2018年我国NB-IoT市场运行情况分析(图)

2017-11-30    来源:

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    基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180KHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。

    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。

    智研咨询发布的《2018-2024年中国NB-IoT行业深度分析与发展前景预测报告》显示,NB-IoT的技术优势是覆盖广、功耗低,而实现这两个目标的关键在于终端芯片。它是整个产业链的核心技术难点所在,它需要芯片厂商有深厚的技术积累和巨大的资源投入。而芯片一旦达到成熟商用条件,则可以批量发货并对整个产业下游的应用创新起到巨大的推动作用。

NB-IOT生态链

资料来源:公开资料整理

    一、国家政策大力支持NB-IoT

    物联网产业发展将是十三五信息化发展中的重要一环,工信部先行对NB-IoT有具体要求规划。2017年6月,工信部发文明确提出2017年末基站规模达到40万个,连接总数超过2000万;2020年NB-IoT基站规模达到150万个,连接总数超过6亿。

2016年下半年以来物联网政策频繁落地

    二、三大运营商均将完成NB-IoT全网覆盖

    三大运营商中,中国电信暂时领跑NB-IoT网络建设:截止到2017年6月,中国电信已完成800M NB-IoT全网覆盖,并在多个城市宣布NB-IoT网络的商用;中国联通、中国移动均计划完成NB-IoT全网覆盖。

三大运营商NB-IoT进展

NB-IoT
中国电信
中国移动
中国联通
2016Q4
展开测试与现场试验
-
-
2017Q1
3万个站点部署试商用
鹰潭建成首张地市级全域覆盖NB-IoT网络
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2017Q2
升级31万台基站800M网络全网覆盖1亿补贴,NB-IoT模块补贴20元/模块发布NB-IoT资费套餐
4个省市启动NB-IoT及eMTC外场测试鹰潭启动试商用
一二线城市规模覆盖
2017Q3
-
-
-
2017Q4
-
年底前完成全网覆盖
年底前完成全网覆盖
用户/连接数
2017年净增2500万物联网用户,达到4700万2018年目标过亿
2017年新增物联网智能连接数1亿户,总规模达到2亿用户
2017年5月物联网连接数已超过5000万

    三、eMTC部署逐步推进

    国内三大运营商也在积极推进eMTC部署:中国移动2017年6月宣布同步推进NB-IoT和eMTC;中国联通计划三季度进行eMTC现网试验,四季度适时部署eMTC网络;中国电信2017年下半年开展eMTC验证测试,2018年实现商用部署。

三大运营商eMTC网络部署进展

eMTC
中国电信
中国移动
中国联通
2016Q4
-
eMTC端到端商用产品的实验室测试
-
2017Q1
-
-
-
2017Q2
1亿元补贴,eMTC单模模块补贴40元/模块
宣布同步推进NB-IoT和eMTC
4个城市eMTC规模试点
2017Q3
eMTC验证测试
-
eMTC现网试验
2017Q4
-
-
适时部署eMTC网络
2018年
实现商用部署
-
-

资料来源:公开资料整理

    未来低、中、高速率连接需求将分别占IoT连接数60%、30%、10%。具体而言,对于车联网、视频监控、远程医疗等高速率物联接入场景,选择4G/4.5G/5G 技术实现接入;可穿戴设备、银行POS 机等中等速率需求场景选择eMTC/GPRS等接入方式;而如能源抄表、气象、环保监测、智能停车等低速率、低移动性业务场景,将以NB-IoT/LoRa/Sigfox 等广域覆盖及蓝牙、ZigBee 等短距离接入方式为主。

低速率LPWA 场景将占物联网业务60%

    运营商积极推动NB-IoT 和eMTC 首先是基于主导权和部署成本的考虑。一方面,相比于非蜂窝网演进的Sigfox 与LoRa,NB-IoT 与eMTC 都工作在授权频段,在避免其他无线信号干扰的同时,其建网运营的权利牢牢掌握在运营商手中。另一方面,NB-IoT 与eMTC 作为基于LTE 演进的低功耗广域覆盖技术,可与LTE 基站结合,共享部分基带、射频和天线,具有显著的部署成本优势。

