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基于 NB-IoT物联技术助推安防行业无界性发展!
2018-06-01

运营商部署 NB-IoT 的系列问题清单和联盟答案      

NB-IoT 的网络架构如何组成?      

建设基于 NB-IoT 技术的物联网垂直行业应用将趋于更加简单,分工更加明晰。

     

国内外运营商对 NB-IoT 的频段是如何划分的?

    全球大多数运营商使用 900MHz 频段来部署 NB-IoT,有些运营商部署在 800MHz 段。 中国联通的 NB-IoT 部署在 900MHz 1800MHz 频段, 目前只有 900MHz 可以试验。 中国移动为了建设 NB-IoT 物联网, 将会获得 FDD 牌照, 并且允许重耕现有的 900MHz 1800MHz 频段。 中国电信的 NB-IoT 部署在 800MHz 频段,频率只有 5MHz

NB-IoT 网络部署时间表?

中国联通在 2016 年在 7 个城市(北京、上海、广州、深圳、福州、长沙、银川)启动基 900MHz 1800MHz NB-IoT 外场规模组网试验, 以及 6 个以上业务应用示范。 2018 年将开始全面推进国家范围内的 NB-IoT 商用部署。 中国移动计划于 2017 年开启 NB-IoT 商用化进程。 中国电信计划于 2017 上半年部署 NB-IoT 网络。 华为联合六家运营商(中国联通、中国移动、沃达丰、阿联酋电信、西班牙电信、意大 利电信)在全球成立六个 NB-IoT 开放实验室,聚焦 NB-IoT 业务创新、行业发展、互操作 性测试和产品兼容验证。 中兴通讯联合中国移动在中国移动 5G 联合创新中心实验室完成 NB-IoT 协议的技术验 证演示。


非运营商能否部署 NB-IoT 网络?

答案是否定的。

NB-IoT 是否需要实名制?

全部需要,跟踪到责任主体。

NB-IoT 是不是都采用 eSIM?

NB-IoT 的产品特点是不需要安装配置,直接开机连接网络就能工作,并支持自动登记 设备和空中升级等功能。 SIM 卡和 eSIM 将会长期共存,运营商拒绝软 SIM 的模式。

运营商对 2G/3G 网络的退网计划是什么?

中国联通有可能在 2018 年逐步关闭 2G 网络,有些地方可能是关闭 3G 网络。 日本的移动运营商已全部关闭 2G 网络,美国的 AT&T、澳大利亚的澳洲电讯(Telstra) 和澳都斯(Optus)已经宣布 2G 网络关停计划。 Telenor 计划于 2020 年关闭其在挪威的 3G 网络,随后在 2025 年关闭其 2G 网络。 有些运营商考虑到有超过 1 亿的 GPRS 物联网终端、以及低端 GSM 手机的长期存在, 又因为 GSM 复杂度较低和没有专利费的原因, 成本长期低于 LTE 因此在较长一段时期内, 大多数运营商会维持 GSM 频段来继续运营。

运营商之间是否支持 NB-IoT 漫游?

答案是否定的

运营商如何保障 NB-IoT 网络的稳定性?

NB-IoT 直接部署于 GSMUMTS LTE 网络,即可与现有网络基站复用以降低部署 成本、 实现平滑升级, 但是使用单独的 180KHz 频段, 不占用现有网络的语音和数据带宽, 保证传统业务和未来物联网业务可同时稳定、可靠的进行。

NB-IoT 的控制与承载分离,信令走控制面,数据走承载面。如果是低速率业务就直接 走控制面, 不再建立专用承载, 省略了 NAS 与核心网的建链信令流程, 缩短唤醒恢复时延。 NB-IoT 是可运营的电信网络。 这是 NB-IoT 区别于 GPRSLoRaSigFox 等技术的 关键。

运营商如何利用 NB-IoT 网络盈利?

运营商已有的 QoS 服务质量保证、网络安全、电信级计费、大数据服务等领域继续保 持行业优势, NB-IoT 网络可以让运营商加固物联网领域的业务服务能力, 包括云服务提供、 海量客户管理、物联网实名认证、系统总包集成、大客户高端定制服务等方面。

NB-IoT 相关的价格问题?

