作者|卢斌
编辑|郭蕊
众所周知，物联网是一片蓝海，市场潜力巨大。在人与人之间的交流逐渐饱和的形势下，挖掘人与物之间、物与物之间的交流需求是必由之路。
万物互联，所有的“物”都连接到互联网上，都成为互联网世界里的一个分子，人和物是平等的。有一句经典的话，“在互联网世界里，没有人知道你是一条狗”。所以万物互联是真实的需求，也是美好的愿望。
物联网技术包括两部分:传感器技术和通信技术。
传感器技术是物联网的关键基础，是将物理世界中的“物”转化为数字世界中可识别的数字“物理量”，如温度传感器、陀螺仪、指压传感器等。这是物联网的核心基础。如果不能对物理世界中的“物”进行描述和改造，物联网就无从谈起。有了万物的传感器，一切都可以互联互通。
物联网的通信技术包括有线通信和无线通信。有线物联网大家都知道，比如电话线，五类网线，电力线PLC，同轴电缆。这里就不用说了。无线物联网分为蜂窝物联网和局域物联网。物联网可以包括GPRS、CDMA 1X、NB-IOT、eMTC、LoRa、5G等。，主要指通过蜂窝通信提供物联网的传输需求，覆盖范围广，移动需求。它可以是公共通信网络、专用网络或企业构建的Lora网络。本地物联网包括很多短距离无线通信技术，如WIFI、蓝牙、zigbee等。这些技术广泛应用于现有的本地物联网。如果算上连接的终端数量，本地物联网要比蜂窝物联网大很多。
那么什么样的技术才能实现万物互联呢？
物联网的世界是非常丰富多彩的，有很多个性化的需求。一切的互联都要通过蜂窝网技术和局域网技术来完成。4G和5G只是蜂窝物联网的一种，但不是全部。从经济和安全的角度来看，万物互联不能单靠4G和5G来承担。
那么为什么5G技术支持万物互联呢？是的，蜂窝移动通信最初是为了满足人与人之间的通信需求。容量、覆盖、质量、速度非常关键，也是相互制约的要素。
从GSM、CDMA到现在的5G，覆盖和容量都在飞速发展。原来一个基站只支持几百个用户同时打电话。现在一个4G基站支持200~300个用户同时上网。科技发展真的很惊人。在物联网阶段，一个基站要服务上万个物联网终端，也就是所谓的海量连接，需要各种技术来满足。但是，要知道容量和速度都是制约因素。要支撑5万个物联网，每个物联网终端都有非常小的数据量和发送时间。比如一个抄表终端，一天24小时，1分钟只能传输1000字节的数据，然后睡眠23小时59分钟。明白了吗？举个例子，如果体育场内有一场足球比赛，10000名观众用手机观看4K的视频，目前的5G技术是无法在这种场景下实现的。那是幻想——你不相信吗？健脑。
5G是3GPP标准化组织制定的技术标准，主要针对运营商的蜂窝网络，并不归某个国家所有。5G的三个特性，eMBB，uRLLC，mMTC，是一个很好的设计方案。但大部分的技术改进并不是针对手机用户，而是针对蜂窝物联网用户，提供每平方公里100万个终端的接入，也就是海量连接，这是蜂窝物联网技术发展的一个突破。但这只是移动运营商利用蜂窝移动通信技术迎接“万物互联”的一种技术方案或愿望。
物联网的特点是个性化明显。并不是每个物联网应用都需要超低延迟、低功耗或者全覆盖。一个简单的例子，智能家居，连接所有的家用电器，门锁，照明，厕所。4G和5G蜂窝物联网是不是最好的解决方案？不一定，5G的技术优势没用，超高速上网，低时延，低功耗都不需要。智能家居需要什么？需要良好的无线信号覆盖，友好便捷的用户交互，便宜甚至免费的资费。这些光纤宽带+WIFI技术已经完全满足。
试想一下，如果用5G实现智能家居，可能会出现:卫生间信号不好，智能马桶不能冲水；智能门锁因停机打不开；白天可以看4K高清视频，晚上只能看标清视频。而使用PLC turbo+mesh wifi技术，可以解决无死角信号覆盖的问题，永远不会欠费，也不会和邻居争夺无线频率资源。
