截止8月末，三家基礎電信運營企業發展蜂窩物聯網終端用戶(hu)達到16.98億戶(hu)，對比移(yi)動(dong)電話(hua)用戶(hu)總數16.78億戶(hu)，國內蜂窩物(wu)聯網產業首次(ci)迎來“物(wu)超(chao)人”這一歷(li)史(shi)性時刻。
9月20日，工信(xin)部公(gong)布了最新的(de)《2022年(nian)1-8月份通信(xin)業經濟運(yun)行(xing)情(qing)況》報告，通信(xin)業良好運(yun)行(xing)態勢依(yi)舊喜(xi)人(ren)。值(zhi)得注意的(de)是，截止8月末，三家基礎(chu)電信(xin)運(yun)營(ying)企業發展蜂窩物聯網終(zhong)端用(yong)戶(hu)達到16.98億(yi)戶(hu)，對比移(yi)動電話(hua)用(yong)戶(hu)總數(shu)16.78億(yi)戶(hu)，國(guo)內蜂窩物聯網產業首次迎來“物超(chao)人(ren)”這一歷(li)史性時刻。
物聯網終端(duan)用戶情(qing)況 數據來(lai)源(yuan)：工(gong)信部
2011年，全球智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)出貨量首次超過PC，而后我們見證了2012年以(yi)來移(yi)(yi)(yi)動互聯(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)迎來高(gao)速(su)發(fa)(fa)展。如果(guo)以(yi)移(yi)(yi)(yi)動互聯(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)發(fa)(fa)展的(de)歷史為鏡會發(fa)(fa)現，智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)用戶數(shu)超過PC互聯(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)用戶數(shu)正是移(yi)(yi)(yi)動互聯(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)爆發(fa)(fa)的(de)一個典型特(te)征。而如今“物超人”的(de)態勢(shi)形成，或(huo)許也可以(yi)看作物聯(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)產業規模化爆發(fa)(fa)的(de)關鍵節點。
“物超人”不僅是連接數字上的變化，更是連接的邊際成本不斷下探從而釋放產業紅利的體現。一方面，這會讓運營商的焦點從原來的人聯轉移到挖掘更廣闊的物聯業務發展空間，并持續加大物聯基礎設施投入，而基建的完善則會反過來助推蜂窩移動物聯網產(chan)業(ye)的(de)業(ye)務創新;另一方面(mian)，數字(zi)(zi)經濟時代價值創造的(de)邏(luo)輯是先有物聯，才能實現智(zhi)聯，連接產(chan)生的(de)數據中蘊藏著無窮亟待挖掘的(de)價值，由此構成了企業(ye)數字(zi)(zi)化轉型的(de)動力(li)。
因此，這一節(jie)點(dian)對千行百業(ye)的(de)(de)(de)數字化(hua)升級而(er)言都是“天時、地利(li)、物(wu)和”的(de)(de)(de)歷史機遇(yu)，千億級蜂窩(wo)物(wu)聯(lian)的(de)(de)(de)未來已經不再(zai)遙遠。然(ran)而(er)，除了連接數之外，連接結(jie)構卻(que)更值得關(guan)注。物(wu)聯(lian)網(wang)行業(ye)用(yong)戶和面向人(ren)聯(lian)的(de)(de)(de)消費者業(ye)務存在顯著(zhu)差異，消費者的(de)(de)(de)手(shou)機可以(yi)1-2年(nian)更換一款，但物(wu)聯(lian)網(wang)設(she)備(bei)則動輒(zhe)就是5-10年(nian)以(yi)上的(de)(de)(de)生命周期(qi)，所以(yi)天然(ran)對網(wang)絡基礎設(she)施長周期(qi)服務具有(you)剛性需求(qiu)。因此，提前預判未來的(de)(de)(de)物(wu)聯(lian)網(wang)連接結(jie)構變化(hua)，對整個產業(ye)能否充(chong)分享(xiang)受“物(wu)超人(ren)”所釋放的(de)(de)(de)紅利(li)具有(you)重要意義。
