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华为狂热，三大运营商合谋，高通英特尔追捧，它靠什么火？

智东西 · 公众号 · 科技媒体 · 2017-06-01 22:03

正文

一文读懂NB-IoT 华为和三大运营商为何为之疯狂？

智东西文 | 寓扬

2017年3月，中国电信联合深圳水务集团、华为发布全球首个NB-IoT（窄带物联网）智慧水务商用项目，目前已有近1200块“智慧水表”投入使用。5月17日，中国电信宣布建成全球首个覆盖最广的商用NB-IoT网络，全网31万基站同步升级。

2017年4月26日，中国移动首个NB-IoT(窄带物联网)智慧水表项目在江西鹰潭盛世华庭小区正式投入使用。随后中国移动在南京、苏州、无锡等地规划建设5000个NB-IoT站点。

中国联通也已在上海、北京、广东、福建等十地启动NB-IoT的网络部署实验，并在2017年将上海建成全市覆盖的物联专网，网络基站规模超过3000个，实现上亿规模物物连接。

国内三大运营商如此追逐NB-IoT商用网络，可以看出，2017年将会是NB-IoT商用的元年。那么NB-IoT究竟是什么呢？它将产生哪些变革呢？三大运营商又为何对它青睐有加呢？

一、NB-IoT演进史华为最狂热

NB-IoT是物联网（IoT）的一种，为了更好的理解NB-IoT，我们需要了解一下物联网。物联网是在互联网基础上延伸和扩展的一种网络，它通过信息传感设备按照约定的协议，将世间万物和互联网连接起来，并进行信息的交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。简单来说物联网就是实现人与物、物与物之间的连接，它使我们在信息与通信技术的世界里获得一个新的沟通维度。

物联网通常可以分为3层，即感知层、网络层和应用层。感知层主要是通过传感器等对物体进行信息采集、捕获和识别；网络层就是将物理世界接入到信息网络，将感知层的信息进行传递，更好的实现物与物、人与物之间的通信；应用层则对感知信息和数据进行相关的分析和处理，主要面向各类应用，以实现智能化决策和控制。物联网如此，NB-IoT作为物联网的一种也是如此。

物联网从传输距离上可区分为两类：一类是短距离通信技术，代表有Zigbee、Wi-Fi、Bluetooth、Z-wave等，典型的应用场景如智能家居；另一类是广域通信技术，即LPWAN（Low-Power Wide-Area Network低功耗广域网），典型的应用场景如智能抄表。而NB-IoT是广域通信技术中的一种。

LPWAN技术按频谱是否授权又可以分为两种：授权和非授权。非授权频段的技术如Lora、Sigfox等，这类技术大多是非标准、自定义实现的；授权频段的技术如GSM、CDMA、WCDMA等较成熟的2G/3G蜂窝通信技术，以及LTE（4G）技术，这类技术都是由3GPP（国际电信标准制订组织）制订的。

NB-IoT是在LTE基础上发展起来的，使用授权的频段，可叠加在现有的2G/3G/LTE蜂窝网络上。目前已被沃达丰、中国移动、中国电信、中国联通等大运营商采纳，并被华为、高通、英特尔等产业链上游厂商追捧。

注：图片来自网络公开数据

在NB-IoT标准化进展上，华为无疑是狂热的一个。2014年5月，华为收购了Nuel公司，便开始和沃达丰进行NB-IoT技术的研究，提出了NB-M2M（Machine to Machine），即基于窄带的机器交互技术。2015年5月，华为、沃达丰联合高通共同制定了相关的上下行技术标准，融合NB OFDMA形成了NB-CIoT，NB-CIoT的通信模块成本低于GSM模块和NB-LTE模块。此时，爱立信和诺基亚联合推出NB-LTE技术，与NB-CIoT的定位相似，但NB-LTE更倾向于与现有LTE兼容，其主要优势在于易于部署。2015年7月，华为和爱立信分别向3GPP组织提交标准提案。最终在2015年9月份的大会上通过协商，将两种技术融合形成NB-IoT标准。

NB-IoT从窄带技术演变为3GPP的正式标准，相关厂商和运营商的推动起到了巨大的作用。NB-IoT的3GPP标准核心部分在2016年6月已冻结，其主体功能标准、无线性能标准在2016年9月冻结，而一致性测试标准也在2016年12月冻结。2017年已成为NB-IoT商用的元年，大批NB-IoT应用将迅速崛起。

二、NB-IoT：脱胎于传统蜂窝网具备四大优势

NB-IoT (Narrow Band -Internet of Things)字面意思是窄带物联网，它是基于窄带（200KHz）的蜂窝网络式广域通信技术，专门应用于长距离、低速率、低功耗、广覆盖的物联网业务上。

