运营商抢攻物联网又一利器:eMTC

emtc标准
emtc(enhanced machine type communications)和nb-iot都在lte整体发展路线图的全新ue category中,现在lte的发展中已开始包括降低成本和功率,所以有了这样一个新的ue category。emtc是cat m1,而nb-iot是cat nb-1,它们都属于同一个lte发展路线图,这些技术也能够在运营商部署lte时并存,而ec-gsm是基于gsm(2g)技术。一些运营商还有原来的2g网络,希望利用它来支持物联网,也会在传统gsm基础上继续演进,加入增强的特性,比如更深的覆盖。
nb-iot、ec-gsm和emtc三种不同的物联网标准都有各自的优势,nb-iot和emtc都是基于lte的技术,ec-gsm技术主要是由爱立信、诺基亚、西门子等老牌厂商在推动,他们希望物联网领域能延续自身在gsm市场的优势,所以提出gsm升级优化ec-gsm的技术路线。
emtc前景
物联网市场刚刚开始,这个万亿级的市场蛋糕,以运营商网络为基础的那一块正在发酵。分析机构数据预测,到2020年,物联网市场规模将超过1.7万亿美元,到2025年全球物联网设备将接近700亿个,整个物联网约三分之二的连接属于lpwa领域。在lpwa的众多技术范畴中,nb-iot与emtc同为蜂窝物联网。但与nb-iot不同,emtc在移动性、语音、数据速率等方面具有一定优势,可以很好的支持诸如智能穿戴、车辆管理、电子广告等物联网业务。
据gsma的预测。未来5年,蜂窝物联网将增长7倍,到2020年,将有约30亿的联接承载在运营商的网络(其中有21亿的联接面向lpwa应用),工业、个人应用、智能家庭、公共事业等多个方面。
中国目前是全球最大的m2m市场,其中蜂窝m2m连接数约为1亿,到2020年,这一数字有望增至3.5 亿。而lpwa技术将额外提供7.3亿连接,使得总连接数超过10亿。
未来几年我国物联网行业将持续快速发展,年均增长率30%左右,2014年我国物联网行业市场规模6000亿元,2015年达7500亿元,到2020年将超过2万亿元。
基于蜂窝的emtc是万物互联网络的一个重要分支。emtc可以很好的支持诸如智能穿戴、车辆管理、电子广告等物联网业务,将会带动整个物联网市场的发展。
emtc 优势
emtc是业界已形成共识的由运营商城建的蜂窝物联网的统一标准。2016 年3月在3gpp r13中正式发布的emtc是为适应中低速物联业务的需求而设计的,对lte协议进行了剪裁和优化,终端工作于1.4mhz带宽。而emtc主要目标是实现强覆盖、大容量、低功耗和低成本。
emtc在智能物流上,具有防盗、防调换、实时温度传感和可定位优势;能够实时监控及定位,将信息记录及上传,可以对行驶轨迹查询。在智能可穿戴设备中,可支持健康监测、视频业务、数据回传和定位。
emtc也可以以屏为抓手,为运营商管道增值,这些应用场景包括:智能充电桩、候机宝、电梯卫士、智能公交站牌、公共自行车管理等方面。
emtc具备lpwa基本的四大能力:
一是广覆盖,在同样的频段下,emtc比现有的网络增益15db,极大地提升了lte网络的深度覆盖能力;
二是具备支撑海量连接的能力,emtc一个扇区能够支持近10万个连接;
三是更低功耗,emtc终端模块的待机时间可长达10年;
四是更低的模块成本,大规模的连接将会带来模组芯片成本的快速下降,emtc芯片目标成本在1-2美金左右。
emtc四大差异化能力:
一是速率高,emtc支持上下行最大1mbps的峰值速率,远远超过当前gprs、zigbee等主流物联技术的速率;emtc更高的速率可以支撑更丰富的物联应用,如低速视频、语音等;
二是移动性,emtc支持连接态的移动性,物联用户可以无缝切换,保障用户体验;
三是可定位,基于tdd的emtc可以利用基站侧的prs测量,在无需新增gps芯片的情况下就可进行位置定位,低成本的定位技术更有利于emtc在物流跟踪、货物跟踪等场景的普及;
四是支持语音,emtc从lte协议演进而来,可以支持volte语音,未来可被广泛应用到穿戴设备中。
运营商布局emtc
今年3月,3gpp正式宣布emtc相关标准已经在r13版本发布,未来会根据技术、应用场景等发展随着lte协议共同演进。从技术上看,emtc可基于蜂窝网络进行部署,现有lte网络可通过软件升级直接支持emtc。因此,emtc已得到电信运营商和ict生态圈的积极支持。
