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物聯(lián)網(wǎng)技術主要體現(xiàn)在通訊和傳感器兩個方面。

物聯(lián)網(wǎng)的無線通信技術很多，主要分為兩類：一類是Zigbee、WiFi、藍牙、Z-wave等短距離通信技術；另一類是LPWAN（low-power Wide-Area Network，低功耗廣域網(wǎng)），即廣域網(wǎng)通信技術。

LPWA又可分為兩類：一類是工作于未授權頻譜的LoRa、SigFox等技術；另一類是工作于授權頻譜下，3GPP支持的2/3/4G蜂窩通信技術，比如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。

2014年5月，華為收購了Nuel公司，開始和沃達豐進行窄帶蜂窩物聯(lián)技術的研究，提出了窄帶技術NB M2M。2015年5月，華為、沃達豐聯(lián)合高通共同制定了相關的上下行技術標準，融合NB OFDMA形成了NB-CIoT。

NB-CIoT提出了全新的空口技術，相對來說在現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡上改動較大，但NB-CIoT是提出的6大Clean Slate技術中，唯一一個滿足在TSG GERAN #67會議中提出的5 大目標（提升室內(nèi)覆蓋性能、支持大規(guī)模設備連接、減小設備復雜性、減小功耗和時延）的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術，特別是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)合推出窄帶蜂窩技術NB-LTE，與NB-CIoT的定位較為相似，但NB-LTE更傾向于與現(xiàn)有LTE兼容，其主要優(yōu)勢在于容易部署。2015年7月，愛立信和華為分別向3GPP提交標準提案。最終，在2015年9月的RAN #69會議上經(jīng)過激烈討論后協(xié)商統(tǒng)一，由3GPP在Rel-13版本中將兩種技術融合形成了NB-IoT標準。

NB-IoT從窄帶技術演變?yōu)?GPP的正式標準，相關廠商、運營商積極的推動和市場真實存在的需求是兩個不可忽略的因素。

3GPP的通信技術標準主要可分為Core Part（主體功能）、性能標準及RF一致性測試標準等。其中，主體功能標準指的是協(xié)議的具體內(nèi)容，包括信令協(xié)議、網(wǎng)絡接入等，主要與開發(fā)相關；性能標準主要是各個子技術領域的性能，跟測試強相關；一致性測試標準，主要包括一些流程及功能的測試標準。

從Rel-12開始，3GPP逐步在研究MTC通信增強的核心網(wǎng)架構，至Rel-13開始重點研究NB-IoT及DECOR/eDECOR相關技術。

3GPP核心網(wǎng)側與NB-IoT相關的主體標準大部分處于stage2（業(yè)務與系統(tǒng)架構），2016下半年至2017年初啟動stage3（核心網(wǎng)與終端）的相關工作。

為了滿足海量碎片化、低成本、低速率、低功耗的NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)應用，核心網(wǎng)方面主要考慮了以下方面的問題。

面向NB-IoT進一步提高對非頻繁小包傳送的處理效率。由于NB-IoT終端的數(shù)量可能呈指數(shù)型增長，但每個終端的數(shù)據(jù)量及通信周期都比較低，而以現(xiàn)有的EPS核心網(wǎng)（基于S1接口）去處理此類業(yè)務，其效率將非常低且有過載的風險，因此，需要最小化整個EPS系統(tǒng)的信令開銷，尤其是空口部分（如：RRC連接的建立和釋放），此外，還需要加強EPS系統(tǒng)安全流程（此部分是由SA WG出）。

目前有兩種優(yōu)化方向，一種是基于控制面的優(yōu)化方案，即通過NAS過程來傳送小包；另外一種是基于用戶面的優(yōu)化方案，即通過RRC suspend 態(tài)在UE 和RAN節(jié)點同時緩存用戶的上下文，以減少信令的交互。以上兩種優(yōu)化方案在TS23.401 Rel-14版本中均已加入，方案一作為必選方案，而方案二為可選方案。目前，3GPP傾向于采用基于控制的優(yōu)化方案，此部分標準在CT（核心網(wǎng)與終端）的主體工作目前還在進行當中。

3GPP沒有專門定義此類業(yè)務的業(yè)務模型，目前還處于研究狀態(tài)，預計在Rel-14版本中解決，其業(yè)務模型屬于MAR（移動終端周期性上報）業(yè)務模型的變種，需要在定位、移動性、傳輸效率等方面有進一步的增強和優(yōu)化。

針對海量靜止或限制移動性的終端，由于空口資源稀缺、核心網(wǎng)接口資源有限等原因，3GPP SA2目前還在進行尋呼優(yōu)化的討論，預計將在Rel-14中完善此部分功能。尋呼優(yōu)化的主要思路是考慮僅在用戶上一次接入的eNB 或小區(qū)內(nèi)進行尋呼而非整個TA（初步假設，NB-IoT小區(qū)的TA code與現(xiàn)有eNB小區(qū)的TA code 是不同的），以節(jié)省空口及核心網(wǎng)的相關資源。

在同樣的覆蓋區(qū)域，NB-IoT 的設備是海量的，遠多于傳統(tǒng)的蜂窩終端設備。運營商在窄帶頻譜下運營，有可能并不能提供足夠的尋呼所需資源、UE的標識（S-TMSI，IMSI）。與傳統(tǒng)蜂窩相比，由于小數(shù)據(jù)包的消息量限制，單次尋呼消息中要包含以上標識是極為受限的；另外一方面，覆蓋增強是標準中強制要求的，因此，尋呼消息可能要占用更長時間（重復發(fā)送相同的尋呼消息的間隔周期更長）。

大部分NB-IoT設備被認為是靜止或很少移動的，因此可以對其尋呼范圍進行限制，不需要在其所屬的整個TA進行尋呼，這樣可以減少對尋呼資源的消耗。但是，當UE 進入IDLE模式時，eNB上報給MME的上一次為NB-IoT UE服務的小區(qū)信息可能是不準確的（甚至靜止的用戶也存在這種可能）。這是因為在UE 靜止的情況下，用戶的主服小區(qū)的改變可能由各種原因引起，如射頻負載條件改變、鄰小區(qū)的射頻條件改變（類似建筑物的阻擋，導致UE接入其他基站）。

