NB-IoT 芯片领域成为全球最大的物联网应用市场

时间回拨到 3 年前，2017 年 7 月 17 日，中国电信 NB-IoT 网络正式商用，同年 8 月，湖北电信联合武钢华润燃气着手打造湖北最大的 NB-IoT 商用抄表项目，一期抄表终端达数千台。彼时，NB-IoT 网络刚刚开始商用，规模化的应用项目没有经验可借鉴。为了项目成功实施，湖北电信在项目启动初期就组建了无线网优小组，针对网络、业务、终端采取三维一体网络优化策略，历经三个月的持续跟进和优化，保障数千台终端上线率、抄表成功率由 36.6%提升到 100%。

类似的探索意义重大，充分证明了 NB-IoT 对相应应用场景支持的可靠性和稳定性。在 NB-IoT 商用初期，正是这些先行者们“摸着石头过河”，给如今中国 NB-IoT 连接数超过 1 亿的成果打下坚实基础。回顾短短 3 年的商用历程，中国电信 NB-IoT 在多方面关键能力的积累为全球物联网产业发展树立标杆。

精品网络，基础设施能力积累形成全球标杆

根据 GSMA 的最新数据，截止 2020 年 7 月全球各地运营商已建成 97 张 NB-IoT 商用网络，NB-IoT 网络作为全球运营商支撑其物联网业务的基础设施早已形成共识。当然，不论从建设规模、建设速度、质量保障等各方面看，中国运营商的网络基础设施建设无疑给全球其他地区树立标杆。

以中国电信为例，2016 年 6 月，工信部发布关于同意中国电信使用 800M 和 2100M 频段开展 LTE 组网的“工信部无函［2016］193 号文”，中国电信 800M 重耕有了政策依据；紧接着当年 7 月份，中国电信就宣布启动 800M 全网重耕，打造国内第一张低频 LTE 网络。到 2017 年 5 月，仅过了 10 个月时间，LTE 800M 就实现了全网覆盖，同时在此基础上建成了全球第一张全网覆盖的 NB-IoT 网络。

截止目前，中国电信已部署超过 41 万 NB-IoT 基站，全部基于 800MHz LTE 网络升级开通，全国 NB-IoT 整体覆盖率超过 97%，成为全球规模最大的 NB-IoT 网络。众所周知，国内运营商 NB-IoT 网络主要部署在 800M、900M 和 1800M 频段上，而 800M 这一黄金低频，助力 NB-IoT 网络实现更低成本、更广覆盖。

网络能力的持续提升也是建设基础设施标杆所必需的。目前，NB-IoT R14 技术条件已成熟，相对于 R13 版本，R14 在网络覆盖、并发能力、上下行速率、载波容量、移动性能、定位能力等方面得到了全方位提升。更为重要的是 R14 版本多方面指标对 2G GPRS 形成绝对优势，以金融 POS 机为例，测试数据显示 R14 的时延已能够达到 2G 的水平，在很多环境下 NB-IoT 平均时延低于 2G。在 2G 退网的大背景下，作为新基建的组成部分，NB-IoT 对于 2G 传统产能的替代效应凸显。NB-IoT 网络从 R13 向 R14 升级势在必行，国内运营商也开启了网络的升级。早在今年 2 月，中国电信启动 5 个省份 R14 升级并进行业务测试。测试结果表明，R14 实测速率比 R13 提升 3-5 倍，大包传输时延缩短 30%以上。网络容量、移动性能以及设备定位等服务能力，也得到全面的提升。目前中国电信正结合全网 R14 部署计划与客户业务项目需求，稳步推进升级工作。

结构优化，规模化应用能力积累形成 5G 先行者标杆

移动物联网由于需要连接到公众网络，涉及产业生态更广、安全性要求更高，一直是业界重点关注的对象。过去几年中，运营商已经在持续推进 2G 减频退网，今年 5 月，工信部发布《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》，作为未来移动物联网产业发展的顶层设计，首次明确提出“推动 2G/3G 物联网业务迁移转网，建立 NB-IoT、4G 和 5G 协同发展的移动物联网综合生态体系”。可以看出，监管机构希望未来以最先进和主流技术来支撑形成从低速到高速、从大连接到低时延的多层次合理结构的物联网连接结构。

