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眾所周知，物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)市場(chǎng)潛力巨大的藍(lán)海，在人與人之間的通信逐步飽和的情況下，挖掘人與物、物與物之間的通信需求，是流浪地球信息化進(jìn)程的必經(jīng)道路。

萬(wàn)物互連，所有的“物”都連到互聯(lián)網(wǎng)，都成為互聯(lián)網(wǎng)世界的一個(gè)分子，在互聯(lián)網(wǎng)世界里，人和物是同等的。有句經(jīng)典，“在互聯(lián)網(wǎng)世界里，沒有人知道你是一條狗”。所以萬(wàn)物互連，是真需求，是一個(gè)美好的愿望。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包含傳感器與通信兩部分
傳感器技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵基礎(chǔ)，是把物理世界的“物”，轉(zhuǎn)換為數(shù)字世界中可辨認(rèn)的數(shù)字化“物理量”，比如溫度傳感器、陀螺儀、指壓傳感器等等，這是物聯(lián)網(wǎng)的核心基礎(chǔ)。如果無(wú)法描述和轉(zhuǎn)換物理世界的“物”，物聯(lián)網(wǎng)無(wú)從可談，有了萬(wàn)物的傳感器，才可能有萬(wàn)物互連。

物聯(lián)網(wǎng)的通信技術(shù)包括有線通信和無(wú)線通信。有線物聯(lián)網(wǎng)大家都知道的，如電話線、五類網(wǎng)線、電力線PLC、同軸電纜，這里無(wú)需多說(shuō)。而無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)，則再分為蜂窩物聯(lián)網(wǎng)和局域物聯(lián)網(wǎng)。蜂窩物聯(lián)網(wǎng)可包括GPRS、CDMA 1X、NB-IOT、eMTC、LoRa、5G等，主要是指通過(guò)蜂窩通信提供物聯(lián)網(wǎng)的傳輸需求，覆蓋廣和移動(dòng)需求，可以是公眾通信網(wǎng)（三大運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)），也可以是專網(wǎng)（電力、公安、油田等），也包括企業(yè)自建的Lora網(wǎng)絡(luò)（LPWAN）。而局域物聯(lián)網(wǎng)，包括很多短距無(wú)線通信技術(shù)，比如WIFI、藍(lán)牙、zigbee等，這些技術(shù)在現(xiàn)有的局域物聯(lián)網(wǎng)中使用很多，如果從連接終端數(shù)來(lái)統(tǒng)計(jì)的話，局域物聯(lián)網(wǎng)相比蜂窩物聯(lián)網(wǎng)，規(guī)模大很多很多。

實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互連需要什么樣的技術(shù)呢？
物聯(lián)網(wǎng)的世界非常多姿多彩，個(gè)性化需求很多，萬(wàn)物互連應(yīng)該是有由蜂窩網(wǎng)技術(shù)和局域網(wǎng)技術(shù)共同完成。4G和5G只是屬于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的一種，并不是全部，從經(jīng)濟(jì)性和安全性，萬(wàn)物互連不能單獨(dú)由4G和5G承擔(dān)。

那么為何說(shuō)5G技術(shù)支持萬(wàn)物互連呢？是的，蜂窩移動(dòng)通信，原本就是滿足人和人的通信，容量、覆蓋、質(zhì)量、速度是非常關(guān)鍵的，也是相互制約的要素（很難做到既要高速上網(wǎng)，又要大海量用戶）。

從GSM和CDMA開始，到現(xiàn)在的5G，在覆蓋和容量上不斷快速發(fā)展，原來(lái)一個(gè)基站只支持幾百個(gè)用戶同時(shí)打電話，到現(xiàn)在一個(gè)4G基站支持200~300用戶同時(shí)高速上網(wǎng)，技術(shù)發(fā)展確實(shí)是驚人的。到了物聯(lián)網(wǎng)階段，一個(gè)基站要服務(wù)幾萬(wàn)個(gè)物聯(lián)網(wǎng)終端，就是所謂的海量連接，需要用到各種技術(shù)來(lái)滿足。但是要知道，容量和速度是制約的，要支持5萬(wàn)個(gè)物聯(lián)網(wǎng)（不是真正的同時(shí)時(shí)間傳輸數(shù)據(jù)），每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)終端發(fā)送數(shù)據(jù)量和時(shí)間都很少，比如一個(gè)抄表終端，一天24小時(shí)，只在1分中內(nèi)傳輸1000個(gè)Byte字節(jié)大小的數(shù)據(jù)，然后23小時(shí)59分都在睡覺，明白了嗎？又比如如果在體育場(chǎng)里有足球比賽，1萬(wàn)名觀眾拿著手機(jī)看4K視頻，這個(gè)場(chǎng)景下目前的5G技術(shù)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，那是天方夜譚——你不信？腦補(bǔ)一下。

