蜂窝物联网技术“三选二” 如何建网值得细思量

　　10月30日，我国通信业在物联网领域再出大动作：中国移动在江苏无锡举行的2016世界物联网博览会期间宣布，中国移动携手华为和海思在全球率先完成基于3GPP标准的NB-IoT(窄带物联网)端到端商用产品实验室验证，并将启动NB-IoT端到端外场试验。与此同时，中国移动还联合爱立信和高通启动国内首个基于3GPP标准的eMTC(增强的机器类通信)端到端商用产品的实验室测试。

　　一下子，中国移动在两大物联网技术领域同时发力，把我们的注意力又一次拉回到物联网的路径选择上来。

　　蜂窝物联网技术“三选二”

　　日前，在“蜂窝物联网eMTC产业峰会”上，TD产业联盟产业部总监周正兰介绍说，目前传统以人为基础的移动通信正逐步达到天花板，每个人持有移动终端数目有限，而海量的物联网连接的市场相信不仅给运营商，同时也给芯片、模组，包括平台和应用厂家带来更多发展机会。根据权威机构预测，到2020年全球物联网总的连接数达到300亿规模，总的市场规模将超过1.7万亿美元，这将是继传统移动通信以外又一个超过万亿元级的大产业链。其中北美、西欧、亚太市场空间比较庞大，加起来将超过80%市场规模。

　　由于当前M2M设备对数据传输速度要求不高，因此现有移动网络用于物物相连的成本还是比较昂贵的。传感器和设备也因在移动网络和复杂的协议中过度能量消耗，从而导致M2M设备中电池的快速放电。现有蜂窝移动网络应用于物联网时还需要进行网络升级。目前，经过升级后应用于物联网的移动网络包括EC-GSM(又称 EC-GPRS， EC-GSM-IoT)、 eMTC(又称LTE-M， LTE Cat.M1)和NB-IoT三种。

　　EC-GSM是一项基于GSM/GPRS/EDGE基础的技术，可使这一制式下大部分已安装的基站无需更换或升级硬件设备，其优势在于移动基础设施已经就绪，大部分情况下只需要更新在网络节点上的软件。

　　eMTC是适用于LTE网络的物联网技术，其数据传入传出的速率可达到1Mbps。eMTC在价格、覆盖、自动运行期限以及与现有移动基础设施兼容性等指标更适用于大众物联网的应用，eMTC网络可在现有LTE网络基础上通过更新软件的方式进行建设。

　　NB-IoT窄带物联网技术与LTE网络拥有密切的协调性和兼容性。但支持这一技术需要建设新类型的接收器。NB-IoT可提供许多重要的优势，包括支持超过10万个连接，设备电池寿命可长达10年，在GSM网络中广域覆盖比现有的网络增益20dB，通过相互验证和增强的加密接口提高安全性，为运营商的物联网应用提供稳定条件。

　　本来GSM网络遍布全球，拥有最大的覆盖面，应该是蜂窝物联网很好的选择，但是，有一个重要原因不容忽视。

　　爱立信集团副总裁兼网络产品负责人THOMAS NOREN在接受记者采访时表示，欧洲不少运营商因为是以GSM网络为主，对EC-GSM很有兴趣建网，但是全球还有一些运营商，2G网络是基于CDMA或是其他技术，因此另外两种技术也广受欢迎，包括爱立信、华为、高通、英特尔等业界主流供应商也在支持运营商的多种选择。

　　如今，NB-IoT和eMTC已经是业界达成共识的由运营商承建的蜂窝物联网的统一标准。这就是中移动一下子上马两个物联网技术试验的原因。

　　NB-IoT和eMTC各有所长

　　技术的选择还是相对简单的事。物联网的蛋糕很大，但是涉及各行各业的细枝末节，电信行业如何才能吃到嘴呢?在全球电信运营商市场上，中国移动、沃达丰、德国电信、AT&T等全球顶尖运营商皆已围绕物联发布了各自的发展方略，并展开试点。

　　“我们在推动LTE行业应用的时候已经发现这个问题，不同行业其自身的壁垒比较高，行业自身的端到端产业链条也已经形成。对于物联网应用的开展，包括运营商、平台供应商、终端提供商来讲怎样更好地融入到各个行业里面去?”周正兰提出。

　　比如，60%的物联网市场将会是在低速率广覆盖低功耗网络上。目前典型的技术可能是NB-IoT等等，更加适用于环境状态检测、智能停车以及智能抄表类的业务。中间30%的物联网市场，可能是中速率业务，目前看到的包括eMTC都属于这样的范畴，更适用于交互类的物联业务，包括智能穿戴设备、车辆移动性管理和电子广告屏等等。最上层的10%属于工业控制领域，包括车联网等，要求高速率低时延，目前5G一毫秒的时延能满足工业控制领域的相关需求。

