Helium：領(lǐng)先的去中心化無線基礎(chǔ)設(shè)施提供商

隨著新一代信息通信技術(shù)的快速發(fā)展，各國正積極推動以物聯(lián)網(wǎng)為核心的新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加速促進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程。本文介紹了去中心化無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)LoRa及其在我國的產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，并以去中心化無線基礎(chǔ)設(shè)施提供商Helium為例，介紹了去中心化無線網(wǎng)絡(luò)的核心概念、主要產(chǎn)品以及在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。

去中心化無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

去中心化無線設(shè)備LoRa

LoRa全稱為“Long Range”，是一種長距離、低功耗的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，主要應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。2013年，美國高端消費(fèi)電子、通信和工業(yè)設(shè)備提供商Semtech正式發(fā)布了LoRa技術(shù)。2015年3月，為促進(jìn)LoRa技術(shù)的大規(guī)模推廣，Semtech與創(chuàng)建、修改和實(shí)施LoRa標(biāo)準(zhǔn)的多家全球大型科技公司共同成立了LoRa聯(lián)盟，并推出LoRaWAN的全球標(biāo)準(zhǔn)。LoRa聯(lián)盟是一個(gè)開放的非營利性協(xié)會，目前是該領(lǐng)域中最大、發(fā)展最快的聯(lián)盟之一。其成員密切合作并分享經(jīng)驗(yàn)，致力于促進(jìn)和推動LoRaWAN成為全球領(lǐng)先的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。LoRaWAN已被全球主要移動網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商部署，并從2022年開始加速擴(kuò)展。

LoRaWAN標(biāo)準(zhǔn)是為LoRa網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的一種低功耗、遠(yuǎn)距離的訪問控制層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，其將通過電池操控的設(shè)備以無線的方式連接到區(qū)域、國家或全球的互聯(lián)網(wǎng)中，并針對關(guān)鍵的物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，簡稱IoT）需求，提供雙向通信、端到端安全防護(hù)、移動性和本地化等服務(wù)。LoRaWAN以星狀網(wǎng)絡(luò)的形式部署在整體架構(gòu)中，并承擔(dān)在終端設(shè)備和中心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間傳輸消息的工作。通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)際互連協(xié)議（Internet Protocol，簡稱IP），LoRaWAN可以作為一個(gè)透明的橋梁用以連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，并將射頻包轉(zhuǎn)換為IP包，反之亦然。

中國LoRa產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

作為全球最大的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場，中國已經(jīng)成為構(gòu)建LoRa全球生態(tài)體系建設(shè)的核心地區(qū)。2018年，中興通訊、阿里巴巴、騰訊、京東等巨頭加入 LoRa 聯(lián)盟。其中，中興通訊旗下唯一全資物聯(lián)網(wǎng)子公司及國家級高新企業(yè)中興克拉科技依托自主研發(fā)的全套人工智能物聯(lián)網(wǎng)（Artificial Intelligence & Internet of Things，簡稱AIoT）核心產(chǎn)品，主導(dǎo)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟及中國LoRa應(yīng)用聯(lián)盟（China Lora Application Alliance，簡稱CLAA）生態(tài)圈的標(biāo)準(zhǔn)制定，廣泛支持低功率廣域網(wǎng)絡(luò)[Low-Power Wide-Area Network，簡稱LPWAN，包括LoRa和窄帶物聯(lián)網(wǎng)（Narrow Band Internet of Things，簡稱NB-IoT）]窄帶在物聯(lián)網(wǎng)的接入，并與各地方廣電局以及聯(lián)通等通信公司在全國部署各類LoRa網(wǎng)絡(luò)。2019年底，LoRa聯(lián)盟正式發(fā)布了LoRaWAN Regional Parameters 2-1.0.0標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過調(diào)整該版本能應(yīng)用于LoRaWAN?MAC層規(guī)范[TS001]的所有現(xiàn)存版本，并支持了TS001-1.0.4的最終草案。其中，由中興克拉科技和阿里云合作提交的 《LoRaWAN CN470頻譜技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》提案被LoRa聯(lián)盟采用，并成為中國區(qū)的CN470-510標(biāo)準(zhǔn)。

