經(jīng)過20多年的高速發(fā)展，移動通信已經(jīng)成為當今經(jīng)濟發(fā)展的重要推動力，在以人為中心的手機通信市場，人口普及率達到90%甚至超過100%。為了尋找新的增長點，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)逐步進入無線通信產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)中。
據(jù)預(yù)測，到2025年，物聯(lián)網(wǎng)的連接數(shù)將超過270億，潛力巨大。物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)種類繁多，使用的技術(shù)和解決方案也不同。本文在分析物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)和技術(shù)方案基礎(chǔ)上，對物聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)模式如何演進、身處其中的開發(fā)者如何順勢而為等問題進行了思考和探討。
1、物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求
Machina Research公司是當今世界領(lǐng)先的IoT市場預(yù)測和策略提供者，持續(xù)跟進和提供IOT市場的每年發(fā)展情況。根據(jù)Machina Research的預(yù)測顯示，物聯(lián)網(wǎng)的連接數(shù)如圖1所示：
圖1 物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)連接數(shù)預(yù)測圖
從上圖可以看出，物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求非常巨大。IoT連接數(shù)預(yù)計將從2015年的60億增加到2025年的270億，復合年增長率高達16%。
為了更好分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方案，需對各種物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的應(yīng)用場景進行細分。部分物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)見下表1：
表1 部分物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)場景需求
物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求巨大，具有很明顯的垂直行業(yè)特點。根據(jù)業(yè)務(wù)場景，我們可以細分為固定或慢速無線數(shù)據(jù)接入（局域物聯(lián)網(wǎng)）、移動無線數(shù)據(jù)接入（移動物聯(lián)網(wǎng)）、泛在無線數(shù)據(jù)接入（低功率廣域物聯(lián)網(wǎng)）三種情況。
1）固定或慢速無線數(shù)據(jù)接入：
圖2 局域物聯(lián)網(wǎng)
局域物聯(lián)網(wǎng)，是指在一個局部區(qū)域（如單個工廠等）中，在生產(chǎn)線上或固定區(qū)域布放各種傳感器進行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)傳送到本地的Intranet（局域網(wǎng)）和應(yīng)用管理平臺，主要服務(wù)于本地生產(chǎn)和監(jiān)控，重點在于穩(wěn)定、可靠、自主可控，主要為固定或慢速移動傳感器，沒有移動和漫游需求。
2）移動無線數(shù)據(jù)接入：
圖3 移動物聯(lián)網(wǎng)
移動物聯(lián)網(wǎng)，是指在全國或全球范圍內(nèi)，布放各種傳感器進行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)通過移動IP網(wǎng)絡(luò)傳送到集中的服務(wù)器和應(yīng)用管理平臺，主要服務(wù)于全國范圍內(nèi)的生產(chǎn)和監(jiān)控，重點在于穩(wěn)定、可靠，傳感器有移動和漫游需求，數(shù)據(jù)傳輸量較大。通過2G3G4G5G公眾移動通信網(wǎng)提供物聯(lián)網(wǎng)的鏈接，一種非常經(jīng)濟有效的方式。
5G技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)具有大帶寬、大連接和低時延等特點，是物聯(lián)網(wǎng)的一種重要接入手段，但5G不等于物聯(lián)網(wǎng)，也不會替代物聯(lián)網(wǎng)。
3）泛在無線數(shù)據(jù)接入
圖4 低功率廣域物聯(lián)網(wǎng)
低功率廣域物聯(lián)網(wǎng)（LPWAN），是指在大范圍內(nèi)，布放各種一體化傳感器進行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)通過LPWA無線技術(shù)傳送到本地的服務(wù)器，再通過廣域IP互聯(lián)網(wǎng)匯聚到集中的服務(wù)器和應(yīng)用管理平臺，主要服務(wù)于全國范圍內(nèi)的生產(chǎn)和監(jiān)控，重點在于穩(wěn)定、可靠。一般情況下沒有移動需求，可能存在漫游需求，局部網(wǎng)絡(luò)位置比較分散，數(shù)據(jù)傳輸量較大。
