NB-IoT 是萬物互聯(lián)發(fā)展的先行者

　　NB-IoT 是物聯(lián)網(wǎng)核心技術

　　NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）是物聯(lián)網(wǎng)領域基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新興技 術，支持低功耗設備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接，也被叫作低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN） 。

　　可以預見到未來低速率、高時延市場占據(jù)物聯(lián)網(wǎng)連接的 60%。同時這部分市場目前大多 處于空白狀態(tài)，市場空間大，應用場景豐富，是 LPWAN 的主要市場，而 LPWAN 又可分 為兩類：一類是工作于未授權頻譜的 LoRa、SigFox 等技術；另一類是工作于授權頻譜下， 3GPP 支持的 2/3/4G 蜂窩通信技術，如 NB-IoT，eMTC 等。

　　2014年 5月華為、Vodafone提出了NB M2M技術，而后 2015年 5月又進化成 NB-CIoT， 2015 年 7 月，Nokia、Ericsson、Intel 提出了 NB-LTE 技術，隨后 3GPP 著手制定標準， 并在 2016 年 7 月確定標準，至此 NB-IoT 正式誕生。

　　相比此前主流的 LoRa、SigFox 技術，NB-IoT 由運營商強力推出。LoRa WAN 是由各產(chǎn) 業(yè)聯(lián)盟共同推動的網(wǎng)絡標準，提供開放式技術；Sigfox 則是由法國同名公司自行開發(fā)的技 術，掌握核心網(wǎng)絡的建設和營運，在全球范圍內(nèi)進行網(wǎng)絡部署。LoRa 與 Sigfox 都具有長 距離、低功耗的特點，可延長電池壽命，形成大范圍的訊息傳輸，且均使用非授權的 Sub-1GHz ISM 頻段，不需額外付出授權費用。NB-IoT 則大有不同，使用需授權的 GSM 和 LTE 頻段，且 不需重新布建網(wǎng)絡，只要更新軟件，就能使用現(xiàn)有的 4G 基站和相關設備。

　　NB-IoT 是授權頻譜，具有通信保障和不限數(shù)據(jù)傳輸次數(shù)的核心優(yōu)勢。從優(yōu)勢上看， NB-IoT 因為使用授權頻段，干擾較小，在通訊質(zhì)量和訊息安全性擁有高度的保障；而且對比 LoRa、 SigFox，NB-IoT 不限制傳輸數(shù)據(jù)的次數(shù)，而 LoRa 和 Sigfox 的每日傳輸次數(shù)都有限制， 一天當中的傳輸時間很短，適合發(fā)揮在沒有實時通訊需求的領域。

　　NB-IoT 較 eMTC 具有更低成本、更長續(xù)航時間等特點，適合無移動性應用場景。eMTC 也是基于 LTE 演進的物聯(lián)網(wǎng)接入技術，與 NB-IoT 一樣使用的是授權頻譜，但 eMTC 支持 高速移動可靠性和擁塞控制，較 NB-IoT 而言，eMTC 在時延和吞吐量有較大優(yōu)勢。NB-IoT 追求更低的成本、更長的續(xù)航時間，比較適合對成本敏感但是終端數(shù)量較大，且無移動性 的應用場景，與 eMTC 形成互補。

　　NB-IoT 具有超低功耗，超低成本，超強覆蓋，超大連接特點

　　NB-IoT 在低功耗、大連接、覆蓋廣、低流量等特點明顯。NB-IoT 定義了構建物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng) 的概念，NB-IoT 的具體應用場景包括：公共事業(yè)應用場景、工業(yè)領域、農(nóng)業(yè)領域、消費 領域等。其中公共事業(yè)應用場景即民生工程、智慧城市（水表、智能停車、智能路燈、煤 氣管網(wǎng)系統(tǒng)、監(jiān)控、環(huán)保等）通過 NB-IoT 可有效降低成本，同時隨著農(nóng)業(yè)領域向集約化、 高附加值化、規(guī)模化的方向發(fā)展，NB-IoT 在溫度，濕度等方面可以提供低廉的監(jiān)測模式， 而在消費領域中，智能家居、共享單車、遠程醫(yī)療以及智能穿戴可以通過 NB-IoT 來實現(xiàn)。

　　第一大特點：超低功耗。NB-IoT 技術設計了三種不同的省電模式，即 PSM、DRX、以及 eDRX 三種模式，針對大部分物聯(lián)網(wǎng)設備無需隨時在線，僅在需要發(fā)送數(shù)據(jù)時連入網(wǎng)絡即 可，而長時間在線會增加功耗，減小終端設備的使用壽命。1. PSM 模式，PSM 是 3GPP R12 中引入的一種獨立狀態(tài)，支持終端在空閑態(tài)持續(xù)一段 時間后進入 PSM 狀態(tài)，此時 PA（射頻部分）停止工作，以減少射頻、信令處理等部 分功耗消耗，從而達到低功耗的目的。當終端主動發(fā)送上行數(shù)據(jù)時可接收物聯(lián)網(wǎng)平臺 緩存的下行數(shù)據(jù)，適合對下行數(shù)據(jù)無時延要求的業(yè)務。

　　2. DRX 模式，該模式的終端基本處于在線狀態(tài)，物聯(lián)網(wǎng)平臺的下行數(shù)據(jù)隨時可連接終 端設備，在一定的周期終端都會檢測是否有下行業(yè)務到達，適用于對時延有高要求的 業(yè)務。

　　3. eDRX 模式是對 DRX 技術的一種擴展，是 3GPP R13 中引入的一種狀態(tài)，只有在一 定的時間窗口期，終端可接收物聯(lián)網(wǎng)平臺的下行數(shù)據(jù)，其余時間處于休眠狀態(tài)。由此 來看，eDRX 支持更長的尋呼周期，以達到節(jié)省功耗的目的，相比 DRX 技術適用于 對時延有更高要求的業(yè)務。

