日前，3GPP RAN全會第72次會議在韓國釜山順利結(jié)束。NB-IoT (Narrow Band Internet of Things，窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng))作為3GPPR13一項重要課題， 其對應(yīng)的3GPP協(xié)議相關(guān)內(nèi)容獲得了RAN全會批準(zhǔn)，正式宣告了NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)的核心協(xié)議即將凍結(jié)。標(biāo)準(zhǔn)化工作的成功完成也標(biāo)志著NB-IoT即將進入規(guī)模商用階段。

NB-IoT：搶灘低速率物聯(lián)網(wǎng)市場

近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在行業(yè)應(yīng)用中的比例逐年提高。以沃達(dá)豐為例，盡管業(yè)務(wù)比例在總收入中仍然很小，不足1%，但成長迅速，沃達(dá)豐的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)收入從2011年的1.25億英鎊快速增長至2015年的3.72億英鎊，增速驚人。據(jù)市場研究機構(gòu)Gartner預(yù)測，2016年全球?qū)褂?4億個物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，屆時每天將有550萬個設(shè)備連網(wǎng)，在2016年與消費者物聯(lián)網(wǎng)硬件及應(yīng)用相關(guān)的市場規(guī)模應(yīng)可達(dá)到5460億美元， 而企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的支出則會高達(dá)8680億美元。

“萬物互聯(lián)”實現(xiàn)的基礎(chǔ)之一在于數(shù)據(jù)的傳輸，不同的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對數(shù)據(jù)傳輸能力和實時性都有著不同要求，根據(jù)傳輸速率的不同，可將物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)進行高、中、低速的區(qū)分：

高速率業(yè)務(wù)：主要使用3G、4G技術(shù)，例如車載物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和監(jiān)控攝像頭，對應(yīng)的業(yè)務(wù)特點要求實時的數(shù)據(jù)傳輸;

中等速率業(yè)務(wù)：主要使用GPRS技術(shù)，例如居民小區(qū)或超市的儲物柜，使用頻率高但并非實時使用，對網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的要求遠(yuǎn)不及高速率業(yè)務(wù);

低速率業(yè)務(wù)：業(yè)界將低速率業(yè)務(wù)市場歸納為LPWAN(Low Power Wide Area Network)市場，即低功耗廣域網(wǎng)到目前還沒有對應(yīng)的蜂窩技術(shù)，多數(shù)情況下通過GPRS技術(shù)勉強支撐，從而帶來了成本高、影響低速率業(yè)務(wù)普及度低的問題。

物聯(lián)網(wǎng)中的低速率業(yè)務(wù)(LPWAN)正是NB-IoT起源的土壤，NB-IoT的出現(xiàn)對LPWAN領(lǐng)域影響重大，使得該方案具備了通信層技術(shù)基礎(chǔ)，有效節(jié)約了成本，促進了該領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的加速滲透。

在近幾年中，為了應(yīng)對物聯(lián)網(wǎng)的需求，運營商向各行業(yè)提供M2M業(yè)務(wù)。此前，這些M2M業(yè)務(wù)大多采用GPRS的方式，但其中不少終端也具有低數(shù)據(jù)速率要求。當(dāng)LPWAN技術(shù)開始商用時，GPRS在成本、功耗、覆蓋等方面的不足暴露出來，不少應(yīng)用場景更適合采用LPWAN方式。

根據(jù)中國移動的數(shù)據(jù)，截止2015年底其M2M接入終端數(shù)量已超過6000萬， 而到2016年底這一數(shù)字可能超過1億，這是一個龐大的終端群體。隨著2G 網(wǎng)絡(luò)退網(wǎng)提上議事日程，未來這一存量群體中窄帶終端向NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的遷移的策略也提上議事日程。

