回顧中國電信NB-IoT三年歷程

時間回?fù)艿?3 年前，2017 年 7 月 17 日，中國電信 NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)正式商用，同年 8 月，湖北電信聯(lián)合武鋼華潤燃?xì)庵执蛟旌弊畲蟮?NB-IoT 商用抄表項目，一期抄表終端達(dá)數(shù)千臺。彼時，NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)剛剛開始商用，規(guī)?；膽?yīng)用項目沒有經(jīng)驗可借鑒。為了項目成功實施，湖北電信在項目啟動初期就組建了無線網(wǎng)優(yōu)小組，針對網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)、終端采取三維一體網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化策略，歷經(jīng)三個月的持續(xù)跟進(jìn)和優(yōu)化，保障數(shù)千臺終端上線率、抄表成功率由 36.6%提升到 100%。

類似的探索意義重大，充分證明了 NB-IoT 對相應(yīng)應(yīng)用場景支持的可靠性和穩(wěn)定性。在 NB-IoT 商用初期，正是這些先行者們“摸著石頭過河”，給如今中國 NB-IoT 連接數(shù)超過 1 億的成果打下堅實基礎(chǔ)?；仡櫠潭?3 年的商用歷程，中國電信 NB-IoT 在多方面關(guān)鍵能力的積累為全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展樹立標(biāo)桿。

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精品網(wǎng)絡(luò)，基礎(chǔ)設(shè)施能力積累形成全球標(biāo)桿

根據(jù) GSMA 的最新數(shù)據(jù)，截止 2020 年 7 月全球各地運(yùn)營商已建成 97 張 NB-IoT 商用網(wǎng)絡(luò)，NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)作為全球運(yùn)營商支撐其物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施早已形成共識。當(dāng)然，不論從建設(shè)規(guī)模、建設(shè)速度、質(zhì)量保障等各方面看，中國運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)無疑給全球其他地區(qū)樹立標(biāo)桿。

以中國電信為例，2016 年 6 月，工信部發(fā)布關(guān)于同意中國電信使用 800M 和 2100M 頻段開展 LTE 組網(wǎng)的“工信部無函[2016]193 號文”，中國電信 800M 重耕有了政策依據(jù)；緊接著當(dāng)年 7 月份，中國電信就宣布啟動 800M 全網(wǎng)重耕，打造國內(nèi)第一張低頻 LTE 網(wǎng)絡(luò)。到 2017 年 5 月，僅過了 10 個月時間，LTE 800M 就實現(xiàn)了全網(wǎng)覆蓋，同時在此基礎(chǔ)上建成了全球第一張全網(wǎng)覆蓋的 NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)。

截止目前，中國電信已部署超過 41 萬 NB-IoT 基站，全部基于 800MHz LTE 網(wǎng)絡(luò)升級開通，全國 NB-IoT 整體覆蓋率超過 97%，成為全球規(guī)模最大的 NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)。眾所周知，國內(nèi)運(yùn)營商 NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)主要部署在 800M、900M 和 1800M 頻段上，而 800M 這一黃金低頻，助力 NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)更低成本、更廣覆蓋。

網(wǎng)絡(luò)能力的持續(xù)提升也是建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)桿所必需的。目前，NB-IoT R14 技術(shù)條件已成熟，相對于 R13 版本，R14 在網(wǎng)絡(luò)覆蓋、并發(fā)能力、上下行速率、載波容量、移動性能、定位能力等方面得到了全方位提升。更為重要的是 R14 版本多方面指標(biāo)對 2G GPRS 形成絕對優(yōu)勢，以金融 POS 機(jī)為例，測試數(shù)據(jù)顯示 R14 的時延已能夠達(dá)到 2G 的水平，在很多環(huán)境下 NB-IoT 平均時延低于 2G。在 2G 退網(wǎng)的大背景下，作為新基建的組成部分，NB-IoT 對于 2G 傳統(tǒng)產(chǎn)能的替代效應(yīng)凸顯。NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)從 R13 向 R14 升級勢在必行，國內(nèi)運(yùn)營商也開啟了網(wǎng)絡(luò)的升級。早在今年 2 月，中國電信啟動 5 個省份 R14 升級并進(jìn)行業(yè)務(wù)測試。測試結(jié)果表明，R14 實測速率比 R13 提升 3-5 倍，大包傳輸時延縮短 30%以上。網(wǎng)絡(luò)容量、移動性能以及設(shè)備定位等服務(wù)能力，也得到全面的提升。目前中國電信正結(jié)合全網(wǎng) R14 部署計劃與客戶業(yè)務(wù)項目需求，穩(wěn)步推進(jìn)升級工作。

