IDC調(diào)查顯示，目前全球仍然有80%-90%的物聯(lián)網(wǎng)設備由低功耗的室內(nèi)系統(tǒng)連接，剩下10%左右的設備則由蜂窩網(wǎng)絡承載。換句話說，物聯(lián)網(wǎng)中有80%-90%的物聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)據(jù)并不通過電信運營商平臺，造成這一現(xiàn)象的主要原因在于蜂窩通信并不能完全滿足當前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展及應用的需求。

    可以設想這樣一個場景，企業(yè)需要對物流車隊進行跟蹤，在這一過程中數(shù)據(jù)采集和傳輸量都很小，可能幾秒鐘采集一個點位信息，而且這一過程對延時并不敏感，綜合成本和需求考慮，可以認為這樣的應用場景并不適合利用高帶寬、高能耗、低延時的蜂窩通信技術。最為關鍵的是，高能耗的蜂窩無線通信模塊無法實現(xiàn)設備的長時間待機，而且模塊成本較高。面對這樣一種需求，企業(yè)需要找到一種遠距離、低功耗、低帶寬、低成本的無線通信技術來填補這一市場的空白。

    低功耗廣域網(wǎng)絡，填補窄帶接入空白

    物聯(lián)網(wǎng)通信技術有很多種，從傳輸距離上可以分為兩大類：

    第一類：短距離通信技術，代表技術有Wi-Fi、UWB、Bluetooth、Zigbee等，典型的應用場景如智能家居。

    第二類：遠距離通信技術。其中包括GSM、CDMA、WCDMA等較成熟的2G/3G蜂窩通信技術，以及最近幾年發(fā)展起來的低功耗廣域網(wǎng)絡（LPWAN），主要包括SigFox、LoRa、NB-IOT。

    目前全球仍然有80%-90%的物聯(lián)網(wǎng)設備由低功耗的室內(nèi)系統(tǒng)連接，指的就是短距離這部分，而剩下10%左右的設備則由蜂窩網(wǎng)絡承載，指的就是長距離這部分。在長距離這部分，根據(jù)業(yè)務特點的不同我們又將物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務需求進行細化，分為三個業(yè)務需求層級：

    第一：低延時、高速率、高可靠性。這部分的業(yè)務特點是帶寬要求要高，基本都在幾M到幾十M之間，而且不允許太大的時間延遲。比如遠程視頻交互、車聯(lián)網(wǎng)、遠程醫(yī)療、遠程工業(yè)控制等，但較高的網(wǎng)絡性能帶來的是高功耗和高成本，使得待機時間較短。

    第二：中低速率，延時在允許的范圍內(nèi)即可。這部分業(yè)務的特點對帶寬要求不高，基本在幾百K到幾M之間，到能支持移動聯(lián)網(wǎng)，傳輸數(shù)據(jù)和語音通信。比如可穿戴設備等。這些應用網(wǎng)絡性能適中，功耗和成本相對較低。

    第三：低成本、低速率、低功耗、穿透能力強，且終端接入數(shù)量巨大。這部分業(yè)務特點是對帶寬要求很低，基本在幾K到幾百K之間，而且不需要持續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸。比如對物流跟蹤、智能抄表、環(huán)境監(jiān)控等。這些應用的功耗和成本都極低，而且能長時間待機。

    IDC最新統(tǒng)計顯示，2015年全球物聯(lián)網(wǎng)連接設備數(shù)量約為100億臺，預計2020年將達300億臺，2016-2020年期間將增加一倍以上。2020年，全球物聯(lián)網(wǎng)市場可達萬億美元級規(guī)模，中國將達百億物聯(lián)網(wǎng)連接（含各種連接），市場規(guī)模約1萬億人民幣，未來新增連接中，至少約20~30%適合用蜂窩網(wǎng)承載。

    隨著物聯(lián)網(wǎng)接入設備數(shù)量的快速增長，根據(jù)設備的功能特性以及企業(yè)業(yè)務需求采用不同的接入方式，是進一步深化物聯(lián)網(wǎng)應用的重要基礎。特別是最近幾年，隨著智能制造戰(zhàn)略的持續(xù)推進，工業(yè)領域有越來越多的智能化終端設備被接入到物聯(lián)網(wǎng)，而在這一過程中企業(yè)思考的第一個問題就是如何選擇一種更適合自身需求且成本低廉的接入方式。低功耗廣域網(wǎng)技術的發(fā)展讓企業(yè)有了多一種選擇，避免出現(xiàn)大牛拉小車的情況。

    NB-IoT逐漸脫穎而出，正在強勢崛起

    NB-IoT即窄帶物聯(lián)網(wǎng) (Narrow Band - Internet of Things)，是物聯(lián)網(wǎng)通信技術的一種，具有低成本、低功耗、廣覆蓋等特點，定位于運營商級、基于授權頻譜的低速率物聯(lián)網(wǎng)市場。除NB-IoT之外，主流的窄帶物聯(lián)網(wǎng)標準還有SigFox和LoRa。

