cookieOptions = {...}; ‧ 「物聯網」在市場上,未來的發展與應用 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

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2016年7月4日 星期一

 来源:虎嗅网

首先,我們回顧一下,人類社會進入工業社會,經歷了三次工業革命。


第一次工業革命是以蒸汽機為代表的蒸汽動力廣泛使用,這個時代也被稱做蒸汽機時代。第二次工業革命的主要特徵則是電能的廣泛使用,這個時代也被稱為電氣時代,第三次工業革命則是電腦的大規模使用和普及,這個時代也被稱為資訊化時代。

 

回顧這三次人類工業革命,可以歸納為幾個特點。

第一個特點是使能(Enable),通過革命向人類個體賦能(包括體力和腦力),從而極大提高了人類生產力和生產效率。人類歷史上歷次工具革命都是發展的里程碑,引起人類社會形態的飛躍,例如青銅/鐵器工具使得人類進入農業社會,到近代的蒸汽動力/電力和電腦等工具的使用,使得人類開始進入工業社會,並飛速發展。

第二個特點是是聯接(Connect),三次工業革命都伴隨著人類社會的大規模聯接,例如蒸汽機時代的火車、輪船形成的快速交通/物流網路,進入電氣時代後又形成了航空、航天網路,以及有線和無線的通信網路,進入資訊時代後則形成了全球化的互聯網路,全球70億人更加緊密的聯接在一起。

第三個特點是協作(Collaborate),聯接帶來的巨大影響,是實現人類的大規模協作。這種全球範圍的大規模協作,帶來了人類生產力和征服自然能力驚人提升。例如,美國的阿波羅計劃,是由數百萬個精密組件和零件構成,並需要幾十幾萬人的協同工作。
 

近期第四次工業革命的概念悄然興起,例如工業4.0的概念。但對於第四次工業革命,目前全球還沒有標準的定義,所以我們可以借助前三次革命的要素進行分析。

我們認為同前三次革命一樣,第四次工業革命也伴隨著使能、聯接、協作三個要素。

首先,使能的對象不僅包括人,還包括物,這個物不僅包括機器,甚至可以是動物,使得萬物具備感知和某種智慧。

其次,聯接的對象也進一步延伸到物,網路要具備物的接入和服務能力,包括不同的場景、服務等級、QoS、成本、安全性。

第三,在過去 Internet 帶來的人-人,和人-機器的協同基礎上,進一步實現物-物的協同,也許這種協同將充滿巨大的想像空間,將人類工業文明帶上新的高度。AlphaGO已經在人機大戰中完勝了人類的頂尖圍棋手,那麼幾十上百台AlphaGO協作,又將產生怎樣驚人的價值呢?

現在來看,這種廣義上的智慧、聯接和協作就是目前流行的IoT(Internet of Everything)。但是我們認為,IoT所引發的不僅是第四次工業革命,包括對農業、服務業等人類社會基本業態,都會產生深遠影響和飛速進步。從而對整個人類社會的生產和生活方式帶來革命。

 

下面我們看看IoT對在各個產業的場景和應用。

首先是工業,目前業界的熱門話題是德國提出的工業4.0。工業4.0是指利用物聯資訊系統(Cyber-Physical System)將生產中的供應、製造、銷售資訊數據化、智慧化,從而實現快速、有效、個人化的產品生產和提供。

它包含三大主题:
1.智慧工廠,重點研究智慧化生產系統,以及網路化分布式生產設施。

2.智慧生產,涉及整個企業的生產物流管理、人機互動,以及3D技術,在工業生產過程種的應用。

3.智慧物流,通過互聯網、物聯網、物流網,整合物流資源,充分發揮現有物流資源供應效率,快速匹配需求。由於人類農業也基本實現了工業化生產,可以認為農業的研究對象,和關鍵領域類似工業領域。

IoT另一個重要的應用的場景是服務業,總體而言,目前IoT在服務業的發展熱點集中以下幾個領域:

第一是智慧市政,例如城市的水、電、燃氣等基礎設施的智慧化管理;

第二是智慧交通,通過部署IoT實現城市交通管理的智慧化(例如交通流量控制、路況分析、應急處置、自動駕駛和車聯網以及車位管理等);

第三是智慧物流,通過引入IoT實現倉儲、運輸、配送等環節的管控和調度,極大地提高物流的效率。

 