运营商资费:一种是按流量计费,一种是按消息计费,趋势将低于 GPRS 费用 芯片价格:低于 2G 主芯片,合理期望价$1 模块价格:低于 GPRS 模块价格,合理期望价$2 终端价格:依据实际功能定价 维护成本:远低于现有网络维护成本 补贴政策:前期运营商将提供较大的运营补贴

2、关于 NB-IoT 技术方面的问题清单与答案

NB-IoT 标准会支持 TDD LTE ?

目前,FDD LTE 系统支持 NB-IoT 技术,目前 TDD LTE 系统不支持 NB-IoT 技术。 NB-IoT 的物理层设计大部分沿用 LTE 系统技术,如上行采用 SC-FDMA,下行采用 OFDM。高层协议设计沿用 LTE 协议,针对其小数据包、低功耗和大连接特性进行功能增 强。核心网部分基于 S1 接口连接,支持独立部署和升级部署两种方式。


NB-IoT 支持基站定位吗?

R13 不支持基站定位,但运营商网络可以做私有方案,比如基于小区 ID 的定位,不会 影响终端,只需要网络增加定位服务器以及与基站的联系即可。 R14 计划做定位增强,支持 E-CIDUTDOA 或者 OTDOA,运营商希望的定位精度目 标是在 50 米以内。

如果从终端复杂度角度考虑,UTDOA 更好,因为对终端几乎没有影响,并且在覆盖增 强情况下(地下室 164dB)UTDOA(上行)功耗更低;如果大部分场景不需要覆盖增强,从网 络容量角度来看,OTDOA(下行)会更好。

NB-IoT 的部署方式有哪些?

NB-IoT 支持 3 种不同部署方式,分别是独立部署、保护带部署、带内部署。 独立部署:可以利用单独的频带,适合用于 GSM 频段的重耕。 保护带部署:可以利用 LTE 系统中边缘无用频带。 带内部署:可以利用 LTE 载波中间的任何资源块。

NB-IoT 采用什么调制解调技术?

下行采用 OFDMA,子载波间隔 15kHz 上行采用 SC-FDMASingle-tone3.75kHz/15kHzMulti-tone15kHz 仅需支持半双工,具有单独的同步信号。 终端支持对 Single-tone Multi-tone 能力的指示。 MAC/RLC/PDCP/RRC 层处理基于已有的 LTE 流程和协议,物理层进行相关优化。

NB-IoT 基站的连接态用户数和激活用户数是多少?

NB-IoT 2G/3G/4G 50~100 倍的上行容量提升,在同一基站的情况下,NB-IoT 可以比现有无线技术提供 50~100 倍的接入数。 200KHz 频率下面, 根据仿真测试数据, 单个基站小区可支持 5 万个 NB-IoT 终端接入。

NB-IoT 基站的覆盖范围是多少?

NB-IoT LTE GPRS 基站提升了 20dB 的增益,期望能覆盖到地下车库、地下室、 地下管道等信号难以到达的地方。 根据仿真测试数据,在独立部署模式下,NB-IoT 覆盖能力可达 164dB,带内部署和保 护带部署还有待仿真测试。

NB-IoT 上下行传输速率是多少?

NB-IoT 射频带宽为 200kHz 下行速率:大于 160kbps,小于 250kbps 上行速率:大于 160kbps,小于 250kbps(Multi-tone)/200kbps(Single-tone)

NB-IoT 是否支持重传机制?

NB-IoT 为实现覆盖增强采用了重传(可达 200 )和低阶调制等机制。

NB-IoT 是否支持语音?

NB-IoT 在没有覆盖增强的情况下,支持的语音是 Push to Talk 20dB 覆盖增强的场景,只能支持类似 Voice Mail NB-IoT 不支持 VoLTE 其对时延要求太高, 高层协议栈需要 QoS 保障, 会增加成本。

NB-IoT 的芯片为什么功耗低?

设备消耗的能量与数据量或速率有关, 单位时间内发出数据包的大小决定了功耗的大小。 NB-IoT 引入了 eDRX 省电技术和 PSM 省电模式,进一步降低了功耗,延长了电池使 用时间。 NB-IoT 可以让设备时时在线,但是通过减少不必要的信令和在 PSM 状态时不接受寻 呼信息来达到省电目的。

PSM 模式下,终端仍旧注册在网,但信令不可达,从而使终端更长时间驻留在深睡 眠以达到省电的目的。 eDRX 省电技术进一步延长终端在空闲模式下的睡眠周期, 减少接收单元不必要的启动, 相对于 PSM,大幅度提升了下行可达性。

NB-IoT 休眠唤醒模式是否影响电池寿命?