NB-IoT優(yōu)勢顯著，解決“長尾”智能終端的通信層問題

NB-IoT在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的有很多明顯優(yōu)勢：

覆蓋更廣：在相同頻段，NB-IoT比現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)增益20dB，覆蓋面積擴大100 倍，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)技術(shù)及藍(lán)牙、Wi-Fi等短距離傳輸技術(shù);

可支持海量連接：NB-IoT的一個扇區(qū)能夠支持多達(dá)10萬個連接。以目前全球現(xiàn)存的約500萬個基站為基礎(chǔ)，如果全部部署NB-IOT，每個基站3個扇區(qū)， 則可接入的終端將高達(dá)4500億個;

功耗低：NB-IoT功耗僅為2G的1/10，終端模塊待機時間可長達(dá)10年;

支持大數(shù)據(jù)：NB-IoT智能傳感器終端所采集的數(shù)據(jù)可以直接上傳云端，相比于藍(lán)牙、Wi-Fi優(yōu)勢明顯。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備從終端角度來看，呈現(xiàn)出明顯的多樣化特征。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備既包括高頻的實施視頻監(jiān)控，以及中頻的POS機，也包含大量的頻次使用極低的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備。但與巨量低速率業(yè)務(wù)需求不匹配的是到目前還沒有對應(yīng)的蜂窩技術(shù)，多數(shù)情況下通過GPRS技術(shù)勉強支撐，從而帶來了成本高、影響低速率業(yè)務(wù)普及度低的問題，從而形成了巨大的“長尾”市場空間。

而NB-IoT的出現(xiàn)和未來的逐漸商用，彌補了物聯(lián)網(wǎng)通信層的短板，為大量“長尾”物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備創(chuàng)造了低成本的統(tǒng)一通信層。如同在移動互聯(lián)網(wǎng)中，人們在智能手機和平板電腦上創(chuàng)造了豐富的應(yīng)用，以響應(yīng)各種形式的“長尾”需求，基于NB-IoT 的物聯(lián)網(wǎng)，將催生比移動互聯(lián)網(wǎng)更為豐富的“長尾”應(yīng)用。

由于應(yīng)用背景的限制，NB-IoT技術(shù)一般不會應(yīng)用在4K電視、智能手機、車載娛樂等高耗流的物聯(lián)網(wǎng)終端;也一般不會用在ADAS、虛擬現(xiàn)實等高實時性終端。NB-IoT將在低耗能、低信息量、巨量化傳感器網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用，領(lǐng)域包括：

1.以水電氣的智能抄表業(yè)務(wù)為代表的智能家居業(yè)務(wù);

2.以郵筒、垃圾箱、路燈、下水道、停車位管理為代表的智慧城市業(yè)務(wù);

3.以快遞、寵物、畜牧業(yè)、兒童老人跟蹤為代表的智能追蹤業(yè)務(wù);

4.以可穿戴健康設(shè)備為代表的智能醫(yī)療業(yè)務(wù);

5.其他工業(yè)領(lǐng)域小規(guī)模、長時間數(shù)據(jù)收集案例或周期性控制應(yīng)用。

NB-IoT商用后，不僅能夠解決抄表、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葐栴}，更刺激了海量低頻設(shè)備入網(wǎng)，如建筑中的滅火器、科學(xué)研究中使用的各種監(jiān)測器，此類設(shè)備在生活中出現(xiàn)的頻次很低，但匯集起來總數(shù)卻很可觀。所以，當(dāng)NB-IoT部署后，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入的終端種類將極大豐富，類型多樣、小量級的終端設(shè)備將會大量入網(wǎng)，促成物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)形成較之移動互聯(lián)網(wǎng)有過之而無不及的更長的“尾部”形態(tài)特點。

NB-IoT使用授權(quán)頻譜，領(lǐng)先LoRa等競爭技術(shù)

