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2021年中国NB-IOT产业全景图谱

NB-IoT(窄带物联网)同时是IoT领域的一个新兴技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWA),具有广覆盖、低能耗、海量连接、低成本等特点,是新一代移动通信技术发展方向。2020年5月,NB-IOT纳入5G标准,意味着NB-IoT 技术的生命周期和应用场景将得到极大扩展,行业应用前景和应用空间进一步得到确认,未来随着国家对新基建的重视,以及三大运营商全面推进5G基站建设,将带动NB-IoT发展,加快拓展了NB-IOT低时延、高可靠、大连接等应用场景。

窄带物联网NB-loT产业链包括上游芯片供应商、模组供应商、基站供应商,中游的通信运营商、平台服务商以及下游的终端供应商、应用服务商。

上游的基站供应商为中游的通信运营商提供NB-loT基站设备产品,芯片供应商为模组供应商提供NB-loT专用芯片产品,模组供应商为下游的终端供应商提供NB-loT模组产品。

中游的通信运营商为下游的应用服务商以及B端、C端最终用户提供NB-loT运营服务,平台服务商为下游的应用服务商提供连接管理、应用开发、设备管理等平台服务。

下游的应用服务商提供基于NB-loT的应用服务包括智慧水务、智慧燃气、智慧车锁、智慧照明、智慧烟感等,终端供应商提供的终端设备产品包括水表、燃气表、烟雾感应器、灯具、垃圾箱、井盖等。下游的部分企业兼具应用服务商和终端供应商两种主体身份,既能为B端和C端客户提供终端设备产品,又能通过集成终端来提供不同垂直领域的应用服务方案。

NB-IOT优势明显 国家积极推动NB-IOT发展

NB-IoT(窄带物联网)同时是IoT领域得到一个新兴技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年,同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

NB-IoT具备四大特点:一是广覆盖,将提供改进的室内覆盖,在同样的频段下,NB-IoT比现有的网络增益20dB,覆盖面积扩大100倍;二是具备支撑海量连接的能力,NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接,支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构;三是更低功耗,NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年;四是更低的模块成本,企业预期的单个接连模块不超过5美元。

同时,NB-IOT也被称为移动物联网,是支持低功耗广域网的新网络技术,迎合了70%以上的物联网场景需求,是4G向5G发展,以及5G商用的新一代移动连接技术,发展NB-IOT对我国5G技术商用和移动物联网发展必要选择。因此,为加快我国NB-IOT的发展:2017年6月,工信部下发《关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》,对NB-IoT标准、NB-IoT设备、NB-IoT芯片、NB-IoT模组、NB-IoT测试、NB-IoT应用、NB-IoT网络的发展进行了全面部署,并提出基础电信企业要加大NB-IoT网络部署力度,提供良好的网络覆盖和服务质量,全面增强NB-IoT接入支撑能力,到2020年,NB-IoT网络实现全国普遍覆盖,基站规模达到150万个,总连接数超过6亿。同月,工信部发布2017年第27号公告,从三方面明确了NB-IoT系统频率的使用要求。

2020年5月,工信部发布《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》,到2020年底,NB-IoT网络实现县级以上城市主城区普遍覆盖,重点区域深度覆盖;移动物联网连接数达到12亿;推动NB-IoT模组价格与2G模组趋同,引导新增物联网终端向NB-IoT和Cat1迁移;打造一批NB-IoT应用标杆工程和NB-IoT百万级连接规模应用场景。

这是时隔三年,国家再次对NB-IoT的发展进行详细的规划。

三大运营商积极布局NB-IOT 我国NB-IOT建设加速

在政策积极支持,以及5G商用加速,互联网需求前景广阔等众多因素的推动下,国内三大运营商积极布局移动物联网(包括NB-IOT),根据2019年通信业统计公报数据显示,截止2019年底三家运营商蜂窝物联网连接数已超过10.3亿,较2018年的6.71亿增加了3.59亿。从历年通信业统计公报数据来看,近年来蜂窝物联网连接数增长速度是非常快的。

根据最新数据,截至2020年6月底,蜂窝物联网连接数已达到11.06亿,较2019年底增加了0.78亿,按此速度,到年底突破规划的12亿也就一步之遥,移动物联网连接数超过人与人连接数的“物超人”态势在不久很快就能实现。

从三大运营商具体布局来看,截至2019年底,中国移动物联网连接数为8.84亿户,高于中国电信和中国联通的总和,较2018年增长3.3.亿户;中国电信则后来居上,2018年为1.07亿户,位于中国联通之后,2019年猛增至3.25亿户,领先中国联通1.35亿户(2019年为1.9亿户)。

NB-IOT布局方面,基站建设方面,2019年我国窄带物联网行业基站保有量约72万个,2019年新增窄带物联网(NB-loT基站)数量20万个。其中中国电信NB-loT基站位居全球第一,2019年底保有量为28.8万个;中国移动位居第二,为23.2万个,根据中国移动规模,2020年将在全国范围新建NB-IoT基站11.8万个,累计达到35万个基站;2019年底中国联通NB-IoT基站保有量为20万个,位居全国第三。

根据工信部发布的《全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》规划,到2020年NB-IoT基站规模达到150万个,如目标能如期完成,则2020年将新增NB-IoT基站78万个,新增体量规模较大。

