NB-iot 和 emtc两种技术区别

此前有报道称，工信部正在拟定推动窄频物联网（NB-IoT）标准化，并对NB-IoT模块外形、封装以及针脚定义等提出新规范。业内人士认为，标准出台后将促进物联网规模化商用全面提速，迎来行业成长爆发期。

　　工信部物联网标准形成，将改变物联网当前碎片化的现状。在电信运营商、芯片厂商的支持下，NB-IoT的商用条件日趋成熟。

　　权威机构预测，截至2020年，全球将有400－800亿的设备接入物联网，与政府管理相关的设备有70多亿，其中绝大部分需求来自智慧城市的连接需求。可以预见，随着物联网产业布局日趋完善，智慧城市解决方案将进一步成熟。相辅相成，推进智慧城市建设也会带动物联网产业发展。

　　现在已经有确定的消息，中国联通8月将全国商用NB-IoT，有业内人士无不担忧的指出，1.8G NB-IoT产业链尚不成熟，预计中国联通8月商用或许过于乐观。

　　三大运营商都在积极推动NB-IoT商用进程加速

　　目前中国三大运营商都积极卡位，2017年或成为NB-IoT商用落地元年。中国信息通信研究院泰尔终端实验室提出的“窄带物联网（NB-IoT）的终端模组”系列标准规范已通过送审稿，标志着业界NB-IoT模组系列规范取得阶段性成果；全国首个物联网开放实验室在榕揭牌、窄带物联网开放实验室在南京揭牌，则表明关键技术优势融入应用生活指日可待……物联网发展势不可挡，点燃了三大电信运营商的热情，全国多地的NB-IoT商用项目纷纷上马。

　　此前，中国移动已在江西鹰潭建成全国第一张地级市全局覆盖NB－IoT网络；江苏移动也与华为公司共同展示了智能停车业务。

　　中国电信已完成第一阶段实验室主流厂家无线、核心及终端互联互通测试，预计今年6月末全网覆盖，启动基于LTE800M网络的NB-IoT试商用，为万物互联奠定基础。

　　中国电信进行了深圳水务、深圳燃气试点商用，NB-IoT产业链也实现了芯片/模组的规模出货，但这远远不够。如何构建一张NB-IoT精品网络，打造开放合作的生态系统将成为影响NB-IoT商用发展的基础。

　　据悉，5月10日/12日，中国电信将分别在深圳和北京进行NB-IoT产业的相关推进，为6月端到端的商用打下基础。

　　在5月15日，中国联通将在上海召开NB-IoT网络试商用暨物联网生态论坛，中国联通将推动NB-IoT终端产业联盟的成立，联合芯片、模组等产业推动1.8G NB-IoT的成熟。

　　与此同时，中国联通将在上海挂牌NB-IoT开放实验室。对于这座部署了超过2000站全域覆盖的城市而言，中国联通开放实验室有利于芯片、模组、平台、网络、终端的成熟，对于打造端到端的业务应用，推动产品的测试认证、业务的研发孵化将起到相当重要的作用。

　　海思、高通、展讯等将实质推动NB-IoT进展，海思2017年年内的NB-IoT芯片将支持包括联通1.8G的商用；2018年，高通将推出极低成本NB-IoT芯片，之前的MDM9206多模芯片将在5月支持NB-IoT商用；展讯在年内推出NB-IoT芯片的基础上，2018年将推出eMTC+NB-IoT多模芯片；中兴微将在9月推出商用NB-IoT芯片产品。

　　无论是6月中国电信端到端NB-IoT全网商用，还是中国联通8月实现全国NB-IoT商用接入，从目前阶段性的测试结果看，NB-IoT还有诸多问题有待产业共同推进解决。

　　因此，不难理解包括中国电信、联通等近期对于NB-IoT发展的强大推动力，而这些举措也被业界某些观点误解为是NB-IoT供给侧的一头热。

　　中国电信、联通在NB-IoT领域的高举高打，也正在加速中国移动在NB-IoT、eMTC领域的测试。

　　根据目前eMTC国内的推进进展看，eMTC产业链成熟度落后于NB-IoT约半年之久。另有业内人士表达了担忧，如果中国移动彻底倒向eMTC将不利于NB-IoT产业的整体发展。

