CNET科技資訊網(wǎng) 7月14日 北京報道（文/周雅）： 就在今年亞洲電子消費(fèi)展（CES Asia）期間，中國移動正式推出NB-IoT/eMTC/GSM三模通信模組A9500；時間跳回到5月底，中移動與高通、摩拜單車啟動中國首個eMTC/NB-IoT/GSM（LTE Cat M1/NB1和E-GPRS）多模外場測試——兩件事情的共同點(diǎn)，都是采用高通MDM9206 LTE IoT調(diào)制解調(diào)器。于是大家看到，一邊Verizon和AT&T在美國商用eMTC，一邊國內(nèi)運(yùn)營商部署多模通信組的一只靴子已經(jīng)落地，我們開始好奇，多模物聯(lián)網(wǎng)是什么？物聯(lián)網(wǎng)的連接趨勢是什么？企業(yè)如何部署？CNET一文詳解物聯(lián)網(wǎng)的連接技術(shù)。

引用高通產(chǎn)品市場高級總監(jiān)沈磊的結(jié)論：“物聯(lián)網(wǎng)最主流的連接技術(shù)即蜂窩技術(shù)（4G或LTE IoT），其中包括eMTC和NB-IoT，兩者相輔相成，有一定的重疊和交錯，也有不同的用戶，但是兩種技術(shù)在很大程度上完善整個產(chǎn)業(yè)鏈和各種應(yīng)用服務(wù)是可預(yù)見的。”

連接和計(jì)算，物聯(lián)網(wǎng)的催化物

從概念說起，物聯(lián)網(wǎng)的定義極其寬泛。簡單說，從智慧城市，例如照明、停車以及交通，都可以被連接并有效地管理起來；到移動健康，包括病人的診斷、病人情況的跟蹤、各種環(huán)境監(jiān)控；到智能家居，譬如水表、電表、煤氣表等自動抄表；到樓宇的安全及智能化、工業(yè)自動化的控制；到零售商業(yè)及資產(chǎn)追蹤；再到個人財(cái)產(chǎn)的安全監(jiān)控、小朋友的足跡追蹤…物聯(lián)網(wǎng)好比一個智能榔頭，每個行業(yè)都要被敲打敲打。

如此多樣復(fù)雜的場景，無法只通過一個技術(shù)、一個網(wǎng)絡(luò)、一個系統(tǒng)觸發(fā)所有服務(wù)，其技術(shù)之靈活，要根據(jù)實(shí)際情況所需的通信能力和計(jì)算能力決定。

也正因此，催生物聯(lián)網(wǎng)未來的主要技術(shù)，分為兩塊：一個是連接，一個是計(jì)算。

前者就是連接各個物體，它們互相“通話”，有短距、中距和廣域的連接技術(shù)。后者包括CPU、GPU、多媒體、圖像、傳感器、定位等這些在手機(jī)里的計(jì)算技術(shù)，將被轉(zhuǎn)移應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)。

細(xì)說連接。1、短距的連接，可以使用藍(lán)牙、NFC、ZigBee這種一兩米范圍的連接技術(shù)。如果是局域網(wǎng)，在家庭、辦公室、機(jī)場、咖啡廳，也可以使用有增強(qiáng)型的藍(lán)牙，或者ZigBee、Wi-Fi。當(dāng)然Wi-Fi也有各個等級、數(shù)據(jù)率、覆蓋范圍，可以使用802.11ac、802.11a/b/g/n、802.11ax、1x1、2x2，最高級可以使用802.11ad。2、如果是再大一點(diǎn)的范圍，如廣域網(wǎng)的連接，例如智慧城市的應(yīng)用，毫無疑問就需要蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，就是2G、3G、4G、未來的5G技術(shù)，它是廣域覆蓋、全球范圍內(nèi)最成熟、部署最廣泛的技術(shù)。

蜂窩技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)連接的主流方向

連接技術(shù)何其多，物聯(lián)網(wǎng)在蜂窩和非蜂窩的通訊技術(shù)之間怎么選擇？高通認(rèn)為，蜂窩通訊技術(shù)是未來物聯(lián)網(wǎng)的主流連接。

