中國電信5G NB為千行百業注入新動能
物聯網智庫 原創
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導 讀
回顧短短3年的商用歷程，中國電信NB－IoT在多方面關鍵能力的積累為全球物聯網產業發展樹立標桿。
時間回撥到3年前，2017年7月17日，中國電信NB－IoT網絡正式商用，同年8月，湖北電信聯合武鋼華潤燃氣著手打造湖北最大的NB－IoT商用抄表項目，一期抄表終端達數千臺。彼時，NB－IoT網絡剛剛開始商用，規模化的應用項目沒有經驗可借鑒。為了項目成功實施，湖北電信在項目啟動初期就組建了無線網優小組，針對網絡、業務、終端采取三維一體網絡優化策略，歷經三個月的持續跟進和優化，保障數千臺終端上線率、抄表成功率由36．6％提升到100％。
類似的探索意義重大，充分證明了NB－IoT對相應應用場景支持的可靠性和穩定性。在NB－IoT商用初期，正是這些先行者們“摸著石頭過河”，給如今中國NB－IoT連接數超過1億的成果打下堅實基礎。回顧短短3年的商用歷程，中國電信NB－IoT在多方面關鍵能力的積累為全球物聯網產業發展樹立標桿。
精品網絡，基礎設施能力積累形成全球標桿
根據GSMA的最新數據，截止2020年7月全球各地運營商已建成97張NB－IoT商用網絡，NB－IoT網絡作為全球運營商支撐其物聯網業務的基礎設施早已形成共識。當然，不論從建設規模、建設速度、質量保障等各方面看，中國運營商的網絡基礎設施建設無疑給全球其他地區樹立標桿。
以中國電信為例，2016年6月，工信部發布關于同意中國電信使用800M和2100M頻段開展LTE組網的“工信部無函［2016］193號文”，中國電信800M重耕有了政策依據；緊接著當年7月份，中國電信就宣布啟動800M全網重耕，打造國內第一張低頻LTE網絡。到2017年5月，僅過了10個月時間，LTE 800M就實現了全網覆蓋，同時在此基礎上建成了全球第一張全網覆蓋的NB－IoT網絡。
截止目前，中國電信已部署超過41萬NB－IoT基站，全部基于800MHz LTE網絡升級開通，全國NB－IoT整體覆蓋率超過97％，成為全球規模最大的NB－IoT網絡。眾所周知，國內運營商NB－IoT網絡主要部署在800M、900M和1800M頻段上，而800M這一黃金低頻，助力NB－IoT網絡實現更低成本、更廣覆蓋。
網絡能力的持續提升也是建設基礎設施標桿所必需的。目前，NB－IoT R14技術條件已成熟，相對于R13版本，R14在網絡覆蓋、并發能力、上下行速率、載波容量、移動性能、定位能力等方面得到了全方位提升。更為重要的是R14版本多方面指標對2G GPRS形成絕對優勢，以金融POS機為例，測試數據顯示R14的時延已能夠達到2G的水平，在很多環境下NB－IoT平均時延低于2G。在2G退網的大背景下，作為新基建的組成部分，NB－IoT對于2G傳統產能的替代效應凸顯。NB－IoT網絡從R13向R14升級勢在必行，國內運營商也開啟了網絡的升級。早在今年2月，中國電信啟動5個省份R14升級并進行業務測試。測試結果表明，R14實測速率比R13提升3－5倍，大包傳輸時延縮短30％以上。網絡容量、移動性能以及設備定位等服務能力，也得到全面的提升。目前中國電信正結合全網R14部署計劃與客戶業務項目需求，穩步推進升級工作。
結構優化，規模化應用能力積累形成5G先行者標桿
移動物聯網由于需要連接到公眾網絡，涉及產業生態更廣、安全性要求更高，一直是業界重點關注的對象。過去幾年中，運營商已經在持續推進2G減頻退網，今年5月，工信部發布《關于深入推進移動物聯網全面發展的通知》，作為未來移動物聯網產業發展的頂層設計，首次明確提出“推動2G／3G物聯網業務遷移轉網，建立NB－IoT、4G和5G協同發展的移動物聯網綜合生態體系”。可以看出，監管機構希望未來以最先進和主流技術來支撐形成從低速到高速、從大連接到低時延的多層次合理結構的物聯網連接結構。
