如果說互聯(lián)網(wǎng)是一場基于通信技術的時代革命，物聯(lián)網(wǎng)時代亦然。

互聯(lián)網(wǎng)是基于“人與人”的連接，那么物聯(lián)網(wǎng)則是“人與物”“物與物”的萬物互聯(lián)，后者具備“連接一切”的屬性。從連接數(shù)量來看，與移動互聯(lián)網(wǎng)大約50億的設備接入量相比，物聯(lián)網(wǎng)涵蓋智能家居、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智慧城市等領域，其連接規(guī)模將至少擴大一個量級。市場研究機構IDC預測，2022年中國物聯(lián)網(wǎng)連接規(guī)模達56億個，到2026年將增至約102.5億個，復合增長率約18%。

綜合技術適配性與商業(yè)效益，應用于物聯(lián)網(wǎng)的通信傳輸技術并非越快越好，當中的大部分場景并不需要高速率的通信技術。例如智能水表所上傳的讀數(shù)和經(jīng)緯度等位置信息，所占據(jù)的字節(jié)和所需寬帶都是極少的，采用4G/5G技術無異于“殺雞用牛刀”。上述通信技術的高功耗會推高耗電量，從而導致較高的項目成本。 

低速率、低功耗、廣覆蓋通信技術成為了物聯(lián)網(wǎng)普及應用的關鍵，無線通信技術LPWAN（Low-Power Wide-Area Network，低功率廣域網(wǎng)絡）應運而生。目前主流的LPWAN技術有NB-IoT、LoRa、LTE-M和SigFox。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)研究機構IoT Analytics的監(jiān)測數(shù)據(jù)，截至2021年10月，采用上述四類技術的節(jié)點數(shù)占據(jù)所有LPWAN節(jié)點的份額超過了96%。具體來看，NB-IoT以47%的份額領先，其次為LoRa，市場份額為36%，LTE-M與Sigfox合占13%。

NB-IoT和LoRa具有明顯的領先優(yōu)勢，其中，LoRa以易組網(wǎng)、更低成本、遠距離傳輸?shù)忍攸c，一直在中國物聯(lián)網(wǎng)進程中扮演著重要的角色。

然而，現(xiàn)實情況遠比預想的復雜，國際形勢的風云變幻，令歸屬于Semtech公司的LoRa在中國的應用也蒙上一層陰影。從供給格局與替代性來看，在狀況發(fā)生之前要先做好萬全的準備，中國物聯(lián)網(wǎng)通信領域亟待一個自主可控的通信系統(tǒng)誕生。

物聯(lián)網(wǎng)通信革命中的“再革命”

互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)一直流行一句話“站在風口上，豬都會飛”——只要外力夠大，任何人都能順勢成功，迅速積累起財富。當代無數(shù)創(chuàng)業(yè)者都想成為“風口上的豬”，于是去拼命發(fā)現(xiàn)風口、捕捉風口。 

對于廣州技象科技有限公司（下稱「技象科技」）CTO鄭凜而言，創(chuàng)業(yè)并不是賺快錢。這也許出于通信行業(yè)的發(fā)展特性，每一代通信技術的更迭普遍要經(jīng)歷十年或更長時間，例如移動通信技術的4G到5G。即使遇到風口，也未必會飛起來。

投身于物聯(lián)網(wǎng)通信領域，作為長期主義的踐行者，鄭凜始終保持足夠的耐心，做好了“十年甘坐冷板凳”的準備。他認為，“做底層核心技術的目的，不能短視地僅看眼前的收益，而是要長遠地對社會產(chǎn)生價值。”

鄭凜作為技象科技創(chuàng)始團隊成員之一，這家由中國電子科技集團有限公司（下稱“中電科”）通過科技成果轉化和混合所有制改革的科技企業(yè)，聚焦于物聯(lián)網(wǎng)底層通信技術，并打造了全自主研發(fā)的無線窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)——TPUNB(Techphant Ultra Narrow Band) 窄帶物聯(lián)通信系統(tǒng)，搭建完備的物聯(lián)感知系統(tǒng)，為各垂直行業(yè)提供完整物聯(lián)網(wǎng)解決方案和項目建設。 

為什么要再造一個通信系統(tǒng)？

一方面，技術呈現(xiàn)多樣化發(fā)展能給用戶提供更多可選項，也能促進行業(yè)、廠商的良性競爭與創(chuàng)新開展；另一方面，當用戶長期采用的某項技術，因某種原因無法正常供應，另一項成熟的替代性技術出現(xiàn)，將大大降低產(chǎn)業(yè)安全性的風險。

