eMTC標準
eMTC(enhanced Machine Type Communications)和NB-IoT都在LTE整體發展路線圖的全新UE category中,現在LTE的發展中已開始包括降低成本和功率,所以有了這樣一個新的UE Category。eMTC是Cat M1,而NB-IoT是Cat NB-1,它們都屬于同一個LTE發展路線圖,這些技術也能夠在運營商部署LTE時并存,而EC-GSM是基于GSM(2G)技術。一些運營商還有原來的2G網絡,希望利用它來支持物聯網,也會在傳統GSM基礎上繼續演進,加入增強的特性,比如更深的覆蓋。
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NB-IoT、EC-GSM和eMTC三種不同的物聯網標準都有各自的優勢,NB-IoT和eMTC都是基于LTE的技術,EC-GSM技術主要是由愛立信、諾基亞、西門子等老牌廠商在推動,他們希望物聯網領域能延續自身在GSM市場的優勢,所以提出GSM升級優化EC-GSM的技術路線。
eMTC前景
物聯網市場剛剛開始,這個萬億級的市場蛋糕,以運營商網絡為基礎的那一塊正在發酵。分析機構數據預測,到2020年,物聯網市場規模將超過1.7萬億美元,到2025年全球物聯網設備將接近700億個,整個物聯網約三分之二的連接屬于LPWA領域。在LPWA的眾多技術范疇中,NB-IoT與eMTC同為蜂窩物聯網。但與NB-IoT不同,eMTC在移動性、語音、數據速率等方面具有一定優勢,可以很好的支持諸如智能穿戴、車輛管理、電子廣告等物聯網業務。
據GSMA的預測。未來5年,蜂窩物聯網將增長7倍,到2020年,將有約30億的聯接承載在運營商的網絡(其中有21億的聯接面向LPWA應用),工業、個人應用、智能家庭、公共事業等多個方面。
中國目前是全球最大的M2M市場,其中蜂窩M2M連接數約為1億,到2020年,這一數字有望增至3.5 億。而LPWA技術將額外提供7.3億連接,使得總連接數超過10億。
未來幾年我國物聯網行業將持續快速發展,年均增長率30%左右,2014年我國物聯網行業市場規模6000億元,2015年達7500億元,到2020年將超過2萬億元。
基于蜂窩的eMTC是萬物互聯網絡的一個重要分支。eMTC可以很好的支持諸如智能穿戴、車輛管理、電子廣告等物聯網業務,將會帶動整個物聯網市場的發展。
eMTC 優勢
eMTC是業界已形成共識的由運營商城建的蜂窩物聯網的統一標準。2016 年3月在3GPP R13中正式發布的eMTC是為適應中低速物聯業務的需求而設計的,對LTE協議進行了剪裁和優化,終端工作于1.4MHz帶寬。而eMTC主要目標是實現強覆蓋、大容量、低功耗和低成本。
eMTC在智能物流上,具有防盜、防調換、實時溫度傳感和可定位優勢;能夠實時監控及定位,將信息記錄及上傳,可以對行駛軌跡查詢。在智能可穿戴設備中,可支持健康監測、視頻業務、數據回傳和定位。
eMTC也可以以屏為抓手,為運營商管道增值,這些應用場景包括:智能充電樁、候機寶、電梯衛士、智能公交站牌、公共自行車管理等方面。
eMTC具備LPWA基本的四大能力:
一是廣覆蓋,在同樣的頻段下,eMTC比現有的網絡增益15dB,極大地提升了LTE網絡的深度覆蓋能力;
二是具備支撐海量連接的能力,eMTC一個扇區能夠支持近10萬個連接;
三是更低功耗,eMTC終端模塊的待機時間可長達10年;
四是更低的模塊成本,大規模的連接將會帶來模組芯片成本的快速下降,eMTC芯片目標成本在1-2美金左右。
eMTC四大差異化能力:
一是速率高,eMTC支持上下行最大1Mbps的峰值速率,遠遠超過當前GPRS、Zigbee等主流物聯技術的速率;eMTC更高的速率可以支撐更豐富的物聯應用,如低速視頻、語音等;
二是移動性,eMTC支持連接態的移動性,物聯用戶可以無縫切換,保障用戶體驗;
三是可定位,基于TDD的eMTC可以利用基站側的PRS測量,在無需新增GPS芯片的情況下就可進行位置定位,低成本的定位技術更有利于eMTC在物流跟蹤、貨物跟蹤等場景的普及;
四是支持語音,eMTC從LTE協議演進而來,可以支持VoLTE語音,未來可被廣泛應用到穿戴設備中。
運營商布局eMTC
