物聯網與M2M業務的戰略思考

物聯網，作為新興高技術產業的重要組成部分，已被世界各國當作應對經濟危機、振興經濟的重點技術之一。因此，在新的一年來臨之際，我刊特邀請中國著名通信專家、上海信天通信有限公司總經理祁慶中先生就物聯網與機器對機器通信(M2M)業務發展戰略的話題發表他的觀點。

祁慶中先生認為，現階段各種形式的物聯網業務中最主要、最現實的形態是M2M業務，M2M業務在許多國家內正在受到高度的重視，在一些行業中已經或將率先得到規?；膽茫⒅饾u地影響到更多的行業。

祁慶中先生指出，M2M會在若干年后成為LTE的核心應用之一。同時，M2M業務終端在形態和業務支持上將呈現高度的創新性和融合性，在一些行業應用中將日益支持無線接入帶寬與業務的靈活調度管理，也可能與一些相鄰業務實現一定程度的融合，在另一些行業應用中M2M終端將可能與一系列的傳感器和監測、控制設備深度融合。

1 物聯網的概念與發展動向

近年來，“物聯網”的概念及其應用得到了許多通信技術研發強國(包括中國)的高度重視。日本、韓國自2004年起提出了“泛在網絡”戰略，分別提出了“U-Japan”計劃和“U-Korea”戰略;中國在2007年黨的‘十七大’報告中提出工業化與信息化“兩化融合”的概念，其中物聯網是實現兩化融合的重要基礎;2009年1月，美國總統奧巴馬在與工商領袖的圓桌會議上提出了相應的“智慧地球”的概念，其中包括了智慧型的基礎設施;2009年8月，國務院總理溫家寶視察中科院無線傳感網工程中心，提出“在傳感網發展中，要早一點謀劃未來，早一點攻破核心技術”，要求盡快建立“感知中國”中心;2009年9月，經國家標準化管理委員會批準，全國信息技術標準化技術委員會組建了傳感器網絡標準工作組;2009年11月，中科院、江蘇省政府、無錫市政府簽署協議，在無錫共建中國物聯網研究發展中心;2009年11月，中國移動與無錫市市政府簽訂了推進“TD-SCDMA與物聯網融合”合作框架協議，將在無錫建立中國移動物聯網研究院和物聯網數據中心;2009年11月，由數十家組織發起在北京成立了“中關村物聯網產業聯盟”，其成員包括了清華同方股份有限公司、北京移動、北京郵電大學、中科院軟件所、北京交通委信息中心等12家單位，其工作內容包括支撐北京市正在制訂的“感知北京”的示范工程建設方案。一時間，對物聯網的研究蔚然成風。

物聯網是指物體通過智能感應裝置，經過傳輸網絡，到達指定的信息承載體，實現全面感知、可靠傳送和智能處理，最終實現物與物、人與物之間的自動化信息交互與處理的智能網絡。

ITU在2005年年度報告中對物聯網的闡釋是:信息與通信技術的目標已經從任何時間、任何地點連接任何人，發展到連接任何物體的階段，而萬物的連接就形成了物聯網。中國移動對物聯網的定義是“物體具有全面感知能力，對信息具有可靠傳送和智能處理能力的連接物體與物體的信息網絡”。IBM、中國移動、中國電信等都將物聯網的三大基本要素歸納為:全面感知(利用傳感器、二維碼、射頻標識(RFID)等近程通信技術隨時隨地獲取物體的信息)、可靠傳遞(以通過各種電信網絡與互聯網的融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去)、智能處理(利用云計算，模糊識別等各種智能計算技術，對海量的數據和信息進行分析和處理，對物體實施智能化的控制)。

物聯網業務的概念非常寬泛，在不同的行業內、在不同的國家和地區可能會有多種多樣的定義和應用形式，例如一種典型的概念是將所有的物品通過短距離RFID等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現局域范圍內的物品“智能化識別和管理”。移動業務運營商所定義的機器對機器通信(M2M)的簡稱也是另一種狹義的物聯網業務，其特指基于蜂窩移動通信網絡(包括CDMA 1X/EVDO、GPRS、WCDMA、TD-SCDMA等)，使用通過程序控制自動完成通信的無線終端開展的機器間交互通信業務，其中至少一方是機器設備。

