風(fēng)口上的技術(shù)：解密NB-IoT的前世今生

　　近年來(lái)，隨著實(shí)體經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人民生活水平持續(xù)提高，對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速度的訴求也越來(lái)越迫切。國(guó)內(nèi)主要三大運(yùn)營(yíng)商在國(guó)家政策三令五申之下，短短幾年完成了從3G網(wǎng)絡(luò)到4G網(wǎng)絡(luò)的平滑升級(jí)，其網(wǎng)絡(luò)速度和穩(wěn)定性相比以前已經(jīng)獲得很大提升，解決了普通網(wǎng)民的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)痛點(diǎn)。不過(guò)，在商業(yè)領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)部署永遠(yuǎn)無(wú)法滿足市場(chǎng)需求，因此，低功耗、廣域覆蓋(LPWA)的物聯(lián)網(wǎng)NB-IoT技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生。

　　2013年初，華為與相關(guān)業(yè)內(nèi)廠商、運(yùn)營(yíng)商展開(kāi)窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，并起名為L(zhǎng)TE-M;2014年5月，由沃達(dá)豐，中國(guó)移動(dòng)，Orange，Telecom Italy，華為，諾基亞等公司在3GPP GERAN工作組立項(xiàng)，LTE-M的名字演變?yōu)镃ellular IoT，簡(jiǎn)稱CIoT;2015年4月，PCG(Project Coordination Group)會(huì)議上做了一件重要的決定：CIoT在GERAN做完SI之后，WI階段要到RAN立項(xiàng)并完成相關(guān)協(xié)議;2015年6月，NB-IoT技術(shù)協(xié)議獲得了3GPP 無(wú)線接入網(wǎng)(RAN)技術(shù)規(guī)范組會(huì)議通過(guò);2015年9月，RAN#69次會(huì)議上經(jīng)過(guò)激烈討論，各方最終達(dá)成了一致，NB-CIoT和NB-LTE兩個(gè)技術(shù)方案進(jìn)行融合形成了NB-IoT WID，NB-CIoT演進(jìn)到了NB-IoT(Narrow Band IoT)。從立項(xiàng)到協(xié)議凍結(jié)僅用時(shí)不到8個(gè)月，成為史上建立最快的3GPP標(biāo)準(zhǔn)之一。由此看出，國(guó)家頂層設(shè)計(jì)對(duì)該技術(shù)寄予厚望，市場(chǎng)對(duì)該技術(shù)也比較看好，諸多推手讓該技術(shù)在當(dāng)年可以順利完成一致性并正式進(jìn)入商用階段。

　　客觀來(lái)講，NB-IoT技術(shù)是為解決當(dāng)前市場(chǎng)痛點(diǎn)而被開(kāi)發(fā)出來(lái)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率不同，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行高速、中速、低速區(qū)分：

　　1>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;

　　2>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);

　　3>低速率業(yè)務(wù)：業(yè)界將低速率業(yè)務(wù)市場(chǎng)歸納為LPWAN(Low Power Wide Area Network)市場(chǎng)，即低功耗廣域網(wǎng)。目前還沒(méi)有對(duì)應(yīng)的蜂窩技術(shù)，多數(shù)情況下通過(guò)GPRS技術(shù)勉力支撐，從而帶來(lái)了成本高、影響低速率業(yè)務(wù)普及度低的問(wèn)題。

　　綜合以上來(lái)看，低速率業(yè)務(wù)市場(chǎng)其實(shí)是最大的市場(chǎng)，低速率業(yè)務(wù)急需開(kāi)拓，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)，可以幫助我們解決低速率市場(chǎng)應(yīng)用的問(wèn)題。

　　作為一項(xiàng)應(yīng)用于低速率業(yè)務(wù)中的關(guān)鍵技術(shù)，NB-IoT技術(shù)具備先天優(yōu)勢(shì)：

　　1>低成本：與LoRa相比，NB-IoT無(wú)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(lái)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(lái)低成本優(yōu)勢(shì)。模塊預(yù)期價(jià)格不超過(guò)5美元。

