一 NB-IoT的标准及进展
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干货丨NB-IoT与LoRa技术详解及竞争态势分析
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“物联网”概念在1999年美国麻省理工学院首次被提出，狭义的物联网指的是“物—物相连的互联网”，这里相连的主体既包括物品到物品，也包括物品到识别管理设备。物联网是继互联网后对人类发展起到促进作用的重大技术创新。中国政府为此提出《物联网2020行动计划》。
物联网技术主要体现在通讯和传感器两个方面。
物联网通信技术
物联网的无线通信技术很多，主要分为两类：一类是Zigbee、WiFi、蓝牙、Z-wave等短距离通信技术；另一类是LPWAN（low-power Wide-Area Network，低功耗广域网），即广域网通信技术。
LPWA又可分为两类：一类是工作于未授权频谱的LoRa、SigFox等技术；另一类是工作于授权频谱下，3GPP支持的2/3/4G蜂窝通信技术，比如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。
2014年5月，华为收购了Nuel公司，开始和沃达丰进行窄带蜂窝物联技术的研究，提出了窄带技术NB M2M。2015年5月，华为、沃达丰联合高通共同制定了相关的上下行技术标准，融合NB OFDMA形成了NB-CIoT。
NB-CIoT提出了全新的空口技术，相对来说在现有LTE网络上改动较大，但NB-CIoT是提出的6大Clean Slate技术中，唯一一个满足在TSG GERAN #67会议中提出的5 大目标（提升室内覆盖性能、支持大规模设备连接、减小设备复杂性、减小功耗和时延）的蜂窝物联网技术，特别是NB-CIoT的通信模块成本低于GSM模块和NB-LTE模块。
此时，爱立信和诺基亚联合推出窄带蜂窝技术NB-LTE，与NB-CIoT的定位较为相似，但NB-LTE更倾向于与现有LTE兼容，其主要优势在于容易部署。2015年7月，爱立信和华为分别向3GPP提交标准提案。最终，在2015年9月的RAN #69会议上经过激烈讨论后协商统一，由3GPP在Rel-13版本中将两种技术融合形成了NB-IoT标准。
NB-IoT从窄带技术演变为3GPP的正式标准，相关厂商、运营商积极的推动和市场真实存在的需求是两个不可忽略的因素。
3GPP的通信技术标准主要可分为Core Part（主体功能）、性能标准及RF一致性测试标准等。其中，主体功能标准指的是协议的具体内容，包括信令协议、网络接入等，主要与开发相关；性能标准主要是各个子技术领域的性能，跟测试强相关；一致性测试标准，主要包括一些流程及功能的测试标准。
从Rel-12开始，3GPP逐步在研究MTC通信增强的核心网架构，至Rel-13开始重点研究NB-IoT及DECOR/eDECOR相关技术。
3GPP核心网侧与NB-IoT相关的主体标准大部分处于stage2（业务与系统架构），2016下半年至2017年初启动stage3（核心网与终端）的相关工作。
为了满足海量碎片化、低成本、低速率、低功耗的NB-IoT物联网应用，核心网方面主要考虑了以下方面的问题。
（1）高效地支持非频繁小包传送
面向NB-IoT进一步提高对非频繁小包传送的处理效率。由于NB-IoT终端的数量可能呈指数型增长，但每个终端的数据量及通信周期都比较低，而以现有的EPS核心网（基于S1接口）去处理此类业务，其效率将非常低且有过载的风险，因此，需要最小化整个EPS系统的信令开销，尤其是空口部分（如：RRC连接的建立和释放），此外，还需要加强EPS系统安全流程（此部分是由SA WG出）。
目前有两种优化方向，一种是基于控制面的优化方案，即通过NAS过程来传送小包；另外一种是基于用户面的优化方案，即通过RRC suspend 态在UE 和RAN节点同时缓存用户的上下文，以减少信令的交互。以上两种优化方案在TS23.401 Rel-14版本中均已加入，方案一作为必选方案，而方案二为可选方案。目前，3GPP倾向于采用基于控制的优化方案，此部分标准在CT（核心网与终端）的主体工作目前还在进行当中。
（2）使用小包传送高效地支持跟踪装置
3GPP没有专门定义此类业务的业务模型，目前还处于研究状态，预计在Rel-14版本中解决，其业务模型属于MAR（移动终端周期性上报）业务模型的变种，需要在定位、移动性、传输效率等方面有进一步的增强和优化。
（3）高效的寻呼区域管理
针对海量静止或限制移动性的终端，由于空口资源稀缺、核心网接口资源有限等原因，3GPP SA2目前还在进行寻呼优化的讨论，预计将在Rel-14中完善此部分功能。寻呼优化的主要思路是考虑仅在用户上一次接入的eNB 或小区内进行寻呼而非整个TA（初步假设，NB-IoT小区的TA code与现有eNB小区的TA code 是不同的），以节省空口及核心网的相关资源。
在同样的覆盖区域，NB-IoT 的设备是海量的，远多于传统的蜂窝终端设备。运营商在窄带频谱下运营，有可能并不能提供足够的寻呼所需资源、UE的标识（S-TMSI，IMSI）。与传统蜂窝相比，由于小数据包的消息量限制，单次寻呼消息中要包含以上标识是极为受限的；另外一方面，覆盖增强是标准中强制要求的，因此，寻呼消息可能要占用更长时间（重复发送相同的寻呼消息的间隔周期更长）。
