5G+AIoT技术大趋势和产业机遇系列之 移动通讯与互联网应用演进与革新-阿里云开发者社区

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5G+AIoT技术大趋势和产业机遇系列之 移动通讯与互联网应用演进与革新

简介: 4G移动网络几乎承载所有的互联网to C应用,伴随着以钉钉为代表的to B应用陆续登场。无论是带宽还是覆盖都在很大程度上满足了使用者的需要,过去和现有的无线通讯技术究竟支撑着什么样的应用?4G还能用吗?为什么急需要5G技术?

作者介绍
   唐云峰,1999年创建“站长工厂”网站,提供网站建设技术与资讯、开源软件下载、托管应用、桌面虚拟化等服务。2009年起投身物联网与NLP(自然语言处理)领域,2017年担任中韩未来革新加速器(SKFI)社长,专注于IoT企业投资与技术赋能。
    2018年底成为2018~2019年度阿里云MVP,此次应阿里云开发者社区之邀,参与“MVP时间”策划的5G+AIoT系列专题创作。

内容概述
   “夏虫不可以语于冰者,笃于时也。”
    5G的想象空间与应用并不能在4G时代去规划,但从业者可以沿着4G技术对于现有应用与场景的支撑不足展开一些近期可能的产业机遇分析。
    AI与IoT目前的技术边界决定了AIoT的融合会产生什么样的效应或者说是技术工具,严格来讲作者是立足于互联网从业者角度去看待5G的产业发展的,所关注的也更多是应用场景。最后将以个人视角展开几个应用场景,管窥蠡测其中的工程难题与产业机遇。

文章目录

  1. 移动通讯与互联网应用演进与革新
  2. IoT发展现状(物联网这个事情有多么的不高级)
  3. AI有多么的不智能
  4. 如果把人类的历史看成IoT(万物互联)的演化历史
  5. 那么现有的技术会带给物联网什么样的未来呢?
  6. 实现AIoT(万物智能)会带给我们怎样的挑战并带来怎样的产业机遇

更新计划
   自2019年11月27日起,每周更新一篇,感谢关注,期待交流。虽然内容准备很正经,但是我尽量说人话,讲故事,谈场景。该系列自我要求:多一点感性认识,少一些理性分析。不是提倡反智,而是甘为搬运工。

到底移动网络被互联网用来干啥?

20年前,我的互联网小回忆

    1999年起,我陆续收到很多邮件来问询网站和域名出售,当时一个双拼域名可以卖到50万人民币,一个流量十几万独立IP的综合性网站可以卖到50万美元。不过,我很单纯地认为他们都是骗子,因为我觉得这些东西不值那些钱。
   很多原先的上网冲浪者变成了站长,各种千奇百怪、创意迭出的事物冒出来。也有很多人找我做网站,开出很高的价钱,虽然我也不知道最终他们如何实现花数万数十万的价钱做出来的网站上获得的电子邮件甚至是留言中的信息把钱挣回来,反正他们告诉我,“dot com时代来了!”
   那个时候我的ISDN(电信把这个业务叫“一线通”),能够支持128Kbps的速度了,虽然并没有后来出现的3G移动网络快,但很稳定,不!又快又稳定(按:那时候连网吧都还在让十几二十台电脑共享着56Kbps)。
   那么快的网速可以看Flash视频了,很爽!很快有一天,Showgood《大话三国》系列里面突然讲到纳斯达克的指数“跌得呱呱叫”,当时只是觉得动画很好笑。叫做盛极必衰也好,叫做泡沫破灭也好,反正自此以后找我做网站的人能给出来的钱越来越少,少到了几万块,少于一万块。反正做个网站也花不了多少时间,高中生也觉得,就这样都让零花钱已经多得用不完了。多年后,有人灵魂拷问:为啥不去上海买房?我十多岁了都还在想着,如何让几年前买的玩具四驱车跑得更快更久。
   “井蛙不可以语于海者,拘于虚也。”是不是满意多了?

