物聯網知識集錦——認識物聯網架構、玩家和玩法

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

　　1. 物聯網四層架構

　　物聯網應用實現需要四層架構，如下圖：

　　圖1：物聯網四層架構

　　下面重點介紹網絡層和平臺層

　　1)網絡層

　　網絡層實現數據的匯聚、處理和傳輸。比較傳統(tǒng)的是固定網絡和短距無線網絡(WiFi、Bluetooth 和ZigBee等)，目前發(fā)展比較快的是LPWAN(低功耗廣域無線網絡)和2G/3G/4G/5G無線通信網絡 。目前LPWAN 技術可被分為授權頻段的廣域網技術及非授權頻段的廣域網技術兩類。授權頻段的廣域網技術包括核心標準協議被3GPP通過的NB-IoT 以及由LTE技術演進而來的eMTC;非授權頻段廣域網技術包括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(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

　　設備管理平臺(DMP)對物聯網終端進行遠程監(jiān)控、設置調整、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)一般應用于運營商網絡上，實現對物聯網連接配置和故障管理、保證終端聯網通道穩(wěn)定、網絡資源用量管理、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網SIM的管理，運營商客戶還可以自主進行SIM卡管控，自主查看賬單。思科的 Jasper是典型的CMP。

　　應用使能平臺(AEP)提供應用開發(fā)和統(tǒng)一數據存儲兩大功能的PaaS平臺，架構在CMP平臺之上。具體來看AEP平臺具體功能有提供成套應用開發(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、數據存儲功能、業(yè)務邏輯引擎、對接第三方系統(tǒng)API等。

　　AEP和運營商沒有必然的聯系，運營商、互聯網公司、物聯網平臺企業(yè)都在運營AEP。例如中移動的OneNET，宜通世紀的Quark IOE等。

　　3)應用層

　　應用層的功能是實現物聯網信息技術與終端行業(yè)專業(yè)技術的深度接觸，完成物體信息的協同、共享、分析、決策等功能，從而形成智能化應用的解決方案。

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

　　2. 物聯網產業(yè)分工

　　物聯網產業(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：物聯網產業(yè)角色分工

　　在物聯網發(fā)展處于應用推廣、試點示范的前期，相關產品生產商、技術開發(fā)商和解決方案提供商將處于市場主導地位;而當物聯網市場進入市場成熟期后，物聯網平臺運營服務提供商將成為產業(yè)鏈中新的主角，并有望實現通信平臺產業(yè)特有的零邊際成本、強用戶綁定和規(guī)模效益。

　　當前，明確、成熟的物聯網產業(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商

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

　　1)互聯網企業(yè)物聯網平臺

　　互聯網企業(yè)基于移動互聯網平臺拓展物聯網平臺服務，利用入口和用戶優(yōu)勢構建生態(tài)。蘋果、谷歌以及國內騰訊、阿里等互聯網巨頭基于移動互聯網平臺已構建形成完整產業(yè)生態(tài)。隨著智能終端和智能應用井噴式發(fā)展，互聯網企業(yè)積極聯合智能硬件廠商強勢進軍物聯網市場，在智能家居、可穿戴設備、車聯網、移動醫(yī)療等消費領域布局構建物聯網生態(tài)。互聯網企業(yè)物聯網平臺一般定位于設備管理和應用使能平臺。

　　2)電信運營商物聯網平臺

　　電信運營商發(fā)揮連接優(yōu)勢，立足通信管道構建生態(tài)。得益于廣闊的網絡覆蓋與生產或認證提供連接能力的物聯網通信模塊，電信運營商以M2M應用為核心著手布局物聯網平臺生態(tài)。

　　從國際運營商來看，開放平臺能力成為電信運營商構建生態(tài)的一個主要策略，此外，聚合行業(yè)應用領域的領軍企業(yè)，促進終端、網絡和平臺的協同發(fā)展成為電信運營商構建生態(tài)的另一主要策略。

　　3)行業(yè)物聯網平臺

　　行業(yè)巨頭開放資源和能力，向平臺化服務轉型。制造業(yè)等傳統(tǒng)行業(yè)巨頭相繼推出物聯網平臺，發(fā)揮帶動作用實現行業(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)物聯網平臺一般屬于設備和使能平臺。

　　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)制造領域，工業(yè)應用研發(fā)和實施優(yōu)勢突出，以“平臺+應用”為重點，聯合三大類產業(yè)力量共同布局工業(yè)互聯網生態(tài)。

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

　　3. 三大運營商物聯網進展

　　3.1 中國移動

　　1)網絡建設

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

　　截至2017年6月底，中國移動物聯網連接數突破1.5億，計劃全年智能連接數增加1億戶，總規(guī)模達到2億戶。

　　2) 芯片、模組和終端

　　在芯片領域，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。

　　在模組領域，為打破現有模組市場的碎片化，中國移動聯合垂直行業(yè)、模組廠商，通過整合不同行業(yè)的物聯網應用需求，定義標準接口、通用封裝，實現模組通用化，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 。

　　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卡作為傳輸通道，合約期大于1年，產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50%。

　　3)物聯網平臺

　　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)的應用使能平臺，吸引了9千名開發(fā)者，承載了近2萬個應用，每天調用API次數超過2000萬次。

