截止8月末，三家基礎電信運營企業發展蜂窩物聯網終端用戶達到16.98億戶，對比移動電話用戶總數16.78億戶，國內蜂窩物聯網產業首次迎來“物超人”這一歷史性時刻。
9月20日，工信部公布了最新的《2022年1-8月份通信業經濟運行情況》報告，通信業良好運行態勢依舊喜人。值得注意的是，截止8月末，三家基礎電信運營企業發展蜂窩物聯網終端用戶達到16.98億戶，對比移動電話用戶總數16.78億戶，國內蜂窩物聯網產業首次迎來“物超人”這一歷史性時刻。
物聯網終端用戶情況 數據來源：工信部
2011年，全球智能手機出貨量首次超過PC，而后我們見證了2012年以來移動互聯網迎來高速發展。如果以移動互聯網發展的歷史為鏡會發現，智能手機用戶數超過PC互聯網用戶數正是移動互聯網爆發的一個典型特征。而如今“物超人”的態勢形成，或許也可以看作物聯網產業規模化爆發的關鍵節點。
“物超人”不僅是連接數字上的變化，更是連接的邊際成本不斷下探從而釋放產業紅利的體現。一方面，這會讓運營商的焦點從原來的人聯轉移到挖掘更廣闊的物聯業務發展空間，并持續加大物聯基礎設施投入，而基建的完善則會反過來助推蜂窩移動物聯網產業的業務創新;另一方面，數字經濟時代價值創造的邏輯是先有物聯，才能實現智聯，連接產生的數據中蘊藏著無窮亟待挖掘的價值，由此構成了企業數字化轉型的動力。
因此，這一節點對千行百業的數字化升級而言都是“天時、地利、物和”的歷史機遇，千億級蜂窩物聯的未來已經不再遙遠。然而，除了連接數之外，連接結構卻更值得關注。物聯網行業用戶和面向人聯的消費者業務存在顯著差異，消費者的手機可以1-2年更換一款，但物聯網設備則動輒就是5-10年以上的生命周期，所以天然對網絡基礎設施長周期服務具有剛性需求。因此，提前預判未來的物聯網連接結構變化，對整個產業能否充分享受“物超人”所釋放的紅利具有重要意義。
NB-IoT是5G不可或缺的一部分
此前，業界已經形成了“60%低速率、30%中速率、10%高速率”的金字塔形蜂窩物聯連接結構。其中，NB-IoT作為低速率物聯網的代表，自誕生之初便填補了LPWA的空白，成長和發展都備受產業關注。因此，在談論未來千億級蜂窩物聯連接結構這個話題時，首先探討NB-IoT的演進具有“牽一發而動全身”的作用。
業內對NB-IoT的發展史已經耳熟能詳，2016年，隨著3GPP R13版本凍結，NB-IoT迎來首個完整標準。而后，NB-IoT產業經歷了17年的爬坡、燥熱，18年的陣痛遇冷，19年的務實改進，到20、21年的成長發展，整體產業已經進入良性發展階段，并成為業界長期發展和堅守的重要技術之一。而要窮究其背后得原因，就不得不提到NB-IoT強大生命力和潛在的巨大價值了。
從政策角度來看，2020年5月，工信部辦公廳正式發布了《關于深入推進移動物聯網全面發展的通知》，提出要“推動存量2G/3G物聯網業務向NB-IoT/4G(Cat1)/5G網絡遷移”，NB-IoT承載低速率物聯網連接的作用得到了官方的背書。
從技術角度來看，也就是上述通知發布僅僅2個月后，NB-IoT正式被納入了5G標準，使得其“正宮”地位進一步得到了穩固——5G NB-IoT“踏上征途”。換言之，未來NB-IoT將會是5G整體不可分割的一部分，并與5G共同享受同等的生命周期。因此，對于運營商而言，部署NB-IoT網絡也將是5G網絡建設的一部分，而對于芯片/模組廠商、終端廠商以及解決方案提供商而言，亦可以針對5G NB-IoT放心大膽地開展長期的應用創新和產品研發。
從市場角度來看，經過數年的發展，NB-IoT早已經成了“需求牽引供給，供給創造需求”的良性發展模式。截止目前，我國NB-IoT應用已經形成4+7+N的發展梯隊，即水表、氣表、煙感、追蹤類4大千萬級，白電、路燈、停車、農業、門鎖、跟蹤、電表7大百萬級，以及N多新興應用。這些成就極大的提升了電信運營商、芯片/模組廠商、終端廠商和解決方案商發展NB-IoT的信心，但更令業界興奮的是NB-IoT隨著時間推進仍在源源不斷地釋放著全新應用價值。
