隨著物聯網不同技術在行業(yè)應用中的比例不斷升高，推動物聯網技術的標準化早已成為業(yè)界共識，其中從立項到標準凍結不到8個月的NB-IoT已成為了制定最快的首個物聯網技術標準分支。NB-IoT標準支持廣覆蓋、大連接、低功耗、低成本，正給物聯網產業(yè)帶來了新一輪的發(fā)展拐點，從運營商、模組廠商、芯片廠商以及終端廠商都在摩拳擦掌，NB-IoT的規(guī)?；逃谜顒荽l(fā)。

　　多種技術標準之爭 NB-IoT緣何率先突圍？

　　在物聯網的技術應用中一直是多種技術并行，而隨著NB-IoT（窄帶物聯網）標準的凍結，這種局面正在改變。眾所周知，物聯網的接入有三種無線技術，即NB-IoT、EC-GSM和eMTC，其中NB-IoT是行業(yè)應用最為廣泛的連接技術，而另外兩項技術對物聯網市場發(fā)展也存在一定的推動。

　　Qualcomm Technologies產品市場總監(jiān)沈磊在接受《華強電子》雜志采訪時表示，NB-IoT和eMTC都在LTE整體發(fā)展路線圖的全新UE category中，現在LTE的發(fā)展中已開始包括降低成本和功率，所以有了這樣一個新的UE Category。eMTC是Cat M1，而NB-IoT是Cat NB-1，它們都屬于同一個LTE發(fā)展路線圖，這些技術也能夠在運營商部署LTE時并存，而EC-GSM是基于GSM（2G）技術。一些運營商還有原來的2G網絡，希望利用它來支持物聯網，也會在傳統(tǒng)GSM基礎上繼續(xù)演進，加入增強的特性，比如更深的覆蓋。

　　深圳市中興物聯科技股份有限公司集團業(yè)務事業(yè)部產品總經理夏玥在接受本刊記者采訪時表示，目前來看，NB-IoT、EC-GSM和eMTC三種不同的物聯網標準都有各自的優(yōu)勢，NB-IoT和eMTC都是基于LTE的技術，EC-GSM技術主要是由愛立信、諾基亞、西門子等老牌廠商在推動，他們希望物聯網領域能延續(xù)自身在GSM市場的優(yōu)勢，所以提出GSM升級優(yōu)化EC-GSM的技術路線。

　　事實上，在物聯網無線連接的廣域網通信技術LPWAN（低功耗廣域網）中，NB-IoT、EC-GSM和eMTC三種接入技術都是基于授權頻段的技術外，而工作在非授權頻段如Lora、Sigfox等技術在物聯網市場應用中也備受看好。既然在物聯網領域存在多種無線接入技術并行，那NB-IoT為什么能從立項到協(xié)議凍結僅僅用時不到8個月就完成標準凍結，脫穎而出？

　　上海移遠通信技術股份有限公司市場總監(jiān)孫延明在接受本刊記者采訪時表示，NB標準之所以能快速凍結的原因，主要存在三個方面，第一是市場方面推動的原因，從NB-IoT、EC-GSM和eMTC三種技術的競爭來推動物聯網的發(fā)展局勢，而在非授權頻段LoRa、Sigfox技術的應用在低功耗、短距離應用實際上已經走在前面的了，并有運營商已經明確表示支持LoRa、Sigfox技術，所以3GPP組織中推動NB-IoT標準這也是順勢而為；第二個原因就是本身BN-IoT標準的技術特點明顯，確實適合廣域網、低功耗、低速率的連接，產業(yè)鏈都比較看好這種技術應用，當然這也與運營商的積極推動息息相關；第三個原因就是市場的應用催生，同時物聯網的市場發(fā)展也確實到了當前的階段，缺少一個爆點使其激發(fā)出來，現在產業(yè)鏈都在關注BN-IoT標準，包括芯片、模塊、終端應用都在跟進這個技術標準，來快速推動物聯網的市場發(fā)展。

