CNET科技資訊網 7月14日 北京報導： 就在今年亞洲電子消費展（CES Asia）期間， 中國移動正式推出NB-IoT/eMTC/GSM三模通信模組A9500；時間跳回到5月底， 中移動與高通、摩拜單車啟動中國首個eMTC/NB-IoT/GSM（LTE Cat M1/NB1和E-GPRS）多模外場測試——兩件事情的共同點， 都是採用高通MDM9206 LTE IoT數據機。 於是大家看到， 一邊Verizon和AT&T在美國商用eMTC， 一邊國內運營商部署多模通信組的一隻靴子已經落地， 我們開始好奇， 多模物聯網是什麼？物聯網的連接趨勢是什麼？企業如何部署？CNET一文詳解物聯網的連接技術。
引用高通產品市場高級總監沈磊的結論：“物聯網最主流的連接技術即蜂窩技術（4G或LTE IoT）， 其中包括eMTC和NB-IoT，
連接和計算， 物聯網的催化物
從概念說起， 物聯網的定義極其寬泛。 簡單說， 從智慧城市， 例如照明、停車以及交通， 都可以被連接並有效地管理起來；到移動健康， 包括病人的診斷、病人情況的跟蹤、各種環境監控；到智慧家居， 譬如水錶、電錶、煤氣表等自動抄表；到樓宇的安全及智慧化、工業自動化的控制；到零售商業及資產追蹤；再到個人財產的安全監控、小朋友的足跡追蹤…物聯網好比一個智慧榔頭， 每個行業都要被敲打敲打。
如此多樣複雜的場景， 無法只通過一個技術、一個網路、一個系統觸發所有服務， 其技術之靈活， 要根據實際情況所需的通信能力和計算能力決定。
也正因此， 催生物聯網未來的主要技術， 分為兩塊：一個是連接， 一個是計算。
前者就是連接各個物體， 它們互相“通話”， 有短距、中距和廣域的連接技術。 後者包括CPU、GPU、多媒體、圖像、感測器、定位等這些在手機裡的計算技術，
細說連接。 1、短距的連接， 可以使用藍牙、NFC、ZigBee這種一兩米範圍的連接技術。 如果是局域網， 在家庭、辦公室、機場、咖啡廳， 也可以使用有增強型的藍牙， 或者ZigBee、Wi-Fi。 當然Wi-Fi也有各個等級、資料率、覆蓋範圍， 可以使用802.11ac、802.11a/b/g/n、802.11ax、1x1、2x2， 最高級可以使用802.11ad。 2、如果是再大一點的範圍， 如廣域網路的連接， 例如智慧城市的應用， 毫無疑問就需要蜂窩網路技術， 就是2G、3G、4G、未來的5G技術， 它是廣域覆蓋、全球範圍內最成熟、部署最廣泛的技術。
蜂窩技術， 物聯網連接的主流方向
連接技術何其多， 物聯網在蜂窩和非蜂窩的通訊技術之間怎麼選擇？高通認為， 蜂窩通訊技術是未來物聯網的主流連接。
為什麼手機中的技術可以應用到物聯網？
原因之一， 蜂窩通訊技術經歷30多年發展， 具備覆蓋廣的先決條件， 不需要重新部署， 最直白的例證就是， 無論走到任何一個地方， 手機基本都有信號。 GSMA資料顯示， 截至2016年4月， 在全球160多個國家中， 超過500家運營商部署了LTE，
原因之二， 運營商花費了很大精力部署蜂窩通訊技術， 在連線性、安全、品質方面都有充分保證， 確保了它是始終線上、安全可靠的一個基礎設施。
一個手機， 裡面的通信系統儘管五花八門——有4G、GPS、FM、Wi-Fi、藍牙等， 這些都是射頻系統， 要收發資料、處理各種信號， 還要全部塞在一個極其輕薄、小面積的金屬殼子裡， 且殼子裡的電池、相機等機械構件還都在搶佔資源。 能在這麼一個嚴苛的設計環境裡， 既兼顧技術的進步， 又兼顧多個系統的相容、功耗、成本和散熱等其他指標， 說明經過了一個長期融合的過程， 自然適合低成本模組的物聯網。
