一、為什么NB-IoT會(huì)出現(xiàn)?

據(jù)預(yù)測(cè)，2016年全球?qū)?huì)使用64億個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備每天將有550萬(wàn)個(gè)設(shè)備連網(wǎng)，而“萬(wàn)物互聯(lián)”實(shí)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(duì)數(shù)據(jù)傳輸能力和實(shí)時(shí)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(jìn)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?cái)z像頭， 對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)要求實(shí)時(shí)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(chǔ)物柜，使用頻率高但并非實(shí)時(shí)使用，對(duì)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(chǎng)歸納為L(zhǎng)PWAN(Low Power Wide Area Network)市場(chǎng)，即低功耗廣域網(wǎng)。目前還沒有對(duì)應(yīng)的蜂窩技術(shù)，多數(shù)情況下通過GPRS技術(shù)勉力支撐，從而帶來了成本高、影響低速率業(yè)務(wù)普及度低的問題。

也就是說目前低速率業(yè)務(wù)市場(chǎng)急需開拓，而低速率業(yè)務(wù)市場(chǎng)其實(shí)是最大的市場(chǎng)，如建筑中的滅火器、科學(xué)研究中使用的各種監(jiān)測(cè)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，這些數(shù)據(jù)的收集用于各類用途，比如改善城市設(shè)備的配置等等。

而NB-IoT就是一種新的窄帶蜂窩通信LPWAN(低功耗廣域網(wǎng))技術(shù)，可以幫助我們解決這個(gè)問題。

二、NB-IoT的優(yōu)勢(shì)是什么?

作為一項(xiàng)應(yīng)用于低速率業(yè)務(wù)中的技術(shù)，NB-IoT的優(yōu)勢(shì)不難想象：

強(qiáng)鏈接：在同一基站的情況下，NB-IoT可以比現(xiàn)有無線技術(shù)提供50-100倍的接入數(shù)。一個(gè)扇區(qū)能夠支持10萬(wàn)個(gè)連接，支持低延時(shí)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)。舉例來說，受限于帶寬，運(yùn)營(yíng)商給家庭中每個(gè)路由器僅開放8-16個(gè)接入口，而一個(gè)家庭中往往有多部手機(jī)、筆記本、平板電腦，未來要想實(shí)現(xiàn)全屋智能、上百種傳感設(shè)備需要聯(lián)網(wǎng)就成了一個(gè)棘手的難題。而NB-IoT足以輕松滿足未來智慧家庭中大量設(shè)備聯(lián)網(wǎng)需求。

高覆蓋：NB-IoT室內(nèi)覆蓋能力強(qiáng)，比LTE提升20dB增益，相當(dāng)于提升了100倍覆蓋區(qū)域能力。不僅可以滿足農(nóng)村這樣的廣覆蓋需求，對(duì)于廠區(qū)、地下車庫(kù)、井蓋這類對(duì)深度覆蓋有要求的應(yīng)用同樣適用。以井蓋監(jiān)測(cè)為例，過去GPRS的方式需要伸出一根天線，車輛來往極易損壞，而NB-IoT只要部署得當(dāng)，就可以很好的解決這一難題。

低功耗：低功耗特性是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用一項(xiàng)重要指標(biāo)，特別對(duì)于一些不能經(jīng)常更換電池的設(shè)備和場(chǎng)合，如安置于高山荒野偏遠(yuǎn)地區(qū)中的各類傳感監(jiān)測(cè)設(shè)備，它們不可能像智能手機(jī)一天一充電，長(zhǎng)達(dá)幾年的電池使用壽命是最本質(zhì)的需求。NB-IoT聚焦小數(shù)據(jù)量、小速率應(yīng)用，因此NB-IoT設(shè)備功耗可以做到非常小，設(shè)備續(xù)航時(shí)間可以從過去的幾個(gè)月大幅提升到幾年。

