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物联网给产业带来新的增长空间,物联网的产业链中,网络、设备、服务提供、软件/应用、终端和芯片是不可或缺的环节。各方都加大在此领域的布局,三大运营商开始把物联网定位基础业务进行投入。
“中兴通讯将物联网作为战略业务之一。”中兴通讯CSO陈杰在MWC上海展期间接受《通信产业报》(网)采访时表示。谈及中兴通讯发展物联网的思路,陈杰表示,中兴通讯基于自身的技术积累和优势,聚焦于智慧城市、智慧家庭、车联网、工业等领域。
定位:核心战略业务之一
作为中兴通讯M-ICT核心战略之一,中兴通讯的物联网解决方案贯穿于消费市场、运营商市场以及企业市场。
作为运营商实现未来“千亿”连接市场的助力者,中兴通讯以NB-IoT(窄带蜂窝物联网)方案切入市场。业内人士也表示,NB-IoT成为产业链进军物联网市场的关键。6月16日,在韩国釜山召开的3GPP RAN全会第72次会议上,NB-IoT技术标准终于得到冻结。标准的落地,加快了产业链创新应用的步伐。围绕NB-IoT,全球芯片厂商包括英特尔、高通,全球通信设备巨头以及全球运营商巨头沃达丰、中国移动、意大利电信等均加速NB-IoT的商用。中兴通讯一直以来是面向物联网的广域低功耗技术NB-IoT的主要推进者,陈杰介绍,中兴通讯联合运营商和产业打造了基于NB-IoT的端到端解决方案,积极投入对芯片、终端、系统和物联网IoT平台的研究;并在工业互联网、车联网、智能家居和智慧城市等领域均有完善的解决方案。
一站式解决方案
众所周知,传统的电信基础网络是以人为核心构建的,要大规模部署IoT,实现联接的突破性增长,面临接入方式、现有核心网冲击以及安全等诸多挑战。中兴通讯提供的端到端的NB-IoT解决方案,涵盖芯片、模组、无线网络、核心网以及NB-IoT物联网平台,可以为运营商提供一站式解决方案。中兴通讯的无线及核心网解决方案可基于现网平滑升级,只需软件升级即可,充分节省部署投资。
无线网络部分依托于业内领先的SDR(软件定义的无线)基站,无论现网采用哪种制式(GSM/UMTS/LTE), 通过软件升级即可定义NB-IoT;核心网部分也可以通过对现网进行软件升级来支持NB-IoT,或直接部署基于NFV功能的虚拟核心网。
中兴通讯的NB-IoT物联网平台采用开放的云平台技术,可以帮助运营商快速部署NB-IoT业务。中兴通讯NB-IoT平台可以管理海量的NB-IoT物联网连接,并同时提供大数据存储和分析服务。
在此次MWC上海展期间,中兴通讯联合中国移动展示了市政物联网应用――智能井盖方案。该方案通过全方位监管井盖状态,在井盖被打开、移位等情况下,可实现及时告警。NB-IoT技术具有的低成本、广覆盖、低功率、大连接等特征,有效提高智能井盖监控系统的覆盖区域,消除覆盖死角,降低建设维护成本。
“中兴有深厚的研发技术实力,我们期望与IoT产业链一起 ,搭好平台”陈杰表示,“目前IoT产业链中,需要开放的心态。”
在6月30日2016MWC上海主题论坛上,中兴通讯董事长赵先明在《IoT联接万物,联生价值》的主题演讲中也表示了产业链合作发展的观点。赵先明表示,IoT所引发的不仅是第四次工业革命,包括对农业、服务业等人类社会基本业态,都会产生深远影响和飞速进步。目前在智能制造、智慧城市(市政)、智慧交通、智慧家居等领域显示出显著的进展,各种IoT创新应用还会不断涌现。与此同时,IoT产业也面临诸多挑战,例如产业垂直整合、商业模式构建、应用创新、安全性、标准不统一等突出矛盾。他表示,我们处于变革的前夜,需要产业链各方加强协同,共同携手促进IoT产业的健康发展。
“显然这里不是北京卫视,我们也不是要谈什么尘封的历史档案。我们今天来谈谈眼下正在发生的明天。”
石良如同揭秘档案般的开场,吊足了胃口。