移动网络曾经拯救过中国互联网第一代创业项目

2000年底的一天,飞在天上的猪们(第一代互联网创业风口的弄潮儿)受邀参加了一个饭局,中国移动要做一个“移动梦网”。这些创业者们被劝着挣钱去了。
说说硬件条件吧,GSM的电路数据业务接入最大9.6kpbs,而且容易掉线。可以提供的内容是GIF图片、MIDI文件、图文短信以及几乎没有什么人用的WAP(划重点手机上网、手机上网、手机上网)和JAVA游戏。
GIF图片就是今天大家在手机上互传的各种动图。虽然这个格式用于传输,但满足所有的图像存储原理,图片尺寸越小,颜色越少,也就越小。那个时代还有大量非彩屏机,比如经典情怀机3310,84x84像素(算术不好的同学不用按计算器了,大概是7000像素),请自行脑补两千万像素的手机拍摄出来的照片上万分之3.5的面积展示的内容。所以图片也不大,几Kb算大的了。不过彼时这些图片大多用来作为手机屏幕的背景。
MIDI文件是什么鬼?权且当作一种音乐文件。一首歌只有几KB,只有伴奏没有人声。知道的朋友会说MIDI是很老的音乐文件格式,效果不好。其实说是一种音乐文件,但其中并不包含音色,可以理解为数字化的乐谱。回放设备如同演奏乐谱的乐团,“乐团的水准”决定了播放出来的效果与质量。
昔日手机能够支持一种乐器声音的叫单和弦铃声(独奏的孤独乐团),支持16种乐器并能够同时发出两个以上声音的叫做多和弦铃声(县级交响乐团)。当然下载到手机既可以作为手机铃声也可以当音乐来播放,它有一个响亮的商业名称——“彩铃”。
“发送短信XXXX到1066XXXXXXXX,即可下载XXX。”不管是订阅图文短信(短信新闻或彩信报)、下载彩铃、下载GIF墙纸。
几乎可以理解为这是中国最早的移动互联网产业化应用。是不是感觉我标题党了?怎么就拯救中国互联网了?互联网泡沫破灭的时候,几乎所有的中国互联网企业都还没挣钱呢!即使算上广告收入,面对巨大的支出在没有新的融资进来的时候,几乎都入不敷出。在此后的几年时间里,几乎成了各大门户网站和腾讯的主要收入。
我们可以从技术上回顾一下,用户发送短信到指定的服务接入号码,进行订阅服务。通过短信服务网关,将互联网的内容下发至手机。然后从手机用户的预缴话费中扣除相应的服务费。一不注意就被扣费最终让“移动梦网”业务成了公众诟病的对象,那时候公众也并没有发现自己已经通过短信在上网并且在网上消费了。
身为阿里云MVP,不仅需要做技术的传播,更需要用历史视角与技术视角结合去看待产业,“移动梦网”提供的并不是一堆具体的业务,而是为业务场景服务的基础设施:

  1. 打通短信与互联网服务接口的106网关
  2. 预付费的手机账户提供了最早的移动互联网钱包
    这也说明了此前第一代互联网信息服务商(ICP)找不到卖广告位之外的收入途径的一个客观制约。即使想内容收费,但如何收费,邮局电汇?

