與NB-IoT并駕齊驅(qū)，eMTC正在擴(kuò)大低功耗蜂窩物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景

過去一年多的時(shí)間里，NB-IoT成為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中當(dāng)之無愧的熱點(diǎn)，不論是從政府專門出臺(tái)支持政策的紅頭文件，運(yùn)營商巨資建全球規(guī)模最大的網(wǎng)絡(luò)、大手筆補(bǔ)貼，還是芯片、模塊廠商數(shù)量迅速增加、供貨量充足，都在不斷打破落地壁壘，讓NB-IoT規(guī)?；逃玫臈l件開始具備。當(dāng)產(chǎn)業(yè)界經(jīng)歷著NB-IoT帶來的市場(chǎng)教育同時(shí)，客觀上也在帶動(dòng)著互補(bǔ)性技術(shù)的成熟和商用，目前eMTC的呼聲也越來越高。因?yàn)槠洫?dú)特的技術(shù)特點(diǎn)，eMTC與NB-IoT一起涵蓋了低功耗蜂窩物聯(lián)網(wǎng)主要方案，已成為業(yè)界共識(shí)。

技術(shù)特征互補(bǔ)，eMTC與NB-IoT共同完善蜂窩物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)面對(duì)的是豐富多彩的場(chǎng)景和海量種類各異的終端，終端的通信絕不可能是一種技術(shù)打遍天下，根據(jù)場(chǎng)景和終端的要求會(huì)有多個(gè)技術(shù)指標(biāo)，不少指標(biāo)之間往往具有此消彼長的相關(guān)關(guān)系，因此最終形成的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是多個(gè)指標(biāo)間平衡的結(jié)果。

NB-IoT的技術(shù)特征大家已非常熟悉，更傾向于突出功耗、距離、連接規(guī)模的技術(shù)性能而抑制了其他能力，也正是因?yàn)檫@些指標(biāo)間的妥協(xié)，才給占廣域網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)60%左右且具有低頻、小數(shù)據(jù)包、相對(duì)固定場(chǎng)所特點(diǎn)的物聯(lián)網(wǎng)終端接入互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)會(huì)。

此前，GSMA就針對(duì)NB-IoT技術(shù)定義了7大類21個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景，這些場(chǎng)景如下表所示：

可以看出，由于NB-IoT技術(shù)設(shè)計(jì)的初衷，這些應(yīng)用場(chǎng)景大部分是基于固定或移動(dòng)性定位要求不高的領(lǐng)域。當(dāng)應(yīng)用場(chǎng)景需要進(jìn)一步擴(kuò)展時(shí)，大量設(shè)備仍除了需要具備低功耗、大連接的特征外，可能對(duì)于移動(dòng)性定位、基本的語音也有要求，數(shù)據(jù)帶寬也有所增加，需要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的各種參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，而類似的場(chǎng)景和終端可能占據(jù)廣域網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)20-30%。此時(shí)，傳統(tǒng)2G或LTE技術(shù)特征與需求并不匹配，雖然NB-IoT的一些技術(shù)指標(biāo)在未來演進(jìn)中也會(huì)考慮部分內(nèi)容，但目前eMTC的技術(shù)特點(diǎn)正好成為擴(kuò)展性應(yīng)用的最好選擇。

舉例來說，火災(zāi)報(bào)警設(shè)備已被認(rèn)為是低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)的最佳使用場(chǎng)景，這樣的設(shè)備施工方便，低功耗的特征使其在長時(shí)間可以做到免維護(hù)，平時(shí)僅需定時(shí)上報(bào)數(shù)據(jù)即可，當(dāng)前大量基于NB-IoT的火災(zāi)報(bào)警項(xiàng)目已落地實(shí)施。不過，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生的緊急時(shí)刻，除了遠(yuǎn)程被動(dòng)報(bào)警外，若人們針對(duì)每個(gè)設(shè)備進(jìn)行主動(dòng)一鍵語音呼叫，可進(jìn)一步提升告警和救災(zāi)的效率。NB-IoT不具備語音功能，我們也不可能在NB-IoT方案基礎(chǔ)上再疊加一個(gè)2G語音功能。而采用eMTC方案，既保持了NB-IoT低功耗、大連接的特點(diǎn)，又具備語音呼叫功能，則可以提供更加完善的火災(zāi)報(bào)警方案。