NB-IoT是5G不可或缺的一部分
此前，業界已(yi)經(jing)形(xing)成(cheng)了(le)“60%低速(su)率、30%中(zhong)速(su)率、10%高速(su)率”的(de)金字塔形(xing)蜂窩物(wu)聯連接(jie)結構(gou)。其中(zhong)，NB-IoT作為低速(su)率物(wu)聯網的(de)代表，自(zi)誕生之初便填補了(le)LPWA的(de)空白，成(cheng)長和發展都備受產業關(guan)注。因(yin)此，在談論(lun)未(wei)來千(qian)億級(ji)蜂窩物(wu)聯連接(jie)結構(gou)這個話題(ti)時，首(shou)先探討(tao)NB-IoT的(de)演(yan)進具有“牽一發而(er)動全身(shen)”的(de)作用。
業(ye)(ye)內(nei)對NB-IoT的(de)發展史已(yi)經(jing)(jing)耳熟能詳，2016年，隨(sui)著3GPP R13版本凍結，NB-IoT迎來首(shou)個完整(zheng)標(biao)準。而(er)(er)后(hou)，NB-IoT產(chan)業(ye)(ye)經(jing)(jing)歷了17年的(de)爬坡、燥熱，18年的(de)陣痛遇冷，19年的(de)務實改(gai)進，到20、21年的(de)成長發展，整(zheng)體(ti)產(chan)業(ye)(ye)已(yi)經(jing)(jing)進入良(liang)性發展階段，并成為業(ye)(ye)界長期發展和堅守的(de)重要技術之一(yi)。而(er)(er)要窮究其背后(hou)得(de)原因，就不得(de)不提到NB-IoT強大(da)生命力和潛在的(de)巨大(da)價值了。
從政策(ce)角度來看(kan)，2020年(nian)5月，工信部辦公(gong)廳正式(shi)發布了《關于深入推(tui)進(jin)移動物(wu)(wu)聯(lian)網(wang)全面(mian)發展(zhan)的(de)通知》，提出(chu)要“推(tui)動存量2G/3G物(wu)(wu)聯(lian)網(wang)業務向NB-IoT/4G(Cat1)/5G網(wang)絡遷移”，NB-IoT承載低速率物(wu)(wu)聯(lian)網(wang)連接的(de)作用得到了官(guan)方(fang)的(de)背書。
從技術角度來看，也就是上述通知發布僅僅2個月后，NB-IoT正式被納入了5G標準，使得其“正宮”地位進一步得到了穩固——5G NB-IoT“踏上征途”。換言之，未來NB-IoT將會是5G整體不可分割的一部分，并與5G共同享受同等的生命周期。因此，對于運營商而言，部署NB-IoT網絡也將是5G網絡建設的一部分，而對于芯片/模組(zu)廠商(shang)、終端(duan)廠商(shang)以(yi)及解決方(fang)案提(ti)供商(shang)而言，亦可以(yi)針對5G NB-IoT放心大膽地(di)開展長(chang)期的應用創新和產品研發。
從市場角度(du)來(lai)看，經過(guo)數年的(de)(de)發展，NB-IoT早(zao)已經成了(le)“需求牽引供給，供給創造需求”的(de)(de)良性(xing)發展模式(shi)。截(jie)止目前，我國NB-IoT應(ying)用(yong)已經形成4+7+N的(de)(de)發展梯隊，即水(shui)表、氣(qi)表、煙感、追(zhui)蹤類4大(da)千萬級，白電(dian)、路燈(deng)、停車(che)、農業(ye)、門鎖、跟蹤、電(dian)表7大(da)百萬級，以及N多新(xin)(xin)興(xing)應(ying)用(yong)。這些(xie)成就極大(da)的(de)(de)提升了(le)電(dian)信(xin)運營商、芯片/模組廠商、終端廠商和解決方案商發展NB-IoT的(de)(de)信(xin)心，但更令業(ye)界興(xing)奮的(de)(de)是NB-IoT隨著時間推進仍(reng)在源(yuan)源(yuan)不斷地(di)釋放(fang)著全新(xin)(xin)應(ying)用(yong)價值。
