物联网产业爆发前夜:值得期待的亿万级“风口”(上)

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物联网云大数据
2020-05-26
[ 导读 ]   01产业链成熟,物联网进入垂直行业突破阶段过去的三十年,是互联网得到极大发展的三十年。伴随着互联网的萌芽、发展、繁荣,诞生了一批伟大的互联网公司。截至2019年底,全球市值最大的前十家公司有七家是互联网公司:微软、亚马逊、苹果、谷歌、脸书、阿里巴巴和腾讯。随着全球物的连接数超越人的连接数,物联网正在成为跨行业、跨国别的新一代商业基础设施,有望成为ICT领域未来三十年最大的投资机遇。1.1历史回顾:…

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  01

  产业链成熟,物联网进入垂直行业突破阶段  过去的三十年,是互联网得到极大发展的三十年。伴随着互联网的萌芽、发展、 繁荣,诞生了一批伟大的互联网公司。截至 2019 年底,全球市值最大的前十家 公司有七家是互联网公司:微软、亚马逊、苹果、谷歌、脸书、阿里巴巴和腾 讯。随着全球物的连接数超越人的连接数,物联网正在成为跨行业、跨国别的 新一代商业基础设施,有望成为 ICT 领域未来三十年最大的投资机遇。

  1.1 历史回顾:萌芽导入期、技术沉淀期、市场验证期  物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等 信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与因特网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网发 展历史悠久,可分为三个阶段:

  萌芽导入期(1982~2008 年): 1982 年卡内基梅隆大学的一个程序员,发明了互 联网可乐自动售卖机,这是可追溯的最早的物联网设备。1999年美国召开的移 动计算和网络国际会议中首次提出“物联网”的概念;2008年第一届国际物联网大会举行,物联网设备数量首次超过人口数量。在这阶段主要是物联网相关 概念的导入和早期物联网设备的连接。

  技术沉淀期(2008~2016 年): 2013 年谷歌眼镜发布,物联网和可穿戴技术发 生革命性的进步,到 2016 年左右物联网产业生态各种要素已具备。在这个时 期,主要是一些传感、通信等技术试错和沉淀。MEMS 传感的普遍使用,通信 技术由 WiFi1 升级到 WiFi6,2G 升级到 5G,一些新的物联网应用如可穿戴、 智能家居等火爆出现。

  市场验证期(2016~2019 年):2016-2017 年物联网产业链上的各种要素已基本 完善,2017-2018 年物联网对于国民经济产业变革的规模效应初显,2018-2019 年是市场对物联网技术方案落地验证的开启之时。当前,技术、政策和产业巨 头的推动对于物联网产业的发展依然重要,但是不可忽视的是市场需求因素的 影响正在增强。

  

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  1.2 现状分析:国内物联网连接数从十亿向百亿级进发

  物联网产业链要素具备,进入连接放量期。据 GSMA 预测,2015 年全球物联 网连接数达 52 亿,2020 年为 126 亿,2025 年预计可达 252 亿。10 年内全球物 联网连接数增长 4 倍。据 MaChina 预测,中国物联网连接数由 2015 年的不到 10 亿,发展到 2020 年超过 70 亿,主要增量市场在蜂窝类的和非蜂窝类 LPWAN。物联网行业景气度持续,预计未来是物联网做大连接的 5 年。

  

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  1.3 未来展望:实现垂直领域的商业突破,再向其他行业复制  物联网战略演进路径为连接、使能、业务。随着我国物联网从百万连接到千万 连接,现在已经达到十亿级连接,产业已跨越起步和发展初期,处于突破前夕, 未来要进入到规模复制阶段。

  

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  起步:起始于 M2M 专业应用。物联网发展初期基于孤立的垂直架构,连接碎 片化,多依靠传感器、远程采样、A/D 转换、监控中心等方式实现控制,例如 电力、冶金、石化、铁路等领域的数据采集、集中监控。

  发展:IoT连接和云平台使能。云计算技术的成熟,物联网由M2M的点对点的 连接方式变成云平台的大连接模式。物联网厂商既能实现 IoT 连接,还能提供 个人、家庭、行业的云服务,智能家居、车联网、智能抄表商业落地迅速。

  突破:IoT 垂直应用商业突破。物联网在物不在网,垂直领域实现商业突破是 2020 年 IoT 的核心和关键。在连接与平台建设到位之后,基于云平台、数据算 法和 AI 在垂直专业的深入,集成商在垂直应用领域运用专业知识内化成集成化 软件。在一些典型业务,如安防、智能交通、工业 4.0、智能物流、公用服务设 施等领域有望率先实现商业突破。