2、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及比較
從上面物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求可以看出，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要是完成各種傳感器設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)的無線連接，實現(xiàn)設(shè)備或終端的開關(guān)信號或數(shù)據(jù)的傳輸，其中傳感器的無線連接方式，是非常重要的一環(huán)，見圖5所示，圖中的數(shù)據(jù)采集與傳輸、數(shù)據(jù)應(yīng)用與控制等與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)息息相關(guān)。而數(shù)據(jù)處理、大數(shù)據(jù)挖掘和分析、數(shù)據(jù)創(chuàng)新、人工智能等環(huán)節(jié)，則與工業(yè)4.0、大數(shù)據(jù)、云計算、AI等同步發(fā)展，對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)業(yè)務(wù)起到有力的支撐。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一個軟件和硬件相結(jié)合的技術(shù)，數(shù)據(jù)采集涉及到各種傳感器技術(shù)，包括聲、光、溫度、化學、電機等等等傳感器。而數(shù)據(jù)傳輸涉及到各種有線無線通信技術(shù)。而大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理和創(chuàng)新、AI人工智能等和計算機領(lǐng)域的各種知識密切相關(guān)，如果作為一名物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)開發(fā)者，硬件方面需要掌握傳感器技術(shù)、嵌入式開發(fā)、通信技術(shù)等底層知識；如果作為軟件開發(fā)者，需要掌握網(wǎng)絡(luò)通信編程、大數(shù)據(jù)分析、AI算法等相關(guān)知識。
圖5 物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)示意圖
對于2025年預(yù)測有270億物聯(lián)網(wǎng)連接的構(gòu)成，Machina Research公司研究分析結(jié)果如下：
72%屬于短距無線接入技術(shù)來承接，如wifi、zigbee、PLC電力線傳輸?shù)?，這一技術(shù)將主導整個物聯(lián)網(wǎng)市場，主要包括消費電子、大樓監(jiān)控和自動化。
蜂窩型連接，將從2015年的3.34億，上升到2025年的22億，主要為LTE技術(shù)，其中的45%，將應(yīng)用在車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)上，包括在出廠前預(yù)置和出廠后安裝的。
在270億的總連接中，將近有11%（30億）的連接，使用低功率廣域網(wǎng)的技術(shù)，如sigfox、lora、NB-IOT等。
根據(jù)業(yè)務(wù)場景和Machina Research公司的預(yù)測，對于物聯(lián)網(wǎng)重要一環(huán)，可以把無線接入細分局域或短距無線接入、低功率廣域網(wǎng)、蜂窩無線接入等。
表2 部分物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特點
從上述分析來看，結(jié)合Machina Research公司的預(yù)測，到2025年，不同的網(wǎng)絡(luò)場景有不同的技術(shù)使用。
比如最后10米的物聯(lián)網(wǎng)接入，又沒有電源功耗問題的，可以優(yōu)先選擇局域或短距無線接入技術(shù)，就近接入有線局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)，這是最直接的方案。再比如在工業(yè)生產(chǎn)中的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，生產(chǎn)線上的數(shù)據(jù)傳輸要求高穩(wěn)定低時延，安全可靠，沒有移動和漫游的需求，這時如果采用NB-IoT等廣域物聯(lián)網(wǎng)的方案，表面上看起來可以一統(tǒng)天下，但是對于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)肯定不是解決一個數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}，更多的還是個性化或嵌入式的解決方案。而針對目前很熱的“Connected Cars”和移動醫(yī)療等的聯(lián)網(wǎng)需求，其移動和漫游是局域短距和廣域固定等技術(shù)所無法滿足的，則需要蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。
