截至8月底，三家基础电信运营商发展的蜂窝物联网终端用户数达到16.98亿，而移动电话用户总数为16.78亿。国内蜂窝物联网产业首次迎来“超人”的历史性时刻。
9月20日，工信部发布最新报告《2022年1-8月通信业经济运行情况》，通信业运行良好态势依然喜人。值得注意的是，截至8月底，三大基础电信运营商已发展蜂窝物联网终端用户16.98亿户，相比之下，移动电话用户总数为16.78亿户。国内蜂窝物联网产业首次迎来“超人”的历史性时刻。
物联网终端用户数据来源:MIIT
2011年，全球智能手机出货量首次超过PC，随后我们见证了2012年以来移动互联网的飞速发展。如果以移动互联网的历史为镜，我们会发现智能手机用户数量超过PC互联网用户数量，这是移动互联网爆发的典型特征。现在“物超所值”的局面形成，或许也可以看看作物联网产业规模爆发的关键节点。
“物质超人”不仅仅是连接数量的变化，更是连接边际成本不断下降，从而释放产业红利的表现。一方面，这将使运营商的重心从原来的人协转移到探索更广阔的物联网业务发展空，继续加大物联网基础设施投入，而基础设施的完善反过来将助推蜂窝移动物联网产业的业务创新；另一方面，数字经济时代，价值创造的逻辑是物联网为先，这样才能实现智能连接。连接产生的数据蕴含着需要挖掘的无限价值，构成了企业数字化转型的驱动力。
所以，这个节点是千商数字化升级的历史契机，千亿级蜂窝物联网的未来不再遥远。但是，除了连接数量，连接结构更值得关注。物联网行业的用户和人与人之间的消费者服务之间存在显著差异。消费者的手机1-2年就可以更换，但物联网设备的生命周期动辄超过5-10年，自然对网络基础设施的长期服务有刚性需求。因此，提前预测未来物联网连接结构的变化，对于整个行业能否充分享受到“超人”释放的红利具有重要意义。
B-IoT是5G不可或缺的一部分
此前，行业已经形成了“60%低速率、30%中速率、10%高速率”的金字塔形蜂巢物联网连接结构。其中，NB-IoT作为低速物联网的代表，自诞生以来就填补了LPWA的空白，其成长发展备受业界关注。所以，在谈及未来千亿级蜂窝物联网连接结构的话题时，首先要讨论的是NB-IoT的演进具有“牵一发而动全身”的作用。
业界对NB-IoT的发展历史比较熟悉。2016年，随着3GPP R13版本的冻结，NB-IoT迎来了第一个完整的标准。然后，NB-IoT行业经历了17年的爬坡，燥热，18年的痛苦和寒冷，19年的切实提升，20年或21年的成长发展。整个行业进入良性发展阶段，成为行业发展并长期坚持的重要技术之一。要找出背后的原因，就不得不提NB-IoT强大的生命力和潜在的巨大价值。
从政策上看，2020年5月，工信部办公厅正式发布《关于深化移动物联网全面发展的通知》，提出“推动现有2G/3G物联网业务向NB-IoT/4G/5G网络迁移”。NB-IoT承载低速物联网连接的作用得到了官方认可。
从技术层面来看，也就是上述通知发布仅两个月后，NB-IoT正式纳入5G标准，进一步巩固了其“皇宫”地位——5G n b-IoT“踏上征程”。换句话说，在未来，NB-IoT将是5G的组成部分，与5G共享相同的生命周期。因此，对于运营商来说，部署NB-IoT网络也将是5G网络建设的一部分，而对于芯片/模块厂商、终端厂商和解决方案提供商来说，也可以大胆地针对5G NB-IoT进行长期的应用创新和产品研发。