2016年，中興通訊在與Semtech公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議之后，便與多家企業(yè)共同發(fā)起成立了CLAA。在CLAA的支持下，以中興通訊為首的眾多大型科技巨頭開始全面推動LoRa技術(shù)在中國的普及與應(yīng)用。

LoRa產(chǎn)業(yè)鏈在國內(nèi)的迅速發(fā)展，使其形成了包含上游數(shù)據(jù)采集層、中游服務(wù)平臺層、下游終端應(yīng)用層的全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展結(jié)構(gòu)，并形成了一套涵蓋芯片、模組、網(wǎng)關(guān)、平臺、企業(yè)集成商、電信運(yùn)營商、解決方案提供商、客戶終端等板塊的垂直生態(tài)系統(tǒng)。LoRa產(chǎn)業(yè)鏈在國內(nèi)的多樣性、包容性和開放性都使其得以實(shí)現(xiàn)快速成長和繁榮，產(chǎn)業(yè)生態(tài)的日臻完善也逐漸成為除技術(shù)優(yōu)勢之外的又一個(gè)新優(yōu)勢。

在CLAA的大力推動下，LoRa技術(shù)在中國市場的擴(kuò)張速度不斷加快，芯片出貨量也在持續(xù)上升。根據(jù)物聯(lián)傳媒的中國LoRa市場研究報(bào)告的數(shù)據(jù)，中國LoRa芯片出貨量占據(jù)全球總出貨量的約50%，預(yù)計(jì)2022年全年出貨量將接近一億枚。

當(dāng)前，中國從事LoRa業(yè)務(wù)的企業(yè)數(shù)量已達(dá)上千家，但除極少數(shù)頭部企業(yè)之外，大部分企業(yè)仍處于初創(chuàng)階段，營業(yè)收入較低。雖然在最初幾年整個(gè)行業(yè)經(jīng)歷了較快發(fā)展，但在受到中美貿(mào)易摩擦、新型冠狀病毒感染疫情、經(jīng)濟(jì)增速下滑和行業(yè)規(guī)模擴(kuò)大等各類外部因素的負(fù)面影響下，LoRa產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度預(yù)計(jì)將逐步回落，并進(jìn)入較為穩(wěn)定的發(fā)展階段。

去中心化無線基礎(chǔ)設(shè)施提供商：Helium

Helium公司簡介

Helium是一家致力于推動去中心化無線基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的創(chuàng)新科技企業(yè)，目標(biāo)是構(gòu)建一個(gè)萬物互聯(lián)的新世界。通過LoRa技術(shù)，公司圍繞物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域不斷加強(qiáng)對去中心化無線基礎(chǔ)設(shè)施的開發(fā)與建設(shè)，并為相關(guān)設(shè)備提供遠(yuǎn)距離、低功耗的去中心化無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。通過區(qū)塊鏈技術(shù)，Helium創(chuàng)建了世界上第一個(gè)端對端的無線網(wǎng)絡(luò)，并為所有參與者和使用者提供了帶有原生協(xié)議的代幣作為獎(jiǎng)勵(lì)。

早在2013年，Helium團(tuán)隊(duì)成員就判斷物聯(lián)網(wǎng)將成為未來科技發(fā)展的重要方向。2018 年，通過利用多種的經(jīng)濟(jì)和計(jì)算機(jī)模型，Helium將其區(qū)塊鏈技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及去中心化無線設(shè)備技術(shù)整合到了一起，并正式開展無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)。

2022年，Helium改名為Nova Labs，主要目的是區(qū)分不同團(tuán)隊(duì)之間的業(yè)務(wù)板塊，并將Helium的商標(biāo)授予了Helium基金會。

截至2022年10月7日，Helium的無線網(wǎng)絡(luò)總共有959731個(gè)熱點(diǎn)，并以每月新增約1.5萬個(gè)熱點(diǎn)的速度不斷增長，覆蓋了全世界近7.5萬座城市、182個(gè)國家和地區(qū)。目前，這些熱點(diǎn)主要集中在北美、歐洲和東亞等較為發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)。當(dāng)前，霍比特HBTC、深圳RAK和武漢 EasyLinkin等中國企業(yè)都已開始與Helium展開合作，中國市場也已成為Helium業(yè)務(wù)發(fā)展最為迅速的地區(qū)。

