物联网（通过互联网无缝通信的无数联网“智能”设备）正在改变我们的生活和工作方式。在农场，无线物联网传感器可以将有关土壤水分和养分的信息传输给全国各地的农业专家。物联网警报系统配备可持续使用多年的电池，可为房主提供长期保护。用于人和宠物的可穿戴健身设备可以监测活动水平并提供有关心率和呼吸的反馈。尽管这些应用程序服务于不同的目的，但它们都有一个共同点：依赖强大的连接性。寻求连接解决方??案的物联网利益相关者包括无线电和芯片制造商、平台供应商、设备制造商，以及购买物联网产品供自己使用或出售给公众的各行各业的公司。这些公司现在可以从30多种不同的连接选项中进行选择，这些选项具有不同的带宽、范围、成本、可靠性和网络管理能力。由于种类繁多，加上不断发展的技术要求，选择可能很困难。如果利益相关者押注于一种连接选项，而另一种成为主流，那么他们的物联网设备、应用程序和解决方案将很快过时。如果他们推迟看到连接领域的变化，他们就有可能落后于更具侵略性的竞争对手。蜂窝5G网络（现已完善）可能最终成为物联网连接的通用解决方案。尽管一些全球电信网络和工业应用现在使用5G，但由于高昂的开发和部署成本，该技术至少需要五年时间才能广泛应用。到2025年，与物联网相关的年度经济效益预计将达到3.9万亿至11.1万亿美元，因此企业必须推迟物联网投资，直到5G到来。为了帮助企业领导者确定最能满足他们当前需求的连接解决方??案，我们分析了13个行业，包括汽车、制造、建筑和消费者，因为物联网在这些行业中变得司空见惯。在各个行业，我们关注可实现用例的连接需求——换句话说，可能最适合物联网解决方案的任务或活动。然后，我们为每个解决方案确定了连接最紧密的连接解决方??案。此外，我们还研究了可能影响连通性格局变化的各种业务因素以及稳健连通性战略的要素。连接产品种类繁多在考虑物联网连接选项时，公司必须从四类解决方案中进行选择：免费频段、低功耗、广域(LPWA)、蜂窝和外部域。公司可能很难在这些技术中做出选择，因为每个物联网用例都对带宽、范围和其他连接功能提出了独特的要求。LPWA选项也很难评估，因为它们仍处于部署的早期阶段，它们的全部潜力和缺点只有在大规模实施后才会显现出来。未经许可的连接解决方??案这些解决方案并未专门授权给特定公司，因此公众可以在使用该技术的任何物联网设备上使用它们。免费频段解决方案相对便宜，允许公司管理自己的网络，而不是依赖移动运营商来管理它们。不利的一面是，免费频段中的技术容易受到电气或周围障碍物的干扰，例如可能干扰信号传输的大量建筑物。他们还面临着提供长距离（超过100米）连接的困难。该公司提供多种免费频段连接选项，所有选项均具有独特的功能。例如，Wi-Fi（可能是自由频带频谱的最知名选择）的带宽高达每秒1GB。这高于蓝牙、Zigbee和Z-Wave的带宽。低功耗、广域连接LPWA技术相对较新。顾名思义，它们有两个特点：低功耗。假设这些技术每时每刻都在收集和分析数据，并考虑到电池自放电和衰退的常见影响，它们可以让设备运行多年。广泛的领域。这些技术提供了从网关设备到终端至少500米的信号传输范围。在困难的部署环境（例如城市或地下位置）中，覆盖率最低。LPWA技术除了提供长电池寿命和广泛的使用范围外，还可靠且成本低廉。没有其他技术可以同时提供所有四个特性。例如，免费频谱中的技术不可靠，而蜂窝技术价格昂贵，一次充电无法提供数年的电力。因此，LPWA解决了物联网连接中未满足的需求。LPWA网络目前仅覆盖全球20%的人口，因此它们在未来五年内不会成为默认解决方案，但它们的可用性正在迅速增长。到2022年，我们预计大多数物联网应用程序将使用LPWA网络，这将使连接选择变得不那么混乱。（届时5G仍无法广泛使用）。一些公司开发了专有的LPWA技术，包括Ingenu（以前称为On-RampWireless）、LinkLabs、LoRa、Sigfox和Weightless。第三代合作伙伴计划是一个制定连接指南的组织，它也在努力标准化许多（或所有）移动设备、芯片组和模块制造商支持的几种非专有技术。其中包括窄带物联网(NB-IoT)，这是专为物联网开发的最新LPWA选项。