結(jié)構(gòu)優(yōu)化，規(guī)?；瘧?yīng)用能力積累形成 5G 先行者標(biāo)桿

移動物聯(lián)網(wǎng)由于需要連接到公眾網(wǎng)絡(luò)，涉及產(chǎn)業(yè)生態(tài)更廣、安全性要求更高，一直是業(yè)界重點關(guān)注的對象。過去幾年中，運(yùn)營商已經(jīng)在持續(xù)推進(jìn) 2G 減頻退網(wǎng)，今年 5 月，工信部發(fā)布《關(guān)于深入推進(jìn)移動物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展的通知》，作為未來移動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的頂層設(shè)計，首次明確提出“推動 2G/3G 物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)遷移轉(zhuǎn)網(wǎng)，建立 NB-IoT、4G 和 5G 協(xié)同發(fā)展的移動物聯(lián)網(wǎng)綜合生態(tài)體系”?？梢钥闯觯O(jiān)管機(jī)構(gòu)希望未來以最先進(jìn)和主流技術(shù)來支撐形成從低速到高速、從大連接到低時延的多層次合理結(jié)構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)連接結(jié)構(gòu)。

來源：工信部網(wǎng)站

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早在十多年前，運(yùn)營商就已經(jīng)開始向業(yè)界提供移動物聯(lián)網(wǎng)連接服務(wù)，不過由于網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)、成本、生態(tài)等多方面的限制，大部分移動物聯(lián)網(wǎng)連接由 2G 網(wǎng)絡(luò)承載，而 2G 各方面的不足逐漸顯現(xiàn)出來，這一連接結(jié)構(gòu)并不符合移動網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)趨勢，也不適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的特點。隨著 NB-IoT 的逐漸成熟，2G 連接向 NB-IoT 遷移趨勢越來越明顯，推動移動物聯(lián)網(wǎng)連接結(jié)構(gòu)的持續(xù)優(yōu)化。

根據(jù)公開數(shù)據(jù)，截止 2020 年 7 月，中國電信的 NB-IoT 連接數(shù)已突破 6000 萬。而筆者認(rèn)為比總數(shù)更有意義的是物聯(lián)網(wǎng)連接的結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，目前中國電信物聯(lián)網(wǎng)連接總數(shù)接近 2 億，因此 NB-IoT 占其總連接數(shù)的比例已超過 30%。移動物聯(lián)網(wǎng)“10%-30%-60%”的連接結(jié)構(gòu)已成為業(yè)界共識，即高速業(yè)務(wù)占 10%，中速業(yè)務(wù)占 30%，窄帶業(yè)務(wù)占 60%，未來 NB-IoT 將面對的是 60%的窄帶業(yè)務(wù)。截止目前，NB-IoT 僅用 3 年時間就實現(xiàn)了從 0 到 30%的增長，已成為主流的連接方式之一，隨著 2G 的遷移轉(zhuǎn)網(wǎng)，NB-IoT 所占比例將向 60%的繼續(xù)增長，連接結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化。
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移動物聯(lián)網(wǎng)連接結(jié)構(gòu)的優(yōu)化同時，規(guī)?；袠I(yè)應(yīng)用也不斷出現(xiàn)。2019 年 NB-IoT 在燃?xì)獗怼⑺眍I(lǐng)域就突破了 1000 萬的規(guī)模，還有多個數(shù)百萬規(guī)模連接的行業(yè)應(yīng)用已落地。目前，NB-IoT 已正式納入 5G 標(biāo)準(zhǔn)家族，作為 5G mMTC 的核心組成部分，因此可以說 NB-IoT 是 5G 先行者，在各行業(yè)應(yīng)用中的探索為 5G 行業(yè)應(yīng)用帶來很多最佳實踐。
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舉例來說，2016 年 11 月，全球首個基于 NB-IoT 的智慧燃?xì)獬碓圏c項目在深圳啟動；2017 年 3 月，全球首個 NB-IoT 物聯(lián)網(wǎng)智慧水務(wù)商用項目成功上線。率先探索，不但促成燃?xì)獗怼⑺沓蔀?NB-IoT 規(guī)模最大的示范應(yīng)用，也讓 ICT 廠商深入了解水務(wù)、燃?xì)庑袠I(yè)的產(chǎn)業(yè)規(guī)律和用戶需求。大部分行業(yè)除了窄帶應(yīng)用場景外，也有高帶寬、低時延的場景，未來對于 eMBB 和 uRLLC 也可能產(chǎn)生需求，從這個角度看，NB-IoT 已在大量行業(yè)為 5G 落地探路，形成規(guī)?；瘧?yīng)用標(biāo)桿。
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參與者眾多，生態(tài)合作能力積累驅(qū)動垂直行業(yè)創(chuàng)新標(biāo)桿

