“物联网技术与发展”
专题
基于电信运营商视角的物联网【摘要】计算模式存在十五年周期定律，物联网是信息技术产业的第三次变革。文章梳理了近年来物联网的研究成果，从“说文解字”和电信运营商实践等两个角度提出物联网的定义及认识，针对近年来国内物联网研究成果的不足，从应用层、网络层和感知层三个方面深入分析了基于电信运营商视角的物联网技术发展趋势。【关键词】电信运营商 物联网 应用层 网络层 感知层
1 引言
IBM认为“计算模式存在十五年周期定律”（如图1）。自1995年比尔·盖茨在《未来之路》一书中提及“物联网”概念以来，以美国为代表的发达国家意识到“以信息感知为特征的物联网是信息产业发展的必然趋势，是信息技术革命的第三次浪潮”，纷纷将物联网发展提升至前所未有的高度，目前欧美及日韩等信息技术能力和信息化程度较高的国家与地区在物联网应用深度、广度等方面处于领先地位。如美国成为物联网应用最广泛的国家，其RFID应用案例占全球59%
。（数据来源：工信部电信研究院）
从国内物联网发展看，2009年8月国务院总理温家宝在无锡视察时提出要大
力发展物联网技术，从此拉开了我国物联网发展序幕。当前学术界和企业界纷纷响应，已在物联网的概念、内涵、收稿日期：2012-06-03
发展瓶颈及商业模式、示范基地建设、行业应用项目推广、高校学科建设等领域取得一定成果，但从电信运营商的视角深入认知物联网定义及其技术发展趋势的研究成果较少，本文将就此命题展开研究。
责任编辑：左永君 [email protected]
图1 计算模式十五年周期定律及信息技术变革的三次浪潮
14
2012年第11期
“物联网技术与发展”
专题
2 物联网定义及认识
关于“物联网”的定义，传感、通讯、网络、处理、云计算等领域都从自身角度去阐述和放大，麻省理工学院（MIT）、国际电信联盟（ITU）、欧盟（EU）、维基百科（Wikipedia）、工信部电信研究院（CATR）等机构和相关学者亦各有观点。本文将从“说文解字”及电信运营商实践的角度来探讨物联网定义及认识：
从“说文解字”的角度看物联网（Internet of Things），“Internet”指计算机通过标准协议连接形成的全球性网络，“Things”指客观世界的物理实体；因此，“Internet of Things”指由可唯一标识的物理实体通过标准协议形成的全球性网络。
从电信运营商实践角度看，利用感知技术，通过物体上装载的电子标签（RFID）、传感器、二维码等，经过接口与网络传输互联，从而赋予物体智能，进行感知、传递、计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物随时随地的信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的，这种将物体联接起来的网络被称为“物联网”。它具备规模性（只有具备规模，物体的智能化才能显现）、流动性（必须保证物体在运动甚至高速运动状态下都能随时随地沟通）以及安全性（涉及国家安全、商业机密和个人隐私保护，需要自主知识产权的核心技术）等三个特点。
关于物联网的内涵、产业、商业模式和技术标准等，见表1。
营商实践对各层再细分，得到基于电信运营商视角的物联网技术体系架构，其中终端接入层、平台层及应用层为运营商关注重点，具体架构见图2。
4.1 应用层技术发展趋势分析
行业应用先行。从国内外物联网应用发展情况预判，国内物联网将率先在规模大、信息化程度高的重点行业领域实现突破并形成规模，同时物联网应用还将不断发展和纵向延伸，成为新的经济增长点。潜力型应用领域见表3。
要使物联网作用得到充分发挥，需要功能强大的信息系统来实现智能处理，而云计算的三种服务模型提供了与物联网无缝融合的切入点，即软件即服务（SAAS，
3 相关研究评述
近年来，我国物联网研究成果主要涵盖学术理论与电信运营商实践两个层面，主要集中在物联网概念、本质、产业链、技术体系、商业模式、演进路径、发展现状及瓶颈、对策等方面，基于运营商视角的物联网技术发展趋势研究成果较少，具体如表2所示。
4 基于运营商视角的物联网技术发展趋势 分析
当前社会各界对于物联网技术体系架构的认识基本一致，一般分为感知层、网络层和应用层等，本文基于运
Software-as-a-service）、平台即服务（PAAS，Platform-as-a-Service）和基础设施即服务（IAAS，Infrastructure as a Service）。基于电信运营商视角的云计算与物联网技术架构融合如图3所示。