　　NB-IoT与eMTC的区别详解

　　某运营商人士客观的认为，无论技术成熟度，还是模组成本，当下业界对于NB-IoT的正面效应被放大了，但从长远看，业界还是低估了NB-IoT的价值。

　　不过，业内也有偏激观点认为，从多家大T的商用选择策略看，NB-IoT已实质已经出局，LoRa、eMTC规模商用将会成为趋势。

　　在这里我们来详细分析：

　　凭借广覆盖、大容量、低功耗、低成本等优势，窄带物联网（NB-IoT）被认为是最适合物联网商用部署的技术。自去年6月核心标准冻结以来，NB-IoT发展全面提速。电信运营商加快布局网络建设，设备商、终端厂商大力推进NB-IoT技术发展，包括智能抄表、智慧停车、智慧家庭、智慧农业等在内的各种应用纷纷落地。同时，我国首张区域全覆盖的NB-IoT网络也在江西鹰潭建成。可以看到，随着商用芯片等关键技术的成熟以及产业链的日渐完善，NB-IoT的规模部署渐行渐近，一个前所未有的庞大市场正在开启。

　　

　　伴随移动通信技术的不断发展，全球物联网即将迎来快速发展。在国际运营商中， AT&T、Verizon、KDDI、KPN、Orange、NTT DoCoMo、Telefonica、Telstra、Telus等都先后开展了eMTC的商用。在我国，中国电信率先起跑，在确立了800MHz组网能力之后，计划建设30万NB-IOT基站。中国联通与Jasper签订双排他协议，早早确定了NB-IOT作为发展方向。而最早提出发展物联网的中国移动，却在NB-IoT 与eMTC之间徘徊不定，这中间的原因，主要是两种制式各有所长，而中国移动TDD网络也决定了其决策上的纠结性。

　　那么，与其他网络制式相比NB-IoT 与eMTC优势何在，NB-IoT 与eMTC之间又展开了怎样的十轮技术苦战？

　　三大主战场

　　在物联网的建网中，有非常多的应用场景需要满足。NB-IoT 与eMTC的PK究竟从哪里开始？基于物联网应用对于速率、时延及可靠性等的要求，NB-IoT 和eMTC的三大战场分别是低时延高可靠性业务、中等需求业务、LPWA业务。

　　战场一：低时延、高可靠性业务。该类业务对吞吐率、时延或可靠性要求较高，其典型应用包含车联网、远程医疗等。

　　战场二：中等需求类业务。该类业务对吞吐率要求中等或偏低，部分应用有移动性及语音方面的要求，对覆盖与成本也有一定的限制，其典型业务主要有智能家防，可穿戴设备等。

　　战场三：LPWA（Low Power Wide Area）业务。LPWA业务的主要特征包括低功耗、低成本、低吞吐率、要求广（深）覆盖且所涉终端数量巨大，其典型应用包含抄表、环境监控、物流、资产追踪等。

　　在以上各类业务中，LPWA业务由于连接需求巨大，是全球各运营商争夺连接的主要市场。因而，NB-IoT 与eMTC之间较量的主战场也就是LPWA。

　　各路对手的“软肋”

　　在物联网网络制式的“混战”中，NB-IoT 与EMTC为什么能够最终胜出，走到最后？

　　目前，业界存在多种可承载LPWA类业务的物联网通信技术，如GPRS、LTE、LoRa、Sigfox等，但这些技术普遍存在如下问题：

　　1、终端续航时长无法满足要求，如GSM终端待机时长（不含业务）仅20天左右，在一些LPWA典型应用如抄表类业务中更换电池成本高，且某些特殊地点如深井、烟囱等更换电池很不方便。