為什么手機(jī)中的技術(shù)可以應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)？

原因之一，蜂窩通訊技術(shù)經(jīng)歷30多年發(fā)展，具備覆蓋廣的先決條件，不需要重新部署，最直白的例證就是，無論走到任何一個地方，手機(jī)基本都有信號。GSMA數(shù)據(jù)顯示，截至2016年4月，在全球160多個國家中，超過500家運(yùn)營商部署了LTE，超過400個廠家發(fā)布了超過5000款支持LTE的各種產(chǎn)品——借助過去數(shù)年智能手機(jī)的發(fā)展脈絡(luò)，LTE已經(jīng)成為最容易獲得且性能最容易保證的無線通信主流技術(shù)。

原因之二，運(yùn)營商花費(fèi)了很大精力部署蜂窩通訊技術(shù)，在連接性、安全、質(zhì)量方面都有充分保證，確保了它是始終在線、安全可靠的一個基礎(chǔ)設(shè)施。

一個手機(jī)，里面的通信系統(tǒng)盡管五花八門——有4G、GPS、FM、Wi-Fi、藍(lán)牙等，這些都是射頻系統(tǒng)，要收發(fā)數(shù)據(jù)、處理各種信號，還要全部塞在一個極其輕薄、小面積的金屬殼子里，且殼子里的電池、相機(jī)等機(jī)械構(gòu)件還都在搶占資源。能在這么一個嚴(yán)苛的設(shè)計(jì)環(huán)境里，既兼顧技術(shù)的進(jìn)步，又兼顧多個系統(tǒng)的兼容、功耗、成本和散熱等其他指標(biāo)，說明經(jīng)過了一個長期融合的過程，自然適合低成本模塊的物聯(lián)網(wǎng)。

原因之三，蜂窩通訊行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的從業(yè)者非常多，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)有全球主流的基礎(chǔ)設(shè)施廠商們，終端側(cè)有手機(jī)廠商們，芯片側(cè)有高通等從業(yè)者，大家從標(biāo)準(zhǔn)的制定到技術(shù)的發(fā)展和驗(yàn)證，到產(chǎn)品的研發(fā)和上市，以及整個網(wǎng)絡(luò)、整個手機(jī)的優(yōu)化和完善，已經(jīng)形成了一條成熟的產(chǎn)業(yè)鏈。

當(dāng)然，僅僅把現(xiàn)有的LTE技術(shù)平移到物聯(lián)網(wǎng)終端是行不通的，為了支持更廣泛的物聯(lián)網(wǎng)終端連接，低功耗和較低數(shù)據(jù)傳輸速率也是一個需求，如何解決？

物聯(lián)網(wǎng)如何連接？eMTC/NB-IoT/EC-GSM共進(jìn)退

LTE七八年以前在全球標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP Release 8中最早被定義下來之后，就從來沒有停止過演進(jìn)。它發(fā)展大概有兩個方向：一個是不斷追求更高的用戶體驗(yàn)，另外一個就是追求整個網(wǎng)絡(luò)和終端的簡化，面向海量部署、低成本、低功耗的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

所以，目前3GPP制定了三種關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)連接技術(shù)，一種是eMTC(Cat-M1)，是機(jī)器之間通訊的標(biāo)準(zhǔn)；第二種叫NB-IoT（Cat-NB1，窄帶物聯(lián)網(wǎng)) ；第三種是EC-GSM。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定之后，基站、芯片、應(yīng)用服務(wù)等等往后都會跟進(jìn)應(yīng)用。

前兩種技術(shù)的主要任務(wù)是降低系統(tǒng)復(fù)雜度、降低系統(tǒng)成本、提高系統(tǒng)的續(xù)航時間，去掉不必要的能力，比如高數(shù)據(jù)率、高移動性、超強(qiáng)傳輸能力，而是根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的要求量身定制，達(dá)到提升電池壽命、降低成本、提升小區(qū)內(nèi)部署總量的要求，實(shí)現(xiàn)其他的益處。EC-GSM是基于GSM（2G）技術(shù)，主要針對一些還保留原來2G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營商，EC-GSM會在傳統(tǒng)GSM基礎(chǔ)上繼續(xù)演進(jìn)，加入增強(qiáng)的特性，比如更深的覆蓋。在很長的一段時間里面，這三者都會共同發(fā)展共同存在。