第四是智慧家居,家居的應用主要包括家庭保全類(包括門鎖、攝影機、運動檢測、以及實現對火災、煙霧、水災、入侵警報的物聯應用等),此外是家庭娛樂類(包括智慧電視、智慧流媒體服務等),還有就是家庭環控(溫度、濕度、空氣品質控制),目前來看這幾個服務業領域的IoT應用是熱點領域,發展態勢良好。

根據Gartner公司的預測數據,到2020年物聯網整體業務收入將達到3101億美元,行業的複合成長率超過60%,其中汽車、能源、工業、家居安全領域成長超過80%

 

從以上分析,可以看出IoT應用場景非常廣泛,幾乎涉及到我們的各種業態,並和我們的工作生活密切相關。從產業鏈的角度來看,構建完整的IoT產業鏈,實現IoT的大規模商業化需要六個要素,分別是網路、設備、服務提供、軟體/應用、終端和晶片。

這六個要素對於各種場景的IoT部署是不可或缺的,應該說目前IoT已經有一些商業化,但只是實現簡單的應用場景,簡單的、孤島式的聯接,投資和盈利模式還正在探索。如何培育產業生態環境,構建商業模式,部署IoT業務和網路,實現終端多樣化,需要產業鏈各方以開放和協作共同推進。

在推進IoT產業發展中有一個核心角色,就是IoT產業的整合者,從全球來看,整合者包括電信服務商、政府、以及一些大型企業(例如市政、水務、電子商務企業等)。實現廣域的IoT聯接多數,涉及基礎的網路聯接,所以通常電信服務商處於重要地位,但是全球電信服務商的商業策略模式也不盡相同,其主要的選擇模式有三種。

第一種是專注提供基礎的網路聯接,這種模式的好處在於電信服務商可以專注於提供聯接和頻寬,可以實現更廣的覆蓋。但由於僅限於底層的業務提供,按連接訂價,由於流量太小,很難發掘盈利商業模式。

第二種模式是聚合服務提供商,比第一種模式增加了合作生態圈和商業分析,這種模式的優勢在於提高了行業應用的垂直整合度,可以提供較為完整的解決方案,但由於涉及和客戶的商業分成,容易出現商業模式設計不合理導致的商業風險。

第三種模式是整合服務提供商。這種模式又進一步增加了應用開發和系統整合。優點是可以向客戶提供整合、完整的解決方案,但也存在自身開發能力不足、和產業鏈其他角色競爭,以及進行商業分成,存在很大的商業風險。

以上三種模式涉及電信服務商的市場定位,技術平台和解決方案開發能力、垂直行業影響和整合能力,以及品牌影響力,和商業風險控制能力等因素,需要電信服務商作出綜合的選擇和判斷。

 

我們知道傳統的電信基礎網路是以人為核心構建的,無論是語音;還是數據業務。但是要大規模部署IoT,實現聯接的突破性增長,面臨挑戰,主要包括:

1.IoT場景靈活多樣,現有的基礎網路在接入方式上面臨挑戰,比如採用無線接入方式,該如何分配寶貴的頻率資源給海量的物聯接入。

2.IoT導致的聯接劇增,是爆炸性的增長,對現有的核心網將產生衝擊和變革,例如傳統的HLR歸屬位置暫存器,Home Location Register,簡稱:HLR)如何管理上千億的聯接?

3.從業務的控制角度,物聯應用更加豐富,對於時延、頻寬、可靠性,提出更多樣性的需要,如何在核心網路層面對應這種要求?

4.安全性,海量的物聯接入和傳統的網路,同樣面臨著安全性的挑戰,甚至壓力會更大,個人資訊安全只涉及個體,但是物聯網的安全可能危及全體或者整個社會的安全。所以在規劃部署IoT時,必須考慮這些關鍵因素,在現有的電信網路架構基礎上,通過增量演進方式,循序漸進逐步過渡到支持大規模物聯接入的網路。

 

那麼如何構建一個靈活、安全、高效、可營運的物聯網路架構?從業務和網路部署角度來看,大規模物聯網路通常包含感知、接入和網路、平台和應用四個層面。我們認為對於各個層面的應該有如下基本要求。

對於感知層,要求網關具備輕量級的操作系統(OS),具備開源特徵,方便第三方進行開發,並具備遠端的雲端調試和開發能力,進行遠端調試和版本升級,靈活適配各種類型的物聯終端。

對於接入層,由於物聯終端的部署場景多樣,要求支持多樣化的接入方式,包括有線、無線的接入方式,以及短距離和廣域的接入,例如乙太網、WiFiPON、電力線、NB-IoTLTE-MPre-5G MUSA5G等多種技術的連接。