目前 NB-IoT 给出的工作时间是基于仿真数据提供,未考虑电池本身因素和环境因素, 比如电池的自放电和老化问题、 高低温环境影响等。 实际使用时需根据现实情况综合评估电 池供电时间。 NB-IoT 采用休眠唤醒的省电方案,电池在睡眠期间被唤醒时会收到瞬时的强电流,这 将极大影响电池寿命。 抄表类的应用通常采用锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池配合超级电容。 消费类电子和其他应 用通常采用聚合物锂电池来供电。

NB-IoT 的芯片为什么便宜?

低速率、低功耗、低带宽带来的是低成本优势。 低速率:意味着不需要大缓存,所以可以缓存小、DSP 配置低; 低功耗:意味着 RF 设计要求低,小的 PA 就能实现; 低带宽:意味着不需要复杂的均衡算法…… 这些因素使得 NB-IoT 芯片可以做得很小,因此成本就会降低。

以某家芯片为例,NB-IoT 芯片集成了 BBAPFlash 和电池管理,并预留传感器集 成功能。 其中 AP 包含三个 ARM-M0 内核, 每个 M0 内核分别负责应用、 安全、 通信功能, 这样在方便进行功能管理的同时降低成本和功耗。

NB-IoT 对设备移动速率的范围是多少?

NB-IoT 是为适用于移动性支持不强的应用场景(如智能抄表、智能停车等),同时简化 终端的复杂度、降低终端功耗。 NB-IoT 不支持连接态的移动性管理,包括相关测量、测量报告、切换等。

NB-IoT 的网络时延是多少?

NB-IoT 允许时延约为 10s,但在最大耦合耗损环境中可以支持更低的时延,如 6s 左右。

3、物联网各垂直应用领域里,NB-IoT 技术的部署

NB-IoT 垂直应用领域的部署成本是什么?

NB-IoT 垂直应用领域的部署成本包含硬件成本、网络成本、安装成本、服务成本。 若想实现应用领域的规模化,必须降低部署成本。


垂直应用领域对 NB-IoT 的关注点在哪里?

NB-IoT 技术可满足对低功耗、长待机、深覆盖、大容量有所要求的低速率业务,更适 合静态业务、对时延低敏感、非连续移动、实时传输数据的业务场景。 1、自主异常报告业务类型: 如烟雾报警探测器、设备工作异常等,上行极小数据量(十字节量级),周期多以年、月 为单位。 2、自主周期报告业务类型: 如公共事业的远程抄表、环境监测等,上行较小数据量(百字节量级),周期多以天、小 时为单位。 3、远程控制指令业务类型:

如设备远程开启/关闭、设备触发发送上行报告,下行极小数据量(十字节量级),周期 多以天、小时为单位。 4、软件远程更新业务类型: 如软件补丁/更新,上行下行较大数据量需求(千字节量级),周期多以天、小时为单位。

NB-IoT 的芯片厂家有哪些?

华为海思、QualcommIntelRDA、简约纳、MTKTISEQUANSMARVELL NODRIC、中兴微等。 NB-IoT 芯片商主要来自 GSM/LTE Modem 公司,也有类似 WiFi/BT MCU 公司。 未来,更多的 NB-IoT 芯片厂商会介入,预计在 2017 Q3 进入价格竞争状态。

电力抄表是否青睐 NB-IoT?

电力抄表的场景分为用户侧通信和配网通信系统。电力负荷监控系统频段采用 230 MHz +1.8GHz TD-LTE 专网。 用户电表的远程抄表采用过很多技术, 包括 GPRS 3G LTE PLC Zigbee 433MHz 等等,抄表频率的目标是 15 分钟一次采集和上传,每天 96 个点,以便实现电网的在线监 测控制。 中国等居住集中的地方主要是采用集中式抄表,主要有电力光纤集抄和 GPRS 集抄( 比超过 50%),欧美等居住分散的地方主要采用独立抄表。 由于电力抄表供电不是问题,数据量相对较大,目前尚未体会到电力抄表利用 NB-IoT 的迫切需求。

水表抄表是否青睐 NB-IoT?