移动互联网的下一代支付技术已经在很多年以后了,那就是手机支付宝和微信手机支付的故事了。

回顾当年的技术展望与产业成果

   接到这个写作选题的时候,就有一种预感,这是要做一件十年之后会啪啪打脸的事情。跟对待技术的态度保守或是激进没关系,对产业发展乐观与悲观也没有关系。好在我是一个互联网从业者,并不是通信领域的专家,从外行视角去回顾一下当年内行们如何被打脸也是一件趣事。
    CSD电路交换型数据业务几乎存在于所有的2G手机中,其实是前一节提到的“移动梦网业务”默认上网方式。9.6Kbps的速度,就当作可以接入网络就好了。真正算是GSM移动互联网的要从称为2.5G的GPRS通用分组交换数据业务开始了。
   因为这一系列文章的读者当中,有很多从事技术工作。技术人求知欲极强,肯定会去搜索CSD和GPRS的区别,肯定有很多人看了好几篇文章之后也没弄明白那些高通讯的家伙说的是啥。为了后面的内容陈述方便,我在此用俗谛给大家解说一下自行总结的,通讯行业之不可能三角。请注意以下内容敲黑板划重点:
   在编码技术、无线频率、时空因素确定的情况下,系统终端接入量、响应能力以及带宽三个条件最多只能满足其中两个达到设计极限。
   即使很重要,因为是我为便于大家理解的个人创作,就不说三遍了。大家自己大声朗读三遍即可。不懂,没关系!接下来我说人话。
   不管是2G、3G、4G甚至是5G,能够有XX个设备同时使用、x毫秒甚至x纳秒的响应以及x K/M/Gbps的下载速度,不可能同时实现那一代技术的所有设计极限。
   也就是说不管哪一代的移动通讯技术,都只能根据应用场景的具体需要,调整物理资源的分配方式实现各种超能力。
   说回来吧,CSD保证的是响应速度牺牲的是带宽,GPRS要的是高带宽。对比一下,CSD提供9.6Kbps的带宽,GPRS则可以提供最高171.2Kbps的速度。CSD按照接入时长计费,GPRS按照流量计费。GPRS可以一边打电话一边上网。
   所以GPSR绝对是移动互联网的重要里程碑,因为在产业发展的角度来说,确定了后续移动互联网基础设施使用的收费模式。
   来来来,给2G移动网络总结回顾一下吧。2G移动网络的应用展望是向用户提供便捷和高速的移动 Internet业务,如Web浏览E- mail FTP文件传输、 Telnet远程登录等;移动办公、移动数据接入业务(提供与企业内部网 Intranet互通);WAP业务、聊天、移动QQ、在线游戏等;GPRS短消息业务;远程操作(在线股票交易、移动银行等);定位业务(GPS定位信息传输);信息服务。GPRS可向用户提供丰富多彩的信息服务,如新闻、时刻表、交通信息账户查询、股市行情、调度管理、订票、天气预报、博彩、业务广告等。
技术应用都实现了,不过都没有实现产业化。前面提到的很多业务在3G、4G时代实现了产业化。另外,当年宣传GPRS的时候,还提到了稳定的语音和视频传输。民用无线通讯技术发展史上,2G是被寄予最多期望的一代,因为从模拟走向数字,开启了无限的可能性。后续的几代技术都是在沿着2G未竟的事业继续发展前行。
    2G网络的实际产业成就是基于短信服务的“移动梦网”。
    2G时代我的第一次手机上网则不是上述的场景,而是我在刚开张的淘宝网上买了个一个上海的133XXXX1118的手机号,安装到了一台CDMA手机当中。花了半钟完成了一次百度搜索,兴奋不已。一个感受,快!再后来使用西门子C65(JAVA)、西门子SX1(塞班6.1 S60)、多普达P800(WM 5)手机的时候,EDGE的网络+UC浏览器才基本上能够满足当时的上网浏览(真的不是给阿里移动做软文,那个时候还不属于阿里巴巴),而这个时候已经开始讨论3G的时代展望了。
   我的第一台3G手机是多普达D900(WM 6.5),但使用的是2G网络上网。而我使用3G网络的第一台手机是联通版iPhone 4。这两台设备是真正能够诠释3G网络特点的设备,一个是电脑型的手机,一个是手机型的电脑。3G网络最大的特点是实现了移动网和互联网的融合,自此移动互联网时代才算真正来临。
   几乎所有的3G都有一个前置摄像头,设计者们是希望用来利用3G网络的高速,而实现视频通话。最终被本着“不抛弃不放弃原则”的用户们拿来自拍。一个原生的移动宽带互联网,不仅3G时代里面视频通话没有在产业上成功,就连VoIP都在整个中国3G时代都未曾实施。技术的发展也仅仅提供了一种可能性。
有如一个贩卖焦虑的App里面热卖的一本书名《你有你的计划 世界另有计划》(没看过,不知道写了啥,且借用人家的书名来占位置)。
   历史上有个产品叫做飞信,打通了即时通讯和短信。可是短信要收费的,而且只能支持中国移动。有没有手机发消息不要钱的呢?有的,米聊。只要经常联系的人,都安装一个这样的软件,就不需要发短信了。(不要问为什么不用手机QQ,很多人没有QQ号。)同样的逻辑,这个市场最终由微信拿下了(但手机QQ完全占据了低龄及新生代市场)。
   更恐怖的是中国移动有一个自绝于世界的3G标准TD-SCDMA。是的,这个标准以及后续的TD-4G标准帮助中国移动实现了在现代世界挖了一条真正的“护城河”(我都不确定这样的概念表述该不该加引号了),一条让自己出不去,用户进不来的河。所以,在讨论3G和4G,几乎不会以中国移动业务之上的场景作为分析案例。
   当然,真正的移动互联网来临,真正的移动支付也在3G时代诞生了。显然,移动支付并不在3G的产业展望之中。
   我们总结一下3G时代,计划的核心应用场景,都没实现产业化(视频通话、VoIP、、基于IPTV的在线电视)。实现产业化的技术应用是移动支付、真正的WWW浏览(WAP终于被抛弃了)、各种手机App。在3G时代的末期,迎来了移动互联网应用的风口。第二波被吹飞起来的猪们(移动互联网应用创业者)和LTE(长期演进)网络出现了。
    LTE被市场称为4G移动网络,几乎实现了2G网络所有的产业展望,而且兼容了以前所有的频段资源,3G时代的各种调制方式,引入新的编码技术,更为高效的时空管理。用人话说就是LTE真的好用,而且和同时期的家庭光纤宽带体验差距非常小。以至于真正4G网络(LTE-A)出现的时候,大家都没什么感觉甚至没有注意到。
   演进意味着不是革命。所以,4G可以被认为是一个更好的移动互联网。也因为互联网的移动化实现,其实4G可以算做正真意义上的人际互联网。
   对于社会生活的方方面面却都带来了个革命性的影响。进入这个人际互联网的人们,在传媒舆论、消费习惯、生产销售、社会治理、体育娱乐、财产观念、婚恋、生育等领域都因为4G的不断演进产生了革命。
   与此同时,各类接入设备也实现了高效能、低功耗。
   伴随着接入设备、通讯带宽、通讯量的海量增加,云计算技术提供了如同传统公共设施一般的算力、存储、带宽、算法、管理等诸多领域的支撑,帮助各行业针对各自场景实现低成本、高弹性、高可靠以及实时响应的移动应用底层技术支持。云原生技术体系赋能未来以场景为软件交付单元的云计算资源组合形式。
   云计算技术已经准备就绪,就等着更快、更稳定敏捷、更大的移动通讯网络(移动互联网)的出现。回顾过去移动通讯网络的发展,2G时代的展望,经历了三代,7次重要技术迭代与演进,历时20年,所有的产业应用得以实现,并且成功的全方位升级为移动互联网。不禁令我想到一首歌,有如2G之于4G,移动通讯网之于互联网,“长到后,我就成了你,我就成了你。”

