R13到R16的5G物聯網之路

物聯網正在滲透到各個垂直行業，如工業、農業、物流、能源、環保、醫療等，以及公共事業、消費升級等領域。以服務轉型中的遠程運維為例，通過對設備、產品的實時監測，提供遠程維護、故障預測、性能優化等系列服務，實現設備實時工況診斷、遠程定位與運維。

在農業場景下，物聯網技術應用在溫室種植、大田種植、養殖（包括畜牧的雞、豬、牛等，以及水產養殖的螃蟹、魚）等場景中。

在公共事業方面，城市供水、供氣、供熱等公共事業中智能化升級是最為典型的民生應用。傳統機械表計在成本上具有一定優勢，然而人工上門抄表模式對企業和用戶雙方都有諸多不便，基于NB-IoT的水、電、氣、熱表等智能表計成為物聯網發展較為迅速的應用之一。截至2019年11月，NB-IoT燃氣表和水表連接數均破千萬。

消費升級方面，物聯網已經廣泛應用于個人生活的方方面面，包括各類車載智能產品、電動自行車防盜追蹤、智能硬件、可穿戴產品等。其中，可穿戴設備已經成為消費者隨身的必備品，促進了設備規?；某鲐浟?，根據IDC數據，2019年我國可穿戴設備市場出貨量9924萬臺，同比增長37.1%。

物聯網產業的發展離不開技術標準的制定，在2016年之前，物聯網的無線接入制式五花八門，有基于非授權頻段的LoRa和SigFox，還有基于授權頻段的LTE Cat0，互不兼容，市場碎片化嚴重，缺乏規模效應。

這種情形在2016年之后大為改觀，隨著Rel-13窄帶物聯網（NB-IoT）標準在3GPP組織中的制定，NB-IoT技術迅速成為全球統一的物聯網無線接入制式，帶動了整個移動通信的產業鏈。在接下來的幾年中，NB-IoT技術不斷發展，陸續在Rel-14、Rel-15和Rel-16的協議中進行了大幅度的增強，引入多項重要的功能和核心技術，對系統性能和應用場景都有顯著的提升和擴展。

同一時期，作為一種互補技術，eMTC也在3GPP中不斷演進，以支持更大帶寬和更高的業務速率，包括語音和視頻。5G的海量物聯網雖然仍沿用LTE的NB-IoT/eMTC的空口協議，但能夠接入5G核心網，這為拓展NB-IoT/eMTC的應用提供了廣泛空間。

NB－IoT在發展之初就因其功耗低、覆蓋范圍廣、連接數量多以及成本低，得到中國運營商的青睞。中國移動、中國電信和中國聯通從2016年9月就開始規劃和部署NB-IoT網絡。截至2019年年底，已建成5G基站19.8萬個，NB-loT基站71萬個，NB-IoT初步完成縣級及以上城區的基本覆蓋，在水表、燃氣、智慧家居、智慧工業等場景已實現NB-IoT規模應用，用戶規模超過8000萬人。中國移動計劃將在2020年增加7000萬NB－IoT連接；中國聯通已經擁有約2萬家工業物聯網公司作為其客戶，而中國電信已通過40萬個窄帶物聯網基站為超過5000萬用戶提供了服務。

在世界范圍內，根據GSMA收集的數據，在2018年，全球已有超過30家主流運營商推出60張蜂窩物聯網絡，包括NB-IoT和eMTC，蜂窩物聯網部署主要集中在北美、歐洲、亞太、澳洲這些區域，東歐、俄羅斯、西亞、非洲、南美洲等地區部署非常少。NB-IoT商用網絡有47張，eMTC商用網絡有13張，其中有8家運營商在同一地區同時商用NB-IoT和eMTC網絡。在所有運營商中，沃達豐已在9個國家推出商用的NB-IoT網絡；T-Mobile已在8個國家推出商用的NB-IoT網絡；Telia已在4個國家推出商用的NB-IoT網絡，這三家歐洲的跨國運營商本身就在多個國家擁有基礎網絡，因此在多國部署NB-IoT網絡也是其物聯網業務發展的組成部分。

物聯網連接數是物聯網行業發展的重要指標，而物聯網終端中的模組是物聯網行業當前確定性最高、落地最早的產業鏈環節。無線通信模組屬于中上游，通過集成芯片以及其他電子元器件，使得模塊具備聯網通信功能，進而為下游終端客戶使用。物聯網模組具有集中度高、上游影響力大、下游應用場景廣、毛利率較低、技術門檻有限等特點。在國內，有 “千萬級”市場份額的模組廠家有移遠通信、芯訊通（日海智能），具有“五百萬級”市場份額的有廣和通、中移、龍尚等。

從成本端來看，芯片采購成本是模組廠商的主要成本來源。物聯網芯片的技術門檻較高。在芯片設計整體水平方面，國內企業還存在一定的差距。但是在應用驅動創新方面，國內已經開始實現趕超。

紫光展銳在物聯網領域擁有比較全面的產品線，包括無線廣域網以及短距離無線網絡。在NB-IoT制式上，紫光展銳的芯片可完整支持3GPP Rel-13幾乎所有的功能。

華為海思在2017年推出了全球首款正式商用的NB-IoT芯片——Boudica120，接著又推出了第二代芯片——Boudica 150。2017年下半年，華為海思與臺積電合作生產的Boudica 120、150芯片大規模出貨。這兩款NB-IoT芯片的主要特點是高集成、低功耗、可內置輕量級的Huawei LiteOS物聯網操作系統。

聯發科推出了旗下首款NB-IoT系統單芯片（SoC）—MT2625，MT2625 是聯發科技的第一款 NB-IoT 專屬芯片，具備超高集成度，將 ARM Cortex-M微控制器（MCU）、偽靜態隨機存儲器（PSRAM）、閃存與電源管理單元（PMU）整合在同一芯片平臺上。

2018年中興微電子正式發布NB-IoT商用芯片Wisefone7100。

國外的芯片廠商高通看好NB-IoT，但認為NB-IoT與eMTC并非是非死即傷而是有很好的互補性，未來物聯網多模才是趨勢。若采用NB-IoT + eMTC雙模方式，將能集兩種技術的優勢于一身，同時補齊雙方短板。英特爾的XMM 7115面向窄帶物聯網NB-IoT設備。XMM 7315則整合應用處理器與LTE基帶的SoC，同時支持eMTC、NB-IoT兩種標準。