　　OneNET平臺 從1.0到3.2的連續(xù)迭代，實現了海量連接、在線監(jiān)控、數據存儲、消息分發(fā)、事件告警、能力輸出、數據分析等多維度功能。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)布了中國移動物聯網發(fā)展計劃，宣布成立 中國移動物聯網聯盟 ，發(fā)布了《移動物聯網行業(yè)解決方案白皮書》，圍繞NB-IoT/eMTC技術，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、智慧農業(yè)、醫(yī)療健康等7大垂直行業(yè)的移動物聯網解決方案。

　　3.2. 中國電信

　　1)網絡建設

　　Cat1已經商用，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網場景。

　　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網絡，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年實現商用部署。加上已經商用的CAT1，中國電信將建成基于4G的全系列物聯網。

　　截止到2017年7月，中國電信物聯網用戶規(guī)模達3000萬。

　　2)芯片、模組和終端

　　在NB-IOT芯片領域，實現了海思、高通、RDA的量產，在2017年的量產合作伙伴，還包括Altair、GCT、中興微、Intel、MTK;

　　在NB-IOT模組領域，實現了移遠、U-Blox、龍尚、SIMCOM、展訊等量產。

　　對于eSIM的發(fā)展，中國電信2016年發(fā)布了物聯網eSIM規(guī)范，2017年Q3將建成物聯網eSIM平臺，同時試點可穿戴eSIM。不過，中國電信現階段反對手機eSIM，將積極跟進國際國內標準，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3億元物聯網專項資源，用于推動產業(yè)成熟。其中2億元補貼CAT1單模和NB-IOT兩類模塊化產品;1億元補貼具體項目。

　　3)物聯網平臺

　　2017年6月27日，中國電信集團公司在上海召開了物聯網開放平臺全球發(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)布了物聯網開放平臺。中國電信物聯網開放平臺由連接管理、應用使能和垂直服務三大板塊構成，全球化、安全可信的端到端服務貫穿始終。

　　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，中國電信聯合Qualcomm、華為、中興等12家單位，共同發(fā)起成立天翼物聯產業(yè)聯盟。

　　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)標準(V1.0)”，這是一全球首發(fā)的可測試、可建設、可商用的全套NB-IoT企業(yè)標準。

　　在2017年6月27日，中國電信攜手產業(yè)鏈合作伙伴發(fā)布了物聯網開放實驗室。實驗室將面向產業(yè)合作伙伴、行業(yè)客戶等開放，為其技術驗證、協同攻關、能力集成、產品評估、應用開發(fā)、創(chuàng)新研發(fā)，提供端到端、可配置的新型物聯網基礎設施和技術服務。

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

　　3.3. 中國聯通

　　1)網絡建設

　　已在上海、北京、廣州、深圳等10余座城市開通了窄帶物聯網試點。其中，上海聯通作為聯通集團窄帶物聯網領域的先鋒，已經建成800個站點的全國最大規(guī)模試商用網絡，是中國第一家實現全域覆蓋的省級運營商，已于2017年5月商用。

　　聯通計劃于2018年實現NB-IoT網絡全國商用，2017年Q4開始部署eMTC。

　　在2017MWC上海，聯通宣稱物聯網連接數已突破5000萬個。

　　2)芯片、模組和終端

　　在2017MWC上海展會，中國聯通和高通聯合展示900MHz和1800MHz物聯網多模組終端。中國聯通、高通和愛立信聯合展示了全球首個eMTC物聯網VoLTE業(yè)務應用。該業(yè)務集成了高通MDM9206全球多模LTE IoT調制解調器的物聯網終端設備，可以更好地利用現有LTE網絡支持大規(guī)模物聯網終端接入;并且語音通話能力可以支持更加豐富的應用場景。

　　3)物聯網平臺

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

　　4)推廣策略

　　2017年5月15日，中國聯通NB-IoT上海試商用，中國聯通發(fā)布了三項重要舉措，推動物聯網生態(tài)圈進一步加速成長：首先，中國聯通窄帶物聯網聯合開放實驗室(上海)正式掛牌成立。第二，聯合華為共同打造并發(fā)布公共事業(yè)服務平臺。第三，發(fā)起組建中國聯通窄帶物聯網終端產業(yè)聯盟并啟動生態(tài)鏈合作伙伴招募。

　　2017年8月25日，在“中國聯通物聯網生態(tài)大會”上，由30家知名企業(yè)單位發(fā)起成立了中國聯通物聯網產業(yè)聯盟，亞信是聯盟成員之一。

　　中國聯通推出基于窄帶物聯網技術的智慧停車、智慧消防、智慧水務、智慧抄表、智慧家居、智能穿戴等十余項商業(yè)化應用。

　　4.物聯網行業(yè)應用方案案例

　　Ovum的IoT服務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量大幅增長，同時電信運營商在工業(yè)IoT方面的業(yè)務也在增長。

　　圖3：CSP物聯網/M2M合約，以垂直領域/應用劃分(1Q16–1Q17)。來源：Ovum。

　　迄今為止在IoT領域實現最大成功的CSP專注于聯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，就公布的合同數量而言，AT&T是排在第一位的CSP。AT&T最近在醫(yī)療保健領域尤其成功。 AT&T在這個垂直行業(yè)的合同示例包括可穿戴設備，例如Wellnest和OneMedia的智能手表/設備(用于老年人或癡呆患者)，Aira的設備(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。

　　在產業(yè)鏈各方的推動下，目前基于NB-IoT技術的物聯網解決方案在逐漸商用。