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中国移动通过多载波叠加等技术满足 IMT-2020eMTC 场景需求

NB-IoT 对运营商是否“钱”景广阔？很多人疑惑这点 。随着行业 NB-IoT 终端数量越来越多，我们看到，运营商 NB-IoT 收入也水涨船高 。
以 NB-IoT 气表行业为例，虽然气表厂商每年每个气表交通信费只有几元，但行业通常一次性交 10 年通信资费 。这意味着，单表缴费就在数十元，对于每年数千万的燃气表增量，运营商的通信资费每年就达超十亿元 。
要知道，单个运营商每年物联网业务收入也是几十亿元规模 。笔者从中国某运营商处了解，其 NB-IoT 带来的收入，已占据整个物联网业务收入可观的比例，内部评价“很有价值” 。可见 NB-IoT 贡献收入超过预期 。
当然这只是气表一个行业 。未来，水表、电动车、2G 物联、Wi-Fi 家电市场等场景，都选择 NB-IoT，将使得 NB-IoT 产业更加“钱”景广阔 。所以可以说，目前 NB-IoT 已经进入商业正循环，将促使产业健康发展 。
这几年，我持续关注 NB-IoT、Cat.1、LoRa 以及 Wi-Fi 等物联网技术发展 。在今年新基建、双循环背景下，我发现各行各业越来越重视 5G NB-IoT 这个低速率物联网连接技术 。同时 Cat.1 异军突起，补位 eMTC，支撑中速率场景 。
目前物联网界已经不怎么关心 NB-IoT 与 LoRa 之争，而更关心 NB-IoT 与 Cat.1 之间的优劣、家庭场景 NB-IoT 与 Wi-Fi 之间的优劣、NB-IoT 接棒 2G 物联的产业优势等 。
这是因为 NB-IoT 模组价格与 2G 模组持平，极具优势 。三大运营商均加大了对 NB-IoT 的投入力度 。今年 1 月，NB-IoT 连接数快速达到全球 1 亿，2 月中国市场达到 1 亿 。这些无不让 NB-IoT 未来发展越发快速 。
在近期的“第三届中国 NB-IoT 产业发展大会”上，华为中国区 IoT 拓展部部长张海在演讲中分享了不少干货和故事，让笔者了解到 NB-IoT 最新的进展以及动态，还有包括上述热点问题的观点 。我们在此总结和解读下 。
NB-IoT 与 Cat.1 协同，但有几个场景要慎重
随着运营商网络升级战略不断推进，物联网行业在后 2G 时代，谁才是王者？
从通信行业未来发展来看，5G（NB-IoT+NR）+ 4G（Cat.1/Cat.4），已经成为未来十年蜂窝物联网技术路线选择 。
对此，物联网行业面临着在 NB-IoT 与 Cat.1 之间做出选择的难题 。客观分析，Cat.1 的优势是可以无缝接入现有 LTE 网络当中，无需针对基站进行软硬件升级，而当前运营商都有大量存量 LTE 基站 。
Cat.1 的劣势是芯片价格——Cat.1 芯片价格大约 25 元，模组价格高达约 40 元，这让原来采用 2G 模组的从业者需要忍受提价的痛苦——这阻挠了产业快速发展 。有人提出，希望业界企业可以通过规模生产，尽快降低 Cat.1 芯片价格 。但从技术角度看，Cat.1 芯片居高问题很难快速降低 。
华为中国区 IoT 拓展部部长张海在此次大会上分析，Cat.1 工作在 20MHz 带宽工作，NB-IoT 在 200KHz 带宽工作 。更高的带宽，使得 Cat.1 芯片要求更高计算、更多存储，在具备相同降成本方案和出货量情况下，Cat.1 成本将始终比 NB 高 2-3 倍 。

中国移动通过多载波叠加等技术满足 IMT-2020eMTC 场景需求
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因此，在具备相同降成本方案和出货量情况下，Cat.1 成本将始终比 NB-IoT 高 2-3 倍 。