現(xiàn)網(wǎng)部署時，核心網(wǎng)可能會存在多個NB-IoT的DCN（DedicatedCore Network）。根據(jù)TSG RAN側TS23.236的輸出，NB-IoT DCN可能會同時連接到E-UTRAN和NB-IoT的RAN節(jié)點，可以根據(jù)用戶類型采取兩種不同方案為其選擇合適的DCN。一種是重定向方案，參考TR23.707 DECOR功能；另一種是UE輔助，參考TR23.711中的eDECOR。從目前協(xié)議的進展來看，由于重定向流程會導致UE與RAN及網(wǎng)絡側之間產(chǎn)生額外的信令交互，所以DECOR部署的可能性較小，可能會作為過渡方案；而eDECOR由于對UE有影響，目前還處于初期研究階段，將在Rel-14后期逐步完善，未來隨著虛擬化網(wǎng)絡的部署，有望被廣泛采用。

在M2M應用中，非I 數(shù)據(jù)使用是常見的，如6LowPAN、MQTT-S等。當此類應用部署在NB-IoT 網(wǎng)絡時，應用服務器AS或業(yè)務能力服務器SCS與用戶間的non-IP數(shù)據(jù)需要通過網(wǎng)絡進行傳送，有兩種方案可供選擇，一種是通過non-IP專屬的PDN點對點隧道方式通過SGi接口進行傳送，另外一種是通過SCEF進行傳遞。目前，由于CSGN與SCEF之間的T6a接口還處于初步研究階段，而通過SGi接口傳送non-IP數(shù)據(jù)可以使C-SGN統(tǒng)一數(shù)據(jù)出口，便于未來面向NB-IoT類業(yè)務進行計費點選擇及計費模式設計，因此，SGi方式可能會被運營商優(yōu)先采用。

部分已有M2M業(yè)務是采用SMS支持的，為了能夠全面的覆蓋此類業(yè)務，在部署NB-IoT后，需要考慮兩個問題：①是否保留聯(lián)合附著以獲取短信傳遞能力或者只進行PS 的附著；②是否會存在只使用SMS進行信息傳遞而無需建立任何PDN連接的終端及其解決方案。在Rel-14中會進一步完善NBIoT核心網(wǎng)支持SMS的解決方案，但運營商現(xiàn)網(wǎng)部署時可以根據(jù)實際需求考慮是否部署SMS功能，例如僅部署IP 及non-IP數(shù)據(jù)承載方式，主要是考慮到支持SMS功能需C-SGN與短信中心之間開通SGd接口，且需對現(xiàn)網(wǎng)短信中心進行升級改造，對CSGN也有相關功能要求。

對于傳播環(huán)境較差的用戶，例如地下管道內(nèi)的設備，需要很強的穿透性能，此時需要使用CE技術以獲得更好的穿透效果。但CE技術的使用，需要網(wǎng)絡側提供額外的資源。因此，應該對用戶進行認證，對可使用CE技術的用戶加以限制，以保證只有簽約并得到CE授權的用戶方可享受此特性，實現(xiàn)差異化的服務。

關于減少核心網(wǎng)過載的風險的議題，3GPP發(fā)起了多項研究，提出了包括接入等級劃分、基于eNB輔助的（在eNB側進行拒絕、延遲、隊列）等多種方案，而在TS23.401中，針對NB-IoT設備采用的擁塞控制方案是基于EPS系統(tǒng)原有backoff timer機制的升級，采用離散化的方式對NB-IoT設備并發(fā)請求進行處理來實現(xiàn)過載控制。

由于NB-IoT大部分應用場景使用的都是小數(shù)據(jù)包且通信頻率很低，例如周期性MAR（Mobile Autonomous Reporting）和NC（Network Command）使用20~200 byte/30min或更長時間間隔的數(shù)據(jù)傳輸?？紤]到IP 及傳輸層的頭開銷，如20 byte的IPv4 、40 byte的IPv6、8 byte 的UDP、20 byte的TCP、12 byte的RTP，為了更高效地支持海量NB-IoT/eMTC類的終端，采用頭壓縮增強技術勢在必行。

由于非頻繁的數(shù)據(jù)傳輸及移動性，eNB和UE中保留的頭壓縮上下文可能會被重置（例如，當UE進入IDLE模式或切換eNB時），如果頻繁發(fā)送數(shù)據(jù)或移動，將導致數(shù)據(jù)包產(chǎn)生全量頭開銷或額外開銷。此時，頭壓縮將是高效支持IP類小包業(yè)務的重要保障。因此，當采用基于控制面優(yōu)化的小包傳輸?shù)姆桨笗r，頭壓縮功能需要支持NB-IoT終端用戶從連接態(tài)至IDLE態(tài)的轉(zhuǎn)換及移動性管理。另外需注意，當non-IP類業(yè)務場景發(fā)生時，必須要將IP頭壓縮功能關閉，故網(wǎng)絡側還需要根據(jù)不同的情況來決定是否啟用頭壓縮功能。

萬物互聯(lián)是大趨勢，是發(fā)展的必然，各種物聯(lián)網(wǎng)技術也是梭鏢林立。

面對各種興起的物聯(lián)網(wǎng)技術，3GPP主要有三種標準：LTE-M、EC-GSM和NB-IoT，分別基于LTE演進、GSM演進和Clean Slate技術。

LTE-M，即LTE-Machine-to-Machine，是基于LTE演進的物聯(lián)網(wǎng)技術，在R12中叫Low-Cost MTC，在R13中被稱為LTE enhanced MTC (eMTC)，旨在基于現(xiàn)有的LTE載波滿足物聯(lián)網(wǎng)設備需求。

知道LTE UE categories的朋友并不會陌生。為了適應物聯(lián)網(wǎng)應用場景，3GPP在R11中定義了最低速率的UE設備為UE Cat-1，其上行速率為5Mbps，下行速率為10Mbps。為了進一步適應于物聯(lián)網(wǎng)傳感器的低功耗和低速率需求，到了R12，3GPP又定義了更低成本、更低功耗的Cat-0，其上下行速率為1Mbps。