筆者認為，現階段各種形式的物聯網業務中最主要、最現實的形態是M2M業務，其主要原因在于:M2M業務所基于的數據傳輸網絡是在廣闊范圍內覆蓋的，相對于很多行業而言通信行業更加注重全程全網的標準化和體系架構的開放性，另外電信運營商在ICT產業鏈建設和應用推廣中具有的重大的影響力和推動力，這些因素使得M2M業務正在處于快速、規?；陌l展過程中。

物聯網和M2M已成為繼計算機、互聯網與移動通信網之后的世界信息產業第三次浪潮。調研機構Forrester預測，到2020年，物物互聯業務與現有人人互聯業務之比將達到30比1，下一個萬億級的信息產業將是物物互聯。中國移動通信研究院在2009年9月的全國M2M高峰論壇上表示，中國移動下一個上億級用戶規模的應用將是M2M。

2 M2M業務的應用與運營進展

對于移動業務運營商而言，M2M業務的戰略價值在于:有助于強化移動運營商之間的經營差異化，M2M業務所處的市場是一個比較典型的藍海市場，其市場容量是很大的;大量的M2M應用具有非實時或者占用帶寬小的特征，對無線接入網絡和核心網的壓力不大，有助于提高移動運營商的網絡資源利用率;在以往的信息化應用方案中增加了M2M業務后，將有助于針對許多行業形成更深入、更完整、更有黏著度的解決方案。M2M業務最深層次的價值在于:推動社會信息化向縱深發展，將信息化從滿足面向人與人的溝通和辦公業務流程的支持，深入到眾多行業的生產運營末端系統，從而對“兩化融合”形成有效的支撐。

M2M業務可以廣泛地應用到眾多的行業中，包括車輛、電力、金融、環保、石油、個人與企業安防、水文、軍事、消防、氣象、煤炭、農業與林業、電梯等。筆者優先看好的是智能電網、公交運輸、面向個人和企業的安防、金融這幾個行業的M2M應用。

至2009年9月日本KDDI已售出約200萬臺M2M通信模塊，其中50%的終端已在用。KDDI的M2M業務針對的兩個主要行業市場分別為車輛管理(占到總量的50%，主要銷售給汽車制造企業)和兒童定位(占到總量的10%，銷售給保安服務公司，不面向最終用戶)。KDDI的M2M業務策略為:聚焦在提供優質完善的通信服務，收取通信費用，而不提供行業應用服務;定制嵌入式通信模塊，嵌入到各種行業終端和應用，實現對產業價值鏈的把握。

法國電信是歐洲第一家提供完整端到端M2M方案的電信運營商，目前已擁有超過110萬戶的M2M UIM終端。法國電信擁有的兩個M2M業務品牌分別為數據通道服務“M2Mdata”、管理和應用服務“M2MConnect”:3個M2M應用產品子品牌分別為基于定位的車輛綜合管理“Fleet Link”、基于定位的個人管理“Lone Work”以及提供移動網定位服務的“Cell ID”。

Sprint已經通過ODI(Open Device Initiative)計劃認證了160名廠商的M2M終端設備，這些終端設備被廣泛應用到智能抄表、無線POS機、車載管理等多個行業領域內。Sprint在2009年年中與M2M虛擬運營商DataSmart簽訂多年戰略合作關系，由DataSmart向Sprint客戶提供完整的端到端解決方案(包括終端測試、應用試用、開發支撐、資費方案、終端管理等)。

2009年7月Verizon Wireless與高通宣布建立一家專門提供M2M產品的合資公司，將利用高通多樣的M2M解決方案，同時充分利用Verizon Wireless先進的連接技術與專業的設備認證技術，為包括醫療保健、制造業、公共事業、消費品等各種細分市場提供相關服務。