美国at&t、verizon运营商计划在2016年底测试emtc,verizon的emtc终端将用于智能水务系统,系统由水务解决方案供应商neptune提供集成。而欧洲vodafone计划2017年考虑部署emtc。
因应物联网大幅暴增的机器对机器应用与通讯的需求,诺基亚通信已携手韩国电信(korea telecom)共同展示了全球第一个emtc的实场测试。
其利用诺基亚通信的无线电技术来发挥emtc的潜力,能与现有lte网路共存,并扩展更广的覆盖范围,且能实现中等的资料传输速率,为物联网发展奠定重要里程碑。
诺基亚通信韩国领导人andrew cope表示,2025年有近五百亿个联网装置,为了不断成长的物联网,该公司透过此实场测试成功地展示lte成为物联网骨干的潜力。
韩国电信资深副总裁兼网路策略部门领导人chang seok seo指出,藉由解决限制物联网发展的障碍,该实场测试提供可靠平台来推动广泛的服务应用。而与诺基亚联手,能让韩国电信在韩国扮演开创物联网的重要角色。
中国移动联合爱立信和高通启动国内首个基于3gpp标准的emtc端到端商用产品的实验室测试。
对中国移动而言,目前emtc设备解决方案包括基于gsm设备升级方案和基于tdd升级方案两种。
中国移动采用爱立信rbs6000多模基站设备及高通mdm9206芯片平台,正在同步验证emtc的端到端关键功能。
重点围绕emtc,中移物联网有限公司从芯片、模组等环节已经开始与产业链合作开发产品和应用,并建立了物联网开放平台onenet,作为智能管道之上的应用孵化平台。目前,针对emtc中移物联网公司已经推出了“电梯卫士”、“行车卫士”、“儿童手表”、“工业物联网物流跟踪”等服务。
面向以视频监控和车载信息服务等为代表、10mbps以上的大流量业务,中国电信将提供cat.1级别的4g网络速度;面向物流管理和移动支付等大约在1mbps的中低速率流量业务,电信将通过4g emtc给予支持。
2016年中国电信已经开始emtc的实验室试验,2017年中国电信将进行emtc现网实验。
中国联通也将于2017年进行emtc技术试验,2018年针对emtc进行现网实验。
掘金emtc商机
emtc的技术优势转化成市场认可需要产业链体系的共同参与,emtc的产业链发展迅速,在芯片上,高通、英特尔、海思、中兴微等计划在2016年第四季度到2017年推出emtc芯片;模组厂商也会紧跟芯片步伐,推出模组会晚一些,模组企业有移远、龙尚科技、simcom、telit等;而终端企业有通则技术、博世、宏电、步步高等在跟进。
四大无线设备厂商中,爱立信、诺基亚在2016年第四季度发布emtc商用版本;华为将在2017年第二季度,中兴将在2017年第三季度发布emtc商用版本
包括国际标准、运营商、芯片、软件以及物联网垂直应用领域,华为一直在积极推进emtc,集中其优势资源进行芯片、通信设备以及产业生态体系的建设。华为正着手建立物联开放实验室,在芯片、模组以及终端上,敞开大门跟产业伙伴一起做emtc验证方面的工作。华为、海康科技和上海移远已签署了物联合作备忘录,将加速推动emtc蜂窝物联网技术在电梯卫士等垂直领域的应用。
思宽与射频晶片开发商skyworks合作,为emtc应用打造最佳解决方案,以满足物联网对嵌入式蜂窝连结技术与日俱增的需求。此款装置借力skyworks半双工射频前端模组和思宽新的emtc单晶片,为遵循3gpp r13版lte标准的整合式统包(turn-key)方案,能简化原始设备制造商(oem)开发流程,加速低资料率、低功耗lte装置的上市时程,并满足全球网路营运商的需求。
u-blox在2016年第四季度提供支持emtc的模组sara-r4。u-blox宣称其sara-r4模组符合其“nested design”架构,后续客户升级u-blox新的产品时不需要更改pcb板设计。
总结:基于emtc标准优势和市场应用趋势,可以看到emtc的商用条件已经成熟,整个产业链也将“一触即发”,从运营商、设备商、芯片厂商以及终端厂商都在为emtc标准谋篇布局,希望在巨大的物联网市场中捕捉机遇。

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