最新版中国物联网行业发展投资策略分析报告.docx
《最新版中国物联网行业发展投资策略分析报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新版中国物联网行业发展投资策略分析报告.docx（32页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
最新版中国物联网行业发展投资策略分析报告
2017年6月出版
1、人与人通信饱和，运营商亟待开拓新市场
1.1、移动用户渗透率触及天花板，运营商结束高增长时代
全球运营商移动用户渗透率触及天花板。
目前全球正在使用的手机有75亿，已经
超过72亿的全球总人口数，手机平均渗透率超过100%，发达国家渗透率达到130%以上，新用户发展困难，人与人的通信已经趋于饱和。
2016年国内三大运营商用户数已经超过了13.2亿，移动电话的覆盖率已经达到96.2%，运营商移动用户仅增长1.07%。
图表1：
2016年全球手机渗透率
图表2：
2001-2015年三大运营商用户总数
人口红利消失，三大运营商总体营收增长缓慢。
三大运营商在2000年-2013年移动用户高速增长时期保持17.20%的年复合增长率，但是从2014年开始随着移动电话普及率超过90%，三大运营商的营收开始缓慢增长，2014年-2015年的年复合增长率仅为0.86%。
图表3：
2000-2015年三大运营商总营收情况（单位：
亿）
语音业务下滑，数据业务增长较快。
从国内三大运营商的数据来看，从2011年开始，平均每月每户的通话分钟数逐渐降低，使的国内运营商中语音业务下滑。
数据业务方面中国移动2015年营业收入达3034亿元，占2015年营业收入的51.8%，其5年复合增长率为21.4%。
未来随着新应用如直播、高清视频、VR等应用驱动，数据业务仍能保持较为稳定的增长。
图表4：
2009-2015年三大运营商平均每月每户通话分钟数
图表5：
全球互联网流量预测（Eb/月）.
1.2、5G开启运营商转型序幕，物联网时代扬帆起航
运营商布局5G网络开启转型序幕，进入全新蓝海市场。
1G实现移动通话，2G实现短信、数字语音和手机上网，3G带来了基于图片的移动互联网，而4G则促进了移动视频的发展。
未来人际通信的饱和，而面向物的通信将是一片全新的蓝海市场，未来联网设备的增长将来自于物的连接。
因此5G的定位不仅仅是解决人与人之间通信的问题，更是解决人与人、人与物、物与物直接的互联。
5G网络将提供自动驾驶、超高清视频、虚拟现实、大规模智能传感器互联等全新服务。
相对于主要面向人际通信的
1/2/3/4G网络，5G提供的服务将更加多样化。
图表6：
2014-2022年联网设备的预测
5G主要有以下三大主要场景的应用：
（1）增强型移动宽带；
（2）超高可靠与低延迟的通信；（3）大规模机器类通信。
5G传输速度可达10Gbps，比4G网络的传输速度快十倍到百倍，解决海量无线通信需求，将实现真正的“万物互联”。
用户体验速率达到1Gbps，连接数密度为106/km2，空口时延时1ms，端与端时延ms量级，可靠
性接近100%，可以现实连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接、低时延高可靠等
技术要求。
图表7：
5G的应用场景.