再來分析一下公網(wǎng)和專網(wǎng)問題。
一般理解，蜂窩網(wǎng)屬于公眾移動網(wǎng)絡(luò)，為廣大普通用戶提供服務(wù)，而專網(wǎng)，像鐵路、航空、公安等系統(tǒng)的集群網(wǎng)，提供其用戶專網(wǎng)專用，以確保運行系統(tǒng)的安全性——這是網(wǎng)絡(luò)特性、用戶群體特性、安全穩(wěn)定等因素所決定。當然，目前也會出現(xiàn)“虛擬專網(wǎng)”的概念，利用VPN等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在公眾網(wǎng)絡(luò)中劃分中虛擬專網(wǎng)。這在有線互聯(lián)網(wǎng)中使用很普遍，但是在鐵路、航空、地鐵、工業(yè)自動化等關(guān)鍵領(lǐng)域，在物聯(lián)網(wǎng)安全性尚未健全的情況下，建議還是使用物聯(lián)專網(wǎng)為宜。
蜂窩物聯(lián)網(wǎng)或NB-IoT等技術(shù)，是在蜂窩通信網(wǎng)的基礎(chǔ)上，可滿足物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求。其成本技術(shù)具有很明顯的優(yōu)勢，充分利用已有的公眾蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)（主要提供話音和移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)），具有信號覆蓋大，建網(wǎng)邊際成本低，授權(quán)頻段確保網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，規(guī)模應(yīng)用后終端模塊價格迅速降低。
從上面提到物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求來看，很多業(yè)務(wù)是固定或慢速低數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，沒有漫游和高速移動的業(yè)務(wù)需求，同時很多工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是和生產(chǎn)系統(tǒng)直接關(guān)聯(lián)的，可以考慮使用廣域物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)專網(wǎng)。是否能采用“虛擬物聯(lián)專網(wǎng)”的方案，還值得商榷。
一個案例如下：
德國的汽車業(yè)者希望自行確保、負責自身的數(shù)據(jù)信息安全與網(wǎng)絡(luò)可靠性，避免工業(yè)間諜與黑客攻擊等情事發(fā)生，期望未來能夠不依賴德國運營商的5G基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，避免將數(shù)字轉(zhuǎn)型的工作托付予運營商。BMW更已向德國聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò)局(Bundesnetzagentur)提出自建5G私網(wǎng)的意愿，且Volkswagen及Daimler亦有相同的意向。
德國BNetzA表示，已有多家制造業(yè)者針對5G網(wǎng)絡(luò)的部署進行了相關(guān)研商。根據(jù)現(xiàn)行德國法規(guī)，針對專屬區(qū)域性頻段并未有明確的授權(quán)規(guī)范、流程與定價條例，而全國性的5G頻譜拍賣則將于2019年初舉辦。因此，諸如汽車制造業(yè)者或其他有意部署5G私網(wǎng)的廠商，仍須觀望后續(xù)頻譜釋出狀況。
根據(jù)愛立信（Ericsson）委托Arthur D. Little研究發(fā)布的報告指出，2026年垂直應(yīng)用產(chǎn)業(yè)透過5G進行數(shù)字化的過程中，將為各種系統(tǒng)設(shè)備、運營商與其他ICT業(yè)者帶來超過1.32兆美元的商機。因此，對Ericsson、諾基亞(Nokia)、華為等系統(tǒng)設(shè)備業(yè)者而言，5G世代所帶來的商機已非過去3G/4G一般集中于面向大眾的行動通訊服務(wù)，而是深入于各垂直產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用當中。
3、物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)者和企業(yè)們該如何順勢而為？
從上述分析可知，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展?jié)摿艽?。但海量的物?lián)網(wǎng)連接，是否能帶來海量的數(shù)據(jù)流量、是否提升ARPU、是否形成業(yè)務(wù)收入增長點？這些都值得思考。物聯(lián)網(wǎng)的最大難點和價值點，不在技術(shù)方案，而在商業(yè)模式。商業(yè)模式的成型，不局限于前期積累，更重要在于思維的轉(zhuǎn)變。