预计 2016 年全球智能水表安装数将上升到 3250 万只, 占全部水表的比例将超过 30% 目前, 中国智能水表安装比例仅为 15% 预计从 2016 年起年均复合增长率超过 30% 水表的增量市场大多采用 M-Bus 总线通信。 水表的存量市场是无线水表的机会。 无线水表的施工简单,因功耗、信号覆盖和电池寿命的问题,迫切需要 NB-IoT 技术来 解决现实的问题。

气表抄表是否青睐 NB-IoT?

气表对安全性要求较高,需要测试时间 1-2 年。 现阶段,燃气表计开始大量使用 GPRS 通信,一周抄一次,一年资费约 6 元人民币。 目前,自动抄表成本高于人工成本,但燃气面临阶梯定价的问题。 因功耗、信号覆盖和电池寿命的问题,迫切需要 NB-IoT 技术来解决现实的问题,但前 提是解决安全性测试问题。

智能停车是否青睐 NB-IoT?

场库停车已经有很多技术手段的落地应用, 各有特色, 目前的难题是通信网络覆盖问题。 占道停车方便了车主停车, 但不利于道路通行, 超大城市的占道停车位置呈现减少的趋 势。 占道停车通常是采用人工收费、POS 机收费、地磁车检器辅助收费等方式。 NB-IoT 技术用于车检器,可以几年不用更换电池、网络覆盖到位、节省人工成本、减 少道路拥堵、培养良好的停车习惯等。

智慧路灯是否青睐 NB-IoT?

智慧路灯属于市政工程,供电不是问题,主要是资费。 目前主要是路段管理。也有单灯管理,采用 PLC+GPRS 方式通信,因网关固定位置, 对信号覆盖要求高。 综合性的智慧路灯,因需要 WiFi 覆盖,采用 LTE 通信。 NB-IoT 的网络覆盖优势加上资费的优势,可渗透到单灯管理的系统中。

电梯物联网是否青睐 NB-IoT?

电梯的控制箱大多是在楼顶,通过接入 CAN 总线来获取数据。有采用 GPRS 单独通信 的模式,也有采用 Zigbee+GPRS 的组网模式。 因电梯的独立性和高值特性, NB-IoT 的网络覆盖优势,可方便管理固定资产。

智慧物流是否青睐 NB-IoT?

高值物品跟踪通常采用 M2M+GNSS 的模式,主要用于集装箱锁、钱箱、疫苗箱等领 域。为了保证 1~3 个月的工作时间,需要很大的电池供电。 NB-IoT 技术可解决低功耗问题,但需要建立在网络覆盖到位,并且全球漫游接入。

农业物联网是否青睐 NB-IoT?

农业物联网通常采用 M2MZigbee433MHzWiFi、有线等方式,主要问题集中 在网络覆盖、供电和成本方面。 NB-IoT 技术和传感器结合,全密封外壳,低成本、散布在田野、水下、山林,只要网 络覆盖到位,可辅助农业生产上升一个大台阶。 对于城郊和一些覆盖到位的区域, NB-IoT 可大大提升水产养殖、大棚、花卉等高附 加值的农业生产流通领域。

智能制造是否青睐 NB-IoT?

目前很多大型厂区的无线信号覆盖很差, 有线通信方式实施困难或成本太高, 要实现智 能制造的目标,必须保证关键设备和仪器仪表等进行物联网通信。 NB-IoT 的网络覆盖能力,配合厂区的光纤网络、宽带网络等,打造一套简单行之有效 的全网覆盖能力,这是实现智能制造的基础。

垃圾桶是否青睐 NB-IoT?

垃圾桶具有数量多、分布广、环境差、分类实施难等特点。 浙江在试点智能垃圾桶的应用,新加坡和欧洲一些城市采用 NB-IoT技术部署垃圾桶。 大多数的出发点是监测垃圾桶的满箱, 辅助指导垃圾车的行驶路线, 以节省司机数量和 车辆油耗。 目前来看,国外部分国家因为路线较长、人力较贵等因素,通过 NB-IoT 来实现垃圾桶 的自动化管理。但国内较难实施。

消防栓是否青睐 NB-IoT?

目前,水务公司为了让消防栓的浪费率从 30%降低到 10%,在消防栓的大栓盖增加 GPRS 通信功能,便于对消防栓的偷漏水进行平台化管理。 因功耗、信号覆盖和电池寿命的问题,迫切需要 NB-IoT 技术来解决现实的问题。

智能家居是否青睐 NB-IoT?

