物聯網終端五年後將超 270 億！破竹之勢下程序員如何修鍊內功？
作者 | 盧斌
責編 | 郭芮
出品 | CSDN（ID：CSDNnews）
經過20多年的高速發展，移動通信已經成為當今經濟發展的重要推動力，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，物聯網業務逐步進入無線通信產業鏈各個環節中。
據預測，到2025年，物聯網的連接數將超過270億，潛力巨大。物聯網業務種類繁多，使用的技術和解決方案也不同。本文在分析物聯網的業務和技術方案基礎上，對物聯網的商業模式如何演進、身處其中的開發者如何順勢而為等問題進行了思考和探討。
物聯網業務需求
Machina Research公司是當今世界領先的IoT市場預測和策略提供者，持續跟進和提供IOT市場的每年發展情況。根據Machina Research的預測顯示，物聯網的連接數如圖1所示：
圖1 物聯網業務連接數預測圖
從上圖可以看出，物聯網的業務需求非常巨大。IoT連接數預計將從2015年的60億增加到2025年的270億，複合年增長率高達16%。
為了更好分析物聯網技術方案，需對各種物聯網業務的應用場景進行細分。部分物聯網業務見下表1：
表1 部分物聯網業務場景需求
物聯網業務需求巨大，具有很明顯的垂直行業特點。根據業務場景，我們可以細分為固定或慢速無線數據接入（局域物聯網）、移動無線數據接入（移動物聯網）、泛在無線數據接入（低功率廣域物聯網）三種情況。
1）固定或慢速無線數據接入：
圖2 局域物聯網
局域物聯網，是指在一個局部區域（如單個工廠等）中，在生產線上或固定區域布放各種感測器進行數據採集，數據傳送到本地的Intranet（區域網）和應用管理平台，主要服務於本地生產和監控，重點在於穩定、可靠、自主可控，主要為固定或慢速移動感測器，沒有移動和漫遊需求。
2）移動無線數據接入：
圖3 移動物聯網
移動物聯網，是指在全國或全球範圍內，布放各種感測器進行數據採集，數據通過移動IP網路傳送到集中的伺服器和應用管理平台，主要服務於全國範圍內的生產和監控，重點在於穩定、可靠，感測器有移動和漫遊需求，數據傳輸量較大。通過2G3G4G5G公眾移動通信網提供物聯網的鏈接，一種非常經濟有效的方式。
5G技術和網路具有大帶寬、大連接和低時延等特點，是物聯網的一種重要接入手段，但5G不等於物聯網，也不會替代物聯網。
3）泛在無線數據接入
圖4 低功率廣域物聯網
低功率廣域物聯網（LPWAN），是指在大範圍內，布放各種一體化感測器進行數據採集，數據通過LPWA無線技術傳送到本地的伺服器，再通過廣域IP互聯網匯聚到集中的伺服器和應用管理平台，主要服務於全國範圍內的生產和監控，重點在於穩定、可靠。一般情況下沒有移動需求，可能存在漫遊需求，局部網路位置比較分散，數據傳輸量較大。
物聯網技術及比較
從上面物聯網的業務需求可以看出，物聯網技術主要是完成各種感測器設備與互聯網的無線連接，實現設備或終端的開關信號或數據的傳輸，其中感測器的無線連接方式，是非常重要的一環，見圖5所示，圖中的數據採集與傳輸、數據應用與控制等與物聯網技術息息相關。而數據處理、大數據挖掘和分析、數據創新、人工智慧等環節，則與工業4.0、大數據、雲計算、AI等同步發展，對物聯網技術業務起到有力的支撐。
物聯網技術是一個軟體和硬體相結合的技術，數據採集涉及到各種感測器技術，包括聲、光、溫度、化學、電機等等等感測器。而數據傳輸涉及到各種有線無線通信技術。而大數據分析、數據處理和創新、AI人工智慧等和計算機領域的各種知識密切相關，如果作為一名物聯網業務開發者，硬體方面需要掌握感測器技術、嵌入式開發、通信技術等底層知識；如果作為軟體開發者，需要掌握網路通信編程、大數據分析、AI演算法等相關知識。
