智東西（公眾號：zhidxcom）
文 | 寓揚(yáng)
2017年3月，中國電信聯(lián)合深圳水務(wù)集團(tuán)、華為發(fā)布全球首個NB-IoT（窄帶物聯(lián)網(wǎng)）智慧水務(wù)商用項(xiàng)目，目前已有近1200塊“智慧水表”投入使用。5月17日，中國電信宣布建成全球首個覆蓋最廣的商用NB-IoT網(wǎng)絡(luò)，全網(wǎng)31萬基站同步升級。
2017年4月26日，中國移動首個NB-IoT(窄帶物聯(lián)網(wǎng))智慧水表項(xiàng)目在江西鷹潭盛世華庭小區(qū)正式投入使用。隨后中國移動在南京、蘇州、無錫等地規(guī)劃建設(shè)5000個NB-IoT站點(diǎn)。
中國聯(lián)通也已在上海、北京、廣東、福建等十地啟動NB-IoT的網(wǎng)絡(luò)部署實(shí)驗(yàn)，并在2017年將上海建成全市覆蓋的物聯(lián)專網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)基站規(guī)模超過3000個，實(shí)現(xiàn)上億規(guī)模物物連接。
國內(nèi)三大運(yùn)營商如此追逐NB-IoT商用網(wǎng)絡(luò)，可以看出，2017年將會是NB-IoT商用的元年。那么NB-IoT究竟是什么呢？它將產(chǎn)生哪些變革呢？三大運(yùn)營商又為何對它青睞有加呢？
NB-IoT是物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的一種，為了更好的理解NB-IoT，我們需要了解一下物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的一種網(wǎng)絡(luò)，它通過信息傳感設(shè)備按照約定的協(xié)議，將世間萬物和互聯(lián)網(wǎng)連接起來，并進(jìn)行信息的交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。簡單來說物聯(lián)網(wǎng)就是實(shí)現(xiàn)人與物、物與物之間的連接，它使我們在信息與通信技術(shù)的世界里獲得一個新的溝通維度。
物聯(lián)網(wǎng)通?？梢苑譃?層，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層主要是通過傳感器等對物體進(jìn)行信息采集、捕獲和識別；網(wǎng)絡(luò)層就是將物理世界接入到信息網(wǎng)絡(luò)，將感知層的信息進(jìn)行傳遞，更好的實(shí)現(xiàn)物與物、人與物之間的通信；應(yīng)用層則對感知信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的分析和處理，主要面向各類應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)智能化決策和控制。物聯(lián)網(wǎng)如此，NB-IoT作為物聯(lián)網(wǎng)的一種也是如此。
物聯(lián)網(wǎng)從傳輸距離上可區(qū)分為兩類：一類是短距離通信技術(shù)，代表有Zigbee、Wi-Fi、Bluetooth、Z-wave等，典型的應(yīng)用場景如智能家居；另一類是廣域通信技術(shù)，即LPWAN（Low-Power Wide-Area Network低功耗廣域網(wǎng)），典型的應(yīng)用場景如智能抄表。而NB-IoT是廣域通信技術(shù)中的一種。
LPWAN技術(shù)按頻譜是否授權(quán)又可以分為兩種：授權(quán)和非授權(quán)。非授權(quán)頻段的技術(shù)如Lora、Sigfox等，這類技術(shù)大多是非標(biāo)準(zhǔn)、自定義實(shí)現(xiàn)的；授權(quán)頻段的技術(shù)如GSM、CDMA、WCDMA等較成熟的2G/3G蜂窩通信技術(shù)，以及LTE（4G）技術(shù)，這類技術(shù)都是由3GPP（國際電信標(biāo)準(zhǔn)制訂組織）制訂的。
