从电信运营商角度看物联网的总体架构和发展--专题：物联网技术与应用--通信世界网（2）

    接入网络指电信运营商现有的通信网络，包括2G/3G、有线宽带、PSTN、Wi-Fi等。

    中间件是为物联网应用提供基础的公共服务能力的平台系统。

    应用层为各种丰富的物联网应用，包括行业应用、政府应用、家庭应用等。

    4从电信运营商角度看物联网发展的阶段

    对“物联网”进行研究和探讨，首先要界定一下什么是“物”，从广义理解，除了人之外的都是物，大到一幢建筑，小到一粒沙子，还有动物、植物等，都可以是物联网的连接对象，通过物联网达到网络无处不在，信息及时获取，指令随时下达，控制完全自动的理想状态。应该说这是一个比较遥远的发展目标，一时之间很难实现。本文从电信运营商角度来看待物联网的发展，认为在向这个目标前进的过程中将会有三个发展阶段：机器互联阶段、局域感知阶段和广域感知阶段。

    （1）第一阶段：机器互联阶段

    对电信运营商来说，第一阶段就是发展M2M业务的阶段。在这个阶段通过结合使用通信技术、自动控制技术和软件智能处理技术，实现对机器设备信息的自动获取和自动控制。这个阶段通信的对象主要是机器设备，尚未扩展到任何物品，在通信过程中，也以使用离散的终端节点为主。在这一阶段，传感网技术也在发展，但多用于局域范围内实现数据传送，电信运营商并不过多关注，往往将其看作是用户自己的设备。目前，国内外不少运营商，尤其是移动运营商在M2M领域进行了大量研究，推出了各种M2M业务，如汽车信息服务、车队管理、远程医疗、远程计量等。

    （2）第二阶段：局域感知阶段

    随着物联网概念的不断升温以及技术本身发展趋势的推动，“物”的范围也在不断扩大，传感网逐渐被引入，传感网虽然仍主要用作局域组网，但是电信运营商不再将传感网仅仅看作用户自己的设备，而是认为传感网是通信网络终端节点向下延伸的毛细网络。在这个阶段运营商将越来越关注如何将通信网络与传感网结合。

    目前，短距离无线传输技术非常多，缺乏统一的标准，用的比较广泛的有RFID、ZigBee、蓝牙、Z-Wave等。对于同一种传输技术，如ZigBee，实际应用中也没有统一标准，有相当多的厂商基于私有协议自己开发传输模块或传输芯片，所以不同厂商的ZigBee芯片间无法互通。因此无线传感网往往是异构的，实现异构协同是该阶段主要的研究内容，物联网网关的概念应运而生，通过物联网网关屏蔽无线传感网的差异性，使异构的无线传感网之间、无线传感网与通信网之间能实现协同工作。

    由于传感网仍然用于局域范围内组成毛细网络，因此对于传感网本身的内部节点管理并没有太多的改变，各种无线传感网技术仍然采用各自的协议，实现局域管理和局域寻址。

    目前，物联网正处于第一阶段向第二阶段演进的过程中。

    （3）第三阶段：广域感知阶段

    在广域感知阶段，传感网不再仅仅用于局域组网，而是开始用于广域组网，遍布各处的无线传感网节点构成了一张全新的广域网络。电信运营商也许会运营这个网络，也许这样的网络不完全由电信运营商运营，但无论如何，在这个阶段，会产生一些基于无线传感网技术的公共节点，这些公共节点作为物联网基础设施的基本组成部分，必然要实现广域管理，如遵循统一的通信协议、实现广域寻址等。虽然这是一个相对比较遥远的阶段，但物联网的发展必然会向这个阶段演进。

    5电信运营商在物联网发展中的策略

    如前文所述，物联网基本架构分为感知层、传送层和应用层，涉及的技术范围非常广泛，运营商很难对所有的技术都深入研究，物联网的发展要依靠产业链各界共同合作推进，因此对于不同层应当采取不同的策略。

