你對于NB—IOT了解有多少

如今，“萬物互聯(lián)”的時代帷幕已被物聯(lián)網悄然拉開。

“萬物互聯(lián)”時代，首先要解決“物”與“網”的連接問題，所以“連接技術”決定了物聯(lián)網發(fā)展的走向。為滿足物聯(lián)網設備的連接需求，LPWAN（Low Power Wide Area Network，低功耗廣域網）應運而生。LPWAN 專為低帶寬、低功耗、遠距離、大量連接的物聯(lián)網應用而設計。

物聯(lián)網連接技術的世界從來沒有霸主一統(tǒng)江湖。

以LoRa為代表的非授權頻段物聯(lián)網和以NB-IoT為代表的授權頻段物聯(lián)網，各自攻城略地。

NB-IoT知多少？

NB-IoT是指窄帶物聯(lián)網（Narrow Band Internet of Things）技術，是一種低功耗廣域（LPWA）網絡技術標準，基于蜂窩技術，用于連接使用無線蜂窩網絡的各種智能傳感器和設備，聚焦于低功耗廣覆蓋（LPWA）物聯(lián)網（IoT）市場，是一種可在全球范圍內廣泛應用的新興技術。

NB-IoT技術可以理解為是LTE技術的“簡化版”，NB-IoT網絡是基于現(xiàn)有LTE網絡進行改造得來的。

LTE網絡為“人”服務，為手機服務，為消費互聯(lián)網服務;而NB-IoT網絡為“物”服務，為物聯(lián)網終端服務，為產業(yè)互聯(lián)網（物聯(lián)網）服務。

NB-IoT使用License頻段，可直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡，與現(xiàn)有網絡共存，以降低部署成本、實現(xiàn)平滑升級。

NB-IoT的特點

低功耗

低功耗特性是物聯(lián)網應用一項重要指標，特別對于一些不能經常更換電池的設備和場合。NB-IoT聚焦小數(shù)據(jù)量、小速率應用，因此NB-IoT設備功耗可以做到非常小，設備續(xù)航時間可以從過去的幾個月大幅提升到幾年。

低成本

NB-IoT是基于LTE網絡的技術，所以在現(xiàn)網LTE網絡的基礎上進行改造，就可以很快組網，很快擴大覆蓋。目前各大運營商仍在大力推動LTE網絡建設，也有利于NB-IoT的覆蓋改善。

強連接

在同一基站的情況下，NB-IoT可以比現(xiàn)有無線技術提供50-100倍的接入數(shù)。一個扇區(qū)能夠支持10萬個連接，支持低延時敏感度、超低的設備成本、低設備功耗和優(yōu)化的網絡架構。在一個不太大的空間，放置更多設備而互相又不會有干擾，NB-IoT足以輕松滿足未來智慧家庭中大量設備聯(lián)網需求。

廣覆蓋

NB-IoT室內覆蓋能力強，比LTE提升20dB增益，相當于提升了100倍覆蓋區(qū)域能力。不僅可以滿足農村這樣的廣覆蓋需求，對于廠區(qū)、地下車庫、井蓋這類對深度覆蓋有要求的應用同樣適用。

NB-IoT發(fā)展歷程和現(xiàn)狀

在過去這幾年，NB-IoT是當之無愧的行業(yè)網紅，備受追捧。三大運營商拼命推動它的商用落地，政府出臺了各項文件政策給它鋪路，設備商們更是不遺余力地進行宣傳造勢。

來回顧一下NB-IoT的發(fā)展歷程：2013年，業(yè)內相關廠商、運營商展開窄帶蜂窩物聯(lián)網發(fā)展，起名為LTE-M;2014年由沃達豐、中國移動、Orange、意大利電信、華為、諾基亞等公司支持的LTE-M在3GPP GERAN工作組立項，被重新命名為Cellular IoT;2015年，華為和高通共同宣布了NB-CIoT方案;同年8月，愛立信聯(lián)合幾家公司提出了NB-LTE概念;2015年9月，NB-CIoT和NB-LTE兩個技術方案進行融合，NB-IoT正式誕生。