智能家居的不温不火主要是因为家庭网络覆盖问题,必须通过网关,加上品牌因素、客 服因素、工程因素等导致尚未火爆便进入偃旗息鼓阶段。

NB-IoT 技术可摆脱家庭网关的依赖,独立终端加上城市网络覆盖到位,会衍生出较好 的智能家居产业。 比较适合白色家电厂家对自身产品的全生命周期管理。

可穿戴智能设备是否青睐 NB-IoT?

独立可穿戴设备迫切需要 NB-IoT 技术,尤其是长期的慢病监测、老人小孩和宠物的跟 踪管理,因其不依赖智能手机,可以几年不用充电,可以不丢失数据,可以做到易抛型,可 以解决目前依赖 WiFi、蓝牙通信手段的多种弊端。

智能建筑是否青睐 NB-IoT?

智能建筑的能耗分项计量、环境监测、大型固定资产管理等,比较适合 NB-IoT 技术。 各种表计、空调、灯光、报警、温湿度、环境参数、地下空间、管道管廊等等, NB-IoT 可简化现有体系的复杂度。

报警探测器是否青睐 NB-IoT?

家用报警探测器通常采用 9V 电池供电,多数属于本地报警。联网式报警很难普及的因 素是供电以及安装位置。NB-IoT 技术可保证设备超过 5 年的工作时间,并可提醒传感器失 效或者电池缺电,为家庭、社区、出租户等提供安全放心的便捷手段。

NB-IoT 的产品需要哪些认证?

需要各个国家规定的入网许可证。 SIM 卡与 IMEI 号码需要绑定。

中国的 NB-IoT 产业落地会不会走在全球的前列?

未来三年全球 M2M 物联网连接数高速增长, 中国物联网连接数将保持全球第一, 极大 促进国内物联网上层应用蓬勃发展。 截止到 2015 年年底,中国的物联网 M2M 连接数已经达到了 7400 万,占到全球物联 M2M 连接数的 23%,全球第一,远超美国和欧洲国家。 中国人口基数大,对智能制造、智慧物流、智能交通等方面的需求不断增加,未来中国 物联网上层应用需求也将持续蓬勃发展,创造巨大的商业价值。

中国的 NB-IoT 产业能否摆脱国外体系的依赖性?

未来 LTE 从高速和低速两个方向上向 5G 演进, 满足物联网应用的多样化需求, 促进行 业上层应用蓬勃发展。 NB-IoT 在物联网低速、低成本领域提供通信支持,满足不同细分市场的需求。 在无人驾驶、VR、远程手术等复杂应用方面对传输带宽要求高、传输数据量极大并且 要求超低时延的应用场景,对网络技术提出了新需求,只有到 5G 规模化部署才能实现这些 物联网复杂应用场景。 物联网产业的发展趋向于扁平化, 中国的技术和市场将和全球产业链趋于同步, 最终实 现万物互联。

NB-IoT,你以为是Niubility Internet of Thing?不不不,NB-IoT是指窄带物联网(Narrow Band -Internet of Things)技术。

一、为什么NB-IoT会出现?

据预测,2016年全球将会使用64亿个物联网设备每天将有550万个设备连网,而万物互联实现的基础之一在于数据的传输,不同的物联网业务对数据传输能力和实时性都有着不同要求。

根据传输速率的不同,可将物联网业务进行高、中、低速的区分:

高速率业务:主要使用3G4G技术,例如车载物联网设备和监控摄像头, 对应的业务特点要求实时的数据传输;

中等速率业务:主要使用GPRS技术,例如居民小区或超市的储物柜,使用频率高但并非实时使用,对网络传输速度的要求远不及高速率业务;

低速率业务:业界将低速率业务市场归纳为LPWANLow Power Wide Area Network)市场,即低功耗广域网。目前还没有对应的蜂窝技术,多数情况下通过GPRS技术勉力支撑,从而带来了成本高、影响低速率业务普及度低的问题。

也就是说目前低速率业务市场急需开拓,而低速率业务市场其实是最大的市场,如建筑中的灭火器、科学研究中使用的各种监测器,此类设备在生活中出现的频次很低,但汇集起来总数却很可观,这些数据的收集用于各类用途,比如改善城市设备的配置等等。

NB-IoT就是一种新的窄带蜂窝通信LPWAN(低功耗广域网)技术,可以帮助我们解决这个问题。

二、NB-IoT的优势是什么?

