5G標(biāo)準(zhǔn)制定的加速，5G商用后會(huì)馬上替代NB-IoT

5月21-5月25日，國(guó)際通信標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP在韓國(guó)釜山召開(kāi)會(huì)議，討論5G首個(gè)獨(dú)立部署（SA）標(biāo)準(zhǔn)，引起了業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注，這是一個(gè)里程碑式的時(shí)刻，預(yù)計(jì)今年6月份首個(gè)5G獨(dú)立部署標(biāo)準(zhǔn)將出爐。不過(guò)，即將凍結(jié)的5G標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)人與人的增強(qiáng)移動(dòng)寬帶通信，并不涉及低功耗大連接的物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景。近日，GSMA發(fā)布報(bào)告《5G未來(lái)中的移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)》，指出以NB-IoT/eMTC為代表移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)（M-IoT）是未來(lái)5G物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的組成部分，澄清現(xiàn)在已開(kāi)始商用的NB-IoT/eMTC和未來(lái)5G的關(guān)系，接下來(lái)幾年中基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的低功耗大連接仍然主要依賴NB-IoT和eMTC。

滿足ITU低功耗大連接要求的5G標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃還未定

眾所周知，5G主要涵蓋了三大場(chǎng)景：增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（eMBB）、高可靠超低時(shí)延（uRLLC）和大規(guī)模機(jī)器通信（mMTC）。其中uRLLC和mMTC是面向物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用需求，而mMTC就是針對(duì)未來(lái)海量低功耗、低帶寬、低成本和時(shí)延要求不高的場(chǎng)景所設(shè)計(jì)。不過(guò)，從目前5G的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展來(lái)看，mMTC的標(biāo)準(zhǔn)是爭(zhēng)議最大的一個(gè)領(lǐng)域。根據(jù)此前5G標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)劃，2018年6月完成獨(dú)立組網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，近期大家高度關(guān)注的韓國(guó)釜山3GPP會(huì)議就是針對(duì)這一計(jì)劃來(lái)舉行的；到2019年底R(shí)16版本出臺(tái)，要完成滿足國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）全部要求的5G標(biāo)準(zhǔn)，但目前來(lái)看這一計(jì)劃可能要延遲，其中爭(zhēng)議就在于大規(guī)模機(jī)器通信的標(biāo)準(zhǔn)上。

但是，今年3月19-22日在印度金奈召開(kāi)的3GPP無(wú)線接入網(wǎng)第79次全會(huì)上，針對(duì)R16的提案中，明確了R16版本5G新空口中不會(huì)對(duì)低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)的用例進(jìn)行研究和標(biāo)準(zhǔn)化，低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)用例會(huì)繼續(xù)依靠NB-IoT和eMTC的演進(jìn)。也就是說(shuō)，嚴(yán)格按照ITU愿景和需求中針對(duì)低功耗大連接場(chǎng)景的標(biāo)準(zhǔn)化在2019年底的R16版本中并不會(huì)完成，這一場(chǎng)景的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃暫時(shí)還沒(méi)有定論，因此完整的5G標(biāo)準(zhǔn)出爐時(shí)間還未定。

吸納NB-IoT和eMTC進(jìn)入5G物聯(lián)網(wǎng)家族中

既然在R16中對(duì)mMTC的場(chǎng)景標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)劃未定，但面對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生的低功耗大連接的物聯(lián)網(wǎng)需求，總要有相關(guān)的技術(shù)來(lái)支持，而同為3GPP主導(dǎo)的蜂窩通信標(biāo)準(zhǔn)且已經(jīng)有一定的商用驗(yàn)證的NB-IoT和eMTC及其未來(lái)的演進(jìn)就被吸納進(jìn)5G物聯(lián)網(wǎng)家族中。

5G革命性不僅僅在于它涵蓋更多應(yīng)用場(chǎng)景和更復(fù)雜的技術(shù)，還在于其有更強(qiáng)的包容性，因此5G的核心之一是能夠支持、兼容多種接入技術(shù)，如衛(wèi)星、WiFi、固網(wǎng)和3GPP其他技術(shù)實(shí)現(xiàn)互操作，達(dá)到服務(wù)于大量不同用例的目的，這也為同為3GPP的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的NB-IoT、eMTC成為5G組成部分創(chuàng)造了條件。

當(dāng)然，將NB-IoT和eMTC納入5G物聯(lián)網(wǎng)家庭中并非3GPP單方面來(lái)決定的，3GPP針對(duì)國(guó)際電信聯(lián)盟的要求進(jìn)行多次評(píng)估。一般來(lái)說(shuō)，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）提出5G的愿景和需求，由3GPP組織全球主要廠商推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的工作，來(lái)滿足ITU提出的KPI，最后由ITU采納為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。在過(guò)去一段時(shí)間里，3GPP向ITU提議NB-IoT和eMTC滿足ITU對(duì)5G物聯(lián)網(wǎng)的需求，進(jìn)行了大量的評(píng)估研究，并在第79次全會(huì)上提議低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)用例會(huì)繼續(xù)依靠NB-IoT和eMTC的演進(jìn)。