图表8：
4G/5G各关键指标的比较
增强移动宽带:
主要面向局部热点区域，为用户提供极高的数据传输速率，满足网络极高的流量密度需求。
1Gbps用户体验速率、数十Gbps峰值速率和数十Tbps/km2的流量密度需求是该场景面临的主要挑战。
如3D/高清视频聊天、VR/AR、超高清视频播放等场景。
过去这些要实现这些场景的应用大多数只能通过固定宽带网络才能实现，未来5G将能使这些场景在移动设备中呈现。
以VR为例，要实现完美的虚拟现实应用体验，网络就必须支持300Mbps以上速率。
即使经过压缩之后，每一路的带宽速率，都将超过100M/秒，如果一个小区有5到10个，甚至是100个用户，现有的4G网络只能崩溃堵塞，所以，提升带宽容量，是未来移动网络发展的必然趋势。
超高可靠低延迟通信：
主要面向车联网、工业控制等垂直行业的特殊应用需求，这类应用对时延和可靠性具有极高的指标要求，需要为用户提供毫秒级的端到端时延
和接近100%的业务可靠性保证。
这些场景对差错的容忍度非常小，需要通信网络非常
稳定；同时，它们对网络时延也有更高的要求。
如在车联网协同下的自动驾驶，为了使车辆能安全的行驶对通信时延要求20-100ms之间，并且覆盖的距离要达到300米。
只有当时延进一步降低，无人驾驶技术才能实现商用，而5G网络将能满足无人驾驶的技术在网络层面的需求。
图表9：
XX无人车乌镇开放试乘
图表10：
未来工业物联网网络
海量机器类通信：
主要面向智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感和数据采集为目标的应用场景，具有小数据包、低功耗、海量连接等特点。
这类终端分布范围广、数量众多，不仅要求网络具备超千亿连接的支持能力，满足100万/km2连接数密度指标要求，而且还要保证终端的超低功耗和超低成本。
在过去，移动网络对同时联网的终端数量，都有较大的限制，而在物联网环境下，将会有大量的传感器和智能设备联网，同时这些设备替换周期较长并且部署在地下或相对封闭的室内环境
中，无线信号很容易衰落，这将对通信模块的能耗和信号覆盖范围有着较高的要求。
图表11：
NB-IOT的场景应用
图表12：
低功耗大连接在智能家居领域的应用
运营商业务拓展，瞄准万亿美元物联网市场。
据Garnter预计，2016年全球使用的联网物件数将会达到64亿个，比2015年增加30%，到2020年会达到208亿个，2016年物联网相关产品和服务的市场总额将达到2350亿美元，较2015年增加22%。
物联网平台Xively分析也显示，截至2020年，全球人均拥有的物联网设备将有10台。
IDC预期2020年，物联网整体市场将达万亿美元规模。
麦肯锡估计2025年物联网的潜在经济影响力为2.7-6.2万亿美元。
图表13：
物联网市场空间预测
1.3、5G前奏，LTE-AdvancedPro部署正当时
业界广泛认为移动通信十年一个周期，目前4G已在全球大规模商用，5G技术研
究和标准化正在制定中。
而在5G到来之前，LTE网络需要进一步演进，最大化存量网络价值，开创更多的商业机会。
为满足新增需求，3GPP在2015年10月22日PCG（ProjectCoordinationGroup,项目合作组）会议上正式确定将LTE新标准命名为LTE-AdvancedPro
（一般也称之为4.5G）。
这是继3GPP将LTE-Advanced作为LTE的增强标准后，对LTE
系统演进的又一次定义。
图表14：
4.5G/5G发展的时间表
LTE-AdvancedPro在带宽、网络容量、时延等方面获的显著提升。
具体技术包括MTC（机器类型通信）增强、D2D/ProSE大众安全、CA载波聚合强化、Wi-FiInterworking互通、5GHzLAA（辅助授权接入）、3D/FD-MIMO多入多出、室内定位、单点多点对应、更低工作延迟、LTE-M（Cat-M1）、NB-IoT等等技术。
技术指标上主要体现在如下三点：
1）实现峰值速率1Gbps以上；2）网络时延从4G的几十毫秒缩短十毫秒；3）支持的网络连接密度达到100K/km。
图表15：
4.5G的关键技术.