Cat.1 技术非常适合 10Mbps 的终端下行链路速率的中速率场景，主要适合实时语音之类的业务场景 。但如果在可以应用 NB-IoT 的场景中，依然选择 Cat.1，那么势必由于缺乏竞争优势，而被淘汰 。
我觉的张海提到的该类别场景非常重要 。NB-IoT 与 Cat.1 一个负责低速率，一个负责中速率场景，但中间并没有一条清晰的界限 。在中间位置，两者可能都能支持 。这时候，各行业企业就要考虑成本问题 。
而且要知道，基于 R14 标准，运营商在基站侧通过软件升级，可以使 NB-IoT 技术实现了 5-7 倍速率提升、并发能力 2-8 倍增强，满足业务需要 。而且，通过提供测量报告（MR）上报、信道估计增强、扩展 QCI 等，提升了网络优化效率和组网性能的提升 。升级后的 NB-IoT 新网络，帮助运营商将 NB 应用扩展到更多场景 。
到底哪些场景是 NB-IoT 和 Cat.1 都可以支持的？POS 机（用来刷银行卡的多功能终端）这个场景就是一个关键领域 。
2G 逐步变弱，POS 机咋办？NB-IoT 是最优选项
伴随 R14 网络升级，NB-IoT 快速接力 2G 市场 。在 POS 机行业，每年采用 2G 通信的 POS 机有 3000~4000 万台，伴随 2G 退网，必然要选择新的通信能力 。2019 年中，央行发布［2019］85 号文，强调了交易必须提供可信定位 。张海认为，二者给行业带来了新的变化 。
一方面，当前 2G 减频退网进行中，的确不太行了，POS 机应该继续选移动网络还是选蓝牙 /Wi-Fi？
我们知道，蓝牙 /Wi-Fi 毕竟使用的非授权频谱，存在安全漏洞，用他们给 POS 机传递定位和交易信息，存在更大的隐患 。其实 2G 技术的安全性也远低于 4G 和 5G 。2G 网络只有基站对终端的单项认证，2G 终端无法认证基站的真伪，导致很多 2G 终端进入伪基站就不能工作，出现很多诈骗 。NB-IoT 基于 4G/5G 双向鉴权认证，安全性非常可靠 。这一点需要支付清算公司高度关注，符合央行监管需求 。
另一方面，很多 POS 机厂商在考虑选择 NB-IoT 还是 Cat.1 技术 。张海转述 POS 机厂商的一个小故事，有个 2G POS 机用户打电话给他们，说开车在城里转了两圈，都提示网络信号不好 。厂商对客户说，把 POS 机重启一下试试能否解决 。这个故事告诉我们，因为普惠金融全链条受益，末端 POS 机用户对于网络的容忍度很高 。但是 POS 机海量出货，Cat.1 要比 NB-IoT 的成本高，对支付公司和设备商，就显得更突兀 。
中国电信联合华为与伙伴在 2019 年底就基于 R13 试点 NB-IoT POS，发现 NB-IoT POS 性能与 2G 相当 。伴随 R14 网络开通，NB-IoT POS 规模爆发在即 。
除了 POS 机，2G 另一个大颗粒场景是车载跟踪 。该领域每年也是 2000-3000 万终端出货量 。NB-IoT 能否承载这个高速移动场景需求呢？
张海介绍，2019 年底，华为在上海与 MTK 联合测试 。测试车速 80~120km/h，上报业务，GPRS 的主动上报为~80 Bytes/ 次；NB-IoT 则是 500Bytes/ 次（2G 的两倍传输量）、1000Bytes/ 次（2G 的 4 倍传输量） 。最后的结果是，NB-IoT 时延为 2G 的 32% 。证明 NB-IoT 完全适合高速移动场景 。
而商业上，也有很多头部车载跟踪设备伙伴希望劝说最终客户采用 Cat.1，毕竟可以比 2G 产生溢价 。如上对 NB-IoT 和 Cat.1 的对比，NB-IoT 具有成本优势，可以也给位于第二梯队的车载跟踪企业，带来市场新机会 。