    從技術指標對比看，相對LoRa、SigFox兩大技術，NB-IoT技術首先就在覆蓋、功耗、連接數(shù)、峰值速率等四個方面都占據(jù)明顯的優(yōu)勢。

    其次，由于LoRa、SigFox處于非授權頻段，或多或少會存在信號干擾問題，這會降低傳輸過程的可靠性和安全性，而且LoRa、Sigfox產(chǎn)業(yè)規(guī)模小，無法實現(xiàn)運營商級的廣域網(wǎng)絡部署運營，更適合企業(yè)為滿足個性化需求而搭建自身局域網(wǎng)絡。對比而言，NB-IoT處于授權頻段的，傳輸可靠性更高，有良好的QoS（服務質(zhì)量）保證，傳輸安全性更強

    第三，NB-IoT構建于蜂窩網(wǎng)絡，只消耗大約180 kHz的頻段，可直接部署于GSM網(wǎng)絡、UMTS網(wǎng)絡或LTE網(wǎng)絡，實現(xiàn)平滑升級。由于幫助物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務提供商解決網(wǎng)絡部署和維護問題，可實現(xiàn)終端即插即?，?幅降低業(yè)務部署門檻，對運營商更具優(yōu)勢。

    盡管NB-IoT擁有這么多的優(yōu)勢，但由于LoRa商用化時間比較早，是LPWAN技術中目前最為成熟的，已規(guī)?；逃?，具有高靈敏、可靠性強等特點，在中國有一定量的用戶群體。但就目前市場發(fā)展趨勢而言，NB-IoT標準已經(jīng)進入商業(yè)化運營階段，必然會對LoRa市場造成擠壓。此外，由于SigFox這幾年并未在中國市場進行布局，已經(jīng)錯失與NB-IoT一決高下的良機。

    從當前網(wǎng)絡運營商、芯片、模組以及電信設備幾個領域的廠商動向看，圍繞NB-IOT產(chǎn)業(yè)做戰(zhàn)略布局已經(jīng)成為重點。

    在網(wǎng)絡運營市場，中國移動、中國聯(lián)通和中國電信三大電信運營商均與華為就實現(xiàn)NB-IoT的商用化簽署了相關的合作協(xié)議，計劃2017年實現(xiàn)全面商用。在芯片領域，高通、華為、英特爾等巨頭早已搶灘角逐。

    2016年9月華為就已經(jīng)發(fā)布業(yè)內(nèi)首款商用NB-IoT芯片Boudica，以及面向全球發(fā)布了端到端NB-IoT解決方案。

    高通在2015年10月推出支持NB-IoT/LTE-M（eMTC CatM1）的雙模芯片MDM 9206，后期通過軟件升級可以支持NB-IoT。模塊OEM廠商預計將于2017年初發(fā)布了基于該芯片的支持Cat M1的模組，而對于NB-IoT的支持預計在此之后不久通過軟件升級的方式實現(xiàn)。

    在2016年的巴塞羅那世界移動通信大會上，英特爾與愛立信和諾基亞分別展示了NB-IOT的基礎概念演示；在2016年上海世界移動大會上，中國移動、愛立信和英特爾完成了全球首個基于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術的業(yè)務演示。中國移動與愛立信、英特爾合作的環(huán)境檢測應用中采用了英特爾2016年發(fā)布的NB-IoT芯片（XMM7115）。

    此外，在2016年的物聯(lián)網(wǎng)相關會議上，展銳都展出了基于Cat1支持中國電信800MHz的物聯(lián)網(wǎng)芯片，并計劃將于2017年第三季度量產(chǎn)NB-IoT芯片。聯(lián)發(fā)科、中興通訊的NB-IoT芯片也在研發(fā)當中，計劃在2017年上半年會發(fā)布。

    筆者認為，發(fā)展低功耗廣域網(wǎng)絡是深化全球物聯(lián)網(wǎng)應用的一個重要基礎，而在選擇哪一種技術標準上，中國乃至全球廠商已經(jīng)做出了選擇。在NB-IoT標準的制定過程中，高通、華為、愛立信、沃達豐、英特爾這些領域巨頭都參與了進來，意味著NB-IoT已經(jīng)成為低功耗廣域網(wǎng)領域的實際標準。另一方面，NB-IoT能直接部署到LTE、GSM、UMTS等網(wǎng)絡實現(xiàn)平滑升級，極大的降低了NB-IoT產(chǎn)業(yè)鏈的推廣與實施難度。因此，無論低功耗廣域網(wǎng)領域目前有多少對手，NB-IoT的強勢崛起似乎已經(jīng)變得不可避免。