NB-IoT蜂窩窄帶物聯網概念NB-IoT

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<dt>中文名</dt>

<dd>基于蜂窩網絡的窄帶物聯網</dd>

<dt>外文名</dt>

<dd>Narrow Band Internet of Things, NB-IoT</dd>

<a>編輯</a>

此前，相對于愛立信、諾基亞和英特爾推動的NB-LTE，華為更注重建構NB-CIOT的生态系統，包括高通、沃達豐、德國電信、中國移動、中國聯通、Bell等主流營運商、晶片商及裝置系統産業鍊上下遊均加入了該陣營。

基于蜂窩的窄帶物聯網（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）成為萬物網際網路絡的一個重要分支。NB-IoT建構于蜂窩網絡，隻消耗大約180KHz的帶寬，可直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡，以降低部署成本、實作平滑更新。

NB-IoT應用場景(4張)

移動通信正在從人和人的連接配接，向人與物以及物與物的連接配接邁進，萬物互聯是必然趨勢。然而目前的4G網絡在物與物連接配接上能力不足。事實上，相比藍牙、ZigBee等短距離通信技術，移動蜂窩網絡具備廣覆寫、可移動以及大連接配接數等特性，能夠帶來更加豐富的應用場景，理應成為物聯網的主要連接配接技術。作為LTE的演進型技術，4.5G除了具有高達1Gbps的峰值速率，還意味着基于蜂窩物聯網的更多連接配接數，支援海量M2M連接配接以及更低延遲時間，将助推高清視訊、VoLTE以及物聯網等應用快速普及。蜂窩物聯網正在開啟一個前所未有的廣闊市場。

對于電信營運商而言，車聯網、智慧醫療、智能家居等物聯網應用将産生海量連接配接，遠遠超過人與人之間的通信需求。

因為NB-IoT自身具備的低功耗、廣覆寫、低成本、大容量等優勢，使其可以廣泛應用于多種垂直行業，如遠端抄表、資産跟蹤、智能停車、智慧農業等。3GPP标準的首個版本預計在今年6月釋出，到時候将有一批測試網絡和小規模商用網絡出現。

NB-IoT讓世界萬聯(4張)

随着智能城市、大資料時代的來臨，無線通信将實作萬物連接配接。很多企業預計未來全球物聯網連接配接數将是千億級的時代。目前已經出現了大量物與物的聯接， 然而這些聯接大多通過藍牙、Wi-Fi等短距通信技術承載，但非營運商移動網絡。為了滿足不同物聯網業務需求，根據物聯網業務特征和移動通信網絡特點，3GPP根據窄帶業務應用場景開展了增強移動通信網絡功能的技術研究以适應蓬勃發展的物聯網業務需求。

當然，實作這一切的基礎，是要有無處不在的網絡聯接。營運商的網絡是全球覆寫最為廣泛的網絡，是以在接入能力上有獨特的優勢。然而，一個不容忽視的現實情況是，真正承載到移動網絡上的物與物聯接隻占到聯接總數的10%，大部分的物與物聯接通過藍牙、WiFi等技術來承載。

為此，産業鍊從幾年前就開始研究利用窄帶LTE技術來承載IoT聯接。曆經幾次更名和技術演進，2015年9月，3GPP正式将這一技術命名為NB-IoT。MWC2016上，NB-IoT首次亮相，受到矚目，營運商和裝置商紛紛為其站台和背書。

華為無線網絡産品線首席戰略官餘泉在接受《通信産業報》(網)采訪時表示：“NB-IoT是蜂窩網絡産業應對萬物互聯的一個重要機會。我們非常看好NB-IoT的商用前景，推薦将其作為物聯網聯接技術的首要選擇。”

他向記者闡釋了NB-IoT的商業和技術優勢。從商業層面上來講，截至目前，蜂窩網絡覆寫了全球超過50%的地理面積，90%的人口，是一張覆寫最為完整的網絡。　從技術層面上來講，NB-IoT有4大技術優勢。首先是覆寫廣，相比傳統GSM，一個基站可以提供10倍的面積覆寫;其次是海量連接配接，200KHz的帶寬可以提供10萬個聯接;第三是低功耗，使用AA電池便可以工作十年，無需充電;第四是低成本，模組成本小于5美金。

