物聯(lián)網(wǎng)的LPWA技術(shù)和行業(yè)挑戰(zhàn)

無處不在的連接傳感器提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)并在云中進一步處理該數(shù)據(jù)以提供業(yè)務(wù)洞察力的現(xiàn)象為電子和軟件行業(yè)的許多參與者提供了巨大的機會。

物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 與無線電和技術(shù)無關(guān)。它更多地是關(guān)于傳感器傳輸?shù)年P(guān)鍵數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的后處理的組合，以提供關(guān)鍵的業(yè)務(wù)洞察力，從而提高效率和節(jié)省成本?，F(xiàn)在，微型 ARM 處理器中的計算能力足以讓事情變得比 1990 年代初期的臺式 PC 更強大，尤其是在無限的、幾乎免費的基于云的計算資源的情況下。這種現(xiàn)象以及軟件的進步使機器學(xué)習(xí)和人工智能 （AI） 能夠?qū)崿F(xiàn)后處理方面的突破。

機器學(xué)習(xí)和人工智能是物聯(lián)網(wǎng)中幾乎所有賺錢價值主張的根源，因為蓬勃發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)依賴于四個關(guān)鍵項目：

可行的商業(yè)模式

強大的連接拓?fù)洌?/p>

可靠的傳感器

用于提取和提供正確見解的 AI 技術(shù)

無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)動態(tài)

運營商從 3G 到 4G 再到 5G 數(shù)據(jù)服務(wù)的路徑是成為融合的匿名實用程序的路徑：每用戶平均收入 （ARPU） 同比下降；消耗的數(shù)據(jù)呈指數(shù)增長；每 MB 的收入呈指數(shù)級下降。因此，運營商面臨著對基礎(chǔ)設(shè)施進行巨額投資以支持不斷下降的收入流，而 OTT 提供商、大公司的愿望以及并購 （M&A） 活動將進一步挑戰(zhàn)運營商，因為每個都有潛力引入可以按分鐘為用戶找到最便宜的連接的服務(wù)。

因此，低功耗、廣域 （LPWA） 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的動機。運營商每月可以收取數(shù)百種應(yīng)用程序的費用，費用從幾美分到幾美元不等。與這些應(yīng)用程序相關(guān)的數(shù)據(jù)量很小，因此現(xiàn)有基礎(chǔ)架構(gòu)的負(fù)載很小。在未來，可以預(yù)期運營商將從這些基于 LPWA 技術(shù)的新服務(wù)中獲得大部分或全部利潤。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用

LPWA 網(wǎng)絡(luò)旨在支持具有低數(shù)據(jù)速率的機器對機器 （M2M） 應(yīng)用程序，這些應(yīng)用程序能夠維持較長的電池壽命并在無人值守的情況下運行數(shù)年。LPWA技術(shù)有很多，包括NB-IoT、LoRa、Sigfox。LTE Category-NB1（前身為 NB-IoT）受 3GPP 標(biāo)準(zhǔn)化管理，并擁有廣泛的運營商支持和基礎(chǔ)設(shè)施支持。

NB-IoT 將為公用事業(yè)儀表、停車位傳感器、火災(zāi)探測、安全等提供替代技術(shù)（圖 1）。所有這些行業(yè)都擁有現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，因此 NB-IoT 不會帶來變革，而是使它們更加無處不在的推動者。

【圖1 | LTE Category-NB1（前身為 NB-IoT）為低帶寬工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) （IIoT） 應(yīng)用定義了一種替代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可實現(xiàn)無處不在的低成本連接。］

LPWA 技術(shù)改變了希望與該領(lǐng)域產(chǎn)品保持聯(lián)系的公司的商業(yè)模式。今天，較大的資本資產(chǎn)中裝有蜂窩調(diào)制解調(diào)器，用于使用跟蹤和預(yù)測性維護，但是低成本產(chǎn)品的使用并不容易涵蓋。特別是 NB-IoT 為每件產(chǎn)品提供了內(nèi)置標(biāo)簽的潛力，使制造商能夠跟蹤使用情況、狀態(tài)，并獲得持續(xù)產(chǎn)品改進和營銷的洞察力，并且這樣做的方式不需要與最終用戶進行網(wǎng)絡(luò)協(xié)作。由于目前無法找到和跟蹤在沒有客戶協(xié)作或在客戶處安裝供應(yīng)商無線網(wǎng)絡(luò)的情況下關(guān)閉的產(chǎn)品，因此 NB-IoT 標(biāo)簽的定位是解決重大挑戰(zhàn)。

受益于 LPWA 技術(shù)的應(yīng)用數(shù)量不計其數(shù)，其中包括來自工業(yè)電池供應(yīng)商的利益相關(guān)者，他們希望在沒有車輛制造商（叉車）與最終用戶（倉庫）協(xié)作的情況下跟蹤其電池的使用情況。

物聯(lián)網(wǎng)對垂直行業(yè)的影響

物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)象對垂直行業(yè)的生活質(zhì)量和商業(yè)價值產(chǎn)生了多維度的影響。

從生活質(zhì)量的角度來看，物聯(lián)網(wǎng)的承諾是在縮小舒適性和效率之間的差距方面邁出一大步，而這在過去需要大量的人力資源。通過更多地了解我們，公司將能夠為我們提供有用的情報，協(xié)調(diào)和管理我們生活的每一個細(xì)節(jié)——銀行、娛樂、通勤、購物、醫(yī)療保健、教育、旅行和兒童保育。因此，我們可能會看到更少關(guān)于我們不關(guān)心的事情的廣告，并且花更少的時間搜索我們所做的事情。

