伴随移动通信技术的不断发展,低功耗广域网(lpwan)等物联网迎来了快速发展。
从nb-iot与emtc的技术比较,看中国三大运营商在nb-iot和emtc上的选择策略
从全球运营商来看,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。
本文将试图从需求、技术、现状等角度来分析我国三大运营商在nb-iot和emtc上的推广策略。
一、三大运营商目前的口径
先看中国联通,中国联通近期宣布将于2018年适时部署emtc网络;上周的股东大会上王晓初董事长也介绍:“长远来看,我们更关注emtc。因为需要高流量、低时延。如车联网等应用场景,一定是5g+emtc的结合。”从以上口径看,联通打了个太极,实则没有明确的emtc发展计划。
再看中国电信,中国电信基本不提emtc,据悉其官方口径是“根据标准、产业成熟情况,适时引入”。显然,中国电信也没有明确的emtc发展计划,属于边走边看。
最后看中国移动,中国移动虽然没有在公开场合公布其emtc计划,但从实际进展看,是三大运营商中emtc投入最多的一个,目前已在多个城市进行emtc网络的小范围部署和验证。笔者推测,由于tdd牌照、nb-iot暂不支持tdd等原因,一方面中国移动反复宣称将以nb-iot技术为主,给政府组织施压、力促fdd牌照的获取;另一方面移动也不敢保证一定能获取到fdd牌照、至少短期内不一定能获取到,因此中国移动采取了脚踩两只船的策略,以发展nb-iot为主、同时顺顾emtc技术。
二、nb-iot与emtc技术比较
同属低功耗广域网(lpwan)技术,两者在技术上互有优劣。nb-iot的主要优势是成本更低、覆盖更广、小区容量预计也更大,emtc的主要优势则是速率更高、可移动性更好、可支持语音。两者的详细比较如下:
不难看出,nb-iot和emtc都属于窄带lte技术,这也意味着它们可以利用现有基础设施和频谱,不过相比现有的lte网络来说,nb-iot和emtc在传输速率上都进行了大大的降低。
nb-iot使用的带宽大约为200khz,支持100kbps以下速率传输低流量数据;而emtc技术则使用的是1.4mhz带宽,最高数据传输速率达1mbps。
而这也使得终端和核心网络的复杂性进一步降低,可实现更低功耗延长续航时间,通过冗余传输实现更深覆盖。完全符合目前物联网设备对于传输速率要求不高,低功耗、低成本的需求。
nb-iot技术具有以下优势:
(1)强连接:穿墙能力上比cat.4 lte提升20db增益,在同一基站的情况下,nb-iot可以比现有无线技术提供50-100倍的接入数。一个扇区能够支持10万个连接,支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构;
(2)超低功耗:由于nb-iot聚焦小数据量、低速率应用,因此nb-iot设备功耗可以做到非常小,设备续航时间可以从过去的几个月大幅提升到几年甚至十年以上;
(3)深度覆盖:能实现比gsm高20db的覆盖增益,相当于提升了100倍覆盖区域能力;(4)低成本:nb-iot构建于蜂窝网络,可直接部署于gsm网络、umts网络或lte网络,以降低部署成本、实现平滑升级;同时低速率、低功耗、低带宽同样给nb-iot芯片以及模块带来低成本优势。(
5)安全性:继承4g网络安全能力,支持双向鉴权以及空口严格加密,确保用户数据的安全性;
(6)稳定可靠:能提供电信级的可靠性接入,有效支撑iot应用和智慧城市解决方案。
与nb-iot技术相比,emtc同样具有以上诸多特点,不过在信号覆盖深度(穿墙能力比cat.4 lte提升15db增益)、功耗、成本上则不同于nb-iot。不过emtc优势则在于传输速率更快,更低延时(100ms级,nb-iot是秒级),支持移动性、fdd、定位、支持volte语音通信等。不过,当3gpp release 14标准的nb -iot 出来之后也能够支持定位和一定的移动性等特性。
从上面的介绍,我们不难看出,emtc和nb-iot各具优势,并在特性上有一定的覆盖,同时很难有非常清晰的界限。对于二者的关系,高通认为,两项技术之间是互补的关系,并各自适用于不同的物联网使用情境,同时,lte窄带技术和现有2g/gsm多模共存。