NB-IoT是在LTE基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，使用授權(quán)的頻段，可疊加在現(xiàn)有的2G/3G/LTE蜂窩網(wǎng)絡(luò)上。目前已被沃達(dá)豐、中國移動、中國電信、中國聯(lián)通等大運(yùn)營商采納，并被華為、高通、英特爾等產(chǎn)業(yè)鏈上游廠商追捧。
注：圖片來自網(wǎng)絡(luò)公開數(shù)據(jù)
在NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展上，華為無疑是狂熱的一個。2014年5月，華為收購了Nuel公司，便開始和沃達(dá)豐進(jìn)行NB-IoT技術(shù)的研究，提出了NB-M2M（Machine to Machine），即基于窄帶的機(jī)器交互技術(shù)。2015年5月，華為、沃達(dá)豐聯(lián)合高通共同制定了相關(guān)的上下行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，融合NB OFDMA形成了NB-CIoT，NB-CIoT的通信模塊成本低于GSM模塊和NB-LTE模塊。此時，愛立信和諾基亞聯(lián)合推出NB-LTE技術(shù)，與NB-CIoT的定位相似，但NB-LTE更傾向于與現(xiàn)有LTE兼容，其主要優(yōu)勢在于易于部署。2015年7月，華為和愛立信分別向3GPP組織提交標(biāo)準(zhǔn)提案。最終在2015年9月份的大會上通過協(xié)商，將兩種技術(shù)融合形成NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)。
NB-IoT從窄帶技術(shù)演變?yōu)?GPP的正式標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)廠商和運(yùn)營商的推動起到了巨大的作用。NB-IoT的3GPP標(biāo)準(zhǔn)核心部分在2016年6月已凍結(jié)，其主體功能標(biāo)準(zhǔn)、無線性能標(biāo)準(zhǔn)在2016年9月凍結(jié)，而一致性測試標(biāo)準(zhǔn)也在2016年12月凍結(jié)。2017年已成為NB-IoT商用的元年，大批NB-IoT應(yīng)用將迅速崛起。
NB-IoT (Narrow Band -Internet of Things)字面意思是窄帶物聯(lián)網(wǎng)，它是基于窄帶（200KHz）的蜂窩網(wǎng)絡(luò)式廣域通信技術(shù)，專門應(yīng)用于長距離、低速率、低功耗、廣覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)上。
NB-IoT在業(yè)務(wù)應(yīng)用上具有部署靈活、高覆蓋、強(qiáng)連接、低功耗四大優(yōu)勢。其一在部署方式上，NB-IoT支持3種部署方式，即在LTE頻帶以外獨(dú)立部署（Stand-alone），在LTE保護(hù)帶上部署（Guard-band）和在帶內(nèi)部署（In-band）。此外，NB-IoT在還可以部署在GSM/UMTS為代表的2G/3G網(wǎng)絡(luò)，部署更加快捷、靈活。
其二高覆蓋，NB-IoT上行傳輸采用3.75kHz子載波，具備更高的功率譜密度。與GPRS相比，NB-IoT的覆蓋可以提高20dB以上，相當(dāng)于提升了100倍的覆蓋能力。
其三強(qiáng)連接，NB-IoT可直接部署于2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)，對于小流量、延遲不敏感的應(yīng)用場景，NB-IoT單個扇區(qū)可支持5-10萬個終端的接入，較現(xiàn)有的移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)高出50-100倍以上，運(yùn)營商只需要很低的建設(shè)成本，就可以快速提升NB-IoT的承載能力。