EC-GSM，即擴展覆蓋GSM技術（Extended Coverage-GSM）。各種LPWA技術的興起，傳統(tǒng)GPRS應用于物聯(lián)網(wǎng)的劣勢凸顯。2014年3月，3GPP GERAN#62會議“Cellular System Support for Ultra Low Complexityand Low Throughput Internet of Things”研究項目提出，將窄帶（200kHz）物聯(lián)網(wǎng)技術遷移到GSM上，尋求比傳統(tǒng)GPRS高20dB的更廣的覆蓋范圍，并提出了5大目標：提升室內(nèi)覆蓋性能、支持大規(guī)模設備連接、減小設備復雜性、減小功耗和時延。2015年，TSG GERAN #67會議報告表示，EC-GSM已滿足5大目標。

GERAN（GSM EDGE Radio Access Network）是GSM/EDGE 無線通信網(wǎng)絡（Radio Access Network）的縮寫。GERAN由3GPP主導，主要制定GSM標準。由于早期的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術是基于GSM的，所以一些物聯(lián)網(wǎng)立項都是GERAN進行的。

隨著技術的發(fā)展，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)通信需要進行重新定義，我們形象的做“clean-slate”方案，類似于“打掃干凈屋子再請客”的說法，這就出現(xiàn)了NB-IoT。由于NB-IoT技術并不基于GSM，是一種clean-slate方案，所以，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的工作內(nèi)容轉(zhuǎn)移至RAN組。GERAN將繼續(xù)研究EC-GSM，直到R13 NB-IoT標準凍結。

2015年8月，3GPP RAN開始立項研究窄帶無線接入全新的空口技術，稱為Clean SlateCIoT，這一Clean Slate方案覆蓋了NB-CIoT。

NB-CIoT是由華為、高通和Neul聯(lián)合提出，NB-LTE是由愛立信、諾基亞等廠家提出。

NB-CIoT提出了全新的空口技術，相對來說在現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡上改動較大，但NB-CIoT是提出的6大CleanSlate技術中，唯一一個滿足在TSG GERAN #67會議中提出的5大目標（提升室內(nèi)覆蓋性能、支持大規(guī)模設備連接、減小設備復雜性、減小功耗和時延）的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術，特別是NB-CIoT的通信模塊成本低于GSM模塊和NB-LTE模塊。

NB-LTE更傾向于與現(xiàn)有LTE兼容，其主要優(yōu)勢在于容易部署。最終，在2015年9月的RAN #69會議上經(jīng)過激烈撕逼后協(xié)商統(tǒng)一，NB-IoT可認為是NB-CIoT和NB-LTE的融合。

這里引用一段3GPP RAN會議報告關于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術的描述：物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Thing, IoT）是未來重要技術，3GPP在R12/R13雖然也有MTC（Machine Type Communication）相關技術，但其基本做法是在既有LTE技術與架構上進行優(yōu)化，并非針對物聯(lián)網(wǎng)特性進行全新的設計。相對于MTC技術優(yōu)化的做法，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)(Cellular Internetof Thing, CIoT)技術項目建議針對物聯(lián)網(wǎng)特性全新設計，不一定要相容于既有的LTE技術框架。

一項創(chuàng)新技術的出現(xiàn)，必然要與傳統(tǒng)的技術進行搏殺，可能是魚死網(wǎng)破兩敗俱傷、可能是互相妥協(xié)和平共處、可能是多方投降一方獨大。

就NB-IoT創(chuàng)新技術的出現(xiàn)，可見的競爭將體現(xiàn)在以下三個方面，并以示例說明。

在中國的低功耗廣域網(wǎng)領域，NB-IoT和LoRa無疑是最為熱門的兩種低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）技術。兩者形成了兩大技術陣營，一方是以華為為代表的NB-IoT，另一方是以中興為代表的LoRa。毫無疑問，無線電頻譜是一種國家資源，是一種有限的資源，不可以再生，只能合理地利用。下面就看看兩種技術使用的頻段。

（1）NB-IoT頻段

NB-IoT使用了授權頻段，有三種部署方式：獨立部署、保護帶部署、帶內(nèi)部署。全球主流的頻段是800MHz和900MHz。中國電信會把NB-IoT部署在800MHz頻段上，而中國聯(lián)通會選擇900MHz來部署NB-IoT，中國移動則可能會重耕現(xiàn)有900MHz頻段。

NB-IoT屬于授權頻段，如同2G/3G/4G一樣，是專門規(guī)劃的頻段，頻段干擾相對少。NB-IoT網(wǎng)絡具有電信級網(wǎng)絡的標準，可以提供更好的信號服務質(zhì)量、安全性和認證等的網(wǎng)絡標準?？膳c現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)絡基站融合更有利于快速大規(guī)模部署。運營商有成熟的電信網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈和經(jīng)驗，可以更好地運營NB-IoT網(wǎng)絡。

從目前來看，NB-IoT網(wǎng)絡技術的只會由上面的網(wǎng)絡運營商來部署，其他公司或組織不能自己來部署網(wǎng)絡。要使用NB-IoT的網(wǎng)絡必須要等運營商把NB-IoT網(wǎng)絡鋪好，其進度與發(fā)展取決于運營商基礎網(wǎng)絡的建設。

（2）LoRa頻段

 LoRa使用的是免授權ISM頻段，但各國或地區(qū)的ISM頻段使用情況是不同的。下表是LoRa聯(lián)盟規(guī)范里提到的部分使用的頻段：

在中國市場，由中興主導的中國LoRa應用聯(lián)盟（CLAA）推薦使用了470-518MHz。而470-510MHz這個頻段是無線電計量儀表使用頻段?！段⒐β剩ǘ叹嚯x）無線電設備的技術要求》中提到：在滿足傳輸數(shù)據(jù)時，其發(fā)射機工作時間不超過5 秒的條件下，470－510MHz頻段可作為民用無線電計量儀表使用頻段。使用頻率是470-510MHz，630-787MHz。發(fā)射功率限值：50mW(e.r.p)。

