NB-IoT和WiFi之外，探尋下一代網絡的可能性

沒有人會否認，城市的便利生活一大部分都要來自無線網的加持，現代人的命都是WiFi給的。

至于智慧城市、自動化工廠、車聯網、AIoT……這些炫酷的概念名詞想要真正進駐產業，也離不開對通訊網絡的仰賴。

說到底，智能生活的希望還要靠下一代通信網絡。在過去的一年里，我們沒少聽到這個名詞，但“下一代通信”到底長什么模樣，又將如何顛覆和重塑網絡，想必大多數人都模棱兩可。

與此同時，也有更多的疑惑在醞釀：我們習以為常的WiFi究竟有何弱點?5G會是打開萬物智聯的突破口嗎?AIoT需要的到底是怎樣的網絡?今天我們不妨就來嘗試打開腦洞……

昔日王者：WiFi和NB-IoT為何落選?

在此之前，有必要回答一個問題：IoT通訊的核心邏輯是什么?這個問題并不難，就是實現各種邊緣設備(尤其是各類傳感器)與互聯網的連接。

其中用到的協議和解決方案很多，比如短距離傳輸可以使用藍牙、Zigbee、Z-Wave、WiFi等，長距離如NB-IoT、LoRa、Sigfax等，我們熟悉的有線網絡如以太網、光纖網絡也并不罕見。

最常見的技術之一，就是NB-IoT。伴隨著2G網絡信號逐漸退網， NB-IoT方案在功耗和價格上優勢逐漸凸顯。自從2016年標準凍結之后，NB-IoT僅用了3年就成功大規模商用。截止到2019年中，中國的NB-IoT芯片廠商已經達到14家，應用終端企業更是高達1000多家，成為IoT應用的主導技術。

當然，WiFi也不遑多讓，作為唯一一個能夠提供高速數據傳輸的協議，一直以來，它都以高性能、低延遲等特性，成為家庭和辦公場所的主要網絡，而在新時代中，WiFi也被賦予了新的使命，比如應用在雷達系統、雙重身份驗證系統中。根據Gartner的預測，2020年WiFi芯片的出貨量將超過15億顆。

那么，這二者為什么無法擔綱“下一代網絡”的重任呢?主要有來自三個方面的限制：

1.云網一體化。越來越多的物聯網設備需要接入各種云平臺，但從邊緣到云的端到端解決方案，需要與運營商合作開展大量的現場測試和支持精力，而NB-IoT廠商大部分研發能力受限，很容易在當下遭遇并發延遲、資料上傳成功率低的難題。

2.協同性。智能物聯的另一個特征是垂直產業化，這也意味著服務商需要滿足不同產業的應用廠商的差異化需求，因此單一的通訊技術無法滿足IoT的應用需求。但在最需要被智能化的工業領域，NB-IoT和WiFi的能力都相對受限制。WiFi的范圍只有200米左右，工作頻率2.4-5赫茲，意味著無法穿透一些特殊結構，而工業生產需要的是短距離、長距離以及有線通訊技術的相互搭配，才能建立起一個順暢無礙的IoT網絡，單一技術的應用顯然還不夠。

3.性價比。限制WiFi大規模應用的另一個原因，是錢。在工業領域中，需要被聯網的往往是高密度、低成本的設備，比如抽水站的水位感測器，城市里的雨量感測器，亦或是氣象傳感器，它們的規模化、永不下線，意味著點滴功耗都是成本，而WiFi的接入會消耗大量電力，成為企業的不可承受之輕。

總而言之，靠單一通訊技術控制單獨的微控制器來處理通訊協議的時代，正在成為過去式。

當混搭已成潮流：下一代網絡的“樂高”雛形

提到物聯網，難免會遭遇一個“月經帖”——5G呢?5G呢?你TM不會5G嗎?

確實，5G通訊網絡被市場賦予的野心很大，尤其是支持大量機器間的通訊(即M2M)，難道不是拯救網絡的天選之子嗎?

