基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成為萬物互聯(lián)網絡的一個重要分支。NB-IoT構建于蜂窩網絡，只消耗大約180KHz的帶寬，可直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡，以降低部署成本、實現(xiàn)平滑升級。

    相對于傳統(tǒng)產業(yè)，物聯(lián)網的產業(yè)生態(tài)比較龐大，需要從縱向產業(yè)鏈和橫向技術標準兩個維度多個環(huán)節(jié)進行分析。對于低功耗廣域網絡，從縱向來看，目前已形成從“底層芯片—模組—終端—運營商—應用”的完整產業(yè)鏈。

    而其中，芯片在NB-IoT整個產業(yè)鏈中處于基礎核心地位，現(xiàn)在幾乎所有主流的芯片和模組廠商都有明確的NB-IoT支持計劃。

    智研咨詢發(fā)布的《2018-2024年中國NB-IoT行業(yè)深度分析與發(fā)展前景預測報告》顯示，NB-IoT的技術優(yōu)勢是覆蓋廣、功耗低，而實現(xiàn)這兩個目標的關鍵在于終端芯片。它是整個產業(yè)鏈的核心技術難點所在，它需要芯片廠商有深厚的技術積累和巨大的資源投入。而芯片一旦達到成熟商用條件，則可以批量發(fā)貨并對整個產業(yè)下游的應用創(chuàng)新起到巨大的推動作用。

NB-IOT生態(tài)鏈

資料來源：公開資料整理

    一、國家政策大力支持NB-IoT

    物聯(lián)網產業(yè)發(fā)展將是十三五信息化發(fā)展中的重要一環(huán)，工信部先行對NB-IoT有具體要求規(guī)劃。2017年6月，工信部發(fā)文明確提出2017年末基站規(guī)模達到40萬個，連接總數(shù)超過2000萬；2020年NB-IoT基站規(guī)模達到150萬個，連接總數(shù)超過6億。

2016年下半年以來物聯(lián)網政策頻繁落地

    二、三大運營商均將完成NB-IoT全網覆蓋

    三大運營商中，中國電信暫時領跑NB-IoT網絡建設：截止到2017年6月，中國電信已完成800M NB-IoT全網覆蓋，并在多個城市宣布NB-IoT網絡的商用；中國聯(lián)通、中國移動均計劃完成NB-IoT全網覆蓋。

三大運營商NB-IoT進展

    三、eMTC部署逐步推進

    國內三大運營商也在積極推進eMTC部署：中國移動2017年6月宣布同步推進NB-IoT和eMTC；中國聯(lián)通計劃三季度進行eMTC現(xiàn)網試驗，四季度適時部署eMTC網絡；中國電信2017年下半年開展eMTC驗證測試，2018年實現(xiàn)商用部署。

三大運營商eMTC網絡部署進展

資料來源：公開資料整理

    未來低、中、高速率連接需求將分別占IoT連接數(shù)60%、30%、10%。具體而言，對于車聯(lián)網、視頻監(jiān)控、遠程醫(yī)療等高速率物聯(lián)接入場景，選擇4G/4.5G/5G 技術實現(xiàn)接入；可穿戴設備、銀行POS 機等中等速率需求場景選擇eMTC/GPRS等接入方式；而如能源抄表、氣象、環(huán)保監(jiān)測、智能停車等低速率、低移動性業(yè)務場景，將以NB-IoT/LoRa/Sigfox 等廣域覆蓋及藍牙、ZigBee 等短距離接入方式為主。

低速率LPWA 場景將占物聯(lián)網業(yè)務60%

    運營商積極推動NB-IoT 和eMTC 首先是基于主導權和部署成本的考慮。一方面，相比于非蜂窩網演進的Sigfox 與LoRa，NB-IoT 與eMTC 都工作在授權頻段，在避免其他無線信號干擾的同時，其建網運營的權利牢牢掌握在運營商手中。另一方面，NB-IoT 與eMTC 作為基于LTE 演進的低功耗廣域覆蓋技術，可與LTE 基站結合，共享部分基帶、射頻和天線，具有顯著的部署成本優(yōu)勢。