其四低功耗，電池可使用5-10年。低功耗的原因在于：網(wǎng)絡(luò)的覆蓋能力強(qiáng)，終端以低于GPRS的功率即可接入網(wǎng)絡(luò)；終端應(yīng)用的頻次低、信息傳遞頻次少；以及終端工作方式上的低功耗，并采用更加簡潔的芯片。
但是，NB-IoT的一些特點(diǎn)也恰恰反映了其應(yīng)用的局限。首先它是一種低速率的應(yīng)用，如果業(yè)務(wù)對帶寬的要求較高，如自動駕駛則無法滿足其應(yīng)用。第二，NB-IoT具有高覆蓋的同時也具有高時延屬性，為了實(shí)現(xiàn)廣域覆蓋，NB-IoT網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸可能要進(jìn)行多次重傳，從而導(dǎo)致較高的通信延遲。其三，低功耗對應(yīng)的是終端應(yīng)用的低頻次，這也限制了NB-IoT的高頻次應(yīng)用的場景，因?yàn)楦哳l次的數(shù)據(jù)傳輸不僅會增加終端的功耗，也會對IoT網(wǎng)絡(luò)時延帶來挑戰(zhàn)。此外，為了節(jié)省終端的能耗，NB-IoT目前只支持固定的終端，這就限制了移動性。
根據(jù)Machina Research 2015年5月的報告預(yù)測，2015 年全球已實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連的終端總數(shù)為160億，到2025年全球M2M（Machine to Machine）連接設(shè)備數(shù)量將達(dá)到300億。從市場規(guī)模上看，科技研究機(jī)構(gòu)IDC稱2015年IoT市場規(guī)模估計為6986億美元，約占整個IT市場的比重約18%；而到2020年物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模將達(dá)到1.7萬億美元?？梢钥闯鑫锫?lián)網(wǎng)擁有萬億級的市場，以及龐大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
盡管物聯(lián)網(wǎng)前景欣欣向榮，但當(dāng)下全球人口僅有20%被低功率廣域網(wǎng)覆蓋，全世界仍有90%的設(shè)備未被聯(lián)網(wǎng)。而未來低流量、低復(fù)雜度、低功耗、低成本的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將占據(jù)物聯(lián)網(wǎng)總設(shè)備數(shù)量的90%以上。可見低功率廣域物聯(lián)網(wǎng)目前覆蓋度低，存在大量需求。
而NB-IoT的出現(xiàn)或許將解決對低功率廣域網(wǎng)絡(luò)的需求。在低功率廣域物聯(lián)網(wǎng)中，與NB-IoT相競爭的還有非授權(quán)頻段的Lora、Sigfox等，與之相比，NB-IoT的蜂窩網(wǎng)絡(luò)設(shè)計可提供最優(yōu)的頻段利用率，再加上使用授權(quán)頻段，以及核心運(yùn)營商的支持，NB-IoT將占據(jù)低功率廣域物聯(lián)網(wǎng)市場的絕大部分。
電信運(yùn)營商沃達(dá)豐甚至認(rèn)為，NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，將導(dǎo)致其競爭技術(shù)Sigfox和LoRa等的消亡，因?yàn)楹笳咭蕾嚺c未授權(quán)的頻段來提供服務(wù)。盡管此觀點(diǎn)略顯夸張，但反應(yīng)出NB-IoT擁有廣闊的應(yīng)用市場，甚至是下一個萬億級市場。
整個NB-IoT產(chǎn)業(yè)鏈可大體可分為芯片、模組、終端、運(yùn)營商、垂直行業(yè)5部分。
