中國移動通過多載波疊加等技術(shù)滿足 IMT-2020eMTC 場景需求

NB-IoT 對運營商是否“錢”景廣闊？很多人疑惑這點。隨著行業(yè) NB-IoT 終端數(shù)量越來越多，我們看到，運營商 NB-IoT 收入也水漲船高。

以 NB-IoT 氣表行業(yè)為例，雖然氣表廠商每年每個氣表交通信費只有幾元，但行業(yè)通常一次性交 10 年通信資費。這意味著，單表繳費就在數(shù)十元，對于每年數(shù)千萬的燃氣表增量，運營商的通信資費每年就達超十億元。

要知道，單個運營商每年物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)收入也是幾十億元規(guī)模。筆者從中國某運營商處了解，其 NB-IoT 帶來的收入，已占據(jù)整個物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)收入可觀的比例，內(nèi)部評價“很有價值”?？梢?NB-IoT 貢獻收入超過預(yù)期。

當然這只是氣表一個行業(yè)。未來，水表、電動車、2G 物聯(lián)、Wi-Fi 家電市場等場景，都選擇 NB-IoT，將使得 NB-IoT 產(chǎn)業(yè)更加“錢”景廣闊。所以可以說，目前 NB-IoT 已經(jīng)進入商業(yè)正循環(huán)，將促使產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

這幾年，我持續(xù)關(guān)注 NB-IoT、Cat.1、LoRa 以及 Wi-Fi 等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展。在今年新基建、雙循環(huán)背景下，我發(fā)現(xiàn)各行各業(yè)越來越重視 5G NB-IoT 這個低速率物聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)。同時 Cat.1 異軍突起，補位 eMTC，支撐中速率場景。

目前物聯(lián)網(wǎng)界已經(jīng)不怎么關(guān)心 NB-IoT 與 LoRa 之爭，而更關(guān)心 NB-IoT 與 Cat.1 之間的優(yōu)劣、家庭場景 NB-IoT 與 Wi-Fi 之間的優(yōu)劣、NB-IoT 接棒 2G 物聯(lián)的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢等。

這是因為 NB-IoT 模組價格與 2G 模組持平，極具優(yōu)勢。三大運營商均加大了對 NB-IoT 的投入力度。今年 1 月，NB-IoT 連接數(shù)快速達到全球 1 億，2 月中國市場達到 1 億。這些無不讓 NB-IoT 未來發(fā)展越發(fā)快速。

在近期的“第三屆中國 NB-IoT 產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會”上，華為中國區(qū) IoT 拓展部部長張海在演講中分享了不少干貨和故事，讓筆者了解到 NB-IoT 最新的進展以及動態(tài)，還有包括上述熱點問題的觀點。我們在此總結(jié)和解讀下。

NB-IoT 與 Cat.1 協(xié)同，但有幾個場景要慎重

隨著運營商網(wǎng)絡(luò)升級戰(zhàn)略不斷推進，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)在后 2G 時代，誰才是王者？

從通信行業(yè)未來發(fā)展來看，5G（NB-IoT+NR）+ 4G（Cat.1/Cat.4），已經(jīng)成為未來十年蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)路線選擇。

對此，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)面臨著在 NB-IoT 與 Cat.1 之間做出選擇的難題?？陀^分析，Cat.1 的優(yōu)勢是可以無縫接入現(xiàn)有 LTE 網(wǎng)絡(luò)當中，無需針對基站進行軟硬件升級，而當前運營商都有大量存量 LTE 基站。

Cat.1 的劣勢是芯片價格——Cat.1 芯片價格大約 25 元，模組價格高達約 40 元，這讓原來采用 2G 模組的從業(yè)者需要忍受提價的痛苦——這阻撓了產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。有人提出，希望業(yè)界企業(yè)可以通過規(guī)模生產(chǎn)，盡快降低 Cat.1 芯片價格。但從技術(shù)角度看，Cat.1 芯片居高問題很難快速降低。

