NB-IoT 是萬物互聯(lián)發(fā)展的先行者
NB-IoT 是物聯(lián)網(wǎng)核心技術
NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）是物聯(lián)網(wǎng)領域基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新興技 術，支持低功耗設備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接，也被叫作低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN） ,。
可以預見到未來低速率,、高時延市場占據(jù)物聯(lián)網(wǎng)連接的 60%。同時這部分市場目前大多 處于空白狀態(tài),，市場空間大,，應用場景豐富，是 LPWAN 的主要市場,，而 LPWAN 又可分 為兩類：一類是工作于未授權頻譜的 LoRa,、SigFox 等技術；另一類是工作于授權頻譜下,， 3GPP 支持的 2/3/4G 蜂窩通信技術,，如 NB-IoT,，eMTC 等。
2014年 5月華為,、Vodafone提出了NB M2M技術,，而后 2015年 5月又進化成 NB-CIoT， 2015 年 7 月,，Nokia,、Ericsson、Intel 提出了 NB-LTE 技術,，隨后 3GPP 著手制定標準,， 并在 2016 年 7 月確定標準，至此 NB-IoT 正式誕生,。
相比此前主流的 LoRa,、SigFox 技術，NB-IoT 由運營商強力推出,。LoRa WAN 是由各產(chǎn) 業(yè)聯(lián)盟共同推動的網(wǎng)絡標準,，提供開放式技術；Sigfox 則是由法國同名公司自行開發(fā)的技 術,，掌握核心網(wǎng)絡的建設和營運,，在全球范圍內進行網(wǎng)絡部署。LoRa 與 Sigfox 都具有長 距離,、低功耗的特點,，可延長電池壽命，形成大范圍的訊息傳輸,，且均使用非授權的 Sub-1GHz ISM 頻段,，不需額外付出授權費用。NB-IoT 則大有不同,，使用需授權的 GSM 和 LTE 頻段,，且 不需重新布建網(wǎng)絡，只要更新軟件,，就能使用現(xiàn)有的 4G 基站和相關設備,。
NB-IoT 是授權頻譜，具有通信保障和不限數(shù)據(jù)傳輸次數(shù)的核心優(yōu)勢,。從優(yōu)勢上看,， NB-IoT 因為使用授權頻段，干擾較小,，在通訊質量和訊息安全性擁有高度的保障,；而且對比 LoRa、 SigFox,，NB-IoT 不限制傳輸數(shù)據(jù)的次數(shù),，而 LoRa 和 Sigfox 的每日傳輸次數(shù)都有限制,， 一天當中的傳輸時間很短，適合發(fā)揮在沒有實時通訊需求的領域,。
NB-IoT 較 eMTC 具有更低成本,、更長續(xù)航時間等特點，適合無移動性應用場景,。eMTC 也是基于 LTE 演進的物聯(lián)網(wǎng)接入技術,，與 NB-IoT 一樣使用的是授權頻譜，但 eMTC 支持 高速移動可靠性和擁塞控制,，較 NB-IoT 而言,，eMTC 在時延和吞吐量有較大優(yōu)勢。NB-IoT 追求更低的成本,、更長的續(xù)航時間,，比較適合對成本敏感但是終端數(shù)量較大，且無移動性 的應用場景,，與 eMTC 形成互補,。
NB-IoT 具有超低功耗，超低成本,，超強覆蓋,，超大連接特點
NB-IoT 在低功耗、大連接,、覆蓋廣,、低流量等特點明顯。NB-IoT 定義了構建物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng) 的概念,，NB-IoT 的具體應用場景包括：公共事業(yè)應用場景,、工業(yè)領域、農(nóng)業(yè)領域,、消費 領域等,。其中公共事業(yè)應用場景即民生工程、智慧城市（水表,、智能停車,、智能路燈,、煤 氣管網(wǎng)系統(tǒng),、監(jiān)控、環(huán)保等）通過 NB-IoT 可有效降低成本,，同時隨著農(nóng)業(yè)領域向集約化,、 高附加值化、規(guī)?；姆较虬l(fā)展,，NB-IoT 在溫度,，濕度等方面可以提供低廉的監(jiān)測模式， 而在消費領域中,，智能家居,、共享單車、遠程醫(yī)療以及智能穿戴可以通過 NB-IoT 來實現(xiàn),。
第一大特點：超低功耗,。NB-IoT 技術設計了三種不同的省電模式，即 PSM,、DRX,、以及 eDRX 三種模式，針對大部分物聯(lián)網(wǎng)設備無需隨時在線,，僅在需要發(fā)送數(shù)據(jù)時連入網(wǎng)絡即 可,，而長時間在線會增加功耗，減小終端設備的使用壽命,。1. PSM 模式,，PSM 是 3GPP R12 中引入的一種獨立狀態(tài)，支持終端在空閑態(tài)持續(xù)一段 時間后進入 PSM 狀態(tài),，此時 PA（射頻部分）停止工作,，以減少射頻、信令處理等部 分功耗消耗,，從而達到低功耗的目的,。當終端主動發(fā)送上行數(shù)據(jù)時可接收物聯(lián)網(wǎng)平臺 緩存的下行數(shù)據(jù)，適合對下行數(shù)據(jù)無時延要求的業(yè)務,。
2. DRX 模式,，該模式的終端基本處于在線狀態(tài)，物聯(lián)網(wǎng)平臺的下行數(shù)據(jù)隨時可連接終 端設備,，在一定的周期終端都會檢測是否有下行業(yè)務到達,，適用于對時延有高要求的 業(yè)務。
