作者： 趙小飛

物聯(lián)網智庫 原創(chuàng)

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在NB-IoT/eMTC等低功耗廣域網絡商用的初期階段，芯片和模組成本成為業(yè)界關注的一個要點，畢竟需要這一連接技術的大量設備本身是低價值的終端。不過，當物聯(lián)網模組成本低至可以忽略的時候，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值的設備可以和物聯(lián)網發(fā)生關系，給這些行業(yè)帶來新的變革。

20美分模組：Sigfox的物聯(lián)網決心

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

在大會上，Sigfox展示該模組的一個應用場景：在牛皮紙信封中嵌入該模組，當信封被打開時，就會觸發(fā)模組向后臺發(fā)送一條文字消息，再實時發(fā)送給管理人手機，及時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，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。

作為低功耗廣域網絡領域的先鋒，Sigfox在全球32個國家部署并運營全國覆蓋的低功耗廣域網絡，而且不斷和合作伙伴推進產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)成本的降低。2015年，與Sigfox網絡相配套的無線模組價格高達15美元，而經過不懈努力，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網絡所采用的2美元模組Admiral Blue是一款可實現(xiàn)接收和發(fā)射的雙向通信模組，并可以對消息進行加密。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，這些功能都可以進行簡化，成為簡單廉價模組Admiral Ivory，用于一些簡單物聯(lián)網任務中。

當然，該模組也不需要GPS接收器來上報位置信息，而是通過Sigfox網絡來實現(xiàn)，不同基站可以通過比較接收的信號強度來定位模組位置。目前其精度還不是很高，但Sigfox希望通過機器學習等技術對數(shù)據(jù)進行分析，不久未來可以在一些應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)網和企業(yè)的IT系統(tǒng)相連。

當然，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網絡商用伊始，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)，若是網絡給終端發(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的模組，在一些應用場景，如包裹跟蹤應用中，其連接成本有可能降低至0.1美元，因為該類應用每年可能只發(fā)送少量數(shù)據(jù)。

在授權頻段低功耗廣域網絡發(fā)展的背景下，不同技術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，推出一個固件升級程序，可以實現(xiàn)Cat M和Sigfox之間的兼容。

廉價硬件與低功耗廣域網絡：海量連接數(shù)的保障

和Sigfox類似的一些物聯(lián)網時代異軍突起的網絡運營商，正在逐漸蠶食傳統(tǒng)電信運營商在物聯(lián)網領域的市場。廉價的硬件、非授權頻譜低功耗廣域網絡技術出現(xiàn)讓原本高壁壘的網絡運營商門檻減低了，也加速了海量物聯(lián)網連接數(shù)的到來。

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

不過，給每一個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，當然是相對容易實現(xiàn)物聯(lián)網應用的；但對于價值本來就很低的終端，現(xiàn)有的物聯(lián)網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，每一個行業(yè)終端和物聯(lián)網嵌入式模組之間可能都存在一個成本的臨界點，當模組成本和終端本身成本的比例低于這個臨界點時，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衡中形成正向收益，終端廠商會選擇進行物聯(lián)網的改造。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，所以一般有一個臨界點的標尺。

對于授權頻譜NB-IoT/eMTC來說，產業(yè)界一致有一個成本的預期，即其模組成本的目標值為5美元左右，在模組成本降至5美元以下時，基于低功耗廣域網絡的連接數(shù)可以實現(xiàn)規(guī)?；?。不過，在筆者看來，這一目標價只是帶動了和其對比處于成本收益臨界點以下的終端類型。舉例來說，假設NB-IoT模組占終端BOM成本的20%以下時，終端廠商愿意采用，這種情況下可能只有價值25美元以上的終端會采用這一模組。這一年多以來，與NB-IoT/eMTC關聯(lián)較大的終端如智能表計、智能煙感、地磁、智能車鎖等終端設備都在百元以上，至于動輒數(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過于敏感。

以5美元模組成本作為目標價，可能會涵蓋百元以上級別的行業(yè)終端和應用場景，市場研究機構BI曾預測到2012年全球基于低功耗廣域網絡的連接數(shù)達到7億，在筆者看來，這個量級是對應于5美元模組成本的連接數(shù)。但低于該量級的終端和應用場景還需要更加廉價的硬件出現(xiàn)，屆時其連接數(shù)將大大高于7億的數(shù)量。

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

除了高度智能化、高性能的發(fā)展外，物聯(lián)網也需要廉價、便捷以及用完可丟棄的簡單方案。當某天一個信封、一個便箋本、一本書等每個不起眼的物品都有了物聯(lián)網模組接入網絡，即使是一次性使用的物品也可以和物聯(lián)網產生關系時，我們不僅僅是一些高價值設備的聯(lián)網的時代，而是一個真正的萬物互聯(lián)的時代。