其中芯片/模組位于產(chǎn)業(yè)鏈的上游，主要由大廠商把控。在芯片上，NB-IoT的芯片主要由華為Neul、Intel、MTK、中興通信、大唐、展訊等幾家大廠商所生產(chǎn)，由于芯片技術(shù)需要先進(jìn)的技術(shù)支持和長期的研發(fā)積累，像Intel之類的大廠商，中小企業(yè)根本無力競爭。而在模組方面，NB-IoT的模組也主要由原來2G/3G/LTE模組的生產(chǎn)商所生產(chǎn)，如Ublox、移遠(yuǎn)通信、Telit等公司。
所以在芯片和模組上，NB-IoT的市場集中度高，主要由一些大廠商所主導(dǎo)，新玩家并無技術(shù)和研發(fā)上的積累，很難在此領(lǐng)域獲得發(fā)展。
注：圖片來自網(wǎng)絡(luò)公開數(shù)據(jù)
在運(yùn)營商上，國內(nèi)主要由中國電信、中國移動、中國聯(lián)通三大運(yùn)營商提供NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的支持。目前來說，中國電信走在了NB-IoT商用的前列，在今年3月就聯(lián)合深圳水務(wù)集團(tuán)、華為發(fā)布全球首個NB-IoT智慧水務(wù)項(xiàng)目，并在今年5月17日宣布建成全球首個覆蓋最廣的商用NB-IoT網(wǎng)絡(luò)。而中國移動和中國聯(lián)通也緊隨其后，紛紛加緊布局NB-IoT商用網(wǎng)絡(luò)。而NB-IoT商用網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，需要原有的基站基礎(chǔ)，以及對基站的升級，這都需要巨大的成本，中小企業(yè)也是無力入局的。
在終端和垂直行業(yè)上，可以說NB-IoT為中小企業(yè)帶來了一個“百花齊放”的春天。NB-IoT的應(yīng)用場景和市場極為廣闊和分散，如智慧市政中的智能電表、智能水表、智能路燈、智能井蓋、垃圾桶等，再如智能家居中的智能鎖、智能燈、智能插座等等，各種終端應(yīng)用都有廣闊的市場。一方面?zhèn)鹘y(tǒng)終端制造行業(yè)可以借助產(chǎn)業(yè)升級的浪潮向智能設(shè)備轉(zhuǎn)型，另一方面創(chuàng)業(yè)公司也可以將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，發(fā)力某一個細(xì)分行業(yè)，實(shí)現(xiàn)自身的發(fā)展。
總的來說，在NB-IoT的產(chǎn)業(yè)鏈中，在芯片、模組和運(yùn)營商方面，市場集中度高，該板塊主要以大廠商所主導(dǎo)，新玩家難有入局機(jī)會。而在終端和垂直行業(yè)上， 應(yīng)用場景和市場都極為廣闊，市場集中度低，中小企業(yè)有大量機(jī)會，可以深耕一個細(xì)分市場，獲得生存空間。
隨著NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)的建立，頻段的授權(quán)，芯片商和運(yùn)營商的大力推動，NB-IoT技術(shù)將大大推動低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，從而帶來許多傳統(tǒng)行業(yè)的變革。
低功耗廣域網(wǎng)有著極為廣泛的應(yīng)用，智東西通過整理，認(rèn)為NB-IoT未來將會在十大場景產(chǎn)生變革，顛覆傳統(tǒng)行業(yè)，并存在眾多的機(jī)遇。這十大場景分別為：智慧市政、智慧交通、智慧環(huán)境、智能家居、消費(fèi)電子、物品追蹤、工業(yè)控制、農(nóng)業(yè)監(jiān)測、安防與零售。
注：以上是NB-IoT變革場景的不完全統(tǒng)計
以智慧市政為例，它包含眾多的細(xì)分應(yīng)用，如智能電表、智能水表、智能井蓋、路燈、垃圾箱、郵筒等等。通過NB-IoT技術(shù)，可以將全市的智能井蓋都相互連接，在云平臺上所有的井蓋都在不斷的傳輸著自身的數(shù)據(jù)，以便于管理。智能井蓋可以在遇到故障或者遭遇偷竊時啟動報警裝置，進(jìn)行信息傳輸。更重要的是，在雨季我們可以通過云平臺的數(shù)據(jù)分析，準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)洪澇地點(diǎn)，啟動相應(yīng)的智能井蓋，進(jìn)行排水防澇，為城市的交通與安全保駕護(hù)航。
