1、NB-IoT 躋身 5G 標準，萬物物聯空間 打開

國際電信聯盟（ITU）召開的 ITU-R WP5D 會議于 7 月 9 日圓滿結束，3GPP 5G 技術滿足 IMT-2020 5G 技術標準的各項指標要求，正式被接受為 ITU IMT-2020 5G 技術標準。通過 的 3GPP 技術包含中國提交的 3GPP NR+NB-IoT RIT，韓國提交的 3GPP NR RIT，以及 3GPP 提交的 NR+LTE SPRIT 和 NR RIT。這也意味著，由中國產業鏈主導的 NB-IoT 在 實踐中獲得了全球產業鏈的廣泛認可與支持，成為 5G 重要組成部分。

1.1 5G 統一標準成為共識，多標準時代終結

全球通信統一標準助力產業協同發展。多標準制要求供應商、運營商、生產商的產品對 不同標準要具有兼容性，這將極大增加產業整體成本。5G 時代標準的統一可解決過去標 準碎片化、無法互聯互通、無法形成足夠的經濟規模等諸多痛點，從而促進通信產業繁 榮。

1.2 NB-IoT 納入 5G 國際標準，物聯網行業乘風破浪

NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）是由 3GPP 標準化組織定義的一種技術標準， 是一種專為物聯網設計的可在全球范圍內廣泛使用的窄帶射頻技術，其使用License頻段， 可采取帶內、保護帶或獨立載波等三種部署方式，與現有網絡共存。

NB-IoT 逐步演進，于 20 年 7 月正式寫入 5G 標準。2014 年 5 月華為、Vodafone 提出了 窄帶技術 NB M2M；2015 年 9 月，在 3GPP 第 69 次 RAN 全會上，“NB-CIoT”和“NB-LTE” 2 個技術規范融合為 NB-IoT；2016 年 6 月，NB-IoT 獲得國際組織 3GPP 通過，標志著 NB-IoT 商用化開始；2020 年 7 月，ITU-R WP5D 會議上，NB-IoT 正式成為 5G 標準。 從 2016 年首次完成標準化工作至今，NB-IoT 在四年時間內快速發展。截至目前，全球 已經有 71 個國家投資建設了 129 張移動物聯網，其中 NB-IoT 網絡達到 93 張。

NB-IoT 屬于低功耗廣域網通信技術（LPWA）的一種，憑借“大連接、廣覆蓋、低功耗、 高安全”的特點，得到全球主流運營商和通信設備廠商的廣泛支持。目前 LPWA 有三類 代表性的技術：LoRa、Sigfox 以及 NB-IoT。LoRa 和 SigFox 二者都是工作于未授權的 Sub-1GHz ISM 頻段，而 NB-IoT 工作于授權頻段。LoRa 是由各產業聯盟共同推動的網絡 標準，用戶不依靠運營商便可完成 LoRa 網絡部署，成本低且自主化程度高；SigFox 是由 法國同名公司自行開發的技術，掌握核心網的建設和營運，在全球范圍內進行網絡基地 部署；NB-IoT 由通信行業最具有權威的標準劃組織 3GPP 制定，并由國際電信聯盟批準。

NB-IoT 能成為 5G 技術標準，是因為在 LPWA 場景下擁有 LoRa 及 SigFox 等技術無可 替代的優勢：（1）三大運營商所使用的 NB-IoT 頻段由國家統一分配，使用者只能透過電 信業者或第三方代理商取得授權技術和頻段才能使用 NB-IoT 相關服務，安全系數及通訊 質量較高且基本不存在被清頻的風險；（2）NB-IoT 構建于蜂窩網絡，可直接部署于 GSM 網絡、UMTS 網絡或 LTE 網絡，以降低部署成本、實現平滑升級；（3）LoRa 和 Sigfox 的每日傳輸次數有限，適合發揮在沒有實時通訊需求的領域，而 NB-IoT 網絡不限制傳輸 訊息次數、所攜帶的數據量相對較高，適用于重視網絡傳輸穩定性和實時性的智慧工業 領域。

