技術課堂｜eMTC物聯網是什麼，和NB-IoT有什麼關係？

這幾年，物聯網技術逐漸成為了人們關注的重點。

隨著移動通信技術的發展，在傳統「短距離」物聯網技術的基礎上，湧現了很多「長距離」物聯網技術，給行業帶來了一陣春風。

這些新興物聯網技術中，我們介紹最多的，就是NB-IoT和LoRa。

作為最受追捧的物聯網技術，NB-IoT的火熱程度毋庸置疑。

其實，除了它倆之外，還有一項技術，應用也很廣泛，曾經一度被認為會三分天下有其一。

它就是我們今天文章的主角——eMTC。

「萬物互聯」是一塊巨大無比的蛋糕。為了瓜分這塊蛋糕，很多企業都迫不及待的參與物聯網技術的研發中。行業里也陸續出現了各種各樣的物聯網技術標準，令人眼花繚亂。

從總體上來看，物聯網技術被分為兩個大類：WLAN物聯網和蜂窩物聯網。

WLAN物聯網，以Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee、Z-wave為代表。

蜂窩物聯網，以NB-IoT、eMTC、LoRa、Sigfox為代表。

它們之間的區別，主要在於功耗和距離。有點類似於手機上網，用Wi-Fi，還是用數據業務。

以前的物聯網，是WLAN物聯網技術的天下，但是，這幾年，蜂窩物聯網技術崛起，搶盡了風頭。

蜂窩物聯網技術，也屬於LPWA技術(Low Power Wide Area，低功耗廣域網)。

LPWA技術，覆蓋距離更遠，功耗更低，安全性和可靠性更高，更能滿足行業需求。

LPWA的定位：遠覆蓋、低速率

在蜂窩物聯網里面，又分為若干個陣營。

目前通信行業最大的派系——3GPP組織(3GPP是什麼?)，就是其中的陣營之一。

eMTC和NB-IoT，都是3GPP推出的技術標準。

確切地說，在3GPP規範中，有三種關於物聯網的無線連接技術，分別是NB-IoT、eMTC、EC-GSM。EC-GSM是基於GSM(2G)技術的，現在基本上不關注了。所以，重點就是NB-IoT和eMTC。

NB-IoT和eMTC又是怎麼來的呢?

話說，作為LTE的締造者，3GPP組織一直將物聯網作為LTE的重要演進方向。

早在2008年，LTE的第一個版本R8(Release 8)中，除了有滿足寬帶多媒體應用的Cat.3、Cat.4、Cat.5等終端等級外，也有上行峰值速率僅有5Mbit/s的終端等級Cat.1，可用於物聯網等「低速率」應用。

注意!這里的Cat並不是貓的意思，是Category的縮寫，「種類，分類」的意思。Cat.X說的就是UE-Category，UE是用戶設備(User Equipment )。Cat.X這個值就是用來衡量用戶終端設備無線性能的，說白了就是用來劃分終端速率(等級)的。

不同的Cat，不同的速率

在LTE發展初期，Cat.1並沒有被業界所關注。隨著可穿戴設備的逐漸普及，Cat.1才逐漸被業界重視。

但是，Cat.1終端需要使用2根天線，對體積敏感度極高的可穿戴設備來說仍然「要求過高」(一般只配備1根天線)。

所以，在R12/R13中，3GPP多次針對物聯網進行優化。

首先是在R12中增加了新終端等級Cat.0，放棄了對MIMO(多天線)的支持，簡化為半雙工，峰值速率降低為1Mbit/s，終端複雜度降低為普通LTE終端的40%。這樣一來，初步達到了物聯網的成本要求。

但是，雖然Cat.0終端的信道帶寬降至1.4MHz，但射頻的接收帶寬仍為20MHz(太大)。

於是，3GPP在R13中又新增Cat.M1等級的終端，信道帶寬和射頻接收帶寬均為1.4MHz，終端複雜度進一步降低。

而Cat.M1，也就是我們的eMTC。

這就是eMTC的來源。

此外，3GPP在R13中同時新增了一個Cat.NB-1，它的接收帶寬僅180kHz。

這個Cat.NB-1，就是我們的NB-IoT。

說了半天，還沒介紹eMTC的全名呢。

eMTC的全名有點長，是enhanced Machine-Type Communication，增強型機器類型通信。(在之前的3GPP R12版本，叫做Low-Cost MTC)

它還有一個名字，叫做LTE-M，LTE-Machine-to-Machine，LTE-機器到機器。也就是說，是機器之間用LTE通信，非常直白了，適用於物聯的LTE網路。

搭車說一下，Machine-to-Machine通常簡寫為M2M，大家可能也聽說過。

eMTC和NB-IoT都是3GPP這一個媽生的，所以算是兄弟倆。這兄弟倆也確實很像，到底有多像?

