沈磊，产品市场高级总监

大家好，很感谢大家今天抽出时间和我们探讨未来的物联网技术以及通信、连接技术在未来物联网大市场的作用。

其实整个物联网的概念也是方兴未艾，有很多新的技术、很多新的概念正在产生。让大家兴奋的一点是，物联网真正的商业模式、应用服务还有对我们生活的改变，其中绝大部分的可能还没有被发掘出来，现在我们都处在一个大时代的门口，在展望，然后一起学习。所以借今天的机会，大家一块讨论物联网的愿景。

如果大家了解Qualcomm，我们是在无线通信领域，尤其是在智能手机领域的技术和芯片组等方面一直处于领先地位。Qualcomm成立32年了，在过去的30年聚焦的都是连接人，把全球60亿、70亿的人连接起来，载体就是手机。可以说整个手机行业的发展历程都有Qualcomm的身影。从最早的模拟通信到数字通信，从功能手机到智能手机，Qualcomm一直在推动行业的变革和演进。

从现在开始到未来的30年，Qualcomm的一个主要愿景就是连接万物，也就是每个人身边，你的工作和生活环境当中各种各样的物体。我们希望充分利用连接、计算和其他技术，让大家的生活更加享受、更有效率，整个的生活方式发生一个本质的变化。

谈到催生未来物联网的主要技术，分为两大块：一个是连接，一个是计算。首先是连接，就是连接各个物体，它们互相通话，如两个物体之间、以及它们和网络的通话，有短距、中距和广域的连接技术。另一方面就是计算，很多都在手机里看到，包括CPU、GPU、多媒体、图像、传感器、定位等这些在手机里的计算技术，也将被转移应用到以后的物联网中。

Qualcomm认为这个市场非常多样，每个领域都有很迫切的需求，为什么我们认为手机中的技术能够应用到物联网呢？比较负责任的讲，在过去相当长的时间里面，手机一直是推动技术进步、产品进步的一个主要领域。首先，手机行业的规模非常大，每年全球手机的出货量都是10亿部以上。另外，手机的生态系统足够大，领先的产品和技术厂家都在参与，大家共同努力、相互竞争，所以技术能够以比一个较快的步伐往前推动。主流技术的演进不是以年来计算，都是以月来计算，很多通信、计算技术，每过几个月就有很大的提升。和其他领域相比，手机技术的演进速度非常快。此外，手机对各方面的性能、功耗、面积、成本的要求极度苛刻，大家知道现在手机有多么轻薄，多么强大的处理能力。举个例子，一个手机里面的通信系统有4G的通信系统、有GPS、FM、Wi-Fi、蓝牙等，这些都是射频系统，要收发数据、处理各种信号，以上这些还要全部塞在一个这么轻薄、这么小的金属壳子里，这个壳子里的电池、相机等机械构件都在抢占资源。如何能在这么一个严苛的设计环境里，既兼顾技术的进步，又兼顾多个系统的兼容、功耗、成本和散热等其他指标，这是极难的事情。但这也是这个行业令人兴奋的原因，对厂商提出最高的挑战，整个行业一直在做最大的努力。

物联网这个词很大，很多人都叫IoT，即Internet of Things，我们还有一个叫法叫Internet of Everything，即万物互联。也就是说把除了人之外的所有物体都可以连接起来，每个物体都更加智能，可以很聪明地用最佳的方式提供服务。

这个涵盖面就太广了，“万物Everything“可以是从大到小、各种各样的物体，每一个领域、每一个市场、每一种物体的性质是非常不一样的。比如说中国现在有三到四亿个家庭，每个家庭至少有三到四块表——水表、电表、煤气表，以前都是有人抄表，这些表占用了大量的社会资源，而且会遇到阶梯电费、省水、煤气安全等不同情景。如果这些表是智能的，能够把资费、信息上传，就可以节省成本和资源，且并不需要非常高的计算能力，只需具备一定的计算和连接能力就可以。此外，也有一些应用，比如非常高清的、和生命财产安全相关的监控应用，例如高清摄像头，它监控非常重要的人、物和财产，它承担救人的责任，要来帮助人，那么它的智能程度就要非常高，可能比飞机还要复杂。比如，以后如果无人机能够到一些火灾现场，或者紧急事件的现场去处置，就要求它要有非常高的智能程度，根据当时的情况自动计算路线，很聪明的完成各种任务，传回大量的音频、视频，同时需要把大量的控制信号传到现场；如果自动驾驶的车辆或者非常聪明的机器人，在我们碰到问题时能够提供医疗服务、抢救，帮助我们脱离危险，这对通讯能力是极高的要求，这些都属于万物互联或者物联网的概念。

这么多样复杂的场景，是没有办法只通过一个技术、一个网络、一个系统来提供所有的服务的。万物互联是非常多样化的，提供的技术也是非常灵活的，要根据实际的情况配置所需的通信和计算能力。