NB-IoT 正式納入 5G 標準具備以下必然性：

（1） NB-IoT 滿足了 ITU 對 5G 提出的愿景。根據 3GPP 此前標準化工作的計劃，R16 版本將會實現 uRLLC 和 mMTC 全部功能。但就目前來看，NB-IoT/eMTC 標準足 以滿足 ITU 關于 5G 物聯網低功耗廣覆蓋的愿景和需求。2018 年 3 月印度金奈召 開的 3GPP 無線接入網第 79 次全會明確了 R16 版本 5G NR 將不會對低功耗廣域 物聯網的用例進行研究和標準化；此外，在希臘雅典召開的 3GPP 會議上相關企 業也提交了 NB-IoT 和 eMTC 足以滿足 5G mMTC 連接密度的需求評估報告。由 此可見，低功耗廣域物聯網會繼續依靠 NB-IoT 和 eMTC 的演進，二者將共同承 擔起支撐 5G mMTC 場景的重任。

（2） NB-IoT 納入 5G 標準將大大降低其產業化風險。未來 10 年的時間里，5G 或將成 為全球移動通信的主流。NB-IoT 獲得 5G 家族正式身份，其生命周期和其他 5G 技術同步，將長期為 5G mMTC 提供海量物聯網接入服務。對于產業鏈企業來說， 更長的周期使得 NB-IoT 領域的固定投資得到保障。從行業用戶角度來看，網絡 一旦停止運營將給企業造成巨大的模組或終端產品替換成本，而 NB-IoT 近 10 年 的運營時間將保障其物聯網終端長周期連接。

（3） 統一技術演進保證物聯網新的需求。NB-IoT 與 5G 其他標準各司其職，共同覆蓋 大部分通信連接場景，一套 5G 標準滿足用戶多樣化復雜連接需求，同時不會形 成重復工作；因此業界在產品開發及路線制定中，無需擔心標準不兼容問題。例 如，5G R16 標準演進時已考慮 NB-IoT 融入 5G 的方案，如 NB-IoT 與 5G NR 共 存、NB-IoT 接入 5G 核心網等。

（4） NB-IoT 產業生態的探索將成為 5G 生態建設的有益借鑒。NB-IoT 產業生態將是 5G 產業生態不可或缺的重要組成部分，近年來 NB-IoT 的產業生態建設將為 5G 大規落地和產業生態完善奠定基礎。開放實驗室建設、共同推進標桿案例、聯合 制定行業標準、技術白皮書發布等工作，也是當前業界推動 5G 在千行百業應用 中生態建設的重要內容。

（5） NB-IoT 已成為 5G 的先行者，為 5G toB 積累經驗。5GmMTC 將面向各垂直行業 的物聯網需求，而 NB-IoT 從誕生之初就定位于面向物與物的通信。例如，借助 NB-IoT 的應用，燃氣行業不僅僅實現遠程抄表，還基于此開始了燃氣大數據經營， 燃氣運營商形成一些新的商業模式；白色家電基于 NB-IoT，形成共享和分時租賃 的一種新的產品形態和模式。在這些實踐過程中，NB-IoT 從業者必須滲透到大量垂直行業生產經營過程中，對垂直行業數字化需求有深入理解。而 NB-IoT 此前 積累的行業經驗，豐富了 5G 產業實踐，也可以說是邁出了 5G 進一步拓展 to B 市場的第一步。

2. 技術+政策+產業驅動，NB-IoT 商用爆 發

NB-IoT 產業化最大的阻力來自 2G 網絡，2G 退網事件將催化 NB-IoT 發展。此外，NB-IoT 技術被正式納入 5G 標準，預示著 NB-IoT 已經具備平滑過渡到 5G 的能力。運營商、設 備商、芯片廠商、垂直行業將加快技術研發和產業化進行，為 NB-IoT 技術未來發展提供 了堅實的保障。

