作者： 趙小飛

物聯(lián)網(wǎng)智庫 原創(chuàng)

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在NB-IoT/eMTC等低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)商用的初期階段，芯片和模組成本成為業(yè)界關(guān)注的一個(gè)要點(diǎn)，畢竟需要這一連接技術(shù)的大量設(shè)備本身是低價(jià)值的終端。不過，當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)模組成本低至可以忽略的時(shí)候，硬件的成本已不再是行業(yè)發(fā)展的障礙，尤其是讓一些超低價(jià)值的設(shè)備可以和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)生關(guān)系，給這些行業(yè)帶來新的變革。

20美分模組：Sigfox的物聯(lián)網(wǎng)決心

本周，法國物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)業(yè)公司Sigfox在捷克首都布拉格召開用戶大會(huì)，會(huì)上Sigfox重磅推出了一款名為Admiral Ivory的廉價(jià)模組，價(jià)格僅約為0.2美元，這款模組可用于大量一次性使用的產(chǎn)品中，尤其是一些“用完可丟棄”的產(chǎn)品。這款模組將與明年正式投入使用。

在大會(huì)上，Sigfox展示該模組的一個(gè)應(yīng)用場景：在牛皮紙信封中嵌入該模組，當(dāng)信封被打開時(shí)，就會(huì)觸發(fā)模組向后臺(tái)發(fā)送一條文字消息，再實(shí)時(shí)發(fā)送給管理人手機(jī)，及時(shí)跟蹤信封的位置和情況。這樣的模組有超薄的電池、超薄的觸點(diǎn)，成本低至了近乎可忽略的程度，可以用于大量物流、零售等終端上，而且用完后可以丟棄掉。

作為低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的先鋒，Sigfox在全球32個(gè)國家部署并運(yùn)營全國覆蓋的低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)，而且不斷和合作伙伴推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)成本的降低。2015年，與Sigfox網(wǎng)絡(luò)相配套的無線模組價(jià)格高達(dá)15美元，而經(jīng)過不懈努力，目前模組成本降至2美元左右，而且通過放棄一些非核心的功能將模組成本降至0.2美元。

目前Sigfox網(wǎng)絡(luò)所采用的2美元模組Admiral Blue是一款可實(shí)現(xiàn)接收和發(fā)射的雙向通信模組，并可以對消息進(jìn)行加密。不過，若用戶無需雙向通信，或者不需要非常完備的安全性時(shí)，這些功能都可以進(jìn)行簡化，成為簡單廉價(jià)模組Admiral Ivory，用于一些簡單物聯(lián)網(wǎng)任務(wù)中。

當(dāng)然，該模組也不需要GPS接收器來上報(bào)位置信息，而是通過Sigfox網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，不同基站可以通過比較接收的信號強(qiáng)度來定位模組位置。目前其精度還不是很高，但Sigfox希望通過機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，不久未來可以在一些應(yīng)用場景中做到米級定位。

Sigfox在各國部署的基站采用軟件定義無線電（SDR）的技術(shù)以及高靈敏度天線，可以偵聽到由電池供電的那些簡單廉價(jià)模組發(fā)來的12比特為最大單位的數(shù)據(jù)包，然后通過互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)的IT系統(tǒng)相連。

當(dāng)然，無線模組成本只是Sigfox商用方案中的部分成本，還有連接的成本。在Sigfox網(wǎng)絡(luò)商用伊始，其連接成本是每年10美元，每天發(fā)送數(shù)據(jù)的上限是140條，每條數(shù)據(jù)包的大小為12字節(jié)，若是網(wǎng)絡(luò)給終端發(fā)送數(shù)據(jù)的話則每條數(shù)據(jù)包大小為8字節(jié)。不過，Sigfox高管表示，若采用一些簡單廉價(jià)的模組，在一些應(yīng)用場景，如包裹跟蹤應(yīng)用中，其連接成本有可能降低至0.1美元，因?yàn)樵擃悜?yīng)用每年可能只發(fā)送少量數(shù)據(jù)。

在授權(quán)頻段低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的背景下，不同技術(shù)之間的兼容性也顯得非常重要，為打通這一壁壘，Sigfox依靠其芯片合作伙伴GCT，推出一個(gè)固件升級程序，可以實(shí)現(xiàn)Cat M和Sigfox之間的兼容。

廉價(jià)硬件與低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)：海量連接數(shù)的保障

和Sigfox類似的一些物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代異軍突起的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商，正在逐漸蠶食傳統(tǒng)電信運(yùn)營商在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的市場。廉價(jià)的硬件、非授權(quán)頻譜低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)出現(xiàn)讓原本高壁壘的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商門檻減低了，也加速了海量物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)的到來。