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专题
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2012年第11期
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续 表 2
智能识别技术将极大拓展视频监控系统的应用领域和能力。计算机智能识别技术可精确帮助视频监控系统从纷繁的视频图像中分辨出目标信息，一旦目标在场景中出现并违反预定规则，系统就会自动报警。具体优势如下：
（1）主动式服务：在事件发生过程中及时分析事件发展趋势，避免恶性事件发生；
（2）7*24小时服务：可进行不间断的视频分析，提供全天候防范；
（3）加快响应速度：对于安防应用，能自动发现监控画面异常情况，使安防人员可以更迅速地处理紧
图2 基于电信运营商视角的物联网技术架构
急事件；
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应用、移动在线支付、城市导航等。同时，LTE将引领移动视频、大量数据传输的物联网应用。以上海世博LTE为例，20MHz频谱带宽下可提供下行100Mb/s与上行50Mb/s的峰值速率；接入网时延不超过10ms；控制平面时延缩小，UE从待机状态到开始传输数据时延不超过100ms。
固移无缝接入将为物联网提供更灵活的接入方式。以光纤网为基础的有线宽带接入和以蜂窝网为主的无线接入将共同为物联网提供“宽窄结合，有无结合，全面覆盖，按需切换”的无缝接入。
图3 基于电信运营商视角的云计算与物联网技术架构融合示意图
移动独立号段、专用UIM卡和标准模块将逐步启用。一是为移动M2M终端启用移动独立号段（工信部电管
（4）挖掘商业价值：从视频画面中分析得出有价值的商业信息。
函【2010】490号），如核配中国电信机器通信号码为10649；二是开发制定
M2M专用UIM卡。普通UIM卡不具备抗高温、湿度、耐化学性、防振等性能，无法应对恶劣的工作环境；三是模块标准化。规范通信接口，降低集成难度，降低模块价格，丰富终端种类。
4.2 网络层技术发展趋势分析
接入自由权是固定通信网（重点指光纤网）与物联网融合的焦点。光纤网可让物联网在任何时间、任何地点，以任何方式实现更便捷、更智能、更足量带宽、更安全的接入。
自动识别技术和宽带应用是移动通信与物联网融合的两个焦点。3G推动移动互联网快速发展，移动互联网将进一步扩展物联网的应用空间，如RFID手机、二维码
4.3 感知层技术发展趋势分析
传感器智能化。智能传感器是指由微处理器驱动的传感器与仪表套装，具有通信与板载诊断等功能，为监控系统/或操作员提供相关信息以提高工作效率及减少维护成本。它具备三项优点：成本低廉的高精度信息采集；自
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动化编程能力；功能多样化。呈现六个趋势：微型化；材料新型化；应用新的物理现象、化学反应、生物效应作为传感器原理；微功耗及无源化；加工技术新型化（如化学微腐技术、微机械加工技术）；可靠性更高、温度范围更宽。
智能管道环境下物联网接入终端智能化。通信管道智能化是发展趋势，最终实现自服务功能；而物联网快速规模发展必须依赖智能管道建设，因此物联网终端必然走向智能化。物联网终端智能化的六个表现特征见图4：
(21): 33-37.
[10] 郑欣. 电信运营商主体的物联网商业模式研究[J]. 移动
通信, 2011(11): 65-70.
[11] 程娟,徐耀华. 山东联通物联网业务发展探讨[J]. 信息
通信技术, 2011(4): 32-37.
[12] 朱浩. 适用于物联网业务运营商智能管道改造方法简
析[J]. 电信网技术, 2011(11): 33-38.
[13] 唐雄燕. 电信运营商的云计算与物联网发展策略[J]. 中
兴通讯技术, 2011(4): 33-36.
[14] 陈亮. “推动者”不等于“赞助商”，运营商应跳出
物联网硬件补贴模式[J]. 通信世界, 2011(37): 16.[15] 赵俊钰,黄剑琪,彭宇,等. 运营商发展物联网的切入点
研究[J]. 邮电设计技术, 2011(7): 5-8.
[16] 王陆军,钱守廉. 运营商物联网业务运营探析[J]. 邮电
设计技术, 2011(8): 49-52.