时至今日,移动互联网最缺乏创意且最广泛的应用在哪呢?

   我们从今天大家都十分反感的骚扰电话与短信说起吧!每天在反骚扰软件的加持下,至少超过10个骚扰电话与垃圾短信。内容几乎“全是广告”,过去的广告都是内容本身,现在的短信广告都是一个短网址,点击之后或者打开一个App或者访问一个Landing Page。这是一个典型的2G移动网络之于互联网的应用。
手机打开网站满屏的广告,需要在广告中寻找新闻,搜索引擎的搜索结果是广告。购物App可是人们主动打开的,总该没有广告了吧?太天真了,就连整个购物网站都是为你动态私人订制的广告,能被你第一眼看到的都支付了广告费。
   这些是3G移动网络时代开始的应用,在如今大数据的加持下实现了千人千面的广告投放(阿里妈妈是不是考虑给点广告费赞助一下本文作者啊)。
广告在这个时代真的是无孔不入,打开电视开机画面是广告,自从内容为广告插播电视剧和广告插播综艺节目的模式越发的不受欢迎之后,电视人索性把广告做成了影视剧或者综艺节目,点播停下来是广告。话说回来,电视有广告,历来如此,大抵也就习惯了。
   可是当你走上街头,看见消防宣传屏幕、无人图书站、电梯、共享充电宝之类,拥有显示器的设备在他们的商业策划书里一定可以看到买广告可以变现。
   视频直播应用挖掘了人们对与俊男靓女互动的需求,原本打赏就能变现挣钱了,然而流量红人们又开始了他们的广告。类似的短视频应用,开始各种疯狂种草、疯狂带货。这些是4G移动网络时代的新生应用了。
   综上所言,这样的移动互联网也可以将其称之为“移动广告网”。

5G怎么来临,近期能解决什么问题?

如何认识5G的核心不同?

    5G网络,带来了一系列的未来展望,从来没有如此广泛被公众讨论,全社会对通讯技术的热情从来没有如此强烈过。2G时代提出的一系列未来展望的最终实现给公众的工作和生活带来了革命性的变化,直观、迅速而令人惊奇。
   尽管公众并不能体会5G到底有何不同,但内心仍然充满了期待,期待一种力量能够推动自身走向更便利、更舒适以及更高效的新时代。
    4G网络的延迟已经低于人类的神经系统响应速度(100毫秒),从而在技术上奠定了人际互联网。5G的核心目标是逐步将人际互联网演进为一个高速、高可靠、低延迟、海量承载的IoT(万物互联网)。

即将登场的5G到底能解决什么问题?