原因之三，蜂窩通訊行業生態系統的從業者非常多，在網路側有全球主流的基礎設施廠商們，終端側有手機廠商們，晶片側有高通等從業者，大家從標準的制定到技術的發展和驗證，到產品的研發和上市，以及整個網路、整個手機的優化和完善，已經形成了一條成熟的產業鏈。
當然，僅僅把現有的LTE技術平移到物聯網終端是行不通的，為了支持更廣泛的物聯網終端連接，低功耗和較低資料傳輸速率也是一個需求，如何解決？
物聯網如何連接？eMTC/NB-IoT/EC-GSM共進退
LTE七八年以前在全球標準化組織3GPP Release 8中最早被定義下來之後，就從來沒有停止過演進。它發展大概有兩個方向：一個是不斷追求更高的用戶體驗，另外一個就是追求整個網路和終端的簡化，面向海量部署、低成本、低功耗的物聯網技術。
所以，目前3GPP制定了三種關於物聯網的標準連接技術，一種是eMTC(Cat-M1)，是機器之間通訊的標準；第二種叫NB-IoT（Cat-NB1，窄帶物聯網) ；第三種是EC-GSM。行業標準制定之後，基站、晶片、應用服務等等往後都會跟進應用。
前兩種技術的主要任務是降低系統複雜度、降低系統成本、提高系統的續航時間，去掉不必要的能力，比如高資料率、高移動性、超強傳輸能力，而是根據物聯網的要求量身定制，達到提升電池壽命、降低成本、提升社區內部署總量的要求，實現其他的益處。EC-GSM是基於GSM（2G）技術，主要針對一些還保留原來2G網路的運營商，EC-GSM會在傳統GSM基礎上繼續演進，加入增強的特性，比如更深的覆蓋。在很長的一段時間裡面，這三者都會共同發展共同存在。
而Cat是指LTE的類別，根據LTE的速率，給出了不同的等級劃分：比如手機的入門級是LTE Cat.4，達到上行50Mbps、下行150Mbps的速率，那麼LTE Cat.6的下行速度就是300Mbps，到了LTE Cat.12，下行速率達到600Mbps。
高通目前的旗艦移動平臺——驍龍835所集成的就是支援LTE Cat.16的驍龍X16千兆級LTE數據機，下行可以做到高達1Gbps。另外，支持LTE Cat.18的驍龍X20 LTE數據機也已推出，下行速率達到1.2Gbps。
如何部署？一切從簡
那eMTC與NB-IoT技術如何實現4G數據機的海量部署、規模經濟和超長生命週期？主要方法是降低複雜度。
首先，eMTC與NB-IoT要放棄掉原來LTE對資料速率的追求，因為絕大部分物聯網用不著。
另外一個複雜度的降低來自於頻寬。
眾所周知，一個LTE載波是20MHz，兩載波聚合就是兩個20MHz，三載波聚合就是3x20MHz。而物聯網頻寬有了明顯的下降：eMTC只需1.4MHz，NB-IoT需要200KHz，一方面所需帶寬窄了，另一方面部署起來也比較容易。eMTC可以直接部署在已有的LTE頻段裡，比如在一個LTE載波的20MHz裡，選定一個位置把Cat-M1放進去，然後在真正的工作狀態下它還可以跳頻，但標準保證了這不會干擾到現有的手機系統。
NB-IoT部署更加靈活，它既可以部署在20MHz頻段裡，也可以部署在載波間的保護頻段裡（每個20MHz的LTE載波中間都留著一個保護頻段，為避免互相干擾大家都不使用）。
第三是雙工模式。原來LTE都是全雙工，上行下行同時收發；到了eMTC和NB-IoT，都是可以支持半雙工，先下行或先上行，不會並行收發。在部署的模式上，eMTC在FDD或者TDD都可以部署，NB-IoT到現在為止只能部署FDD（至少自3GPP在去年6月份推出Release 13後至今都是這樣的情況），如果只有TDD頻段，就只能部署eMTC。目前情況如此，往後隨著標準和規範的演進可能還會有變化。