早在十多年前，运营商就已经开始向业界提供移动物联网连接服务，不过由于网络、技术、成本、生态等多方面的限制，大部分移动物联网连接由 2G 网络承载，而 2G 各方面的不足逐渐显现出来，这一连接结构并不符合移动网络演进趋势，也不适应物联网业务的特点。随着 NB-IoT 的逐渐成熟，2G 连接向 NB-IoT 迁移趋势越来越明显，推动移动物联网连接结构的持续优化。

根据公开数据，截止 2020 年 7 月，中国电信的 NB-IoT 连接数已突破 6000 万。而笔者认为比总数更有意义的是物联网连接的结构的优化，目前中国电信物联网连接总数接近 2 亿，因此 NB-IoT 占其总连接数的比例已超过 30%。移动物联网“10%-30%-60%”的连接结构已成为业界共识，即高速业务占 10%，中速业务占 30%，窄带业务占 60%，未来 NB-IoT 将面对的是 60%的窄带业务。截止目前，NB-IoT 仅用 3 年时间就实现了从 0 到 30%的增长，已成为主流的连接方式之一，随着 2G 的迁移转网，NB-IoT 所占比例将向 60%的继续增长，连接结构持续优化。

移动物联网连接结构的优化同时，规模化行业应用也不断出现。2019 年 NB-IoT 在燃气表、水表领域就突破了 1000 万的规模，还有多个数百万规模连接的行业应用已落地。目前，NB-IoT 已正式纳入 5G 标准家族，作为 5G mMTC 的核心组成部分，因此可以说 NB-IoT 是 5G 先行者，在各行业应用中的探索为 5G 行业应用带来很多最佳实践。

举例来说，2016 年 11 月，全球首个基于 NB-IoT 的智慧燃气抄表试点项目在深圳启动；2017 年 3 月，全球首个 NB-IoT 物联网智慧水务商用项目成功上线。率先探索，不但促成燃气表、水表成为 NB-IoT 规模最大的示范应用，也让 ICT 厂商深入了解水务、燃气行业的产业规律和用户需求。大部分行业除了窄带应用场景外，也有高带宽、低时延的场景，未来对于 eMBB 和 uRLLC 也可能产生需求，从这个角度看，NB-IoT 已在大量行业为 5G 落地探路，形成规模化应用标杆。

参与者众多，生态合作能力积累驱动垂直行业创新标杆

中国目前是全球最大的物联网应用市场，过去 3 年中，NB-IoT 领域也形成了全球规模最大、应用场景最多的产业生态群体，很多经验和应用已经持续向海外输出。

从供给侧来看，当前 NB-IoT 的芯片和模组已形成众多供应商共同参与的局面。其中，NB-IoT 芯片领域既有海思、高通、紫光展锐、联发科等龙头企业，又有移芯、芯翼、智联安等新锐企业。主要芯片供应商 NB-IoT 芯片出货已达 7500 万片。基于移芯、芯翼等初创企业平台的模组在运营商集采中也获得了超过百万的订单，开始登上 NB-IoT 芯片玩家的舞台，NB-IoT 芯片领域龙头企业+中小企业共存、多层次供应商供货的格局已形成。

模组领域，所有主流模组厂商都推出 NB-IoT 产品，出货量增速开始爬坡。以移远通信为例，2019 年其 NB-IoT 模组的销售量同比增长超过 270%，而其他制式模组的销量增速均低于 100%。多样化的模组供应以及出货量快速增长，给用户带来更多的选择。

在 NB-IoT 发展初期，成本是阻碍产业发展的一个重要方面，运营商开启了多轮 NB-IoT 模组补贴，在很大程度上降低了产业界的进入门槛。如今，NB-IoT 模组成本已达到预期水平。根据中国电信阳光采购网的信息，2020 年 6 月浙江电信物联网模组采购中标人公示中，NB-IoT 模组不含税最低报价已低于 12 元，这一价格相对于 2G 模组已开始形成成本优势。

从需求侧来看，国内垂直行业应用已非常丰富。根据中国电信公开资料，截止目前，中国电信联合华为与燃气、水务、家电、路灯等超过 20 个行业核心参与者共同发布基于 NB-IoT 的行业白皮书和行业标准，推动 NB-IoT 与各垂直行业的深度融合；在 NB-IoT 领域已有超过 500 家产业链上下游合作伙伴，形成 1000 个以上解决方案。