    從具體技術指標和性能來看，NB-IoT 與eMTC 針對不同場景，優(yōu)勢互補。NB-IoT 相當于把LTE壓縮到極限，犧牲傳輸速率和移動性，追求低成本和低功耗，最典型的應用場景是遠程抄表、公共設施監(jiān)控、智能停車等。eMTC 優(yōu)勢在于速率較高、支持移動性、支持VoLTE 語音等，典型應用場景包括物流信息跟蹤、可穿戴設備等。

NB-IoT、FDD eMTC、TDD eMTC 主要技術性能對比

    選擇基于蜂窩演進技術路線未來可逐漸與5G 網絡建設相協(xié)同。對于NB-IoT 而言，從本質上看類似在某些方面進行簡化和改進的LTE FDD，可看作在同一個物理網絡上實現(xiàn)的兩個邏輯網絡， NB-IoT 系統(tǒng)可由LTE FDD 系統(tǒng)經過軟件升級而成，在無線側可共用硬件平臺，即便新建NB-IoT 系統(tǒng)也可以為LTE FDD 做出功能預留。eMTC 可直接基于TD-LTE 或LTE FDD 網絡通過軟件升級完成。整體而言，在進行NB-IoT 物聯(lián)網規(guī)劃建設時，需著眼未來網絡演進，提前考慮與未來的LTE FDD、eMTC、TD-LTE 與LTE FDD 融合，以及5G 網絡建設協(xié)同。

NB-IoT 建設及網絡融合演進路線

    對我國而言，低功耗廣域物聯(lián)網建設更可能選擇以NB-IoT 為主，eMTC 為輔，LoRa 等其他形式作為補充。首先在技術主導權方面，中國是最早開始NB-IoT 研究的國家之一，華為是NB-IoT 標準的主導者之一。2014 年5 月華為與沃達豐共同提出基于窄帶的機器交互技術NB-M2M，后來與高通提出的NB-OFDMA 融合成NB-CIoT，2015 年NB-CIoT 和愛立信主導的NB-LTE 共同提交3GPP，同年12 月歷經幾次改名和技術演進，最終各方達成一致，命名為NB-IoT 并于2016 年6月正式凍結NB-IoT 規(guī)范，標準規(guī)范的凍結意味著NB-IoT 正式開啟商用進程。

    據2018 年2 月GSA 發(fā)布的《3GPP IoT Networks Global Status》，截至2018 年1 月6 日，全球范圍內共有91 家運營商在52 個國家投資NB-IoT，34 家運營商投資eMTC；其中39 張NB-IoT網絡和9 張eMTC 網絡已經商用，另外各有52 張NB-IoT 和25 張eMTC 網絡正在測試。整體而言，NB-IoT 在中國和歐洲更受青睞，而eMTC 在北美發(fā)展更為成熟。截至2017 年底，全球運營商共部署50 萬個NB-IoT 基站。

NB-IoT 標準制定過程

    在實際應用場景方面，NB-IoT 與eMTC 都是基于原有LTE 改進的技術，就像蜂窩網技術誕生的雙胞胎，兩者應用場景有一定重疊但也有互補。隨著2016 年NB-IoT 協(xié)議凍結時業(yè)界基本達成一致意見，不再新增系統(tǒng)帶寬低于1.4MHz 的eMTC 終端類型和系統(tǒng)帶寬高于200KHz 的NB-IoT 終端類型，未來NB-IoT 和eMTC 將在各自能提供的速率、成本、移動性等指標基礎上找到適用場景。

    綜合以上考慮，伴隨國家政策推進，NB-IoT 由于適合公共事業(yè)、智慧城市等B 端應用場景，成為現(xiàn)階段低功耗廣覆蓋網的主要選擇，迎來產業(yè)爆發(fā)前夜；而eMTC 目前芯片成本相對高于NB-IoT，但傳輸速率更高，且能支持語音傳輸?shù)菴端消費類場景，將會在NB-IoT建設偏后期受到更多關注；LoRa 技術作為運營商網絡的補充，或許會在企業(yè)級市場找到自己的位置。

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