NB-IoT在业务应用上具有部署灵活、高覆盖、强连接、低功耗四大优势。

其一在部署方式上，NB-IoT支持3种部署方式，即在LTE频带以外独立部署（Stand-alone），在LTE保护带上部署（Guard-band）和在带内部署（In-band）。此外，NB-IoT在还可以部署在GSM/UMTS为代表的2G/3G网络，部署更加快捷、灵活。

其二高覆盖，NB-IoT上行传输采用3.75kHz子载波，具备更高的功率谱密度。与GPRS相比，NB-IoT的覆盖可以提高20dB以上，相当于提升了100倍的覆盖能力。

其三强连接，NB-IoT可直接部署于2G/3G/4G网络，对于小流量、延迟不敏感的应用场景，NB-IoT单个扇区可支持5-10万个终端的接入，较现有的移动蜂窝网络高出50-100倍以上，运营商只需要很低的建设成本，就可以快速提升NB-IoT的承载能力。

其四低功耗，电池可使用5-10年。低功耗的原因在于：网络的覆盖能力强，终端以低于GPRS的功率即可接入网络；终端应用的频次低、信息传递频次少；以及终端工作方式上的低功耗，并采用更加简洁的芯片。

但是，NB-IoT的一些特点也恰恰反映了其应用的局限。首先它是一种低速率的应用，如果业务对带宽的要求较高，如自动驾驶则无法满足其应用。第二，NB-IoT具有高覆盖的同时也具有高时延属性，为了实现广域覆盖，NB-IoT网络中的数据传输可能要进行多次重传，从而导致较高的通信延迟。其三，低功耗对应的是终端应用的低频次，这也限制了NB-IoT的高频次应用的场景，因为高频次的数据传输不仅会增加终端的功耗，也会对IoT网络时延带来挑战。此外，为了节省终端的能耗，NB-IoT目前只支持固定的终端，这就限制了移动性。

三、广阔需求与万亿级市场

根据Machina Research 2015年5月的报告预测，2015 年全球已实现网络互连的终端总数为160亿，到2025年全球M2M（Machine to Machine）连接设备数量将达到300亿。从市场规模上看，科技研究机构IDC称2015年IoT市场规模估计为6986亿美元，约占整个IT市场的比重约18%；而到2020年物联网市场规模将达到1.7万亿美元。可以看出物联网拥有万亿级的市场，以及庞大的发展潜力。

尽管物联网前景欣欣向荣，但当下全球人口仅有20%被低功率广域网覆盖，全世界仍有90%的设备未被联网。而未来低流量、低复杂度、低功耗、低成本的物联网设备将占据物联网总设备数量的90%以上。可见低功率广域物联网目前覆盖度低，存在大量需求。

而NB-IoT的出现或许将解决对低功率广域网络的需求。在低功率广域物联网中，与NB-IoT相竞争的还有非授权频段的Lora、Sigfox等，与之相比，NB-IoT的蜂窝网络设计可提供最优的频段利用率，再加上使用授权频段，以及核心运营商的支持，NB-IoT将占据低功率广域物联网市场的绝大部分。

电信运营商沃达丰甚至认为，NB-IoT标准的出现，将导致其竞争技术Sigfox和LoRa等的消亡，因为后者依赖与未授权的频段来提供服务。尽管此观点略显夸张，但反应出NB-IoT拥有广阔的应用市场，甚至是下一个万亿级市场。

四、市场高度集中、巨头主导的NB-IoT产业

整个NB-IoT产业链可大体可分为芯片、模组、终端、运营商、垂直行业5部分。

其中芯片/模组位于产业链的上游，主要由大厂商把控。在芯片上，NB-IoT的芯片主要由华为Neul、Intel、MTK、中兴通信、大唐、展讯等几家大厂商所生产，由于芯片技术需要先进的技术支持和长期的研发积累，像Intel之类的大厂商，中小企业根本无力竞争。而在模组方面，NB-IoT的模组也主要由原来2G/3G/LTE模组的生产商所生产，如Ublox、移远通信、Telit等公司。

所以在芯片和模组上，NB-IoT的市场集中度高，主要由一些大厂商所主导，新玩家并无技术和研发上的积累，很难在此领域获得发展。

注：图片来自网络公开数据

在运营商上，国内主要由中国电信、中国移动、中国联通三大运营商提供NB-IoT网络的支持。目前来说，中国电信走在了NB-IoT商用的前列，在今年3月就联合深圳水务集团、华为发布全球首个NB-IoT智慧水务项目，并在今年5月17日宣布建成全球首个覆盖最广的商用NB-IoT网络。而中国移动和中国联通也紧随其后，纷纷加紧布局NB-IoT商用网络。而NB-IoT商用网络的建设，需要原有的基站基础，以及对基站的升级，这都需要巨大的成本，中小企业也是无力入局的。