融資情況

作為物聯(lián)網(wǎng)賽道中炙手可熱的企業(yè)之一，Helium早已被眾多投資機(jī)構(gòu)看好。根據(jù)Crunchbase的數(shù)據(jù)計(jì)算，Helium已總共獲得5輪股權(quán)融資，外加2輪首次幣發(fā)行（Initial Coin Offering，簡稱ICO）融資，總計(jì)獲得約3.64億美元融資。截至2022年2月19日，共有29家機(jī)構(gòu)曾投資Helium，其中有8家投資機(jī)構(gòu)曾參與多輪融資。

近年來，全球物聯(lián)網(wǎng)賽道發(fā)展迅速，以LoRa為代表的新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)表現(xiàn)出色，吸引了大批全球頂級投資機(jī)構(gòu)的注意。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)細(xì)分市場需求與投資機(jī)會分析報(bào)告》的數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2022年全球物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模將接近2.3萬億美元，并成為未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要驅(qū)動力。在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的同時(shí)，越來越多的投資機(jī)構(gòu)蜂擁而至，押注這一新興領(lǐng)域。根據(jù)Crunchbase的數(shù)據(jù)顯示，僅在2022年，前十大物聯(lián)網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)投資交易金額就超過了16億美元。其中，Enable Injections在C輪中獲得了2.15億美元融資，是2022年在該領(lǐng)域中規(guī)模最大的風(fēng)險(xiǎn)投資。Helium則以2億美元的融資額度，屈居2022年物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)投資領(lǐng)域的第二位。

Helium去中心化無線網(wǎng)絡(luò)

Helium去中心化無線網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)端對端（點(diǎn)對點(diǎn)）的廣域無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也是一種分布式賬本，其核心目標(biāo)是為用戶提供遠(yuǎn)距離、低功耗的無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。通過購買Helium的去中心化無線設(shè)備，任何人（或者可稱之為“礦工”）都可建立一個(gè)熱點(diǎn)（HotSpot），并能夠?yàn)橐欢▍^(qū)域內(nèi)的用戶提供無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋。作為回報(bào)，部署和維護(hù)熱點(diǎn)的參與者能賺取代幣（HNT）收益。

與傳統(tǒng)電信公司不同，Helium不會集中規(guī)劃、建設(shè)、部署和管理相關(guān)設(shè)備，且不需要自行搭建基站，而是以一種全新的商業(yè)模式運(yùn)營。Helium通過HNT激勵(lì)機(jī)制，吸引了大量的投資者或參與者主動購買熱點(diǎn)設(shè)備，并成為“礦工”，負(fù)責(zé)部署和維護(hù)由熱點(diǎn)創(chuàng)建的無線網(wǎng)絡(luò)。對于“礦工”來說，一旦熱點(diǎn)部署完成，只要登入Helium區(qū)塊鏈，熱點(diǎn)就可開始自動運(yùn)行并賺取HNT。這種簡單的機(jī)制使每個(gè)參與者都獲得了HNT激勵(lì)，進(jìn)而吸引更多的人自發(fā)參與到Helium網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中。

Helium代幣（HNT）

Helium代幣（HNT）是一種本地加密貨幣以及Helium區(qū)塊鏈協(xié)議代幣，縮寫為HNT。2019年7月29日，第一個(gè)HNT正式誕生。HNT的產(chǎn)生旨在滿足Helium區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)中的兩個(gè)主要需求：

第一，滿足熱點(diǎn)設(shè)備的購買者和“礦工”的需求。當(dāng)熱點(diǎn)設(shè)備在被部署和維護(hù)時(shí)，將自動持續(xù)挖掘HNT，功能相當(dāng)于加密貨幣領(lǐng)域中的礦機(jī)，但與礦機(jī)不同的是，Helium熱點(diǎn)設(shè)備是以提供無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的方式進(jìn)行“挖礦”工作，因此能夠創(chuàng)造實(shí)際使用價(jià)值。

第二，滿足使用Helium無線網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)與用戶的需求。在通過Helium網(wǎng)絡(luò)使用相關(guān)服務(wù)時(shí)，用戶需要消耗一種源于HNT并與美元直接掛鉤的數(shù)據(jù)積分（Data Credits），該數(shù)據(jù)積分將被用于支付無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕灰踪M(fèi)用。

