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互联网即将消失 物联网即将诞生

互联网即将消失,一个高度个性化、互动化的有趣世界——物联网即将诞生。
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  2016年伊始,全球各大研究调查机构纷纷表示看好物联网市场。IDC一份新的开支指南显示,全球物联网开支预计将以17%的年复合增长率增长,从2015年的6,986亿美元增长到2020年的1.7万亿美元。

  Gartner也预测,到2020年物联网设备安装量将达260亿,这些设备在全球经济环境中将引领一股1.8万亿美元的投资大潮。未来,所有你能想到的任何事物都将连接物联网。

  并且A股市场是一个从来都不缺乏概念的博弈场。像物联网这样的一个未来新兴理念自然会被多次炒作。

  本文介绍了物联网(IoT)以及窄带物联网(NB-IoT)的发展背景和重大意义,对物联网可能的应用场景进行了概述,窄带物联网标准的落地,标志着物联网发展元年的到来,有理由相信,在NB-IoT标准确立之后,物联网发展的速度将大大加快,并且对物联网带来的机会进行深度剖析。

  物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展。物联网被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。根据券商研报预测,预计未来几年,我国物联网行业年均增速将达到30%左右,2018年物联网行业市场规模有望超过1.5万亿元。

  近日NB-IoT(窄带物联网)标准获得国际组织3GPP通过,国内NB-IoT的行业标准2016年底发布,2017年初可规模商用,2017年也是中国NB-IoT的商用元年。此外三星电子周二表示,将于未来4年在美国投资12亿美元,提升物联网技术。

  在此消息刺激之下,A股相关概念股集体爆发。

  那么到底什么是物联网,什么又是NB-IoT(窄带物联网)呢?

  物联网(英文名Internet of Things,简称IoT)概念

  让我们先从物联网说起。物联网,就是物物相连组成的一个网络,就好比计算机互相连接就成了互联网一样。作为互联网的延伸,物联网利用通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起,形成人与物、物与物相联,而它对于信息端的云计算和实体段的相关传感设备的需求,使得产业内的联合成为未来必然趋势,也为实际应用的领域打开无限可能。

  物联网的概念是在1999年由凯文·阿什顿(Kevin Ashton)提出的。

  物联网被视为互联网的应用扩展,应用创新是物联网的发展的核心,以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。2005年,在突尼斯举行的信息社会世界峰会上,国际电信联盟发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出了“物联网”的概念。

  物联网原理

  物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。

  其实质是利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。

  RFID,是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中,RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品(商品)的识别,进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。

  虽然这个物物相连中物的概念很宽泛,但并不是所有的“物”都能成为物联网的一部分,要成为物联网中的一部分,这个“物”必须具备以下几个条件:

  1、要有数据传输通路;

  2、要有一定的存储功能;

  3、要有CPU;

  4、要有操作系统;

  5、要有专门的应用程序;

  6、遵循物联网的通信协议;

  7、在世界网络中有可被识别的唯一编号。

  物联网的技术架构

  从技术架构上来看,物联网可分为三层:

  感知层、网络层和应用层。

  感知层由各种传感器以及传感器网关构成,包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢,它是物联网识别物体、采集信息的来源,其主要功能是识别物体,采集信息。

  网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成,相当于人的神经中枢和大脑,负责传递和处理感知层获取的信息。

  应用层是物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用。

  物联网发展现状

  总体来看,全球物联网应用仍处于发展初期,全球物联网应用呈现加速发展态势,物联网在行业领域的应用逐步广泛深入,在公共市场的应用开始显现,M2M(机器与机器通信)、车联网、智能电网是近两年全球发展较快的重点应用领域。

  M2M(MachinetoMachine)是率先形成完整产业链和内在驱动力的应用。M2M市场非常活跃,发展非常迅猛。到2013年底,全球M2M连接数达到1.95亿,年复合增长率为38%。目前,全球已有428家移动运营商提供M2M服务,在安防、汽车、工业检测、自动化、医疗和智慧能源(600869,股吧)管理等领域增长非常快。