大部分NB-IoT设备被认为是静止或很少移动的，因此可以对其寻呼范围进行限制，不需要在其所属的整个TA进行寻呼，这样可以减少对寻呼资源的消耗。但是，当UE 进入IDLE模式时，eNB上报给MME的上一次为NB-IoT UE服务的小区信息可能是不准确的（甚至静止的用户也存在这种可能）。这是因为在UE 静止的情况下，用户的主服小区的改变可能由各种原因引起，如射频负载条件改变、邻小区的射频条件改变（类似建筑物的阻挡，导致UE接入其他基站）。
（4）DECOR/eDECOR
现网部署时，核心网可能会存在多个NB-IoT的DCN（DedicatedCore Network）。根据TSG RAN侧TS23.236的输出，NB-IoT DCN可能会同时连接到E-UTRAN和NB-IoT的RAN节点，可以根据用户类型采取两种不同方案为其选择合适的DCN。一种是重定向方案，参考TR23.707 DECOR功能；另一种是UE辅助，参考TR23.711中的eDECOR。从目前协议的进展来看，由于重定向流程会导致UE与RAN及网络侧之间产生额外的信令交互，所以DECOR部署的可能性较小，可能会作为过渡方案；而eDECOR由于对UE有影响，目前还处于初期研究阶段，将在Rel-14后期逐步完善，未来随着虚拟化网络的部署，有望被广泛采用。
（5）支持non-IP 数据类型
在M2M应用中，非I 数据使用是常见的，如6LowPAN、MQTT-S等。当此类应用部署在NB-IoT 网络时，应用服务器AS或业务能力服务器SCS与用户间的non-IP数据需要通过网络进行传送，有两种方案可供选择，一种是通过non-IP专属的PDN点对点隧道方式通过SGi接口进行传送，另外一种是通过SCEF进行传递。目前，由于CSGN与SCEF之间的T6a接口还处于初步研究阶段，而通过SGi接口传送non-IP数据可以使C-SGN统一数据出口，便于未来面向NB-IoT类业务进行计费点选择及计费模式设计，因此，SGi方式可能会被运营商优先采用。
（6）支持SMS
部分已有M2M业务是采用SMS支持的，为了能够全面的覆盖此类业务，在部署NB-IoT后，需要考虑两个问题：①是否保留联合附着以获取短信传递能力或者只进行PS 的附着；②是否会存在只使用SMS进行信息传递而无需建立任何PDN连接的终端及其解决方案。在Rel-14中会进一步完善NBIoT核心网支持SMS的解决方案，但运营商现网部署时可以根据实际需求考虑是否部署SMS功能，例如仅部署IP 及non-IP数据承载方式，主要是考虑到支持SMS功能需C-SGN与短信中心之间开通SGd接口，且需对现网短信中心进行升级改造，对CSGN也有相关功能要求。
（7）授权用户支持覆盖增强（CE）技术
对于传播环境较差的用户，例如地下管道内的设备，需要很强的穿透性能，此时需要使用CE技术以获得更好的穿透效果。但CE技术的使用，需要网络侧提供额外的资源。因此，应该对用户进行认证，对可使用CE技术的用户加以限制，以保证只有签约并得到CE授权的用户方可享受此特性，实现差异化的服务。
（8）OverLoad控制
关于减少核心网过载的风险的议题，3GPP发起了多项研究，提出了包括接入等级划分、基于eNB辅助的（在eNB侧进行拒绝、延迟、队列）等多种方案，而在TS23.401中，针对NB-IoT设备采用的拥塞控制方案是基于EPS系统原有backoff timer机制的升级，采用离散化的方式对NB-IoT设备并发请求进行处理来实现过载控制。
（9）头压缩增强
由于NB-IoT大部分应用场景使用的都是小数据包且通信频率很低，例如周期性MAR（Mobile Autonomous Reporting）和NC（Network Command）使用20~200 byte/30min或更长时间间隔的数据传输。考虑到IP 及传输层的头开销，如20 byte的IPv4 、40 byte的IPv6、8 byte 的UDP、20 byte的TCP、12 byte的RTP，为了更高效地支持海量NB-IoT/eMTC类的终端，采用头压缩增强技术势在必行。
由于非频繁的数据传输及移动性，eNB和UE中保留的头压缩上下文可能会被重置（例如，当UE进入IDLE模式或切换eNB时），如果频繁发送数据或移动，将导致数据包产生全量头开销或额外开销。此时，头压缩将是高效支持IP类小包业务的重要保障。因此，当采用基于控制面优化的小包传输的方案时，头压缩功能需要支持NB-IoT终端用户从连接态至IDLE态的转换及移动性管理。另外需注意，当non-IP类业务场景发生时，必须要将IP头压缩功能关闭，故网络侧还需要根据不同的情况来决定是否启用头压缩功能。
二 LTE-M、EC-GSM和NB-IoT演进
万物互联是大趋势，是发展的必然，各种物联网技术也是梭镖林立。
面对各种兴起的物联网技术，3GPP主要有三种标准：LTE-M、EC-GSM和NB-IoT，分别基于LTE演进、GSM演进和Clean Slate技术。
LTE-M，即LTE-Machine-to-Machine，是基于LTE演进的物联网技术，在R12中叫Low-Cost MTC，在R13中被称为LTE enhanced MTC (eMTC)，旨在基于现有的LTE载波满足物联网设备需求。
知道LTE UE categories的朋友并不会陌生。为了适应物联网应用场景，3GPP在R11中定义了最低速率的UE设备为UE Cat-1，其上行速率为5Mbps，下行速率为10Mbps。为了进一步适应于物联网传感器的低功耗和低速率需求，到了R12，3GPP又定义了更低成本、更低功耗的Cat-0，其上下行速率为1Mbps。