今年3月,3GPP正式宣布eMTC相關標準已經在R13版本發布,未來會根據技術、應用場景等發展隨著LTE協議共同演進。從技術上看,eMTC可基于蜂窩網絡進行部署,現有LTE網絡可通過軟件升級直接支持eMTC。因此,eMTC已得到電信運營商和ICT生態圈的積極支持。
美國AT&T、Verizon運營商計劃在2016年底測試eMTC,Verizon的eMTC終端將用于智能水務系統,系統由水務解決方案供應商Neptune提供集成。而歐洲Vodafone計劃2017年考慮部署eMTC。
因應物聯網大幅暴增的機器對機器應用與通訊的需求,諾基亞通信已攜手韓國電信(Korea Telecom)共同展示了全球第一個eMTC的實場測試。
其利用諾基亞通信的無線電技術來發揮eMTC的潛力,能與現有LTE網路共存,并擴展更廣的覆蓋范圍,且能實現中等的資料傳輸速率,為物聯網發展奠定重要里程碑。
諾基亞通信韓國領導人Andrew Cope表示,2025年有近五百億個聯網裝置,為了不斷成長的物聯網,該公司透過此實場測試成功地展示LTE成為物聯網骨干的潛力。
韓國電信資深副總裁兼網路策略部門領導人Chang Seok Seo指出,藉由解決限制物聯網發展的障礙,該實場測試提供可靠平臺來推動廣泛的服務應用。而與諾基亞聯手,能讓韓國電信在韓國扮演開創物聯網的重要角色。
中國移動聯合愛立信和高通啟動國內首個基于3GPP標準的eMTC端到端商用產品的實驗室測試。
對中國移動而言,目前eMTC設備解決方案包括基于GSM設備升級方案和基于TDD升級方案兩種。
中國移動采用愛立信RBS6000多?;驹O備及高通MDM9206芯片平臺,正在同步驗證eMTC的端到端關鍵功能。
重點圍繞eMTC,中移物聯網有限公司從芯片、模組等環節已經開始與產業鏈合作開發產品和應用,并建立了物聯網開放平臺OneNET,作為智能管道之上的應用孵化平臺。目前,針對eMTC中移物聯網公司已經推出了“電梯衛士”、“行車衛士”、“兒童手表”、“工業物聯網物流跟蹤”等服務。
面向以視頻監控和車載信息服務等為代表、10Mbps以上的大流量業務,中國電信將提供Cat.1級別的4G網絡速度;面向物流管理和移動支付等大約在1Mbps的中低速率流量業務,電信將通過4G eMTC給予支持。
2016年中國電信已經開始eMTC的實驗室試驗,2017年中國電信將進行eMTC現網實驗。
中國聯通也將于2017年進行eMTC技術試驗,2018年針對eMTC進行現網實驗。
掘金eMTC商機
eMTC的技術優勢轉化成市場認可需要產業鏈體系的共同參與,eMTC的產業鏈發展迅速,在芯片上,高通、英特爾、海思、中興微等計劃在2016年第四季度到2017年推出eMTC芯片;模組廠商也會緊跟芯片步伐,推出模組會晚一些,模組企業有移遠、龍尚科技、SimCOM、Telit等;而終端企業有通則技術、博世、宏電、步步高等在跟進。
四大無線設備廠商中,愛立信、諾基亞在2016年第四季度發布eMTC商用版本;華為將在2017年第二季度,中興將在2017年第三季度發布eMTC商用版本
包括國際標準、運營商、芯片、軟件以及物聯網垂直應用領域,華為一直在積極推進eMTC,集中其優勢資源進行芯片、通信設備以及產業生態體系的建設。華為正著手建立物聯開放實驗室,在芯片、模組以及終端上,敞開大門跟產業伙伴一起做eMTC驗證方面的工作。華為、??悼萍己蜕虾R七h已簽署了物聯合作備忘錄,將加速推動eMTC蜂窩物聯網技術在電梯衛士等垂直領域的應用。
思寬與射頻晶片開發商Skyworks合作,為eMTC應用打造最佳解決方案,以滿足物聯網對嵌入式蜂窩連結技術與日俱增的需求。此款裝置借力Skyworks半雙工射頻前端模組和思寬新的eMTC單晶片,為遵循3GPP R13版LTE標準的整合式統包(Turn-key)方案,能簡化原始設備制造商(OEM)開發流程,加速低資料率、低功耗LTE裝置的上市時程,并滿足全球網路營運商的需求。
u-blox在2016年第四季度提供支持eMTC的模組SARA-R4。u-blox宣稱其SARA-R4模組符合其“nested Design”架構,后續客戶升級u-blox新的產品時不需要更改PCB板設計。
總結:基于eMTC標準優勢和市場應用趨勢,可以看到eMTC的商用條件已經成熟,整個產業鏈也將“一觸即發”,從運營商、設備商、芯片廠商以及終端廠商都在為eMTC標準謀篇布局,希望在巨大的物聯網市場中捕捉機遇。
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