沃达丰推出蜂窝物联网（Cellular IoT）通信技术

从 2014 年到 2020 年，NB-IoT 已经从一个水务客户的需求衍生出来的创新发展为全球主流运营商和合作伙伴共同认可的庞大产业生态，华为对此作了大量工作。随着 NB-IoT 正式纳入 5G 标准，可以预计未来 10 年 NB-IoT 产业生态将更为庞大，期待华为针对 NB-IoT 战略的延续。

早在 2014 年，全球知名运营商沃达丰的一个水务客户就提出了低功耗无线抄表的需求，沃达丰随后联合华为开展技术创新，推出了蜂窝物联网（Cellular IoT， C-IoT）通信技术，目标是实现“客户无线抄表 10 年免维护”的需求。

在接下来 2015 年的 MWC 展会上，基于 C-IoT 的水表演示成为展会上一大亮点，让人们对该技术有了直观认识。同时，华为与全球运营商和设备厂商一起，推动该技术的完善，并作为 3GPP 的公开标准，供全球运营商采用其搭建窄带蜂窝物联网络，这就是 NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）技术的前身。

在此之后，NB-IoT 确实按照当时的预想，成为全球通用的物联网标准，并带来强大的产业影响力。众所周知，华为在这一过程中持续做了大量工作，是推动 NB-IoT 成为全球物联网主流标准的关键力量之一。

在近期举行的“第三届中国 NB-IoT 产业发展大会”上，华为中国区 IoT 拓展部部长张海再次解读华的 NB-IoT 战略，揭示过去 6 年时间里华为在 NB-IoT 领域的“变与不变”。

不变：坚定 NB-IoT 战略，持续投资芯片、网络和平台

华为致力于把数字世界带入每个人、每个家庭、每个组织，构建万物互联的智能世界。为了践行这一使命，华为明确坚持推动物联网产业发展，并坚持“三做、三不做”的物联网战略，即坚定在芯片、网络、平台生态三方面的投入，不做模组、终端、应用，这三方面由合作伙伴来布局。NB-IoT 作为华为物联网业务的重要组成部分，也在严格践行着“三做、三不做”的战略。

2016 年 9 月，华为发布了 OceanConnect IoT 平台开放生态，到 2018 年 10 月，OceanConnect 平台已有 1000 多家生态伙伴的产品及方案实现了批量商用，并聚集了 5 万多活跃开发者，平台合作生态进入规模化商用阶段。如今，以 OceanConnect 为核心的华为云 IoT 平台已纳入华为云 BG 整体运作，后续将整合公司 IoT 全产业链，提供业界最佳 IoT 联接，构筑 IoT 硬件及行业应用生态，做华为云万物互联的黑土地。过去几年中，智慧燃气、智慧水务、智慧消防、电动车跟踪等典型的 NB-IoT 应用试点和规模化落地，很多都有华为云 IoT 平台在背后的助力，实现应用快速上线。可以看出，物联网平台生态在持续升级，体现华为在这方面的坚定投入。

回顾 NB-IoT 发展历程，芯片无疑是华为给业界做出表率的典型领域：

同样是 2014 年，华为在英国以收购了一家名为 Neul 的芯片公司，并于 2014 年底推出首款支持低功耗广域（LPWA）网络芯片 Iceni，可以说是 NB-IoT 芯片的原型，为随后的 NB-IoT 示范演示提供了芯片支持；

到 2016 年，随着 3GPP R13 版本冻结，NB-IoT 迎来首个完整的标准，华为随后推出了业界首款 NB-IoT 芯片 Boudica 120，成为 NB-IoT 商用初期主流选择；

2018 年，随着 3GPP R14 的冻结，Boudica 150 成为 NB-IoT 芯片的主流，支持 NB-IoT 连接数破亿；

目前，虽然面临着严峻的国际环境，华为最新一代 NB-IoT 芯片 Boudica 200 依然即将推出，Boudica 200 支持 3GPP R14/15 及标准演进，芯片具备更高集成度，BoM 器件数量降低 50%，从而支持模组价格趋近 2G，并集成 BLE 和 GNSS，典型场景功耗降低 50%，这些性能保证 5G mMTC 大连接场景加快落地。

