2016年6月16日，3GPP RAN全会第72次会议在韩国釜山顺利结束。NB-IoT (Narrow Band Internet of Things，窄带蜂窝物联网)作为3GPPR13一项重要课题， 其对应的3GPP协议相关内容获得了RAN全会批准，正式宣告了NB-IoT标准的核心协议即将冻结。标准化工作的成功完成也标志着NB-IoT即将进入规模商用阶段。

  NB-IoT：抢滩低速率物联网市场

  近年来，物联网技术在行业应用中的比例逐年提高。以沃达丰为例，尽管业务比例在总收入中仍然很小，不足1%，但成长迅速，沃达丰的物联网业务收入从2011年的1.25亿英镑快速增长至2015年的3.72亿英镑，增速惊人。据市场研究机构Gartner预测，2016年全球将会使用64亿个物联网设备，届时每天将有550万个设备连网，在2016年与消费者物联网硬件及应用相关的市场规模应可达到5460亿美元， 而企业物联网领域的支出则会高达8680亿美元。

  “万物互联”实现的基础之一在于数据的传输，不同的物联网业务对数据传输能力和实时性都有着不同要求，根据传输速率的不同，可讲物联网业务进行高、中、低速的区分：

  高速率业务：主要使用3G、4G技术，例如车载物联网设备和监控摄像头，对应的业务特点要求实时的数据传输;

  中等速率业务：主要使用GPRS技术，例如居民小区或超市的储物柜，使用频率高但并非实时使用，对网络传输速度的要求远不及高速率业务;

  低速率业务：业界将低速率业务市场归纳为LPWAN(Low Power Wide Area Network)市场，即低功耗广域网到目前还没有对应的蜂窝技术，多数情况下通过GPRS技术勉强支撑，从而带来了成本高、影响低速率业务普及度低的问题。

  物联网中的低速率业务(LPWAN)正是NB-IoT起源的土壤，NB-IoT的出现对LPWAN领域影响重大，使得该方案具备了通信层技术基础，有效节约了成本，促进了该领域物联网技术的加速渗透。

  在近几年中，为了应对物联网的需求，运营商向各行业提供M2M业务。此前，这些M2M业务大多采用GPRS的方式，但其中不少终端也具有低数据速率要求。当LPWAN技术开始商用时，GPRS在成本、功耗、覆盖等方面的不足暴露出来，不少应用场景更适合采用LPWAN方式。

  根据中国移动的数据，截止2015年底其M2M接入终端数量已超过6000万， 而到2016年底这一数字可能超过1亿，这是一个庞大的终端群体。随着2G 网络退网提上议事日程，未来这一存量群体中窄带终端向NB-IoT网络的迁移的策略也提上议事日程。

  NB-IoT优势显著，解决“长尾”智能终端的通信层问题

  NB-IoT在物联网应用中的有很多明显优势：

  覆盖更广：在相同频段，NB-IoT比现有网络增益20dB，覆盖面积扩大100 倍，明显优于传统蜂窝网技术及蓝牙、Wi-Fi等短距离传输技术;

  可支持海量连接：NB-IoT的一个扇区能够支持多达10万个连接。以目前全球现存的约500万个基站为基础，如果全部部署NB-IOT，每个基站3个扇区， 则可接入的终端将高达4500亿个;

  功耗低：NB-IoT功耗仅为2G的1/10，终端模块待机时间可长达10年;

  支持大数据：NB-IoT智能传感器终端所采集的数据可以直接上传云端，相比于蓝牙、Wi-Fi优势明显。

  图表1：NB-IoT具有成本低、覆盖好、容量大、组网灵活的优势

  物联网设备从终端角度来看，呈现出明显的多样化特征。物联网设备既包括高频的实施视频监控，以及中频的POS机，也包含大量的频次使用极低的物联网终端设备。但与巨量低速率业务需求不匹配的是到目前还没有对应的蜂窝技术，多数情况下通过GPRS技术勉强支撑，从而带来了成本高、影响低速率业务普及度低的问题，从而形成了巨大的“长尾”市场空间。

  而NB-IoT的出现和未来的逐渐商用，弥补了物联网通信层的短板，为大量“长尾”物联网设备创造了低成本的统一通信层。如同在移动互联网中，人们在智能手机和平板电脑上创造了丰富的应用，以响应各种形式的“长尾”需求，基于NB-IoT 的物联网，将催生比移动互联网更为丰富的“长尾”应用。

  由于应用背景的限制，NB-IoT技术一般不会应用在4K电视、智能手机、车载娱乐等高耗流的物联网终端;也一般不会用在ADAS、虚拟现实等高实时性终端。NB-IoT将在低耗能、低信息量、巨量化传感器网络中应用，领域包括：

  1.以水电气的智能抄表业务为代表的智能家居业务;

  2.以邮筒、垃圾箱、路灯、下水道、停车位管理为代表的智慧城市业务;

  3.以快递、宠物、畜牧业、儿童老人跟踪为代表的智能追踪业务;

  4.以可穿戴健康设备为代表的智能医疗业务;

  5.其他工业领域小规模、长时间数据收集案例或周期性控制应用。

  NB-IoT商用后，不仅能够解决抄表、数据传输等问题，更刺激了海量低频设备入网，如建筑中的灭火器、科学研究中使用的各种监测器，此类设备在生活中出现的频次很低，但汇集起来总数却很可观。所以，当NB-IoT部署后，能够实现网络接入的终端种类将极大丰富，类型多样、小量级的终端设备将会大量入网，促成物联网产业形成较之移动互联网有过之而无不及的更长的“尾部”形态特点。

  NB-IoT使用授权频谱，领先LoRa等竞争技术

  作为通信行业的重要标准化组织，3GPP 2016年对于长距离、低速率、低功耗、多终端传输技术和终端标准化也已布局。3GPP针对不同业务，将终端分成不同类别，其中物联网终端有Cat-1、Cat-0、Cat-M1和Cat-NB1等类别。Cat-1定位性能弱于3G传输的终端设备，实现10Mbps的下行速率。其性能相对于后来的NB-IoT协议终端仍然较高，占用资源也较多，未来预计会成为各种物联网协议的补充方案。在Rel-12中，3GPP又提出了针对Cat-0终端的新协议，将信息传递速率进一步降低，减少了芯片设计的复杂度。最近，3GPP基于LTE演进、GSM演进和Clean Slate方案，分别提出了LTE-M、EC-GSM和NB-IoT技术，并在LTE Rel-13版本进行支持。

  和NB-IoT一样，Ingenu、LoRa和Sigfox都是面向低速率、低功耗无线物联网应用的通信技术。然而Ingenu、LoRa和Sigfox在工作中使用未授权的频谱，这造成了利用这些技术通信的节点易受到干扰，存在不稳定情况。因此，竞争对手技术无法实现运营商级的广域网络部署运营，更适合企业自身局域网络的搭建。

  图表2：NB-IoT同竞争技术对比

  总体看，NB-IoT从覆盖能力、节能性、安全性、标准性、QoS、建网方便程度、生态系统和应用范围综合考虑全面超越其他技术，成为最适合长距离、低速率、低功耗、多终端物联网业务的通信技术。