在市場的變幻莫測中，最先抓住機會的一定是有備而來的人。從2004年就開始從事通信系統(tǒng)研發(fā)工作，鄭凜的從業(yè)經(jīng)歷橫跨民企、外企及國企，曾帶領團隊取得過創(chuàng)業(yè)大賽的獎項，熟悉各個體制的運作，也見證了從2G到5G，中國的通信、互聯(lián)網(wǎng)到如今物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的高速發(fā)展。對于市場水溫與技術風向，他有著最敏銳的感知力。

“當年我還在外企的時候，國際形勢與現(xiàn)在截然不同。為了占據(jù)更大的市場份額，外企公司做過技術轉移國內(nèi)的安排。”他笑言：“但現(xiàn)在這么干，估計已經(jīng)不太可能了?！庇H歷了近年來國際形勢的復雜演變，鄭凜深刻了解底層技術的自主可控對于國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性。

他回憶，“最初，團隊與一家海外無線終端產(chǎn)品公司合作，當合作開發(fā)進入關鍵階段，對方竟提出了更為苛刻的利益訴求，并表示‘不滿足就終止合作’。而后，其相關技術人員更是直接中斷聯(lián)系?！?/p>

面對如此突發(fā)狀況，鄭凜及團隊充分意識到：“部分的自主可控不是真的自主可控，只有真正的掌握全棧核心技術，才能解決‘卡脖子’的問題?！?/strong>

事件發(fā)生后，團隊也不禁生出疑問—— “我們能把終端做出來嗎？”而鄭凜內(nèi)心早有篤定的答案：能。

此后，鄭凜與團隊開始挑戰(zhàn)“不可能完成的任務”。歷經(jīng)30天，團隊完成了物聯(lián)網(wǎng)終端樣機研發(fā)，走上了全系統(tǒng)全棧通信協(xié)議自主研發(fā)的道路。 

無論處于行業(yè)角逐，還是國際競爭中的科技對壘，只有往更深的底層打造實力，才有機會在向上游的應用落地中更具競爭力，在市場爭奪中更具話語權，這也是技象科技定位于完整物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品體系部署的邏輯。用鄭凜的話來說，“技象科技要從通信協(xié)議的最底層開始，每一個比特都從頭定義。”

改變規(guī)則，技象TPUNB憑什么？

物聯(lián)網(wǎng)體系結構可拆分為感知層、傳輸層、平臺層、應用層。國內(nèi)大量廠商從事物聯(lián)網(wǎng)終端應用設備的開發(fā)與生產(chǎn)，物聯(lián)網(wǎng)平臺層已取得先發(fā)優(yōu)勢。然而，以數(shù)據(jù)傳輸為核心的傳輸層技術在國內(nèi)仍存在大片空白。

在一次次科技革命中，促進時代進步的一定是敢于改變規(guī)則的人，鄭凜選擇挑戰(zhàn)技術權威，帶領技象科技成為攻克物聯(lián)網(wǎng)底層關鍵技術的先行者。

物聯(lián)網(wǎng)被視作“互聯(lián)網(wǎng)的下半場”，而其通信技術的革新是完全不同的邏輯。2G/3G/4G乃至5G的代際躍遷，都按照國際電信標準組織3GPP（3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴計劃）的制定標準，隨后是基礎設施建設、相關終端設備推出市場，當基站與終端數(shù)量都達到一定數(shù)量，技術便完成了大規(guī)模的普及。最直觀例子可以參照5G的應用——2017年3GPP RAN正式發(fā)布5G NR首發(fā)版本、隨后各國開啟5G基站建設及5G終端的開發(fā)。

而無一避免的，要享受5G速度就要使用5G智能手機，在技術迭代的過程中，消費者總歸要經(jīng)歷設備更替的環(huán)節(jié)，才能體驗到新技術帶來的便利。

物聯(lián)網(wǎng)的不同之處，則在于巨量終端總數(shù)的基礎。

“物聯(lián)網(wǎng)的終端存在于從室內(nèi)到戶外、從高處到地下的各個應用場景之中，譬如廚房灶臺下的水表、戶外的電線燈桿或地下井蓋……如果按照移動通信技術迭代的邏輯，先建好單一網(wǎng)絡的基礎設施或是對原有網(wǎng)絡的優(yōu)化，再去大批更換物聯(lián)網(wǎng)終端，無論從成本效益、時間、可操作性來看根本不可能實現(xiàn)?！编崉C剖析了當前物聯(lián)網(wǎng)推進緩慢的原因，在于技術與成本難兩全。

因此技象科技在TPUNB產(chǎn)品體系的設計上，既要充分考慮互聯(lián)網(wǎng)時代“廣覆蓋、深覆蓋”的特點，也要兼顧物聯(lián)網(wǎng)時代所追求低功耗、低成本的特性。

