NB-IoT成为5G标准， 对工业互联网意味什么？

王改静

刚迈进2020年的下半年，5G取得的进展一波接着一波。

7月3日，5G R16标准冻结，5G正式进入1.0时代。7月9日，3GPP技术正式被接受为ITU IMT-2020 5G技术标准，NB-IoT和NR一起正式成为5G标准。

针对NB-IoT为何会被纳入5G标准？多个公司和组织提交的报告显示，5G mMTC的核心要求是连接密度达到每平方公里100万设备连接，而NB-IoT能够达到ITU这一要求。因此，从技术标准角度来看，NB-IoT满足了ITU对5G提出的愿景和KPI严苛要求。

5G R16标准的冻结及NB-IoT成为5G标准重要组成部分，对于工业互联网领域来说可谓是真正的好消息。

衡量5G性能的三个关键指标，分别是eMBB（增强型移动宽带）、mMTC（海量机器类通信）、uRLLC（超可靠、低时延通信）。

2019年3月，R15标准冻结，全面支持eMBB场景;2020年7月3日，R16标准冻结，其核心亮点为uRLLC的增强功能;如今，NB-IoT正式纳入5G标准，成为mMTC场景核心技术。至此，5G三大场景核心支持标准已准备就绪，为5G加速商用奠定基础。

也正是由于5G三大场景核心标准的准备就绪，使得5G工业互联网应用将加速落地。尤其是uRLLC相关标准的确定，可以满足大部分工业应用场景的通信需求。

NB-IoT纳入5G标准，对于工业互联网领域来说不仅可以升级建设工业互联网企业外网络，还可以加速实现工业现场设备接入到平台的边缘层。

NB-IoT在智能制造领域大有可为

那么究竟何为NB-IoT？

NB-IoT是指窄帶物联网（Narrow Band Internet of Things）技术，属于低功耗广域网（LPWAN，Low Power Wide Area Network）的通信技术，NB-IoT通过优化网络协议、采用超窄带设计、半双工模式、重传机制和PSM节能模式等优化技术，具有低功耗、低成本、高覆盖、强连接的显著优势，填补了物联网技术在部署距离和规模上的诸多不足。

早在2015年，3GPP就制定NB-IoT技术标准，宣告首次出现了专门应用于物物连接的网络，NB-IoT不仅大幅降低了待机功耗，而且提升了信号接收灵敏度，同时还增强了覆盖。从最初R13版本开始，发展到今年的R16版本，NB-IoT的各类性能指标不断加强，并开始接入5G mMTC。

而工业互联网作为制造业实现网络化、数字化、智能化转型的重要抓手，要想真正实现智能化改造，最基本的就是要实现设备联网，如果设备、工业系统不能联网，那就成为“无源之水无本之木”，一切也就是空谈，而在设备连接中NB-IoT起到了很重要的作用。

我们知道物联网无线接入技术种类众多，包括Zigbee、WiFi、蓝牙等短距离通信技术和LoRa、SigFox、eMTC、NB-IoT等长距无线通信技术。其中，受业界青睐的低功耗广域技术LPWA既包括广域非授权频谱技术LoRa和SigFox，也包括授权频谱的eMTC和NB-IoT等。

但设备究竟是如何联网的呢？

设备接入是基于工业以太网、工业总线等工业通信协议，以太网、光纤等通用协议，3G/4G/5G、NB-IoT等无线协议将工业现场设备接入到平台的边缘层。其中，设备联网一般有两种方式，一种是直接接入，另一种是网关接入。但不管是直接接入还是网关接入，NB-IoT在其中都扮演着重要的角色。

特别是在广域网设备数据传输上，需要应用广域和远程数据的连接技术，除了3G/4G/5G、Ethernet、LTE、eMTC等技术外，NB-IoT也是其主要的连接技术。

随着NB-IoT正式纳入5G标准，或许将在工业互联网领域发挥更大的作用。

中国工程院院士谭建荣认为，NB-IoT可以成为5G工业互联网的基础技术，这一技术聚焦于低功耗广覆盖物联网领域，是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术，相较于传统网络具备广覆盖、低功耗、大连接、低成本的特点，而通过5G全面加持，工业互联网性能将大幅提升，万物互联最终的目标是可以实现的。谭建荣表示，NB-IoT和5G是具有革命意义的技术，未来在智能制造领域大有可为。

NB-IoT为工业互联网发展添砖加瓦

其实，NB-IoT将在工业领域应用方面国家早有相关支持政策出台，在《工业互联网发展行动计划（2018-2020年）》中将升级建设工业互联网企业外网络作为重要任务，提出建设低时延、高带宽、广覆盖、可定制的工业互联网企业外网络，建设一批基于5G、NB-IoT、SDN、NFV等新技术的测试床。

去年9月份，工信部发布《工业大数据发展指导意见（征求意见稿）》也提出，推动5G、NB-IoT等技术在工业场景中的应用。

在今年5月份，工信部办公厅发布的《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》明确表示，以NB-IoT与Cat.1协同承接2G/3G物联连接，提升频谱利用效率。在保障存量物联网终端网络服务水平的同时，引导新增物联网终端不再使用2G/3G网络，推动存量2G/3G物联网业务向NB-IoT/4G（含Cat.1）/5G网络迁移。

这一系列的政策文件都表示，NB-IoT在未来的物联网、工业互联网应用方面都将释放巨大的潜能。

智能制造为工业互联网技术带来了广阔的市场空间，分析机构预测，2023年，全球工业互联网市场规模将达到2322亿美元，NB-IoT基于其广覆盖、低功耗、大连接等优势，将在工业互联网市场中占据重要的席位。随着NB-IoT在制造业应用创新的进一步推广，NB-IoT将与其他工业互联网技术一道，为制造业的产业升级添砖加瓦。

特别是NB-IoT纳入5G家族后，NB-IoT产业生态也将是5G产业生态不可或缺的重要组成部分。而NB-IoT近几年来产业生态的建设，对未来5G大规落地和产业生态进一步建设打下基础。

目前，5G R16版本标准已冻结，但5G标准仍然会持续演进，来满足市场对移动通信不断增长的需求。作为5G标准核心组成部分，NB-IoT也在持续演进，并也纳入到5G整体演进的大框架中，与5G其他标准形成协同，此前，工信部部长苗圩就曾表示，5G未来80%的应用场景将在工业互联网领域。由此可见，5G与NB-IoT在工业互联网领域应用前景广阔。

但值得一提是，虽说NB-IoT弥补了物联网技术在部署距离和规模上的诸多不足，但是NB-IoT也有两点限制其自身发展的问题，一是必须由运营商来部署，因为它部署频率是授权的，企业要想自己搭建在目前看来还不行，想一次性投资后期不再交钱这是不可能的。二是目前相对于成熟的GPRS模块、WiFi模块，NB-IoT建设成本很高。

但随着新基建的大规模启动，5G、物联网等新兴产业将给产业发展带来重大机遇，将加快形成NB-IoT、4G、5G技术梯次承接各类物联网连接的发展格局的形成。