想象一下,你可以像操作手机一样配置家里的水表和气表,让其接入网络;空调和冰箱之间能够直接“对话”,所有物件产生的数据都能送到数据中心处理……似乎,“哆啦A梦”就要照进现实了。
是的,华为看到了“正在发生的明天”。不满足于固有的通讯设备厂商和手机厂商的标签,现在,它还想连接万物。就在现场,华为推出全新的敏捷网络3.0。用华为的话说,它们的敏捷物联解决方案能使企业快速构建一张拥有“无尽可能”的物联网基础架构,实现生产、制造、物流等领域的智能化。
召开这样的网络大会,对华为来说,已不是第一次。
2013年,华为了全球首个以业务和用户体验为中心的敏捷网络架构,并推出了针对园区网与广域网的敏捷网络解决方案;2014年华为继续推出面向数据中心与分支机构的敏捷网络解决方案,完成了面向园区、广域、数据中心和企业分支四大领域的全面覆盖。
所以,也就有了今天3.0版本的敏捷网络。这个敏捷物联解决方案包括物联网操作系统LiteOS、敏捷物联网关、敏捷控制器三个部分。
LiteOS,最引人注目。华为宣称,它的作用就相当于电脑时代的Windows操作系统,手机时代的Android系统。
“LiteOS是目前世界上最轻量级的物联网操作系统,其系统体积轻巧到IOKB级,具备零配置、自组网、跨平台的能力,可广泛应用于智能家居、穿戴式、车联网、工业等领域。这一创举将使得智能硬件的开发变得更加简单,从而加快实现万物的互联互通。同时,华为宣布LiteOS实行开源,行业伙伴可以快速构建自己的物联网产品。”
“在过去三年,华为已经与全球的行业伙伴在物联网领域展开很多深度的技术合作”,华为交换机与企业通信产品线总裁刘少伟在现场补充道,“当前已商用的物联网行业解决方案包括:智能楼宇、智能电力抄表、智能车载、智能健身房、智能工厂、智能零售、智能路灯等。在业务驱动的ICT基础架构(BDll)的行动纲领的指导下,我们正在与更多的合作伙伴打造围绕敏捷网络的生态系统,一起推出惠及不同行业的解决方案。”
这一切听起来,要多酷炫有多酷炫。
我们该用什么姿势看待华为的LiteOS?有人质疑LiteOS并不完美;有人说,华为的物联网操作系统噱头大于实质,LiteOS能不能做到Windows、Android这样的普适性,看起来还很遥远。也有评论称,目前LiteOS只支持华为海思CPU和一些合作的厂商的产品,并不能保证无缝支持其他厂商CPU,也不提供相关适配技术支持。当然,笔者不是技术出身,不敢妄加点评。
华为公司Marketing总裁张宏喜表示,“有了操作系统以后,假如只有华为用,这个产业也起不来,所以我们把它开源。最终这个系统能不能被接受,就取决于我们的操作系统大家是不是觉得有价值”,但同时他也特别指出,物联网的挑战可能比我们大家想象的要多,“以前人与人之间的连接,除了数量之外,还有对时延的要求。人和人之间几十毫秒级是可以接受的,但是如果是一个特定的场合,比如说汽车自动驾驶,几十毫秒就意味着安全的问题,但是很多智能电表对时延就没有要求,但是对场景有要求,很多电表环境很恶劣,甚至工业级可能要防尘防爆。”
是的,工业环境对网络的需求与人对网络的需求有着很大不同。最直观的不同是联接数需求,而这种差别将是指数级的,物的联接需求往往是人的百倍甚至千倍。第二,是对时延要求的差别,工业应用场景的实时性要远高于人的需求,无论是工业控制,还是自动驾驶,都需要比现有网络低得多的时延。
华为为什么要做这样一个物联网的操作系统呢?
不谈技术,《中国机电工业》仅从商业角度粗浅理解的话,这恰好可以串联起华为当下的一些业务一一移动终端、运营商网络、芯片、应用等等。而且选择这样一个时机也“正当时”。
根据华为预测,到2025年,物联网设备的数量将接近1000亿,新部署的传感器速度将达到每小时200万个,全球物联网市场规模将会增长至2万亿美元。这么大的风口,这样一块肥肉,华为怎能不“精心”布局?