來源：工信部網站
早在十多年前，運營商就已經開始向業界提供移動物聯網連接服務，不過由于網絡、技術、成本、生態等多方面的限制，大部分移動物聯網連接由2G網絡承載，而2G各方面的不足逐漸顯現出來，這一連接結構并不符合移動網絡演進趨勢，也不適應物聯網業務的特點。隨著NB－IoT的逐漸成熟，2G連接向NB－IoT遷移趨勢越來越明顯，推動移動物聯網連接結構的持續優化。
根據公開數據，截止2020年7月，中國電信的NB－IoT連接數已突破6000萬。而筆者認為比總數更有意義的是物聯網連接的結構的優化，目前中國電信物聯網連接總數接近2億，因此NB－IoT占其總連接數的比例已超過30％。移動物聯網“10％－30％－60％”的連接結構已成為業界共識，即高速業務占10％，中速業務占30％，窄帶業務占60％，未來NB－IoT將面對的是60％的窄帶業務。截止目前，NB－IoT僅用3年時間就實現了從0到30％的增長，已成為主流的連接方式之一，隨著2G的遷移轉網，NB－IoT所占比例將向60％的繼續增長，連接結構持續優化。
移動物聯網連接結構的優化同時，規模化行業應用也不斷出現。2019年NB－IoT在燃氣表、水表領域就突破了1000萬的規模，還有多個數百萬規模連接的行業應用已落地。目前，NB－IoT已正式納入5G標準家族，作為5G mMTC的核心組成部分，因此可以說NB－IoT是5G先行者，在各行業應用中的探索為5G行業應用帶來很多最佳實踐。
舉例來說，2016年11月，全球首個基于NB－IoT的智慧燃氣抄表試點項目在深圳啟動；2017年3月，全球首個NB－IoT物聯網智慧水務商用項目成功上線。率先探索，不但促成燃氣表、水表成為NB－IoT規模最大的示范應用，也讓ICT廠商深入了解水務、燃氣行業的產業規律和用戶需求。大部分行業除了窄帶應用場景外，也有高帶寬、低時延的場景，未來對于eMBB和uRLLC也可能產生需求，從這個角度看，NB－IoT已在大量行業為5G落地探路，形成規模化應用標桿。
參與者眾多，生態合作能力積累驅動垂直行業創新標桿
中國目前是全球最大的物聯網應用市場，過去3年中，NB－IoT領域也形成了全球規模最大、應用場景最多的產業生態群體，很多經驗和應用已經持續向海外輸出。
從供給側來看，當前NB－IoT的芯片和模組已形成眾多供應商共同參與的局面。其中，NB－IoT芯片領域既有海思、高通、紫光展銳、聯發科等龍頭企業，又有移芯、芯翼、智聯安等新銳企業。主要芯片供應商NB－IoT芯片出貨已達7500萬片。基于移芯、芯翼等初創企業平臺的模組在運營商集采中也獲得了超過百萬的訂單，開始登上NB－IoT芯片玩家的舞臺，NB－IoT芯片領域龍頭企業＋中小企業共存、多層次供應商供貨的格局已形成。
模組領域，所有主流模組廠商都推出NB－IoT產品，出貨量增速開始爬坡。以移遠通信為例，2019年其NB－IoT模組的銷售量同比增長超過270％，而其他制式模組的銷量增速均低于100％。多樣化的模組供應以及出貨量快速增長，給用戶帶來更多的選擇。
在NB－IoT發展初期，成本是阻礙產業發展的一個重要方面，運營商開啟了多輪NB－IoT模組補貼，在很大程度上降低了產業界的進入門檻。如今，NB－IoT模組成本已達到預期水平。根據中國電信陽光采購網的信息，2020年6月浙江電信物聯網模組采購中標人公示中，NB－IoT模組不含稅最低報價已低于12元，這一價格相對于2G模組已開始形成成本優勢。
從需求側來看，國內垂直行業應用已非常豐富。根據中國電信公開資料，截止目前，中國電信聯合華為與燃氣、水務、家電、路燈等超過20個行業核心參與者共同發布基于NB－IoT的行業白皮書和行業標準，推動NB－IoT與各垂直行業的深度融合；在NB－IoT領域已有超過500家產業鏈上下游合作伙伴，形成1000個以上解決方案。