由于LoRa是工作在免授權頻段的，無需申請即可進行網(wǎng)絡的建設，網(wǎng)絡架構簡單，運營成本也低。LoRa聯(lián)盟正在全球大力推進標準化的LoRaWAN協(xié)議，使得符合LoRaWAN規(guī)范的設備可以互聯(lián)互通。中國LoRa應用聯(lián)盟在LoRa基礎上做了改進優(yōu)化，形成了新的網(wǎng)絡接入規(guī)范。

通訊距離和通訊能力是無線通訊在同等功耗前提下最重要的性能指標。

 （1）NB-IoT通信距離

移動網(wǎng)絡的信號覆蓋范圍取決于基站密度和鏈路預算。NB-IoT具有164dB的鏈路預算，GPRS的鏈路預算有144dB（TR 45.820），LTE是142.7dB（TR 36.888）。與GPRS和LTE相比，NB-IoT鏈路預算有20dB的提升，開闊環(huán)境信號覆蓋范圍可以增加七倍。20dB相當于信號穿透建筑外壁發(fā)生的損失，NB-IoT室內(nèi)環(huán)境的信號覆蓋相對要好。一般地，NB-IoT的通信距離是15km。

（2）LoRa通信距離

LoRa以其獨有的專利技術提供了最大168dB的鏈路預算和+20dBm的功率輸出。一般地，在城市中無線距離范圍是1~2公里，在郊區(qū)無線距離最高可達20km。

（3）NB-IoT和LoRa的中繼

在實際的網(wǎng)絡部署中，NB-IoT和LoRa的無線網(wǎng)絡信號都會存在覆蓋不到的地方，可稱之為信號“盲區(qū)”，如果針對“盲區(qū)”通過多架設基站達到信號覆蓋的話，勢必會造成網(wǎng)絡建設成本較高。這就需要一種低成本的“中繼”產(chǎn)品，來拓展和延伸網(wǎng)絡，來完成“盲區(qū)”的信號覆蓋。

據(jù)了解，中國LoRa應用聯(lián)盟（CLAA）使用了MCU和SX1278做了一個中繼實現(xiàn)了“盲區(qū)”的低成本信號覆蓋。

中國物聯(lián)網(wǎng)合作組織集團，采用4320物聯(lián)網(wǎng)關設備，可用低廉的成本，實現(xiàn)4320個無線終端的中繼。

無論是NB-IoT還是LoRa的網(wǎng)絡都需要無線射頻芯片來實現(xiàn)連接和部署。NB-IoT和LoRa都采用了星型網(wǎng)絡拓撲結構，通過一個網(wǎng)關或基站就可以大范圍地覆蓋網(wǎng)絡信號。NB-IoT工作在授權頻段，基本上是運營商的市場，基站設備一般是由通信設備服務商提供。LoRa工作在免授權頻段，任何企業(yè)都可以自己設計開發(fā)網(wǎng)關，自行組建網(wǎng)絡。

NB-IoT和LoRa的一些終端無線射頻芯片公司。

（1）LoRa芯片公司

LoRa技術是Semtch公司的專利，Semtech公司提供SX127x系列LoRa產(chǎn)品。國內(nèi)市場主要以低頻段（137-525MHz）的SX1278為主。為適應市場的發(fā)展和需求，Semtech以IP授權的方式授予更多的公司來制造LoRa技術的芯片，如同ARM公司IP授權類似。

目前Semtech公司IP授權的公司有Hoperf、Microchip、Gemtek、ST等。Hoperf的LoRa產(chǎn)品是數(shù)據(jù)透傳模組，Microchip的是以LoRaWAN模組，Gemtek做成了SiP的LoRaWAN產(chǎn)品。未來或許會有更多的公司通過IP授權的方式來制造LoRa技術的產(chǎn)品。

（2）NB-IoT芯片公司

NB-IoT得到了電信運營商和電信設備服務商的支持，有著成熟完整的電信網(wǎng)絡生態(tài)系統(tǒng)。

華為：華為NB-IoT的芯片是Boudica，超低功耗SoC芯片，基于ARM Cortex-M0內(nèi)核，會搭載Huawei LiteOS嵌入式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。預計2017年初上市。

中興微電子：中興微電子NB-IoT的芯片是Wisefone7100。據(jù)稱，isefone7100內(nèi)部集成了中天微系統(tǒng)的CK802芯片。預計2017年Q2上市。

Intel：XMM7115，支持NB-IoT標準。2016年下半年提供樣品。XMM 7315，支持 LTE Category M和NB-IoT兩種標準，單一芯片集成了LTE 調(diào)制解調(diào)器和 IA 應用處理器。預計2017年商品化。

Qualcomm：MDM9206，支持Cat-M（eMTC）和NB-IoT。

Nordic：NordicSemiconductor nRF91系列是Nordic的NB-IoT蜂窩技術產(chǎn)品。預計2017年下半年提供樣品，2018年起供貨。

其他的NB-IoT芯片廠商可能還有：Sequans、Altair、簡約納電子有限公司、MARVELL、MTK、RDA等等。

NB-IoT和LoRa模組的成本

最近，SNS Telecom預測了一個典型的LPWA模組成本是$4-18，不同技術模組價格有所不同。隨著LPWA網(wǎng)絡部署成熟，預計每個模組的成本批量可以降到$1-2。

 NB-IoT和LoRa的成本究竟是多少呢？ 從一些公開的信息中來做個簡單的整理。

（1）NB-IoT模組的成本

華為在《NarrowBand IoT Wide Range of Opportunities WMC2016》中提到了：NB-IoT芯片組價格$1-2，模組價格是$5-10。NB-IoT模組理想價格應該小于<>

