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    • NB-IoT歷史知多少?
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產(chǎn)業(yè)觀察 | NB-IoT全面實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,將在2G“退群”后加速滲透

2021/04/28
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隨著2020年7月3GPP 5G技術(shù)在ITU-R WP5D會(huì)議上式被接受為ITU IMT-2020 5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),NB-IoT被正式納入全球5G標(biāo)準(zhǔn)。這也意味著,由中國產(chǎn)業(yè)鏈主導(dǎo)的NB-IoT在實(shí)踐中獲得了全球產(chǎn)業(yè)鏈的廣泛認(rèn)可與支持,成為了5G的重要組成部分。

NB-IoT歷史知多少?

NB-IoT是英文Narrow Band Internet of Things的縮寫,中文釋義為窄帶物聯(lián)網(wǎng),它是由3GPP組織開發(fā)的為大范圍蜂窩網(wǎng)與設(shè)備服務(wù)的低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)(LPWAN)廣播技術(shù),這種窄帶射頻技術(shù)使用的是License頻段,可采取帶內(nèi)、保護(hù)帶或獨(dú)立載波等三種部署方式。

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圖 | NB-IoT 發(fā)展歷程,信息源:長城證券研究所

眾所周知,NB-IoT最早是由華為和Vodafone共同提出的(2014年5月),當(dāng)時(shí)被稱為窄帶技術(shù)NB M2M,而后又進(jìn)化成NB-CIoT;2015年7月,Nokia、Ericsson、Intel提出了NB-LTE技術(shù);2015年9月,在3GPP的第69次RAN全會(huì)上,NB-CIoT和NB-LTE這2種技術(shù)規(guī)范合并為NB-IoT;2016年6月,NB-IoT獲得國際組織3GPP通過,標(biāo)志著NB-IoT商用化開始;接下來最重要的里程碑就是上文中提及的NB-IoT納入5G標(biāo)準(zhǔn)了。

從時(shí)間角度來看,NB-IoT從首次提出至今不過7年時(shí)光,而根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示,截至目前,全球已經(jīng)有71個(gè)國家投資建設(shè)了129張移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng),其中NB-IoT網(wǎng)絡(luò)達(dá)到93張,絕對(duì)可以用 “發(fā)展迅猛”來形容了。

2G即將“退群”,NB-IoT落地加速

小伙伴們可能要問,這些NB-IoT網(wǎng)絡(luò)到底落地何處?又是有哪些因素在驅(qū)動(dòng)NB-IoT不斷向行業(yè)滲透呢?這一系列的問題,筆者在2021年4月22日舉辦的智“繪”新物聯(lián) 共“贏”新機(jī)遇NB-IoT國產(chǎn)化物聯(lián)網(wǎng)方案——技術(shù)發(fā)展高峰論壇上找到了答案。

  • ?這些NB-IoT網(wǎng)絡(luò)到底落地何處?

來自運(yùn)營商的聲音

中移物聯(lián)網(wǎng)智能模組部市場總監(jiān)王超表示,“如果將物聯(lián)網(wǎng)根據(jù)傳輸速度來劃分,可以分為低速、中速以及高速。其中,高速(速率大于10Mbps)主要應(yīng)用在視頻監(jiān)控以及車載娛樂方面,市場占比10%;中速(速率在1Mbps和10Mbps之間)主要應(yīng)用在智能穿戴、智能POS以及IoT網(wǎng)關(guān)方面,市場占比30%;而剩下的60%均是低速市場(速率小于100Kbps),需要滿足低功耗和廣覆蓋的需求,應(yīng)用領(lǐng)域包括智能表計(jì)、物流追蹤、智能停車、智能路燈、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。原本負(fù)責(zé)覆蓋這些移動(dòng)性及時(shí)延要求不高、數(shù)據(jù)量小、對(duì)低功耗有要求的場景的通信技術(shù)是2G。但自從NB-IoT技術(shù)出現(xiàn)后,我們從技術(shù)參數(shù)的角度發(fā)現(xiàn),NB-IoT在覆蓋廣度、低功耗和連接數(shù)方面都比2G要來的強(qiáng)(根據(jù)測試結(jié)果顯示,NB-IoT的覆蓋廣度是164dB,而2G是144 dB;NB-IoT的休眠態(tài)功耗小于5μA,待機(jī)態(tài)功耗小于1mA,而2G的關(guān)機(jī)態(tài)功耗約60μA,待機(jī)態(tài)功耗約2mA;連接數(shù)方面,NB-IoT比2G/3G/4G有50~100倍的上行容量提升,但小區(qū)容量超5萬),因此它被認(rèn)為是國內(nèi)市場中繼2G技術(shù)之后低速物聯(lián)網(wǎng)市場業(yè)務(wù)的主要承載技術(shù)。”