下面从nb-iot与emtc的技术比较,看中国三大运营商在nb-iot和emtc上的选择策略
三、应用策略分析与建议
新技术的发展应用不可能仅由其本身的技术特点所能决定,还同时受到用户的需求、政策的扶持、产业链的推广等因素的影响。
1、业务需求
第一类业务:水表、电表、燃气表、路灯、井盖、垃圾筒等行业/场景,具有静止、数据量很小、时延要求不高等特点,但对工作时长、设备成本、网络覆盖等有较严格的要求。针对此类业务,技术上nb-iot更合适。
从nb-iot与emtc的技术比较,看中国三大运营商在nb-iot和emtc上的选择策略
第二类业务:电梯、智能穿戴、物流跟踪等行业/场景,则对数据量、移动性、时延有一定的要求。针对这类业务,技术上emtc则更胜一筹。
由此可见,不同行业和应用场景有不同的技术要求,从业务需求上看三大运营商应当对nb-iot和emtc均不排斥。
2、可替代性
针对第一类业务,gsm/gprs/edge因为产业链发展成熟、成本低、且支持移动性和语音等原因,可以在一定程度上替代nb-iot;但由于覆盖、功耗、小区容量等原因,完全顶替是不可能的。
针对第二类业务,cat.0因为速率、移动性、语音等方面等均与emtc相当,也可以在一定程度上替代emtc,劣势是功耗、覆盖等;进一步,cat.1以及wcdma/hspa也可在较小程度上可以临时顶替emtc技术。
因此,如果有完善的gsm/gprs/edge网络,则nb-iot就会显得不是那么刻不容缓;如果有lte cat.0网络,则emtc也可以不必太着急和必须。
3、三大运营商网络特点
中国联通的2g网络(gsm)覆盖较差、已经开始退网;3g网络(wcdma)优势明显,可承载语音和中低速数据业务;4g网络(td-lte/fdd lte)则中规中矩,没有cat.0/cat.1网络。
中国电信的2g网络(cdma 1x)覆盖一般;3g网络(evdo)劣势明显,无法承载语音;4g网络(td-lte/fdd lte)则有一定优势,且cat.1、volte等业务也即将全网商用 。
中国移动的2g网络(gsm)覆盖非常完善,可以承载语音和极低速数据业务;3g网络(td-scdma)劣势明显,无法承载语音;4g网络(td-lte)也一定劣势:没有fdd牌照,没有cat.0/cat.1网络。
综上,中国联通对nb-iot应当有很强需求,对emtc有一定需求、但不强烈;中国电信对nb-iot则有迫切需求,emtc则可有可无;中国移动对nb-iot应当有较强诉求,对emtc也有一定需求。即:
nb-iot:中国电信>中国联通>中国移动
emtc: 中国移动>中国联通>中国电信
4、政策导向
emtc是3gpp匆忙之下的产物,特点不够鲜明;nb-iot则相对来说讨论的更加充分、针对性更强,华为公司等是技术主导者之一、并有众多中国企业参与,有一定话语权和专利部署。
在此情况下,结合目前的发展情况,我国政府和行业组织应该会优先发展nb-iot技术,emtc在技术和产业已经成熟、业务需求迫切的情况下,也会给予支持。
5、应用策略分析与建议
从nb-iot与emtc的技术比较,看中国三大运营商在nb-iot和emtc上的选择策略
基于上述分析,我们认为和建议:
中国联通:
在2g退网完成之前,需尽快发展和完善nb-iot技术;
emtc则作好技术储备即可,待国外已成熟应用、国内业务需求明朗时,通过升级软件等方式快速上线,2018年全网商用应该没必要。
中国电信:
需全力发展nb-iot技术(以及volte);
在cat.1普遍推广的情况下,emtc可采用跟随策略,让移动和联通先去淌一淌。
中国移动:
nb-iot可采用同步跟进策略、保持一定程度的观望,让电信和联通稍为先淌一淌,但也不可落后太多;
emtc则需要相对更积极些,不可吊在一颗树(nb-iot)上,可借鉴国外运营商的成功经验,在国内进行适度推广、引领。
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