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1、物联网的内涵、特征、策略和挑战1 引言物联网是当前各国政府都寄予极大希望的未来增长领域，因而都采取各种激励和扶植政策。我国政府也高度重视这一领域的发展，已经列入国家重点支持的新兴产业之一。在过去的一年多时间里，学术界、产业界、地方政府和传媒对于物联网的期望和热度一浪高过一浪，然而，迄今为至，并没有发生什么，三大运营商的物联网收入扣除视频监控业务后仅剩约3亿元，离人们的巨大期望值相差十万八千里，这究竟是怎么一回事？看来有必要对于物联网的内涵、特征、市场、定位、策略等一系列基本问题做一次认真的梳理，有助于物联网下一步更加理性和务实的发展。2 物联网的内涵和体系架构物联网泛指“物物相联之
2、网”。指利用二维码标签、射频识别标签（RFID）、各类传感器/敏感器件等技术和设备，通过互联网、电信网实现物与物、物与人之间的信息交互，支持智能的信息化应用，实现信息基础设施与物理基础设施的全面融合，最终形成全社会统一的智能基础设施。需要指出，按照 ITU-T 对于泛在网(含物联网)的定义，泛在网/物联网是指人和/或设备接入服务和通信的能力，即物联网不是网，或者说不是一个物理上独立存在的完整网络，而是一种架构在现有或下一代公网或专网基础上的联网（Networking）应用和通信能力，强调的是应用层面上的智能应用。在网络范畴方面，物联网可以理解为从现有网络向泛在边缘拓展，即&ldqu
3、o;公网/专网+传感网”。在可以预见的未来，物联网主要涉及与电信网的通信接口，业务应用处理控制平台等,并不涉及独立建网或大网改造问题，当然，为了适配某些高价值物联网应用，有可能需要对于网络本身进行一些优化和适配，仅此而已。按照目前业界的共识，物联网的体系架构可以分为三层，最底层是感知层。主要包括各类传感器/敏感器件以及物与物（M2M）终端、传感网网关、二维码、射频识别标签等；中间层是网络层或联网层。各种物联网应用借助无线、有线手段接入网络，在网络互联支持下提供信息的传递、共享和服务的支撑；最上层是应用层，属于业务支撑及运营管理层。该层主要涉及感知信息的传递控制、存储、关联、分析，支
4、持分布式扁平化的信息处理框架，如网格、分布式计算和云计算等。那么，物联网与ITU-T 正在定义规范的泛在网是什么关系？从通信对象看，物联网强调物与物、物与人的通信，而泛在网还进一步包括人与人的通信，因而内涵更加广泛。从另一个角度看，物联网实质上是泛在网要融合协同的一种网络工作模式，是泛在网络及信息化在行业应用角度的一个重要体现，也可以看做是泛在网的一类具体表现形态。3 物联网的战略意义物联网的提出体现了大融合理念，突破了将物理基础设施和信息基础设施分开的传统思维，具有很大的战略意义。在实践上也期望其能够解决交通、电力和医疗等行业上的一些问题，例如以交通为例，全球每 2s 就有一个人因交通事故受
5、伤或致残，每 50s 就有一个人死于车祸，美国每年因交通拥塞造成的经济损失达780 亿美元。这些问题的解决必须依靠现实物理基础设施和虚拟信息基础设施的结合才有可能，而物联网提供了这种希望。从通信的角度，现有通信主要是人与人的通信（H2H），目前全球已经有60 多亿用户，即60 多亿通信连接，离全球总人口数已经相差不远，发展空间有限。而物联网涉及的通信对象不仅是人，更多的是“物”，仅仅就目前涉及的物联网行业应用而言，就至少有交通、教育、医疗、物流、能源、环保、安全、家电等。涉及的个人电子设备而言，至少可能有电子书阅读器、音乐播放器、DVD 播放器、游戏机、数码相机、家用电
6、器等。如果这些所谓的“物”都纳入物联网通信应用范畴，其潜在可能涉及的通信连接数可达数名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 5 页 -百亿，远高于现有通信连接数，这就为通信领域的扩展提供了巨大的想像空间。考虑到物联网的潜在巨大通信连接数目和极具吸引力的融合理念，因而有人将物联网称之为除了万维网和移动互联网之后互联网变革的第三阶段，还有人将其称之为除了大型机，PC机，互联网之后的计算模式变革的第四阶段。简言之，我们处于一个新时代的黎明，以物联网为代表的新型产业革命为大家开启了巨大的想像空间，各国政府和产业界都对其未来发展寄予极大的希望。但是需要指出的