其他非专有技术包括LTE机器类型通信（用户设备类别1、0和M）、扩展覆盖范围GSM(EC-GSM)和低吞吐量网络。每种LPWA技术都有不同的优势和实施要求。例如，Sigfox运营着自己的网络，而LoRa则得到400多个合作伙伴的支持。NB-IoT依赖于现有的蜂窝基础设施进行测试。当NB-IoT变得更广泛可用并应用于更大规模的计划时，情况也会如此。由于LPWA市场仍处于早期阶段，因此很难预测哪种LPWA解决方案将成为赢家。蜂窝连接目前的4GLTE技术可以提供高达每秒100兆字节的高带宽和超过十公里的传输范围。可靠性和可用性也很好。不利的一面是，4GLTE技术价格昂贵，一个模块成本几美元或更多，而Wi-Fi不到一美元。蜂窝连接还具有高功率要求，因此对于电池寿命必须持续数年的物联网应用来说并不理想。公司可以在公共或专用网络上部署4GLTE连接。公共网络使用与手机相同的连接基础设施，而专用网络通过使用企业的基础设施从移动运营商那里获得未使用的频率许可证，将设备隔离到一个系统中。我们分析中的一些公司管理专用网络，但大多数都缺乏必要的能力和预算。在更广泛的人群中也是如此。外星连接此连接选项包括卫星和其他微波技术。物联网利益相关者通常只在蜂窝和光纤选项不可行时才使用它们，因为这是最昂贵的选项。例如，国防部门内的组织可以为无人机使用卫星连接。地外选项具有中低带宽、长传输距离以及中高可靠性和可用性。只有少数行业依赖物联网应用的地外连接。各行业的连接需求虽然没有完美的连接解决方??案，但我们能够通过识别每个行业可能实施的用例来确定最适合每个行业的选项。其中许多选项涉及降低成本和提高生产率。例如，许多行业的公司都非常重视物联网解决方案，作为通过提供预测性维护减少机器停机时间并使他们能够更好地了解供应链和解决瓶颈的解决方案。目前还没有针对这些服务或任何其他任务的基于物联网的“杀手级应用程序”，但随着连接技术的进步，未来几年可能会有一个。这可能会增加物联网的数量和价值。我们的研究表明，即使底层用例相同，连接需求也会因行业而异。例如，预测性维护和运营优化是制造、采矿、建筑以及石油和天然气行业的潜在物联网用例。然而，范围和可靠性要求因行业而异，公司管理网络的意愿和能力也是如此。在发现可能的用例和相关需求之后，我们确定了可能在未来五年内在每个行业中获得关注的连接解决方??案。我们相信，随着LPWA的普及，许多公司将从免费频段技术转向这项技术，因为LPWA可以更好地满足他们的连接需求。以采矿业为例。该行业的一家公司必须在地表以下铺设电缆并安装密集的接入点网络，以便在其中一个建筑工地提供Wi-Fi连接。（它不能使用其他连接技术，因为蜂窝和地面解决方案无法在地表以下传输信号。）LPWA可以更容易地穿透墙壁和其他障碍物，一旦在其位置可用，LPWA很可能是该公司的第一个选择。首选解决方案。许多其他行业的公司，例如农业和制造业，也可能从自由频段技术转向LPWA。事实上，我们可以看到物联网与LPWA同步增长，因为连接性的增加将增加使用中的物联网设备的数量和使用它们的位置。尽管LPWA越来越受欢迎，但蜂窝仍将为众多行业的用例提供连接。最高的蜂窝需求将涉及公共LTE网络，因为专用网络的创建和维护成本很高。卫星和其他地外通信解决方案将继续服务于小众用途，仅在蜂窝或光纤技术不可行的情况下提供连接。商业因素将有助于确定哪种连接解决方??案最受关注我们的分析表明，技术进步并不是决定哪种连接解决方??案将占据主导地位的唯一力量。事实上，以下业务因素（包括物联网利益相关者无法控制的因素）可能发挥同样重要的作用。改变工业设备制造商的商业模式大多数创建IIoT解决方案的设备制造商最初都遵循按单位付费的商业模式，即他们为每售出一个单位支付溢价。设备一次性收费，大部分收入来自长期维护合同。这种模式无意中造成了希望保持设备持续运行的客户与通过维修故障设备获利的制造商之间的利益冲突，但这种冲突可能很快就会停止。制造商现在正在过渡到设备即服务(DaaS)模式，在这种模式下，他们向客户销售其产品的订阅服务。该服务涵盖初始设备购买和后续维护，即使产品不需要维护，制造商也能赚钱。实际上，他们保持设备运行是因为服务成本会减少他们的收入。为简化DaaS模型，制造商需要允许他们远程连接、监控和执行更新的连接解决方??