窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NarrowBandInternetofThings,NB-IoT)成為萬物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個重要分支。NB-IoT構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò),只消耗大約180kHz的帶寬,可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò),以降低部署成本、實現(xiàn)平滑升級。NB-IoT是IoT領(lǐng)域一個新興的技術(shù),支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接,也被叫作低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)。NB-IoT支持待機時間長、對網(wǎng)絡(luò)連接要求較高設(shè)備的高效連接。據(jù)說NB-IoT設(shè)備電池壽命可以提高至少10年,同時還能提供非常全面的室內(nèi)蜂窩數(shù)據(jù)連接覆蓋。
根據(jù)傳輸速率的不同,物聯(lián)網(wǎng)(IoT,InternetofThings)可以分為高速率、中速率、低速率業(yè)務(wù),其中:1)高速率業(yè)務(wù)主要使用3G、4G及WiFi技術(shù),應(yīng)用于監(jiān)控攝像、數(shù)字醫(yī)療、車載導航和娛樂系統(tǒng)等對實時性要求較高的業(yè)務(wù);2)中速率業(yè)務(wù)主要使用2G(GPRS)技術(shù)等,應(yīng)用于POS、智慧家居、儲物柜等高頻使用但對實時性要求低的場景;3)低速率業(yè)務(wù),主要使用低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)(LPWAN)技術(shù),應(yīng)用于傳感器、計量表、智慧停車、物流運輸、智慧建筑等使用頻次低但總數(shù)可觀的應(yīng)用場景。NB-IoT就屬于低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一種,其余的還有LoRa、Sigfox、ZigBee等。
2020年全球物聯(lián)網(wǎng)連接中,低速率占比為60%
速率分類 | 應(yīng)用場景 | 業(yè)務(wù)特點 | 接入技術(shù) |
高速率(大于10Mbps)(占比10%) | 視頻監(jiān)控 | 功耗不敏感 | 3G/4G/5G |
工業(yè)控制 | 流量高 | LTE-V | |
智慧醫(yī)療 | 時延短 | WIFI | |
車聯(lián)網(wǎng) | - | - | |
中速率(小于1Mps)(占比30%) | 穿戴設(shè)備 | 需要語音傳輸 | eMTC |
電子廣告 | 流量功耗較低 | 2G | |
車輛管理 | 要求廣覆蓋 | - | |
無線ATM | - | - | |
低速率(小于100Kbps)(占比60%) | 無線抄表 | 傳輸文本為主 | NB-loT |
環(huán)境檢測 | 流量功耗較低 | LoRa | |
智能停車 | 要求廣覆蓋 | SigFox | |
智能家居 | - | ZigBee |
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目前占物聯(lián)網(wǎng)市場60%以上的都是帶寬低于100kb/s的低速率、低功耗、廣域應(yīng)用,而低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)分為授權(quán)頻段的廣域網(wǎng)技術(shù)(NB-IoT、eMTC等)和非授權(quán)頻段的廣域網(wǎng)技術(shù)(Sigfox、LoRa等)。
NB-IoT與授權(quán)頻段的eMTC相比
- | eMTC | NB-IoT |
部署 | LTE帶內(nèi)、獨立 | LTE帶內(nèi)、LTE保護帶、獨立 |
帶寬 | 1.4MHz | 200KHz |
上行覆蓋 | 增益:15+dB | 增益:20+dB |
下行覆蓋(MCL) | 156dB | 164dB |
移動性 | 低中高速、小區(qū)切換 | 低速、小區(qū)重選 |
時延 | 100ms級 | 秒級 |
語音 | 支持 | 不支持 |
短信 | 支持 | 支持 |
功耗 | PSM,eDRX(周期5.12s至約44min) | PSM,eDRX(周期20.48s至約2.92H) |
芯片成本 | 目標1-2美元 | 目標小于1美元 |
模組成本 | 相比NB-IoT略高 | 目標2-5美元 |
標準引入版本 | R13,2016 | R13,2016 |
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一、NB-Iot行業(yè)發(fā)展壁壘
1)缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標準,目前全球各國物聯(lián)網(wǎng)水平發(fā)展的狀況不一,國內(nèi)不同行業(yè)的相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品也各有差異,沒有統(tǒng)一的標準就無法實現(xiàn)真正的互聯(lián)互通。