  复制:IoE 水平平台能力延展。物联网不仅要实现在垂直应用的商业突破,还 要将一个行业的成功经验复制到其他行业中,最终达到万物互联。万物互联是 物联网的超集,要实现“人、流程、数据、事物、服务的智能连接”,达到一个 交互性强、平台开放的物联网生态。

  02

  技术升级、巨头入局、政策推动三力驱动2.1 技术:通信技术驱动行业扩容,云计算、AI 等提高应用服务价值

  物联网分为感知层、网络层、平台层、应用层四个环节,每个环节技术的发展 都推动物联网产业的前进,当前技术的升级主要体现在网络层和应用层上。网 络层面上,2019 年 5G 的商用和 WiFi6 的推动进一步升级通信网络,原来进展 缓慢的车联网和工业物联网得到加速。应用层面上,云计算、AI、区块链等技 术与物联网的结合,提高了应用服务的价值。

  

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  (1)5G三大应用场景,催化物联网应用的成熟

  物联网蜂窝通信技术引爆新应用。1995-2015 年,20 年的时间内蜂窝 IoT 技术 缺乏创新,80%的 CIoT 连接仍依靠 GSM。2016 年 NB-IoT 打破了蜂窝技术发 展 IoT的关键瓶颈,具有低功耗、广覆盖、海量连接等特点,推动 CIoT连接增长 15 倍。随着 NB-IoT 逐步划入 5G 标准,将驱动智慧城市、智能家居、车联 网、工业互联网等领域跨越式发展。

  5G三大应用场景为物联网行业扩容。5G时代定义了三大场景:

  1) eMBB:增强型移动宽带。5G 速率较 4G 全方位提升,下行峰值速率可达 20Gbps,上行峰值速率可能超过 10Gbps,那些对网络速度要求很高的业务 能够在 5G时代推广,如云 VR、实时直播、安防监控等。

  2) uRLLC:超高可靠低时延通信。5G 支持单向空口时延最低 1ms 级别、高速 移动场景下可靠性 99.999%的连接。5G 的超低时延的特性可以支持敏感业 务的调度,为车联网、工业控制、智能电网等垂直行业,提供更安全、更 可靠的网络连接。特别助力于无人驾驶业务走向现实(3G 响应为 500ms, 4G为 50ms,5G要求 0.5ms)。

  3) mMTC:海量连接。5G 网络每平方公里百万级的能力和多种连接方式,拉 近了万物的距离,实现人与万物的智能互联。5G 为 B 端用户或智能设备提 供网络切片、边缘计算等技术,智慧城市、智能家居/楼宇等广连接的应用 更容易实现。

  据信通院的测算,预计 5G 对我国经济活动增量市场达 12.3 万亿美元。其中 eMBB 主要用于虚拟现实、超高清视频等文娱领域,将驱动 4.4 万亿美元的经 济活动;mMTC 主要在智慧城市、智能家居等领域产生规模经济效益,将驱动 3.6 万亿美元的经济活动;uRLLC 主要支持工业自动化、自动驾驶汽车、远程 医疗等,将驱动 4.3 万亿美元的经济活动。

  

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  NB-IoT/eMTC 或纳入 5G 标准,规模化商用在即。现在使用的低功耗广域物联 网(LPWAN)基本依靠 NB-IoT 和 eMTC,NB-IoT 每平方公里大约覆盖 4000 个终端,5G mMTC场景,ITU 给出的指标要求每平方公里100 万的终端,远超 过 NB-IoT 的覆盖强度。但是根据现实情况来看,很少有用户需要每平方公里 接入 100 万终端。现在实际的商用网络最多也就 1000 个终端,NB-IoT 完全满 足 ITU 关于 5G 物联网低功耗广覆盖的愿景和需求。因此在物联网应用还不明 确的情况下,推动 mMTC 全新技术的投入不经济。3GPP 也是希望继续利用 NB-IoT/eMTC的演进,并提出将现有的 NB-IoT/eMTC标准纳入 5G物联网。若 提案最终复核通过,那么在 2020年 6 月份的 ITU 会议之后,NB-IoT 将正式成 为 5G mMTC 的一个可以演进的方向。

