NB-IoT蜂窝窄带物联网概念NB-IoT

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<dt>中文名</dt>

<dd>基于蜂窝网络的窄带物联网</dd>

<dt>外文名</dt>

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

<a>编辑</a>

此前，相对于爱立信、诺基亚和英特尔推动的NB-LTE，华为更注重构建NB-CIOT的生态系统，包括高通、沃达丰、德国电信、中国移动、中国联通、Bell等主流运营商、芯片商及设备系统产业链上下游均加入了该阵营。

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。

NB-IoT应用场景(4张)

移动通信正在从人和人的连接，向人与物以及物与物的连接迈进，万物互联是必然趋势。然而当前的4G网络在物与物连接上能力不足。事实上，相比蓝牙、ZigBee等短距离通信技术，移动蜂窝网络具备广覆盖、可移动以及大连接数等特性，能够带来更加丰富的应用场景，理应成为物联网的主要连接技术。作为LTE的演进型技术，4.5G除了具有高达1Gbps的峰值速率，还意味着基于蜂窝物联网的更多连接数，支持海量M2M连接以及更低时延，将助推高清视频、VoLTE以及物联网等应用快速普及。蜂窝物联网正在开启一个前所未有的广阔市场。

对于电信运营商而言，车联网、智慧医疗、智能家居等物联网应用将产生海量连接，远远超过人与人之间的通信需求。

因为NB-IoT自身具备的低功耗、广覆盖、低成本、大容量等优势，使其可以广泛应用于多种垂直行业，如远程抄表、资产跟踪、智能停车、智慧农业等。3GPP标准的首个版本预计在今年6月发布，到时候将有一批测试网络和小规模商用网络出现。

NB-IoT让世界万联(4张)

随着智能城市、大数据时代的来临，无线通信将实现万物连接。很多企业预计未来全球物联网连接数将是千亿级的时代。目前已经出现了大量物与物的联接， 然而这些联接大多通过蓝牙、Wi-Fi等短距通信技术承载，但非运营商移动网络。为了满足不同物联网业务需求，根据物联网业务特征和移动通信网络特点，3GPP根据窄带业务应用场景开展了增强移动通信网络功能的技术研究以适应蓬勃发展的物联网业务需求。

当然，实现这一切的基础，是要有无处不在的网络联接。运营商的网络是全球覆盖最为广泛的网络，因此在接入能力上有独特的优势。然而，一个不容忽视的现实情况是，真正承载到移动网络上的物与物联接只占到联接总数的10%，大部分的物与物联接通过蓝牙、WiFi等技术来承载。

为此，产业链从几年前就开始研究利用窄带LTE技术来承载IoT联接。历经几次更名和技术演进，2015年9月，3GPP正式将这一技术命名为NB-IoT。MWC2016上，NB-IoT首次亮相，受到瞩目，运营商和设备商纷纷为其站台和背书。

华为无线网络产品线首席战略官余泉在接受《通信产业报》(网)采访时表示：“NB-IoT是蜂窝网络产业应对万物互联的一个重要机会。我们非常看好NB-IoT的商用前景，推荐将其作为物联网联接技术的首要选择。”

他向记者阐释了NB-IoT的商业和技术优势。从商业层面上来讲，截至目前，蜂窝网络覆盖了全球超过50%的地理面积，90%的人口，是一张覆盖最为完整的网络。　从技术层面上来讲，NB-IoT有4大技术优势。首先是覆盖广，相比传统GSM，一个基站可以提供10倍的面积覆盖;其次是海量连接，200KHz的带宽可以提供10万个联接;第三是低功耗，使用AA电池便可以工作十年，无需充电;第四是低成本，模组成本小于5美金。

此前，华为曾向记者算了一笔账，假设全球有500万左右物理站点，全部部署NB-IoT，每个站3个扇区、每个扇区部署200kHz、每小时每个传感器发送100个字节，那么全球站点能够联接的传感器数量高达4500亿。

