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物联网终端五年后将超 270 亿!破竹之势下我们如何修炼内功?

发布时间:2019-7-8 9:33:54    点击量:112
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作者 | 卢斌

责编 | 郭芮

出品 | CSDN(ID:CSDNnews)

经过20多年的高速发展,移动通信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信市场,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信产业链各个环节中。

 

据预测,到2025年,物联网的连接数将超过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,物联网的连接数如图1所示:

 

图1 物联网业务连接数预测图

 

从上图可以看出,物联网的业务需求非常巨大。IoT连接数预计将从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数据接入(局域物联网)、移动无线数据接入(移动物联网)、泛在无线数据接入(低功率广域物联网)三种情况。

 

1)固定或慢速无线数据接入:

 

图2 局域物联网

 

局域物联网,是指在一个局部区域(如单个工厂等)中,在生产线上或固定区域布放各种传感器进行数据采集,数据传送到本地的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传感器,没有移动和漫游需求。

 

2)移动无线数据接入:

 

图3 移动物联网

 

移动物联网,是指在全国或全球范围内,布放各种传感器进行数据采集,数据通过移动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,传感器有移动和漫游需求,数据传输量较大。通过2G3G4G5G公众移动通信网提供物联网的链接,一种非常经济有效的方式。

 

5G技术和网络具有大带宽、大连接和低时延等特点,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)泛在无线数据接入

 

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,布放各种一体化传感器进行数据采集,数据通过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,局部网络位置比较分散,数据传输量较大。

 

 

物联网技术及比较

 

 

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传感器设备与互联网的无线连接,实现设备或终端的开关信号或数据的传输,其中传感器的无线连接方式,是非常重要的一环,见图5所示,图中的数据采集与传输、数据应用与控制等与物联网技术息息相关。而数据处理、大数据挖掘和分析、数据创新、人工智能等环节,则与工业4.0、大数据、云计算、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,数据采集涉及到各种传感器技术,包括声、光、温度、化学、电机等等等传感器。而数据传输涉及到各种有线无线通信技术。而大数据分析、数据处理和创新、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,硬件方面需要掌握传感器技术、嵌入式开发、通信技术等底层知识;如果作为软件开发者,需要掌握网络通信编程、大数据分析、AI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270亿物联网连接的构成,Machina Research公司研究分析结果如下:

 

  • 72%属于短距无线接入技术来承接,如wifi、zigbee、PLC电力线传输等,这一技术将主导整个物联网市场,主要包括消费电子、大楼监控和自动化。

  • 蜂窝型连接,将从2015年的3.34亿,上升到2025年的22亿,主要为LTE技术,其中的45%,将应用在车联网业务上,包括在出厂前预置和出厂后安装的。

  • 在270亿的总连接中,将近有11%(30亿)的连接,使用低功率广域网的技术,如sigfox、lora、NB-IOT等。

 

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,生产线上的数据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数据传输的问题,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。

 

再来分析一下公网和专网问题。

 

一般理解,蜂窝网属于公众移动网络,为广大普通用户提供服务,而专网,像铁路、航空、公安等系统的集群网,提供其用户专网专用,以确保运行系统的安全性——这是网络特性、用户群体特性、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,是在蜂窝通信网的基础上,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信网络(主要提供话音和移动数据业务),具有信号覆盖大,建网边际成本低,授权频段确保网络质量,规模应用后终端模块价格迅速降低。

 

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数据业务需求,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。 

 

一个案例如下:

 

德国的汽车业者希望自行确保、负责自身的数据信息安全与网络可靠性,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研究发布的报告指出,2026年垂直应用产业透过5G进行数字化的过程中,将为各种系统设备、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)、华为等系统设备业者而言,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。但海量的物联网连接,是否能带来海量的数据流量、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,似乎成为默认的商业模式,有连接,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接,及控制指令等零散数据的传递,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、安全可靠的连接服务,奠定可持续发展的商业模式基础。从物联网业务类型来看,需求方不在于使用流量资费低廉的连接服务,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数据连接服务外,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,包括灵活的模块,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接为主,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,联合各行各业的信息合作业者,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数据连接服务和简单控制应用处理,而是和数据挖掘分析、数据处理融为一体,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,海量的数据流量将不断产生,对这些大数据进行聚类、特征分析,为行业的业务发展提供有效的支撑,大数据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,能力灵活调用。可自主编排的资源、可自由调用的能力,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”,底层通信技术实现解耦和改造,从此上层应用开发者不再受通信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“连接”,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。

 

但这只是一个抛砖引玉,期望在后续可以带来更多更全面的分析和思考。物联网时代将开启一个全新的时代,各种新业务、新技术以及由此引发新的商业模式,不断推陈出新,万物互联、智慧物联终将不断走入新境界。

  

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