就在华为LiteOS操作系统后的几天,Google在其I/O 2015大会上也推出了一个物联网平台Brillo--这是一个只保留基本内核功能的用于物联的Android系统。但正式推出要在今年第三季度。
事实上,何止华为、Google,苹果的HomeKit、微软的Windows loT、三星的Tizen和SmartThings、IBM的智慧城市等等都在瞄准这个“蓝海”。
在2017年的末尾,物联网愈加明显的五个趋势:
1、垂直应用:应用更加细分,并在未来某个时刻,所有的垂直应用将会连城网。
2、物联网平台:为企业提供广泛的供应商选择机会,适应现有的模式。
3、大数据:物联网大数据分析,为目标客户提供更有价值的信息。
4、与机器学习整合:加速其他设备的连接,消化、共享巨量的数据,使物联网更加智能。
5、物联网安全:2016年是讨论物联网安全的最佳时期,也是安全公司最好的创业时机。
每一个趋势,都从一个不同的角度验证着同一个明朗的趋势:万物互联的时代终将在不远的未来成为现实。
目前主流的物联网解决方案离不开稳定、成熟的无线连接技术,WiFi、Bluetooth、ZigBee、433Mhz RFID,根据技术原理与特性的不同,被广泛应用在不同场景的解决方案中。WiFi,在生活中普及率最高。其传输速度快、传输范围大,但功耗是缺陷;ZigBee运用在部分工业自动化企业中,产品普及率是个大麻烦;超高频433Mhz RFID传输速率快,读取距离远,但设备的成本与维护费用较高,且安全性能不够,不宜适用于某些领域。反观蓝牙,低功耗与低辐射是名片,而且产品普及率较高,适合大范围推广使用。
【关键词】物联网 行业卡信息管理 网络 应用 产业链 管道
1 引言
物联网的本质是传感、通信和IT技术在各行业的应用,它包含终端、网络、应用三个部分。
物联网本身不是新事物,目前国外尤其欧美地区发展M2M已经有6、7年的时间,形成了比较成熟的产业链,并应用到了各行各业中。物联网已经在在各行各业得到广泛应用。下图是物联应用的各种领域。
2 物联网行业卡信息管理系统方案
2.1 总体价值定位
解决方案的具体举措如下:提供联合市场调研、市场推广、应用标准化等多种贴身服务;高度重视深度定制,作为差异化竞争的重要手段;建立物联网卡信息管理系统,整合行业合作伙伴;接入市场规模大的、标准化程度高的垂直应用;提供行业卡信息管理查询及卡生命周期管理的能力。提供垂直式解决方案,更加重视提供基于标准的水平解决方案,开放平台,支持第三方开发。
有数据表明,目前全球行业物联网主要市场应用是抄表和车载,但未来的价值应用市场到底在哪,各方一直在探索当中。而运营商应该如何为行业用户提供有效的行业卡信息管理支撑,从而吸引更多的行业用户,提高竞争力。
2.2 网络路径规划
在规划网络建设路径时,首先要考虑的是:如何在运营商同行之间展开竞争?
在相当长的时期内,部分物联网应用(包括大规模的应用如抄表)还将主要由传统的行业来提供,运营商主要起管道作用。当前,运营商同行之间的竞争主要是管道之间的竞争。
(1)M2M终端爆发性增长,故障率日益增加。
(2)M2M行业SIM卡、终端和应用缺乏统一规整的管理手段。
运营商为了竞争需要,应该解决这个问题,给行业用户提供比其他运营商更好的管道服务。运营商提供工业级SIM卡,质量更高,环境适应性更好。运营商可以建立M2M管理平台,从BSS和其他系统中取得相应的数据,通过API接口,实时提供给行业用户的应用平台,从而提供业务。行业用户的应用平台据此判断故障点是在运营商侧还是在自身设备侧。从而能够提升管道的竞争力,为管道增值。
2.3 建设方案演进
物联网发展有两种网络建设方式:“烟囱式/竖井式”解决方案和“水平式”解决方案。
当前,运营商也提供了很多“烟囱式”的应用。为了快速争夺市场,在今后的一段时期内,运营商在某些领域有必要继续建设“烟囱式”应用。
“水平式”解决方案是运营商部署M2M管理平台,管理行业SIM卡,各种终端及应用。M2M管理平台与终端以及应用之间基于标准接口。标准化进程还在进行之中,所以此类解决方案的大规模部署还需要一些时间。“烟囱式”与“水平式”解决方案未来会共存一段时间。