3. eDRX 模式是對 DRX 技術的一種擴展,，是 3GPP R13 中引入的一種狀態(tài),，只有在一 定的時間窗口期，終端可接收物聯(lián)網(wǎng)平臺的下行數(shù)據(jù),，其余時間處于休眠狀態(tài),。由此 來看，eDRX 支持更長的尋呼周期,，以達到節(jié)省功耗的目的,，相比 DRX 技術適用于 對時延有更高要求的業(yè)務。
第二大特點：超大連接。由于物聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)量眾多,，且大部分設備的數(shù)據(jù)量小,，對時延要 求較低，NB-IoT 網(wǎng)絡支持更多的設備同時接入,，達到現(xiàn)有無線技術的 50~100 倍,。當前， NB-IoT 網(wǎng)絡單個基站可接入約 5-10 萬個終端設備,。
NB-IoT 使用 15kHZ 的子載波進行傳輸,，調度粒度小，資源的利用率可以獲得較大幅 度提升,。
2. NB-IoT 的省電技術減少了設備與基站間的通信,，降低了單個設備對基站的資源使用。
3. NB-IoT 物理層精簡了很多物理信道和信號,，減少了空口令開銷,。4. NB-IoT 可以實現(xiàn)終端設備能夠長期休眠，并在激活后能快速接入核心網(wǎng),。
第三大特點：超低成本,。在網(wǎng)絡層，NB-IoT 在現(xiàn)有 LTE 網(wǎng)絡的基礎上進行升級改造,，大 大降低了網(wǎng)絡建設與維護成本,，尤其利用目前國內 4G 基站覆蓋率較高優(yōu)勢，是運營商推 行 NB-IoT 技術快速普及的主要驅動力,。在終端方面,，NB-IoT 芯片專為物聯(lián)網(wǎng)設計，各組 件要求更少,，使得廠商采購成本更低,。
第四大特點：超強覆蓋。通過時域重傳技術和提升功率譜密度,，根據(jù)《華為 NB-IoT 網(wǎng)絡 報告》內容,，相比 GSM 提升了 20dB 的 MCL（傳送數(shù)據(jù)時設備和基站的天線端口之間的 最大總信道損耗，MCL 值越大,，鏈接越強大,，信號覆蓋范圍越廣），覆蓋距離達到了 GSM 的三倍,，穿透能力相當于比 GSM 能多穿透兩堵墻,。
1. 時域重傳技術是指在信息傳輸過程中反復重傳相同消息，可以增強信道條件惡劣時的 傳輸可靠性,，能夠提升 9dB 的下行增益和 12dB 的上行增益,。
2. 提升功率譜密度是指將 180kHZ 的帶寬分為 12 個 15kHZ 的子載波，并使用子載波進 行傳輸,，能夠提升 11dB 的增益,。
5G 時代，NB-IoT 將扮演更重要角色,，標準化為技術成熟的關鍵指標
在物聯(lián)網(wǎng)時代,，NB-IoT 將是低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)的主要技術標準之一。標準化作為組織現(xiàn) 代化生產(chǎn)的重要手段和必要條件,，對于物聯(lián)網(wǎng)的進一步普及有著重大意義,，而作為物聯(lián)網(wǎng) 中間樞紐的網(wǎng)絡層因其成熟的體系和廣泛的覆蓋面而最易實現(xiàn)標準化，為了更好地實現(xiàn)網(wǎng) 絡層標準化,，“時代之子”NB-IoT 應運而生,，其意義不僅在于提出了物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)的理念， 加快了物聯(lián)網(wǎng)的標準化進程,，同時還因其可以區(qū)別不同的物聯(lián)網(wǎng)場景的落地,。
NB-IoT 是物聯(lián)網(wǎng)海量連接的主力軍。5G 業(yè)務三大場景之一就是大連接（mMTC）,，也是 NB-IoT 技術現(xiàn)實的方向,。當前 NB-IoT 在 R15 版本能夠支持 NB-IoT 和 NR 空口共存，R16 版本將支持 NB-IoT 接入 5G 核心網(wǎng)絡,。
2019 年 7 月,，3GPP 正式向 ITU-R（國際電信聯(lián)盟）提交 5G 候選技術標準提案，NB-IoT 技術被正式納入 5G 候選技術集合,，作為 5G 的組成部分與 NR 聯(lián)合提交至 ITU-R,，根據(jù) 3GPP 和 ITU 信息顯示，預計 2020 年 NB-IoT 將正式成為 ITU 5G 標準,，NB-IOT 標準化 推動物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,。
目前的 R14 標準，NB-IoT 上下行速率已經(jīng)達到 100Kbps 以上,，提升了移動性,，提升到 80 公里每小時，可與 GPRS 的通訊速率相匹配,，對業(yè)務連續(xù)性有了大幅提升,，在固定的 表計應用場景為核心的基礎上，能更好滿足電動自行車管理,、金融貸款汽車等資產(chǎn)跟蹤等 場景,。面向未來的 R15/R16 標準，能夠支持的移動性更高,、時延更低,，使得 NB-IoT 行業(yè) 全面替換現(xiàn)在的 2G 物聯(lián)網(wǎng)成為趨勢,。
Why NB-IoT？運營商成為主要助推力量
5G 時代,，運營商尋求新增長點,，NB-IoT 是排頭兵
