以往的網(wǎng)絡(luò)主要用于個(gè)人用戶的接入，也稱之為“人網(wǎng)”。在“人網(wǎng)”的發(fā)展逐漸趨近“飽和”的形勢(shì)下，物聯(lián)網(wǎng)(“物網(wǎng)”)被寄予厚望。
物聯(lián)網(wǎng)的到來，對(duì)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展來說究竟意味著什么，似乎很難琢磨。
其實(shí)，要理解并預(yù)測(cè)未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)，就先要從“人網(wǎng)”的發(fā)展模式說起，在理解了曾經(jīng)的發(fā)展模式后，“物網(wǎng)”的發(fā)展也就不難“預(yù)見”了。
一、物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)能力需求
如今，在用戶和新業(yè)務(wù)增量趨緩的情況下，一直緊繃著的網(wǎng)絡(luò)似乎終于可以松一口氣了。
然而，我們并不能高興的太早，新的矛盾已在醞釀之中，它正是由“物聯(lián)網(wǎng)”帶來的。在物聯(lián)網(wǎng)逐漸融入各行各業(yè)的過程中，各種類型的終端會(huì)連接上網(wǎng)，而它們對(duì)連接的需求有了許多新變化。
可以從兩個(gè)方面來看連接需求的變化。
1. 終端的“個(gè)體需求”
因行業(yè)的差異性和專業(yè)復(fù)雜度，使得承載應(yīng)用的終端對(duì)連接需求也更具“個(gè)性”。
(1) 小數(shù)據(jù)、高頻率傳遞需求的增加：在物聯(lián)網(wǎng)中，一部分終端裝配簡單的傳感器，它們本身生產(chǎn)的信息量很少，所以每次向網(wǎng)絡(luò)傳送的數(shù)據(jù)包亦非常小。但對(duì)于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)生數(shù)據(jù)的周期很短，從而向網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)的頻率就會(huì)很高。高頻次的小數(shù)據(jù)連接需求，在原本以人為主導(dǎo)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中并不常見。
(2) 部分物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的共享共用。在傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通常都由單個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)“獨(dú)享”;而在未來的物聯(lián)網(wǎng)場景中，數(shù)據(jù)可以在多系統(tǒng)中分享。特別是公共場所的環(huán)境數(shù)據(jù)，可以對(duì)各種類的應(yīng)用和終端開放，以利于各行業(yè)對(duì)環(huán)境信息價(jià)值的利用。
(3) 業(yè)務(wù)特性對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的需求差異巨大。
工業(yè)自動(dòng)化類別的應(yīng)用，需要對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行實(shí)時(shí)操控，所以必須嚴(yán)格把控?cái)?shù)據(jù)傳送的時(shí)延;
而后期分析預(yù)測(cè)的應(yīng)用則可以把數(shù)據(jù)先暫存在邊緣網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)不繁忙時(shí)，再集中將數(shù)據(jù)傳送到云端;
低功耗的設(shè)備，要盡可能地減少通信數(shù)據(jù)量，縮短傳遞的數(shù)據(jù)包長度;對(duì)于企業(yè)的重要資產(chǎn)、金融計(jì)費(fèi)終端、安保類設(shè)備等等，則需要健壯的網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)和端到端的網(wǎng)絡(luò)隧道服務(wù);
對(duì)于低信息量且終端冗余的環(huán)境檢測(cè)數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)則可以適當(dāng)?shù)胤诺唾|(zhì)量保證：例如在一塊田間部署了幾十個(gè)濕度計(jì)，如果其中幾個(gè)濕度計(jì)部分時(shí)段的測(cè)量數(shù)據(jù)沒有送達(dá)到網(wǎng)絡(luò)，這并不會(huì)影響農(nóng)民對(duì)農(nóng)作物澆灌的判斷。
2. 應(yīng)用的整體需求
對(duì)于應(yīng)用的整體需求，用一個(gè)詞匯來概括就是設(shè)備間的“社交需求”。終端會(huì)以“多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)”和“多線程并發(fā)”模式運(yùn)行應(yīng)用程序，以實(shí)現(xiàn)個(gè)體(終端)間的物聯(lián)網(wǎng)社交。
(1) 多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)
在“共享數(shù)據(jù)”、“合用產(chǎn)品”的過程中，“多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)”連接模式會(huì)應(yīng)運(yùn)而生。
