蜂窩物聯(lián)網技術“三選二” 如何建網值得細思量

10月30日，我國通信業(yè)在物聯(lián)網領域再出大動作：中國移動在江蘇無錫舉行的2016世界物聯(lián)網博覽會期間宣布，中國移動攜手華為和海思在全球率先完成基于3GPP標準的NB-IoT（窄帶物聯(lián)網）端到端商用產品實驗室驗證，并將啟動NB-IoT端到端外場試驗。與此同時，中國移動還聯(lián)合愛立信和高通啟動國內首個基于3GPP標準的eMTC（增強的機器類通信）端到端商用產品的實驗室測試。

一下子，中國移動在兩大物聯(lián)網技術領域同時發(fā)力，把我們的注意力又一次拉回到物聯(lián)網的路徑選擇上來。

蜂窩物聯(lián)網技術“三選二”

日前，在“蜂窩物聯(lián)網eMTC產業(yè)峰會”上，TD產業(yè)聯(lián)盟產業(yè)部總監(jiān)周正蘭介紹說，目前傳統(tǒng)以人為基礎的移動通信正逐步達到天花板，每個人持有移動終端數目有限，而海量的物聯(lián)網連接的市場相信不僅給運營商，同時也給芯片、模組，包括平臺和應用廠家?guī)砀喟l(fā)展機會。根據權威機構預測，到2020年全球物聯(lián)網總的連接數達到300億規(guī)模，總的市場規(guī)模將超過1.7萬億美元，這將是繼傳統(tǒng)移動通信以外又一個超過萬億元級的大產業(yè)鏈。其中北美、西歐、亞太市場空間比較龐大，加起來將超過80%市場規(guī)模。

由于當前M2M設備對數據傳輸速度要求不高，因此現有移動網絡用于物物相連的成本還是比較昂貴的。傳感器和設備也因在移動網絡和復雜的協(xié)議中過度能量消耗，從而導致M2M設備中電池的快速放電。現有蜂窩移動網絡應用于物聯(lián)網時還需要進行網絡升級。目前，經過升級后應用于物聯(lián)網的移動網絡包括EC-GSM（又稱 EC-GPRS， EC-GSM-IoT）、 eMTC（又稱LTE-M， LTE Cat.M1）和NB-IoT三種。

EC-GSM是一項基于GSM/GPRS/EDGE基礎的技術，可使這一制式下大部分已安裝的基站無需更換或升級硬件設備，其優(yōu)勢在于移動基礎設施已經就緒，大部分情況下只需要更新在網絡節(jié)點上的軟件。

eMTC是適用于LTE網絡的物聯(lián)網技術，其數據傳入傳出的速率可達到1Mbps。eMTC在價格、覆蓋、自動運行期限以及與現有移動基礎設施兼容性等指標更適用于大眾物聯(lián)網的應用，eMTC網絡可在現有LTE網絡基礎上通過更新軟件的方式進行建設。

NB-IoT窄帶物聯(lián)網技術與LTE網絡擁有密切的協(xié)調性和兼容性。但支持這一技術需要建設新類型的接收器。NB-IoT可提供許多重要的優(yōu)勢，包括支持超過10萬個連接，設備電池壽命可長達10年，在GSM網絡中廣域覆蓋比現有的網絡增益20dB，通過相互驗證和增強的加密接口提高安全性，為運營商的物聯(lián)網應用提供穩(wěn)定條件。

本來GSM網絡遍布全球，擁有最大的覆蓋面，應該是蜂窩物聯(lián)網很好的選擇，但是，有一個重要原因不容忽視。

愛立信集團副總裁兼網絡產品負責人THOMAS NOREN在接受記者采訪時表示，歐洲不少運營商因為是以GSM網絡為主，對EC-GSM很有興趣建網，但是全球還有一些運營商，2G網絡是基于CDMA或是其他技術，因此另外兩種技術也廣受歡迎，包括愛立信、華為、高通、英特爾等業(yè)界主流供應商也在支持運營商的多種選擇。

如今，NB-IoT和eMTC已經是業(yè)界達成共識的由運營商承建的蜂窩物聯(lián)網的統(tǒng)一標準。這就是中移動一下子上馬兩個物聯(lián)網技術試驗的原因。

NB-IoT和eMTC各有所長

技術的選擇還是相對簡單的事。物聯(lián)網的蛋糕很大，但是涉及各行各業(yè)的細枝末節(jié)，電信行業(yè)如何才能吃到嘴呢？在全球電信運營商市場上，中國移動、沃達豐、德國電信、AT&T等全球頂尖運營商皆已圍繞物聯(lián)發(fā)布了各自的發(fā)展方略，并展開試點。

“我們在推動LTE行業(yè)應用的時候已經發(fā)現這個問題，不同行業(yè)其自身的壁壘比較高，行業(yè)自身的端到端產業(yè)鏈條也已經形成。對于物聯(lián)網應用的開展，包括運營商、平臺供應商、終端提供商來講怎樣更好地融入到各個行業(yè)里面去？”周正蘭提出。

比如，60%的物聯(lián)網市場將會是在低速率廣覆蓋低功耗網絡上。目前典型的技術可能是NB-IoT等等，更加適用于環(huán)境狀態(tài)檢測、智能停車以及智能抄表類的業(yè)務。中間30%的物聯(lián)網市場，可能是中速率業(yè)務，目前看到的包括eMTC都屬于這樣的范疇，更適用于交互類的物聯(lián)業(yè)務，包括智能穿戴設備、車輛移動性管理和電子廣告屏等等。最上層的10%屬于工業(yè)控制領域，包括車聯(lián)網等，要求高速率低時延，目前5G一毫秒的時延能滿足工業(yè)控制領域的相關需求。

