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工信部檔案解讀
5月7日，工信部辦公廳正式釋出了《關于深入推進移動物聯網全面發展的通知》，這是2020年度專門針對物聯網領域的首個檔案。
這裡我留下了該《通知》的網址：
http://www.miit.gov.cn/n1146295/n1652858/n1652930/n3757020/c7901465/content.html通知内容不多，大家都看得懂通知的内容。我這裡精簡一下，就是營運商2G/3G的業務要遷移轉網，建議轉到NB-IoT、4G（包含CAT1）和5G上。工信部又擔心營運商做不好，進行細緻入微的關心。
首先國家工信部最關心原有使用者的使用情況，如果營運商2G/3G關閉，那麼原來的使用者的業務怎麼辦呢，就要求營運商盡快把NB-IoT、4G（包含CAT1）和5G的覆寫服務做好，不能影響原來使用者的業務發展；與此同時作為營運商親媽的工信部又擔心營運商在這次業務遷移的過程中吃虧太多，首先公開表示建議原有2G/3G使用者将原有業務轉到營運商的其他平台上，然後又細心的指導營運商應該尋找更多的應用和配套技術、降低成本、做好解決方案等。
說白了《通知》主要就是兩點，一要求營運商服務好客戶維護國家物聯網的高速發展，二是 幫營運商出主意，好好幹、多賺錢。這裡我們通過高鐵的例子來類比，由于我國要高速發展，原有的綠皮鐵路（2G/3G）要淘汰了，現在要換上效率更高的鐵路和諧号（NB-IoT）、複興号（5G），原來的T字頭特快列車進行下提速（LTE Cat1）。
那麼鐵路公司（電信營運商）就需要有大量的投入。此時國家鐵路局（工信部）擔心了，表示一定要把鐵路修好，不能影響原有旅客的出行，而且不能隻修大城市，小城市也要覆寫，班次頻率不能降低，原有的鐵路網要求全部覆寫（要求NB-IoT全面覆寫和深度覆寫）。
此時鐵路局又說了，票價也不能太貴，否則原來的乘客都去坐飛機、坐汽車（其他物聯網技術）了，另外一定要做更多的服務，比如列車上要提供餐飲、小食，提供按摩座椅，一定讓更多的人過來坐火車，盡量少虧錢，否則每天空車跑來跑去虧死了（NB-IoT的大量基站處于輕載、空載狀态）
2G/3G退網的大蛋糕何去何從？
《通知》中明确提出到2020年底移動物聯網連接配接數達到12億的要求，實作這一目标沒有太大懸念。
2019年通信業統計公報資料顯示，截止2019年底移動物聯網連接配接數已超過10.3億，而在2018年底，這一數字為6.71億。從曆年通信業統計公報資料來看，近年來移動物聯網連接配接數增長速度是非常快的。
根據最新資料，截止2020年3月底，移動物聯網連接配接數已達到10.78億，一個季度增長了4800萬。按照這個速度，到年底突破12億也就一步之遙，移動物聯網連接配接數超過人與人連接配接數的“物超人”态勢在不久很快就能實作。
然而，這10億以上的移動物聯網裝置中，大部分還是基于2G網絡的連接配接。在2G退網的大背景下，這一結構并不健康。是以，《通知》在發展目标中也明确提出“建立NB-IoT、4G（含LTE-Cat1）和5G協同發展的移動物聯網綜合生态體系”。
一個亮點是《通知》中特别強調Cat1的作用。業界一緻認為，未來幾年中，移動物聯網連接配接結構中，NB-IoT+4G将成為主流方式，而4G中Cat1占據絕大部分份額，與NB-IoT一起構成中速率和低速率物聯網連接配接的主力。
目前，國内Cat1産業生态也逐漸完善，以紫光展銳和ASR為代表的晶片廠商平台占據主要份額，各家模組廠商相繼推出Cat1模組，使Cat1成為2020年物聯網的一個熱點，模組成本也開啟了下降的通道。從晶片設計的角度看Cat1模組的價格最終會和NB-IoT的相當。