　　之前业界讨论NB-IoT很热，但其实NB-IoT和eMTC各有所长，并且eMTC更值得关注。

　　华为TD-LTE领域总经理徐学兵介绍，eMTC是基于LTE协议演进而来，为了更加适应万物互联的低成本、低功耗的诉求，对LTE协议进行了裁剪和优化，不用像手机一样，随时随地接听网络，他进一步解释说，eMTC可以做到2G的1%的耗电;另外是深度覆盖的增强，以及增强的效果比现在4G计划再多一堵墙的穿透能力。基于此，通过eMTC的技术，可以实现实时车辆的监控定位，可以实现各种车辆实时信息上报和上传，还有车辆行驶记录，行驶轨迹查询。对特殊行业的应用，比如冷链物流，比如应急监测等有非常大的支撑作用。

　　另外在个人穿戴上面，他认为，如今个人穿戴虽然很热，但是解决方案并不完整，一个很重要的原因就是比较耗电，现有芯片耗电占到个人穿戴耗电的三分之一，如果芯片电能省下来，针对穿戴市场，穿戴设备市场会进一步拓展。eMTC的PSM和eDRX恰好可以匹配这一诉求，随着eMTC芯片的推出，穿戴设备领域也将迎来新的风口。

　　再一个领域就是电子显示屏，通过eMTC物联技术，借助eMTC大速率的优势(小区速率最高1Mbps，单个连接是375kbps)，可以让屏幕智能化，通过无线网络传输的方式做到随时随地刷新资讯，同时在屏幕上还可以通过运营广告来打造新的商业模式。

　　徐学兵透露，华为目前着手建立物联开放实验室，在芯片、模组以及终端上，敞开大门跟产业伙伴一起做eMTC验证方面的工作。华为将在11月份把Open Lab实验室全面开放，同时在早期eMTC对接不收费，并且保证整体自动化能力能够全部支撑。据了解，Open Lab是一个重要的开放平台。Open Lab的目的是提供一个开放的合作平台，在此基础上促进产业生态链的快速健康发展，和合作伙伴进行集成验证、联合创新，实现产业链价值的聚合。

　　如何建网值得细思量

　　针对不同的应用场景，有没有必要一种场景建设一个网络呢，这要看值不值?

　　“前期在调研的时候，也听了一些运营商，包括行业用户的诉求，联通公司一个负责人跟我们讲，像智能水表的预期收费情况，行业用户有一个评估——1块表十年10块钱。”周正兰说，当然，这是比较极端的情况，但大多数物联网用户一年应该在56块钱左右，这让不少人都心寒了一下。所以，蜂窝物联网到底要不要建全国统一的网络或者这个网络建设规模覆盖多大是一个值得认真对待的问题。

　　对于这种情况，设备商也有着思想准备。“首先，在现网的设备上，我们只需要软件升级就可以支持NB-IoT和eMTC，不需要那样再单独部署一个网络。因为现在的网络设备上做NB-IoT和eMTC的话，只需要软件升级，也不需要再增加更多物理的站址。”THOMAS NOREN说，“同时，核心网层面，针对不同的应用场景进行网络切片，应该能够更加有效一些。”

　　在终端芯片侧，为了形成产业规模降低成本，现在不少业内巨擘已经向着一个平台同时支持双模而努力。高通产品市场部资深经理李德凯介绍说，两种全新LTE IoT技术，一个统一的LTE平台是高通努力的方向，由高通推出的MDM9206调制解调器便是这样一款双模平台，不但支持eMTC，还可以通过将推出的软件升级实现支持NB-IoT/eMTC双模。MDM9206的特性将帮助物联网产品在全球一系列的不同运营商网络中运行，实现产品全球覆盖的最大化和规模化。eMTC和NB-IoT可以很大程度上复用现在FDD-LTE和TDD-LTE的网络基础设施。因此通过做小量的设备投资，网络就可以对未来的Cat-NB1和Cat-M1进行支持，并不需要重新建一张网。

　　同时，不少业内人士担心，由于现在包括类似物联网应用这样的插件越来越多地引入到4G网络中来，越来越多的未来功能在现网上就能得以实现，是不是4G就是最后一代大规模蜂窝建网?未来包括物联网在内的5G蛋糕还有多大?

　　“根据我们估计，现在5G的频段刚开始主要在高频这个频段上，那在高频频段上的话，确实不会有大规模宏蜂窝的部署。”THOMAS NOREN也实话实说，“但是随着将来越来越多的终端都会变成5G的终端，随着这个容量的需求不断扩大，我们相信目前低频段的3G、4G网络，会慢慢地演进为5G，所以也会建设5G的大规模宏蜂窝网络。”

　　所以，不用特别担心，好戏还在后头。