物聯(lián)網(wǎng)與信息通信

李安民

（中國電信股份有限公司上海研究院 上海200122）

1 引言

隨著國家將物聯(lián)網(wǎng)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)予以重點關(guān)注和推進，國內(nèi)各級政府部門和產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)已開始抓緊布局，相繼推出了加快物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的規(guī)劃和行動方案，并啟動物聯(lián)網(wǎng)示范工程的建設(shè)。

物聯(lián)網(wǎng)雖然是一個新興的高科技產(chǎn)業(yè)，但其發(fā)展和以往任何一個產(chǎn)業(yè)一樣，離不開產(chǎn)業(yè)鏈的繁榮，離不開一大批企業(yè)的參與和投入，特別是需要具有實力的主流企業(yè)的支持。電信運營商由于實力較強，又占據(jù)網(wǎng)絡(luò)通道優(yōu)勢，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域已有一定的發(fā)展基礎(chǔ)。

2 中國電信對物聯(lián)網(wǎng)的理解

作為國內(nèi)主要的電信運營商，中國電信肩負著落實國家發(fā)展戰(zhàn)略的責(zé)任，在“感知中國”的發(fā)展過程中，積極參與，開拓創(chuàng)新，務(wù)實工作。

中國電信認為，物聯(lián)網(wǎng)是利用二維碼、射頻識別（RFID）、各類傳感器/敏感器件等技術(shù)和設(shè)備，使物體與互聯(lián)網(wǎng)等各類網(wǎng)絡(luò)相連，獲取無處不在的現(xiàn)實世界的信息，實現(xiàn)物與物、物與人之間的信息交互，支持智能的信息化應(yīng)用，實現(xiàn)信息基礎(chǔ)設(shè)施與物理基礎(chǔ)設(shè)施的全面融合，最終形成統(tǒng)一的智能基礎(chǔ)設(shè)施。從本質(zhì)上看，物聯(lián)網(wǎng)是架構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)上的一種聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和通信的能力。

2.1 物聯(lián)網(wǎng)的市場特征和市場策略

根據(jù)中國電信近年來在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的探索，通過國內(nèi)市場研究、客戶訪談與應(yīng)用推廣，不斷分析總結(jié)物聯(lián)網(wǎng)的市場特征。其中有一個非常明確的認識，就是目前物聯(lián)網(wǎng)市場具有碎片化的特征，規(guī)?；纳虡I(yè)模式尚未成熟。這主要是由于缺乏行業(yè)主導(dǎo)、缺乏領(lǐng)導(dǎo)品牌、缺乏標準體系。

但是隨著國家對物聯(lián)網(wǎng)的高度關(guān)注，現(xiàn)實當中物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層出不窮，涉及的行業(yè)領(lǐng)域非常廣泛，也涌現(xiàn)出了大量的成功案例。美國咨詢機構(gòu)Forrester預(yù)測，到2020年，物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模普及，物物互聯(lián)業(yè)務(wù)與現(xiàn)有人與人的通信業(yè)務(wù)比例將達到30∶1，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展充滿機會，其前景是萬億級的產(chǎn)業(yè)。但歷史經(jīng)驗告訴我們，到處都充滿機會的時候，往往又經(jīng)常抓不住任何一個機會，因此發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)一定要聚焦需求。聚焦需求，這不僅包括現(xiàn)有的需求，也包括潛在的和趨勢的需求，因為物聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)給我們的是一個廣闊的空間，如果只關(guān)注已有的需求，將會限制物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展空間。

·滿足已有需求：包括通過各類傳感器采集溫度、濕度，近距離、遠距離傳輸需求，采集與傳輸?shù)陌踩枨蟮?，在各行各業(yè)都有明確的需求，也是呈井噴式的。對于該類需求，要用性價比比較好的產(chǎn)品來予以滿足。

·挖掘潛在需求：包括數(shù)據(jù)加工與處理等融入生產(chǎn)生活，在現(xiàn)有生產(chǎn)生活基礎(chǔ)上享受更豐富的服務(wù)等。

·引領(lǐng)趨勢需求：涉及未來的發(fā)展方向，包括政府智能化、行業(yè)智能化、個體智能化、家庭智能化等應(yīng)用領(lǐng)域。

中國電信拓展物聯(lián)網(wǎng)市場，主要采取的市場策略是：以示范工程帶動物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用，從民生角度關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)家庭應(yīng)用。

拓展物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用可以從水平市場和垂直市場進行切入。水平市場是指交通、物流、電力、金融、石油、環(huán)保、水利、氣象等重點行業(yè)的市場；垂直市場是指數(shù)據(jù)采集、視頻監(jiān)控、支付、定位等重點應(yīng)用的市場。例如中國電信從2003年9月開始正式推出運營級 “全球眼”視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)，至2009年10月，全國已開通近28萬個監(jiān)控點，累計業(yè)務(wù)收入超過20億元人民幣，廣泛應(yīng)用于公安、環(huán)保、檢驗檢疫等20多個大型行業(yè)，并拓展了商鋪、社區(qū)等中小企業(yè)和家庭用戶等。