EC-GSM，即扩展覆盖GSM技术（Extended Coverage-GSM）。各种LPWA技术的兴起，传统GPRS应用于物联网的劣势凸显。2014年3月，3GPP GERAN#62会议“Cellular System Support for Ultra Low Complexityand Low Throughput Internet of Things”研究项目提出，将窄带（200kHz）物联网技术迁移到GSM上，寻求比传统GPRS高20dB的更广的覆盖范围，并提出了5大目标：提升室内覆盖性能、支持大规模设备连接、减小设备复杂性、减小功耗和时延。2015年，TSG GERAN #67会议报告表示，EC-GSM已满足5大目标。
GERAN（GSM EDGE Radio Access Network）是GSM/EDGE 无线通信网络（Radio Access Ne
33 45293 33 15287 0 0 3637 0 0:00:12 0:00:04 0:00:08 3639twork）的缩写。GERAN由3GPP主导，主要制定GSM标准。由于早期的蜂窝物联网技术是基于GSM的，所以一些物联网立项都是GERAN进行的。
随着技术的发展，蜂窝物联网通信需要进行重新定义，我们形象的做“clean-slate”方案，类似于“打扫干净屋子再请客”的说法，这就出现了NB-IoT。由于NB-IoT技术并不基于GSM，是一种clean-slate方案，所以，蜂窝物联网的工作内容转移至RAN组。GERAN将继续研究EC-GSM，直到R13 NB-IoT标准冻结。
2015年8月，3GPP RAN开始立项研究窄带无线接入全新的空口技术，称为Clean SlateCIoT，这一Clean Slate方案覆盖了NB-CIoT。
NB-CIoT是由华为、高通和Neul联合提出，NB-LTE是由爱立信、诺基亚等厂家提出。
NB-CIoT提出了全新的空口技术，相对来说在现有LTE网络上改动较大，但NB-CIoT是提出的6大CleanSlate技术中，唯一一个满足在TSG GERAN #67会议中提出的5大目标（提升室内覆盖性能、支持大规模设备连接、减小设备复杂性、减小功耗和时延）的蜂窝物联网技术，特别是NB-CIoT的通信模块成本低于GSM模块和NB-LTE模块。
NB-LTE更倾向于与现有LTE兼容，其主要优势在于容易部署。最终，在2015年9月的RAN #69会议上经过激烈撕逼后协商统一，NB-IoT可认为是NB-CIoT和NB-LTE的融合。
这里引用一段3GPP RAN会议报告关于蜂窝物联网技术的描述：物联网（Internet of Thing, IoT）是未来重要技术，3GPP在R12/R13虽然也有MTC（Machine Type Communication）相关技术，但其基本做法是在既有LTE技术与架构上进行优化，并非针对物联网特性进行全新的设计。相对于MTC技术优化的做法，蜂窝物联网(Cellular Internetof Thing, CIoT)技术项目建议针对物联网特性全新设计，不一定要相容于既有的LTE技术框架。
NB-IoT商用后将面临的激烈竞争
一项创新技术的出现，必然要与传统的技术进行搏杀，可能是鱼死网破两败俱伤、可能是互相妥协和平共处、可能是多方投降一方独大。
就NB-IoT创新技术的出现，可见的竞争将体现在以下三个方面，并以示例说明。
1 技术方案的竞争
在中国的低功耗广域网领域，NB-IoT和LoRa无疑是最为热门的两种低功耗广域网（LPWAN）技术。两者形成了两大技术阵营，一方是以华为为代表的NB-IoT，另一方是以中兴为代表的LoRa。毫无疑问，无线电频谱是一种国家资源，是一种有限的资源，不可以再生，只能合理地利用。下面就看看两种技术使用的频段。
（1）NB-IoT频段
NB-IoT使用了授权频段，有三种部署方式：独立部署、保护带部署、带内部署。全球主流的频段是800MHz和900MHz。中国电信会把NB-IoT部署在800MHz频段上，而中国联通会选择900MHz来部署NB-IoT，中国移动则可能会重耕现有900MHz频段。
NB-IoT属于授权频段，如同2G/3G/4G一样，是专门规划的频段，频段干扰相对少。NB-IoT网络具有电信级网络的标准，可以提供更好的信号服务质量、安全性和认证等的网络标准。可与现有的蜂窝网络基站融合更有利于快速大规模部署。运营商有成熟的电信网络产业生态链和经验，可以更好地运营NB-IoT网络。
从目前来看，NB-IoT网络技术的只会由上面的网络运营商来部署，其他公司或组织不能自己来部署网络。要使用NB-IoT的网络必须要等运营商把NB-IoT网络铺好，其进度与发展取决于运营商基础网络的建设。
（2）LoRa频段
LoRa使用的是免授权ISM频段，但各国或地区的ISM频段使用情况是不同的。下表是LoRa联盟规范里提到的部分使用的频段：
在中国市场，由中兴主导的中国LoRa应用联盟（CLAA）推荐使用了470-518MHz。而470-510MHz这个频段是无线电计量仪表使用频段。《微功率（短距离）无线电设备的技术要求》中提到：在满足传输数据时，其发射机工作时间不超过5 秒的条件下，470－510MHz频段可作为民用无线电计量仪表使用频段。使用频率是470-510MHz，630-787MHz。发射功率限值：50mW(e.r.p)。
