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  • 與NB-IoT并駕齊驅,eMTC正在擴大低功耗蜂窩物聯網場景

    2018-01-02 11:50:37 40

    過去一年多的時間里,NB-IoT成為物聯網產業中當之無愧的熱點,不論是從政府專門出臺支持政策的紅頭文件,運營商巨資建全球規模最大的網絡、大手筆補貼,還是芯片、模塊廠商數量迅速增加、供貨量充足,都在不斷打破落地壁壘,讓NB-IoT規?;逃玫臈l件開始具備。當產業界經歷著NB-IoT帶來的市場教育同時,客觀上也在帶動著互補性技術的成熟和商用,目前eMTC的呼聲也越來越高。因為其獨特的技術特點,eMTC與NB-IoT一起涵蓋了低功耗蜂窩物聯網主要方案,已成為業界共識。

     

    技術特征互補,eMTC與NB-IoT共同完善蜂窩物聯網

     

    物聯網面對的是豐富多彩的場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打遍天下,根據場景和終端的要求會有多個技術指標,不少指標之間往往具有此消彼長的相關關系,因此最終形成的主要技術標準是多個指標間平衡的結果。

     

    NB-IoT的技術特征大家已非常熟悉,更傾向于突出功耗、距離、連接規模的技術性能而抑制了其他能力,也正是因為這些指標間的妥協,才給占廣域網絡連接數60%左右且具有低頻、小數據包、相對固定場所特點的物聯網終端接入互聯網的機會。

     

    此前,GSMA就針對NB-IoT技術定義了7大類21個典型應用場景,這些場景如下表所示:


    GSMA場景.jpg

     

    可以看出,由于NB-IoT技術設計的初衷,這些應用場景大部分是基于固定或移動性定位要求不高的領域。當應用場景需要進一步擴展時,大量設備仍除了需要具備低功耗、大連接的特征外,可能對于移動性定位、基本的語音也有要求,數據帶寬也有所增加,需要技術標準的各種參數進行相應調整,而類似的場景和終端可能占據廣域網絡連接數20-30%。此時,傳統2G或LTE技術特征與需求并不匹配,雖然NB-IoT的一些技術指標在未來演進中也會考慮部分內容,但目前eMTC的技術特點正好成為擴展性應用的最好選擇。

     

    舉例來說,火災報警設備已被認為是低功耗廣域網絡的最佳使用場景,這樣的設備施工方便,低功耗的特征使其在長時間可以做到免維護,平時僅需定時上報數據即可,當前大量基于NB-IoT的火災報警項目已落地實施。不過,當火災發生的緊急時刻,除了遠程被動報警外,若人們針對每個設備進行主動一鍵語音呼叫,可進一步提升告警和救災的效率。NB-IoT不具備語音功能,我們也不可能在NB-IoT方案基礎上再疊加一個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,又具備語音呼叫功能,則可以提供更加完善的火災報警方案。

     

    從技術角度來看,NB-IoT和eMTC在傳統LTE蜂窩網絡基礎上,對各種技術指標進行調整,更加適合低功耗、大連接的物聯網場景,讓LTE蜂窩網絡除了覆蓋人的通信需求外,也完美地覆蓋物的通信需求。

     

    面對復雜多樣的應用環境,物聯網通信方案商需要多種技術儲備

     

    2017年各類共享經濟形態蓬勃發展,物聯網在這一經濟形態中發揮巨大作用。近期,不少賓館、火車站紛紛設置了共享按摩椅,這些共享按摩椅均內置了蜂窩物聯網模塊,才能實現精準的計費、運行和維護,而共享按摩椅運營商會嘗試NB-IoT、eMTC、2G等連接方案。不過,類似共享按摩椅這些設備所投放的位置非常廣泛,各種場所因為人流量、安裝位置、建筑物遮擋等因素,通信環境非常復雜,不一定有每個場所都有相應的網絡服務,因此,為了保障業務連續性和用戶體驗,采用多模的連接方式可以應對這種復雜性,而提供多模通方案就很有必要。

