低功耗廣域網（LPWAN）是面向能源受限的物聯網設備的新連接技術，正在成為加速物聯網市場發展的主要驅動力。根據IoT Analytic發布的最新LPWAN市場報告，LPWAN在2019年的市場增長強勁，到年底已安裝的LPWAN連接設備達到2.31億臺，與2018年同期相比增加了110%。分析表明，LPWAN技術的成熟度在不斷提高，商用解決方案的組合也在不斷擴大。另據IDC的數據，2020 年全球物聯網市場規模有望達到萬億級，其中LPWAN連接數的占比將高達60%。

01

四種LPWAN技術，
NB-IoT何以占據C位？

LPWAN主要集中在4種技術上，即LoRa、Sigfox、NB-IoT和LTE-M。LoRa是由各產業聯盟共同推動的網絡標準，提供開放式技術；Sigfox則是由法國同名公司自行開發的技術。LoRa與Sigfox都具有長距離、低功耗的特點，可延長電池壽命，它們都使用免授權的Sub-1GHz ISM頻段，不需額外付出授權費用。

NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）是物聯網領域基于蜂窩的新興窄帶物聯網技術，支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接。與此前主流的LoRa、SigFox技術不同，NB-IoT由運營商強力推動，它使用需授權的GSM和LTE頻段，且不需重新布建網絡，只要更新軟件，就能使用現有的4G基站和相關設備。

圖1：NB-IoT演進路線圖（圖片來源：電子發燒友網站） 從優勢上看，NB-IoT因為使用授權頻段，干擾較小，在通信質量和安全性方面擁有高度的保障性。對比LoRa、SigFox，NB-IoT不限制傳輸數據的次數，而LoRa和Sigfox的每日傳輸次數都有限制，一天中的傳輸時間很短，比較適合那些無實時通信需求的應用。

LTE-M（LTE-Machine-to-Machine）是基于LTE演進的物聯網技術，在R12中叫Low-Cost MTC，在R13中被稱為LTE enhanced MTC，即eMTC，使用的也是授權頻譜。eMTC支持高速移動可靠性和擁塞控制，較NB-IoT而言，eMTC在時延和吞吐量方面有較大優勢。但NB-IoT追求的是更低的系統成本、更長的續航時間，因此非常適合對成本敏感但是終端數量較大，且無移動性的應用場景，與eMTC形成互補。

02

運營商加持，
NB-IoT迎高速發展窗口期

NB-IoT之所以能成為萬物互聯發展的先行者，與其具有的超低功耗、超低成本、超強覆蓋、超大連接等特點密切相關。經過三年的培育期，NB-IoT已經形成了供需雙方合力推動產業發展的態勢。隨著5G R16版本支持將其接入到5G核心網絡，更加確立了NB-IoT在物聯網海量連接中的地位。 現在，NB-IoT 的主要應用場景涉及公共事業、工業、農業、消費等諸多領域。公共事業應用場景通常指我們的民生工程和智慧城市（水表、智能停車、智能路燈、煤氣管網系統、監控、環保等）建設。隨著農業領域向集約化、高附加值化、規模化的方向發展，NB-IoT在溫度、濕度等方面可以提供低廉的監測模式。而在消費領域中，智能家居、共享單車、遠程醫療以及智能穿戴都可以通過NB-IoT來實現。

5G三大場景中的海量機器通信（mMTC）、超高可靠低時延通信（uRLLC）均與物聯網相關，其中，mMTC依托NB-IoT、eMTC技術率先成熟。當前NB-IoT在R15版本中支持NB-IoT和NR空口共存，R16版本將支持NB-IoT接入5G核心網絡。由于不涉及新的空口技術，NB-IoT正在成為運營商優先發展的5G應用場景。

圖2：2020年國內三大運營商NB-IoT基站建設不斷提速（圖片來源：工信部網站）

我們知道，國內4G基站覆蓋率較高，基于這一優勢，發展NB-IoT還將為運營商帶來較高的投資回報，預計2020年就會為三大運營商帶來約120億的年收入。從基站部署來看，2019年國內NB-IoT基站數已達到90萬，預計2020年進一步提升至150萬。

