IDC調(diào)查顯示，目前全球仍然有80%-90%的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備由低功耗的室內(nèi)系統(tǒng)連接，剩下10%左右的設(shè)備則由蜂窩網(wǎng)絡(luò)承載。換句話說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)中有80%-90%的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)并不通過(guò)電信運(yùn)營(yíng)商平臺(tái)，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(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展及應(yīng)用的需求。

    可以設(shè)想這樣一個(gè)場(chǎng)景，企業(yè)需要對(duì)物流車隊(duì)進(jìn)行跟蹤，在這一過(guò)程中數(shù)據(jù)采集和傳輸量都很小，可能幾秒鐘采集一個(gè)點(diǎn)位信息，而且這一過(guò)程對(duì)延時(shí)并不敏感，綜合成本和需求考慮，可以認(rèn)為這樣的應(yīng)用場(chǎng)景并不適合利用高帶寬、高能耗、低延時(shí)的蜂窩通信技術(shù)。最為關(guān)鍵的是，高能耗的蜂窩無(wú)線通信模塊無(wú)法實(shí)現(xiàn)設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)，而且模塊成本較高。面對(duì)這樣一種需求，企業(yè)需要找到一種遠(yuǎn)距離、低功耗、低帶寬、低成本的無(wú)線通信技術(shù)來(lái)填補(bǔ)這一市場(chǎng)的空白。

    低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)，填補(bǔ)窄帶接入空白

    物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)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(shù)，代表技術(shù)有Wi-Fi、UWB、Bluetooth、Zigbee等，典型的應(yīng)用場(chǎng)景如智能家居。

    第二類：遠(yuǎn)距離通信技術(shù)。其中包括GSM、CDMA、WCDMA等較成熟的2G/3G蜂窩通信技術(shù)，以及最近幾年發(fā)展起來(lái)的低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)（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(shè)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(shè)備則由蜂窩網(wǎng)絡(luò)承載，指的就是長(zhǎng)距離這部分。在長(zhǎng)距離這部分，根據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)的不同我們又將物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行細(xì)化，分為三個(gè)業(yè)務(wù)需求層級(jí)：

    第一：低延時(shí)、高速率、高可靠性。這部分的業(yè)務(wù)特點(diǎn)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(shí)間延遲。比如遠(yuǎn)程視頻交互、車聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程工業(yè)控制等，但較高的網(wǎng)絡(luò)性能帶來(lái)的是高功耗和高成本，使得待機(jī)時(shí)間較短。

    第二：中低速率，延時(shí)在允許的范圍內(nèi)即可。這部分業(yè)務(wù)的特點(diǎn)對(duì)帶寬要求不高，基本在幾百K到幾M之間，到能支持移動(dòng)聯(lián)網(wǎng)，傳輸數(shù)據(jù)和語(yǔ)音通信。比如可穿戴設(shè)備等。這些應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)性能適中，功耗和成本相對(duì)較低。

    第三：低成本、低速率、低功耗、穿透能力強(qiáng)，且終端接入數(shù)量巨大。這部分業(yè)務(wù)特點(diǎn)是對(duì)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(duì)物流跟蹤、智能抄表、環(huán)境監(jiān)控等。這些應(yīng)用的功耗和成本都極低，而且能長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)。

    IDC最新統(tǒng)計(jì)顯示，2015年全球物聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備數(shù)量約為100億臺(tái)，預(yù)計(jì)2020年將達(dá)300億臺(tái)，2016-2020年期間將增加一倍以上。2020年，全球物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)可達(dá)萬(wàn)億美元級(jí)規(guī)模，中國(guó)將達(dá)百億物聯(lián)網(wǎng)連接（含各種連接），市場(chǎng)規(guī)模約1萬(wàn)億人民幣，未來(lái)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(shè)備數(shù)量的快速增長(zhǎng)，根據(jù)設(shè)備的功能特性以及企業(yè)業(yè)務(wù)需求采用不同的接入方式，是進(jìn)一步深化物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。特別是最近幾年，隨著智能制造戰(zhàn)略的持續(xù)推進(jìn)，工業(yè)領(lǐng)域有越來(lái)越多的智能化終端設(shè)備被接入到物聯(lián)網(wǎng)，而在這一過(guò)程中企業(yè)思考的第一個(gè)問(wèn)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(shù)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(qiáng)勢(shì)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(shù)的一種，具有低成本、低功耗、廣覆蓋等特點(diǎn)，定位于運(yùn)營(yíng)商級(jí)、基于授權(quán)頻譜的低速率物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。除NB-IoT之外，主流的窄帶物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)還有SigFox和LoRa。