由于LoRa是工作在免授权频段的，无需申请即可进行网络的建设，网络架构简单，运营成本也低。LoRa联盟正在全球大力推进标准化的LoRaWAN协议，使得符合LoRaWAN规范的设备可以互联互通。中国LoRa应用联盟在LoRa基础上做了改进优化，形成了新的网络接入规范。
2 NB-IoT和LORA的通信距离
通讯距离和通讯能力是无线通讯在同等功耗前提下最重要的性能指标。
（1）NB-IoT通信距离
移动网络的信号覆盖范围取决于基站密度和链路预算。NB-IoT具有164dB的链路预算，GPRS的链路预算有144dB（TR 45.820），LTE是142.7dB（TR 36.888）。与GPRS和LTE相比，NB-IoT链路预算有20dB的提升，开阔环境信号覆盖范围可以增加七倍。20dB相当于信号穿透建筑外壁发生的损失，NB-IoT室内环境的信号覆盖相对要好。一般地，NB-IoT的通信距离是15km。
（2）LoRa通信距离
LoRa以其独有的专利技术提供了最大168dB的链路预算和+20dBm的功率输出。一般地，在城市中无线距离范围是1~2公里，在郊区无线距离最高可达20km。
（3）NB-IoT和LoRa的中继
在实际的网络部署中，NB-IoT和LoRa的无线网络信号都会存在覆盖不到的地方，可称之为信号“盲区”，如果针对“盲区”通过多架设基站达到信号覆盖的话，势必会造成网络建设成本较高。这就需要一种低成本的“中继”产品，来拓展和延伸网络，来完成“盲区”的信号覆盖。
据了解，中国LoRa应用联盟（CLAA）使用了MCU和SX1278做了一个中继实现了“盲区”的低成本信号覆盖。
中国物联网合作组织集团，采用4320物联网关设备，可用低廉的成本，实现4320个无线终端的中继。
3 NB-IoT和LORA的芯片来源
无论是NB-IoT还是LoRa的网络都需要无线射频芯片来实现连接和部署。NB-IoT和LoRa都采用了星型网络拓扑结构，通过一个网关或基站就可以大范围地覆盖网络信号。NB-IoT工作在授权频段，基本上是运营商的市场，基站设备一般是由通信设备服务商提供。LoRa工作在免授权频段，任何企业都可以自己设计开发网关，自行组建网络。
NB-IoT和LoRa的一些终端无线射频芯片公司。
（1）LoRa芯片公司
LoRa技术是Semtch公司的专利，Semtech公司提供SX127x系列LoRa产品。国内市场主要以低频段（137-525MHz）的SX1278为主。为适应市场的发展和需求，Semtech以IP授权的方式授予更多的公司来制造LoRa技术的芯片，如同ARM公司IP授权类似。
目前Semtech公司IP授权的公司有Hoperf、Microchip、Gemtek、ST等。Hoperf的LoRa产品是数据透传模组，Microchip的是以LoRaWAN模组，Gemtek做成了SiP的LoRaWAN产品。未来或许会有更多的公司通过IP授权的方式来制造LoRa技术的产品。
（2）NB-IoT芯片公司
NB-IoT得到了电信运营商和电信设备服务商的支持，有着成熟完整的电信网络生态系统。
华为：华为NB-IoT的芯片是Boudica，超低功耗SoC芯片，基于ARM Cortex-M0内核，会搭载Huawei LiteOS嵌入式物联网操作系统。预计2017年初上市。
中兴微电子：中兴微电子NB-IoT的芯片是Wisefone7100。据称，isefone7100内部集成了中天微系统的CK802芯片。预计2017年Q2上市。
Intel：XMM7115，支持NB-IoT标准。2016年下半年提供样品。XMM 7315，支持 LTE Category M和NB-IoT两种标准，单一芯片集成了LTE 调制解调器和 IA 应用处理器。预计2017年商品化。
Qualcomm：MDM9206，支持Cat-M（eMTC）和NB-IoT。
Nordic：NordicSemiconductor nRF91系列是Nordic的NB-IoT蜂窝技术产品。预计2017年下半年提供样品，2018年起供货。
其他的NB-IoT芯片厂商可能还有：Sequans、Altair、简约纳电子有限公司、MARVELL、MTK、RDA等等。
NB-IoT和LoRa模组的成本
最近，SNS Telecom预测了一个典型的LPWA模组成本是$4-18，不同技术模组价格有所不同。随着LPWA网络部署成熟，预计每个模组的成本批量可以降到$1-2。
NB-IoT和LoRa的成本究竟是多少呢？ 从一些公开的信息中来做个简单的整理。
（1）NB-IoT模组的成本
华为在《NarrowBand IoT Wide Range of Opportunities WMC2016》中提到了：NB-IoT芯片组价格$1-2，模组价格是$5-10。NB-IoT模组理想价格应该小于<$5。
中兴在《Pre5G Building the Bridge to 5G》中提到，NB-IoT模组的成本是$5-10，芯片组成本约$1-2。
互联网工程任务组（The Internet Engineering Task Force，简称 IETF）也提到每个模块成本小于$5。
Vodafone在一篇相关介绍资料中提到，每个模组成本<$5。
从上述几家公司的资料来看，NB-IoTd模组成本市场期望值应该是<$5。具体厂家的销售价格会是多少呢?尚不得而知。
