专家论坛丨电信运营商物联网业务的变革

电信运营商物联网业务的变革

赵小飞

（物联网智库，北京 100083）

摘要：对电信运营商物联网业务现状进行分析，对电信运营商网络基础设施变迁与物联网业务结构的关系进行研究，并探索电信运营商超越连接之外的物联网价值。

关键词：运营商；物联网；连接；变革

1   引言

近年来，电信运营商的移动电话用户数已趋于天花板，移动电话已进入存量经营的时代。《2019年通信业统计公报》^[1]数据显示，截至2019年年底，全国移动电话用户总数已达16 亿，移动电话用户普及率达114.4 部/百人。另一方面，移动物联网连接数则经历着快速的增长，成为运营商新增连接的绝对主力。如图1所示，2015年年底三大运营商移动物联网连接数约为1 亿，到2019年年底，连接数已达到10.3 亿，预计到2020 年年底连接数会超过12 亿。

图 1   三大运营商移动物联网连接数

(数据来源：工业和信息化部历年通信业统计公报)

5G商用的加速为物联网提供了更加便利、功能更为丰富的接入方式，预计未来几年物联网连接数将依旧保持高速增长。不过，物联网连接数的增长不代表运营商获得新的大规模收入来源，在当前背景下，探索物联网产品、业务和商业模式的变革，对于运营商来说具有现实意义。

2   连接规模是必要条件，但不是充分条件

移动物联网连接数的增长，看似给电信运营商带来了新的增长点。诚然，物联网连接规模是运营商获取物联网红利的基础，但仅仅物联网连接规模的增长不足以形成收益的大规模增长。多方证据表明，物联网已经成为电信运营商的一项“奢侈”业务。

2.1  移动物联网连接的头部效应明显

2018年，市场研究公司Counterpoint Research发布了一份关于全球蜂窝物联网连接的预测报告^[2]，该报告主要总结了截止到2018年6月底全球运营商已经在网的移动物联网连接数占比，并预测了2025年可能形成的移动物联网连接的分布情况（见图2）。根据这一报告，截止到2018年6月底，全球移动物联网连接的集中度非常高，83%的连接集中在10家运营商手里。其中，连接数最多的前5家运营商占据的份额为73%，而中国的三大运营商则位列全球前三，全球移动物联网连接中60%都由中国三大运营商承载。从图2也可以看出，到2025年全球移动物联网连接的集中化趋势将更为明显。

图2   全球移动物联网连接数分布（数据来源：Counterpoint Research）

通过具体分析图2中的10家运营商，可以发现它们来自于中国、北美和欧洲3个区域。中国近年来物联网的快速发展，驱动三大运营商连接数位列全球前三；欧洲运营商的一个明显特征是在全球多个国家拥有商用蜂窝网络，因此可以发展全球化市场。以沃达丰为例，该运营商拥有全球覆盖范围最广泛的网络，其“一点接入、全球服务”的优势是不可比拟的，因此其在移动物联网市场上能够成为除中国运营商之外连接数最多的厂商；美国的3家运营商的物联网连接数也位于全球前十，这从一个侧面反映出北美也拥有广阔的物联网市场空间。

非常明显，图2中前十家运营商占据移动物联网连接数的83%，其他数百家运营商仅占17%，到2025年这一数字将下降到13%。对于运营商来说，当连接数这一最基本的保证都达不到时，收入更难以实现。从这个角度来看，除了这些拥有一定规模物联网连接数的头部运营商外，全球大部分运营商物联网连接数非常少，也不可能获得物联网带来的红利。因此，可以说物联网只可能成为少数运营商新的战略业务，并为其带来转型机遇，但对于大部分运营商来说这并不是机遇，可见只有少数拥有足够“粮草”的运营商能够持续投入这一“奢侈业务”。

2.2  物联网对运营商的收入贡献目前微不足道

目前，全球大部分运营商并未公开其物联网收入数据，从少数运营商公布的数据可以一窥物联网对其业务的贡献情况。从2017年的相关数据可以看出，物联网业务只占运营商总收入中微不足道的极少部分，其中沃达丰的物联网收入占比最高为1.6%，Verizon的物联网收入占比1.2%，其他还未达到1%（见图3）。虽然这是2017年的数据，但时至今日，这一比例并未得到实质性改观。

