物聯網與信息通信

李安民

（中國電信股份有限公司上海研究院 上海200122）

1 引言

隨著國家將物聯網作為戰略性新興產業予以重點關注和推進，國內各級政府部門和產業鏈各環節已開始抓緊布局，相繼推出了加快物聯網發展的規劃和行動方案，并啟動物聯網示范工程的建設。

物聯網雖然是一個新興的高科技產業，但其發展和以往任何一個產業一樣，離不開產業鏈的繁榮，離不開一大批企業的參與和投入，特別是需要具有實力的主流企業的支持。電信運營商由于實力較強，又占據網絡通道優勢，在物聯網領域已有一定的發展基礎。

2 中國電信對物聯網的理解

作為國內主要的電信運營商，中國電信肩負著落實國家發展戰略的責任，在“感知中國”的發展過程中，積極參與，開拓創新，務實工作。

中國電信認為，物聯網是利用二維碼、射頻識別（RFID）、各類傳感器/敏感器件等技術和設備，使物體與互聯網等各類網絡相連，獲取無處不在的現實世界的信息，實現物與物、物與人之間的信息交互，支持智能的信息化應用，實現信息基礎設施與物理基礎設施的全面融合，最終形成統一的智能基礎設施。從本質上看，物聯網是架構在網絡上的一種聯網應用和通信的能力。

2.1 物聯網的市場特征和市場策略

根據中國電信近年來在物聯網領域的探索，通過國內市場研究、客戶訪談與應用推廣，不斷分析總結物聯網的市場特征。其中有一個非常明確的認識，就是目前物聯網市場具有碎片化的特征，規模化的商業模式尚未成熟。這主要是由于缺乏行業主導、缺乏領導品牌、缺乏標準體系。

但是隨著國家對物聯網的高度關注，現實當中物聯網的應用層出不窮，涉及的行業領域非常廣泛，也涌現出了大量的成功案例。美國咨詢機構Forrester預測，到2020年，物聯網大規模普及，物物互聯業務與現有人與人的通信業務比例將達到30∶1，物聯網的發展充滿機會，其前景是萬億級的產業。但歷史經驗告訴我們，到處都充滿機會的時候，往往又經常抓不住任何一個機會，因此發展物聯網一定要聚焦需求。聚焦需求，這不僅包括現有的需求，也包括潛在的和趨勢的需求，因為物聯網呈現給我們的是一個廣闊的空間，如果只關注已有的需求，將會限制物聯網的發展空間。

·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，采集與傳輸的安全需求等，在各行各業都有明確的需求，也是呈井噴式的。對于該類需求，要用性價比比較好的產品來予以滿足。

·挖掘潛在需求：包括數據加工與處理等融入生產生活，在現有生產生活基礎上享受更豐富的服務等。

·引領趨勢需求：涉及未來的發展方向，包括政府智能化、行業智能化、個體智能化、家庭智能化等應用領域。

中國電信拓展物聯網市場，主要采取的市場策略是：以示范工程帶動物聯網行業應用，從民生角度關注物聯網家庭應用。

拓展物聯網行業應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、環保、水利、氣象等重點行業的市場；垂直市場是指數據采集、視頻監控、支付、定位等重點應用的市場。例如中國電信從2003年9月開始正式推出運營級 “全球眼”視頻監控業務，至2009年10月，全國已開通近28萬個監控點，累計業務收入超過20億元人民幣，廣泛應用于公安、環保、檢驗檢疫等20多個大型行業，并拓展了商鋪、社區等中小企業和家庭用戶等。

發展物聯網家庭應用必須針對百姓生活中的困難和問題，結合家庭的具體應用場景，推出用戶要用、用戶能用、用戶愛用的物聯網業務。例如中國電信與青島海爾合作，在山東青島“山海灣”小區打造智能家居示范樣本點，將用戶家庭的熱水器、空調等家電設備通過中國電信“我的e家”網關與海爾的中央智能控制中心相連，利用物聯網的技術，能夠很好地監控和管理家電設備的安全、用電、耗能等運行狀況，海爾也結合家庭物聯網技術的應用，創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注的難點問題。

2.2 物聯網的體系架構

物聯網的總體架構分為感知層、網絡層、應用層，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，由傳感網和感知設備兩部分組成，包括有線傳感器網絡、WSN（無線傳感器網絡）、傳感器、RFID、視頻采集設備等。

感知層中涉及到一部分通信能力，主要是通信硬件設備，現在由于各家廠商的硬件標準、協議、接口都不同，導致集成商開發工作量大，比如更換通信模塊就要重新開發，這些都成為推進物聯網工作中的阻礙。中國電信通過推出CDMA標準通信模塊，規范了模塊的尺寸、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。

傳感器必須具備低功耗特性，否則供電問題難以解決，我們要求終端內的蓄電池應該具備長久的續航能力，目前的很多應用中，都會遇到供電這個瓶頸，這是物聯網應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，只是進行數據的采集和傳送，但未來一定會向著智能化方向發展。比如機場反侵入系統，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）網絡層特征：廣泛、經濟、智能