作为一项应用于低速率业务中的技术,NB-IoT的优势不难想象:

强链接:在同一基站的情况下,NB-IoT可以比现有无线技术提供50-100倍的接入数。一个扇区能够支持10万个连接,支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构。举例来说,受限于带宽,运营商给家庭中每个路由器仅开放8-16个接入口,而一个家庭中往往有多部手机、笔记本、平板电脑,未来要想实现全屋智能、上百种传感设备需要联网就成了一个棘手的难题。而NB-IoT足以轻松满足未来智慧家庭中大量设备联网需求。

高覆盖:NB-IoT室内覆盖能力强,比LTE提升20dB增益,相当于提升了100倍覆盖区域能力。不仅可以满足农村这样的广覆盖需求,对于厂区、地下车库、井盖这类对深度覆盖有要求的应用同样适用。以井盖监测为例,过去GPRS的方式需要伸出一根天线,车辆来往极易损坏,而NB-IoT只要部署得当,就可以很好的解决这一难题。

低功耗:低功耗特性是物联网应用一项重要指标,特别对于一些不能经常更换电池的设备和场合,如安置于高山荒野偏远地区中的各类传感监测设备,它们不可能像智能手机一天一充电,长达几年的电池使用寿命是最本质的需求。NB-IoT聚焦小数据量、小速率应用,因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小,设备续航时间可以从过去的几个月大幅提升到几年。

低成本:与LoRa相比,NB-IoT无需重新建网,射频和天线基本上都是复用的。以中国移动为例,900MHZ里面有一个比较宽的频带,只需要清出来一部分2G的频段,就可以直接进行LTENB-IoT的同时部署。低速率、低功耗、低带宽同样给NB-IoT芯片以及模块带来低成本优势。模块预期价格不超过5美元。

不过,NB-IoT仍有着自身的局限性。在成本方面,NB-IoT模组成本未来有望降至5美元之内,但目前支持蓝牙、ThreadZigBee三种标准的芯片价格仅在2美元左右,仅支持其中一种标准的芯片价格不到1美元。巨大的价格差距无疑将让企业部署NB-IoT产生顾虑。

此外,大部分物联网场景如智能门锁、数据监测等并不需要实时无线联网,仅需近场通信或者通过有线方式便可完成。若更换NB-IoT,是否物有所值?

三、NB-IoT的产业链

相对于传统产业,物联网的产业生态比较庞大,需要从纵向产业链和横向技术标准两个维度多个环节进行分析。

对于低功耗广域网络,从纵向来看,目前已形成从底层芯片模组终端运营商应用的完整产业链。

而其中,芯片在NB-IoT整个产业链中处于基础核心地位,现在几乎所有主流的芯片和模组厂商都有明确的NB-IoT支持计划。

华为收购公司Neul的芯片实现的比较早,已有测试样片;

高通的芯片预计会在2016年四季度阶段发布,而且高通的芯片是NB-IoTeMTC双模的芯片;

Intel的芯片预计今年四季度会提供第一批的芯片,但是主要是以测试为主,商用芯片也是在明年年初发布;

MTK的芯片也在研发当中,明年上半年会发布;

中兴微、大唐的芯片也都在研发当中。

下面我们就选取华为和高通两家来具体聊聊。

1 华为

作为NB-IoT的积极参与者华为而言,NB-IoT是一个大战略,据说华为所有的部门都积极参与其中。

其实早在2014年,华为就斥资2500万美元收购了英国领先的蜂窝物联网芯片和解决方案提供商Neul,还计划以Neul为中心,打造一个全球级物联网。

不出所料,在标准公布后,Neul即将在本月底火速推出NB-IoT商用芯片,这将会是业内第一款正式商用的NB-IoT芯片,而且其芯片价格向短距离通信芯片价格靠近。

据悉,华为推出的NB-IoT芯片在硬币大小的尺寸内集成了BBAPFlash和电池管理,并预留传感器集成功能。其中AP包含三个ARM-M0内核,每个M0内核分别负责应用、安全、通信功能,这样在方便进行功能管理的同时降低成本和功耗,后续推出的芯片还将会集成Soft SIM,进一步降低成本。

另外,在九月底提供第一批芯片之后,华为还将会和ublox、移远合作提供第一批的商用模组,商用模组大概是在10月中旬或下旬发布。第一批提供的量并不大,明年年初将大规模商用。