运营商采用“水平式”解决方案,可以大幅降低M2M成本,扩大M2M市场规模。运营商通过统一标准,能大幅降低应用开发成本;提升行业集中度,提升优势企业市场规模;通过套餐打包和灵活的资费,能吸引用户使用,扩大终端规模,促使成本降低。
2.4 建设路径构想
运营商网络建设路径可以采用如下步骤:继续发放行业SIM卡,为行业应用提供管道。对于规模市场的行业应用,可以酌情先用烟囱式方案搭建,以迅速占领市场。建立M2M管理平台,并实现对SIM卡的管理,为行业应用提供SIM卡信息。建立水平式解决方案的示范应用。在水平式解决方案的基础上,发展多种物联网应用。开放M2M网络能力,支持第三方提供各种各样的长尾应用。甚至根据需要,可以把单独建设行业专网,为行业用户提供更好更全面的卡信息管理能力及控制能力。
3 方案架构
物联网卡信息管理框架:系统将能够支持多个集团客户的解决方案。可开放多个行业应用平台的接口,并配合完成第三方应用系统的接入。具备良好的用户自服务的管理界面,提供方面快捷的查询及展示能力。
M2M业务运营支撑管理框架:主要包含应用管理节点、BOSS数据同步节点、门户(Portal)节点和系统基础服务节点,位于行业卡信息管理系统和外部业务管理平台之间,完成业务运营管理、卡信息管理管理、与BOSS等运营支撑接口、应用支撑管理、门户管理等功能。实现卡信息的采集,业务数据的同步,设备告警和故障管理,应用性能和状态监控,以及其他通用功能,并面向网络管理员、业务管理员以及系统管理员提供统一的管理门户。
管理员门户:运营商M2M业务运营管理员通过管理员门户完成运营管理工作,包括系统配置、密钥管理、终端管理、映射关系管理、应用管理、订购管理等。
SIM卡管理:系统可以对注册SIM卡的状态进行监视,可以主动查询目前的工作状态,发送查询请求信息、接收状态信息等。系统还应该可以提供远程控制任务、参数采集任务、软件升级任务、参数配置任务、终端监控任务和终端统计任务的创建、管理、触发。包括企业群组的管理,可以针对不同的终端群组发送监测命令。可以实现SIM卡在网状态维护、SIM卡GPRS在线状态维护,以及SIM卡正常通信记录维护和故障信息维护等功能。备相应的业务策略机制,防止SIM卡被非法挪作他用。
客户业务支撑管理门户:为行业客户提供行业客户自助门户门户,用于管理客户资料,查看行业卡状态、卡业务数据信息。
DB Storage:数据中心,负责平台数据的存储和访问。
4 结论
本文通过对物联网行业卡信息管理的应用分析和研究,结合物联网业务的特点,总结了卡信息管理的方案的研究应用。提出了建设方案演进、建设路径构想及系统方案的总体架构。
物联网行业卡管理信息系统将为运营商提高行业用户的业务管理能力、针对集团大客户提供差异化竞争手段、建立围绕行业用户的产业链的协同发展支撑环境,促进行业物联网类业务的规模化发展、提升相关业务ARPU,最终实现科技创新带动技术创新、实现业务的可持续快速发展。
以SDN、物联网、AI为代表的先进ICT技术发展正在推动数字化转型的发生。“面对未来更多行业数字化在敏捷联接、实时业务、数据优化、应用智能以及安全与隐私保护等多方面的关键需求,OT与ICT的融合正在成为行业数字化转型的的关键挑战之一。”边缘计算产业联盟副理事长、华为网络研发部总裁刘少伟表示。
为了实现海量联接、应用智能与实时业务等,能够在靠近物或数据源头的网络边缘侧提供边缘智能服务的边缘计算正在成为物联网发展的重要趋势之一。
在边缘计算呈现的巨大市场潜力和机会下,由华为、中国科学院沈阳自动化研究所、中国信息通信研究院、英特尔、ARM和软通动力联合倡议的边缘计算产业联盟(ECC)日前正式成立,聚焦OICT理念,旨在搭建边缘计算产业合作平台,推动OT与ICT产业开放协作,为推动行业数字化变革和产业升级提速。
实现“拉瓦尔喷管”效应
在日前举行的边缘计算产业联盟成立暨2016首届边缘计算产业峰会上,刘少伟形象地以“拉瓦尔喷管”中的“窄喉”来形容联盟将在产业中扮演的角色。
他所提到的“拉瓦尔喷管”是航空领域火箭发动机最常用的构件之一,是一种渐窄-渐阔的喷管类型,具有一个狭窄的喉部,当亚音速的气流流经喉部时,气体受到压缩,会导致速度急速增加,在渐阔处继续加速后能够获得超音速气流。“窄喉就是联盟将要担当的角色。”刘少伟表示。
