关于蜂窝物联网的两种制式eMTC与NB-IoT的详解

艾欧体(Aiouti)物联网资讯:长期以来,蜂窝物联网的两种制式eMTC与NB-IOT都有一点竞争关系,到底应该选择哪种网络制式,业内一直争执不休。本文就分析下两者在技术层面的区别,在应用场景上的互补,以及介绍在3GPP第76次全会上,业界就移动物联网技术(包括NB-IoT和eMTC)Rel.15演进方向的共识。

一、eMTC作为窄带物联网的优势

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。下面我们分别分析一下:

1.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。

2.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连接用户,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支持每小区超过1万个终端。

3.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。

4.成本有望不断降低,目前智能家居应用主流通信技术是WiFi, WiFi模块虽然本身价格较低,已经降到了10元人民币以内了,但支持WiFi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元人民币以上,相比之下eMTC终端有望通过产业链交叉补贴,不断降低成本。

5.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,能够确保可靠传输。

二、eMTC与NB-IoT的竞争关系

回到蜂窝物联网上来,长期以来蜂窝物联网的两种制式eMTC与NB-IOT都有一点竞争关系,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,很多时候比拼的是谁的模组芯片成本下降更快,谁的商用化程度更高,以及谁的网络建设更完善。

这种争论直到2017年6月可以正式休止了,在3GPP第76次全会上,业界就移动物联网技术(包括NB-IoT和eMTC)Rel.15演进方向达成了相关共识: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彻底划分开了应用界限,转为了混合组网、差异化互补的合作关系。我们来看看两者在技术和应用上的区别。

1.从技术层面两者的关系

在峰值速率上,NB-IoT对数据速率支持较差,在200Kbps,而eMTC能够达到1Mbps;在移动性上来看,NB-IoT由于无法实现自动的小区切换,因此几乎不具备移动性,eMTC在移动性上表现更好;在语音上,NB-IoT不支持语音传输,而eMTC支持语音;在终端成本上,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;在小区容量上,eMTC没有进行过定向优化,难以满足超大容量的连接需求;在覆盖广深上,NB-IoT 覆盖半径比eMTC 大30%。eMTC覆盖较NB-IoT 差9dB 左右。

2.从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其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网络下应用场景更加丰富,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。

从上可以发现,NB-IoT与eMTC同步推进,可满足解决多场景的综合需求。

从文中的观点可以看出,NB-IoT与eMTC不存在选择谁,出局谁的关系。NB-IoT与eMTC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B端厂商提供更多不为技术限制的应用场景,让C端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,这才是未来NB-IoT与eMTC的融合发展之路。

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