据了解，NB-IoT可以广泛应用于多种垂直行业，如远程抄表、资产跟踪、智能停车、智慧农业等。随着3GPP标准的首个版本在6月份发布，将有一批测试网络和小规模商用网络出现。NB-IoT将在多个低功耗广域网技术中脱颖而出。

对于LPWA网络所用到的窄带物联网（NB-IoT），运营商业已达成共识，应使用授权频谱，采用带内、防护频带独立部署。这一新兴技术可以提供广域网络覆盖，旨在为吞吐量、成本、能耗都很低的海量物联网设备提供支撑。

　　目前，运营商已经在客户中展开预标准NB-IoT技术试点工作。例如，德国电信和沃达丰已经采取行动，利用现有基站进行预部署试点，预计试商用部署在2016年下半年进行，正式商用将从2017年初开始。

　　华为也希望相关标准能尽快得到确认，这样行业才能启动大规模的物联网部署。胡厚昆指出：“华为在技术方面已经准备就绪，希望能尽快抓住窄带物联网的机遇。”

　　窄带物联网具有四大优势：电池寿命长（超过十年）、成本低（每个模块不足5美元）、容量大（单个小区能支持10万连接）、覆盖广（能覆盖到地下）。

　　Ibbetson认为：“如果产业链不能将单模块成本降到两三美元以下，实现大规模应用，NB-IoT市场就做不起来。我们需要从全局角度出发，以极低的成本将物联网模块嵌入设备中。”

　　胡厚昆也认为，要想刺激NB-IoT大规模发展，通信模块成本必须低于5美元。如果成本降到1美元以内，则会带来爆发式增长。

　　在医疗领域，飞利浦已经开发了多款电子医疗应用，包括一款供慢性病患者使用的贴片。该贴片使用传感器实时收集患者健康数据，并传输到云平台，医护人员可以对数据进行监控，并适时采取医疗干预措施。

　　飞利浦数字加速器项目主管Alberto Prado指出，设备和系统的互操作性是数字医疗行业崛起的关键。随着协作护理模式日益盛行，未来的医疗必然将整合所有资源，并以主动预防为主。

　　为了迎接物联网领域的巨大机遇，整个产业不仅需要推动技术创新，还需要推动商业模式创新和跨行业协作。由于用例、应用和商业模式纷繁多样，物联网市场将比移动市场更加碎片化。

“NB-IoT产业生态系统正在快速成长，它更需要运营商与IoT相关产业参与者精诚合作，携手共进。”谈及NB-IoT落地的挑战，余泉介绍。

就在MWC2016举办前一天，GSMA联合企业各方举办全球首届NB-IoT峰会，并在会上成立NB-IoT forum。该联盟成员包括全球主流运营商、网络设备厂家以及主要芯片模组厂家等诸多产业链企业。

余泉强调，有超过20家垂直行业企业参加了此次峰会，这是非常可喜的开端。“当然垂直行业供应商可能不是几十家，而是几千家，业界还有很多的工作要做。”余泉以智能抄表行业为例表示，目前家庭拥有水表、电表、煤气表以及暖气表等很多表，这些背后的企业很多。

如此多的参与方，会出现大量协同方面的问题，业界需要一个开放的平台加速产业的前进步伐。而且，新标准制定需要开放平台去推动。

“NB-IoT标准预计在今年6月完成。”余泉表示，这体现NB-IoT进入了发展的关键一年。

据悉，随着3GPP标准在6月份冻结，经过市场的洗礼后，NB-IoT会在LPWA市场的多个技术竞争中脱颖而出，成为领先运营商的最佳选择。同时2016年也将成为NB-IoT的商用元年。

今年将有很多芯片厂家和模组厂家支持NB-IoT发展。在网络方面，华为计划在今年下半年推出支持NB-IoT的系统。而许多其他网络设备供应商也计划在今年实现对NB-IoT的支持。

运营商在发展NB-IoT方面表现的十分迫切。“即使产业已经尽力最大努力，促进NB-IoT快速发展，但运营商还是认为发展进度不够快，给了供应商很大压力。”余泉透露。