[17] 金烨. 电信运营商快马冲刺物联网[J]. 中国经济和信息
化, 2012(7): 50-51.
[18] 严炎,
陶志强. 运营商应对物联网业务发展的网络策略
浅析
[J].
移动通信, 2012(5): 71-73.
★
作者简介
图4 物联网终端智能化的六个表现特征
金永生：博士毕业于中国人民大学，现任北京邮电大学经济管理学院教授、博士生导师，研究领域涉及商业产业组织、企业战略规划、营销管理等方面，研究方向包括产业组织理论及商业产业组织、市场营销理论与方法、企业识别系统的设计与应用。出版专著多本，发表论文100余篇，承担省部级以上科研课题20余项。
应江勇：工程师，博士就读于北京邮电大学经济管理学院，现就职于工业和信息化部电信研究院规划设计研究所，主要研究方向为电信运营企业战略及业务规划、营销策划与管理体系设计等。主持和参与工信部及中国移动、中国联通、中国电信等多家单位集团和省公司的课题研究。发表文章多篇。
参考文献：
[1] 杨永志,高建华. 试论物联网及其在我国的科学发展[J].
中国流通经济, 2010(2): 46-49.
[2] 孙其博,刘杰,黎羴,等. 物联网：概念、架构与关键技术
研究综述[J]. 北京邮电大学学报, 2010(6): 1-9.
[3] 郑欣. 物联网未来商业模式探析[J]. 移动通信, 2011(21):
82-85.
[4] 范鹏飞,王波,黄卫东. 基于统一管理平台的物联网产
业联盟模式[J]. 南京邮电大学学报（社会科学版）, 2011(2): 5-11.
[5] 叶龙海. 浅述物联网发展的几个问题[J]. 福建电脑,
2011(1): 68-69.
[6] 丁学君. 我国物联网产业发展的关键问题研究[J]. 电子
商务, 2011(5): 8-10.
[7] 黄怡,邓少灵. 云聚合——创新物联网商业模式探索[J].
信息系统工程, 2012(2): 132-134.
[8] 李安民. 物联网与信息通信[J]. 电信科学, 2010(12): 1-4.[9] 刘洁. 电信运营商物联网实践建议[J]. 移动通信,2010责任编辑：左永君 [email protected]
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基于电信运营商视角的物联网【摘要】计算模式存在十五年周期定律，物联网是信息技术产业的第三次变革。文章梳理了近年来物联网的研究成果，从“说文解字”和电信运营商实践等两个角度提出物联网的定义及认识，针对近年来国内物联网研究成果的不足，从应用层、网络层和感知层三个方面深入分析了基于电信运营商视角的物联网技术发展趋势。【关键词】电信运营商 物联网 应用层 网络层 感知层
1 引言
IBM认为“计算模式存在十五年周期定律”（如图1）。自1995年比尔·盖茨在《未来之路》一书中提及“物联网”概念以来，以美国为代表的发达国家意识到“以信息感知为特征的物联网是信息产业发展的必然趋势，是信息技术革命的第三次浪潮”，纷纷将物联网发展提升至前所未有的高度，目前欧美及日韩等信息技术能力和信息化程度较高的国家与地区在物联网应用深度、广度等方面处于领先地位。如美国成为物联网应用最广泛的国家，其RFID应用案例占全球59%
。（数据来源：工信部电信研究院）
从国内物联网发展看，2009年8月国务院总理温家宝在无锡视察时提出要大
力发展物联网技术，从此拉开了我国物联网发展序幕。当前学术界和企业界纷纷响应，已在物联网的概念、内涵、收稿日期：2012-06-03
发展瓶颈及商业模式、示范基地建设、行业应用项目推广、高校学科建设等领域取得一定成果，但从电信运营商的视角深入认知物联网定义及其技术发展趋势的研究成果较少，本文将就此命题展开研究。
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图1 计算模式十五年周期定律及信息技术变革的三次浪潮
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2 物联网定义及认识
关于“物联网”的定义，传感、通讯、网络、处理、云计算等领域都从自身角度去阐述和放大，麻省理工学院（MIT）、国际电信联盟（ITU）、欧盟（EU）、维基百科（Wikipedia）、工信部电信研究院（CATR）等机构和相关学者亦各有观点。本文将从“说文解字”及电信运营商实践的角度来探讨物联网定义及认识：
从“说文解字”的角度看物联网（Internet of Things），“Internet”指计算机通过标准协议连接形成的全球性网络，“Things”指客观世界的物理实体；因此，“Internet of Things”指由可唯一标识的物理实体通过标准协议形成的全球性网络。