從底層通信協(xié)議、通信芯片IC設計、模組、再到組網(wǎng)傳輸，技象科技對一套完整窄帶物聯(lián)通信系統(tǒng)進行自主開發(fā)，首先保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩煽?/strong>，不僅從終端保證采集安全，通信協(xié)議的加密算法也確保了傳輸?shù)目尚趴煽浚?strong>其次還能實現(xiàn)整體方案成本的自主可控。

鄭凜進一步拆解TPUNB各層面設計，“在感知層，技象科技基于自主協(xié)議架構及MuFFS（多模式靈活頻譜安全接入）空中接口，通過全國產(chǎn)化的物聯(lián)通信芯片象芯1號，并基于象芯1號的通信模組，已經(jīng)連接了超過300種智能傳感終端；此外利用TPUNB的數(shù)據(jù)采集器（內(nèi)嵌通信模組），還可以快速連接行業(yè)中絕大多數(shù)種類的傳統(tǒng)感知終端，實現(xiàn)智能連接?！?/p>

全國產(chǎn)自研的象芯1號系列芯片作為TPUNB的核心，具備高性能擴頻調制技術SIMS（序列索引擴頻調制）能力，具備可替代國外同類芯片的基礎。再加上物理層認證水印添加能力、靈活頻譜接入能力、超低功耗喚醒、調度能力，象芯1號支持超低功耗休眠、喚醒操作，更具有低功耗、超遠距離傳輸?shù)哪芰拓S富的外設接口，以適應不同功耗及覆蓋距離的物聯(lián)網(wǎng)應用需求，滿足物聯(lián)網(wǎng)芯片高性能、超低功耗、低成本的要求。

鄭凜透露，目前象芯2號系列芯片已經(jīng)完成了兩次流片，其將與象芯1號配合，分步實現(xiàn)具有國際水平物聯(lián)網(wǎng)通信芯片的自主研制。“在各種性能上象芯2號系列芯片將全面超越前代，在象芯1號基礎上全面升級調制解調能力、物理層認證水印添加及檢測能力、高階調制及鏈路自適應能力，推動TPUNB產(chǎn)品系列能力再上一個臺階?！?/p>

在傳輸層，系統(tǒng)設有TPUNB基站、網(wǎng)關、中繼器和數(shù)據(jù)采集器等網(wǎng)絡產(chǎn)品。綜合考慮中國物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀，鄭凜認為，“面對數(shù)量眾多的物聯(lián)網(wǎng)應用場景，為不同客戶提供不同聯(lián)網(wǎng)應用方式才是‘性價比’較高的選項?！?/p>

鄭凜講解TPUNB系列產(chǎn)品（圖源：技象科技）

TPUNB：勢在必行的技術體系

攻破一項技術壁壘絕非易事，除了鉆研技術，還需要時刻洞察市場需求缺口的變化。

在國外技術占主導的物聯(lián)網(wǎng)時代下，技象TPUNB的底氣是什么？為什么不隨大流、基于LoRa芯片進行生態(tài)開發(fā)，而是從0到1去開發(fā)一個完整的通信體系？

“LoRa是Long Range Radio（遠距離無線電）的縮寫，技術發(fā)源于法國，后來被美國收購，最初是基于地廣人稀的窄帶互聯(lián)覆蓋場景”，鄭凜解釋道。

技術引進未必會水土不服，但有可能跟不上需求的變化，比如數(shù)字經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，使得中國移動支付技術已經(jīng)發(fā)展得相當成熟，而歐美等大多數(shù)國家地區(qū)仍以現(xiàn)金、信用卡交易為主。

同理，隨著中國物聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展，已有技術將有可能不適用于廣泛而復雜的應用場景。鄭凜認為，相對于引進外國技術，自研的通信系統(tǒng)能更貼合本地需求，并能實時響應、迭代。“因此一項誕生于中國、服務于中國物聯(lián)網(wǎng)場景的通信技術是必然的，這也是技象科技正奔赴的方向。”

“自2018年成立以來，技象科技便朝著窄帶物聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展。核心團隊有著中電科科技成果轉化的基因，多年從事基于3GPP標準下的3G/4G/5G等通信系統(tǒng)打造?！睂τ谕暾ㄐ畔到y(tǒng)的完全自主創(chuàng)新開發(fā)，鄭凜和團隊都有足夠的經(jīng)驗與自信。

他分享了一個有趣的情節(jié)，“正是由于自主可控的窄帶通信系統(tǒng)在國內(nèi)擁有迫切的需求和廣闊的發(fā)展前景，早期只是完成了通信系統(tǒng)的原型設計，我們銷售同事拿著PPT和產(chǎn)品原型出去聊，就有很多客戶想到了各種場景應用?！?nbsp;

