回顧中國電信NB-IoT三年歷程

時間回撥到 3 年前，2017 年 7 月 17 日，中國電信 NB-IoT 網絡正式商用，同年 8 月，湖北電信聯(lián)合武鋼華潤燃氣著手打造湖北最大的 NB-IoT 商用抄表項目，一期抄表終端達數(shù)千臺。彼時，NB-IoT 網絡剛剛開始商用，規(guī)?；膽庙椖繘]有經驗可借鑒。為了項目成功實施，湖北電信在項目啟動初期就組建了無線網優(yōu)小組，針對網絡、業(yè)務、終端采取三維一體網絡優(yōu)化策略，歷經三個月的持續(xù)跟進和優(yōu)化，保障數(shù)千臺終端上線率、抄表成功率由 36.6%提升到 100%。

類似的探索意義重大，充分證明了 NB-IoT 對相應應用場景支持的可靠性和穩(wěn)定性。在 NB-IoT 商用初期，正是這些先行者們“摸著石頭過河”，給如今中國 NB-IoT 連接數(shù)超過 1 億的成果打下堅實基礎?；仡櫠潭?3 年的商用歷程，中國電信 NB-IoT 在多方面關鍵能力的積累為全球物聯(lián)網產業(yè)發(fā)展樹立標桿。

?

精品網絡，基礎設施能力積累形成全球標桿

根據(jù) GSMA 的最新數(shù)據(jù)，截止 2020 年 7 月全球各地運營商已建成 97 張 NB-IoT 商用網絡，NB-IoT 網絡作為全球運營商支撐其物聯(lián)網業(yè)務的基礎設施早已形成共識。當然，不論從建設規(guī)模、建設速度、質量保障等各方面看，中國運營商的網絡基礎設施建設無疑給全球其他地區(qū)樹立標桿。

以中國電信為例，2016 年 6 月，工信部發(fā)布關于同意中國電信使用 800M 和 2100M 頻段開展 LTE 組網的“工信部無函[2016]193 號文”，中國電信 800M 重耕有了政策依據(jù)；緊接著當年 7 月份，中國電信就宣布啟動 800M 全網重耕，打造國內第一張低頻 LTE 網絡。到 2017 年 5 月，僅過了 10 個月時間，LTE 800M 就實現(xiàn)了全網覆蓋，同時在此基礎上建成了全球第一張全網覆蓋的 NB-IoT 網絡。

截止目前，中國電信已部署超過 41 萬 NB-IoT 基站，全部基于 800MHz LTE 網絡升級開通，全國 NB-IoT 整體覆蓋率超過 97%，成為全球規(guī)模最大的 NB-IoT 網絡。眾所周知，國內運營商 NB-IoT 網絡主要部署在 800M、900M 和 1800M 頻段上，而 800M 這一黃金低頻，助力 NB-IoT 網絡實現(xiàn)更低成本、更廣覆蓋。

網絡能力的持續(xù)提升也是建設基礎設施標桿所必需的。目前，NB-IoT R14 技術條件已成熟，相對于 R13 版本，R14 在網絡覆蓋、并發(fā)能力、上下行速率、載波容量、移動性能、定位能力等方面得到了全方位提升。更為重要的是 R14 版本多方面指標對 2G GPRS 形成絕對優(yōu)勢，以金融 POS 機為例，測試數(shù)據(jù)顯示 R14 的時延已能夠達到 2G 的水平，在很多環(huán)境下 NB-IoT 平均時延低于 2G。在 2G 退網的大背景下，作為新基建的組成部分，NB-IoT 對于 2G 傳統(tǒng)產能的替代效應凸顯。NB-IoT 網絡從 R13 向 R14 升級勢在必行，國內運營商也開啟了網絡的升級。早在今年 2 月，中國電信啟動 5 個省份 R14 升級并進行業(yè)務測試。測試結果表明，R14 實測速率比 R13 提升 3-5 倍，大包傳輸時延縮短 30%以上。網絡容量、移動性能以及設備定位等服務能力，也得到全面的提升。目前中國電信正結合全網 R14 部署計劃與客戶業(yè)務項目需求，穩(wěn)步推進升級工作。