此前，華為曾向記者算了一筆賬，假設全球有500萬左右實體站點，全部部署NB-IoT，每個站3個扇區、每個扇區部署200kHz、每小時每個傳感器發送100個位元組，那麼全球站點能夠聯接的傳感器數量高達4500億。

據了解，NB-IoT可以廣泛應用于多種垂直行業，如遠端抄表、資産跟蹤、智能停車、智慧農業等。随着3GPP标準的首個版本在6月份釋出，将有一批測試網絡和小規模商用網絡出現。NB-IoT将在多個低功耗廣域網技術中脫穎而出。

對于LPWA網絡所用到的窄帶物聯網（NB-IoT），營運商業已達成共識，應使用授權頻譜，采用帶内、防護頻帶獨立部署。這一新興技術可以提供廣域網絡覆寫，旨在為吞吐量、成本、能耗都很低的海量物聯網裝置提供支撐。

　　目前，營運商已經在客戶中展開預标準NB-IoT技術試點工作。例如，德國電信和沃達豐已經采取行動，利用現有基站進行預部署試點，預計試商用部署在2016年下半年進行，正式商用将從2017年初開始。

　　華為也希望相關标準能盡快得到确認，這樣行業才能啟動大規模的物聯網部署。胡厚昆指出：“華為在技術方面已經準備就緒，希望能盡快抓住窄帶物聯網的機遇。”

　　窄帶物聯網具有四大優勢：電池壽命長（超過十年）、成本低（每個子產品不足5美元）、容量大（單個小區能支援10萬連接配接）、覆寫廣（能覆寫到地下）。

　　Ibbetson認為：“如果産業鍊不能将單子產品成本降到兩三美元以下，實作大規模應用，NB-IoT市場就做不起來。我們需要從全局角度出發，以極低的成本将物聯網子產品嵌入裝置中。”

　　胡厚昆也認為，要想刺激NB-IoT大規模發展，通信子產品成本必須低于5美元。如果成本降到1美元以内，則會帶來爆發式增長。

　　在醫療領域，飛利浦已經開發了多款電子醫療應用，包括一款供慢性病患者使用的貼片。該貼片使用傳感器實時收集患者健康資料，并傳輸到雲平台，醫護人員可以對資料進行監控，并适時采取醫療幹預措施。

　　飛利浦數字加速器項目主管Alberto Prado指出，裝置和系統的互操作性是數字醫療行業崛起的關鍵。随着協作護理模式日益盛行，未來的醫療必然将整合所有資源，并以主動預防為主。

　　為了迎接物聯網領域的巨大機遇，整個産業不僅需要推動技術創新，還需要推動商業模式創新和跨行業協作。由于用例、應用和商業模式紛繁多樣，物聯網市場将比移動市場更加碎片化。

“NB-IoT産業生态系統正在快速成長，它更需要營運商與IoT相關産業參與者精誠合作，攜手共進。”談及NB-IoT落地的挑戰，餘泉介紹。

就在MWC2016舉辦前一天，GSMA聯合企業各方舉辦全球首屆NB-IoT峰會，并在會上成立NB-IoT forum。該聯盟成員包括全球主流營運商、網絡裝置廠家以及主要晶片模組廠家等諸多産業鍊企業。

餘泉強調，有超過20家垂直行業企業參加了此次峰會，這是非常可喜的開端。“當然垂直行業供應商可能不是幾十家，而是幾千家，業界還有很多的工作要做。”餘泉以智能抄表行業為例表示，目前家庭擁有水表、電表、瓦斯表以及暖氣表等很多表，這些背後的企業很多。

如此多的參與方，會出現大量協同方面的問題，業界需要一個開放的平台加速産業的前進步伐。而且，新标準制定需要開放平台去推動。

“NB-IoT标準預計在今年6月完成。”餘泉表示，這展現NB-IoT進入了發展的關鍵一年。

據悉，随着3GPP标準在6月份當機，經過市場的洗禮後，NB-IoT會在LPWA市場的多個技術競争中脫穎而出，成為領先營運商的最佳選擇。同時2016年也将成為NB-IoT的商用元年。

今年将有很多晶片廠家和模組廠家支援NB-IoT發展。在網絡方面，華為計劃在今年下半年推出支援NB-IoT的系統。而許多其他網絡裝置供應商也計劃在今年實作對NB-IoT的支援。