2、LTE-AdvancedPro规模部署，NB-IoT成为关注重点
2.1、LTE-AdvancedPro网络在全球快速部署
为保障运营商4G已有投资，仅需在现有网络上升级，兼具5G简化功能的
LTE-AdvancedPro，成为运营商在5G到来前的最佳技术选择。
弥补了4G无法支持新需求，同时又避免等待5G商用时间过长。
LTE-Advanced的网络已经在全球开始迅速发展。
目前全球有366家运营商已经建成LTE（4G）网络，128家运营商已经建成LTE-Advanced或者是LTE-AdvancedPro（4.5G）网络；233家运营商计划投资建设LTE-Advanced或者是LTE-AdvancedPro（4.5G）网络。
图表16：
全球已部署LTE网络运营商数量
全球运营商部署NB-IoT意愿强烈。
目前已经有19家运营商承诺将在2017年使用NB-IoT网络，预计到2017年底，全球将建成25张商业NB-IoT网络。
2016年12月，挪威Telia和华为在挪威奥斯陆发布北欧区域首个NB-IoT网络，并发布了全球首个基于NB-IoT的智能农业业务。
2017年1月沃达丰在西班牙推出了其首个NB-IoT商用网络，目标是连接西班牙的1亿多用户。
沃达丰最初将在西班牙的瓦伦西亚和马德里推出LPWAN，到第一季度末支持NB-IoT的移动基站将增加到1000余个，每个基站可接入
10万部终端，届时巴塞罗那等城市也将被覆盖。
德国电信也宣布，已经在德国“激活”了全球首个完全标准化的NB-IoT网络。
除了表示已在其“现网”上激活了一个“端到端系统”外，德国电供信并未提其NB-IoT部署的任何细节，但德国电信在发展NB-IoT方面始终非常积极。
表格1：
全球运营商NB-IoT部署情况
2017年，NB-IoT将在全球规模使用，移动运营商、通信设备商、芯片模组制造商以及下游应用设备商都将参与到NB-IoT的商业应用中。
59家公司成为NB-IoT论坛成员，18家供应商提供芯片模组。
表格2：
IoT芯片、模组供应商情况
2.2、NB-IoT应用成为LTE-AdvancedPro焦点
LTE-AdvancedPro在进一步提升移动宽带能力的同时，有助于运行商拓展业务能力，向垂直行业延伸。
NB-IoT标准在2016年6月冻结，2017年开启NB-IoT网络商用进程。
NB-IoT（NarrowBandInternetofThings，窄带蜂窝物联网）作为3GPPR13一项重要课题，其对应的3GPP协议相关内容获得了RAN全会批准，正式宣告了这项受无线产业广泛支持的NB-IoT标准核心协议历经2年多的研究终于经全部完成。
NB-IOT聚焦于低功耗广覆盖（LPWA）物联网（IOT）市场，是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。
NB-IOT具备四大能力：
一是广覆盖，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；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。
NB-IOT使用License频段，可采取带内、保护带或独立载波三种部署方式，与现有网络共存。
其支持的应用场景包括：
1）智慧市政，水、电、气、热等基础设施的智能管理；2）智慧交通，交通信息、应急调度、智能停车等；3）智慧环境，水、空气、土壤等实时监测控制；4）智慧物流，集装箱等物流资源的跟踪与监测控制；5）智慧家居，家居安防等设备的智能化管理与控制。
图表17：
NB-IoT-应用场景
NB-IoT比2G/3G/4G有50~100倍的上行容量提升，在同一基站的情况下，NB-IoT
可以比现有无线技术提供50~100倍的接入数。
200KHz频率下面，根据仿真测试数据，
单个基站小区可支持10万个NB-IoT终端接入。
NB-IoT比LTE提升20dB增益，灵敏度提升了100倍，即覆盖能力提升了100倍，就算在地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方也能覆盖到。