而Cat是指LTE的類別，根據(jù)LTE的速率，給出了不同的等級劃分：比如手機(jī)的入門級是LTE Cat.4，達(dá)到上行50Mbps、下行150Mbps的速率，那么LTE Cat.6的下行速度就是300Mbps，到了LTE Cat.12，下行速率達(dá)到600Mbps。

高通目前的旗艦移動平臺——驍龍835所集成的就是支持LTE Cat.16的驍龍X16千兆級LTE調(diào)制解調(diào)器，下行可以做到高達(dá)1Gbps。另外，支持LTE Cat.18的驍龍X20 LTE調(diào)制解調(diào)器也已推出，下行速率達(dá)到1.2Gbps。

如何部署？一切從簡

那eMTC與NB-IoT技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)4G調(diào)制解調(diào)器的海量部署、規(guī)模經(jīng)濟(jì)和超長生命周期？主要方法是降低復(fù)雜度。

首先，eMTC與NB-IoT要放棄掉原來LTE對數(shù)據(jù)速率的追求，因?yàn)榻^大部分物聯(lián)網(wǎng)用不著。

如上文所提，高通在手機(jī)上能實(shí)現(xiàn)千兆級下行速率，它的應(yīng)用場景能滿足沉浸式VR體驗(yàn)、聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)、或者文件和媒體的超高速下載，但在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景卻很少，這說明，物聯(lián)網(wǎng)并不需要超高速率，絕大部分應(yīng)用在1Mbps或者幾百kbps、幾十kbps足以。比如，eMTC上行下行都是1Mbps；NB-IoT上行和下行分別是60kbps和20kbps，主要針對一些計(jì)量和環(huán)境傳感器等簡單應(yīng)用，往往是一兩個星期甚至更長時間才需要給網(wǎng)絡(luò)發(fā)送極少數(shù)據(jù)。

另外一個復(fù)雜度的降低來自于帶寬。

眾所周知，一個LTE載波是20MHz，兩載波聚合就是兩個20MHz，三載波聚合就是3x20MHz。而物聯(lián)網(wǎng)帶寬有了明顯的下降：eMTC只需1.4MHz，NB-IoT需要200KHz，一方面所需帶寬窄了，另一方面部署起來也比較容易。eMTC可以直接部署在已有的LTE頻段里，比如在一個LTE載波的20MHz里，選定一個位置把Cat-M1放進(jìn)去，然后在真正的工作狀態(tài)下它還可以跳頻，但標(biāo)準(zhǔn)保證了這不會干擾到現(xiàn)有的手機(jī)系統(tǒng)。

NB-IoT部署更加靈活，它既可以部署在20MHz頻段里，也可以部署在載波間的保護(hù)頻段里（每個20MHz的LTE載波中間都留著一個保護(hù)頻段，為避免互相干擾大家都不使用）。

第三是雙工模式。原來LTE都是全雙工，上行下行同時收發(fā)；到了eMTC和NB-IoT，都是可以支持半雙工，先下行或先上行，不會并行收發(fā)。在部署的模式上，eMTC在FDD或者TDD都可以部署，NB-IoT到現(xiàn)在為止只能部署FDD（至少自3GPP在去年6月份推出Release 13后至今都是這樣的情況），如果只有TDD頻段，就只能部署eMTC。目前情況如此，往后隨著標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的演進(jìn)可能還會有變化。

第四個降低系統(tǒng)復(fù)雜度的關(guān)鍵因素就是移動性。兩種技術(shù)的移動性比LTE要低，eMTC保留了相當(dāng)一部分移動性，NB-IoT則是完全沒有移動性。移動性的意思就是“傳輸數(shù)據(jù)的時候能否移動”，如果沒有移動性，那上傳數(shù)據(jù)只能站在固定的點(diǎn)才可以工作，因?yàn)橐蛔邉泳蜁?jīng)歷跨基站切換，一跨基站信號就斷了，數(shù)據(jù)就要重新傳；如果有移動性，即使在小區(qū)行走的過程中跨基站了，也有一套機(jī)制保證傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不會被切斷。

