物聯(lián)網(wǎng)知識集錦——認(rèn)識物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)、玩家和玩法

2017年，三大運營商競相開展NB-IOT試商用，物聯(lián)網(wǎng)是今年通信行業(yè)的熱點，亞信使能運營商，承建了連接管理平臺、車聯(lián)網(wǎng)、智慧社區(qū)等項目。亞信白皮書匯總已發(fā)布的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)資訊、方案和案例。以方便書友們整體了解物聯(lián)網(wǎng)基本知識、產(chǎn)業(yè)分工和亞信能力。

　　1. 物聯(lián)網(wǎng)四層架構(gòu)

　　物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實現(xiàn)需要四層架構(gòu)，如下圖：

　　圖1：物聯(lián)網(wǎng)四層架構(gòu)

　　下面重點介紹網(wǎng)絡(luò)層和平臺層

　　1)網(wǎng)絡(luò)層

　　網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯聚、處理和傳輸。比較傳統(tǒng)的是固定網(wǎng)絡(luò)和短距無線網(wǎng)絡(luò)(WiFi、Bluetooth 和ZigBee等)，目前發(fā)展比較快的是LPWAN(低功耗廣域無線網(wǎng)絡(luò))和2G/3G/4G/5G無線通信網(wǎng)絡(luò) 。目前LPWAN 技術(shù)可被分為授權(quán)頻段的廣域網(wǎng)技術(shù)及非授權(quán)頻段的廣域網(wǎng)技術(shù)兩類。授權(quán)頻段的廣域網(wǎng)技術(shù)包括核心標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議被3GPP通過的NB-IoT 以及由LTE技術(shù)演進(jìn)而來的eMTC;非授權(quán)頻段廣域網(wǎng)技術(shù)包括Sigfox、LoRa、PRMA 等。目前運營商正在積極推動NB-IoT和eMTC的商用。

　　NB-IoT與eMTC應(yīng)用場景互為補充，NB-IoT具有低速率、深度覆蓋、無連接態(tài)切換的特點，適合于智能表計、智能停車、市政物聯(lián)(路燈、井蓋等)、環(huán)境監(jiān)測等;eMTC具有中低速率、移動性和具有語音功能的特點，適合于物流追蹤、制動支付、行車衛(wèi)士、智能穿戴等。

　　2)平臺層

　　設(shè)備管理平臺(DMP)對物聯(lián)網(wǎng)終端進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、設(shè)置調(diào)整、軟件升級、系統(tǒng)升級、故障排查、生命周期管理等功能。 連接管理平臺(CMP)一般應(yīng)用于運營商網(wǎng)絡(luò)上，實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)連接配置和故障管理、保證終端聯(lián)網(wǎng)通道穩(wěn)定、網(wǎng)絡(luò)資源用量管理、連接資費管理、賬單管理、套餐變更、號碼/IP地址/Mac資源管理，更好地幫助移動運營商做好物聯(lián)網(wǎng)SIM的管理，運營商客戶還可以自主進(jìn)行SIM卡管控，自主查看賬單。思科的 Jasper是典型的CMP。

　　應(yīng)用使能平臺(AEP)提供應(yīng)用開發(fā)和統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲兩大功能的PaaS平臺，架構(gòu)在CMP平臺之上。具體來看AEP平臺具體功能有提供成套應(yīng)用開發(fā)工具(大部分能提供圖形化開發(fā)工具，甚至不需要開發(fā)者編寫代碼)、中間件、數(shù)據(jù)存儲功能、業(yè)務(wù)邏輯引擎、對接第三方系統(tǒng)API等。

　　AEP和運營商沒有必然的聯(lián)系，運營商、互聯(lián)網(wǎng)公司、物聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)都在運營AEP。例如中移動的OneNET，宜通世紀(jì)的Quark IOE等。

　　3)應(yīng)用層

　　應(yīng)用層的功能是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)與終端行業(yè)專業(yè)技術(shù)的深度接觸，完成物體信息的協(xié)同、共享、分析、決策等功能，從而形成智能化應(yīng)用的解決方案。

　　在應(yīng)用層，根據(jù)特定的行業(yè)需要進(jìn)行系統(tǒng)的開發(fā)，簡單的應(yīng)用可以在AEP中搭建。

　　2. 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)分工

　　物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈從組件、模組、終端到平臺和運營，最終面向個人或企業(yè)用戶。參與企業(yè)扮演一個或多個角色。

　　圖2：物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)角色分工

　　在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展處于應(yīng)用推廣、試點示范的前期，相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)商、技術(shù)開發(fā)商和解決方案提供商將處于市場主導(dǎo)地位;而當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)市場進(jìn)入市場成熟期后，物聯(lián)網(wǎng)平臺運營服務(wù)提供商將成為產(chǎn)業(yè)鏈中新的主角，并有望實現(xiàn)通信平臺產(chǎn)業(yè)特有的零邊際成本、強用戶綁定和規(guī)模效益。