图3   主要运营商物联网收入占总收入比重（数据来源：各运营商财报）

就像全球运营商面临增量不增收的“剪刀差”一样，运营商物联网也面临着连接增速高于收入增速的“剪刀差”，因此其平均连接收入总体来说是下滑的。以中国移动为例，其物联网连接增速远快于物联网收入增速（见图4）。从长远来看，物联网的每用户平均收入（ARPU）值具有下降趋势，若要保证物联网整体收入的增长，仅靠连接收入还是不够的。

图4   2015—2019年中国移动物联网连接增速和收入增速情况（数据来源：中国移动财报）

若物联网收入多年后依然徘徊在运营商总收入的1%左右，由于运营商无法承担“新收入增长点”的重任，其“奢侈业务”的特点会越来越明显。

2.3   运营商开展系统性物联网业务的投入成本较高

以近年来非常热门的低功耗广域网络（LPWAN）为例，根据GSMA的数据，截至 2020年8月，全球已实现商用的移动物联网网络达142张，均是由各国家和地区主流运营商部署，其中NB-IoT商用网络有96张。然而，正如2.1节中的分析，未来数年中近87%的物联网连接数将集中于全球10大运营商，其他数百家运营商只能瓜分仅剩的13%的份额。用GSMA的数据进行推算可知，除了前10家运营商外，其他运营商将部署至少60张以上的NB-IoT网络，而这些数量的网络将承载非常少的连接数，这对网络基础设施来说是一种浪费。

运营商的物联网收入比例非常低，但建设NB-IoT等物联网网络基础设施的成本并不低。除此之外，其他的投入也是巨大的。要系统性地开展物联网业务，专门的产品规划、技术研发、销售体系等方面都需要投入，仅仅人员成本就是一笔不小的投入。从头部运营商的投入来看，沃达丰已成立专门的物联网事业部，其全球拥有超过1000名物联网专家，由于其物联网的整体营收不错，人均产出较高；国内的三大运营商都分别成立了独立的物联网公司，很多省公司还成立了专门的物联网中心，大量人员参与其中。以中国移动为例，其旗下的中移物联公司已有超过2000名物联网专业人员，加上31个省公司政企部门中负责物联网的人员，这个庞大的人员体系是一般企业无法承担的。

因此，物联网对于运营商来说是一个“奢侈”业务，是否将物联网作为核心业务进行大规模投资，是一个极具挑战性的决策，需要运营商通过各方面的努力来实现物联网的价值化，提升物联网对运营商整体收入的贡献。

3   基础设施变迁与物联网业务结构的变化

电信运营商开展物联网业务的一个重要支撑是拥有覆盖全国的蜂窝网络基础设施，运营商首先能够提供的是基于其蜂窝网络的连接，因此其提供的物联网连接和业务的结构与其网络基础设施密切相关。在过去几年中，电信运营商网络基础设施经历着新的变化，由此也驱动移动物联网连接结构的变化。在这一过程中，中国三大运营商的表现最为明显。

3.1   基础设施的变迁：从以2G为主到以4G为主

对于电信运营商来说，移动通信基站是该行业核心的固定资产，运营商提供物联网业务也是基于基站等基础设施。每一年度基站的建设数量在很大程度上代表着通信行业的投资规模和服务质量。在过去10年中，中国已建成全球数量最多的移动通信基站，网络覆盖广度和深度全球领先。

如图5所示，2009年我国的移动通信基站为111.9 万个，到2019年年底这一数字已达到841 万，10年时间增长了6.5倍。在从111.9 万增长到841 万的过程中，移动通信基站的结构也在不断发生着变化，典型的是经历了从以2G基站为主到以4G基站为主的变迁过程。根据工业和信息化部各年度通信业统计公报筛选出的2009—2018年不同制式基站的占比情况如图6所示。

