NB-IoT能否稳居LPWAN技术C位？

低功耗广域网（LPWAN）是面向能源受限的物联网设备的新连接技术，正在成为加速物联网市场发展的主要驱动力。根据IoT Analytic发布的最新LPWAN市场报告，LPWAN在2019年的市场增长强劲，到年底已安装的LPWAN连接设备达到2.31亿台，与2018年同期相比增加了110%。分析表明，LPWAN技术的成熟度在不断提高，商用解决方案的组合也在不断扩大。另据IDC的数据，2020 年全球物联网市场规模有望达到万亿级，其中LPWAN连接数的占比将高达60%。  

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四种LPWAN技术，
NB-IoT何以占据C位？

LPWAN主要集中在4种技术上，即LoRa、Sigfox、NB-IoT和LTE-M。LoRa是由各产业联盟共同推动的网络标准，提供开放式技术；Sigfox则是由法国同名公司自行开发的技术。LoRa与Sigfox都具有长距离、低功耗的特点，可延长电池寿命，它们都使用免授权的Sub-1GHz ISM频段，不需额外付出授权费用。

NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）是物联网领域基于蜂窝的新兴窄带物联网技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接。与此前主流的LoRa、SigFox技术不同，NB-IoT由运营商强力推动，它使用需授权的GSM和LTE频段，且不需重新布建网络，只要更新软件，就能使用现有的4G基站和相关设备。

图1：NB-IoT演进路线图（图片来源：电子发烧友网站） 从优势上看，NB-IoT因为使用授权频段，干扰较小，在通信质量和安全性方面拥有高度的保障性。对比LoRa、SigFox，NB-IoT不限制传输数据的次数，而LoRa和Sigfox的每日传输次数都有限制，一天中的传输时间很短，比较适合那些无实时通信需求的应用。

LTE-M（LTE-Machine-to-Machine）是基于LTE演进的物联网技术，在R12中叫Low-Cost MTC，在R13中被称为LTE enhanced MTC，即eMTC，使用的也是授权频谱。eMTC支持高速移动可靠性和拥塞控制，较NB-IoT而言，eMTC在时延和吞吐量方面有较大优势。但NB-IoT追求的是更低的系统成本、更长的续航时间，因此非常适合对成本敏感但是终端数量较大，且无移动性的应用场景，与eMTC形成互补。

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运营商加持，
NB-IoT迎高速发展窗口期

NB-IoT之所以能成为万物互联发展的先行者，与其具有的超低功耗、超低成本、超强覆盖、超大连接等特点密切相关。经过三年的培育期，NB-IoT已经形成了供需双方合力推动产业发展的态势。随着5G R16版本支持将其接入到5G核心网络，更加确立了NB-IoT在物联网海量连接中的地位。 现在，NB-IoT 的主要应用场景涉及公共事业、工业、农业、消费等诸多领域。公共事业应用场景通常指我们的民生工程和智慧城市（水表、智能停车、智能路灯、煤气管网系统、监控、环保等）建设。随着农业领域向集约化、高附加值化、规模化的方向发展，NB-IoT在温度、湿度等方面可以提供低廉的监测模式。而在消费领域中，智能家居、共享单车、远程医疗以及智能穿戴都可以通过NB-IoT来实现。

5G三大场景中的海量机器通信（mMTC）、超高可靠低时延通信（uRLLC）均与物联网相关，其中，mMTC依托NB-IoT、eMTC技术率先成熟。当前NB-IoT在R15版本中支持NB-IoT和NR空口共存，R16版本将支持NB-IoT接入5G核心网络。由于不涉及新的空口技术，NB-IoT正在成为运营商优先发展的5G应用场景。

图2：2020年国内三大运营商NB-IoT基站建设不断提速（图片来源：工信部网站）

我们知道，国内4G基站覆盖率较高，基于这一优势，发展NB-IoT还将为运营商带来较高的投资回报，预计2020年就会为三大运营商带来约120亿的年收入。从基站部署来看，2019年国内NB-IoT基站数已达到90万，预计2020年进一步提升至150万。