     

    眾所周知,目前的智能手機都具備多模通信的功能,正是為了保證用戶體驗和應對復雜的通信環境。而大量物聯網設備并不需要人來操作,缺乏主觀能動性,其實際應用中復合場景更多,很多時候需要多場景互動,這些復雜場景用單一通信方案并不能完全解決。因此,面對用戶需求,物聯網供給方應該有多種通信方案的技術儲備。


     

    目前,NB-IoT和eMTC通過其技術指標覆蓋不同場景,基本可涵蓋低功耗、廣覆蓋的蜂窩物聯網大部分應用場景,在少量情況下可能還需更為成熟的GPRS作為備份。隨著物聯網連接數的增加,物聯網安全形勢也日益嚴峻,很多產生關鍵數據的設備在終端側就需要專門的安全方案,而這些安全方案往往運行在終端操作系統(OS)上,這些OS的空中升級可能需要一定數據帶寬的支持,這種情況下低功耗設備的通信方案若兼容eMTC或GPRS標準,則可以及時的安全保護。

     

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

     

    全球標準化多模通信方案加速全球化物聯網的實施

     

    物聯網的應用呈現多樣化、碎片化,成為規?;逃玫囊淮蟊趬?,而且物聯網是一個全球化的市場,標準化顯得非常重要,這也是3GPP組織制定NB-IoT/eMTC標準的初衷之一。目前,各類物聯網廠商所面對的都是全球化的市場,終端廠商、OEM廠商所推出的產品應該是國內外各種應用場景可直接采用和快速落地,所以其背后支撐方案也需要標準化,兼容全球主要市場的網絡。

     

    根據GSA(Global mobile Suppliers Association)發布的最新數據顯示,全球已有28個國家39張NB-IoT商用網絡,并有52家運營商發布NB-IoT測試網絡或商用計劃;全球已有9張eMTC商用網絡,并有25家運營商發布eMTC測試網絡或商用計劃。而大部分NB-IoT和eMTC商用、預商用網絡并不同步,一些市場是兩類標準的網絡同時存在,一些市場僅有單一標準網絡,但不少已有NB-IoT/eMTC同時運營的計劃。

     

    由于海外運營商網絡部署的不同步和不斷演進,作為面向海外市場的OEM廠商或物聯網終端廠商,采用多模通信方案會讓其硬件或解決方案更容易在海外市場落地,也能應對當地運營商網絡部署的變化。

     

    當然,除了通信標準采取多模之外,支持多個主流頻段和開發方案也非常必要。以頻譜為例,全球各國NB-IoT/eMTC網絡所占用的頻段并不完全一致,希望形成規?;┴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。當他們選用多模、多頻通信芯片或模塊后,進行終端和應用開發的難度會大大降低,更容易實現其跨境物聯網業務實施。

     

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    筆者熟悉的一家名為創高安防的企業,是一家DIY安防報警、智能家居和網絡監控等產品和方案的廠商,其大量客戶來自于歐美。創高在其產品研發設計中,就注重采用支持全球標準化、多模多頻的通信技術方案。在2018年CES展會期間,創高安防展示了其新的智能家居安防控制系統,可以與Google AI智能語音助手進行交互聯動,可以及時檢測門窗開關情況、水電氣泄露、老人跌倒報警等。而這個安防控制系統搭載了美國高通基于MDM9206的NB-IoT/eMTC/GPRS多模調制解調器,讓其產品能夠與歐美各個運營商的網絡實現兼容,快速走入歐美市場。

     

    經過一年多的醞釀,全球主要地區低功耗廣域網絡規?;逃靡褑?,eMTC是時候也開始走向前臺,和NB-IoT一起補齊并完善低功耗蜂窩物聯網的通信方案,為未來5G低功耗大連接的場景打下基礎。


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