NB-IoT全解析，真的很NB

去年 9月份，全球通信業(yè)對共同形成一個低功耗、廣域覆蓋(LPWA)的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成共識， NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生。而今年，隨著NB-IoT即將完成測試，正式進(jìn)入商用階段，業(yè)界對于它的關(guān)注度和討論也是逐漸升溫。

NB-IoT，你以為是Niubility Internet of Thing?不不不，NB-IoT是指窄帶物聯(lián)網(wǎng)(Narrow Band -Internet of Things)技術(shù)。

去年6月16日，NB-IoT技術(shù)協(xié)議獲得了3GPP 無線接入網(wǎng)(RAN)技術(shù)規(guī)范組會議通過。從立項(xiàng)到協(xié)議凍結(jié)僅用時不到8個月，成為史上建立最快的3GPP標(biāo)準(zhǔn)之一。在9月完成性能標(biāo)準(zhǔn)制定和12月完成一致性測試后，NB-IoT即可進(jìn)入商用階段。

一、為什么NB-IoT會出現(xiàn)?

據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)Gartner預(yù)測，2016年全球?qū)褂?4億個物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，屆時每天將有550萬個設(shè)備連網(wǎng)，而“萬物互聯(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)對數(shù)據(jù)傳輸能力和實(shí)時性都有著不同要求。

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， 對應(yīng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)要求實(shí)時的數(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)或超市的儲物柜，使用頻率高但并非實(shí)時使用，對網(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)市場歸納為LPWAN(Low Power Wide Area Network)市場，即低功耗廣域網(wǎng)。目前還沒有對應(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)市場急需開拓，而低速率業(yè)務(wù)市場其實(shí)是最大的市場，如建筑中的滅火器、科學(xué)研究中使用的各種監(jiān)測器，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問題。

二、NB-IoT的優(yōu)勢是什么?

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)。一個扇區(qū)能夠支持10萬個連接，支持低延時敏感度、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)營商給家庭中每個路由器僅開放8-16個接入口，而一個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，對于廠區(qū)、地下車庫、井蓋這類對深度覆蓋有要求的應(yīng)用同樣適用。以井蓋監(jiān)測為例，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)，特別對于一些不能經(jīng)常更換電池的設(shè)備和場合，如安置于高山荒野偏遠(yuǎn)地區(qū)中的各類傳感監(jiān)測設(shè)備，它們不可能像智能手機(jī)一天一充電，長達(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)航時間可以從過去的幾個月大幅提升到幾年。

• 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。以中國移動為例，900MHZ里面有一個比較寬的頻帶，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。模塊預(yù)期價格不超過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)的芯片價格僅在2美元左右，僅支持其中一種標(biāo)準(zhǔn)的芯片價格不到1美元。巨大的價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)場景如智能門鎖、數(shù)據(jù)監(jiān)測等并不需要實(shí)時無線聯(lián)網(wǎng)，僅需近場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)兩個維度多個環(huán)節(jié)進(jìn)行分析。

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

而其中，芯片在NB-IoT整個產(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。

華為收購公司Neul的芯片實(shí)現(xiàn)的比較早，已有測試樣片;高通的芯片預(yù)計(jì)會在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)今年四季度會提供第一批的芯片，但是主要是以測試為主，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。為什么要選這兩家呢?因?yàn)樵贜B-IoT標(biāo)準(zhǔn)的演變歷史上，華為和高通扮演著非常重要的角色?，F(xiàn)在的NB-IoT就是從華為和高通融合產(chǎn)生的解決方案NB-CIoT演化而來的。(詳情大家可以自行百度)

1、 華為

作為NB-IoT的積極參與者華為而言，NB-IoT是一個大戰(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2500萬美元收購了英國領(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，打造一個全球級物聯(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，這將會是業(yè)內(nèi)第一款正式商用的NB-IoT芯片，而且其芯片價格向短距離通信芯片價格靠近。

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ARM-M0內(nèi)核，每個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)行功能管理的同時降低成本和功耗，后續(xù)推出的芯片還將會集成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。

在今年的世界移動大會物聯(lián)網(wǎng)峰會上，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)接管理平臺等，滿足了運(yùn)營商IoT業(yè)務(wù)低功耗廣域覆蓋的核心需求。