　　當(dāng)前，明確、成熟的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)尚未形成，各巨頭企業(yè)均處在布局階段，企業(yè)之間既有競爭又有合作。

　　下面重點介紹平臺服務(wù)商

　　互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、電信運營商、行業(yè)巨頭在積極地建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)平臺并建立生態(tài)圈，另外也有初創(chuàng)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)不斷融資，例如：云智易、機智云、艾拉物聯(lián)(中國)、特斯連等。

　　1)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺

　　互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)基于移動互聯(lián)網(wǎng)平臺拓展物聯(lián)網(wǎng)平臺服務(wù)，利用入口和用戶優(yōu)勢構(gòu)建生態(tài)。蘋果、谷歌以及國內(nèi)騰訊、阿里等互聯(lián)網(wǎng)巨頭基于移動互聯(lián)網(wǎng)平臺已構(gòu)建形成完整產(chǎn)業(yè)生態(tài)。隨著智能終端和智能應(yīng)用井噴式發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)積極聯(lián)合智能硬件廠商強勢進(jìn)軍物聯(lián)網(wǎng)市場，在智能家居、可穿戴設(shè)備、車聯(lián)網(wǎng)、移動醫(yī)療等消費領(lǐng)域布局構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)?；ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺一般定位于設(shè)備管理和應(yīng)用使能平臺。

　　2)電信運營商物聯(lián)網(wǎng)平臺

　　電信運營商發(fā)揮連接優(yōu)勢，立足通信管道構(gòu)建生態(tài)。得益于廣闊的網(wǎng)絡(luò)覆蓋與生產(chǎn)或認(rèn)證提供連接能力的物聯(lián)網(wǎng)通信模塊，電信運營商以M2M應(yīng)用為核心著手布局物聯(lián)網(wǎng)平臺生態(tài)。

　　從國際運營商來看，開放平臺能力成為電信運營商構(gòu)建生態(tài)的一個主要策略，此外，聚合行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，促進(jìn)終端、網(wǎng)絡(luò)和平臺的協(xié)同發(fā)展成為電信運營商構(gòu)建生態(tài)的另一主要策略。

　　3)行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺

　　行業(yè)巨頭開放資源和能力，向平臺化服務(wù)轉(zhuǎn)型。制造業(yè)等傳統(tǒng)行業(yè)巨頭相繼推出物聯(lián)網(wǎng)平臺，發(fā)揮帶動作用實現(xiàn)行業(yè)資源和能力的開放共享，推動行業(yè)整體創(chuàng)新發(fā)展。行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺一般屬于設(shè)備和使能平臺。

　　國際上，通用電氣(GE)、西門子等制造行業(yè)巨頭根植于工業(yè)制造領(lǐng)域，工業(yè)應(yīng)用研發(fā)和實施優(yōu)勢突出，以“平臺+應(yīng)用”為重點，聯(lián)合三大類產(chǎn)業(yè)力量共同布局工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)。

　　2017年，三大運營商競相開展NT-IoT試商用，物聯(lián)網(wǎng)是今年通信行業(yè)的熱點，亞信使能運營商，承建了連接管理平臺、車聯(lián)網(wǎng)、智慧社區(qū)等項目。亞信白皮書匯總已發(fā)布的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)資訊、方案和案例。以方便書友們整體了解物聯(lián)網(wǎng)基本知識、產(chǎn)業(yè)分工和亞信能力。

　　3. 三大運營商物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)展

　　3.1 中國移動

　　1)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

　　為滿足更多場景的物聯(lián)網(wǎng)部署需求，中國移動將同步推進(jìn)NB-IoT和eMTC兩項新技術(shù)，中國移動將在全國346個城市啟動移動物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，2017年底前實現(xiàn)部分重點城市商用。2017年5月，中國移動在江西鷹潭啟動了NB-IoT試商用，今年內(nèi)將實現(xiàn)全國范圍內(nèi)端到端商用。

　　截至2017年6月底，中國移動物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)突破1.5億，計劃全年智能連接數(shù)增加1億戶，總規(guī)模達(dá)到2億戶。

　　2) 芯片、模組和終端

　　在芯片領(lǐng)域，中興微電子有限公司、紫光展銳、華為海思分別發(fā)布了2017年下半年芯片計劃，將支持與中國移動OneNET平臺連接。中國移動也自主研發(fā)eSIM芯片C216B等。

　　在模組領(lǐng)域，為打破現(xiàn)有模組市場的碎片化，中國移動聯(lián)合垂直行業(yè)、模組廠商，通過整合不同行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求，定義標(biāo)準(zhǔn)接口、通用封裝，實現(xiàn)模組通用化，從而降低模組研發(fā)成本和行業(yè)壁壘。中移動芯片模組見 官網(wǎng) 。