中興在《Pre5G Building the Bridge to 5G》中提到，NB-IoT模組的成本是$5-10，芯片組成本約$1-2。

互聯(lián)網(wǎng)工程任務組（The Internet Engineering Task Force，簡稱 IETF）也提到每個模塊成本小于$5。

Vodafone在一篇相關介紹資料中提到，每個模組成本<>

從上述幾家公司的資料來看，NB-IoTd模組成本市場期望值應該是<>

 不過，光有了NB-IoT模組還不夠，因為NB-IoT是授權頻段，要接入運營商的網(wǎng)絡，還需要SIM卡，或者eSIM(Embedded SIM、嵌入式SIM)。每個NB-IoT模塊還會有流量或服務的費用。

（2）LoRa模組的成本

由于LoRa商用較早，在市場上也有很多公司在銷售LoRa模塊。在此不討論數(shù)據(jù)透傳的模組，只說基于LoRaWAN協(xié)議的模組。

Microchip是較早做LoRaWAN模組的廠商，其在官方網(wǎng)址標價$10.37@5000+。實際采購價格需要聯(lián)系Microchip銷售以項目議價為準。

LoRaWAN模組關鍵的器件是MCU和SX127x，目前大約在8-9元人民幣。

目前LoRa市場主流使用的是ST公司的STM32L1系列和STM32L0系列的超低功耗單片機。STM32L1系列是基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的，STM32L0是基于ARM Cortex-M0+內(nèi)核的。以STM32L051C8和SX1278IMLTRT為例來評估LoRaWAN模組成本，一個LoRaWAN模組的市場價格范圍應該是在 : $ 6-10。當然，不同廠家由于其采購和加工制造成本不同工LoRa模組的成本也各不相同。

NB-IoT工作在授權頻段，設備需要入網(wǎng)許可，干擾相對會少。LoRa工作在免授權頻段，免授權頻段的設備種類相對多，難免會受到其他無線設備的干擾。LoRa的優(yōu)勢在于其專利技術，即使在復雜的環(huán)境中依然能保持較高的接受靈敏度，抗干擾能力強。

LoRa和和NB-IoT的數(shù)據(jù)速率是不同的，LoRa數(shù)據(jù)速率可達50kbps，NB-IoT可達200kbps。兩種技術的數(shù)據(jù)速率不同實際上也形成了不同的市場細分應用，可根據(jù)實際項目需求選擇適合的技術。

從NB-IoT和LoRa芯片產(chǎn)品來看，很多產(chǎn)品都集成了MCU或處理器，這樣可以更方便地進行信號和數(shù)據(jù)處理以及通信協(xié)議管理。

NB-IoT和LoRa無線網(wǎng)絡部署的環(huán)境不同，通信距離也會有所不同。在實際部署的時候需要考慮到“盲區(qū)”的問題。也可以結合其他的無線技術（如FSK等）解決信號的“盲區(qū)”問題（當然，PCB的設計和天線的匹配也會影響到通信距離的遠近）。

不少的公司NB-IoT芯片支持多種技術標準，可以滿足了更多的市場細分需求。LoRa通過授權可以做成SoC或SiP產(chǎn)品，并與一些產(chǎn)品技術融合滿足不同的市場需求。如，Semtech的EV8600就是是PLC與LoRa相結合的SoC產(chǎn)品。

NB-IoT和LoRa在電池產(chǎn)品應用中，存在一個共同的缺點，因為功耗問題，無法做到實時通訊，只適合條件或定時上傳，而對實時雙向要求較高的場景，是一個問題，不過，LoRa可以啟動低功耗FSK短距離組網(wǎng)方式，實現(xiàn)雙向?qū)崟r通訊；NB-IoT只能通過不停地與平臺通信（平臺是否能夠喚醒低功耗狀態(tài)下的設備，還有待驗證！?。。?，獲取下行指令，但過于頻繁，將加大功耗，如通信頻率降低，將出現(xiàn)用戶體驗感下降的問題。

NB-IoT和LoRa各有千秋，各有自己的優(yōu)勢。需要根據(jù)實際的項目需求情況及自身情況合理選擇適當?shù)募夹g。

NB-IoT和LoRa都還處于發(fā)展的起步階段，需要各方的投入和共同的發(fā)展。當大規(guī)模部署成為一種現(xiàn)實可能的時候，NB-IoT和LoRa模組成本自然也會進一步降低。在這新一波的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的行情中，先把項目落地，才有贏得先人一步的機會。NB-IoT和LoRa不僅僅需要產(chǎn)品的創(chuàng)新，更需要項目應用的創(chuàng)新。

就技術方案而言，在短時間內(nèi)，NB-IoT和LoRa肯定會并行，有共同點、各有優(yōu)點、各有缺點，很難說誰壓倒誰，但是，如果受到技術方案以外的因素影響，比如贏利模式的創(chuàng)新，與應用行業(yè)的緊密結合，借助行業(yè)的影響力，那么什么都有可能。我們比較看好NB-IoT技術，上述的技術總結和技術分析，就是全面論述我們?yōu)槭裁捶e極參與NB-IoT的進程，因為我們在2010年就提出“點對點”物聯(lián)方案，但鑒于2G退網(wǎng)、資費居高不下等因素，堅持6年后，終于迎來了機遇，而機遇是給有準備的人的，這幾年，我們潛心地在自己的領域臥薪嘗膽，積極創(chuàng)新，堅信通訊技術必將會帶來物聯(lián)網(wǎng)應用的春天，當春天來臨的時候，我們所在領域的創(chuàng)新成果，與先進的通訊技術結合，就如虎添翼。也正因為如此，在參與國家相關標準制定中，發(fā)表了積極的看法：NB-IoT技術一旦商用，現(xiàn)在花費巨資編制的這些標準，將成為廢紙，一文不值，此預言，將再一次被事實所驗證。

NB-IOT技術來勢兇猛，未來十年，全球?qū)⒂?00億個終端設備，通過NB-IOT接入物聯(lián)網(wǎng)，遍布城市各處的物聯(lián)網(wǎng)感知終端構成城市的神經(jīng)末梢，對城市運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，從地下管網(wǎng)監(jiān)測到路燈、井蓋等市政設施的管理，從水質(zhì)、空氣污染監(jiān)測到建筑節(jié)能，將為實現(xiàn)安全高效、和諧有序、綠色低碳、舒適便捷的智慧城市發(fā)揮重要作用。