多年前，有人在探討IPv6的使用時(shí)舉過一個(gè)形象的例子：IPv6的地址數(shù)量多到了可以給每一粒沙子都賦予一個(gè)IP地址。而面對物聯(lián)網(wǎng)的前景，也有人暢想過給每個(gè)有形的物都嵌入智能、互聯(lián)的模塊，實(shí)現(xiàn)真正的“萬物互聯(lián)”。

不過，給每一個(gè)有形的物嵌入智能互聯(lián)模塊首先要考慮到成本的問題。對于不少價(jià)值相對較高的終端，智能互聯(lián)模塊的成本只占其成本非常小的一部分，甚至可以忽略不計(jì)，當(dāng)然是相對容易實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的；但對于價(jià)值本來就很低的終端，現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)模塊成本可能就比終端本身就高，終端廠商不可能選用。

因此，從終端廠商角度考慮，以成本收益為視角，每一個(gè)行業(yè)終端和物聯(lián)網(wǎng)嵌入式模組之間可能都存在一個(gè)成本的臨界點(diǎn)，當(dāng)模組成本和終端本身成本的比例低于這個(gè)臨界點(diǎn)時(shí)，終端嵌入該模組后成為智能終端的成本在廠商的成本收益權(quán)衡中形成正向收益，終端廠商會(huì)選擇進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)的改造。由于不少終端廠商的商業(yè)模式依然是以硬件銷售為主，因此他們對其元器件成本的增加都比較敏感，所以一般有一個(gè)臨界點(diǎn)的標(biāo)尺。

對于授權(quán)頻譜NB-IoT/eMTC來說，產(chǎn)業(yè)界一致有一個(gè)成本的預(yù)期，即其模組成本的目標(biāo)值為5美元左右，在模組成本降至5美元以下時(shí)，基于低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)的連接數(shù)可以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?。不過，在筆者看來，這一目標(biāo)價(jià)只是帶動(dòng)了和其對比處于成本收益臨界點(diǎn)以下的終端類型。舉例來說，假設(shè)NB-IoT模組占終端BOM成本的20%以下時(shí)，終端廠商愿意采用，這種情況下可能只有價(jià)值25美元以上的終端會(huì)采用這一模組。這一年多以來，與NB-IoT/eMTC關(guān)聯(lián)較大的終端如智能表計(jì)、智能煙感、地磁、智能車鎖等終端設(shè)備都在百元以上，至于動(dòng)輒數(shù)千億的智能門鎖、智能家電對NB-IoT/eMTC的興趣，則更是對其成本不會(huì)過于敏感。

以5美元模組成本作為目標(biāo)價(jià)，可能會(huì)涵蓋百元以上級別的行業(yè)終端和應(yīng)用場景，市場研究機(jī)構(gòu)BI曾預(yù)測到2012年全球基于低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)的連接數(shù)達(dá)到7億，在筆者看來，這個(gè)量級是對應(yīng)于5美元模組成本的連接數(shù)。但低于該量級的終端和應(yīng)用場景還需要更加廉價(jià)的硬件出現(xiàn)，屆時(shí)其連接數(shù)將大大高于7億的數(shù)量。

目前，諸如RFID、433等成熟的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了不少廉價(jià)終端的聯(lián)網(wǎng)，不過，局限于距離、功耗等因素，還有大量有聯(lián)網(wǎng)需求的終端和場景并不能實(shí)現(xiàn)。舉例來說，大量物流、零售商品的包裝可能需要進(jìn)行監(jiān)測，但這些終端會(huì)不斷流動(dòng)且分布在不同環(huán)境，此時(shí)采用低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)更為合適，正如前文所述Sigfox展示的牛皮紙信封拆封時(shí)的場景。而目前低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商也在不斷創(chuàng)新連接收費(fèi)方式，讓連接費(fèi)用更加廉價(jià)，加上產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴的努力，讓硬件的價(jià)格也降至微不足道。

除了高度智能化、高性能的發(fā)展外，物聯(lián)網(wǎng)也需要廉價(jià)、便捷以及用完可丟棄的簡單方案。當(dāng)某天一個(gè)信封、一個(gè)便箋本、一本書等每個(gè)不起眼的物品都有了物聯(lián)網(wǎng)模組接入網(wǎng)絡(luò)，即使是一次性使用的物品也可以和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生關(guān)系時(shí)，我們不僅僅是一些高價(jià)值設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代，而是一個(gè)真正的萬物互聯(lián)的時(shí)代。