物聯(lián)網(wǎng)運營關鍵技術、運營前景等分析
(中國電子商務研究中心訊)核心提示:基于M2M的應用只是物聯(lián)網(wǎng)的雛形,真正意義的物聯(lián)網(wǎng)還沒有形成。作為物聯(lián)網(wǎng)的基本構成,M2M應用將會更豐富和多元化,企業(yè)聚集、市場應用解決方案的不斷整合和提升,進而帶動各行業(yè)、大型企業(yè)的應用市場。
1物聯(lián)網(wǎng)運營關鍵技術
物聯(lián)網(wǎng)典型體系架構分為3層,自下而上分別是感知層、網(wǎng)絡層和應用層。感知層實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)全面感知的核心能力,是物聯(lián)網(wǎng)中關鍵技術、標準化、產業(yè)化方面亟需突破的部分,關鍵在于具備更精確、更全面的感知能力,并解決低功耗、小型化和低成本問題。網(wǎng)絡層主要以廣泛覆蓋的移動通信網(wǎng)絡作為基礎設施,是物聯(lián)網(wǎng)中標準化程度最高、產業(yè)化能力最強、最成熟的部分,關鍵在于為物聯(lián)網(wǎng)應用特征進行優(yōu)化改造,形成系統(tǒng)感知的網(wǎng)絡。應用層提供豐富的應用,將物聯(lián)網(wǎng)技術與行業(yè)信息化需求相結合,實現(xiàn)廣泛智能化的應用解決方案,關鍵在于行業(yè)融合、信息資源的開發(fā)利用、低成本高質量的解決方案、信息安全的保障及有效商業(yè)模式的開發(fā)。
(1)物聯(lián)網(wǎng)管理中心——提供業(yè)務運營核心能力
物聯(lián)網(wǎng)管理中心的基本功能包括用戶管理、業(yè)務管理及訂購關系管理,核心功能包括感知層管理、業(yè)務鑒權、任務管理、應用層QoS策略和安全策略管理,其中感知層管理又具體分為終端管理、感知子網(wǎng)管理、外設管理和終端登錄狀態(tài)維護。
(2)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務網(wǎng)關——支持增強型通道
物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務網(wǎng)關核心功能包括:支持增強型通道模式,實現(xiàn)可靠性維護;實現(xiàn)網(wǎng)關前后的協(xié)議轉換與適配;開放業(yè)務能力供調用或開發(fā)。
(3)電信級機器通信協(xié)議——推動機器通信協(xié)議統(tǒng)一
提供端到端電信級機器通信、終端管理、業(yè)務安全等基本功能。屏蔽不同行業(yè)之間的差異,通過擴展協(xié)議承載不同行業(yè)及客戶的應用數(shù)據(jù)。電信級機器通信協(xié)議應與接入方式無關,具備多重安全機制。
(4)M2M通信模組——推動終端標準化
M2M通信模組是終端通信能力的載體,是所有終端不可或缺且易標準化的部分,通過標準化的M2M模組配以各類傳感器與外設,并輔以外圍電路即可迅速構成適用于不同應用的M2M終端。M2M通信模組應能提供豐富且標準化的硬件接口,標準化的AT指令,支持二次開發(fā)。M2M通信模組通過提供標準化的軟硬件接口,大大降低開發(fā)和維護成本,同時提供并支持二次開發(fā)環(huán)境,節(jié)約硬件成本。
(5)工業(yè)級SIM卡——增強物聯(lián)網(wǎng)應用環(huán)境適應能力
物聯(lián)網(wǎng)終端的工作環(huán)境較為復雜,溫度、濕度、粉塵、震動等因素對M2M卡技術提出更高的要求。需要按物理特性進行卡指標分級,采用小型化封裝工藝,確保電氣性能接口協(xié)議一致,還要兼容傳統(tǒng)通信功能。
(6)碼號標識體系——為規(guī)模發(fā)展提供充足的碼號資源
物聯(lián)網(wǎng)對運營商的核心價值是利用網(wǎng)絡的控制力提供有價值的服務,物聯(lián)網(wǎng)碼號體系可劃分為三大部分:
●用戶號碼,用于對物聯(lián)網(wǎng)用戶的尋址和路由,是物聯(lián)網(wǎng)通信的基礎;
●業(yè)務管理標識,用于從應用層管理物聯(lián)網(wǎng)用戶和設備;
●其他碼號,用于網(wǎng)絡管理和業(yè)務支撐,與物聯(lián)網(wǎng)核心價值關聯(lián)度小。
目前,用戶號碼為運營商稀缺資源,面對物聯(lián)網(wǎng)的海量碼號需求,應當首先解決物聯(lián)網(wǎng)用戶號碼數(shù)量和規(guī)劃問題。
(7)核心網(wǎng)優(yōu)化——支撐物聯(lián)網(wǎng)應用的移動性管理優(yōu)化
在物聯(lián)網(wǎng)應用中,機器終端的業(yè)務行為與人和人通信時的話務模式差別較大,具體表現(xiàn)在:終端不移動或較少移動,業(yè)務實時性不高,數(shù)據(jù)傳輸量較小,機器終端可能并發(fā)通信。當機器終端數(shù)量大規(guī)模增長時,有必要針對機器通信進行網(wǎng)絡性能優(yōu)化,節(jié)省網(wǎng)絡投資。