第五個因素是語音。為了降低成本和復(fù)雜程度，NB-IoT完全沒有任何語音，而eMTC還保留了VoLTE（LTE語音）。VoLTE應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)的重要性主要體現(xiàn)在安防監(jiān)控領(lǐng)域。

還有一點(diǎn)就是部署的密度。在LTE物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中，小區(qū)基本都是海量部署，如果大家都在很快下載數(shù)據(jù)的話，容量就下來了。

與傳統(tǒng)LTE相比，eMTC、NB-IoT的穿透性明顯要求更苛刻。原因很簡單，比如停車位的智能模塊，既要傳數(shù)據(jù)還要有傳感器，而這個設(shè)計(jì)可能需要放在地下停車位的水泥地以下，所需要的穿墻的能力和手機(jī)相比也有明顯提高。類似的設(shè)計(jì)還有水表，或者嘈雜環(huán)境，所以，eMTC、NB-IoT在穿透性上都有提升。

此外，和LTE相比，eMTC、NB-IoT另外的增強(qiáng)點(diǎn)就是電池續(xù)航時間更長，預(yù)計(jì)五到十年以上。

最后的關(guān)鍵是，有沒有軟件升級能力。NB-IoT下行只有20kbps，相當(dāng)于20年前撥號上網(wǎng)的速度，基本沒有軟件升級能力；而eMTC的速率是兆級（1Mbps），可以用幾分鐘或者半個小時的時間升級固件，在升級維護(hù)上有明顯的優(yōu)勢。

目前，全球的主流運(yùn)營商已經(jīng)確認(rèn)會部署eMTC，覆蓋北美、歐洲、日本、澳大利亞。中國的運(yùn)營商已開始測試eMTC和NB-IoT。

eMTC與NB-IoT難分伯仲？不用選！

綜上所述不難看出：

1、eMTC強(qiáng)調(diào)的是移動性、較高數(shù)據(jù)速率、支持語音，對LTE的能力保留相對較多，適合應(yīng)用在一些類似樓宇安防、穿戴設(shè)備等領(lǐng)域，但其在網(wǎng)絡(luò)覆蓋和功耗上遜于NB-IoT；

2、和NB-IoT相比，eMTC的網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)速度更快，而NB-IoT對實(shí)時性沒有要求，原因是后者穿透性好，即便在地下三層的車庫也能把數(shù)據(jù)傳回去，過程中它會自動反復(fù)發(fā)送，只要有一次發(fā)送成功就可以，當(dāng)然無法保證送達(dá)時間；

3、NB-IoT在網(wǎng)絡(luò)覆蓋、功耗、部署靈活性以及成本優(yōu)化方面相較eMTC表現(xiàn)更好。

兩種模式難分伯仲，企業(yè)如何選擇？“不用選，最好的辦法是把兩種模式都放在一起，選擇多模。”

企業(yè)在選擇應(yīng)用服務(wù)或者網(wǎng)絡(luò)部署時，只能根據(jù)相關(guān)技術(shù)優(yōu)勢進(jìn)行選擇，需要精準(zhǔn)預(yù)測未來3年、5年或15年之后所部署的服務(wù)和采用的技術(shù)，這是個考驗(yàn)。但企業(yè)無法避免運(yùn)營商將相關(guān)網(wǎng)絡(luò)、頻段和模式重新調(diào)整的可能。試想一下，如果那些在墻里、在地底下已被部署好的模塊能夠自適應(yīng)調(diào)整，就省去了重新部署的麻煩。

這就是雙模模塊的原理，如果將eMTC與NB-IoT集成于一個模塊中，可以同時兼得兩個技術(shù)優(yōu)勢，無論未來相關(guān)條件發(fā)生什么變化，模塊總能夠滿足各類需求和調(diào)整，并可以通過升級軟件應(yīng)對相關(guān)調(diào)整。