   高速度,2G~4G的最大变化是速度,升级5G还是更快。“天下武功,无坚不破,唯快不破。”到现在,人们觉得4K加载不够快,以后还需要8K视频。通话仅仅看到人影还不行,还需要全息影像交流。现在的文件越来越大,上传下载真的耽误时间。游戏主机本地的算力已经跟不上我的需要了,我需要渲染完成的结果,需要更清晰的画面。电影工业需要存储的数据太多,既需要云端的存储能力和算力,更需要强大的在线产线。VR系统需要更精细的场景体验。没有速度,都是妄谈。
   低延迟,大量的机械设备、传感器、车辆、仪器、医疗设施以及各种可穿戴设备大部分对响应延迟要求在10毫秒以下,其中有的设备需要在5毫秒以下的响应延迟。
   高可靠,几乎所有涉及到低延迟的设备都要求网络连接高可靠。一个非常形象的距离就是这边的手术进行着,远程的医生觉得不能在前行1mm就划破血管了,一下子网络断了,后果不堪设想。
   海量承载,目前的通讯网络每4平方米1个设备都难以实现高可靠和低延迟。未来的场景下可能是每平方米数个设备。
   总结一下,对于传统的互联网应用来讲,更高的速度,会带来更好的体验。而对于工业互联网以及商用物联网来说,能够提供更多设备接入情况下实现高可靠与低延迟。也是在为未来更多设备、更快速度、更稳定接入提供支持。

等待5G的建设得有过日子的心

   目前通信业界提出了13中从4G演进到5G的方案,其中只有方案2是真正的5G核心网+5G基站的模式。其他的方案都是从市场进度和已经完成的投资网络等客观条件出发,设计的逐步演进方案。
   每一代移动通讯网络的演进都不是一次性建成的,3年内可能会在一些区域出现5G核心网+5G基站的全覆盖区域,但4G的覆盖依然会作为网络的重要补充。
   一些对于“移动”特性要求高的场景,或许在未来3年内实现商业化的可能性较低。而对于高带宽的应用可能会在这个阶段迅速获得提升与推广。
   最后再说回IoT,5G在关键特性上,可以说是专门为IoT设计。然而,IoT不是依靠网络覆盖就可以建成的。很多人问我,为什么现在的那么多真正有销量的IoT设备几乎都是仅支持2.4G的wifi和支持低功耗蓝牙(BLE)呢?各种技术类型的优劣不在本文的讨论范围,后续可以专门开一章节。
   价格,是非常重要的因素。一个wifi网络下有十多个2.4G设备之后的延时与可靠性就出现巨大隐患了。但是一个wifi模组都不到1美金,蓝牙的情况也类似。反观其他模组几乎都在3美金以上。

短期内应当断绝那些妄念?

   纯5G不可能在短期内大规模建成,运营商会进行长时间的混合组网演进。所以,在进行场景应用开发的时候,通用型的场景可能不会太容易获得较好的市场反馈,而针对性的场景在这个阶段比较容易获得订单。5G相关应用研发可以做尝试,逐步培养技术力量。全力投入纯5G应用研发,则需要长期的稳定资金作为后备。特别针对IoT相关领域。
   停滞不前也是大忌,比如现在还有大量设备在基于GPRS在接入。2G/3G已经在逐步退网了,对于物联网设备而言可以选择NB-IoT进行平滑切换。但这样的形式并没有完整利用NB-IoT的特性,可以考虑以IoT云为基础对云管边端技术重构。当然基于LTE的eMTC可以纳入观察视野,甚至在一些定制场景可以开始使用。
   支持独立组网与非独立组网的5G模组,在具有网络覆盖的区域应该做一些试验性的场景,不论有没有订单,因为指望一切都完善了再去做,最好就当甲方爸爸。
    5G应用不会独立于云计算而存在,包括以云计算为基础的人工智能、IoT底座都是无法割裂的。把单片机+通讯模组看作是IoT也是一大妄念。
   在本期最后,谈谈个人的看法。“技术不能决定什么商业模式,能怎么使用也决定不了什么,而在于市场需要你怎么使用技术解决什么问题。”

下期预告

   本期通过介绍数字移动通信网络发展历程展望了5G的近期发展机遇,下一期我们将一起用历史的视野与技术的视野看看AI的现状。

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