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(guó)通信業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域再出大動(dòng)作：中國(guó)移動(dòng)在江蘇無(wú)錫舉行的2016世界物聯(lián)網(wǎng)博覽會(huì)期間宣布，中國(guó)移動(dòng)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(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，并將啟動(dòng)NB-IoT端到端外場(chǎng)試驗(yàn)。與此同時(shí)，中國(guó)移動(dòng)還聯(lián)合愛(ài)立信和高通啟動(dòng)國(guó)內(nèi)首個(gè)基于3GPP標(biāo)準(zhǔn)的eMTC（增強(qiáng)的機(jī)器類(lèi)通信）端到端商用產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。

一下子，中國(guó)移動(dòng)在兩大物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域同時(shí)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(lái)。

日前，在“蜂窩物聯(lián)網(wǎng)eMTC產(chǎn)業(yè)峰會(huì)”上，TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟產(chǎn)業(yè)部總監(jiān)周正蘭介紹說(shuō)，目前傳統(tǒng)以人為基礎(chǔ)的移動(dòng)通信正逐步達(dá)到天花板，每個(gè)人持有移動(dòng)終端數(shù)目有限，而海量的物聯(lián)網(wǎng)連接的市場(chǎng)相信不僅給運(yùn)營(yíng)商，同時(shí)也給芯片、模組，包括平臺(tái)和應(yīng)用廠家?guī)?lái)更多發(fā)展機(jī)會(huì)。根據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，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(chǎng)規(guī)模將超過(guò)1.7萬(wàn)億美元，這將是繼傳統(tǒng)移動(dòng)通信以外又一個(gè)超過(guò)萬(wàn)億元級(jí)的大產(chǎn)業(yè)鏈。其中北美、西歐、亞太市場(chǎng)空間比較龐大，加起來(lái)將超過(guò)80%市場(chǎng)規(guī)模。

由于當(dāng)前M2M設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度要求不高，因此現(xiàn)有移動(dòng)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(dòng)網(wǎng)絡(luò)和復(fù)雜的協(xié)議中過(guò)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(dòng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)時(shí)還需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)升級(jí)。目前，經(jīng)過(guò)升級(jí)后應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)包括EC-GSM（又稱(chēng) EC-GPRS， EC-GSM-IoT）、 eMTC（又稱(chēng)LTE-M， LTE Cat.M1）和NB-IoT三種。

EC-GSM是一項(xiàng)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(wú)需更換或升級(jí)硬件設(shè)備，其優(yōu)勢(shì)在于移動(dòng)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(diǎn)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(jià)格、覆蓋、自動(dòng)運(yùn)行期限以及與現(xiàn)有移動(dòng)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(guò)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(lèi)型的接收器。NB-IoT可提供許多重要的優(yōu)勢(shì)，包括支持超過(guò)10萬(wàn)個(gè)連接，設(shè)備電池壽命可長(zhǎng)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(guò)相互驗(yàn)證和增強(qiáng)的加密接口提高安全性，為運(yùn)營(yíng)商的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供穩(wěn)定條件。

本來(lái)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(gè)重要原因不容忽視。

愛(ài)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(shí)表示，歐洲不少運(yùn)營(yíng)商因?yàn)槭且訥SM網(wǎng)絡(luò)為主，對(duì)EC-GSM很有興趣建網(wǎng)，但是全球還有一些運(yùn)營(yíng)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(ài)立信、華為、高通、英特爾等業(yè)界主流供應(yīng)商也在支持運(yùn)營(yíng)商的多種選擇。

如今，NB-IoT和eMTC已經(jīng)是業(yè)界達(dá)成共識(shí)的由運(yùn)營(yíng)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(dòng)一下子上馬兩個(gè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)的原因。

技術(shù)的選擇還是相對(duì)簡(jiǎn)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(yùn)營(yíng)商市場(chǎng)上，中國(guó)移動(dòng)、沃達(dá)豐、德國(guó)電信、AT&T等全球頂尖運(yùn)營(yíng)商皆已圍繞物聯(lián)發(fā)布了各自的發(fā)展方略，并展開(kāi)試點(diǎn)。

“我們?cè)谕苿?dòng)LTE行業(yè)應(yīng)用的時(shí)候已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)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(duì)于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開(kāi)展，包括運(yùn)營(yíng)商、平臺(tái)供應(yīng)商、終端提供商來(lái)講怎樣更好地融入到各個(gè)行業(yè)里面去？”周正蘭提出。

比如，60%的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)將會(huì)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(cè)、智能停車(chē)以及智能抄表類(lèi)的業(yè)務(wù)。中間30%的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，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(lèi)的物聯(lián)業(yè)務(wù)，包括智能穿戴設(shè)備、車(chē)輛移動(dòng)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(chē)聯(lián)網(wǎng)等，要求高速率低時(shí)延，目前5G一毫秒的時(shí)延能滿(mǎn)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(shí)NB-IoT和eMTC各有所長(zhǎng)，并且eMTC更值得關(guān)注。