華為中國區(qū) IoT 拓展部部長張海在此次大會上分析，Cat.1 工作在 20MHz 帶寬工作，NB-IoT 在 200KHz 帶寬工作。更高的帶寬，使得 Cat.1 芯片要求更高計算、更多存儲，在具備相同降成本方案和出貨量情況下，Cat.1 成本將始終比 NB 高 2-3 倍。

因此，在具備相同降成本方案和出貨量情況下，Cat.1 成本將始終比 NB-IoT 高 2-3 倍。

Cat.1 技術(shù)非常適合 10Mbps 的終端下行鏈路速率的中速率場景，主要適合實時語音之類的業(yè)務(wù)場景。但如果在可以應(yīng)用 NB-IoT 的場景中，依然選擇 Cat.1，那么勢必由于缺乏競爭優(yōu)勢，而被淘汰。

我覺的張海提到的該類別場景非常重要。NB-IoT 與 Cat.1 一個負責(zé)低速率，一個負責(zé)中速率場景，但中間并沒有一條清晰的界限。在中間位置，兩者可能都能支持。這時候，各行業(yè)企業(yè)就要考慮成本問題。

而且要知道，基于 R14 標準，運營商在基站側(cè)通過軟件升級，可以使 NB-IoT 技術(shù)實現(xiàn)了 5-7 倍速率提升、并發(fā)能力 2-8 倍增強，滿足業(yè)務(wù)需要。而且，通過提供測量報告（MR）上報、信道估計增強、擴展 QCI 等，提升了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化效率和組網(wǎng)性能的提升。升級后的 NB-IoT 新網(wǎng)絡(luò)，幫助運營商將 NB 應(yīng)用擴展到更多場景。

到底哪些場景是 NB-IoT 和 Cat.1 都可以支持的？POS 機（用來刷銀行卡的多功能終端）這個場景就是一個關(guān)鍵領(lǐng)域。

2G 逐步變?nèi)?，POS 機咋辦？NB-IoT 是最優(yōu)選項

伴隨 R14 網(wǎng)絡(luò)升級，NB-IoT 快速接力 2G 市場。在 POS 機行業(yè)，每年采用 2G 通信的 POS 機有 3000~4000 萬臺，伴隨 2G 退網(wǎng)，必然要選擇新的通信能力。2019 年中，央行發(fā)布［2019］85 號文，強調(diào)了交易必須提供可信定位。張海認為，二者給行業(yè)帶來了新的變化。

一方面，當前 2G 減頻退網(wǎng)進行中，的確不太行了，POS 機應(yīng)該繼續(xù)選移動網(wǎng)絡(luò)還是選藍牙 /Wi-Fi？

我們知道，藍牙 /Wi-Fi 畢竟使用的非授權(quán)頻譜，存在安全漏洞，用他們給 POS 機傳遞定位和交易信息，存在更大的隱患。其實 2G 技術(shù)的安全性也遠低于 4G 和 5G。2G 網(wǎng)絡(luò)只有基站對終端的單項認證，2G 終端無法認證基站的真?zhèn)?，?dǎo)致很多 2G 終端進入偽基站就不能工作，出現(xiàn)很多詐騙。NB-IoT 基于 4G/5G 雙向鑒權(quán)認證，安全性非?？煽?。這一點需要支付清算公司高度關(guān)注，符合央行監(jiān)管需求。

另一方面，很多 POS 機廠商在考慮選擇 NB-IoT 還是 Cat.1 技術(shù)。張海轉(zhuǎn)述 POS 機廠商的一個小故事，有個 2G POS 機用戶打電話給他們，說開車在城里轉(zhuǎn)了兩圈，都提示網(wǎng)絡(luò)信號不好。廠商對客戶說，把 POS 機重啟一下試試能否解決。這個故事告訴我們，因為普惠金融全鏈條受益，末端 POS 機用戶對于網(wǎng)絡(luò)的容忍度很高。但是 POS 機海量出貨，Cat.1 要比 NB-IoT 的成本高，對支付公司和設(shè)備商，就顯得更突兀。

