隨著2020年7月3GPP 5G技術(shù)在ITU-R WP5D會議上式被接受為ITU IMT-2020 5G技術(shù)標準,,NB-IoT被正式納入全球5G標準。這也意味著,,由中國產(chǎn)業(yè)鏈主導的NB-IoT在實踐中獲得了全球產(chǎn)業(yè)鏈的廣泛認可與支持,,成為了5G的重要組成部分,。
NB-IoT歷史知多少,?
NB-IoT是英文Narrow Band Internet of Things的縮寫,,中文釋義為窄帶物聯(lián)網(wǎng),它是由3GPP組織開發(fā)的為大范圍蜂窩網(wǎng)與設(shè)備服務(wù)的低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)(LPWAN)廣播技術(shù),,這種窄帶射頻技術(shù)使用的是License頻段,可采取帶內(nèi),、保護帶或獨立載波等三種部署方式,。
圖 | NB-IoT 發(fā)展歷程,,信息源:長城證券研究所
眾所周知,NB-IoT最早是由華為和Vodafone共同提出的(2014年5月),,當時被稱為窄帶技術(shù)NB M2M,,而后又進化成NB-CIoT;2015年7月,,Nokia,、Ericsson、Intel提出了NB-LTE技術(shù),;2015年9月,,在3GPP的第69次RAN全會上,NB-CIoT和NB-LTE這2種技術(shù)規(guī)范合并為NB-IoT,;2016年6月,,NB-IoT獲得國際組織3GPP通過,標志著NB-IoT商用化開始,;接下來最重要的里程碑就是上文中提及的NB-IoT納入5G標準了,。
從時間角度來看,NB-IoT從首次提出至今不過7年時光,,而根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示,,截至目前,全球已經(jīng)有71個國家投資建設(shè)了129張移動物聯(lián)網(wǎng),,其中NB-IoT網(wǎng)絡(luò)達到93張,,絕對可以用 “發(fā)展迅猛”來形容了。
2G即將“退群”,,NB-IoT落地加速
小伙伴們可能要問,,這些NB-IoT網(wǎng)絡(luò)到底落地何處?又是有哪些因素在驅(qū)動NB-IoT不斷向行業(yè)滲透呢,?這一系列的問題,,筆者在2021年4月22日舉辦的智“繪”新物聯(lián) 共“贏”新機遇NB-IoT國產(chǎn)化物聯(lián)網(wǎng)方案——技術(shù)發(fā)展高峰論壇上找到了答案。
這些NB-IoT網(wǎng)絡(luò)到底落地何處,?
來自運營商的聲音
中移物聯(lián)網(wǎng)智能模組部市場總監(jiān)王超表示,,“如果將物聯(lián)網(wǎng)根據(jù)傳輸速度來劃分,可以分為低速,、中速以及高速,。其中,高速(速率大于10Mbps)主要應(yīng)用在視頻監(jiān)控以及車載娛樂方面,,市場占比10%,;中速(速率在1Mbps和10Mbps之間)主要應(yīng)用在智能穿戴、智能POS以及IoT網(wǎng)關(guān)方面,,市場占比30%,;而剩下的60%均是低速市場(速率小于100Kbps),,需要滿足低功耗和廣覆蓋的需求,應(yīng)用領(lǐng)域包括智能表計,、物流追蹤,、智能停車、智能路燈,、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域,。原本負責覆蓋這些移動性及時延要求不高、數(shù)據(jù)量小,、對低功耗有要求的場景的通信技術(shù)是2G,。但自從NB-IoT技術(shù)出現(xiàn)后,我們從技術(shù)參數(shù)的角度發(fā)現(xiàn),,NB-IoT在覆蓋廣度,、低功耗和連接數(shù)方面都比2G要來的強(根據(jù)測試結(jié)果顯示,NB-IoT的覆蓋廣度是164dB,,而2G是144 dB,;NB-IoT的休眠態(tài)功耗小于5μA,待機態(tài)功耗小于1mA,,而2G的關(guān)機態(tài)功耗約60μA,,待機態(tài)功耗約2mA;連接數(shù)方面,,NB-IoT比2G/3G/4G有50~100倍的上行容量提升,,但小區(qū)容量超5萬),因此它被認為是國內(nèi)市場中繼2G技術(shù)之后低速物聯(lián)網(wǎng)市場業(yè)務(wù)的主要承載技術(shù),?!?/p>
分享者:中移物聯(lián)網(wǎng)智能模組部市場總監(jiān)王超
“就以中國移動為例,我們整體的物聯(lián)數(shù)量是6.8億,,70~80%是2G的業(yè)務(wù),,可能隨著2G退網(wǎng)的趨勢發(fā)展,未來百分之70~80%會向NB-IoT遷移,,剩余20~30%則向Cat.1遷移,。” 王超補充道,。