在公共事業(yè)、個人穿戴設備、智能交通、物流跟蹤、寵物管理、精神病患者及老人監(jiān)管、兒童監(jiān)護、自動停車、智慧農(nóng)業(yè)、工業(yè)智能化、危化品監(jiān)管等所有領域，無所不及。

但是，能夠快速普及、且形成規(guī)模的NB-IOT應用，當屬公共事業(yè)的供電、供水、供氣、供熱的遠程抄表應用，因為全國有5.6億的用戶，在線運行的各種計量儀表高達20億只，量大面廣，為解決抄表難、收費難、降低運維成本、減少漏損，急需更先進適用的技術。

然而，建國以來，在公共事業(yè)電水氣熱領域，各種技術迭代發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了各種利益交織的混合體，不會因為NB-IOT的先進，就能夠迅速切入。

2016年是公共事業(yè)電水氣熱遠程抄表里程碑的一年，從住建部、發(fā)改委、工信部體系的動作可以看出，基本形成了“三足鼎立”的態(tài)勢，分析如下：

2016年住建部印發(fā)2006年的科學技術項目計劃書與11年前的住宅遠傳抄表系統(tǒng)應用技術規(guī)范，都是舊文件，但印發(fā)的時機，是十分耐人尋味的。而且這個信號在網(wǎng)上曝光以后，立即引起業(yè)內(nèi)外企業(yè)與投資機構的高度重視。沒有人能夠漠視這近萬億的市場價值！

從體制上，住建部主管公共事業(yè)的供水、供氣、供熱，這與房屋建設相關，所以，住建部相關利益部門，試圖主導水表、氣表、熱表在建筑領域的應用。

但是，按照傳統(tǒng)沿用的習慣，只要經(jīng)過國家技術監(jiān)督部門認證的水表、氣表、熱表，即可進入建筑安裝，相關部門沒有利益而言。

在反腐及體制改革之前，很多政府部門相關部門，都會想很多的辦法為部門、團體、個人創(chuàng)造財富，從而衍生出很多的管控部門，對計量儀表新技術應用，開始管控，出臺了“CJ城建標準”、“JG建筑工程標準”等諸多標準，并設置了“準入備案制度”等等，無論這個標準和制度是否起到了積極的管理作用，其中借助公共權力和公共資源斂財?shù)淖龇?，已?jīng)極大削弱了這種制度的權威性，因為這樣的做法已經(jīng)給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟負擔，并在招投標活動中，有些用金錢換取的備案證、標準參編單位名譽作為標準加分的行為，已經(jīng)嚴重破壞了商業(yè)公平交易環(huán)境，期待政府盡快進入微觀環(huán)境的體制改革。

鑒于諸多的標準均為行業(yè)推薦標準，并沒有強制性，因此，對行業(yè)發(fā)展并不能起到更多的實質(zhì)作用，反而造成了大家都看中了組織起草標準的好處，結果政出多門，標準相互抄襲，邏輯十分混亂，以至于讓企業(yè)無法適從，出于無奈，很多企業(yè)只能根據(jù)實際情況，制訂企業(yè)標準。

因此說，住建部體系，在水氣熱遠程抄表項目的競爭中，不會產(chǎn)生實質(zhì)性影響，與國家電網(wǎng)和工信部的競爭中，處于劣勢，但在智慧城市應用中，相關部門的作用是不能小視的。

實踐中，在公共事業(yè)水氣熱計量儀表領域，住建部的CJ/T-188對計量儀表數(shù)據(jù)傳輸，具有一定的影響，但這個標準只是用于計量儀表與中繼裝置之間的本地通信協(xié)議，一旦采用NB-IoT“點對點”通信技術，這個標準的影響力將十分有限，因此，從住建部的角度，希望在公共事業(yè)電水氣熱遠程抄表新興行業(yè)中起到主導作用，但心有余力不足，住建部相關部門都各自為政，沒有形成合力，加之各部門之間的利益之爭，造成其公信力下降，因此在NB-IoT技術應用的競爭中，不會有實質(zhì)性的能力，但住建部可以作為合作的伙伴，在智慧城市建設中進行合作，因此，住建部及相關部門不足以成為NB-IoT技術應用競爭對手。

2014年初，國網(wǎng)營銷【82】號文件首次在國內(nèi)提出制定水、氣、熱、電四表合一的采集方案。

2015年7月6日，國家發(fā)改委和國家能源局聯(lián)合發(fā)布《關于促進智能電網(wǎng)發(fā)展的指導意見》，強調(diào)要“支持水、氣、電集采集抄，建設跨行業(yè)能源運行動態(tài)數(shù)據(jù)集成平臺，鼓勵能源與信息基礎設施共享復用。”

2015年8月13日，國網(wǎng)營銷計量【2015】16號文件《國網(wǎng)營銷部關于加快推進四表合一采集應用工作的通知》，給出國網(wǎng)四表集抄技術規(guī)約，并在全國26個省市區(qū)進行114671戶四表合一建設計劃。

2016年2月24日，國家發(fā)改委、國家能源局和工信部印發(fā)《關于推薦“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導意見》，指出要“實現(xiàn)電能、熱力、制冷等能源消費的實時計量、信息交互與主動控制。豐富智能終端高級量測系統(tǒng)的實施功能，促進水、氣、熱、電的遠程自動集采集抄，實現(xiàn)多表合一。”

2016年末，由中國電力企業(yè)聯(lián)合會編制的團體標準《電、水、氣、熱能源計量管理系統(tǒng)》提交報批。

 以上信息及文件的發(fā)布表明了國家層面對“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”發(fā)展下四表合一項目的大力支持?，F(xiàn)有的試點項目覆蓋了河北、河南、山東、山西、湖北、湖南、浙江、江蘇、甘肅、廣西、四川、內(nèi)蒙古、新疆、青海、云南、吉林、北京、上海、天津、重慶等省市，項目表計數(shù)量從幾百到幾萬不等，在試點項目之后，水、氣、熱、電表的集采集抄會逐步走向大規(guī)模普及。