第四個降低系統複雜度的關鍵因素就是移動性。兩種技術的移動性比LTE要低，eMTC保留了相當一部分移動性，NB-IoT則是完全沒有移動性。移動性的意思就是“傳輸資料的時候能否移動”，如果沒有移動性，那上傳資料只能站在固定的點才可以工作，因為一走動就會經歷跨基站切換，一跨基站信號就斷了，資料就要重新傳；如果有移動性，即使在社區行走的過程中跨基站了，也有一套機制保證傳輸的資料不會被切斷。
第五個因素是語音。為了降低成本和複雜程度，NB-IoT完全沒有任何語音，而eMTC還保留了VoLTE（LTE語音）。VoLTE應用在物聯網的重要性主要體現在安防監控領域。
與傳統LTE相比，eMTC、NB-IoT的穿透性明顯要求更苛刻。原因很簡單，比如停車位元的智慧模組，既要傳資料還要有感測器，而這個設計可能需要放在地下停車位元的水泥地以下，所需要的穿牆的能力和手機相比也有明顯提高。類似的設計還有水錶，或者嘈雜環境，所以，eMTC、NB-IoT在穿透性上都有提升。
此外，和LTE相比，eMTC、NB-IoT另外的增強點就是電池續航時間更長，預計五到十年以上。
最後的關鍵是，有沒有軟體升級能力。NB-IoT下行只有20kbps，相當於20年前撥號上網的速度，基本沒有軟體升級能力；而eMTC的速率是兆級（1Mbps），可以用幾分鐘或者半個小時的時間升級固件，在升級維護上有明顯的優勢。
目前，全球的主流運營商已經確認會部署eMTC，覆蓋北美、歐洲、日本、澳大利亞。中國的運營商已開始測試eMTC和NB-IoT。
eMTC與NB-IoT難分伯仲？不用選！
綜上所述不難看出：
1、eMTC強調的是移動性、較高資料速率、支援語音，對LTE的能力保留相對較多，適合應用在一些類似樓宇安防、穿戴設備等領域，但其在網路覆蓋和功耗上遜於NB-IoT；
2、和NB-IoT相比，eMTC的網路反應速度更快，而NB-IoT對即時性沒有要求，原因是後者穿透性好，即便在地下三層的車庫也能把數據傳回去，過程中它會自動反復發送，只要有一次發送成功就可以，當然無法保證送達時間；
3、NB-IoT在網路覆蓋、功耗、部署靈活性以及成本優化方面相較eMTC表現更好。
兩種模式難分伯仲，企業如何選擇？“不用選，最好的辦法是把兩種模式都放在一起，選擇多模。”
企業在選擇應用服務或者網路部署時，只能根據相關技術優勢進行選擇，需要精准預測未來3年、5年或15年之後所部署的服務和採用的技術，這是個考驗。但企業無法避免運營商將相關網路、頻段和模式重新調整的可能。試想一下，如果那些在牆裡、在地底下已被部署好的模組能夠自我調整調整，就省去了重新部署的麻煩。
這就是雙模模組的原理，如果將eMTC與NB-IoT集成於一個模組中，可以同時兼得兩個技術優勢，無論未來相關條件發生什麼變化，模組總能夠滿足各類需求和調整，並可以通過升級軟體應對相關調整。
而在雙模的基礎上還有全球雙模技術，意味著這兩個模式也能夠部署在4G LTE的頻段上。目前世界各國在規劃部署15-16個eMTC與NB-IoT的頻段，而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。
如果有一個模組同時擁有這兩種技術並支持所有頻段，那麼該模組可以在全球任何應用場景部署。
而高通正在致力於促成全球多模、多頻的模組設計。
如何保證物聯網早期投入不打水漂？訂一份保險
針對物聯網傳輸要求，高通已經推出相應的新品系列。最為值得關注的就是專為eMTC和NB-IoT定制的多模多頻晶片MDM 9206，將於今年完成對所有模式（Cat-M1/NB1/E-GPRS）的支持、頻段的支持，達到商業交付水準。
考慮到模組一定要和感測器結合在一起，而感測器要放在一個系統控制器上，從而處理讀取的各種資料，並將處理過後的再通過數據機發到雲端，再通過雲端發給使用者各類應用等一系列步驟，高通的做法是，在MDM9206中集成了Cortex A7處理器，無需再外掛處理器。此外，該模組還支援Linux系統和Thread系統。