發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)家庭應(yīng)用必須針對百姓生活中的困難和問題，結(jié)合家庭的具體應(yīng)用場景，推出用戶要用、用戶能用、用戶愛用的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。例如中國電信與青島海爾合作，在山東青島“山海灣”小區(qū)打造智能家居示范樣本點，將用戶家庭的熱水器、空調(diào)等家電設(shè)備通過中國電信“我的e家”網(wǎng)關(guān)與海爾的中央智能控制中心相連，利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，能夠很好地監(jiān)控和管理家電設(shè)備的安全、用電、耗能等運行狀況，海爾也結(jié)合家庭物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，創(chuàng)新地解決了諸如電熱水器漏電等老百姓家庭生活中極其關(guān)注的難點問題。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)的總體架構(gòu)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層，如圖1所示。

（1）感知層特征：通用、綠色、智能

感知層主要用于識別物體、采集信息，由傳感網(wǎng)和感知設(shè)備兩部分組成，包括有線傳感器網(wǎng)絡(luò)、WSN（無線傳感器網(wǎng)絡(luò)）、傳感器、RFID、視頻采集設(shè)備等。

感知層中涉及到一部分通信能力，主要是通信硬件設(shè)備，現(xiàn)在由于各家廠商的硬件標準、協(xié)議、接口都不同，導(dǎo)致集成商開發(fā)工作量大，比如更換通信模塊就要重新開發(fā)，這些都成為推進物聯(lián)網(wǎng)工作中的阻礙。中國電信通過推出CDMA標準通信模塊，規(guī)范了模塊的尺寸、管腳、AT指令等，使得終端廠商和集成商可以方便地做到“即插即用”，不需要重新開發(fā)。

傳感器必須具備低功耗特性，否則供電問題難以解決，我們要求終端內(nèi)的蓄電池應(yīng)該具備長久的續(xù)航能力，目前的很多應(yīng)用中，都會遇到供電這個瓶頸，這是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中亟待解決的另一個重要問題。

目前在感知層的智能化程度不是很高，只是進行數(shù)據(jù)的采集和傳送，但未來一定會向著智能化方向發(fā)展。比如機場反侵入系統(tǒng)，原來只是看物體是否靠近，以后要知道這個物體是什么東西，靠近的具體方向，有什么企圖等。

（2）網(wǎng)絡(luò)層特征：廣泛、經(jīng)濟、智能

網(wǎng)絡(luò)層主要用于信息傳遞，包括接入單元和接入網(wǎng)絡(luò)兩個部分。接入單元有獨立的物聯(lián)網(wǎng)終端以及作為感知數(shù)據(jù)匯聚點的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)；接入網(wǎng)絡(luò)包括有線（寬帶、PSTN）、無線（2G/3G、Wi-Fi、WiMAX、LTE）。

廣泛，即網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該支持物聯(lián)網(wǎng)終端的廣泛接入和廣泛互聯(lián)，這對運營商的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要求很高。

經(jīng)濟，隨著物聯(lián)網(wǎng)終端的大量接入，會對運營商的網(wǎng)絡(luò)造成非常大的壓力，而且很多終端都是小流量長在線業(yè)務(wù)，發(fā)送的數(shù)據(jù)量很小，發(fā)送頻率也不高，但是卻要求實時在線狀態(tài)，這對運營商的網(wǎng)絡(luò)資源占用嚴重，因此需要規(guī)劃用戶用得起、運營商建得起和運營得起的經(jīng)濟型網(wǎng)絡(luò)。

智能，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)特點是上行流量大于下行流量、近程大于遠程、持續(xù)大于突發(fā)、并發(fā)大于偶發(fā)，傳感節(jié)點類型多，這就要求運營商要建設(shè)智能型網(wǎng)絡(luò)，具備傳感網(wǎng)與通信網(wǎng)異構(gòu)融合，支持靈活的編碼方式和傳輸方式，并引入IPv6，為物聯(lián)網(wǎng)提供海量IP地址。

（3）應(yīng)用層特征：集中、協(xié)同、智能

應(yīng)用層主要用于業(yè)務(wù)相關(guān)信息的處理和應(yīng)用，其中也包括了各種物聯(lián)網(wǎng)通用能力，如基礎(chǔ)通信能力調(diào)用、統(tǒng)一數(shù)據(jù)建模、目錄服務(wù)、內(nèi)容服務(wù)、通信通道管理等，在通用能力之上，是各種物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用，包括企業(yè)行業(yè)應(yīng)用、個人家庭應(yīng)用、政府公共應(yīng)用等各類應(yīng)用，涵蓋物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的各個領(lǐng)域。