　　在補貼上，中國移動計劃開展專項補貼和專項促銷，對于采用中國移動物聯(lián)卡作為傳輸通道，合約期大于1年，產(chǎn)品在中國移動入庫的行業(yè)客戶給予優(yōu)惠補貼，補貼率最高可達(dá)50%。

　　3)物聯(lián)網(wǎng)平臺

　　中國移動目前的連接管理平臺仍在不停研發(fā)升級中。中國移動OneNET平臺屬于自主研發(fā)的應(yīng)用使能平臺，吸引了9千名開發(fā)者，承載了近2萬個應(yīng)用，每天調(diào)用API次數(shù)超過2000萬次。

　　OneNET平臺 從1.0到3.2的連續(xù)迭代，實現(xiàn)了海量連接、在線監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲、消息分發(fā)、事件告警、能力輸出、數(shù)據(jù)分析等多維度功能。平臺主要面向開發(fā)者，開發(fā)者為小型客戶開發(fā)應(yīng)用程序。

　　4)推廣策略

　　2017年6月29日，在MWC上海，中國移動正式發(fā)布了中國移動物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展計劃，宣布成立 中國移動物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟 ，發(fā)布了《移動物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)解決方案白皮書》，圍繞NB-IoT/eMTC技術(shù)，闡明了中國移動在智慧城市、工業(yè)能源、智慧交通、科技金融、智慧農(nóng)業(yè)、醫(yī)療健康等7大垂直行業(yè)的移動物聯(lián)網(wǎng)解決方案。

　　3.2. 中國電信

　　1)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

　　Cat1已經(jīng)商用，Cat1 ： LTE Category 1的簡寫，是LTE 終端的一種速率等級，上行5Mbps，下行10Mbps，適用于中低速率的物聯(lián)網(wǎng)場景。

　　2017年5月17日，中國電信宣布建成擁有31萬基站的全球覆蓋最廣的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)，6月20日推出NB-loT資費套餐，下半年將開展規(guī)模商用。

　　2017年下半年還將開展eMTC(CAT-M)驗證測試，計劃2018年實現(xiàn)商用部署。加上已經(jīng)商用的CAT1，中國電信將建成基于4G的全系列物聯(lián)網(wǎng)。

　　截止到2017年7月，中國電信物聯(lián)網(wǎng)用戶規(guī)模達(dá)3000萬。

　　2)芯片、模組和終端

　　在NB-IOT芯片領(lǐng)域，實現(xiàn)了海思、高通、RDA的量產(chǎn)，在2017年的量產(chǎn)合作伙伴，還包括Altair、GCT、中興微、Intel、MTK;

　　在NB-IOT模組領(lǐng)域，實現(xiàn)了移遠(yuǎn)、U-Blox、龍尚、SIMCOM、展訊等量產(chǎn)。

　　對于eSIM的發(fā)展，中國電信2016年發(fā)布了物聯(lián)網(wǎng)eSIM規(guī)范，2017年Q3將建成物聯(lián)網(wǎng)eSIM平臺，同時試點可穿戴eSIM。不過，中國電信現(xiàn)階段反對手機eSIM，將積極跟進(jìn)國際國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，推動監(jiān)管政策制定，組織開展安全評估。

　　在補貼上，電信宣布要投入3億元物聯(lián)網(wǎng)專項資源，用于推動產(chǎn)業(yè)成熟。其中2億元補貼CAT1單模和NB-IOT兩類模塊化產(chǎn)品;1億元補貼具體項目。

　　3)物聯(lián)網(wǎng)平臺

　　2017年6月27日，中國電信集團(tuán)公司在上海召開了物聯(lián)網(wǎng)開放平臺全球發(fā)布會。發(fā)布會上，中國電信攜手愛立信等全球合作伙伴，隆重發(fā)布了物聯(lián)網(wǎng)開放平臺。中國電信物聯(lián)網(wǎng)開放平臺由連接管理、應(yīng)用使能和垂直服務(wù)三大板塊構(gòu)成，全球化、安全可信的端到端服務(wù)貫穿始終。

　　4)推廣策略

　　2016年7月15日，在 “2016年天翼智能終端交易博覽會”上，中國電信聯(lián)合Qualcomm、華為、中興等12家單位，共同發(fā)起成立天翼物聯(lián)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。

　　2017年1月20日，中國電信在京發(fā)布了“中國電信NB-IoT企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(V1.0)”，這是一全球首發(fā)的可測試、可建設(shè)、可商用的全套NB-IoT企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　在2017年6月27日，中國電信攜手產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴發(fā)布了物聯(lián)網(wǎng)開放實驗室。實驗室將面向產(chǎn)業(yè)合作伙伴、行業(yè)客戶等開放，為其技術(shù)驗證、協(xié)同攻關(guān)、能力集成、產(chǎn)品評估、應(yīng)用開發(fā)、創(chuàng)新研發(fā)，提供端到端、可配置的新型物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)服務(wù)。