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NB-IoT芯片性能不斷優化，
模組價格持續降低

2017年6月6日，工信部辦公廳正式下發《關于全面推進移動物聯網（NB-IoT）建設發展的通知》，加之三大運營商的積極布局，在政策和下游需求推動下，國內NB-IoT的發展已成燎原之勢。

在NB-IoT芯片方面，國內廠商走在行業前列，包括華為海思、紫光展銳、中興微電子等在內的國內廠商的NB-IoT芯片均已實現規模量產。其中，華為堪稱NB-IoT行業的風向標。根據華為在2019年NB-IoT千行百業“億”啟航生態峰會上公布的數據，目前華為海思NB-IoT芯片在國內市場市占率超過90%。 上海芯翼信息、上海移芯通信等新興企業近年來也開始進入NB-IoT芯片市場。2020年4月，在中國電信天翼電信終端江蘇分公司的“2020年NB-IoT物聯網模組集中采購項目”中，中標的5家企業中就有3家模組商采用了上海移芯通信的NB-IoT芯片EC616，另外2家采用了上海芯翼信息的芯片。新興的NB-IoT芯片企業的加入，對芯片價格的降低起到了巨大推動作用。

圖3：運營商NB-IoT模組招標價格不斷下降（圖片來源：C114） 模組位列物聯網產業鏈的上游，為萬物互聯的基礎硬件，在行業中率先受益。早在2018年，國內NB-IoT通信模組廠商數量已達20家。在技術進步和競爭之下，NB-IoT模組價格逐步下探，當前的NB-IoT模組價格已接近甚至低于2G模組水平。從公開的數據看，搭載上海移芯通信芯片的NB-IoT模組價格已經降至15元。這一結果主要得益于運營商相繼發布的通信模組補貼政策，這些政策直接帶動了市場上模組出貨量的快速提升。上海移遠通信在2017年至2019年的NB-IoT模組出貨量和營收增長迅速，年平均復合增長率分別達415%、517%。 連接成本的降低為海量應用打下了堅實的基礎，NB-IoT目前已成為全球主流運營商支持的標準技術。全球范圍內，自2017年以來，主流運營商對NB-IoT部署不斷加碼。根據GSA統計的數據，全球投資NB-IoT網絡的運營商超過153家，覆蓋70多個國家和地區，實際部署NB-IoT網絡的運營商約101家。截止2020年1月，全球已有127張基于NB-IoT或LTE-M的商業網絡，比2018年12月IoT Analytics統計的83張網絡多出53%。其中92張是NB-IoT網絡，35張是LTE-M網絡。

圖4：截至2020年1月，全球NB-IoT連接數突破1億，其中國內用戶占絕大多數（圖片來源：Wind）

最近2年，NB-IoT行業發展迅猛，2020年1月，全球NB-IoT連接數突破1億，其中國內用戶占絕大多數。截至今年2月底，國內三大運營商NB-IoT連接數突破1億，其中，中國電信、中國移動的NB-IoT連接數均超過4,000萬，中國聯通也達到了1,000萬。接下來2G的退網將非常有利于NB-IoT的部署進展，并實現性能的最優化。

04

5G時代，
NB-IoT將扮演更重要角色

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

在應用方面，NB-IoT可切實解決抄表難、收費難等痛點。智能表計成為NB-IoT行業率先爆發的應用場景，目前出貨量已邁入千萬級。隨著5G和IoT時代的到來，物聯網將率先在To B和To G創造價值和營收，隨后是To C的用戶培育與體驗提升。To C市場是NB-IoT行業發展更上一層樓的引爆點，智能家居、智能門鎖、可穿戴等To C市場為NB-IoT提供了長尾效應。未來，智能門鎖市場的發展潛力絕對不容小覷。而煙感、井蓋、垃圾桶等智慧城市中的To B類應用場景仍亟待普及物聯網技術。