　　當然，NB-IoT標準之所以能快速凍結，這與非授權頻段LoRa、Sigfox的技術應用不無關系。夏玥告訴記者，隨著在非授權頻段的Lora、sifox等新技術標準的發(fā)展，從3GPP制定物聯網的路線來看，在新的標準之爭里面，也不希望以低功耗和窄帶特性見長的NB-IoT技術發(fā)展落后，所以3GPP在面對多種標準之爭時，就必須要最快拿出應對多種物聯網的窄帶的技術標準，這也是對LoRa、Sigfox等技術的一種競爭體現。

　　而在授權頻段中的NB-IoT、EC-GSM和eMTC三種物聯網接入技術，NB-IoT自然是最先廣泛受到認可。聯發(fā)科在接受記者采訪時表示，對于eMTC我們還在關注中，目前聯發(fā)科在物聯網技術中的重心還是以NB-IoT為主。

　　沈磊告訴記者，對Qualcomm來講，正如我們在LTE上的巨大投入以及向5G不斷演進一樣，在物聯網領域的NB-IoT和eMTC都是非常重要的，而從另一方面來說，如果運營商仍有2G網絡資源可以使用，那么EC-GSM也會成為我們的選擇之一。

　　“目前EC-GSM標準推動還比較少，而eMTC主要由北美運營商在大力的推動，市場也比較關注，歐洲和國內等市場是比較關注NB-IoT的標準推動與市場發(fā)展，當然像日韓等運營商也在關注LoRa、sifox等技術發(fā)展?！毕墨h告訴記者，中興物聯在物聯網的技術路線上對主流的技術都會進行跟進和研究，目前主要是集中在NB-IoT、LoRa、LTE CatM，將在9月份推出NB-IoT的模塊，目前正處于內部測試階段。

　　“從整個產業(yè)鏈來說，一個標準的成立首先得有廠商來推動?！睂O延明認為，在三種技術標準中，最快走向規(guī)模應用的會是NB-IoT，然后會是eMTC，至于EC-GSM還要看市場推動。整體來看，NB-IoT標準的率先突圍，有多重意義，同時這與國內三大運營商、中興華為關聯密切，所提供的議案支持絕不在少數，華為提供了近千項提案，中興提供了200余項提案。華為表示，NB-IoT從2015年9月立項到今年6月份凍結的只是核心標準協(xié)議，預計在今年9月份完成性能部分的標準制定，最后的一致性測試標準也將在今年12月完成。

　　占據物聯網七成應用 與eMTC互為補充

　　隨著NB-IoT核心標準協(xié)議的凍結，圍繞NB-IoT低功耗、低速率等連接特性的應用正在展開。沈磊告訴記者，NB-IoT最主要的幾個特性包括，系統(tǒng)復雜性大幅降低，放棄追求速率，使成本得到極大優(yōu)化；功耗降低，電池續(xù)航時間大幅延長；網絡覆蓋能力大大加強；網絡覆蓋密度增強。這樣，NB-IoT才能支持海量物聯網部署的應用。

　　夏玥對此表示認同，并稱，總的來看NB-IoT有四個方面的應用優(yōu)勢，第一是深度覆蓋，通過在基站側通過降低或是提高某個頻段，這會比傳統(tǒng)的基站發(fā)射信號高20個dB，這像智能抄表、地下停車場等應用場景將會廣泛應用到NB-IoT的廣覆蓋特性；第二是海量連接，NB-IoT將會比傳統(tǒng)的通信連接增加50-100倍，當物聯網發(fā)展到幾百億個連接數量時，目前的通信網絡難以支撐這么多的連接節(jié)點；第三是低功耗，NB-IoT的應用可以使兩節(jié)5號電池的理論數據可以用到10年的生命周期；第四是低成本，整個NB-IoT的模塊預計在成本上會做到10美金，當然這也跟產業(yè)鏈的成熟程度有關，比如剛開始，整體成本會貴，但如果真達到這么多的連接數量，成本就會降低。

　　正是因為NB-IoT這些先天性的應用優(yōu)勢，將會快速帶動物聯網的新興市場發(fā)展，其中也包括存量市場。孫延明告訴記者，NB-IoT標準的凍結使得產業(yè)鏈有了一致的共識，這對物聯網發(fā)展意義重大，NB-IoT標準出來之后，會對很多存量市場實現激活，單就智能抄表每年預計新增5000萬左右，同時在新興應用中，譬如在可穿戴市場、戶外運動、健康檢測、家居控制等多個市場都已經在計劃增加NB-IoT的連接應用，這將激起存量市場的同時，也會應用在很多新興的市場應用，并配合國內運營商的終端補貼推動，將會帶動整個市場的發(fā)展。

