物联网终端五年后将超 270 亿 破竹之势下程序员如何修炼内功？_技术

作者 | 卢斌

责编 | 郭芮

经过20多年的高速发展，行动通讯已经成为当今经济发展的重要推动力，在以人为中心的手机通讯市场，人口普及率达到90%甚至超过100%。为了寻找新的增长点，物联网业务逐步进入无线通讯产业链各个环节中。

据预测，到2025年，物联网的连线数将超过270亿，潜力巨大。物联网业务种类繁多，使用的技术和解决方案也不同。本文在分析物联网的业务和技术方案基础上，对物联网的商业模式如何演进、身处其中的开发者如何顺势而为等问题进行了思考和探讨。

物联网业务需求

Machina Research公司是当今世界领先的IoT市场预测和策略提供者，持续跟进和提供IOT市场的每年发展情况。根据Machina Research的预测显示，物联网的连线数如图1所示：

图1 物联网业务连线数预测图

从上图可以看出，物联网的业务需求非常巨大。IoT连线数预计将从2015年的60亿增加到2025年的270亿，复合年增长率高达16%。

为了更好分析物联网技术方案，需对各种物联网业务的应用场景进行细分。部分物联网业务见下表1：

表1 部分物联网业务场景需求

物联网业务需求巨大，具有很明显的垂直行业特点。根据业务场景，我们可以细分为固定或慢速无线资料接入（局域物联网）、移动无线资料接入（移动物联网）、泛在无线资料接入（低功率广域物联网）三种情况。

1）固定或慢速无线资料接入：

图2 局域物联网

局域物联网，是指在一个区域性区域（如单个工厂等）中，在生产线上或固定区域布放各种感测器进行资料采集，资料传送到本地的Intranet（局域网）和应用管理平台，主要服务于本地生产和监控，重点在于稳定、可靠、自主可控，主要为固定或慢速移动感测器，没有移动和漫游需求。

2）移动无线资料接入：

图3 移动物联网

移动物联网，是指在全国或全球范围内，布放各种感测器进行资料采集，资料通过移动IP网络传送到集中的服务器和应用管理平台，主要服务于全国范围内的生产和监控，重点在于稳定、可靠，感测器有移动和漫游需求，资料传输量较大。通过2G3G4G5G公众行动通讯网提供物联网的连结，一种非常经济有效的方式。

5G技术和网络具有大带宽、大连线和低时延等特点，是物联网的一种重要接入手段，但5G不等于物联网，也不会替代物联网。

3）泛在无线资料接入

图4 低功率广域物联网

低功率广域物联网（LPWAN），是指在大范围内，布放各种一体化感测器进行资料采集，资料通过LPWA无线技术传送到本地的服务器，再通过广域IP互联网汇聚到集中的服务器和应用管理平台，主要服务于全国范围内的生产和监控，重点在于稳定、可靠。一般情况下没有移动需求，可能存在漫游需求，区域性网络位置比较分散，资料传输量较大。

从上面物联网的业务需求可以看出，物联网技术主要是完成各种感测器装置与互联网的无线连线，实现装置或终端的开关讯号或资料的传输，其中感测器的无线连线方式，是非常重要的一环，见图5所示，图中的资料采集与传输、资料应用与控制等与物联网技术息息相关。而资料处理、大资料探勘和分析、资料创新、人工智能等环节，则与工业4.0、大资料、云端计算、AI等同步发展，对物联网技术业务起到有力的支撑。

物联网技术是一个软件和硬件相结合的技术，资料采集涉及到各种感测器技术，包括声、光、温度、化学、电机等等等感测器。而资料传输涉及到各种有线无线通讯技术。而大资料分析、资料处理和创新、AI人工智能等和计算机领域的各种知识密切相关，如果作为一名物联网业务开发者，硬件方面需要掌握感测器技术、嵌入式开发、通讯技术等底层知识；如果作为软件开发者，需要掌握网络通讯程式设计、大资料分析、AI演算法等相关知识。

图5 物联网业务环节示意图

对于2025年预测有270亿物联网连线的构成，Machina Research公司研究分析结果如下：

根据业务场景和Machina Research公司的预测，对于物联网重要一环，可以把无线接入细分局域或短距无线接入、低功率广域网、蜂窝无线接入等。

表2 部分物联网技术特点

从上述分析来看，结合Machina Research公司的预测，到2025年，不同的网络场景有不同的技术使用。

比如最后10米的物联网接入，又没有电源功耗问题的，可以优先选择局域或短距无线接入技术，就近接入有线局域网或互联网，这是最直接的方案。再比如在工业生产中的工业物联网，生产线上的资料传输要求高稳定低时延，安全可靠，没有移动和漫游的需求，这时如果采用NB-IoT等广域物联网的方案，表面上看起来可以一统天下，但是对于工业物联网肯定不是解决一个资料传输的问题，更多的还是个性化或嵌入式的解决方案。而针对目前很热的“Connected Cars”和移动医疗等的联网需求，其移动和漫游是局域短距和广域固定等技术所无法满足的，则需要蜂窝物联网技术。

