承載物聯網時代通信網絡規模經濟重任，低功耗廣域網絡義不容辭

摘要：

目前蜂窩網絡已經逐漸趨向於規模不經濟區域，進一步接入該網絡的物聯網設備無疑在助推其進入規模不經濟區域。低功耗廣域網絡的搭建，將爲物聯網設備帶來一張具有規模經濟特徵的網絡，並保障蜂窩網絡處於規模經濟區域。

在此前物聯網智庫推送的《釋放百億物聯網設備的基礎——從經濟視角看低功耗廣域網絡》一文中，提到了低功耗廣域網絡支撐的物聯網設備較長生命週期，構成了物聯網所帶來的規模經濟的一個基礎。一直以來，移動通信網絡就是具有規模經濟的一個非常典型案例，不過，隨着物聯網時代的到來，現有的移動通信網絡規模經濟性在持續下降。而低功耗廣域網絡（LPWAN）則在萬物互聯的時代支撐起了通信網絡的規模經濟性。可以說，從規模經濟的角度來看，在物聯網通信層的廣域網絡領域中，蜂窩網絡和低功耗廣域網絡需要充分的配合才能將網絡的規模經濟優勢發揮到最佳。

無處不在的規模經濟

何謂“規模經濟”？這一概念出自於微觀經濟學，不過在經濟生活中的多個行業普遍存在，其概念指在一定的產量範圍內，隨着產量的增加，每件產品成本不斷降低。爲什麼會產生規模經濟呢？一般來說，在一定的產量範圍內，投入的固定成本可以認爲變化不大，那麼新增的產品就可以分擔更多的固定成本，從而使總成本下降。

規模經濟在各類產業中隨處可見：所有的企業需要生產一定數量以上的產品（服務）纔可以沖銷固定投入成本來實現盈利。不過，這並不僅僅意味着生產規模越大越好，因爲規模經濟追求的是能獲取最佳經濟效益的生產規模，一旦企業生產規模擴大到超過一定的規模，邊際收益會逐漸下降，乃至變成負值，引發規模不經濟現象。

通信網絡常常被作爲典型的規模經濟案例，通信網絡的前期投資巨大，每年要投入數千億的資金規模來建網。當通信網絡建成後，每多一個用戶入網，其成本幾乎可以忽略不計，但卻分擔了一部分網絡的固定成本，因此，我們看到目前的移動蜂窩網絡均擁有數億規模的用戶數量，雖然每年有千億的固定支出，卻能帶來千億的利潤。

物聯網時代，現有移動通信網絡正在走向規模不經濟性

正如上文所述，並非規模越大越好。對於移動通信網絡來說，現有的網絡規模可以支撐數億手機用戶接入網絡，規模經濟特點明顯。不過，隨着近年來短信收入的下滑、運營商管道化和資費下降的影響，每一新增用戶的邊際收益持續下降，移動通信網絡的規模經濟也在逐漸消失。從運營商公佈逐年下降的ARPU值和並未減少的網絡投資數據中，可以明顯感到不斷下降的規模經濟。實際上，重慶郵電大學萬曉榆教授於2013年發表於北京郵電大學學報上的《基於參數法的中國電信產業規模經濟性研究》文章中，通過詳細的定量測算發現，移動通信網絡在2009年已逼近規模不經濟的區域。

由於手機的普及，手機用戶增長非常緩慢，相應地，規模經濟的下降速度也比較緩慢，保證了移動通信產業仍保持在規模經濟區域。不過，當物聯網開始進入各行業、家庭、個人之中，需要廣域網絡才能實現連接的設備越來越多，目前這些需求還是主要通過已有的蜂窩網絡來解決。對於目前趨向於規模不經濟區域的移動通信網絡來說，接入該網絡的物聯網設備無疑在助推其進入規模不經濟區域。

當然，目前大量接入蜂窩移動通信網絡的物聯網終端的智能化程度並沒有手機那麼高，對移動網絡的需求低於手機終端，新接入的每個設備的邊際成本低於手機用戶的邊際成本，因此，雖然趨於規模不經濟區域，但其進入該區域的速度很慢，使蜂窩移動通信網絡繼續保持在規模經濟區域中。

相對於十億級手機用戶，當前設備聯網接入的數量規模並不大，物聯網設備還未出現井噴式增長。根據中國移動的最新數據，其物聯網連接規模已突破6000萬，且大量設備僅需少量流量，對網絡壓力不大，這個數量級還對整個網絡造成根本性的壓力。但是，當物聯網開始普及，未來百億級設備要接入網絡時，當前通信網絡的容量遠不能滿足，那時，設備接入數量增長速度加快，立即將移動通信網絡推向規模不經濟區域。

適合物聯網規模經濟的低功耗廣域網絡

面對蜂窩網絡規模經濟的降低，可以從幾個方面破解這一困境：大幅降低網絡建設的固定成本、實現網絡容量大幅擴容、增加終端設備的ARPU值。目前看來，不論是手機終端，還是物聯網終端，ARPU值的趨勢是不斷下降的，因此只能從降低建網固定成本和網絡大幅擴容兩方面來實現。根據公開資料，未來5G可以在這方面有大幅突破，不過5G的商用需要到5-10年以後。那麼，在這一窗口期，物聯網的發展不可能因爲網絡層的這些不足而停滯，因此需要從另一個領域進行突破，即低功耗廣域網絡（LPWAN）。可以說，LPWAN能夠做到既促進物聯網發展，又保障通信網絡處於規模經濟區域。

爲什麼這麼說呢？從已有的標準規範和商用試點中，不論是LoRa、NB-IoT，還是Sigfox、Ingenu，其基站建設成本都在傳統蜂窩網絡的1/10以下，大大低於現有的3G/4G網絡，且其終端模塊成本也低於3G/4G模塊；支撐海量的連接能力，單個扇區能夠支撐數萬個甚至十萬個連接，這是傳統蜂窩網絡無法比擬的。所以說，從固定成本和網絡容量這兩方面看，低功耗廣域網絡是當前最適合支撐物聯網發展，且具有規模經濟的通信網絡技術。近期，中國移動表示，將在2016年發展1億物聯網連接，同時推進NB-IoT和lora模塊、lora微基站的研發推廣，實際上是要通過這些低功耗廣域網絡來分流蜂窩網絡中的物聯網連接，保障兩者的規模經濟。

屆時，那些僅需小批量數據的終端設備接入低功耗廣域網絡，其他需要高帶寬數據流量的設備接入蜂窩網絡，雖然造成網絡壓力，但因其流量消費形成的高ARPU值使其邊際收益較高，保障蜂窩網絡的規模經濟。

綜上所述，低功耗廣域網絡與蜂窩網絡的配合發展，在未來物聯網發展過程中，保障了兩張網絡均處於規模經濟區域。從而，低功耗廣域網絡將承載起未來物聯網時代通信網絡規模經濟的重任。

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