    从具体技术指标和性能来看,NB-IoT 与eMTC 针对不同场景,优势互补。NB-IoT 相当于把LTE压缩到极限,牺牲传输速率和移动性,追求低成本和低功耗,最典型的应用场景是远程抄表、公共设施监控、智能停车等。eMTC 优势在于速率较高、支持移动性、支持VoLTE 语音等,典型应用场景包括物流信息跟踪、可穿戴设备等。

NB-IoT、FDD eMTC、TDD eMTC 主要技术性能对比

    选择基于蜂窝演进技术路线未来可逐渐与5G 网络建设相协同。对于NB-IoT 而言,从本质上看类似在某些方面进行简化和改进的LTE FDD,可看作在同一个物理网络上实现的两个逻辑网络, NB-IoT 系统可由LTE FDD 系统经过软件升级而成,在无线侧可共用硬件平台,即便新建NB-IoT 系统也可以为LTE FDD 做出功能预留。eMTC 可直接基于TD-LTE 或LTE FDD 网络通过软件升级完成。整体而言,在进行NB-IoT 物联网规划建设时,需着眼未来网络演进,提前考虑与未来的LTE FDD、eMTC、TD-LTE 与LTE FDD 融合,以及5G 网络建设协同。

NB-IoT 建设及网络融合演进路线

    对我国而言,低功耗广域物联网建设更可能选择以NB-IoT 为主,eMTC 为辅,LoRa 等其他形式作为补充。首先在技术主导权方面,中国是最早开始NB-IoT 研究的国家之一,华为是NB-IoT 标准的主导者之一。2014 年5 月华为与沃达丰共同提出基于窄带的机器交互技术NB-M2M,后来与高通提出的NB-OFDMA 融合成NB-CIoT,2015 年NB-CIoT 和爱立信主导的NB-LTE 共同提交3GPP,同年12 月历经几次改名和技术演进,最终各方达成一致,命名为NB-IoT 并于2016 年6月正式冻结NB-IoT 规范,标准规范的冻结意味着NB-IoT 正式开启商用进程。

    据2018 年2 月GSA 发布的《3GPP IoT Networks Global Status》,截至2018 年1 月6 日,全球范围内共有91 家运营商在52 个国家投资NB-IoT,34 家运营商投资eMTC;其中39 张NB-IoT网络和9 张eMTC 网络已经商用,另外各有52 张NB-IoT 和25 张eMTC 网络正在测试。整体而言,NB-IoT 在中国和欧洲更受青睐,而eMTC 在北美发展更为成熟。截至2017 年底,全球运营商共部署50 万个NB-IoT 基站。

NB-IoT 标准制定过程

    在实际应用场景方面,NB-IoT 与eMTC 都是基于原有LTE 改进的技术,就像蜂窝网技术诞生的双胞胎,两者应用场景有一定重叠但也有互补。随着2016 年NB-IoT 协议冻结时业界基本达成一致意见,不再新增系统带宽低于1.4MHz 的eMTC 终端类型和系统带宽高于200KHz 的NB-IoT 终端类型,未来NB-IoT 和eMTC 将在各自能提供的速率、成本、移动性等指标基础上找到适用场景。

    综合以上考虑,伴随国家政策推进,NB-IoT 由于适合公共事业、智慧城市等B 端应用场景,成为现阶段低功耗广覆盖网的主要选择,迎来产业爆发前夜;而eMTC 目前芯片成本相对高于NB-IoT,但传输速率更高,且能支持语音传输等C端消费类场景,将会在NB-IoT建设偏后期受到更多关注;LoRa 技术作为运营商网络的补充,或许会在企业级市场找到自己的位置。

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