網絡層主要用于信息傳遞，包括接入單元和接入網絡兩個部分。接入單元有獨立的物聯網終端以及作為感知數據匯聚點的物聯網網關；接入網絡包括有線（寬帶、PSTN）、無線（2G/3G、Wi-Fi、WiMAX、LTE）。

廣泛，即網絡應該支持物聯網終端的廣泛接入和廣泛互聯，這對運營商的網絡建設要求很高。

經濟，隨著物聯網終端的大量接入，會對運營商的網絡造成非常大的壓力，而且很多終端都是小流量長在線業務，發送的數據量很小，發送頻率也不高，但是卻要求實時在線狀態，這對運營商的網絡資源占用嚴重，因此需要規劃用戶用得起、運營商建得起和運營得起的經濟型網絡。

智能，物聯網業務特點是上行流量大于下行流量、近程大于遠程、持續大于突發、并發大于偶發，傳感節點類型多，這就要求運營商要建設智能型網絡，具備傳感網與通信網異構融合，支持靈活的編碼方式和傳輸方式，并引入IPv6，為物聯網提供海量IP地址。

（3）應用層特征：集中、協同、智能

應用層主要用于業務相關信息的處理和應用，其中也包括了各種物聯網通用能力，如基礎通信能力調用、統一數據建模、目錄服務、內容服務、通信通道管理等，在通用能力之上，是各種物聯網的行業應用，包括企業行業應用、個人家庭應用、政府公共應用等各類應用，涵蓋物聯網應用的各個領域。

通過物聯網管理平臺可以讓用戶對管理數據和業務數據進行靈活處理，并將大量數據合理呈現。另外，平臺對終端的管理還涉及注冊、休眠、喚醒等多項功能，更好地體現了集中管理的益處。

各種數據信息通過信息采集設備、傳輸設備及網絡傳輸最后到達用戶側，并且大多數情況下用戶又發出相關指令回傳到終端設備，因此需要大量設備的協同工作才能保證有效的數據傳輸和對設備的準確控制。實現這樣的效果，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網網關的中間件，從而保證終端設備與網絡的順暢接入。

智能性體現在兩個方面：一方面是語音、視頻圖像等識別技術的發展拓展了物聯網的應用，也使原有的應用更加智能化。例如可以使物聯網的應用從被動變為主動，縮減響應時間，從而賦予了物聯網應用更多的商業價值。另一方面的智能性體現在云計算的發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用成為可能，讓原有應用的響應速度得到提升。

3 中國電信在物聯網領域的戰略布局

3.1 打好堅實基礎，在通信模塊、業務平臺、IPV6等技術方面已獲成果

·中國電信已經發布了M2M的系列企業標準，近期又發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質量。

·搭建了M2M管理平臺，為社會提供終端監測控制和業務數據轉發、可維護、可管理功能，降低物聯網使用的技術門檻和成本門檻，大大方便了用戶使用和物聯網的推廣。

·2009年11月在無錫成立了“中國電信物聯網應用與推廣中心”和 “中國電信物聯網技術重點實驗室”，把基礎技術研究、專用設備研發、應用產品開發及推廣支撐相結合，并作為物聯網業務培育和孵化基地，支撐物聯網相關業務投入規模商用。

·引入IPv6，為物聯網提供海量IP地址。目前，中國

電信成立跨專業前后端聯動工作組，在業務模式、網絡演進、運營維護等方面全方位推動IPv6演進，并在上海、湖南、江蘇3個省實施網絡建設。

3.2 以應用為導向，務實推進物聯網應用項目

中國電信按照“產品引路、應用在前”的物聯網發展思路，緊緊圍繞行業應用需求，通過應用驅動和技術研發創新引領的互動式發展，務實推進物聯網深入地發展。目前已在11大類行業提供了30多項物聯網融合行業應用，包括交通物流、能源、環保、教育、金融、工業制造、智能家居等。

3.3 加強產業鏈合作，參與相關行業組織和物聯網標準制定工作

積極參與中國通信標準化協會 （CCSA）的泛在網、M2M標準工作，并擔任TC10 WG3組組長；參與中國傳感網標準工作組 （WGSN）傳感網相關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《國家物聯網發展規劃》—現代服務業的研究編制。各地電信分公司還陸續參加了本地的物聯網產業聯盟。

3.4 廣泛開展業界合作，推動產業鏈做大做強

中國電信與產業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、系統集成商、應用開發商以及科研院所，希望共同推動國內產業鏈做大做強。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 “創新 開放 聚合 共贏”為主題的M2M產業研討會，以及2010年3月在無錫召開的“中國電信物聯網應用高峰論壇”，邀請了包括高通、威盛、深圳宏電、新大陸、天地互連在內的國內產業鏈龍頭企業20多家以及交通物流、環保、石油、電力、煤炭、醫衛、教育等行業的300多名客戶參加。