營運商在發展NB-IoT方面表現的十分迫切。“即使産業已經盡力最大努力，促進NB-IoT快速發展，但營運商還是認為發展進度不夠快，給了供應商很大壓力。”餘泉透露。

垂直行業也提出了他們對技術的要求：終端電池壽命要達到10年以上，安全性必須完全滿足，且今年要能夠商用。

使用者案例是NB-IoT或者說蜂窩物聯網要成功非常關鍵的一點。現在借助Open Lab，業界已經讨論如何去使能更多的使用者案例。目前智能停車、智能水表、智能追蹤等使用者案例已經完成實驗室驗證。“預計今年下半年就會有NB-IoT商用的網絡，明年将會規模部署，這是我們整個産業的大概期望。”餘泉表示。

對于NB-IoT發展的挑戰，餘泉表示萬事開頭難，但蜂窩産業發展幾十年，擁有開放合作的傳統，才能達到今天的成就。“我相信NB-IoT産業也會重複這樣的開放合作，為營運商、垂直客戶帶來新的商業成功，同時對整個社會，對整個的經濟起到非常好的促進作用。”餘泉介紹。

據悉，目前隻有10%的IoT應用是基于蜂窩網絡的，蜂窩網絡具備覆寫優勢和成本優勢，華為已經做好了在2016年内完成商用的準備。華為方面表示，華為在IoT市場最關鍵的一步就是“幫助營運商開啟一個百億聯接市場”。

同時，在GSMA NB-IoT Forum的倡導之下，華為與營運商共同建立開發實驗室，加強企業間合作。目前，華為已與中國移動、阿聯酋電信、LG Uplus、上海聯通、意大利電信和沃達豐在全球成立六個NB-IoT開放實驗室，專注于NB-IoT的聯合創新、産業發展、內建驗證，探索全新的商用案例與商業模式，并将成果整個行業。

在集團層面，網絡創新轉型一直以來也是極為重要的課題，曾明确提出“網絡創新轉型不能再是單獨的就網絡說網絡，必須要能支撐市場業務或者支撐模式創新”。

然而，4.5G有什麼業務可作切入？在對衆多行業進行考量後，雙方于4月确定先從兩個業務入手，分别是智能停車和智能水表。這兩個業務從晶片成熟度一直到下遊合作廠商整個産業鍊相對比較成熟，具有良好的持續性。業務确定後就進入了馬不停蹄的快速建設中，5月、6月，趕在7月亞洲移動大會·上海站之前正式上線，并在大會上隆重展示。

目前抄表方案存在着深度覆寫差、功耗大、成本高的挑戰。而智能水表業務通過在水箱裡面內建一塊帶有特殊晶片的電路闆，不但可以實作更為精準的抄表資料傳輸，更可以智能監測控制水箱開關，凸顯了NB-IOT技術在覆寫增強方面的優勢。

擁抱萬物互聯 建構共赢生态

全球首個NB-IOT樣闆如何打造(3張)

使用預标準NB-IoT技術的NB-IoT開放實驗室将研究網絡解決方案驗證、新應用創新、裝置內建、業務模式研究以及産品合格驗證等。

　　沃達豐集團研發總監兼NB-IoT論壇主席LukeIbbetson表示：“随着該技術在即将到來的2017年初實作商業部署，與開發商和解決方案提供商共同建構一個生态系統将變得至關重要。”

　　NB-IoT技術将通過更加有效地連接配接需要較長電池壽命的對象進而擴大物聯網（IoT）的應用。預計在2016年底或2017年初出現第一批由NB-IoT技術連接配接的裝置。

　　沃達豐與華為将該技術融入現有位于西班牙的移動網絡，然後将首個預标準NB-IoT資訊發送至安裝在水表中的u-blox模組。

沃達豐和華為都宣稱，此次商用測試，将NB-IoT與現有網絡基礎設施融合，是世界上首個利用此技術的測試。華為還表示這次測試僅僅是NB-IoT裝置一系列可能性的開始；在未來還會出現各種企業應用，例如公用事業水表、傳感監測以及資産跟蹤等。