垂直行业也提出了他们对技术的要求：终端电池寿命要达到10年以上，安全性必须完全满足，且今年要能够商用。

用户案例是NB-IoT或者说蜂窝物联网要成功非常关键的一点。现在借助Open Lab，业界已经讨论如何去使能更多的用户案例。目前智能停车、智能水表、智能追踪等用户案例已经完成实验室验证。“预计今年下半年就会有NB-IoT商用的网络，明年将会规模部署，这是我们整个产业的大概期望。”余泉表示。

对于NB-IoT发展的挑战，余泉表示万事开头难，但蜂窝产业发展几十年，拥有开放合作的传统，才能达到今天的成就。“我相信NB-IoT产业也会重复这样的开放合作，为运营商、垂直客户带来新的商业成功，同时对整个社会，对整个的经济起到非常好的促进作用。”余泉介绍。

据悉，当前只有10%的IoT应用是基于蜂窝网络的，蜂窝网络具备覆盖优势和成本优势，华为已经做好了在2016年内完成商用的准备。华为方面表示，华为在IoT市场最关键的一步就是“帮助运营商开启一个百亿联接市场”。

同时，在GSMA NB-IoT Forum的倡导之下，华为与运营商共同建立开发实验室，加强企业间合作。目前，华为已与中国移动、阿联酋电信、LG Uplus、上海联通、意大利电信和沃达丰在全球成立六个NB-IoT开放实验室，专注于NB-IoT的联合创新、产业发展、集成验证，探索全新的商用案例与商业模式，并将成果整个行业。

在集团层面，网络创新转型一直以来也是极为重要的课题，曾明确提出“网络创新转型不能再是单独的就网络说网络，必须要能支撑市场业务或者支撑模式创新”。

然而，4.5G有什么业务可作切入？在对众多行业进行考量后，双方于4月确定先从两个业务入手，分别是智能停车和智能水表。这两个业务从芯片成熟度一直到下游合作厂商整个产业链相对比较成熟，具有良好的持续性。业务确定后就进入了马不停蹄的快速建设中，5月、6月，赶在7月亚洲移动大会·上海站之前正式上线，并在大会上隆重展示。

当前抄表方案存在着深度覆盖差、功耗大、成本高的挑战。而智能水表业务通过在水箱里面集成一块带有特殊芯片的电路板，不但可以实现更为精准的抄表数据传输，更可以智能监测控制水箱开关，凸显了NB-IOT技术在覆盖增强方面的优势。

拥抱万物互联 构建共赢生态

全球首个NB-IOT样板如何打造(3张)

使用预标准NB-IoT技术的NB-IoT开放实验室将研究网络解决方案验证、新应用创新、设备集成、业务模式研究以及产品合格验证等。

　　沃达丰集团研发总监兼NB-IoT论坛主席LukeIbbetson表示：“随着该技术在即将到来的2017年初实现商业部署，与开发商和解决方案提供商共同构建一个生态系统将变得至关重要。”

　　NB-IoT技术将通过更加有效地连接需要较长电池寿命的对象从而扩大物联网（IoT）的应用。预计在2016年底或2017年初出现第一批由NB-IoT技术连接的设备。

　　沃达丰与华为将该技术融入现有位于西班牙的移动网络，然后将首个预标准NB-IoT信息发送至安装在水表中的u-blox模组。

沃达丰和华为都宣称，此次商用测试，将NB-IoT与现有网络基础设施融合，是世界上首个利用此技术的测试。华为还表示这次测试仅仅是NB-IoT设备一系列可能性的开始；在未来还会出现各种企业应用，例如公用事业水表、传感监测以及资产跟踪等。

华为无线网络业务部总裁汪涛(David Wang)表示：“NB-IoT技术已经得到了业界的认可。通过与沃达丰的联合创新，进一步加强了我们为客户提供创新解决方案、帮助客户满足业务需求以及引领技术和产业生态系统发展的愿景。我们将与沃达丰一起，构建一个网络连接更发达的世界。”