除了芯片以外,华为在NB-IoT领域的布局可谓是全方位覆盖式的。

在今年的世界移动大会物联网峰会上,华为正式面向全球发布了端到端NB-IoT解决方案,主要包括:Huawei Lite OSNB-IoT芯片使能的智能化终端方案、平滑演进到NB-IoTeNodeB基站、可支持Core in a BoxNFV切片灵活部署的IoT Packet Core、基于云化架构并具有大数据能力的IoT联接管理平台等,满足了运营商IoT业务低功耗广域覆盖的核心需求。

另外在上个月举办的第二届中国NB-IoT产业联盟高峰论坛上,华为的NB-IoT项目负责人许海平更是表示了华为正在建设的开放实验室将更好地为NB-IoT端到端业务服务。从今年开始,华为在全球设立了七个开放实验室,现已开放了两个,一个是沃达丰,另外一个是华为的上研所。开放实验室主要是搭建整套的端到端NB-IoT环境,提供NB-IoT的芯片和模组,和一些关系比较密切的合作厂商一起来做端到端的对接,包括芯片模组的集成、后端的联接管理平台、业务服务器的对接等。沃达丰的开放实验室主要是针对的欧洲的合作厂商,上海的实验室主要是针对中国区的,九月份还将在韩国成立一个open lab,意大利等国家也会相继推进。

2、高通

高通认为在未来5年里,从物联网的角度来说,LTE依然是发展基础。3GPP Release 13下引入的NB-IoT将继续随着3GPP的发展而演进,大规模物联网(Massive IoT)所需的低成本、低功耗等将依靠LTE NB-IoT技术从蜂窝连接的方面推动其发展,为物联网5G技术发展打好基础。

高通今年年初推了的MDM 9x07,支持Cat 4,最高支持150Mbps;另外一个是MDM 92071,支持Cat 1的标准;还有去年10月推出的MDM 9206,支持CatM1,后期通过软件升级可以支持NB-IoT。模块OEM厂商预计将于2017年初发布基于MDM 9206、支持Cat M1的模块,而对于Cat NB1的支持预计在此之后不久,通过软件升级的方式实现。

另外,在目前的Release 13中,NB-IoT不支持VoLTE,不过在未来的Release 14中,高通就会尝试增加语音功能的支持。随着NBIoT不断演进,高通希望它能为适用于5G的物联网标准打下基础。

讲完了芯片厂商,下面来讲讲运营商。

从去年开始,包括中国、韩国、欧洲、中东、北美的多家主流运营商已经开展了基于pre-standard NB-IoT技术的试点,并开启了端到端的技术和业务验证。

1、中国电信

中国电信正在积极跟进NB-IoT技术发展,并正式立项对NB-IoT关键技术、终端和业务开展研发。在具体部署方案上,将基于全覆盖的800M LTE网络部署NB-IoT;基站同时支持LTENB-IoT800MLTE基站共享基带、射频及天馈资源。同时,为了规避可能的频率干扰,并考虑LTE800后续演进的灵活性,优先考虑独立工作模式。

另外,在今年7月召开的“2016年天翼智能终端交易博览会上,中国电信联合高通、华为、中兴、英特尔、博世、SAPIBM、爱立信、深创投、中科院上海微系统所、北邮和东南大学12家单位,共同发起成立天翼物联产业联盟

2、中国移动

对于中国移动来说,其公众物联网平台自201411月底正式商用,截至今年6,用户已超过2700万。目前,中国移动正加快推进全球统一标准窄带物联网产业成熟和物联网应用创新,构建物联网开放实验室,促进芯片和模组成熟发展,打造一张低成本、低功耗、广覆盖、高可靠的公共物联网,力争2017年实现商用。为了建设NB-IoT物联网,预计在2016年年底至2017年年中,中移动将会获得FDD牌照,并且允许重耕现有的900MHz1800MHz频段。

3、中国联通

中国联通在20157月,建成并开放全球第一个NB-IoT新技术示范点;2016年上半年上海迪斯尼物联网启动商用; 2015-2016年开展了NB-IoT业务试点及试验,目前正推进重点城市(北京、上海、广州、深圳、银川、长沙、福州)的NB-IoT商用部署,计划在2017年实现规模商用,2018年则将开始全面推进国家范围内的商用部署。