NB-IoT從2015年9月3GPP在RAN全會達成一致以后，得到全球大多數(shù)的運營商、通訊設備廠商、芯片廠商、終端廠商的支持和響應，這標志著世界范圍的物聯(lián)網通信標準已經產生，并將為整個產業(yè)鏈帶來巨大商機。

業(yè)內人士認為，2016年是NB-IoT商用元年。如同過去十幾年移動互聯(lián)網渴望4G時代的到來一樣，如今的物聯(lián)網也無比渴望著一個深度覆蓋強大的NB-IoT蜂窩物聯(lián)網基礎網。事實上，2016年6月才首次完成標準化工作的NB-IoT到現(xiàn)在僅僅三年多的時間，飛速發(fā)展的NB-IoT就走完了2G窄帶物聯(lián)網用了很多年才走完的路。

政策方面，在2017年6月，工信部發(fā)布了《關于全面推進移動物聯(lián)網（NB-IoT）建設發(fā)展的通知》，通知要求：一是加強NB-IoT標準與技術研究，打造完整產業(yè)體系;二是推廣NB-IoT在細分領域的應用，逐步形成規(guī)模應用體系;三是優(yōu)化NB-IoT應用政策環(huán)境，創(chuàng)造良好可持續(xù)發(fā)展條件。

為了配合產業(yè)轉型升級，引爆新的經濟增長點，運營商以NB-IoT物聯(lián)網為突破口，開啟一次次大規(guī)模的NB-IoT模塊招標來加速NB-IoT應用和產業(yè)發(fā)展。然而，此舉催生了一場模塊廠商在價格方面的激烈競爭，短短幾年間，模塊價格從70元人民幣下降到20元，NB-IoT芯片價格從5美金殺到2個美金以下，市場情形慘烈。

從市場數(shù)據(jù)來看，2017年華為海思推出Boudica120國內第一顆NB-IoT芯片至今，累積出貨2000萬顆，而其他國內NB-IoT芯片廠家總出貨量不超過1000萬顆。

從發(fā)展現(xiàn)狀來看，截至今年5月底，全球已有84張NB-IoT網絡商用（GSMA），全球模組種類已超過100種，成為全球應用最廣的物聯(lián)網技術之一。國內NB-IoT用戶數(shù)已經達到3000萬。同時，國內的消費級物聯(lián)網硬件銷售額預計在2022年超過3000億美元，年復合增長率超過20%。

NB-IoT市場仍然格局未定，產業(yè)鏈上下游廠商都想抓住這個市場機會，分得NB-IoT市場一杯羹。

NB-IoT的挑戰(zhàn)和前景

據(jù)GSMA最新發(fā)布數(shù)據(jù)，2018年全球蜂窩物聯(lián)網連接數(shù)大部分來自現(xiàn)有的2G/3G/4G，物聯(lián)網連接總數(shù)達7.6億個，NB-IoT物聯(lián)網連接數(shù)不到10%。

可以看到，NB-IoT目前的市場份額相對較少，究其原因，大概如下：

功耗問題

NB-IoT的主要優(yōu)勢之一是低功耗。當前的物聯(lián)網產品上，大家普遍還是用2G模塊，NB-IoT的功耗比2G略好一點，但在中等頻率和高頻率實時使用中并沒有絕對優(yōu)勢，兩者功耗沒有明顯差別，NB-IoT深度待機（PSM模式）的功耗和2G掉電模式差不多。以目前NB-IoT模塊的功耗，電池待機時間根本無法支持長達10年，因此很多新的應用也起不來;

網絡覆蓋問題

另一方面，NB-IoT網絡相對2G/3G/4G網絡，覆蓋面和覆蓋質量還是非常有限，目前還存在問題，這也導致了用戶缺乏對它的信心;

商用盈利問題

即使運營商開啟高頻服務功能，每年NB-IoT資費可以提升到35-40元，雖然提升了物聯(lián)網業(yè)務的ARPU值（每用戶平均收入），但對于運營商的直接收入貢獻還非常有限。相比三大運營商的年營收體量，NB-IoT資費收益依然不值一提;