其次用户连接数方面,国内三大运营商NB-IoT连接数突破1亿,行业发展按下加速键。近2年来,NB-IoT行业发展态势迅猛,2019年11月,全球连接数接近7000万,2020年1月全球NB-IoT连接数突破1亿,其中国内用户占绝大多数。截至2月底,国内三大运营商NB-IoT连接数突破1亿,国内物联网产业迎来里程碑。从运营商分布来看,2020年2月中国移动NB-loT连接数达4303万;中国联通突破了1000万的量级;截至8月底,中国电信NB-loT连接规模突破6000万。

运营商NB-IoT布局

中国电信率先打造并运营全球最大的NB-IoT网络。中国电信的NB-IoT网络基于800MHz低频黄金频段承载,已于2017年中旬完成全网建设,目前41万LTE800M基站全部升级开通NB-IoT网络,实现包括偏远山区在内的全国覆盖,全国整体覆盖率达97.84%;此外中国电信拿出3亿元进行物联网专项补贴激励,重点支持NB-IoT与CAT1两大类产品。截至2020年8月,公司物联网用户突破2亿户,其中NB-loT连接规模突破6000万,物联网开放平台终端设备接入数超过3000万,终端适配类型超过1000类。

中国移动已实现346个城市NB-IoT连续覆盖,实现乡镇以上主干道全覆盖。截止2020年2月底,NB用户突破4300万;持续推动自研NB模组降价,预计今年可降至2G模组水平,自研OneMONB模组累计销量1200+万片,全球排名第二;助力12个行业693家客户接入NB-IoT网络;宣布投资400亿建设40万座NB-IOT基站数,2017年底完成约15万座,2018年底全部完成

中国联通已实现全国性网络覆盖,实现上海等7特大城市城区连续覆盖,33大城市热点区域覆盖以及N个行业应用。

NB-IOT建设成本和连接费用呈上升趋势 推动行业规模快速增长

近年来,我国NB-IOT基站建设价格总体呈现出上升趋势,2014年新建NB-IOT基站均价为31.2万元/个,改造升级NB-IOT基站均价为5.2万元/个,至2019年,新建NB-IOT基站均价为33.7万元/个,改造升级NB-IOT基站均价为6.5万元/个。而随着NB-IOT基站新建和改造升级价格呈上升趋势,带动了NB-IOT连接费用的上涨。2014年NB-IOT连接费用为22元/个,至2019年为38元/个。

在建设成本和用户收费价格呈逐渐上升趋势下,我国NB-IOT建设投资规模和应用市场规模呈逐渐快速增长趋势。其中2019年NB-IOT基站建设投资额为347.6亿元,是2014年(5.2亿元)的66倍;NB-IOT应用市场规模为39.9亿元,较2014年的0.11亿元亦有大幅增长。

NB-IOT发展前景、空间广阔,但大规模爆发尚需时间

与其他技术相比,NB-IOT技术具有独特的优势,其不可复制的优势决定了其广泛的应用场景,包括智能家居、智慧交通、智慧工业、动物保护、智能门锁、智能水表、智慧农业等,且未来随着NB-IOT技术和建设持续发展,NB-IOT应用场景将持续扩大。

此外,从应用前景来看,2020年7月,在国际电信联盟(ITU)召开的ITU-R WP5D会议上,3GPP 5G技术(含NB-IoT)满足IMT-2020 5G技术标准的各项指标要求,正式被确立为ITU IMT-2020 5G技术标准,NB-IoT正式成为5G标准核心组成部分,意味着NB-IoT 技术的生命周期和应用场景将得到极大扩展。根据市场研究机构Counterpoint IoT的最新研究数据显示,全球物联网蜂窝连接数将在2025年突破50亿大关,其中NB-IoT的贡献比将接近一半。

但根据NB-IoT现阶段发展政策导向,以及运营商的规划来看,我国NB-IOT建设和应用大规模爆发还尚需时间。首先,2020年5月发布的《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》明确提出“按需新增建设NB-IoT基站”,这在一定程度上反映了短期内NB-IoT基础设施建设的思路,即不会进行大规模网络建设,而是以需求为导向,更加注重精细化建设和深度覆盖。因此可以预计,短期内NB-IoT基站规模不会出现大幅上升,但在支撑重点项目、重点应用中保障性更强。此外,三大运营商2020年计划资本支出为3300多亿,其中超过1800亿用于5G投资,占比超过50%。在5G投资需求越来越大、资本开支捉襟见肘的背景下,大规模投资NB-IoT网络可能性不大,因此“按需新增建设NB-IoT基站”成为NB-IoT网络投资的主要模式。

其次,工信部信息通信发展司副司长,明确提出NB-IoT市场面临的三大挑战:一是NB-IoT应用有待进一步普及。目前我国大部分NB-IoT连接集中在少数城市,在全国范围内得到普及的程度还有所欠缺,大量基站处于轻载、空载状态;二是NB-IoT网络覆盖还有待进一步完善。部分地区NB-IoT网络覆盖水平还不能完全满足承载2G连接迁移的要求,在局部覆盖深度方面还需加强;三是采用先进移动技术的比例有待进一步提升。现有存量物联网连接中,2G、3G连接仍占较大份额,需要加快形成以4G、5G技术梯次承接各类物联网连接的发展格局。

但总体来说,随着国家对新基建的重视以及三大运营商全面推进5G基站建设,将带动NB-IoT发展,而5G组网快速推进加大拓展了物联网低时延、高可靠、大连接等应用场景。未来NB-IoT发展前景和发展空间均较好。