2)缺乏明確的政策引導,受地方政府和行業(yè)部門的鼓勵、推動和引導,不少園區(qū)、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟相繼成立,由于缺乏頂層設(shè)計,各部門之間、各地區(qū)之間、各行業(yè)之間缺乏溝通、協(xié)作,從而產(chǎn)業(yè)布局缺乏規(guī)劃性互補、地域性互補、行業(yè)性互補。
3)缺乏完善的基礎(chǔ)和配套設(shè)施,已有的各類NB-IoT應(yīng)用平臺的同質(zhì)化問題較為嚴重,提供的功能普遍聚焦于設(shè)備管理、連接、應(yīng)用使能和數(shù)據(jù)分析等,規(guī)?;腘B-IoT應(yīng)用主要在一些抄表類的應(yīng)用,而未來NB-IoT的市場將是一個長尾市場,應(yīng)該面向普通用戶提供各類個性化應(yīng)用。
4)成本尚未下降至可接受的水平,盡管未來NB-IoT的模組成本有望降至5美元以內(nèi),但是目前NB-IoT的規(guī)?;瘧?yīng)用較少,相關(guān)的芯片、模組還需要一段時間來提高規(guī)?;瘧?yīng)用,才能將成本降至可接受的水平。
二、NB-IoT行業(yè)發(fā)展驅(qū)動因素
1.政策引導:工信部主導下政策持續(xù)落地,從基礎(chǔ)設(shè)施到終端應(yīng)用均有提及2
2017年6月,工信部發(fā)布《關(guān)于全面推進移動物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)建設(shè)發(fā)展的通知》,要求:1)基礎(chǔ)設(shè)施方面,到2017年末,實現(xiàn)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)覆蓋直轄市、省會城市等主要城市,基站規(guī)模達到40萬個;到2020年,NB-IoT網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)全國普遍覆蓋,面向室內(nèi)、交通路網(wǎng)、地下管網(wǎng)等應(yīng)用場景實現(xiàn)深度覆蓋,基站規(guī)模達到150萬個。2)產(chǎn)業(yè)鏈配套方面,2017年實現(xiàn)基于NB-IoT的M2M(機器與機器)連接超過2000萬,2020年總連接數(shù)超過6億;支持研究機構(gòu)、基礎(chǔ)電信企業(yè)、芯片、模組及設(shè)備制造企業(yè)、業(yè)務(wù)運營企業(yè)等產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)單位組建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,強化NB-IoT相關(guān)研究、測試驗證和產(chǎn)業(yè)推進等公共服務(wù),為NB-IoT大規(guī)模商用提供支撐。3)應(yīng)用場景方面,以水、電、氣表智能計量、公共停車管理、環(huán)保監(jiān)測等領(lǐng)域為切入點,結(jié)合智慧城市建設(shè),加快發(fā)展NB-IoT在城市公共服務(wù)和公共管理中的應(yīng)用,助力公共服務(wù)能力不斷提升。
工信部主導下,NB-IoT相關(guān)政策不斷出臺
發(fā)布時間 | 發(fā)布部門 | 政策文件 | 主要內(nèi)容 |
2017.1 | 工信部 | 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年) | 2020年產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破1.5萬億元,公眾網(wǎng)絡(luò)M2M連接數(shù)突破17億 |
2017.6 | 工信部 | 關(guān)于全面推進移動物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)建設(shè)發(fā)展的通知 | 2020年,NB-IoT基站規(guī)模達到150萬 |
2017.11 | 國務(wù)院 | 推進互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版(IPv6)規(guī)模部署行動計劃 | 2020年末,IPv6活躍用戶數(shù)超5億,在互聯(lián)網(wǎng)用戶中占比超過50%,新增網(wǎng)絡(luò)地址不再使用私有IPv4地址 |
2017.12 | 無線電管理局 | 微功率短距離無線電發(fā)射設(shè)備技術(shù)要求(征求意見稿) | 470-510MHz頻段不能用于組網(wǎng)應(yīng)用,最具代表性的就是LoRa |
2018.2 | 工信部 | 國家制造強國建設(shè)領(lǐng)導小組關(guān)于設(shè)立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專項工作組的通知 | 工信部部長苗圩擔任組長,24位部長及副部長擔任成員 |