不过，光有了NB-IoT模组还不够，因为NB-IoT是授权频段，要接入运营商的网络，还需要SIM卡，或者eSIM(Embedded SIM、嵌入式SIM)。每个NB-IoT模块还会有流量或服务的费用。
（2）LoRa模组的成本
由于LoRa商用较早，在市场上也有很多公司在销售LoRa模块。在此不讨论数据透传的模组，只说基于LoRaWAN协议的模组。
Microchip是较早做LoRaWAN模组的厂商，其在官方网址标价$10.37@5000+。实际采购价格需要联系Microchip销售以项目议价为准。
LoRaWAN模组关键的器件是MCU和SX127x，目前大约在8-9元人民币。
目前LoRa市场主流使用的是ST公司的STM32L1系列和STM32L0系列的超低功耗单片机。STM32L1系列是基于ARM Cortex-M3内核的，STM32L0是基于ARM Cortex-M0+内核的。以STM32L051C8和SX1278IMLTRT为例来评估LoRaWAN模组成本，一个LoRaWAN模组的市场价格范围应该是在 : $ 6-10。当然，不同厂家由于其采购和加工制造成本不同工LoRa模组的成本也各不相同。
4 NB-IoT和LoRa方案的比较
NB-IoT工作在授权频段，设备需要入网许可，干扰相对会少。LoRa工作在免授权频段，免授权频段的设备种类相对多，难免会受到其他无线设备的干扰。LoRa的优势在于其专利技术，即使在复杂的环境中依然能保持较高的接受灵敏度，抗干扰能力强。
LoRa和和NB-IoT的数据速率是不同的，LoRa数据速率可达50kbps，NB-IoT可达200kbps。两种技术的数据速率不同实际上也形成了不同的市场细分应用，可根据实际项目需求选择适合的技术。
从NB-IoT和LoRa芯片产品来看，很多产品都集成了MCU或处理器，这样可以更方便地进行信号和数据处理以及通信协议管理。
NB-IoT和LoRa无线网络部署的环境不同，通信距离也会有所不同。在实际部署的时候需要考虑到“盲区”的问题。也可以结合其他的无线技术（如FSK等）解决信号的“盲区”问题（当然，PCB的设计和天线的匹配也会影响到通信距离的远近）。
不少的公司NB-IoT芯片支持多种技术标准，可以满足了更多的市场细分需求。LoRa通过授权可以做成SoC或SiP产品，并与一些产品技术融合满足不同的市场需求。如，Semtech的EV8600就是是PLC与LoRa相结合的SoC产品。
NB-IoT和LoRa在电池产品应用中，存在一个共同的缺点，因为功耗问题，无法做到实时通讯，只适合条件或定时上传，而对实时双向要求较高的场景，是一个问题，不过，LoRa可以启动低功耗FSK短距离组网方式，实现双向实时通讯；NB-IoT只能通过不停地与平台通信（平台是否能够唤醒低功耗状态下的设备，还有待验证！！！），获取下行指令，但过于频繁，将加大功耗，如通信频率降低，将出现用户体验感下降的问题。
5 结论
NB-IoT和LoRa各有千秋，各有自己的优势。需要根据实际的项目需求情况及自身情况合理选择适当的技术。
NB-IoT和LoRa都还处于发展的起步阶段，需要各方的投入和共同的发展。当大规模部署成为一种现实可能的时候，NB-IoT和LoRa模组成本自然也会进一步降低。在这新一波的物联网发展的行情中，先把项目落地，才有赢得先人一步的机会。NB-IoT和LoRa不仅仅需要产品的创新，更需要项目应用的创新。
就技术方案而言，在短时间内，NB-IoT和LoRa肯定会并行，有共同点、各有优点、各有缺点，很难说谁压倒谁，但是，如果受到技术方案以外的因素影响，比如赢利模式的创新，与应用行业的紧密结合，借助行业的影响力，那么什么都有可能。我们比较看好NB-IoT技术，上述的技术总结和技术分析，就是全面论述我们为什么积极参与NB-IoT的进程，因为我们在2010年就提出“点对点”物联方案，但鉴于2G退网、资费居高不下等因素，坚持6年后，终于迎来了机遇，而机遇是给有准备的人的，这几年，我们潜心地在自己的领域卧薪尝胆，积极创新，坚信通讯技术必将会带来物联网应用的春天，当春天来临的时候，我们所在领域的创新成果，与先进的通讯技术结合，就如虎添翼。也正因为如此，在参与国家相关标准制定中，发表了积极的看法：NB-IoT技术一旦商用，现在花费巨资编制的这些标准，将成为废纸，一文不值，此预言，将再一次被事实所验证。
行业部门的竞争
NB-IOT技术来势凶猛，未来十年，全球将有500亿个终端设备，通过NB-IOT接入物联网，遍布城市各处的物联网感知终端构成城市的神经末梢，对城市运行状态进行实时监测，从地下管网监测到路灯、井盖等市政设施的管理，从水质、空气污染监测到建筑节能，将为实现安全高效、和谐有序、绿色低碳、舒适便捷的智慧城市发挥重要作用。
在公共事业、个人穿戴设备、智能交通、物流跟踪、宠物管理、精神病患者及老人监管、儿童监护、自动停车、智慧农业、工业智能化、危化品监管等所有领域，无所不及。
但是，能够快速普及、且形成规模的NB-IOT应用，当属公共事业的供电、供水、供气、供热的远程抄表应用，因为全国有5.6亿的用户，在线运行的各种计量仪表高达20亿只，量大面广，为解决抄表难、收费难、降低运维成本、减少漏损，急需更先进适用的技术。
然而，建国以来，在公共事业电水气热领域，各种技术迭代发展到今天，已经形成了各种利益交织的混合体，不会因为NB-IOT的先进，就能够迅速切入。