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华为携手沃达丰完成首个NB-IoT商用测试(3张)

何为NB-IOT？

NB-IOT的诞生并非偶然，寄托着电信行业对物联网市场的憧憬。其前身可以追溯至华为与沃达丰于2014年5月共同提出的NB-M2M。

其次是对海量连接的支撑能力，NB-IOT一个扇区能够支持10万个连接。目前全球有约500万个物理站点，假设全部部署NB-IOT、每个站点三个扇区，那么可以接入的物联网终端数将高达4500亿个。

同时NB-IOT的功耗更低，仅为2G的1/10，终端模块的待机时间可长达10年。在成本上也将更低，模块成本有望降至5美元之内。未来随着市场发展带来的规模效应和技术演进，功耗和成本还有望进一步降低。

此外，在支持大数据方面，NB-IoT连接所收集的数据可以直接上传云端，而蓝牙、Wi-Fi等技术则没有这样的便利。

NB-IOT实践与成果

随着国内生活水平的提高，汽车已经进入寻常百姓家，但也带来“停车难”等问题——据调查，平均每位司机有20%的时间用在寻找停车位上，而广东作为国内发达省份之一，这一现象更为突出。

共建生态拥抱万物互联

一项技术由纸面到商用离不开一个强大生态系统的支撑。长期以来，物联网连接技术各自为战，从芯片到系统各方采用的规范不一，造成大规模部署的瓶颈。

如今，围绕NB-IOT的生态已初步成型，并在持续扩大中，拥抱万物互联的条件开始成熟。在网络设备供应商层面，华为、爱立信等领导者均已推出了基于NB-IOT的端到端解决方案。

电信行业憧憬物联网市场已达10年之久，但由于传统2G、3G、4G网络并不满足物联网设备低功耗、低成本的要求，一直以来，大部分物联网设备在联接时主要使用Wi-Fi、蓝牙等免费技术，运营商很难从中获利。目前，全球联网的物联网终端约40亿个，但接入运营商移动网络的终端只有2.3亿个左右，运营商在物联网市场占比不足6%。

在全球71亿的移动用户数前，2.3亿个物联网联接确实占不了多少比重，但移动用户已经饱和，而物联网才刚刚起步，所以这是电信行业为数不多的几个值得期待的业务。

当前，多数电信运营商遭遇增长停滞难题。数据显示，2015年的财富500强中，入榜的18家电信运营商，7家出现收入下滑，全球第九大运营商西班牙电信的收入降幅高达11%。

移动通信市场饱和是运营商最主要的困境。在沃达丰的最新财报中，2015财年（2014年3月至2015年3月），沃达丰占比71%的移动业务收入出现下降，且用户数增速只有3%。相比之下，沃达丰来自物联网业务的收入则同比增长了24.7%，物联网联接数也从2014财年的1610万增长至2150万，增幅33.5%。

根据沃达丰财报数据计算，每个移动用户可以给沃达丰贡献105美元的年收入，而每个物联网联接贡献的年收入为27.8美元。但为移动用户提供网络服务，需要巨额的网络建设成本和维护成本，而物联网业务几乎都在现有网络的基础上提供，成本极低，27.8美元绝大多数都是利润。

目前，沃达丰的物联网业务分布于27个国家，但大多仍部署在传统移动网络上，功耗、联接数限制、成本等因素制约了其业务的增长速度。2014年5月，沃达丰与华为提出NBM2M技术，试图通过改进现有网络提供低成本、低功耗的物联网联接，NBM2M也是NB-IoT的前身。今年9月，国际标准组织3GPP在美国凤凰城通过了名为NB-IoT的WorkItem（WI）立项决议，根据计划，NB-IoT标准将于2016年3月的3GPPR13完成标准冻结，届时NB-IoT的规模商用也即将启动。