　　第二大特點：超大連接。由于物聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)量眾多，且大部分設備的數(shù)據(jù)量小，對時延要 求較低，NB-IoT 網(wǎng)絡支持更多的設備同時接入，達到現(xiàn)有無線技術的 50~100 倍。當前， NB-IoT 網(wǎng)絡單個基站可接入約 5-10 萬個終端設備。

　　NB-IoT 使用 15kHZ 的子載波進行傳輸，調(diào)度粒度小，資源的利用率可以獲得較大幅 度提升。

　　2. NB-IoT 的省電技術減少了設備與基站間的通信，降低了單個設備對基站的資源使用。

　　3. NB-IoT 物理層精簡了很多物理信道和信號，減少了空口令開銷。4. NB-IoT 可以實現(xiàn)終端設備能夠長期休眠，并在激活后能快速接入核心網(wǎng)。

　　第三大特點：超低成本。在網(wǎng)絡層，NB-IoT 在現(xiàn)有 LTE 網(wǎng)絡的基礎上進行升級改造，大 大降低了網(wǎng)絡建設與維護成本，尤其利用目前國內(nèi) 4G 基站覆蓋率較高優(yōu)勢，是運營商推 行 NB-IoT 技術快速普及的主要驅(qū)動力。在終端方面，NB-IoT 芯片專為物聯(lián)網(wǎng)設計，各組 件要求更少，使得廠商采購成本更低。

　　第四大特點：超強覆蓋。通過時域重傳技術和提升功率譜密度，根據(jù)《華為 NB-IoT 網(wǎng)絡 報告》內(nèi)容，相比 GSM 提升了 20dB 的 MCL（傳送數(shù)據(jù)時設備和基站的天線端口之間的 最大總信道損耗，MCL 值越大，鏈接越強大，信號覆蓋范圍越廣），覆蓋距離達到了 GSM 的三倍，穿透能力相當于比 GSM 能多穿透兩堵墻。

　　1. 時域重傳技術是指在信息傳輸過程中反復重傳相同消息，可以增強信道條件惡劣時的 傳輸可靠性，能夠提升 9dB 的下行增益和 12dB 的上行增益。

　　2. 提升功率譜密度是指將 180kHZ 的帶寬分為 12 個 15kHZ 的子載波，并使用子載波進 行傳輸，能夠提升 11dB 的增益。

　　5G 時代，NB-IoT 將扮演更重要角色，標準化為技術成熟的關鍵指標

　　在物聯(lián)網(wǎng)時代，NB-IoT 將是低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)的主要技術標準之一。標準化作為組織現(xiàn) 代化生產(chǎn)的重要手段和必要條件，對于物聯(lián)網(wǎng)的進一步普及有著重大意義，而作為物聯(lián)網(wǎng) 中間樞紐的網(wǎng)絡層因其成熟的體系和廣泛的覆蓋面而最易實現(xiàn)標準化，為了更好地實現(xiàn)網(wǎng) 絡層標準化，“時代之子”NB-IoT 應運而生，其意義不僅在于提出了物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)的理念， 加快了物聯(lián)網(wǎng)的標準化進程，同時還因其可以區(qū)別不同的物聯(lián)網(wǎng)場景的落地。

　　NB-IoT 是物聯(lián)網(wǎng)海量連接的主力軍。5G 業(yè)務三大場景之一就是大連接（mMTC），也是 NB-IoT 技術現(xiàn)實的方向。當前 NB-IoT 在 R15 版本能夠支持 NB-IoT 和 NR 空口共存，R16 版本將支持 NB-IoT 接入 5G 核心網(wǎng)絡。

　　2019 年 7 月，3GPP 正式向 ITU-R（國際電信聯(lián)盟）提交 5G 候選技術標準提案，NB-IoT 技術被正式納入 5G 候選技術集合，作為 5G 的組成部分與 NR 聯(lián)合提交至 ITU-R，根據(jù) 3GPP 和 ITU 信息顯示，預計 2020 年 NB-IoT 將正式成為 ITU 5G 標準，NB-IOT 標準化 推動物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。

　　目前的 R14 標準，NB-IoT 上下行速率已經(jīng)達到 100Kbps 以上，提升了移動性，提升到 80 公里每小時，可與 GPRS 的通訊速率相匹配，對業(yè)務連續(xù)性有了大幅提升，在固定的 表計應用場景為核心的基礎上，能更好滿足電動自行車管理、金融貸款汽車等資產(chǎn)跟蹤等 場景。面向未來的 R15/R16 標準，能夠支持的移動性更高、時延更低，使得 NB-IoT 行業(yè) 全面替換現(xiàn)在的 2G 物聯(lián)網(wǎng)成為趨勢。

　　Why NB-IoT？運營商成為主要助推力量

　　5G 時代，運營商尋求新增長點，NB-IoT 是排頭兵

　　運營商整體營收和凈利潤增速下降。雖然運營商用戶流量逐月大幅增長，但單價下降較快， 導致三大運營商 2019H1 營業(yè)收入增速均有所下降，2019 H1 中國移動、中國電信和中國 聯(lián)通營收分別為-0.61%、-1.32%和-2.78%；從凈利潤情況看，除中國聯(lián)通受到混改紅利 影響 2018 年凈利潤大幅提升，中國移動和中國電信凈利潤增速均有所下降，中國移動 2019H1 首次出現(xiàn)凈利潤下滑。