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

    其次，由于LoRa、SigFox處于非授權(quán)頻段，或多或少會(huì)存在信號(hào)干擾問(wèn)題，這會(huì)降低傳輸過(guò)程的可靠性和安全性，而且LoRa、Sigfox產(chǎn)業(yè)規(guī)模小，無(wú)法實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)商級(jí)的廣域網(wǎng)絡(luò)部署運(yùn)營(yíng)，更適合企業(yè)為滿足個(gè)性化需求而搭建自身局域網(wǎng)絡(luò)。對(duì)比而言，NB-IoT處于授權(quán)頻段的，傳輸可靠性更高，有良好的QoS（服務(wù)質(zhì)量）保證，傳輸安全性更強(qiáng)

    第三，NB-IoT構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò)，只消耗大約180 kHz的頻段，可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)平滑升級(jí)。由于幫助物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供商解決網(wǎng)絡(luò)部署和維護(hù)問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)終端即插即?，?幅降低業(yè)務(wù)部署門檻，對(duì)運(yùn)營(yíng)商更具優(yōu)勢(shì)。

    盡管NB-IoT擁有這么多的優(yōu)勢(shì)，但由于LoRa商用化時(shí)間比較早，是LPWAN技術(shù)中目前最為成熟的，已規(guī)模化商用，具有高靈敏、可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)，在中國(guó)有一定量的用戶群體。但就目前市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)而言，NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)營(yíng)階段，必然會(huì)對(duì)LoRa市場(chǎng)造成擠壓。此外，由于SigFox這幾年并未在中國(guó)市場(chǎng)進(jìn)行布局，已經(jīng)錯(cuò)失與NB-IoT一決高下的良機(jī)。

    從當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商、芯片、模組以及電信設(shè)備幾個(gè)領(lǐng)域的廠商動(dòng)向看，圍繞NB-IOT產(chǎn)業(yè)做戰(zhàn)略布局已經(jīng)成為重點(diǎn)。

    在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)，中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信三大電信運(yùn)營(yíng)商均與華為就實(shí)現(xiàn)NB-IoT的商用化簽署了相關(guān)的合作協(xié)議，計(jì)劃2017年實(shí)現(xiàn)全面商用。在芯片領(lǐng)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(guò)軟件升級(jí)可以支持NB-IoT。模塊OEM廠商預(yù)計(jì)將于2017年初發(fā)布了基于該芯片的支持Cat M1的模組，而對(duì)于NB-IoT的支持預(yù)計(jì)在此之后不久通過(guò)軟件升級(jí)的方式實(shí)現(xiàn)。

    在2016年的巴塞羅那世界移動(dòng)通信大會(huì)上，英特爾與愛立信和諾基亞分別展示了NB-IOT的基礎(chǔ)概念演示；在2016年上海世界移動(dòng)大會(huì)上，中國(guó)移動(dòng)、愛立信和英特爾完成了全球首個(gè)基于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的業(yè)務(wù)演示。中國(guó)移動(dòng)與愛立信、英特爾合作的環(huán)境檢測(cè)應(yīng)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(guān)會(huì)議上，展銳都展出了基于Cat1支持中國(guó)電信800MHz的物聯(lián)網(wǎng)芯片，并計(jì)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(dāng)中，計(jì)劃在2017年上半年會(huì)發(fā)布。

    筆者認(rèn)為，發(fā)展低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)是深化全球物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一個(gè)重要基礎(chǔ)，而在選擇哪一種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上，中國(guó)乃至全球廠商已經(jīng)做出了選擇。在NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)的制定過(guò)程中，高通、華為、愛立信、沃達(dá)豐、英特爾這些領(lǐng)域巨頭都參與了進(jìn)來(lái)，意味著NB-IoT已經(jīng)成為低功耗廣域網(wǎng)領(lǐng)域的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)。另一方面，NB-IoT能直接部署到LTE、GSM、UMTS等網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)平滑升級(jí)，極大的降低了NB-IoT產(chǎn)業(yè)鏈的推廣與實(shí)施難度。因此，無(wú)論低功耗廣域網(wǎng)領(lǐng)域目前有多少對(duì)手，NB-IoT的強(qiáng)勢(shì)崛起似乎已經(jīng)變得不可避免。