低成本：與LoRa相比，NB-IoT無需重新建網(wǎng)，射頻和天線基本上都是復(fù)用的。以中國(guó)移動(dòng)為例，900MHZ里面有一個(gè)比較寬的頻帶，只需要清出來一部分2G的頻段，就可以直接進(jìn)行LTE和NB-IoT的同時(shí)部署。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(shì)。模塊預(yù)期價(jià)格不超過5美元。

不過，NB-IoT仍有著自身的局限性。在成本方面，NB-IoT模組成本未來有望降至5美元之內(nèi)，但目前支持藍(lán)牙、Thread、ZigBee三種標(biāo)準(zhǔn)的芯片價(jià)格僅在2美元左右，僅支持其中一種標(biāo)準(zhǔn)的芯片價(jià)格不到1美元。巨大的價(jià)格差距無疑將讓企業(yè)部署NB-IoT產(chǎn)生顧慮。

此外，大部分物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景如智能門鎖、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)等并不需要實(shí)時(shí)無線聯(lián)網(wǎng)，僅需近場(chǎng)通信或者通過有線方式便可完成。若更換NB-IoT，是否物有所值?

三、NB-IoT的產(chǎn)業(yè)鏈

相對(duì)于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)比較龐大，需要從縱向產(chǎn)業(yè)鏈和橫向技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)兩個(gè)維度多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析。

對(duì)于低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)，從縱向來看，目前已形成從“底層芯片—模組—終端—運(yùn)營(yíng)商—應(yīng)用”的完整產(chǎn)業(yè)鏈。

而其中，芯片在NB-IoT整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中處于基礎(chǔ)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(jì)劃。

華為收購(gòu)公司Neul的芯片實(shí)現(xiàn)的比較早，已有測(cè)試樣片;

高通的芯片預(yù)計(jì)會(huì)在2016年四季度階段發(fā)布，而且高通的芯片是NB-IoT和eMTC雙模的芯片;

Intel的芯片預(yù)計(jì)今年四季度會(huì)提供第一批的芯片，但是主要是以測(cè)試為主，商用芯片也是在明年年初發(fā)布;

MTK的芯片也在研發(fā)當(dāng)中，明年上半年會(huì)發(fā)布;

中興微、大唐的芯片也都在研發(fā)當(dāng)中。

下面我們就選取華為和高通兩家來具體聊聊。

1、 華為

作為NB-IoT的積極參與者華為而言，NB-IoT是一個(gè)大戰(zhàn)略，據(jù)說華為所有的部門都積極參與其中。

其實(shí)早在2014年，華為就斥資2500萬(wàn)美元收購(gòu)了英國(guó)領(lǐng)先的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)芯片和解決方案提供商N(yùn)eul，還計(jì)劃以Neul為中心，打造一個(gè)全球級(jí)物聯(lián)網(wǎng)。

不出所料，在標(biāo)準(zhǔn)公布后，Neul即將在本月底火速推出NB-IoT商用芯片，這將會(huì)是業(yè)內(nèi)第一款正式商用的NB-IoT芯片，而且其芯片價(jià)格向短距離通信芯片價(jià)格靠近。

據(jù)悉，華為推出的NB-IoT芯片在硬幣大小的尺寸內(nèi)集成了BB和AP、Flash和電池管理，并預(yù)留傳感器集成功能。其中AP包含三個(gè)ARM-M0內(nèi)核，每個(gè)M0內(nèi)核分別負(fù)責(zé)應(yīng)用、安全、通信功能，這樣在方便進(jìn)行功能管理的同時(shí)降低成本和功耗，后續(xù)推出的芯片還將會(huì)集成Soft SIM，進(jìn)一步降低成本。

另外，在九月底提供第一批芯片之后，華為還將會(huì)和ublox、移遠(yuǎn)合作提供第一批的商用模組，商用模組大概是在10月中旬或下旬發(fā)布。第一批提供的量并不大，明年年初將大規(guī)模商用。