　　5G 將為運營商帶來 To B 增量業(yè)務。2018 中央經(jīng)濟工作會議提出 2019 年重點工作任務， 其中特別指出加快 5G 商用步伐，加強人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新型基礎設施建 設。三大運營商積極響應國家號召，加快 5G 建設，努力拓展新的業(yè)務增長點，推進 5G 戰(zhàn)略部署，從 2C 端業(yè)務逐步轉(zhuǎn)向 To B。5G 應用場景下的物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 等方向，結合大數(shù)據(jù)和人工智能技術的發(fā)展，有望成為運營商拓展 To B 業(yè)務的增長點， 助力營業(yè)收入進一步提升。

　　To B 業(yè)務具有連接、網(wǎng)絡切片以及解決方案等多元化商業(yè)模式。在 5G 時代，運營商在 To B 增量場景的推動下將迎來新的商業(yè)模式，有別于 To C 業(yè)務“管道化”的角色。第一 方面，5G 帶來大規(guī)模連接，對應連接設備和模組等收費；第二方面，5G 時代運營商可根 據(jù)網(wǎng)絡切片服務實現(xiàn)對垂直行業(yè)用戶收費；第三方面，運營商可依托 5G 網(wǎng)絡服務提供商 的角色優(yōu)勢，為客戶提供連接+平臺的一體化解決方案。

　　5G 三大場景中的海量機器通信（mMTC）、超高可靠低時延通信（uRLLC）均和物聯(lián)網(wǎng)相 關。其中 mMTC 將隨著 NB-IoT、eMTC 技術率先成熟，以及不涉及新空口技術等優(yōu)勢， 會作為運營商 5G 優(yōu)先發(fā)展的應用場景。我國從 2017 年開始規(guī)模部署 NB-IoT，是運營商 開拓物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的排頭兵。

　　基站建設是行業(yè)普及的前提，是 NB-IoT 發(fā)揮性能的首要因素

　　從我國三大運營商 NB-IoT 建設情況來看，中國移動“139 開放合作計劃”中提到中國移 動目前已經(jīng)實現(xiàn)全國 346 個主要城市城區(qū) NB-IoT 連續(xù)覆蓋，并將在 2020 年進一步加強 NB 網(wǎng)絡覆蓋；第十屆天翼智能生態(tài)產(chǎn)業(yè)高峰論壇內(nèi)容顯示，中國電信已經(jīng)全網(wǎng)建設超過 40 萬個 NB-IoT 基站，是目前全球最大的 NB 商用網(wǎng)絡；根據(jù)中國聯(lián)通官網(wǎng)資訊顯示，中 國聯(lián)通已經(jīng)在全國數(shù)十個城市開通 NB-IoT 試商用，全國已有超過 300 多個城市具備快速 接入物聯(lián)網(wǎng)的能力。

　　預計 2020 年三大運營商 NB-IoT 基站規(guī)模將達 150 萬，較 2019 年的 90 萬增長明顯。根 據(jù)中國信通院無線電中心副主任潘峰在 2019年NB-IoT千行百業(yè)“億”啟航生態(tài)峰會上表示， 2019 國內(nèi)三大運營商 NB-IoT 基站數(shù)已達到 90 萬，根據(jù) 2017 年 6 月 6 日，工信部辦公 廳正式下發(fā)《關于全面推進移動物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）建設發(fā)展的通知》顯示，計劃 2020 年 我國 NB-IoT 基站規(guī)模將達到 150 萬個，實現(xiàn)對于全國的普遍覆蓋以及深度覆蓋。

　　從技術角度出發(fā)，NB-IoT 較 GSM 提升了 20dB 的 MCL，而 MCL=終端最大發(fā)射功率基站接收靈敏度，NB-IoT 的特點包括超強覆蓋和超低功耗，從而可以看到，基站覆蓋密 度將影響終端功耗和 MCL 的最終結果，是 NB-IoT 實現(xiàn)滲透率提升和性能最優(yōu)的前提條 件。隨著 2020 年運營商 NB-IoT 基站商用數(shù)量的大幅提升，將大幅推動行業(yè)發(fā)展。

　　NB-IoT 為運營商高收益業(yè)務，套餐價格優(yōu)化，推動終端用戶滲透率提升

　　在資費方面，三家運營商 NB-IoT 業(yè)務的標準資費大體相當，根據(jù)在網(wǎng)時長、項目規(guī)模都 會給予一定折扣，我們預計短期內(nèi)不會出現(xiàn)運營商的價格戰(zhàn)，各家在定價策略上略有不同。

　　從運營商資費價格來看，普遍價格為 20 元/戶/年，并會根據(jù)用戶的在網(wǎng)時長和項目規(guī)模等 給予一定的折扣，不斷的套餐價格的優(yōu)化，有助于推動終端用戶滲透率的提升。

　　經(jīng)過前文的介紹，NB-IoT 在網(wǎng)絡層投入和維護的成本較低，可以在現(xiàn)有 LTE 網(wǎng)絡的基礎 上進行升級改造，且國內(nèi) 4G 基站覆蓋率較高。故而對于運營商而言，NB-IoT 由于在搭載 4G 網(wǎng)絡基礎上，相當于高利潤率業(yè)務。根據(jù) 2017 年 6 月工信部《關于全面推進移動物 聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）建設發(fā)展的通知》顯示，計劃 2020 年總連接數(shù)超過 6 億，未來將為三大 運營商帶來 120 億年收入規(guī)模，且利潤率較高。