根据仿真测试数据，在独立部署模式下，NB-IoT覆盖能力可达164dB。
NB-IoT的网络架构：
1）NB-IoT终端：
支持各行业的IoT设备接入，只需要安装相应的SIM卡就可以接入到NB-IoT的网络中；2）NB-IoT基站：
主要是指运营商已架设的LTE基站，从部署方式来讲，主要有上面介绍的3种方式；3）NB-IoT核心网：
通过NB-IoT核心网就可以将NB-IoT基站和NB-IoT云进行连接；4）NB-IoT云平台：
在NB-IoT云平台可以完成各类业务的处理，并将处理后的结果转发到垂直行业中心或NB-IoT终端；5）垂直行业中心：
垂直行业中心既可以获取到本中心NB-IoT业务数据，也可以完成对NB-IoT终端的控制。
图表18：
NB-IoT的网络架构
到2020年LPWA将占据70%的物联网连接数，在LPWA市场中窄带蜂窝物联网
（NB-IoT）是业界公认的最适合运营商部署的物联网技术。
在IoT不断发展的同时，IoT通信技术也日趋成熟，其中广域网通信技术的发展尤其明显。
广域网通信技术按频谱是否授权可以分成以下两种类型：
1）非授权，如Lora和Sigfox等；2）授权，3GPP制定的蜂窝通信技术，如2G、3G、4G、以及基于4G演进而来的长期演进（LTE）CAT-NB1，也称为窄带物联网（NB-IoT）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，这有助于通信运营商与LoRa、Sigfox、RPMA等非授权频谱技术的竞争中抢占先机。
与LoRa、Sigfox、RPMA等技术相比，NB-IoT工作在授权
频段，在处理干扰和网络重叠方面性能更好，能够提供蜂窝协议网络一样的服务质量，
在需要频繁通信、低时延或有较大数据量的应用场景上具有优势。
图表19：
到2020年LPWA将占据70%的蜂窝物联网连接
2017年，NB-IoT将在全球规模使用，移动运营商、通信设备商、芯片模组制造商以及下游应用设备商都将参与到NB-IoT的商业应用中。
目前已经有19家运营商承诺将在2017年使用NB-IoT网络，59家公司成为NB-IoT论坛成员，18家供应商3GPPIOT提供为芯片模组。
预计到2017年底，全球将建成25张商业NB-IoT网络。
国内三大运营商均将2017年作为NB-IoT的商用元年，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。
物联网业务应用可分为高、中、低三类，在上层应用的发展还需要LTE技术向未来的5G演进的情况下，运营商将NB-IoT作为从移动通信领域转战物联网的切入点，一是因为市场大，NB-IoT所支撑的低功耗广域物联网应用占到全部应用的60%左右；二是因为技术要求相对较低，NB-IoT可基于现有蜂窝技术在较窄的带宽上满足低速率业务的需求。
表格3：
三大运营商NB-IOT网络的部署情况
IoT是未来通信服务市场的核心增量用户群，中国4大电信运营商对NB-IoT的发展都很支持，各自划分了NB-IoT的频谱资源。
其中联通已经开通了NB-IoT的商用网络，移动已在江西鹰潭建成全国第一张地级市全域覆盖的NB-IOT网络。
表格4：
我国运营商拥有的可使用的NB-IoT频谱资源
3、NB-IoT规模商用，物联网智能表行业将迎来爆发
3.1、NB-IoT应用全面提速，物联网智能表行业受益
根据《国家新一代信息技术产业规划》，建设NB-IoT网络成为信息通信业十三五
的重点工程之一。
NB-IoT技术可应用领域非常广泛，包括智能交通如智能停车、智能路灯、智能汽车、水电煤热气和工业、智能抄表、监测报警系统、智能物流、农业和环境等等领域。
NB-IoT在物联网智能表抄表，数据传输，实现阶梯水价/气价等方面有着独一无二的优势，实现了技术瓶颈的突破。
我们认为NB-IoT连续、深度覆盖、低功耗的特性，将推动NB-IoT技术在公共事业、智慧城市领域，特别是物联网智能表行业率先实现形成规模应用。