分享者:中移物聯(lián)網(wǎng)智能模組部市場總監(jiān)王超

就以中國移動(dòng)為例,我們整體的物聯(lián)數(shù)量是6.8億,70~80%是2G的業(yè)務(wù),可能隨著2G退網(wǎng)的趨勢發(fā)展,未來百分之70~80%會(huì)向NB-IoT遷移,剩余20~30%則向Cat.1遷移。” 王超補(bǔ)充道。

關(guān)于具體的落地情況,除了運(yùn)營商方面的信息,還有來自產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟以及大量物聯(lián)網(wǎng)終端廠商的聲音,比如天津速越、金卡智能、寧波水表和正泰儀表。

來自產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的聲音
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分享者:5G物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟解運(yùn)洲

5G物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟解運(yùn)洲從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度解析了NB-IoT的發(fā)展趨勢以及需要重點(diǎn)關(guān)注的問題,他表示,“5G不只是高速網(wǎng)絡(luò),還有低功耗廣域網(wǎng),從演進(jìn)趨勢來看,NB-IoT、LTE Cat.1 bis、LTE Cat.4、5G Sub-6GHz將形成階梯覆蓋,主宰未來幾年的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢,而這個(gè)趨勢就是芯片、通信模組、解決方案和智能終端的集成度會(huì)越來越高。芯片端,除了基礎(chǔ)功能Modem,SoC將根據(jù)場景需求集成越來越多的功能,這將逐步壓縮通信模組的技術(shù)空間,向交鑰匙方向一步步滲透;通信模組端,可整合的外圍器件越來越少,SiP封裝在逐步挑戰(zhàn)屏蔽罩的霸主地位,受此因素影響,模組商不得不在差異化方面下苦工;解決方案端,對(duì)行業(yè)的理解不同,解決方案的實(shí)現(xiàn)也不盡相同,既要產(chǎn)品穩(wěn)定、功能豐富,還不能太貴,在行業(yè)內(nèi)成熟前依賴技術(shù)創(chuàng)新實(shí)力,在規(guī)?;笠蕾嚰庸づ涮啄芰?;智能終端,價(jià)格壓力逐步傳導(dǎo)至整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈,剪刀差的大小是驗(yàn)證其客戶服務(wù)能力的一大指標(biāo)。在這些大趨勢下,NB-IoT將不斷融合其他技術(shù)推陳出新,例如NB-IoT+GNSS、NB-IoT+TEE SIM、NB-IoT+GPRS等組合?!?/p>

關(guān)于NB-IoT的落地覆蓋量,解運(yùn)洲提到,“2020年NB-IoT連接數(shù)規(guī)模新增6000萬,LTE Cat.1新增1500萬。預(yù)計(jì)到2021年,NB-IoT和LTE Cat.1連接數(shù)新增將分別達(dá)到1億和5000萬。

來自智能終端廠商的聲音

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分享者:天津速越總經(jīng)理董勝龍

天津速越科技有限公司總經(jīng)理董勝龍表示,“目前國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)燃?xì)獗硗茝V數(shù)量超過100萬的企業(yè)有7家,排名是華潤燃?xì)猓傆脩魯?shù)2600萬)、港華燃?xì)猓傆脩魯?shù)3100萬)、新奧能源(總用戶數(shù)1100萬)、中國燃?xì)猓傆脩魯?shù)3600萬)、北京燃?xì)猓傆脩魯?shù)644萬)、上海燃?xì)猓傆脩魯?shù)689萬)以及深圳燃?xì)猓傆脩魯?shù)380萬),從數(shù)量對(duì)比可以看出,智能燃?xì)獗頋B透率不足,市場空間還很廣。除了計(jì)量表計(jì)外,2020年末,我國城市燃?xì)夤艿酪堰_(dá)100萬公里左右,閥井約400多萬,對(duì)于門站、閥井、調(diào)壓設(shè)備、儲(chǔ)運(yùn)裝置等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的安全管控和應(yīng)用檢測,是更大的新增市場空間?!?/p>