運營商整體營收和凈利潤增速下降。雖然運營商用戶流量逐月大幅增長,，但單價下降較快,， 導致三大運營商 2019H1 營業(yè)收入增速均有所下降，2019 H1 中國移動,、中國電信和中國 聯(lián)通營收分別為-0.61%,、-1.32%和-2.78%；從凈利潤情況看,，除中國聯(lián)通受到混改紅利 影響 2018 年凈利潤大幅提升,，中國移動和中國電信凈利潤增速均有所下降，中國移動 2019H1 首次出現(xiàn)凈利潤下滑,。
5G 將為運營商帶來 To B 增量業(yè)務,。2018 中央經(jīng)濟工作會議提出 2019 年重點工作任務， 其中特別指出加快 5G 商用步伐,，加強人工智能,、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新型基礎設施建 設,。三大運營商積極響應國家號召,，加快 5G 建設，努力拓展新的業(yè)務增長點,，推進 5G 戰(zhàn)略部署,，從 2C 端業(yè)務逐步轉向 To B。5G 應用場景下的物聯(lián)網(wǎng),、車聯(lián)網(wǎng),、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 等方向，結合大數(shù)據(jù)和人工智能技術的發(fā)展,，有望成為運營商拓展 To B 業(yè)務的增長點,， 助力營業(yè)收入進一步提升。
To B 業(yè)務具有連接,、網(wǎng)絡切片以及解決方案等多元化商業(yè)模式,。在 5G 時代，運營商在 To B 增量場景的推動下將迎來新的商業(yè)模式,，有別于 To C 業(yè)務“管道化”的角色,。第一 方面，5G 帶來大規(guī)模連接,，對應連接設備和模組等收費,；第二方面,，5G 時代運營商可根 據(jù)網(wǎng)絡切片服務實現(xiàn)對垂直行業(yè)用戶收費；第三方面,，運營商可依托 5G 網(wǎng)絡服務提供商 的角色優(yōu)勢,，為客戶提供連接+平臺的一體化解決方案。
5G 三大場景中的海量機器通信（mMTC）,、超高可靠低時延通信（uRLLC）均和物聯(lián)網(wǎng)相 關,。其中 mMTC 將隨著 NB-IoT,、eMTC 技術率先成熟,，以及不涉及新空口技術等優(yōu)勢， 會作為運營商 5G 優(yōu)先發(fā)展的應用場景,。我國從 2017 年開始規(guī)模部署 NB-IoT,，是運營商 開拓物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的排頭兵。
基站建設是行業(yè)普及的前提,，是 NB-IoT 發(fā)揮性能的首要因素
從我國三大運營商 NB-IoT 建設情況來看,，中國移動“139 開放合作計劃”中提到中國移 動目前已經(jīng)實現(xiàn)全國 346 個主要城市城區(qū) NB-IoT 連續(xù)覆蓋，并將在 2020 年進一步加強 NB 網(wǎng)絡覆蓋,；第十屆天翼智能生態(tài)產(chǎn)業(yè)高峰論壇內容顯示,，中國電信已經(jīng)全網(wǎng)建設超過 40 萬個 NB-IoT 基站，是目前全球最大的 NB 商用網(wǎng)絡,；根據(jù)中國聯(lián)通官網(wǎng)資訊顯示,，中 國聯(lián)通已經(jīng)在全國數(shù)十個城市開通 NB-IoT 試商用，全國已有超過 300 多個城市具備快速 接入物聯(lián)網(wǎng)的能力,。
預計 2020 年三大運營商 NB-IoT 基站規(guī)模將達 150 萬,，較 2019 年的 90 萬增長明顯。根 據(jù)中國信通院無線電中心副主任潘峰在 2019年NB-IoT千行百業(yè)“億”啟航生態(tài)峰會上表示,， 2019 國內三大運營商 NB-IoT 基站數(shù)已達到 90 萬,，根據(jù) 2017 年 6 月 6 日，工信部辦公 廳正式下發(fā)《關于全面推進移動物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）建設發(fā)展的通知》顯示,，計劃 2020 年 我國 NB-IoT 基站規(guī)模將達到 150 萬個,，實現(xiàn)對于全國的普遍覆蓋以及深度覆蓋。
從技術角度出發(fā),，NB-IoT 較 GSM 提升了 20dB 的 MCL,，而 MCL=終端最大發(fā)射功率基站接收靈敏度，NB-IoT 的特點包括超強覆蓋和超低功耗,，從而可以看到,，基站覆蓋密 度將影響終端功耗和 MCL 的最終結果，是 NB-IoT 實現(xiàn)滲透率提升和性能最優(yōu)的前提條 件,。隨著 2020 年運營商 NB-IoT 基站商用數(shù)量的大幅提升,，將大幅推動行業(yè)發(fā)展,。
NB-IoT 為運營商高收益業(yè)務，套餐價格優(yōu)化,，推動終端用戶滲透率提升
在資費方面,，三家運營商 NB-IoT 業(yè)務的標準資費大體相當，根據(jù)在網(wǎng)時長,、項目規(guī)模都 會給予一定折扣,，我們預計短期內不會出現(xiàn)運營商的價格戰(zhàn)，各家在定價策略上略有不同,。
從運營商資費價格來看,，普遍價格為 20 元/戶/年，并會根據(jù)用戶的在網(wǎng)時長和項目規(guī)模等 給予一定的折扣,，不斷的套餐價格的優(yōu)化,，有助于推動終端用戶滲透率的提升。
