NB-IoT被過度神化，運營商部署LTE物聯(lián)網(wǎng)已有首選

　　2016年6月，全球標準化組織3GPP在短時間里同時制定了兩個新的蜂窩技術(shù)標準：Cat-M1(eMTC)和Cat-NB1(NB-IoT)。與性能指標一路往上走的Cat.6、Cat.12、Cat.16、Cat.18相反，Cat-M1和Cat-NB1選擇一路向下，主要原因是根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的要求，去掉不必要的高數(shù)據(jù)率、高移動性、超強傳輸能力特性，降低系統(tǒng)復雜度與成本，提高系統(tǒng)續(xù)航時間，實現(xiàn)4G調(diào)制解調(diào)器的海量部署、規(guī)模經(jīng)濟和超長生命周期。

　　Cat-M1與Cat-NB1相互補充

　　化繁為簡，降低成本與復雜度

　　降低復雜度與成本的第一步就是要放棄速率和帶寬?？紤]到絕大部分物聯(lián)網(wǎng)應用數(shù)據(jù)傳輸速率只需要1Mbps或者幾百/幾十kbps，所以Cat-M1的上行下行速率只有1Mbps，帶寬頻率1.4MHz;Cat-NB1上行和下行速率更是只有60kbps和20kbps，帶寬200KHz，使得運營商可以非常靈活地將其部署進LTE頻段里。在部署的模式上，Cat-M1在FDD或者TDD網(wǎng)絡(luò)中都可以部署，Cat-NB1到現(xiàn)在為止只能部署在FDD中，今后隨著標準和規(guī)范的演進可能會有所變化。

　　支持半雙工模式是降低系統(tǒng)成本和芯片復雜度的另一妙招。高通產(chǎn)品市場高級總監(jiān)沈磊解釋說，LTE采用全雙工模式，上行下行同時收發(fā)。但Cat-M1和Cat-NB1都可以支持半雙工，先下行或者上行，不會并行收發(fā)。這樣做的好處在于，支持半雙工一是不需要復雜的濾波器和高成本的功率放大器;二是降低了發(fā)射功率，相比LTE 23dBm/200毫瓦的功率，Cat-M1、Cat-NB1都只有20dBm/ 100毫瓦，減少了一半。

　　考慮到兩種技術(shù)各自覆蓋不同的物聯(lián)網(wǎng)應用，所以Cat-M1保留了相當一部分移動性和VoLTE語音功能，可用于樓宇安防、穿戴設(shè)備、資產(chǎn)追蹤等應用;Cat-NB1則是完全不具備移動性和語音。但兩者穿透性和部署密度相比LTE有了顯著提高，比如Cat-M1比傳統(tǒng)的LTE Cat.4的鏈路預算(link budget)提高了約15個dB，針對表計等應用設(shè)計的Cat-NB1還要更高。

　　此外，和LTE相比，Cat-M1、Cat-NB1的續(xù)航時間更長，可支持至少10年左右的工作時間。由此帶來的另一個需求是強大的軟件升級能力，目前來看，Cat-M1的速率是兆級，可以用幾分鐘或者半個小時的時間升級固件，所以Cat-M1在升級維護上有明顯的優(yōu)勢。但Cat-NB1沒有這個能力，從安裝起到10年之后還是老樣子。

　　擴展LTE以連接物聯(lián)網(wǎng)

　　蜂窩和非蜂窩通訊技術(shù)怎么選?

　　“蜂窩通訊技術(shù)將是未來物聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)里絕對的主流方向?！鄙蚶诒硎荆涓C通訊技術(shù)是授權(quán)頻譜，在連接性、安全、質(zhì)量方面都有充分的保證，而且從2G、3G、4G一路發(fā)展下來，其覆蓋已經(jīng)是無處不在，完全不需要重新部署。更重要的一點是，蜂窩通訊行業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)非常完善，從標準制定、技術(shù)發(fā)展和驗證，到產(chǎn)品研發(fā)和上市，再到整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的優(yōu)化和完善，包括芯片、終端、基礎(chǔ)設(shè)施、運營商在內(nèi)的眾多從業(yè)者30年來不斷的積累，已經(jīng)讓蜂窩技術(shù)成為最為可靠、完善和可用的技術(shù)。

　　他認為使用非授權(quán)頻譜的Sigfox和LoRa是一個相對小眾的市場，大多數(shù)應用場景集中在工廠或碼頭這類私有且小范圍的環(huán)境中，整個產(chǎn)業(yè)鏈的部署程度與基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的標準相比完全不在一個數(shù)量級。并且這兩個標準比較新，整個產(chǎn)業(yè)鏈的芯片、模塊、應用服務都還處于培育階段，不能與主流的蜂窩技術(shù)相抗衡。

　　目前Cat-M1和Cat-NB1都有很多部署，后者進度更快一些。主要原因在于Cat-NB1標準相對更為簡單，能做Cat-NB1的芯片廠商比較多，而且首批探索物聯(lián)網(wǎng)部署的運營商也看到Cat-NB1的部署密度可以更高，續(xù)航時間可以更長，對于表計、路燈等應用情景來說，Cat-NB1似乎天生就是比較好的技術(shù)。但事實上，到了真正開始部署，需要和上層應用服務對接的時候，運營商就會發(fā)現(xiàn)Cat-NB1其實只能覆蓋一部分使用情景，很多商業(yè)模式，比如移動性、語音、數(shù)據(jù)率、遠程更新軟件的能力，Cat-NB1是沒有的，所以他們開始逐漸傾向于接受物聯(lián)網(wǎng)雙模的概念。

