NB-IoT目前發(fā)展的現狀 供應鏈分析及產業(yè)機會和痛點

NB-IoT目前發(fā)展的現狀

NB-IoT網絡即將完工。三大運營商在2017年均積極建設NB-IoT網絡，其中中國電信已經完成了全國覆蓋，并開通全國商用。中國聯(lián)通和中國電信預計也將在18年完成全覆蓋。

圖表：三大運營商NB-IoT進展情況

圖表來源：公開資料整理

運營商積極發(fā)展物聯(lián)網業(yè)務，連接數快速增長。在物聯(lián)網方面，三家運營商2017年取得了很大的發(fā)展，中國移動、中國聯(lián)通、中國電信的物聯(lián)網連接數已經分別超過了2.29億、7000萬和4430萬戶。三家運營商均計劃在2018年繼續(xù)大幅增加物聯(lián)網連接數。

圖表：三大運營商物聯(lián)網連接數情況和目標

圖表來源：公開資料整理

NB-IoT將是運營商發(fā)展的重點。三家運營商物聯(lián)網連接中大部分為2G的物聯(lián)網連接，中國移動2.29億連接中2億連接是基于2G網絡。2018年，一方面，NB-IoT網絡即將部署完畢，另一方面，運營商紛紛給出物聯(lián)網終端補貼。我們認為，NB-IoT終端將會放量，值得投資者重視。中國移動預計2018年將新增1.2億連接數，中國電信計劃新增6000萬連接數，這其中絕大部分為NB-IoT終端。

2018年，中國移動計劃對NB-IoT模組和4G物聯(lián)網模組各補貼10億元，其中NB-IoT模組補貼率最高達80%，4G物聯(lián)網模組補貼率最高達50%。

回顧：NB-IoT的產業(yè)鏈分析

NB-IoT究竟是什么？

物聯(lián)網的無線通信技術很多，主要分為兩類：一類是Zigbee、WiFi、藍牙、Z－wave等短距離通信技術；另一類是LPWAN（low－powerWide－AreaNetwork，低功耗廣域網），即廣域網通信技術。LPWA又可分為兩類：一類是工作于未授權頻譜的LoRa、SigFox等技術；另一類是工作于授權頻譜下，3GPP支持的2／3／4G蜂窩通信技術，比如EC－GSM、LTECat－m、NB－IoT等。

NB－IoT是指窄帶物聯(lián)網（NarrowBand－InternetofThings）技術。NB－IOT聚焦于低功耗廣覆蓋（LPWA）物聯(lián)網（IoT）市場，是一種可在全球范圍內廣泛應用的新興技術。NB－IOT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是新興的物聯(lián)網技術，因為低功耗、連接穩(wěn)定、成本低、架構優(yōu)化出色等特點而備受關注，華為作為國內研發(fā)NB-IoT技術的領軍企業(yè)，也頗受科技界關注。

NB-IOT開發(fā)流程

NB-IoT芯片模組開發(fā)流程圖示如下：

NB-IOT增強技術

為了滿足更多的應用場景和市場需求，3GPP在Re-14中對NB-IoT進行了一系列增強技術并于2017年6月完成了核心規(guī)范。

增強技術增加了定位和多播功能，提供更高的數據速率，在非錨點載波上進行尋呼和隨機接入，增強連接態(tài)的移動性，支持更低UE功率等級。

具體如下：

1、定位功能

定位服務是物聯(lián)網諸多業(yè)務的基礎需求，基于位置信息可以衍生出很多增值服務。NB-IoT增強引入了OTDOA和E-CID定位技術。終端可以向網絡上報其支持的定位技術，包括基于OTDOA、A-GNSS、E-CID、WLAN和藍牙等的定位技術，網絡側根據終端的能力和當下的無線環(huán)境，選擇合適的定位技術。

2、多播功能

為了更有效地支持消息群發(fā)、軟件升級等功能，NB-IoT增強引入了多播技術。多播技術基于LTE的SC-PTM，終端通過SC-MTCH接收群發(fā)的業(yè)務數據。

3、數據速率提升

Rel-14中引入了新的能力等級UECategoryNB2，CatNB2UE支持的最大傳輸塊上下行都提高到2536比特，一個非錨點載波的上下行峰值速率可提高到140/125kbps。

