披露：本研究报告的作者持有HNT并经营Helium Hotspots。
Helium公司制定了一个雄心勃勃的目标：建立一个可靠的、无处不在的、由用户拥有和运营的全球无线网络。开发Helium网络的公司Helium Inc.给它起了个绰号：”人民的网络”。这个绰号来自于Helium网络的设计，它结合了加密经济激励机制和市场，将物联网（IoT）设备与可负担的带宽连接起来。Helium本质上寻求成为 “电信公司的Airbnb”，使任何人都能为物联网设备（即智能手表、电动滑板车、医疗传感器等）提供无许可、低带宽的连接。
Helium网络今天已经开始运作，为终端用户和企业提供现实世界的解决方案，Helium声称其价格比AT&T和Verizon等传统电信网络便宜100倍。在短短18个月内，Helium已经在全球3800多个城市建立了一个由73000多个无线 “热点 “组成的功能网络–这些热点是Helium区块链的节点，也是物联网网络的无线基站（这里有一张全球覆盖图）。这使得Helium成为世界上最大的LoRaWAN–一种低功率、低带宽的数据传输协议–网络，而且它才刚刚开始。由于还有20万个热点在后备订单中，Helium首席执行官阿米尔-哈莱姆认为，到2022年底，很有可能出现60万个网络，使Helium有可能在未来几年内实现其提供全球LoRaWAN覆盖的目标。
无线基础设施的（破碎的）传统模式
推动Helium快速发展的核心创新是其网络商业模式。要充分理解Helium的优势，首先要考虑Helium所颠覆的传统无线电信公司模式，即集中式和专有式。
对于传统的电信公司来说，建立一个大型的无线网络是极其复杂和资本密集的。在电信公司获得任何客户或收入之前，他们有巨大的前期资本成本。首先，他们必须购买广播频谱的独家权利，以保护他们的未来业务。接下来，他们必须开发和部署一个广泛的专有硬件网络，只在该频谱中运行，包括购买或租赁房地产来承载这些硬件。同时，这些公司还必须开发专有软件来运行该系统。在整个过程中，公司还需要确保符合多个地方管辖区的监管要求，这些要求相互重叠或不一致。
以这种方式建立无线网络所需的资金通常是通过债务融资，这意味着传统电信公司随后不得不对无线服务收取溢价，并将客户锁定在长期合同中以保证收入。因此，吸引新客户的速度可能会很慢，同时也会因广告和提供激励措施让用户更换供应商而产生额外成本。
2021年，AT&T和Verizon的资本支出估计分别为210亿美元和180亿美元。而根据美国2008-17年的人口普查数据，”信息 “行业的资本支出的绝对值和百分比都是所有行业中增长最多的（53.5%）。
顶级无线供应商的庞大资本支出成本对物联网企业有负面的下游影响。尽管物联网开发者炒作了多年，我们仍然没有建立大规模物联网网络所需的廉价、可靠的无线覆盖。WiFi需要定制设备配置，并且提供有限的范围，而蜂窝网络的成本太高，而且能耗大。通过标准蜂窝网络连接一个物联网设备，每月仍需花费6-10美元，而且高能耗意味着小型物联网设备的电池寿命短得不切实际。
现有电信运营商的平台物联网解决方案（NB-IoT和CAT-M）即将到来，但它们仍然（相对）昂贵（1.5美元/月），而且还没有任何一家获得平台主导地位，因此希望将其芯片集成到新产品中的制造商仍然觉得这是一个风险赌注。同样，人们一直在努力使用其他物联网技术（Sigfox、LoRa等）来开发网络，但这些技术一直在努力建立规模化的网络，因为它们存在一个鸡生蛋的问题–公司不想建立一个没有人会使用的网络，所以没有公司愿意在昂贵的设备上投注，因为这些设备可能无法保证覆盖。
因此，只有一部分企业–那些拥有大量资金和对实时通信有关键需求的企业–在运营物联网网络，而那些已经建立网络的企业也不愿意将其开放给其他人。结果是我们今天的物联网协议、标准和基础设施支离破碎，这意味着许多所谓的智能设备最终都是哑巴–只要看看今天任何现有的5000美元以上的电动自行车，就会问为什么它没有原生连接到互联网，而只是通过蓝牙。
为什么Helium很重要
我发现Helium是在为个人微型交通工具（如私人拥有的电动自行车和滑板车）寻找低成本的连接解决方案时发现的。作为一个行业，微交通–最后一英里的交通–对于帮助应对气候变化、为世界其他人口提供流动性以及使城市更加宜居至关重要。在COVID-19大流行期间，电动自行车的销量猛增–但它们的主要问题仍然是盗窃和维护。