MDM9206集成了GPS、格納洛斯、北斗以及伽利略全球導航衛星（GNSS）定位服務，不需要通過任何附加的晶片或者接收器，而是直接嵌入到該晶片中，與高通的4G功能充分整合。MDM9206還支援語音功能，這兩種技術裡面都具備省電模式和eDRX，這些技術均來自LTE演進，並進行了調整。
如開篇所提，MDM9206已應用在摩拜單車的智慧車鎖上。通過MDM9206 的LTE連接及全球導航衛星系統定位功能，摩拜單車用戶能夠更加精准地識別可用單車、加快智慧鎖開鎖速度，並對單車狀態持續監測、即時管理。
同時，高通的低功耗藍牙解決方案還計畫被應用在摩拜單車的“智慧推薦停車點”（sMPL）中，可實現亞米級定位，幫助摩拜單車即時掌握各區域內單車數量、位置及不同區域間的流量資訊，為單車投放、調度和運維提供智慧指引。
關鍵之處在于，高通還有一系列基於該晶片的認證工作：2016年11月，高通聯合中國移動和愛立信，啟動國內首個Cat-M1測試；2016年12月，高通與中移物聯網有限公司簽署諒解備忘錄，在未來模組的設計、商業模式的開發、產業鏈的培育，還有更長遠的如5G、車聯網、雲計算等等進行合作；2016年12月，高通聯合中國聯通和愛立信，完成基於Cat-M1標準的現網資料傳輸；2017年3月，高通與華為合作，首次打通TDD Cat-M1標準空口First Call。
借由這樣可靠的多模解決方案，高通能幫客戶抵消掉未來市場和行業的不確定性，客戶無需再等三年進行投入，也不需要現在貿然做重大的賭注並承擔賭錯的風險。客戶甚至可以現在進入市場，將精力放在應用服務上並開發業務。
自然適合低成本模組的物聯網。原因之三，蜂窩通訊行業生態系統的從業者非常多，在網路側有全球主流的基礎設施廠商們，終端側有手機廠商們，晶片側有高通等從業者，大家從標準的制定到技術的發展和驗證，到產品的研發和上市，以及整個網路、整個手機的優化和完善，已經形成了一條成熟的產業鏈。
當然，僅僅把現有的LTE技術平移到物聯網終端是行不通的，為了支持更廣泛的物聯網終端連接，低功耗和較低資料傳輸速率也是一個需求，如何解決？
物聯網如何連接？eMTC/NB-IoT/EC-GSM共進退
LTE七八年以前在全球標準化組織3GPP Release 8中最早被定義下來之後，就從來沒有停止過演進。它發展大概有兩個方向：一個是不斷追求更高的用戶體驗，另外一個就是追求整個網路和終端的簡化，面向海量部署、低成本、低功耗的物聯網技術。
所以，目前3GPP制定了三種關於物聯網的標準連接技術，一種是eMTC(Cat-M1)，是機器之間通訊的標準；第二種叫NB-IoT（Cat-NB1，窄帶物聯網) ；第三種是EC-GSM。行業標準制定之後，基站、晶片、應用服務等等往後都會跟進應用。
前兩種技術的主要任務是降低系統複雜度、降低系統成本、提高系統的續航時間，去掉不必要的能力，比如高資料率、高移動性、超強傳輸能力，而是根據物聯網的要求量身定制，達到提升電池壽命、降低成本、提升社區內部署總量的要求，實現其他的益處。EC-GSM是基於GSM（2G）技術，主要針對一些還保留原來2G網路的運營商，EC-GSM會在傳統GSM基礎上繼續演進，加入增強的特性，比如更深的覆蓋。在很長的一段時間裡面，這三者都會共同發展共同存在。
而Cat是指LTE的類別，根據LTE的速率，給出了不同的等級劃分：比如手機的入門級是LTE Cat.4，達到上行50Mbps、下行150Mbps的速率，那麼LTE Cat.6的下行速度就是300Mbps，到了LTE Cat.12，下行速率達到600Mbps。