　　芯片性能進一步優(yōu)化，模組價格逼近 2G 水平

　　芯片主導者華為，再度加碼。華為中國區(qū) IoT 業(yè)務部部長張海在 2019 年 5 月 17 日舉辦 的“ 2019 年世界電信和信息社會日大會”上表示，早在 2016 年，華為就推出了基于 3GPP R13 標準的第一款 NB-IoT 商用芯片組 Boudica 120；在 2018 年，華為推出了基于 3GPP R14 標準的完整的 NB-IoT 芯片組 Boudica 150，相比此前的芯片組的功能更強、功耗更 低。在 2020 年，華為計劃推出基于 3GPP R14 / 15 標準的更先進的 Boudica 200，實現(xiàn) 更好的移動性能、更短的時延和更低的功耗，真正實現(xiàn)萬物互聯(lián)成本大幅降低。

　　2020 年，華為研發(fā) Boudica 200 支撐十億級 NB-IoT 連接。根據(jù)華為 2019 年 NB-IoT 千 行百業(yè)“億”啟航生態(tài)峰會上表示，目前華為 NB-IoT 芯片在國內(nèi)市場市占率超過 90%，可 謂行業(yè)技術風向標，我們認為其在芯片投資的進一步加碼，將加速行業(yè)技術成熟度的提升， 加快提升用戶連接數(shù)。

　　從通信模組價格走勢來看，僅在 2017-2019 年間，通信模組價格就從 20 美金降到 5 美金。在行業(yè)發(fā)展早期，運營商相繼發(fā)布通信模組補貼政策，2017 年 10 月中國電信開啟“宇宙 級第一標” ，給出了 30 元/塊的優(yōu)厚補貼，使得補貼后模組價格低至 36 元/塊；隨后，2017 年 11 月，中國移動在全球合作伙伴大會上公布了 NB-IoT 10 億元補貼模組計劃，單個模 組補貼金額為 46 元-29 元，直接帶動模組出貨量快速提升。

　　根據(jù) 2019 年中國 NB-IoT 產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會上中國 NB-IoT 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長解運洲表示，預計 2020 年 NB 模組價格進一步降至 3 美金，與 2G 模組持平，更低的使用成本讓 NB-IoT 行 業(yè)應用進入快速發(fā)展期。由于運營商在 NB-IoT 行業(yè)發(fā)展初期給予大力補貼，使得終端用 戶的滲透率加速提升。

　　NB-IoT 用戶規(guī)模 2019 年總計將超過 1 億。在 2019 年 5 月，由工業(yè)和信息化部、中國通 信學會主辦的“2019 年世界電信和信息社會日大會”上，華為表示截至 2019 年 4 月， NB-IoT 用戶數(shù)已達到 4500 萬，超過 GSM 發(fā)展六年的用戶數(shù)總和，預計 2019 年總用戶 規(guī)模將超過 1 億。

　　我們認為 2019 年 NB-IoT 行業(yè)獲得了快速發(fā)展，用戶數(shù)有望較 2018 年提升 3 倍以上， 預計隨著 2020 年基站數(shù)的大幅提升，為行業(yè)發(fā)展提供更進一步的支撐，加速技術成熟度 提升，用戶數(shù)有望保持快速增長。

　　2G 退網(wǎng)加速，NB-IoT 站上舞臺

　　工信部于 2019 年 6 月份發(fā)布通知，允許運營商在已分配的 GSM 或 FDD 方式的 IMT 系 統(tǒng)頻段上，選擇帶內(nèi)工作模式、保護帶工作模式、獨立工作模式部署 NB-IoT。

　　1.獨立部署（Stand alone operation）簡稱 ST，不依賴于 LTE，與 LTE 可以完全解耦， 適合用于重耕 GSM 頻段，GSM 的信道帶寬為 200KHz，剛好為 NB-IoT 180KHz 帶 寬辟出空間，且兩邊還有 10KHz 的保護間隔。

　　2. 保護帶部署（Guard band operation）簡稱 GB，可以不占用 LTE 資源，利用 LTE 邊 緣保護頻帶中未使用的 180KHz 帶寬的資源塊。

　　3. 帶內(nèi)部署（In-band operation）簡稱 IB，可實現(xiàn)占用 LTE 的 1 個 PRB 資源，利用 LTE 載波中間的任何資源塊。

　　但相比之下，獨立部署的模式，在頻譜上 NB-IoT 獨占，不存在與現(xiàn)有系統(tǒng)共存問題，且 具有容量最優(yōu)、滿足覆蓋要求、滿足能耗目標、時延要求等優(yōu)勢。故而 2G 退網(wǎng)進度提速 有利于 NB-IoT 的部署進展，以及實現(xiàn)最優(yōu)性能。

　　2G 網(wǎng)絡的騰退和運營商低頻重耕計劃上來看，中國移動騰退 15M 頻譜資源，獲得 40M 頻譜資源。中國電信騰退 20M 頻譜資源，獲得 5M 的 1880~1885MHz 頻段資源。中國聯(lián) 通騰退 20M 頻譜資源，獲得 10M 低頻 900MHz 資源。預計 2G 退網(wǎng)以及 900M 頻譜重 耕為三大運營商共同推進 NB-IoT 物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務發(fā)展，提供了網(wǎng)絡部署基礎。

　　根據(jù)三大運營商官方信息，從進度上來看，中國聯(lián)通和中國電信計劃在 2019 年內(nèi)完成騰 退計劃，中國移動正在推進用在 2G 網(wǎng)絡的 10M 頻段的騰退工作，計劃在 2019 年 12 月 前完成 30%~40%省份，到 2020 年 5 月全部騰退。

