5G时代物联网爆发：深度解析5G技术在物联网中的应用与供应链变革

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    编者注：

    5G时代已经到来，5G商用步伐逐渐加快。腾讯科技与品质科技CP推出《5G局中局》系列文章，讲解5G在通信、物联网、车联网、工业物联网、边缘计算、云服务、等，并深入分析5G技术对行业的影响。竞争格局将会产生什么影响？

    今天的文章是关于物联网的。主要讲述了5G时代物联网为何会爆发以及物联网爆发后供应链背后的故事。

    本文作者为吴时刻，一家以通信、AI、物联网、云服务为主要方向的行业观察媒体。它利用全球通信行业的技术趋势，撰写实时热点的深度解读。

    “回家之前，可以用手机APP提前打开家里的空调、电视，日常工作时用手机进一步控制阳台窗帘的开合，这样家里的植物可以以更健康的方式生长。”

    随着各家科技巨头打造“智能家居”场景，这个看似科幻的场景已经成为现实。即使是为了回应人类的嘲笑，一些配备人工语音助手的音箱偶尔也能因“压力反射”而进行一些看起来并不弱智的可爱互动。

    事实上，早在 2015 年，苹果就提供了一个 SDK，允许用户使用苹果产品控制锁、灯、恒温器、摄像头和开关。 2014年，谷歌斥资32亿美元收购了智能互联恒温器制造商Nest。本地物联网技术已经成熟。

    但为什么三年过去了，我们对物联网（英文名称：缩写IoT）的认知仍然只是一个PPT演讲？而智能家居的建设还只是我们身边极少数人的玩具？

    4G时代落下帷幕，物联网布局与5G会产生怎样的爆发性反应？云计算和人工智能对于物联网有什么用？

    5G时代的物联网将是一场生态战争

    知乎上，有网友写道：物联网之于人工智能，就像人类神经系统之于大脑一样。没有神经系统的支持，大脑无法感知一切，人工智能将以“人工智障”的形式继续发展。下去。

    因此，自动驾驶、云计算、工业4.0、智慧城市等场景的建设不能独立于物联网的布局而存在。对于5G物联网的布局，这也意味着这将不仅仅是芯片上的竞争，而是一场涉及云计算、人工智能和5G网络建设的生态战争。

    甚至，在不少技术从业者看来：“5G网络是为物联网而设计的”。

    5G对于物联网的重要性体现在两个方面：一是比4G时代快100倍的高网速；二是高网速。其次，与4G网络相比，响应速度低至毫秒级。

    因为只有借助5G下的高网速和低响应速度，人工智能助手的服务才能通过感知一切的“物联网”神经来升级当今人工智能的“灵魂”。

    以一个场景为例。为什么人工智能助手不再流行的今天我们很少使用它们？最重要的是它仍然很慢！

    如果我的人工智能助手只能帮我打开手机上的闪光灯，那么从唤醒人工智能助手到打开手机上的闪光灯需要1分钟，但如果我自己动手，往往只需要更少的时间超过5分钟。几秒钟内完成。

    那么，我们为什么要使用这样“弱智”的人工助手呢？

    但如果现在的5G网络和5G物联网设备已经普及，手机将成为万物互联的管理入口。

    这个时候，我手机上的人工智能需要执行的命令将不再是打开闪光灯之类的简单命令。基于5G网络的低延迟和云计算背后的数据库指令集，我们给人工智能助手的命令将不再是机械的。它是一种结构化语言，更多的是在随意交流中完成的。

    比如，在4G时代，如果你需要点外卖，你给人工智能助手的命令只能是“帮我开美团外卖”。那么进入APP后，你还需要进行一个相当繁琐但简单的操作。 。

    未来有一天，当你需要订餐时，5G网络可以让人工智能助手和云计算连接到所有物联网设备。

    所以，你可能只需要告诉你的人工智能助手，“我想吃三鲜馅儿的庆丰包子”，你的智能助手就已经根据最佳状态，帮你在手机上完成了今天要做的一切事情。价格和最佳路线。一个混乱的操作。

    当外卖机器人到达楼下时，你的人工智能助手可以通过实时跟踪云服务数据中的定位信息，帮助其及时完成电梯楼层设置。

    试问大家，如果5G时代的物联网能让人工智能助手变得如此“贴心”，怎么会有人像现在一样，每天拿着手机当“电子奴隶”。

    除了离我们很近的人工智能之外，在5G物联网时代，智慧城市、虚拟现实、远程医疗、自动驾驶都将因为万物互联而成为不平凡的现实。

    其中，自动驾驶的实现与5G、万物互联深度绑定。

    以当前的自动驾驶为例。目前的自动驾驶体验主要来自于汽车上的各种雷达。它们分布在汽车的各个方向，以感知汽车行驶时的真实路况。

    但这种认知并不完美。例如，它无法知道周围无法感知到的车辆的状态。一旦突然车辆进入雷达，交通事故仍然在所难免。

    物联网可以让汽车不仅能够感知周围的路况，还可以随时了解区域内其他汽车的速度、目标和路况信息，从而实现毫秒级响应的高效集群式交通5G 网络的速度。网络建设。

    如果这些场景发生在4G时代，人工智能助手仍将是依靠程序员喂信息的“人工智障”，而万物互联的自动驾驶将存在因信息实时中断等严重的安全漏洞。网络延迟。

    能够实现这一目标的技术来自于未来支持5G网络的物联网芯片的低成本量产。

    同时，随着支持5G网络的芯片设备的广泛普及，每个城市都将依托5G网络和配备5G物联网设备的节点，形成实时信息交换的智慧网络城市。

   