那麼這10億多的移動裝置的大蛋糕會被如何配置設定呢？在分析這個問題之前，需要看一看原有的2G業務的應用範疇，現階段使用量最大的2G物聯網卡主要為POS機，車載，追蹤器、智能穿戴等，還有大量的電網、工廠管理等固定裝置。
針對這些需求，可以承接的技術包括NB-IoT、Cat1以及私有區域網路（LoRa和小無線技術）。對于網絡安全和管理的要求，大量的企業、工廠、園區都在建設自己的私有網絡，在2G退網後不會再繼續使用移動物聯網，而會使用私有企業網，這一部分約占總量的5%。
剩下的裝置多為移動終端裝置，必須使用營運商網絡，也就是NB-IoT與Cat1的競争。工信部資訊通信發展司副司長劉郁林曾明确提出NB-IoT市場面臨的三大挑戰：
第一，NB-IoT應用有待進一步普及。目前我國大部分NB-IoT連接配接集中在少數城市，在全國範圍内得到普及的程度還有所欠缺，大量基站處于輕載、空載狀态。
第二，NB-IoT網絡覆寫還有待進一步完善。部分地區NB-IoT網絡覆寫水準還不能完全滿足承載2G連接配接遷移的要求，在局部覆寫深度方面還需加強。
第三，采用先進移動技術的比例有待進一步提升。現有存量物聯網連接配接中，2G、3G連接配接仍占較大份額，需要加快形成以4G、5G技術梯次承接各類物聯網連接配接的發展格局。
同時，針對重點應用場景需求，進一步完善優化NB-IoT網絡品質，加強深度覆寫，有力支撐各類應用繼續上量發展。相對于連接配接數，物聯網連接配接結構分布的目标更為重要，加速淘汰落後産能，以最先進和主流的技術來支撐形成從低速到高速、從高時延到低延遲時間的多層次合理結構的物聯網連接配接格局，才能在支撐下一個十年各行業數字化轉型過程中承擔“新基建”作用。
對比NB-IoT技術和Cat1技術與2G技術的相似性，Cat1技術相似性更強，其速率完全相容原2G需求。然而NB-IoT技術的更低功耗和更遠距離對于原有2G的業務沒有任何優勢，其優勢的表計和煙感都是這兩年開發的新業務，都不是2G的原有業務，而助動車管理等一些追蹤類型的應用，NB-IoT技術對于Cat1也沒有任何優勢，加上Cat1的網絡更新和覆寫更快速，後續此類應用NB-IoT一定也處于下風。綜合考慮大概有10%的原有2G業務會切換到NB-IoT業務，剩下的85%的業務會切換到CAT1。
總結一下原有的2G業務切換，5%為私有網絡，10%為NB-IoT網絡，85%為4G（包含CAT1）。
局域物聯網與蜂窩移動物聯網的恩怨情仇
随着營運商的手機使用者飽和，将工作重心轉移到物聯網市場，于此同時，區域網路技術也在物聯網市場進行快速發展，進而形成了授權頻段和非授權頻段的技術之争。授權頻段的移動蜂窩網技術為NB-IoT、4G（包含CAT1）和5G，而局域物聯網技術有Wi-Fi、ZigBee、LoRa等。
其中最早吹響戰鬥号角的是5G對Wi-Fi的攻擊，号稱5G商業營運之後就不會再有Wi-Fi的市場了，5G會搶占之前Wi-Fi的市場，再之後就是NB-IoT對LoRa發起長期的攻擊。結果如何呢Wi-Fi和LoRa依然發展的很好，Wi-Fi推出了Wi-Fi6，而越來越多的國内項目都使用LoRa進行私有、專有的布網。
Wi-Fi是手機和智能家居的标配，幾乎每個家庭和企業都有自己的Wi-Fi區域網路；而LoRa是智慧樓宇智慧社群、智慧工廠的标配，招商、萬科等房地産企業都在使用LoRa進行樓宇社群覆寫，騰訊、阿裡等大量的企業都使用LoRa對其園區進行覆寫。顯然沒有因為受到營運商的網絡炮彈後有所退縮，反而發展的更好。