中國目前是全球最大的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場，過去 3 年中，NB-IoT 領(lǐng)域也形成了全球規(guī)模最大、應(yīng)用場景最多的產(chǎn)業(yè)生態(tài)群體，很多經(jīng)驗和應(yīng)用已經(jīng)持續(xù)向海外輸出。
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從供給側(cè)來看，當(dāng)前 NB-IoT 的芯片和模組已形成眾多供應(yīng)商共同參與的局面。其中，NB-IoT 芯片領(lǐng)域既有海思、高通、紫光展銳、聯(lián)發(fā)科等龍頭企業(yè)，又有移芯、芯翼、智聯(lián)安等新銳企業(yè)。主要芯片供應(yīng)商 NB-IoT 芯片出貨已達(dá) 7500 萬片?；谝菩?、芯翼等初創(chuàng)企業(yè)平臺的模組在運(yùn)營商集采中也獲得了超過百萬的訂單，開始登上 NB-IoT 芯片玩家的舞臺，NB-IoT 芯片領(lǐng)域龍頭企業(yè)+中小企業(yè)共存、多層次供應(yīng)商供貨的格局已形成。

模組領(lǐng)域，所有主流模組廠商都推出 NB-IoT 產(chǎn)品，出貨量增速開始爬坡。以移遠(yuǎn)通信為例，2019 年其 NB-IoT 模組的銷售量同比增長超過 270%，而其他制式模組的銷量增速均低于 100%。多樣化的模組供應(yīng)以及出貨量快速增長，給用戶帶來更多的選擇。

在 NB-IoT 發(fā)展初期，成本是阻礙產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要方面，運(yùn)營商開啟了多輪 NB-IoT 模組補(bǔ)貼，在很大程度上降低了產(chǎn)業(yè)界的進(jìn)入門檻。如今，NB-IoT 模組成本已達(dá)到預(yù)期水平。根據(jù)中國電信陽光采購網(wǎng)的信息，2020 年 6 月浙江電信物聯(lián)網(wǎng)模組采購中標(biāo)人公示中，NB-IoT 模組不含稅最低報價已低于 12 元，這一價格相對于 2G 模組已開始形成成本優(yōu)勢。

從需求側(cè)來看，國內(nèi)垂直行業(yè)應(yīng)用已非常豐富。根據(jù)中國電信公開資料，截止目前，中國電信聯(lián)合華為與燃?xì)狻⑺畡?wù)、家電、路燈等超過 20 個行業(yè)核心參與者共同發(fā)布基于 NB-IoT 的行業(yè)白皮書和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，推動 NB-IoT 與各垂直行業(yè)的深度融合；在 NB-IoT 領(lǐng)域已有超過 500 家產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作伙伴，形成 1000 個以上解決方案。

需求側(cè)的繁榮不僅僅是應(yīng)用落地數(shù)量不斷增長，垂直行業(yè)通過 NB-IoT 的應(yīng)用實現(xiàn)變革更有意義。由于 NB-IoT 彌補(bǔ)了很多垂直行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)場景中的短板，解決了其數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)膯栴}，在此基礎(chǔ)上不少下游用戶形成了各行業(yè)自發(fā)創(chuàng)新，提升其在所在行業(yè)的競爭力。

舉例來說，金卡智能作為燃?xì)庑袠I(yè)的供應(yīng)商，NB-IoT 不僅推進(jìn)其產(chǎn)品供給側(cè)改革，也助力燃?xì)獾男袠I(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，比如金卡除了給客戶提供燃?xì)獗?，同時也能基于此提供大數(shù)據(jù)服務(wù)，幫助燃?xì)馄髽I(yè)解決供需平衡，用氣預(yù)測報警等問題，還可以演進(jìn)到用戶畫像分析甚至個性化服務(wù)，為燃?xì)馄髽I(yè)提升盈利。

近年來，空調(diào)、洗衣機(jī)等白色家電共享租賃的商業(yè)模式已成熟，尤其是在高校中得到大面積推廣。實際上此前白電共享租賃模式已有多年探索，但受限于網(wǎng)絡(luò)連接的短板，無法形成規(guī)?；瘧?yīng)用，而 NB-IoT 補(bǔ)齊了這一短板，為白電共享租賃模式創(chuàng)新打下基礎(chǔ)。截止 2019 年底，中國電信和海爾合作的“海享租”空調(diào)已在 73 所高校落地，部署空調(diào)超過 7 萬臺；小天鵝共享洗衣機(jī)已在 29 個省、直轄市近 600 個地區(qū)落地 4 萬臺，累計下單超千萬次，流水額近億元，下單成功率高達(dá) 99.9%。這些成功案例，為白電行業(yè)打開了一個全新的商業(yè)模式。

