物聯網（IoT）是通過互聯網通信連接的智能設備的網絡，它正在改變我們的生活和工作方式。在農場，無線物聯網傳感器可以將有關土壤水分和養分的信息傳輸給全國的農業專家。物聯網警報系統配備了可使用多年的電池，可為房主提供長期保護。適用于人和寵物的可穿戴健身設備可以監控活動水平并提供有關心率和呼吸的反饋。盡管這些應用程序有不同的用途，但它們都有一個共同的特點：依賴于強連接性。

尋求連接解決方案的IoT利益相關者包括無線電和芯片組制造商，平臺供應商，設備制造商，以及各個行業中購買IoT支持產品以供自用或向公眾出售的公司。 這些公司現在可以從30多種不同的連接選項中進行選擇，這些選項具有不同的帶寬、范圍、成本、可靠性和網絡管理功能。這種多樣性，再加上不斷發展的技術需求，造成了一種窘境。 如果利益相關者將賭注押在一個連接選項上，而另一個則成為主流，那么他們的物聯網設備，應用程序和解決方案將很快過時。 如果他們不能看到連通性格局如何演變，他們可能會落后于更具侵略性的競爭對手。

蜂窩5G網絡最終可能成為IoT連接的通用解決方案。 盡管現在一些全球電信網絡和工業應用都使用5G，但是由于開發和部署成本高昂，該技術至少要五年才能廣泛使用。 到2025年，與物聯網相關的年度經濟收益預計將達到3.9萬億至11.1萬億美元，公司不能將物聯網投資推遲到5G到來之時。

為了幫助企業領導者確定最能滿足其當前需求的連接性解決方案，我們分析了13個領域，包括汽車、制造業、建筑業和消費者。在每個領域，我們關注可能的用例的連接性需求。然后，我們確定了每一個最相關的連接解決方案。此外，我們還研究了可能影響連接性格局演變的業務因素，以及強大連接性戰略的要素。

各種各樣的連接產品

在考慮物聯網連接的選擇時，公司必須從四類解決方案中進行選擇：無許可、低功耗、廣域（LPWA）、蜂窩式和衛星通信。公司可能會發現很難在這些技術中做出選擇，因為每個物聯網用例都對帶寬、范圍和其他連接功能提出了獨特的要求。LPWA選項也很難評估，因為它們仍處于部署的早期階段，在更大規模地實施之前，它們的全部潛力和缺點不會變得明顯。

無許可連接解決方案

這些解決方案并非獨家授權給特定公司，允許公眾在使用此技術的任何物聯網設備上訪問它們。未經許可的解決方案相對便宜，允許企業管理自己的網絡，而不是依賴移動運營商。不利的一面是，未經許可的技術容易受到電氣或環境障礙物的干擾，例如大量可能干擾信號傳輸的建筑物。他們還面臨著遠距離（超過100米）連接的困難。公司對于無許可連接有多種選擇，所有這些都有不同的特點。例如，Wi-Fi可能是最著名的無許可選項，其帶寬可達每秒1千兆字節。這比藍牙、Zigbee和Z-Wave的帶寬要高。

低功耗廣域連接

LPWA技術相對較新。顧名思義，它們具有兩個特征：

低功耗。假設它們每小時收集和分析數據，并考慮電池自放電和退化的典型影響，它們可以讓設備運行數年。

廣域。這些技術提供從網關設備到終點至少500米的信號范圍。在具有挑戰性的部署環境（如城市或地下位置）中，覆蓋率最低。

LPWA技術除了提供較長的電池壽命和廣泛的使用范圍外，還具有可靠且成本低廉的特點。沒有其他技術能將這四個特征結合起來。例如，未經許可的技術是不可靠的，而蜂窩技術是昂貴的，并且一次充電無法提供多年的電力。因此，LPWA滿足了物聯網連接中未滿足的需求。

LPWA網絡目前覆蓋全球人口的20％，因此它們無法在未來五年內成為默認解決方案，但是其可用性正在迅速增長。 到2022年，我們預計大多數物聯網應用程序將使用LPWA網絡，這將使連接選擇不那么困難。 （屆時5G仍將無法廣泛使用）。

一些公司已經開發了專有的LPWA技術，包括Ingenu（以前稱為On-Ramp Wireless），Link Labs，LoRa，Sigfox和Weightless。第三代合作伙伴計劃（第三代合作伙伴計劃）是一家開發連接性準則的組織，它也在努力標準化由許多或所有移動設備，芯片組和模塊制造商支持的幾種非專有技術。其中包括窄帶物聯網（NB-IoT），這是最新的LPWA選項，是專門為物聯網開發的。 其他非專有技術包括LTE機器類型的通信（用戶設備類別1、0和M），擴展覆蓋的GSM（EC-GSM）和低吞吐量網絡。