NB-IoT/eMTC滿足5G物聯(lián)網(wǎng)需求評(píng)估

在希臘雅典召開(kāi)的3GPP會(huì)議上，相關(guān)企業(yè)就提交了針對(duì)NB-IoT和eMTC滿足5G mMTC連接密度的需求評(píng)估報(bào)告，相關(guān)報(bào)告的結(jié)論顯示NB-IoT和eMTC滿足了ITU提出的5G mMTC連接密度的需求，這給NB-IoT和eMTC納入5G物聯(lián)網(wǎng)家族打下來(lái)基礎(chǔ)。兩份評(píng)估報(bào)告如上圖。

今年3月，Sierra Wireless、愛(ài)立信、Altair等20家知名廠商聯(lián)合發(fā)布了LTE-M（eMTC）滿足5G要求的評(píng)估報(bào)告，報(bào)告更是從單位容量帶寬需求、數(shù)據(jù)速率、消息時(shí)延、電池壽命等多方面進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果顯示eMTC的性能完全符合ITU提出的5G物聯(lián)網(wǎng)的需求。

20家企業(yè)對(duì)eMTC滿足5G需求的評(píng)估結(jié)果

由于除了低功耗大連接場(chǎng)景外，5G還有很多組成部分會(huì)更快實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化并商用，因此NB-IoT和eMTC需要和5G的其他部分技術(shù)長(zhǎng)期共存。3GPP對(duì)此所做的工作之一就是支持NB-IoT和eMTC在5G NR帶內(nèi)部署。

另外，為了實(shí)現(xiàn)5G系統(tǒng)側(cè)對(duì)NB-IoT和eMTC的支持，3GPP在今年4月份報(bào)告中開(kāi)始調(diào)研5G核心網(wǎng)支持NB-IoT和eMTC的無(wú)線接入網(wǎng)，這樣就能保證運(yùn)營(yíng)商在保留NB-IoT和eMTC網(wǎng)絡(luò)部署情況下向5G NR平滑升級(jí)。

該報(bào)告研究5G系統(tǒng)支持NB-IoT/eMTC

經(jīng)過(guò)大量的評(píng)估和在標(biāo)準(zhǔn)化上的努力，NB-IoT和eMTC及其演進(jìn)已作為5G物聯(lián)網(wǎng)的組成部分，且在接下來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用主要依靠NB-IoT和eMTC來(lái)承載，直到未來(lái)5G mMTC標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)并大規(guī)模商用。

狂熱和理性：5G物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展還是需要規(guī)?；枨?/p>

輿論對(duì)5G的熱情高漲，5G首個(gè)標(biāo)準(zhǔn)今年凍結(jié)后也給快速商用提供了條件。不過(guò)，試商用可以由標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)驅(qū)動(dòng)，但大規(guī)模的商用最終還是需要規(guī)?；枨篁?qū)動(dòng)，同樣，支持三大場(chǎng)景的5G標(biāo)準(zhǔn)化的順序也是有很大程度上需求驅(qū)動(dòng)的因素。

（1）增強(qiáng)移動(dòng)寬帶有規(guī)模化商用基礎(chǔ)，但發(fā)展速度仍不會(huì)太快

去年12月凍結(jié)的非獨(dú)立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和即將完成的獨(dú)立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，其面對(duì)的場(chǎng)景主要是增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（eMBB），這部分標(biāo)準(zhǔn)的率先完成在很大程度上因?yàn)樵鰪?qiáng)移動(dòng)寬帶的需求相對(duì)于低時(shí)延高可靠和低功耗大連接更為明顯、更早有規(guī)?；目赡苄浴?/p>

在過(guò)去數(shù)年中4G網(wǎng)絡(luò)商用帶來(lái)移動(dòng)寬帶（MBB）的規(guī)?；枨蠛陀脩簦瑢?shí)現(xiàn)流量爆炸式增長(zhǎng)，推動(dòng)芯片、終端等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的繁榮。基于MBB的長(zhǎng)期積累和用戶對(duì)大帶寬的需求，eMBB對(duì)帶寬和速率進(jìn)一步升級(jí)，實(shí)現(xiàn)更好的用戶體驗(yàn)，滿足超高清視頻、AR/VR等應(yīng)用，從這個(gè)角度看eMBB場(chǎng)景既有原來(lái)積累的基礎(chǔ)，又有新的需求，因此推動(dòng)快速標(biāo)準(zhǔn)化和商用很有意義。