高通目前的旗艦移動平臺——驍龍835所集成的就是支援LTE Cat.16的驍龍X16千兆級LTE數據機，下行可以做到高達1Gbps。另外，支持LTE Cat.18的驍龍X20 LTE數據機也已推出，下行速率達到1.2Gbps。
如何部署？一切從簡
那eMTC與NB-IoT技術如何實現4G數據機的海量部署、規模經濟和超長生命週期？主要方法是降低複雜度。
首先，eMTC與NB-IoT要放棄掉原來LTE對資料速率的追求，因為絕大部分物聯網用不著。
另外一個複雜度的降低來自於頻寬。
眾所周知，一個LTE載波是20MHz，兩載波聚合就是兩個20MHz，三載波聚合就是3x20MHz。而物聯網頻寬有了明顯的下降：eMTC只需1.4MHz，NB-IoT需要200KHz，一方面所需帶寬窄了，另一方面部署起來也比較容易。eMTC可以直接部署在已有的LTE頻段裡，比如在一個LTE載波的20MHz裡，選定一個位置把Cat-M1放進去，然後在真正的工作狀態下它還可以跳頻，但標準保證了這不會干擾到現有的手機系統。
NB-IoT部署更加靈活，它既可以部署在20MHz頻段裡，也可以部署在載波間的保護頻段裡（每個20MHz的LTE載波中間都留著一個保護頻段，為避免互相干擾大家都不使用）。
第三是雙工模式。原來LTE都是全雙工，上行下行同時收發；到了eMTC和NB-IoT，都是可以支持半雙工，先下行或先上行，不會並行收發。在部署的模式上，eMTC在FDD或者TDD都可以部署，NB-IoT到現在為止只能部署FDD（至少自3GPP在去年6月份推出Release 13後至今都是這樣的情況），如果只有TDD頻段，就只能部署eMTC。目前情況如此，往後隨著標準和規範的演進可能還會有變化。
第四個降低系統複雜度的關鍵因素就是移動性。兩種技術的移動性比LTE要低，eMTC保留了相當一部分移動性，NB-IoT則是完全沒有移動性。移動性的意思就是“傳輸資料的時候能否移動”，如果沒有移動性，那上傳資料只能站在固定的點才可以工作，因為一走動就會經歷跨基站切換，一跨基站信號就斷了，資料就要重新傳；如果有移動性，即使在社區行走的過程中跨基站了，也有一套機制保證傳輸的資料不會被切斷。
第五個因素是語音。為了降低成本和複雜程度，NB-IoT完全沒有任何語音，而eMTC還保留了VoLTE（LTE語音）。VoLTE應用在物聯網的重要性主要體現在安防監控領域。
與傳統LTE相比，eMTC、NB-IoT的穿透性明顯要求更苛刻。原因很簡單，比如停車位元的智慧模組，既要傳資料還要有感測器，而這個設計可能需要放在地下停車位元的水泥地以下，所需要的穿牆的能力和手機相比也有明顯提高。類似的設計還有水錶，或者嘈雜環境，所以，eMTC、NB-IoT在穿透性上都有提升。
此外，和LTE相比，eMTC、NB-IoT另外的增強點就是電池續航時間更長，預計五到十年以上。
最後的關鍵是，有沒有軟體升級能力。NB-IoT下行只有20kbps，相當於20年前撥號上網的速度，基本沒有軟體升級能力；而eMTC的速率是兆級（1Mbps），可以用幾分鐘或者半個小時的時間升級固件，在升級維護上有明顯的優勢。
目前，全球的主流運營商已經確認會部署eMTC，覆蓋北美、歐洲、日本、澳大利亞。中國的運營商已開始測試eMTC和NB-IoT。
eMTC與NB-IoT難分伯仲？不用選！
綜上所述不難看出：
1、eMTC強調的是移動性、較高資料速率、支援語音，對LTE的能力保留相對較多，適合應用在一些類似樓宇安防、穿戴設備等領域，但其在網路覆蓋和功耗上遜於NB-IoT；