在过去的30年，Qualcomm有幸参与了手机行业的大发展，这个过程中我们也是迎接挑战磨炼自己，积攒了大量的连接和计算能力。在过去几年，物联网市场刚开始发展的时候，Qualcomm也积极参与，到今天为止，Qualcomm物联网芯片的累计出货量已超过10亿片。物联网是一个未来的概念，但此时此刻也正在发生，Qualcomm也在积极参与。

刚才提到不管是连接和计算，物联网的概念非常宽泛，应用非常多样性。在连接方面，需要多种多样的技术来支持，这里我们简单列了几种连接技术。例如短距的连接，物体之间的连接，或者和人的连接，可以使用蓝牙、NFC、ZigBee这种一两米范围的连接技术；如果是局域网，在家庭、办公室、机场、咖啡厅，也可以使用有增强型的蓝牙，也可以使用ZigBee、Wi-Fi。当然Wi-Fi也有各个等级，数据率、覆盖范围，可以使用802.11ac、802.11a/b/g/n、802.11ax、1x1、2x2，最高级可以使用802.11ad，Wi-Fi可以在局域网有一个很好的覆盖。那如果是再大一点的范围，如广域网的连接，例如智慧城市，将整个城市里的所有路灯、停车场都连接起来，把能源管道在全国范围内连接起来，就需要一个广域网，那么毫无疑问，这就需要蜂窝网络技术。蜂窝网络技术，就是大家最熟悉的2G、3G、4G、未来的5G技术，采用的都是蜂窝网络技术，它是广域覆盖、全球范围内最成熟、部署最广泛的技术。

蜂窝技术还有一些应用，比如说电表，如果有必要可以通过无线传输，也可以把小区里所有电表的信息汇总到一个集中器，处理完将数据打包发送到电力公司。当然这里还有很多其他的技术，有线，无线的，Qualcomm这些年积累的，都会在未来物联网领域发挥很大的作用，如何把这些技术有机地整合在一起非常重要。刚才提到很多是蜂窝和非授权的技术，非授权的技术包括像Zigbee、蓝牙、Wi-Fi等。而专门针对物联网催生的技术，包括像Sigfox和像LoRa等900MHz频段的私有的、非授权的技术。

那么在蜂窝和非蜂窝的通讯技术之间怎么选择？哪一个是未来的方向？我们可以非常自信地讲，蜂窝通讯技术是未来物联网连接支撑技术里绝对的主流方向，有多个原因。首先，最简单的一个例子，蜂窝通讯技术从2G、3G、4G到现在30多年发展下来，它的覆盖无处不在，它不是全新的，不需要重新部署，它在空气当中，任何一个地理范围都有充分的覆盖。例证就是，大家走到任何一个地方，你的手机基本都有信号。第二，它是授权频谱，是运营商花费了很大精力进行部署的，所以部署都非常慎重，在连接性、安全、质量方面都有充分的保证，它是始终在线、非常可靠的一个基础设施。此外，说到安全，通过这些年的发展，蜂窝技术从核心网到接收网到手机，整个链路上已经有多层的加密机制，你想从空中截取传输的数据，想知道里面的内容几乎是不可能的，它已经做了大量的安全积累。最后，相当重要的一点，这个行业生态系统的从业者非常多，在网络侧有全球主流的基础设施厂商，终端侧有众多的手机厂商，在芯片侧有Qualcomm等很多从业者，大家从标准的制定到技术的发展和验证，到产品的研发和上市，以及整个网络、整个手机的优化和完善，一直在做这方面的工作。世界上最大的一个产业链，花了长时间不断地积累和完善，让蜂窝技术成为最为可靠、最为完善、最为可用的技术。

对于未来5年、10年、15年，物联网的发展能到多大的量，每个人都有自己的愿景。那么这里我们引用了一个第三方的数据，到2025年，全球物联网，包括机器和物体的连接能达到50亿以上。这是一个非常保守的估计，没有人可以预测，我们只知道这个数量将非常大，而它的覆盖领域，可以说唯一的线路就是你的想象力，所以它有无限多的可能。

我们举几个简单的例子，比如智能城市，所的路灯、交通管理、智能泊车，大家开车找不到车位，可以用技术管理起来；移动健康，可穿戴设备，例如在锻炼的时候查看你的心率；远程的看护，照顾老年人和小朋友的身体；各种公共事业，水电煤气表等；还有很多工业领域的案例，比如油气管线，油田的控制，这些现在都是靠人去支持，靠一些模拟的或者其他的方式，在效率、能力等各方面都是有限的，这些完全可以用技术管理起来；此外，环境监测也是一个充满前景的领域，北京空气污染是个严重的问题，空气过滤是不是可以智能启动？包括采取的应对措施、风险和资源的管理等；智能楼宇，所有的办公场合，住宅场所的门锁、空调的安全是不是可以管起来；还有工业物联网，生产场合比如说码头、港口、机场，从原材料到成品到生产的过程中，那么多的物料都要管理，我们都可以用技术连接起来；零售业更不用说，ATM也可以管理起来，户外的广告牌，资产的管理，有价值的人的追踪，比如小朋友、宠物，都可以管理。所以，还是那句话，物联网绝大部分的应用服务、商业模式都还没有被发明出来，或者没有被想象出来，所以这是它有趣的地方，这是一个颠覆性的行业，一次像工业革命般的机会。