結構優(yōu)化，規(guī)模化應用能力積累形成 5G 先行者標桿

移動物聯(lián)網由于需要連接到公眾網絡，涉及產業(yè)生態(tài)更廣、安全性要求更高，一直是業(yè)界重點關注的對象。過去幾年中，運營商已經在持續(xù)推進 2G 減頻退網，今年 5 月，工信部發(fā)布《關于深入推進移動物聯(lián)網全面發(fā)展的通知》，作為未來移動物聯(lián)網產業(yè)發(fā)展的頂層設計，首次明確提出“推動 2G/3G 物聯(lián)網業(yè)務遷移轉網，建立 NB-IoT、4G 和 5G 協(xié)同發(fā)展的移動物聯(lián)網綜合生態(tài)體系”?？梢钥闯觯O(jiān)管機構希望未來以最先進和主流技術來支撐形成從低速到高速、從大連接到低時延的多層次合理結構的物聯(lián)網連接結構。

來源：工信部網站

?

早在十多年前，運營商就已經開始向業(yè)界提供移動物聯(lián)網連接服務，不過由于網絡、技術、成本、生態(tài)等多方面的限制，大部分移動物聯(lián)網連接由 2G 網絡承載，而 2G 各方面的不足逐漸顯現(xiàn)出來，這一連接結構并不符合移動網絡演進趨勢，也不適應物聯(lián)網業(yè)務的特點。隨著 NB-IoT 的逐漸成熟，2G 連接向 NB-IoT 遷移趨勢越來越明顯，推動移動物聯(lián)網連接結構的持續(xù)優(yōu)化。

根據(jù)公開數(shù)據(jù)，截止 2020 年 7 月，中國電信的 NB-IoT 連接數(shù)已突破 6000 萬。而筆者認為比總數(shù)更有意義的是物聯(lián)網連接的結構的優(yōu)化，目前中國電信物聯(lián)網連接總數(shù)接近 2 億，因此 NB-IoT 占其總連接數(shù)的比例已超過 30%。移動物聯(lián)網“10%-30%-60%”的連接結構已成為業(yè)界共識，即高速業(yè)務占 10%，中速業(yè)務占 30%，窄帶業(yè)務占 60%，未來 NB-IoT 將面對的是 60%的窄帶業(yè)務。截止目前，NB-IoT 僅用 3 年時間就實現(xiàn)了從 0 到 30%的增長，已成為主流的連接方式之一，隨著 2G 的遷移轉網，NB-IoT 所占比例將向 60%的繼續(xù)增長，連接結構持續(xù)優(yōu)化。
?

移動物聯(lián)網連接結構的優(yōu)化同時，規(guī)?；袠I(yè)應用也不斷出現(xiàn)。2019 年 NB-IoT 在燃氣表、水表領域就突破了 1000 萬的規(guī)模，還有多個數(shù)百萬規(guī)模連接的行業(yè)應用已落地。目前，NB-IoT 已正式納入 5G 標準家族，作為 5G mMTC 的核心組成部分，因此可以說 NB-IoT 是 5G 先行者，在各行業(yè)應用中的探索為 5G 行業(yè)應用帶來很多最佳實踐。
?

舉例來說，2016 年 11 月，全球首個基于 NB-IoT 的智慧燃氣抄表試點項目在深圳啟動；2017 年 3 月，全球首個 NB-IoT 物聯(lián)網智慧水務商用項目成功上線。率先探索，不但促成燃氣表、水表成為 NB-IoT 規(guī)模最大的示范應用，也讓 ICT 廠商深入了解水務、燃氣行業(yè)的產業(yè)規(guī)律和用戶需求。大部分行業(yè)除了窄帶應用場景外，也有高帶寬、低時延的場景，未來對于 eMBB 和 uRLLC 也可能產生需求，從這個角度看，NB-IoT 已在大量行業(yè)為 5G 落地探路，形成規(guī)?；瘧脴藯U。
?