之前業(yè)界討論NB-IoT很熱，但其實NB-IoT和eMTC各有所長，并且eMTC更值得關注。

華為TD-LTE領域總經理徐學兵介紹，eMTC是基于LTE協(xié)議演進而來，為了更加適應萬物互聯(lián)的低成本、低功耗的訴求，對LTE協(xié)議進行了裁剪和優(yōu)化，不用像手機一樣，隨時隨地接聽網絡，他進一步解釋說，eMTC可以做到2G的1%的耗電；另外是深度覆蓋的增強，以及增強的效果比現在4G計劃再多一堵墻的穿透能力?；诖耍ㄟ^eMTC的技術，可以實現實時車輛的監(jiān)控定位，可以實現各種車輛實時信息上報和上傳，還有車輛行駛記錄，行駛軌跡查詢。對特殊行業(yè)的應用，比如冷鏈物流，比如應急監(jiān)測等有非常大的支撐作用。

另外在個人穿戴上面，他認為，如今個人穿戴雖然很熱，但是解決方案并不完整，一個很重要的原因就是比較耗電，現有芯片耗電占到個人穿戴耗電的三分之一，如果芯片電能省下來，針對穿戴市場，穿戴設備市場會進一步拓展。eMTC的PSM和eDRX恰好可以匹配這一訴求，隨著eMTC芯片的推出，穿戴設備領域也將迎來新的風口。

再一個領域就是電子顯示屏，通過eMTC物聯(lián)技術，借助eMTC大速率的優(yōu)勢（小區(qū)速率最高1Mbps，單個連接是375kbps），可以讓屏幕智能化，通過無線網絡傳輸的方式做到隨時隨地刷新資訊，同時在屏幕上還可以通過運營廣告來打造新的商業(yè)模式。

徐學兵透露，華為目前著手建立物聯(lián)開放實驗室，在芯片、模組以及終端上，敞開大門跟產業(yè)伙伴一起做eMTC驗證方面的工作。華為將在11月份把Open Lab實驗室全面開放，同時在早期eMTC對接不收費，并且保證整體自動化能力能夠全部支撐。據了解，Open Lab是一個重要的開放平臺。Open Lab的目的是提供一個開放的合作平臺，在此基礎上促進產業(yè)生態(tài)鏈的快速健康發(fā)展，和合作伙伴進行集成驗證、聯(lián)合創(chuàng)新，實現產業(yè)鏈價值的聚合。

如何建網值得細思量

針對不同的應用場景，有沒有必要一種場景建設一個網絡呢，這要看值不值？

“前期在調研的時候，也聽了一些運營商，包括行業(yè)用戶的訴求，聯(lián)通公司一個負責人跟我們講，像智能水表的預期收費情況，行業(yè)用戶有一個評估——1塊表十年10塊錢。”周正蘭說，當然，這是比較極端的情況，但大多數物聯(lián)網用戶一年應該在56塊錢左右，這讓不少人都心寒了一下。所以，蜂窩物聯(lián)網到底要不要建全國統(tǒng)一的網絡或者這個網絡建設規(guī)模覆蓋多大是一個值得認真對待的問題。

對于這種情況，設備商也有著思想準備。“首先，在現網的設備上，我們只需要軟件升級就可以支持NB-IoT和eMTC，不需要那樣再單獨部署一個網絡。因為現在的網絡設備上做NB-IoT和eMTC的話，只需要軟件升級，也不需要再增加更多物理的站址?！盩HOMAS NOREN說，“同時，核心網層面，針對不同的應用場景進行網絡切片，應該能夠更加有效一些?！?/p>

在終端芯片側，為了形成產業(yè)規(guī)模降低成本，現在不少業(yè)內巨擘已經向著一個平臺同時支持雙模而努力。高通產品市場部資深經理李德凱介紹說，兩種全新LTE IoT技術，一個統(tǒng)一的LTE平臺是高通努力的方向，由高通推出的MDM9206調制解調器便是這樣一款雙模平臺，不但支持eMTC，還可以通過將推出的軟件升級實現支持NB-IoT/eMTC雙模。MDM9206的特性將幫助物聯(lián)網產品在全球一系列的不同運營商網絡中運行，實現產品全球覆蓋的最大化和規(guī)模化。eMTC和NB-IoT可以很大程度上復用現在FDD-LTE和TDD-LTE的網絡基礎設施。因此通過做小量的設備投資，網絡就可以對未來的Cat-NB1和Cat-M1進行支持，并不需要重新建一張網。

同時，不少業(yè)內人士擔心，由于現在包括類似物聯(lián)網應用這樣的插件越來越多地引入到4G網絡中來，越來越多的未來功能在現網上就能得以實現，是不是4G就是最后一代大規(guī)模蜂窩建網？未來包括物聯(lián)網在內的5G蛋糕還有多大？

“根據我們估計，現在5G的頻段剛開始主要在高頻這個頻段上，那在高頻頻段上的話，確實不會有大規(guī)模宏蜂窩的部署?！盩HOMAS NOREN也實話實說，“但是隨著將來越來越多的終端都會變成5G的終端，隨著這個容量的需求不斷擴大，我們相信目前低頻段的3G、4G網絡，會慢慢地演進為5G，所以也會建設5G的大規(guī)模宏蜂窩網絡?！?/p>

所以，不用特別擔心，好戲還在后頭。