窄帶物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展淺析

王春霞

【摘 要】隨著萬物互聯(lián)時代的到來，物聯(lián)網(wǎng)及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展成為新時代引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要引擎，紛繁復(fù)雜的應(yīng)用場景對物聯(lián)網(wǎng)通信提出了多樣化需求，窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）在此背景下應(yīng)運而生。本報告從NB-IoT的概念特征入手，深入剖析我國NB-IoT發(fā)展現(xiàn)狀及前景，并提出發(fā)展NB-IoT建議，供參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】NB-IoT性能分析；產(chǎn)業(yè)鏈布局

一、NB-IoT性能和前景

物聯(lián)網(wǎng)是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，其通信技術(shù)從傳輸距離上可分為短距離通信技術(shù)和廣域網(wǎng)通信技術(shù)。窄帶物聯(lián)網(wǎng)是基于蜂窩的低功耗廣域網(wǎng)通信技術(shù)，是3GPP定義的國際標(biāo)準(zhǔn)，只消耗大約180kHz帶寬i，可在現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)絡(luò)上快速部署。NB-IoT基于授權(quán)頻譜，擁有低功耗、廣覆蓋、低成本、大連接和強(qiáng)安全等特點，成為全球范圍內(nèi)廣泛興起的新興技術(shù)。

盡管NB-IoT具有種種優(yōu)點，但對實時性、移動性和大數(shù)據(jù)量傳輸支持較差。未來，NB-IoT將與eMTC、LoRa和3G、4G、WiFi等共同構(gòu)成萬物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，支撐智能制造、智能交通、智慧醫(yī)療、智能安防、智慧農(nóng)業(yè)等眾多領(lǐng)域應(yīng)用。2017年是我國NB-IoT規(guī)模化商用元年，據(jù)測算，到2020年，我國NB-IoT將覆蓋25%的物聯(lián)網(wǎng)連接，整體市場規(guī)模達(dá)千億元。

二、國內(nèi)外窄帶物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展情況

當(dāng)前，NB-IoT發(fā)展已成為全球化趨勢，沃達(dá)豐在西班牙、荷蘭、澳大利亞等地推出NB-IoT商用網(wǎng)絡(luò)，德國電信在荷蘭、德國也展開部署，高通、英特爾的NB-IoT芯片已進(jìn)入或即將進(jìn)入量產(chǎn)階段。我國已步入NB-IoT市場化商用初期階段。

（一）運營商主導(dǎo)的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)部署全面展開

我國電信運營商自2017年加快了NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的部署速度，目前已在17個省級地區(qū)完成全面部署，且主要集中在京津冀、中東部和東南沿海等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。其中，中國電信已部署13個地區(qū)，速度最快，部分地區(qū)的覆蓋率達(dá)到95%以上甚至全覆蓋。江西鷹潭是全球首個建成三張NB-IoT全域覆蓋網(wǎng)絡(luò)的城市。

（二）NB-IoT產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)特征明顯

芯片生產(chǎn)進(jìn)入量產(chǎn)期，但國內(nèi)芯片滲透率較低。2017年以來，國內(nèi)外NB-IoT芯片廠商的產(chǎn)品逐漸進(jìn)入量產(chǎn)期。但整體來看，作為底層的芯片領(lǐng)域，短期內(nèi)將仍以華為、高通、英特爾和中興微電子等為主，我國NB-IoT芯片市場滲透率仍較低。

模組廠商分布相對集中于深圳和上海。受益于芯片商用進(jìn)程加快和NB-IoT應(yīng)用需求增加，模組出貨量也即將進(jìn)入爆發(fā)期。深圳、上海等地的模組廠商成為NB-IoT模組環(huán)節(jié)的重要力量，主要包括中興通訊、中興物聯(lián)、深圳有方科技、上海移柯通信、龍尚科技（上海）等企業(yè)。

以公用事業(yè)為主的試點示范應(yīng)用逐步展開。2016年以來，我國部分地區(qū)通過“電信運營商+科技公司+應(yīng)用單位”的模式，逐步在水表、井蓋、停車、路燈、燃?xì)獗怼⒗涞裙檬聵I(yè)領(lǐng)域，展開遠(yuǎn)程抄表、控制、監(jiān)測、測量等試點示范應(yīng)用，如中國電信、華為與泰華智慧合作的智能路燈項目，中國電信、華為與ofo合作的智能單車等。

