NB-IoT及其发展策略分析

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摘要：对NB-IoT技术的特点和发展现状做了介绍，分析了NB-IoT带来的挑战，最后从商业模式、产业链、业务和营销创新、相关技术研发和安全性方面分析了NB-IoT的发展策略。

1  引言

随着信息技术的发展，移动宽带、云计算、大数据、物联网等层出不穷，我们的生活正发生着巨大的变化。尤其是物联网技术在各个行业的应用更加深入，为相关产业的发展提供了新的机遇。爱立信在2016年年中发布的研究报告显示，到2021年全球将有280亿个连接，其中157亿个连接是物联网，而使用移动蜂窝技术的物联网连接将有15亿个，占比约为10%。由于基于移动蜂窝网络的NB-IoT具有覆盖范围广、连接性好等优点，受到越来越多的关注。

2  NB-IoT特点及发展现状

2016年6月NB-IoT的标准已经冻结，上行支持Single-Tone和Multi-Tone两种技术，需要终端上报其能力以便网络进行集中调度；下行采用OFDMA 15KHz的子载波。NB-IoT具有覆盖广、低功耗、低成本和大容量等诸多优点：

●覆盖广：基于移动蜂窝网技术，在室外和室内都具备很好的网络覆盖。

●低功耗：通过降低芯片复杂度，简化空口信令，减少终端监听网络的频度，采用长周期的RAU/TAU，减少终端发送位置更新的次数等技术来降低终端功耗，基于AA电池，使用寿命可长达10年。

●低成本：由于采用180KHz的窄带系统，降低了基带的复杂度，简化协议栈带来了FLASH的减少，同时还使用了低采样率，单天线、半双工等技术降低了RF成本。终端芯片成本在大规模商用后可以降到1美元。

●大容量：通过采用窄带技术，提升上行等效功率，扩大了信道容量，同时空口信令开销降低，也提升了频谱效率。另外对基站、核心网等进行优化也提升了小区的容量。在一个小区可以接入高达10万个用户。

目前，中国移动已建成了NB-IoT网络，并在江西省鹰潭市建成了第一个全城覆盖的网络；中国电信已经建成基于800MHz的NB-IoT网络并投入商用，鹰潭市是中国电信第一个物联网全域覆盖的城市；中国联通已经建成基于900MHz的NB-IoT网络并在多个行业开展应用。工业和信息化部也在2017年1月发布了物联网发展规划，提出要加快NB-IoT的发展。

3  NB-IoT带来的挑战

物联网有大量连接的需求，对物联网的网络接入能力提出了非常高的要求。基于移动蜂窝网的NB-IoT具备一定的优势，会接入大量的物联网设备。传统的移动蜂窝网主要是满足个人的移动通信需求，是根据人口和业务流量分布来进行网络规划、覆盖和承载等能力建设的，随着物联网业务应用的发展，传统的移动蜂窝网在单位面积容量、接入终端数等方面将面临较大的挑战。

物联网连接物复杂多样，带来的终端形态、技术需求等差异巨大，无法用一个通用标准化产品来满足多样化的用户需求。物联网是为物服务，连接的也是跟这些物所对应的终端。如物联网连接的是比较小的物，那么其终端体积就会非常小；如果物联网连接的是工业控制中的某个大型器械，那么其连接终端在形态、体积等方面则需求不一样，差异化较大。

另外，物联网终端的工作环境千差万别，带来的技术需求也是形形色色。例如远程抄表、部分远程监控应用，能耗是其重要技术指标，有的甚至要求能够提供10年的能源，这是影响其能否规模应用的重要特点。

物联网业务应用场景各式各样，导致各种物联网业务模型差异大，对于技术需求差别也很大。从时延上来看，有对时延非常敏感，要求毫秒级的应用；也有对时延不敏感，分钟级时延也能接受的应用。从数据速率需求来看，有速率要求在Mbit/s以上的视频监控类应用；也有对速率需求很低的抄表类业务应用，bit/s的接入速率就可满足需求。从业务接入次数要求来看，包括实时通信业务、异常通信业务和定期通信业务等，各类业务在接入次数和频率上需求差异很大。因此，通过移动蜂窝网技术实现物联网业务应用，给传统移动蜂窝技术的适应性提出了更多样的要求。

各类行业应用在选择其物联网通信技术时，成本是其考虑的一个重要因素。因此，终端模组成本极大地左右着物联网业务对于接入技术的选择，使用2G模组的成本远远低于使用3G和4G技术的模组的成本。因此，对于抄表类物联网业务来说，时延不敏感、速率不敏感，采用新的移动蜂窝技术的模组反而增加了成本，不适合采用新技术的模组。但是对于车联网、视频监控类需要较高速率的业务，4G甚至5G技术就比较有优势。目前，市场上2G模组仍然占有相当大的比例。移动蜂窝网需要考虑如何提升资源利用率，降低能耗，满足物联网的多样化需求，需要更加灵活的业务运营策略和丰富的技术。