2.1 退網事件催化，NB-IoT 接棒 2G 市場

從國際市場來看，2G 網絡關閉早已成為普遍共識。2017 年后新加坡、加拿大、澳大利亞、 泰國、墨西哥等地運營商都相繼宣布 2G/3G 的退網時間點。從國內市場來看，三大運營 商自 2018 年前就已經著手 2G/3G 網絡清頻和退網的工作：（1）中國聯通 2018 年 4 月率 先在官方微博上正式宣布：將有序推進 2G 網絡減頻工作。預計將在 2019 年底完成整個 2G 網絡關閉的進程；（2）中國電信 2017 年開始對覆蓋 2G/3G 的 800M Hz 頻段進行了重 耕，2018 年 10 月發布新規定表示：將停止 2G、3G 手機終端入庫；（3）中國移動 2018 年發布《5G 終端產品指引》，表示不再要求終端支持 TD-SCDMA；在中移動計劃建設部 有關 2020 年 NB-IoT 網絡建設規模的內部通知中，也明確提出集團將于 2020 年底前停止 新增 2G 物聯網用戶。根據 5G 物聯網產業聯盟數據顯示，雖然通信制式的切換并非一蹴 而就， 2019 年后 2G 終端數量進入下行通道。

NB-IoT 接棒 2G 市場并逐步對其進行替代。一直以來，NB-IoT 產業化最大的阻力來自 2G 網絡。2G 在中國經過十幾年的發展，已建成全球最優質的網絡，覆蓋廣度和深度能 保證用戶隨時隨地接入，產業生態發展完善且硬件成本低廉。然而從全球運營商市場發 展趨勢來看，運營商關閉 2G 網絡將成為定局。2G 網絡通信正在退出歷史舞臺后，數以 億計的聯網設備需要新的方案來填補空白。根據蜂窩物聯網連接的分布圖顯示：未來低 速率、高時延、廣覆蓋應用場景占據物聯網連接的 60%，比如傳感器、計量表、智慧停 車、物流運輸、智慧建筑等；而高帶寬、低時延的 4G、5G 網絡僅占到總連接的 10%左 右，主要應用于視頻監控、數字醫療、車載導航等對實時性要求較高的業務；另外 30% 的場景為中低速率的物聯網設備，主要應用于 POS、智慧家居、儲物柜等高頻使用但對 實時性要求低的場景。由此可見，NB-IoT 主要針對 60%的低速率廣覆蓋場景，接棒 2G 市場并逐步對其進行替代。

相對 2G 網絡，NB-IoT 覆蓋增強，功耗及成本降低。NB-IoT 速率較低，時延高達 10s， 適用于移動性支持不強，自動上報，操作簡單的低功耗設備。在 PSM（Power Save Mode） 模式下平均電流只要 6.7uA，將 NB-IoT 設備電池壽命可以提高至少 10 年。未來各行各 業都將積極推進用 NB-IoT 取代 2G 物聯，NB-IoT 新增連接數量快速增長。此外，NB-IoT 面向 5G 演進成為 mMTC 物聯發展首選，滿足中長期演進需求。

（1） 增強覆蓋：為了增強信號覆蓋，NB-IoT 引入無線信道上的數據重傳。網絡系統 重復向終端發送控制、業務消息，終端通過將重復接受的數據進行合并來提高數據通信的質量。NB-IoT 最大可支持下行 2048 次重傳，上行 128 次重傳。數據重 傳可以增加信號覆蓋的范圍，但同時導致時延的增加，影響信息傳遞的實時性。 此外，NB-IoT 上下行控制信息與業務信息在更窄 LTE 帶寬中發送，可以實現單 位頻譜上的信號增強，使 PSD（功率譜密度）增益更大。和 GSM 相比，NB-IoT 終 端功率譜密度提高 7dB。增加功率譜密度有利于網絡接收端的信號解調，提升了 上行無線信號在空中的穿透能力。

（2） 降低功耗：PSM（省電模式）和 dDRX（不連續接收）技術使 NB-IoT 功耗降低。 在 PSM 模式下，終端設備的通信模塊進入空閑狀態一段時間后，會關閉其信號 的收發以及接入層的相關功能。當設備處于這種局部關機狀態的時候，即進入了 省電模式-PSM。PSM 適用于那些幾乎沒有下行數據流量的應用。云端應用和終 端的交互，主要依賴于終端自主性地與網絡聯系。在 eDRX 模式下，終端可以斷 斷續續接收信號以達到省電的目的。相比較 PSM 模式，eDRX 空閑狀態的分布密 度更高，終端對尋呼的響應更及時，適用于有下行數據傳送需求的場景。