大家都知道蜂窝技术的发展，从2G的GSM、GPRS、EDGE到3G的WCDMA、EV-DO到4G LTE、4G+、载波聚合等，这东西是不是可以直接用到物联网上？其实不是的。因为这些东西都是针对人与人的通信，针对手机设计的，但是物联网提出的要求和手机是有比较大的区别的。所以在2016年6月，全球标准化组织3GPP组织在比较短时间里面，制定了两个新的蜂窝技术标准，还是属于4G无线通讯或者LTE的范畴。这两个技术，根据3GPP组织的名称，一个叫Cat-M1 (eMTC)。其中Cat是指的是LTE的类别，根据LTE的速率，给出了不同的等级划分。大家知道手机的入门级是LTE Cat.4，达到上行50Mbps、下行150Mbps的速率。那么LTE Cat.4往上是LTE Cat.6，下行300Mbps，到了LTE Cat.12，下行速率达到600Mbps。Qualcomm刚推出的支持LTE Cat.16级别的千兆级调制解调器，下行可以做到1Gbps。此外，我们还有支持LTE Cat.18的调制解调器，下行速率达到1.2Gbps。除了Cat-M1，3GPP组织还同时推出了一个叫Cat-NB1 (NB-IoT) 的标准。所以Cat-M1和Cat-NB1这两个标准是2016年6月份，同时推出的两个新的行业标准，有了这个行业标准之后，后面做基站、做芯片、做应用服务的，大家都会跟进。

Cat-M1也叫eMTC是机器之间通讯的标准，Cat-NB1也叫NB-IoT，比较标准的称呼是Cat-M1和Cat-NB1。和我刚才提到的一路往上走的Cat.6、Cat.12、Cat.16、Cat.18相反，它们往下走，主要任务是降低系统复杂度和降低系统成本、提高系统的续航时间，去掉不需要的部分，比如高数据率、高移动性、超强传输能力，而是根据物联网的要求度身定制，去掉不必要的能力，达到提升电池寿命、降低成本、提升小区内部署总量的要求，实现其他的益处。

那这两种技术是如何实现4G调制解调器的海量部署、规模经济和超长生命周期的呢？主要方法是降低复杂度。首先就要放弃掉原来LTE对数据速率的追求，绝大部分物联网的应用并不需要超高的数据率。举个简单的例子，Qualcomm现在在手机上能实现高达千兆级的下行速率，它的应用场景能满足沉浸式的VR体验、联网云服务，或者文件和媒体的超高速下载，但在物联网的应用场景却很少，所以物联网并不需要1Gbps、1.2Gbps这样超高速的数据速率。绝大部分物联网应用在1Mbps或者几百kbps、几十kbps就够用了，所以可以放弃高速数据速率，提供可用速率就可以了。比如说Cat-M1，上行下行都是1Mbps；Cat-NB1上行和下行速率分别是60kbps和20kbps，上行高一些，下行反而更低一些。因为Cat-NB1主要是针对一些计量和环境传感器等，做很简单的应用，往往是一两个星期甚至更长时间才需要给网络发一点点数据，从网上下载很多数据的情况十分少见。所以上行60kbps，下行只有20kbps。

另外一个复杂度的降低来自于带宽。大家知道一个LTE载波是20MHz，两载波聚合就是两个20MHz，三载波聚合就是3x20MHz。而到物联网带宽有了明显的下降：Cat-M1只需要1.4MHz系统就够了，Cat-NB1需要200KHz，所需带宽非常窄，这个跟GSM的频段是一样的。一方面带宽窄了，另一方面部署起来也比较容易。Cat-M1可以在已有的LTE频段里部署，每20MHz就是一个LTE的载波，用来传输到手机上的数据，我可以在一个20MHz的载波里面，选定一个位置把Cat-M1部署进去。部署进去之后，在真正的工作状态下它还可以跳频，但标准保证了这不会干扰到现有的手机系统。

Cat-NB1部署更加灵活，它既可以在20MHz的频段中进行部署，也可以在载波间的保护频段部署，每个20MHz的LTE载波中间都留着一个保护频段，这个保护频段为避免互相干扰大家都不使用。其实保护频段已经很窄了，但是200KHz更窄，就可以被部署在保护频段中。当然也可以专门找一个频段对这200KHz进行部署，所以方法其实非常灵活。