一.微功率物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)分析

　　2010 年 10 月，國務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》，把物聯(lián)網(wǎng)列入國家首批加快培育的七個戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。這標(biāo)志著物聯(lián)網(wǎng)被列入國家發(fā)展戰(zhàn)略，對中國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展具有里程碑意義。工業(yè)和信息化部積極落實(shí)國家發(fā)展戰(zhàn)略，先后出臺了《“十二五”物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃》和《物聯(lián)網(wǎng)“十三五”規(guī)劃》，對我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了良好的培育和推進(jìn)作用。

　　國家無線電管理局高瞻遠(yuǎn)矚，早在2005 年就主導(dǎo)制定了《微功率(短距離)無線電設(shè)備的技術(shù)要求》，創(chuàng)造性地開辟了微功率短距離無線電物聯(lián)業(yè)務(wù)，使得微功率頻段成為了物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的主戰(zhàn)場。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，我國目前在線運(yùn)行的微功率無線電物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備規(guī)模巨大， 數(shù)以億計(jì)，占據(jù)國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的大半壁江山，其中絕大部分設(shè)備工作于 470—510MHz 微功率頻段。這些微功率物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備被廣泛應(yīng)用于智能制造、智慧農(nóng)業(yè)、智慧公用事業(yè)、智慧城市、智能家居等眾多領(lǐng)域，為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、公用事業(yè)保障和百姓的物資文化生活提供了全方位的服務(wù)，特別是微功率無線民用計(jì)量儀表的應(yīng)用與百姓的生活息息相關(guān)，人們用電、喝水、做飯、取暖都離不開，已經(jīng)成為不可或缺的應(yīng)用。微功率無線電業(yè)務(wù)的開展有力地推動了我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展， 取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

　　2016 年修訂的《無線電管理?xiàng)l例》進(jìn)一步取消了微功率短距離無線電設(shè)備的用頻審批、執(zhí)照申請和型號核準(zhǔn)，極大地減輕了用戶和設(shè)備供應(yīng)商的負(fù)擔(dān)，進(jìn)一步促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。可以毫不夸張地說，我國的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)能夠走在世界的前列，微功率無線電業(yè)務(wù)居功至偉，各級無線電監(jiān)管部門功不可沒。

　　但是，應(yīng)該看到，隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用如雨后春筍般涌現(xiàn)，無線物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)銷量突飛猛進(jìn)，隨之而來的是對頻率資源的需求與日俱增，業(yè)界熱切地盼望國家無線電管理部門進(jìn)一步挖掘和開放微功率無線電頻率資源，科學(xué)、包容地定義微功率無線電業(yè)務(wù)門類及其技術(shù)要求，營造更好的資源環(huán)境，為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展再立新功，用實(shí)際行動踐行黨的十九大報告提出的“支持民營企業(yè)發(fā)展，激發(fā)各類市場主體活力”的要求。

　　二.中國微功率物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管

　　由于歷史原因，中國沒有專用的 ISM 物聯(lián)網(wǎng)頻段，但是基于《微功率短距離無線電設(shè)備技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，給儀表計(jì)量提供了很好的應(yīng)用場景，而儀表計(jì)量是物聯(lián)網(wǎng)核心應(yīng)用，經(jīng)過近二十年的發(fā)展， 已經(jīng)形成了事實(shí)上 470—510MHz ISM 物聯(lián)網(wǎng)頻段，應(yīng)用擴(kuò)展到抄表、計(jì)量、監(jiān)控等主流物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景。無線電管理局前期 470-510MHz頻段較為寬松的使用政策，事實(shí)上極大地促進(jìn)了我國物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的大力發(fā)展。