需求侧的繁荣不仅仅是应用落地数量不断增长，垂直行业通过 NB-IoT 的应用实现变革更有意义。由于 NB-IoT 弥补了很多垂直行业物联网场景中的短板，解决了其数据采集传输的问题，在此基础上不少下游用户形成了各行业自发创新，提升其在所在行业的竞争力。

举例来说，金卡智能作为燃气行业的供应商，NB-IoT 不仅推进其产品供给侧改革，也助力燃气的行业数字化转型，比如金卡除了给客户提供燃气表，同时也能基于此提供大数据服务，帮助燃气企业解决供需平衡，用气预测报警等问题，还可以演进到用户画像分析甚至个性化服务，为燃气企业提升盈利。

近年来，空调、洗衣机等白色家电共享租赁的商业模式已成熟，尤其是在高校中得到大面积推广。实际上此前白电共享租赁模式已有多年探索，但受限于网络连接的短板，无法形成规模化应用，而 NB-IoT 补齐了这一短板，为白电共享租赁模式创新打下基础。截止 2019 年底，中国电信和海尔合作的“海享租”空调已在 73 所高校落地，部署空调超过 7 万台；小天鹅共享洗衣机已在 29 个省、直辖市近 600 个地区落地 4 万台，累计下单超千万次，流水额近亿元，下单成功率高达 99.9%。这些成功案例，为白电行业打开了一个全新的商业模式。

供给侧和需求侧均形成规模化的参与者，落地应用数量增速不断提升，更为重要的是 NB-IoT 的落地给大量垂直行业带来新的创新空间，驱动国内 NB-IoT 产业生态标杆的形成。

持续演进，技术标准能力积累完善落地实力

NB-IoT 产业的发展过程，也是标准和技术不断演进的过程，从 R13 到近期冻结的 R16，3GPP 的每一次标准版本的更新，都考虑到 NB-IoT 的持续演进。上月，国际电信联盟（ITU）召开的 ITU-R WP5D 会议做出重大决议，NB-IoT 和 NR 一起正式成为 5G 标准。技术标准演进的背后，除了各位标准专家付出巨大努力外，相关企业也做了大量工作，其中，国内企业在这方面更为典型。

2016 年 6 月，3GPP R13 标准冻结，意味着 NB-IoT 首个完整的标准版本出炉。在 3GPP 这一版标准制定中，华为贡献的提案中有 184 项获得通过，占全部 447 项已通过提案的 41%，位居全球第一。在后续 R14-R16 版本中，华为在 NB-IoT 方面的贡献仍然保持领先。

在 NB-IoT 商用初期，由于此前没有任何经验可以借鉴，加上产业链各方面都不成熟，业界对于规模化落地比较谨慎，此时开放实验室的作用就凸显出来。早在 2016 年 4 月，华为就建立起全球首个 NB-IoT 开放实验室，此后各领军企业也纷纷开启了开放实验室建设，提供现网测试环境，开展终端与基站匹配性测试、协议适配、终端对接等多项专业测试，为合作伙伴产品研发大大降低了门槛。笔者从中国电信物联网开放实验室了解到，该实验室每月提供 100 次以上基础资源服务、超过 1000 次检测评估服务、50 次以上产品开发服务，开放实验室的这些服务。这些开放实验室大大降低了 NB-IoT 项目的落地的风险，在很大程度上对于 NB-IoT 技术完善做出贡献。

国内 NB-IoT 多个应用率先规模化落地，不但形成了示范效应，同时也将 NB-IoT 前期的一些技术问题充分暴露出来，让业界能够快速定位问题并提出解决方案，完善 NB-IoT 相关技术，NB-IoT 后续标准的演进也在一定程度上参考了此前商用过程中遇到的相关问题。在这个过程中，国内大范围的应用落地、大规模的参与方对此作出了很大的贡献。

当年，NB-IoT 首个标准版本冻结，创造了史上最快出炉的 3GPP 标准记录；如今，NB-IoT 正式商用 3 年后，国内市场已在多个方面形成全球标杆，包括网络基础设施标杆、行业应用标杆、生态合作标杆、技术标杆等；未来，正式纳入 5G 标准家族的 NB-IoT 再出发，随着 5G 商用的加速，承担起低功耗大连接场景的重任，与 5G 其他场景技术一起，以更长的生命周期服务社会、改变社会。
责任编辑:pj