對於網路層,由於物聯場景和業務的多樣性,海量終端的接入和動態變化的流量,對於網路的要求也不盡相同,例如車聯網種包含實時路況和導航、智慧收費、突發事故告警、車載娛樂等業務,這些業務對於頻寬、延時、可靠性等要求多樣,這就要求通過基於虛擬化技術的核心網路,並通過引入SDN/NFV、網路切片等先進技術,滿足不同應用場景對網路的需求。

對於平台層,為了保證應用的快速開發和實現可營運、可管理、可盈利,平台提供開放、豐富的標準API接口,滿足行業應用快速開發的需求。此外平台要求基於大數據和雲端運算的架構,結合上層物聯網應用,提供強大數據分析和挖掘能力,提升全產業鏈條能力的產品化和服務化,實現基於場景的用戶和數據營運,滿足各種物聯網創新應用,例如智慧城市、智慧製造、智慧醫療、智慧農業、智慧家居等,挖掘每個「BIT」的價值,實現多方共贏,促進IoT的產業化。


由於IoT帶來了多樣化的接入場景和海量的終端接入。關於端到端的安全,這也是一個非常重要的話題。如何IoT網路的端到端安全,重點要考慮一下三點:

第一是構建可信的應用環境。這其中涉及態勢感知、安全可視化管理、異常檢測,以及海量加解密等技術的實現;

第二點是構建可信的OS,這涉及操作系統內核的安全協議(SNEP/uTELSA)和安全算法(NTRU)實現;

第三點是構建可信的晶片技術等,除了主流的MCUARMX86上進行普通的商用開發,在特定場合下還需要提供核心的安全可信的晶片技術。安全是一個非常重要的因素,所以中興通訊從部署IoT開始就著手考慮在以上幾個方面的技術實現和解決方案設計。

目前的熱點LPWAN技術和蜂窩技術的關係,這兩種技術從不同的出發點獨立發展,LPWAN(例如LORA)注重的是海量的低速率,和低流量的業務,使用非授權頻段,業務和網路新建,容易部署。

而蜂窩技術,例如NB-IoT以及未來的5G,是基於現有的電信服務商網路演進實現物聯接入,容易形成規模效應,挑戰在於電信服務商的流量經營模式,需要匹配和重構,需要和現有的業務和網路並存。當前來看,LPWAN技術適合在成本敏感的中小規模場景實現物聯接入;蜂窩技術則適合實現具有一定流量規模,以及對QoS有需求的物聯接入(例如大規模的企業客戶或者家庭場景)
 
未來可能兩種技術還可能逐步融合,混合組網。
案例一:分享一個(中國)中興通訊的創新案例,這是一個智慧路燈管理的解決方案,中興通訊在路燈整合了無線基地台、電子廣告、電動汽車充電樁,以及智慧城市數據採集節點(例如交通和公共安全數據)等功能,將路燈變成一個智慧節點,通過智慧化管理,可以大幅降低城市路燈的能耗和管理費用,並開展一些增值服務(例如廣告、汽車充電等等)。目前中興通訊已經在全球超過20個國家,部署了2萬多個這樣的智慧路燈,里程超過400公里。

 

案例二:這是一個智慧車位調度管理的解決方案,目前在城市普遍面臨停車難的問題。一方面在工作時段車位不足,找車位難,停車難;但另一方面也存在車位閒置的現象。通過物聯網技術,我們可以實現在半徑3公里的車位資源共享和調度,一方面幫助消費者快速的尋找車位,快速泊車,另一方面也解決車位資源閒置的問題,提高車位的使用效率。極大地方便城市管理者和市民出行。

總結而言,IoT應用場景多樣、應用前景廣泛,除了在第四次工業革命扮演重要的角色以外,也將給服務業帶來深遠的影響,從而改變和豐富人們的日常生活。

目前在智慧製造、智慧城市(市政)、智慧交通、智慧家居等領域顯示出顯著的進展,各種IoT創新應用還會不斷湧現。但是我們也面臨一些巨大的挑戰,例如產業垂直整合、商業模式構建、應用創新、安全性、標準不統一等突出矛盾,我們處於變革的前夜,需要產業鏈各方加強協同,共同攜手促進IoT產業的健康發展。

本文為中國中興通訊董事長趙先明,在630日舉行的2016MWC上海展演講時,提出的關於IOT(Internet of Everything)的看法


                                                                                                                                                                                                                            

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