信息安全風險

物聯(lián)網會讓我們的生活變得便利和美好，但信息安全是提前。NB-IoT的發(fā)展讓應用更加智能化的同時，也帶來了信息安全風險，必須重視物聯(lián)網中應用層到各端點的安全體系建立。NB-IoT信息安全體系的建立，需要整個生態(tài)系統(tǒng)中的所有參與者從網絡設備、終端數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸和系統(tǒng)方案來一起解決和建立。NB-IoT信息安全體系的建立也需要時間和過程。

推廣問題

在非技術層面，作為NB-IoT在行業(yè)落地的主要推動者，運營商在政企用戶市場經營和方案落地推廣上的表現(xiàn)都不盡人意。 另外，NB-IoT產業(yè)鏈相關部門，在推動NB-IoT技術落地時，心態(tài)過于浮躁，看重形式主義，也是原因所在。

總之，性能指標夸大、網絡覆蓋不佳、商業(yè)模式存在問題、心態(tài)浮躁等，是NB-IoT市場擴展受阻的主要原因。

為了進一步推動NB-IoT的發(fā)展進程，國內運營商都在大力部署NB-IoT基站，2019年，我國預計將建成90萬個NB-IoT基站、到2020年將建成超過150萬個NB-IoT基站、到2025年NB-IoT基站規(guī)模將達到300萬。

目前，中國移動在全國已經建成NB-IoT基站超過20萬，覆蓋346個城市。根據(jù)中國移動預測，2019年底，中國運營商蜂窩物聯(lián)網連接超過11億，其中，中國移動蜂窩連接超過7.8億。據(jù)悉，2018年中國移動物聯(lián)網終端補貼成本投入20億元，其中，10億是專門給NB-IoT，最高補貼率可以到達80%，還推出了20元和40元兩檔NB-IoT套餐，希望滿足不同的行業(yè)客戶對網絡的需求。

中國電信早在2018年就已建成了全球最大的NB-IoT網絡，建成NB-IoT基站超過40余萬個，實現(xiàn)城鄉(xiāng)全覆蓋，承載1億物聯(lián)網連接。在資費方面，中國電信2018年6月20日發(fā)布了NB-IoT業(yè)務套餐，該資費套餐是按照“連接次數(shù)”計費，套餐內規(guī)定一定的連接數(shù)，超出套餐外的連接次數(shù)部分另行收費。

中國聯(lián)通在去年中旬就宣布已經完成了30萬個NB-IoT基站升級工作，已經在全國數(shù)十個城市開通NB-IoT試商用，全國已經有300多個城市具備快速接入物聯(lián)網的能力。

此外，國外眾多運營商也紛紛支持NB-IoT，Vodafone、德國電信、軟銀等幾十家運營商均已經部署了NB-IoT商用網絡，美國T-Mobile也已經宣布商用了NB-IoT，全球運營商的創(chuàng)新先鋒AT&T和Verizon，也積極進行NB-IoT的商用試點。

多維度下的NB-IoT

網絡規(guī)模方面：數(shù)據(jù)顯示，NB-IoT全球商用網絡數(shù)已超90張，用戶數(shù)實現(xiàn)三年三級跳：從2017年的300萬到2018年的3000萬，今年上半年已超過5000萬用戶，在智能水表、智能氣表、電動車跟蹤、智能煙感等行業(yè)應用預計將在一兩年內出現(xiàn)千萬級連接，并且有望將很快達到十億級別規(guī)模。在國內，三大運營商對于NB-IoT的熱情持續(xù)高漲，如在基站建設方面，業(yè)界預計2019年我國將建成90萬個NB-IoT基站;

憑借廣覆蓋、低功耗、低成本、大連接等特點，NB-IoT已經成為蜂窩物聯(lián)網領域的主流技術。根據(jù)市場研究機構Counterpoint IoT的最新研究數(shù)據(jù)顯示，全球物聯(lián)網蜂窩連接數(shù)將在2025年突破50億大關，其中NB-IoT的貢獻比將接近一半。