除了芯片以外，華為在NB-IoT領(lǐng)域的布局可謂是全方位覆蓋式的。

在今年的世界移動(dòng)大會(huì)物聯(lián)網(wǎng)峰會(huì)上，華為正式面向全球發(fā)布了端到端NB-IoT解決方案，主要包括：Huawei Lite OS與NB-IoT芯片使能的智能化終端方案、平滑演進(jìn)到NB-IoT的eNodeB基站、可支持Core in a Box或NFV切片靈活部署的IoT Packet Core、基于云化架構(gòu)并具有大數(shù)據(jù)能力的IoT聯(lián)接管理平臺(tái)等，滿足了運(yùn)營(yíng)商IoT業(yè)務(wù)低功耗廣域覆蓋的核心需求。

另外在上個(gè)月舉辦的第二屆中國(guó)NB-IoT產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟高峰論壇上，華為的NB-IoT項(xiàng)目負(fù)責(zé)人許海平更是表示了華為正在建設(shè)的開放實(shí)驗(yàn)室將更好地為NB-IoT端到端業(yè)務(wù)服務(wù)。“從今年開始，華為在全球設(shè)立了七個(gè)開放實(shí)驗(yàn)室，現(xiàn)已開放了兩個(gè)，一個(gè)是沃達(dá)豐，另外一個(gè)是華為的上研所。開放實(shí)驗(yàn)室主要是搭建整套的端到端NB-IoT環(huán)境，提供NB-IoT的芯片和模組，和一些關(guān)系比較密切的合作廠商一起來做端到端的對(duì)接，包括芯片模組的集成、后端的聯(lián)接管理平臺(tái)、業(yè)務(wù)服務(wù)器的對(duì)接等。沃達(dá)豐的開放實(shí)驗(yàn)室主要是針對(duì)的歐洲的合作廠商，上海的實(shí)驗(yàn)室主要是針對(duì)中國(guó)區(qū)的，九月份還將在韓國(guó)成立一個(gè)open lab，意大利等國(guó)家也會(huì)相繼推進(jìn)。”

2、高通

高通認(rèn)為在未來5年里，從物聯(lián)網(wǎng)的角度來說，LTE依然是發(fā)展基礎(chǔ)。3GPP Release 13下引入的NB-IoT將繼續(xù)隨著3GPP的發(fā)展而演進(jìn)，大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)(Massive IoT)所需的低成本、低功耗等將依靠LTE NB-IoT技術(shù)從蜂窩連接的方面推動(dòng)其發(fā)展，為物聯(lián)網(wǎng)5G技術(shù)發(fā)展打好基礎(chǔ)。

高通今年年初推了的MDM 9×07，支持Cat 4，最高支持150Mbps;另外一個(gè)是MDM 92071，支持Cat 1的標(biāo)準(zhǔn);還有去年10月推出的MDM 9206，支持CatM1，后期通過軟件升級(jí)可以支持NB-IoT。模塊OEM廠商預(yù)計(jì)將于2017年初發(fā)布基于MDM 9206、支持Cat M1的模塊，而對(duì)于Cat NB1的支持預(yù)計(jì)在此之后不久，通過軟件升級(jí)的方式實(shí)現(xiàn)。

另外，在目前的Release 13中，NB-IoT不支持VoLTE，不過在未來的Release 14中，高通就會(huì)嘗試增加語(yǔ)音功能的支持。隨著NBIoT不斷演進(jìn)，高通希望它能為適用于5G的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)打下基礎(chǔ)。

講完了芯片廠商，下面來講講運(yùn)營(yíng)商。

從去年開始，包括中國(guó)、韓國(guó)、歐洲、中東、北美的多家主流運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開展了基于pre-standard 的NB-IoT技術(shù)的試點(diǎn)，并開啟了端到端的技術(shù)和業(yè)務(wù)驗(yàn)證。