2016年10月26日，山東濟寧供電公司收到濟寧中山公用水務有限公司支付的首筆代抄表手續(xù)費15萬元，在國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)首家收獲了“多表集抄”商業(yè)運營第一桶金，為全面推動“多表集抄”商業(yè)運營起到示范帶動作用。

電力抄表的場景氛圍用戶測通訊和配網(wǎng)通訊系統(tǒng)，電力負荷監(jiān)控系統(tǒng)頻段采用230MHz+1.8GHz的TD-LET專網(wǎng)。用戶電表的遠程抄表采用過很多技術，抄表頻率的目標是15分鐘一次此案機和上傳，每天96個點，以便實現(xiàn)電網(wǎng)的在線監(jiān)測控制，電力聯(lián)合會新團體標準則將這個指標提升到5分鐘采集并上傳一次。在居住集中的地方，主要采用集中式抄表，主要有電力光纖集抄和GPRS集抄（占比超過50%），由于電力抄表供電不是問題，數(shù)據(jù)量相對較大，目前尚未體會到電力抄表利用NB-IoT的需求，況且要改變幾十年形成的業(yè)務體系，不是哪個領導能夠決定的。

國網(wǎng)四表集抄相關情況：

窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)NB-IoT是業(yè)界公認的最適合運營商部署的物聯(lián)網(wǎng)技術。隨著移動通信標準化組織3GPP在今年6月宣布完成NB-IoT標準的制定工作，基于授權頻譜的低功耗廣域網(wǎng)絡（LPWAN）技術在蜂窩通信陣營內(nèi)部取得了標準上的統(tǒng)一，這為通信運營商抵御以LoRa、Sigfox、RPMA等非授權頻譜技術建網(wǎng)的威脅掃除了標準障礙。因此，包括中國三大運營商在內(nèi)的全球主流運營商紛紛加大了NB-IoT的推進力度。

暫不管NB-IoT商業(yè)模式在哪里，贏利點在哪里，三大運營商，誰也不希望在新的一輪競爭中輸給對方，所以，各公司都在積極部署NB-IoT網(wǎng)絡，無形中，對國家電網(wǎng)公司實施的四表集抄，帶來了新的沖擊，對住建部等標準單位花費巨額資金編制的各類標準，產(chǎn)生了顛覆的作用。

通信業(yè)坐享人口紅利、從業(yè)者相安無事各自增長的時代已經(jīng)一去不返。行業(yè)的增長曲線已經(jīng)到達劉易斯拐點，存量競爭時代來臨；移動互聯(lián)網(wǎng)時代，OTT業(yè)務加速著基礎業(yè)務的迭代；數(shù)據(jù)流量爆炸式增長與營收增長之間形成巨大的“剪刀差”……“再不轉(zhuǎn)型就老了”成為懸在電信運營商頭上的達摩克利斯之劍。

●中國移動：2016年10月30日，中國移動宣布其成為全球第一個完成端到端NB-IoT實驗室測試的運營商，下一步將進入外場測試。按照中國移動的規(guī)劃，在2017年第四季度基于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術建設的網(wǎng)絡會開始商用。

●中國電信：在天翼智能終端交易博覽會上，中國電信董事長楊杰表示中國電信將于2017年上半年建成覆蓋全網(wǎng)基于800M的NB-IoT網(wǎng)絡，同期也將支持eSIM以促進中國電信的物聯(lián)網(wǎng)從過去基礎薄弱走向行業(yè)前列。

 ●中國聯(lián)通：在2016年中國智能終端技術大會暨中國智能硬件開發(fā)者大會上，中國聯(lián)通網(wǎng)絡技術研究院物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)中心總監(jiān)胡云表示，今年是聯(lián)通的NB-IoT試點年，明年是商用元年。目前中國聯(lián)通大規(guī)模NB-IoT外場實驗計劃已經(jīng)開始啟動，并計劃今年在上海建設千站規(guī)模，可以滿足整個上海主城區(qū)覆蓋。

三大運營商不約而同地都將2017年作為NB-IoT的商用元年，主要是彼此之間市場競爭的需要。按照工信部統(tǒng)計，截止到今年9月末，全國移動電話用戶總數(shù)已達到13.16億戶，4G用戶占比也已高達52%，因此在人與人的之間的通信相對飽和的市場環(huán)境下，三大運營商均將物與物之間的連接——即物聯(lián)網(wǎng)視為下一個增長點和競爭高地。為在市場上搶占先機，三大運營商一哄而上以激進的姿態(tài)啟動NB-IoT的網(wǎng)絡試驗和商用計劃，并將NB-IoT迅速升溫為通信行業(yè)的熱點。

三大運營商冒著風險激進地推進NB-IoT網(wǎng)絡建設，主要還是來彼此相互競爭的需要，每一家都想要通過跑馬圈地來打造物聯(lián)網(wǎng)時代的網(wǎng)絡壟斷優(yōu)勢，這暴露出的還是運營商傳統(tǒng)的管道思維：迷信連接的價值，相信更快的建網(wǎng)速度和更強的連接能力就意味著更大的話語權。其實中國移動原董事長王建宙早在2014年就提出了“物聯(lián)網(wǎng)顛覆價值鏈和生態(tài)鏈”的觀點，認為物聯(lián)網(wǎng)帶來的最大變化是價值鏈的變化和生態(tài)系統(tǒng)的變化，產(chǎn)業(yè)價值從連接層上移到了平臺層和應用層，運營商應該順應這一變化，將競爭的中心從以網(wǎng)絡為主轉(zhuǎn)向平臺和應用。