华为 NB-IoT 芯片的每一代更新，始终保持最前沿和领先的创新。不过，在笔者看来，华为对 NB-IoT 芯片的投资和商用历程，也是不断给予业界信心的过程。数年前，NB-IoT 作为一个新事物，业界对其质疑、观望在所难免，没有芯片，产业链也无法做出 NB-IoT 的终端和应用。而华为在 2014 年就投入 2500 万美元重金收购 Neul 开始研发 NB-IoT 芯片，并在接下来几年持续进行升级，率先做出表率，可以说是站在整个生态的角度，打消业界的顾虑，并降低产业链上下游进入 NB-IoT 领域的风险。

如果说芯片侧给业界做出表率，那么华为对 NB-IoT 网络技术的坚定投资更是责无旁贷。伴随着 NB-IoT 标准的研究，华为也在持续推出和迭代 NB-IoT 全套网络产品，并支持全球运营商网络部署。目前，R14 标准已成为 NB-IoT 网络部署的主流版本，在原有 R13 网络基础上，仅需软件升级即可实现 R14 的部署。当前中国移动全网已经开通支持 R14，中国电信也在规模试点，即将全网支持。作为通信设备厂商，华为为全球运营商提供的基站侧软件升级的服务已准备就绪，能够协助运营商快速开通 R14 网络，将应用向着更广阔的场景扩展。

芯片、网络、平台这三个领域形成华为 NB-IoT 的主要产品，也提供了聚集产业生态资源的关键能力，因此坚定投资这三个领域，成为华为不变的 NB-IoT 战略核心。

变化：紧随技术产业步伐，应用边界不断扩展

如果说“三做”的物联网战略是过去几年不变的坚持，那么变化的就是技术进步和产业发展等环境日新月异，华为与合作伙伴共同推动 NB-IoT 应用边界不断地扩展。

环境的变化一方面体现在 NB-IoT 技术标准的重大突破，最为典型的就是 NB-IoT 正式纳入 5G 标准，给业界一个移动物联网连接结构的明确信号，即未来移动物联网将以 5G+4G 为主，其中 5G 物联网连接由 NR（支持 eMBB 和 uRLLC）和 NB-IoT（支持 mMTC）及其演进来支撑，这意味着 NB-IoT 将形成超过 10 年的技术生命周期。环境变化另一方面体现在产业发展态势的进展，中国 NB-IoT 正式商用 3 年时间，连接数已超过 1 亿，随着连接数快速增长，模组成本已降至 2G 模组的水平。另外，在工信部《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》（25 号文）全面驱动下，2G 迁移转网的步伐越来越快，NB-IoT 面临着进一步加速的机遇。

环境的变化驱动应用边界大范围扩展，业界需要不断探索 NB-IoT 对新的场景的支持。张海以POS 机、车载跟踪器和共享单车三个场景为例，揭示了华为联合合作伙伴在新的应用场景扩展中所做的改变。

近年来，国内移动支付行业的快速发展促使无线 POS 机终端出货量快速增长，无线 POS 机是采用 2G 物联网规模最大的场景之一，每年联网 POS 机更换数量超过 6000 万台。在 2G 退网大背景下，这些存量 POS 机更新时面临着新的选择。2019 年，中国人民银行发布了《关于进一步加强支付结算管理防范电信网络新型违法犯罪有关事项的通知》（85 号文），明确提出要“强化受理终端管理”，其中包括“收单机构应当对移动受理终端所处位置持续开展实时监测，对于无法监测位置或与商户经营地址不符的交易，暂停办理资金结算并立即核实”。这些强制性内容，对于无线 POS 机提出了持续定位监测的要求，而 wifi 和蓝牙不能保障金融级别的通信安全，未来 POS 机继续采用蜂窝网络就很有必要。

实际上，2019 年底，华为联合新大陆等厂商就推出了基于 NB-IoT 的 POS 机，而经过实测 NB-IoT 也能够对 POS 机成功使用形成支撑。此前，中国电信和华为基于 NB-IoT R14 现网环境下对 NB-IoT 和 2G POS 机进行室内和室外的测试，最终结果显示，在相同的密度和覆盖等环境下，NB-IoT 和 2G 均可以满足 POS 机平均时延低于 5 秒的要求，NB-IoT 在某些情况下性能优于 2G。这一测试结果表明，相同功能的 POS 机，NB-IoT 完全可以形成对 2G 的替代。与此同时，Cat.1 成为 2G 退网背景下，蜂窝物联网又一热门领域，无线 POS 机也被认为是 Cat.1 的一个主要应用场景。