供給側(cè)和需求側(cè)均形成規(guī)模化的參與者，落地應(yīng)用數(shù)量增速不斷提升，更為重要的是 NB-IoT 的落地給大量垂直行業(yè)帶來新的創(chuàng)新空間，驅(qū)動國內(nèi) NB-IoT 產(chǎn)業(yè)生態(tài)標(biāo)桿的形成。

持續(xù)演進(jìn)，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)能力積累完善落地實力

NB-IoT 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程，也是標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)不斷演進(jìn)的過程，從 R13 到近期凍結(jié)的 R16，3GPP 的每一次標(biāo)準(zhǔn)版本的更新，都考慮到 NB-IoT 的持續(xù)演進(jìn)。上月，國際電信聯(lián)盟（ITU）召開的 ITU-R WP5D 會議做出重大決議，NB-IoT 和 NR 一起正式成為 5G 標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)的背后，除了各位標(biāo)準(zhǔn)專家付出巨大努力外，相關(guān)企業(yè)也做了大量工作，其中，國內(nèi)企業(yè)在這方面更為典型。
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2016 年 6 月，3GPP R13 標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)，意味著 NB-IoT 首個完整的標(biāo)準(zhǔn)版本出爐。在 3GPP 這一版標(biāo)準(zhǔn)制定中，華為貢獻(xiàn)的提案中有 184 項獲得通過，占全部 447 項已通過提案的 41%，位居全球第一。在后續(xù) R14-R16 版本中，華為在 NB-IoT 方面的貢獻(xiàn)仍然保持領(lǐng)先。

在 NB-IoT 商用初期，由于此前沒有任何經(jīng)驗可以借鑒，加上產(chǎn)業(yè)鏈各方面都不成熟，業(yè)界對于規(guī)模化落地比較謹(jǐn)慎，此時開放實驗室的作用就凸顯出來。早在 2016 年 4 月，華為就建立起全球首個 NB-IoT 開放實驗室，此后各領(lǐng)軍企業(yè)也紛紛開啟了開放實驗室建設(shè)，提供現(xiàn)網(wǎng)測試環(huán)境，開展終端與基站匹配性測試、協(xié)議適配、終端對接等多項專業(yè)測試，為合作伙伴產(chǎn)品研發(fā)大大降低了門檻。筆者從中國電信物聯(lián)網(wǎng)開放實驗室了解到，該實驗室每月提供 100 次以上基礎(chǔ)資源服務(wù)、超過 1000 次檢測評估服務(wù)、50 次以上產(chǎn)品開發(fā)服務(wù)，開放實驗室的這些服務(wù)。這些開放實驗室大大降低了 NB-IoT 項目的落地的風(fēng)險，在很大程度上對于 NB-IoT 技術(shù)完善做出貢獻(xiàn)。

國內(nèi) NB-IoT 多個應(yīng)用率先規(guī)?；涞?，不但形成了示范效應(yīng)，同時也將 NB-IoT 前期的一些技術(shù)問題充分暴露出來，讓業(yè)界能夠快速定位問題并提出解決方案，完善 NB-IoT 相關(guān)技術(shù)，NB-IoT 后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)也在一定程度上參考了此前商用過程中遇到的相關(guān)問題。在這個過程中，國內(nèi)大范圍的應(yīng)用落地、大規(guī)模的參與方對此作出了很大的貢獻(xiàn)。

當(dāng)年，NB-IoT 首個標(biāo)準(zhǔn)版本凍結(jié)，創(chuàng)造了史上最快出爐的 3GPP 標(biāo)準(zhǔn)記錄；如今，NB-IoT 正式商用 3 年后，國內(nèi)市場已在多個方面形成全球標(biāo)桿，包括網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)桿、行業(yè)應(yīng)用標(biāo)桿、生態(tài)合作標(biāo)桿、技術(shù)標(biāo)桿等；未來，正式納入 5G 標(biāo)準(zhǔn)家族的 NB-IoT 再出發(fā)，隨著 5G 商用的加速，承擔(dān)起低功耗大連接場景的重任，與 5G 其他場景技術(shù)一起，以更長的生命周期服務(wù)社會、改變社會。