NB-IoT：一顆明日之星

物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)是連接通信技術(shù)，也就是要將所有的物品都連上網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，當(dāng)然，我們需要的是無線互聯(lián)，而不是需要一根根的網(wǎng)線。物聯(lián)網(wǎng)的無線通信技術(shù)很多，主要分為兩類：一類是Zigbee、WiFi、藍(lán)牙、Z-wave等短距離通信技術(shù)；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(shù)。LPWAN又可分為兩類：一類是工作于未授權(quán)頻譜的LoRa、SigFox等技術(shù)；另一類是工作于授權(quán)頻譜下，3GPP支持的2/3/4G蜂窩通信技術(shù)，如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。

NB-IoT，窄帶物聯(lián)網(wǎng)（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT），是萬物智聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要分支。NB-IoT聚焦于低功耗廣覆蓋（LPWA）物聯(lián)網(wǎng)（IoT）市場，是一種可在全球范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用的新興技術(shù)。具有覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗低等優(yōu)勢。

NB-IoT室內(nèi)覆蓋能力很強(qiáng)，比LTE提升20dB增益，相當(dāng)于提升了100倍覆蓋區(qū)域能力。而且NB-IoT無須重新建網(wǎng)，射頻和天線基本上都是復(fù)用的。低功耗特性是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用一項(xiàng)重要指標(biāo)，特別是對于一些不能經(jīng)常更換電池的設(shè)備和場合，如安置于荒野偏遠(yuǎn)地區(qū)中的各類傳感監(jiān)測設(shè)備。NB-IoT設(shè)備功耗可以做到非常小，續(xù)航時(shí)間大幅提升到幾年甚至更長時(shí)間。另外，低速率、低功耗、低帶寬同樣給NB-IoT芯片以及模塊帶來低成本優(yōu)勢。最后，在同一基站的情況下，NB-IoT可以提供比現(xiàn)有無線技術(shù)高50～100倍的接入數(shù)。一個(gè)扇區(qū)能夠支持10萬個(gè)連接，支持低延遲敏感度、超低的設(shè)備成本、低設(shè)備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

華為主推NB-IoT發(fā)展

2014年5月，華為與沃達(dá)豐提出了窄帶技術(shù)NB M2M；由這兩家公司首倡的窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)概念一經(jīng)提出即得到了業(yè)界的廣泛認(rèn)可，隨后高通、愛立信等越來越多的行業(yè)巨頭加入到這一方向的標(biāo)準(zhǔn)化研究中。2015年5月，融合NB OFDMA形成了NB-CIoT;7月，NB-LTE跟NB-CIoT進(jìn)一步融合形成NB-IoT。為了促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一并有利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展，最終3GPP在2015年9月RAN全會(huì)達(dá)成一致，確立NB-IoT為窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

2016年6月30日華為在上海物聯(lián)網(wǎng)峰會(huì)上發(fā)布從NB-IoT通信芯片、基站設(shè)備到連接管理平臺的端到端NB-IoT解決方案，同時(shí)華為注重構(gòu)建NB-CIoT的生態(tài)系統(tǒng)，包括高通、沃達(dá)豐、德國電信、中國移動(dòng)、中國聯(lián)通、Bell等主流運(yùn)營商、芯片商及設(shè)備系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游均加入了該陣營。在整個(gè)NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)落地過程中，我國發(fā)揮了舉足輕重的作用，整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議提案共有447份，華為貢獻(xiàn)率達(dá)到41%，位列全世界第一。

全球移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)會(huì)（GSMA）的預(yù)測顯示，NB-IoT的出現(xiàn)將極大促進(jìn)蜂窩物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在2020年會(huì)有30億個(gè)物聯(lián)網(wǎng)連接承載在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)上。也有預(yù)測顯示，未來NB-IoT將覆蓋25%的物聯(lián)網(wǎng)連接。正是由于對該技術(shù)未來市場前景的看好，引來運(yùn)營商紛紛提前布局。

華為將NB-IoT技術(shù)應(yīng)用分為四個(gè)領(lǐng)域：一是智慧家居，如安防、家電、環(huán)境等場景的控制；二是個(gè)人場景，主要分為可穿戴設(shè)備、兒童及老人照看等領(lǐng)域；三是公共事業(yè)場景，主要包括智慧垃圾桶、智慧電表、水表、報(bào)警探測器等領(lǐng)域；四是工業(yè)場景，主要包括智慧物流、智慧農(nóng)業(yè)、供應(yīng)鏈管理等領(lǐng)域。NB-IoT的商業(yè)化有利于低功耗物聯(lián)網(wǎng)終端爆發(fā)式增長，也有利于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景普及加速，推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)和5G技術(shù)的落地。

NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)的確立使得物聯(lián)網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)連接層面有了統(tǒng)一的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，為下游物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。連接層的快速發(fā)展也意味著通道更寬，使得數(shù)據(jù)的爆炸式增長有依托，也能拉動(dòng)感知層傳感設(shè)備的需求急劇增加。

工信部出臺政策支持

2017年6月，工業(yè)和信息化部正式出臺了《關(guān)于全面推進(jìn)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）建設(shè)發(fā)展的通知》，在這個(gè)政策中，作為主管的政府部門，工信部明確表達(dá)了對NB-IoT技術(shù)的支持，以及對相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要求。

工信部要求全國加快部署NB-IoT網(wǎng)絡(luò)，并加快這個(gè)行業(yè)的應(yīng)用成熟度。特別是要求加快完成國內(nèi)NB-IoT設(shè)備、模組等技術(shù)要求和測試方法標(biāo)準(zhǔn)制定。到2017年年末，實(shí)現(xiàn)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)覆蓋直轄市、省會(huì)城市等主要城市，基站規(guī)模達(dá)40萬個(gè)。到2020年，NB-IoT網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全國普遍覆蓋，而向室內(nèi)、交通路網(wǎng)、地下管網(wǎng)等應(yīng)用場景實(shí)現(xiàn)深度覆蓋，基站規(guī)模達(dá)150萬個(gè)。工信部還要求推廣NB-IoT在細(xì)分領(lǐng)域的應(yīng)用，逐步形成規(guī)模應(yīng)用體系，2017年實(shí)現(xiàn)基于NB-IoT的M2M連接數(shù)超過2000萬個(gè)，2020年總連接數(shù)超過6億個(gè)。

同時(shí)，在這份標(biāo)志性的通知文件中，工信部為NB-IoT的應(yīng)用劃分了四個(gè)領(lǐng)域：公共服務(wù)領(lǐng)域、個(gè)人領(lǐng)域、工業(yè)制造領(lǐng)域、新技術(shù)新業(yè)務(wù)領(lǐng)域。

公共服務(wù)領(lǐng)域，首先便是水、電、氣表智能計(jì)量，公共停車管理，環(huán)保監(jiān)測等，這些領(lǐng)域?qū)⒂瓉硇碌耐ㄐ偶夹g(shù)的升級周期；但這些領(lǐng)域的行業(yè)主導(dǎo)權(quán)并不在工信部和相關(guān)通信企業(yè)手中，而是都掌握在相關(guān)的行業(yè)主管部門和國企手中，未來的技術(shù)升級和行業(yè)推廣，還需要國家更高層面的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。

在個(gè)人生活領(lǐng)域，主要集中在智能家居、可穿戴設(shè)備、兒童及老人照看、寵物追蹤及消費(fèi)電子等產(chǎn)品應(yīng)用中。在工業(yè)制造領(lǐng)域，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造相結(jié)合，以及對生產(chǎn)制造過程的監(jiān)控和控制，在物流運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面都是重點(diǎn)推廣領(lǐng)域。當(dāng)然，涉及工業(yè)生產(chǎn)層面，目前無論是運(yùn)營商還是設(shè)備廠商，都還僅僅從理念和技術(shù)層面提出了自己的構(gòu)想，還沒有很成功的實(shí)際應(yīng)用案例，這是一個(gè)藍(lán)海市場，有著極大的想象空間。

最后，在新技術(shù)新業(yè)務(wù)應(yīng)用中，提到了共享單車、智能硬件等“雙創(chuàng)”企業(yè)的應(yīng)用，也提到了電信運(yùn)營商要在接入、安全、計(jì)費(fèi)、業(yè)務(wù)QoS保證、云平臺和大數(shù)據(jù)處理等方面，為中小企業(yè)提供支持。不過，目前來看，這一領(lǐng)域比較突出的進(jìn)展，還僅僅是街道上五顏六色的共享單車服務(wù)，其他規(guī)模化的智能硬件產(chǎn)品尚沒有明顯的突破性進(jìn)展。

國內(nèi)運(yùn)營商布局NB-IoT

2017年被稱為窄帶物聯(lián)網(wǎng)NB-IoT商用元年，目前中國移動(dòng)、中國電信和中國聯(lián)通三家電信運(yùn)營商，在布局NB-IoT方面都表現(xiàn)得十分積極，為物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代啟動(dòng)了新一輪的“軍備競賽”。

中國移動(dòng)：

2016年10月30日，中國移動(dòng)宣布其成為全球第一個(gè)完成端到端NB-IoT實(shí)驗(yàn)室測試的運(yùn)營商，下一步將進(jìn)入外場測試。