事实上,除了工业领域的需求,在ICT领域如今已经有很多案例出现,例如电梯的智能化运营,能源行业的智能抄表、公共事业的智能路灯以及物流行业的全程跟踪等。“边缘计算产业联盟就是希望能够通过关键需求的梳理、参考架构的提出、测试床的示范推广以及产业生态的形成,来将此前产业链各方所进行的局部实践,统一成全产业的共识,共力和共赢,扩大全产业的实力,来实现例如在智能制造、智慧水铡⒊盗网等领域全行业的规模推广。”刘少伟表示。
聚焦智能联接
作为边缘计算联盟的主要发起者之一,华为将自己在边缘计算产业中的定位聚焦到智能联接。
那么,华为将如何实现智能联接?边缘计算联盟在最新的《边缘计算产业联盟白皮书》中正式提出的边缘计算参考架构1.0,在这一架构中基于分层设计,包含应用域、数据域、网络域、设备域四个功能域。华为将贡献海量联接与自动化运维、实时连接、网络安全、物理网平台、设备安全等领域的创新与技术方案。
“基于SDN架构的敏捷控制器、实现ICT融合的边缘智能网关以及物联网操作系统Huawei LiteOS等解决方案,都将成为实现智能联接的基础。”刘少伟表示。
面向电力、照明灯等行业联网终端数量巨大、运维复杂等需求,华为SDN控制器基于全场景、开放架构,不仅能够实现海量联接管理的能力,同时提供全网资源按需获取、自动部署和智能调优的能力,能够满足多样化的业务和智能自动化运维的需求。
面向工业互联网长期传统信息化建设所形成的大量异构的网络所带来的多种工业标准、多种协议共存的现状,华为具备边缘计算能力的敏捷物联网网关能够提供各类物联接口,提供丰富的行业标准语协议来满足对接要求,同时基于NFV技术提供多种开放模式,支持容器化部署第三方应用,能够让不同类型的应用在边缘网关上得以运行。
针对行业大量部署的传感器所面临的低功耗,部署复杂等挑战,Huawei LiteOS物联网操作系统不仅有超轻量、超低功耗等领先优势,还通过开放的API和中间件完美解决了互联、互通、互操作等问题。Huawei LiteOS所具备的自组网、自发现的能力,使得大规模快速部署成为可能。
使能行业数字化转型
融合网络、计算、存储与应用核心能力,边缘计算正在使能更多行业的数字化转型。
在这一方面,华为已经在多个领域有所突破,正在成为行业数字化转型中最可靠的伙伴之一。在能源、电力、交通等重要行业领域,华为已经形成覆盖远程智能抄表、楼宇能效管理、智慧交通、梯联网、智能制造、特种车辆预测性防护等应用场景的解决方案。华为在本次大会上展示了梯联网、照明物联网、车联网等商业应用,为各行业数字化转型提供了产业实践参考。
作为华为利用新的ICT技术和平台帮助客户探索全新商业模式的代表方案,梯联网成为边缘计算能力与开放平台的代表方案之一。在梯联网解决方案中,通过边缘计算能够实现电梯故障的实时响应、确保实时数据本地存活、实现数据聚合以及更好的业务监测和攻击防范。据了解,结合这一方案,华为已经与全球领先的电梯及自动扶梯供应商展开深度合作,打造开放、灵活、可扩展的电梯物联网解决方案,助力更大规模电梯的统一智能运营。
智能控制照明物联网解决方案是边缘计算与照明行业智能化升级中碰撞和合作的成果,已经在智慧城市建设中落地实践。照明物联网解决方案不仅将城市照明路灯统一接入物联网络并实现多级控制,还能够根据天气等环境变化和能效控制策略进行全生命周期的精细化管理。在实际部署中,节能效率高达80%。未来,灯杆可以集成更多种类的传感器,可以收集城市路面信息,检测空气质量、光照强度、噪音水平等环境数据,城市公共照明系统将进一步成为智慧城市和智慧交通的重要载体。
该方案将城市照明路灯统一接入物联网络,在每盏路灯上安装一个路灯控制器,用来控制开关和调光,路灯控制器连接到边缘计算网关,实现多级控制。边缘计算网关和路灯控制器均可搭载轻量级敏捷计划组件,支持照明策略的本地化部署,形成两级本地智能化决策机制。当边缘计算网关的上行网络出现故障时,可快速切换到本地控制策略。
更多“物”与网络的联接正在建立起来,边缘计算产业已经在路上。
促进产业生态形成