2G 物联第三个大场景是共享单车，也是移动场景 。对此，此前 NB-IoT 就已经应用到共享单车中了 。外界疑惑，NB-IoT 覆盖到底如何，能否完全替代 2G 。
据悉，对此，中国移动联合华为与合作伙伴在北京五环内投放 2700 辆共享单车，采用 NB+GSM 双模模组 。此次测试策略是 NB-IoT 优先，当信号差或接入失败时切换到 2G，使用 GPRS 上报 。经过在 NB-IoT 网络上部署 2G 转 NB-IoT 套件、网络干扰优化等手段，NB-IoT 网络结单成功率占比 99.15%，超越 2G 96.15% 。该优化方案已推广全网，支持 2G 转 NB-IoT 全类型业务接入 。
NB-IoT 还在诸多领域占据优势 。在消费电子领域，可穿戴的健康数据、相机、PAD 等设备的信息资产管理都要求可靠“独立通信”，NB-IoT 提供“低功耗”、“随时随地”传输的需要 。在物流跟踪领域，中国 2018 年快递量超过 400 亿件，高值物品和商品流通要求服务升级，NB-IoT 使得位置跟踪、冷链监控、窜货控制等成为可能 。
NB-IoT 逐步拓展到 Wi-Fi 家庭场景
当前，诸多智能家电厂商加速自身智慧家庭业务发展，积极在空调等家电中引入 Wi-Fi 技术，让每一台家电能联网 。但是 Wi-Fi 驱动的智能家电联网率极低，一直是行业痛点，也让每台智能家电具有极高的沉没成本 。
在演讲中，张海表示，家庭智能化设备支持 Wi-Fi 的数量已达 50%，但在线率只有不到 10% 。这使得厂商和最终用户的智慧家庭梦想，成为概念和泡影 。很多人分析，智慧家庭市场的技术和生态呈现碎片化是发展主要挑战，谁的技术成本更低，谁将赢得市场 。
讲到这里，笔者不得不提及前不久广和通推出的 NB-IoT 模组，其试用模组价格更是降到了 9.9 元 。这样的价格不仅低于 2G 模组价格，更是直逼 Wi-Fi 模组价格，让 NB-IoT 赢得传统领域，更能将自身的业务拓展到 Wi-Fi 领域 。
而且，NB-IoT 模组具备“插电即联网，扫码就绑定”，可以极大提高联网率 。据张海介绍，用 NB-IoT，家电可以插电即联网，使得联网率直接提升到 95%以上 。伴随 NB-IoT 模组逼近 Wi-Fi，并与 SoC SIM 技术结合实现运营商“0”元开卡，相信 NB-IoT 将给智慧家电领域发展带来新动能 。
据悉，中国电信 NB-IoT 技术助力多家家电企业完成数字化转型，其中全国超 10 万台 NB-IoT 共享洗衣机通过中国电信优质的物联网服务，下单成功率超 99.9% 。
面向未来，NB-IoT 技术无后顾之忧
在低功耗广域网物联网技术中，没有哪个技术在未来发展前景上，能够与 NB-IoT 相比 。那么，NB-IoT 是否能满足未来的使用和市场发展需求？从此次会议上，我得到以下几点干货 。
首先，国家层面支持 NB-IoT 发展 。中国在推进 5G 技术发展和应用方面，并不会只局限于通信行业，而是寄希望于 5G 使能千行百业，推动我国由产业大国，升级为产业强国 。事实也如此，可能打了不少不看好 NB-IoT 的人的脸——NB-IoT 经过 3 年发展，模组、水气表等产业能力已经走向海外，让大家看到了希望和曙光 。
此外，工信部办公厅在今年 5 月发布《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》，鼓励各地设立专项扶持和创新资金，支持 NB-IoT 专用芯片、模组、设备等产品研发工作，同时打造 NB-IoT 完整产业链，到 2020 年底，NB-IoT 网络实现县级以上城市主城区普遍覆盖，重点区域深度覆盖 。
