1 报告编码19RI0796 头豹研究院 | 物联网系列深度研究 400-072-5588 2019 年 中国窄带物联网 NB-IoT 精品报告 报告摘要 物联网团队 窄带物联网 NB-IoT 是由通信行业标准化组织 3GPP 制定的构建于蜂窝网络的标准化物联网授权频谱通信 技术，具有低功耗、强覆盖、大连接量、低成本等特 点。2017 年，窄带物联网 NB-IoT 技术进入商业应用 阶段，应用规模不断扩大，预计至 2020 年末，NB- IoT 基站规模将达 150 万个，NB-IoT 连接数将超 6 亿。窄带物联网 NB-IoT 率先在公共服务领域实现应 用，NB-IoT 智慧水务、NB-IoT 智慧燃气等项目逐步 落地，而 NB-IoT 在个人消费领域亦有广阔应用前 景。 热点一：NB-IoT 性能优势突出 热点二：NB-IoT 在公共服务领域的应用推广步伐逐渐加 热点三：NB-IoT 宠物跟踪器市场发展潜力大 窄带物联网 NB-IoT 在物联网应用需求日渐增长的背景 下应运而生，其在功耗、覆盖能力、连接量等性能方面 具有突出优势，可嵌入多个物联网应用场景，应用推广 步伐逐步加快。 窄带物联网 NB-IoT 技术性能优势突出是 推动行业发展的重要驱动因素。 在物联网公共服务应用实践中，水表、燃气表、路灯等 终端设备数量多、覆盖范围广，终端与终端之间的网络 连接面临巨大挑战。 窄带物联网 NB-IoT 具有低功耗、 强 覆盖、大连接量、低成本等特点，在公共服务领域具有 高适用性。基于 NB-IoT 的公共服务应用方案逐渐增多， NB-IoT 技术应用推广步伐日益加快。 中国宠物数量从 2014 年的 13,057 只增长至 2018 年的 17,968 只，年复合增长率达 8.3%。在中国宠物数量日益 增长的发展背景下，宠物管理方面的应用需求亦逐渐提 高， 而 NB-IoT 宠物追踪器能帮助宠物主人了解宠物的实 时位置，有效改善宠物容易走失的问题，其市场发展空 间可观。 梁安兴 邮箱：csleadleo 分析师 行业走势图 相关热点报告 物联网系列深度研究 2019 年中国物联网在安防行 业的应用研究概览 物联网系列深度研究 2019 年中国物联网在物流行 业的应用研究概览 2 报告编码19RI0860 目录 1 方法论 . 8 1.1 方法论 . 8 1.2 名词解释 . 9 2 中国窄带物联网 NB-IoT 行业市场综述 . 12 2.1 窄带物联网 NB-IoT 行业定义与分类 . 12 2.1.1 物联网无线传输技术 . 12 2.1.2 窄带物联网 NB-IoT 技术 . 13 2.2 窄带物联网 NB-IoT 网络架构 . 14 2.3 窄带物联网 NB-IoT 发展历程 . 15 2.4 全球窄带物联网 NB-IoT 发展概况 . 16 2.5 中国窄带物联网 NB-IoT 产业链分析 . 18 2.5.1 产业链上游 . 19 2.5.2 产业链中游 . 23 2.5.3 产业链下游 . 25 3 中国窄带物联网 NB-IoT 行业规模 . 28 3.1 中国窄带物联网 NB-IoT 连接量 . 28 3.2 中国窄带物联网 NB-IoT 基站规模 . 29 3.3 中国窄带物联网 NB-IoT 芯片市场规模 . 30 3 报告编码19RI0860 3.4 中国窄带物联网 NB-IoT 模组市场规模 . 32 3.5 中国窄带物联网 NB-IoT 通信网络市场规模 . 33 4 中国窄带物联网 NB-IoT 典型商业模式 . 35 4.1 NB-IoT 公共服务应用商业模式 . 35 4.1.1 NB-IoT 智慧水务商业模式 . 35 4.1.2 NB-IoT 智慧路灯商业模式 . 37 4.1.3 NB-IoT 智慧烟感商业模式 . 40 4.2 NB-IoT 个人消费应用商业模式 . 41 4.3 窄带物联网 NB-IoT 典型应用案例 . 42 4.3.1 郑州市 NB-IoT 电动自动车安全综合项目 . 42 5 中国窄带物联网 NB-IoT 行业驱动因素 . 43 5.1 NB-IoT 性能优势突出 . 43 5.2 NB-IoT 频谱管理规范 . 45 5.3 NB-IoT 在公共服务领域的应用推广步伐逐渐加快 . 46 6 中国窄带物联网 NB-IoT 行业发展风险因素 . 48 6.1 LoRa 技术在建设成本、数据保密性方面优势明显. 48 6.2 NB-IoT 产业体系盈利水平有待提高 . 49 7 中国窄带物联网 NB-IoT 行业相关政策法规 . 