4、非錨點載波增強

為了獲得更好的負載均衡，Rel-14中增加了在非錨點載波上進行尋呼和隨機接入的功能。這樣網絡可以更好地支持大連接，減少隨機接入沖突概率。

5、移動性增強

Rel-14中NB-IoT控制面CIoTEPS優(yōu)化方案引入了RRC連接重建和S1eNBRelocaTIonIndicaTIon流程。RRC連接重建時，原基站可以通過S1eNBRelocaTIonIndicaTIon流程把沒有下發(fā)的NAS數據還給MME，MME再通過新基站下發(fā)給UE。用戶面CIoTEPS優(yōu)化方案在無線鏈路失敗時，使用LTE原有切換流程中的數據前轉功能。

6、更低UE功率等級

Rel-14在原有23/20dBm功率等級的基礎上，引入了14dBm的UE功率等級。這樣可以滿足一些無需極端覆蓋條件，但是需要小容量電池的應用場景。

注：本節(jié)資料源于中國信息通信研究院CAI。

NB-IOT產業(yè)鏈

以基礎設施層中的硬件為例：

芯片處理企業(yè)有：

1、英特爾

簡介：英特爾公司（IntelCorporation，NASDAQ：INTC、港交所：4335），是世界上最大的半導體公司，也是第一家推出x86架構處理器的公司，總部位于美國加利福尼亞州圣克拉拉。

2、高通

簡介：高通（Qualcomm）是一家美國的無線電通信技術研發(fā)公司，成立于1985年7月，在以技術創(chuàng)新推動無線通訊向前發(fā)展方面扮演著重要的角色，以在CDMA技術方面處于領先地位而聞名，而LTE技術已成為世界上發(fā)展最快的無線技術。

3、東芝

簡介：東芝(Toshiba)，是日本最大的半導體制造商，也是第二大綜合電機制造商，隸屬于三井集團。公司創(chuàng)立于1875年7月，原名東京芝浦電氣株式會社，1939年由東京電氣株式會社和芝浦制作所合并而成，業(yè)務領域包括數碼產品、電子元器件、社會基礎設備、家電等。

4、TI

簡介：德州儀器(TexasInstruments)，簡稱TI，是全球領先的半導體公司，為現實世界的信號處理提供創(chuàng)新的數字信號處理(DSP)及模擬器件技術。除半導體業(yè)務外，還提供包括傳感與控制、教育產品和數字光源處理解決方案。TI總部位于美國得克薩斯州的達拉斯，并在25多個國家設有制造、設計或銷售機構。

5、Atmel

簡介：Atmel公司為全球性的業(yè)界領先企業(yè)，致力于設計和制造各類微控制器、電容式觸摸解決方案、先進邏輯、混合信號、非易失性存儲器和射頻(RF)元件。憑借業(yè)界最廣泛的知識產權(IP)技術組合之一，Atmel為電子行業(yè)提供針對工業(yè)、消費、安全、通信、計算和汽車市場的全面的系統(tǒng)解決方案。

6、ARM

簡介：ARM公司是蘋果、Acorn、VLSI、Technology等公司的合資企業(yè)。ARM(AdvancedRISCMachines)是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè)，設計了大量高性能、廉價、耗能低的RISC處理器、相關技術及軟件。技術具有性能高、成本低和能耗省的特點。適用于多種領域，比如嵌入控制、消費/教育類多媒體、DSP和移動式應用等。

7、英偉達

簡介：NVIDIA（全稱為NVIDIACorporation，NASDAQ：NVDA，官方中文名稱英偉達），創(chuàng)立于1993年1月，是一家以設計智核芯片組為主的無晶圓（Fabless）IC半導體公司。Nvidia是全球圖形技術和數字媒體處理器行業(yè)領導廠商，NVIDIA的總部設在美國加利福尼亞州的圣克拉拉市。

8、LG集團

簡介：韓國LG集團于1947年成立于韓國首爾，是領導世界產業(yè)發(fā)展的國際性企業(yè)集團，事業(yè)領域覆蓋化學能源、電子電器、通訊與服務等領域。LG是樂喜金星的翻譯LuckyGoldstars的首字母合稱，同時亦涵蓋了企業(yè)領域的各種不同品牌形象。