案。LPWA解决方案最能满足他们的需求，因为Wi-Fi等免费频段技术在具有大量电气和环境干扰的“嘈杂”环境中效果不佳，包括制造工厂中的环境。相关成本尽管物联网连接芯片组可能相对便宜，但公司可能会产生额外成本来启用这些解决方案，包括模块、改造和基础设施的解决方案。例如，一家公司可能以不到一美元的价格购买了一个Wi-Fi模块，但他们可能需要购买多个接入点、安装线束和进行系统集成以实现连接，所有这些工作都是成本高昂的。如果LPWA在这种情况下是一种选择，公司可能会青睐它，因为该技术的相关成本较低。即使是同一类别的连接技术也可能具有不同的相关成本，这可能决定公司选择哪种解决方案。考虑下面的各种LPWA选项。公司必须建造通信塔并购买模块才能部署Sigfox连接，但NB-IoT只需购买模块，因为它可以使用现有的蜂窝基础设施。生态系统支持一些物联网连接解决方??案更容易部署，因为它们有强大的生态系统来支持它们的使用。例如，LoRa是一种有吸引力的LPWA技术，因为LoRA联盟中已经有数百名成员，而且这个数字还在增长。商业准备一些新兴的连接解决方??案尚未进行大规模测试。想想NB-IoT，这是一种新的LPWA技术，可以部署在现有的蜂窝基础设施上，并且功耗非常低。尽管该技术已经过试点测试，但尚未大规模商业化。因此，与LoRa和Sigfox等其他LPWA解决方案相比，这些解决方案可能已经处于劣势，这些解决方案已经上市几年，现在是不断发展的生态系统的一部分。强大的近期连接战略的要素公司在设计物联网战略时必须对变化持开放态度，根据新的连接标准和客户偏好调整战略以简化运营。同样，他们应该准备好研究新的商业模式，因为物联网连接的进步可能会带来一些令人惊讶的商业机会。押注多种物联网连接标准多个团体正在尝试建立物联网连接标准，包括工业互联网联盟和赞助开放标准计划的多家公司。这些团体已成功地为其他技术领域的连通性设定了标准，但他们的努力往往进展缓慢，这可能会减缓增长。公司联盟和单一的强大参与者也试图在标准机构协调和定义它们之前创建事实上的标准。其他技术的经验表明，最有可能占主导地位的物联网连接标准将为所有利益相关者带来明确的价值，例如降低成本或技术优势。他们还将得到一个或多个涵盖广泛产品的强大生态系统中所有参与者的支持。最终，首选标准将允许快速部署和扩展并易于采用——如果它们得到合作伙伴或多个团体的支持，这很可能会发生。在物联网利益相关者对标准更加确定之前，他们必须保持灵活性。例如，爱立信和华为正在推出不同版本的NB-IoT，但尚不清楚哪个版本会更受欢迎。因此，想要为IoT产品启用开箱即用的设备连接的平台供应商可能希望让他们的产品与这两个版本兼容。虽然此策略可确保设备通信，但它也增加了复杂性并可能增加产品成本。专注于简单性由于有大量可用或正在开发的连接技术，才华横溢的工程师和先进技术公司可以使用它们。最复杂的解决方案是其创造者技术实力的一个很好的例子，它们可能适用于许多产品。然而，在物联网中，公司在选择连接解决方??案时必须关注用例，而不是技术的复杂性。也就是说，他们应该对满足设备功能基本要求的连接解决方??案感到满意，即使他们可以使用更高级的选项（前提是价格更低）。探索新的商业模式物联网的最大需求之一是无处不在的连接——能够连接到任何设备，无论它在哪里。移动虚拟网络运营商(MVNO)是目前提供此功能的唯一参与者。这些运营商从在不同地点拥有蜂窝网络的其他公司租用无线电承载能力，最好是在每个主要国家。然后，他们将承载能力转售给设备制造商等物联网利益相关者。然而，MVNO不一定是物联网连接的领导者，因为它们不会缩小必须使用相同应用程序的公司之间的差距。例如，如果一家运输公司正在装载箱子，它必须将其数据交给卡车运输公司，然后由卡车运输公司将箱子运送到收货厂。尝试开发连接解决方??案以缩小这些差距的公司可能会成为物联网领导者。物联网其实很复杂，设备和应用需要多个厂商的合作。同样，提供端到端的物联网连接可能很复杂，因为它需要多个供应商协同工作，而且公司可能会发现自己需要针对其潜在用例的不同解决方案。成功的公司将尝试解决当前的困惑并创建连接解决方??案，即使不确定性仍然存在，它们也将成为物联网的领导者。