（3） 降低成本： NB-IoT 通信協議棧基于 LTE 設計，但舍棄了 LTE 物理層的上行共享 信道、物理混合自動重傳請求或指示信道等；終端可以使用低成本的專用集成電 路來替代高成本的通用計算芯片來實現協議簡化后的功能。此外，在對速率要求 不高的 MTC 環境下，NB-IoT 采用半雙工的通信方式減少設備成本。半雙工模式 下終端不能同時發送和接收信號數據，但相對全雙工方式大大減少了元器件配置。

2.2 技術+政策+產業驅動，NB-IoT 發展漸入佳境

國家政策持續出臺，支持 NB-IoT 產業化發展

工信部發布《關于全面推進移動物聯網（NB-IoT）建設發展通知》，明確 以 14 條舉措全面推進 NB-IoT 建設發展，提出到 2020 年 NB-IoT 基站規模達到 150 萬個。 2019 年 5 月，工信部、國資委印發《關于開展深入推進寬帶網絡提速降費、支撐經濟高 質量發展 2019 專項行動的通知》，提出推動移動物聯網應用蓬勃發展。該政策明確指出 面向物流等移動物聯網應用需求，進一步升級 NB-IoT 網絡能力，持續完善 NB-IoT 網絡 覆蓋。20 年 5 月 7 日，工信部辦公廳發布了《關于深入推進移動物聯網全面發展的通知》 （以下簡稱《通知》），正式明確 2G/3G 物聯網業務遷移轉網，建立 NB-IoT（窄帶物聯網）、 4G（含 LTE-Cat1）和 5G 協同發展的移動物聯網綜合生態體系的決策。多條政策持續落 地，從網絡建設到下游應用全面推動 NB-IoT 產業化發展。

?標準逐步演進，將成為 5G 時代物聯網核心技術之一

從技術演進來看，NB-IoT 技術一直緊跟通信技術標準發展。（1）早在 3GPP R13 協議中， NB-IoT 核心標準就已凍結，由于當時速率較低，應用場景主要面向水表、氣表等領域。 （2）到 R14 標準時，NB-IoT 上下行速率已經達到 100Kbps 以上，基本與現在的 GPRS 的通訊速率相匹配，且移動性提升到 80 公里每小時，能更好滿足電動自行車管理、金融 貸款汽車等資產跟蹤等場景。（3）到 R15 標準，NB-IoT 技術能夠支持的移動性更高、時 延更低，使得 NB-IoT 行業全面替換現在的 2G 物聯網成為必然選擇。（4）在 R16 協議中， NB-IoT 仍然是 LPWA 的主要應用技術，R16 更明確支持 NB-IoT 接入 5G 新核心網，確 保 NB-IoT 在 5G 時代技術發展的連續性。（5）在 R17 版本中，NB-IoT 上下行峰值速率 有望達到 200Kbps，并且大幅提升了頻發數據包場景下的移動性能。NB-IoT 與 5G 三大 應用場景中的海量物聯、高可靠低時延連接均契合，此次 NB-IoT 技術被正式納入 5G 候 選技術集合，預示著 NB-IoT 將作為 5G 時代的重要場景化標準持續演進。這也為 NB-IoT 技術未來的發展提供了堅實的保障，讓運營商、設備商、芯片廠商、垂直行業更為放心 的進行技術研發和商業模式探索。由此可見，未來 NB-IoT 技術必將在未來迎來更快速的 發展，也必將成為 5G 時代物聯網核心技術之一。

?運營商加快網絡部署，基站建設逐步完善

根據 GSA 統計，目前已有 157 家運營商正在投資 NB-IoT 技術，其中 106 家已經部署或 推出 NB-IoT 網絡。國內三大運營商也加快 NB-IoT 部署進程：“2019 年移遠通信物聯網 生態大會”上，中國移動廣東公司以下簡稱“廣東移動”智能物聯中心主任黃超平表示， 目前，中國移動在全國已經建成 NB-IoT 基站超過 20 萬，覆蓋 346 個城市。在“2019 年移遠通信物聯網生態大會”上，廣州移動智能物聯中心主任黃超平表示中國移動在全國 已經建成 NB-IoT 基站超過 20 萬，覆蓋 346 個城市；在 2018 年 9 月舉行的第十屆天翼智 能生態產業高峰論壇上，中國電信楊杰表示建成了 NB-IoT 基站超過 40 余萬個，物聯網用 戶規模超過 8000 萬；早在 2017 年 12 月 4 日的世界互聯網大會，中國聯通總經理陸益民 表示聯通已實現 300 個城市的 NB-IoT 連接的服務。

