅有5Mbit/s的终端等级Cat.1,可用于物联网等“低速率”应用。

NB-IoT与LoRa相争,eMTC将最终获利?

此后,3GPP多次针对物联网进行优化。

首先是在R12中增加了新终端等级Cat.0,放弃了对MIMO(多天线)的支持,简化为半双工,峰值速率降低为1Mbit/s,终端复杂度降低为普通LTE终端的40%。这样一来,初步达到了物联网的成本要求。

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但是,虽然Cat.0终端的信道带宽降至1.4MHz,但射频的接收带宽仍为20MHz,仍然过大。

所以,3GPP在R13中又新增Cat.M1等级的终端,信道带宽和射频接收带宽均为1.4MHz,终端复杂度进一步降低。同时新增了Cat.NB-1,它的接收带宽仅180kHz。

这里的Cat.M1,就是eMTC;而Cat.NB-1,则是NB-IoT。

NB-IoT与LoRa相争,eMTC将最终获利?

eMTC与NB-IoT有何区别?

eMTC与NB-IoT都具备蜂窝物联网增强覆盖、低功耗、低成本等特征,那又有何不同?

NB-IoT与LoRa相争,eMTC将最终获利?

上图可知,除了电池寿命,eMTC与NB-IoT在参数方面相差甚远。

NB-IoT追求的是最低的成本,最长的续航时间,缺少移动性、数据速率也较低。它比较适合于无移动性,小数据量,对时延不敏感,对成本很敏感,终端数量级大的应用,例如智能停车,智能灯杆,智能抄表等。

NB-IoT与LoRa相争,eMTC将最终获利?

eMTC支持语音、传输速率较快、支持移动性、支持LTE网络复用,但是也存在模块成本相对较高的情况,覆盖能力也不及NB-IoT。

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具体来说,eMTC支持语音,还有VoLTE,它被广泛应用到紧急呼救相关的物联设备中。

速率方面,eMTC支持上下行最大1Mbps的峰值速率。这个速率,足以支撑更丰富的物联应用,如低速视频、语音等。

eMTC还可以支持连接态的移动性,物联网用户可以无缝切换,保障用户体验。因此,eMTC更适用于智能手表这样的可穿戴设备。

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再来看看部署方式,NB-IoT分为三种部署方式:独立部署(Stand alone)、保护带部署(Guard band)和带内部署(In-band)。eMTC支持与LTE共同部署,也支持独立部署。

NB-IoT与LoRa相争,eMTC将最终获利?

NB-IoT的独立部署适用于重耕GSM频段,GSM的信道带宽为200KHz,这刚好为NB-IoT 180KHz带宽辟出空间,且两边还有10KHz的保护间隔。保护带部署利用LTE边缘保护频带中未使用的180KHz带宽的资源块。带内部署则是利用LTE载波中间的任何资源块。

NB-IoT与LoRa相争,eMTC将最终获利?

eMTC主要采用LTE带内部署方式,支持TDD和FDD两种方式。eMTC和LTE在同一频段内协同工作,由基站统一进行资源分配,共用部分控制信道。

因此,运营商可以在已有的LTE频段内直接部署eMTC,无需再分配单独的频谱。利用这个优势,eMTC可以实现低成本的快速部署,有利于运营商抢占市场先机。

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芯片方面,国内外蜂窝物联网相关厂商将更多资源集中在NB-IoT上。目前,eMTC芯片供应商以海外企业为主,国内仅有RDA推出相应产品,但还未实现量产。而且,这些厂商推出的芯片大多是以多模为主,包括NB-IoT/eMTC双模和NB-IoT/eMTC/2G三模。

主要eMTC芯片厂商及其产品包括:

NB-IoT与LoRa相争,eMTC将最终获利?

随着eMTC商用网络和应用越来越多,未来一定需要成本更低的单模芯片。

eMTC的市场如何?

一直以来,业界对于NB-IoT寄予厚望,希望能在短时间内承担起物联网“大连接”的重任,被认为是承载蜂窝物联网60%以上连接的方式。然而经过2年多的商用推进,目前来看千万级的连接的结果是慢于之前的预期。

究其原因,涉及到整个产业生态,尤其是下游应用方的规模化需求还未激发的问题。

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面对同样的问题,若承载绝大多数连接数的网络在几年商用中的发展速度未及预期,那么再商用一张eMTC网络后发展也可能达不到预期。可能这也是为什么eMTC商用的进展似并未博得业界太多的眼球。

2018年3月,3GPP正式宣布eMTC相关标准已经在R13版本发布,未来会根据技术、应用场景等发展随着LTE协议共同演进。

3GPP R13中eMTC在降低成本、增强覆盖、终端节电等三方面进行了优化,使其更适用于物联网领域。

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而且上文也指出,eMTC部署可以基于现有运营商LTE网络进行软件升级,同时支持FDD和TDD模式,所以无论对哪一类运营商都比较适用,益于运营商的推进。

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但是,目前在国内只有中国移动已在多个城市进行eMTC网络的小范围部署和验证。

相比之下,在以欧美日运营商为代表的海外市场,eMTC更受欢迎。

以下是eMTC在全球商用情况:

NB-IoT与LoRa相争,eMTC将最终获利?

对于eMTC的市场推广,一些业内人士也给出了建议。

首先,发展重点放在电子广告屏、电梯卫士、智能公交站牌、物流跟踪等中速率、有移动性诉求的中高价值的业务。

其次,运营商可以不止限制于现有的资费形式,与产业链上下游合作伙伴及行业用户一起探索可持续发展的、多方共赢的商业模式。

未来,相信eMTC将为物联网市场带来更多机遇。

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