中国NB-IoT连接规模、行业优势及面临挑战分析

中国NB-IoT连接规模、行业优势及面临挑战分析

一、NB-IoT行业连接规模

国内三大运营商NB-IoT连接数突破1亿，行业发展按下加速键。近2年来，NB-IoT行业发展态势迅猛。2019年11月，全球连接数接近7000万，2020年1月全球NB-IoT连接数突破1亿，其中国内用户占绝大多数。截至2月底，国内三大运营商NB-IoT连接数突破1亿，国内物联网产业迎来里程碑。从运营商分布来看，中国电信、中国移动的NB-IoT连接数均超过4000万，中国联通也突破了1000万的量级。

在国家政策和下游需求推动下，三大运营商纷纷积极布局NB-IoT网络，驱动网络能力的成熟。全球投资NB-IoT网络的运营商已超过153家，覆盖国家和地区超71个，而实际部署NB-IoT网络的运营商达101家。国内方面，中国电信在2017年率先打造并运营了全球最大NB-IoT网络，对全网41万基站进行软件升级提供服务。此后中国移动和中国联通纷纷跟进。截至2019年底，NB-IoT基站数已超过70万个，已能基本实现大部分重要场景的覆盖。目前中国移动实现全国346个城市NB-IoT的主要覆盖（实现乡镇以上主干道覆盖），中国电信NB-IoT的整体覆盖率达到97.84%的水平，中国联通也已建成了8个核心城市节点的NB-IoT网络。根据工信部发布的《全面推进移动物联网（NB-IoT）建设发展的通知》指出，计划到2020年，NB-IoT基站规模达到150万个。

多样化应用催生多种的接入技术，低速窄带连接数将占物联网连接数的60%，为LPWAN的发展提供肥沃的土壤。随着物联网应用场景的多元化和接入终端设备的多样化，对接入速率、时延、QoS等需求不同，因而催生了丰富的接入技术。按照接入速率的高、中、低对接入技术进行划分，目前高速率主要使用3G、4G、WiFi技术，如智慧医疗、车联网等要求数据的实时传输的应用场景；中速率主要使用2G技术，如车辆追踪等，对大量数据的传输要求不高；低速率有着丰富多样的应用场景，往往分布广泛、数量巨大。预测以这些应用场景为主导的物联网连接数量占据全部物联网连接数的60%。在这背景下，具有远距离、低功耗、低运维成本等特点的LPWAN（低功耗广域物联网，Low-PowerWide-AreaNetwork）应运而生，LPWAN主要包括授权频段的NB-IoT、eMTC，以及非授权频段的LoRa、SigFox等。

《2020-2026年中国NB-IOT行业市场发展规划及投资趋势分析报告》数据显示：截至2019年国内三大运营商的物联网连接数约为11.5亿个，如果按照42%的占比粗略计算，估计2G网络承载的连接数将近5亿个，是NB-IoT巨大的潜在市场。2G、3G退网，2025年蜂窝物联网设备将主要为5G、4G、LTE-M和NB-IoT承载，其中NB-IoT的占比为45%，成长空间广阔。

性能足以支撑大部分现存的2G物联网应用，NB-IoT对2G连接的替代效应强。市场普遍认为，NB-IoT具备广覆盖、大连接、低功耗的特点，对于2G抄表市场可以完美替换，但针对2G移动性较高、中低速率的应用场景则无能为力。当前2G物联网的语音穿戴应用由于NB-IoT不支持语音传输无法实现外，其余2G大部分应用场景NB-IoT可以实现较完美的替代。速率方面，2G的理论网速在150Kbps，折合下载速度15-20K/s，R14版本的NB-IoT的上行和下行速率分别达到150kbps和100kbps。时延方面，在车载追踪场景中，NB-IoT的平均时延只需2G产品的22%-39%。另外，预计在今年推出的R16和R17版本将进一步提升NB-IoT的性能，包括移动性优化、时延降低等等。

从目前应用来看，NB-IoT低功耗、超强覆盖和超大连接的优势，可切实解决抄表难、收费难和管理难等痛点，智能水表和燃气表成为率先爆发的应用场景，是NB-IoT目前出货量最大的市场，均已迈入千万级。基于NB-IoT表计占比仍然较低，叠加表计存在定期更替的需求，NB-IoT表业务未来成长空间巨大。预测2020年移动智能表计新增连接数将达1500万个。另外NB在智慧电动车和智慧消防领域的应用也初步形成一定规模。NB-IoT技术可切实解决行业内存在的痛点，打通信息通道，另外前期存在网络覆盖深度不够、模组价格太高等问题逐步得以缓解，NB-IoT将在更多行业和场景中创造更大的价值。

二、NB-IoT行业优势

各种LPWAN技术百家争鸣，NB-IoT凭借性能优势一骑绝尘。NB-IoT发展迅速，目前处于绝对领先的地位，主要有以下几大优势：

1.低功耗

NB-IoT聚焦小数据量、小速率应用，系统在空闲时终端可进入休眠状态节省终端功耗，5wh电池续航约10年。这满足了物联网设备低功耗长待机的关键需求，如野生动物跟踪、恶劣条件下的传感器设备等。

2.大连接数

在同一基站的情况下，NB-IoT在牺牲一定程度的时延情况下，可以比现有无线技术提供50-100倍的接入数，单小区最高能够支持10万台设备接入，适合海量的接入场景，比如智慧路灯、智能表计业务。

3.广覆盖

NB-IoT室内覆盖能力强，比LTE提升20dB增益，大约提升了100倍覆盖区域能力，可覆盖室内以及地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的区域。

4.成本低

NB-IoT可以在现有的网络基础上进行改造，可快速完成组网。另外，LoRa和SigFox属于企业私有技术，核心技术分别掌握在美国Semetech和法国Sigfox公司手中，产业生态较为封闭，不利于产业生态发展。以LoRa芯片为例，Semetech占据了大约90%的份额。LoRa和SigFox采用企业按需自行建设的模式，NB-IoT为授权频段，由运营商承担建设费用。在运营商联手推动之下，将推动产业链上下游成本迅速下降。目前NB-IoT模组的价格已达到15元以下。

三、NB-IoT行业面临挑战

1.功耗问题

NB-IoT的主要优势之一是低功耗。当前的物联网产品上，大家普遍还是用2G模块，NB-IoT的功耗比2G略好一点，但在中等频率和高频率实时使用中并没有绝对优势，两者功耗没有明显差别，NB-IoT深度待机(PSM模式)的功耗和2G掉电模式差不多。以目前NB-IoT模块的功耗，电池待机时间根本无法支持长达10年，因此很多新的应用也起不来。

2.网络覆盖问题

另一方面，NB-IoT网络相对2G/3G/4G网络，覆盖面和覆盖质量还是非常有限，目前还存在问题，这也导致了用户缺乏对它的信心。

3.商用盈利问题

即使运营商开启高频服务功能，每年NB-IoT资费可以提升到35-40元，虽然提升了物联网业务的ARPU值(每用户平均收入)，但对于运营商的直接收入贡献还非常有限。相比三大运营商的年营收体量，NB-IoT资费收益依然不值一提；

4.信息安全风险

物联网会让我们的生活变得便利和美好，但信息安全是提前。NB-IoT的发展让应用更加智能化的同时，也带来了信息安全风险，必须重视物联网中应用层到各端点的安全体系建立。NB-IoT信息安全体系的建立，需要整个生态系统中的所有参与者从网络设备、终端数据采集模块、数据传输和系统方案来一起解决和建立。NB-IoT信息安全体系的建立也需要时间和过程。

5.推广问题

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