中国联通部署在900MHz1800MHz频段,用于NB-IoTVoLTE。在900 MHz采用DSSS动态频谱解决方案,在1800MHz连续覆盖区域,部署5MHz带宽的LTE,在没有1800MHz连续覆盖的区域,带宽自动缩窄到 3MHz,但中心频点保持不变,两侧空出的频谱,自动部署14GSM频点。

从横向来看,产业链每一环节都有NB-IoTLoRaSigfoxZETAIngenu等不同技术标准的厂商存在。

说到这些,不得不重提下之前的LPWANNB-IoTLoRaSigfoxZETAIngenu都是LPWAN的分支。

LoraSigfox等,属于工作在非授权频段的技术,这类技术大多是非标、自定义实现;而像GSMCDMAWCDMA等较成熟的2G/3G蜂窝通信技术是工作在授权频段的技术,这类技术基本都在3GPP(主要制定GSMWCDMALTE及其演进技术的相关标准)3GPP2(主要制定CDMA相关标准)等国际标准组织进行了标准定义。

下面我们会选取目前已形成较为完善产业生态的NB-IoTLoRa两种技术标准,对每一环节的市场集中度进行大体预估,集中度的大小反映在下图对应矩形框的长度,长度越长,集中度越高,长度越短,集中度越小。(集中度越高表示市场垄断率越高)


在底层芯片领域,众所周知,当前华为海思、高通、英特尔、MTK、中兴微电子、大唐、展讯等厂商已有NB-IoT芯片的研发计划和实施步骤,原有LTE芯片能力的厂商均可参与,没法形成前2-3家垄断大部分市场,不过由于这一领域的厂商数量并不多,因此也不会形成大量市场参与者,市场集中度会保持在50%以下;而在LoRa阵营中,目前射频芯片供应集中在Semtech一家厂商,占据绝大多数市场份额,从而形成大于80%的市场集中度。

    在模组环节,由于具备渠道、技术、规模的优势,很多NB-IoT模组的出货量应该掌握在原来拥有2G/3G/LTE模组产品线的厂商手中,这一群数量相对较多,再加上一些新的厂商进入该领域,故也无法形成较高的市场集中度;在LoRa模组群体中,原有厂商多为中小企业,在LoRa应用越来越多的情况下,还有不少厂商入局,使得整个市场形成相对充分竞争状态,市场集中度较低。在终端环节中,由于低功耗广域网络通信技术是大量行业、消费终端所需要的,而终端的种类多种多样,无法形成少数企业拥有大规模终端的市场,因此终端市场极为分散,市场集中度较低。    在通讯设备和平台环节中,由于华为、爱立信、中兴、诺基亚等通讯设备厂商是NB-IoT标准的核心参与者和推动者,在蜂窝通信市场上,这些主流设备厂商占据绝大多数市场份额,在NB-IoT的商用中,也不可避免占据绝大多数份额,可以说在这一环节的市场集中度较高,可能达到80%以上;而对于LoRa来说,一开始就有大量中小企业参与LoRa基站设备和管理平台的研发和生产,目前具备整体方案提供能力的厂商很多,因此并不能形成高市场集中度,而在国内中兴通讯发起的中国LoRa应用联盟(CLAA)推出的共享模式或在一定程度提升设备和平台的集中度,但仍然不会达到NB-IoT在这一环节的高集中度。

在运营商环节,主流运营商非常明确会部署并运营NB-IoT网络,也就是说,未来的NB-IoT网络运营仍将集中在三大运营商手里,所以这一领域的市场集中度为100%;而对于LoRa网络运营来说,由于要满足各类政企行业用户多样化的需求,将来可能会出现多种形式的运营商,包括CLAA的跨地域云网络运营商、行业级网络运营商、企业私网运营商等,因此市场集中度非常低。

至于应用环节,不论是NB-IoT还是LoRa网络,均要面对成千上万多样化的应用需求。这些物联网的应用没法形成如传统通信时代数亿级同质化应用业务,而是碎片化特点突出,即时同一行业中也有千差万别的需求,因此应用环节不会形成高度的市场集中态势。

总结来看,非常明显的是NB-IoT的产业链上多个环节具有高度市场集中度,可以看出这一领域更多是巨头主导;LoRa产业链上芯片环节形成高度市场集中度,其他环节皆是大量参与者的形态。