經(jīng)過前文的介紹,，NB-IoT 在網(wǎng)絡層投入和維護的成本較低,，可以在現(xiàn)有 LTE 網(wǎng)絡的基礎 上進行升級改造，且國內 4G 基站覆蓋率較高,。故而對于運營商而言,，NB-IoT 由于在搭載 4G 網(wǎng)絡基礎上，相當于高利潤率業(yè)務,。根據(jù) 2017 年 6 月工信部《關于全面推進移動物 聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）建設發(fā)展的通知》顯示,，計劃 2020 年總連接數(shù)超過 6 億，未來將為三大 運營商帶來 120 億年收入規(guī)模,，且利潤率較高,。
芯片性能進一步優(yōu)化，模組價格逼近 2G 水平
芯片主導者華為,，再度加碼,。華為中國區(qū) IoT 業(yè)務部部長張海在 2019 年 5 月 17 日舉辦 的“ 2019 年世界電信和信息社會日大會”上表示，早在 2016 年,，華為就推出了基于 3GPP R13 標準的第一款 NB-IoT 商用芯片組 Boudica 120,；在 2018 年，華為推出了基于 3GPP R14 標準的完整的 NB-IoT 芯片組 Boudica 150,，相比此前的芯片組的功能更強,、功耗更 低。在 2020 年,，華為計劃推出基于 3GPP R14 / 15 標準的更先進的 Boudica 200,，實現(xiàn) 更好的移動性能、更短的時延和更低的功耗,，真正實現(xiàn)萬物互聯(lián)成本大幅降低,。
2020 年,，華為研發(fā) Boudica 200 支撐十億級 NB-IoT 連接。根據(jù)華為 2019 年 NB-IoT 千 行百業(yè)“億”啟航生態(tài)峰會上表示,，目前華為 NB-IoT 芯片在國內市場市占率超過 90%,，可 謂行業(yè)技術風向標，我們認為其在芯片投資的進一步加碼,，將加速行業(yè)技術成熟度的提升,， 加快提升用戶連接數(shù)。
從通信模組價格走勢來看,，僅在 2017-2019 年間,，通信模組價格就從 20 美金降到 5 美金。在行業(yè)發(fā)展早期,，運營商相繼發(fā)布通信模組補貼政策,，2017 年 10 月中國電信開啟“宇宙 級第一標” ,，給出了 30 元/塊的優(yōu)厚補貼,，使得補貼后模組價格低至 36 元/塊；隨后,，2017 年 11 月,，中國移動在全球合作伙伴大會上公布了 NB-IoT 10 億元補貼模組計劃，單個模 組補貼金額為 46 元-29 元,，直接帶動模組出貨量快速提升,。
根據(jù) 2019 年中國 NB-IoT 產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會上中國 NB-IoT 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長解運洲表示，預計 2020 年 NB 模組價格進一步降至 3 美金,，與 2G 模組持平,，更低的使用成本讓 NB-IoT 行 業(yè)應用進入快速發(fā)展期。由于運營商在 NB-IoT 行業(yè)發(fā)展初期給予大力補貼,，使得終端用 戶的滲透率加速提升,。
NB-IoT 用戶規(guī)模 2019 年總計將超過 1 億。在 2019 年 5 月,，由工業(yè)和信息化部,、中國通 信學會主辦的“2019 年世界電信和信息社會日大會”上，華為表示截至 2019 年 4 月,， NB-IoT 用戶數(shù)已達到 4500 萬,，超過 GSM 發(fā)展六年的用戶數(shù)總和，預計 2019 年總用戶 規(guī)模將超過 1 億,。
我們認為 2019 年 NB-IoT 行業(yè)獲得了快速發(fā)展,，用戶數(shù)有望較 2018 年提升 3 倍以上， 預計隨著 2020 年基站數(shù)的大幅提升,，為行業(yè)發(fā)展提供更進一步的支撐,，加速技術成熟度 提升,，用戶數(shù)有望保持快速增長。
2G 退網(wǎng)加速,，NB-IoT 站上舞臺
工信部于 2019 年 6 月份發(fā)布通知,，允許運營商在已分配的 GSM 或 FDD 方式的 IMT 系 統(tǒng)頻段上，選擇帶內工作模式,、保護帶工作模式,、獨立工作模式部署 NB-IoT。
1.獨立部署（Stand alone operation）簡稱 ST,，不依賴于 LTE,，與 LTE 可以完全解耦， 適合用于重耕 GSM 頻段,，GSM 的信道帶寬為 200KHz,，剛好為 NB-IoT 180KHz 帶 寬辟出空間，且兩邊還有 10KHz 的保護間隔,。
2. 保護帶部署（Guard band operation）簡稱 GB,，可以不占用 LTE 資源，利用 LTE 邊 緣保護頻帶中未使用的 180KHz 帶寬的資源塊,。
3. 帶內部署（In-band operation）簡稱 IB,，可實現(xiàn)占用 LTE 的 1 個 PRB 資源，利用 LTE 載波中間的任何資源塊,。
但相比之下,，獨立部署的模式，在頻譜上 NB-IoT 獨占,，不存在與現(xiàn)有系統(tǒng)共存問題,，且 具有容量最優(yōu)、滿足覆蓋要求,、滿足能耗目標,、時延要求等優(yōu)勢。故而 2G 退網(wǎng)進度提速 有利于 NB-IoT 的部署進展,，以及實現(xiàn)最優(yōu)性能,。
2G 網(wǎng)絡的騰退和運營商低頻重耕計劃上來看，中國移動騰退 15M 頻譜資源,，獲得 40M 頻譜資源,。中國電信騰退 20M 頻譜資源，獲得 5M 的 1880~1885MHz 頻段資源,。中國聯(lián) 通騰退 20M 頻譜資源,，獲得 10M 低頻 900MHz 資源。預計 2G 退網(wǎng)以及 900M 頻譜重 耕為三大運營商共同推進 NB-IoT 物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務發(fā)展，提供了網(wǎng)絡部署基礎,。