從技術(shù)角度來看，NB-IoT和eMTC在傳統(tǒng)LTE蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，對(duì)各種技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，更加適合低功耗、大連接的物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景，讓LTE蜂窩網(wǎng)絡(luò)除了覆蓋人的通信需求外，也完美地覆蓋物的通信需求。

面對(duì)復(fù)雜多樣的應(yīng)用環(huán)境，物聯(lián)網(wǎng)通信方案商需要多種技術(shù)儲(chǔ)備

2017年各類共享經(jīng)濟(jì)形態(tài)蓬勃發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)在這一經(jīng)濟(jì)形態(tài)中發(fā)揮巨大作用。近期，不少賓館、火車站紛紛設(shè)置了共享按摩椅，這些共享按摩椅均內(nèi)置了蜂窩物聯(lián)網(wǎng)模塊，才能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的計(jì)費(fèi)、運(yùn)行和維護(hù)，而共享按摩椅運(yùn)營商會(huì)嘗試NB-IoT、eMTC、2G等連接方案。不過，類似共享按摩椅這些設(shè)備所投放的位置非常廣泛，各種場(chǎng)所因?yàn)槿肆髁?、安裝位置、建筑物遮擋等因素，通信環(huán)境非常復(fù)雜，不一定有每個(gè)場(chǎng)所都有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，因此，為了保障業(yè)務(wù)連續(xù)性和用戶體驗(yàn)，采用多模的連接方式可以應(yīng)對(duì)這種復(fù)雜性，而提供多模通方案就很有必要。

眾所周知，目前的智能手機(jī)都具備多模通信的功能，正是為了保證用戶體驗(yàn)和應(yīng)對(duì)復(fù)雜的通信環(huán)境。而大量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備并不需要人來操作，缺乏主觀能動(dòng)性，其實(shí)際應(yīng)用中復(fù)合場(chǎng)景更多，很多時(shí)候需要多場(chǎng)景互動(dòng)，這些復(fù)雜場(chǎng)景用單一通信方案并不能完全解決。因此，面對(duì)用戶需求，物聯(lián)網(wǎng)供給方應(yīng)該有多種通信方案的技術(shù)儲(chǔ)備。

目前，NB-IoT和eMTC通過其技術(shù)指標(biāo)覆蓋不同場(chǎng)景，基本可涵蓋低功耗、廣覆蓋的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)大部分應(yīng)用場(chǎng)景，在少量情況下可能還需更為成熟的GPRS作為備份。隨著物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)的增加，物聯(lián)網(wǎng)安全形勢(shì)也日益嚴(yán)峻，很多產(chǎn)生關(guān)鍵數(shù)據(jù)的設(shè)備在終端側(cè)就需要專門的安全方案，而這些安全方案往往運(yùn)行在終端操作系統(tǒng)（OS）上，這些OS的空中升級(jí)可能需要一定數(shù)據(jù)帶寬的支持，這種情況下低功耗設(shè)備的通信方案若兼容eMTC或GPRS標(biāo)準(zhǔn)，則可以及時(shí)的安全保護(hù)。

安全和操作系統(tǒng)只是應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜度的冰山一角。從這些角度來考慮，大量復(fù)合場(chǎng)景下，一種多模的通信方案更容易在保持低功耗、大連接的優(yōu)勢(shì)下快速和低成本覆蓋所有通信需求。

全球標(biāo)準(zhǔn)化多模通信方案加速全球化物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)施