2018.5 | 工信部、國資委 | 關(guān)于深入推進網(wǎng)絡(luò)提速降費加快培育經(jīng)濟發(fā)展新動能2018專項行動的實施意見 | 推廣物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)融合應(yīng)用,加快完善NB-IoT等物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),實現(xiàn)全國普遍覆蓋 |
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2.標準統(tǒng)一:NB-IoT被正式納入5G候選技術(shù)集合,受到通信設(shè)備商支持
5G的三大應(yīng)用場景分別是:1)eMBB,即增強移動寬帶,是以人為中心的應(yīng)用場景,集中表現(xiàn)為超高的傳輸數(shù)據(jù)速率,廣覆蓋下的移動性保證等;2)uRLLC,即高可靠低時延連接,連接時延要達到1ms級別,而且要支持高速移動(500KM/H)情況下的高可靠性(99.999%)連接;3)mMTC,即海量物聯(lián),5G強大的連接能力可以快速促進各垂直行業(yè)(智慧城市、智能家居、環(huán)境監(jiān)測等)的深度融合。而NB-IoT與5G三大應(yīng)用場景中的海量物聯(lián)、高可靠低時延連接均契合,因此,2019年7月,3GPP正式向ITU-R(國際電信聯(lián)盟無線電通信部門)提交5G候選技術(shù)標準提案,其中NB-IoT被正式納入5G候選技術(shù)集合,作為5G的組成部分與NR(NewRadio)聯(lián)合提交至ITU-R。ITU-R對提交的5G標準提案進行復核后,將于2020年正式對外發(fā)布。此次NB-IoT技術(shù)被正式納入5G候選技術(shù)集合,預示著NB-IoT已經(jīng)具備平滑過渡到5G的能力,將作為5G時代的重要場景化標準持續(xù)演進。
3.基站配套:預計2020年基站數(shù)量達150萬,蜂窩物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)超11億
傳統(tǒng)業(yè)務(wù)增速趨緩,三大運營商急需新的商業(yè)模式和盈利增長點。2016-2018年,1)中國移動的收入分別為7096、7418、7385億元,同比增速分別為5.99%、4.54%、-0.44%;凈利潤分別為1087、1143、1178億元,同比增速分別為0.18%、5.15%、3.06%。2)中國電信的收入分別為3523、3662、3771億元,同比增速分別為6.37%、3.95%、2.98%;凈利潤分別為180、186、212億元,同比增速分別為-10.45%、3.33%、13.98%。3)中國聯(lián)通的收入分別為2754、2759、2915億元,同比增速分別為-0.94%、0.18%、5.65%;凈利潤分別為6、18、102億元,同比增速分別為-94.34%、200.00%、466.67%。從收入端來看,中國移動和中國電信增速均有所下滑;從利潤端來看,中國移動的增速有所下滑,因此,在傳統(tǒng)業(yè)務(wù)增速趨緩的形勢下,三大運營商均需找尋新的商業(yè)模式和盈利增長點。
2015-2018年三大運營商的收入情況(億元)
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2015-2018年三大運營商的凈利潤情況(億元)
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基站是打通IoT產(chǎn)業(yè)鏈上下游的前提,預計2020年達到150萬。在NB-IoT的產(chǎn)業(yè)鏈收入分布中,芯片終端、網(wǎng)絡(luò)連接、平臺服務(wù)、應(yīng)用方案占比分別為20%-25%、12%-15%、10%-15%、50%-60%,因此,僅僅依靠網(wǎng)絡(luò)連接環(huán)節(jié)的收入,并不能為三大運營商帶來顯著的盈利增長,必須要跳出流量運營的模式,向IoT產(chǎn)業(yè)鏈上下游延伸,例如向上游芯片和模組方向延伸(價值占比20-25%);或者向產(chǎn)業(yè)鏈下游延伸(平臺服務(wù)+應(yīng)用方案產(chǎn)業(yè)價值占比60%-75%)開展新的商業(yè)模式創(chuàng)新;或者完成IoT端到端的打通,提供一體化的IoT智能解決方案,但是無論采用哪一種方式,足夠完善的IoT基站建設(shè)都是必不可少的前提。2017、2018年我國三大運營商的NB-IoT基站總數(shù)分別為40、70萬,預計2019、2020、2025年基站總數(shù)將分別達到90、150、300萬;2017、2018年我國蜂窩物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)分別為2.7、6.7億,預計2019、2025年分別達到11、19億。
2017-2025年三大運營商的基站數(shù)量(萬)
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2017-2025年我國蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的連接數(shù)(億)