5G是由3GPP標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，主要針對(duì)運(yùn)營(yíng)商的蜂窩網(wǎng)絡(luò)，并非某個(gè)國(guó)家擁有（順便普及一下，WIFI是有IEEE標(biāo)準(zhǔn)組織制定的，也不是某個(gè)國(guó)家擁有）。5G的三大特點(diǎn)，eMBB、uRLLC和mMTC，是一個(gè)良好的設(shè)計(jì)方案，但大部分技術(shù)提升不是針對(duì)手機(jī)用戶，而是蜂窩物聯(lián)網(wǎng)用戶，每平方公里提供100萬(wàn)個(gè)終端的接入，即海量連接，是蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)突破。但只是移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商利用蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，來(lái)滿足“萬(wàn)物互連”的一個(gè)技術(shù)方案，或一種愿望。

物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)就是個(gè)性化非常明顯，并不是每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用都需要超低時(shí)延，或者低功耗，或者全覆蓋。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，智能家居，把家庭的所有電器、門鎖、照明、馬桶都“萬(wàn)物互連”起來(lái)，4G、5G蜂窩物聯(lián)網(wǎng)是最好的方案嗎？不見得，5G的技術(shù)優(yōu)勢(shì)沒用上，不需要超高速上網(wǎng)、低時(shí)延、低功耗，那智能家居需要什么呢？需要良好的無(wú)線信號(hào)覆蓋、友好方便的用戶交互、資費(fèi)便宜甚至免費(fèi)，這些光纖寬帶+WIFI技術(shù)已經(jīng)完全滿足了。

試想一下，如果用5G實(shí)現(xiàn)智能家居，可能會(huì)出現(xiàn)：衛(wèi)生間信號(hào)不好，智能馬桶不能沖水；欠費(fèi)停機(jī)，智能門鎖就開不了；白天可以看4K高清視頻，晚上就只能看標(biāo)清視頻（5G無(wú)線容量都是整個(gè)基站的所有用戶共享的，沒辦法承諾單個(gè)用戶的上網(wǎng)速率的）。但用PLC turbo + mesh wifi 技術(shù)，可以解決無(wú)死角信號(hào)覆蓋，永遠(yuǎn)不會(huì)欠費(fèi)，也不會(huì)和鄰居爭(zhēng)搶無(wú)線頻率資源。

除了智能家居，很多封閉場(chǎng)景下，使用局域物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更加合適，比如廣州宜家商場(chǎng)，全封閉環(huán)境下使用ibeacon藍(lán)牙定位服務(wù)，這些不一定非要用5G的物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景。當(dāng)然，確實(shí)有些低時(shí)延、大覆蓋的場(chǎng)景，需要使用蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)才能解決，比如車聯(lián)網(wǎng)。

短距無(wú)線接入技術(shù)將主導(dǎo)整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)
2025年預(yù)測(cè)有270億物聯(lián)網(wǎng)連接的構(gòu)成，Machina Research公司研究發(fā)現(xiàn)，72%屬于短距無(wú)線接入技術(shù)來(lái)承接，如WIFI、zigbee、PLC電力線傳輸?shù)龋@一技術(shù)將主導(dǎo)整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，主要包括消費(fèi)電子、大樓監(jiān)控和自動(dòng)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L(zhǎng)TE技術(shù)，其中的45%，將應(yīng)用在車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)上，包括在出廠前預(yù)置和出廠后安裝的。

在270億的總連接中，將近有11%（30億）的連接使用低功率廣域網(wǎng)的技術(shù)，如sigfox、lora、NB-IOT等。根據(jù)業(yè)務(wù)場(chǎng)景和Machina Research公司的預(yù)測(cè)，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)重要一環(huán)，可以把無(wú)線接入細(xì)分局域或短距無(wú)線接入、低功率廣域網(wǎng)、蜂窩無(wú)線接入等。