50 8 中国窄带物联网 NB-IoT 行业发展趋势 . 52 4 报告编码19RI0860 8.1 NB-IoT 智慧烟感发展前景广阔 . 52 8.2 NB-IoT 在个人消费领域的应用层次逐步加深 . 53 9 中国窄带物联网 NB-IoT 投资分析 . 56 9.1 中国窄带物联网 NB-IoT 投资建议 . 56 9.1.1 第一梯队：NB-IoT 终端设备、NB-IoT 应用服务 . 56 9.1.2 第二梯队：NB-IoT 芯片、NB-IoT 模组 . 58 9.1.3 第三梯队：物联网平台、NB-IoT 基站 . 59 10 中国窄带物联网 NB-IoT 行业竞争格局 . 61 10.1 中国窄带物联网 NB-IoT 行业竞争格局概览 . 61 10.2 中国窄带物联网 NB-IoT 行业头部企业排名 . 62 10.3 中国窄带物联网 NB-IoT 行业典型企业分析 . 65 10.3.1 芯翼信息 . 65 10.3.2 三火通信 . 67 10.3.3 智联安科技 . 68 5 报告编码19RI0860 图表目录 图 2-1 物联网无线传输技术架构 . 12 图 2-2 窄带物联网 NB-IoT 特点 . 13 图 2-3 NB-IoT 部署方式分类 . 14 图 2-4 窄带物联网 NB-IoT 网络架构 . 15 图 2-5 NB-IoT 发展历程 . 16 图 2-6 全球低功耗授权频谱物联网网络覆盖情况，截至 2019 年 10 月 . 17 图 2-7 全球授权频谱物联网连接分布，截至 2018 年 6 月 . 18 图 2-8 窄带物联网 NB-IoT 产业链 . 19 图 2-9 中国三大通信运营商 NB-IoT 基站建设情况 . 20 图 2-10 中国 NB-IoT 芯片市场占有率，2018 年 . 21 图 2-11 NB-IoT 芯片主要厂商及相关产品情况 . 22 图 2-12 NB-IoT 模组主要厂商及相关产品情况 . 23 图 2-13 中国三大运营商 NB-IoT 资费收取标准 . 2 4 图 2-14 设备管理及应用开发平台概况 . 25 图 2-15 NB-IoT 公共服务应用情况，2018 年 . 26 图 2-16 NB-IoT 公共服务应用 . 27 图 3-1 中国窄带物联网 NB-IoT 连接量，2017-2023 年预测 . 29 图 3-2 中国窄带物联网 NB-IoT 基站规模，2017-2023 年预测 . 30 图 3-3 中国窄带物联网 NB-IoT 芯片单价，2017-2023 年预测 . 31 图 3-4 中国窄带物联网 NB-IoT 芯片市场规模，2017-2023 年预测 . 31 图 3-5 中国窄带物联网 NB-IoT 模组市场价格，2017-2023 年预测 . 32 6 报告编码19RI0860 图 3-6 中国窄带物联网 NB-IoT 模组市场规模，2017-2023 年预测 . 33 图 3-7 中国窄带物联网 NB-IoT 通信网络市场规模，2017-2023 年预测 . 34 图 4-1 NB-IoT 智慧水务商业模式 . 37 图 4-2 EMC 模式节能效益示意图 . 38 图 4-3 山东潍坊智慧路灯项目 . 39 图 4-4 PPP 模式运作机制 . 40 图 4-5 NB-IoT 智慧烟感商业模式 . 41 图 4-6 NB-IoT 个人消费应用商业模式 . 42 图 4-7 郑州市 NB-IoT 电动自动车安全综合项目 . 43 图 5-1 NB-IoT 与 2G 模组功耗对比 . 44 图 5-2 NB-IoT 与 LoRa 技术指标对比 . 45 图 5-3 中国三大运营商 NB-IoT 频谱分布 . 45 图 5-4 部分 NB-IoT 公共服务应用方案情况 . 47 图 6-1 LoRa 技术竞争优势 . 48 图 6-2 NB-IoT 产业体系分析 . 49 图 7-1 窄带物联网 NB-IoT 行业相关政策法规 . 51 图 8-1 NB-IoT 烟感报警器与传统报警器对比 . 53 图 8-2 NB-IoT 个人消费应用服务 . 55 图 9-1 窄带物联网 NB-IoT 投资建议 . 56 图 9-2 中国宠物数量，2014-2023 年预测 . 58 图 10-1 NB-IoT 产业链各领域市场集中度排列 . 62 图 10-2 中国窄带物联网 NB-IoT 模组大规模招标情况，2017-2019 年 10 月 . 64 7 报告编码19RI0860 图 10-3 芯翼信息 XY1100 基本参数 . 