在终端和垂直行业上，可以说NB-IoT为中小企业带来了一个“百花齐放”的春天。NB-IoT的应用场景和市场极为广阔和分散，如智慧市政中的智能电表、智能水表、智能路灯、智能井盖、垃圾桶等，再如智能家居中的智能锁、智能灯、智能插座等等，各种终端应用都有广阔的市场。一方面传统终端制造行业可以借助产业升级的浪潮向智能设备转型，另一方面创业公司也可以将物联网技术应用到传统产业，发力某一个细分行业，实现自身的发展。

总的来说，在NB-IoT的产业链中，在芯片、模组和运营商方面，市场集中度高，该板块主要以大厂商所主导，新玩家难有入局机会。而在终端和垂直行业上，应用场景和市场都极为广阔，市场集中度低，中小企业有大量机会，可以深耕一个细分市场，获得生存空间。

五、NB-IoT变革未来十大场景

随着NB-IoT标准的建立，频段的授权，芯片商和运营商的大力推动，NB-IoT技术将大大推动低功耗广域物联网的应用，从而带来许多传统行业的变革。

低功耗广域网有着极为广泛的应用，智东西通过整理，认为NB-IoT未来将会在十大场景产生变革，颠覆传统行业，并存在众多的机遇。这十大场景分别为：智慧市政、智慧交通、智慧环境、智能家居、消费电子、物品追踪、工业控制、农业监测、安防与零售。

注：以上是NB-IoT变革场景的不完全统计

以智慧市政为例，它包含众多的细分应用，如智能电表、智能水表、智能井盖、路灯、垃圾箱、邮筒等等。通过NB-IoT技术，可以将全市的智能井盖都相互连接，在云平台上所有的井盖都在不断的传输着自身的数据，以便于管理。智能井盖可以在遇到故障或者遭遇偷窃时启动报警装置，进行信息传输。更重要的是，在雨季我们可以通过云平台的数据分析，准确的发现洪涝地点，启动相应的智能井盖，进行排水防涝，为城市的交通与安全保驾护航。

这才是未来智慧城市的缩影，而中小企业都可以参与到这场变革之中，成为时代的弄潮儿。

六、吹捧的背后是否是泡沫？

目前无论是行业还是媒体，都在吹捧NB-IoT技术，认为它会是下一个万亿级市场。尽管对于一项技术的早期，我们应该给予应有的支持和关注，但我们依然要对NB-IoT的当下保持应有的冷静。

据NB-IoT领域一家技术提供商的COO称，NB-IoT芯片的核心问题还是功耗高，其低功耗的实现途径是通过降低启动频率、简化芯片结构和只支持静态场地使用3个方面实现的，而NB-IoT芯片本身的功耗并没有降低多少。一家知名模组公司的销售负责人也向智东西透露，电池10年的使用时间是有点夸大了，这需要很低的启动频率，但是像智能抄表一天启动一次就够了，这样电池用10年肯定没问题，这还要根据具体的使用场景决定。

此外，该销售负责人还表示，芯片成本也是制约NB-IoT商用爆发的一个因素，目前的NB-IoT芯片和模组成本需要120元左右，这个成本还是相当高的。但是这个需求是确实存在的，随着NB-IoT市场需求不断扩大，成本会逐渐降下来，最终达到1美元左右的成本。

在具体使用场景上，NB-IoT应用还处于市场探索期。目前我们知道的NB-IoT应用可能集中在水务、电表等低频业务上。该技术提供商的COO也表示，目前还是NB-IoT商用的早期，运营商和行业大佬也都在探索中，在这个过程中逐渐发现若干个适用的场景，来发挥闭环的商业价值。此外他也表示，NB-IoT只是物联网中的一种选择，而未来随着5G的到来，所有通信网络都会整合进5G，形成一个融合通信网络，它可以为不同的应用场景提供不同的网络速率。

可见，NB-IoT还处于商用的初期，2017年也被称为NB-IoT商用的元年，这都意味着NB-IoT在芯片技术、功耗、成本等方面还需要不断发展，其市场需求也有待开发。但是，低功耗广域网确实存在广阔的市场空间和需求，NB-IoT作为一种授权的运营商和大佬支持的商用技术，也确实可以满足低功耗广域物联网应用。随着芯片在技术、成本功耗等方面的改善，以及NB-IoT网络运营成本的下降，NB-IoT的市场规模会不断扩大，甚至接近万亿级别。