7、是这种战略上的巨大市场潜力要真正转化为现实的有份量的市场收入还需要经过几十年长期不懈的努力和脚踏实地的工作才有可能，绝不能有不切实际，急功近利的幻想和冲动。4 物联网的市场空间辨析物联网的市场空间究竟有多大？通信连接数的巨大扩展能否带来业务收入同步的巨大扩展？物联网能否成为电信业之后下一个万亿级的服务市场？市场空间是一个决定物联网战略地位的重要根据，也是目前引发物联网热的重要原因。首先我们先引证几个咨询公司的预测，例如 AlexanderResources预测 2010 年全球物联网中的M2M市场 2700 亿美元，法国IDATE预测是 2200 亿欧元。一个最雷人的，也是业界最常引用的重要依
8、据来自来自美国ITG公司在10 年前组织的Forrester与哈佛大学的Berkman中心研讨会的一个预测材料。该材料预测全球在 2010 年的物联网花费接近3 万亿美元，超过全球电信业的市场，从而提出可能出现电信业之后下一个万亿级服务市场的预测。该报告甚至预测到2020 年全球物联网市场将是电信市场的 30 倍，从而可能达到60 万亿美元以上的巨大市场。显然，这样一个极其巨大的市场空间对于当前面临全球经济低迷的各国政府无疑是一剂难得的强心剂，具有无比的诱惑力，从而催发了各国政府的巨大想像空间，纷纷出台扶植政策。然而，且不说面临这样一个日新月异的多变世界的发展，怎么能相信一个10 年前的预测作
9、为今天决策的依据。即便就其对于2010 年的近 3 万亿美元的预测而言，也比其他咨询公司的预测至少大10 倍，比实际现实的1000 亿美元的市场空间大30 倍。其预测误差之大不仅太不靠谱，而且近乎儿戏般的荒唐。即便在这有限的物联网市场空间中，绝大部分也是传感器市场，真正运营商的服务市场不到其中的1%，绝对谈不上一个巨大的服务市场，更谈不上万亿级的市场空间。以中国为例，2010 年几大运营商在传感网和RFID上的服务收入约3 亿元，是其业务收入的0.03%，即便算上全球眼等视频监视系统的收入，也不到30 亿元，是其业务收入的0.3%。可见无论从哪个角度看，所谓的下一个万亿级服务市场纯粹是空中馅饼
10、，可望不可及，起码在可以预见的下一个10 年绝无可能成为能与电信业匹敌的服务市场。5 物联网的行业特征和运营商的定位从大的方面来看，物联网行业有3 个最重要的特征：第一个特征是国家和政府驱动,而非直接的市场驱动。面对世界经济的低迷，从国家的经济发展引擎、信息化、节能环保等战略考虑，很多国家都给予物联网很高的重视和政策支持。第二个特征是物联网产业链复杂而分散，不存在单一责任主体，主要是薄利小众市场，专业性强、专业门槛高、集中度低、规模性差。第三个特征是标准化严重滞后，物联网不存在统一的标准体系，涉及行业多，涉及国内外标准组织多，涉及标准也多，仅RFID 器件就有30 个国际组织出了250 个标准
11、。专业性专有性太强，公众性和公用性较弱，标准化程度低，必要性弱。在这样一个行业大背景下，运营商的定位应该是什么？这是需要认真思考的。首先，基本事实是，在现有整个物联网市场，占绝对主导的是传感器市场，全球有大约2 万种花样繁多的传感器，数不清的制造厂家。在我国，仅仅压力传感器一种器件就有30 多个厂家。可见名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 5 页 -在这一产业链中，不存在单一责任主体，是一大群互不搭嘎的传感器厂家在各自专业领域中发挥着主导作用。而运营商服务市场在整个物联网市场中仅仅是个零头，在可以预见的未来，也不会大到哪儿去，运营商无法按传统电信模式掌控物联网，不可能