以(yi)兩輪車(che)換(huan)電(dian)場景為(wei)例，隨著(zhu)外賣、快(kuai)遞等(deng)行業(ye)應用(yong)場景中兩輪車(che)被高頻使(shi)用(yong)，電(dian)池(chi)的“以(yi)換(huan)代充”革新了傳統續(xu)航手(shou)段，成為(wei)有效(xiao)解決(jue)里程焦(jiao)慮(lv)的新辦法。通過將NB-IoT無線通信模組應用(yong)于電(dian)池(chi)BMS、換(huan)電(dian)柜，既能(neng)為(wei)騎(qi)手(shou)提(ti)供電(dian)池(chi)快(kuai)速(su)借還、即時結算服務(wu)，又(you)能(neng)為(wei)運營方提(ti)供電(dian)池(chi)定位、使(shi)用(yong)頻率等(deng)信息，助力優化(hua)換(huan)電(dian)柜分布、降低維護成本、提(ti)高電(dian)池(chi)利用(yong)率。而隨著(zhu)時間推移同樣得(de)到創新應用(yong)還有因防疫(yi)興起的NB-IoT門(men)磁、共享單車(che)電(dian)子(zi)圍(wei)欄……無疑將來會(hui)更多(duo)。
當然，更(geng)重(zhong)要的(de)是(shi)隨著(zhu)NB-IoT持(chi)續(xu)不(bu)斷上量(liang)，國內NB-IoT產業生態早(zao)已完善和(he)成熟，不(bu)僅能(neng)夠滿足(zu)國內應用(yong)所需(xu)，更(geng)能(neng)夠隨著(zhu)NB-IoT在(zai)全球開花(hua)結果而滿足(zu)全球產業所需(xu)。如今，NB-IoT從標準到(dao)芯片(pian)到(dao)模組再到(dao)終端(duan)，國內端(duan)到(dao)端(duan)的(de)NB-IoT產業鏈都(dou)實現了自(zi)主可控，這(zhe)也正(zheng)是(shi)其(qi)未來出海過程中(zhong)不(bu)會遭遇“暗礁(jiao)”的(de)底氣。”
5G RedCap跑出“加速(su)度(du)”
如今，NB-IoT在百億級低速率物聯網領域完成了一場跨入5G時代的“長跑”，而在4G/5G長期共存的未來10年甚至更久，RedCap則會進一步補齊5G中高速大連接的能力，發揮類似4G時代Cat.1的重要作用，使5G面向各類物聯網應用需(xu)求形成具(ju)備(bei)(bei)低、中、高、超(chao)高分(fen)檔分(fen)級能(neng)力的(de)(de)完(wan)備(bei)(bei)技(ji)術承載(zai)體(ti)系。RedCap全稱Reduced Capability，即“降低能(neng)力”，是(shi)在5G R17階段確定的(de)(de)專(zhuan)門(men)方(fang)向，相對于eMBB和uRLLC可以說是(shi)輕(qing)量級的(de)(de)5G，具(ju)備(bei)(bei)“節能(neng)翻(fan)番、覆蓋翻(fan)番、譜效翻(fan)番、性價比翻(fan)番、能(neng)力翻(fan)番”的(de)(de)特(te)性。
眾所周知(zhi)，在(zai)LTE發展初期，Cat.1并沒有被業界所關注，直(zhi)到(dao)2020和2021才持(chi)續(xu)爆火。而其(qi)之所以能夠發光(guang)發熱，一(yi)個重要原因(yin)是(shi)填(tian)補了低(di)功耗窄帶(dai)物聯網與傳統寬(kuan)帶(dai)物聯網之間的蜂(feng)窩通(tong)信(xin)方案(an)空(kong)白——相(xiang)比(bi)于NB-IoT，Cat.1有更(geng)快的傳輸(shu)速率，兼(jian)具(ju)移(yi)動性與語(yu)音通(tong)話(hua)功能;相(xiang)比(bi)于Cat.4，Cat.1相(xiang)當于裁剪功能的輕量級4G，芯片(pian)模組成(cheng)本更(geng)低(di)。