　　眾所周知，無線電設(shè)備的使用最忌諱的是相互之間產(chǎn)生射頻干擾，特別是微功率無線電設(shè)備由于運(yùn)行于其它主營業(yè)務(wù)的運(yùn)行頻段，更不得干擾主營業(yè)務(wù)運(yùn)行。這是無線電監(jiān)管的重要出發(fā)點(diǎn)，令人欣慰的是，工作于 470—510MHz 頻段的上億臺微功率民用計(jì)量設(shè)備在網(wǎng)運(yùn)行十余年的時間里，從未發(fā)生過因?qū)ζ渌戏o線電設(shè)備產(chǎn)生干擾而被投 訴和處罰的問題。微功率民用計(jì)量設(shè)備之所以在數(shù)量眾多、運(yùn)行時間 漫長的情況下，依然能夠保持所在的無線電環(huán)境秩序井然，得益于完善的標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)的技術(shù)。

　　在微功率無線電業(yè)務(wù)開展的十余年中，孕育了眾多的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中與微功率民用計(jì)量儀表相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)有國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T26831.4-2017 、 GB/T26831.5-2017; 電 力 行 業(yè) DL/T698.44-2016 《電能信息采集與管理系統(tǒng)》;國家電網(wǎng)企標(biāo) Q/GDW11016-2013 《用電信息采集系統(tǒng)通信協(xié)議》、南方電網(wǎng)企業(yè)規(guī)范《計(jì)量自動化微功率無線通信技術(shù)要求》等。這些標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)范了微功率民用計(jì)量儀表組網(wǎng)應(yīng)用的技術(shù)方案和指標(biāo)要求，使得相關(guān)設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)有章可循、有據(jù)可憑，保證了產(chǎn)品質(zhì)量一致性，避免了產(chǎn)品射頻兼容性隱患。

　　技術(shù)創(chuàng)新是由“中國制造”走向“中國智造”的必經(jīng)之路。黨中央對技術(shù)創(chuàng)新非常重視，十九大報告明確提出要“深化科技體制改革， 建立以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研深度融合的技術(shù)創(chuàng)新體系， 加強(qiáng)對中小企業(yè)創(chuàng)新的支持，促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化”。物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)活躍著大量中小企業(yè)，在各行各業(yè)應(yīng)用中進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新，企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新需要國家相關(guān)職能機(jī)關(guān)的大力扶持，提供創(chuàng)新的土壤。

　　廣大物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)企業(yè)期望無線電管理局繼續(xù)堅(jiān)持寬松的使用政策，堅(jiān)持授權(quán)頻段和非授權(quán)頻段并重的頻譜規(guī)劃思路?；?70—510MHz 頻段大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的既成事實(shí)，充分發(fā)揮市場、行業(yè)聯(lián)盟力量來自我約束，在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)安全監(jiān)管;也可以考慮采用收費(fèi)管理模式，參考香港、美國的經(jīng)驗(yàn)，對于 ISM 頻段付費(fèi)使用，僅用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，不能獨(dú)占，并避免濫用。

　　三.保持技術(shù)多樣性促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

　　基于《微功率短距離無線電設(shè)備技術(shù)要求》近二十年的實(shí)施，已經(jīng)有大量的抄表、計(jì)量、監(jiān)控等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用采用 470-510MHz 頻段， 并且已經(jīng)廣泛采用多頻點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)綜合接入組網(wǎng)應(yīng)用模式。如果只采用單頻點(diǎn)，點(diǎn)對點(diǎn)應(yīng)用模式，不能滿足物聯(lián)網(wǎng)基本應(yīng)用需求，將導(dǎo)致大量已經(jīng)開展的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用無法再繼續(xù)使用，與目前云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的技術(shù)發(fā)展趨勢背道而馳。

　　目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要求對無線計(jì)量儀表“限單頻點(diǎn)使用，不能用于組網(wǎng)應(yīng)用”說法相互矛盾。首先，無線計(jì)量儀表的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)必然如下圖所示：