从市场来看，NB-IoT经过几年的发展，早已成为“需求拉动供给，供给创造需求”的良性发展模式。截至目前，NB-IoT在中国的应用已经形成了4+7+N的发展梯队，即水表、燃气表、烟味、跟踪品类四个千万，白电、路灯、停车、农业、门锁、跟踪、电表七个百万，以及N多个新兴应用。这些成果极大地增强了电信运营商、芯片/模块制造商、终端制造商和解决方案提供商发展NB-IoT的信心，但更让业界兴奋的是，NB-IoT还在随着时间不断释放新的应用价值。
以两轮车换电的场景为例，随着两轮车在外卖、快递等应用场景中的高频使用，电池的“替代充电”对传统续航手段进行了革命性的变革，成为有效解决里程焦虑的新途径。将NB-IoT无线通信模块应用于电池BMS和换电柜，不仅可以为车友提供快速的电池借用和即时结算服务，还可以为运营商提供电池定位和使用频率等信息，有助于优化换电柜的布局，降低维护成本，提高电池利用率。随着时间的推移，同样因为防疫而获得创新应用的NB-IoT门磁、自行车共享电子围栏，未来无疑会更多。
当然，更重要的是，随着NB-IoT的不断增多，国内的NB-IoT产业生态早已完善成熟，不仅可以满足国内应用的需求，随着NB-IoT在全球开花结果，也可以满足全球产业的需求。如今国内端到端NB-IoT产业链从标准到芯片到模块到终端都实现了自主可控，这是未来不会遭遇“暗礁”的信心。"
5G红帽用完“加速度”
如今，NB-IoT已经在百亿低速率的物联网中完成了向5G时代的“长跑”。在4G/5G长期共存的未来10年甚至更长时间内，RedCap将进一步补充5G中高速、大规模连接的能力，扮演类似4G时代Cat.1的重要角色，使5G形成低、中、高、超高分级能力的完整技术承载体系，面向各类物联网应用。RedCap，全称缩减能力，是5R17阶段确定的特殊方向。相比eMBB和uRLLC，REDCAP可以说是轻量级的5G，具有“双节能、双覆盖、双频谱效率、双性价比、双容量”的特点。
众所周知，在LTE发展初期，Cat.1直到2020年和2021年才引起业界的关注。它之所以能发光发热，一个重要原因是它填补了低功耗窄带物联网和传统宽带物联网之间的空白。空与NB-IoT相比，Cat.1具有更快的传输速率、移动性和语音通话功能；与Cat.4相比，Cat.1相当于具有削波功能的轻量级4G，芯片模组成本更低。
同样，市场对5G终端也有不同的能力需求。比如在智能制造工厂，5G的超大带宽、高可靠性、低时延可以实现对工业机器人的精确控制。然而，工厂中仍有大量传感器需要比NB-IoT和eMBB更高的性能，如监控摄像头、温湿度传感器和工业可穿戴设备。此时，5G RedCap终端就可以派上用场了。可以满足低成本、低功耗、中等数据传输的物联网要求。
目前，RedCap的主要目标领域包括工业无线传感器网络、智慧城市视频、智能车联和可穿戴设备。比如智能车联场景，用5G网络连接汽车、道路、云端，承载智能交通的各种应用，不仅需要5G的超强带宽、超低时延，还需要RedCap的超强连接能力。
从网络和设备的整体性能来看，RedCap在5G时代优势明显。因为是5G原生的，自然具有5G NR的优势，比如支持包括毫米波在内的非常广泛的频段，更高的网络效率，支持波束成形，连接5G核心网等。还可以结合5G切片、UPF下沉、覆盖增强、5G定位等技术，灵活匹配多样化的中等速率物联网应用。
在4G/5G长期共存的未来，如果5G RedCap先部署在中频段，那么可以利用大带宽资源，发挥多天线技术优势，兼顾覆盖和体验，充分发挥中高速物联网的跨代能力。同时可以在低频段与NB-IoT、LTE Cat.1分工合作，优势互补，从而帮助企业实现差异化竞争，在行业初期开拓蓝海市场。
