NB—IoT揭露更多LTE物聯網技術細節

佚名

雖然3GPP R12首次訂立了LTE-M2M/MTC的終端裝置標準，稱為Category 0，但多數認為這只是一個過度階段的標準，因為Category 0的傳輸率仍偏高，功耗與成本也偏高，更重要的是頻譜需求也高，需要20MHz，即今日一般LTE基站針對行動寬頻而訂立的最高通道頻寬（不含載波聚合）。

因此業界多將期望寄托在更后續的R13標準上，R13雖尚未完成，但近期有更多更具體、清晰、詳細的細節揭露。

一是原本更進一步瘦身的裝置標準為Sub Category 0，而今稱為LTE-M與NB-IoT，其中NB并非是指筆記型電腦Notebook，而是窄頻（Narrow Band）。LTE-M將只占1MHz頻寬，NB-IoT則只占200kHz頻寬，兩者與過往20MHz相比均大幅減量，傳輸率也從1Mbps降至200kbps。

由于NB-IoT只占200kHz頻寬，因此布建上也相對便利，NB-IoT有3種布建方式，一為單獨布建（Standalone），二是運用保護頻段（Guard Band）來布建，三是在現行運作頻段內布建（In Band）。

二是NB-IoT也連帶提出一個行銷詞，稱為LPWA（Low Power Wide Area），簡單說要達到低功耗、廣泛覆蓋，至于多廣？目前所知為公里（km）等級，最遠至20公里。

為了達到高覆蓋性，一般也建議使用較低的頻段來實現NB-IoT，如700MHz、800MHz、900MHz等低于1GHz的頻段。

此外，覆蓋不僅牽涉距離，也牽涉穿透能力，此方面業界強調NB-IoT比過往2G GSM有更好的穿透性，信號強度多20dB，即便在室內用也能獲得高通信品質。

三是價格成本，此方面華為認為晶片組的價格當在1美元，而以晶片組構成的模組也當在3～5美元間。除成本外，功耗方面則要求必須能持續10年使用不需要更換電池。

四是基站的服務能力，一個LTE基站能承受、負荷多少個節點（終端裝置）的服務？目前的設定是每個基站必須能承受10萬個（也有資料寫5萬個）。事實上，除了現行LTE-M/LTE-M2M被要求基站承受的節點服務負荷外，5G也有類似的目標設定，現階段為每平方公里內100萬個，亦即每平方公尺就可以有一個，相較之下，NB-IoT的要求還算初步。

除了技術設定外也有想定的應用，現行3GPP R12所制訂的Category 0主要用于穿戴式電子與能源管理，更具體說即是健身類智慧手表、居家用電控制。

而1MHz頻寬的LTE-M則期望用于物品追蹤（含寵物走失、腳踏車被偷）、水電煤氣等公用事業抄表、連線型健康診斷監督、城市基礎建設（即停車投幣機記錄、路燈管理）。而NB-IoT則偏向產業應用，如環境監督、智慧建筑。

應用想定后為時程規劃、具體行動，NB-IoT標準預計2016年年中可以確定，而2015年9月，Vodafone、T-Mobile、中國聯通等各地重量級電信營運商均已表態支持NB -IoT。

五是NB-IoT與現行、未來多項通訊技術是競爭的，例如現有各晶片商自行訂立與推行的Sub-1GHz傳輸方案，或者以NAN（Neighborhood Area Network）為定位的ZigBee技術，已想定運用于智慧電網（Smart Grid）與電動車充電站等應用，或者是IEEE 802.11ah，以及Wi-SUN、Wireless M-Bus等。

IEEE 802.11ah目前設定的通道頻寬為1/2/4/8/16MHz，可與LTE-M比擬但不如NB-IoT。而ZigBee一般也要2MHz～5MHz通道頻寬，僅有歐洲地區的868MHz使用800kHz頻寬，同樣不如NB-IoT。

此外傳輸距離也有待考驗，目前僅知可達1公里，無法與NB-IoT的數公里至20公里相比。

或許，NB-IoT的出現，會使其他競爭標準也跟進提升，將通道頻寬進一步限縮，傳輸距離拉遠，以便在公眾場合型物聯網應用、產業型物聯網應用中，爭取自己的空間與市場。