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NB-IoT芯片性能不断优化，
模组价格持续降低

2017年6月6日，工信部办公厅正式下发《关于全面推进移动物联网（NB-IoT）建设发展的通知》，加之三大运营商的积极布局，在政策和下游需求推动下，国内NB-IoT的发展已成燎原之势。

在NB-IoT芯片方面，国内厂商走在行业前列，包括华为海思、紫光展锐、中兴微电子等在内的国内厂商的NB-IoT芯片均已实现规模量产。其中，华为堪称NB-IoT行业的风向标。根据华为在2019年NB-IoT千行百业“亿”启航生态峰会上公布的数据，目前华为海思NB-IoT芯片在国内市场市占率超过90%。 上海芯翼信息、上海移芯通信等新兴企业近年来也开始进入NB-IoT芯片市场。2020年4月，在中国电信天翼电信终端江苏分公司的“2020年NB-IoT物联网模组集中采购项目”中，中标的5家企业中就有3家模组商采用了上海移芯通信的NB-IoT芯片EC616，另外2家采用了上海芯翼信息的芯片。新兴的NB-IoT芯片企业的加入，对芯片价格的降低起到了巨大推动作用。

图3：运营商NB-IoT模组招标价格不断下降（图片来源：C114） 模组位列物联网产业链的上游，为万物互联的基础硬件，在行业中率先受益。早在2018年，国内NB-IoT通信模组厂商数量已达20家。在技术进步和竞争之下，NB-IoT模组价格逐步下探，当前的NB-IoT模组价格已接近甚至低于2G模组水平。从公开的数据看，搭载上海移芯通信芯片的NB-IoT模组价格已经降至15元。这一结果主要得益于运营商相继发布的通信模组补贴政策，这些政策直接带动了市场上模组出货量的快速提升。上海移远通信在2017年至2019年的NB-IoT模组出货量和营收增长迅速，年平均复合增长率分别达415%、517%。 连接成本的降低为海量应用打下了坚实的基础，NB-IoT目前已成为全球主流运营商支持的标准技术。全球范围内，自2017年以来，主流运营商对NB-IoT部署不断加码。根据GSA统计的数据，全球投资NB-IoT网络的运营商超过153家，覆盖70多个国家和地区，实际部署NB-IoT网络的运营商约101家。截止2020年1月，全球已有127张基于NB-IoT或LTE-M的商业网络，比2018年12月IoT Analytics统计的83张网络多出53%。其中92张是NB-IoT网络，35张是LTE-M网络。

图4：截至2020年1月，全球NB-IoT连接数突破1亿，其中国内用户占绝大多数（图片来源：Wind）

最近2年，NB-IoT行业发展迅猛，2020年1月，全球NB-IoT连接数突破1亿，其中国内用户占绝大多数。截至今年2月底，国内三大运营商NB-IoT连接数突破1亿，其中，中国电信、中国移动的NB-IoT连接数均超过4,000万，中国联通也达到了1,000万。接下来2G的退网将非常有利于NB-IoT的部署进展，并实现性能的最优化。

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5G时代，
NB-IoT将扮演更重要角色

在物联网时代，NB-IoT将是低功耗广域物联网的主要技术标准之一。标准化作为组织现代化生产的重要手段和必要条件，对于物联网的进一步普及有着重大意义，而作为物联网中间枢纽的网络层因其成熟的体系和广泛的覆盖面而最易实现标准化。为了更好地实现网络层标准化，“时代之子”NB-IoT应运而生，其意义不仅在于提出了物联网专网的理念，加快了物联网的标准化进程，同时还因其可以区别不同的物联网场景而迅速普及。

在应用方面，NB-IoT可切实解决抄表难、收费难等痛点。智能表计成为NB-IoT行业率先爆发的应用场景，目前出货量已迈入千万级。随着5G和IoT时代的到来，物联网将率先在To B和To G创造价值和营收，随后是To C的用户培育与体验提升。To C市场是NB-IoT行业发展更上一层楼的引爆点，智能家居、智能门锁、可穿戴等To C市场为NB-IoT提供了长尾效应。未来，智能门锁市场的发展潜力绝对不容小觑。而烟感、井盖、垃圾桶等智慧城市中的To B类应用场景仍亟待普及物联网技术。