為了信息價(jià)值的最大化，數(shù)據(jù)共享會(huì)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中廣泛實(shí)踐。例如很多環(huán)境信息(溫度、濕度、風(fēng)力等)，可以運(yùn)用在多種行業(yè)領(lǐng)域。
某些公共區(qū)域?qū)⑦@部分?jǐn)?shù)據(jù)共享給各行業(yè)應(yīng)用(例如農(nóng)業(yè)、旅游、交通、商展活動(dòng)等等)，利于企業(yè)的成本管理，減少固定投資。
“共享”使得物品可以通過多戶租賃的方式“服務(wù)眾人”，共享的商業(yè)形式可以釋放“物”的工具價(jià)值。新興的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，就在于信息“跨領(lǐng)域、跨系統(tǒng)、跨用戶”地釋放價(jià)值，數(shù)據(jù)不再由單一系統(tǒng)、單一企業(yè)或單一用戶獨(dú)自享用。
分享，需要網(wǎng)絡(luò)更適應(yīng)于“全連接(Full Mesh)”的組網(wǎng)需求，數(shù)據(jù)更易于到達(dá)對(duì)其“感興趣”的終端和系統(tǒng)，并能夠控制對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的消耗。
(2) 多進(jìn)程并發(fā)
智能終端通常都具備多個(gè)進(jìn)程并發(fā)處理信息的能力。隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用越來越復(fù)雜，對(duì)智能終端“多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)”的交互要求也會(huì)“水漲船高”。
就像我們經(jīng)常使用的電腦、手機(jī)一樣(配置多塊網(wǎng)卡或多類通信接口)，智能終端也可以配置多個(gè)、多類的通信接口，并具備多進(jìn)程處理信息的能力。
對(duì)于環(huán)境信息的采集、運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)、控制決策等信息處理工作，可以在一臺(tái)智能終端上同步運(yùn)行，并形成良好的協(xié)同效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)理想的應(yīng)用功能。
這種融合通信、多向連接、并發(fā)處理的特性，會(huì)越來越多地在智能終端上出現(xiàn)，給邊緣應(yīng)用帶來更多的可能性和創(chuàng)造性。
二、傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（人網(wǎng)）和物聯(lián)網(wǎng)（物網(wǎng)）的網(wǎng)絡(luò)需求差異
從宏觀角度來看，終端的“社交需求”呈現(xiàn)多元化和復(fù)雜化的發(fā)展趨勢(shì)，會(huì)促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用整體對(duì)網(wǎng)絡(luò)需求的快速增長，并且這種增長速度，將完全超越以往的市場需求增速。“以往的市場”是以人為主導(dǎo)的通信和互聯(lián)網(wǎng)市場。
1. “連接數(shù)”成為變量
在以個(gè)人終端為主的網(wǎng)絡(luò)中，“人”是最主要的網(wǎng)絡(luò)使用者，所以“人數(shù)”就是網(wǎng)絡(luò)容量最關(guān)鍵的參考因素。
其它的參考因素主要是業(yè)務(wù)需求，可以從兩個(gè)方面考量(上文已經(jīng)詳細(xì)闡述)：一個(gè)是單個(gè)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)需求(不同業(yè)務(wù)為保證其業(yè)務(wù)品質(zhì)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的消耗基準(zhǔn)不同)，由于目前的電信、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)已經(jīng)趨于穩(wěn)定，所以可以將業(yè)務(wù)需求看成是一個(gè)常量;
另一個(gè)就是用戶對(duì)“連接數(shù)”的需求(決定了一個(gè)終端承載業(yè)務(wù)的密度)，由于個(gè)人對(duì)信息連接的需求有上限(“鄧巴數(shù)”等)，所以“連接數(shù)”也可以用一個(gè)常量來表示：此外，個(gè)人手機(jī)中的App數(shù)量是基本不變的，或緩慢增長的，所以這些App軟件所建立的后臺(tái)連接也基本是一個(gè)常量。
對(duì)于此前的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，業(yè)務(wù)需求和連接數(shù)都在一個(gè)常量附近波動(dòng)，而人數(shù)則一直在增長，所以在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)容量的時(shí)候，主要以人數(shù)為參考，可以通過一個(gè)一階方程來表示人數(shù)和容量的線性關(guān)系(上文已經(jīng)介紹過)。
而當(dāng)無數(shù)個(gè)由芯片、電路板組合而成的終端成為網(wǎng)絡(luò)用戶時(shí)，網(wǎng)絡(luò)需求的模型就發(fā)生了改變。顯而易見，有一個(gè)常量將成為變量：“連接數(shù)”。