每種LPWA技術都有不同的優勢和實現要求。例如，Sigfox管理自己的網絡，而LoRa得到400多個合作伙伴的支持。NB-IoT依靠現有的蜂窩基礎設施來進行小型試驗。當NB-IoT變得更廣泛可用并應用于更大規模的計劃時，情況也將如此。 由于LPWA市場仍處于早期階段，因此很難預測哪種LPWA解決方案將成為贏家。

蜂窩連接

目前的4G LTE技術提供高達每秒100兆字節的高帶寬和超過10公里的大范圍傳輸。可靠性和可用性也很好。 不利的一面是，4G LTE技術的成本很高，一個模塊要花費數美元甚至更多，而Wi-Fi則要不到1美元。蜂窩連接還具有較高的功耗要求，這使得它不太適合物聯網應用，在物聯網應用中，電池壽命應長達數年。

公司可以在公共或私有網絡上部署4G LTE連接。公用網絡使用與移動電話相同的連接基礎設施，而專用網絡則通過將未使用的頻率從移動運營商處許可給企業擁有的基礎設施，將設備隔離到單獨的系統中。我們分析中的一些公司管理私有網絡，但大多數公司缺乏必要的能力和預算。

地外連接

這種連接方式包括衛星和其他微波技術。物聯網利益相關者通常只在蜂窩和光纖選項不可行的情況下使用它，因為它的成本最高。例如，國防部的組織可能會使用衛星連接無人駕駛飛機。地外連接具有低到中帶寬、高范圍和中到高可靠性和可用性。只有少數行業的物聯網應用依賴地外連接。

跨行業的連通性要求

盡管沒有完美的連接解決方案，但我們能夠通過確定每個行業中可能的用例來為每個行業確定最合適的選擇。 其中許多涉及降低成本和提高生產率。 例如，許多行業的公司都重視物聯網解決方案，這些解決方案通過提供預測性維護來減少機器停機時間，以及使它們能夠更好地了解供應鏈并消除瓶頸的解決方案。 這些服務或任何其他任務還沒有基于IoT的“殺手級應用程序”，但隨著連接技術的發展，在未來幾年內可能會出現。 這可能會增加物聯網的容量和價值。

我們的研究表明，即使潛在用例相同，連通性要求也因行業而異。例如，預測性維護和運營優化是制造、采礦、建筑以及石油和天然氣的潛在物聯網用例。但是，范圍和可靠性要求因行業而異，管理網絡的意愿和能力也不同。

在確定了可能的用例和相關的需求之后，我們確定了在未來五年中每個行業中可能會受到青睞的連接解決方案。我們相信，隨著更廣泛的可用性，許多公司將從無許可技術轉換為LPWA，因為它可以更好地滿足他們的連接要求。考慮采礦行業，該行業中的一家公司必須將電纜鋪設到地表以下，并安裝頻繁的接入點以在其站點之一提供Wi-Fi連接。 （它不能使用其他連接技術，因為蜂窩和地面解決方案無法在地球表面以下傳輸信號。）LPWA可以更輕松地穿透墻壁和其他障礙，一旦在其所在地區商業化，LPWA就可能成為該公司的首選連接解決方案。農業和制造業等許多其他行業的公司也可能從無許可技術轉向LPWA。實際上，我們可以看到IoT與LPWA同步增長的情況，因為改進的連接性將同時增加使用中的IoT設備的數量和使用地點。

盡管LPWA越來越受歡迎，但蜂窩選項仍將為眾多行業的用例提供連通性。 最高的蜂窩需求將涉及公共LTE網絡，因為私有網絡的構建和維護成本很高。

衛星和其他地外通信解決方案將繼續發揮利基作用，僅在蜂窩或光纖技術不可行的情況下提供連接。

商業因素將有助于確定哪種連接解決方案獲得最大的吸引力

我們的分析表明，技術的進步并不是決定哪種連接解決方案成為主導的唯一力量。實際上，以下業務因素（包括物聯網利益相關者無法控制的因素）可能起著同等重要的作用。

改變工業設備制造商的商業模式

大多數創建工業物聯網解決方案的設備制造商最初都遵循按設備單位付費的商業模式，在這種模式下，他們對售出的每臺設備收取一次費用，并從長期維護合同中獲得大部分收入。這種模式無意間在希望使設備連續運行的客戶和從維修故障設備中獲利的制造商之間造成了利益沖突。但是這種沖突可能很快就會停止。制造商現在正在過渡到設備即服務（DaaS）模式，在該模式下，他們向客戶出售其產品的訂閱。訂閱涵蓋了最初的設備購買和以后的維護成本，即使產品不需要維修，制造商也可以從中獲利。實際上，由于服務成本可能會降低其收入，因此他們會努力保持設備運轉。為了簡化DaaS模型，制造商需要連接解決方案，以允許他們遠程連接，監視和執行更新。LPWA解決方案最能滿足他們的需求，因為Wi-Fi等未經許可的技術無法在帶有大量電氣和環境干擾的嘈雜環境中正常工作，包括制造工廠中的環境。