關(guān)于面臨的問題和機(jī)遇,董勝龍更是坦言道,“國家政策的引導(dǎo)、B端客戶發(fā)力推廣以及終端用戶愿意強(qiáng)烈是機(jī)遇所在,但我們還面臨著通信覆蓋不足、網(wǎng)絡(luò)容量有限以及終端能耗高企等問題,以網(wǎng)絡(luò)容量為例,一個(gè)扇區(qū)12個(gè)用戶的容量根本不夠,對(duì)于芯片廠商而言,摳那幾個(gè)dB意義沒那么大,解決功耗問題才是重中之重。不過,對(duì)于NB-IoT真正的優(yōu)化不應(yīng)該只是器件級(jí)的,更要協(xié)議級(jí)別的優(yōu)化,才能支撐低速物聯(lián)網(wǎng)在燃?xì)獗硇袠I(yè)的健康成長。

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分享者:金卡智能市場部副總監(jiān)馬立波

關(guān)于NB-IoT在智能燃?xì)獗硎袌龅谋憩F(xiàn),作為整個(gè)智能燃?xì)獗韽?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1418244.html">IC卡到Lora、GPRS,再到NB-IoT演變的親歷者,金卡智能市場部副總監(jiān)馬立波表示,“燃?xì)庑袠I(yè)運(yùn)營的需求催生了NB-IoT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,在我們業(yè)內(nèi)有一個(gè)有趣的總結(jié),什么人最適合抄表?強(qiáng)壯的男子不合適,漂亮的姑娘不合適,唯有中老年婦女最合適,而今天唯有NB-IoT技術(shù)最合適。根據(jù)預(yù)測,2021年我國NB-IoT智能燃?xì)獗硎袌鰧⑦_(dá)到3000萬臺(tái)規(guī)模。

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分享者:寧水集團(tuán)技術(shù)總監(jiān)陳偉

除了燃?xì)獗恚覀冊賮碚f說水表,水表從最初的機(jī)械水表,經(jīng)過智能水表1.0、智能水表2.0的變化,如今已發(fā)展成一個(gè)多技術(shù)融合終端。對(duì)此,寧水集團(tuán)技術(shù)總監(jiān)陳偉表示,“智能水表國內(nèi)的占有率是30%,還有很大空間,而寧水集團(tuán)智能水表的營收份額是57%,這意味著我們的智能化率是相對(duì)高的。在通信方式方面,我們的設(shè)備涵蓋RS485、Mod-Bus 、自組網(wǎng)、LoRa、GPRS、NB-IoT以及卡類(TM、IC、低頻、高頻)等,而我們的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,NB-IoT的占有率正從2019年起不斷攀升?!?/p>

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分享者:正泰儀表市場部副總監(jiān)王春生

此外,站在能源管理側(cè)的角度,正泰儀表市場部副總監(jiān)王春生表示,“目前國內(nèi)能源管理的現(xiàn)狀是:三表集采難、故障發(fā)現(xiàn)不及時(shí)、能源管理缺失(比如戶用光伏發(fā)電并網(wǎng)的監(jiān)管)、電動(dòng)車充電無人監(jiān)管,而用了NB-IoT后可以得到部分解決?!?/p>

他提出,通過NB-IoT通信網(wǎng)絡(luò)將用戶管理的電能表、水表、燃?xì)獗砑捌渌?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E6%99%BA%E8%83%BD%E8%AE%BE%E5%A4%87/">智能設(shè)備組成一個(gè)局域物聯(lián)網(wǎng),能夠更好地獲取用戶生活中電、水、氣等相關(guān)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)收費(fèi)結(jié)算、設(shè)備檢測、異常上報(bào)、用能分析和管理等功能。

  • 哪些因素在驅(qū)動(dòng)NB-IoT不斷向行業(yè)滲透?