　　力克 LoRa，海外運營商加碼 NB-IoT

　　海外運營商自 LoRa 后推廣 NB-IoT 的邏輯：第一，LoRa 是 NB-IoT 未成熟前海外運營商 的權宜之計；第二，現(xiàn)階段 NB-IoT 優(yōu)勢凸顯，市場空間更大，利潤空間打開；第三，NB-IoT 授權頻譜是朝 5G 技術演進的最佳解決方案。

　　在經(jīng)過了“非授權頻譜技術是唯一選擇”的市場初期之后，早期采用非授權 LoRa 技術的 運營商都在逐步轉(zhuǎn)移到授權頻譜技術的推廣上來，未來 NB-IoT 網(wǎng)絡將在運營商級的低功 耗廣域網(wǎng)絡市場中占據(jù)主導地位。

　　前期LoRa是海外運營商的權宜之計：因海外通信業(yè)監(jiān)管體制、產(chǎn)業(yè)基礎等原因，在 NB-IoT 核心標準制定之前，對于海外運營商來說，非授權頻譜技術是唯一選擇。此外，在 NB-IoT 商用之前，先將 LoRa 作為試點，在一定程度上先解決部分用戶“低功耗、遠程傳輸、小 數(shù)據(jù)量”的物聯(lián)通信需求，搶占初期紅利市場，同時也進一步明確了市場對于低功耗廣域 網(wǎng)絡的需求。

　　海外運營商 NB-IoT 網(wǎng)絡部署勢如破竹：截至 2019 年 9 月底，據(jù)全球移動供應商協(xié)會 GSMA 統(tǒng)計，全球已有 55 個國家的 101 個運營商發(fā)布了 NB-IoT 網(wǎng)絡商用，其中 40 個國 家已經(jīng)實現(xiàn)全網(wǎng)覆蓋。自 2014 年提出 NB-IoT 概念起，經(jīng)過 5 年的技術發(fā)展與商業(yè)模式 的探索，NB-IoT 連接數(shù)已達到 6000 萬，NB-IoT 已到達產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步爬升的拐點。

　　NB-IoT 是目前全球主流運營商支持的標準技術。全球范圍內(nèi)，自 2017 年以來，主流運營 商對 NB-IoT 部署不斷加碼。其中歐亞市場開始較早，美國主要運營商對 NB-IoT 先持觀望 態(tài)度，隨后于 2018 年，NB-IoT 憑借技術和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢在美國成功翻盤，美國市場成為四家 主要運營商（AT&T、Sprint、Verizon、T-Mobile）新的角逐場。NB-IoT 的領軍運營商沃 達豐發(fā)揮全球管道優(yōu)勢，與華為等合作伙伴共同開發(fā)公共事業(yè)、醫(yī)療、智慧城市等行業(yè)。

　　據(jù) GSMA 統(tǒng)計的數(shù)據(jù)， 截止 2020 年 1 月，全球已有 127 張基于 NB-IoT 或 LTE-M 的商 業(yè)網(wǎng)絡，比 2018 年 12 月 IoT Analytics 統(tǒng)計的 83 張網(wǎng)絡多出 53%。其中 92 張是 NB-IoT 網(wǎng)絡，35 張是 LTE-M 網(wǎng)絡。

　　供給端強勢改革為 4G 釋放更多的頻譜：從國外運營商來看，美國、澳大利亞、泰國等 20 多個國家的運營商早在 4G 時代就關閉了 2G 網(wǎng)絡。比如，Verizon 在 2019 年實現(xiàn) 2G 全 面退網(wǎng)，AT&T 于 2017 年 1 月 1 日正式關閉 2G 網(wǎng)絡、停止 2G 運營及服務，并把這些頻 譜在 4G 網(wǎng)絡上重新利用。

　　受運營商明確 2G 退網(wǎng)計劃的影響，需求方只能選擇 4G 網(wǎng)絡作為物聯(lián)網(wǎng)基礎設施。其中， 基于4G網(wǎng)絡的VoLTE取代2G的語音通話，NB-IoT/eMTC取代2G的物聯(lián)網(wǎng)功能。NB-IoT 是在 LTE 的基礎上簡化而來，旨在提升運營商的頻譜利用率，只需要利用一些邊緣頻譜， 即可提供物聯(lián)網(wǎng)服務。

　　應用場景相繼引爆，需求端發(fā)力

　　NB-IoT 正在智慧城市、智慧醫(yī)療、智能家居、智能交通、智慧農(nóng)業(yè)、智慧安防等方面發(fā) 揮越來越重要的作用，支撐行業(yè)應用的融合發(fā)展，需求端迎來持續(xù)上升期。

　　NB-IoT 進入發(fā)展加速期。根據(jù) 5G+物聯(lián)產(chǎn)業(yè)高峰論壇內(nèi)容，截至 2019 年 11 月，NB-IoT 水、氣表均突破 1000 萬，智慧消防超過 400 萬，市政設施超過 200 萬，智慧停車超過 100 萬。NB-IoT 已經(jīng)成為實現(xiàn)智慧城市的基礎技術。