需求側的繁榮不僅僅是應用落地數量不斷增長，垂直行業通過NB－IoT的應用實現變革更有意義。由于NB－IoT彌補了很多垂直行業物聯網場景中的短板，解決了其數據采集傳輸的問題，在此基礎上不少下游用戶形成了各行業自發創新，提升其在所在行業的競爭力。
舉例來說，金卡智能作為燃氣行業的供應商，NB－IoT不僅推進其產品供給側改革，也助力燃氣的行業數字化轉型，比如金卡除了給客戶提供燃氣表，同時也能基于此提供大數據服務，幫助燃氣企業解決供需平衡，用氣預測報警等問題，還可以演進到用戶畫像分析甚至個性化服務，為燃氣企業提升盈利。
近年來，空調、洗衣機等白色家電共享租賃的商業模式已成熟，尤其是在高校中得到大面積推廣。實際上此前白電共享租賃模式已有多年探索，但受限于網絡連接的短板，無法形成規模化應用，而NB－IoT補齊了這一短板，為白電共享租賃模式創新打下基礎。截止2019年底，中國電信和海爾合作的“海享租”空調已在73所高校落地，部署空調超過7萬臺；小天鵝共享洗衣機已在29個省、直轄市近600個地區落地4萬臺，累計下單超千萬次，流水額近億元，下單成功率高達99．9％。這些成功案例，為白電行業打開了一個全新的商業模式。
供給側和需求側均形成規模化的參與者，落地應用數量增速不斷提升，更為重要的是NB－IoT的落地給大量垂直行業帶來新的創新空間，驅動國內NB－IoT產業生態標桿的形成。
持續演進，技術標準能力積累完善落地實力
NB－IoT產業的發展過程，也是標準和技術不斷演進的過程，從R13到近期凍結的R16，3GPP的每一次標準版本的更新，都考慮到NB－IoT的持續演進。上月，國際電信聯盟（ITU）召開的ITU－R WP5D會議做出重大決議，NB－IoT和NR一起正式成為5G標準。技術標準演進的背后，除了各位標準專家付出巨大努力外，相關企業也做了大量工作，其中，國內企業在這方面更為典型。
2016年6月，3GPP R13標準凍結，意味著NB－IoT首個完整的標準版本出爐。在3GPP這一版標準制定中，華為貢獻的提案中有184項獲得通過，占全部447項已通過提案的41％，位居全球第一。在后續R14－R16版本中，華為在NB－IoT方面的貢獻仍然保持領先。
在NB－IoT商用初期，由于此前沒有任何經驗可以借鑒，加上產業鏈各方面都不成熟，業界對于規模化落地比較謹慎，此時開放實驗室的作用就凸顯出來。早在2016年4月，華為就建立起全球首個NB－IoT開放實驗室，此后各領軍企業也紛紛開啟了開放實驗室建設，提供現網測試環境，開展終端與基站匹配性測試、協議適配、終端對接等多項專業測試，為合作伙伴產品研發大大降低了門檻。筆者從中國電信物聯網開放實驗室了解到，該實驗室每月提供100次以上基礎資源服務、超過1000次檢測評估服務、50次以上產品開發服務，開放實驗室的這些服務。這些開放實驗室大大降低了NB－IoT項目的落地的風險，在很大程度上對于NB－IoT技術完善做出貢獻。
國內NB－IoT多個應用率先規模化落地，不但形成了示范效應，同時也將NB－IoT前期的一些技術問題充分暴露出來，讓業界能夠快速定位問題并提出解決方案，完善NB－IoT相關技術，NB－IoT后續標準的演進也在一定程度上參考了此前商用過程中遇到的相關問題。在這個過程中，國內大范圍的應用落地、大規模的參與方對此作出了很大的貢獻。
當年，NB－IoT首個標準版本凍結，創造了史上最快出爐的3GPP標準記錄；如今，NB－IoT正式商用3年后，國內市場已在多個方面形成全球標桿，包括網絡基礎設施標桿、行業應用標桿、生態合作標桿、技術標桿等；未來，正式納入5G標準家族的NB－IoT再出發，隨著5G商用的加速，承擔起低功耗大連接場景的重任，與5G其他場景技術一起，以更長的生命周期服務社會、改變社會。