　　2>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(guò)去的幾個(gè)月大幅提升到幾年。

　　3>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(guò)去GPRS的方式需要伸出一根天線，車輛來(lái)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。

　　4>強(qiáng)鏈接：在同一基站的情況下，NB-IoT可以比現(xiàn)有無(wú)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(lái)說(shuō)，受限于帶寬，運(yùn)營(yíng)商給家庭中每個(gè)路由器僅開(kāi)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(lái)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(lái)智慧家庭中大量設(shè)備聯(lián)網(wǎng)需求。

　　NB-IoT具備以上四大優(yōu)勢(shì)，是目前市場(chǎng)最看好的應(yīng)用前景。目前，它也有一定局限性，相較同類技術(shù)，藍(lán)牙、Thread、ZigBee三種技術(shù)已經(jīng)比較成熟，芯片成本方面具備絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，另外對(duì)于無(wú)需實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景，NB-IoT技術(shù)尚不具備替代當(dāng)前成熟技術(shù)。

　　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(lái)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。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2016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2017年年初發(fā)布;MTK的芯片也在研發(fā)當(dāng)中，2017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。

　　從橫向來(lái)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(shuō)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。

　　在底層芯片領(lǐng)域，NB-IoT技術(shù)的市場(chǎng)集中度會(huì)保持在50%以下，而在LoRa陣營(yíng)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(chǎng)份額，從而形成大于80%的市場(chǎng)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(shì)，很多NB-IoT模組的出貨量應(yīng)該掌握在原來(lái)?yè)碛?G/3G/LTE模組產(chǎn)品線的廠商手中，無(wú)法形成較高的市場(chǎng)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(lái)越多的情況下，還有不少?gòu)S商入局，使得整個(gè)市場(chǎng)形成相對(duì)充分競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)，市場(chǎng)集中度較低;運(yùn)營(yíng)商環(huán)節(jié)，主流運(yùn)營(yíng)商非常明確會(huì)部署并運(yùn)營(yíng)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)，也就是說(shuō)，未來(lái)的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)仍將集中在三大運(yùn)營(yíng)商手里，所以這一領(lǐng)域的市場(chǎng)集中度為100%，而對(duì)于LoRa網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)來(lái)說(shuō)，由于要滿足各類政企行業(yè)用戶多樣化的需求，將來(lái)可能會(huì)出現(xiàn)多種形式的運(yùn)營(yíng)商，包括CLAA的跨地域云網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商、行業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商、企業(yè)私網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商等，因此市場(chǎng)集中度非常低。

　　總結(jié)來(lái)看，非常明顯的是NB-IoT的產(chǎn)業(yè)鏈上多個(gè)環(huán)節(jié)具有高度市場(chǎng)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(chǎng)集中度，其他環(huán)節(jié)皆是大量參與者的形態(tài)。

　　目前NB-IoT市場(chǎng)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(shuō)給各個(gè)層面的企業(yè)及產(chǎn)業(yè)資本提供很大的機(jī)會(huì)，縱觀這些投資機(jī)會(huì)，Airiot覺(jué)得以下兩個(gè)創(chuàng)投領(lǐng)域非常值得關(guān)注：

　　1>傳感器

　　NB-IoT無(wú)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(chǎng)，帶來(lái)巨大的商業(yè)機(jī)會(huì)。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(chǎng)規(guī)模，而有券商認(rèn)為，中國(guó)企業(yè)將在這個(gè)千億級(jí)的傳感器市場(chǎng)中占有三分之一的份額，目前國(guó)內(nèi)高端傳感器掣肘該領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)程，因此發(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(jià)值和利益分享的價(jià)值，還是需要為了特定服務(wù)目的開(kāi)發(fā)的應(yīng)用軟件，這些更是未來(lái)巨大的市場(chǎng)，將為進(jìn)入該領(lǐng)域的業(yè)者和資本提供更大的機(jī)會(huì)。

　　相比面向娛樂(lè)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)用必將大放異彩。