截至目前，國內三大運營商中目前 NB-IoT 基站總數約為 83 萬臺。中國電信建設進程最 為積極，2018 年 9 月已建成 NB-IoT 基站超過 40 萬個；中國移動因其 LTE-TDD 牌照屬 性升級 NB-IoT 網絡相對困難，目前 NB-IoT 基站數約為 23 萬個（中移動計建部數據）； 中國聯通 2019 年年報披露累計開通 NB-IoT 基站 20 萬個。2017 年工信部正式下發《關 于全面推進移動物聯網（NB-IoT）建設發展的通知》，我國計劃到 2020 年將建成超過 150 萬個 NB-IoT 基站，到 2025 年 NB-IoT 基站規模將達到 300 萬。NB-IoT 納入 5G 標準后， 基站建設將逐步完善根據。從用戶數來看，截至 2020 年 2 月底國內三大運營商 NB-IoT 連接數突破 1 億。其中中國電信、中國移動的 NB-IoT 連接數各自實現 4000 多萬，中國 聯通達到 1000 萬，實現全國主要城市、鄉鎮以上區域連續覆蓋，為各類應用的發展奠定 良好的網絡基礎。

?芯片及模組成本降低，為終端普及奠定基礎

NB-IoT 芯片廠商主要包括有華為海思、紫光展銳及聯發科等約 20 家企業；近年來三大 電信運營商得標的 NB-IoT 模組廠商其所搭載之芯片主要也都來自華為海思、展銳及聯發 科等公司。早在 2016 年，華為就推出了基于 3GPP R13 標準的首款商用 NB-IoT 芯片 Boudica 120；2018 年，華為繼續推出基于 R14 標準、性能更優越的 Boudica 150。此后不 到一年，華為在 2019 年 4 月舉行的深圳第七屆中國電子信息博覽會（CITE2019）表示， 華為兩款 NB-IoT 芯片 Boudica 120 和 Boudica 150 發貨總量已經突破 2000 萬。其中，Boudica 120 的出貨量為 700 萬，Boudica 150 的出貨量為 1300 萬。隨著芯片功能不斷優 化、發貨量不斷增長，下游產業鏈逐步成熟。

運營商招標規模逐年上升，模組中標價格不斷下降。2017 年中國電信 NB-IoT 模組集采， 招標規模為 50 萬片，中標價格為 36 元；2018 年中國聯通展開 NB-IoT 模組集采，招標 規模為 300 萬片，中標價格為 25-32 元；2019 年中國移動 NB-IoT 模組集采，招標規模 500 萬片，中標價格為 19-30 元；2020 年，在天翼電信終端有些公司江蘇分公司 NB-IoT 物聯網模組集采中，中標價格下探至 15 元以內。目前，NB-IoT 模組價格基本齊平 2G 模 組。芯片領域，華為、MTK、紫光展銳出貨較多，移芯通信、芯翼科技等初創企業也迅 速發展，為設備需求增長提供支撐

?運營商資費合理，助力用戶滲透率提升

根據三大運營商資費來看，NB-IoT 業務價格約為 20 元/戶/年。根據證券時報報道，截止 到 2020年 2 月底國內三大運營商的 NB-IoT 連接數已突破 1 億，預計可帶來約 20 億收入。 雖然目前 NB-IoT 尚處在產業爆發初期，相關收入對運營商而言體量較小，但 NB-IoT 主 要依托于現網站點換型改造，設備成本較低。我們認為，運營商資費優化有利于終端用 戶加速滲透。