随着全行业数字化和全连接的加速，RedCap将进一步加速。在这个过程中，在演进的过程中，基于不断的改进和成熟的行业经验，在RedCap不得不克服性能、成本、速度、覆盖等挑战的时候，RedCap一定会充分实现技术创新的价值。与Cat.1相比，它将具有相同的成本、更好的速度和更好的覆盖，从而真正为行业带来价值，实现广泛的全方位商用。
仅以成本为例，虽然RedCap相对高性能的5G终端成本会大幅降低，但与成熟的4G终端相比，初期商用成本会居高不下，模组成本大概在100-200元左右。相比之下，Cat.4模块的最低成本已经达到70元左右，Cat.1模块的成本已经下降到40元以内。但需要强调的是，5G RedCap的全面商用也需要经历一个过程。明年上半年行业将具备RedCap的商用能力，之后随着典型应用场景的落地和解决方案的成熟，出货量自然会逐年增长。
此前，NB-IoT摸着石头过河发展之后，整个行业的政策、生态、人才都得到了充分的锻炼。基于前人留下的宝贵战略资产，未来一旦RedCap芯片出来，终端加载速度会非常快。所以可以判断——5G RedCap的全面商用应该比NB-IoT更快。
被动物联网将物联网连接从十亿提升到十亿
低速率为5G NB-IoT，中速率为5G RedCap，高速率物联网应用由5G eMBB承担。因此，增强型移动宽带eMBB专注于高价值连接，因此预计未来连接数量约为5亿。然而，数百亿的5GB-IoT、数十亿的5G RedCap和5亿的5G eMBB仍然无法支持数千亿的蜂窝物联网连接，而新兴的无源物联网将成为推动物联网连接数量从数百亿增加到数千亿的关键。
顾名思义，无源物联网在网络节点中可以是无源的，即节点本身不配备或者主要依靠电池/有线供电。为什么行业需要被动物联网？以每年数百亿的快递业务量为例，大量零散包裹有线上管理的需求，而这些产品通常价格低廉，数量巨大。即使通过NB-IoT等低价LPWAN技术连接，也会增加硬件成本和维护成本，因此需要成本更低、无需电池的无源物联网技术来满足其管理需求。
同时，物联网行业还有很多场景根本无法支持安装电池。在一些物联网通信场景中，物联网终端也面临着苛刻的成本和终端体积的压力。因此，发展被动式物联网可以说已经成为未来物联网发展的一大路径。
目前，现有的、成熟的无源物联网技术主要是RFID，但RFID仍存在一些天然的缺点，如通信距离短、依赖专用读写设备等，这也使得越来越多的企业推动射频能量采集技术和无线通信技术的融合创新，如通过5G蜂窝网络支持无源物联网，这也将使5G真正具备承载数千亿个物联网连接的能力。
写在最后
以上技术演进趋势可以通过下图简单概括和总结:
从2G时代到5G时代，蜂窝物联网的技术不断演进，始终处于百花齐放的状态。低速率连接从最初的2G到NB-IoT再到5G NB-IoT逐渐演进；；以4G Cat.1为代表的中速IOT将由未来的5G RedCap连接；速度要求极高的应用场景由5G eMBB承担；此外，面向5.5G的无源物联网将构建千亿物联网的基石。
更重要的是，这些千亿级的物联网连接将由5G网络承载，这将对技术和产业升级产生深远的影响:
对于电信运营商来说，一个5G的物联网网络，统一接入高速、中速、低速、无源的物联网连接技术。各种技术之间的平滑替换和资源共享将有助于运营商降低网络建设和网络维护成本。同时，统一便捷的网络接入模式可以帮助运营商提升网络服务质量，创新商业模式和服务模式。对于芯片/模块厂商来说，丰富的连接技术开辟了更多的赛道，为他们提供了更多的技术创新和商业发展的机会；对于终端和解决方案提供商来说，各种技术共享连接也将降低行业门槛，同时减少行业对技术选择的纠结，满足不同用户的技术诉求，真正助推万物互联时代的到来。