華為無線網絡業務部總裁汪濤(David Wang)表示：“NB-IoT技術已經得到了業界的認可。通過與沃達豐的聯合創新，進一步加強了我們為客戶提供創新解決方案、幫助客戶滿足業務需求以及引領技術和産業生态系統發展的願景。我們将與沃達豐一起，建構一個網絡連接配接更發達的世界。”

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華為攜手沃達豐完成首個NB-IoT商用測試(3張)

何為NB-IOT？

NB-IOT的誕生并非偶然，寄托着電信行業對物聯網市場的憧憬。其前身可以追溯至華為與沃達豐于2014年5月共同提出的NB-M2M。

其次是對海量連接配接的支撐能力，NB-IOT一個扇區能夠支援10萬個連接配接。目前全球有約500萬個實體站點，假設全部部署NB-IOT、每個站點三個扇區，那麼可以接入的物聯網終端數将高達4500億個。

同時NB-IOT的功耗更低，僅為2G的1/10，終端子產品的待機時間可長達10年。在成本上也将更低，子產品成本有望降至5美元之内。未來随着市場發展帶來的規模效應和技術演進，功耗和成本還有望進一步降低。

此外，在支援大資料方面，NB-IoT連接配接所收集的資料可以直接上傳雲端，而藍牙、Wi-Fi等技術則沒有這樣的便利。

NB-IOT實踐與成果

随着國内生活水準的提高，汽車已經進入尋常百姓家，但也帶來“停車難”等問題——據調查，平均每位司機有20%的時間用在尋找停車位上，而廣東作為國内發達省份之一，這一現象更為突出。

共建生态擁抱萬物互聯

一項技術由紙面到商用離不開一個強大生态系統的支撐。長期以來，物聯網連接配接技術各自為戰，從晶片到系統各方采用的規範不一，造成大規模部署的瓶頸。

如今，圍繞NB-IOT的生态已初步成型，并在持續擴大中，擁抱萬物互聯的條件開始成熟。在網絡裝置供應商層面，華為、愛立信等上司者均已推出了基于NB-IOT的端到端解決方案。

電信行業憧憬物聯網市場已達10年之久，但由于傳統2G、3G、4G網絡并不滿足物聯網裝置低功耗、低成本的要求，一直以來，大部分物聯網裝置在聯接時主要使用Wi-Fi、藍牙等免費技術，營運商很難從中獲利。目前，全球聯網的物聯網終端約40億個，但接入營運商移動網絡的終端隻有2.3億個左右，營運商在物聯網市場占比不足6%。

在全球71億的移動使用者數前，2.3億個物聯網聯接确實占不了多少比重，但移動使用者已經飽和，而物聯網才剛剛起步，是以這是電信行業為數不多的幾個值得期待的業務。

目前，多數電信營運商遭遇增長停滞難題。資料顯示，2015年的财富500強中，入榜的18家電信營運商，7家出現收入下滑，全球第九大營運商西班牙電信的收入降幅高達11%。

移動通信市場飽和是營運商最主要的困境。在沃達豐的最新财報中，2015财年（2014年3月至2015年3月），沃達豐占比71%的移動業務收入出現下降，且使用者數增速隻有3%。相比之下，沃達豐來自物聯網業務的收入則同比增長了24.7%，物聯網聯接數也從2014财年的1610萬增長至2150萬，增幅33.5%。

根據沃達豐财報資料計算，每個移動使用者可以給沃達豐貢獻105美元的年收入，而每個物聯網聯接貢獻的年收入為27.8美元。但為移動使用者提供網絡服務，需要巨額的網絡建設成本和維護成本，而物聯網業務幾乎都在現有網絡的基礎上提供，成本極低，27.8美元絕大多數都是利潤。

目前，沃達豐的物聯網業務分布于27個國家，但大多仍部署在傳統移動網絡上，功耗、聯接數限制、成本等因素制約了其業務的增長速度。2014年5月，沃達豐與華為提出NBM2M技術，試圖通過改進現有網絡提供低成本、低功耗的物聯網聯接，NBM2M也是NB-IoT的前身。今年9月，國際标準組織3GPP在美國鳳凰城通過了名為NB-IoT的WorkItem（WI）立項決議，根據計劃，NB-IoT标準将于2016年3月的3GPPR13完成标準當機，屆時NB-IoT的規模商用也即将啟動。