2016年是公共事业电水气热远程抄表里程碑的一年，从住建部、发改委、工信部体系的动作可以看出，基本形成了“三足鼎立”的态势，分析如下：
1住建部相关利益单位
2016年住建部印发2006年的科学技术项目计划书与11年前的住宅远传抄表系统应用技术规范，都是旧文件，但印发的时机，是十分耐人寻味的。而且这个信号在网上曝光以后，立即引起业内外企业与投资机构的高度重视。没有人能够漠视这近万亿的市场价值！
从体制上，住建部主管公共事业的供水、供气、供热，这与房屋建设相关，所以，住建部相关利益部门，试图主导水表、气表、热表在建筑领域的应用。
但是，按照传统沿用的习惯，只要经过国家技术监督部门认证的水表、气表、热表，即可进入建筑安装，相关部门没有利益而言。
在反腐及体制改革之前，很多政府部门相关部门，都会想很多的办法为部门、团体、个人创造财富，从而衍生出很多的管控部门，对计量仪表新技术应用，开始管控，出台了“CJ城建标准”、“JG建筑工程标准”等诸多标准，并设置了“准入备案制度”等等，无论这个标准和制度是否起到了积极的管理作用，其中借助公共权力和公共资源敛财的做法，已经极大削弱了这种制度的权威性，因为这样的做法已经给企业带来巨大的经济负担，并在招投标活动中，有些用金钱换取的备案证、标准参编单位名誉作为标准加分的行为，已经严重破坏了商业公平交易环境，期待政府尽快进入微观环境的体制改革。
鉴于诸多的标准均为行业推荐标准，并没有强制性，因此，对行业发展并不能起到更多的实质作用，反而造成了大家都看中了组织起草标准的好处，结果政出多门，标准相互抄袭，逻辑十分混乱，以至于让企业无法适从，出于无奈，很多企业只能根据实际情况，制订企业标准。
因此说，住建部体系，在水气热远程抄表项目的竞争中，不会产生实质性影响，与国家电网和工信部的竞争中，处于劣势，但在智慧城市应用中，相关部门的作用是不能小视的。
实践中，在公共事业水气热计量仪表领域，住建部的CJ/T-188对计量仪表数据传输，具有一定的影响，但这个标准只是用于计量仪表与中继装置之间的本地通信协议，一旦采用NB-IoT“点对点”通信技术，这个标准的影响力将十分有限，因此，从住建部的角度，希望在公共事业电水气热远程抄表新兴行业中起到主导作用，但心有余力不足，住建部相关部门都各自为政，没有形成合力，加之各部门之间的利益之争，造成其公信力下降，因此在NB-IoT技术应用的竞争中，不会有实质性的能力，但住建部可以作为合作的伙伴，在智慧城市建设中进行合作，因此，住建部及相关部门不足以成为NB-IoT技术应用竞争对手。
2 发改委、能源局及国家电网公司
2014年初，国网营销【82】号文件首次在国内提出制定水、气、热、电四表合一的采集方案。
2015年7月6日，国家发改委和国家能源局联合发布《关于促进智能电网发展的指导意见》，强调要“支持水、气、电集采集抄，建设跨行业能源运行动态数据集成平台，鼓励能源与信息基础设施共享复用。”
2015年8月13日，国网营销计量【2015】16号文件《国网营销部关于加快推进四表合一采集应用工作的通知》，给出国网四表集抄技术规约，并在全国26个省市区进行114671户四表合一建设计划。
2016年2月24日，国家发改委、国家能源局和工信部印发《关于推荐“互联网+”智慧能源发展的指导意见》，指出要“实现电能、热力、制冷等能源消费的实时计量、信息交互与主动控制。丰富智能终端高级量测系统的实施功能，促进水、气、热、电的远程自动集采集抄，实现多表合一。”
2016年末，由中国电力企业联合会编制的团体标准《电、水、气、热能源计量管理系统》提交报批。
以上信息及文件的发布表明了国家层面对“互联网+智慧能源”发展下四表合一项目的大力支持。现有的试点项目覆盖了河北、河南、山东、山西、湖北、湖南、浙江、江苏、甘肃、广西、四川、内蒙古、新疆、青海、云南、吉林、北京、上海、天津、重庆等省市，项目表计数量从几百到几万不等，在试点项目之后，水、气、热、电表的集采集抄会逐步走向大规模普及。
2016年10月26日，山东济宁供电公司收到济宁中山公用水务有限公司支付的首笔代抄表手续费15万元，在国家电网公司系统首家收获了“多表集抄”商业运营第一桶金，为全面推动“多表集抄”商业运营起到示范带动作用。
电力抄表的场景氛围用户测通讯和配网通讯系统，电力负荷监控系统频段采用230MHz+1.8GHz的TD-LET专网。用户电表的远程抄表采用过很多技术，抄表频率的目标是15分钟一次此案机和上传，每天96个点，以便实现电网的在线监测控制，电力联合会新团体标准则将这个指标提升到5分钟采集并上传一次。在居住集中的地方，主要采用集中式抄表，主要有电力光纤集抄和GPRS集抄（占比超过50%），由于电力抄表供电不是问题，数据量相对较大，目前尚未体会到电力抄表利用NB-IoT的需求，况且要改变几十年形成的业务体系，不是哪个领导能够决定的。
国网四表集抄相关情况：
推进"四表合一采集"正逢其时。国网早在用电信息采集系统进入后期，为进一步发挥由巨资建设的用电信息采集系统的价值，综合利用社会公共资源，提升社会公共服务水平，解决为民服务"最后一公里"问题,有计划地安排推进"四表合一采集"。2015年，国网公司，经省，地到县供电部门明文布署，提出"四表合一采集"典型技术方案和标准化设计，并有国家发改委，国家能源局和工信部联合下发的«关于推进"互联网+"智慧能源发展的指导意见»的明文支持，地方政府及行业主管部门理应积极协调。可以说，推进"四表合一采集"处于很有利的地位。
