物聯網技術業務思考和展望

盧斌

【摘 要】為了分析物聯網技術業務并展望其未來的發展，從對物聯網業務的預測出發，歸納分析物聯網可能的業務場景，分析各種場景對應的無線接入技術的優缺點，最后對物聯網的發展和商業模式進行展望。

【關鍵詞】IoT 無線接入 連接數

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

經過20多年的高速發展，移動通信成為當今經濟發展的推動力，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，物聯網業務逐步進入無線通信產業鏈各個環節中。據預測，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。本文將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進行思考和探討。

2 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。據Machina Research相關預測，2015～2025年物聯網的連接數如圖1所示，從中可以看出，物聯網的業務需求非常巨大。IoT連接數從2015年的60億增加到2025年的270億，符合年增長率為16%。為了更好分析物聯網技術方案，需對各種物聯網業務的應用場景進行細分。

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，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

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傳感器進行數據采集，數據傳送到本地的Intranet（局域網）和應用管理平臺，主要服務于本地生產和監控，重點在于穩定、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）移動無線數據接入

移動物聯網是指在全國或全球范圍內，布放各種傳感器進行數據采集，數據通過移動IP網絡傳送到集中的服務器和應用管理平臺，主要服務于全國范圍內的生產和監控，重點在于穩定、可靠，有移動和漫游需求，數據傳輸量較大。

（3）泛在無線數據接入

低功率廣域物聯網（LPWAN）是指在大范圍內，布放各種一體化傳感器進行數據采集，數據通過LPWA無線技術傳送到本地的服務器，再通過廣域IP互聯網匯聚到集中的服務器和應用管理平臺，主要服務于全國范圍內的生產和監控，重點在于穩定、可靠，一般情況下沒有移動需求，可能存在漫游需求，局部網絡位置比較分散，數據傳輸量較大。

3 物聯網技術及比較

從以上物聯網的業務需求可以看出，物聯網技術主要是完成各種傳感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，其中傳感器的無線連接方式是非常重要的一環，如圖5所示，數據采集和數據應用控制與物聯網技術息息相關。而數據處理、大數據挖掘和分析、數據創新等環節，則與工業4.0、大數據、云計算等同步發展，對物聯網技術業務起到有力的支撐。

對于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%由短距無線接入技術來承接，如Wi-Fi、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的技術，如Sigfox、LoRa、NB-IoT等。

根據業務場景和Machina Research公司的預測，對于物聯網重要一環，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。

從上述分析來看，結合Machina Research公司的預測，到2025年，不同的網絡場景有不同的技術使用。比如最后10 m的物聯網接入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，就近接入有線局域網或互聯網，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，沒有移動和漫游的需求，這時如果采用NB-IoT等廣域物聯網的方案，表面上看起來可以，但是對于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，其移動和漫游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。

接下來分析公網和專網問題。一般理解，蜂窩網屬于公眾移動網絡，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。這是網絡特性、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等網絡技術，在公眾網絡中劃分中虛擬專網。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絡（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、授權頻段確保網絡質量、規模應用后終端模塊價格迅速降低等優點。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，沒有漫游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。是否能采用“虛擬物聯專網”的方案，還值得商榷。

4 商業模式分析

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，值得思考。

在手機上網高速發展的時代，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。對于物聯網時代，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。鑒于此初步提出以下商業模式：

（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，需求方不在于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，無法采用單一的物聯網技術滿足所有的需求。

（2）鑒于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網業務管理平臺是基礎電信運營商一個比較好的商業模式。

（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。鑒于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、特征分析，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恒主題。

5 結論

本文通過對物聯網業務需求、技術發展等的分析，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。物聯網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、智慧物聯將不斷走入新境界。

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