2017年1月12日，中國移動(dòng)在江西省鷹潭市建成了第一個(gè)覆蓋全城的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)，涉及基站100多個(gè)，并聯(lián)合產(chǎn)業(yè)合作伙伴開啟業(yè)界首個(gè)NB-IoT實(shí)驗(yàn)室端到端技術(shù)驗(yàn)證。

中國移動(dòng)總裁李躍在MWC2017上宣布：“2017年中國移動(dòng)將在杭州、上海、廣州、福州四座城市開展NB-IoT及eMTC的規(guī)模試驗(yàn)，后續(xù)將在多個(gè)重點(diǎn)城市開展商用，2018年將實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)規(guī)模商用。”

中國移動(dòng)成立的物聯(lián)網(wǎng)公司針對NB-IoT的業(yè)務(wù)拓展聚焦在智能連接、智能模組、智能硬件、開放平臺、解決方案五大業(yè)務(wù)方向上。同時(shí)也推出了物聯(lián)網(wǎng)開放平臺OneNET、物聯(lián)網(wǎng)連接管理平臺、智能家庭網(wǎng)關(guān)等數(shù)字化產(chǎn)品，全面拉開了NB-IoT領(lǐng)域的攻勢。

中國電信：

2015年成立物聯(lián)網(wǎng)中心，開始布局物聯(lián)網(wǎng)市場，2017年5月17日宣布建成全球首個(gè)覆蓋最廣的商用NB-IoT網(wǎng)絡(luò)，全網(wǎng)31萬基站同步升級，原計(jì)劃2017年上半年在800MHz頻點(diǎn)全面開通NB-IoT業(yè)務(wù)。

2017年1月20日，中國電信在北京研究院發(fā)布中國電信NB-IoT設(shè)備V1.0版本。同時(shí)，中國電信在北京、上海和廣州設(shè)立了NB-IoT開放實(shí)驗(yàn)室，北京實(shí)驗(yàn)室更加關(guān)注NB-IoT網(wǎng)絡(luò)，上海實(shí)驗(yàn)室更加關(guān)注NB-IoT應(yīng)用，廣州實(shí)驗(yàn)室更加關(guān)注NB-IoT終端。

中國電信已經(jīng)啟動(dòng)了廣東、江蘇、浙江、上海、福建、四川和河南七省12個(gè)城市的大規(guī)模外場試驗(yàn)。

中國聯(lián)通：

與中國電信在800MHz低頻段上部署NB-IoT不同，中國聯(lián)通是在900Hz/1800MHz雙頻上進(jìn)行部署。中國聯(lián)通已在上海、北京、廣州、深圳等10余座城市開通了NB-IoT試點(diǎn)，原計(jì)劃到2018年將具有千萬級連接的支持能力。

其中，上海聯(lián)通已經(jīng)成為在NB-IoT領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊，截至2017年2月，上海聯(lián)通已經(jīng)建成800個(gè)站點(diǎn)的全國最大規(guī)模試商用網(wǎng)絡(luò)，是中國第一家實(shí)現(xiàn)全域覆蓋的省級運(yùn)營商。

另一個(gè)熱門技術(shù)——LoRa

中國從政府到產(chǎn)業(yè)界都在力推NB-IoT，除此以外，另一個(gè)針對LPWAN的LoRa技術(shù)也得到長足的發(fā)展。LoRa聯(lián)盟由美國Semtech公司發(fā)起，主要在全球非授權(quán)頻段進(jìn)行運(yùn)營，其發(fā)布的LoRa芯片靈敏度達(dá)到了-148dBm，與當(dāng)前先進(jìn)水平的sub-GHz芯片相比，接受靈敏度改善了20dB以上。與NB-IoT類似，LoRa也具有市場所需要的低功耗、低成本優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離的傳輸，可以在已有家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上增加LoRa模塊設(shè)備，實(shí)現(xiàn)全面LPWAN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的快速構(gòu)建。

由于中國擁有規(guī)模巨大的應(yīng)用市場，LoRa聯(lián)盟也已經(jīng)進(jìn)入中國，LoRa的芯片供應(yīng)商只有Semtech一家，但已經(jīng)有了中興通訊、鵬博士、利爾達(dá)等合作公司，提供LoRa模組與方案。2016年11月，LoRa發(fā)起者Semtech宣布將聯(lián)合鵬博士電信傳媒在中國部署全國性的LoRa網(wǎng)絡(luò)，目標(biāo)實(shí)現(xiàn)1億個(gè)家庭的覆蓋，這個(gè)計(jì)劃是LoRa至今為止最大規(guī)模的商業(yè)計(jì)劃，將在中國提供智能家居、智慧抄表、資產(chǎn)追蹤、老幼看護(hù)、智能路燈、污染檢測等多種服務(wù)。