關(guān)于具體的落地情況,,除了運營商方面的信息,還有來自產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟以及大量物聯(lián)網(wǎng)終端廠商的聲音,,比如天津速越,、金卡智能、寧波水表和正泰儀表。
來自產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的聲音
分享者:5G物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟解運洲
5G物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟解運洲從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度解析了NB-IoT的發(fā)展趨勢以及需要重點關(guān)注的問題,,他表示,,“5G不只是高速網(wǎng)絡(luò),,還有低功耗廣域網(wǎng),,從演進趨勢來看,NB-IoT,、LTE Cat.1 bis,、LTE Cat.4、5G Sub-6GHz將形成階梯覆蓋,,主宰未來幾年的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢,,而這個趨勢就是芯片、通信模組,、解決方案和智能終端的集成度會越來越高,。芯片端,除了基礎(chǔ)功能Modem,,SoC將根據(jù)場景需求集成越來越多的功能,,這將逐步壓縮通信模組的技術(shù)空間,向交鑰匙方向一步步滲透,;通信模組端,,可整合的外圍器件越來越少,SiP封裝在逐步挑戰(zhàn)屏蔽罩的霸主地位,,受此因素影響,,模組商不得不在差異化方面下苦工;解決方案端,,對行業(yè)的理解不同,,解決方案的實現(xiàn)也不盡相同,既要產(chǎn)品穩(wěn)定,、功能豐富,,還不能太貴,在行業(yè)內(nèi)成熟前依賴技術(shù)創(chuàng)新實力,,在規(guī)?;笠蕾嚰庸づ涮啄芰Γ恢悄芙K端,,價格壓力逐步傳導至整個產(chǎn)業(yè)鏈,,剪刀差的大小是驗證其客戶服務(wù)能力的一大指標。在這些大趨勢下,,NB-IoT將不斷融合其他技術(shù)推陳出新,,例如NB-IoT+GNSS、NB-IoT+TEE SIM、NB-IoT+GPRS等組合,?!?/p>
關(guān)于NB-IoT的落地覆蓋量,解運洲提到,,“2020年NB-IoT連接數(shù)規(guī)模新增6000萬,,LTE Cat.1新增1500萬。預計到2021年,,NB-IoT和LTE Cat.1連接數(shù)新增將分別達到1億和5000萬,。”
來自智能終端廠商的聲音
分享者:天津速越總經(jīng)理董勝龍
天津速越科技有限公司總經(jīng)理董勝龍表示,,“目前國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)燃氣表推廣數(shù)量超過100萬的企業(yè)有7家,,排名是華潤燃氣(總用戶數(shù)2600萬)、港華燃氣(總用戶數(shù)3100萬),、新奧能源(總用戶數(shù)1100萬),、中國燃氣(總用戶數(shù)3600萬)、北京燃氣(總用戶數(shù)644萬),、上海燃氣(總用戶數(shù)689萬)以及深圳燃氣(總用戶數(shù)380萬),,從數(shù)量對比可以看出,智能燃氣表滲透率不足,,市場空間還很廣,。除了計量表計外,2020年末,,我國城市燃氣管道已達100萬公里左右,,閥井約400多萬,對于門站,、閥井,、調(diào)壓設(shè)備、儲運裝置等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的安全管控和應(yīng)用檢測,,是更大的新增市場空間,。”
關(guān)于面臨的問題和機遇,,董勝龍更是坦言道,,“國家政策的引導、B端客戶發(fā)力推廣以及終端用戶愿意強烈是機遇所在,,但我們還面臨著通信覆蓋不足,、網(wǎng)絡(luò)容量有限以及終端能耗高企等問題,以網(wǎng)絡(luò)容量為例,,一個扇區(qū)12個用戶的容量根本不夠,,對于芯片廠商而言,摳那幾個dB意義沒那么大,解決功耗問題才是重中之重,。不過,,對于NB-IoT真正的優(yōu)化不應(yīng)該只是器件級的,更要協(xié)議級別的優(yōu)化,,才能支撐低速物聯(lián)網(wǎng)在燃氣表行業(yè)的健康成長,。”
分享者:金卡智能市場部副總監(jiān)馬立波