9、西門子

簡介：德國西門子股份公司是全球電子電氣工程領域的領先企業(yè)，創(chuàng)立于1847年，主要業(yè)務集中在工業(yè)、能源、醫(yī)療、基礎設施與城市四大業(yè)務領域。

10、恩智浦

簡介：恩智浦半導體(NXPSemiconductors)是全球前十大半導體公司，創(chuàng)立于2006年，先前由飛利浦于50多年前所創(chuàng)立，公司總部位于荷蘭Eindhoven。2016年北京時間10月27日，被高通以約470億美元的企業(yè)價值收購。

11、芯科科技

簡介：SiliconLabs是由NavSooch、DaveWelland和JeffScott在1996年于美國德州奧斯汀(Austin,Texas)成立，專門開發(fā)世界級的混合信號器件。今天，公司已成為營運、銷售和設計活動遍及世界各地資本額約5億美元的上市跨國公司，并且在各種混合信號產品領域居于領先地位。

12、InedaSystems

簡介：InedaSystems成立于2011年，是一家為智能手表等可穿戴設備設計低能耗芯片的技術公司。

13、Movidius

簡介：Movidius成立于2006年，創(chuàng)始人是愛爾蘭人肖恩·米切爾(SeanMitchell)和大衛(wèi)·莫洛尼(DavidMoloney)?？偛课挥诠韫龋诹_馬尼亞、愛爾蘭設有分支機構，是一家計算機視覺創(chuàng)業(yè)公司，2016年已被英特爾收購。

傳感器企業(yè)有：

1、恩智浦

簡介：恩智浦半導體(NXPSemiconductors)是全球前十大半導體公司，創(chuàng)立于2006年，先前由飛利浦于50多年前所創(chuàng)立，公司總部位于荷蘭Eindhoven。2016年北京時間10月27日，被高通以約470億美元的企業(yè)價值收購。

2、Atmel

簡介：Atmel公司為全球性的業(yè)界領先企業(yè)，致力于設計和制造各類微控制器、電容式觸摸解決方案、先進邏輯、混合信號、非易失性存儲器和射頻(RF)元件。憑借業(yè)界最廣泛的知識產權(IP)技術組合之一，Atmel為電子行業(yè)提供針對工業(yè)、消費、安全、通信、計算和汽車市場的全面的系統(tǒng)解決方案。

3、TI

簡介：德州儀器(TexasInstruments)，簡稱TI，是全球領先的半導體公司，為現實世界的信號處理提供創(chuàng)新的數字信號處理(DSP)及模擬器件技術。除半導體業(yè)務外，還提供包括傳感與控制、教育產品和數字光源處理解決方案。TI總部位于美國得克薩斯州的達拉斯，并在25多個國家設有制造、設計或銷售機構。

4、NationalInstruments公司

簡介：NI是一家美國的儀器公司。在進行測試、控制和嵌入式設計應用的過程中，全球工程師和科學家設計、原型、發(fā)布系統(tǒng)的方式因NI而改變。NI開放的圖形化編程軟件和模塊化硬件，每年幫助25,000多家公司的客戶簡化開發(fā)、提高效率，并極大地縮短了上市時間。

5、libelium

簡介：Libelium是西班牙知名物聯(lián)網科技公司,座落于西班牙工業(yè)城市薩拉戈薩市。公司成立于2006年，經過十年的穩(wěn)步發(fā)展已成為集科技研發(fā)，生產，銷售于一體的專業(yè)物聯(lián)網科技公司，并在國際上享有盛名。

6、psikick

簡介：Psikick公司位于夏洛茨維爾，是一家致力于電池芯片研發(fā)的公司，其團隊一直在研究名為亞閾值處理（subthresholdprocessing）的技術。經過多年的試驗，Psikick團隊得以設計出這樣一種片上系統(tǒng)（SoC），它擁有與市面上或實驗室中同類片上系統(tǒng)相同或更強大的功能，但能耗卻只有前者的百分之一甚或千分之一。

7、Qualtre

簡介：Qualtré?成立于2008年，是全球領先的固態(tài)、硅MEMS運動傳感器開發(fā)商，解決方案應用于各種市場，包括工業(yè)，移動，消費和汽車等。Qualtré已經開發(fā)了下一代多軸體聲波運動傳感器（BAW）MEMS陀螺儀技術。