作為通信行業(yè)的重要標(biāo)準(zhǔn)化組織，3GPP 2016年對于長距離、低速率、低功耗、多終端傳輸技術(shù)和終端標(biāo)準(zhǔn)化也已布局。3GPP針對不同業(yè)務(wù)，將終端分成不同類別，其中物聯(lián)網(wǎng)終端有Cat-1、Cat-0、Cat-M1和Cat-NB1等類別。Cat-1定位性能弱于3G傳輸?shù)慕K端設(shè)備，實現(xiàn)10Mbps的下行速率。其性能相對于后來的NB-IoT協(xié)議終端仍然較高，占用資源也較多，未來預(yù)計會成為各種物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的補充方案。在Rel-12中，3GPP又提出了針對Cat-0終端的新協(xié)議，將信息傳遞速率進一步降低，減少了芯片設(shè)計的復(fù)雜度。最近，3GPP基于LTE演進、GSM演進和Clean Slate方案，分別提出了LTE-M、EC-GSM和NB-IoT技術(shù)，并在LTE Rel-13版本進行支持。

和NB-IoT一樣，Ingenu、LoRa和Sigfox都是面向低速率、低功耗無線物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的通信技術(shù)。然而Ingenu、LoRa和Sigfox在工作中使用未授權(quán)的頻譜，這造成了利用這些技術(shù)通信的節(jié)點易受到干擾，存在不穩(wěn)定情況。因此，競爭對手技術(shù)無法實現(xiàn)運營商級的廣域網(wǎng)絡(luò)部署運營，更適合企業(yè)自身局域網(wǎng)絡(luò)的搭建。

總體看，NB-IoT從覆蓋能力、節(jié)能性、安全性、標(biāo)準(zhǔn)性、QoS、建網(wǎng)方便程度、生態(tài)系統(tǒng)和應(yīng)用范圍綜合考慮全面超越其他技術(shù)，成為最適合長距離、低速率、低功耗、多終端物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的通信技術(shù)。

NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)快速確立，我國企業(yè)貢獻(xiàn)突出

NB-IoT技術(shù)協(xié)議于6月16日獲得了3GPP 無線接入網(wǎng)(RAN)技術(shù)規(guī)范組會議通過。從立項到協(xié)議凍結(jié)僅僅用時不到8個月，成為史上建立最快的3GPP標(biāo)準(zhǔn)之一。在9月完成性能標(biāo)準(zhǔn)制定和12月完成一致性測試后，NB-IoT即可進入商用階段。高效率體現(xiàn)出該技術(shù)落地的迫切和各個公司在其中的努力。

NB-IoT的發(fā)展是華為、沃達(dá)豐和高通等共同提出的NB Clot技術(shù)和愛立信提出的NB LTE技術(shù)的結(jié)合。我國華為和中興公司在全過程中都有較多貢獻(xiàn)，推動了技術(shù)的發(fā)展，引領(lǐng)了產(chǎn)業(yè)進步。

NB-IoT的標(biāo)準(zhǔn)制定過程中，3GPP各家參與公司均貢獻(xiàn)了大量的提案，從標(biāo)準(zhǔn)制定最初GERAN的SI階段開始，各公司共計提交了3205項提案，最終通過了447項， 其中華為貢獻(xiàn)提案1008項，184項獲得通過，占通過提案總數(shù)的41%，位居各家參與公司之首，從而成為了NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)的主要推動者。華為在NB-IoT的標(biāo)準(zhǔn)制定的各個階段的突出貢獻(xiàn)，一方面奠定了中國企業(yè)在NB-IoT領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)地位，另一方面極大刺激了中國物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

中興通訊作為技術(shù)推進者之一，在NB-IoT技術(shù)中擁有核心競爭力。公司已著手和中國移動聯(lián)合演示，采用基于NFV功能的虛擬核心網(wǎng)，無線網(wǎng)絡(luò)利用成熟商用的4G基站設(shè)備，實現(xiàn)NB-IoT基本功能和業(yè)務(wù)流程及多個關(guān)鍵特性。演示在成熟的現(xiàn)網(wǎng)商用基站上和虛擬化核心網(wǎng)進行，意味著中興通訊已擁有幫助運營商快速完成NB-IoT商用部署的能力。