连接性可以更有效地跟踪电动自行车的位置，并将实现远程关闭。反过来，这使用户能够获得更低的保险费，阻止盗窃，并选择加入 “智能维修”，即电动自行车制造商可以远程诊断故障并为车主无缝安排维修。然而，迄今为止，连接性解决方案的成本太高，整合起来也很复杂。
氦气为降低物联网连接的成本和复杂性提供了机会，促进了物联网在现有设备中的更大创新和整合。. 它在全球范围内用单一的API和硬件规格简化了连接，然后提供数据，Helium表示，对于低功耗的物联网设备（例如，连接的电源陷阱或狗项圈），其成本比传统的连接便宜100倍。这使得制造商有可能将终生使用数据的成本计入购买价格，因此设备将是 “天生的智能”，所有者永远不必考虑它–它们只是工作。
随着各行各业对无线连接的需求激增，氦气在现实世界中的潜在应用已经超出了微移动性。在COVID-19大流行期间，Helium被用来进行廉价、可靠的接触追踪。该网络已被用于远程监测蜂巢的健康状况，这是健康生态系统的重要组成部分。此外，研究表明，Helium正在开发的那种无线基础设施甚至可以帮助验证核武器的拆除（尽管是在协议安全升级的定制区块链上！）。
网络商业模式。Helium的真正创新
正如我上面提到的，人民网络的核心创新不是使用区块链，而是去中心化的商业模式。通过分配建设和运营无线基础设施的成本和收入，Helium克服了阻碍集中式专有业务的大规模无线网络建设的障碍。
开源软件，非专有硬件
人民网采用 “开放 “的硬件和软件标准，有助于从根本上降低开发和部署成本。Helium为其第一个网络选择了一个现有的开源无线协议–LoRaWAN。LoRaWAN是一种相对成熟的无线技术，可以提供长距离的覆盖（以英里为单位），而且用电量最小，使低功率物联网设备的电池寿命更长。
选择一个成熟的开源无线协议意味着已经有一个由软件和硬件开发人员组成的全球社区，他们正在构建可适应Helium网络的解决方案。超过40家公司已经在开发与Helium兼容的设备和解决方案，而且每天都有更多的公司加入。由于人民网络是无权限的，任何支持LoRaWAN的设备都可以连接，任何人都可以在网络上构建和部署，而不需要咨询Helium核心团队。
Helium还使用非专有的标准进行硬件生产。现在有多家第三方制造商正在建造Helium认证的热点，让Helium核心团队专注于定义所需的规格，确保设备符合要求，以减少奖励的博弈。热点由网络参与者私人拥有和经营，目前价格约为350-500美元（正在开发的新热点预计价格为70-90美元），取决于地区、品牌和能力。热点业主使用自己的互联网与更广泛的互联网连接，并将加密的信息包转发给业主。开源硬件和软件的结合使Helium产生比现有电信公司和物联网供应商更低的开发和部署成本，同时支持第三方供应商之间的竞争和思想交融。
Helium网络如何运作
Helium网络使用定制的第1层区块链为数据传输提供动力，并激励网络的建设和维护。氦气网络代币（HNT）是氦气网络的原生货币，执行双重代币功能。第一个功能是激励热点所有者确保和运营网络。HNT的第二个功能涉及到信息如何在网络上传输。为了访问Helium物联网网络，用户需要购买一种称为 “数据信用 “的二级代币，其价格固定为每24字节数据0.0001美元。这些数据点数根据当前的HNT价格与HNT进行兑换，HNT价格由一组神谕者报告给网络。这为用户购买数据提供了一种直接的方式，不受HNT价格波动的影响，并保证了存储和使用的便利性。
供应分配
氦气网络为参与网络的人保留了供应，30%的HNT供应分配给热点所有者，以促进数据传输。另外35%的供应量分配给参与共识和 “覆盖证明 “的热点（下文有更多介绍）。随着时间的推移，该协议将调整这些比例，直到赚取的大部分代币都是为促进网络上的数据传输而发行的。最后，剩下的35%分配给Helium团队和早期投资者，其中包括谷歌风投、Multicoin Capital、Khosla和联合广场风投。
了解氦气区块链和热点功能
目前，大部分网络活动都围绕着覆盖率证明（PoC）机制，通常被称为 “氦气开采”，它可以验证热点是否正常运行。在PoC中，部署的热点 “声称 “一个区域，然后向它周围的节点发出 “挑战”，以证明每个节点都在它声称的地方，并提供高质量的覆盖。为了确保没有热点串通起来制造假的挑战，从而欺骗网络，其他热点也被付钱来 “见证 “这些挑战。目前，热点还在网络上形成共识，以创建新的区块，而PoC/见证和共识共同为这些服务赚取代币。