另外在上個月舉辦的第二屆中國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)立了七個開放實(shí)驗(yàn)室，現(xiàn)已開放了兩個，一個是沃達(dá)豐，另外一個是華為的上研所。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接，包括芯片模組的集成、后端的聯(lián)接管理平臺、業(yè)務(wù)服務(wù)器的對接等。沃達(dá)豐的開放實(shí)驗(yàn)室主要是針對的歐洲的合作廠商，上海的實(shí)驗(yàn)室主要是針對中國區(qū)的，九月份還將在韓國成立一個open lab，意大利等國家也會相繼推進(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 9x07，支持Cat 4，最高支持150Mbps;另外一個是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，而對于Cat NB1的支持預(yù)計(jì)在此之后不久，通過軟件升級的方式實(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，高通就會嘗試增加語音功能的支持。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)營商。

從去年開始，包括中國、韓國、歐洲、中東、北美的多家主流運(yùn)營商已經(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、中國電信

中國電信正在積極跟進(jìn)NB-IoT技術(shù)發(fā)展，并正式立項(xiàng)對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;基站同時支持LTE和NB-IoT與800MLTE基站共享基帶、射頻及天饋資源。同時，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”上，中國電信聯(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、中國移動

對于中國移動來說，其公眾物聯(lián)網(wǎng)平臺自2014年11月底正式商用,截至今年6月,用戶已超過2700萬。目前，中國移動正加快推進(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，中移動將會獲得FDD牌照，并且允許重耕現(xiàn)有的900MHz、1800MHz頻段。

3、中國聯(lián)通

中國聯(lián)通在2015年7月，建成并開放全球第一個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)國家范圍內(nèi)的商用部署。

中國聯(lián)通部署在900MHz、1800MHz頻段，用于NB-IoT和VoLTE。在900 MHz采用DSSS動態(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，帶寬自動縮窄到 3MHz，但中心頻點(diǎn)保持不變，兩側(cè)空出的頻譜，自動部署14個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))等國際標(biāo)準(zhǔn)組織進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)定義。

下面我們會選取目前已形成較為完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)的NB-IoT和LoRa兩種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對每一環(huán)節(jié)的市場集中度進(jìn)行大體預(yù)估，集中度的大小反映在下圖對應(yīng)矩形框的長度，長度越長，集中度越高，長度越短，集中度越小。(集中度越高表示市場壟斷率越高)

在底層芯片領(lǐng)域，眾所周知，當(dāng)前華為海思、高通、英特爾、MTK、中興微電子、大唐、展訊等廠商已有NB-IoT芯片的研發(fā)計(jì)劃和實(shí)施步驟，原有LTE芯片能力的廠商均可參與，沒法形成前2-3家壟斷大部分市場，不過由于這一領(lǐng)域的廠商數(shù)量并不多，因此也不會形成大量市場參與者，市場集中度會保持在50%以下;而在LoRa陣營中，目前射頻芯片供應(yīng)集中在Semtech一家廠商，占據(jù)絕大多數(shù)市場份額，從而形成大于80%的市場集中度。

在模組環(huán)節(jié)，由于具備渠道、技術(shù)、規(guī)模的優(yōu)勢，很多NB-IoT模組的出貨量應(yīng)該掌握在原來擁有2G/3G/LTE模組產(chǎn)品線的廠商手中，這一群數(shù)量相對較多，再加上一些新的廠商進(jìn)入該領(lǐng)域，故也無法形成較高的市場集中度;在LoRa模組群體中，原有廠商多為中小企業(yè)，在LoRa應(yīng)用越來越多的情況下，還有不少廠商入局，使得整個市場形成相對充分競爭狀態(tài)，市場集中度較低。

在終端環(huán)節(jié)中，由于低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是大量行業(yè)、消費(fèi)終端所需要的，而終端的種類多種多樣，無法形成少數(shù)企業(yè)擁有大規(guī)模終端的市場，因此終端市場極為分散，市場集中度較低。