可以看下面這個圖：

NB-IoT和eMTC參數對比

看得出來，大部分都是一樣的，只有若干處區別(見黃色部分)。

相同點我們就不說了，廣覆蓋、低功耗、低成本、大連接，之前介紹NB-IoT已經說過很多了。

小棗君重點說說eMTC的差異化特色。

概括起來說，eMTC相比NB-IoT，有五個優勢：

一是速率高。

之前我們說NB-IoT，總是會說，為了保證低功耗，所以速率很慢。但是eMTC不一樣，它支持上下行最大1Mbps的峰值速率。請不要小看這個速率，在保證覆蓋和功耗的基礎上，能達到這個速率已經很不錯了。這個速率，足以支撐更豐富的物聯應用，如低速視頻、語音等。

二是移動性。

NB-IoT的移動性差，只支持重選，不支持切換。所以，它一般都用於不怎麼需要動的領域，例如水表電表及路燈井蓋。但eMTC不同，它支持連接態的移動性，物聯網用戶可以無縫切換，保障用戶體驗。因此，eMTC更適用於智能手表這樣的可穿戴設備。

三是可定位。

基於TDD的eMTC，利用基站側的PRS測量，在無需新增GPS晶片的情況下就可以進行位置定位。這樣一來，更有利於eMTC在物流跟蹤、貨物跟蹤等場景的普及。

四是支持語音。

沒錯，這貨竟然支持語音，而且支持VoLTE。因此，eMTC可被廣泛應用到緊急呼救相關的物聯設備中。

基於CAT-M1(eMTC)的VoLTE

五是支持LTE網路復用。

eMTC可以基於現有LTE網路直接升級部署，和現有的LTE基站共站址共天饋。省錢才是硬道理。eMTC利用這個優勢，可以做到低成本的快速部署，有利於經營商搶占市場先機。

當然，eMTC也不是每個方面都強於NB-IoT，在覆蓋能力和模組成本方面，eMTC是不如NB-IoT的。

所以，在具體的應用方向上，如果對語音、移動性、速率等有較高要求，則選擇eMTC技術。相反，如果對這些方面要求不高，而對成本、覆蓋等有更高要求，則可選擇NB-IoT。具體來說，像智能物流、樓宇安防、可穿戴通話等設備，就適合採用eMTC技術。

其實，在兩者誕生之初，競爭關係更為激烈。對於選擇哪種網路制式，業內一直爭執不休。

這種爭論一直持續到2017年6月。在3GPP第76次全會上，業界就移動物聯網技術(包括NB-IoT和eMTC)Rel.15演進方向達成了相關共識：不再新增系統帶寬低於1.4MHz的eMTC終端類型;不再新增系統帶寬高於200KHz的NB-IoT終端類型。

說白了，就是徹底劃分開了NB-IoT和eMTC的應用界限，術業有專攻。在那之後，兩者才轉為了混合組網、差異化互補的合作關係。

eMTC和NB-IoT攜手走向5G

那eMTC在實際市場應用中，又是怎樣的進展呢?

在具體的商用市場上，相比於NB-IoT的高調而火熱的發展，eMTC是非常低調的，至少國內市場如此。

國內三大經營商，電信和聯通早早地確定了在NB-IoT上的決心，並行動迅速，取得了很大的進展。但是在eMTC方面，兩家就比較「淡定」了。中國聯通表示會適時部署，實際上並沒有明確的發展時間點，有點打太極的味道。中國電信方面，也是觀望的態度，官方口徑是「根據標準、產業成熟情況，適時引入」。

中國移動方面其實應該對eMTC更為敏感，因為eMTC支持TDD網路(移動沒有FDD牌照)，但實際上，移動也是舉棋不定。

中國移動雖然已在多個城市進行eMTC網路的小範圍部署和驗證，但沒有在公開場合公布它的eMTC計劃，非常低調。

說白了，還是因為牌照的原因，所以中國移動採取了腳踩兩只船的策略，以發展NB-IoT為主、同時順顧eMTC技術。

相比之下，以歐美日經營商為代表的海外市場，對eMTC就熱情多了。

早在2017年年初，AT&T (美國和墨西哥)、KPN (荷蘭)、 KDDI (日本)、NTT DOCOMO (日本)、Orange (歐洲、中東和非洲)、Telefonica (歐洲)、Telstra (澳大利亞)、TELUS (加拿大) 和Verizon (美國) 就聯合宣布支持eMTC的全球部署。尤其是美國的AT&T和Verizon，都在2017年宣稱部署了國家級的eMTC網路。

全球經營商鼎力支持eMTC的部署

總而言之，雖然eMTC目前在國內的發展並沒有像NB-IoT一樣風風火火，但是，作為一項有自己獨特優點的物聯網技術，我們應該對它有更多的關注和重視。占據了標準優勢的eMTC，在未來的市場競爭中，肯定會有更大的作為。