  NB-IoT/eMTC 将成为主流蜂窝物联网连接方式。从目前数据来看,全球蜂窝 物联网连接数主要来自于传统的 2G/3G/4G,在未来 7 年中,传统蜂窝网络依然 会承载大量物联网连接,但 NB-IoT/eMTC 会逐渐超过 2G/3G/4G 成为主流连接 方式。从 GSMA 的预测数据中可以看出,2018 年底,通过 2G/3G/4G 连接的物联网终端数量在 6.94 亿左右,通过 NB-IoT/eMTC 这些基于授权频谱 LPWAN 技术连接的终端数为 6600 万。到 2025 年,2G/3G/4G 物联网连接数会增加到 13 亿,而 NB-IoT/eMTC 连接数则增加到 18 亿,占比从 2018 年的 9%上升到 2025 年的 42%。

  

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  (2)WiFi6 技术全面升级,剑指物联网应用  WiFi6 标准落地,技术全面升级。WiFi 联盟于 2019 年 9 月正式推出 WiFi6 认 证计划,意味着 WiFi6 的标准正式统一落地,相比上一代的 WiFi 5,WiFi 全面 升级:

  1) 速度快:WiFi 6 最大传输速率由前者的 3.5Gbps,提升到了 9.6Gbps,理论 速度提升了近 3 倍;

  2) 频段广:WiFi 5 只涉及 5GHz,而 WiFi6 则覆盖2.4/5GHz,完整涵盖低速和 高速设备;

  3) 调制模式:WiFi6 支持 1024-QAM,高于 WiFi5 的 256-QAM,数据容量更 高,意味着更高的数据传输速度;

  4) 新技术:WiFi 6 加入了新的 OFDMA 技术,支持多个终端同时并行传输, 有效提升了效率并降低延时,其数据吞吐量大幅提升。

  

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  WiFi6 性价比更高,将在室内场景大放异彩。当前的 WiFi 路由器支持多达 250 台设备同时连接,WiFi6 的路由器能够同时支持多达 1024 台设备,有助于将物联网设备高密度地连接到单个路由设备上。WiFi 在生活中的应用占总体的 70%, 这个数据和规模是 5G的两倍,如果需要通过 5G实现这些连接,运营商需要建 设很大基站,投入巨大成本,WiFi 和 5G 将共存互补。对于家庭和小企业这样 的场景,WiFi 6 可以证明是理想的,意味着单个无线路由器就足以连接大量物 联网设备,相较于 5G来说更经济。  搭载 WiFi6 的终端趋多,WiFi6 芯片将迎来井喷。WiFi 6 全面出现在路由器设 备中,TP-Link、Arris 和 D-link 都在网状路由器系统中添加了 WiFi6。目前已有 多款移动端的设备搭载 WiFi6,iPhone11 和 11 专业版,其中包括 WiFi6,自九 月份推出已售出数百万台。联想、华硕、三星等公司也宣布搭载了 WiFi6 的新 型笔记本电脑。据 IDC 预计,2020 年 WiFi6 的终端装置出货量将高达 16 亿, 主要来自于 AP(Access Point)与智能手机。终端出货量带将带动WiFi6 通信芯片 出货量的暴涨,业内预估具备 WiFi 6 标准的芯片,全球出货量将由 2019 年的 约 3 亿套,快速成长到 2022 年超越 20 亿套,市场规模大幅超越 5G基带芯片出 货的规模。

  

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  (3)云计算、人工智能的成熟,提升物联网的应用价值  物联网产生庞大数据洪流,云计算不可或缺。无论是面向消费者、企业还是工 业场景,无处不在的物联网设备都会产生庞大的数据洪流,云计算是物联网发 展不可或缺的一环。据 IDC 预测,2020 年物联网设备产生的数据达 33ZB。随 着 5G终端的应用,流量爆发式增长显著,到 2025 年物联网预计产生 175ZB的 数据量。全球需要足够的存储空间来满足物联网设备未来预期的数据存储需求, 云计算的发展对于物联网的推广发挥重要作用。

  

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  物联网的价值在于数据分析服务,人工智能成数据转化关键。随着物联网在各 行各业的推广应用,每秒钟物联网终端都会产生海量数据。物联网的价值在于 数据分析,根据麦肯锡全球研究所的报告,到 2025 年物联网产业的年产值将达 到 11.1 万亿美元,而其中 60%将产生自对数据的整合和分析。但是物联网产生 的数据往往具有非结构化、碎片化、时空域等特性,大大提高了数据分析难度。 目前物联网企业尽管已经收集掌握了大量数据,但都未得到合理的使用,致使 蕴含在数据中的价值没能得到开发,而人工智能或将成为数据转化关键。(未完待续....)


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