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4.成本下降:芯片由華為和高通主導,模組成本已經(jīng)降至與2G模組持平
三大運營商招標規(guī)模持續(xù)擴大,模組成本已經(jīng)下降至與2G模組持平。根據(jù)三大運營商NB-IoT模組的招標集采結(jié)果,1)2017年,中國電信NB-IoT模組招標項目,招標規(guī)模為50萬片,中標廠商為高新興,中標價格為36元;2)2018年,中國聯(lián)通NB-IoT模組招標項目,招標規(guī)模為300萬片,中標廠商為高新興、有方科技、吳通控股、騏俊物聯(lián)、大唐移動等,中標價格為25-32元;3)2019年,中國移動NB-IoT模組招標項目,招標規(guī)模為500萬片,中標廠商為高新興、有方科技、吳通控股、騏俊物聯(lián)、廣和通、移遠通信、中怡數(shù)寬、龍尚科技、小瑞科技等,中標價格為19-30元。
2017-2019年三大運營商NB-IoT模組的招標集采情況
- | 中國電信2017年 | 中國聯(lián)通2018年 | 中國移動2019年 |
招標規(guī)模 | 50萬片 | 300萬片 | 500萬片 |
招標資質(zhì) | - | 1)2017年1月1日以后,NB-IoT模組在中國境內(nèi)至少簽署過1個合同或框架合同;2)從2017年1月1日至投標截止時間前NB-IoT模組產(chǎn)品累計銷售量達到1萬片及以上 | 1)2017年1月1日至2018年9月30日期間,NB-IoT模組的訂單量不少于5萬片;2)產(chǎn)品必須在10月30日之前入庫;3)注冊資本必須在2500萬以上 |
中標廠商 | 高新興 | 高新興、有方科技、吳通控股、騏俊物聯(lián)、大唐移動 | 高新興、有方科技、吳通控股、騏俊物聯(lián)、廣和通、移遠通信、中怡數(shù)寬、龍尚科技、小瑞科技 |
采用芯片 | 高通MDM9206 | 華為海思Boudica120/150、銳迪科8908、聯(lián)發(fā)科MT2625 | 華為海思Boudica120/150、聯(lián)發(fā)科MT2625、銳迪科8908/8909 |
中標價格 | 36元 | 25-32元 | 19-30元 |
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三、NB-IoT行業(yè)市場規(guī)模預測
智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國NB-IOT行業(yè)市場發(fā)展規(guī)劃及投資趨勢分析報告》數(shù)據(jù)顯示:2015年全球物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模約為700億美元,預計到2020年市場規(guī)模將達到4760億美元,年復合增速約為62%;其中中國物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模在2015年約為250億美元,預計到2020年市場規(guī)模將達到2333億美元,年復合增速為75%。保守估計NB-IoT市場空間占比整個物聯(lián)網(wǎng)市場約為20%-25%,則到2020年全球NB-IoT市場規(guī)模約為1071億美元,其中中國NB-IoT市場規(guī)模約為525億美元。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中設(shè)備層、連接層、平臺層、應(yīng)用層的價值占比分別為21%、10%、34%、35%,則可推算出2020年中國物聯(lián)網(wǎng)市場中設(shè)備層、連接層、平臺層、應(yīng)用層的規(guī)模分別為490、233、793、817億美元,考慮到應(yīng)用層中NB-IoT的份額較高,假設(shè)占比為50%,則可推算出NB-IoT應(yīng)用端的市場空間約為409億美元。在政策引導、標準統(tǒng)一、基站配套、成本下降等各種利好的共同促進下,NB-IoT應(yīng)用端千億市場空間有望加速釋放。
預計2020年全球物聯(lián)網(wǎng)的市場規(guī)模(億美元)
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預計2020年NB-IoT應(yīng)用端市場空間為409億美元
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2025-2031年中國NB-IOT行業(yè)市場調(diào)查研究及發(fā)展前景規(guī)劃報告
《2025-2031年中國NB-IOT行業(yè)市場調(diào)查研究及發(fā)展前景規(guī)劃報告》共六章,包含NB-IOT網(wǎng)絡(luò)發(fā)展受益領(lǐng)域分析,NB-IOT網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域市場分析,NB-IOT網(wǎng)絡(luò)發(fā)展前景與建議等內(nèi)容。
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