當時埃隆馬斯克還号稱他的衛星聯網方案可以幹掉電信營運商呢。我們還用剛剛的鐵路案例做類比，營運商的網絡就相當于軌道交通，衛星通訊相當于飛機，而其他區域網路通信相當于汽車，營運商說大家都來用火車、地鐵（5G和NB-IoT）不要開汽車（Wi-Fi、LoRa）了，埃隆馬斯克說今後大家出門都别做地鐵和火車（5G和NB-IoT），都坐飛機（衛星通信）。
這是不可能的，是經濟成本決定的，在傳輸同樣資料量和區域覆寫的總體成本，衛星通信是蜂窩移動網的100倍，蜂窩移動網是區域網路的10倍左右。也就是說如果一戶家庭對比使用5G和Wi-Fi做同樣的網絡應用，實際産生的社會資源總體成本5G要比Wi-Fi高10倍，這是由實體原理決定的。
同理如果計算平均每個終端裝置背後的NB-IoT基站折舊和維護費用是LoRa終端的10倍左右。大家現在看到的NB-IoT成本與LoRa相當隻是因為政府補貼導緻的，2019年補貼後NB-IoT的物聯網卡每年的流量費1元不到，對此工信部專門出文要求整改不得惡意補貼。2020年營運商的NB-IoT的物聯網卡大幅漲價（現在已經漲價為5元/年），不少此前批量上了NB-IoT産品的企業後悔不已。
其實私有網絡和營運商公有網絡各有其特點，私有網絡的優勢是按需建網，投入成本低，維護靈活，而營運商的網絡投入較大，且服務無法快速及時。不過營運商的蜂窩網具有廣覆寫和統一标準的優勢，使用者可以再大範圍進行漫遊使用。
是以私有網絡僅僅适合一個區域内的網絡，無法實作廣域的覆寫。每個使用者的Wi-Fi的覆寫僅限于家庭和辦公室内，而每個使用者的LoRa覆寫為一戶、一棟樓、或者一個園區。私有網絡與營運商蜂窩網是相輔相成互相支援的。
大家可以設想一下，如果你使用的營運商網絡，當信号不好時，你打電話給營運商，營運商是否馬上來幫你做網絡優化，當網絡裝置出現故障或幹擾時，營運商能否及時幫使用者解決問題，我相信答案一定是否定的。
但是使用私有網絡不存在這個問題，如果這裡信号不好，就增加一個Wi-Fi路由器或增加一個LoRa網關即可，裝置故障信号幹擾容量超載都可以快速的處理。而公有網絡就很難處理，很可能還存在退網的風險，是以越來越多的企業都在架設自己的私有網絡。
實際上營運商在實際的網絡部署上也采用了建設私有網絡的按需部署方式，比如NB-IoT的項目在做了一些城市的室外覆寫後，網絡架設的速度很慢，隻有在有具體項目的時候才會去做深度覆寫，沒有項目就不做深度覆寫，這也是《通知》中強調的問題點。
而現在各大營運商的5G項目都是幫助一些國有大企業做5G專網。這樣營運商才能少許的投入産出比，其他的項目建網投入很大而收入甚微。營運商網絡覆寫活脫脫的變成了私有區域網路的樣子，真的非常惋惜。
針對區域範圍的物聯網應用，從成本考慮，私有網絡更具有優勢。營運商由于5G和NB-IoT的建設投入非常大，而收入甚微，工信部資訊通信發展司劉郁林副司長也說了，大量的NB-IoT基站都處于空載狀态，經過統計平均一個NB-IoT基站一年的收入還不如一個高端4G手機使用者，連電費都支撐不起來。這也是NB-IoT有項目才布網的苦衷。
今年3月30日，日本最大電信營運商NTT DoCoMo在其官網釋出了消息稱，該公司決定在2020年3月31日停止NB-IoT服務。這也是國外大量NB-IoT營運商停止其網絡服務的原因，沒有足夠的應用支撐網絡的維護費用。
安全讨論
營運商的網絡和私有網絡到底哪個更安全呢？安全問題一直是營運商攻擊私有網絡的口号，但是事實上是私有網絡更安全，營運商的網絡很不安全。我們可以從市場和技術兩個層面進行分析。
首先看市場，軍隊的網絡覆寫都沒有采用營運商網絡；公安在各個城市的安全網絡都是自己獨立部署的包括對講系統、通信系統等；國家電網也是采用自己的協定标準大力的建設自己的私有網絡，從專網光纖到230MHz網絡，每一步都是要盡快脫離營運商網絡。