图5   2009—2019年全国移动通信基站数量（数据来源：工业和信息化部历年通信业统计公报）

图6   2009—2018年不同制式基站比例（数据来源：工业和信息化部历年通信业统计公报）

从图6的数据可以看出如下特点。

（1）2009年，2G基站占据全国移动通信基站总数74%的份额，2G也是主流的移动通信方式，直至2014年，2G基站依然占据绝对优势。

（2）2008年年底，工业和信息化部正式向三大运营商发放3G商用牌照；2009年始，3G基站开始建设部署；在接下来的5年中，3G基站成为中国通信行业投资的主要基础设施。然而，直到2018年年底，3G基站数量从未超出2G基站数量。

（3）2013年年底，工业和信息化部正式发放4G牌照；2014年始，4G建设开始飞速发展；到2015年年底，4G基站数量已经超过2G基站数量，成为移动通信基站的主流形式。

2019年全国4G基站总数为544 万，而这一年新建4G基站为172 万个，占4G基站总数近32%。由于当前三大运营商NB-IoT基站主要通过4G基站软升级实现部署，因此4G基站数量巨大给NB-IoT基站的发展打下了基础。截止到2019年年底，三大运营商共建成NB-IoT基站超过70 万个，2020年中国移动、中国电信都有新建 NB-IoT基站的计划，预计到2020年年底全国NB-IoT基站的数量会突破100 万个。

在4G成熟、5G商用的背景下，2G/3G减频退网成为业界重点关注的一个话题，2G/3G基站数量的变化也可以说是这一话题的缩影。从2014年开始，2G+3G基站数占总基站数的比例开始逐年下滑，2019年这一数字仅为34%，预计在5G商用和用户加速迁移情况下，2G+3G基站总数会迎来快速减少的态势。5G商用在路上，2020年5G网络建设速度加快，截止到2020年9月底，全国已建成5G基站60 万个，正在推动全国移动通信基站结构的持续变迁。

3.2   多层次的物联网连接结构

2020年5月，工业和信息化部公开发布了《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》^[3]，明确提到要“推动2G/3G物联网业务迁移转网，建立NB-IoT、4G（含Cat.1）和5G协同发展的移动物联网综合生态体系”“以NB-IoT满足大部分低速率场景需求，以LTE-Cat.1满足中等速率物联需求和话音需求，以5G技术满足更高速率、低时延联网需求”。工业和信息化部的数据显示，截止到2020年6月底，蜂窝物联网连接数为11.06 亿，然而在这一规模的物联网连接中，大部分还是基于2G的连接，这一结构并不适合物联网未来发展的趋势。

从技术角度看，3GPP已经针对不同场景用户体验需求定义了蜂窝网络的不同通信规格，为多样化的移动物联网连接结构提供技术支持。例如，超低功耗、更广覆盖需求由NB-IoT支持；极致速率体验需求由5G eMBB支持；低时延、高可靠需求由5G uRLLC支持；而对于如共享单车、无线支付、公网对讲、追踪器、车载OBD等场景，既要满足一定的数据传输速率，又对成本与功耗敏感，还因设备部署固有特征追求广域覆盖能力，属于一种其他技术不能完全满足的“中间地带”，对此3GPP在R8开始定义了Cat.1并持续进行优化，为这一“中间地带”场景落地奠定基础。

“60%-30%-10%”的移动物联网连接结构，即低速率业务占60%、中速率业务占30%、高速率业务占10%已经成为业界的共识。要形成这一合理的蜂窝物联网连接结构，低速率和中速率连接需要持续发力。根据3.1节中的分析，目前4G网络已占据主流，其中Cat.1可以直接使用4G现网，NB-IoT也具备了在全国开展业务的能力，当前2G/3G迁移转网大幕已经开启，NB-IoT和Cat.1主要来承接这部分，存量部分就有数亿的连接，每年还有上亿的新增，成为未来移动物联网连接的主力。