在通訊設(shè)備和平臺環(huán)節(jié)中，由于華為、愛立信、中興、諾基亞等通訊設(shè)備廠商是NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)的核心參與者和推動者，在蜂窩通信市場上，這些主流設(shè)備廠商占據(jù)絕大多數(shù)市場份額，在NB-IoT的商用中，也不可避免占據(jù)絕大多數(shù)份額，可以說在這一環(huán)節(jié)的市場集中度較高，可能達(dá)到80%以上;而對于LoRa來說，一開始就有大量中小企業(yè)參與LoRa基站設(shè)備和管理平臺的研發(fā)和生產(chǎn)，目前具備整體方案提供能力的廠商很多，因此并不能形成高市場集中度，而在國內(nèi)中興通訊發(fā)起的中國LoRa應(yīng)用聯(lián)盟(CLAA)推出的共享模式或在一定程度提升設(shè)備和平臺的集中度，但仍然不會達(dá)到NB-IoT在這一環(huán)節(jié)的高集中度。

在運(yùn)營商環(huán)節(jié)，主流運(yùn)營商非常明確會部署并運(yùn)營NB-IoT網(wǎng)絡(luò)，也就是說，未來的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營仍將集中在三大運(yùn)營商手里，所以這一領(lǐng)域的市場集中度為100%;而對于LoRa網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營來說，由于要滿足各類政企行業(yè)用戶多樣化的需求，將來可能會出現(xiàn)多種形式的運(yùn)營商，包括CLAA的跨地域云網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商、行業(yè)級網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商、企業(yè)私網(wǎng)運(yùn)營商等，因此市場集中度非常低。

至于應(yīng)用環(huán)節(jié)，不論是NB-IoT還是LoRa網(wǎng)絡(luò)，均要面對成千上萬多樣化的應(yīng)用需求。這些物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用沒法形成如傳統(tǒng)通信時代數(shù)億級同質(zhì)化應(yīng)用業(yè)務(wù)，而是碎片化特點(diǎn)突出，即時同一行業(yè)中也有千差萬別的需求，因此應(yīng)用環(huán)節(jié)不會形成高度的市場集中態(tài)勢。

總結(jié)來看，非常明顯的是NB-IoT的產(chǎn)業(yè)鏈上多個環(huán)節(jié)具有高度市場集中度，可以看出這一領(lǐng)域更多是巨頭主導(dǎo);LoRa產(chǎn)業(yè)鏈上芯片環(huán)節(jié)形成高度市場集中度，其他環(huán)節(jié)皆是大量參與者的形態(tài)。

四、NB-IoT市場投資機(jī)會

目前NB-IoT市場炒作非常熱，產(chǎn)業(yè)鏈也包含了許多不同的硬件：芯片、模塊、終端設(shè)備等等，可以說給各個層面的企業(yè)及產(chǎn)業(yè)資本提供很大的機(jī)會，縱觀這些投資機(jī)會，DR君覺得以下兩個創(chuàng)投領(lǐng)域非常值得關(guān)注：

1、傳感器

NB-IoT無疑促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，讓傳感器可以深入到細(xì)分市場，帶來巨大的商業(yè)機(jī)會。全球傳感器產(chǎn)業(yè)到2020年前后將擁有接近3000億美元的市場規(guī)模，而有券商認(rèn)為，中國企業(yè)將在這個千億級的傳感器市場中占有三分之一的份額，發(fā)展空間巨大。

2、應(yīng)用

雖然底層硬件非常重要，但真正讓這些裝置發(fā)揮加值效果，體現(xiàn)數(shù)據(jù)的價值和利益分享的價值，還是需要為了特定服務(wù)目的開發(fā)的應(yīng)用軟件，這些更是未來巨大的市場，將為進(jìn)入該領(lǐng)域的業(yè)者和資本提供更大的機(jī)會。

相比面向娛樂和性能的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，NB-IoT面向低端物聯(lián)網(wǎng)終端，更適合廣泛部署，在以智能抄表、智能停車、智能追蹤為代表的智能家居、智能城市、智能生產(chǎn)等領(lǐng)域的應(yīng)用將會大放異彩。

人與人通信的移動終端數(shù)量增長已看到天花板，而物與物通信才剛剛開啟，我們相信未來隨著NB-IoT的落地，物聯(lián)網(wǎng)將得到飛速發(fā)展，應(yīng)用前景將大大廣闊，大量的數(shù)據(jù)勢必帶來的無窮無盡的價值。