關于蜂窩物聯網的兩種制式emtc與nb-iot的詳解

長期以來，蜂窩物聯網的兩種制式eMTC與NB-IOT都有一點競爭關系，到底應該選擇哪種網絡制式，業內一直爭執不休。

本文就分析下兩者在技術層面的區別，在應用場景上的互補，以及介紹在3GPP第76次全會上，業界就移動物聯網技術（包括NB-IoT和eMTC）Rel.15演進方向的共識。

eMTC作為窄帶蜂窩物聯網主流網絡制式標準之一，相比非蜂窩物聯網具備了LPWA基本的四大能力：廣覆蓋、大連接、低功耗、低成本。下面我們分別分析一下：

1.功耗低、終端續航時間長，目前2G終端待機時長僅20天左右，在一些LPWA典型應用如抄表類業務中，2G模塊顯然無法符合特殊地點如深井、煙囪等無法更換電池的應用要求。而eMTC的耗電僅為2G Modem的1% ，終端待機可達10年。

2.海量連接，滿足“大連接”應用需求，物聯網終端的一大特點就是海量連接用戶，現在針對非物聯網應用設計的網絡無法滿足同時接入海量終端的需求，而eMTC支持每小區超過1萬個終端。

3.典型場景網絡覆蓋不足，例如深井、地下車庫等覆蓋盲點，4G室外基站無法實現全覆蓋。而在廣覆蓋方面，eMTC比LTE增強15dB（可多穿一堵墻），比GPRS增強了11dB，信號可覆蓋至地下2-3層。

4.成本有望不斷降低，目前智能家居應用主流通信技術是WiFi， WiFi模塊雖然本身價格較低，已經降到了10元人民幣以內了，但支持WiFi的物聯網設備通常還需無線路由器或無線AP做網絡接入、或只能做局域網通信。2G通信模塊一般在20元人民幣以上，而4G通信模塊則要150元人民幣以上，相比之下eMTC終端有望通過產業鏈交叉補貼，不斷降低成本。

5.專用頻段傳輸干擾小，相對非蜂窩物聯網技術來說，eMTC基于授權頻譜傳輸，傳輸干擾小，安全性較好，能夠確?？煽總鬏?。

回到蜂窩物聯網上來，長期以來蜂窩物聯網的兩種制式eMTC與NB-IOT都有一點競爭關系，應該選擇哪種網絡制式，業內一直爭執不休。其實雙方各有技術優勢，同時又有合作的基礎，并不存在最佳選擇，很多時候比拼的是誰的模組芯片成本下降更快，誰的商用化程度更高，以及誰的網絡建設更完善。

這種爭論直到2017年6月可以正式休止了，在3GPP第76次全會上，業界就移動物聯網技術（包括NB-IoT和eMTC）Rel.15演進方向達成了相關共識：不再新增系統帶寬低于1.4MHz的eMTC終端類型；不再新增系統帶寬高于200KHz的NB-IoT終端類型。

3GPP這一決議，推動了M-IoT有序發展，讓eMTC與NB-IOT徹底劃分開了應用界限，轉為了混合組網、差異化互補的合作關系。我們來看看兩者在技術和應用上的區別。

1.從技術層面兩者的關系

在峰值速率上，NB-IoT對數據速率支持較差，在200Kbps，而eMTC能夠達到1Mbps；在移動性上來看，NB-IoT由于無法實現自動的小區切換，因此幾乎不具備移動性，eMTC在移動性上表現更好；在語音上，NB-IoT不支持語音傳輸，而eMTC支持語音；在終端成本上，NB-IoT由于模組、芯片制式統一，現已降至5美元左右，但是eMTC目前的價格仍然偏高，且下降緩慢；在小區容量上，eMTC沒有進行過定向優化，難以滿足超大容量的連接需求；在覆蓋廣深上，NB-IoT 覆蓋半徑比eMTC 大30%。eMTC覆蓋較NB-IoT 差9dB 左右。

2.從應用場景兩者的混合組網

從雙方的技術特征可以看出，NB-IoT在覆蓋、功耗、成本、連接數等方面性能占優，通常使用在追求更低成本、更廣深覆蓋和長續航的靜態場景下；eMTC其在覆蓋及模組成本方面目前弱于NB-IoT，但其在峰值速率、移動性，語音能力方面存在優勢，更適合應用在有語音通話、高帶寬速率以及有移動需求的場景下。在真實的市場使用場景中，雙方可以形成互補關系。

有預測數據顯示，NB-IoT由于其低成本、廣覆蓋的特征，連接數量與eMTC相比是8:2的比例關系。但相對來說， eMTC網絡下應用場景更加豐富，應用與人的關系更加直接，eMTC網絡環境下用戶的ARPU值會更高。

在中國移動發布的《移動物聯網行業解決方案白皮書》中，可以發現NB-IoT/eMTC混合組網后，應用場景將更加豐富。

NB-IoT技術應用涉及靜態場景，如智能抄表、智能開關、智能井蓋等。但NB-IoT/eMTC混合組網后，將涉及更多交互協同類的物聯網應用，如產品全流程管理、智能泊車、共享單車、融資租賃、款箱監控、智慧大棚、動物溯源、林業數據采集、遠程健康、智能路燈、空氣監測、智能家庭等。

從上可以發現，NB-IoT與eMTC同步推進，可滿足解決多場景的綜合需求。

從文中的觀點可以看出，NB-IoT與eMTC不存在選擇誰，出局誰的關系。NB-IoT與eMTC由于應用場景的不同，運營商會選擇將兩者協同，共同做大產業鏈，不斷拉動消費升級，為B端廠商提供更多不為技術限制的應用場景，讓C端用戶得到體驗的提升，激發用戶的剛性需求，并為5G與各行業的融合發展打下基礎，這才是未來NB-IoT與eMTC的融合發展之路。