　　智能表計進入發(fā)展快車道

　　智慧水務和智慧燃氣是智慧城市建設的重要組成部分?；诟兄獙硬杉臄?shù)據(jù)，結合云計 算、人工智能、邊緣計算等技術開發(fā)各類應用系統(tǒng)，遠程抄表作為水務/燃氣應用的基礎 業(yè)務，近兩年在政策和 NB-IoT 等物聯(lián)網(wǎng)新技術的推動下，為應用規(guī)模增速最快的業(yè)務。從 A 股相關公司已披露 2019 業(yè)績預告驗證行業(yè)景氣度持續(xù)向上，三川智慧全年業(yè)績同比 增長 85%-115%，新天科技同比增長 60%-90%。

　　表計行業(yè)具有規(guī)?；?、同質(zhì)化終端的特征，容易形成供需雙方共同發(fā)力，推動行業(yè)快速發(fā) 展。在 NB-IoT 行業(yè)推廣初期，為了形成規(guī)?；氖痉?，供給方需要在短時間內(nèi)尋找規(guī)模 化、批量終端，并促成終端接入網(wǎng)絡，表計類行業(yè)具備相應特點。另一方面，對于水務和 燃氣行業(yè)痛點亟待解決，物聯(lián)網(wǎng)遠程抄表和控制技術為最優(yōu)方案。由此，供需雙方共同發(fā) 力，是推動兩大 NB-IoT 場景率先實現(xiàn)千萬級連接規(guī)模的核心原因。

　　采用物聯(lián)網(wǎng)技術將有效解決行業(yè)痛點問題。對于燃氣行業(yè)來說，供銷差、傳統(tǒng)智能抄表技 術成功率低、故障定位難以及安全管理難度大等是行業(yè)痛點，對于水務行業(yè)來說，漏損問 題是最大的行業(yè)痛點，另外還涉及管網(wǎng)運營效率提升、設備維護以及數(shù)據(jù)安全等問題。通 過物聯(lián)網(wǎng)智能終端進行全面感知，基于可靠、穩(wěn)定的智能抄表方案為企業(yè)降本增效，同時 物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)結合可提高精細化管理，另外，還可以提升管網(wǎng)的安全性。

　　當前仍處于滲透率較低水平，NB-IoT 表滲透率均不足 8%。已知 2019 年 11 月 NB-IoT 智 能燃氣表為 1100 萬，NB-IoT 水表連接數(shù)為 1000 萬。根據(jù)中億物聯(lián)網(wǎng)和《NB-IoT 智慧燃 氣表白皮書（2018）》 數(shù)據(jù)顯示，目前我國存量民用燃氣表為 1.5 億臺，智能燃氣表（IC 卡表、2G 表和 NB-IoT 表）滲透率約為 30-40%，按照 40%計算，則 NB-IoT 燃氣表占智 能燃氣表的滲透率為 18.3%，NB-IoT 燃氣表滲透率僅為 7.3%。根據(jù)中國移動發(fā)布的 《NB-IoT 智能水表解決方案白皮書》顯示，目前我國水表存量約為 3.5 億，而智能水表（（ IC 卡表、2G 表和 NB-IoT 表）的滲透率約為 20-30%，按照滲透率 30%計算，則 NB-IoT 水 表占智能水表的滲透率為 9.5%，占總水表滲透率約為 2.9%。

　　測算 NB-IoT 智能燃氣表和水表 2020 年的新增需求：

　　NB-IoT 燃氣表方面，根據(jù)儀表網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，2018 年 NB-IoT 智能燃氣表全國銷量僅為 80 萬，參考 2019 年 11 月底 NB-IoT 燃氣表連接數(shù)超過 1100 萬，2017-2018 年總銷量為 90 萬，則 2019 年前 11 個月的銷量為 1010 萬，月均銷量超過 90 萬，我們預計 2019 年全 年銷量大幅增長至 1100 萬?？紤]到 2G 退網(wǎng)加速，我們預計未來 2G 燃氣表需求基本被 NB-IoT 表取代，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)研究機構 IoT Analytics 于 2020年 1月最新發(fā)布的《2020-2025 年 LPWAN 市場報告》顯示，目前 LPWAN 市場正以超過 100%的速度增長。根據(jù)前文描 述 NB-IoT 是 LPWAN 核心技術，智能表計應用場景是發(fā)展較為迅速的行業(yè)，則我們預計 2020 年 NB-IoT 燃氣表需求量增速將為 100%，新增需求量達到 2200 萬。從而，2020 年 NB-IoT 燃氣表存量接近 3400 萬，而仍有 1.16 億燃氣表替換需求。

　　根據(jù) 2016-2018 年智能燃氣表需求增速均為 20%左右，我們假設 2019-2020 年智能燃氣 表行業(yè)需求增速仍為 20%，則 2019-2020 年 NB-IoT 燃氣表新增需求仍僅占全年整體智 能燃氣表需求量的 27.76%和 46.27%，仍有較大提升空間，我們判斷 2021 年仍將保持高 速增長態(tài)勢。

　　NB-IoT 水表方面，根據(jù)表計網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，預計 2020 年智能水表需求量約為 3387 萬，目 前智能水表主要分為 NB-IoT、LoRa 和 2G 三種技術，前文論述中提到，NB-IoT 技術較 LoRa的優(yōu)勢和認可度，以及2G退網(wǎng)進程加速，我們判斷未來將以NB-IoT作為主流產(chǎn)品， 滲透率有望快速提升。考慮到目前水表類上市公司 2019 年業(yè)績預告，受益于 NB-IoT 水 表銷量提升，三川智慧 2019 年業(yè)績同比增長 85%-115%，新天科技同比增長 60%-90%， 我們預計 NB-IoT 水表新增需求處于加速上升期，有望同燃氣表齊頭并進。參考 2020 年 NB-IoT 燃氣表需求量占智能燃氣表比重約為 46.27%，我們假設 2020 年 NB-IoT 水表占 智能水表比重約為 45%，則 2020 年 NB-IoT 水表新增需求量超過 1500 萬，仍有超 3 億 水表替換需求。