　　“此前在響應物聯網方案中，因為受限于技術、成本以及應用場景的限制市場難以展開，而憑借NB-IoT標準的特性，會逐步打開物聯網市場應用，我們認為NB-IoT標準將對整個物聯網的應用比例將達到70%?！毕墨h告訴記者，NB-IoT標準的凍結對物聯網的發(fā)展意義很大，之前沒有標準都是各自做各自的產品，現在標準制定之后，不管是設備廠商、芯片廠商、終端廠商都會根據這個標準來研發(fā)設計，對整個產業(yè)的落地和發(fā)展起到一個非常好的推動作用。

　　事實上，在NB-IoT占據70%的物聯網應用中，主要是還是以低連接速率為主，因為NB-IoT的理論帶寬速率在200KB。

　　孫延明認為，我們也NB-IoT對整個物聯網的占比應用絕對是多數的，但具體是70%或是更多還有待市場來驗證，以M2M模塊在物聯網中的應用為例，M2M通信模塊每年復合增長率是30%左右，隨著NB-IoT標準凍結，M2M復合增長率肯定不止30%，甚至增長到100%都很有可能。

　　在低速率連接應用上，孫延明告訴記者，NB-IoT的速率等級可以與2G進行橫向對比，2G的峰值是在85.6kbps的下行速率，NB-IoT的下行速率不到200kbps，都屬于低速率的應用。而NB-IoT之所以成本低的原因之一就是因為速率低，如果應用速率變大，CPU的處理能力和成本就會變大，緩存、功耗也就下不去，NB-IoT就是為低功耗，低速率的物聯網應用的需求。

　　“NB-IoT所支持的Cat-NB1就是進一步窄帶化對無線頻譜的要求，可以用200KHz來進行傳輸，速率降到70Kbps或者50Kbps，甚至更低。”沈磊表示，對于很多物聯網應用來說，這個速率已經足夠了。這種簡化帶來的好處是可以得到更好的成本、更低的功耗。這里提到的“功耗”是有本質性變化的，比如從前Cat1或Cat4的調制解調器很難用電池供電達到數天甚至數月的使用壽命。而Cat-M1和Cat-NB1的基本訴求是通過兩節(jié)AA電池可以支持10年以上的電池續(xù)航時間。

　　從這個比較可以看到，以系統(tǒng)簡化、速率降低為代價，Qualcomm得到了更好的成本、更好的網絡覆蓋和更好的部署能力。對于智能手機來講，一個基站可能可以覆蓋幾十甚至幾百個智能手機。但Cat-M1可以部署大概一萬個或者一萬五千個左右的節(jié)點，而Cat-NB1則可以覆蓋四萬、五萬個甚至更多的節(jié)點。

　　Qualcomm的MDM9206將使終端制造商能支持成本優(yōu)化的解決方案，并作為Cat-M（eMTC）和窄帶物聯網（NB-IoT）的組成提供增強的超低功耗和擴展范圍，還能夠利用窄帶調制解調器更高效地服務低數據速率的物聯網應用。

　　而在整個物聯網市場應用中，還是會存在高速率的連接需求，譬如在導航、多媒體視頻監(jiān)控等車載應用上就需要高速率的連接應用，這也是NB-IoT標準目前所不具備的。沈磊告訴記者，Qualcomm有不同級別的產品，對于數據傳輸要求是不一樣的。從物聯網來講，肯定有一些相對傳輸要求高的產品以及低的產品，這也是為什么Qualcomm推出的是一個產品系列，一個是MDM 9x07，支持Cat4，最高支持150Mbps傳輸速度；一個是MDM 9207-1，它支持Cat 1的標準；另外還有MDM 9206，支持Cat-M1，以及通過軟件升級可以支持NB-IoT。