12、主导这一产业链。运营商的优势在于提供传感网的远程互联互通，只是中间角色而已。下面以在物联网领域走得较快的德国T-mobile公司为例，探讨运营商的定位问题。首先，T-mobile认为，M2M 将成为未来网络的主要连接形式：至少是手机连接数的4 倍以上。其次，物联网的发展不应该要求网络架构有变动，主要是利用现有网络的空闲容量，无需新投资，否则按照现有物联网的收入水平就不值得做。再有，物联网是一个薄利业务，在可预见的未来，既便其连接数高于手机连接数的4 倍，其收入绝对量依然只是手机收入的很小一部分。最后，考虑到以上情况，物联网适合于批发业务模式，即运营商只需要向合作方提供大量SIM卡即可，无需运营
13、商直接去发展个别用户、激活连接、提供计费和客服。综上所述，运营商在物联网产业链中的角色定位首先应该是物联网重点行业应用的集成者，面对大量千差万别的小众薄利市场，不可能也不值得全面介入。要根据市场需求，结合自身资源和效益等要素，聚焦若干重点行业。其次，运营商可以作为物联网通信管道的提供者，运营商的优势在网络，缺乏直接面向物联网最终用户运营的基础和优势，要着重提供基于网关的智能管道，顶多将来可能需要扩展现网向泛在边缘。还要积极探索有别于传统业务的赢利模式。第三，运营商应该作为物联网能力平台的提供者和运营者，物联网能力平台主要实现物与物互联中数据的聚合、挖掘分析、共享和开放的功能。通过平台的构建，可
14、以使运营商不仅限于物联网管道提供者角色，而且具备物联网业务的服务提供能力。6 物联网的流量分类特征物联网业务种类极其广泛，其流量特征差异很大，有些尚待开发的业务的流量特征还处于完全无知的状态。就物联网目前最主要的M2M 业务而言，可以大体上归纳为大流量业务和小流量业务两大类。（1）大流量业务可以细分为两类第一类是长期在线的大流量业务，其终端长期保持激活，实时性要求较高，数据量较大，例如以全球眼业务为代表的视频监控业务就属于这一类。第二类是突发大流量业务，其终端长期保持PPP连接，根据需要才下发大数据量，突发性高，实时性低，车载广告就属于这类业务。（2）小流量业务可以细分为三类第一类是长期在线高
15、频次小流量业务，终端长期保持PPP连接并频繁发送小量数据，实时性较高，主要是反向流量，如电量监控业务。第二类是长期在线低频次小流量业务，其终端长期保持PPP连接，低频次地向网络发送数据，主要也是反向流量，如水电煤气等抄表业务。第三类是非长期在线小流量业务，其终端需要时才向网络发起连接，数据量较小，实时性较高，例如无线POS机业务等。可见，不同物联网业务的流量几乎没有什么共同之处，对于网络的要求自然也千差万别。7 物联网对于网络的影响面对物联网这样千差万别的流量特征，网络该怎么办？这是电信行业最关心的大事。从近期看，物联网是一个薄利小众市场，主要流量也是上行小流量为主。对于电信运营商而言，目前的
16、物联网业务收入是实际电信业务收入的零头，即便在可以预见的未来，也不大可能有突破。因而无论从哪一个角度看，电信运营商都不会为了对付这样的长尾业务而对网络大动干戈，主要是利用网络（包括现有的固定网、移动网、卫星网等资源）空闲容量，或者仅仅做些必要的适配和优化来支持一些高价值的特殊物联网应有即可。在可以预见的未名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 5 页 -来，现有网络基本架构不应该有变动，对于某些高价值的特殊物联网应用，可以通过网络优化和适配等手段来应对，当然前提是投入产出较好，值得做。从长远看，物联网业务的多样性决定了对于网络要求的多样性，随着业务的大规模发展和收入的持续
17、增长，网络需要做进一步的优化和适配乃至可能需要考虑为高价值物联网应用建独立的、薄薄的业务承载层。首先，现有网络需要向泛在周边扩展，以便为物联网终端提供随时随地接入的通信能力。其次，物联网需要有海量终端标识，对于起码在数百亿量级的M2M 连接，需要 IPv6 地址的支持。再有，物联网需要有业务感知能力，因而网管范围需要扩展到物联网节点。还有，对于某些实时性低延时业务，需要有QoS机制来保障网络性能，因而网络性能要求并不低。另外，物联网需要有海量存储与计算能力，因而可以利用云计算来大幅度提升数据的存储、计算、处理乃至辅助决策能力。最后，物联网涉及到网络安全、信息安全和隐私性，也需要有妥善合理的处理