華為T(mén)D-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(lái)，為了更加適應(yīng)萬(wàn)物互聯(lián)的低成本、低功耗的訴求，對(duì)LTE協(xié)議進(jìn)行了裁剪和優(yōu)化，不用像手機(jī)一樣，隨時(shí)隨地接聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)，他進(jìn)一步解釋說(shuō)，eMTC可以做到2G的1%的耗電；另外是深度覆蓋的增強(qiáng)，以及增強(qiáng)的效果比現(xiàn)在4G計(jì)劃再多一堵墻的穿透能力?；诖?，通過(guò)eMTC的技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)車(chē)輛的監(jiān)控定位，可以實(shí)現(xiàn)各種車(chē)輛實(shí)時(shí)信息上報(bào)和上傳，還有車(chē)輛行駛記錄，行駛軌跡查詢(xún)。對(duì)特殊行業(yè)的應(yīng)用，比如冷鏈物流，比如應(yīng)急監(jiān)測(cè)等有非常大的支撐作用。

另外在個(gè)人穿戴上面，他認(rèn)為，如今個(gè)人穿戴雖然很熱，但是解決方案并不完整，一個(gè)很重要的原因就是比較耗電，現(xiàn)有芯片耗電占到個(gè)人穿戴耗電的三分之一，如果芯片電能省下來(lái)，針對(duì)穿戴市場(chǎng)，穿戴設(shè)備市場(chǎng)會(huì)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(lái)新的風(fēng)口。

再一個(gè)領(lǐng)域就是電子顯示屏，通過(guò)eMTC物聯(lián)技術(shù)，借助eMTC大速率的優(yōu)勢(shì)（小區(qū)速率最高1Mbps，單個(gè)連接是375kbps），可以讓屏幕智能化，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞阶龅诫S時(shí)隨地刷新資訊，同時(shí)在屏幕上還可以通過(guò)運(yùn)營(yíng)廣告來(lái)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(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，在芯片、模組以及終端上，敞開(kāi)大門(mén)跟產(chǎn)業(yè)伙伴一起做eMTC驗(yàn)證方面的工作。華為將在11月份把Open Lab實(shí)驗(yàn)室全面開(kāi)放，同時(shí)在早期eMTC對(duì)接不收費(fèi)，并且保證整體自動(dòng)化能力能夠全部支撐。據(jù)了解，Open Lab是一個(gè)重要的開(kāi)放平臺(tái)。Open Lab的目的是提供一個(gè)開(kāi)放的合作平臺(tái)，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(yàn)證、聯(lián)合創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值的聚合。

針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，有沒(méi)有必要一種場(chǎng)景建設(shè)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)呢，這要看值不值？

“前期在調(diào)研的時(shí)候，也聽(tīng)了一些運(yùn)營(yíng)商，包括行業(yè)用戶(hù)的訴求，聯(lián)通公司一個(gè)負(fù)責(zé)人跟我們講，像智能水表的預(yù)期收費(fèi)情況，行業(yè)用戶(hù)有一個(gè)評(píng)估——1塊表十年10塊錢(qián)。”周正蘭說(shuō)，當(dāng)然，這是比較極端的情況，但大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)一年應(yīng)該在56塊錢(qián)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(guó)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)或者這個(gè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模覆蓋多大是一個(gè)值得認(rèn)真對(duì)待的問(wèn)題。

對(duì)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(jí)就可以支持NB-IoT和eMTC，不需要那樣再單獨(dú)部署一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)楝F(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上做NB-IoT和eMTC的話(huà)，只需要軟件升級(jí)，也不需要再增加更多物理的站址。”THOMAS NOREN說(shuō)，“同時(shí)，核心網(wǎng)層面，針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)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(gè)平臺(tái)同時(shí)支持雙模而努力。高通產(chǎn)品市場(chǎng)部資深經(jīng)理李德凱介紹說(shuō)，兩種全新LTE IoT技術(shù)，一個(gè)統(tǒng)一的LTE平臺(tái)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(tái)，不但支持eMTC，還可以通過(guò)將推出的軟件升級(jí)實(shí)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(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全球覆蓋的最大化和規(guī)?；MTC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(guò)做小量的設(shè)備投資，網(wǎng)絡(luò)就可以對(duì)未來(lái)的Cat-NB1和Cat-M1進(jìn)行支持，并不需要重新建一張網(wǎng)。

同時(shí)，不少業(yè)內(nèi)人士擔(dān)心，由于現(xiàn)在包括類(lèi)似物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用這樣的插件越來(lái)越多地引入到4G網(wǎng)絡(luò)中來(lái)，越來(lái)越多的未來(lái)功能在現(xiàn)網(wǎng)上就能得以實(shí)現(xiàn)，是不是4G就是最后一代大規(guī)模蜂窩建網(wǎng)？未來(lái)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(jì)，現(xiàn)在5G的頻段剛開(kāi)始主要在高頻這個(gè)頻段上，那在高頻頻段上的話(huà)，確實(shí)不會(huì)有大規(guī)模宏蜂窩的部署。”THOMAS NOREN也實(shí)話(huà)實(shí)說(shuō)，“但是隨著將來(lái)越來(lái)越多的終端都會(huì)變成5G的終端，隨著這個(gè)容量的需求不斷擴(kuò)大，我們相信目前低頻段的3G、4G網(wǎng)絡(luò)，會(huì)慢慢地演進(jìn)為5G，所以也會(huì)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。