根據(jù)三大運營商官方信息,，從進度上來看，中國聯(lián)通和中國電信計劃在 2019 年內完成騰 退計劃,，中國移動正在推進用在 2G 網(wǎng)絡的 10M 頻段的騰退工作,，計劃在 2019 年 12 月 前完成 30%~40%省份，到 2020 年 5 月全部騰退,。
力克 LoRa,，海外運營商加碼 NB-IoT
海外運營商自 LoRa 后推廣 NB-IoT 的邏輯：第一，LoRa 是 NB-IoT 未成熟前海外運營商 的權宜之計,；第二,，現(xiàn)階段 NB-IoT 優(yōu)勢凸顯，市場空間更大,，利潤空間打開,；第三，NB-IoT 授權頻譜是朝 5G 技術演進的最佳解決方案,。
在經(jīng)過了“非授權頻譜技術是唯一選擇”的市場初期之后,，早期采用非授權 LoRa 技術的 運營商都在逐步轉移到授權頻譜技術的推廣上來，未來 NB-IoT 網(wǎng)絡將在運營商級的低功 耗廣域網(wǎng)絡市場中占據(jù)主導地位,。
前期LoRa是海外運營商的權宜之計：因海外通信業(yè)監(jiān)管體制,、產(chǎn)業(yè)基礎等原因,，在 NB-IoT 核心標準制定之前,，對于海外運營商來說，非授權頻譜技術是唯一選擇,。此外,，在 NB-IoT 商用之前，先將 LoRa 作為試點,，在一定程度上先解決部分用戶“低功耗,、遠程傳輸、小 數(shù)據(jù)量”的物聯(lián)通信需求,，搶占初期紅利市場,，同時也進一步明確了市場對于低功耗廣域 網(wǎng)絡的需求。
海外運營商 NB-IoT 網(wǎng)絡部署勢如破竹：截至 2019 年 9 月底,，據(jù)全球移動供應商協(xié)會 GSMA 統(tǒng)計,，全球已有 55 個國家的 101 個運營商發(fā)布了 NB-IoT 網(wǎng)絡商用，其中 40 個國 家已經(jīng)實現(xiàn)全網(wǎng)覆蓋,。自 2014 年提出 NB-IoT 概念起,，經(jīng)過 5 年的技術發(fā)展與商業(yè)模式 的探索，NB-IoT 連接數(shù)已達到 6000 萬,，NB-IoT 已到達產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步爬升的拐點,。
NB-IoT 是目前全球主流運營商支持的標準技術,。全球范圍內，自 2017 年以來,，主流運營 商對 NB-IoT 部署不斷加碼,。其中歐亞市場開始較早，美國主要運營商對 NB-IoT 先持觀望 態(tài)度,，隨后于 2018 年,，NB-IoT 憑借技術和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢在美國成功翻盤，美國市場成為四家 主要運營商（AT&T,、Sprint,、Verizon、T-Mobile）新的角逐場,。NB-IoT 的領軍運營商沃 達豐發(fā)揮全球管道優(yōu)勢,，與華為等合作伙伴共同開發(fā)公共事業(yè)、醫(yī)療,、智慧城市等行業(yè),。
據(jù) GSMA 統(tǒng)計的數(shù)據(jù)， 截止 2020 年 1 月,，全球已有 127 張基于 NB-IoT 或 LTE-M 的商 業(yè)網(wǎng)絡,，比 2018 年 12 月 IoT Analytics 統(tǒng)計的 83 張網(wǎng)絡多出 53%。其中 92 張是 NB-IoT 網(wǎng)絡,，35 張是 LTE-M 網(wǎng)絡,。
供給端強勢改革為 4G 釋放更多的頻譜：從國外運營商來看，美國,、澳大利亞,、泰國等 20 多個國家的運營商早在 4G 時代就關閉了 2G 網(wǎng)絡。比如,，Verizon 在 2019 年實現(xiàn) 2G 全 面退網(wǎng),，AT&T 于 2017 年 1 月 1 日正式關閉 2G 網(wǎng)絡、停止 2G 運營及服務,，并把這些頻 譜在 4G 網(wǎng)絡上重新利用,。
受運營商明確 2G 退網(wǎng)計劃的影響，需求方只能選擇 4G 網(wǎng)絡作為物聯(lián)網(wǎng)基礎設施,。其中,， 基于4G網(wǎng)絡的VoLTE取代2G的語音通話，NB-IoT/eMTC取代2G的物聯(lián)網(wǎng)功能,。NB-IoT 是在 LTE 的基礎上簡化而來,，旨在提升運營商的頻譜利用率，只需要利用一些邊緣頻譜， 即可提供物聯(lián)網(wǎng)服務,。
應用場景相繼引爆,，需求端發(fā)力
NB-IoT 正在智慧城市、智慧醫(yī)療,、智能家居,、智能交通、智慧農(nóng)業(yè),、智慧安防等方面發(fā) 揮越來越重要的作用,，支撐行業(yè)應用的融合發(fā)展，需求端迎來持續(xù)上升期,。
NB-IoT 進入發(fā)展加速期,。根據(jù) 5G+物聯(lián)產(chǎn)業(yè)高峰論壇內容，截至 2019 年 11 月,，NB-IoT 水,、氣表均突破 1000 萬，智慧消防超過 400 萬,，市政設施超過 200 萬,，智慧停車超過 100 萬。NB-IoT 已經(jīng)成為實現(xiàn)智慧城市的基礎技術,。
智能表計進入發(fā)展快車道