18、方案。8 物联网的核心技术物联网融合了物理基础设施和信息基础设施两个世界，涉及的行业很多，相关的技术更多。美国国家智能委员会将物联网的核心技术总结为两大类，即核心使能技术和协同性技术。前者包括M2M 接口和通信协议、微控制器、无线通信技术、RFID 技术、节能技术、传感器技术、传动装置技术、定位技术和软件技术。后者包括地理标签技术、生物统计技术、机器视觉技术、机器人技术、扩大的现实世界技术、镜像世界技术、生命记录和个人黑盒技术、可触知的用户接口技术和清洁技术。可见，这样广泛的技术领域为我们的技术和业务创新提供了十分巨大的舞台和空间。9 运营商的物联网发展策略综上所述，可以很自然地得出运营商的物
19、联网发展策略。首先是物联网的业务发展策略。其总体思路应该是：行业为主，重点切入，有效投入，规模效应。具体有以下3 类业务形态：通道型业务：是基础，重在基于网关智能管道。能力型业务：重在可规模推广的共性能力建设。行业应用型业务：需要针对具体情况，选择少数基础较好、应用较迫切、回收有保障、门槛不高的领域，例如政务监管、交通物流、教育和能源等行业应用就符合这一要求。就商业模式而言，运营商的运营应该以面向M2M 服务提供商和提供批发业务为主，避免直接面向最终用户。因而，除了极少数领域外，主要靠与M2M 服务提供商的合作来开展业务。运营商的网络发展策略在近期收入很小的前提下比较容易确定，即主要是利用现有
20、的固定、移动、卫星等空闲网络资源，网络架构基本不变，对于某些特殊高价值物联网应用，可以通过网络优化和适配等手段来满足其需要。长远看，需要结合FTTH，IPv6，LTE等下一代网络技术的演进，加强地址、码号、频谱、安全及QoS等问题的系统性研究，随着物联网市场的扩大和收入的增加，再来考虑某些特殊高价值应用的网络需要，从而可以根据投入产出的原则决定网络改造的范围、力度和深度。10 物联网的挑战物联网尽管拥有广泛的潜在应用前景，但作为一个新兴市场应用也面对着来自各方面的挑战。主要有以下4 方面的挑战：（1）技术挑战目前缺乏在统一框架内融合虚拟网络世界和现实物理世界的理论、技术架构和标准体系。其次，我
21、们也不掌握核心芯片和传感器技术。另外，传感器成本居高不下，80%以上靠进口芯片。可靠性差、安全性和隐私权担忧。最后，整体技术落后，例如落后的RFID单信道体制在某些应用领域需要升级换代。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 5 页 -（2）标准挑战目前物联网根本没有统一的标准体系和顶层技术架构设计，物联网标准涉及大量国际标准化组织，很难协调。其次，专业性专有性太强，公众性和公用性较弱，标准化程度低，互通性差，必要性弱。（3）市场挑战物联网整体上处于萌芽阶段，产业链复杂而分散，主要是薄利小众市场，集中度低、不稳定、不成规模，造成成本居高不下。其次，行业门槛和壁垒高，高端难
22、介入，低端收入微薄。再有，物联网商业模式复杂，运营商擅长一对一服务关系，即一个用户，一个终端，一个账单。而物联网本质是多点连接，且涉及终端范围广，数量巨大。（4）社会挑战说到底，物联网能否大发展完全取决于未来能否带动经济发展和社会进步，改进个人安全和生活质量，而不是给社会、经济、政治、军事、文化和个人隐私带来负面影响乃至危害。11 物联网的未来鉴于上述十分复杂的因素，要预测物联网的未来发展是十分困难的，但大体可以从两个维度来考察。（1）从时间维度看，物联网发展的速度取决于国家宏观政策的取向和支持力度，技术的进展，产业链的形成、协同和壮大。否则将是一个十分漫长的、自生自灭的随机过程。（2）从空间维度看，物联网的渗透广度和深度取决于能否为社会和个人生活带来文明的进步和有价值的变化，能否妥善解决社会和公众对于安全和私有性的关切。否则只能受限于少数专业化行业市场应用，例如政务监管、交通、教育、电力、医疗、制造、环境、安全等。不大可能成为人们所期望的无所不包的巨大公共市场。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 5 页 -