產業(yè)鏈規(guī)模方面：伴隨NB-IoT海量連接需求的出現(xiàn)，對于NB-IoT模組以及NB-IoT芯片都帶來了強烈需求。例如芯片側，NB-IoT等物聯(lián)網SoC（即將MCU和調制解調器/基帶實現(xiàn)集成）正在推動掀起下一波物聯(lián)網浪潮，包括海思、高通、聯(lián)發(fā)科、移芯等在內的芯片企業(yè)都在角逐NB-IoT SoC芯片市場，目前已有十幾家NB-IoT芯片廠家，上百個型號的模組，1500多個產業(yè)伙伴，以及公共事業(yè)、醫(yī)療健康、智慧城市、消費者、農業(yè)環(huán)境、物流倉儲、智能樓宇、制造行業(yè)等十余個行業(yè)標準逐漸落地，NB-IoT已經完全具備替代2G/3G窄帶物聯(lián)網技術的能力;

模組價格方面：NB-IoT價格已經逼近2G模組，隨著芯片出貨量的增加以及生態(tài)的成熟，NB-IoT模組售價有望繼續(xù)降低;

標準方面：早在3GPP R13協(xié)議中，NB-IoT核心標準就已凍結;R15協(xié)議更是支持NR與NB-IoT的共存部署方案，從而確保了5G部署后存量的NB-IoT終端業(yè)務不受影響;在R16協(xié)議中，NB-IoT仍然將是LPWA的主要應用技術，更是明確支持NB-IoT接入5G新核心網，確保NB-IoT在5G時代技術發(fā)展的連續(xù)性;在即將于2019年年底啟動立項的R17協(xié)議中，愛立信、高通等公司明確提出R17 LPWA基于NB-IoT繼續(xù)演進。

NB-IoT模塊廠商

從NB-IoT技術誕生可以看出，NB-IoT技術一直被行業(yè)大佬所支持，目前國內NB-IoT模塊廠商都有哪些？

NB-IoT芯片廠商：

國內：華為海思、紫光展銳、聯(lián)發(fā)科、中興微電子、上海移芯、創(chuàng)新維度、芯翼信息、松果電子、智聯(lián)安、ASR、匯頂科技等;

國外：高通、三星、Altair、思寬、Nordic、GCT、Riot Micro、CEVA等。

NB-IoT射頻前端芯片廠商：

國內：紫光展銳、漢天下、慧智微、飛驤科技、三伍微等;

國外：Skyworks，Qorvo。

結語

今年隨著5G牌照的發(fā)放，正式進入5G元年，5G具有Gbps以上超高帶寬、毫秒級超低時延、以及高可靠等優(yōu)勢，除了商用初期應用于eMBB增強型移動寬帶以外，充分利用5G蜂窩網絡，還將帶動超寬帶、低時延物聯(lián)網的發(fā)展，助推行業(yè)數(shù)字化轉型。

那么在大帶寬的5G時代，NB-IoT下一步的演進將何去何從？

事實上，對于NB-IoT的未來走向，3GPP早已指明了方向：NB-IoT將繼續(xù)服務于5GLPWA用例，我國向國際電信聯(lián)盟提交的5G候選技術方案將NB-IoT作為重點之一，也與3GPP等國際標準化組織的技術演進路線保持一致。

對于NB-IoT的未來走向，可以預見NB-IoT還會與現(xiàn)有網絡共存共生?；?G的NB-IoT和基于5G的NB-IoT將會是長期共存，兩者不是競爭和替代關系，而是相輔相成。同時5G指明了4G的未來演進路線，從而給予了垂直行業(yè)采用可持續(xù)演進和升級的3GPP技術的信心，能夠滿足行業(yè)市場深化部署和優(yōu)化性能的未來發(fā)展需求。

當產業(yè)走到萬物互聯(lián)的5G時代，NB-IoT也將迎來了新的發(fā)展機遇。