  车联网是市场化潜力最大的应用领域之一。车联网可以实现智能交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化服务,正在成为汽车工业信息化提速的突破口。全球车载信息服务市场非常活跃,成规模的厂商多达数百家,最具代表性的全球化车载信息服务平台如通用的安吉星(OnStar)、丰田的G-book。

  截至2013年年底,安吉星已经在全球拥有超过660万的用户。2014年1月份,雪佛兰、AT&T和OnStar宣布密切合作,通过AT&T的4GLTE网络,由OnStar为雪佛兰汽车提供基于HTML5的应用程序商店服务,包括音乐、天气、新闻、汽车健康检测等多项内容。

  全球智能电网应用进入发展高峰期。2013年与智能电网配套使用的智能电表安装数量已超过7.6亿只,到2020年智能电网预计将覆盖全世界80%的人口。

  近几年,我国智能交通市场规模一直保持稳步增长,在智能公交、电子车牌、交通疏导、交通信息发布等典型应用方面已经开展了积极实践。智能公交系统可以实时预告公交到站信息,如广州试点线路上实现了运力客流优化匹配,使公交车运行速度提高,惠及沿线500万居民公交出行。

  ETC是解决公路收费站拥堵的有效手段,也是确保节能减排的重要技术措施,到2013年年底,全国ETC用户超过500万。交通部计划于2015年底前完成ETC全国联网,主线公路收费站ETC覆盖率达到100%,ETC用户数量达到2000万。我国已有5个示范机场依托RFID等技术,实现了航空运输行李全生命周期的可视化跟踪与精确化定位,使工人劳动强度降低20%,分拣效率提高15%以上。

  物联网市场空间

  物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展。物联网被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点,其应用范围几乎覆盖了各行各业。华为预测,到2025年全球将有1000亿个连接,其中大部分与物联网有关;另一项第三方预测则认为,到2020年IoT全部产业链价值有望达到3万亿欧元。

  美国市场研究公司Gartner预测,到2020年,物联网将带来每年300亿美元的市场利润,届时将会出现25亿个设备连接到物联网上,并将继续快速增长。此外,券商研报表示,去年我国物联网整体市场规模达到7500亿元,预计未来几年,我国物联网行业年均增速将达到30%左右,2018年物联网行业市场规模有望超过1.5万亿元。

  物联网通信技术分类

  物联网通信的技术有很多种,从传输距离上区分,可以分为两类:一类是短距离通信技术,代表技术有Zigbee、Wi-Fi、Bluetooth、Z-wave等,典型的应用场景如智能家居;另一类是广域网通信技术,业界一般定义为LPWAN(Low-Power Wide-Area Network,低功耗广域网技术),典型的应用场景如智能抄表。LPWAN技术又可分为两类:一类是工作在非授权频段的技术,如Lora、Sigfox等,这类技术大多是非标、自定义实现;一类是工作在授权频段的技术,如GSM、CDMA、WCDMA等较成熟的2G/3G蜂窝通信技术,以及目前逐渐部署应用、支持不同category终端类型的LTE及其演进技术,这类技术基本都在3GPP(主要制定GSM、WCDMA、LTE及其演进技术的相关标准)或3GPP2(主要制定CDMA相关标准)等国际标准组织进行了标准定义。

  NB-IoT即是2015年9月在3GPP标准组织中立项提出的一种新的窄带蜂窝通信LPWAN技术。

  窄带物联网(Narrowband Internet of Things)的重大意义

  窄带物联网是由3GPP(《第三代伙伴计划协议》)标准化组织定义的一种技术标准,是一种专为物联网设计的窄带射频技术,因此得名。这种技术可应用于GSM网络和LTE网络。

  窄带物联网有啥优势?

