物聯(lián)網(wǎng)、M2M和蜂窩M2M之間的關(guān)系與前景

　　蜂窩物聯(lián)網(wǎng)（也稱蜂窩M2M通信）不過是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)市場中的一小部分。蜂窩物聯(lián)網(wǎng)描述了在一個(gè)廣闊的區(qū)域內(nèi)嵌入蜂窩無線電模塊并使用點(diǎn)對點(diǎn)連接進(jìn)行通信的終端。通常情況下，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)涉及服務(wù)費(fèi)用，但也有例外，比如一個(gè)擁有頻譜的公用事業(yè)公司建設(shè)自己的蜂窩網(wǎng)絡(luò)來運(yùn)行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

　　基于標(biāo)準(zhǔn)的3GPP蜂窩技術(shù)并不是M2M的惟一解決方案。Sigfox和LoRa等專有系統(tǒng)在低功耗廣域（LPWA）M2M領(lǐng)域與蜂窩技術(shù)展開競爭。Sigfox和LoRa等專有系統(tǒng)與基于LTE的M2M網(wǎng)絡(luò)之間最大區(qū)別在于Sigfox和LoRa并非出自3GPP標(biāo)準(zhǔn)。3GPP代表第三代合作伙伴計(jì)劃，是一個(gè)行業(yè)組織，為GSM、UMTS和LTE等移動(dòng)技術(shù)設(shè)立全球標(biāo)準(zhǔn)。

　　基于標(biāo)準(zhǔn)的終端和網(wǎng)絡(luò)可以在不考慮供應(yīng)商的情況下進(jìn)行通信；而專有系統(tǒng)可能會(huì)導(dǎo)致供應(yīng)商鎖定， 這是因?yàn)椴糠滞ㄐ沛溣梢粋€(gè)供應(yīng)商完全控制。就LoRa舉個(gè)例子，雖然有一個(gè)通過使用技術(shù)來構(gòu)建解決方案的供應(yīng)商聯(lián)盟，但所有模塊芯片必須從Semtech獲得許可?；跇?biāo)準(zhǔn)的解決方案和專有解決方案之間的區(qū)別還在于能否獲得許可頻譜——蜂窩物聯(lián)網(wǎng)使用獲得許可的頻譜，而專有系統(tǒng)與Wi-Fi、Bluetooth和ZigBee一樣，使用未經(jīng)授權(quán)的頻譜。

　　物聯(lián)網(wǎng)和M2M兩者相互依存

　　就廣義看，物聯(lián)網(wǎng)是指在智能手機(jī)和平板電腦之外連接到一個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的任何終端。物聯(lián)網(wǎng)也不需要獨(dú)特的服務(wù)費(fèi)。例如，智能電表可以通過Wi-Fi或用戶的智能手機(jī)連接到互聯(lián)網(wǎng)。這里的服務(wù)費(fèi)要么與回傳Wi-Fi接入點(diǎn)的寬帶連接有關(guān)，要么與智能手機(jī)用戶的數(shù)據(jù)套餐有關(guān)。雖然Ovum沒有量化物聯(lián)網(wǎng)市場的總體規(guī)模，但我們可以肯定，很多終端通過沒有獲得授權(quán)頻譜的Wi-Fi、藍(lán)牙或ZigBee網(wǎng)絡(luò)連接，而不是通過移動(dòng)運(yùn)營商的無線網(wǎng)絡(luò)連接。這純粹是基于連接成本，因?yàn)槲唇?jīng)授權(quán)的網(wǎng)絡(luò)往往免費(fèi)或成本更低。當(dāng)然，也有許多通過物聯(lián)網(wǎng)連接的終端支持收取服務(wù)費(fèi)的商業(yè)模式。

　　物聯(lián)網(wǎng)和M2M現(xiàn)在并不完全排斥，它們可以共同合作提供服務(wù)。一家公用事業(yè)公司可以使用Wi-Fi將家庭電表與電線桿上的聚合點(diǎn)連接——這就是物聯(lián)網(wǎng)。電線桿又將使用蜂窩無線電依次連接到廣域網(wǎng)——這是M2M或者更確切地說是蜂窩M2M。

　　圖1闡釋了物聯(lián)網(wǎng)、M2M和蜂窩M2M如何互相重疊。大小不會(huì)擴(kuò)展，但插圖顯示出M2M是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)子集， 而蜂窩M2M又是M2M的一個(gè)子集。

　　可以鎖定廣泛的垂直行業(yè)市場

　　LTE的高數(shù)據(jù)速率顯然有利于大眾寬帶服務(wù)，比如視頻。那些相同的數(shù)據(jù)速率也使LTE成為一個(gè)嵌入在汽車內(nèi)部提供車載通信和娛樂的很有吸引力的技術(shù)。然而，并非所有的M2M連接都需要高數(shù)據(jù)速率：對于一些M2M連接來說，電池壽命較長且價(jià)位較低的模塊更為重要。LTE對于M2M的吸引力在于它可以解決廣泛的用例需求。2G和3G卻不能做到這一點(diǎn)，圖2顯示了不同的LTE M2M用例及其連接需求。