除了智能家居，在很多封闭的场景下，使用本地的物联网技术更合适，比如广州宜家商场，在完全封闭的环境下使用ibeacon蓝牙位置服务。这些不一定要用5G物联网场景。当然，也有一些低时延、大覆盖的场景需要利用蜂窝物联网技术来解决，比如车联网。
我之前在2017年1月的《移动通信》杂志上发表了《物联网技术商业的思考与展望》一文，引用文章中的部分内容如下。
2025年，预计将有270亿个物联网连接。玛奇纳研究发现，其中72%属于短距离无线接入技术，如WIFI、zigbee、PLC电力线传输等。这项技术将主导整个物联网市场，主要包括消费电子、楼宇监控和自动化。Type-I蜂窝连接将从2015年的3.34亿增加到2025年的22亿，主要基于LTE技术，其中45%将应用于车联网业务，包括之前预设的和出厂后安装的。
在总共270亿个连接中，近11%使用低功耗广域网技术，如sigfox、lora、NB-IOT等。根据业务场景和玛奇纳研究公司的预测，作为物联网的重要组成部分，无线接入可分为子域或短程无线接入、低功耗广域网、蜂窝无线接入等。
结合玛奇纳研究公司的预测，到2025年，不同的网络场景会有不同的技术。比如最后10米接入物联网，不存在耗电问题，可以优先考虑局域网或者短距离无线接入技术，就近接入有线局域网或者互联网，这是最直接的解决方案。比如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，不需要移动和漫游。这时候如果采用NB-IOT等广域物联网解决方案，表面上看似可以独霸天下，但对于工业物联网来说，绝对不是一个数据传输问题的解决方案，而是更多个性化或者嵌入式的解决方案。但鉴于目前“联网汽车”和移动医疗等热点联网需求，移动和漫游技术是本地短距离和广域固定技术无法满足的，因此需要蜂窝物联网技术。
我们再来讨论一下公网和私网。一般来说，蜂窝网属于公众移动网，为普通用户提供服务，而专网，如铁路、航空空和公安系统的集群网，则提供其用户的专用网络，以保证运行系统的安全性。这是由网络特性、用户群体特性、安全稳定性等因素决定的。当然，目前也会出现“虚拟专用网”的概念。VPN和其他网络技术将用于在公共网络之间划分虚拟专用网络。这在有线互联网应用广泛，但在铁路、航空空、地铁、工业自动化等关键领域。，在物联网安全性尚未完善的情况下，建议使用物联网专网。
物联网或NB-IOT等技术基于蜂窝通信网络，可以满足物联网的业务需求。其成本技术优势明显。它充分利用了现有的公众蜂窝通信网络，具有信号覆盖范围大、建网边际成本低、授权频段保证网络质量、大规模应用后终端模块快速降价等优点。从上述物联网的业务需求来看，很多业务都是固定或者慢速低数据的业务需求，而没有漫游和高速移动的业务需求。同时，很多工业物联网与生产系统直接相关，可以考虑利用广域物联网搭建专网。
能否采用“虚拟物联网专网”的方案还有待商榷。
万物互联是现实需求，但5G不是唯一解决方案，无处不在的无线正在绽放。
为了满足“万物互联”的需求，5G技术实现了海量连接，主要由运营商推动，利用蜂窝技术实现海量连接。确实是3GPP组织对人类的重要贡献。但从以上分析可以看出，5G蜂窝物联网并不是满足“万物互联”的唯一途径。取而代之的是各种有线和无线技术轮番上阵，各显神通，这就是传说中的泛在网络或者说泛在无线通信。物联网时代，很多无处不在的无线通信技术都在绽放，与5G共舞。
近几天，项立刚先生关于5G技术业务的视频在网上广为流传。向先生在里面提到，2025年中国物联网终端数量将达到100亿，这是非常有可能的。但是，是否会全部用5G或者蜂窝技术来实现，看完上面的分析你就有自己的答案了。
作者:卢斌，就职于中国电信智能网与终端研究院，是知识星球“天空圈”的明星主。向本文作者投稿，版权归其个人所有。
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