這才是未來智慧城市的縮影，而中小企業(yè)都可以參與到這場變革之中，成為時代的弄潮兒。
目前無論是行業(yè)還是媒體，都在吹捧NB-IoT技術(shù)，認(rèn)為它會是下一個萬億級市場。盡管對于一項(xiàng)技術(shù)的早期，我們應(yīng)該給予應(yīng)有的支持和關(guān)注，但我們依然要對NB-IoT的當(dāng)下保持應(yīng)有的冷靜。
據(jù)NB-IoT領(lǐng)域一家技術(shù)提供商的COO稱，NB-IoT芯片的核心問題還是功耗高，其低功耗的實(shí)現(xiàn)途徑是通過降低啟動頻率、簡化芯片結(jié)構(gòu)和只支持靜態(tài)場地使用3個方面實(shí)現(xiàn)的，而NB-IoT芯片本身的功耗并沒有降低多少。一家知名模組公司的銷售負(fù)責(zé)人也向智東西透露，電池10年的使用時間是有點(diǎn)夸大了，這需要很低的啟動頻率，但是像智能抄表一天啟動一次就夠了，這樣電池用10年肯定沒問題，這還要根據(jù)具體的使用場景決定。
此外，該銷售負(fù)責(zé)人還表示，芯片成本也是制約NB-IoT商用爆發(fā)的一個因素，目前的NB-IoT芯片和模組成本需要120元左右，這個成本還是相當(dāng)高的。但是這個需求是確實(shí)存在的，隨著NB-IoT市場需求不斷擴(kuò)大，成本會逐漸降下來，最終達(dá)到1美元左右的成本。
在具體使用場景上，NB-IoT應(yīng)用還處于市場探索期。目前我們知道的NB-IoT應(yīng)用可能集中在水務(wù)、電表等低頻業(yè)務(wù)上。該技術(shù)提供商的COO也表示，目前還是NB-IoT商用的早期，運(yùn)營商和行業(yè)大佬也都在探索中，在這個過程中逐漸發(fā)現(xiàn)若干個適用的場景，來發(fā)揮閉環(huán)的商業(yè)價值。此外他也表示，NB-IoT只是物聯(lián)網(wǎng)中的一種選擇，而未來隨著5G的到來，所有通信網(wǎng)絡(luò)都會整合進(jìn)5G，形成一個融合通信網(wǎng)絡(luò)，它可以為不同的應(yīng)用場景提供不同的網(wǎng)絡(luò)速率。
可見，NB-IoT還處于商用的初期，2017年也被稱為NB-IoT商用的元年，這都意味著NB-IoT在芯片技術(shù)、功耗、成本等方面還需要不斷發(fā)展，其市場需求也有待開發(fā)。但是，低功耗廣域網(wǎng)確實(shí)存在廣闊的市場空間和需求，NB-IoT作為一種授權(quán)的運(yùn)營商和大佬支持的商用技術(shù)，也確實(shí)可以滿足低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。隨著芯片在技術(shù)、成本功耗等方面的改善，以及NB-IoT網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營成本的下降，NB-IoT的市場規(guī)模會不斷擴(kuò)大，甚至接近萬億級別。
相比當(dāng)下火熱的共享單車、共享充電寶，NB-IoT才是一個真正的正在爆發(fā)的擁有萬億市場的需求廣闊的市場。
作為一項(xiàng)新的商用網(wǎng)絡(luò)，華為、英特爾、高通提供芯片，國內(nèi)三大運(yùn)營商加持，NB-IoT從出生就含著金湯勺。而這也注定了NB-IoT在芯片和運(yùn)營商領(lǐng)域已無機(jī)會，但在終端和垂直應(yīng)用上，中小企業(yè)也存在大量的機(jī)遇。
2017年作為NB-IoT商用的元年，一切才剛剛開始，一切還需要不斷的探索和觀察。NB-IoT究竟能在物聯(lián)網(wǎng)中占有多大的市場，占領(lǐng)多少應(yīng)用場景，還需要芯片、模組、終端、運(yùn)營商和垂直行業(yè)各個環(huán)節(jié)共同的努力和探索。
