物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)業(yè)務(wù)思考和展望

盧斌

【摘 要】為了分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)業(yè)務(wù)并展望其未來的發(fā)展，從對物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的預(yù)測出發(fā)，歸納分析物聯(lián)網(wǎng)可能的業(yè)務(wù)場景，分析各種場景對應(yīng)的無線接入技術(shù)的優(yōu)缺點，最后對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和商業(yè)模式進行展望。

【關(guān)鍵詞】IoT 無線接入 連接數(shù)

Consideration and Expectation of IoT Technology Services

[Abstract]In order to analyze IoT technology servises and look forward to the future development， possible service scenes of IoT were summarized and analyzed according to the forecast of IoT services. Advantages and disadvantages of radio access techniques corresponding to different scenes were analyzed. Finally， the development of IoT and its commerce mode were presented.

[Key words]IoT radio access connections

1 引言

經(jīng)過20多年的高速發(fā)展，移動通信成為當(dāng)今經(jīng)濟發(fā)展的推動力，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，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。本文將在分析物聯(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)模式進行思考和探討。

2 物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求

Machina Research公司是當(dāng)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。據(jù)Machina Research相關(guān)預(yù)測，2015～2025年物聯(lián)網(wǎng)的連接數(shù)如圖1所示，從中可以看出，物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求非常巨大。IoT連接數(shù)從2015年的60億增加到2025年的270億，符合年增長率為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(xì)分。

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，可以細(xì)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

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

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，有移動和漫游需求，數(shù)據(jù)傳輸量較大。

（3）泛在無線數(shù)據(jù)接入

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。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及比較

從以上物聯(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)，如圖5所示，數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)應(yīng)用控制與物聯(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)新等環(huán)節(jié)，則與工業(yè)4.0、大數(shù)據(jù)、云計算等同步發(fā)展，對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)業(yè)務(wù)起到有力的支撐。

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%由短距無線接入技術(shù)來承接，如Wi-Fi、Zigbee、PLC電力線傳輸?shù)龋@一技術(shù)將主導(dǎo)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270億的連接中，有將近有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(xì)分局域或短距無線接入、低功率廣域網(wǎng)、蜂窩無線接入等。

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 m的物聯(lián)網(wǎng)接入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，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)。

接下來分析公網(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(dāng)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等優(yōu)點。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。

4 商業(yè)模式分析

從上述分析可知，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展?jié)摿艽蟆５Ａ康奈锫?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，值得思考。

在手機上網(wǎng)高速發(fā)展的時代，流量經(jīng)營和內(nèi)容收費似乎成為默認(rèn)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。鑒于此初步提出以下商業(yè)模式：

（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。

（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。

5 結(jié)論

本文通過對物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求、技術(shù)發(fā)展等的分析，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)模式進行思考分析，這僅是拋磚引玉，期望帶來更多更全面的分析和思考。物聯(lián)網(wǎng)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)將不斷走入新境界。

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