中國電信聯(lián)合華為與伙伴在 2019 年底就基于 R13 試點 NB-IoT POS，發(fā)現(xiàn) NB-IoT POS 性能與 2G 相當。伴隨 R14 網(wǎng)絡(luò)開通，NB-IoT POS 規(guī)模爆發(fā)在即。

除了 POS 機，2G 另一個大顆粒場景是車載跟蹤。該領(lǐng)域每年也是 2000-3000 萬終端出貨量。NB-IoT 能否承載這個高速移動場景需求呢？

張海介紹，2019 年底，華為在上海與 MTK 聯(lián)合測試。測試車速 80~120km/h，上報業(yè)務(wù)，GPRS 的主動上報為~80 Bytes/ 次；NB-IoT 則是 500Bytes/ 次（2G 的兩倍傳輸量）、1000Bytes/ 次（2G 的 4 倍傳輸量）。最后的結(jié)果是，NB-IoT 時延為 2G 的 32%。證明 NB-IoT 完全適合高速移動場景。

而商業(yè)上，也有很多頭部車載跟蹤設(shè)備伙伴希望勸說最終客戶采用 Cat.1，畢竟可以比 2G 產(chǎn)生溢價。如上對 NB-IoT 和 Cat.1 的對比，NB-IoT 具有成本優(yōu)勢，可以也給位于第二梯隊的車載跟蹤企業(yè)，帶來市場新機會。

2G 物聯(lián)第三個大場景是共享單車，也是移動場景。對此，此前 NB-IoT 就已經(jīng)應(yīng)用到共享單車中了。外界疑惑，NB-IoT 覆蓋到底如何，能否完全替代 2G。

據(jù)悉，對此，中國移動聯(lián)合華為與合作伙伴在北京五環(huán)內(nèi)投放 2700 輛共享單車，采用 NB+GSM 雙模模組。此次測試策略是 NB-IoT 優(yōu)先，當信號差或接入失敗時切換到 2G，使用 GPRS 上報。經(jīng)過在 NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)上部署 2G 轉(zhuǎn) NB-IoT 套件、網(wǎng)絡(luò)干擾優(yōu)化等手段，NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)結(jié)單成功率占比 99.15%，超越 2G 96.15%。該優(yōu)化方案已推廣全網(wǎng)，支持 2G 轉(zhuǎn) NB-IoT 全類型業(yè)務(wù)接入。

NB-IoT 還在諸多領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢。在消費電子領(lǐng)域，可穿戴的健康數(shù)據(jù)、相機、PAD 等設(shè)備的信息資產(chǎn)管理都要求可靠“獨立通信”，NB-IoT 提供“低功耗”、“隨時隨地”傳輸?shù)男枰?。在物流跟蹤領(lǐng)域，中國 2018 年快遞量超過 400 億件，高值物品和商品流通要求服務(wù)升級，NB-IoT 使得位置跟蹤、冷鏈監(jiān)控、竄貨控制等成為可能。

NB-IoT 逐步拓展到 Wi-Fi 家庭場景

當前，諸多智能家電廠商加速自身智慧家庭業(yè)務(wù)發(fā)展，積極在空調(diào)等家電中引入 Wi-Fi 技術(shù)，讓每一臺家電能聯(lián)網(wǎng)。但是 Wi-Fi 驅(qū)動的智能家電聯(lián)網(wǎng)率極低，一直是行業(yè)痛點，也讓每臺智能家電具有極高的沉沒成本。

在演講中，張海表示，家庭智能化設(shè)備支持 Wi-Fi 的數(shù)量已達 50%，但在線率只有不到 10%。這使得廠商和最終用戶的智慧家庭夢想，成為概念和泡影。很多人分析，智慧家庭市場的技術(shù)和生態(tài)呈現(xiàn)碎片化是發(fā)展主要挑戰(zhàn)，誰的技術(shù)成本更低，誰將贏得市場。