  目前物联网的应用主要使用WiFi和蓝牙技术,数据准确率很低、耗电量极大。而广域物联网可以用光纤,但只适用于连接摄像头等宽带终端;低容量传感器虽然可以使用2G/3G/4G网络,但难以满足低功耗低成本的要求,因此目前接入到运营商网络的物联网终端仅有6%。但如果利用运营商的网络组织物联网,就可真正实现整个城市一张网,便于维护和管理,NB-IoT也由此应运而生。

  简单来说,NB-IoT具有四大优势:广覆盖、大连接、低功耗、低成本。

  第一先在于覆盖,NB-IoT比传统GSM网络增益20dB,覆盖面积扩大10倍。

  第二海量联接,NB-IoT每扇区可以提供10万个联接,目前全球约有500万个物理站点,假设全部部署NB-IoT、每站点三个扇区,那么可以接入的物联网终端数将高达4500亿个。

  第三低功耗,NB-IoT功耗仅为GSM的1/10,终端模组使用AA电池可以独立工作10年而不用充电。

  第四低成本,模组成本有望降至5美元之内。而未来随着技术演进及市场发展带来的规模效应,功耗和成本还有望进一步降低。

  此外,在安全性和抗干扰上,基于授权频谱的NB-IoT亦优于基于非授权频谱的WiFi、蓝牙等,从空口上就已经进行了加密,3GPP也会讨论加密机制。

  对于物联网来说,网络安全也是至关重要。

  因此,NB-IOT标准优势明显,适用于物联网时代的万物互联,将大大加快物联网的发展速度。相比较现有的通讯标准,NB-IoT能弥补GPRS网络低覆盖、终端功耗高和端到端成本高的缺点,降低蜂窝物联网应用的进入门槛,使每个物体真正具备互联的可能。超强的深度覆盖和广度覆盖提供了无处不在的物联网终端接入能力,终端低功耗和低成本大幅降低了物联网终端接入成本,从而真正实现全联接的物联网世界。

  基于NB-IoT的业务

  考虑NB-IoT的特性,NB-IoT技术可满足对低功耗/长待机、深覆盖、大容量有所要求的低速率业务;同时由于对于移动性支持较差,更适合静态业务场景或非连续移动、实时传输数据的业务场景,并且业务对时延低敏感,可以考虑的业务类型如下。

  自主异常报告业务类型。如烟雾报警探测器、智能电表停电的通知等,上行数据极小数据量需求(十字节量级),周期多以年、月为单位。

  自主周期报告业务类型。如智能公用事业(煤气/水/电)测量报告、智能农业、智能环境等,上行较小数据量需求(百字节量级),周期多以天、小时为单位。

  网络指令业务类型。如开启/关闭、设备触发发送上行报告、请求抄表,下行极小数据量需求(十字节量级),周期多以天、小时为单位。

  软件更新业务类型。如软件补丁/更新,上行下行较大数据量需求(千字节量级),周期多以天、小时为单位。

  华为已与全球多家运营商在中国,德国,西班牙,阿联酋等共同完成基于NB-IoT技术智能水表、智能停车、智能垃圾箱业务的功能验证。其中沃达丰和华为于2015年底在西班牙完成了NB-IoT预标准的第一个试商用测试,成功的将NB-IoT技术整合到沃达丰现有移动网络中,发送NB-IoT消息给水表中的物联网模块,水表的放置环境通常在壁橱等隐蔽环境,且水表无法外接电源,NB-IoT可有效解决覆盖及功耗等问题。华为与中联通、中移动也均已开始商用测试和合作,其中2015年MWC,华为联合上海联通部署首个基于商用网络的智能停车实验网络。由于NB-IoT标准化未完成,目前的试商用都是非标的方案,不过与最终冻结的标准NB-IoT业务效果相比,差异应该并不大。

  互联网巨头谷歌公司的执行董事长埃里克.施密特预言:

  互联网即将消失,一个高度个性化、互动化的有趣世界——物联网即将诞生。

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