“連接數(shù)”的概念，此前就已經(jīng)存在。例如，在運(yùn)營商數(shù)據(jù)域的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中，網(wǎng)絡(luò)容量的預(yù)測(cè)和設(shè)計(jì)會(huì)考慮手機(jī)的“連接數(shù)”(例如在LTE網(wǎng)絡(luò)中的PDN連接)，在這里主要是考慮并發(fā)的連接數(shù)。
當(dāng)用戶使用手機(jī)撥打Volte電話、并還玩著《王者榮耀》的時(shí)候，運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)其實(shí)就給該手機(jī)的這兩個(gè)應(yīng)用各建立一個(gè)專用數(shù)據(jù)連接。雖然像手機(jī)這樣的智能終端可以建立多連接，但畢竟它是服務(wù)于人的設(shè)備，它所建立的連接主要還是以人的需求為導(dǎo)向。
在人的需求基本恒定的情況下，終端的連接需求也并不會(huì)太多。
當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)終端具備“智能”時(shí)，連接數(shù)的需求就會(huì)有所變化。企業(yè)要搭建更健壯、復(fù)雜的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，就需要他們的終端能夠收集和傳遞更多的相關(guān)信息。所以，物聯(lián)網(wǎng)終端對(duì)環(huán)境信息、其它設(shè)備信息、用戶信息的“興趣”會(huì)越來越濃。
開發(fā)者會(huì)給終端裝備更多的通信接口去采集數(shù)據(jù)，并通過多線程同步處理這些數(shù)據(jù)，再將處理后的信息轉(zhuǎn)發(fā)給同樣也“感興趣”的終端。連接數(shù)在一部分具有親緣關(guān)系(同類型或相關(guān)行業(yè))的智能設(shè)備之間，會(huì)呈現(xiàn)“全連接”的狀態(tài)(例如一組正在飛行表演的無人機(jī)隊(duì)，每一架無人機(jī)都和其他無人機(jī)建立通信連接)。
也就是說：在物聯(lián)網(wǎng)中“連接數(shù)”和“終端數(shù)”呈二階線性關(guān)系。(備注：這種線性關(guān)系，適用于物聯(lián)網(wǎng)的局部范圍內(nèi)：在某個(gè)邊緣網(wǎng)絡(luò)中或者在同一類終端范圍內(nèi))。
從圖中可以看出：每個(gè)新增終端的連接數(shù)需求不再是恒定值，而是取決于原來網(wǎng)絡(luò)中的終端數(shù)量“N”。所以，當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)中的終端數(shù)達(dá)到一定量級(jí)時(shí)，每增加一臺(tái)設(shè)備，都可能會(huì)增加難以計(jì)數(shù)的連接。
2. 物聯(lián)網(wǎng)終端處理能力的提升將助推“連接數(shù)增長”
能夠支撐終端不斷擴(kuò)大連接數(shù)的關(guān)鍵要素主要有兩點(diǎn):
摩爾定律在芯片制造領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)酵(雖然已經(jīng)減緩了)，使得終端的信息處理能力能夠不斷提升，并帶動(dòng)連接能力的提升。
信息獲取的方式不受限制。終端具備的通信方式取決于裝配的通信模塊或傳感設(shè)備，終端可以添加各種通信模塊來增強(qiáng)其交互能力。
人受到生理?xiàng)l件的限制，既不能不分晝夜一直工作，也無法同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)，更不可能無限制地提高信息處理的速度。但物聯(lián)網(wǎng)的終端不同，他們可以不斷迭代提升基礎(chǔ)性能，增加配件擴(kuò)展通信能力，軟件優(yōu)化提高處理效率。它們可以不斷突破能力瓶頸，獲取更多的信息并處理它們。
當(dāng)面對(duì)終端的“野蠻生長”特性時(shí)，原本為人設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)模式，將難以跟得上(局部)連接需求呈“二階方程”的遞增趨勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)邊緣中繁盛的終端會(huì)快速耗盡網(wǎng)絡(luò)資源，并最終限制物聯(lián)網(wǎng)中所有設(shè)備的性能發(fā)揮。
3. 網(wǎng)絡(luò)呼喚轉(zhuǎn)型
現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)(主流的IP網(wǎng)絡(luò))，強(qiáng)調(diào)“端到端”的“透傳”連接，這種可靠但“一刀切”的連接方式在未來物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中，會(huì)使得網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)嚴(yán)重瓶頸(最起碼在一個(gè)較長的發(fā)展階段中會(huì)出現(xiàn))：網(wǎng)絡(luò)能力的增長速度慢于連接需求的增長。
此外，許多相關(guān)領(lǐng)域的專家和組織提出的IPv6技術(shù)，由于報(bào)文頭部的字節(jié)數(shù)更多，恐怕會(huì)加重網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)而使得網(wǎng)絡(luò)瓶頸更為突出(在業(yè)務(wù)爆發(fā)階段)。
在我看來，要解決物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)暴增的問題，還需要引入另一些新穎的網(wǎng)絡(luò)模式和特性。換句話來說，就是“網(wǎng)絡(luò)也需要轉(zhuǎn)型”。