當初各種設想在一步步實現(xiàn)，如今技象科技TPUNB物聯(lián)專網(wǎng)已廣泛應用于智慧城市、數(shù)字鄉(xiāng)村、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等領域，包括城市治理、智慧能源、智能制造、智慧醫(yī)療、智慧農(nóng)業(yè)等細分場景。TPUNB物聯(lián)感知系統(tǒng)已連接300余種生態(tài)感知終端及應用平臺，與行業(yè)上下游100多家企業(yè)達成合作。

“用最好的物聯(lián)網(wǎng)服務最多的人”

鄭凜將自己稱為物聯(lián)技術的搭建“民工”、物與物之間的“快遞員”。而正是著眼于一個個看似平凡的小場景，才實現(xiàn)有意義的大創(chuàng)新。

“比如在部分老舊小區(qū)，水表要么安裝在角落旮旯，要么在地下管廊，位置零散、環(huán)境惡劣，而公網(wǎng)信號覆蓋弱，導致沒有辦法實現(xiàn)自動計量及水質監(jiān)測。同時，人工抄表不僅費時費力、效率低下，也容易造成漏抄、誤抄等數(shù)據(jù)不準確的情況發(fā)生”，這是“民工”鄭凜所觀察到的尋常事件。

于是，針對這一痛點，技象科技與廣州水投集團聯(lián)合打造了TPUNB遠傳水表，采用全國產(chǎn)自主知識產(chǎn)權的窄帶物聯(lián)通信技術，并引入物理層認證和國密算法，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩煽?。同時，利用TPUNB遠傳水表做相關網(wǎng)絡補充，能實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)100%全覆蓋，數(shù)據(jù)采集成功率可達到99.99%。

TPUNB遠傳水表（圖源：技象科技）

一方面，保障了水司的數(shù)據(jù)安全性及隱私性；另一方面，TPUNB遠傳水表的投入使用，為水司構建一張同步支撐水務各種物聯(lián)監(jiān)測業(yè)務所需的無線物聯(lián)網(wǎng)通信無線網(wǎng)絡，對多業(yè)務及精細化管理具備可拓展性。比如除了支持水務應用，TPUNB還能搭載多種傳感器，實現(xiàn)消防安全、環(huán)境安全等環(huán)境傳感監(jiān)測，為水司和用戶提供更精細化、智能化、便捷化的服務。

除了上述水務場景，技象科技面向不同物聯(lián)網(wǎng)應用場景、行業(yè)，在頻段、發(fā)射功率等指標上支持深度定制，典型落地案例有廣州黃埔的落地古樹名木管理系統(tǒng)等。

經(jīng)過長期的市場洞察與實踐，技象科技確立了“2+1”的市場戰(zhàn)略，“2”主要是政企大型項目與能源行業(yè)，“1”則是立足于TPUNB產(chǎn)品體系生態(tài)的開拓。

“從本質上看，TPUNB是一項連接技術。對于技象科技而言，連接也代表著建設開放的技術生態(tài)，與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)上下游伙伴一同成長。”鄭凜特別提及了TPUNB的開放性，“TPUNB體系支持OpenCPU，期望進一步降低物聯(lián)網(wǎng)終端成本和開發(fā)難度，打造中國物聯(lián)網(wǎng)自有的數(shù)字底座。”

互聯(lián)網(wǎng)時代，廠商都想盡可能搶奪到更多人的注意力。相反，物聯(lián)網(wǎng)是對人的解放，提供嶄新的價值。好比自動駕駛的發(fā)明是為了解放人類雙手，讓人們利用駕駛時間創(chuàng)造更多的價值。在現(xiàn)實生活中還有成千上萬個需要“解放雙手”的場景。

因此在產(chǎn)品開發(fā)的過程中，技象科技并沒有針對某類應用場景來設計?！皬腘B-IoT和LoRa的應用可見，窄帶通信系統(tǒng)是一個大范圍的通用需求，鎖定某個場景只會為技術發(fā)展帶來局限，而我們認為這項技術應在各種場景都產(chǎn)生價值?！痹卩崉C看來，物與物的連接會像人與人的交互一樣，越連接越緊密。

連接是人類社會的永恒需求，當下最具革命性的人工智能模型ChatGPT，也是基于連接的運算。未來，科幻片式的萬物互聯(lián)也將建立在人與物、物與物的無限連接之上，“人如果不呼吸就無法與天地相往來。”鄭凜希望技象的技術能打通一個個數(shù)據(jù)“感官”，使物與物的交流像呼吸一樣簡單， 最終實現(xiàn)“智能微塵”。

“目前技象科技最大的目標就是——用最好的物聯(lián)網(wǎng)服務最多的人。” 鄭凜如是說。