智慧水務和智慧燃氣是智慧城市建設的重要組成部分,。基于感知層采集的數(shù)據(jù),，結合云計 算,、人工智能、邊緣計算等技術開發(fā)各類應用系統(tǒng),，遠程抄表作為水務/燃氣應用的基礎 業(yè)務,，近兩年在政策和 NB-IoT 等物聯(lián)網(wǎng)新技術的推動下，為應用規(guī)模增速最快的業(yè)務,。從 A 股相關公司已披露 2019 業(yè)績預告驗證行業(yè)景氣度持續(xù)向上，三川智慧全年業(yè)績同比 增長 85%-115%,，新天科技同比增長 60%-90%,。
表計行業(yè)具有規(guī)模化,、同質化終端的特征,，容易形成供需雙方共同發(fā)力，推動行業(yè)快速發(fā) 展,。在 NB-IoT 行業(yè)推廣初期,，為了形成規(guī)模化的示范，供給方需要在短時間內尋找規(guī)模 化,、批量終端,，并促成終端接入網(wǎng)絡，表計類行業(yè)具備相應特點,。另一方面,，對于水務和 燃氣行業(yè)痛點亟待解決，物聯(lián)網(wǎng)遠程抄表和控制技術為最優(yōu)方案,。由此,，供需雙方共同發(fā) 力，是推動兩大 NB-IoT 場景率先實現(xiàn)千萬級連接規(guī)模的核心原因,。
采用物聯(lián)網(wǎng)技術將有效解決行業(yè)痛點問題,。對于燃氣行業(yè)來說，供銷差,、傳統(tǒng)智能抄表技 術成功率低,、故障定位難以及安全管理難度大等是行業(yè)痛點，對于水務行業(yè)來說,，漏損問 題是最大的行業(yè)痛點,，另外還涉及管網(wǎng)運營效率提升、設備維護以及數(shù)據(jù)安全等問題,。通 過物聯(lián)網(wǎng)智能終端進行全面感知,，基于可靠、穩(wěn)定的智能抄表方案為企業(yè)降本增效,，同時 物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)結合可提高精細化管理,，另外，還可以提升管網(wǎng)的安全性,。
當前仍處于滲透率較低水平,，NB-IoT 表滲透率均不足 8%。已知 2019 年 11 月 NB-IoT 智 能燃氣表為 1100 萬,，NB-IoT 水表連接數(shù)為 1000 萬,。根據(jù)中億物聯(lián)網(wǎng)和《NB-IoT 智慧燃 氣表白皮書（2018）》 數(shù)據(jù)顯示，目前我國存量民用燃氣表為 1.5 億臺,，智能燃氣表（IC 卡表,、2G 表和 NB-IoT 表）滲透率約為 30-40%，按照 40%計算,，則 NB-IoT 燃氣表占智 能燃氣表的滲透率為 18.3%,，NB-IoT 燃氣表滲透率僅為 7.3%。根據(jù)中國移動發(fā)布的 《NB-IoT 智能水表解決方案白皮書》顯示,，目前我國水表存量約為 3.5 億,，而智能水表（（ IC 卡表,、2G 表和 NB-IoT 表）的滲透率約為 20-30%，按照滲透率 30%計算,，則 NB-IoT 水 表占智能水表的滲透率為 9.5%,，占總水表滲透率約為 2.9%。
測算 NB-IoT 智能燃氣表和水表 2020 年的新增需求：
NB-IoT 燃氣表方面,，根據(jù)儀表網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示,，2018 年 NB-IoT 智能燃氣表全國銷量僅為 80 萬，參考 2019 年 11 月底 NB-IoT 燃氣表連接數(shù)超過 1100 萬,，2017-2018 年總銷量為 90 萬,，則 2019 年前 11 個月的銷量為 1010 萬，月均銷量超過 90 萬,，我們預計 2019 年全 年銷量大幅增長至 1100 萬,。考慮到 2G 退網(wǎng)加速,，我們預計未來 2G 燃氣表需求基本被 NB-IoT 表取代,，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)研究機構 IoT Analytics 于 2020年 1月最新發(fā)布的《2020-2025 年 LPWAN 市場報告》顯示，目前 LPWAN 市場正以超過 100%的速度增長,。根據(jù)前文描 述 NB-IoT 是 LPWAN 核心技術,，智能表計應用場景是發(fā)展較為迅速的行業(yè)，則我們預計 2020 年 NB-IoT 燃氣表需求量增速將為 100%,，新增需求量達到 2200 萬,。從而，2020 年 NB-IoT 燃氣表存量接近 3400 萬,，而仍有 1.16 億燃氣表替換需求,。
根據(jù) 2016-2018 年智能燃氣表需求增速均為 20%左右，我們假設 2019-2020 年智能燃氣 表行業(yè)需求增速仍為 20%,，則 2019-2020 年 NB-IoT 燃氣表新增需求仍僅占全年整體智 能燃氣表需求量的 27.76%和 46.27%,，仍有較大提升空間，我們判斷 2021 年仍將保持高 速增長態(tài)勢,。
NB-IoT 水表方面,，根據(jù)表計網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，預計 2020 年智能水表需求量約為 3387 萬,，目 前智能水表主要分為 NB-IoT,、LoRa 和 2G 三種技術，前文論述中提到,，NB-IoT 技術較 LoRa的優(yōu)勢和認可度，以及2G退網(wǎng)進程加速,，我們判斷未來將以NB-IoT作為主流產(chǎn)品,， 滲透率有望快速提升,。考慮到目前水表類上市公司 2019 年業(yè)績預告,，受益于 NB-IoT 水 表銷量提升,，三川智慧 2019 年業(yè)績同比增長 85%-115%，新天科技同比增長 60%-90%,， 我們預計 NB-IoT 水表新增需求處于加速上升期,，有望同燃氣表齊頭并進。參考 2020 年 NB-IoT 燃氣表需求量占智能燃氣表比重約為 46.27%,，我們假設 2020 年 NB-IoT 水表占 智能水表比重約為 45%,，則 2020 年 NB-IoT 水表新增需求量超過 1500 萬，仍有超 3 億 水表替換需求,。