芯翼信息科技CEO肖建宏博士告訴筆者,“NB-IoT是一個(gè)廣域物聯(lián)網(wǎng),對(duì)于藍(lán)牙、WiFi,大家都知道涂鴉上市,這是一個(gè)典范,1000億人民幣市值,廣域物聯(lián)網(wǎng)的空間更大,相當(dāng)于海洋與陸地的關(guān)系。我們做了一個(gè)測算,如果芯片順利發(fā)展,到 2025年NB-IoT將達(dá)到1500億以上的規(guī)模。究其原因,NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的下沉一方面得益于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的改進(jìn),比如性能的提高、功耗的降低,另一方面是受到產(chǎn)業(yè)活動(dòng)的推動(dòng),比如中國移動(dòng),而芯片公司是出于最底層的,是做磚頭的,建高樓大廈還要靠運(yùn)營商。

分享者:芯翼信息科技CEO肖建宏博士

筆者認(rèn)為肖總口中的高樓大廈即指NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的普及,包括基站的建設(shè)等。根據(jù)天津速越總經(jīng)理董勝龍分享的數(shù)據(jù),“目前我國已建成NB-IoT基站總量超過85萬個(gè),其中中國電信40萬+個(gè),中國移動(dòng)35萬+個(gè),中國聯(lián)通10萬-個(gè)”。

另根據(jù)中移物聯(lián)網(wǎng)智能模組部市場總監(jiān)王超分享的數(shù)據(jù),“在NB-IoT網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上,中國移動(dòng)已實(shí)現(xiàn)了全國346個(gè)城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上區(qū)域的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)連接覆蓋,擁有超70萬的NB建站資源,目前已開通超35萬站,今年還規(guī)劃了5萬按需建站資源,為NB-IoT加碼?!?/p>

基于這些網(wǎng)絡(luò)的覆蓋,各行各業(yè)的終端廠商開始著手設(shè)備智能化的更新?lián)Q代。而NB-IoT要真正鋪展開來一定是“技術(shù)+政策+產(chǎn)業(yè)”的驅(qū)動(dòng),才會(huì)有商用爆發(fā)的一天。上面我們講了產(chǎn)業(yè)策的驅(qū)動(dòng),下面我們再來分析一下政策以及技術(shù)的驅(qū)動(dòng)。

政策側(cè),比如住建部發(fā)文表示新裝住宅需要強(qiáng)制安裝煙感;比如水表行業(yè)十四五規(guī)劃剛要中要求NB-IoT(5G)技術(shù)作為水表自動(dòng)抄表等場景的重點(diǎn)應(yīng)用技術(shù);再比如2020年5月工信部發(fā)布《關(guān)于深入推進(jìn)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展的通知》,總體目標(biāo)是推動(dòng)2G/3G物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)遷移專網(wǎng),提出建立NB-IoT(窄帶物聯(lián)網(wǎng))、4G(含LTE-Cat.1)和5G協(xié)同發(fā)展的移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)綜合生態(tài)體系等。

針對(duì)煙感行業(yè)的這一改變,解運(yùn)洲表示,“2020年只能煙感有500萬的規(guī)模,到2021年有望突破1000萬?!?strong>而王超更是直言,智慧消防是中移物聯(lián)網(wǎng)智能模組部今年的主攻方向。

對(duì)于這一強(qiáng)制安裝政策,芯翼信息科技高級(jí)副總裁李劍解釋道,“商業(yè)寫字樓煙感是必須要裝的,民用很多是毛坯房,里面原來是有的,業(yè)主進(jìn)去直接打掉了重新裝修,自己可能感受不到,但是其實(shí)是要有的,交房的時(shí)候開發(fā)商要提供的,智慧消防不光是煙感,還有滅火器等?!?/p>

?分享者:芯翼信息科技高級(jí)副總裁李劍

技術(shù)側(cè),我們將其與價(jià)格相聯(lián)系,從解運(yùn)洲的分享中我們可以看到,2020年NB-IoT通信模組售價(jià)20元以上的,在市場中占比約60%。根據(jù)他的預(yù)計(jì),到2021年,這一比例將下降到約30%。這意味著NB-IoT通信模組的價(jià)格將隨著時(shí)間的推移不斷下滑,直至市場平衡價(jià)的出現(xiàn)。