在这一背景下，无线 POS 机面临这 NB-IoT 和 Cat.1 的选择。在安全性方面，双方同样是基于蜂窝网络的双向鉴权认证，能够达到央行监管的要求。在网络覆盖上，部分行业专家认为 Cat.1 的覆盖要优于 NB，所以市面上占据 90% POS 市场的 2G POS 应该转向 Cat.1。事实上，在与某知名收单机构交流中获悉，因为 2G 网络不被维护，2G POS 机的一次通信失败率高达 20%以上。而 2G POS 机这一细分市场中，因为所有人都获利，所以投诉率非常低。因此，这个市场最关注的不是网络覆盖，而是成本。NB-IoT 模组成本目前已经达到 15 元左右，而 Cat.1 模组成本还在 40 元左右。对于功能非常丰富的高端 POS 设备来说，可以将 Cat.4 模组更换为 Cat.1，从而降低成本。然而，对于数千万存量基于 2G 的中低端 POS 机来说，不论是设备厂商还是支付平台运营方，对于成本的敏感性还是比较高的，在 NB-IoT 能够满足需求情况下，通过 NB-IoT 替代 2G 是一个最优选择，从而形成每年数千万级基于 NB-IoT 的 POS 机出货量。多个对该行业理解深刻的收单机构和终端厂商已经投身 NB POS 的开发和试点。

类似于 POS 机，车载跟踪器和共享单车这些在几年前由 2G 支撑的规模化应用，如今也成为 NB-IoT 能够大规模落地的潜在场景。

例如，此前基于 2G 的车载跟踪设备每年出货量超过 2000 万台，在 2G 迁移转网背景下，相关厂商也在寻找新的方案。2019 年底，华为联合 MTK 在上海进行基于 NB-IoT 和 2G 的车载跟踪设备对比测试，测试方式为车速保持 80-120km/h 情况下进行位置数据上报，最终结果显示，在相同环境下，NB-IoT 的时延仅为 2G 的 32%，这一结果表明基于 NB-IoT 的车载跟踪能够替代现有 2G 车载跟踪应用，胜任高速移动场景中车辆定位需求，NB-IoT 与 2G 相同的终端价格，也能够支撑车载跟踪设备同价位替换和大规模出货。

共享单车在过去几年的快速发展，带来了数千万 2G 物联网连接。在共享单车更新换代时，同样面临着新的连接方式的选择。面对这一情况，中国移动联合华为在北京五环内投放了 2700 辆单车，为了保障单车的有效运行，彼时这些单车采用 NB-IoT+2G 双模模组，其业务策略为优先使用 NB-IoT 网络进行业务上报，若 NB-IoT 信号不足或接入失败时切换到 2G。通过采用在 NB-IoT 网络上部署“2G 转 NB-IoT 套件”、网络干扰优化等手段，最终 NB-IoT 网络结单成功率占比达到 99.15%，而 2G 网络结单成功率占比为 96.15%。该测试表明了 NB-IoT 替代 2G 支撑共享单车已趋于成熟，最终中国移动将该测试过程中采用的网络优化方案推广至全网，使 NB-IoT 现网支持 2G 转 NB-IoT 全类型业务接入。

在金融 POS 机、车载跟踪和共享单车这三类应用中进行 NB-IoT 和 2G 对比测试具有重要意义，因为这三类应用对于移动性、时延等要求较高，基本高出当前 2G 绝大部分应用场景的性能要求。因此，当 NB-IoT 能够在这三类应用中对 2G 形成明显替代优势，则完全能够对其他 2G 应用形成替代。

当然，NB-IoT 未来规模化的应用场景不仅仅是对 2G 场景的替代上，其他创新应用也有非常广阔空间。作为 5G mMTC 场景的重要支撑，NB-IoT 对于未来 5G 的很多场景形成支撑，例如针对工业场景的海量资产管理、消费电子设备独立通信、高价值商品物流位置跟踪、提升家电联网率等新的需求。在张海看来，华为联合合作伙伴不断发掘、孵化、推广新的应用场景，拓展 NB-IoT 的应用边界，正是华为基于技术和商业等环境变化所做的变化。

从 2014 年到 2020 年，NB-IoT 已经从一个水务客户的需求衍生出来的创新发展为全球主流运营商和合作伙伴共同认可的庞大产业生态，华为对此作了大量工作。随着 NB-IoT 正式纳入 5G 标准，可以预计未来 10 年 NB-IoT 产业生态将更为庞大，期待华为针对 NB-IoT 战略的延续。
责任编辑:pj