65 图 10-4 芯翼信息融资情况，截至 2019 年 10 月 . 66 图 10-5 三火通信 NB-IoT 产品情况. 67 图 10-6 智联安科技 NB-IoT 芯片 MK8010 产品情况 . 68 图 10-7 智联安融资情况，截至 2019 年 10 月 . 69 8 报告编码19RI0860 1 方法论 1.1 方法论 头豹研究院布局中国市场， 深入研究 10 大行业， 54 个垂直行业的市场变化， 已经积累 了近 50 万行业研究样本，完成近 10,000 多个独立的研究咨询项目。 研究院依托中国活跃的经济环境，从物联网、通信网络、无线传输等领域着手，研 究内容覆盖整个行业的发展周期，伴随着行业中企业的创立，发展，扩张，到企业 走向上市及上市后的成熟期， 研究院的各行业研究员探索和评估行业中多变的产业 模式，企业的商业模式和运营模式，以专业的视野解读行业的沿革。 研究院融合传统与新型的研究方法， 采用自主研发的算法， 结合行业交叉的大数据， 以多元化的调研方法， 挖掘定量数据背后的逻辑， 分析定性内容背后的观点， 客观 和真实地阐述行业的现状， 前瞻性地预测行业未来的发展趋势， 在研究院的每一份 研究报告中，完整地呈现行业的过去，现在和未来。 研究院密切关注行业发展最新动向，报告内容及数据会随着行业发展、技术革新、 竞争格局变化、政策法规颁布、市场调研深入，保持不断更新与优化。 研究院秉承匠心研究， 砥砺前行的宗旨， 从战略的角度分析行业， 从执行的层面阅 读行业，为每一个行业的报告阅读者提供值得品鉴的研究报告。 头豹研究院本次研究于 2019 年 11 月完成。 9 报告编码19RI0860 1.2 名词解释 物联网：通过 RFID（Radio Frequency Identification，无线射频识别） 、感应器等信 息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以 实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念，包含感知层、传输层、平 台层、应用层四个组成架构。 RFID：Radio Frequency Identification，无线射频识别，通过无线电讯号识别特定目 标并读写相关数据的技术。 3GPP RAN：3rd Generation Partnership Project Radio Access Network，第三代 合作伙伴计划中的无线接入网络项目组。 2G：The 2nd Generation Wireless Telephone Technology，第二代移动通信网络 技术，以数字语音传输技术为核心。 3G：The 3rd Generation Wireless Telephone Technology，第三代移动通信技术， 可支持高速数据传输。 4G：The 4th Generation Wireless Telephone Technology，第四代移动通信技术， 能快速传输数据、高质量音频、视频和图像。 5G：The 5th Generation Wireless Telephone Technology，第五代移动通信网络技 术，其峰值理论传输速度可达 10Gb/s。 WiFi：Wireless Fidelity，将电子终端以无线方式互相连接的技术。 蓝牙：Bluetooth，一种短距离无线通信技术。 Zigbee： 一种新兴的短距离无线通信技术， 用于传感控制应用 （Sensor and Control） 。 LTE：Long Term Evolution，长期演进技术，是电信中用于手机及数据终端的高速无 线通讯标准技术。 10 报告编码19RI0860 eMTC：Enhanced Machine Type Communication，基于 LTE 演进的物联网接入技 术，支持高速移动可靠性和拥塞控制，为授权频谱技术。 Sigfox：由法国的 Sigfox 公司创制，以超窄带技术建设物联网设备专用的无线网络技 术。 LoRa：由 Semtech 公司研发的低功耗广域网无线通信技术。 蜂窝通信技术： 采用蜂窝无线组网方式， 通过无线通道将终端和网络设备相连接， 用户 在活动中可相互通信。 LCC 封装：Leadless Chip Carriers，一种贴片式芯片封装，其引脚在芯片边缘向内弯 曲，紧贴芯片。 SMT： Surface Mount Technology， 由混合集成电路技术发展而来的电子装联技术。 