    5.1感知层——用

    感知层的无线传感网技术标准众多，无论国际还是国内，都有相当数量的科研机构和专业公司在研究，部分无线传感网技术已经具备一定规模，有成熟的产业链，电信运营商至少在现阶段没有必要对感知层的无线承载、通信协议、自组网算法等方面进行深入的研究。对感知层的研究应当围绕“用”开展，以传感网和通信网的结合为切入点，关注异构网络如何实现协同工作以及如何实现可管理的感知网。

    5.2传送层——建

    传送层包含了接入网络和接入单元，接入网络即通信网络，要以电信运营商为主进行建设和优化。现有的通信网络是以承载人与人的通信为主的，其设计和建设都是围绕着人的通信模式，进入物联网发展的时代，不但会产生大量的通信节点，而且这些节点的通信特征与人的通信截然不同，必然对网络带来压力。同时，对物联网节点的管理也对通信网络提出了很多新问题。通信网会向着“能支撑物联网应用规模有序发展”的目标演进，在充分利用现有网络资源的原则下，根据业务量的增加，分阶段、逐步进行网络改造。

    混同承载阶段：在业务发展初期，业务量不是特别大的情况下，直接采用现有网络承载物联网业务，网络不作大的改动，网络参数基本不变。由于现有网络不能区分人与人的通信、物与物的通信，主要通过终端侧的配置以及对终端的管理，缓解网络的压力。

    区别承载阶段：业务发展中期，物联网应用规模的增加对网络资源（如码号资源、传输资源）造成较大压力，这时需要对网络进行部分改造，使得网络侧能区别物与物的通信，采取不同策略，缓解网络压力，保障业务质量。

    独立承载阶段：在物联网业务规模化后，将产生与其他通信相互干扰的问题，同时也出现了大量对通信SLA要求较高的物联网应用，可考虑逐步采用物理/逻辑隔离的网络承载物联网业务，如建设独立的接入网，在核心网中划分专门的互联子网等。

    接入单元是将感知的数据传送到通信网的关键设备，运营商需要进行掌控，根据网络的要求和用户的需求，引导设备生产厂商进行开发，并积极推动产业链发展。

    5.3应用层——汇

    应用层包括了中间件和应用。中间件层面，运营商可以充分发挥优势，将结合网络的运营能力开放出来，提供给应用集成，为用户提供更好的服务。

    应用是物联网发展的基础，物联网的发展要依赖应用的驱动，然而物联网应用非常丰富，涉及行业众多，深入到每个行业，其总量也许并不非常大，但这些行业加起来占有的比重却非常高，长尾效应明显。因此需要从行业市场和垂直市场两个方面分别制定策略，对于行业市场，采取与产业链合作，鼓励合作伙伴积极推进；电信运营商则更多关注垂直市场层面，发挥运营优势，开发标准化应用，可适用于多个行业，如全球眼视频监控应用、定位应用等，这些垂直市场的标准化应用又可以作为物联网的基础能力，通过中间件方式提供。

    6结束语

    借助政府层面的推动，物联网已经引起了产业、资本、科研等各方面的高度关注，产业界形成高度共识，纷纷积极参与，资本市场也积极响应，国家政策正在迅速向物联网倾斜，已将其作为我国下一步新兴的战略产业来发展，这一切都是物联网发展非常有利的条件。但是仍然要看到，目前也存在不少问题，如缺乏完整的标准体系和成熟的商业模式，关键技术有待突破，研发力量比较分散，行业壁垒有待突破，政策环境有待完善，共赢模式有待探索等，尤其是涉及到企业流程改变、系统对接、设备改造和岗位调整等行业融合问题将是物联网发展要面对的深层次问题。

    物联网的发展是以应用为驱动的，目前机遇与挑战并存，政府应当积极引导，产业链各界共同参与，通过建设标杆和示范应用，带动整个物联网应用的发展，从而带动产业发展。