根據全球物聯網研究機構MachinaResearch的統計資料，2015年，全球營運商物聯網聯接數2.3億，給營運商貢獻市場約70億美元，這一數字在2020年将達到240億美元。一位華為從業人員介紹，到2020年，接入營運商網絡的物聯網裝置占比有可能達到20%，而且占比還會繼續提升，基于Wi-Fi、藍牙的聯接占比将會降低。

“相比于Wi-Fi、藍牙等技術，NB-IoT最明顯的優勢是資料采集和能耗。”MBB的展區裡，深圳大行科技産品科長羅豔鴻對21世紀經濟報道記者說。

“Wi-Fi、藍牙等技術收集的資料都是傳到使用者手機上，難以形成大資料，且資料準确率很低、耗電量極大，兩天就得充一次電；NB-IoT聯接後資料采集直接上傳到雲端，很精确，并且可以實作5年不充電。”羅豔鴻稱，大行科技計劃在50萬台自行車中使用NB-IoT技術。

據華為介紹，高通、Quectel、瑞士企業ublox等一批晶片企業都是華為在NB-IoT技術上的合作夥伴。除此之外，華為旗下多個産品線也啟動了物聯網的聯合研發。去年，華為2500萬美元收購了英國的晶片公司Neul。目前該公司已經推出了NB-IoT晶片。此前，華為還針對物聯網推出了LiteOS作業系統。

NB-IOT論壇的宗旨包括：

2.引領行業夥伴共同構築成熟的端到端産業鍊，以促進NB-IOT産業未來的快速發展及商用部署；

3.促進NB-IOT在垂直市場的應用，孵化新的商業機會點；

4.與NB-IOT所有産業夥伴合作，共同確定不同廠家的解決方案和業務的互聯互通。

據悉，一些客戶已經開始對Pre NB-IOT進行實驗局測試，預計在2016年下半年預商用。2017年初将迎來商用部署。

NB-IoT Forum旨在促進産業鍊健康、快速、可持續發展，擴大移動營運商網絡在物聯網領域創新和應用。論壇鼓勵營運商和裝置商等合作建立NB-IoT開放實驗室，為創新及應用提供開發和測試環境，加速技術創新和市場化。此次論壇的成立标準着NB-IoT産業達到了一個新的裡程碑，具備了端到端全産業鍊生态環境。随着更多夥伴的加入，整個産業将更加快速的向前發展。

中興通訊一直是面向物聯網的廣域低功耗技術NB-IoT的主要推進者。物聯網IoT（Internet of Thing）面向海量連接配接，在一些物聯網的場景下，例如智能抄表，生态農業，智慧停車，智能小區，智能建築等場景， 對廣覆寫、低功耗、低成本終端的需求更為明确。目前廣泛商用的2G/3G/4G、WLAN及其他無線技術都無法滿足這些挑戰，而NB-IoT，即基于LTE的窄帶IoT技術，具有低功耗、廣覆寫、多連接配接的特征，可滿足物聯網場景的需求。 國際标準組織3GPP計劃在2016年6月當機并釋出NB-IoT标準。中興通訊作為NB-IoT标準的主要貢獻者之一，在NB-IoT技術研究和标準化工作中與同行一起積極推進，并大量投入，在空中接口核心技術例如信道設計、短碼、多連接配接以及超低功耗方面均做出了主要貢獻。

随着智能化、移動化、雲化等技術的發展，多種形式的智能終端不斷普及。根據預測，2020年全球智能連接配接數将達到1000億。NB-IoT将會有效的解決對營運商網絡提出的千億連接配接的需求，使得電信營運商能夠快速滿足“物-物”互聯的連接配接需求，是電信營運商發展的重要方向。中興通訊為營運商和産業打造了基于NB-IoT的端到端解決方案，積極投入對晶片、終端、系統和物聯網IoT平台的研究，助力營運商實作未來“千億”的連接配接。

2017年5月17日，中國電信宣布全球首個覆寫最廣的商用下一代物聯網（NB-IOT)網絡建成，同時領先的4G網絡實作全國覆寫。

并且目前正在積極推進NB-IoT和eMTC技術試點。試點主要包括兩部分：一部分是内場實驗，依托于中國聯通物聯網開放實驗室，主要推進各類物聯網技術對接；另一部分是外場測試，中國聯通已經在全國10多個城市同步推進測試工作。[2