據(jù)新聞報道，目前中興通訊正按工信部的要求準(zhǔn)備850M、900M和1800MHz等多種頻段基站，今年10月份前后，中興通訊將會有基于標(biāo)準(zhǔn)NB-IoT的外場業(yè)務(wù)演示，到年底有規(guī)模外場實驗。

2015年11月，華為聯(lián)合主流電信運營商、設(shè)備廠商、芯片廠商和相關(guān)國際組織， 在華為香港MBB論壇期間舉辦的NB-IoT論壇籌備會上，正式宣布成立了GSMA NB-IoT Forum產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。該產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟聚集了21家運營商、3家主流設(shè)備廠商、7家芯片模組廠商，旨在加速窄帶物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展，其中7家運營商成員隨即宣布將同華為展開深入合作，在全球范圍內(nèi)成立6個NB-IoT實驗室。

作為技術(shù)的推進者，以華為為代表的科技公司已與全球多家運營商在全球范圍進行了基于NB-IoT技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)方案的實踐。全球移動運營商聯(lián)盟近日預(yù)計，到2017年年末，全球?qū)?0個NB-IoT運營商網(wǎng)絡(luò)上線;24家運營商已經(jīng)決定支持NB-IoT網(wǎng)絡(luò)運營。

圖表3：華為NB-IoT解決方案和各類實踐應(yīng)用

伴隨華為在NB-IoT領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)角色的凸顯，國內(nèi)電信運營商的技術(shù)升級也將迅速展開。三大運營商都已明確將NB-IoT的部署列入其網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和戰(zhàn)略方向中，近期依靠窄帶互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)設(shè)備的海量連接，中期通過光纖技術(shù)降低時延，遠(yuǎn)期通過5G技術(shù)解決未來高耗流應(yīng)用問題，形成三層次的立體網(wǎng)絡(luò)。而窄帶互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最適合方式。

2016年第三季度，中國三大電信運營商移動、電信和聯(lián)通預(yù)計會大范圍進行基站升級支持NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)公開資料，至2016底，中國移動會在4個城市、中國聯(lián)通將會在6個城市分別試點NB-IoT的商用。

芯片廠商卡位NB-IoT 新機遇，分享物聯(lián)網(wǎng)市場盛宴

芯片是物聯(lián)網(wǎng)的核心設(shè)備，在物聯(lián)網(wǎng)的各類型應(yīng)用中居于核心地位。物聯(lián)網(wǎng)芯片主要包括：MCU、FPGA、Memory、Sensor、連接芯片等。隨著NB-IoT的商業(yè)化，物聯(lián)網(wǎng)有望得到快速發(fā)展，相伴而來物聯(lián)網(wǎng)芯片市場將會徹底打開。根據(jù)分析機構(gòu)Markets and Markets預(yù)測，2016-2022年全球物聯(lián)網(wǎng)芯片市場復(fù)合成長率將高達(dá)11.5%，2022全球物聯(lián)網(wǎng)芯片市場規(guī)?；?qū)⒊?00億美元。

各大主流芯片廠商也都紛紛推出NB-IoT布局計劃：華為已推出樣機芯片并在外場驗證，將于2016年下半年進入商用;高通已規(guī)劃芯片MDM9206，預(yù)計將于2017 年上半年投入商用;英特爾宣布支持NB-IoT、MTK也表示將會跟隨3GPP標(biāo)準(zhǔn)，并都規(guī)劃了對應(yīng)芯片產(chǎn)品。隨著NB-IoT商業(yè)化進程不斷臨近，將有效推動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。還將涌現(xiàn)如大唐電信、東軟載波、北京君正等一批中國芯片廠商在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展中發(fā)光發(fā)熱。