从电信运营商实践角度看，利用感知技术，通过物体上装载的电子标签（RFID）、传感器、二维码等，经过接口与网络传输互联，从而赋予物体智能，进行感知、传递、计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物随时随地的信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的，这种将物体联接起来的网络被称为“物联网”。它具备规模性（只有具备规模，物体的智能化才能显现）、流动性（必须保证物体在运动甚至高速运动状态下都能随时随地沟通）以及安全性（涉及国家安全、商业机密和个人隐私保护，需要自主知识产权的核心技术）等三个特点。
关于物联网的内涵、产业、商业模式和技术标准等，见表1。
营商实践对各层再细分，得到基于电信运营商视角的物联网技术体系架构，其中终端接入层、平台层及应用层为运营商关注重点，具体架构见图2。
4.1 应用层技术发展趋势分析
行业应用先行。从国内外物联网应用发展情况预判，国内物联网将率先在规模大、信息化程度高的重点行业领域实现突破并形成规模，同时物联网应用还将不断发展和纵向延伸，成为新的经济增长点。潜力型应用领域见表3。
要使物联网作用得到充分发挥，需要功能强大的信息系统来实现智能处理，而云计算的三种服务模型提供了与物联网无缝融合的切入点，即软件即服务（SAAS，
3 相关研究评述
近年来，我国物联网研究成果主要涵盖学术理论与电信运营商实践两个层面，主要集中在物联网概念、本质、产业链、技术体系、商业模式、演进路径、发展现状及瓶颈、对策等方面，基于运营商视角的物联网技术发展趋势研究成果较少，具体如表2所示。
4 基于运营商视角的物联网技术发展趋势 分析
当前社会各界对于物联网技术体系架构的认识基本一致，一般分为感知层、网络层和应用层等，本文基于运
Software-as-a-service）、平台即服务（PAAS，Platform-as-a-Service）和基础设施即服务（IAAS，Infrastructure as a Service）。基于电信运营商视角的云计算与物联网技术架构融合如图3所示。
责任编辑：左永君 [email protected]
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续 表 2
智能识别技术将极大拓展视频监控系统的应用领域和能力。计算机智能识别技术可精确帮助视频监控系统从纷繁的视频图像中分辨出目标信息，一旦目标在场景中出现并违反预定规则，系统就会自动报警。具体优势如下：
（1）主动式服务：在事件发生过程中及时分析事件发展趋势，避免恶性事件发生；
（2）7*24小时服务：可进行不间断的视频分析，提供全天候防范；
（3）加快响应速度：对于安防应用，能自动发现监控画面异常情况，使安防人员可以更迅速地处理紧
图2 基于电信运营商视角的物联网技术架构
急事件；
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应用、移动在线支付、城市导航等。同时，LTE将引领移动视频、大量数据传输的物联网应用。以上海世博LTE为例，20MHz频谱带宽下可提供下行100Mb/s与上行50Mb/s的峰值速率；接入网时延不超过10ms；控制平面时延缩小，UE从待机状态到开始传输数据时延不超过100ms。
固移无缝接入将为物联网提供更灵活的接入方式。以光纤网为基础的有线宽带接入和以蜂窝网为主的无线接入将共同为物联网提供“宽窄结合，有无结合，全面覆盖，按需切换”的无缝接入。
图3 基于电信运营商视角的云计算与物联网技术架构融合示意图
移动独立号段、专用UIM卡和标准模块将逐步启用。一是为移动M2M终端启用移动独立号段（工信部电管
（4）挖掘商业价值：从视频画面中分析得出有价值的商业信息。
函【2010】490号），如核配中国电信机器通信号码为10649；二是开发制定
M2M专用UIM卡。普通UIM卡不具备抗高温、湿度、耐化学性、防振等性能，无法应对恶劣的工作环境；三是模块标准化。规范通信接口，降低集成难度，降低模块价格，丰富终端种类。
4.2 网络层技术发展趋势分析
接入自由权是固定通信网（重点指光纤网）与物联网融合的焦点。光纤网可让物联网在任何时间、任何地点，以任何方式实现更便捷、更智能、更足量带宽、更安全的接入。
自动识别技术和宽带应用是移动通信与物联网融合的两个焦点。3G推动移动互联网快速发展，移动互联网将进一步扩展物联网的应用空间，如RFID手机、二维码
4.3 感知层技术发展趋势分析
传感器智能化。智能传感器是指由微处理器驱动的传感器与仪表套装，具有通信与板载诊断等功能，为监控系统/或操作员提供相关信息以提高工作效率及减少维护成本。它具备三项优点：成本低廉的高精度信息采集；自
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动化编程能力；功能多样化。呈现六个趋势：微型化；材料新型化；应用新的物理现象、化学反应、生物效应作为传感器原理；微功耗及无源化；加工技术新型化（如化学微腐技术、微机械加工技术）；可靠性更高、温度范围更宽。
智能管道环境下物联网接入终端智能化。通信管道智能化是发展趋势，最终实现自服务功能；而物联网快速规模发展必须依赖智能管道建设，因此物联网终端必然走向智能化。物联网终端智能化的六个表现特征见图4：
(21): 33-37.