手機上網(wǎng)高速發(fā)展時代，流量經(jīng)營和內(nèi)容收費，似乎成為默認的商業(yè)模式，有連接，有流量即代表收入。對于物聯(lián)網(wǎng)時代，只有部分業(yè)務(wù)產(chǎn)生大流量，更多的是強調(diào)物和應(yīng)用的安全連接，及控制指令等零散數(shù)據(jù)的傳遞，進一步提高生產(chǎn)效率。因此，物聯(lián)網(wǎng)下的商業(yè)模式應(yīng)全新考慮。
1）提供差異化的高質(zhì)量、安全可靠的連接服務(wù)，奠定可持續(xù)發(fā)展的商業(yè)模式基礎(chǔ)。從物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)類型來看，需求方不在于使用流量資費低廉的連接服務(wù)，而是追求高質(zhì)量和穩(wěn)定可靠，提供方應(yīng)該從具體的業(yè)務(wù)場景出發(fā)，選擇合適的無線接入技術(shù)，綜合有線無線的綜合優(yōu)勢，指定出高質(zhì)量的方案，而不是一味強調(diào)盲目追求高、大、上、新的技術(shù)，無法采用單一的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)滿足所有的需求。
2）鑒于大部分物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)具有明顯的垂直型特點，需求方更多希望提供數(shù)據(jù)連接服務(wù)外，還要和生產(chǎn)流程、服務(wù)流程緊密耦合，這就要求提供方提供一個一體化的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺，包括靈活的模塊，可以快速形成垂直型的解決方案。提供一個綜合的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)管理平臺，是基礎(chǔ)電信運營商一個比較好的商業(yè)模式。但傳統(tǒng)運營商的業(yè)務(wù)以連接為主，對于企業(yè)行業(yè)的深度需求了解不深，所以需要一種開放的心態(tài)，聯(lián)合各行各業(yè)的信息合作業(yè)者，共同滿足垂直行業(yè)需求，實現(xiàn)多贏。
3）物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)已不是單一的數(shù)據(jù)連接服務(wù)和簡單控制應(yīng)用處理，而是和數(shù)據(jù)挖掘分析、數(shù)據(jù)處理融為一體，建立新的商業(yè)模式。鑒于物聯(lián)網(wǎng)未來將滲透到相關(guān)行業(yè)的生產(chǎn)流程，海量的數(shù)據(jù)流量將不斷產(chǎn)生，對這些大數(shù)據(jù)進行聚類、特征分析，為行業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展提供有效的支撐，大數(shù)據(jù)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一個永恒主題。按照傳統(tǒng)的時長、流量等商業(yè)模式已經(jīng)落后，傳統(tǒng)運營商必須盡快改變商業(yè)模式，滿足物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展需求。
4）在5G時代，底層的基礎(chǔ)設(shè)施將進一步開放，為自由組合和編排提供了便利，實現(xiàn)資源合理編排，能力靈活調(diào)用?？勺灾骶幣诺馁Y源、可自由調(diào)用的能力，再加上有質(zhì)量保障的切片專網(wǎng)，這些基礎(chǔ)性技術(shù)改良組合在一起，目標就是實現(xiàn)“網(wǎng)絡(luò)資源能力化”，底層通信技術(shù)實現(xiàn)解耦和改造，從此上層應(yīng)用開發(fā)者不再受通信網(wǎng)絡(luò)專業(yè)和邊界的約束，以需求為出發(fā)點，對于5G而言，最重要的是找到商業(yè)價值，尤其是增長和變現(xiàn)的路徑，才能讓運營商和產(chǎn)業(yè)各界同心協(xié)力發(fā)展5G。讓底層資源為我所用，實現(xiàn)合璧雙贏。萬物運營的重點不在“連接”，而在“運營”。
4、小結(jié)
本文通過對物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求、技術(shù)發(fā)展等分析，提出局域短距、蜂窩型、廣域固定三種物聯(lián)技術(shù)分類和場景，初步對物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式進行了思考分析。
但這只是一個拋磚引玉，期望在后續(xù)可以帶來更多更全面的分析和思考。物聯(lián)網(wǎng)時代將開啟一個全新的時代，各種新業(yè)務(wù)、新技術(shù)以及由此引發(fā)新的商業(yè)模式，不斷推陳出新，萬物互聯(lián)、智慧物聯(lián)終將不斷走入新境界。
作者：盧斌，工學博士，就職于中國電信智能網(wǎng)絡(luò)與終端研究院，知識星球“天線圈圈”星主。