結(jié)合Machina Research公司的預(yù)測(cè)，到2025年，不同的網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景，有不同的技術(shù)使用。比如最后10米的物聯(lián)網(wǎng)接入，又沒有電源功耗問(wèn)題的，可以優(yōu)先選擇局域或短距無(wú)線接入技術(shù)，就近接入有線局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)，這是最直接的方案。再比如在工業(yè)生產(chǎn)中的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，生產(chǎn)線上的數(shù)據(jù)傳輸要求高穩(wěn)定低時(shí)延，安全可靠，沒有移動(dòng)和漫游的需求，這時(shí)如果采用NB-IOT等廣域物聯(lián)網(wǎng)（蜂窩物聯(lián)網(wǎng)）的方案，表面上看起來(lái)可以一統(tǒng)天下，但是對(duì)于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)肯定不是解決一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?wèn)題，更多的還是個(gè)性化或嵌入式的解決方案。而針對(duì)目前很熱的“Connected Cars”和移動(dòng)醫(yī)療等的聯(lián)網(wǎng)需求，其移動(dòng)和漫游是局域短距和廣域固定等技術(shù)所無(wú)法滿足的，則需要蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

再討論一下公網(wǎng)和專網(wǎng)問(wèn)題。一般理解，蜂窩網(wǎng)屬于公眾移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，為廣大普通用戶提供服務(wù)，而專網(wǎng)，像鐵路、航空、公安等系統(tǒng)的集群網(wǎng)，提供其用戶專網(wǎng)專用，以確保運(yùn)行系統(tǒng)的安全性。這是網(wǎng)絡(luò)特性、用戶群體特性、安全穩(wěn)定等因素所決定。當(dāng)然，目前也會(huì)出現(xiàn)“虛擬專網(wǎng)”的概念，利用VPN等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在公眾網(wǎng)絡(luò)中劃分中虛擬專網(wǎng)。這在有線互聯(lián)網(wǎng)中使用很普遍，但是在鐵路、航空、地鐵、工業(yè)自動(dòng)化等關(guān)鍵領(lǐng)域，在物聯(lián)網(wǎng)安全性尚未健全的情況下，建議還是使用物聯(lián)專網(wǎng)為宜。

蜂窩物聯(lián)網(wǎng)或NB-IOT等技術(shù)，是在蜂窩通信網(wǎng)的基礎(chǔ)上，可滿足物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求。其成本技術(shù)具有很明顯的優(yōu)勢(shì)，充分利用已有的公眾蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)（主要提供話音和移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)），具有信號(hào)覆蓋大，建網(wǎng)邊際成本低，授權(quán)頻段確保網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，規(guī)模應(yīng)用后終端模塊價(jià)格迅速降低。從上面提到物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求來(lái)看，很多業(yè)務(wù)是固定或慢速低數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，沒有漫游和高速移動(dòng)的業(yè)務(wù)需求，同時(shí)很多工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是和生產(chǎn)系統(tǒng)直接關(guān)聯(lián)的，可以考慮使用廣域物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)專網(wǎng)。

是否能采用“虛擬物聯(lián)專網(wǎng)”的方案，還值得商榷。

萬(wàn)物互連是真需求，但5G不是唯一方案
為滿足“萬(wàn)物互連”的需求，5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)海量連接，是由運(yùn)營(yíng)商主推的使用蜂窩物聯(lián)網(wǎng)方案，利用蜂窩技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)海量連接，確實(shí)是3GPP組織對(duì)人類的重要貢獻(xiàn)。但從上面分析可以看出，滿足“萬(wàn)物互連”不一非得使用5G蜂窩物聯(lián)網(wǎng)，而是各種有線無(wú)線技術(shù)輪番上場(chǎng)，各展身手，這就是傳說(shuō)中的泛在網(wǎng)，或者泛在無(wú)線通信（5G本身只是泛在無(wú)線的一種方式而已）。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，眾多泛在無(wú)線通信技術(shù)百花齊放，與5G一并起舞。

審核編輯黃昊宇