2020年是Cat.1在物联网领域突出发展的起点，Cat.1除了承接部分2G/3G物联网连接外，更为重要的是，可以对原来Cat.4及其以上高速率的一些场景进行降维替代。此前，由于缺乏替代方案，一些中速率场景由Cat.4来承载，但是Cat.4的下行最高速率150 Mbit/s、上行最高速率50 Mbit/s对于大部分中速率场景来说比较浪费，功耗也比较高，且用户还需承担较高的模组和流量成本。随着Cat.1的成熟，下行最高速率10 Mbit/s、上行最高速率5 Mbit/s能够满足中速率场景用户需求，且能够降低硬件成本和流量支出。此时，有一定成本敏感性的用户就会降维采用Cat.1，从而增加Cat.1所占比例。

对于运营商来说，在进行网络基础设施改造升级的同时，不断推动物联网连接结构的变迁，为用户提供足够生命周期长度的连接方案，形成合理的物联网连接结构，是其最基础的工作之一。

4   探索连接之外的价值

运营商为获取物联网连接，一般会付出不少成本，但获得的价值似乎并不大。目前，主流运营商针对物联网业务一方面不断推出多样化的服务，另一方面探索物联网对其新的战略驱动的模式，开启了寻找超越连接价值之旅。

4.1   从连接到解决方案

当前，主流运营商对于物联网业务开始探索如表1所示的多样化模式。“连接”方面，对于运营商来说，一般是通过授权频谱广域网络提供物联网连接服务（包括2G/3G、4G、NB-IoT、5G等）。然而，基于非授权频谱的低功耗广域网络近年来得到长足发展，蚕食了一些原本属于运营商的市场；“横向平台”方面，包括设备管理、应用使能平台，以共性化能力为用户构建物联网方案提供支撑；“垂直方案”方面，一般是为解决用户的具体问题和痛点，综合提供端到端的解决方案，需要以集成化的方式来整合合作伙伴，如运营商提供的ICT项目。运营商不同的业务组合形成以下几种不同的物联网业务选择。

表1   运营商物联网不同业务模式选择

（1）无业务：由于全球物联网连接结构呈现头部效应，且物联网也是一个具有“奢侈”特点的业务，大量运营商没有实力布局物联网业务，因此很多运营商不提供物联网业务。

（2）仅连接：蜂窝网络是运营商的核心资产，因此基于蜂窝网络的连接服务是运营商最基础的业务。当然，在提速降费背景下，连接的价格面临着下降的压力，加上一些OTT厂商和虚拟运营商入局并不断提供更为廉价的物联网连接服务，对运营商的连接服务带来进一步压力。

（3）连接+横向平台：将连接和平台打包的选项看似对运营商有很大吸引力，因为它让运营商突破了连接的价值，提供了增值服务，而且运营商也在一直探索具有通用性和标准化的平台产品，可以快速落地。不过，这一领域的竞争较为激烈，提供横向平台的厂商数量很多，比如在运营商体系内，有中国移动的OneNET平台、中国电信的CTWing平台，而运营商之外的厂商也具有很强的竞争力，尤其是像亚马逊、微软、阿里巴巴等互联网厂商。当运营商无法将平台和连接强行绑定或搭售时，这一选项的粘性并不强，来自横向平台的收入并不高，给连接带来的增值有限。

（4）连接+垂直方案：这一选项有利于运营商开展物联网产业生态的布局，一般运营商会有专门独立的物联网部门或子公司，提供垂直方案让运营商物联网业务有了一定的差异化和更多的收入机会。不过，垂直方案毕竟要深入到各行业，需要更多具体的行业资源和经验，这些是运营商不具备的，而且很多垂直方案的投资大、风险高，需要较长决策周期，因此主流的运营商一般也聚焦于少数几个行业，不会全线铺开。在这种情况下，运营商会设置专门的解决方案支撑团队，目前也在尝试将一些行业解决方案进行提炼，以形成通用的、可供快速复制的参考案例。

（5）全部提供：这一选项包含端到端所有服务，需要投入的资源更大。国内三大运营商实际上会提供所有业务，拥有专门的“产品池”，欧美大型运营商也是采取类似方式。

目前，业界已形成共识，从连接扩展到解决方案是主流运营商开展物联网业务的一个趋势。2019年，GSMA在其发布的《移动经济趋势2019》报告^[4]中也对运营商超越连接的价值进行了专门研究，研究结论趋向于服务使能和解决方案这些方向。