●国网工程资金有实力，同时，国网要求:"积极争取政府资源，力争将"四表合一采集"纳入智慧城市建设范畴，将相关建设费用纳入新建居民区供电工程配套费政策范围，将电，水，气，热表的安装位置和采集布线等建设要求纳入新建小区相关设计和建设标准"，保障各地"四表合一采集"工程如期完成。但是，国网营销部文件规定:"智能水，气，热表计的采购安装，由相关企业根据各自需要分别负责"。实际上，避开了难题。
●"四表合一采集"应用工作,"以城镇新建居民小区为重点，找准政府重视，企业积极和智慧城市建设等重点区域"。可见，"四表合一采集"的短期或局部效应明显，对水，气，热行业大量早期表计的采集工作，未提出一个说法。
●"四表合一采集"从功能上看，还是远程抄表。国网营销部文件:"推进四表合一采集应用工作，继而开展代抄，代收，不断创新商业合作模式"。对水，气，热行业在线生产运行监测系统的需求，供电部门不介入。
●推广"四表合一采集"还有一些技术问题需要解决，水，气，热行业数据的对等保密措施，从国网用电信息采集系统索取数据的接口及通信协议等。
以上可以看到，国网推进"四表合一采集"有一定的积极带动作用，但在推广应用范围，资金投向，推广目标设计上有较大的局限性，对推进水，气，热行业集抄系统整体发展推动力不足。
目前国网已经部署了3亿多台的电量采集装置，正试图将水、气、热计量数据全部通过现有的通道，实现数据的集中采集和传输，目前在全国已经完成数百万户的集中采集，虽然在推广中，已经遇到天花板，需要解决出现的问题，但就电能计量角度，要改变现状转为采用NB-IoT，也只是某些人的异想天开。
国网利用其强大的经济实力，在四表集抄中，给全国基层电力公司下达行政命令作为考核业绩的一项内容，同时辅以每加入一户水或气或热的计量仪表进入通道给予120元的资金支持，这样对调动基层电力公司的积极性，起到极大的促进作用，预计在今年，国网可能要完成大约500万户的四表集抄任务，到2020年完成3000万户，这基于国网几十年形成的通讯网络优势，不可能因为NB-IOT的出现，产生明显的影响，因此，国网是NB-IoT应用推广中最强大的竞争对手。
国网利用遍布全国城乡的的网点体系，以及资助政策，不断加大四表集抄的力度，但随着工作的推进，已经出现障碍，那就是，电力部门向自来水，燃气，热力部门提供抄表通道，在完成试点阶段，基于新建住宅的提前规划，基本有效达到了目的，但在后期大规模推广过程中，让水、气、热公司大量采购智能远传表也基本是不可能的，另外，对于复杂的建筑环境，也不是左右的智能表都能适应，因此，要与国网四表集抄争夺水气热用户通过NB-IoT实现集抄，需要在自来水、燃气、热力公司没有资金实力购买智能表角度入手解决问题。
对于电能计量是否能引入NB-IoT，这个可以参照水、气、热引入NB-IoT的模式进行，也无不可能，事在人为，关键在于如何策划，如何平衡各方利益。
3 工信部三大移动通讯运营商
窄带蜂窝物联网NB-IoT是业界公认的最适合运营商部署的物联网技术。随着移动通信标准化组织3GPP在今年6月宣布完成NB-IoT标准的制定工作，基于授权频谱的低功耗广域网络（LPWAN）技术在蜂窝通信阵营内部取得了标准上的统一，这为通信运营商抵御以LoRa、Sigfox、RPMA等非授权频谱技术建网的威胁扫除了标准障碍。因此，包括中国三大运营商在内的全球主流运营商纷纷加大了NB-IoT的推进力度。
暂不管NB-IoT商业模式在哪里，赢利点在哪里，三大运营商，谁也不希望在新的一轮竞争中输给对方，所以，各公司都在积极部署NB-IoT网络，无形中，对国家电网公司实施的四表集抄，带来了新的冲击，对住建部等标准单位花费巨额资金编制的各类标准，产生了颠覆的作用。
系统内的竞争
通信业坐享人口红利、从业者相安无事各自增长的时代已经一去不返。行业的增长曲线已经到达刘易斯拐点，存量竞争时代来临；移动互联网时代，OTT业务加速着基础业务的迭代；数据流量爆炸式增长与营收增长之间形成巨大的“剪刀差”……“再不转型就老了”成为悬在电信运营商头上的达摩克利斯之剑。
●中国移动：2016年10月30日，中国移动宣布其成为全球第一个完成端到端NB-IoT实验室测试的运营商，下一步将进入外场测试。按照中国移动的规划，在2017年第四季度基于蜂窝物联网技术建设的网络会开始商用。
●中国电信：在天翼智能终端交易博览会上，中国电信董事长杨杰表示中国电信将于2017年上半年建成覆盖全网基于800M的NB-IoT网络，同期也将支持eSIM以促进中国电信的物联网从过去基础薄弱走向行业前列。
●中国联通：在2016年中国智能终端技术大会暨中国智能硬件开发者大会上，中国联通网络技术研究院物联网研发中心总监胡云表示，今年是联通的NB-IoT试点年，明年是商用元年。目前中国联通大规模NB-IoT外场实验计划已经开始启动，并计划今年在上海建设千站规模，可以满足整个上海主城区覆盖。
三大运营商不约而同地都将2017年作为NB-IoT的商用元年，主要是彼此之间市场竞争的需要。按照工信部统计，截止到今年9月末，全国移动电话用户总数已达到13.16亿户，4G用户占比也已高达52%，因此在人与人的之间的通信相对饱和的市场环境下，三大运营商均将物与物之间的连接——即物联网视为下一个增长点和竞争高地。为在市场上抢占先机，三大运营商一哄而上以激进的姿态启动NB-IoT的网络试验和商用计划，并将NB-IoT迅速升温为通信行业的热点。