遺憾的是，這樣的期待恐怕還需要時間來一一實現：

首先，5G從2019年才開始部署，即使按照“中國速度”也需要三五年來成熟化。對于工廠、機場等需要高性價比網絡的大型場所，它可以作為WiFi的補充方案，來提供可靠的即時通訊，或是應用在一些對實時性要求很高的領域，比如車聯網、無人機等等，但全面鋪開還比較遙遠。

另外，5G規模化應用需要統一的技術標準來支撐，目前3GPP正在加緊制定相關規范，比如針對低延遲工業領域應用需求的Release 16，就預計將在明年凍結相關規范細節，屆時芯片廠商才方便進行產品研發，一晃又是一兩年過去了。

(5G發展路線圖)

那么，工業物聯應該向何處去?答案或許藏在樂高積木里。

搭建一個完整的積木需要眾多形態各異的組件，同樣，復合型的IoT網絡也承載著更為多元的需求，比如需要通過手機查看和控制IoT設備，藍牙必不可少，要傳送工廠設備，以太網絡也無法退役，部分低時延需求，就需要高速率的5G擔綱。此外，WiFi、光纖、xDSL等技術也各有優勢。一個完整的下一代“IoT網絡”，必須在單一芯片中堆疊多項無線技術，以滿足市場需求。

這也對終端廠商的研發與創造能力，提出了新的挑戰。

因為不同的芯片供應商都有著不同的軟件與開發工具，終端設備廠商必須根據這些不同的開發環境在自家產品上整合不同的技術，這無疑會大大影響產品原本的面試速度。

而基于物聯網IoT終端往往是定制化、少量多樣的，能夠整合開發軟件生態，幫助終端廠商快速度過網絡升級陣痛期的上游廠商，也將更有優勢來招攬更多的開發者，迎來高速發展的生命周期與增長機遇。

一個成功的樂高積木，也必須擁有嚴絲合縫、完整結實的受力結構，以保證其造型的穩固。反映到IoT網絡中，多種系統和通訊技術的交織，疊加上數據傳輸的密集度，也會造就無數個可能的“攻擊點”，進而衍生出對網絡安全的疑慮和擔憂。因此，IoT網絡的部署也必須從整個生態系統的角度去考量，除了芯片自我保護、安全通道的建立，以及認證體系的搭建等等，甚至還可能需要考量政治風險，來實現相對的物聯安全。

全面顛覆：下一代工業通訊的產業富礦

想必從前面的趨勢中，敏銳的朋友已經洞察到不少產業商機。比如集成型的IoT芯片，統一的物聯網開發平臺等等，但這些高技術門檻的商機，往往都是產業鏈上游玩家的機會。

對于眾多中小微服務上來說，能在哪些領域借助這場通訊顛覆浪潮得以起飛呢?

目前看來，有三個改變值得注意：

1.實時網絡的工業應用。新一代網絡的應用，意味著從存儲轉發的信息流轉向實時信息流，因此工業物聯網更快地向可預測、實時性、高帶寬的網絡發展，這意味著許多高清數據的傳輸成為可能，也就進一步打開了圖像、音頻等現實交互技術在工業端的場景想象，讓遠程輔助、實時響應的可視化操作變成現實。

2.車聯網的實質變革。無論目前搭載自動駕駛模組的車輛，還是向全自動駕駛靠攏的無人車技術，汽車控制系統變得越來越復雜已成事實，無論是整車的通訊系統，還是車載娛樂網絡，都需要低延時、實時傳輸、高安全性來保證統一管理，通過復合系統保證穩定的數據交換，將重新為車聯網奠定安全標準。

3.工業物聯的管理服務。通信方式的改變，也將讓物聯網管理從面向設備轉變為以策略為主，這就要求IoT網絡需要具有足夠的智能，能夠面向不同的B端用戶，提供先進的嵌入式管理工具，以及能夠連續進行故障診斷、性能監視和自動化故障處理等，能夠率先實現“零管理”的云服務商，將有希望最大限度地攫取到企業級服務的富礦。

總體來看，“下一代通信網絡”從來不是某一種技術的專屬，它將是簡化、高效、安全的代名詞，在潛移默化之中顛覆著我們早已習以為常的各種存在。它會在新一年的春風化雨中生長出怎樣的枝丫，不妨一起期待吧。