物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用呈現(xiàn)多樣化、碎片化，成為規(guī)?；逃玫囊淮蟊趬荆椅锫?lián)網(wǎng)是一個(gè)全球化的市場(chǎng)，標(biāo)準(zhǔn)化顯得非常重要，這也是3GPP組織制定NB-IoT/eMTC標(biāo)準(zhǔn)的初衷之一。目前，各類物聯(lián)網(wǎng)廠商所面對(duì)的都是全球化的市場(chǎng)，終端廠商、OEM廠商所推出的產(chǎn)品應(yīng)該是國內(nèi)外各種應(yīng)用場(chǎng)景可直接采用和快速落地，所以其背后支撐方案也需要標(biāo)準(zhǔn)化，兼容全球主要市場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)。

根據(jù)GSA（Global mobile Suppliers Association）發(fā)布的最新數(shù)據(jù)顯示，全球已有28個(gè)國家39張NB-IoT商用網(wǎng)絡(luò)，并有52家運(yùn)營商發(fā)布NB-IoT測(cè)試網(wǎng)絡(luò)或商用計(jì)劃；全球已有9張eMTC商用網(wǎng)絡(luò)，并有25家運(yùn)營商發(fā)布eMTC測(cè)試網(wǎng)絡(luò)或商用計(jì)劃。而大部分NB-IoT和eMTC商用、預(yù)商用網(wǎng)絡(luò)并不同步，一些市場(chǎng)是兩類標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)同時(shí)存在，一些市場(chǎng)僅有單一標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)，但不少已有NB-IoT/eMTC同時(shí)運(yùn)營的計(jì)劃。

由于海外運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)部署的不同步和不斷演進(jìn)，作為面向海外市場(chǎng)的OEM廠商或物聯(lián)網(wǎng)終端廠商，采用多模通信方案會(huì)讓其硬件或解決方案更容易在海外市場(chǎng)落地，也能應(yīng)對(duì)當(dāng)?shù)剡\(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)部署的變化。

當(dāng)然，除了通信標(biāo)準(zhǔn)采取多模之外，支持多個(gè)主流頻段和開發(fā)方案也非常必要。以頻譜為例，全球各國NB-IoT/eMTC網(wǎng)絡(luò)所占用的頻段并不完全一致，希望形成規(guī)?；┴浀腛EM廠商選擇多模、多頻的通信方案是加速其在海外落地的重要手段。當(dāng)他們選用多模、多頻通信芯片或模塊后，進(jìn)行終端和應(yīng)用開發(fā)的難度會(huì)大大降低，更容易實(shí)現(xiàn)其跨境物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)實(shí)施。

筆者熟悉的一家名為創(chuàng)高安防的企業(yè)，是一家DIY安防報(bào)警、智能家居和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控等產(chǎn)品和方案的廠商，其大量客戶來自于歐美。創(chuàng)高在其產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)中，就注重采用支持全球標(biāo)準(zhǔn)化、多模多頻的通信技術(shù)方案。在2018年CES展會(huì)期間，創(chuàng)高安防展示了其新的智能家居安防控制系統(tǒng)，可以與Google AI智能語音助手進(jìn)行交互聯(lián)動(dòng)，可以及時(shí)檢測(cè)門窗開關(guān)情況、水電氣泄露、老人跌倒報(bào)警等。而這個(gè)安防控制系統(tǒng)搭載了美國高通基于MDM9206的NB-IoT/eMTC/GPRS多模調(diào)制解調(diào)器，讓其產(chǎn)品能夠與歐美各個(gè)運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)兼容，快速走入歐美市場(chǎng)。

經(jīng)過一年多的醞釀，全球主要地區(qū)低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)規(guī)?；逃靡褑?dòng)，eMTC是時(shí)候也開始走向前臺(tái)，和NB-IoT一起補(bǔ)齊并完善低功耗蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的通信方案，為未來5G低功耗大連接的場(chǎng)景打下基礎(chǔ)。

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