4.2   探索物联网的战略驱动作用

虽然物联网纯连接的收入占比并不高，但物联网具备较好的战略驱动作用。如中国移动将物联网纳入其“创新业务市场”板块中，该板块收入增长超过30%；中国电信将物联网纳入其“智能应用生态圈”板块中，该板块对增量服务收入的贡献超过50%；中国联通将物联网纳入其“产业互联网”板块中，该板块收入增长超过40%。在主观上运营商并不想将物联网看作又一个纯管道的业务，而是希望其能担当起创新业务的重任，可以发挥一些隐性的功能；在整体市场角度看，运营商希望物联网既有防御作用，又有进攻作用。

物联网的防御作用即防止运营商大市场的旁落，这对于拥有较高比例个人、家庭客户的运营商意义重大。在一些大型物联网项目中，尤其是涉及到大量民众的公共服务项目中，运营商对项目的争取或许就不会仅仅从单个项目的成本收益来考虑，而要从其整体市场考虑。一些物联网项目会给个人、家庭市场带来防御作用，例如智能烟感、智能门锁、电动车防盗等应用，虽然有多种商业模式，但如果一些终端是通过运营商提供给个人、家庭客户时，运营商就有了大量个人和家庭客户的触点，物联网以外的个人、家庭业务也有了直接营销的机会，尤其是有些智能终端需要和手机、家庭宽带绑定时，这让运营商更利于争夺竞争对手的客户，而个人、家庭客户的ARPU值远高于物联网的ARPU值。因此，在此类物联网业务面前，物联网形成的收入和成本只是表象，背后对于个人、家庭客户的保卫就显得更为重要。

物联网的进攻作用即获取用户的入口，这对于开拓一些新增的行业客户更为重要。中国移动前董事长尚冰曾表示：物联网本身收入虽然不高，但对其他业务带动作用明显。运营商面对很多to B行业客户，可以为这些行业客户提供的产品数量较多，而撬开一些客户的切入点往往是一些较为直接的业务。目前，电信运营商售卖的物联网业务虽然更多是管道连接，但这些连接可能会作为一个入口，超出其直接收益，为增加现有业务的价值提供机会。对于很多行业用户来说，当其需要物联网方案时，也会需要其他连接以及传统的移动通信方案，一个有吸引力的物联网业务可能成为运营商更广阔的政企客户业务的“敲门砖”。

5   结束语

5G规模化商用的加速，在给国内电信运营商物联网业务提供机遇的同时，也带来大量挑战。除了前文所分析的各类探索外，5G时代运营商应该以更加开放和创新的姿态，推动物联网业务的发展转型。政企客户是物联网的主力，5G时代运营商需要进一步重视政企客户的作用，进行政企客户相关部门的改革，大力发展5G to B业务。另外，还要在开源、节流方面做足文章，包括进一步扩大5G共建共享、推进异网漫游落地、促进基础设施成本大幅降低，充分利用5G网络切片、5G专网等技术和商业模式，为用户提供差异化明显的物联网产品，以差异化产品获得差异化收入，努力实现物联网成为运营商新的收入增长点的目标。

参考文献

[1] 工业和信息化部. 2019年通信业统计公报[R], 2020.

[2] Counterpoint Research. 全球蜂窝物联网连接报告[R], 2018.

[3] 工业和信息化部. 关于深入推进移动物联网全面发展的通知[R], 2020.

[4] GSMA. 移动经济趋势2019[R], 2019.

The reform of IoT services of telecom operators

ZHAO Xiaofei

（IoT101, Beijing 100083, China）

Abstract: This paper analyzes the status of IoT services of telecom operators, studies the relationship between the changes of telecom operators’ network infrastructure and the business structure of IoT, and explores the value of IoT beyond connectivity.

Key words: operator; IoT; connectivity; reform

本文刊于《信息通信技术与政策》2020年 第11期

主办：中国信息通信研究院