　　行業(yè)競爭較為分散，集中度有望提升。目前全國約 100 多家燃氣表生產(chǎn)企業(yè)，其中智能燃 氣表生產(chǎn)企業(yè)約 30 多家，根據(jù)中國計量協(xié)會燃氣委員會發(fā)布的相關數(shù)據(jù)，2018 年智能燃 氣表市場規(guī)模為 66.77 億元。通過統(tǒng)計行業(yè)頭部公司 2018 年智能燃氣表收入情況，金卡 智能實現(xiàn)營業(yè)收入 9.60 億元，市占率為 14.42%，第二名的先鋒電子市占率僅為 3.32%。

　　國內(nèi)從事水表行業(yè)企業(yè)超過 400 家，特別是傳統(tǒng)低端水表生產(chǎn)企業(yè)居多。領先廠商分別為 三川智慧、匯中股份、新天科技和寧波水表。從智能水表市占率情況來看，收入體量較大 的寧波水表市占率僅為 7.14%，可以看出競爭格局較為分散。

　　預計隨著物聯(lián)網(wǎng)表計滲透率快速提升，行業(yè)對產(chǎn)品性能、交付能力、技術水平等要求均將 大幅提升，行業(yè)集中度有望進一步提升。

　　應用場景向市政各個領域延伸

　　智能煙感實現(xiàn)報警信息多方迅速傳輸。傳統(tǒng)的火災探測器信號依靠消防總線傳輸，探測器 出現(xiàn)故障、報警信號只能傳送至消防控制室，通知對象單一，業(yè)主、網(wǎng)格員、微型消防站 并不知情，物業(yè)也只能在消防控制室看到報警信息，對可能發(fā)生的煙氣、燃氣報警、故障 問題，不能第一時間對報警信息進行有效處理導致?lián)p失嚴重，而利用物聯(lián)網(wǎng)技術可以有效 解決行業(yè)痛點問題。

　　NB-IoT 支持海量連接，傳感器實時檢測煙霧，一旦煙霧濃度超標就會通過 NB-IoT 直接發(fā) 送信息到后臺，且無需布線和取電，即插即用，安裝和上網(wǎng)調(diào)試簡單。同時，NB-IoT 信 號穿透力強，可覆蓋樓宇偏僻角落。2019 年 8 月，中消云物聯(lián)網(wǎng)研究院首席運營官許春 玉表示，目前已知 14 類應用場景的消防產(chǎn)品市場需求量超過 40 億。

　　智慧井蓋市場規(guī)模超千億。傳統(tǒng)的井蓋管理以人工巡檢為主，不能第一時間獲悉井蓋丟失 信息，井蓋丟失找不到責任人，人力維護成本高，人員監(jiān)督管理難。井蓋中內(nèi)嵌 NB-IoT 的智能監(jiān)控設備平臺，可實時監(jiān)測到井蓋開合狀態(tài)、井上路面積水、井下水位等情況，并 進行動態(tài)分析。根據(jù)尚普咨詢數(shù)據(jù)顯示，一二線城市智能井蓋市場規(guī)模約為 277 億元，全 國智能井蓋市場規(guī)模約為 1114 億元。

　　垃圾分類大勢所趨，智能垃圾桶構建智能環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)。2019 年我國垃圾分類工作已由點到 面逐步啟動，全國 46 個重點城市垃圾分類工作取得積極進展，到 2025 年，全國地級及 以上城市基本建成生活垃圾分類處理系統(tǒng)。隨著垃圾分類全國性開展，智能環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)的發(fā) 展勢在必行。一方面，基于“低功耗，廣覆蓋”以及 NB-IoT 的定位能力，市政管理部門 能合理安排環(huán)衛(wèi)人員工作任務與清潔路徑，使環(huán)衛(wèi)效率大大提高；及時判斷并定位區(qū)域內(nèi) 垃圾桶異常情況，快速進行干預與處理；另一方面，還可自動垃圾識別讓垃圾分類更高效， 并實現(xiàn)有效監(jiān)控。根據(jù)中國報告網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，46 個重點城市垃圾桶需求量為 3.70 億個， 337 個地級市垃圾桶需求量為 4.66 億個。

　　B2C 市場為 NB-IoT 提供長尾效應

　　To C 市場是 NB-IoT 行業(yè)發(fā)展更上一層樓的引爆點。不同于互聯(lián)網(wǎng)時代，到了 5G 和 IoT 時代，物聯(lián)網(wǎng)將率先在 B2B 和 B2G 創(chuàng)造價值和營收，隨后是 B2C 的用戶培育與體驗提 升?；?3 年在 B2B 與 B2G 領域的歷練，現(xiàn)在 NB-IoT 正式開啟 B2C 急行軍模式，有望 在智能家居、大健康、金融設備等領域率先起量。

　　智能家居行業(yè)市場規(guī)?？捎^，IoT 助力行業(yè)標準化、平臺化發(fā)展。行業(yè)痛點是目前的設備 多是針對消費者的單一痛點設計，連接激活率有限，技術標準很難統(tǒng)一。使用 NB-IoT， 可以大規(guī)模實現(xiàn)設備的智能化，讓廠家及時監(jiān)控各種智能家電的使用狀況。其次，采用 NB-IoT 的統(tǒng)一標準，產(chǎn)業(yè)整體就具備了聯(lián)網(wǎng)能力和平臺化的條件。

