物联网技术业务思考和展望

卢斌

【摘 要】为了分析物联网技术业务并展望其未来的发展，从对物联网业务的预测出发，归纳分析物联网可能的业务场景，分析各种场景对应的无线接入技术的优缺点，最后对物联网的发展和商业模式进行展望。

【关键词】IoT 无线接入 连接数

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

经过20多年的高速发展，移动通信成为当今经济发展的推动力，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，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。本文将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进行思考和探讨。

2 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。据Machina Research相关预测，2015～2025年物联网的连接数如图1所示，从中可以看出，物联网的业务需求非常巨大。IoT连接数从2015年的60亿增加到2025年的270亿，符合年增长率为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。

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，可以细分为固定或慢速无线数据接入（局域物聯网）、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

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

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，有移动和漫游需求，数据传输量较大。

（3）泛在无线数据接入

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。

3 物联网技术及比较

从以上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，如图5所示，数据采集和数据应用控制与物联网技术息息相关。而数据处理、大数据挖掘和分析、数据创新等环节，则与工业4.0、大数据、云计算等同步发展，对物联网技术业务起到有力的支撑。

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%由短距无线接入技术来承接，如Wi-Fi、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270亿的连接中，有将近有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。

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 m的物联网接入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，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。

接下来分析公网和专网问题。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等优点。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。

4 商业模式分析

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，值得思考。

在手机上网高速发展的时代，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。鉴于此初步提出以下商业模式：

（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數据连接服务外，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。

（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。

5 结论

本文通过对物联网业务需求、技术发展等的分析，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思考分析，这仅是抛砖引玉，期望带来更多更全面的分析和思考。物联网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、智慧物联将不断走入新境界。

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