3. 應用場景豐富，市場規模增長

?萬物互聯空間廣闊，NB-IoT 連接數量爆發式增長

根據愛立信統計數據，2019 年全球 IoT 聯網設備數量為 107.71 億個，預計到 2025 年 IoT 聯網設備數量達 248.82 億個，CAGR 為 14.97%。物聯網技術按照傳輸距離的遠近可劃分 為短距離通信技術（Wi-Fi、Bluetooth、Z-wave 等）的廣域網通信技術（NB-IOT、Lora、 2G/3G/4G/5G 等）。其中，2019 年廣域 IoT 設備數為 14.47 億個，預計到 2025 年廣域 IoT 設備數為 53.86 億個，CAGR 為 24.5%。

按通信技術來看，2020 年后傳統物聯網通信技術 2G、3G 逐步退網，設備數量逐步減少， 物聯網技術向LPWA遷移；以NB-IoT、Cat-M為代表的大規模連接技術由2019年的9332.5 萬個增長到 2025 年的 26.2 億個，CAGR 為 73.34%。根據物聯網產業聯盟 2020 年初消息， NB-IoT 全球用戶數已突破 1 億，其中國內用戶占絕大多數。

?NB-IoT 產業生態已經完善，產業鏈加速發展

NB-IoT 產業鏈主要由芯片、模組、終端、運營商、云平臺構成，隨著 toB 相關行業的應 用升級，產業規模將不斷擴大。

?芯片：NB-IoT 主流芯片廠商包括華為海思、聯發科、紫光展銳、中興微等傳統芯片 龍頭。隨著芯片產業化功能細分，芯片 IP 授權、芯片設計、協議棧開發等服務規模 擴大，多家初創 NB-IoT 芯片公司嶄露頭角，其中移芯通信、芯翼信息等企業發展勢 頭強勁。總體而言，NB-IoT 芯片向高集成度、低成本方向發展。

?模組：NB-IoT 模組是目前產業鏈的重要環節，主要廠家有廣和通、移遠通信、中移 物聯、有方科技、利爾達、騏俊等。NB-IoT 模組向小尺寸、具備主控功能、低成本 方向發展，目前模組價格已下探至 2G 模組同等水平。模組價格不斷降低將推動 NB-IoT 產業規模化發展。

?終端產品：目前 NB-IoT 終端產品主要應用在行業領域，比如水、電、燃氣等行業的 智能表計，智能門鎖，定位終端等，未來隨著 NB-IoT 網絡升級和覆蓋水平提高， NB-IoT 終端產品將不斷向 C 端市場擴展，滿足更廣泛更多樣的用戶需求。

?運營商：基礎網絡是物聯網實現無縫連接、全方位覆蓋的重要保障。擔負著將感知 層識別與采集的數據信息安全、可靠地傳送到應用層的使命。國內三家運營商非常 重視 NB-IoT 網絡建設投入，覆蓋面積逐步完善。在面向用戶的資費方面，三家運營 商 NB-IoT 業務的標準資費大體相當，且根據在網時長、項目規模都會給予一定折扣， 合理的資費水平將促進用戶滲透率提升。

?云平臺：物聯網云平臺比較知名有阿里云、華為云等，目前國內運營商也在大力布 局云平臺及應用，實現自有業務閉環，例如中國移動的 OneNET、中國電信的天翼云、 中國聯通的與沃云，運營商在對某些垂直行業的整合及應用上具有一定優勢。

中國電信科技委主任韋樂平曾指出，在 NB-IoT 的產業鏈收入分布中，芯片終端、網絡連 接、平臺服務、應用方案占比分別為 20%-25%、12%-15%、10%-15%、50%-60%。目前， NB-IoT 產業已經擁有包括華為海思、高通、中興微電子等在內的 9 家芯片廠商及中興通 訊、上海移遠通信、中移物聯網等在內的 21 家 NB-IoT 模組廠商。這些廠商構成了 NB-IoT 強大的元件廠商生態，為其發展打下堅實的基礎保障。從應用層面上看，目前我國智能 水表、智能燃氣表、煙感、電動車監控等典型應用的連接數達到數百上千萬，形成了智 慧水務、智慧燃氣、智慧電動車、智慧消防四大連接數千萬級的市場。
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