　　相比而言，同是基于LTE技術的eMTC協(xié)議卻適應更高的連接速率。夏玥告訴記者，eMTC是3GPP很早就制定的一條技術路線，目前eMTC是定義高速率連接應用，從LTE的Cat3到Cat9、Cat12等不同高低速率都會存在應用，這會將與NB-IoT的發(fā)展成互補之勢。

　　“NB-IoT和eMTC最明顯的特點就是帶寬不一樣，NB-IoT帶寬只有200KB，eMTC最低帶寬也有1.4M。”孫延明認為，現在物聯網市場應用不需要那么高的網絡速率，其實有幾十KB就夠了，類似無線抄表的應用，就是通過無線連接，配上傳感器來采集數據，這對連接速率的要求不高，而速率高了，整個應用成本也就上去了，這會對芯片、模塊的設計要求也會增加，NB-IoT在縮減成本的同時，同樣可以簡化產品設計的難度。

　　沈磊告訴記者，還有一點得到充分考慮的是，eMTC和NB-IoT可以很大程度復用現在FDD-LTE和TDD-LTE的網絡基礎設施。因此通過做小量設備投資，原有網絡就可以對未來的Cat-NB1和Cat-M1進行支持，并不需要重新建一張網，這樣可以大量減少網絡建設和運維的成本。

　　目前來看，根據物聯網應用狀態(tài)發(fā)一些控制命令，這些低速率的連接標準就能夠滿足市場應用。夏玥告訴記者，未來NB-IoT標準在Cat M、Cat1等低速率的應用會占據大部分市場應用，同時也會在高速率層面的展開應用。此外，從網絡層面來講，NB-IoT和eMTC都是基于LTE技術，LTE將來絕對是未來終端布局的一個方向。從大的方向來看，NB-IoT和eMTC未來在不同的地區(qū)的市場會有不同發(fā)展形勢，當然NB-IoT功耗更低、帶寬更小、成本更低，NB-IoT的應用優(yōu)勢將會更好。

　　產業(yè)鏈多方推進 將于明年年初試商用

　　基于上述NB-IoT標準優(yōu)勢和市場應用趨勢，可以看到NB-IoT的商用條件已經成熟，整個產業(yè)鏈也將“一觸即發(fā)”，從運營商、設備商、芯片廠商以及終端廠商都在為商用“備戰(zhàn)”，其中國內三大運營商顯得相對激進。

　　在NB-IoT標準凍結之后，中國電信啟動800M頻段重耕；中國聯通今年計劃在超過5個城市啟動基于900MHz、1800MHz的NB-IoT外場規(guī)模組網試驗及業(yè)務示范；中國移動今年安排6億專項用于物聯網行業(yè)的芯片、模組、行業(yè)終端補貼，更是制定了2020年中國移動物聯網的目標是實現50億的“大連接”，1000億元的物聯網收入規(guī)模。為此，中國移動正在攜手產業(yè)鏈，共同構建“NB-IOT/5G網絡演進”、“IoT開放云平臺”、“智能IoT終端”的技術體系，用以支撐自身“50億大連接”的目標設定。

　　對于三大運營商對NB-IoT的激進布局，夏玥認為，從運營商的角度看，主要是因為人與人之間的通訊相對飽和了，手機已經現實了人手一部，而物聯網方興未艾，預計到2020年有500億個終端連接到物聯網中，這是一個龐大的市場驅動。

　　目前，三大運營商都已經開啟對物聯網的補貼政策，NB-IoT產業(yè)鏈的發(fā)展也是圍繞運營商的節(jié)奏在展開。夏玥表示，NB-IoT需要接入公網運行，運營商上可以通過現有網絡進行升級，也可以像中國電信重耕800M頻段一樣，將部分頻段拿來做NB-IoT的連接應用，當然這對其本身的CDMA網絡是沒有影響。NB-IoT的連接應用在網上會更傾向于與重耕新建的網絡頻段，重耕主要是將核心網和協(xié)議進行重新規(guī)劃應用，在建站的時候利用已有的頻段在空中接入這一塊利用起來，重新接入。

　　夏玥進一步告訴記者，國內運營商預計是在今年第4季度進行NB-IoT的試點工作，明年第一季度會進行試商用，并希望會在明年進行批量商用，但客觀來說，這略顯激進。當然這主要是因為三家運營商的態(tài)度都比較積極，但從我們的角度來看，我們認為批量商用預計會在2018年。