其并不在乎每年幾千萬的通信費，更在乎的是安全；同樣國内大量的企業和房地産公司都使用自己的私有網絡進行覆寫，近距離的一般采用Wi-Fi，長距離的采用LoRa。這些市場現象都表明私有網絡更加安全。
在網絡攻擊上，在深圳華強北都可以買到僞基站，可以收集一定範圍内使用者的資料并可以群發短信，曾經不少犯罪分子使用它進行詐騙。這也是《通知》中強調的問題點，工信部要求營運商對移動物聯網安全防護和資料保護，從側面也說明了營運商的網絡安全漏洞問題一直是工信部頭痛的問題。
安全對比可見一斑。這也是為什麼國内的大企業都在建設自己私有的5G專網的原因，這些5G專網也是營運商積極推動的産物，既然公網和私網的5G網絡服務品質一樣，為什麼這些大企業還要建設自己的5G專網呢，是因為私網更安全。
在分析技術安全性之前，這裡有一點需要補充，LoRa其實是一個實體層的通信技術，相當于FSK、ASK、PSK的調制技術，營運商的NB-IoT、4G、5G以及Wi-Fi藍牙等無線通訊技術都是采用這三種FSK、ASK、PSK這三種調制技術進行通信的。
LoRa生态在國外是營運商使用的LPWAN技術LoRaWAN，而在國内LoRa的推廣一直是作為一種區域網路無線技術使用，被稱之為“長Wi-Fi”，使用方式和Wi-Fi完全相同，隻是工作距離遠、功耗低、傳輸速率小而已。
根據物聯傳媒的LoRa白皮書調研報告，中國隻有5%的LoRa産品采用LoRaWAN協定，剩下的95%都采用私有區域網路協定。而國内的營運商一直沒有搞清楚LoRa是什麼，一直覺得是NB-IoT的對手都是争奪LPWAN市場的，其實不然，LoRa在國外和國内完全不同。LoRa現在國内的重點是室内應用，最大的對手是ZigBee。
技術分析一個資料是否安全，可以通過射頻實體層分析、資料傳輸過程分析和安全加密方算法三個方向進行分析。
從實體層分析，資料的安全性主要為該信号的隐蔽性強，隐蔽性強又叫做可檢性低(LPI---Low Probability of Intercept)，不容易被偵破，對各種窄帶通信系統的幹擾很小 。如圖所示，擴頻前資料高于噪聲基底，其信号非常容易被檢測。當信号被擴頻後，信号完全在噪聲基底之下，無法通過能量強度的方式檢測出來。這也是軍工行業一直使用擴頻技術作為通信手段的原因。
由于擴頻信号在相對較寬的頻帶上被擴充了，機關頻帶内的功率很小，信号湮沒在噪聲裡，一般不容易被發現，而想進一步檢測信号的參數如随機加密就更加困難，是以說其隐蔽性好。再者，由于擴頻信号具有很低的功率譜密度，它對使用的各種窄帶通信系統的幹擾很小。在安全性上LoRa技術也繼承了擴頻技術的優點，一般裝置很難偵破和幹擾到LoRa信号。
在所有上述讨論的物聯網通信技術中，LoRa技術可以再噪聲下25dB解調，而其他的物聯網通信技術必須高于噪聲一定強度才能實作解調。
其他的物聯網通信技術的波形可以使用頻譜儀裝置輕松抓到資料并進行很容易被幹擾。當然Wi-Fi等技術由于工作距離近，不容易被遠距離較近，不容易洩露信号到較遠距離。相比之下，移動蜂窩網絡由于工作距離較遠，且不具有LoRa擴頻的優點，在實體層安全方面不如區域網路物聯網技術。
從資料傳輸過程分析，使用公網技術的終端裝置的資料先到達基站，再到達移動交換中心，最後到達營運商的雲端，再将最終的資料轉發給客戶應用端或客戶的雲端。而使用私網的資料是不需要到達營運商的雲端這一步驟的。
私網的Wi-Fi和LoRa資料直接在本地就完成采集和計算，資料甚至不會離開這個園區的範圍。資料傳輸越遠，中轉次數越多，安全性越差，而采用私網技術資料可以完全存儲在本地，資料一直掌握在自己手中才是真正的安全。