關(guān)于NB-IoT在智能燃氣表市場的表現(xiàn),,作為整個智能燃氣表從IC卡到Lora,、GPRS,再到NB-IoT演變的親歷者,,金卡智能市場部副總監(jiān)馬立波表示,“燃氣行業(yè)運營的需求催生了NB-IoT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,,在我們業(yè)內(nèi)有一個有趣的總結(jié),,什么人最適合抄表?強壯的男子不合適,,漂亮的姑娘不合適,,唯有中老年婦女最合適,而今天唯有NB-IoT技術(shù)最合適,。根據(jù)預測,,2021年我國NB-IoT智能燃氣表市場將達到3000萬臺規(guī)模?!?/p>
分享者:寧水集團技術(shù)總監(jiān)陳偉
除了燃氣表,,我們再來說說水表,水表從最初的機械水表,,經(jīng)過智能水表1.0,、智能水表2.0的變化,如今已發(fā)展成一個多技術(shù)融合終端,。對此,,寧水集團技術(shù)總監(jiān)陳偉表示,“智能水表國內(nèi)的占有率是30%,,還有很大空間,,而寧水集團智能水表的營收份額是57%,這意味著我們的智能化率是相對高的,。在通信方式方面,,我們的設(shè)備涵蓋RS485、Mod-Bus ,、自組網(wǎng),、LoRa、GPRS、NB-IoT以及卡類(TM,、IC,、低頻、高頻)等,,而我們的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,,NB-IoT的占有率正從2019年起不斷攀升?!?/p>
分享者:正泰儀表市場部副總監(jiān)王春生
此外,,站在能源管理側(cè)的角度,正泰儀表市場部副總監(jiān)王春生表示,,“目前國內(nèi)能源管理的現(xiàn)狀是:三表集采難,、故障發(fā)現(xiàn)不及時、能源管理缺失(比如戶用光伏發(fā)電并網(wǎng)的監(jiān)管),、電動車充電無人監(jiān)管,,而用了NB-IoT后可以得到部分解決?!?/p>
他提出,,通過NB-IoT通信網(wǎng)絡(luò)將用戶管理的電能表、水表,、燃氣表及其他智能設(shè)備組成一個局域物聯(lián)網(wǎng),,能夠更好地獲取用戶生活中電、水,、氣等相關(guān)數(shù)據(jù),,實現(xiàn)收費結(jié)算、設(shè)備檢測,、異常上報,、用能分析和管理等功能。
哪些因素在驅(qū)動NB-IoT不斷向行業(yè)滲透,?
芯翼信息科技CEO肖建宏博士告訴筆者,,“NB-IoT是一個廣域物聯(lián)網(wǎng),對于藍牙,、WiFi,,大家都知道涂鴉上市,這是一個典范,,1000億人民幣市值,,廣域物聯(lián)網(wǎng)的空間更大,相當于海洋與陸地的關(guān)系,。我們做了一個測算,,如果芯片順利發(fā)展,,到 2025年NB-IoT將達到1500億以上的規(guī)模。究其原因,,NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的下沉一方面得益于產(chǎn)品設(shè)計的改進,,比如性能的提高、功耗的降低,,另一方面是受到產(chǎn)業(yè)活動的推動,,比如中國移動,而芯片公司是出于最底層的,,是做磚頭的,,建高樓大廈還要靠運營商?!?/p>
分享者:芯翼信息科技CEO肖建宏博士
筆者認為肖總口中的高樓大廈即指NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的普及,,包括基站的建設(shè)等。根據(jù)天津速越總經(jīng)理董勝龍分享的數(shù)據(jù),,“目前我國已建成NB-IoT基站總量超過85萬個,,其中中國電信40萬+個,中國移動35萬+個,,中國聯(lián)通10萬-個”。
另根據(jù)中移物聯(lián)網(wǎng)智能模組部市場總監(jiān)王超分享的數(shù)據(jù),,“在NB-IoT網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上,,中國移動已實現(xiàn)了全國346個城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上區(qū)域的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)連接覆蓋,,擁有超70萬的NB建站資源,,目前已開通超35萬站,今年還規(guī)劃了5萬按需建站資源,,為NB-IoT加碼,。”
基于這些網(wǎng)絡(luò)的覆蓋,,各行各業(yè)的終端廠商開始著手設(shè)備智能化的更新?lián)Q代,。而NB-IoT要真正鋪展開來一定是“技術(shù)+政策+產(chǎn)業(yè)”的驅(qū)動,才會有商用爆發(fā)的一天,。上面我們講了產(chǎn)業(yè)策的驅(qū)動,,下面我們再來分析一下政策以及技術(shù)的驅(qū)動。