　　除了在NB-IoT的網絡層面布局外，NB-IoT的專用芯片也已經開始研發(fā)。聯發(fā)科告訴記者，目前聯發(fā)科在NB-IoT方面已經開始投入了芯片研發(fā)，大概是在明年上半年會跟運營商做一些互測，并在明年下半年推出具體的產品，整個時程規(guī)劃來講還算正常。

　　“NB-IoT標準的凍結，使得芯片的研發(fā)設計就有一個依據，從NB-IoT的芯片來看，其應用復雜度也會提升，未來成本也會降低。”夏玥告訴記者，NB-IoT芯片與消費類芯片在協(xié)議上不一樣，但整體的架構是類似的，主要還是依靠之前做消費類芯片廠商來研發(fā)推動，目前中興和華為已經在進行研發(fā)，華為預計在今年下半年推出NB-IoT的專用芯片，而中興在時間規(guī)劃上也是差不多。

　　沈磊告訴記者，Qualcomm在NB-IoT方面做了很多先行者的工作。從最初的標準來看，比如在3GPP Cat-M1和Cat-NB1，Qualcomm是最主要的技術貢獻者之一。同時在標準制定之前有很多競爭性、互補性的技術，Qualcomm也做了很多協(xié)調工作，幫助更快進入產品化和商業(yè)化。在今年年初，eMTC和NB-IoT的標準還未完全制定，Qualcomm已在通過節(jié)能模式（Power Save Mode）和增強型接收中止（Enhanced Discontinues Reception）實現了低功耗關鍵技術，Qualcomm現已開發(fā)了芯片，并與網絡設備運營商和運營商一起做了聯合技術認證和演示工作。

　　沈磊也坦言，NB-IoT相關標準剛凍結，估計會在之后不久正式release，所以目前對于Qualcomm支持NB-IoT的產品的具體時間表還沒法提供，而且中間可能還會有一些變數，比如由OEM廠商或者運營商的變數等。當然現在有了固定的標準規(guī)范，可以在此基礎上提供合規(guī)的芯片和基礎設施產品，而Qualcomm在去年末發(fā)布的MDM 9206芯片，既能支持NB-IoT又能支持eMTC。比較成熟的、基于MDM 9206的產品將在2017年初發(fā)布，會先支持eMTC，在軟件升級提供之后將能支持NB-IoT。

　　隨著NB-IoT產業(yè)鏈的蓄勢待發(fā)，從NB-IoT產業(yè)鏈的網絡到芯片及模塊的逐漸成熟，NB-IoT對終端的應用將會有要求有哪些？夏玥認為，運營商、芯片廠商、模組廠商都定義不了終端的需要，終端應用也只是提供了一個平臺或是硬件。未來NB-IoT市場真正的發(fā)展其實有兩大塊，第一就是當連接數量變多了，要做一些整體的解決方案；第二個就是大數據，這么多數據信息，需要跟運營結合起來，如何把產業(yè)鏈打開才是關鍵。

　　“窄帶物聯網（NB-IoT）現在已經有了LTE Cat-M1，我們也在繼續(xù)不斷從3GPP Release 13向Release 14演進，會針對吞吐量需求不是特別大的聯網終端去增加一些全新的特性與功能?！鄙蚶诒硎荆趶V播功能方面，在Release 13中只能支持單路廣播（unicast），在Release 14中會增加多路廣播（multicast）功能，這一功能對通過空中鏈路（over-the-air）直接升級部署在不同領域的物聯網終端來說十分重要。在目前的Release 13中，NB-IoT不支持VoLTE，而在未來的Release 14中，會嘗試增加語音功能的支持。這些都是Qualcomm在Release 14中準備實現的功能提升。隨著NB-IoT不斷演進，我們希望它能為適用于5G的NB-IoT打下基礎，在向Release 15前進的過程中繼續(xù)激發(fā)它的發(fā)展?jié)摿?，繼續(xù)發(fā)展窄帶的功能與優(yōu)勢，讓NB-IoT更好地支持范圍更廣泛的物聯網應用場景。