根据全球物联网研究机构MachinaResearch的统计数据，2015年，全球运营商物联网联接数2.3亿，给运营商贡献市场约70亿美元，这一数字在2020年将达到240亿美元。一位华为工作人员介绍，到2020年，接入运营商网络的物联网设备占比有可能达到20%，而且占比还会继续提升，基于Wi-Fi、蓝牙的联接占比将会降低。

“相比于Wi-Fi、蓝牙等技术，NB-IoT最明显的优势是数据采集和能耗。”MBB的展区里，深圳大行科技产品科长罗艳鸿对21世纪经济报道记者说。

“Wi-Fi、蓝牙等技术收集的数据都是传到用户手机上，难以形成大数据，且数据准确率很低、耗电量极大，两天就得充一次电；NB-IoT联接后数据采集直接上传到云端，很精确，并且可以实现5年不充电。”罗艳鸿称，大行科技计划在50万台自行车中使用NB-IoT技术。

据华为介绍，高通、Quectel、瑞士企业ublox等一批芯片企业都是华为在NB-IoT技术上的合作伙伴。除此之外，华为旗下多个产品线也启动了物联网的联合研发。去年，华为2500万美元收购了英国的芯片公司Neul。目前该公司已经推出了NB-IoT芯片。此前，华为还针对物联网推出了LiteOS操作系统。

NB-IOT论坛的宗旨包括：

2.引领行业伙伴共同构筑成熟的端到端产业链，以促进NB-IOT产业未来的快速发展及商用部署；

3.促进NB-IOT在垂直市场的应用，孵化新的商业机会点；

4.与NB-IOT所有产业伙伴合作，共同确保不同厂家的解决方案和业务的互联互通。

据悉，一些客户已经开始对Pre NB-IOT进行实验局测试，预计在2016年下半年预商用。2017年初将迎来商用部署。

NB-IoT Forum旨在促进产业链健康、快速、可持续发展，扩大移动运营商网络在物联网领域创新和应用。论坛鼓励运营商和设备商等合作建立NB-IoT开放实验室，为创新及应用提供开发和测试环境，加速技术创新和市场化。此次论坛的成立标准着NB-IoT产业达到了一个新的里程碑，具备了端到端全产业链生态环境。随着更多伙伴的加入，整个产业将更加快速的向前发展。

中兴通讯一直是面向物联网的广域低功耗技术NB-IoT的主要推进者。物联网IoT（Internet of Thing）面向海量连接，在一些物联网的场景下，例如智能抄表，生态农业，智慧停车，智能小区，智能建筑等场景， 对广覆盖、低功耗、低成本终端的需求更为明确。目前广泛商用的2G/3G/4G、WLAN及其他无线技术都无法满足这些挑战，而NB-IoT，即基于LTE的窄带IoT技术，具有低功耗、广覆盖、多连接的特征，可满足物联网场景的需求。 国际标准组织3GPP计划在2016年6月冻结并发布NB-IoT标准。中兴通讯作为NB-IoT标准的主要贡献者之一，在NB-IoT技术研究和标准化工作中与同行一起积极推进，并大量投入，在空中接口核心技术例如信道设计、短码、多连接以及超低功耗方面均做出了主要贡献。

随着智能化、移动化、云化等技术的发展，多种形式的智能终端不断普及。根据预测，2020年全球智能连接数将达到1000亿。NB-IoT将会有效的解决对运营商网络提出的千亿连接的需求，使得电信运营商能够快速满足“物-物”互联的连接需求，是电信运营商发展的重要方向。中兴通讯为运营商和产业打造了基于NB-IoT的端到端解决方案，积极投入对芯片、终端、系统和物联网IoT平台的研究，助力运营商实现未来“千亿”的连接。

2017年5月17日，中国电信宣布全球首个覆盖最广的商用下一代物联网（NB-IOT)网络建成，同时领先的4G网络实现全国覆盖。

并且目前正在积极推进NB-IoT和eMTC技术试点。试点主要包括两部分：一部分是内场实验，依托于中国联通物联网开放实验室，主要推进各类物联网技术对接；另一部分是外场测试，中国联通已经在全国10多个城市同步推进测试工作。[2