NB-IoT技术的历史发展与优势介绍

NB-IoT技术的历史发展与优势介绍

NB-IoT

NB-IoT，你以为是Niubility Internet of Thing？不不不，NB-IoT是指窄带物联网(Narrow Band -Internet of Things)技术。

“万物互联”实现的基础之一在于数据的传输，不同的物联网业务对数据传输能力和实时性都有着不同要求。

根据传输速率的不同，可将物联网业务进行高、中、低速的区分：

•高速率业务：主要使用3G、4G技术，例如车载物联网设备和监控摄像头， 对应的业务特点要求实时的数据传输；

•低速率业务：业界将低速率业务市场归纳为LPWAN（Low Power Wide Area Network）市场，即低功耗广域网。目前还没有对应的蜂窝技术，多数情况下通过GPRS技术勉力支撑，从而带来了成本高、影响低速率业务普及度低的问题。

也就是说目前低速率业务市场急需开拓，而低速率业务市场其实是最大的市场，如建筑中的灭火器、科学研究中使用的各种监测器，此类设备在生活中出现的频次很低，但汇集起来总数却很可观，这些数据的收集用于各类用途，比如改善城市设备的配置等等。

由图可知，低速率的物联网应用在整个物联网市场中占比60%，拥有巨大的市场空间，目前尚处于空白状态，而NB-IoT以其具有的技术优势，特别适合低速率的物联网应用，因此受到运营商及物联网生态圈的青睐，也为运营商进入物联网市场开辟了新航道。

NB-IoT技术具备的优势

优势一：海量连接

与传统的2G/3G/4G相比，NB-IoT有50~100倍的上行容量提升，200kHz带宽下单基站小区可支持5万用户。因此，与现有无线技术相比，NB-IoT可以提升50~100倍的接入数，同时进行了海量存储和接入控制的优化，适合海量接入的场景，例如智能路灯、智能垃圾桶、智能井盖、智能水表、智能电表、智能气表等。

优势二：深度覆盖

优势三：低功耗

优势四：低成本

NB-IoT的发展史

3、2015年8月10日，在GERAN SI阶段最后一次会议，爱立信联合几家公司提出了NB-LTE（Narrow Band LTE）的概念。

4、2015年9月，3GPP在2015年9月的RAN全会达成一致，NB-CIoT和NB-LTE两个技术方案进行融合形成了NB-IoT WID。NB-CIoT演进到了NB-IoT（Narrow Band IoT），确立NB-IoT为窄带蜂窝物联网的唯一标准。

5、2016年4月，伦敦 M2M 大会上华为宣布与沃达丰成立NB-IoT开放实验室

6、2016年4月，NB-IoT物理层标准在3GPP R13冻结。

7、2016年6月，NB-IoT核心标准正式在3GPP R13冻结。

8、2017年一季度，根据《国家新一代信息技术产业规划》，把NB-IoT网络定为信息通信业“十三五”的重点工程之一。

9、2017年4月1日，海尔、中国电信、华为三方签署战略合作协议，共同研发基于新一代NB-loT技术的物联网智慧生活方案。

10、2017年4月25日，全球移动通信设备供应商协会发布数据，目前全球仅有4张NB-IoT商用网络。但同时又指出，至少有13个国家的18家运营商规划部署或正在测试40张NB-IoT网络。

11、2017年5月，软银与爱立信合作，将在日本全面部署Cat－M1和NB－IoT网络，以期率先在日本国内推出商用蜂窝物联网业务。

12、2017年5月，中国联通上海宣布5月底完成上海市NB-IoT商用部署。上海联通在2016年上半年，建设了全球首个pre NB-IoT大规模连续覆盖区域—上海国际旅游度假区，并携手华为共同发布NB-IoT技术的智能停车解决方案。

13、2017年5月，据透露华为NB-IoT芯片Boudica 120在6月底将大规模发货。

从以上材料，我们看到NB-IoT的发展历史，同时也看到了华为在NB-IoT上所起的带头作用。一流企业做标准，这句话对通信行业来说，有高通等公司的榜样，所以华为的意图是很明显的。