中國(guó)5G連接數(shù)預(yù)測(cè)

不過(guò)，即使是這一擁有商用基礎(chǔ)的場(chǎng)景，5G eMBB預(yù)計(jì)并不會(huì)實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。GSMA專家曾經(jīng)指出：“雖然5G備受歡迎，但截至2025年預(yù)計(jì)增長(zhǎng)范圍最大的仍然是4G”。GSMA和中國(guó)信通院聯(lián)合發(fā)布的《中國(guó)5G報(bào)告》也顯示，預(yù)計(jì)5G部署速度和普及過(guò)程比4G慢，5G網(wǎng)絡(luò)初期主要作為熱點(diǎn)技術(shù)來(lái)部署，以補(bǔ)充現(xiàn)網(wǎng)容量，運(yùn)營(yíng)商表示將根據(jù)需求來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)部署。

（2）先做好NB-IoT/eMTC實(shí)現(xiàn)低功耗大連接的物聯(lián)網(wǎng)需求工作

既然4G的移動(dòng)寬帶已有多年規(guī)?；e累和需求驗(yàn)證，5G時(shí)代的增強(qiáng)移動(dòng)寬帶發(fā)展預(yù)期仍然慢于4G，那么作為新興的低功耗大連接物聯(lián)網(wǎng)需求，在過(guò)去多年中根本沒(méi)有規(guī)模化商用的積累，對(duì)未來(lái)的需求仍然停留在各種預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)上，那么對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)化和商用推進(jìn)的工作顯得并不是那么迫切。在筆者看來(lái)，這方面的因素是3GPP推遲在R16中進(jìn)行mMTC標(biāo)準(zhǔn)化，并將現(xiàn)有的NB-IoT/eMTC標(biāo)準(zhǔn)納入5G物聯(lián)網(wǎng)中的一個(gè)重要原因。

從市場(chǎng)狀況看，NB-IoT/eMTC標(biāo)準(zhǔn)從2016年凍結(jié)后至今已有2年時(shí)間，我們并未看到采用該技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，低功耗大連接的場(chǎng)景沒(méi)有實(shí)現(xiàn)規(guī)?；枨蟮姆e累。試想一下，當(dāng)NB-IoT/eMTC面對(duì)的物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景還沒(méi)有形成規(guī)?；臅r(shí)候，NB-IoT/eMTC升級(jí)版的5G mMTC會(huì)有規(guī)模化的場(chǎng)景嗎？當(dāng)在實(shí)際商用中，NB-IoT/eMTC僅實(shí)現(xiàn)平均每個(gè)基站接入了數(shù)百個(gè)終端，距離其數(shù)萬(wàn)個(gè)終端的容量還有天壤之別時(shí)，每平方公里實(shí)現(xiàn)100萬(wàn)終端大容量的5G mMTC標(biāo)準(zhǔn)又有什么意義？

從產(chǎn)業(yè)鏈的成熟度角度來(lái)看，未來(lái)5G mMTC需要通過(guò)新型多址接入等新的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)低功耗大連接的目標(biāo)，這勢(shì)必對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈提出新的要求，芯片、模塊、基站、終端等各環(huán)節(jié)需要實(shí)現(xiàn)全新的升級(jí)，初期的成本可能居高不下；而NB-IoT/eMTC則可復(fù)用LTE產(chǎn)業(yè)鏈的各種資源，相對(duì)成本更低。因此，為滿足物聯(lián)網(wǎng)低成本的需求，采用漸進(jìn)式的方式更為可取，先以NB-IoT/eMTC促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈成熟、降低成本，再通過(guò)NB-IoT/eMTC的演進(jìn)逐漸平滑過(guò)渡到5G mMTC上。

隨著5G標(biāo)準(zhǔn)制定的加速，但隨之而來(lái)是有一些對(duì)5G狂熱的追捧，其中不乏一些誤導(dǎo)性言論，其中比較典型的就是“2020年就要商用5G了，5G商用后會(huì)馬上替代NB-IoT，NB-IoT現(xiàn)在的投入都會(huì)浪費(fèi)”，甚至一些所謂的“專家”在公開(kāi)場(chǎng)合也有類似言論。從3GPP標(biāo)準(zhǔn)化組織和ITU所做的努力來(lái)看，即使是2019-2020年5G實(shí)現(xiàn)了商用，NB-IoT/eMTC也將是接下來(lái)幾年內(nèi)蜂窩物聯(lián)網(wǎng)主要的通信方式，NB-IoT/eMTC已成為5G物聯(lián)網(wǎng)的組成部分。這個(gè)市場(chǎng)剛剛開(kāi)啟，期待產(chǎn)業(yè)界更多理性的聲音。