而在雙模的基礎(chǔ)上還有全球雙模技術(shù)，意味著這兩個模式也能夠部署在4G LTE的頻段上。目前世界各國在規(guī)劃部署15-16個eMTC與NB-IoT的頻段，而絕大部分是中頻和低頻，這是因?yàn)榭紤]到高頻的穿透性欠佳，而低頻的部署在一直放大。

如果有一個模塊同時擁有這兩種技術(shù)并支持所有頻段，那么該模塊可以在全球任何應(yīng)用場景部署。

而高通正在致力于促成全球多模、多頻的模塊設(shè)計(jì)。

如何保證物聯(lián)網(wǎng)早期投入不打水漂？訂一份保險

針對物聯(lián)網(wǎng)傳輸要求，高通已經(jīng)推出相應(yīng)的新品系列。最為值得關(guān)注的就是專為eMTC和NB-IoT定制的多模多頻芯片MDM 9206，將于今年完成對所有模式（Cat-M1/NB1/E-GPRS）的支持、頻段的支持，達(dá)到商業(yè)交付水平。

考慮到模塊一定要和傳感器結(jié)合在一起，而傳感器要放在一個系統(tǒng)控制器上，從而處理讀取的各種數(shù)據(jù)，并將處理過后的再通過調(diào)制解調(diào)器發(fā)到云端，再通過云端發(fā)給用戶各類應(yīng)用等一系列步驟，高通的做法是，在MDM9206中集成了Cortex A7處理器，無需再外掛處理器。此外，該模塊還支持Linux系統(tǒng)和Thread系統(tǒng)。

MDM9206集成了GPS、格納洛斯、北斗以及伽利略全球?qū)Ш叫l(wèi)星（GNSS）定位服務(wù)，不需要通過任何附加的芯片或者接收器，而是直接嵌入到該芯片中，與高通的4G功能充分整合。MDM9206還支持語音功能，這兩種技術(shù)里面都具備省電模式和eDRX，這些技術(shù)均來自LTE演進(jìn)，并進(jìn)行了調(diào)整。

如開篇所提，MDM9206已應(yīng)用在摩拜單車的智能車鎖上。通過MDM9206 的LTE連接及全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)定位功能，摩拜單車用戶能夠更加精準(zhǔn)地識別可用單車、加快智能鎖開鎖速度，并對單車狀態(tài)持續(xù)監(jiān)測、實(shí)時管理。

同時，高通的低功耗藍(lán)牙解決方案還計(jì)劃被應(yīng)用在摩拜單車的“智能推薦停車點(diǎn)”（sMPL）中，可實(shí)現(xiàn)亞米級定位，幫助摩拜單車實(shí)時掌握各區(qū)域內(nèi)單車數(shù)量、位置及不同區(qū)域間的流量信息，為單車投放、調(diào)度和運(yùn)維提供智能指引。

關(guān)鍵之處在于，高通還有一系列基于該芯片的認(rèn)證工作：2016年11月，高通聯(lián)合中國移動和愛立信，啟動國內(nèi)首個Cat-M1測試；2016年12月，高通與中移物聯(lián)網(wǎng)有限公司簽署諒解備忘錄，在未來模塊的設(shè)計(jì)、商業(yè)模式的開發(fā)、產(chǎn)業(yè)鏈的培育，還有更長遠(yuǎn)的如5G、車聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等等進(jìn)行合作；2016年12月，高通聯(lián)合中國聯(lián)通和愛立信，完成基于Cat-M1標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸；2017年3月，高通與華為合作，首次打通TDD Cat-M1標(biāo)準(zhǔn)空口First Call。

借由這樣可靠的多模解決方案，高通能幫客戶抵消掉未來市場和行業(yè)的不確定性，客戶無需再等三年進(jìn)行投入，也不需要現(xiàn)在貿(mào)然做重大的賭注并承擔(dān)賭錯的風(fēng)險?？蛻羯踔量梢袁F(xiàn)在進(jìn)入市場，將精力放在應(yīng)用服務(wù)上并開發(fā)業(yè)務(wù)。