4  发展策略分析

4.1  建立合理的商业模式

一个产业要持续发展，首先应该考虑合理的商业模式。由于NB-IoT涉及的行业众多，有更加多样化的盈利渠道。需要明确目标受众，提高点对点的精确性，做好精确营销。此外，基于NB-IoT的收费和支付也会更加清晰，可以不断拓宽思路，开辟更多的盈利渠道。

4.2  推动产业链发展

物联网生态链上除了最终用户，还包括芯片/模组厂商、终端设备厂商、网络运营商、系统供应商、集成商、综合方案提供商、数据分析厂商、服务提供商、大型开发者、中小微开发者等各种角色。不同角色以不同的方式推动其发展，但最终来看主要与经济效益有关，由最终客户推动，各方应该共享客户资源，获得产业链收益增长点；共享技术资源，提供跨行业甚至跨国服务；各方共同扩大市场覆盖，提高物联网市场议价能力；合作提供全产业链方案，帮助客户降低成本。产业链上的各方也需要积极探索物联网业务合作的新模式，充分发挥自身优势，集中优势力量，共同推动产业的发展与繁荣。

4.3  推动NB-IoT的创新

NB-IoT业务的发展需要不断创新，同时也要符合我国战略发展的大方向，以满足社会不断增长的物质和文化需求。随着人们生活水平的提高及休闲娱乐时间的增加，综艺类、影视类、交易类、通信类、娱乐类、跨屏互动类等各种各样的文化消费不断增长，用户需求的个性化、差异化特征十分明显。因此，NB-IoT不仅要满足大众的文化需求，而且要注重满足长尾需求，要不断根据客户的需求推出客户喜欢的内容。要加快业务创新，充分利用现有的内容服务资源，充分利用NB-IoT将好的应用提供给广大用户，加大创新力度，为用户提供良好的体验，吸引用户，扩大用户规模，繁荣NB-IoT产业。

同时，NB-IoT还要在营销方面进行创新。加大营销创新，以优质的内容、优惠的价格，通过“免费+收费”和广告等模式增加收入，实现收入在产业链各环节的合理分配，从而调动各方的积极性。服务商应在业务创新的基础上，通过广告、口碑营销等手段加强品牌的宣传和推广，提高NB-IoT的品牌影响力；以价值营销为突破口，根据客户需求实现业务推陈出新；通过客户细分，加强对客户使用行为、消费习惯的研究，实现精准的业务推送和广告业务；发挥全业务优势，提高客户黏性；以客户感知为基础，改善服务，努力提高客户满意度。

4.4  加强相关技术研发

NB-IoT相关的硬件，如芯片、模组等也非常重要，不同的行业有不同的应用要求，降低硬件成本，有助于进一步扩大产业规模。此外，在软件方面，需要打造多样化的应用，可以进一步提升NB-IoT的竞争力。随着未来人们对于软件应用的要求迅速上升，聚集开发者为NB-IoT提供不断丰富的应用，可以增强对于NB-IoT应用乃至整个NB-IoT产业链的控制能力。

在平台方面，国内三大电信运营商都建设了物联网管理平台，需要进一步完善和加强平台的建设，能够更好地构建设备管理、能力调用、数据收集及分析等能力，通过低门槛的物联网应用，吸引用户群，聚合生态圈；获取更多有价值的数据，挖掘更多的价值，聚合产业链中的各种角色。

4.5  加强安全研发

要加强对NB-IoT的安全性研究，提高NBIoT的安全性。迄今为止，安全性问题仍然是NB-IoT潜在用户的最大顾虑之一。2016年10月在美国就发生了一起控制网络摄像头，然后操纵这些“肉鸡”攻击美国的多个知名网站如Twitter、Paypal等的事件，多个知名网站被迫中断服务。目前我国工业和信息化部已经发布了网安[2016]452号文《工业和信息化部关于进一步防范和打击通讯信息诈骗工作的实施意见》，进一步加强物联网的安全，运营商也在加强物联网卡实名制管理，并采用相关管控措施。

参考文献：

[1]戴国华，余骏华.NB-IoT的产生背景、标准发展以及特性和业务研究[J].移动通信，2016，07：31-36.

[2]纪伟.NB-IoT的发展现状及运营商发展策略[J].通讯世界，2016，11：71-72.

[3]孙彪.移动运营商NB-IoT部署策略探讨[J].移动通信，2016，12：11-16.

[4]3GPP. Technical Specification Group GSM/ EDGE Radio Access Network; Cellular system support for ultra-low complexity and low throughput Internet of Things(CIoT)(Release 13)[S/OL]. (2015-12-01) [2017-02-17]. http://www.tech-invite.com/3m45/tinv-3gpp-45-820.html.

作者： 肖征荣 张延练  来源： 《世界电信》2017年第01期