8、美新

簡介：美新半導體有限公司是一家從事制造、研發(fā)和銷售微電子機械集成(MEMS，IC)科技芯片的半電子機械集成(MEMS，IC)科技芯片的半導體企業(yè)導體企業(yè)。美新公司是全球首家將微機械系統(tǒng)(MEMS)和混合信號處理電路集成于單一芯片的慣性傳感器公司。

9、Valencell

簡介：Valencell是位于美國北卡萊羅納州的一家心率傳感器公司，是高性能生物識別數據傳感器技術創(chuàng)新領導者，公司并不直接面向消費者銷售產品，而是授權其PerformTek心率傳感技術給各種類型的穿戴設備公司。

10、petasense

簡介：Petasense是一家位于美國硅谷的工業(yè)物聯(lián)網公司。

11、xerafy

簡介：xerafy是全球領先的工業(yè)RFID金屬標簽供應商。

12、mcube

簡介：mcube是一家MEMS運動傳感器的供應商。

13、moog

簡介：穆格MOOG公司是全球設計，制造和精密運動控制產品和系統(tǒng)集成商。穆格的高性能系統(tǒng)的控制軍用和商用飛機，衛(wèi)星和航天器，運載火箭，導彈，工業(yè)機械，風能，海洋應用和醫(yī)療設備。

14、ThingMagic

簡介：ThingMagic是全球知名的RFID設備制造商，成立于2000年，總部設在美國波士頓，5名公司創(chuàng)始人全部來自麻省理工學院。作為全球領先的超高頻設備制造商，ThingMagic專注于讀寫器、傳感器和嵌入式系統(tǒng)技術的研發(fā)和生產。

15、SkyeTek

簡介：SkyeTek公司，這是一家位于美國科羅拉多州提供嵌入式和獨立的超高頻RFID解決方案的OEM設備供應商。

充電設備企業(yè)有：

配件企業(yè)有：

NB-IOT主流應用

以華為的NB-IOT為例：

一、首先了解華為的“1+2+1”物聯(lián)網架構

“1+2+1“物聯(lián)網架構

1個開源物聯(lián)網操作系統(tǒng)HuaweiLiteOS；

2種連接方式，包括有線和無線連接，如NB-IOT/5G和敏捷物聯(lián)網絡（物聯(lián)網關、智慧家庭網關）等方式；

1個統(tǒng)一開放的聯(lián)接管理平臺，包含數據管理、設備管理和運營管理。

二、華為9個具體NB-IOT方案

1、智能路燈解決方案

智能路燈解決方案，為市政路燈主管部門提供基于物聯(lián)網、云平臺和大數據的智慧路燈業(yè)務，實現路燈的遠程單燈控制與狀態(tài)監(jiān)控的精細化管理及節(jié)能控制、并可以依靠路燈網絡，打造城市公共服務。

NB-IoT解決方案架構

華為對接產品：OceanConnectIoT平臺

合作描述：完成路燈自動調節(jié)、遠程照明控制、故障主動告警、路燈資產管理等功能。

2、智能停車解決方案

智能停車解決方案為停車主管部門提供基于物聯(lián)網、云平臺和大數據的智慧停車解決方案，實現停車車位狀態(tài)監(jiān)控業(yè)務，解決停車難和緩解交通擁堵的問題。

NB-IoT解決方案架構

華為對接平臺：OceanConnectIoT平臺

合作描述：完成設備管理、反向尋車、停車引導、報表等功能。

3、智能水務解決方案

智能水務解決方案為水務公司提供基于物聯(lián)網、云平臺和大數據的智慧水務解決方案，實現智能抄表與監(jiān)控、表端連接管理、管網監(jiān)測、能效分析等功能，達到自動抄表到戶、管網動態(tài)監(jiān)控、降低漏損、降低維護成本、降低能耗的目的、保障用水安全。