講到這里，筆者不得不提及前不久廣和通推出的 NB-IoT 模組，其試用模組價格更是降到了 9.9 元。這樣的價格不僅低于 2G 模組價格，更是直逼 Wi-Fi 模組價格，讓 NB-IoT 贏得傳統(tǒng)領(lǐng)域，更能將自身的業(yè)務(wù)拓展到 Wi-Fi 領(lǐng)域。

而且，NB-IoT 模組具備“插電即聯(lián)網(wǎng)，掃碼就綁定”，可以極大提高聯(lián)網(wǎng)率。據(jù)張海介紹，用 NB-IoT，家電可以插電即聯(lián)網(wǎng)，使得聯(lián)網(wǎng)率直接提升到 95%以上。伴隨 NB-IoT 模組逼近 Wi-Fi，并與 SoC SIM 技術(shù)結(jié)合實現(xiàn)運營商“0”元開卡，相信 NB-IoT 將給智慧家電領(lǐng)域發(fā)展帶來新動能。

據(jù)悉，中國電信 NB-IoT 技術(shù)助力多家家電企業(yè)完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型，其中全國超 10 萬臺 NB-IoT 共享洗衣機通過中國電信優(yōu)質(zhì)的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，下單成功率超 99.9%。

面向未來，NB-IoT 技術(shù)無后顧之憂

在低功耗廣域網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，沒有哪個技術(shù)在未來發(fā)展前景上，能夠與 NB-IoT 相比。那么，NB-IoT 是否能滿足未來的使用和市場發(fā)展需求？從此次會議上，我得到以下幾點干貨。

首先，國家層面支持 NB-IoT 發(fā)展。中國在推進 5G 技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用方面，并不會只局限于通信行業(yè)，而是寄希望于 5G 使能千行百業(yè)，推動我國由產(chǎn)業(yè)大國，升級為產(chǎn)業(yè)強國。事實也如此，可能打了不少不看好 NB-IoT 的人的臉——NB-IoT 經(jīng)過 3 年發(fā)展，模組、水氣表等產(chǎn)業(yè)能力已經(jīng)走向海外，讓大家看到了希望和曙光。

此外，工信部辦公廳在今年 5 月發(fā)布《關(guān)于深入推進移動物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展的通知》，鼓勵各地設(shè)立專項扶持和創(chuàng)新資金，支持 NB-IoT 專用芯片、模組、設(shè)備等產(chǎn)品研發(fā)工作，同時打造 NB-IoT 完整產(chǎn)業(yè)鏈，到 2020 年底，NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)縣級以上城市主城區(qū)普遍覆蓋，重點區(qū)域深度覆蓋。

其次，NB-IoT 未來更確定。2020 年 7 月 9 日，對 NB-IoT 從業(yè)者而言是特殊的一天。因為，NB-IoT 被納入 5G 技術(shù)標準。該事件帶來的影響是 mMTC 不再另起爐灶，NB-IoT 不僅擁有更長的生命周期，更是明確了其成為全球統(tǒng)一的技術(shù)演進標準，將大大降低企業(yè)商業(yè)化風(fēng)險。

當前業(yè)界都高度關(guān)注 5G，也在大力發(fā)展 5G。作為 5G 技術(shù)，NB-IoT 有著非常好的產(chǎn)業(yè)成熟度。在智慧工廠領(lǐng)域，中國制造業(yè)全球第一，信息化水平參差不齊，通過 NB-IoT 切入資產(chǎn)和人員管理等應(yīng)用，占據(jù)云和應(yīng)用錨點，可鞏固 5G 2B 生態(tài)。