試問,價(jià)格下滑的背后是什么?答案是市場充分的競爭,而競爭的結(jié)果是NB-IoT模組的全面國產(chǎn)化。

根據(jù)金卡智能市場部副總監(jiān)馬立波的分享信息顯示,目前NB-IoT智能終端已實(shí)現(xiàn)全面國產(chǎn)化,包括芯片、模組、電池以及基站等多方面。他還分享了具體的國產(chǎn)化廠商信息:

芯片:華為海思、聯(lián)發(fā)科紫光展銳、芯翼信息、移芯通信以及智聯(lián)安等
模組:有移遠(yuǎn)、中移、有方、利爾達(dá)、美格、廣和通、高新興等
基站:華為、中興、大唐移動(dòng)等
電池:億緯、昊誠等

就最底層的芯片國產(chǎn)化,芯翼信息是NB-IoT芯片行業(yè)第二梯隊(duì)的新秀廠商。芯翼信息科技高級(jí)市場總監(jiān)祁衛(wèi)表示,“芯翼信息成立于2017年3月,自2018年發(fā)布全球首款CMOS PA的NB-IoT SoC XY1100后,在2019年通過了三大運(yùn)營商的入網(wǎng)入庫測試,芯片進(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn)狀態(tài)。2020年下半年XY1100又通過了智能氣表、智能水表行業(yè)頭部客戶嚴(yán)苛的認(rèn)證測試,在終端產(chǎn)品中大規(guī)模落地發(fā)貨,月出貨量超百萬。此外,XY2100將在今年下半年預(yù)發(fā)布,針對(duì)金融行業(yè)追蹤推出的X3100將在明年下半年量產(chǎn),更高級(jí)別的XY5100正處在預(yù)研階段,但標(biāo)準(zhǔn)還沒出來,因此推出日期還未定?!?/p>

而根據(jù)應(yīng)用側(cè)的反饋,XY1100的性能還是非常強(qiáng)大的。金卡智能市場部副總監(jiān)馬立波表示:芯翼的XY1100已經(jīng)過下游廠商金卡的魔鬼級(jí)產(chǎn)品導(dǎo)入測試,抄表成功率99.68%,部分不成功是用戶把電池?fù)傅袅恕幩瘓F(tuán)技術(shù)總監(jiān)陳偉表示:寧水集團(tuán)在上海臨港新區(qū)安裝了一批基于芯翼XY1100的水表,在2月至4月數(shù)據(jù)上傳率平均為99.41%。正泰儀表市場部副總監(jiān)王春生也表示:基于芯翼XY1100的NB-IoT智能電表檢測準(zhǔn)確率在99.5%左右。

總結(jié):市場需求、政策導(dǎo)向、行業(yè)挖掘以及中國芯等技術(shù)的精進(jìn),正不斷驅(qū)動(dòng)NB-IoT技術(shù)向應(yīng)用領(lǐng)域滲透。

寫在最后

在筆者看來,落地加速的背后是NB-IoT在 LPWA 場景下?lián)碛蠰oRa及SigFox等技術(shù)無可替代的優(yōu)勢。今天的NB-IoT已成為5G的先行者,為5G to B積累經(jīng)驗(yàn)。

至于上面提到的NB-IoT將替代80%的2G市場一事,遷移速度不會(huì)太快,原因有三:第一,很多傳統(tǒng)應(yīng)用本身在2G上跑的很好,規(guī)模很大,讓所有的用戶向NB-IoT上遷移有一個(gè)過程;第二,目前企業(yè)沒有一個(gè)明確2G退網(wǎng)的時(shí)間表,可能對(duì)網(wǎng)絡(luò)還存在觀望;第三,NB-IoT芯片側(cè)生態(tài)還不夠成熟,預(yù)計(jì)除了傳統(tǒng)大的芯片廠外,將來會(huì)涌現(xiàn)一批大的行業(yè)垂直芯片公司。

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