行業(yè)競爭較為分散,，集中度有望提升。目前全國約 100 多家燃氣表生產(chǎn)企業(yè),，其中智能燃 氣表生產(chǎn)企業(yè)約 30 多家,，根據(jù)中國計量協(xié)會燃氣委員會發(fā)布的相關數(shù)據(jù)，2018 年智能燃 氣表市場規(guī)模為 66.77 億元,。通過統(tǒng)計行業(yè)頭部公司 2018 年智能燃氣表收入情況,，金卡 智能實現(xiàn)營業(yè)收入 9.60 億元，市占率為 14.42%,，第二名的先鋒電子市占率僅為 3.32%,。
國內從事水表行業(yè)企業(yè)超過 400 家，特別是傳統(tǒng)低端水表生產(chǎn)企業(yè)居多,。領先廠商分別為 三川智慧,、匯中股份、新天科技和寧波水表,。從智能水表市占率情況來看,，收入體量較大 的寧波水表市占率僅為 7.14%，可以看出競爭格局較為分散,。
預計隨著物聯(lián)網(wǎng)表計滲透率快速提升,，行業(yè)對產(chǎn)品性能、交付能力,、技術水平等要求均將 大幅提升,，行業(yè)集中度有望進一步提升。
應用場景向市政各個領域延伸
智能煙感實現(xiàn)報警信息多方迅速傳輸,。傳統(tǒng)的火災探測器信號依靠消防總線傳輸,，探測器 出現(xiàn)故障、報警信號只能傳送至消防控制室,，通知對象單一,，業(yè)主,、網(wǎng)格員、微型消防站 并不知情,，物業(yè)也只能在消防控制室看到報警信息,，對可能發(fā)生的煙氣、燃氣報警,、故障 問題,，不能第一時間對報警信息進行有效處理導致?lián)p失嚴重，而利用物聯(lián)網(wǎng)技術可以有效 解決行業(yè)痛點問題,。
NB-IoT 支持海量連接,，傳感器實時檢測煙霧，一旦煙霧濃度超標就會通過 NB-IoT 直接發(fā) 送信息到后臺,，且無需布線和取電,，即插即用，安裝和上網(wǎng)調試簡單,。同時,，NB-IoT 信 號穿透力強，可覆蓋樓宇偏僻角落,。2019 年 8 月,，中消云物聯(lián)網(wǎng)研究院首席運營官許春 玉表示，目前已知 14 類應用場景的消防產(chǎn)品市場需求量超過 40 億,。
智慧井蓋市場規(guī)模超千億,。傳統(tǒng)的井蓋管理以人工巡檢為主，不能第一時間獲悉井蓋丟失 信息,，井蓋丟失找不到責任人,，人力維護成本高，人員監(jiān)督管理難,。井蓋中內嵌 NB-IoT 的智能監(jiān)控設備平臺,，可實時監(jiān)測到井蓋開合狀態(tài)、井上路面積水,、井下水位等情況,，并 進行動態(tài)分析。根據(jù)尚普咨詢數(shù)據(jù)顯示,，一二線城市智能井蓋市場規(guī)模約為 277 億元,，全 國智能井蓋市場規(guī)模約為 1114 億元。
垃圾分類大勢所趨,，智能垃圾桶構建智能環(huán)衛(wèi)系統(tǒng),。2019 年我國垃圾分類工作已由點到 面逐步啟動，全國 46 個重點城市垃圾分類工作取得積極進展,，到 2025 年,，全國地級及 以上城市基本建成生活垃圾分類處理系統(tǒng),。隨著垃圾分類全國性開展,，智能環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)的發(fā) 展勢在必行,。一方面，基于“低功耗,，廣覆蓋”以及 NB-IoT 的定位能力,，市政管理部門 能合理安排環(huán)衛(wèi)人員工作任務與清潔路徑，使環(huán)衛(wèi)效率大大提高,；及時判斷并定位區(qū)域內 垃圾桶異常情況,，快速進行干預與處理；另一方面,，還可自動垃圾識別讓垃圾分類更高效,， 并實現(xiàn)有效監(jiān)控。根據(jù)中國報告網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示,，46 個重點城市垃圾桶需求量為 3.70 億個,， 337 個地級市垃圾桶需求量為 4.66 億個。
B2C 市場為 NB-IoT 提供長尾效應
To C 市場是 NB-IoT 行業(yè)發(fā)展更上一層樓的引爆點,。不同于互聯(lián)網(wǎng)時代,，到了 5G 和 IoT 時代，物聯(lián)網(wǎng)將率先在 B2B 和 B2G 創(chuàng)造價值和營收,，隨后是 B2C 的用戶培育與體驗提 升,。基于 3 年在 B2B 與 B2G 領域的歷練,，現(xiàn)在 NB-IoT 正式開啟 B2C 急行軍模式,，有望 在智能家居、大健康,、金融設備等領域率先起量,。
智能家居行業(yè)市場規(guī)模可觀,，IoT 助力行業(yè)標準化,、平臺化發(fā)展。行業(yè)痛點是目前的設備 多是針對消費者的單一痛點設計,，連接激活率有限,，技術標準很難統(tǒng)一。使用 NB-IoT,， 可以大規(guī)模實現(xiàn)設備的智能化,，讓廠家及時監(jiān)控各種智能家電的使用狀況。其次,，采用 NB-IoT 的統(tǒng)一標準,，產(chǎn)業(yè)整體就具備了聯(lián)網(wǎng)能力和平臺化的條件,。