以兩輪車換電場景為例，隨著外賣、快遞等行業應用場景中兩輪車被高頻使用，電池的“以換代充”革新了傳統續航手段，成為有效解決里程焦慮的新辦法。通過將NB-IoT無線通信模組應用于電池BMS、換電柜，既能為騎手提供電池快速借還、即時結算服務，又能為運營方提供電池定位、使用頻率等信息，助力優化換電柜分布、降低維護成本、提高電池利用率。而隨著時間推移同樣得到創新應用還有因防疫興起的NB-IoT門磁、共享單車電子圍欄……無疑將來會更多。
當然，更重要的是隨著NB-IoT持續不斷上量，國內NB-IoT產業生態早已完善和成熟，不僅能夠滿足國內應用所需，更能夠隨著NB-IoT在全球開花結果而滿足全球產業所需。如今，NB-IoT從標準到芯片到模組再到終端，國內端到端的NB-IoT產業鏈都實現了自主可控，這也正是其未來出海過程中不會遭遇“暗礁”的底氣。”
5G RedCap跑出“加速度”
如今，NB-IoT在百億級低速率物聯網領域完成了一場跨入5G時代的“長跑”，而在4G/5G長期共存的未來10年甚至更久，RedCap則會進一步補齊5G中高速大連接的能力，發揮類似4G時代Cat.1的重要作用，使5G面向各類物聯網應用需求形成具備低、中、高、超高分檔分級能力的完備技術承載體系。RedCap全稱Reduced Capability，即“降低能力”，是在5G R17階段確定的專門方向，相對于eMBB和uRLLC可以說是輕量級的5G，具備“節能翻番、覆蓋翻番、譜效翻番、性價比翻番、能力翻番”的特性。
眾所周知，在LTE發展初期，Cat.1并沒有被業界所關注，直到2020和2021才持續爆火。而其之所以能夠發光發熱，一個重要原因是填補了低功耗窄帶物聯網與傳統寬帶物聯網之間的蜂窩通信方案空白——相比于NB-IoT，Cat.1有更快的傳輸速率，兼具移動性與語音通話功能;相比于Cat.4，Cat.1相當于裁剪功能的輕量級4G，芯片模組成本更低。
同理，市場對5G終端也存在差異化的能力需求——比如在智能制造工廠中，5G的超大帶寬和高可靠低時延特性可以實現對工業機器人的精準控制，但工廠內仍存有大量的傳感器是既用不到如eMBB那般高速傳輸，卻又需要比NB-IoT和eMTC這些低功耗廣域網更高性能的網絡，典型的比如監控攝像頭、溫濕度傳感器、工業可穿戴設備等。此時，5G RedCap終端就能派上用場，它能滿足低成本、低功耗、中等數據傳輸的物聯網需求。
當前，RedCap主要針對的領域包括工業無線傳感網、智慧城市視頻、智能車聯和可穿戴設備 。比如在智能車聯場景下，利用5G網絡連接車、路、云，承載智能交通各類應用(自動駕駛、車路協同場景管理、全息路口管理系統等)，這其中既需要5G的超大帶寬、超低時延等能力，也需要RedCap的超大連接能力。
從網絡和設備整體性能來看，RedCap在5G時代有明顯的優勢，因為其原生于5G，所以天然具有5G NR的優勢，比如支持包括毫米波在內的非常廣泛的頻段、網絡效率更高、支持波束賦形、可連接到5G核心網等，還可以與5G切片、UPF下沉、覆蓋增強、5G定位等技術相結合，靈活匹配多樣化的中速率物聯網應用。
在4G/5G長期共存的未來，5G RedCap如果優先在中頻段部署，那么就可以利用大帶寬資源，發揮多天線技術優勢，兼顧覆蓋和體驗，發揮中高速物聯的代際能力，同時和低頻段的NB-IoT、LTE Cat.1 分層分工，互為補充，從而在產業早期幫助企業實現差異化競爭，開拓藍海市場。