VPDN：Virtual Private Dial Network，虚拟专有拨号网络，在中国宽带互联网基础 上开放的基于拨号方式的虚拟专有网络。 上行速率：移动终端给基站发送信息时的数据传输速率。 最大耦合损耗：Maximum Coupling Loss，MCL，从基站天线端口到终端天线端口的 路径损耗，MCL 越大，设备覆盖能力越强。 基站： 在一定的无线电覆盖区中， 通过移动通信交换中心， 与移动终端之间进行信息传 递的无线电收发信电台。 DTU： 专门用于将串口数据转换为 IP 数据或将 IP 数据转换为串口数据， 并通过无线通 信网络进行传送的无线终端设备。 mA：电流单位，毫安，1A=1,000mA。 A：电流单位，微安，1mA=1,000A。 授权频谱技术：主管机关分配给授权电信商使用的频谱段技术。 11 报告编码19RI0860 LPWA: Low Power Wide Area，低功耗广域网技术，在低功耗实现远距离无线信号传 输 EPC： Evolved Packet Core， 4G 核心网络， 基于全 IP 结构， 包含 MME、 SGW、 PGW、 PCRF 等网元。 MME：Mobility Management Entity，EPC 中的网元，3GPP 协议 LTE 接入网络的 关键控制节点，负责空闲模式的用户设备定位、传呼、中继等信令处理。 PGW：PDN Gateway，EPC 中的网元，提供用户会话管理和承载控制、数据转发、IP 地址分配以及非 3GPP 用户接入等功能。 SCEF：Service Capability Exposure Function，转为为 NB-IoT 网络设计的网元。 SPV: Special Purpose Vehicle，特殊目的载体，以实现资产证券化或其他特殊投资目 的而设立的项目公司载体。 非接入层：Non-access stratum，核心网与用户设备之间的功能层。 S1 接口：基站与分组核心网之间的通讯接口。 EUTRAN：Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network，演进的 UMTS 陆地 无线接入网，即 LTE 中的移动通信无线网络。 UMTS ： Universal Mobile Telecommunications System， 一种 3G 移动电话技术， 支持 1,920kbps 传输速率。 EPS：Evolved Packet System，演进分组系统，即 4G 分组系统。 12 报告编码19RI0860 2 中国窄带物联网 NB-IoT 行业市场综述 2.1 窄带物联网 NB-IoT 行业定义与分类 2.1.1 物联网无线传输技术 物联网有四层组成架构，分别为感知层、传输层、平台层和应用层，其中，传输层利用 多种网络通信技术传递由感知层识别和采集的信息。 物联网传输层的网络通信技术可分为无 线传输和有线传输技术， 现阶段， 无线传输技术是物联网领域的主流网络通信技术。 无线传 输技术可进一步分为广域网技术和局域网技术， 广域网技术还可分为授权频谱技术和非授权 频谱技术，非授权频谱技术包括 LoRa、Sigfox 等技术，授权频谱技术包括 2G、3G、4G、 NB-IoT、eMTC 等。NB-IoT、eMTC、LoRa、Sigfox 等技术同具有低功耗、低速率、强覆 盖等特点，同属 LPWA（Low Power Wide Area，低功耗广域网）技术（见图 2-1） 。 图 2-1 物联网无线传输技术架构 来源：头豹研究院编辑整理 13 报告编码19RI0860 2.1.2 窄带物联网 NB-IoT 技术 窄带物联网（NB-IoT，Narrow Band Internet of Things）是由通信行业标准化组织 3GPP 制定的构建于蜂窝网络的标准化物联网授权频谱通信技术。窄带物联网 NB-IoT 具有 低功耗、强覆盖、大连接量、低成本等特点（见图 2-2） 。 图 2-2 窄带物联网 NB-IoT 特点 来源：头豹研究院编辑整理 按部署方式的不同， 窄带物联网 NB-IoT 可分为独立部署 NB-IoT、 保护带部署 NB-IoT 和带内部署 NB-IoT（见图 2-3） ： (1) 独立部署 （Stand-alone） ： NB-IoT 利用独立的新频段或空闲频段进行部署， 与 LTE 中 的频段不重叠； (2) 保护带部署（Guard-band） ：NB-IoT 利用 LTE 频谱边缘的保护带进行部署； (3) 带内部署（In-band） ：NB-IoT 利用 LTE 载