　　2、无法满足海量终端的应用需求。物联网终端的一大特点就是海量，因此需要网络能够同时接入大量用户，而现在针对非物联网应用设计的网络无法满足同时接入海量终端的需求。

　　3、典型场景网络覆盖不足，例如深井、地下车库等覆盖盲点，室外基站无法实现全覆盖。

　　4、成本高。对于部署物联网的企业来说，选择LPWA的一个重要原因就是部署的低成本。智能家居应用主流通信技术是WiFi，WiFi模块虽然本身价格较低，已经降到了10元人民币以内了，但支持WiFi的物联网设备通常还需无线路由器或无线AP做网络接入，或只能做局域网通信。而蜂窝通信技术对于企业来说部署成本太高，国产最普通的2G通信模块一般在30元人民币以上，而4G通信模块则要200元人民币以上。

　　5、传输干扰大。这主要针对的是非蜂窝物联网技术，其基于非授权频谱传输，传输干扰大，安全性差，无法确保可靠传输。

　　上述这些问题已经成为制约LPWA业务发展的因素，而与这些网络制式相比，NB-IoT 与EMTC优势较为明显。

　　两大“强者”展开较量

　　在与其他技术PK的同时，NB-IoT 与eMTC也在技艺上进行了大比拼，从主要技术特点上看，双方进行了十轮苦战。

　　一、覆盖

　　NB-IOT：设计目标是在GSM 基础上覆盖增强20dB。以144 dB 作为GSM 的最大耦合路损，NB-IoT 设计的最大耦合路损为164 dB。其中，其下行主要依靠增大各信道的最大重传次数以获得覆盖上的增加。通过上行覆盖增强技术，尽管NB-IoT 终端上行发射功率（23 dBm）较GSM（33 dBm）低10 dB，其传输带宽的变窄及最大重复次数的增加使其上行可工作在164 dB 的最大路损下。

　　eMTC：其设计目标是在LTE 最大路损（140 dB）基础上增强15 dB 左右，最大耦合路损可达155 dB。该技术覆盖增强主要依靠信道的重复，其覆盖较NB-IoT 差9dB 左右。

　　总结来看，NB-IoT 覆盖半径约是GSM/LTE 的4 倍，eMTC覆盖半径约是GSM/LTE 的3 倍，NB-IoT 覆盖半径比eMTC大30%。NB-IoT 及eMTC覆盖增强可用于提高物联网终端的深度覆盖能力，也可用于提高网络的覆盖率，或者减少站址密度以降低网络成本等。

　　二、功耗

　　多数物联网应用都由于地理位置或成本原因，存在终端不易更新的问题，因此功耗对于物联网终端在特殊场景中能否商用，起到非常重要的作用了。

　　NB-IoT：在3GPP 标准中的终端电池寿命设计目标为10 年。在实际设计中，NB-IoT 引入eDRX 与PSM 等节电模式以降低功耗，该技术采用了降低峰均比以提升功率放大器（PA）效率、减少周期性测量及仅支持单进程等多种方案提升电池效率，以达到10 年寿命的设计预期。但在实际应用中，NB-IoT 的电池寿命与具体的业务模型及终端所处覆盖范围密切相关。

　　eMTC：在较理想的场景下，电池寿命预期也可达10 年水平，其终端也引入了PSM 与eDRX 两种节电模式，但是实际性能还需后续在不同场景中做进一步评估、验证。

　　三、模组成本

　　NB-IoT：采用更简单的调制解调编码方式，以降低存储器及处理器的要求；采用半双工方式、无需双工器、降低带外及阻塞指标等一系列方法。在目前市场规模下，其模组成本可达5 美金以下，在今后市场规模扩大的情况下，规模效应有可能使其模组成本进一步下降，具体金额及时间进度，由产业发展的速度而定。

　　eMTC：在LTE 基础上，针对物联网应用需求对成本进行了一定程度的优化。在市场初期部署规模下，其模组成本可低于10 美金。

　　四、连接数

　　连接数是影响物联网大规模应用的关键因素。

　　NB-IoT：设计之初所定目标为5 万连接数/小区，根据初期计算评估，目前版本可基本达到要求。但是否可达到设计目标取决于小区内各NB-IoT 终端业务模型等因素，需后续进一步测试评估。

　　eMTC：其连接数并未针对物联网应用做专门优化，目前预期其连接数将小于NB-IoT技术，具体性能需后续进一步测试评估。

　　五、后续需增强的功能

　　定位功能：在NB-IoT技术的R13 版本中，为降低终端的功耗，在系统设计时，并未设计PRS 及SRS。因此，目前NB-IoT 仅能通过基站侧E-CID 方式定位，精度较低。未来的升级中将进一步考虑增强定位精度的特性与设计。

