一文看懂NB-IoT与eMTC的技术比较

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伴随移动通信技术的不断发展，低功耗广域网(LPWAN)等物联网迎来了快速发展。

从NB-IoT与eMTC的技术比较，看中国三大运营商在NB-IoT和eMTC上的选择策略

从全球运营商来看，AT&T、Verizon、KDDI、KPN、Orange、NTT DoCoMo、Telefonica、Telstra、Telus等都先后开展了eMTC的商用。

在我国，中国电信率先起跑，在确立了800MHz组网能力之后，计划建设30万NB-IoT基站;中国联通与Jasper签订双排他协议，早早确定了NB-IoT作为发展方向;而最早提出发展物联网的中国移动，却在NB-IoT与eMTC之间徘徊不定，这中间的原因，主要是两种制式各有所长，而中国移动TDD网络也决定了其决策上的纠结性。

本文将试图从需求、技术、现状等角度来分析我国三大运营商在NB-IoT和eMTC上的推广策略。

一、三大运营商目前的口径

先看中国联通，中国联通近期宣布将于2018年适时部署eMTC网络;上周的股东大会上王晓初董事长也介绍：“长远来看，我们更关注eMTC。因为需要高流量、低时延。如车联网等应用场景，一定是5G+eMTC的结合。”从以上口径看，联通打了个太极，实则没有明确的eMTC发展计划。

再看中国电信，中国电信基本不提eMTC，据悉其官方口径是“根据标准、产业成熟情况，适时引入”。显然，中国电信也没有明确的eMTC发展计划，属于边走边看。

最后看中国移动，中国移动虽然没有在公开场合公布其eMTC计划，但从实际进展看，是三大运营商中eMTC投入最多的一个，目前已在多个城市进行eMTC网络的小范围部署和验证。笔者推测，由于TDD牌照、NB-IoT暂不支持TDD等原因，一方面中国移动反复宣称将以NB-IoT技术为主，给政府组织施压、力促FDD牌照的获取;另一方面移动也不敢保证一定能获取到FDD牌照、至少短期内不一定能获取到，因此中国移动采取了脚踩两只船的策略，以发展NB-IoT为主、同时顺顾eMTC技术。

二、NB-IoT与eMTC技术比较

同属低功耗广域网(LPWAN)技术，两者在技术上互有优劣。NB-IoT的主要优势是成本更低、覆盖更广、小区容量预计也更大，eMTC的主要优势则是速率更高、可移动性更好、可支持语音。两者的详细比较如下：

不难看出，NB-IoT和eMTC都属于窄带LTE技术，这也意味着它们可以利用现有基础设施和频谱，不过相比现有的LTE网络来说，NB-IoT和eMTC在传输速率上都进行了大大的降低。 

NB-IoT使用的带宽大约为200KHz，支持100Kbps以下速率传输低流量数据；而eMTC技术则使用的是1.4MHz带宽，最高数据传输速率达1Mbps。 

而这也使得终端和核心网络的复杂性进一步降低，可实现更低功耗延长续航时间，通过冗余传输实现更深覆盖。完全符合目前物联网设备对于传输速率要求不高，低功耗、低成本的需求。 

NB-IoT技术具有以下优势：

（1）强连接：穿墙能力上比Cat.4 LTE提升20dB增益，在同一基站的情况下，NB-IoT可以比现有无线技术提供50-100倍的接入数。一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构；

（2）超低功耗：由于NB-IoT聚焦小数据量、低速率应用，因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小，设备续航时间可以从过去的几个月大幅提升到几年甚至十年以上；

（3）深度覆盖：能实现比GSM高20db的覆盖增益，相当于提升了100倍覆盖区域能力；（4）低成本：NB-IoT构建于蜂窝网络，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级；同时低速率、低功耗、低带宽同样给NB-IoT芯片以及模块带来低成本优势。（

5）安全性：继承4G网络安全能力，支持双向鉴权以及空口严格加密，确保用户数据的安全性；

（6）稳定可靠：能提供电信级的可靠性接入，有效支撑IoT应用和智慧城市解决方案。 

与NB-IoT技术相比，eMTC同样具有以上诸多特点，不过在信号覆盖深度（穿墙能力比Cat.4 LTE提升15dB增益）、功耗、成本上则不同于NB-IoT。不过eMTC优势则在于传输速率更快，更低延时（100ms级，NB-IoT是秒级），支持移动性、FDD、定位、支持VoLTE语音通信等。不过，当3GPP Release 14标准的NB -IoT 出来之后也能够支持定位和一定的移动性等特性。 