圖5 物聯網業務環節示意圖
對於2025年預測有270億物聯網連接的構成，Machina Research公司研究分析結果如下：
72%屬於短距無線接入技術來承接，如wifi、zigbee、PLC電力線傳輸等，這一技術將主導整個物聯網市場，主要包括消費電子、大樓監控和自動化。
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，其中的45%，將應用在車聯網業務上，包括在出廠前預置和出廠後安裝的。
在270億的總連接中，將近有11%（30億）的連接，使用低功率廣域網的技術，如sigfox、lora、NB-IOT等。
根據業務場景和Machina Research公司的預測，對於物聯網重要一環，可以把無線接入細分局域或短距無線接入、低功率廣域網、蜂窩無線接入等。
表2 部分物聯網技術特點
從上述分析來看，結合Machina Research公司的預測，到2025年，不同的網路場景有不同的技術使用。
比如最後10米的物聯網接入，又沒有電源功耗問題的，可以優先選擇局域或短距無線接入技術，就近接入有線區域網或互聯網，這是最直接的方案。再比如在工業生產中的工業物聯網，生產線上的數據傳輸要求高穩定低時延，安全可靠，沒有移動和漫遊的需求，這時如果採用NB-IoT等廣域物聯網的方案，表面上看起來可以一統天下，但是對於工業物聯網肯定不是解決一個數據傳輸的問題，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」和移動醫療等的聯網需求，其移動和漫遊是局域短距和廣域固定等技術所無法滿足的，則需要蜂窩物聯網技術。
再來分析一下公網和專網問題。
一般理解，蜂窩網屬於公眾移動網路，為廣大普通用戶提供服務，而專網，像鐵路、航空、公安等系統的集群網，提供其用戶專網專用，以確保運行系統的安全性——這是網路特性、用戶群體特性、安全穩定等因素所決定。當然，目前也會出現「虛擬專網」的概念，利用VPN等網路技術，在公眾網路中劃分中虛擬專網。這在有線互聯網中使用很普遍，但是在鐵路、航空、地鐵、工業自動化等關鍵領域，在物聯網安全性尚未健全的情況下，建議還是使用物聯專網為宜。
蜂窩物聯網或NB-IoT等技術，是在蜂窩通信網的基礎上，可滿足物聯網業務需求。其成本技術具有很明顯的優勢，充分利用已有的公眾蜂窩通信網路（主要提供話音和移動數據業務），具有信號覆蓋大，建網邊際成本低，授權頻段確保網路質量，規模應用後終端模塊價格迅速降低。
從上面提到物聯網業務需求來看，很多業務是固定或慢速低數據業務需求，沒有漫遊和高速移動的業務需求，同時很多工業物聯網是和生產系統直接關聯的，可以考慮使用廣域物聯網建設專網。是否能採用「虛擬物聯專網」的方案，還值得商榷。
一個案例如下：
德國的汽車業者希望自行確保、負責自身的數據信息安全與網路可靠性，避免工業間諜與黑客攻擊等情事發生，期望未來能夠不依賴德國運營商的5G基礎網路設施，避免將數字轉型的工作託付予運營商。BMW更已向德國聯邦網路局(Bundesnetzagentur)提出自建5G私網的意願，且Volkswagen及Daimler亦有相同的意向。
德國BNetzA表示，已有多家製造業者針對5G網路的部署進行了相關研商。根據現行德國法規，針對專屬區域性頻段並未有明確的授權規範、流程與定價條例，而全國性的5G頻譜拍賣則將於2019年初舉辦。因此，諸如汽車製造業者或其他有意部署5G私網的廠商，仍須觀望後續頻譜釋出狀況。