NB-IoT的产业链

相对于传统产业，物联网的产业生态比较庞大，需要从纵向产业链和横向技术标准两个维度多个环节进行分析。

对于低功耗广域网络，从纵向来看，目前已形成从“底层芯片—模组—终端—运营商—应用”的完整产业链。

芯片在NB-IoT整个产业链中处于基础核心地位，现在几乎所有主流的芯片和模组厂商都有明确的NB-IoT支持计划。

从上述NB-IoT标准的演变历史上，华为和高通扮演着非常重要的角色。现在的NB-IoT就是从华为和高通融合产生的解决方案NB-CIoT演化而来的。

华为的NB-IoT策略

作为NB-IoT的积极参与者华为而言，NB-IoT是一个大战略，据说华为所有的部门都积极参与其中。

其实早在2014年，华为就斥资2500万美元收购了英国领先的蜂窝物联网芯片和解决方案提供商Neul，还计划以Neul为中心，打造一个全球级物联网。

除了芯片以外，华为在NB-IoT领域的布局可谓是全方位覆盖式的。

在去年的世界移动大会物联网峰会上，华为正式面向全球发布了端到端NB-IoT解决方案，主要包括：Huawei Lite OS与NB-IoT芯片使能的智能化终端方案、平滑演进到NB-IoT的eNodeB基站、可支持Corein a Box或NFV切片灵活部署的IoT PacketCore、基于云化架构并具有大数据能力的IoT联接管理平台等，满足了运营商IoT业务低功耗广域覆盖的核心需求。

开放实验室主要是搭建整套的端到端NB-IoT环境，提供NB-IoT的芯片和模组，和一些关系比较密切的合作厂商一起来做端到端的对接，包括芯片模组的集成、后端的联接管理平台、业务服务器的对接等。

沃达丰的开放实验室主要是针对的欧洲的合作厂商，上海的实验室主要是针对中国区的，九月份还将在韩国成立一个open lab，意大利等国家也会相继推进。”

高通在NB-IoT上的解决方案

高通去年年初推了的MDM 9x07，支持Cat 4，最高支持150Mbps；另外一个是MDM 92071，支持Cat 1的标准；还有去年10月推出的MDM9206，支持CatM1，后期通过软件升级可以支持NB-IoT。模块OEM厂商预计于2017年初发布基于MDM9206、支持Cat M1的模块，而对于Cat NB1的支持预计在此之后不久，通过软件升级的方式实现。

另外，在目前的Release 13中，NB-IoT不支持VoLTE，不过在未来的Release 14中，高通就会尝试增加语音功能的支持。随着NBIoT不断演进，高通希望它能为适用于5G的物联网标准打下基础。

通信运营商

包括中国、韩国、欧洲、中东、北美的多家主流运营商已经开展了基于pre-standard 的NB-IoT技术的试点，并开启了端到端的技术和业务验证。

1、中国电信

中国电信正在积极跟进NB-IoT技术发展，并正式立项对NB-IoT关键技术、终端和业务开展研发。在具体部署方案上，将基于全覆盖的800M LTE网络部署NB-IoT；基站同时支持LTE和NB-IoT与800MLTE基站共享基带、射频及天馈资源。同时，为了规避可能的频率干扰，并考虑LTE800后续演进的灵活性，优先考虑独立工作模式。

2、中国移动

对于中国移动来说，其公众物联网平台自2014年11月底正式商用,截至今年6月,用户已超过2700万。目前，中国移动正加快推进全球统一标准窄带物联网产业成熟和物联网应用创新，构建物联网开放实验室，促进芯片和模组成熟发展，打造一张低成本、低功耗、广覆盖、高可靠的公共物联网，力争2017年实现商用。

