蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)“三選二” 如何建網(wǎng)值得細(xì)思量

10月30日，我國通信業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)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(wǎng)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(biāo)準(zhǔn)的NB-IoT（窄帶物聯(lián)網(wǎng)）端到端商用產(chǎn)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(nèi)首個基于3GPP標(biāo)準(zhǔn)的eMTC（增強的機器類通信）端到端商用產(chǎn)品的實驗室測試。

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

日前，在“蜂窩物聯(lián)網(wǎng)eMTC產(chǎn)業(yè)峰會”上，TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟產(chǎn)業(yè)部總監(jiān)周正蘭介紹說，目前傳統(tǒng)以人為基礎(chǔ)的移動通信正逐步達(dá)到天花板，每個人持有移動終端數(shù)目有限，而海量的物聯(lián)網(wǎng)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(yīng)用廠家?guī)砀喟l(fā)展機會。根據(jù)權(quán)威機構(gòu)預(yù)測，到2020年全球物聯(lián)網(wǎng)總的連接數(shù)達(dá)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(chǎn)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(dāng)前M2M設(shè)備對數(shù)據(jù)傳輸速度要求不高，因此現(xiàn)有移動網(wǎng)絡(luò)用于物物相連的成本還是比較昂貴的。傳感器和設(shè)備也因在移動網(wǎng)絡(luò)和復(fù)雜的協(xié)議中過度能量消耗，從而導(dǎo)致M2M設(shè)備中電池的快速放電?，F(xiàn)有蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)時還需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)升級。目前，經(jīng)過升級后應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的移動網(wǎng)絡(luò)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(chǔ)的技術(shù)，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(shè)備，其優(yōu)勢在于移動基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)就緒，大部分情況下只需要更新在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上的軟件。

eMTC是適用于LTE網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，其數(shù)據(jù)傳入傳出的速率可達(dá)到1Mbps。eMTC在價格、覆蓋、自動運行期限以及與現(xiàn)有移動基礎(chǔ)設(shè)施兼容性等指標(biāo)更適用于大眾物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，eMTC網(wǎng)絡(luò)可在現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上通過更新軟件的方式進(jìn)行建設(shè)。

NB-IoT窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與LTE網(wǎng)絡(luò)擁有密切的協(xié)調(diào)性和兼容性。但支持這一技術(shù)需要建設(shè)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(shè)備電池壽命可長達(dá)10年，在GSM網(wǎng)絡(luò)中廣域覆蓋比現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)應(yīng)用提供穩(wěn)定條件。

本來GSM網(wǎng)絡(luò)遍布全球，擁有最大的覆蓋面，應(yīng)該是蜂窩物聯(lián)網(wǎng)很好的選擇，但是，有一個重要原因不容忽視。

愛立信集團(tuán)副總裁兼網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品負(fù)責(zé)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(wǎng)絡(luò)為主，對EC-GSM很有興趣建網(wǎng)，但是全球還有一些運營商，2G網(wǎng)絡(luò)是基于CDMA或是其他技術(shù)，因此另外兩種技術(shù)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(yīng)商也在支持運營商的多種選擇。

如今，NB-IoT和eMTC已經(jīng)是業(yè)界達(dá)成共識的由運營商承建的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。這就是中移動一下子上馬兩個物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗的原因。

技術(shù)的選擇還是相對簡單的事。物聯(lián)網(wǎng)的蛋糕很大，但是涉及各行各業(yè)的細(xì)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(dá)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(yīng)用的時候已經(jīng)發(fā)現(xiàn)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(chǎn)業(yè)鏈條也已經(jīng)形成。對于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開展，包括運營商、平臺供應(yīng)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(wǎng)市場將會是在低速率廣覆蓋低功耗網(wǎng)絡(luò)上。目前典型的技術(shù)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(wù)。中間30%的物聯(lián)網(wǎng)市場，可能是中速率業(yè)務(wù)，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(wù)，包括智能穿戴設(shè)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(lǐng)域，包括車聯(lián)網(wǎng)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(lǐng)域的相關(guān)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(guān)注。

華為TD-LTE領(lǐng)域總經(jīng)理徐學(xué)兵介紹，eMTC是基于LTE協(xié)議演進(jìn)而來，為了更加適應(yīng)萬物互聯(lián)的低成本、低功耗的訴求，對LTE協(xié)議進(jìn)行了裁剪和優(yōu)化，不用像手機一樣，隨時隨地接聽網(wǎng)絡(luò)，他進(jìn)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(xiàn)在4G計劃再多一堵墻的穿透能力。基于此，通過eMTC的技術(shù)，可以實現(xiàn)實時車輛的監(jiān)控定位，可以實現(xiàn)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(yīng)用，比如冷鏈物流，比如應(yīng)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(rèn)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(xiàn)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(shè)備市場會進(jìn)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(shè)備領(lǐng)域也將迎來新的風(fēng)口。

再一個領(lǐng)域就是電子顯示屏，通過eMTC物聯(lián)技術(shù)，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(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞阶龅诫S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(xué)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(chǎn)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(jù)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(chǔ)上促進(jìn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈的快速健康發(fā)展，和合作伙伴進(jìn)行集成驗證、聯(lián)合創(chuàng)新，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈價值的聚合。

針對不同的應(yīng)用場景，有沒有必要一種場景建設(shè)一個網(wǎng)絡(luò)呢，這要看值不值？

“前期在調(diào)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(fù)責(zé)人跟我們講，像智能水表的預(yù)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(dāng)然，這是比較極端的情況，但大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)用戶一年應(yīng)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(wǎng)到底要不要建全國統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)或者這個網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模覆蓋多大是一個值得認(rèn)真對待的問題。

對于這種情況，設(shè)備商也有著思想準(zhǔn)備。“首先，在現(xiàn)網(wǎng)的設(shè)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(wǎng)絡(luò)。因為現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)設(shè)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。”THOMAS NOREN說，“同時，核心網(wǎng)層面，針對不同的應(yīng)用場景進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)切片，應(yīng)該能夠更加有效一些。”

在終端芯片側(cè)，為了形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模降低成本，現(xiàn)在不少業(yè)內(nèi)巨擘已經(jīng)向著一個平臺同時支持雙模而努力。高通產(chǎn)品市場部資深經(jīng)理李德凱介紹說，兩種全新LTE IoT技術(shù)，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(diào)制解調(diào)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(xiàn)支持NB-IoT/eMTC雙模。MDM9206的特性將幫助物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品在全球一系列的不同運營商網(wǎng)絡(luò)中運行，實現(xiàn)產(chǎn)品全球覆蓋的最大化和規(guī)?；?。eMTC和NB-IoT可以很大程度上復(fù)用現(xiàn)在FDD-LTE和TDD-LTE的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。因此通過做小量的設(shè)備投資，網(wǎng)絡(luò)就可以對未來的Cat-NB1和Cat-M1進(jìn)行支持，并不需要重新建一張網(wǎng)。

同時，不少業(yè)內(nèi)人士擔(dān)心，由于現(xiàn)在包括類似物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用這樣的插件越來越多地引入到4G網(wǎng)絡(luò)中來，越來越多的未來功能在現(xiàn)網(wǎng)上就能得以實現(xiàn)，是不是4G就是最后一代大規(guī)模蜂窩建網(wǎng)？未來包括物聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的5G蛋糕還有多大？

“根據(jù)我們估計，現(xiàn)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。”THOMAS 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(wǎng)絡(luò)，會慢慢地演進(jìn)為5G，所以也會建設(shè)5G的大規(guī)模宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)。”

所以，不用特別擔(dān)心，好戲還在后頭。