　　從3GPP R12開始， 機(jī)器類通信（MTC）增強(qiáng)成為LTE的一大關(guān)注點(diǎn)。雖然3GPP繼續(xù)使用多種技術(shù)（比如4x4 MIMO和多載波聚合）來與LTE-Advanced和LTE-Advanced Pro等標(biāo)準(zhǔn)一起推動(dòng)LTE速度邁向1Gbit/s，但它還致力于反方向推動(dòng)LTE，以便LTE M2M能夠取代需要低成本模塊和較長電池壽命（而非較高網(wǎng)絡(luò)速度）的GSM M2M以及其他M2M連接。

　　當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商在討論數(shù)百億的未來連接時(shí)，他們討論的不只是智能手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦等消費(fèi)者終端，還包括針對安全、資產(chǎn)跟蹤、無人駕駛汽車和智慧城市等應(yīng)用連接新類別的終端。LTE供應(yīng)商或運(yùn)營商不能低估物聯(lián)網(wǎng)機(jī)會(huì)的重要性，尤其是在當(dāng)前擁有高水平智能手機(jī)滲透率的成熟市場。收入增長將需要來自新的市場機(jī)會(huì)，其中一個(gè)便是M2M。

　　LTE M2M的成功顯然需要一個(gè)強(qiáng)大的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。在探究支持M2M所需因素時(shí)，我們認(rèn)為支持LTE擴(kuò)張并與3GPP陣營內(nèi)外的替代性技術(shù)競爭的3個(gè)主要因素：覆蓋范圍、連接和成本。

　　具備廣泛的覆蓋范圍至關(guān)重要

　　在涉及無線服務(wù)時(shí)，覆蓋范圍顯然很重要， M2M也不例外。如果運(yùn)營商不能連接終端，那么企業(yè)會(huì)選擇不同的通信技術(shù)。在M2M領(lǐng)域，移動(dòng)運(yùn)營商面臨比正常情況更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。有時(shí)M2M需要網(wǎng)絡(luò)連接到偏遠(yuǎn)地區(qū)（比如高層建筑的地下室）的固定終端。3GPP R13在這方面將帶來幫助，以支撐更好的LTE機(jī)器類通信。網(wǎng)絡(luò)將能夠處理低功耗的通信擴(kuò)展其覆蓋范圍。信號變化（如重復(fù)通信傳輸）也將有助于延伸覆蓋范圍。不能被忽視的事實(shí)是，為了取代GSM M2M，LTE的網(wǎng)絡(luò)布局不能輸給GSM。相比更新的專有LPWA M2M解決方案，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍將是移動(dòng)運(yùn)營商的優(yōu)勢：專有LPWA必須全面建設(shè)它們的網(wǎng)絡(luò)布局， 而移動(dòng)運(yùn)營商可以針對M2M使用其現(xiàn)有的LTE 網(wǎng)絡(luò)布局。

　　帶寬、電池壽命和模塊成本是討論主題

　　有些LTE的機(jī)會(huì)在當(dāng)下，有些則需要數(shù)年的發(fā)展。導(dǎo)致這種情況的部分原因取決于技術(shù)發(fā)展，且Ovum認(rèn)為供應(yīng)商和移動(dòng)運(yùn)營商在試圖優(yōu)先考慮不同的垂直市場機(jī)會(huì)時(shí)需要考慮下列因素。

　　● 需要多少帶寬，是高速還是低速連接？

　　● 是否需要模塊特定的電池，電池壽命需要持續(xù)多長時(shí)間？

　　● 模塊成本相對它被嵌入資產(chǎn)的成本占比多少？或模塊成本相對連接產(chǎn)生的服務(wù)費(fèi)用所占比例是多少？

　　移動(dòng)運(yùn)營商及其服務(wù)合作伙伴應(yīng)立即鎖定帶寬需求較高、電池壽命和模塊成本并不形成障礙的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用， 比如擁有電源的高清監(jiān)控?cái)z像頭。首先，支持這些應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)和模塊已經(jīng)到位——這些要求與智能手機(jī)的要求沒有多大區(qū)別。第二，鑒于LTE帶來較慢數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)無法提供的新機(jī)會(huì)，有興趣開發(fā)這些新物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的垂直行業(yè)將積極打造所需的連接關(guān)系。

　　另一方面， 帶寬需求較低且電池壽命和模塊成本形成“關(guān)卡”因素的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用（比如集裝箱追蹤）采用LTE技術(shù)的發(fā)展速度將比較慢。首先，模塊還沒有準(zhǔn)備好支持相應(yīng)的需求。第二，許多垂直行業(yè)可能已經(jīng)在使用GSM，沒有理由用LTE替代所有的GSM模塊。GSM模塊向來以較長的更換周期著稱，所以基本上沒有什么時(shí)間窗口取代這些模塊。對于這些垂直行業(yè)，移動(dòng)運(yùn)營商及其服務(wù)合作伙伴需要采取更為大膽的行動(dòng)來推出LTE M2M。