　　沈磊說他個人相信LTE物聯(lián)網(wǎng)一定會大爆發(fā)，只是具體的時間還不能預測。但好消息是，“當前缺失的幾個成功要素都已在路上”。比如中國三大運營商正在相關(guān)城市做網(wǎng)絡(luò)部署的試點;汽車或者公用事業(yè)、智慧城市等垂直領(lǐng)域的商業(yè)模式已初具雛形，上層的應用服務也在高速發(fā)展中;芯片和模塊廠商對產(chǎn)品的優(yōu)化和設(shè)備管理的能力正在大幅改進。當這幾大成功要素都到位之時，相關(guān)應用必定會呈現(xiàn)爆炸式增長。

　　為什么雙模更好?

　　說到Cat-M1和Cat-NB1這兩個模式，運營商現(xiàn)在基本都處于了解、測試、考慮、規(guī)劃如何部署的階段。兩者有很多功能是重疊的，但很多時候又是互補的，如何部署成為了運營商最為糾結(jié)的事情。那么有沒有技術(shù)能讓模塊或終端既能支持Cat-M1也能支持Cat-NB1，從而了卻運營商的這塊心病?

　　下圖中深紅色代表的是Cat-M1技術(shù)，它強調(diào)的是移動性和較高的數(shù)據(jù)速率，但其在網(wǎng)絡(luò)覆蓋和功耗上遜于Cat-NB1;圖上淺色區(qū)域代表的是Cat-NB1技術(shù)，該技術(shù)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Cat-M1表現(xiàn)更好。Cat-M1和Cat-NB1兩種技術(shù)優(yōu)勢有所不同，因此客戶在選擇應用服務或者網(wǎng)絡(luò)部署時，只能根據(jù)相關(guān)技術(shù)優(yōu)勢進行選擇，要想精準預測未來3年、5年或15年之后所部署的服務和采用的技術(shù)，對于客戶來說是很難做到的。

　　Cat-M1&NB1雙模提供最優(yōu)解決方案

　　但是，試想一下，無論將來運營商是否會對相關(guān)網(wǎng)絡(luò)、頻段和模式在部署3-5年后進行調(diào)整，如果已被部署好的模塊能夠隨時通過升級軟件實現(xiàn)自適應調(diào)整，這對于用戶而言將是極大的便利。沈磊說，盡管雙模系統(tǒng)復雜度比單模系統(tǒng)稍高，其模塊和芯片的成本也要高。但事實上，這只是單個模塊和子系統(tǒng)的成本，絕大部分成本來自于系統(tǒng)部署的環(huán)節(jié)。因此，總體而言，靈活的實用性可以大幅降低重復部署、動工和升級所帶來的成本。

　　另一方面，這兩個模式也能夠部署在4G LTE頻段上。目前世界各國在規(guī)劃部署15-16個Cat-M1和Cat-NB1的頻段，絕大部分是中頻和低頻，這是因為考慮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用場景部署。無論未來的網(wǎng)絡(luò)制式或頻段如何調(diào)整，該模塊仍然可以工作。通過安裝一次可以獲得十年的工作生命周期，并幫助客戶抵消任何不確定性和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)調(diào)整的可能性，這筆買賣還是劃算的。

　　更具成本效益的全球雙模

　　“為什么多模多頻手機受歡迎?因為在總體成本控制上，多模、多頻是有重大優(yōu)勢的，今后物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的部署也會遇到同樣的問題?！痹谏蚶诳磥?，做一款全球多模的模塊，今天可以銷售，三五年后仍然可以銷售，在任何一個國家也都可以銷售。從研發(fā)的投入、物料和成品的庫存管理以及銷售的準確性來說，可以令模塊OEM廠商大為放松;對運營商而言，他可以利用雙模多頻的模塊去對這兩種技術(shù)進行充分的驗證，從而推測哪個生意模式能夠成功，這對于運營商整體的成本控制是具有戰(zhàn)略意義的改變。

　　全球雙模提供更高成本效益

　　鑒于Cat-M1和Cat-NB1優(yōu)勢互補的融合，高通推出了為Cat-M1和Cat-NB1定制的多模多頻芯片—MDM9206。除支持Cat-M1、Cat-NB1的全球所有頻段外，MDM9206還集成了Cortex A7處理器、大量傳感器接口、GPS/格納洛斯/北斗以及伽利略全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、語音/VoLTE功能，并支持Linux/Thread操作系統(tǒng)。不久之前，高通與愛立信以及北美運營商AT&T基于Cat-M1進行了LTE語音方面的測試，一個很小的模塊裝在手表中，其語音質(zhì)量非常高。

　　高通為Cat-M1和Cat-NB1定制的多模多頻芯片MDM9206

　　與此同時，在中國，高通積極推動LTE物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展并與中國運營商及合作伙伴協(xié)作。高通于2016年11月聯(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，與中移物聯(lián)網(wǎng)有限公司簽署諒解備忘錄;2016年12月，聯(lián)合中國聯(lián)通和愛立信，完成基于Cat-M1標準的現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸;2017年3月，與華為合作首次打通TD-LTE Cat-M1標準空口First Call。