通過物聯(lián)網(wǎng)管理平臺可以讓用戶對管理數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行靈活處理，并將大量數(shù)據(jù)合理呈現(xiàn)。另外，平臺對終端的管理還涉及注冊、休眠、喚醒等多項功能，更好地體現(xiàn)了集中管理的益處。

各種數(shù)據(jù)信息通過信息采集設(shè)備、傳輸設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)傳輸最后到達用戶側(cè)，并且大多數(shù)情況下用戶又發(fā)出相關(guān)指令回傳到終端設(shè)備，因此需要大量設(shè)備的協(xié)同工作才能保證有效的數(shù)據(jù)傳輸和對設(shè)備的準確控制。實現(xiàn)這樣的效果，除了需要管理平臺、友好的用戶界面之外，還需要大量的諸如物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的中間件，從而保證終端設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)的順暢接入。

智能性體現(xiàn)在兩個方面：一方面是語音、視頻圖像等識別技術(shù)的發(fā)展拓展了物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，也使原有的應(yīng)用更加智能化。例如可以使物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用從被動變?yōu)橹鲃?，縮減響應(yīng)時間，從而賦予了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用更多的商業(yè)價值。另一方面的智能性體現(xiàn)在云計算的發(fā)展大大提升了對海量信息的處理能力，同樣可以讓更多新的的應(yīng)用成為可能，讓原有應(yīng)用的響應(yīng)速度得到提升。

3 中國電信在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的戰(zhàn)略布局

3.1 打好堅實基礎(chǔ)，在通信模塊、業(yè)務(wù)平臺、IPV6等技術(shù)方面已獲成果

·中國電信已經(jīng)發(fā)布了M2M的系列企業(yè)標準，近期又發(fā)布了基于這些標準的CDMA標準通信模塊。通過模塊標準化，一方面降低模塊和終端價格，豐富終端種類；另一方面能為客戶提供更好的通信服務(wù)質(zhì)量。

·搭建了M2M管理平臺，為社會提供終端監(jiān)測控制和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、可維護、可管理功能，降低物聯(lián)網(wǎng)使用的技術(shù)門檻和成本門檻，大大方便了用戶使用和物聯(lián)網(wǎng)的推廣。

·2009年11月在無錫成立了“中國電信物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與推廣中心”和 “中國電信物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)重點實驗室”，把基礎(chǔ)技術(shù)研究、專用設(shè)備研發(fā)、應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)及推廣支撐相結(jié)合，并作為物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)培育和孵化基地，支撐物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)業(yè)務(wù)投入規(guī)模商用。

·引入IPv6，為物聯(lián)網(wǎng)提供海量IP地址。目前，中國

電信成立跨專業(yè)前后端聯(lián)動工作組，在業(yè)務(wù)模式、網(wǎng)絡(luò)演進、運營維護等方面全方位推動IPv6演進，并在上海、湖南、江蘇3個省實施網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

3.2 以應(yīng)用為導(dǎo)向，務(wù)實推進物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項目

中國電信按照“產(chǎn)品引路、應(yīng)用在前”的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展思路，緊緊圍繞行業(yè)應(yīng)用需求，通過應(yīng)用驅(qū)動和技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新引領(lǐng)的互動式發(fā)展，務(wù)實推進物聯(lián)網(wǎng)深入地發(fā)展。目前已在11大類行業(yè)提供了30多項物聯(lián)網(wǎng)融合行業(yè)應(yīng)用，包括交通物流、能源、環(huán)保、教育、金融、工業(yè)制造、智能家居等。

3.3 加強產(chǎn)業(yè)鏈合作，參與相關(guān)行業(yè)組織和物聯(lián)網(wǎng)標準制定工作

積極參與中國通信標準化協(xié)會 （CCSA）的泛在網(wǎng)、M2M標準工作，并擔任TC10 WG3組組長；參與中國傳感網(wǎng)標準工作組 （WGSN）傳感網(wǎng)相關(guān)通信標準的研究制定工作。此外，中國電信還加入了國家金卡工程的移動支付標準組的工作，參與了《國家物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃》—現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的研究編制。各地電信分公司還陸續(xù)參加了本地的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。

3.4 廣泛開展業(yè)界合作，推動產(chǎn)業(yè)鏈做大做強

中國電信與產(chǎn)業(yè)鏈上下游開展了廣泛合作，包括芯片廠家、RFID、傳感器終端廠家、系統(tǒng)集成商、應(yīng)用開發(fā)商以及科研院所，希望共同推動國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈做大做強。例如，在模塊標準化工作中，先后組織20個廠商30多款終端參加測試；在上海召開以 “創(chuàng)新 開放 聚合 共贏”為主題的M2M產(chǎn)業(yè)研討會，以及2010年3月在無錫召開的“中國電信物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用高峰論壇”，邀請了包括高通、威盛、深圳宏電、新大陸、天地互連在內(nèi)的國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè)20多家以及交通物流、環(huán)保、石油、電力、煤炭、醫(yī)衛(wèi)、教育等行業(yè)的300多名客戶參加。