隨著全行業數字化、全聯接進程的加速，RedCap將進一步跑出加速度。這個過程中，而在演進的過程中，基于不斷完善、成熟的產業經驗，RedCap必將在RedCap必須克服性能、成本、速率、覆蓋等多方面的挑戰全面兌現技術創新的價值，做到與Cat.1相比——成本相當、速率更優、覆蓋更好，從而才能真正為行業帶來價值，從而實現大范圍的全面商用。
僅以成本為例，雖然RedCap相對高性能5G終端將實現成本大幅下降，但與成熟的4G終端相比，初期商用的成本依然會居高不下，模組成本大約在100-200元之間。相比之下，Cat.4模組最低成本已達到70元左右，Cat.1模組成本也下探至40元以內。但需要強調的是，5G RedCap的全面商用也是需要經歷一個過程的，明年上半年產業就會具備RedCap的商用能力，而后隨著典型應用場景的落地和方案的成熟，出貨量自然會逐年增加。
此前，經過NB-IoT摸著石頭過河的發展歷程后，整個產業的政策、生態、人才都得到了充分鍛煉。基于前輩們留下的寶貴戰略資產，未來一旦RedCap芯片出來，終端上量將非常迅速。因此可以判斷——5G RedCap的全面商用應該是比NB-IoT更加快速。
Passive IoT助推物聯網連接從百億邁向千億
低速率有5G NB-IoT，中速率有5G RedCap，高速率物聯網應用則由5G eMBB來承接。因此增強移動寬帶eMBB(Enhanced Mobile Broadband)聚焦高價值連接，所以預估其未來的連接數大約在五億級。然而，百億級的5G NB-IoT、十億級的5G RedCap以及五億級的5G eMBB仍無法支撐起千億級的蜂窩物聯網連接，新興的無源物聯網(Passive IoT)將成為助推物聯網連接數從百億邁向千億級的關鍵。
無源物聯網顧名思義，就是在網絡節點中可以是無源(Batter Free)的，即節點自身不配備或不主要依賴于電池/有線等電源供電。為什么產業需要無源物聯網?僅以每年數以百億計的快遞業務為例，大量零散的包裹都有在線管理的需求，而這些產品通常價格低廉、數量龐大，即便通過價格低廉的NB-IoT等LPWAN技術連接也會增加硬件成本和維護成本，如此一來就需要更加低成本且無需電池的無源物聯網技術來滿足其管理需求了。
同時，物聯網產業仍有很多場景根本無法支持安裝電池，某些物聯網通信場景下，物聯網終端還面臨著苛刻的成本、終端體積的壓力。因此，無源物聯網的發展可以說已經成為未來物聯網發展的一條主要路徑。
目前已有且成熟的無源物聯網技術以RFID為主，但RFID仍存在的一些天然的短板，比如通信距離較短、依賴專用讀寫設備等，這也使得越來越多的企業推進射頻能量收集技術與無線通信技術的融合創新，比如通過5G蜂窩網絡支持無源物聯等，這也將會讓5G真正有能力承載起千億級物聯網連接。
寫在最后
上述的技術演進趨勢可以簡單用下面這張圖來總結和概括：
從2G到5G時代，蜂窩物聯技術持續演進，且始終呈現百花齊放的狀態。低速率的連接從原來的2G逐步演進到NB-IoT再到5G NB-IoT;以4G Cat.1為代表的中速率物聯由未來的5G RedCap接棒;對于速率有極高要求的應用場景則由5G eMBB來承接;另外，面向5.5G的Passive IoT將構筑起千億物聯的基石。
更重要的是，這千億級的物聯連接都將由一張5G網絡來承載，這對技術和產業升級都有意義深遠的作用：
對于電信運營商而言，5G物聯一張網統一接入高速、中速、低速以及無源物聯的連接技術，各種技術之間平滑替換、資源共享，有利于運營商降低建網及網絡維護成本，同時，統一、便捷的入網模式又能夠幫助運營商提升網絡服務質量，創新商業模式和服務模式;對于芯片/模組廠商而言，豐富的連接技術開辟了更多的賽道，為其提供了更多技術創新和商業發展的機會;對于終端及方案解決提供商而言，各種技術共享連接也將降低產業門檻，同時減少行業對技術選擇的糾結，滿足不同用戶的技術訴求，真正助推萬物互聯時代的到來。