同理，市場對5G終端也存在(zai)差(cha)異(yi)化的(de)(de)能(neng)力需(xu)求——比如在(zai)智能(neng)制造工(gong)廠中，5G的(de)(de)超大(da)帶寬和高(gao)可靠低(di)(di)時延特性可以實現對工(gong)業機器(qi)(qi)人的(de)(de)精(jing)準控(kong)制，但工(gong)廠內仍存有大(da)量的(de)(de)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)是既(ji)用不到如eMBB那(nei)般高(gao)速(su)傳(chuan)(chuan)輸，卻又需(xu)要(yao)比NB-IoT和eMTC這些低(di)(di)功(gong)耗(hao)廣域(yu)網更高(gao)性能(neng)的(de)(de)網絡，典(dian)型的(de)(de)比如監控(kong)攝(she)像頭(tou)、溫濕度傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)、工(gong)業可穿戴設備等。此(ci)時，5G RedCap終端就能(neng)派上(shang)用場，它能(neng)滿足(zu)低(di)(di)成本(ben)、低(di)(di)功(gong)耗(hao)、中等數據傳(chuan)(chuan)輸的(de)(de)物聯網需(xu)求。
當前，RedCap主要針對的領域包括工業無線傳感網、智慧城市視頻、智能車聯(lian)和可穿戴設備(bei) 。比如在智能車聯(lian)場景(jing)下，利用5G網絡連接(jie)車、路、云，承載智能交通各類應用(自動駕駛、車路協同場景(jing)管理、全息路口管理系統等)，這(zhe)其中既需要5G的超(chao)大帶寬、超(chao)低時延等能力，也(ye)需要RedCap的超(chao)大連接(jie)能力。
從網(wang)(wang)絡(luo)和設備整體性能來看，RedCap在5G時代有明顯的優勢(shi)(shi)，因為其原生于5G，所(suo)以天(tian)然具有5G NR的優勢(shi)(shi)，比(bi)如支(zhi)持包括(kuo)毫米波(bo)在內的非常廣泛的頻(pin)段、網(wang)(wang)絡(luo)效率(lv)更高、支(zhi)持波(bo)束賦(fu)形、可連接到5G核心網(wang)(wang)等，還可以與(yu)5G切片、UPF下沉、覆蓋增強(qiang)、5G定位等技術相(xiang)結(jie)合，靈活匹(pi)配多樣(yang)化的中速率(lv)物(wu)聯網(wang)(wang)應用。
在(zai)4G/5G長(chang)期共存的(de)未來，5G RedCap如果優先在(zai)中頻(pin)段(duan)部署，那么就可以利用(yong)大帶(dai)寬資源，發揮(hui)多天線(xian)技術優勢，兼顧覆蓋和體驗，發揮(hui)中高速物聯的(de)代際能力，同時和低頻(pin)段(duan)的(de)NB-IoT、LTE Cat.1 分(fen)層分(fen)工，互為(wei)補充，從而在(zai)產(chan)業早期幫助企業實現(xian)差異化競爭，開拓藍海市場。
隨著全(quan)行業數字化、全(quan)聯(lian)接進(jin)程的加速(su)，RedCap將(jiang)進(jin)一(yi)步跑出加速(su)度。這個過(guo)程中(zhong)，而在演進(jin)的過(guo)程中(zhong)，基(ji)于不斷完善、成(cheng)(cheng)(cheng)熟的產業經驗，RedCap必(bi)將(jiang)在RedCap必(bi)須克服性(xing)能(neng)、成(cheng)(cheng)(cheng)本、速(su)率、覆蓋(gai)等多方面(mian)的挑戰全(quan)面(mian)兌現技術(shu)創新的價(jia)值，做(zuo)到與Cat.1相(xiang)比——成(cheng)(cheng)(cheng)本相(xiang)當、速(su)率更優、覆蓋(gai)更好，從而才能(neng)真正為行業帶來價(jia)值，從而實現大(da)范圍的全(quan)面(mian)商用。