2物聯(lián)網(wǎng)終端
物聯(lián)網(wǎng)終端是連接感知層與網(wǎng)絡層,實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及向網(wǎng)絡層發(fā)送數(shù)據(jù)的設備。它擔負著數(shù)據(jù)采集、預處理、加密、傳輸?shù)榷喾N功能。物聯(lián)網(wǎng)各類終端設備總體上可以分為情景感知層、網(wǎng)絡接入層、網(wǎng)絡控制層以及應用/業(yè)務層。每一層都與網(wǎng)絡側的控制設備有著對應關系。
2.1情景感知層
物聯(lián)網(wǎng)終端常常處于各種異構網(wǎng)絡環(huán)境中,為了向用戶提供最佳的使用體驗,終端應當具有感知場景變化的能力,并以此為基礎,通過優(yōu)化判決,為用戶選擇最佳的服務通道。終端設備通過前端的RF模塊或傳感器模塊等感知環(huán)境的變化,經(jīng)過計算,決策需要采取的應對措施。
移動通信模塊的射頻前端、調制解調模塊及部分物理層算法模塊一起,共同構成了終端設備的情景感知層。當移動終端設備在蜂窩網(wǎng)中移動時,通過感知環(huán)境及網(wǎng)絡情況,并將自身參數(shù)上報給網(wǎng)絡,實現(xiàn)跨小區(qū)的切換甚至是跨異構網(wǎng)絡的切換,同時保證業(yè)務的連續(xù)。
2.2網(wǎng)絡接入層
終端的感知層接收的信息經(jīng)過數(shù)據(jù)分析以及與網(wǎng)絡的協(xié)商,由終端或者網(wǎng)絡發(fā)起,選擇適配最優(yōu)的網(wǎng)絡,并選擇最佳路由以便為用戶提供服務。
在多模移動終端中,軟件無線電和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展為實現(xiàn)泛在網(wǎng)絡的異構媒介的感知和垂直切換提供有效的技術手段。終端設備可以通過內置多棧的變換來實現(xiàn)變模,以便適配、接入不同的網(wǎng)絡。
2.3網(wǎng)絡控制層
終端的網(wǎng)絡控制層根據(jù)接入通道上傳的業(yè)務要求,將終端內相應的業(yè)務數(shù)據(jù)封裝發(fā)送給下層,并通過物理層發(fā)送給網(wǎng)絡。同時把下層接收的網(wǎng)絡業(yè)務數(shù)據(jù)按照不同的業(yè)務傳遞到終端的業(yè)務層進行處理。終端的網(wǎng)絡控制層與網(wǎng)絡控制平臺的相關功能對應。
2.4應用/業(yè)務層
終端具有向物聯(lián)網(wǎng)或者物聯(lián)網(wǎng)下的其他終端提供業(yè)務的能力。
(1)業(yè)務引擎
業(yè)務引擎層位于終端業(yè)務模型層次架構的最底層,負責提取網(wǎng)絡通信基礎設施中網(wǎng)絡和終端的能力,并抽象成為終端平臺相關的基本業(yè)務能力,再對這些基本業(yè)務能力進行封裝,成為獨立的業(yè)務引擎,向上層提供標準且開放的接口,促進二次開發(fā)和集成。典型的業(yè)務引擎包括電信域的基礎數(shù)據(jù)業(yè)務能力、基礎語音業(yè)務能力,IT域的地理信息系統(tǒng)、支付網(wǎng)關等提供的業(yè)務功能。
(2)業(yè)務適配
業(yè)務適配是指終端平臺可以根據(jù)用戶對網(wǎng)絡、業(yè)務提供平臺的選擇,用戶所處環(huán)境的狀況以及變化趨勢,用戶的個性化設置以及從用戶歷史記錄中獲取的用戶偏好信息,對業(yè)務的內容、提供方式以及展現(xiàn)形式進行智能的、前攝的、動態(tài)自適應的改變,以匹配用戶在特定時間、特定地點、特定場合、特定身份下的個性化需求。為了實現(xiàn)業(yè)務適配,本層提供了多種智能的控制和決策能力模塊,如數(shù)據(jù)融合、上下文感知、服務質量協(xié)商等。通過這些能力模塊,終端業(yè)務平臺可以對用戶的環(huán)境信息進行動態(tài)的收集、有選擇的提煉、智能的分析、前攝的判斷決策和實時的反饋。根據(jù)這一系列機制,對業(yè)務引擎提供的基本業(yè)務能力進行二次開發(fā)和集成,快速生成滿足特定需求的組合服務。[!--empirenews.page--]
(3)業(yè)務組合
組合業(yè)務是終端業(yè)務引擎封裝的基本業(yè)務能力在業(yè)務適配機制下進行集成的產出。與基本業(yè)務能力不同,組合業(yè)務已經(jīng)具備自身完備的業(yè)務邏輯,可以作為一個獨立的、完整的應用提供給最終用戶。對于應用開發(fā)者,組合業(yè)務可看作是更為復雜應用的構建模塊。
