通信大PK NB-IoT与eMTC的十轮对战
NB-IoT 与eMTC 的都有各自的优点,本文从十个方面进行了系统地梳理及详细地分析,在十轮论战过后,我们会重新审视在二者之间如何做出选择。
1、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,则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。而在其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。
2、功耗
由于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,就对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,还需后在不同场景中做进一步评估、验证。
3、模组成本
NB-IoT :其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;采用半双工的方式,无需双工器、降低带外及阻塞指标等等一系列方法。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,依赖产业发展的速度而定。
eMTC :其也在LTE 的基础上,针对物联网应用需求对成本进行了一定程度的优化。在市场初期的规模下,其模组成本可低于10 美金。
4、连接数
连接数是物联网能够进行大规模应用的关键因素。
NB-IoT :其在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。但是否可达到该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。
5、后续需增强功能
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,精度较粗。当然,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,基站有可能需要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,以改善相关性能。
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。
6、对语音支持能力
对于标清与高清的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。
7、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的需求。
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。
8、网络部署对现网影响
网络部署的难易程度,网络组建成本恐怕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,将涉及到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。但无论是依托那种制式进行建设,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,在该基础上再部署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。
9、业务模式
NB-IoT :其在覆盖、功耗、成本、连接数等方面性能占优,但无法满足移动性及中等速率要求、语音等业务需求,比较适合低速率、移动性要求相对较低的LPWA 应用;
eMTC :其在覆盖及模组成本方面目前弱于NB-IoT,但其在峰值速率、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。运营商可根据现网中实际应用选择相关物联网技术进行部署。
因此,一直有专家秉持eMTC网络下,应用场景更加丰富,应用与人的关系更加直接,相对来说,其ARPU值也就更高的观点。
10、NB-IoT 与eMTC性能小结
-
电力无线路由器TR321星欧娱乐工业级电力无线路由器TR321,支持电力协议标准,丰富接口及协议,具备采集、传输、联网、控制等功能,工业级品质稳定可靠,数据加密安全通信,广泛应用于智慧电力场景。
-
单灯控制器 | TL112-B1智能单灯控制器TL112,4G Cat 1通信,平台直连,具备软硬件看门狗等多重监测及优化措施,保证稳定持续在线,支持电参数采集、数据监测、智能灯控、异常告警、数据补传、智能管理等功能,
-
区域控制器 | TG462-A3星欧娱乐PLC网关TG462具备PLC数据采集、数据上云、PLC远程控制能力,支持自定义组合算法,逻辑表达式、与或规则、时间段轮询|变量值触发等,替代传统PLC实现自由的逻辑控制。
-
5G 高性能边缘计算网关 | TG465星欧娱乐TG465高性能物联网网关,5G+WIFI6高速网络,四核64位Cortex-A55,2GRAM、16GFLASH,1TOPS NPU,主频高达2GHZ,超强的运算能力,边缘计算,国密加密,HDMI可选、固态硬盘NVMe SSD、单模双卡可选。
-
智慧农业土壤墒情监测站星欧娱乐智慧农业土壤墒情监测站通过遥测终端机获取埋设在土壤深处的传感器感知到土壤的墒情相关数据,并通过遥测终端机再将采集到的数据通过无线网络传送到云端,进行数据分析和处
-
光伏发电在线监测 无线光伏发电在线监测系统方案光伏发电在线监测系统包括各个光伏组件的参数采集、数据传输、数据处理与存储、数据显示与分析等。星欧娱乐数据采集传输模块收集光伏组件的各项参数,并将数据通过无线网络上云,通过
-
小流域山洪数字孪生预报预警方案重塑山洪灾害防御机制星欧娱乐小流域山洪数字孪生预报预警解决方案重塑山洪灾害防御机制,主要采用星欧娱乐5G水利遥测终端TY910与高清摄像头、地下水位、土壤含水率、土压力、翻斗式雨量计、工业照相机、超
-
污染源在线监控,保障环境安全与可持续发展污染源在线监控,是指利用现代化的监控技术手段,实现对工业企业、城市排污口等污染源实时监测和控制的过程。该系统的核心是监测设备。传感器可以检测各种污染物的浓度和泄漏情况,如