从技术角度来看，我国智能表技术主要有光电直读、无线远传和IC卡三种技术路径其中光电直读布线成本高、无线远传设备成本高且对应用环境要求高、IC
卡表耗电量大且硬件维护频繁。
NB-IoT技术的推广将有效解决物联网智能表的技术瓶
颈问题：
一方面NB-IoT芯片的安装相对简单，该技术可以实现长距离广域的数据传输，对于应用环境的要求低，由于低功率可使得其电池寿命长达5-10年；另一方面NB-IoT的技术具备较高的经济性，目前行业内预测智能水表用NB-IoT通信模块价格约为4-5美元折合人民币20—30元，未来批量生产后该模块价格有望降低至1美元，远低于无线远传表的通讯模块的40—50元人民币的价格。
当前的智能水表以无线远传表为代表其单价格往往在300元以上，我们认为NB-IoT技术的推广将会极大降低成本，对于行业发展有很大的促进作用。
从行业发展趋势来看，自动抄表的需求催生了智能表行业的不断发展。
当前，我国四大表智能化水平参差不齐，按照智能表的渗透率来看，智能电表的渗透率最高，是目前最为成熟的市场，其份额近90%；智能燃气表经过多年的推广，其渗透率超过
50%；智能水表在阶梯水价推行的大背景下，近几年增长迅速，但当前整体渗透率较低，
仍只有15%；智能热量表在北方供暖地区较为常见，渗透率也约为15%。
相对于热量表市场空间较小，且季节性较强，智能水表，燃气表的市场空间更大。
智能表可以实现整体投入减少，实现统一管理监控，对用户来讲，更加方便简单。
这是以后发展的大趋势，是机械水表不具有的功能。
而人工抄表存在诸多弊端。
我国绝大多数地区的抄表方式还是以人工抄表为主，目前约有53%的仪表还是人工抄表。
但是，该种抄表方式存在很多弊端主要有：
（1）抄表人员入户抄表具有一定困难性，工作量大，工作人员的工作条件艰苦；
（2）由于抄表的数据量比较庞大，容易产生错、漏等现象；（3）由于管理不合理，出现很多偷窃现象。
图表20：
智能水表渗透率较低，未来空间大
3.2、技术需求双驱动，智能水务加快智能水表行业发展
随着全球缺水问题日益严重，为了减少水资源浪费、提高管理效率、节约人工成
本，智能水表正在被广泛应用。
智能水表的使用方面，经济技术较发达的国家如日本、
法国、美国、以色列等，具有完善的金融体系及发达的通讯网络，采用了“在线远程抄表系统”，即采用智能化远传水表。
远程读取用户水量后，在银行通过用户帐户进行结算，从而彻底解决查表收费难的问题。
经济技术相对落后的国家由于缺乏完善的金融体系，通讯网络基础不发达，大多采用预付费限额供水表具，有效的解决了抄表难、收费难的问题。
智慧水务能够有效提高水资源的使用效率和管理泄漏率，并预测水的需求量。
智能水务通过传感器将数据传送到监测控制和数据采集系统中心，检测和控制水的运输过程，这些数据可以通过智能手机和电脑进行查看，告诉相关人员整个智能水务系统的目前的状态。
通过使用传感器传输的数据，供水系统可借助软件对水的需求量做出精准的预测，当水的需求量发生波动时，智能水务系统也做出相应的调整，软件可以发送警示信息和建议给监测控制和数据采集系统中心，提示他们该采取什么样的行为，如供水系统工作人员可以以邮件的形式得到提示，然后从系统中得到相关的详细信息，这样水务系统中存在的问题就能在较早的阶段被发现并做出相应处理。
智慧水务对于水质安全进行监控，按需分配管网调度，最终达到促使水务集团运营管理数字化、智能化、规范化的作用。
和以往的技术手段相比，物联网智能水务具有无可比拟的优越性。
以前采用的方法是人工监控，现在则是自动化操作，方便技术人员随时掌握水质情况。
改变过去传统方法，物联网智能水务让管网调度更科学更高效。
在“智慧水务”理念的引导下，水务集团的管理发生了变革，它们采用数据采集、传输等传感设备在线检测水务系统的运行状态，并采用可视化的方式有机整合水务管理部门设施，形成“水务物联网”。
图表21：
智慧水务：
管理泄漏和节约能源
我国智能水表行业发展迅猛。