3、中国联通

中国联通在2015年7月，建成并开放全球第一个NB-IoT新技术示范点；2016年上半年上海迪斯尼物联网启动商用； 2015年-2016年开展了NB-IoT业务试点及试验，目前正推进重点城市（北京、上海、广州、深圳、银川、长沙、福州）的NB-IoT商用部署，计划在2017年实现规模商用，2018年则将开始全面推进国家范围内的商用部署。

中国联通部署在900MHz、1800MHz频段，用于NB-IoT和VoLTE。在900MHz采用DSSS动态频谱解决方案，在1800MHz连续覆盖区域，部署5MHz带宽的LTE，在没有1800MHz连续覆盖的区域，带宽自动缩窄到 3MHz，但中心频点保持不变，两侧空出的频谱，自动部署14个GSM频点。

其他厂商

从横向来看，产业链每一环节都有NB-IoT、LoRa、Sigfox、ZETA、Ingenu等不同技术标准的厂商存在。

下面我们会选取目前已形成较为完善产业生态的NB-IoT和LoRa两种技术标准，对每一环节的市场集中度进行大体预估，集中度的大小反映在下图对应矩形框的长度，长度越长，集中度越高，长度越短。

在底层芯片领域

在模组环节

由于具备渠道、技术、规模的优势，很多NB-IoT模组的出货量应该掌握在原来拥有2G/3G/LTE模组产品线的厂商手中，这一群数量相对较多，再加上一些新的厂商进入该领域，故也无法形成较高的市场集中度；在LoRa模组群体中，原有厂商多为中小企业，在LoRa应用越来越多的情况下，还有不少厂商入局，使得整个市场形成相对充分竞争状态，市场集中度较低。

在终端环节

在通讯设备和平台环节

由于华为、爱立信、中兴、诺基亚等通讯设备厂商是NB-IoT标准的核心参与者和推动者，在蜂窝通信市场上，这些主流设备厂商占据绝大多数市场份额。

在NB-IoT的商用中，也不可避免占据绝大多数份额，可以说在这一环节的市场集中度较高，可能达到80%以上；而对于LoRa来说，一开始就有大量中小企业参与LoRa基站设备和管理平台的研发和生产。

目前具备整体方案提供能力的厂商很多，因此并不能形成高市场集中度，而在国内中兴通讯发起的中国LoRa应用联盟（CLAA）推出的共享模式或在一定程度提升设备和平台的集中度，但仍然不会达到NB-IoT在这一环节的高集中度。

在运营商环节

主流运营商非常明确会部署并运营NB-IoT网络，也就是说，未来的NB-IoT网络运营仍将集中在三大运营商手里，所以这一领域的市场集中度为100%；而对于LoRa网络运营来说，由于要满足各类政企行业用户多样化的需求，将来可能会出现多种形式的运营商，包括CLAA的跨地域云网络运营商、行业级网络运营商、企业私网运营商等，因此市场集中度非常低。

至于应用环节

不论是NB-IoT还是LoRa网络，均要面对成千上万多样化的应用需求。这些物联网的应用没法形成如传统通信时代数亿级同质化应用业务，而是碎片化特点突出，即时同一行业中也有千差万别的需求，因此应用环节不会形成高度的市场集中态势。

总结来看，非常明显的是NB-IoT的产业链上多个环节具有高度市场集中度，可以看出这一领域更多是巨头主导；LoRa产业链上芯片环节形成高度市场集中度，其他环节皆是大量参与者的形态。

NB-IoT市场投资机会

1、传感器

NB-IoT无疑促进了物联网的产业生态，让传感器可以深入到细分市场，带来巨大的商业机会。全球传感器产业到2020年前后将拥有接近3000亿美元的市场规模，而有券商认为，中国企业将在这个千亿级的传感器市场中占有三分之一的份额，发展空间巨大。

2、应用

虽然底层硬件非常重要，但真正让这些装置发挥加值效果，体现数据的价值和利益分享的价值，还是需要为了特定服务目的开发的应用软件，这些更是未来巨大的市场，将为进入该领域的业者和资本提供更大的机会。

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