　　根據(jù) IDC 2019 年智能家居市場數(shù)據(jù)預測顯示，智能家居行業(yè)在美國形成亞馬遜、谷歌與 蘋果三強爭霸局面，在國內(nèi)主要由小米、海爾、美的、阿里和百度五大廠商占據(jù)近半數(shù)的 市場份額。細分領域來看包括智能家電、智能影音、智能照明、家庭安防、智能連接與控 制等。根據(jù)奧維云網(wǎng)（AVC）發(fā)布“AIoT 時代下智能家居行業(yè)發(fā)展及趨勢報告”顯示， 預計 2020 年中國智能家居產(chǎn)業(yè)規(guī)模將近 4500 億元。

　　可穿戴領域的新興力量。NB-IoT 健康手環(huán)不同于其它可穿戴產(chǎn)品，佩戴者不需要隨身攜 帶手機，這為較少使用手機的老人和兒童群體提供了極大的便利。根據(jù) IDC 監(jiān)測數(shù)據(jù)， 2012-2018 年，全球可穿戴設備出貨量呈現(xiàn)快速增長趨勢，2018 年全球可穿戴設備出貨 量達到 1.72 億臺，同比增長 27.5%，預計 2019 年市場規(guī)模將達到 420 億美元。

　　智能門鎖發(fā)展?jié)摿Σ蝗菪∮U。智能門鎖市場主要可以從家庭鎖和公寓鎖的兩個角度考慮。公寓鎖的市場推動力來源于傳統(tǒng)門鎖的更換成本高（換租戶即需換鎖）；家庭鎖的市場主 要考慮個人需求和偏好，隨著個人消費水平提高以及攜帶鑰匙帶來的諸多問題，我們看好 家庭鎖的市場需求。

　　根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，中國智能門鎖市場滲透率偏低，2019 年僅為 12%，且近 年來有逐年上升的趨勢，預計 2020 年有望達到 20%，未來智能門鎖市場發(fā)展?jié)摿Σ蝗菪?覷。根據(jù)華為中國區(qū) IoT 業(yè)務部部長張海預測，2019 年智能鎖銷量預計達到 3000 萬只， 家庭需求量 2400 萬只，旅館及民宿 70 萬只，長租公寓 500 萬只，辦公樓 50 萬只。

　　投資建議

　　NB-IoT 飛速發(fā)展，率先引爆物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)。物聯(lián)網(wǎng)是繼移動互聯(lián)網(wǎng)之后的大產(chǎn)業(yè)機會，根 據(jù)IDC顯示，2020年全球市場規(guī)模有望達到萬億級。其中，LPWAN連接數(shù)占比高達60%， NB-IoT 作為物聯(lián)網(wǎng) LPWAN 的主要戰(zhàn)場，僅經(jīng)過三年的培育期，形成了供需雙方合力推 動產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢，2019 年國內(nèi)用戶規(guī)模已超過 1 億。且隨著 2020 年 NB-IoT 將正式成為 ITU 5G R16 標準，預示著產(chǎn)業(yè)有望全面進階。同時，智能表計、智慧城市、To C 端市場 需求相繼提升，2020 年將進入增長加速期。重點推薦：移遠通信、金卡智能和和而泰等。

　　NB-IoT 是萬物互聯(lián)發(fā)展的先行者。NB-IoT 具有超低功耗，超低成本，超強覆蓋，超大連 接等特點。其相比基于 LTE 演進的 eMTC 技術具有更低成本、更長續(xù)航時間屬性，針對 成本敏感但是終端數(shù)量較大的應用場景，在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初期階段獲得核心優(yōu)勢。而相比 Lora、SigFox 等非授權頻譜物聯(lián)網(wǎng)技術，其更是具備網(wǎng)絡部署成本低、干擾較小、數(shù)據(jù) 安全性高等特點。隨著 5G R16 版本將支持其接入 5G 核心網(wǎng)絡，NB-IoT 將成為物聯(lián)網(wǎng)海 量連接的主力軍。

　　運營商成為主要助推力量，供給側(cè)發(fā)力效果顯著?；趪鴥?nèi) 4G 基站覆蓋率較高優(yōu)勢，發(fā) 展 NB-IoT 為運營商帶來較高投資回報，我們預計 2020 年將為三大運營商帶來 120 億年 收入規(guī)模。從基站部署和頻譜重耕來看，2019 年國內(nèi) NB-IoT 基站數(shù)已達到 90 萬，預計 2020 年進一步提升至 150 萬，基站建設是行業(yè)普及的前提要素，同時，2G 退網(wǎng)進度加速 以及三大運營商 2G 頻譜資源 900M 重耕均為行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造有利條件。從產(chǎn)業(yè)推進來看， 通信資費價格較低，且隨著前期運營商對通信模組大力補貼，2020 年 NB 模組價格有望 進一步逼近 2G 模組價格，有利于終端滲透率加速提升。

　　應用場景有望相繼引爆，需求端發(fā)力。2019 年智能表計步入發(fā)展快車道，截至 2019 年 11 月NB-IoT智能燃氣表和水表連接數(shù)雙雙破千萬，但其滲透率仍不足 8%，我們預計2020 年 NB-IoT 燃氣表和水表新增需求量有望達到 2200 萬和 1500 萬，而此后仍有 1.16 億燃 氣表和超 3 億水表替換需求。另外，煙感、井蓋、垃圾桶等智慧城市 To B 類應用場景亟 待普及物聯(lián)網(wǎng)技術，智能家居、門鎖、可穿戴等 To C 市場更是為 NB-IoT 提供長尾效應。