　　在2017年7月28日舉辦的天翼物聯(lián)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟高峰論壇上，聯(lián)盟還推出了“天翼物聯(lián)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟產(chǎn)品方案庫精選”手冊。

　　3.3. 中國聯(lián)通

　　1)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

　　已在上海、北京、廣州、深圳等10余座城市開通了窄帶物聯(lián)網(wǎng)試點。其中，上海聯(lián)通作為聯(lián)通集團(tuán)窄帶物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的先鋒，已經(jīng)建成800個站點的全國最大規(guī)模試商用網(wǎng)絡(luò)，是中國第一家實現(xiàn)全域覆蓋的省級運營商，已于2017年5月商用。

　　聯(lián)通計劃于2018年實現(xiàn)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)全國商用，2017年Q4開始部署eMTC。

　　在2017MWC上海，聯(lián)通宣稱物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)已突破5000萬個。

　　2)芯片、模組和終端

　　在2017MWC上海展會，中國聯(lián)通和高通聯(lián)合展示900MHz和1800MHz物聯(lián)網(wǎng)多模組終端。中國聯(lián)通、高通和愛立信聯(lián)合展示了全球首個eMTC物聯(lián)網(wǎng)VoLTE業(yè)務(wù)應(yīng)用。該業(yè)務(wù)集成了高通MDM9206全球多模LTE IoT調(diào)制解調(diào)器的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備，可以更好地利用現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)支持大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)終端接入;并且語音通話能力可以支持更加豐富的應(yīng)用場景。

　　3)物聯(lián)網(wǎng)平臺

　　2017年6月27日，中國聯(lián)通在上海舉行的國際合作伙伴大會上，發(fā)布了物聯(lián)網(wǎng)新一代連接管理平臺(Jasper)。該平臺具有四大差異化優(yōu)勢。更強大的數(shù)據(jù)分析和自動化能力，更可靠的安全防護(hù)手段，更靈活的合作伙伴業(yè)務(wù)運營能力，以及對大規(guī)模低功耗廣域網(wǎng)的無縫支持。

　　4)推廣策略

　　2017年5月15日，中國聯(lián)通NB-IoT上海試商用，中國聯(lián)通發(fā)布了三項重要舉措，推動物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈進(jìn)一步加速成長：首先，中國聯(lián)通窄帶物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合開放實驗室(上海)正式掛牌成立。第二，聯(lián)合華為共同打造并發(fā)布公共事業(yè)服務(wù)平臺。第三，發(fā)起組建中國聯(lián)通窄帶物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟并啟動生態(tài)鏈合作伙伴招募。

　　2017年8月25日，在“中國聯(lián)通物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)大會”上，由30家知名企業(yè)單位發(fā)起成立了中國聯(lián)通物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，亞信是聯(lián)盟成員之一。

　　中國聯(lián)通推出基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧停車、智慧消防、智慧水務(wù)、智慧抄表、智慧家居、智能穿戴等十余項商業(yè)化應(yīng)用。

　　4.物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用方案案例

　　Ovum的IoT服務(wù)提供商合同追蹤報告顯示，迄今為止，運營商在車隊和物流、連網(wǎng)汽車和智能計量方面取得了最大的成功。 在過去12個月中，我們看到智慧城市和智能計量合同數(shù)量大幅增長，同時電信運營商在工業(yè)IoT方面的業(yè)務(wù)也在增長。

　　圖3：CSP物聯(lián)網(wǎng)/M2M合約，以垂直領(lǐng)域/應(yīng)用劃分(1Q16–1Q17)。來源：Ovum。

　　迄今為止在IoT領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)最大成功的CSP專注于聯(lián)合其他公司為特定垂直行業(yè)的特定企業(yè)用例創(chuàng)建IoT解決方案。在2016年一季度至2017年一季度期間，就公布的合同數(shù)量而言，AT&T是排在第一位的CSP。AT&T最近在醫(yī)療保健領(lǐng)域尤其成功。 AT&T在這個垂直行業(yè)的合同示例包括可穿戴設(shè)備，例如Wellnest和OneMedia的智能手表/設(shè)備(用于老年人或癡呆患者)，Aira的設(shè)備(用于盲人或弱視患者)，以及用于YOFiMeter的糖尿病患者或AUM的心臟病患者的遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)控解決方案。 所有解決方案由該運營商的專門部門AT&T Healthcare提供。

　　在產(chǎn)業(yè)鏈各方的推動下，目前基于NB-IoT技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)解決方案在逐漸商用。