其次，NB-IoT 未来更确定 。2020 年 7 月 9 日，对 NB-IoT 从业者而言是特殊的一天 。因为，NB-IoT 被纳入 5G 技术标准 。该事件带来的影响是 mMTC 不再另起炉灶，NB-IoT 不仅拥有更长的生命周期，更是明确了其成为全球统一的技术演进标准，将大大降低企业商业化风险 。
当前业界都高度关注 5G，也在大力发展 5G 。作为 5G 技术，NB-IoT 有着非常好的产业成熟度 。在智慧工厂领域，中国制造业全球第一，信息化水平参差不齐，通过 NB-IoT 切入资产和人员管理等应用，占据云和应用锚点，可巩固 5G 2B 生态 。
再次，NB-IoT 技术本身具备优势 。熟悉 NB-IoT 的朋友知道，2014 年英国运营商沃达丰发现抄表行业对低功耗无线抄表的需求，随后与产业企业进行联合创新，并通过重传、提升功率谱密度等方式，最终推出具备深度覆盖的 NB-IoT 技术 。
NB-IoT 通过 200KHz 窄带宽和简化协议，实现芯片低成本 。此外，NB-IoT 在 5G 时代，可以通过多载波叠加等技术，适配低话务量物联业务，完全满足 IMT-2020eMTC 场景需求 。
最后，运营商业务发展积极，在建设更加完善网络 。目前三大运营商均在加快 NB-IoT 发展 。
中国移动计划 2020 年在全国范围新建 NB-IoT 基站 11.8 万个，累计达到 35 万个基站，已发展用户超过 4300 万（今年 2 月数据） 。同时中国移动聚焦到 NB-IoT 水表、燃气、共享、消防、电动车、金融、定位、智能家居等领域，力争今年实现净增 3500 万 NB-IoT 的用户规模目标 。
中国电信 NB-IoT 基站已经超 40 万个，连接规模接近 7000 万，终端设备接入平台的数量接近 3000 万 。因为 NB-IoT 业务，中国电信物联网用户排名从第三升到第二（用户突破 2 亿） 。同时中国电信启动 2G 物联网用户向 NB-IoT 迁转的突击行动，实现规模、收益双提升 。
中国联通也部署了超过 20 万个 NB-IoT 基站，明确年内 NB-IoT 新增 1000 万的目标，目前启动了 NB-IoT 拓展行动 。
在以上背景下，NB-IoT 发展不断提速 。2018 年起，历经 12 个月实现用户突破 3000 万，8 个月用户总数破 6000 万，今年 2 月中国 NB-IoT 用户破 1 亿，今年底有望突破 2 亿 。
一个个里程碑式的数据，在向物联网行业宣告 NB-IoT 产业不断提速 。伴随 NB-IoT 终端海量发货，模组价格定期折半 。今年初，江苏电信完成的 300 万 NB-IoT 模组招标中，支持 R14 的模组降至 2 美元，实现了 NB-IoT 产业发展之初时对行业的承诺 。
观察：投身 NB-IoT“钱”景广阔
张海对 POS 机、车辆追踪、共享单车等场景的分析，让大家感受到 NB-IoT 市场的巨大潜力 。我认为在不断上规模的背景下，NB-IoT 还“钱”景广阔，存在不少市场机遇 。
比如，NB-IoT 在水气表领域成为行业标配 。据悉，某 TOP 级燃气公司，已经决定从小无线转向 5G NB-IoT 技术 。这家燃气公司表示，NB-IoT 气表出货量大增，2020 年相比 2019 年增长 140%以上，导致产能受限 。
【中国移动通过多载波叠加等技术满足 IMT-2020eMTC 场景需求】 市场规模的增加及行业对 NB-IoT 达成共识，相信 NB-IoT 必将成为越来越多行业的选择 。比如，NB-IoT 网络带来的场景应用涵盖智能停车、智能消防、智能水务、智能路灯和智能家电等 。
责任编辑:pj

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