僅以成本為例，雖然RedCap相(xiang)對高性(xing)能5G終端(duan)將實現成本大(da)幅(fu)下(xia)(xia)降，但(dan)與成熟的(de)(de)(de)4G終端(duan)相(xiang)比(bi)，初期商用(yong)的(de)(de)(de)成本依然會(hui)居高不下(xia)(xia)，模(mo)組(zu)(zu)成本大(da)約在100-200元(yuan)之(zhi)間。相(xiang)比(bi)之(zhi)下(xia)(xia)，Cat.4模(mo)組(zu)(zu)最低成本已達到70元(yuan)左右(you)，Cat.1模(mo)組(zu)(zu)成本也下(xia)(xia)探至40元(yuan)以內。但(dan)需(xu)要強(qiang)調的(de)(de)(de)是，5G RedCap的(de)(de)(de)全面(mian)商用(yong)也是需(xu)要經歷一個過(guo)程的(de)(de)(de)，明(ming)年上半(ban)年產業就會(hui)具備RedCap的(de)(de)(de)商用(yong)能力，而后隨(sui)著(zhu)典型應(ying)用(yong)場景的(de)(de)(de)落地和方案的(de)(de)(de)成熟，出貨量自然會(hui)逐年增加。
此前(qian)，經過(guo)NB-IoT摸(mo)著石(shi)頭過(guo)河的(de)發展歷程后，整個(ge)產業的(de)政策、生態、人才(cai)都得(de)到了充分(fen)鍛(duan)煉。基于前(qian)輩們留下的(de)寶貴(gui)戰略(lve)資產，未來一旦RedCap芯(xin)片出來，終端上量將(jiang)非(fei)常迅速。因此可以判斷(duan)——5G RedCap的(de)全(quan)面商用應該是比NB-IoT更(geng)加快速。
Passive IoT助(zhu)推物聯網連接(jie)從(cong)百億(yi)邁向(xiang)千億(yi)
低速率有5G NB-IoT，中速率有5G RedCap，高速率物聯網應用則由5G eMBB來承接。因此增強移動寬帶eMBB(Enhanced Mobile Broadband)聚焦高價值連接，所以預估其未來的連接數大約在五億級。然而，百億級的5G NB-IoT、十億級的5G RedCap以及五億級的5G eMBB仍無法支撐起千億級的蜂窩物聯網連接，新興的無源物聯網(Passive IoT)將成(cheng)為助推物(wu)聯網連接數從(cong)百億邁向千億級的關(guan)鍵。
無(wu)源(yuan)(yuan)物(wu)聯(lian)網顧名思義，就是在網絡節點中可以是無(wu)源(yuan)(yuan)(Batter Free)的，即(ji)節點自身(shen)不配備或不主(zhu)要依賴于(yu)電池/有線(xian)等電源(yuan)(yuan)供(gong)電。為什么產業需(xu)(xu)要無(wu)源(yuan)(yuan)物(wu)聯(lian)網?僅(jin)以每年數以百億計的快遞業務為例，大量零散(san)的包裹(guo)都(dou)有在線(xian)管理的需(xu)(xu)求，而這些產品通(tong)(tong)常價(jia)格低(di)廉(lian)、數量龐大，即(ji)便通(tong)(tong)過價(jia)格低(di)廉(lian)的NB-IoT等LPWAN技術連(lian)接也(ye)會增加硬件成本(ben)和維(wei)護成本(ben)，如(ru)此一(yi)來就需(xu)(xu)要更加低(di)成本(ben)且無(wu)需(xu)(xu)電池的無(wu)源(yuan)(yuan)物(wu)聯(lian)網技術來滿足其管理需(xu)(xu)求了。
同時，物(wu)(wu)聯(lian)網(wang)產業仍有(you)很多場景(jing)根本無法支持安(an)裝電池，某些物(wu)(wu)聯(lian)網(wang)通信場景(jing)下(xia)，物(wu)(wu)聯(lian)網(wang)終(zhong)端還面臨著苛刻的(de)(de)成本、終(zhong)端體積的(de)(de)壓(ya)力。因(yin)此，無源物(wu)(wu)聯(lian)網(wang)的(de)(de)發展可以說已經成為未來物(wu)(wu)聯(lian)網(wang)發展的(de)(de)一條主(zhu)要路(lu)徑。