再次，NB-IoT 技術(shù)本身具備優(yōu)勢。熟悉 NB-IoT 的朋友知道，2014 年英國運營商沃達豐發(fā)現(xiàn)抄表行業(yè)對低功耗無線抄表的需求，隨后與產(chǎn)業(yè)企業(yè)進行聯(lián)合創(chuàng)新，并通過重傳、提升功率譜密度等方式，最終推出具備深度覆蓋的 NB-IoT 技術(shù)。

NB-IoT 通過 200KHz 窄帶寬和簡化協(xié)議，實現(xiàn)芯片低成本。此外，NB-IoT 在 5G 時代，可以通過多載波疊加等技術(shù)，適配低話務(wù)量物聯(lián)業(yè)務(wù)，完全滿足 IMT-2020eMTC 場景需求。

最后，運營商業(yè)務(wù)發(fā)展積極，在建設(shè)更加完善網(wǎng)絡(luò)。目前三大運營商均在加快 NB-IoT 發(fā)展。

中國移動計劃 2020 年在全國范圍新建 NB-IoT 基站 11.8 萬個，累計達到 35 萬個基站，已發(fā)展用戶超過 4300 萬（今年 2 月數(shù)據(jù)）。同時中國移動聚焦到 NB-IoT 水表、燃氣、共享、消防、電動車、金融、定位、智能家居等領(lǐng)域，力爭今年實現(xiàn)凈增 3500 萬 NB-IoT 的用戶規(guī)模目標。

中國電信 NB-IoT 基站已經(jīng)超 40 萬個，連接規(guī)模接近 7000 萬，終端設(shè)備接入平臺的數(shù)量接近 3000 萬。因為 NB-IoT 業(yè)務(wù)，中國電信物聯(lián)網(wǎng)用戶排名從第三升到第二（用戶突破 2 億）。同時中國電信啟動 2G 物聯(lián)網(wǎng)用戶向 NB-IoT 遷轉(zhuǎn)的突擊行動，實現(xiàn)規(guī)模、收益雙提升。

中國聯(lián)通也部署了超過 20 萬個 NB-IoT 基站，明確年內(nèi) NB-IoT 新增 1000 萬的目標，目前啟動了 NB-IoT 拓展行動。

在以上背景下，NB-IoT 發(fā)展不斷提速。2018 年起，歷經(jīng) 12 個月實現(xiàn)用戶突破 3000 萬，8 個月用戶總數(shù)破 6000 萬，今年 2 月中國 NB-IoT 用戶破 1 億，今年底有望突破 2 億。

一個個里程碑式的數(shù)據(jù)，在向物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)宣告 NB-IoT 產(chǎn)業(yè)不斷提速。伴隨 NB-IoT 終端海量發(fā)貨，模組價格定期折半。今年初，江蘇電信完成的 300 萬 NB-IoT 模組招標中，支持 R14 的模組降至 2 美元，實現(xiàn)了 NB-IoT 產(chǎn)業(yè)發(fā)展之初時對行業(yè)的承諾。

觀察：投身 NB-IoT“錢”景廣闊

張海對 POS 機、車輛追蹤、共享單車等場景的分析，讓大家感受到 NB-IoT 市場的巨大潛力。我認為在不斷上規(guī)模的背景下，NB-IoT 還“錢”景廣闊，存在不少市場機遇。

比如，NB-IoT 在水氣表領(lǐng)域成為行業(yè)標配。據(jù)悉，某 TOP 級燃氣公司，已經(jīng)決定從小無線轉(zhuǎn)向 5G NB-IoT 技術(shù)。這家燃氣公司表示，NB-IoT 氣表出貨量大增，2020 年相比 2019 年增長 140%以上，導(dǎo)致產(chǎn)能受限。

市場規(guī)模的增加及行業(yè)對 NB-IoT 達成共識，相信 NB-IoT 必將成為越來越多行業(yè)的選擇。比如，NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)帶來的場景應(yīng)用涵蓋智能停車、智能消防、智能水務(wù)、智能路燈和智能家電等。
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