一般理解，蜂窝网属于公众移动网络，为广大普通使用者提供服务，而专网，像铁路、航空、公安等系统的丛集网，提供其使用者专网专用，以确保执行系统的安全性——这是网络特性、使用者群体特性、安全稳定等因素所决定。当然，目前也会出现“虚拟专网”的概念，利用VPN等网络技术，在公众网络中划分中虚拟专网。这在有线互联网中使用很普遍，但是在铁路、航空、地铁、工业自动化等关键领域，在物联网安全性尚未健全的情况下，建议还是使用物联专网为宜。

蜂窝物联网或NB-IoT等技术，是在蜂窝通讯网的基础上，可满足物联网业务需求。其成本技术具有很明显的优势，充分利用已有的公众蜂窝通讯网络（主要提供话音和行动资料业务），具有讯号覆盖大，建网边际成本低，授权频段确保网络质量，规模应用后终端模组价格迅速降低。

从上面提到物联网业务需求来看，很多业务是固定或慢速低资料业务需求，没有漫游和高速移动的业务需求，同时很多工业物联网是和生产系统直接关联的，可以考虑使用广域物联网建设专网。是否能采用“虚拟物联专网”的方案，还值得商榷。

德国的汽车业者希望自行确保、负责自身的资料资讯保安与网络可靠性，避免工业间谍与黑客攻击等情事发生，期望未来能够不依赖德国运营商的5G基础网络设施，避免将数字转型的工作托付予运营商。BMW更已向德国联邦网络局(Bundesnetzagentur)提出自建5G私网的意愿，且Volkswagen及Daimler亦有相同的意向。

德国BNetzA表示，已有多家制造业者针对5G网络的部署进行了相关研商。根据现行德国法规，针对专属区域性频段并未有明确的授权规范、流程与定价条例，而全国性的5G频谱拍卖则将于2019年初举办。因此，诸如汽车制造业者或其他有意部署5G私网的厂商，仍须观望后续频谱释出状况。

根据爱立信（Ericsson）委托Arthur D. Little研究释出的报告指出，2026年垂直应用产业透过5G进行数字化的过程中，将为各种系统装置、运营商与其他ICT业者带来超过1.32兆美元的商机。因此，对Ericsson、诺基亚(Nokia)、华为等系统装置业者而言，5G世代所带来的商机已非过去3G/4G一般集中于面向大众的行动通讯服务，而是深入于各垂直产业的应用当中。

物联网开发者和企业们该如何顺势而为？

从上述分析可知，物联网业务发展潜力很大。但海量的物联网连线，是否能带来海量的资料流量、是否提升ARPU、是否形成业务收入增长点？这些都值得思考。物联网的最大难点和价值点，不在技术方案，而在商业模式。商业模式的成型，不局限于前期积累，更重要在于思维的转变。

手机上网高速发展时代，流量经营和内容收费，似乎成为预设的商业模式，有连线，有流量即代表收入。对于物联网时代，只有部分业务产生大流量，更多的是强调物和应用的安全连线，及控制指令等零散资料的传递，进一步提高生产效率。因此，物联网下的商业模式应全新考虑。

1）提供差异化的高质量、安全可靠的连线服务，奠定可持续发展的商业模式基础。从物联网业务型别来看，需求方不在于使用流量资费低廉的连线服务，而是追求高质量和稳定可靠，提供方应该从具体的业务场景出发，选择合适的无线接入技术，综合有线无线的综合优势，指定出高质量的方案，而不是一味强调盲目追求高、大、上、新的技术，无法采用单一的物联网技术满足所有的需求。

2）鉴于大部分物联网业务具有明显的垂直型特点，需求方更多希望提供资料连线服务外，还要和生产流程、服务流程紧密耦合，这就要求提供方提供一个一体化的物联网服务平台，包括灵活的模组，可以快速形成垂直型的解决方案。提供一个综合的物联网业务管理平台，是基础电信运营商一个比较好的商业模式。但传统运营商的业务以连线为主，对于企业行业的深度需求了解不深，所以需要一种开放的心态，联合各行各业的资讯合作业者，共同满足垂直行业需求，实现多赢。

3）物联网业务已不是单一的资料连线服务和简单控制应用处理，而是和资料探勘分析、资料处理融为一体，建立新的商业模式。鉴于物联网未来将渗透到相关行业的生产流程，海量的资料流量将不断产生，对这些大资料进行聚类、特征分析，为行业的业务发展提供有效的支撑，大资料是物联网应用的一个永恒主题。按照传统的时长、流量等商业模式已经落后，传统运营商必须尽快改变商业模式，满足物联网业务发展需求。

4）在5G时代，底层的基础设施将进一步开放，为自由组合和编排提供了便利，实现资源合理编排，能力灵活呼叫。可自主编排的资源、可自由呼叫的能力，再加上有质量保障的切片专网，这些基础性技术改良组合在一起，目标就是实现“网络资源能力化”，底层通讯技术实现解耦和改造，从此上层应用开发者不再受通讯网络专业和边界的约束，以需求为出发点，对于5G而言，最重要的是找到商业价值，尤其是增长和变现的路径，才能让运营商和产业各界同心协力发展5G。让底层资源为我所用，实现合璧双赢。万物运营的重点不在“连线”，而在“运营”。

小结

本文通过对物联网业务需求、技术发展等分析，提出局域短距、蜂窝型、广域固定三种物联技术分类和场景，初步对物联网商业模式进行了思考分析。

作者：卢斌，工学博士，就职于中国电信智慧网络与终端研究院，知识星球“天线圈圈”星主。

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