　　多播（mulTI-cast）功能：在物联网业务中，基站有可能对大量终端同时发出同样的数据包。在NB-IoT 的R13 版本中，无相应多播业务，在进行该类业务时需逐个向每个终端下发相应数据，浪费大量系统资源，延长整体信息传送时间。在R14 版本中，有可能对多播特性进行考虑，改善相关性能。

　　移动性/业务连续性增强功能：R13 中NB-IoT 主要针对静止/低速用户设计、优化，不支持邻区测量上报，因此无法进行连接态小区切换，仅支持空闲态小区重选。R14 阶段会增强UE 测量上报功能，支持连接态小区切换。

　　六、语音支持能力

　　标清与高清的VoIP 语音， 其语音速率分别为12.2kbps 与23.85 kbps。即全网至少需提供10.6 kbps 与17.7 kbps 的应用层速率，方可支持标清与高清的VoIP语音。

　　NB-IoT：其峰值上下行吞吐率仅为67 kbps 与30 kbps，因此，在组网环境下，无法对语音功能进行支持。

　　eMTC：其 FDD 模式上下行速率基本可满足语音的需求，但从产业角度来看，目前支持情况有限，对于eMTC TDD 模式，由于上行资源数受到限制，其语音支持能力较eMTC FDD 模式弱。

　　七、移动性管理

　　NB-IoT：在R13 版本下，其连接态下无法进行小区切换或重定向，仅能在空闲态下进行小区重选。在后续版本中，产业界有可能针对某些垂直行业需求，提出连接态移动性管理需求。

　　eMTC：由于该技术是在LTE 基础上进行优化设计，可支持连接态小区切换。

　　八、网络部署对现网影响

　　网络部署的难易程度和网络组建成本是运营商在决策过程中，最重要考虑的问题。

　　NB-IOT：对于未部署LTE FDD的运营商，NB-IOT 的部署更接近于全新网络的部署，将涉及无线网及核心网的新建或改造及传输结构的调整。同时，若无现成空闲频谱，则需对现网频谱（通常为GSM）进行调整（Standalone 模式），因此实施代价相对较高。而对于已部署LTE FDD 的运营商，NB-IoT 的部署可很大程度上利用现有设备与频谱，其部署相对简单。但无论是依托哪种制式进行建设，都需要独立部署核心网或升级现网设备。

　　eMTC：若在现网已部署4G 网络基础上再部署eMTC网络，在无线网方面，可基于现有4G网络进行软件升级，在核心网方面，同样可通过软件升级实现。

　　九、业务模式

　　NB-IoT：在覆盖、功耗、成本、连接数等方面性能占优，但无法满足移动性、中等速率以及语音等业务需求，比较适合低速率且移动性要求较低的LPWA 应用。

　　eMTC：在覆盖及模组成本方面目前弱于NB-IoT，但在峰值速率、移动性、语音能力方面存在优势，适合于中等吞吐率、移动性或语音能力要求较高的物联网应用场景。因此，有观点认为eMTC网络下应用场景更加丰富，应用与人的关系更加直接，也意味着ARPU值更高。

　　十、综合性能

　　综合而言，两者确实是各有优劣，在下面的图表中可以看到详细的指标对比。

　　

　　小 结：

　　中国移动的技术路线选择，对我国物联网产业发展而言非常关键。一方面，中国移动苦于FDD牌照发放时间的不确定性，以及建设NB-IoT网络的成本远高于另外两家，而迟迟下不了决心；另一方面有国际运营商加持的eMTC的确有独特的优势。目前，两种制式的规模尚未达到预期，使芯片和模组的价格居高不下，不利于产业发展。这些因素都影响着中国移动的选择，而一旦选择错误，机会成本与网络成本都是巨大的。