    这时，云计算和人工智能将在万物互联的过程中发挥从B端到C端的服务转换作用。因此，对于5G物联网的布局，这也意味着这将不仅仅是芯片上的竞争，而是一场涉及云计算、人工智能和5G网络建设的生态战争。

    事实上，根据通信行业专家的观点：物联网、云计算和人工智能在5G时代需要共同努力，三者的进步缺一不可。

    为什么大规模物联网需要5G来解决？

    说到物联网，我们先从目前物联网最受关注的两种主流技术（LoRa和NB-IoT）开始。

    LoRa()是美国公司采用和推广的基于扩频技术的超远距离无线传输解决方案。其通讯传输类似于WIFI，多个设备可以在短距离内组成局域网。

    LoRa物联网主要由四部分组成：终端（可内置LoRa模块）、网关（或基站）、云端。由于LoRa网络是私有协议，LoRa网络需要单独建设，初期投资较高。

    NB-IoT技术是国际电信运营商制定的通用标准，因此NB-IoT设备的网络可以直接使用现有通信运营商的基站。

    由于共享电信运营商的通信解决方案，随着5G时代的到来，NB-IoT设备也可以通过升级的协议直接接入5G网络。因此，与LoRa相比，NB-IoT技术下的物联网芯片设备，可以真正形成全球物联网系统。

    了解了这个事实后，我们就可以解答4G时代物联网缺失的疑惑了。

    根据维基百科：

    早在1982年就有关于智能联网设备的讨论，但直到1995年比尔盖茨才在其著作《未来之路》中首次提到物联网（-to-）的定义。

    1998年，麻省理工学院提出了物联网的概念，当时称为EPC系统。

    1999年，Auto-ID公司在物品编码技术方面正式提出了物联网的英文名称。

    随后几年，虽然在2005年11月17日的世界信息峰会上，国际电信联盟在《ITU互联网报告2005：物联网》中指出“物联网”时代的到来，但互联网的发展物联网技术，但直到2009年才刚刚走完起跑线。

    2009年起跑线的成立源于LoRa技术在一家法国公司的诞生。

    然而LoRa技术最初的前景并没有被法国公司发现，所以直到2012年美国一家公司发现了该技术，才花费500万美元从法国公司手中挽救了LoRa专利。

    为了开拓LoRa的专利前景，该公司在未来三年内一直在各种会议上大力推广这项技术。

    随着LoRa物联网解决方案吸引了越来越多的行业巨头，该公司于2015年邀请IBM等业内有影响力的公司于当年2月成立LoRa联盟，并首次统一了LoRa技术。网络芯片设计标准。

    此时，在通信巨头华为和高通的推动下，另一主流物联网技术NB-IoT刚刚诞生。

    2014年5月，华为联合高通提出窄带技术NB M2M； 2015年5月，整合NB OFDMA，形成NB-CIoT； 7月，NB-LTE和NB-CIoT进一步融合，形成了今天的NB-IoT。

    因此，关于物联网的建设，虽然物联网的概念出现很早，但可靠的物联网技术直到2009年才诞生，并于2015年开始商业化。

    而且，在2015年的物联网中，由于NB-IoT技术尚未成熟，即使进行了物联网的建设，也大多与5G网络下的物联网生态无关。 。

    2019年，作为NB-IoT技术诞生的第四个年头，无论是NB-IoT的芯片产能，还是现有的4G网络，都无法承载NB-IoT技术对物联网在云计算、人工智能方面的影响。 。毫秒级响应速度要求。

    因此，相比已经开始商用的LoRa物联网的布局进度，我们想要体验新奇的、我们理想中的智能物联网，只能等到5G网络足够成熟，拥抱5G的进步。窄带物联网技术。

    而这一切还需要时间。

    5G物联网芯片行业现状

    由于NB-IoT的物联网技术属于全球公共标准，属于全球公共领域，其内部的争斗和斗争远比物联网芯片领域私人协议下的LoRa技术要多得多。

    根据LPWAN产业联盟2018年数据：

    目前，全球有超过20家NB-IoT芯片和模组厂商参与5G物联网建设。其中，NB-IoT芯片源厂商18家，NB-IoT模组厂商23家。

    这些厂商中，技术领先、商业化能力成熟的企业主要以高通、华为、联发科、英特尔等拥有5G网络专利的通信企业为代表。

    他们的具体名单如下：

   