在55,000个节点中，Helium现在是世界上最大的点对点区块链网络之一（按节点数量计算），其节点数量大约是比特币网络的4倍。在整个2020年，Helium区块链在适应节点增长的同时努力保持性能。因此，在2021年第二季度，根据社区对Helium改进提案（HIP）25的批准，Helium团队将过渡到一个用于区块形成的权益证明协议。这将卸载区块形成的任务给新的验证者网络，并确保区块链可以继续扩展到数以百万计的热点和新型无线技术（5G等）。氦气验证者需要10,000个HNT来参与定投，并将竞争6%的代币发行量。
代币经济学和使用
在推出时，计划HNT的供应量为每年6000万个HNT代币，创造一个线性发行曲线。然而，随着2020年11月HIP 20的批准，社区同意重新设计发行时间表，包括两年一次的减半，创造一个2.23亿个代币的总供应量硬上限。第一次减半将在2021年8月临近，将把HNT的月供应量从500万减少到250万。
随着上限的达到，代币供应动态的最后一个方面将发挥作用。Helium使用了一个叫做净排放的模型（基于Factom的燃烧和铸造平衡模型），这意味着随着网络达到2.23亿的供应上限，一定比例的被燃烧的代币将被回收到共识和数据传输供应商，以继续激励矿工，并确保HNT供应的流动性。
如果说对Helium迄今为止的表现有什么批评的话，那就是虽然他们在推出大型P2P热点网络方面非常成功，但网络上的数据使用率却非常低。在截至6月29日的30天内，花费了1470亿数据点数（相当于约3500GB），总的等价 “收入 “刚刚超过140万美元，或约1680万美元的ARR，但其中大部分是由于在网络中增加新的或移动热点而烧掉的数据。与几个月前相比，DC的总体使用量有了很大的增长，当时的ARR约为20万美元，但总体上仍然很低。虽然这导致一些人质疑该网络及其产品的价值，但物联网行业专家表示这是可以预期的。整个网络在过去几个月才显示出它是一个潜在的可靠平台，所以公司现在才开始为它开发产品。只有时间会证明，但指标是积极的。
超强的网络效应
赚取HNT的机制在直接的财务收益和强大的网络效应之间创造了一个正反馈循环，有助于推动网络的快速建设。随着网络上部署的热点越来越多，其地理覆盖范围也越来越大，需要更多定期的覆盖证明挑战，为热点所有者赢得HNT。同时，不断扩大的覆盖范围和可靠性，加上廉价的数据成本，推动了最终用户的采用。随着Helium网络用户数量的增加，Hotspot的数据服务收入也在增长，进一步激励了网络竞争。
Source: The Helium Flywheel by Tushar Jain同时，随着更多的设备进入网络，他们会使用更多的数据点数，从而产生对HNT的额外需求，帮助维持代币价格。这也激励了客户不仅使用网络，而且通过部署自己的热点来帮助建立网络，从而赚取他们需要的HNT来进行交易。随着网络的实际价值和运营的增长，Helium网络设计导致了HNT的直接升值。
这一切都为热点和HNT所有者带来了一个非常有说服力的经济案例。Multicoin Capital的Tushar Jain–一个早期的Helium投资者–在3月底估计，在当时7美元的价格下，一个350美元的Hotspot的平均投资回报时间约为10天，尽管今天的价格为12美元，而且由于Hotspot的竞争加剧，回报率降低，这些投资回报期正在延长。正如贾恩指出的，飞轮正在转动。
网络时代的新模式？
人民网的快速、激励性增长表明，其用户拥有的基础设施和区块链整合模式在无线行业具有巨大的潜力。对于加密货币来说，Helium是一种熟悉的加密货币商业模式，与去中心化的理念有共鸣。然而，The People’s Network和网络商业模式的未来发展将需要传统商业界的采用，他们会看到它提供了一种更便宜、更强大、更有效的方式来构建硬件和软件网络。对于热点供应商来说，这是一种财务授权的形式，它可以更均匀地分配通过数字互动产生的收入–这些收入以前都是由巨大的中央企业所积累的。考虑到这一点，在我们为网络时代建立新的业务时，其他人似乎会探索Helium的用户拥有模式如何在其他领域提供这些好处。