前瞻产业研究院发布的《智能水表行业分析报告》预测，随着政策的落实以及应用NB-IoT通讯技术的物联网水表量产，智能水表将快速发展，预计2020年市场规模将超过70亿。
2012-2015年，我国智能水表行业市场规模复合增速达20.1%。
2015年智能水表产量为1620万台，渗透率18.7%，对应的市场规模约为33亿元。
图表22：
中国智能水表的市场空间预测
随着我国城镇化的持续推进，水表的需求量将会维持稳定增长。
智能水表技术的发展和水务集团的对智能水务的需求将推动智能水表逐步取代机械表。
新一代的物联网以及NB-IoT智能水表将于2-3年内实现批量生产，这将大大满足市场需求。
“十三五”期间智能水表（含智能应用系统）销售收入占全部水表销售比例要达到40%，伴随着
政策向好，智能水表的市场规模也将稳步提升。
我们预计2015-2020年复合增长率将
达到15%以上，到2022年智能水表的渗透率将达到45%，年出货量4100万台。
图表23：
中国智能水表产量及渗透率预测
近几年世界水表需求量持续增长，全球水表有14亿规模，并随着全球城市化提高，预计到2025年有18亿规模。
除经济发达国家水表市场处于平稳增加外，大量发展中国家的水表需求量明显增加，如南美部分国家、南非、亚洲部分国家、俄罗斯及其邻国。
目前全球水表每年总需求量约上亿台，预计2016年全球智能水表产量将上升到
3180万只，占全部水表的比例将超过30%。
主要生产国有德国、法国、意大利、英国、波兰、捷克、中国、日本、美国等，中国已成为全球水表制造大国之一。
智能水表目前主要集中在北美、西欧等发达国家市场，总体来说，由于人们对于水资源管理可持续化愈加重视，先进水表计量技术正受到越来越多的关注。
智能水表技术的应用并不受区域限制，但是各区域市场的驱动及限制因素不尽相同。
目前，该技术的主要市场集中在以北美和欧洲为首的发达地区。
图表24：
2010-2015年全球智能水表产量
3.3、天然气消费持续上升，智能燃气表市场广阔
燃气面临阶梯定价的问题，智能抄表是必然趋势，但已有的智能燃气表类型无法
满足要求，存在功耗、信号覆盖和电池寿命的问题，迫切需要NB-IoT技术来解决现实
的问题。
已有主流智能燃气表可分为IC卡智能燃气表，CPU卡智能燃气表，射频卡智能燃气表，直读式远传燃气表和无线远传燃气表五类。
IC卡表对电池要求较高，一般电池仅够使用一年，更换成本较高；而CPU卡燃气表适用于宾馆、酒店、学校食堂、机关单位和商业网点等不好集中管理的零散用户使用，但需要预购燃气，使用不方便；而射频卡、直读式远传和无线远传燃气表在长距离传输和抗干扰的能力较弱。
表格5：
智能燃气表种类及特点
智能燃气表市场很大程度取决于燃气的渗透，近年来我国大力发展城镇居民天然气普及推动了燃气表行业的发展。
目前，我国智能燃气表行业正迎来市场需求全面放量的时期。
智能燃气表需求的快速增长，不仅得益于我国目前对天然气等清洁能源的大力扶持，更有多方面的因素催生智能气表业的市场需求。
首先，随着我国民用天然气的普及以及天然气“十二五”规划以及《关于保障天然气稳定供应长效机制的若干意见》的逐步落实，天然气已经成为城镇居民生活的重要组成部分，整个天然气行业进入高景气发展时期。
智能燃气表市场的驱动因素主要有以下三方面的因素：
1）天然气
的需求旺盛，以及阶梯气价的普及；2）城镇化率的不断提高，新建住宅对智能化计量
仪表需求；3）逐步进行传统计量仪表向智能化计量仪表的改造。
城镇化率不断提高，国内天然气消费量持续增长。
天然气取代液化石油气和煤气，
成为城市居民用气主要选择。
2013年城市燃气普及率为94.25%，提前完成“十二五”规划94%的目标；中国县城及小城镇燃气普及率达到70.91%，超过“十二五”规划65%的目标。
2011年-2015年，我国城市天然气用气人口增长了50.10%，复合增长率超过10%，同期城市液化石油气与煤气用气人口分别下降了13.29%和50.61%。
2015年我国城市天然气用气人口28561.5万人，同比增长9.97%，城市液化石
升级会员 