517世界电信日丨标准为先，物联网拒绝碎片

长期以来，物联网碎片化使得不同的物联网应用领域被分割开来。梅特卡夫定律提出，网络的价值在于网络节点数的平方。如何解决碎片化现状，建立大规模联结、标准统一的融合网络，是物联网产业建设亟待解决的问题。2017年6月工信部发布《全面推进移动物联网（NB-IoT）建设发展的通知》，提出加强NB-IoT标准与技术的研究，推进NB-IoT网络的部署和产业链建设。

NB-IoT国内大规模建设优势众多

有统计显示，大约60%~70%的物联网连接，是采用低功耗广域网（LPWAN）技术，LPWAN网络有着覆盖范围广、功耗低、连接数量多以及价格较低的优势，总体可分为工作于授权频谱与未授权频谱的两类网络，前者如NB-IoT、eMTC，后者如LoRa、Sigfox。LoRa、Sigfox在欧洲较早部署，国内主要推行的是NB-IoT网络。

NB-IoT是3GPP国际标准化组织定义的专门针对物联网的通信标准，其标准于2016年6月在釜山3GPP会议上冻结。NB-IoT定位于电信运营商网络，目前国内的三大运营商均在积极建设NB-IoT网络，截止到2019年3月，国内三大运营商已建成超过70万个NB-IoT基站。

NB-IoT网相比其他LPWAN技术，最明显的优势是功耗低和连接数多，且设备的复杂性较低，可以低成本大规模建设，支持更多的用户。

赛迪顾问信息通信产业研究中心资深分析师陈腾向《中国电子报》记者表示，NB-IoT技术有多个优点：在传输次数方面，NB-IoT没有每日的传输次数上限，而其他的LPWAN技术每日传输次数限制从几次到十几次不等。从接入网络上看，NB-IoT采用了LTE的相关技术，可以与LTE共存部署。在容量方面，NB-IoT单网接入节点容量比LoRa的容量更高。在频段方面，NB-IoT拥有运营商授权频段，受到干扰小，这是同类网络不具备的。NB-IoT在传输速度方面具有优势，上行速率可达150kbps，下行速率可达100kbps，LoRa的速度为0.3-50kbps，Sigfox仅有0.1kbps。

作为全球主流运营商支持的标准技术，NB-IoT有其独特技术。

首先，有标准化的资费和统一的商业模式，更容易形成市场规模。

“任何一个成功的通信标准，都意味着能支持大规模商用，并能给整个生态链带来效益。”上海移远通信技术股份有限公司产品总监孙延明表示，“由于NB-IoT采用了统一的标准，客户不用考虑自组网或者自建基站带来的复杂的技术问题，也无需担心后期网络的运营和维护等问题，只需要简单的安装就能上线使用，使终端客户能够专注于产品本身，可以快速将产品推向市场、获得收益。”

其次，在安全性方面，NB-IoT比Lora、Sigfox更加可靠。中国移动研究院无线所技术经理曹蕾对《中国电子报》记者表示，NB-IoT是基于授权的频谱，在标准制定时就考虑到了通信加密的算法，并且可以通过运营商管控，在数据传输与应用层为客户提供安全解决方案，可靠性上要优于Lora、Sigfox等非授权频谱网络，这点对一些重要的物联网应用场景非常关键。

最后，NB-IoT是一个国际化的、全球统一开放的标准。曹蕾说，这一标准在技术研发和产业上更容易获得合作伙伴的支持。更多的产业链伙伴加入有利于扩大市场规模，降低物联网部署成本，为客户提供更加丰富的产品选择。

国内物联网市场潜力巨大，且有政策与产业链的支持。陈腾认为NB-IoT技术在国内落地的有利条件有下几个方面：在服务方面，我国基础电信运营商的网络将全面支持NB-IoT，各垂直行业应用不断成熟，NB-IoT终端将从中受益；在技术方面，高通、华为海思、联发科技、紫光展锐、中兴微电子等均推出了NB-IoT芯片；在平台方面，阿里物联网平台、QQ物联网平台、中移OneNET平台、华为OceanConnect平台、小鲸鱼物联网平台等，为NB-IoT提供了应用空间。

多种LPWAN互补并行建设

NB-IoT网络大规模布局迅速，LoRa、Sigfox、eMTC等网络也存在一定的应用场景，可与之互补建设物联网用LPWAN网络。

首先，LoRa、Sigfox部署灵活，在一些比较离散的、孤点的工厂，或者是需要自己运营维护的网络的场景中，采用LoRa、Sigfox的技术做一些局域性的组网，部署较为自由方便。

曹蕾告诉记者，基于非授权频谱的LoRa、Sigfox未来可能是物联网在运营商布设的大网络之外的延伸，它们在蜂窝网外形成离散的小圈，起到辅助网络的作用。

除此之外，NB-IoT网络延时较大，数据传输的即时性不足，同一时刻传输的并发用户数有限，超出数目限制就需要排队入网。与NB-IoT相比，eMTC传输速率更高，且支持VoLTE与移动传输。NB-IoT和eMTC同属LPWAN标准，两种技术各有侧重。“在具体应用方向上，如果对语音、移动性、速率有较高要求，选择eMTC技术。如果对成本、功耗、覆盖等有更高要求，则可选择NB-IoT。中国根据自己的国情，优先发展了NB-IoT技术。”孙延明向记者说明。

未来在运营商大范围推广NB-IoT的同时，LoRa、Sigfox、eMTC等也会因其与NB-IoT网络的互补性而仍具有广泛的应用价值。

标准化助力NB-IoT产业链市场规模扩大

目前NB-IoT网络的大规模部署仍存在不足之处。首先，部分地区网络覆盖不理想。

曹蕾表示，NB-IoT相比2G具备低功耗及20dB覆盖增强能力的优势，但在发展初期，在网络覆盖和产业成熟度上相比2G还是稍有差距，因此，部分客户可能依然会选择2G网络，但面对全球2G退网的大趋势，行业客户仍然需要主动拥抱NB-IoT。

孙延明提到，由于NB-IoT 3GPP R13协议上下行速率较低，很多应用场景受限，也会导致部分需求无法落地。未来随着全球GSM网络的逐步退出，预计20%~30%的低速需求会转向NB-IoT，这可能会带来一个较大的增量市场，另外随着后续R14的开通，也会开拓一些应用场景，未来的发展令人期待。

另一方面，要想实现NB-IoT大规模推广，必须降低其部署成本。陈腾说，NB-IoT的部署成本包含硬件成本、网络成本、安装成本、服务成本等。其中，服务成本是变动成本，影响变动成本的器件就是电池，通常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，这会极大缩短电池寿命。终端产品电池的使用年限很大程度上影响NB-IoT的使用成本。

其中硬件成本方面，NB-IoT模组目前已经接近2G模组的价格水平。NB-IoT相关模组、芯片的成本与市场规模紧密相关。到2021年预计5G能够大规模商用，这为物联网的大规模部署提供了通信保障，物联网的规模化部署带动传感器的需求上升，从而传递到芯片的需求量上涨；众所周知，生产芯片的变动成本远远小于研发的成本，大量的订单将间接降低芯片制造的边际成本。

模组价格与物联网的规模关系紧密，标准的制定能为物联网大规模增长铺平道路，通过规模市场效益降低产业链的成本。随着NB-IoT广域网技术的标准化，运营商、芯片及模组厂商的不断投入，NB-IoT产业链愈将成熟。过去碎片化严重、不同行业物联网产品形态模式不同的状况会逐渐改善。未来低时延、广覆盖的5G网络建设，将进一步促成物联网的规模化增长。