早在1995年,比尔·盖茨在《未来之路》一书中写到:“因特网仅仅实现了计算机的联网,而未实现与万物的联网。”在万物互联的网络社会中,所有能受益于连接的事物都应被连接起来,我们的衣食住行用,几乎所有的一切都将处于智能化生存之中。物联网(IoT)因融合了物理世界与数字世界,正迅速成为各行业转型的重要工具。对于通信行业而言,随着物联网与传统运营商业务的进一步融合,数字化转型将使运营商通过参与新的商业模式、开发所需技能而获得裨益。爱立信物联网解决方案为移动运营商提供了利用其核心资产提升产业链的新机会。
巨大的市场正在形成
根据2016年11月出版的最新一期《爱立信移动市场报告》预测,2022年将会有290亿台互联设备,其中物联网设备将达到181亿台,而使用蜂窝连接的物联网设备将达到15亿台。2016年至2022年,联网终端预计将以10%的复合年增长率增长,而蜂窝连接的物联网设备将达到27%的年复合增长率。按照不同支撑技术,物联网可被分为短距离物联网和广域物联网。短距离由非授权频谱(例如Wi-Fi、蓝牙和ZigBee)连接的设备组成,通常服务距离不会超过100米;而广域物联网则包括使用蜂窝连接的设备,以及一些非授权低功率技术。蜂窝连接的设备将占广域物联网设备的七成以上,是通信行业最关注的领域。具体增长趋势如图1所示。

图1 未来数年全球物联网设备增长趋势预测
物联网的智慧革命将给世界经济带来新的增长点和原动力,在物联网市场规模方面,不同的市场研究机构分别给出了他们的预测。例如,Gartner的统计报告显示,2016年物联网相关产品和服务的市场总额将达到2350亿美元,到2020年将达到1.9万亿美元。而IDC研究预测,全球物联网的支出将在2019年达到1.3万亿美元。具体如图2所示。

图2 不同市场研究机构给出的物联网市场预测
机遇当前,挑战随行
物联网加速从概念照进现实,与多种驱动因素相关。
· 基础设施:移动性、宽带和云这三个技术推动因素正在推动网络社会的变革,随着我们打破业务孤岛以及行业之间的壁垒,物联网也迅速发展起来。
· 平台:超大规模的传感器,将产生惊人的数据量,通过相关的管理平台,利用大数据和分析技术,将从数据的采集、优化、聚合、存储、分析、执行等角度支撑业务的完成。
· 商业模式:为了在数字化世界中保持竞争力,很多公司都竭力在行业与生态系统之间进行创新和协作。
对于物联网开启新一场技术革命这一观点,很少有人持怀疑态度。然而,带来新的便利和奇迹的同时,物联网也有一些挑战需要面对,一些是技术方面的,另一些是社会或环境方面的。例如,服务海量的终端(每小区要服务数万个终端设备),省电(要求终端电池可用10年),更低的终端成本,无所不在的覆盖,更低的往返时延。如何基于现有网络,帮助运营商构筑蜂窝物联网(Cellular IoT),从而在行业应用的市场中获得先机,都是爱立信在部署物联网解决方案时优先考量的对象。图3为物联网发展面临的主要挑战。

图3 物联网发展面临的主要挑战
多种技术选择应用于不同场景
现有蜂窝移动网络应用于物联网时还需要进行网络升级。目前,经过升级后应用于物联网的移动网络包括EC-GSM(又称 EC-GPRS, EC-GSM-IoT)、 eMTC(又称LTE-M, LTE Cat-M1)和NB-IoT三种(见图4)。
EC-GSM是一项基于GSM/GPRS/EDGE的技术,可使这一制式下大部分已安装的基站无需更换或升级硬件设备,其优势在于移动基础设施已经就绪,大部分情况下只需要更新网络节点上的软件。
eMTC是适用于LTE网络的物联网技术,其数据传入、传出的速率可达到1Mbps。eMTC在价格、覆盖、自动运行期限以及与现有移动基础设施兼容性等方面的指标更适用于大众物联网的应用,eMTC网络可在现有LTE网络基础上通过更新软件的方式进行建设。
NB-IoT窄带物联网技术与LTE网络拥有密切的协调性和兼容性,但支持这一技术需要建设新类型的接收器。NB-IoT可提供许多重要的优势,包括支持超过10万个连接,设备电池寿命可长达10年,在GSM网络中广域覆盖比现有的网络增益20dB,通过相互验证和增强的加密接口提高安全性,为运营商的物联网应用提供稳定条件。

图4 应用于物联网的三种移动网络
物联网的两大演进方向
在物联网演进过程中,出现了有不同要求的两大演进方向及细分市场:大规模物联网连接和关键任务类物联网连接。
大规模物联网连接的特点是高容量、低成本、低能耗和低流量。比如智能楼宇、运输物流、车队管理、智能电表和农业等。新网络功能的部署能够为低速率应用扩大覆盖。附加功能将让现有网络支持不同的终端类别,并对访问网络的设备排列优先顺序。网络系统改进(如睡眠模式)将使远程移动终端的电池使用寿命延长至10年以上。
关键任务物联网连接的特点是要求超级可靠性、可用性以及超低时延。比如交通安全、自动驾驶汽车、工业生产、远程制造和医疗保健(包括远程手术)等。要实现上述目标,可降低芯片复杂性并限制芯片只提供物联网应用功能。现有网络以及5G功能的不断发展将扩大可满足的应用范围,支持关键任务物联网的部署。















