2017年8月14日 星期一

.NB-IoT + eMTC + GSM 三劍合璧,物聯網未來可期

Let’s talk IoT – NB-IoT/eMTC power saving features: eDRX vs. PSM




源:半导体行业观察



回到一年前,大家應該怎麼也想不到,產業界一直在苦苦尋找的物聯網爆發點,竟然在對岸中國共享單車,這裡撕開了一個突破口。


據媒體今年四月份的報導,某IDH的貢獻單車鎖方案,月出貨量高達2KK。

雖然這是在單個應用領域的嘗試,但可預見的是,一個不同於現在的物聯網時代,似乎真的要到來了。新時代首先體現在新聯網方式的轉變。


  

2G窮途末路,物聯網的支撐是LPWAN
「現在包括共享單車在內的很多方案,使用的是傳統的GSM+GPS方案,但從現在全球的電信商佈局,我們也看到持續的向LTE網路上遷移的趨勢」,高通資深業務發展經理李德凱先生,告訴半導體行業觀察的記者。

從今年的全球狀況看來,2G退網是既定事實:
「2016年底,AT&T宣佈將於2017年元旦,停止為2G網路提供服務,澳洲電信也在2016年底關閉了2G網路,日本、韓國、新加坡和芬蘭等國家,公佈了2G網路的關閉日程表。中國方面也表示會加快2G退網,將頻譜讓出給4G」。於是物聯網應用需要選取一個新的組網方式,LPWAN就成為了大家的共同目標。

所謂LPWAN,就是Low-Power Wide-Area Network的簡稱,也就是低功耗廣域網路

這種低功耗、不要求大數據傳輸、即時響應的網,就成為了物聯網的首選。在無線技術發展了幾十年之後,現在已經開發出了包括NB-IoT、eMTC、Lora和Sigfox等技術。這幾個標準由於各自的優勢,在物聯網發展的這些年裡,得到了不同組織和開發者的支持。


首先是NB-IoT和eMTC,作為授權頻段下的LPWAN標準,在2016年中獲得了3GPP組織的標準凍結,由於授權網路下的先天優勢(例如在現有的基地台升級),這兩項技術獲得了為數不少的設備商和運營商支持;

而非授權下的Lora由於其差異化的星狀拓撲,提高了網管的靈活性,也獲得了如IBM和思科等企業的注意;至於Sigfox,則打了NB-IoT的一個立足未穩。雖然需要另建基地台,但他們通過瘋狂推進,擴展了生態。

雖然現在標準眾多,前景不明朗,但因為物聯網背後擁有的萬億級市場,很多上游企業都投入到了物聯網探索中去,當中尤其以高通等國際巨頭,推動的NB-IoT和eMTC最受關注。

根據李德凱先生的說法,全球已經擁有了近500張4G LTE網路,搭建在這個網路基礎上的NB-IoT和eMTC產品,能獲得更便捷的支持。這就是為什麼高通看好這兩個技術的原因。
獨辟蹊徑,高通打NB-IoT+eMTC雙模組合拳
從1985年成立開始,高通就一直聚焦於人與人的連接。從早起的類比通信,到數位通信,從功能手機到智慧手機,高通一直在推動整個行業的變革和演進。來到了物聯網時代,高通也毫不例外。

「不同於其他廠商,只做一個模式產品,高通做的是NB-IoT+eMTC+GSM三模晶片支持物聯網,對於三模技術的支持,在全球範圍也是很少的」,李德凱說,「這是面向不同的物聯網應用做的全方位支持,可以說是物聯網領域的「全網通」」,他強調。

為了降低物聯網系統的複雜度、成本和提高系統的續航, 3GPP在2016年6月組織制定了兩個新的蜂窩物聯網技術標準Cat-M1(eMTC)和Cat-NB1(NB-IoT)。而兩個標準根據自身的特點面向不同的應用。

  

從李德凱先生的介紹中我們得知,Cat-M1技術,它強調的是移動性和較高的數據速率以及對於語音的支持,具有高可靠性、關鍵業務型和時延敏感性等特點,可以應用在智能跟蹤、樓宇安防等應用,但其在網路覆蓋和功耗上,略遜於Cat-NB1;而Cat-NB1技術,該技術具有成本高效、時延不敏感,低數據量、網路覆蓋好、功耗低和部署靈活等特性,能夠被廣泛應用到低功耗,以及對時延不敏感的設備,譬如智慧建築傳感器、公用設施等。

因為未來的應用具有廣泛性,不同國家的標準採用,也有不確定性,因此高通的這個雙模方案,通過單一的SKU,能夠降低OEM廠商的總體成本,減少庫存風險,縮減上市時間,更高研發回報等優勢。李德凱介紹高通的MDM9206是全球首款支持多模Cat-M1/NB1/E-GPRS解決方案的LTE IoT晶片。

這款晶片整合了GNSS、Cortex A7處理器,具有豐富的先進特性,還支持多樣化的操作系統,預估會在2017年年中上市。

  
NB-IoT和eMTC將會走得更遠的幾點原因
現在的LPWAN市場一場「混戰」,各方的標準在不同的勢力支持下開疆辟土,例如Lora和Sigfox,就憑著非授權頻譜下的多種優勢,發展走在NB-IoT和eMTC前。這會否對高通現在主導的方案構成威脅呢?

在問到這個問題的時候,李德凱告訴半導體行業觀察記者:
NB-IoT走得更遠的一個基礎首先是廣覆蓋,現在LTE的網路覆蓋是全球最大的。

其次是安全,授權頻段下的安全擁有先天優勢,這是Lora等非授權頻段標準不具備的。

另外從生態鏈角度來看,既有的智能手機供應鏈也給NB-IoT/eMTC 帶來充足的支持。

其次就是背景不同引致的不同結果。

按照李德凱所說,在3GPP推動下的NB-IoT/eMTC是「含著金鑰匙出生的孩子」,它從提出開始受到了廣泛的網絡廠商、設備商、運營商的支持和認可,這些廠商的投入讓NB-IoT/eMTC的連接變得更高效,且每個節點連接更多的設備,還解決了連接設備的干擾問題,這是授權頻段標準的另一個優勢。

這樣看來,擁有高通支持的LTE IoT多模物聯網晶片產品,的確非常具有優勢的物聯網晶片選擇。

                                                                                                                                                                                                                 


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