从上面的介绍，我们不难看出，eMTC和NB-IoT各具优势，并在特性上有一定的覆盖，同时很难有非常清晰的界限。对于二者的关系，高通认为，两项技术之间是互补的关系，并各自适用于不同的物联网使用情境，同时，LTE窄带技术和现有2G/GSM多模共存。

下面从NB-IoT与eMTC的技术比较，看中国三大运营商在NB-IoT和eMTC上的选择策略

三、应用策略分析与建议

新技术的发展应用不可能仅由其本身的技术特点所能决定，还同时受到用户的需求、政策的扶持、产业链的推广等因素的影响。

1、业务需求

第一类业务：水表、电表、燃气表、路灯、井盖、垃圾筒等行业/场景，具有静止、数据量很小、时延要求不高等特点，但对工作时长、设备成本、网络覆盖等有较严格的要求。针对此类业务，技术上NB-IoT更合适。

从NB-IoT与eMTC的技术比较，看中国三大运营商在NB-IoT和eMTC上的选择策略

第二类业务：电梯、智能穿戴、物流跟踪等行业/场景，则对数据量、移动性、时延有一定的要求。针对这类业务，技术上eMTC则更胜一筹。

由此可见，不同行业和应用场景有不同的技术要求，从业务需求上看三大运营商应当对NB-IoT和eMTC均不排斥。

2、可替代性

针对第一类业务，GSM/GPRS/EDGE因为产业链发展成熟、成本低、且支持移动性和语音等原因，可以在一定程度上替代NB-IoT;但由于覆盖、功耗、小区容量等原因，完全顶替是不可能的。

针对第二类业务，CAT.0因为速率、移动性、语音等方面等均与eMTC相当，也可以在一定程度上替代eMTC，劣势是功耗、覆盖等;进一步，CAT.1以及WCDMA/HSPA也可在较小程度上可以临时顶替eMTC技术。

因此，如果有完善的GSM/GPRS/EDGE网络，则NB-IoT就会显得不是那么刻不容缓;如果有LTE CAT.0网络，则eMTC也可以不必太着急和必须。

3、三大运营商网络特点

中国联通的2G网络(GSM)覆盖较差、已经开始退网;3G网络(WCDMA)优势明显，可承载语音和中低速数据业务;4G网络(TD-LTE/FDD LTE)则中规中矩，没有CAT.0/CAT.1网络。

中国电信的2G网络(CDMA 1X)覆盖一般;3G网络(EVDO)劣势明显，无法承载语音;4G网络(TD-LTE/FDD LTE)则有一定优势，且CAT.1、VoLTE等业务也即将全网商用 。

中国移动的2G网络(GSM)覆盖非常完善，可以承载语音和极低速数据业务;3G网络(TD-SCDMA)劣势明显，无法承载语音;4G网络(TD-LTE)也一定劣势：没有FDD牌照，没有CAT.0/CAT.1网络。

综上，中国联通对NB-IoT应当有很强需求，对eMTC有一定需求、但不强烈;中国电信对NB-IoT则有迫切需求，eMTC则可有可无;中国移动对NB-IoT应当有较强诉求，对eMTC也有一定需求。即：

NB-IoT：中国电信>中国联通>中国移动

eMTC： 中国移动>中国联通>中国电信

4、政策导向

eMTC是3GPP匆忙之下的产物，特点不够鲜明;NB-IoT则相对来说讨论的更加充分、针对性更强，华为公司等是技术主导者之一、并有众多中国企业参与，有一定话语权和专利部署。

在此情况下，结合目前的发展情况，我国政府和行业组织应该会优先发展NB-IoT技术，eMTC在技术和产业已经成熟、业务需求迫切的情况下，也会给予支持。

5、应用策略分析与建议

从NB-IoT与eMTC的技术比较，看中国三大运营商在NB-IoT和eMTC上的选择策略

基于上述分析，我们认为和建议：

中国联通：

在2G退网完成之前，需尽快发展和完善NB-IoT技术;

eMTC则作好技术储备即可，待国外已成熟应用、国内业务需求明朗时，通过升级软件等方式快速上线，2018年全网商用应该没必要。

中国电信：

需全力发展NB-IoT技术(以及VoLTE);

在CAT.1普遍推广的情况下，eMTC可采用跟随策略，让移动和联通先去淌一淌。

中国移动：

NB-IoT可采用同步跟进策略、保持一定程度的观望，让电信和联通稍为先淌一淌，但也不可落后太多;

eMTC则需要相对更积极些，不可吊在一颗树(NB-IoT)上，可借鉴国外运营商的成功经验，在国内进行适度推广、引领。

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