新一代蜂窝物联网热点技术对比解析

  eMTC和NB-IoT可以很大程度上复用现有LTE的网络基础设施,通过少量设备投资,网络就可对未来NB-IoT和eMTC完成支持,并不需要重建一张新网。

  对于大多数在网系统设备而言,无线侧通过升级基站的方式即可支持eMTC和NB-IoT。传统核心网可以直接支持eMTC,如要支持NB-IoT功能,则需要对核心网进行一定的升级。核心网升级支持NB-IoT功能的方案有两种:一种是控制面优化方案,一种是用户面优化方案。控制面优化方案利用控制面(包含在NAS消息中)传输小数据包,不需建立空口和核心网的数据连接(用户面承载),但需要引入新功能实体C-SGN。用户面优化方案在用户面传输小数据包,空口和核心网需要为小数据业务建立数据承载,但无需引入新的功能实体。目前来看,运营商比较倾向于控制面优化的方案。

  5 eMTC和NB-IoT的市场应用

  物联网的应用场景可以大致分为3类,一是以车联网为代表的监控类业务,传输速率10Mbit/s左右,代表技术是LTE-V;二是以穿戴类为代表的交互协同类业务,传输速率小于1Mbit/s,代表技术有eMTC、LTE Cat1等;三是以远程抄表为代表的数据采集类业务,传输速率小于100Kbit/s,代表技术有NB-IoT、Lora和SigFox等。

  eMTC和NB-IoT二者均可用于面向低功耗广覆盖的场景,但是从表1可以看到,eMTC和NB-IoT在数据速率、覆盖能力、耗电等方面还是有差异的,因此两者的应用场景既有重合也有差异。NB-IoT的优势在低吞吐量的应用场景下将成本和功耗缩减至最低、覆盖能力强,因此NB-IoT最典型的应用场景是远程抄表类业务、公共设施监控、智能停车等。eMTC的优势是速率较高、支持移动性、支持VoLTE语音等,因此eMTC典型的应用场景是物流、可穿戴设备等。

  在全球来看,欧洲和中国会优先部署NB-IoT网络,美国运营商更倾向于eMTC技术。

  德国电信将于2017年在全欧洲推出NB-IoT网络,首先计划第二季度在德国推出,其次将扩大到荷兰、奥地利、克罗地亚、希腊、匈牙利、波兰和斯洛伐克等国。沃达丰也计划于2017年上半年在德国、爱尔兰、荷兰、西班牙、澳大利亚等国家部署NB-IoT网络。预计到2020年,沃达丰所有的LTE基站都将支持NB-IoT,其中85%的基站可以通过软件升级的方式实现。

  2017年初,在西班牙巴塞罗那举办的MWC 2017上,AT&T(美国和墨西哥)、KPN(荷兰)、KDDI(日本)、NTT DoCoMo(日本)、Orange、Telefonica、Telstra、TELUS和Verizon等联合宣布支持LTE-M全球部署。

  2016年下半年至今,中国移动、中国电信、中国联通先后在福州、鹰潭、深圳、杭州、无锡、唐山等多个城市启动了NB-IoT网络建设和应用示范。其中,江西省鹰潭市政府按照“智慧新城”规划,与中国移动、中国电信、华为、中兴等公司合作率先实现NB-IoT全域覆盖,积极打造产业链和营造生态体系,开展多项智慧新城应用试点,在国内外产生了广泛的影响。

  相信在不远的将来,基于NB-IoT和eMTC等蜂窝物联网热点技术的设备和应用将陆续走进人们的生活,并悄然改变人们的生活方式。