1、中國(guó)電信

中國(guó)電信正在積極跟進(jìn)NB-IoT技術(shù)發(fā)展，并正式立項(xiàng)對(duì)NB-IoT關(guān)鍵技術(shù)、終端和業(yè)務(wù)開展研發(fā)。在具體部署方案上，將基于全覆蓋的800M LTE網(wǎng)絡(luò)部署NB-IoT;基站同時(shí)支持LTE和NB-IoT與800MLTE基站共享基帶、射頻及天饋資源。同時(shí)，為了規(guī)避可能的頻率干擾，并考慮LTE800后續(xù)演進(jìn)的靈活性，優(yōu)先考慮獨(dú)立工作模式。

另外，在今年7月召開的“2016年天翼智能終端交易博覽會(huì)”上，中國(guó)電信聯(lián)合高通、華為、中興、英特爾、博世、SAP、IBM、愛立信、深創(chuàng)投、中科院上海微系統(tǒng)所、北郵和東南大學(xué)12家單位,共同發(fā)起成立“天翼物聯(lián)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”。

2、中國(guó)移動(dòng)

對(duì)于中國(guó)移動(dòng)來說，其公眾物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)自2014年11月底正式商用,截至今年6月,用戶已超過2700萬(wàn)。目前，中國(guó)移動(dòng)正加快推進(jìn)全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)窄帶物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)成熟和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新，構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)開放實(shí)驗(yàn)室，促進(jìn)芯片和模組成熟發(fā)展，打造一張低成本、低功耗、廣覆蓋、高可靠的公共物聯(lián)網(wǎng)，力爭(zhēng)2017年實(shí)現(xiàn)商用。為了建設(shè)NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)，預(yù)計(jì)在2016年年底至2017年年中，中移動(dòng)將會(huì)獲得FDD牌照，并且允許重耕現(xiàn)有的900MHz、1800MHz頻段。

3、中國(guó)聯(lián)通

中國(guó)聯(lián)通在2015年7月，建成并開放全球第一個(gè)NB-IoT新技術(shù)示范點(diǎn);2016年上半年上海迪斯尼物聯(lián)網(wǎng)啟動(dòng)商用; 2015年-2016年開展了NB-IoT業(yè)務(wù)試點(diǎn)及試驗(yàn)，目前正推進(jìn)重點(diǎn)城市(北京、上海、廣州、深圳、銀川、長(zhǎng)沙、福州)的NB-IoT商用部署，計(jì)劃在2017年實(shí)現(xiàn)規(guī)模商用，2018年則將開始全面推進(jìn)國(guó)家范圍內(nèi)的商用部署。

中國(guó)聯(lián)通部署在900MHz、1800MHz頻段，用于NB-IoT和VoLTE。在900 MHz采用DSSS動(dòng)態(tài)頻譜解決方案，在1800MHz連續(xù)覆蓋區(qū)域，部署5MHz帶寬的LTE，在沒有1800MHz連續(xù)覆蓋的區(qū)域，帶寬自動(dòng)縮窄到 3MHz，但中心頻點(diǎn)保持不變，兩側(cè)空出的頻譜，自動(dòng)部署14個(gè)GSM頻點(diǎn)。

從橫向來看，產(chǎn)業(yè)鏈每一環(huán)節(jié)都有NB-IoT、LoRa、Sigfox、ZETA、Ingenu等不同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的廠商存在。

說到這些，不得不重提下之前的LPWAN，NB-IoT、LoRa、Sigfox、ZETA、Ingenu都是LPWAN的分支。

像Lora、Sigfox等，屬于工作在非授權(quán)頻段的技術(shù)，這類技術(shù)大多是非標(biāo)、自定義實(shí)現(xiàn);而像GSM、CDMA、WCDMA等較成熟的2G/3G蜂窩通信技術(shù)是工作在授權(quán)頻段的技術(shù)，這類技術(shù)基本都在3GPP(主要制定GSM、WCDMA、LTE及其演進(jìn)技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn))或3GPP2(主要制定CDMA相關(guān)標(biāo)準(zhǔn))等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)定義。