雖然HNT是通過熱點(diǎn)“礦機(jī)”挖掘出來的，但其價(jià)格依靠市場需求決定。HNT的購買者主要分為兩類：一類正如上所述，由需要使用Helium網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的用戶購買，目的是支付網(wǎng)絡(luò)服務(wù)費(fèi)用；另一類主要是一些投資者或投機(jī)商，購買目的是單純地希望賺取差額利潤。據(jù)Helium官網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，截至2022年10月8日，HNT價(jià)格基本維持在4.6美元左右，總市值約為6億美元。

Helium區(qū)塊鏈通過最大供應(yīng)量限制、數(shù)據(jù)積分的生產(chǎn)與銷毀，來確保HNT在一個(gè)已知的最大數(shù)值下，既能滿足市場需求，又能維持相對的稀缺性，確保其價(jià)值。

最大供應(yīng)量限制。在最初時(shí)，Helium區(qū)塊鏈每月產(chǎn)生的HNT數(shù)量是500萬個(gè)。直到社區(qū)批準(zhǔn)HIP20后，Helium區(qū)塊鏈采取兩年減半的發(fā)行機(jī)制，并將最大供應(yīng)量設(shè)定為2.23億個(gè)。減半時(shí)間從發(fā)行第一年的2019年8月1日開始計(jì)算，第一次HNT生產(chǎn)減半時(shí)間發(fā)生在第三年開始的第一天，即2021年8月1日。目前，HNT的每月產(chǎn)量已降至250萬個(gè)。

數(shù)據(jù)積分（Data Credits）的生產(chǎn)與銷毀。數(shù)據(jù)積分是一種源于HNT的銷毀或消耗機(jī)制。數(shù)據(jù)積分與美元直接掛鉤，屬于用途型代幣或通證，主要被用于支付Helium區(qū)塊鏈及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中所有交易費(fèi)用。每個(gè)數(shù)據(jù)積分的價(jià)格被永久性定為0.00001美元，也可理解為每一美元可購買10萬點(diǎn)數(shù)據(jù)積分。但是，數(shù)據(jù)積分主要是通過消耗HNT獲得的，而HNT的市場價(jià)格會持續(xù)波動。因此，每個(gè)HNT可以兌換多少數(shù)據(jù)積分取決于市場上HNT的實(shí)時(shí)價(jià)格。

HNT收益分配機(jī)制

截至2022年8月1日，HNT正以每月250萬個(gè)的數(shù)量不斷產(chǎn)生，平均每60秒產(chǎn)生一個(gè)區(qū)塊，每個(gè)時(shí)期（Epoch）產(chǎn)生60個(gè)區(qū)塊。因此，每個(gè)時(shí)期（Epoch）的HNT產(chǎn)量約為1736.1111。根據(jù)Helium社區(qū)制訂的減半計(jì)劃，下一次HNT生產(chǎn)減半時(shí)間點(diǎn)是2023年8月1日。

當(dāng)前，獲取HNT的方式有以下五種：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸：轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；見證：任何一個(gè)見證者在被選定的熱點(diǎn)上驗(yàn)證一個(gè)信標(biāo)包成為概念驗(yàn)證（Proof of concept，簡稱POC）的一部分之后，都可以獲得獎(jiǎng)勵(lì)；參加共識組：基于熱點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和質(zhì)量給予信用評分，更高的信用評分意味著更有可能加入共識小組參與Helium鏈上共識并獲取獎(jiǎng)勵(lì)；投資回饋：回饋給Helium公司以及其他投資者；PoC挑戰(zhàn)：通過使用PoC機(jī)制來驗(yàn)證各個(gè)熱點(diǎn)提供的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。

與其他物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)不同，Helium的HNT收益分配機(jī)制涵蓋著較強(qiáng)的金融特性。大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)主要以獲取投資、設(shè)備制造、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、運(yùn)營服務(wù)、收取服務(wù)費(fèi)用、追加投資，并進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模的方式，不斷推動整體業(yè)務(wù)的發(fā)展。然而，這種傳統(tǒng)發(fā)展模式將極大地限制企業(yè)發(fā)展速度，尤其是對門檻極高的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)來說，只有以海量的資本投入，才能夠支撐企業(yè)的持續(xù)擴(kuò)張。