兩年前，一個大膽的目標列入了5G需求遠景中——實現萬物互聯，但如何實現這樣宏大的目標？將萬物互聯中提出的林林總總的應用按照需求和場景進行細分，并進一步做技術聚焦成為一種必然趨勢。去年9月份，全球通信業對共同形成一個低功耗、廣域覆蓋（LPWA）的物聯網標準達成共識，窄帶蜂窩物聯網（NB-IoT）標準應運而生，并在今年6月份凍結標準。NB-IoT標準的形成被看作是通信業互相協作的一次勝利，全球運營商也積極投身于窄帶物聯網的應用測試，因為這一技術將打開一片藍海市場。

低功耗、廣覆蓋需求廣泛

物聯網市場的增長是驚人的。據市場調研機構預測，未來5~10年物聯網連接數和市場規模將發生大規模井噴式發展，2020年全球市場連接數規模500億，中國市場突破100億；而2020年全球物聯網市場規模11萬億元，中國突破萬億元。在全球移動M2M（機器到機器）類型中，到2015年年底連接數達到3.2億，年增長率為32%；中國市場的移動M2M連接數超過1億，成為全球最大的市場。而當前，全球電信運營企業普遍面臨市場飽和、增長乏力等問題，移動M2M巨大的市場潛力及低成本優勢，吸引運營商積極投入。

“目前ITU確定了5G三大類應用場景，分別是增強移動寬帶場景（eMBB），低時延高可靠場景（uRLLC）和低功耗大連接場景（mMTC）。”中國移動通信研究院無線技術研究所副所長楊光表示，在需求多種多樣的物聯網市場中，運營商發展物聯網產業要對需求進行細分和聚焦。

在低速率廣覆蓋類型的物聯網中，目前已經看到的應用包括工廠無人巡檢、智能抄表、智能購物、環境監測、智能物流、智能穿戴、智能停車等，這類應用速率低于100Kbps，要求功耗很低，同時覆蓋廣泛。比這種應用速率高一些的處于100Kbps~10Mbps的中速率應用，包括無人機智能灌溉、智能穿戴、智能家居、視頻監控等，這類應用對功耗不敏感，同時要求具備語音能力。而大于10Mbps的高速率應用，如遠程治療、智能電網、智能機器生產等，也對功耗不敏感，但有一些應用要求時延很低。

NB-IoT的提出和形成就是對物聯網需求進行細分聚焦的一個成果。因為LPWA（低功耗廣覆蓋）的市場非常明確，一些已經先發的典型應用，如智能家居、物聯追蹤、智能抄表、智能穿戴、市政物聯、智慧樓宇、廣域物聯、工業物聯等，已經在市場中表現出明確需求。這些業務要求功耗超低，終端每天只發送一次很少的數據量，但一安裝就要很多年不用再動，目前提出要達到10年續航；同時覆蓋能力要強，相比GSM網絡要增強20dB，每個覆蓋小區的連接能力要大于5萬；作為規模應用的產品，成本上要比現在的方案更有競爭力，模組成本的目標是小于5美元，以華為為代表的企業提出，未來大規模應用可以降低到1~2美元。

運營商看重NB-IoT規模性替代潛力

廣覆蓋低功耗物聯網的解決方案存在多種選擇，業界也在逐步聚焦。用蜂窩網承載有三種方式，第一種是基于2G/3G/4G技術，采用與手機相同的終端芯片承載，與手機用戶的能力是一樣的。第二種是局部優化方案，包括eMTC、Cat1、Cat0方式等，能夠降低成本和功耗，增強覆蓋；第三種方式就是NB-IoT。在蜂窩物聯網之外的技術，最常被提到的是全新的設計技術：LoRa、SIGFOX等，另一種是基于IT技術，特點是簡化協議、降低射頻指標要求、使用非授權頻譜。這些技術中，LPWA場景物聯網是否取得商業成功取決于產業、性能、成本和模式。

目前LPWA物聯網主要應用領域是在智能家居、智能抄表、智能樓宇、市政物聯和物流追蹤等領域，解決方案有的是依靠公眾移動通信網絡，有的通過藍牙或者無線局域網，也有的通過近距離通信技術或者總線技術實現聯網。這些方案都存在不足，有的是功耗過高，有的是網絡覆蓋能力不夠、小網容量不足，還有的是實現成本高、可靠性比較差。