　　圖 1 無線計(jì)量儀表數(shù)據(jù)采集架構(gòu)示意圖

　　數(shù)據(jù)采集服務(wù)器需要無線計(jì)量儀表的數(shù)據(jù)，不可能建立到每個儀表的點(diǎn)對點(diǎn)應(yīng)用。例如民用水表/氣表抄表應(yīng)用，一個居民小區(qū)數(shù)百上臺表，數(shù)據(jù)采集服務(wù)器如何實(shí)現(xiàn)數(shù)百個點(diǎn)對點(diǎn)連接?要出數(shù)百個天線么?點(diǎn)對點(diǎn)連接意味是網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，而對于任何規(guī)模通信系統(tǒng)必然是樹狀網(wǎng)絡(luò)，分層網(wǎng)絡(luò)，否則由于成本和工程因素?zé)o法組網(wǎng)。因此必然需要增加一個集中器/網(wǎng)關(guān)設(shè)備，由該設(shè)備統(tǒng)一接收一個區(qū)域內(nèi)的民用計(jì)量儀表數(shù)據(jù)，再傳送給采集服務(wù)器。由此推論，既然470—510MHz頻段允許用于民用計(jì)量儀表，又不允許組網(wǎng)應(yīng)用，那么怎么實(shí)施呢?我們再來分析下集中器/網(wǎng)關(guān)設(shè)備對其他設(shè)備的干擾情況。

　　大家都知道一個無線設(shè)備對其他設(shè)備的干擾水平取決于該設(shè)備的發(fā)射功率、占用時間、占用帶寬。對于民用計(jì)量儀表應(yīng)用，主要是儀表發(fā)送數(shù)據(jù)，集中器/網(wǎng)關(guān)接收，同時集中器會發(fā)送少量的數(shù)據(jù)給儀表進(jìn)行確認(rèn)。因此集中器主要出于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，很少處于發(fā)送狀態(tài)。一個處于接收狀態(tài)的設(shè)備對外界是沒有干擾的，只有處于發(fā)送狀態(tài)才會帶來干擾。

　　因此如果對集中器的發(fā)射能力控制在一個民用計(jì)量儀表的水平上，集中器對其他設(shè)備的干擾也等同于一個民用計(jì)量儀表。這就類似于一個地鐵站，廣播系統(tǒng)不工作，外界是感覺不到其存在的，廣播系統(tǒng)的聲音控制在低分貝上，外界感覺和一個人說話是沒區(qū)別的。以目前使用廣泛的LoRa 技術(shù)為例，集中器芯片1301設(shè)計(jì)有多路接收通道， 接收采用多頻點(diǎn)方式，在不對其他儀表產(chǎn)生干擾的前提下能夠大幅降低成本，提高頻率使用效率;發(fā)射通道只有 1 路，集中器與一個民用計(jì)量儀表一致，只有一個 Modem，并沒有占用多個頻點(diǎn)，也是單頻點(diǎn)設(shè)備，減少對其他設(shè)備的干擾。

　　另外，在微功率無線計(jì)量設(shè)備中廣泛運(yùn)用了頻率感知、跳頻通信、糾錯編碼和功率自適應(yīng)等抗干擾和防干擾技術(shù)，做到了先聽后發(fā)、主動避開繁忙頻點(diǎn)，保證了既不產(chǎn)生干擾也不被干擾，維護(hù)了 470—510MHz 頻段的良好電磁環(huán)境和用頻秩序，沒有必要因?yàn)閾?dān)心干擾問題而對技術(shù)要求進(jìn)行調(diào)整。

　　據(jù)上述分析，只有采用集中器 + 無線計(jì)量儀表的組網(wǎng)方式才是470—510MHz 最合理、最有效的使用方式，否則分配給無線計(jì)量儀表使用該頻段變得沒有意義，同時采用集中器組網(wǎng)應(yīng)用并不會增加對其他設(shè)備的干擾水平。因此如果限制無線計(jì)量儀表“不能用于組網(wǎng)應(yīng)用” 將會導(dǎo)致該頻段資源無法使用，寶貴的頻譜資源被白白浪費(fèi)掉。