參與者眾多，生態(tài)合作能力積累驅動垂直行業(yè)創(chuàng)新標桿

中國目前是全球最大的物聯(lián)網應用市場，過去 3 年中，NB-IoT 領域也形成了全球規(guī)模最大、應用場景最多的產業(yè)生態(tài)群體，很多經驗和應用已經持續(xù)向海外輸出。
?

從供給側來看，當前 NB-IoT 的芯片和模組已形成眾多供應商共同參與的局面。其中，NB-IoT 芯片領域既有海思、高通、紫光展銳、聯(lián)發(fā)科等龍頭企業(yè)，又有移芯、芯翼、智聯(lián)安等新銳企業(yè)。主要芯片供應商 NB-IoT 芯片出貨已達 7500 萬片。基于移芯、芯翼等初創(chuàng)企業(yè)平臺的模組在運營商集采中也獲得了超過百萬的訂單，開始登上 NB-IoT 芯片玩家的舞臺，NB-IoT 芯片領域龍頭企業(yè)+中小企業(yè)共存、多層次供應商供貨的格局已形成。

模組領域，所有主流模組廠商都推出 NB-IoT 產品，出貨量增速開始爬坡。以移遠通信為例，2019 年其 NB-IoT 模組的銷售量同比增長超過 270%，而其他制式模組的銷量增速均低于 100%。多樣化的模組供應以及出貨量快速增長，給用戶帶來更多的選擇。

在 NB-IoT 發(fā)展初期，成本是阻礙產業(yè)發(fā)展的一個重要方面，運營商開啟了多輪 NB-IoT 模組補貼，在很大程度上降低了產業(yè)界的進入門檻。如今，NB-IoT 模組成本已達到預期水平。根據(jù)中國電信陽光采購網的信息，2020 年 6 月浙江電信物聯(lián)網模組采購中標人公示中，NB-IoT 模組不含稅最低報價已低于 12 元，這一價格相對于 2G 模組已開始形成成本優(yōu)勢。

從需求側來看，國內垂直行業(yè)應用已非常豐富。根據(jù)中國電信公開資料，截止目前，中國電信聯(lián)合華為與燃氣、水務、家電、路燈等超過 20 個行業(yè)核心參與者共同發(fā)布基于 NB-IoT 的行業(yè)白皮書和行業(yè)標準，推動 NB-IoT 與各垂直行業(yè)的深度融合；在 NB-IoT 領域已有超過 500 家產業(yè)鏈上下游合作伙伴，形成 1000 個以上解決方案。

需求側的繁榮不僅僅是應用落地數(shù)量不斷增長，垂直行業(yè)通過 NB-IoT 的應用實現(xiàn)變革更有意義。由于 NB-IoT 彌補了很多垂直行業(yè)物聯(lián)網場景中的短板，解決了其數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)膯栴}，在此基礎上不少下游用戶形成了各行業(yè)自發(fā)創(chuàng)新，提升其在所在行業(yè)的競爭力。

舉例來說，金卡智能作為燃氣行業(yè)的供應商，NB-IoT 不僅推進其產品供給側改革，也助力燃氣的行業(yè)數(shù)字化轉型，比如金卡除了給客戶提供燃氣表，同時也能基于此提供大數(shù)據(jù)服務，幫助燃氣企業(yè)解決供需平衡，用氣預測報警等問題，還可以演進到用戶畫像分析甚至個性化服務，為燃氣企業(yè)提升盈利。