目前,物聯(lián)網(wǎng)終端應將終端功能與行業(yè)應用結合考慮,采用標準化的道路以獲得規(guī)模效應,壓縮終端成本,降低物聯(lián)網(wǎng)應用的門檻。隨著物聯(lián)網(wǎng)應用的推廣,物聯(lián)網(wǎng)終端的發(fā)展會越來越多樣化,處理能力、存儲能力、通信能力及供電能力的差異將越來越大,需求的規(guī)模將極大提高,有必要實現(xiàn)定制化、差異化。
3物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展及運營前景
我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是以應用為先導,市場發(fā)展趨勢是從公共管理和服務市場,到企業(yè)、行業(yè)應用市場,再到個人家庭市場逐步發(fā)展、壯大、成熟,三大細分市場呈現(xiàn)遞進式發(fā)展趨勢。目前,物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)在我國已完成前期的概念導入,進入產業(yè)鏈逐步形成階段和應用示范期。技術標準和技術體系有待進一步完善,整體產業(yè)處于零散發(fā)展階段。
基于M2M的應用只是物聯(lián)網(wǎng)的雛形,真正意義的物聯(lián)網(wǎng)還沒有形成。作為物聯(lián)網(wǎng)的基本構成,M2M應用將會更豐富和多元化,企業(yè)聚集、市場應用解決方案的不斷整合和提升,進而帶動各行業(yè)、大型企業(yè)的應用市場。待各個行業(yè)的應用逐漸成熟后,將帶動各項服務的完善和流程的改進,逐步形成比較完整的物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)鏈。
運營商基于對物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)鏈發(fā)展的分析,結合多年電信網(wǎng)的運營經(jīng)驗,未來幾年我國物聯(lián)網(wǎng)的運營將是一個逐漸發(fā)展成熟的過程,將呈現(xiàn)“以點帶面,由面至體”的運營體系,從單一M2M應用成熟運營提煉形成多個M2M跨平臺運營能力,以跨平臺運營經(jīng)驗帶動關鍵技術和運營的提升,逐步演進形成物聯(lián)網(wǎng)體系的運營。
現(xiàn)階段運營商在產業(yè)鏈中發(fā)揮技術和資源優(yōu)勢,利用已有的電信網(wǎng)絡運營經(jīng)驗,開發(fā)設置平臺和中間件,標準化M2M網(wǎng)關和終端,逐步加大涉足產業(yè)鏈的深度,逐漸將通道提升為智能通道,從而掌握物聯(lián)網(wǎng)的核心點和制高點。通過平臺負責M2M通信的運行、維護、業(yè)務觸發(fā)、管理,可以更好地保證M2M的QoS,可以使M2M網(wǎng)絡可管可控。運營商通過標準化、規(guī)范化,使得單個M2M應用成本更低,將促進整個產業(yè)鏈健康、快速地成長。
針對規(guī)模較小、碎片化的行業(yè)市場,運營商可以通過標準認證和集成芯片,攤薄建設及運維成本,提高邊際利潤。針對規(guī)模較大、集中度高的行業(yè)市場,運營商可以ICT方式逐步標準化,并疊加現(xiàn)有通信業(yè)務,獲取長期收益。
未來3~5年,公共管理和服務市場應用示范形成一定效應之后,隨著下一代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展以及移動互聯(lián)網(wǎng)的初步成熟,企業(yè)應用、行業(yè)應用將成為物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)發(fā)展的重點。多個M2M應用以及跨平臺應用逐漸穩(wěn)定成熟,產業(yè)鏈分工協(xié)作更明確,產業(yè)聚集、行業(yè)標準初步形成。運營商在主導運營方面形成一定經(jīng)驗,擴大對大型企業(yè)、多行業(yè)的整體高效服務,使M2M的運營更趨規(guī)模和系統(tǒng)化。
未來5~10年,面向服務的商業(yè)模式創(chuàng)新活躍,個人和家庭市場應用逐步發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)進入高速成長期。基于面向物聯(lián)網(wǎng)應用的材料、元器件、軟件系統(tǒng)、應用平臺、網(wǎng)絡運營、應用服務等各方面創(chuàng)新活躍,產業(yè)鏈逐漸成熟。行業(yè)服務迅速推廣并獲得廣泛認同。運營商提供的各類物聯(lián)網(wǎng)服務將成為產業(yè)發(fā)展的亮點,新型的商業(yè)模式將在此期間形成并為運營商帶來更多的發(fā)展空間。
機器終端將成為移動通信未來的重要組成部分,物聯(lián)網(wǎng)與移動通信結合將為機器插上移動的“翅膀”。(編選:中國電子商務研究中心 勇全)