　　同運(yùn)營商 IoT 網(wǎng)絡(luò)比較，基于 ISM 頻段的 IoT 網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍區(qū)域化，部署實(shí)施方便，設(shè)備簡潔，成本極低，但通信能力，QoS 低于運(yùn)營商IoT 網(wǎng)絡(luò)。因此ISM 頻段的物聯(lián)網(wǎng)較適合于低端物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使用，和運(yùn)營商 IoT 網(wǎng)絡(luò)可以相互補(bǔ)充，共同形成完善的物聯(lián)網(wǎng)覆蓋，這非常類似于 WiFi網(wǎng)絡(luò)和 LTE 網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系。

　　物聯(lián)網(wǎng)需求是碎片化的，運(yùn)營商的 IoT 網(wǎng)絡(luò)無法滿足所有應(yīng)用需求。同時允許 ISM 頻段物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)，會形成一種服務(wù)由多種技術(shù)提供， 相互競爭，相互促進(jìn)，達(dá)到產(chǎn)業(yè)鏈成熟，降低成本的目的，為整個社會帶來技術(shù)紅利。

　　因此允許 ISM 頻段組網(wǎng)應(yīng)用將會大大降低物聯(lián)網(wǎng)部署成本，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的早日實(shí)施，從而提升整個社會的智能化水平。國際上物聯(lián)網(wǎng)也都以運(yùn)營商專有頻段和 ISM 頻段高低搭配，并行推動;如果限制ISM頻段組網(wǎng)，如同移動寬帶網(wǎng)絡(luò)沒有 WiFi。

　　如果新的“征求意見稿”正式執(zhí)行，將會取消中國事實(shí)使用、以及潛在可用的物聯(lián)網(wǎng)ISM 頻段，物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)營成本將大幅增加，中國將只剩下運(yùn)營商組網(wǎng)一種模式，這對于中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)是一個重大打擊，將極大限制中國物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)爆發(fā)，并最終導(dǎo)致中國在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域極大落后于其它國家。即使重新規(guī)劃分配新的物聯(lián)網(wǎng)ISM 頻段，隨著新標(biāo)準(zhǔn)落地、產(chǎn)品研發(fā)、認(rèn)證、測試完成，將導(dǎo)致中國整個物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)白白丟失兩年以上快速發(fā)展的大好時機(jī)。而且，由于前期 470—510MHz 頻段的民用計(jì)量儀表沒有被限制組網(wǎng)，已經(jīng)形成大規(guī)模應(yīng)用，現(xiàn)在再做禁止組網(wǎng)的修訂，不僅國家的數(shù)千億元投資面臨浪費(fèi)，還將影響物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)發(fā)展，給已享受便利服務(wù)的數(shù)億百姓帶來生活不便。

　　四.歐美 ISM 頻段對標(biāo)分析

　　目前國際上對 ISM 頻段物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)都是允許的，共有如下頻段資源：

　　我們看到主要發(fā)達(dá)國家和地區(qū)都允許 ISM 頻段物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)，都堅(jiān)持運(yùn)營商 IoT網(wǎng)絡(luò)和 ISM 頻段 IoT 網(wǎng)絡(luò)并行發(fā)展。特別是美國為物聯(lián)網(wǎng)分配了 26M 頻段資源，同時允許發(fā)射功率為1瓦，這為物聯(lián)網(wǎng)的部署打下了很好的基礎(chǔ)。美國目前為了5G 和物聯(lián)網(wǎng)先行，投入了巨大資源。就連我們的鄰居韓國，在 920-923MHzISM 頻段，也允許發(fā)射功率最高從原有14dBm 提高到23dBm。由此可見這些國家對于LPWAN技術(shù)在 ISM 頻段發(fā)展的重視程度。他們都將 LPWA 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為下一代網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)來扶持培養(yǎng)。

　　未來是一個萬物互聯(lián)的社會，各國競爭將日益激烈，經(jīng)濟(jì)競爭的背后是科技競爭。經(jīng)過幾十年努力，目前全球ICT科技上基本上呈現(xiàn)出中美領(lǐng)先的局面，如果我們在這個時刻禁止ISM頻段物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)應(yīng)用，將會導(dǎo)致中國失去來之不易的領(lǐng)先機(jī)會，在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用上將會逐漸落后于美國等發(fā)達(dá)國家。