三大运营商冒着风险激进地推进NB-IoT网络建设，主要还是来彼此相互竞争的需要，每一家都想要通过跑马圈地来打造物联网时代的网络垄断优势，这暴露出的还是运营商传统的管道思维：迷信连接的价值，相信更快的建网速度和更强的连接能力就意味着更大的话语权。其实中国移动原董事长王建宙早在2014年就提出了“物联网颠覆价值链和生态链”的观点，认为物联网带来的最大变化是价值链的变化和生态系统的变化，产业价值从连接层上移到了平台层和应用层，运营商应该顺应这一变化，将竞争的中心从以网络为主转向平台和应用。
从NB-IoT建网投入来看，中国电信总经理杨小伟在世界互联网大会论坛上透露中国电信将在2017年上半年完成30万FDD基站的建设，并同时实现800MHz NB-IoT全网覆盖；而对于中国移动和中国联通而言直接升级其现网的GSM基站来支持NB-IoT虽是较为省钱的建网方式，但考虑到两家运营商的GSM基站开网时间久远，尤其是物联网需求集中的城区基站在网运行时间更长，这些老旧设备支持升级的比例很低，因此其新建站的投入与旧站升级的成本相对于中国电信也少不了多少。此外，物联网设备无处不在，比手机有更高的覆盖能力要求，当年中国移动为支持其高峰时期的5亿2G用户所部署的GSM基站数量就将近90万站，而NB-IoT一旦启动建网，则三家运营商后续为支持十亿乃至百亿连接所需要的建站数量将更殊为可观。
从NB-IoT网络的产出来看，由于NB-IoT支持海量连接、有深度覆盖能力、功耗低，适合于传感、计量、监控等物联网应用，因此对于传输速率要求较低(<200kbps)的智能抄表、智能停车、物流监控、智慧农林牧渔业等都是其主要市场。这类应用占到物联网全部应用的60%左右，虽然范围广泛但却分布在多个垂直行业呈现出碎片化的特征，而且这些应用市场又具有设备数目巨大但数据量小的显著特点，因此呈碎片化分布的极小数据量的传输将使运营商的流量经营手段在NB-IoT业务上无法实施，其仅仅提供连接服务的直接收入很低，所以NB-IoT网络对于运营商的直接收益其实非常有限。
根据麦肯锡数据，未来物联网产业链中设备层、连接层、平台层和应用层的价值占比分别为 21：10：34：35，网络连接层在物联网总体收入中其实是占比最低的，因此从市场发展的角度来看，NB-IoT网络注定是低效的投资，而三大运营商为如此低效的投资重复建设三张网络对国有资本是一种巨大的浪费。
按照三大运营商的频谱分配和建网计划，中国联通的NB-IoT将部署在900MHz，中国电信部署在800MHz，而中国移动则较为尴尬：目前TDD LTE系统不支持NB-IoT技术，而中国移动没有FDD牌照，因此在GSM 900M上重耕NB-IoT是打了一个擦边球。但由此最后形成的格局则是在中国的万物互联时代又将形成三张频段各异、各自为政的“局域物联网”，而且由于NB-IoT不支持运营商之间的漫游，所以这三张物联网还将各自割裂，彼此成为孤岛。特别是在初期网络布局上，三大运营商主要采取在其现有移动通信基站覆盖范围内升级的方式优先在主城区支持NB-IoT的做法，即使在同一家网络上也容易形成孤岛林立的碎片化格局。
但这一格局明显与物联网的技术特征相矛盾。物联网的技术特征是“全面感知”、“互通互连”和“智慧运行”，其中的“互通互连”是“全面感知”和“智慧运行”的中间环节，是物联网的血管和神经，天然地要求网络具有“开放性”，只有“全面感知”的数据可以随时随地地接入网络实现无障碍的”互通互连”，才能带来物联网的包容与繁荣。而三大运营商各自为政的三张NB-IoT网络不仅在中间的网络层造成了数据互通的人为阻碍，而且因为其频段各异，对于下游的感知层也形成了困扰，特别是物联网芯片、模块产业因为多频段支持的需要而必须额外增加成本。
以智能停车的物联网应用举例，三家毗邻的停车楼如果由三大运营商各自建网以支持NB-IoT的覆盖，则这三家停车楼要布设的传感器、读写设备、智能卡等终端均需要分别支持不同的频段技术，对于业主而言无法达到规模采购的成本优势，对于用户而言也因为数据不能互通无法同时取得三家停车楼的车位信息而难以享受到物联网智能停车的便利。
如果行业监管任由三大运营商争先恐后地推进NB-IoT网络建设，则必然会在NB-IoT的起步阶段就形成七国八制的混乱局面，并在物联网市场重复移动通信市场的恶性竞争，造成国有资产浪费并损害物联网的发展。
要实现理性规划很难，竞争已经开始，谁能更高一筹在竞争中胜出，需要的是智慧、战略思维，因为我们选中中国电信，那么就探讨中国电信在NB-IoT的这一轮竞争中，如何胜出！
中国电信如何在NB-IoT竞争中胜出？
如果NB-IoT能够达到理论上公布的指标，其商业竞争将十分激烈，谁干掉谁，都是要付出两败俱伤的代价，唯有找到一个四两拨千斤的切入点，可以准确、快速实现NB-IoT的平台凝聚，将可能与移动合作、与联通合作、与国网合作、想采用LORA技术的竞争对手，吸引或吸收到本平台，自然就巩固了NB-IoT老大的地位。
中国电信应抛开模组或流量赢利的传统概念，与中物合集团紧密合作，深入地与应用技术捆绑在一起，以应用技术的腾飞带动NB-IoT在各领域应用，在应用技术合作过程中，获取比收流量费收益高出N备的收益，并为拓展其它领域的NB-IoT应用奠定了基础。
水量物联网传感器、气量物联网传感器，实现去仪表化，成为管道的一部分，灵活的安装结构，有利于NB-IoT信号达到最佳。增量新装竞争激烈，存量替换，需要巨额资金投入，唯有社会资本介入。
传感器的低成本，可以实现融资租赁，彻底解决自来水公司、燃气公司投入困难的问题，实现第三方服务。
来源：中物合集团