NB-IoT解決方案架構

華為對接產品：OceanConnectIoT平臺

合作描述：完成遠程抄表，設備管理，漏損管理，管網監(jiān)控、繳費、服務等業(yè)務。

4、智能電表解決方案

智能電表解決方案助力電力企業(yè)實現：

1）實現預付費：人工抄表導致只能選擇后付費，無法避免延遲。AMI可實現預付費，避免賬單拖欠。

2）降低非技術線損：傳統(tǒng)電表定位竊電困難，導致偷電情況嚴重。AMI支持防竊電和線損分析，減少線損，增加收益。

3）實現電力供需平衡：采集詳細歷史用電數據，準確預測用電趨勢，與發(fā)電匹配，減少浪費，也保障了電網的安全運行。

4）提升客戶滿意度：可提供詳細賬單和實時賬單，提升客戶滿意度。

NB-IoT解決方案架構

華為對接產品：OceanConnectIoT平臺

合作描述：完成遠程抄表，設備管理，漏損管理，管網監(jiān)控、繳費、服務等業(yè)務。

5、智能氣表解決方案

為燃氣公司提供基于物聯(lián)網、云平臺和大數據的智慧燃氣解決方案，實現智能抄表與監(jiān)控、表端連接管理、管網監(jiān)測、能效分析等功能，解決未來千萬級智能氣表的可靠安全接入和連接管理。

NB-IoT解決方案架構

華為對接產品：OceanConnectIoT平臺

合作描述：完成遠程抄表，設備管理，綜合能效管理，繳費、服務等業(yè)務。

6、智慧物流解決方案

智慧物流解決方案基于OceanConnectIoT平臺獲取的物流車輛、貨物、人員、節(jié)點、路線等數據，快速提供智慧物流相關業(yè)務，協(xié)助物流從業(yè)公司或人員、貨主、收貨人、政府監(jiān)管部門及社會公眾，解決物流行業(yè)“車、人、貨、節(jié)點、路線”五位一體的實物流和信息流高效管理問題。

NB-IoT解決方案架構

華為對接產品：OceanConnectIoT平臺

合作描述：業(yè)務包括TMS、WMS、智慧物流園區(qū)、車隊管理、貨物追溯與防偽、智能訂單管理、在線交易、APP應用等。

7、車聯(lián)網解決方案

車聯(lián)網解決方案支持面向前裝市場和后裝市場，由車載終端、無線網絡接入、OceanConnectIoT平臺和業(yè)務應用幾部分組成。OceanConnectIoT平臺作為關鍵平臺層，起到承上啟下的作用。

向下支持增強的協(xié)議適配能力，支持IoTAgent內置到車載終端，可以快速的接入車載終端；向上開放能力API和數據API，支撐豐富的車聯(lián)網業(yè)務，如：乘用車TSP服務，商用車車隊管理，UBI，共享租車等。

NB-IoT解決方案架構

華為對接產品：OceanConnectIoT平臺

合作描述：基于OceanConnectIoT平臺獲取的車輛數據，快速開發(fā)車聯(lián)網相關業(yè)務，提供給車企、行業(yè)客戶以及最終的消費者。車聯(lián)網業(yè)務包括TSP服務、車隊管理、保險UBI、車廠數據分析、汽車O2O服務等。

8、智慧家庭解決方案

智慧家庭解決方案支持多種終端集成，滿足智慧家庭網絡終端多樣化的需求；以基于云的OceanConnectIoT平臺為核心，提供大數據分析與實時智能：實現了云端平臺、邊緣網關、智能終端的分層智能與控制；給家庭用戶提供家居自動化、安防監(jiān)控、健康、娛樂等個性化業(yè)務。

NB-IoT解決方案架構

華為對接產品：OceanConnectIoT平臺

合作描述：基于OceanConnectIoT平臺獲取的智慧家庭傳感器數據，實現諸如安防監(jiān)控、家居自動化、家居健康、家居娛樂、家居節(jié)能管理等智慧家庭業(yè)務。

9、智能樓宇解決方案

智能樓宇解決方案提供基于敏捷控制器+敏捷網關的樓宇管理功能。助力樓宇業(yè)主及管理方實現：

1）可視化管理：通過水表、電表、燃氣表等能源計量節(jié)點的傳感設備分類分項計量，實現能耗信息透明化

2）能耗分析：通過數據統(tǒng)計分析，挖掘電氣、供水、空調等各類能耗規(guī)律，發(fā)現能源正常使用和浪費的時間、空間、行為等因素

3）節(jié)能控制：在能耗分析基礎，以建筑內各單位和部門的能耗數據為依據進行節(jié)能審計工作。建立能耗監(jiān)測告警和控制策略

NB-IoT解決方案架構

華為對接產品：AgileController

合作描述：實現能效管理、車位管理、客流量監(jiān)測功能的行業(yè)軟件。

2018中國IoT大會