政策側(cè),,比如住建部發(fā)文表示新裝住宅需要強制安裝煙感,;比如水表行業(yè)十四五規(guī)劃剛要中要求NB-IoT(5G)技術(shù)作為水表自動抄表等場景的重點應(yīng)用技術(shù);再比如2020年5月工信部發(fā)布《關(guān)于深入推進移動物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展的通知》,,總體目標是推動2G/3G物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)遷移專網(wǎng),,提出建立NB-IoT(窄帶物聯(lián)網(wǎng)),、4G(含LTE-Cat.1)和5G協(xié)同發(fā)展的移動物聯(lián)網(wǎng)綜合生態(tài)體系等。
針對煙感行業(yè)的這一改變,,解運洲表示,,“2020年只能煙感有500萬的規(guī)模,到2021年有望突破1000萬,?!倍醭侵毖裕腔巯朗侵幸莆锫?lián)網(wǎng)智能模組部今年的主攻方向,。
對于這一強制安裝政策,,芯翼信息科技高級副總裁李劍解釋道,“商業(yè)寫字樓煙感是必須要裝的,,民用很多是毛坯房,,里面原來是有的,業(yè)主進去直接打掉了重新裝修,,自己可能感受不到,,但是其實是要有的,交房的時候開發(fā)商要提供的,,智慧消防不光是煙感,,還有滅火器等?!?/p>
分享者:芯翼信息科技高級副總裁李劍
技術(shù)側(cè),,我們將其與價格相聯(lián)系,從解運洲的分享中我們可以看到,,2020年NB-IoT通信模組售價20元以上的,,在市場中占比約60%。根據(jù)他的預計,,到2021年,,這一比例將下降到約30%。這意味著NB-IoT通信模組的價格將隨著時間的推移不斷下滑,,直至市場平衡價的出現(xiàn),。
試問,價格下滑的背后是什么,?答案是市場充分的競爭,,而競爭的結(jié)果是NB-IoT模組的全面國產(chǎn)化。
根據(jù)金卡智能市場部副總監(jiān)馬立波的分享信息顯示,,目前NB-IoT智能終端已實現(xiàn)全面國產(chǎn)化,,包括芯片、模組,、電池以及基站等多方面,。他還分享了具體的國產(chǎn)化廠商信息:
芯片:華為海思,、聯(lián)發(fā)科、紫光展銳,、芯翼信息,、移芯通信以及智聯(lián)安等
模組:有移遠、中移,、有方,、利爾達、美格,、廣和通,、高新興等
基站:華為、中興,、大唐移動等
電池:億緯,、昊誠等
就最底層的芯片國產(chǎn)化,芯翼信息是NB-IoT芯片行業(yè)第二梯隊的新秀廠商,。芯翼信息科技高級市場總監(jiān)祁衛(wèi)表示,,“芯翼信息成立于2017年3月,自2018年發(fā)布全球首款CMOS PA的NB-IoT SoC XY1100后,,在2019年通過了三大運營商的入網(wǎng)入庫測試,,芯片進入大規(guī)模量產(chǎn)狀態(tài)。2020年下半年XY1100又通過了智能氣表,、智能水表行業(yè)頭部客戶嚴苛的認證測試,,在終端產(chǎn)品中大規(guī)模落地發(fā)貨,月出貨量超百萬,。此外,XY2100將在今年下半年預發(fā)布,,針對金融行業(yè)追蹤推出的X3100將在明年下半年量產(chǎn),,更高級別的XY5100正處在預研階段,但標準還沒出來,,因此推出日期還未定,。”
而根據(jù)應(yīng)用側(cè)的反饋,,XY1100的性能還是非常強大的,。金卡智能市場部副總監(jiān)馬立波表示:芯翼的XY1100已經(jīng)過下游廠商金卡的魔鬼級產(chǎn)品導入測試,抄表成功率99.68%,,部分不成功是用戶把電池摳掉了,。寧水集團技術(shù)總監(jiān)陳偉表示:寧水集團在上海臨港新區(qū)安裝了一批基于芯翼XY1100的水表,在2月至4月數(shù)據(jù)上傳率平均為99.41%,。正泰儀表市場部副總監(jiān)王春生也表示:基于芯翼XY1100的NB-IoT智能電表檢測準確率在99.5%左右,。
總結(jié):市場需求,、政策導向、行業(yè)挖掘以及中國芯等技術(shù)的精進,,正不斷驅(qū)動NB-IoT技術(shù)向應(yīng)用領(lǐng)域滲透,。
寫在最后
在筆者看來,落地加速的背后是NB-IoT在 LPWA 場景下?lián)碛蠰oRa及SigFox等技術(shù)無可替代的優(yōu)勢,。今天的NB-IoT已成為5G的先行者,,為5G to B積累經(jīng)驗。
至于上面提到的NB-IoT將替代80%的2G市場一事,,遷移速度不會太快,,原因有三:第一,很多傳統(tǒng)應(yīng)用本身在2G上跑的很好,,規(guī)模很大,,讓所有的用戶向NB-IoT上遷移有一個過程;第二,,目前企業(yè)沒有一個明確2G退網(wǎng)的時間表,,可能對網(wǎng)絡(luò)還存在觀望;第三,,NB-IoT芯片側(cè)生態(tài)還不夠成熟,,預計除了傳統(tǒng)大的芯片廠外,將來會涌現(xiàn)一批大的行業(yè)垂直芯片公司,。