2、和NB-IoT相比，eMTC的網路反應速度更快，而NB-IoT對即時性沒有要求，原因是後者穿透性好，即便在地下三層的車庫也能把數據傳回去，過程中它會自動反復發送，只要有一次發送成功就可以，當然無法保證送達時間；
3、NB-IoT在網路覆蓋、功耗、部署靈活性以及成本優化方面相較eMTC表現更好。
兩種模式難分伯仲，企業如何選擇？“不用選，最好的辦法是把兩種模式都放在一起，選擇多模。”
企業在選擇應用服務或者網路部署時，只能根據相關技術優勢進行選擇，需要精准預測未來3年、5年或15年之後所部署的服務和採用的技術，這是個考驗。但企業無法避免運營商將相關網路、頻段和模式重新調整的可能。試想一下，如果那些在牆裡、在地底下已被部署好的模組能夠自我調整調整，就省去了重新部署的麻煩。
這就是雙模模組的原理，如果將eMTC與NB-IoT集成於一個模組中，可以同時兼得兩個技術優勢，無論未來相關條件發生什麼變化，模組總能夠滿足各類需求和調整，並可以通過升級軟體應對相關調整。
而在雙模的基礎上還有全球雙模技術，意味著這兩個模式也能夠部署在4G LTE的頻段上。目前世界各國在規劃部署15-16個eMTC與NB-IoT的頻段，而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。
如果有一個模組同時擁有這兩種技術並支持所有頻段，那麼該模組可以在全球任何應用場景部署。
而高通正在致力於促成全球多模、多頻的模組設計。
如何保證物聯網早期投入不打水漂？訂一份保險
針對物聯網傳輸要求，高通已經推出相應的新品系列。最為值得關注的就是專為eMTC和NB-IoT定制的多模多頻晶片MDM 9206，將於今年完成對所有模式（Cat-M1/NB1/E-GPRS）的支持、頻段的支持，達到商業交付水準。
考慮到模組一定要和感測器結合在一起，而感測器要放在一個系統控制器上，從而處理讀取的各種資料，並將處理過後的再通過數據機發到雲端，再通過雲端發給使用者各類應用等一系列步驟，高通的做法是，在MDM9206中集成了Cortex A7處理器，無需再外掛處理器。此外，該模組還支援Linux系統和Thread系統。
MDM9206集成了GPS、格納洛斯、北斗以及伽利略全球導航衛星（GNSS）定位服務，不需要通過任何附加的晶片或者接收器，而是直接嵌入到該晶片中，與高通的4G功能充分整合。MDM9206還支援語音功能，這兩種技術裡面都具備省電模式和eDRX，這些技術均來自LTE演進，並進行了調整。
如開篇所提，MDM9206已應用在摩拜單車的智慧車鎖上。通過MDM9206 的LTE連接及全球導航衛星系統定位功能，摩拜單車用戶能夠更加精准地識別可用單車、加快智慧鎖開鎖速度，並對單車狀態持續監測、即時管理。
同時，高通的低功耗藍牙解決方案還計畫被應用在摩拜單車的“智慧推薦停車點”（sMPL）中，可實現亞米級定位，幫助摩拜單車即時掌握各區域內單車數量、位置及不同區域間的流量資訊，為單車投放、調度和運維提供智慧指引。
關鍵之處在于，高通還有一系列基於該晶片的認證工作：2016年11月，高通聯合中國移動和愛立信，啟動國內首個Cat-M1測試；2016年12月，高通與中移物聯網有限公司簽署諒解備忘錄，在未來模組的設計、商業模式的開發、產業鏈的培育，還有更長遠的如5G、車聯網、雲計算等等進行合作；2016年12月，高通聯合中國聯通和愛立信，完成基於Cat-M1標準的現網資料傳輸；2017年3月，高通與華為合作，首次打通TDD Cat-M1標準空口First Call。
借由這樣可靠的多模解決方案，高通能幫客戶抵消掉未來市場和行業的不確定性，客戶無需再等三年進行投入，也不需要現在貿然做重大的賭注並承擔賭錯的風險。客戶甚至可以現在進入市場，將精力放在應用服務上並開發業務。