目前已有(you)且成熟的(de)無(wu)源(yuan)物(wu)聯網技(ji)(ji)術以RFID為(wei)主，但(dan)RFID仍存在的(de)一些天然的(de)短(duan)板，比如通(tong)信距(ju)離較短(duan)、依賴專用讀寫設備(bei)等(deng)，這也(ye)使得越來(lai)越多的(de)企(qi)業推進射頻能(neng)(neng)量收集(ji)技(ji)(ji)術與無(wu)線通(tong)信技(ji)(ji)術的(de)融合創新，比如通(tong)過5G蜂窩網絡支持(chi)無(wu)源(yuan)物(wu)聯等(deng)，這也(ye)將會讓(rang)5G真正有(you)能(neng)(neng)力(li)承載起千億級物(wu)聯網連接。
寫在最后
上述(shu)的(de)技(ji)術演進趨勢可以簡單用下面這張圖(tu)來總結和概(gai)括：
從2G到(dao)(dao)5G時代(dai)，蜂窩物聯技術持續演進，且始終呈現百花齊放的(de)(de)(de)狀態。低速(su)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)連接從原來(lai)(lai)的(de)(de)(de)2G逐步演進到(dao)(dao)NB-IoT再(zai)到(dao)(dao)5G NB-IoT;以4G Cat.1為代(dai)表的(de)(de)(de)中速(su)率(lv)(lv)物聯由(you)未來(lai)(lai)的(de)(de)(de)5G RedCap接棒;對于速(su)率(lv)(lv)有極高要求的(de)(de)(de)應用場(chang)景則由(you)5G eMBB來(lai)(lai)承(cheng)接;另外，面向5.5G的(de)(de)(de)Passive IoT將構筑起千億(yi)物聯的(de)(de)(de)基石。
更重要的(de)是，這千億級的(de)物聯連接都將由一張5G網絡來承載(zai)，這對技(ji)術和產(chan)業升級都有意義深遠的(de)作用(yong)：
對(dui)于(yu)(yu)電信(xin)運(yun)(yun)營(ying)商(shang)(shang)而言，5G物(wu)聯(lian)一張網(wang)統一接(jie)(jie)入高速、中速、低(di)速以及無源(yuan)物(wu)聯(lian)的(de)(de)連接(jie)(jie)技(ji)術(shu)(shu)(shu)，各種(zhong)技(ji)術(shu)(shu)(shu)之間平滑替換、資源(yuan)共享，有利于(yu)(yu)運(yun)(yun)營(ying)商(shang)(shang)降低(di)建(jian)網(wang)及網(wang)絡(luo)(luo)維(wei)護成本，同時，統一、便捷的(de)(de)入網(wang)模式(shi)又能(neng)夠幫助(zhu)運(yun)(yun)營(ying)商(shang)(shang)提升網(wang)絡(luo)(luo)服(fu)務質量(liang)，創新商(shang)(shang)業模式(shi)和服(fu)務模式(shi);對(dui)于(yu)(yu)芯片/模組廠商(shang)(shang)而言，豐富的(de)(de)連接(jie)(jie)技(ji)術(shu)(shu)(shu)開辟了更多(duo)的(de)(de)賽道，為(wei)其提供了更多(duo)技(ji)術(shu)(shu)(shu)創新和商(shang)(shang)業發展的(de)(de)機會;對(dui)于(yu)(yu)終(zhong)端及方案解決(jue)提供商(shang)(shang)而言，各種(zhong)技(ji)術(shu)(shu)(shu)共享連接(jie)(jie)也將降低(di)產業門檻，同時減少行(xing)業對(dui)技(ji)術(shu)(shu)(shu)選擇的(de)(de)糾結(jie)，滿足不同用(yong)戶的(de)(de)技(ji)術(shu)(shu)(shu)訴求，真(zhen)正(zheng)助(zhu)推萬物(wu)互聯(lian)時代的(de)(de)到(dao)來。