許多政企的網絡都是内網外網做隔離的，這個隔離就是為了網絡安全，如果采用私網可以直接對接原有政企的内網，安全級别非常高；如采用公網技術，則隻能通過外網，此時如果要把資料轉移到内網，安全性會大打折扣。
這也是前面提到的國内的大企業都在建設自己私有5G專網的原因，這些5G專網會在基站本地處理并直接傳遞使用者本地伺服器。從資料傳輸過程分析移動蜂窩網技術代表的公網完敗于區域網路物聯網技術代表的私網。
從資料加密方法分析，移動蜂窩網技術代表的公網由于為了友善和效率，采用相同的加密方法，其即使具有一定的加密等級，也很容易被攻破。畢竟不能為了安全而犧牲效率和便捷性，因為公網傳播的資料安全級别要求不同，絕大多數的資料都不需要較高的安全性，為了少數的安全性犧牲大多數的效率是得不償失的。
是以即使在有國家執法機關的全力支援下，依然有大量的僞基站裝置出現，這個是無法避免的。因為公網的普遍性，無法針對安全做太多的定制服務，其必須在兩者之間做平衡。而私有網絡則完全不同，它們可以根據客戶的需求武裝成為“裝甲車”，資料的安全加密算法和手段可以盡其所能，為了安全可以犧牲資料率，也可以犧牲成本，這是公網所完全不具備的。
尤其LoRa技術，隻是一個實體層的透傳技術，使用者可以在其網絡層鍊路層架設自己的安全引擎，可以進行最深度的定制，還可以加入硬加密晶片，如國民技術就開發了LoRa的安全晶片，具有比U盾還高的安全級别。從資料加密方法分析公網技術再次完敗。
近日，國家網際網路資訊辦公室、國家發改委等12個部門聯合釋出了《網絡安全審查辦法》（以下簡稱《辦法》）。國家網際網路資訊辦公室有關負責人就《辦法》相關問題回答了記者的提問。具體連結如下：
http://www.gov.cn/zhengce/2020-05/07/content_5509544.htm。
針對網絡安全審查是否會限制或歧視國外産品和服務的問題，官方給出了準确答複：《辦法》明确規定了要審查的内容，從中可以看出，網絡安全審查的目的是維護國家網絡安全，不是要限制或歧視國外産品和服務。
對外開放是我們的基本國策，我們歡迎國外産品和服務進入中國市場的政策沒有改變。其實準确的說來，Wi-Fi、藍牙、Zigbee、LoRa、2G、3G、4G這些都不是中國技術，即使5G和NB-IoT也不是100%的中國技術，從上述技術的晶片和模組構成分析也沒有100%中國生産的。《辦法》中也從未提及建議應使用營運商的公網，反而是建議使用更加安全可控的網絡，衆所周知私有網絡自然是更加安全可控。
這也是電力、水利、廣電、應急管理、民航等重要領域都采用私有網絡的原因，這些部門也是《辦法》中重點指出的影響或可能影響國家安全的部門，他們在國家的指引下使用私有的專網保證資訊安全。事實上，上述的每個部門都有利用LoRa和Wi-Fi技術實作其專網的案例,并不斷擴大。
結束語：
移動蜂窩廣域網與局域物聯網的發展各有特點，總的來說是一種相輔相成的關系，雖然免不了競争，但互相配合共同推動物聯網發展是曆史的大方向。一個技術是否有優勢，是否可以取代另外一個技術，最主要的是看其技術的特點，是否符合市場的需求。政府的各種公告和檔案的目的希望看到中國物聯網發展的大趨勢，一定不會真對某個技術進行打壓，市場會做合理的調節。
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原文釋出時間：2020-05-27
本文作者：iot101君
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