[10] 郑欣. 电信运营商主体的物联网商业模式研究[J]. 移动
通信, 2011(11): 65-70.
[11] 程娟,徐耀华. 山东联通物联网业务发展探讨[J]. 信息
通信技术, 2011(4): 32-37.
[12] 朱浩. 适用于物联网业务运营商智能管道改造方法简
析[J]. 电信网技术, 2011(11): 33-38.
[13] 唐雄燕. 电信运营商的云计算与物联网发展策略[J]. 中
兴通讯技术, 2011(4): 33-36.
[14] 陈亮. “推动者”不等于“赞助商”，运营商应跳出
物联网硬件补贴模式[J]. 通信世界, 2011(37): 16.[15] 赵俊钰,黄剑琪,彭宇,等. 运营商发展物联网的切入点
研究[J]. 邮电设计技术, 2011(7): 5-8.
[16] 王陆军,钱守廉. 运营商物联网业务运营探析[J]. 邮电
设计技术, 2011(8): 49-52.
[17] 金烨. 电信运营商快马冲刺物联网[J]. 中国经济和信息
化, 2012(7): 50-51.
[18] 严炎,
陶志强. 运营商应对物联网业务发展的网络策略
浅析
[J].
移动通信, 2012(5): 71-73.
★
作者简介
图4 物联网终端智能化的六个表现特征
金永生：博士毕业于中国人民大学，现任北京邮电大学经济管理学院教授、博士生导师，研究领域涉及商业产业组织、企业战略规划、营销管理等方面，研究方向包括产业组织理论及商业产业组织、市场营销理论与方法、企业识别系统的设计与应用。出版专著多本，发表论文100余篇，承担省部级以上科研课题20余项。
应江勇：工程师，博士就读于北京邮电大学经济管理学院，现就职于工业和信息化部电信研究院规划设计研究所，主要研究方向为电信运营企业战略及业务规划、营销策划与管理体系设计等。主持和参与工信部及中国移动、中国联通、中国电信等多家单位集团和省公司的课题研究。发表文章多篇。
参考文献：
[1] 杨永志,高建华. 试论物联网及其在我国的科学发展[J].
中国流通经济, 2010(2): 46-49.
[2] 孙其博,刘杰,黎羴,等. 物联网：概念、架构与关键技术
研究综述[J]. 北京邮电大学学报, 2010(6): 1-9.
[3] 郑欣. 物联网未来商业模式探析[J]. 移动通信, 2011(21):
82-85.
[4] 范鹏飞,王波,黄卫东. 基于统一管理平台的物联网产
业联盟模式[J]. 南京邮电大学学报（社会科学版）, 2011(2): 5-11.
[5] 叶龙海. 浅述物联网发展的几个问题[J]. 福建电脑,
2011(1): 68-69.
[6] 丁学君. 我国物联网产业发展的关键问题研究[J]. 电子
商务, 2011(5): 8-10.
[7] 黄怡,邓少灵. 云聚合——创新物联网商业模式探索[J].
信息系统工程, 2012(2): 132-134.
[8] 李安民. 物联网与信息通信[J]. 电信科学, 2010(12): 1-4.[9] 刘洁. 电信运营商物联网实践建议[J]. 移动通信,2010责任编辑：左永君 [email protected]
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