從NB-IoT建網(wǎng)投入來看，中國電信總經(jīng)理楊小偉在世界互聯(lián)網(wǎng)大會論壇上透露中國電信將在2017年上半年完成30萬FDD基站的建設，并同時實現(xiàn)800MHz NB-IoT全網(wǎng)覆蓋；而對于中國移動和中國聯(lián)通而言直接升級其現(xiàn)網(wǎng)的GSM基站來支持NB-IoT雖是較為省錢的建網(wǎng)方式，但考慮到兩家運營商的GSM基站開網(wǎng)時間久遠，尤其是物聯(lián)網(wǎng)需求集中的城區(qū)基站在網(wǎng)運行時間更長，這些老舊設備支持升級的比例很低，因此其新建站的投入與舊站升級的成本相對于中國電信也少不了多少。此外，物聯(lián)網(wǎng)設備無處不在，比手機有更高的覆蓋能力要求，當年中國移動為支持其高峰時期的5億2G用戶所部署的GSM基站數(shù)量就將近90萬站，而NB-IoT一旦啟動建網(wǎng)，則三家運營商后續(xù)為支持十億乃至百億連接所需要的建站數(shù)量將更殊為可觀。

從NB-IoT網(wǎng)絡的產(chǎn)出來看，由于NB-IoT支持海量連接、有深度覆蓋能力、功耗低，適合于傳感、計量、監(jiān)控等物聯(lián)網(wǎng)應用，因此對于傳輸速率要求較低(<>

根據(jù)麥肯錫數(shù)據(jù)，未來物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中設備層、連接層、平臺層和應用層的價值占比分別為 21：10：34：35，網(wǎng)絡連接層在物聯(lián)網(wǎng)總體收入中其實是占比最低的，因此從市場發(fā)展的角度來看，NB-IoT網(wǎng)絡注定是低效的投資，而三大運營商為如此低效的投資重復建設三張網(wǎng)絡對國有資本是一種巨大的浪費。

按照三大運營商的頻譜分配和建網(wǎng)計劃，中國聯(lián)通的NB-IoT將部署在900MHz，中國電信部署在800MHz，而中國移動則較為尷尬：目前TDD LTE系統(tǒng)不支持NB-IoT技術，而中國移動沒有FDD牌照，因此在GSM 900M上重耕NB-IoT是打了一個擦邊球。但由此最后形成的格局則是在中國的萬物互聯(lián)時代又將形成三張頻段各異、各自為政的“局域物聯(lián)網(wǎng)”，而且由于NB-IoT不支持運營商之間的漫游，所以這三張物聯(lián)網(wǎng)還將各自割裂，彼此成為孤島。特別是在初期網(wǎng)絡布局上，三大運營商主要采取在其現(xiàn)有移動通信基站覆蓋范圍內(nèi)升級的方式優(yōu)先在主城區(qū)支持NB-IoT的做法，即使在同一家網(wǎng)絡上也容易形成孤島林立的碎片化格局。

但這一格局明顯與物聯(lián)網(wǎng)的技術特征相矛盾。物聯(lián)網(wǎng)的技術特征是“全面感知”、“互通互連”和“智慧運行”，其中的“互通互連”是“全面感知”和“智慧運行”的中間環(huán)節(jié)，是物聯(lián)網(wǎng)的血管和神經(jīng)，天然地要求網(wǎng)絡具有“開放性”，只有“全面感知”的數(shù)據(jù)可以隨時隨地地接入網(wǎng)絡實現(xiàn)無障礙的”互通互連”，才能帶來物聯(lián)網(wǎng)的包容與繁榮。而三大運營商各自為政的三張NB-IoT網(wǎng)絡不僅在中間的網(wǎng)絡層造成了數(shù)據(jù)互通的人為阻礙，而且因為其頻段各異，對于下游的感知層也形成了困擾，特別是物聯(lián)網(wǎng)芯片、模塊產(chǎn)業(yè)因為多頻段支持的需要而必須額外增加成本。

以智能停車的物聯(lián)網(wǎng)應用舉例，三家毗鄰的停車樓如果由三大運營商各自建網(wǎng)以支持NB-IoT的覆蓋，則這三家停車樓要布設的傳感器、讀寫設備、智能卡等終端均需要分別支持不同的頻段技術，對于業(yè)主而言無法達到規(guī)模采購的成本優(yōu)勢，對于用戶而言也因為數(shù)據(jù)不能互通無法同時取得三家停車樓的車位信息而難以享受到物聯(lián)網(wǎng)智能停車的便利。

如果行業(yè)監(jiān)管任由三大運營商爭先恐后地推進NB-IoT網(wǎng)絡建設，則必然會在NB-IoT的起步階段就形成七國八制的混亂局面，并在物聯(lián)網(wǎng)市場重復移動通信市場的惡性競爭，造成國有資產(chǎn)浪費并損害物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

要實現(xiàn)理性規(guī)劃很難，競爭已經(jīng)開始，誰能更高一籌在競爭中勝出，需要的是智慧、戰(zhàn)略思維，因為我們選中中國電信，那么就探討中國電信在NB-IoT的這一輪競爭中，如何勝出！ 

中國電信如何在NB-IoT競爭中勝出？

如果NB-IoT能夠達到理論上公布的指標，其商業(yè)競爭將十分激烈，誰干掉誰，都是要付出兩敗俱傷的代價，唯有找到一個四兩撥千斤的切入點，可以準確、快速實現(xiàn)NB-IoT的平臺凝聚，將可能與移動合作、與聯(lián)通合作、與國網(wǎng)合作、想采用LORA技術的競爭對手，吸引或吸收到本平臺，自然就鞏固了NB-IoT老大的地位。

中國電信應拋開模組或流量贏利的傳統(tǒng)概念，與中物合集團緊密合作，深入地與應用技術捆綁在一起，以應用技術的騰飛帶動NB-IoT在各領域應用，在應用技術合作過程中，獲取比收流量費收益高出N備的收益，并為拓展其它領域的NB-IoT應用奠定了基礎。

水量物聯(lián)網(wǎng)傳感器、氣量物聯(lián)網(wǎng)傳感器，實現(xiàn)去儀表化，成為管道的一部分，靈活的安裝結構，有利于NB-IoT信號達到最佳。增量新裝競爭激烈，存量替換，需要巨額資金投入，唯有社會資本介入。

傳感器的低成本，可以實現(xiàn)融資租賃，徹底解決自來水公司、燃氣公司投入困難的問題，實現(xiàn)第三方服務。