    值得注意的是，虽然目前的5G物联网建设都是采用NB-IoT技术，但是由于目前5G网络还没有完全覆盖，目前大多数厂商的NB-IoT芯片都不支持5G网络，而且大部分都是2G， 3G 和 4G 网络。

    其中，华为系列NB-IOT芯片于2017年6月实现规模出货，该芯片由台积电代工，ublox与移远通信合作提供NB-IoT商用模组。

    高通也是NB-IOT技术的发起者，于2011年5月实现系列量产。

    由于华为在NB-IOT技术方面拥有较多专利，而4G时代的NB-IOT芯片信号传输不稳定、时延较高，因此高通选择同时支持eMTC/NB-IoT/GSM多模模式。

    事实上，NB-IOT芯片想要支持5G网络，需要在技术共识上进行多次转变。例如，5G通信标准完全建立后，全球通信运营商需要共同讨论，为NB-IOT设备的通信频段分配、收入和技术建立共同标准。

    因此，现阶段高通的多模多频芯片比单网络NB-IOT芯片更符合市场需求。

    根据维基百科信息，4G网络下，支持EMTC的多模NB-IoT设备上下行速率可达1Mbps，而单模NB-IoT设备下行速率仅为1Mbps，上行速率只有1Mbps。

    全球物联网观察表

    因此，英特尔、三星、英特尔等公司的物联网芯片都选择同时支持NB-IoT和LTE-M。国内企业中，锐迪科、中兴物联、易科通讯、芯讯通、龙商科技等模组厂商的NB-IoT模组均基于高通，站在多模阵营。

    业内人士表示：在没有5G网络的毫秒级响应速度的情况下，NB-IoT单模芯片目前的使用场景更多的是与LoRa芯片争夺市场空间，但成本更昂贵的NB-IoT目前在物联网本地布局上，其性价比还不如LoRa芯片。

    这一现象的存在，为未来5G物联网芯片技术中出现黑马留下了空间。

    5G时代物联网的赢家是谁？

    要回答这个问题，我们还是需要回到5G物联网芯片的技术来进行分析。

    由于目前与5G相关的物联网芯片主要基于NB-IoT技术，而NB-IoT设备需要连接到电信运营商的基站和网络，未来每一个搭载NB-IoT芯片的物联网设备，都需要使用电信运营商的流量服务。

    因此，在NB-IoT技术诞生之初，全球各大电信运营商都为NB-IoT芯片生产提供了各自的补贴计划。

    其中，2018年媒体报道称，中国电信希望通过3亿元补贴推动NB-IoT模块成熟，而中国移动则为NB-IoT模块提供高达50%的补贴率。

    尽管电信运营商提供了巨额补贴，但由于NB-IoT模组的产业规模，NB-IoT芯片的价格仍然较高。

    从模组厂商的报价来看，由于NB-IoT配置不同，2018年大部分NB-IoT模组价格集中在40-50元水平。同等传输速度和效率的2G模块价格已经在20元以下。

    因此，下游厂商选择采购时，仍以2G模块物联网芯片为主，NB-IoT设备的推进并不顺利。不过，面对这一现象，华为王强也表示：2018年第二季度华为150出货的价格比去年下降了50%，整体下降了2-3美元，价格下滑趋势正在加速。

    华为螺柱NB-IoT单模设备的背后，显然有信心能够以低廉的价格和高品质的竞争力将NB-IoT模组带入5G物联网时代。

    事实上，由于当前市场上NB-IoT模块的性价比较低，目前生产NB-IoT模块的厂家并没有获得多少利润。不过，随着NB-IoT模组在国际各大通信运营商和科技巨头中的普及，通过努力，NB-IoT模组厂商和芯片代工企业将成为这个百亿级物联网芯片市场的第一波受益者。

    根据历史消息，支持NB-IoT网络的运营商数量已从2017年12月的21家增加到2018年8月的60家。这一现象加强了我们对上述趋势的验证。

    当NB-IoT芯片市场趋于饱和时，由于目前华为和高通主力系列物联网芯片的设计寿命都在十年以上，全球数百亿个物联网设备可以让电信运营商提供网络服务。以此为基础，所有使用5G网络的NB-IoT设备都将收取网络服务费用。

    2018年，中国电信和中国移动为NB-IoT设备提供网络资费。中国电信的包年价格为每户20元，而中国移动的包年服务推出了20元和40元两个版本。价格范围选项。

    中国电信2018年资费计划

    但值得注意的是，目前NB-IoT设备的网络速度极慢，因此当5G到来时，目前的价格情况不具备实际参考价值。不过，NB-IoT设备的包年价格或将按照手机5G网络资费的单月套餐计算。

    至此，我们可以确定，这场历时不少于十年的5G物联网运动，胜者将分阶段出现。

    前期以生产芯片、模块的公司为主，中期以电信运营商为主。归根结底，谁能掌握云计算、人工智能、大数据的话语权，谁就能成为这场革命的真正领导者。优胜者。

    现在我们能做的就是等待好消息。

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