在商業(yè)價值主張維度，物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)能源和資源利用效率，在許多垂直行業(yè)中存在數(shù)百個增值機會：

卡車司機反饋以節(jié)省燃料

尋找一個空的停車位

預(yù)測性而非規(guī)范性維護

自學(xué)習(xí)生產(chǎn)線以優(yōu)化能源、減少廢品并提高產(chǎn)量

優(yōu)化風(fēng)力渦輪機和其他能源資產(chǎn)

供應(yīng)鏈管理（隨時了解每件商品在供應(yīng)鏈中的位置）

提到的許多提議都可以作為服務(wù)提供，從而支持一組全新的服務(wù)公司。物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了從資本支出 （CAPEX） 支出到運營支出 （OPEX） 支出的轉(zhuǎn)變，更貼切地符合“我不想擁有音樂播放器，我只想現(xiàn)在聽音樂”的情緒。

隨著世界轉(zhuǎn)向基于結(jié)果的思維框架，垂直行業(yè)將需要重新思考其商業(yè)模式。我們將看到幾乎所有的資本供給行業(yè)都向服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)型——例如，自動駕駛汽車、重型貨物租賃等。

結(jié)果經(jīng)濟也開啟了第三個預(yù)算——不是資本支出或運營支出，而是儲蓄。例如，針對采礦業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)公司可能能夠降低燃料成本和因操作員疲勞而導(dǎo)致的事故，從而使物聯(lián)網(wǎng)公司的商業(yè)模式能夠基于采礦作業(yè)所節(jié)省的特許權(quán)使用費百分比。這是雙贏的。

有一種觀點認(rèn)為，所有商業(yè)都將轉(zhuǎn)向基于結(jié)果的交易，因為沒有客戶愿意或不需要承擔(dān)產(chǎn)品無法兌現(xiàn)承諾回報的風(fēng)險。未來，客戶會購買一個結(jié)果，供應(yīng)商將根據(jù)他們能否交付結(jié)果來承擔(dān)風(fēng)險。這將開辟一種新型金融市場，供應(yīng)商將在其中為無法實現(xiàn)承諾結(jié)果的風(fēng)險投保。

物聯(lián)網(wǎng)的全部意義在于讓人們擺脫流程循環(huán)。關(guān)鍵是查看端到端流程，并通過使用數(shù)據(jù)分析和機器學(xué)習(xí)支持的無線傳感器使人們不必經(jīng)歷流程步驟。

行業(yè)挑戰(zhàn)

行業(yè)挑戰(zhàn)圍繞著提出可行的商業(yè)模式、上市時間、創(chuàng)收速度和部署可靠的傳感器網(wǎng)絡(luò)。傳感器設(shè)計挑戰(zhàn)包括跟蹤不斷發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備小型化和信號完整性問題，以及關(guān)于長電池壽命（7-10 年無需更換電池）和認(rèn)證的要求。

從技術(shù)角度來看，數(shù)年范圍內(nèi)的超長電池壽命是所有物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商的設(shè)計目標(biāo)之一。他們需要在實際操作條件下表征設(shè)備電池壽命和電流消耗。傳感器制造商還需要解決信號完整性問題，例如串?dāng)_，因為更緊密的互連隨著小型化而變得更加普遍。

從業(yè)務(wù)角度來看，挑戰(zhàn)因物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而異。雖然成本是消費物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用（如可穿戴設(shè)備和家庭自動化）的主要因素，但工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用（如智能電網(wǎng)、聯(lián)網(wǎng)汽車和交通運輸）需要始終如一的可靠性、使用壽命、安全性以及在很少或無需人工干預(yù)的情況下操作設(shè)備的能力。

今天有大量的無線格式可用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計，這在新領(lǐng)域的快速創(chuàng)新時期并不少見。表 1 概述了行業(yè)在選擇無線格式時要考慮的高級屬性，但絕不是所有物聯(lián)網(wǎng)無線電格式的詳盡覆蓋。

［表 1 | 物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 設(shè)備制造商可以使用多種無線格式，每種格式都有基本的優(yōu)點和缺點。］

市場展望

物聯(lián)網(wǎng)很可能成為許多顛覆性商業(yè)模式和市場效率的重要推動者。雖然我們還沒有看到運營商認(rèn)真談?wù)摲?wù)模式，但未來似乎很可能運營商可以提供一盒標(biāo)簽，讓我們的自行車、汽車、寵物、兒童、割草機和汽車鑰匙上由“Find my X‘ 應(yīng)用程序在我們的智能手機計劃中每月額外支付 1 到 5 美元。這相當(dāng)于運營商 ARPU 大約增加 25%，并且最終可能是真正開始產(chǎn)生大量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的地方。

隨著世界轉(zhuǎn)向基于結(jié)果的經(jīng)濟，由機器學(xué)習(xí)和人工智能驅(qū)動的物聯(lián)網(wǎng)將不可避免地成為實時連接多個垂直行業(yè)的關(guān)鍵推動力，提供有利于雙方供應(yīng)商的效率、節(jié)約和靈活性和消費者。

審核編輯：郭婷