NB-IoT是面向低功率、廣覆蓋應用“定制化”的技術，在提高覆蓋和連接數量，降低功耗方面具備優勢。通過這一技術，可以將PLWA類型的物聯網規模做大，運營商可以通過網絡規模獲得服務優勢，從而在物聯網上建立起大數據應用和挖掘高價值應用。

正是因為這些優勢，盡管目前NB-IoT剛剛形成標準，國際運營商已經在廣泛布局窄帶蜂窩物聯網。美國AT&T、Verizon運營商計劃在2016年底測試eMTC，并對NB-IoT緊密跟蹤研究；歐洲Vodafone計劃2016年第四季度部署NB-IoT，2017年考慮部署eMTC；德國電信計劃2016年第四季度部署NB-IoT，eMTC保持研究；意大利電信傾向于NB-IoT，部署頻段還未定。在亞洲，KT計劃2017年第一季度部署NB-IoT，eMTC未決定；SKT則先部署Lora占領市場，計算在2017年部署NB-IoT；而DoCoMo認為eMTC優先級會更高，先使用Cat1占領市場。同時緊密跟蹤研究NB-IoT。

運營商希望打造端到端產業鏈

物聯網商用是端到端的產業價值鏈。從物聯網底層的各類傳感器到物聯網終端模組，再通過像窄帶蜂窩物聯網這樣的網絡，上傳到物聯網管理平臺，然后在平臺上接入各類應用。在這個過程中，運營商要做端到端運營的全面考慮。

一是物聯網終端模組要標準化，傳感器也有標準化接口能夠接入模組，利用規模降低成本，同時開發出基礎通信套件，降低應用開發門檻。二是建立好物聯網管理平臺，提供設備接入、數據存儲及分發和提供大連接的能力，向應用開發者提供開放接口，支持更多創新應用。三是安全保障，研究eSIM及統一認證方案，降低認證成本，確保數據安全傳輸。

楊光表示，中國移動推進蜂窩物聯網，包含標準及技術方案、技術試驗及應用示范、業務規劃和產業推動四條線。今年下半年中國移動開始實驗室測試，并對NB-IoT和eMTC等進行單站、多站和針對業務類型的技術試驗。此前，中國移動已經成立了5G聯合創新中心，目的是在從4G向5G演進過程中，合作開展業務應用和產品的聯合研發與創新，建設跨行業的融合生態，包涵基礎通信能力、物聯網、車聯網、工業互聯網、云端機器人和虛擬/增強現實等。

已開始布局NB-IoT應用

除中國移動外，中國聯通和中國電信也在積極布局。中國聯通在2015年到2016年已經開展了NB-IoT業務試點及試驗，2017年擬推進規模應用部署和LTE-eMTC新技術試驗。

據中國聯通專家介紹，聯通在物聯網管理平臺上將進一步拓展服務能力，首先基于Jasper平臺形成連接管理能力，研發全國統一的M2M平臺，聚合產業鏈；其次拓展平臺的設備管理、連接管理、數據管理和業務支撐能力。中國聯通建的上海迪斯尼智慧園區，已經引入了NB-IoT技術，目前網絡部署了10個室外站點覆蓋整個園區，共5000個智能停車終端，實現了小規模應用，包括智能停車、智能水表，后續還會將服務拓展到環境監控、人流管理等方面。同時他們發現NB-IoT運營中的一些挑戰，例如：地下停車場覆蓋差，自組網后期維護難題多，終端的成本高等。

中國電信目前在積極跟進，并正式立項對NB-IoT關鍵技術、終端和業務開展進行研發。通過已經做的技術驗證和測試，初步分析表明，NB-IoT用戶容量受限于隨機接入信道容量，但能夠滿足每小區52574用戶的系統設計目標。

談到部署方案，中國電信的專家認為應該構建基于虛擬化架構的面向物聯網的整體解決方案。因為LPWA類的應用是大連接、小數據包、有節電需求，這都與LTE話務模型及功能差異大，因此建議核心網獨立部署。而網絡虛擬化的要求符合網絡發展趨勢，可以對設備資源統一調配，實現動態擴縮容，提高資源利用率。中國電信可以基于全覆蓋的800M LTE網絡部署NB-IoT，基站同時支持LTE和NB-IoT，這種情況下，NB-IoT與800M LTE基站共享基帶、射頻及天饋資源。為了規避可能的頻率干擾，并考慮LTE800后續演進的靈活性，將優先考慮獨立工作模式。