相關費用

盡管物聯網連接芯片組可能相對便宜，但公司可能需要額外的成本才能啟用解決方案，包括用于模塊、改裝和基礎設施的解決方案。 例如，公司購買Wi-Fi模塊的費用可能不到一美元，但他們可能需要購買多個接入點，安裝布線并進行系統集成以實現連接性，而這一切都是昂貴的工作。 如果在這種情況下可以選擇LPWA，則公司可能會青睞它，因為它們的相關成本會更低。

即使是同一類別的連接技術也可能具有不同的關聯成本，這可能決定公司選擇哪種解決方案。例如，考慮各種LPWA選項。雖然公司必須建造通訊塔并購買模塊以部署Sigfox連接，但是NB-IoT只需要購買模塊，因為它可以使用現有的蜂窩基礎設施。

支持生態系統

一些物聯網連接解決方案更易于部署，因為它們具有支持其使用的強大生態系統。 例如，LoRa是一種有吸引力的LPWA選項，因為LoRA聯盟中已經有數百個成員，并且這個數目正在增長。

商業準備

一些新興的連接性解決方案尚未進行大規模測試。比如NB-IOT，一種新的LPWA技術，可以通過現有的蜂窩基礎設施部署，并且具有非常低的功率需求。雖然這項技術正在試驗中，但在商業上并沒有廣泛應用。因此，與其他LPWA解決方案（如LoRa和Sigfox）相比，它可能處于劣勢，這些解決方案已經上市幾年，現在已成為不斷增長的生態系統的一部分。

強有力的近期連接戰略的要素

在公司設計其物聯網戰略時，他們必須保持開放的態度，以適應新的連接標準和客戶的喜好來簡化其方案計劃。 同樣，他們應準備研究新的業務模型，因為物聯網連接性的進步可能會帶來一些令人驚訝的機會。

押注多種物聯網連接標準

多個組織正在嘗試建立IoT的連接標準，包括工業互聯網聯盟和贊助開放標準計劃的各個公司。 這些小組已經成功地為其他技術領域的連通性設定了標準，但是他們的努力往往進展緩慢，這可能會延緩增長。一些公司聯盟和單一的強勢參與者也試圖在標準制定機構能夠統一和定義標準之前就制定事實上的標準。

其他技術的經驗表明，最有可能成為主導的物聯網連接標準將為所有利益相關者提供明確的價值，例如降低成本或技術優勢。他們還將得到一個或多個涵蓋大量產品的強大生態系統中所有參與者的支持。最后，首選標準將允許快速推出和擴展，以及易于采用。如果它們在合伙企業或多個團體的支持下，則更有可能發生這種情況。

在物聯網利益相關者對標準更加確定之前，他們必須保持靈活性。例如，愛立信和華為正在推出不同版本的NB-IoT，但尚不清楚哪個將變得更流行。 因此，想要為IoT產品啟用即用型設備連接的平臺供應商可能希望使其產品與這兩個版本兼容。盡管此策略確保設備可以通信，但它還會增加復雜性并可能增加產品成本。

專注于簡單

我們擁有優秀的工程師和領先的技術公司，感謝現有或正在開發的大量連接技術。復雜的解決方案很好地體現了創作者的技術實力，它們可能最適合許多產品。 但是，在物聯網中，公司在選擇連接解決方案時必須專注于用例，而不是技術的復雜性。這意味著，即使可以使用更高級的選項（即使可以以較低的價格購買它們），也應該首先選擇滿足設備功能基本要求的連接解決方案。

探索新的商業模式

物聯網的最大需求之一是無處不在的連接性。無論位置如何，都可以連接到任何設備。移動虛擬網絡運營商（MVNOs）是目前唯一提供此功能的運營商。 這些運營商從在各個位置（理想情況下在每個主要國家/地區）擁有蜂窩網絡的其他公司租用無線容量。 然后，他們將其能力轉售給設備制造商等物聯網利益相關者。 但是，MVNO不一定會成為物聯網連接的領導者，因為它們不會彌合必須使用同一應用程序的公司之間的鴻溝。 例如，如果一家運輸公司正在將箱子卸貨到卡車上，則需要將其數據移交給卡車公司，然后再交給箱子最終將運到的工廠。 開發連接解決方案以彌合這些差距的公司可能會成為物聯網的領導者。

物聯網本質上是復雜的，設備和應用程序需要多個供應商的合作。 同樣，提供端到端的物聯網連接可能會很復雜，因為它需要多個供應商，并且公司可能會發現他們需要針對其潛在用例的不同解決方案。 贏家公司將盡力解決目前的困惑，并建立連接解決方案，即使不確定性依然存在，它們也將成為物聯網的領導者。

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