近年來，空調、洗衣機等白色家電共享租賃的商業(yè)模式已成熟，尤其是在高校中得到大面積推廣。實際上此前白電共享租賃模式已有多年探索，但受限于網絡連接的短板，無法形成規(guī)?；瘧?，而 NB-IoT 補齊了這一短板，為白電共享租賃模式創(chuàng)新打下基礎。截止 2019 年底，中國電信和海爾合作的“海享租”空調已在 73 所高校落地，部署空調超過 7 萬臺；小天鵝共享洗衣機已在 29 個省、直轄市近 600 個地區(qū)落地 4 萬臺，累計下單超千萬次，流水額近億元，下單成功率高達 99.9%。這些成功案例，為白電行業(yè)打開了一個全新的商業(yè)模式。

供給側和需求側均形成規(guī)模化的參與者，落地應用數(shù)量增速不斷提升，更為重要的是 NB-IoT 的落地給大量垂直行業(yè)帶來新的創(chuàng)新空間，驅動國內 NB-IoT 產業(yè)生態(tài)標桿的形成。

持續(xù)演進，技術標準能力積累完善落地實力

NB-IoT 產業(yè)的發(fā)展過程，也是標準和技術不斷演進的過程，從 R13 到近期凍結的 R16，3GPP 的每一次標準版本的更新，都考慮到 NB-IoT 的持續(xù)演進。上月，國際電信聯(lián)盟（ITU）召開的 ITU-R WP5D 會議做出重大決議，NB-IoT 和 NR 一起正式成為 5G 標準。技術標準演進的背后，除了各位標準專家付出巨大努力外，相關企業(yè)也做了大量工作，其中，國內企業(yè)在這方面更為典型。
?

2016 年 6 月，3GPP R13 標準凍結，意味著 NB-IoT 首個完整的標準版本出爐。在 3GPP 這一版標準制定中，華為貢獻的提案中有 184 項獲得通過，占全部 447 項已通過提案的 41%，位居全球第一。在后續(xù) R14-R16 版本中，華為在 NB-IoT 方面的貢獻仍然保持領先。

在 NB-IoT 商用初期，由于此前沒有任何經驗可以借鑒，加上產業(yè)鏈各方面都不成熟，業(yè)界對于規(guī)模化落地比較謹慎，此時開放實驗室的作用就凸顯出來。早在 2016 年 4 月，華為就建立起全球首個 NB-IoT 開放實驗室，此后各領軍企業(yè)也紛紛開啟了開放實驗室建設，提供現(xiàn)網測試環(huán)境，開展終端與基站匹配性測試、協(xié)議適配、終端對接等多項專業(yè)測試，為合作伙伴產品研發(fā)大大降低了門檻。筆者從中國電信物聯(lián)網開放實驗室了解到，該實驗室每月提供 100 次以上基礎資源服務、超過 1000 次檢測評估服務、50 次以上產品開發(fā)服務，開放實驗室的這些服務。這些開放實驗室大大降低了 NB-IoT 項目的落地的風險，在很大程度上對于 NB-IoT 技術完善做出貢獻。

國內 NB-IoT 多個應用率先規(guī)?；涞兀坏纬闪耸痉缎?，同時也將 NB-IoT 前期的一些技術問題充分暴露出來，讓業(yè)界能夠快速定位問題并提出解決方案，完善 NB-IoT 相關技術，NB-IoT 后續(xù)標準的演進也在一定程度上參考了此前商用過程中遇到的相關問題。在這個過程中，國內大范圍的應用落地、大規(guī)模的參與方對此作出了很大的貢獻。

當年，NB-IoT 首個標準版本凍結，創(chuàng)造了史上最快出爐的 3GPP 標準記錄；如今，NB-IoT 正式商用 3 年后，國內市場已在多個方面形成全球標桿，包括網絡基礎設施標桿、行業(yè)應用標桿、生態(tài)合作標桿、技術標桿等；未來，正式納入 5G 標準家族的 NB-IoT 再出發(fā)，隨著 5G 商用的加速，承擔起低功耗大連接場景的重任，與 5G 其他場景技術一起，以更長的生命周期服務社會、改變社會。