根據愛立信（Ericsson）委託Arthur D. Little研究發布的報告指出，2026年垂直應用產業透過5G進行數字化的過程中，將為各種系統設備、運營商與其他ICT業者帶來超過1.32兆美元的商機。因此，對Ericsson、諾基亞(Nokia)、華為等系統設備業者而言，5G世代所帶來的商機已非過去3G/4G一般集中於面向大眾的行動通訊服務，而是深入於各垂直產業的應用當中。
物聯網開發者和企業們該如何順勢而為？
從上述分析可知，物聯網業務發展潛力很大。但海量的物聯網連接，是否能帶來海量的數據流量、是否提升ARPU、是否形成業務收入增長點？這些都值得思考。物聯網的最大難點和價值點，不在技術方案，而在商業模式。商業模式的成型，不局限於前期積累，更重要在於思維的轉變。
手機上網高速發展時代，流量經營和內容收費，似乎成為默認的商業模式，有連接，有流量即代表收入。對於物聯網時代，只有部分業務產生大流量，更多的是強調物和應用的安全連接，及控制指令等零散數據的傳遞，進一步提高生產效率。因此，物聯網下的商業模式應全新考慮。
1）提供差異化的高質量、安全可靠的連接服務，奠定可持續發展的商業模式基礎。從物聯網業務類型來看，需求方不在於使用流量資費低廉的連接服務，而是追求高質量和穩定可靠，提供方應該從具體的業務場景出發，選擇合適的無線接入技術，綜合有線無線的綜合優勢，指定出高質量的方案，而不是一味強調盲目追求高、大、上、新的技術，無法採用單一的物聯網技術滿足所有的需求。
2）鑒於大部分物聯網業務具有明顯的垂直型特點，需求方更多希望提供數據連接服務外，還要和生產流程、服務流程緊密耦合，這就要求提供方提供一個一體化的物聯網服務平台，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網業務管理平台，是基礎電信運營商一個比較好的商業模式。但傳統運營商的業務以連接為主，對於企業行業的深度需求了解不深，所以需要一種開放的心態，聯合各行各業的信息合作業者，共同滿足垂直行業需求，實現多贏。
3）物聯網業務已不是單一的數據連接服務和簡單控制應用處理，而是和數據挖掘分析、數據處理融為一體，建立新的商業模式。鑒於物聯網未來將滲透到相關行業的生產流程，海量的數據流量將不斷產生，對這些大數據進行聚類、特徵分析，為行業的業務發展提供有效的支撐，大數據是物聯網應用的一個永恆主題。按照傳統的時長、流量等商業模式已經落後，傳統運營商必須儘快改變商業模式，滿足物聯網業務發展需求。
4）在5G時代，底層的基礎設施將進一步開放，為自由組合和編排提供了便利，實現資源合理編排，能力靈活調用。可自主編排的資源、可自由調用的能力，再加上有質量保障的切片專網，這些基礎性技術改良組合在一起，目標就是實現「網路資源能力化」，底層通信技術實現解耦和改造，從此上層應用開發者不再受通信網路專業和邊界的約束，以需求為出發點，對於5G而言，最重要的是找到商業價值，尤其是增長和變現的路徑，才能讓運營商和產業各界同心協力發展5G。讓底層資源為我所用，實現合璧雙贏。萬物運營的重點不在「連接」，而在「運營」。
小結
本文通過對物聯網業務需求、技術發展等分析，提出局域短距、蜂窩型、廣域固定三種物聯技術分類和場景，初步對物聯網商業模式進行了思考分析。
但這只是一個拋磚引玉，期望在後續可以帶來更多更全面的分析和思考。物聯網時代將開啟一個全新的時代，各種新業務、新技術以及由此引發新的商業模式，不斷推陳出新，萬物互聯、智慧物聯終將不斷走入新境界。
作者：盧斌，工學博士，就職於中國電信智能網路與終端研究院，知識星球「天線圈圈」星主。
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你點的每個「在看」，我都認真當成了喜歡
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