根據(jù) IDC 2019 年智能家居市場數(shù)據(jù)預測顯示，智能家居行業(yè)在美國形成亞馬遜,、谷歌與 蘋果三強爭霸局面,，在國內主要由小米、海爾,、美的,、阿里和百度五大廠商占據(jù)近半數(shù)的 市場份額。細分領域來看包括智能家電,、智能影音,、智能照明、家庭安防,、智能連接與控 制等,。根據(jù)奧維云網(wǎng)（AVC）發(fā)布“AIoT 時代下智能家居行業(yè)發(fā)展及趨勢報告”顯示， 預計 2020 年中國智能家居產(chǎn)業(yè)規(guī)模將近 4500 億元,。
可穿戴領域的新興力量,。NB-IoT 健康手環(huán)不同于其它可穿戴產(chǎn)品，佩戴者不需要隨身攜 帶手機,，這為較少使用手機的老人和兒童群體提供了極大的便利,。根據(jù) IDC 監(jiān)測數(shù)據(jù)， 2012-2018 年,，全球可穿戴設備出貨量呈現(xiàn)快速增長趨勢,，2018 年全球可穿戴設備出貨 量達到 1.72 億臺，同比增長 27.5%,，預計 2019 年市場規(guī)模將達到 420 億美元,。
智能門鎖發(fā)展?jié)摿Σ蝗菪∮U。智能門鎖市場主要可以從家庭鎖和公寓鎖的兩個角度考慮,。公寓鎖的市場推動力來源于傳統(tǒng)門鎖的更換成本高（換租戶即需換鎖）,；家庭鎖的市場主 要考慮個人需求和偏好，隨著個人消費水平提高以及攜帶鑰匙帶來的諸多問題,，我們看好 家庭鎖的市場需求,。
根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，中國智能門鎖市場滲透率偏低,，2019 年僅為 12%,，且近 年來有逐年上升的趨勢，預計 2020 年有望達到 20%,，未來智能門鎖市場發(fā)展?jié)摿Σ蝗菪?覷,。根據(jù)華為中國區(qū) IoT 業(yè)務部部長張海預測，2019 年智能鎖銷量預計達到 3000 萬只， 家庭需求量 2400 萬只,，旅館及民宿 70 萬只,，長租公寓 500 萬只，辦公樓 50 萬只,。
投資建議
NB-IoT 飛速發(fā)展,，率先引爆物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)。物聯(lián)網(wǎng)是繼移動互聯(lián)網(wǎng)之后的大產(chǎn)業(yè)機會,，根 據(jù)IDC顯示,，2020年全球市場規(guī)模有望達到萬億級。其中,，LPWAN連接數(shù)占比高達60%， NB-IoT 作為物聯(lián)網(wǎng) LPWAN 的主要戰(zhàn)場,，僅經(jīng)過三年的培育期,，形成了供需雙方合力推 動產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢，2019 年國內用戶規(guī)模已超過 1 億,。且隨著 2020 年 NB-IoT 將正式成為 ITU 5G R16 標準,，預示著產(chǎn)業(yè)有望全面進階。同時,，智能表計,、智慧城市、To C 端市場 需求相繼提升,，2020 年將進入增長加速期,。重點推薦：移遠通信、金卡智能和和而泰等,。
NB-IoT 是萬物互聯(lián)發(fā)展的先行者,。NB-IoT 具有超低功耗，超低成本,，超強覆蓋,，超大連 接等特點。其相比基于 LTE 演進的 eMTC 技術具有更低成本,、更長續(xù)航時間屬性,，針對 成本敏感但是終端數(shù)量較大的應用場景，在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初期階段獲得核心優(yōu)勢,。而相比 Lora,、SigFox 等非授權頻譜物聯(lián)網(wǎng)技術，其更是具備網(wǎng)絡部署成本低,、干擾較小,、數(shù)據(jù) 安全性高等特點。隨著 5G R16 版本將支持其接入 5G 核心網(wǎng)絡，NB-IoT 將成為物聯(lián)網(wǎng)海 量連接的主力軍,。
運營商成為主要助推力量,，供給側發(fā)力效果顯著?；趪鴥?4G 基站覆蓋率較高優(yōu)勢,，發(fā) 展 NB-IoT 為運營商帶來較高投資回報，我們預計 2020 年將為三大運營商帶來 120 億年 收入規(guī)模,。從基站部署和頻譜重耕來看,，2019 年國內 NB-IoT 基站數(shù)已達到 90 萬，預計 2020 年進一步提升至 150 萬,，基站建設是行業(yè)普及的前提要素,，同時，2G 退網(wǎng)進度加速 以及三大運營商 2G 頻譜資源 900M 重耕均為行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造有利條件,。從產(chǎn)業(yè)推進來看,， 通信資費價格較低，且隨著前期運營商對通信模組大力補貼,，2020 年 NB 模組價格有望 進一步逼近 2G 模組價格,，有利于終端滲透率加速提升。
應用場景有望相繼引爆,，需求端發(fā)力,。2019 年智能表計步入發(fā)展快車道，截至 2019 年 11 月NB-IoT智能燃氣表和水表連接數(shù)雙雙破千萬,，但其滲透率仍不足 8%,，我們預計2020 年 NB-IoT 燃氣表和水表新增需求量有望達到 2200 萬和 1500 萬，而此后仍有 1.16 億燃 氣表和超 3 億水表替換需求,。另外,，煙感、井蓋,、垃圾桶等智慧城市 To B 類應用場景亟 待普及物聯(lián)網(wǎng)技術,，智能家居、門鎖,、可穿戴等 To C 市場更是為 NB-IoT 提供長尾效應,。