（三）產(chǎn)業(yè)環(huán)境優(yōu)化對NB-IoT的發(fā)展支撐作用明顯

華為推動NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)體系快速形成。NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)工作自2015年9月啟動立項至2016年6月凍結(jié)標(biāo)準(zhǔn)，華為發(fā)揮了重要作用。作為NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)制定的主導(dǎo)者，華為秉承技術(shù)創(chuàng)新、行業(yè)融合、生態(tài)共贏的原則積極推動NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)化，為技術(shù)完善和產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)I造了良好的環(huán)境。

政策出臺明確了NB-IoT的發(fā)展方向。2017年6月，工信部發(fā)布《全面推進(jìn)移動物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）建設(shè)發(fā)展通知》，強(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究，積極開展NB-IoT應(yīng)用試點示范工程，打造完整的產(chǎn)業(yè)體系，進(jìn)一步加速了我國NB-IoT建設(shè)和應(yīng)用發(fā)展進(jìn)程。

開放的創(chuàng)新體系逐漸形成。在三大運營商和華為、中興等國內(nèi)科技領(lǐng)軍企業(yè)推動下，NB-IoT開放實驗、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等創(chuàng)新平臺建設(shè)步伐加快，并在NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用落地、業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新中發(fā)揮了重要作用。

三、加快推動NB-IoT發(fā)展的建議

（一）加強(qiáng)試點示范引領(lǐng)應(yīng)用升級。在長三角、粵港澳、京津冀等區(qū)域和重點城市進(jìn)行規(guī)?；圏c和商用化試驗，測試和優(yōu)化NB-IoT協(xié)議、核心網(wǎng)絡(luò)性能、芯片和模組功能，提升應(yīng)用服務(wù)的平臺管理能力和產(chǎn)業(yè)鏈整合能力。在全國范圍內(nèi)推廣示范經(jīng)驗，同時擴(kuò)大在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、市政、公用事業(yè)和可穿戴設(shè)備等垂直領(lǐng)域的應(yīng)用，挖掘和開發(fā)NB-IoT業(yè)務(wù)類型，不斷擴(kuò)展平臺層功能集成，探討形成多元服務(wù)模式。

（二）加快NB-IoT產(chǎn)業(yè)鏈強(qiáng)鏈補(bǔ)鏈。鼓勵終端制造企業(yè)與上游芯片、模組企業(yè)合作研發(fā)、設(shè)計和模塊化測試，開發(fā)或支持兼容NB-IoT通信模塊。梳理各垂直應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)需求，及時發(fā)布NB-IoT應(yīng)用解決方案，鼓勵物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)加快在NB-IoT細(xì)分領(lǐng)域的業(yè)務(wù)布局及商用部署。結(jié)合工業(yè)、交通、醫(yī)療、市政、公用事業(yè)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)優(yōu)勢，努力打造NB-IoT在智能家居、車聯(lián)網(wǎng)、智能穿戴、智慧醫(yī)療和工業(yè)監(jiān)測、智慧物流、資產(chǎn)跟蹤等應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)化集成運營服務(wù)。

（三）構(gòu)建NB-IoT產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系。加強(qiáng)NB-IoT安全基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，包括容災(zāi)體系、密鑰管理、數(shù)字證書、等級保護(hù)體系等，強(qiáng)化安全設(shè)計、安全更新和漏洞管理，確保M2M終端安全、網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)安全，打造NB-IoT感知、傳輸和應(yīng)用層整體安全體系。通過政府引導(dǎo)，推動網(wǎng)絡(luò)運營、芯片、模組等產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)進(jìn)一步開放合作，探索NB-IoT商業(yè)模式，推動NB-IoT技術(shù)、制造、應(yīng)用的資源集聚和利益共享，構(gòu)建綜合生態(tài)系統(tǒng)。

（四）積極探索培育新模式新業(yè)態(tài)。加強(qiáng)NB-IoT與5G海量物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的互動滲透，推動數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析、挖掘和利用能力不斷升級延伸。增強(qiáng)NB-IoT及關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)與制造業(yè)、服務(wù)業(yè)以及公共事業(yè)間的融合，成為我省共享經(jīng)濟(jì)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)的重要推動力量。

注釋：

i 窄帶：一般情況下，我們將網(wǎng)絡(luò)帶寬<4M稱為窄帶，>4M則稱為寬帶；NB-IoT使用200kHz的系統(tǒng)帶寬和180kHz的傳輸帶寬，可實現(xiàn)在2G、3G網(wǎng)絡(luò)的兼容和共站部署，降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與運維成本。