目前，中國移動M2M終端數已經超過300萬，主要集中在電力、交通和金融行業，截至2009年6月中國移動已在全國31個省、市、自治區開通了M2M業務，相繼推出了“車務通”、“電梯衛士”、“消防監控系統”、“愛貝通”和“關愛通”這5項M2M應用，預計未來5年平均增長率將可能達到60%以上。中國移動在2007年前后就在重慶建立了M2M運營支撐中心，負責全國M2M產品的研發、M2M平臺的建設等工作。預計至2010年底，中國電信的M2M用戶數也將接近100萬。

3 M2M業務的關鍵技術

一個典型的M2M系統是由傳感器(或監控設備)、M2M終端、蜂窩移動通信網絡、終端管理平臺與終端軟件升級服務器、運營支撐系統、行業應用系統等環節構成。M2M業務涉及一系列關鍵技術，包括系統架構、終端管理平臺、專用芯片技術、模塊與終端技術、服務質量(QoS)與流量控制、傳感器網絡技術等。

(1)系統架構設計

M2M業務的系統架構設計中要兼顧寬帶和窄帶無線接入應用、實時和非實時應用，要能支持系統的開放性以便于接入和二次運營。

(2)終端管理平臺

終端管理平臺實現對全網M2M終端的統一的鑒權認證，并可以支持終端遠程診斷功能和終端軟件的遠程自動升級功能(此時與終端軟件升級服務器配合使用)，終端管理平臺可根據不同行業和客戶的需要選擇承擔或者不承擔客戶數據的傳輸功能;終端管理平臺可以全網部署一套，也可以分區域部署，分區域部署時可采用云計算結構。

(3)專用芯片、模塊、終端技術

M2M模塊與終端之間的接口與AT(Attention)指令集需要進行標準化設計，并可將標準化后的管理協議棧從終端內置遷移到模塊內置，以利于降低終端成本;由于許多行業應用終端一旦部署后不便實施經常性的維護，或者對運行的可靠性有較高的要求，因此M2M終端和模塊都迫切需要研發低功耗、高可靠性、長壽命的解決方案，在另一些用量大、成本敏感的行業中則需要研發低成本的M2M終端方案，另外在部分應用場合中采用“機卡合一”方案可能更為適合;由于物聯網和M2M業務成熟后的終端數量巨大，目前就有必要引入獨立的13位終端號段，并且要求終端逐步實現對IPv6的支持。

(4)QoS與流量控制

由于M2M業務使用無線網絡傳輸數據信息，實現一定程度的QoS和保障無線網絡資源的利用率是需要平衡的兩個重要目標。因此，需要引入流量控制和終端休眠機制，針對部分行業應用過程中可能出現的空口資源過度占用或大批量終端同時接入的情況尤其要采用適合的處理機制，否則可能導致業務質量的急劇惡化甚至業務中斷。

傳感器和傳感器網絡與M2M終端的接口標準化，也是M2M業務發展的一項基礎性工作。

4 M2M業務面臨的挑戰和發展趨勢

M2M業務具有廣闊的發展前景，但現階段還面臨不少現實的難點和挑戰:

(1)首先是迫切需要制定國家層面的標準(即使中國三大移動業務運營商正在制定的M2M標準也不一致)。只有在標準化的基礎上，才能產生具有規?；杀拘囊幌盗心K和終端，才有可能產生與M2M的發展潛力相配套的產業格局。

(2)商業模式問題。要想通過引入M2M業務而真正有效地實現對客戶的價值，需要對特定行業的業務流程進行深入的研究、創新和試驗，而不同行業的應用方案可能差異很大、前期成本較高、資費單價較低，如何實現M2M產業鏈的共贏模式還有待探索。

(3)關鍵技術的挑戰。傳感器技術，低功耗技術、高可靠性、長壽命的終端技術，具有QoS的無線網絡數據傳輸質量等均是M2M業務面臨的重大技術問題。

(4)許多行業還存在著不同形式的行業壁壘，政策環境有待完善。

綜上所述，現階段各種形式的物聯網業務中最主要、最現實的形態是M2M業務，M2M業務在許多國家受到高度的重視，在一些行業中已經或將率先得到規?；膽?，并逐漸地影響到更多的行業。

未來幾年間，M2M業務將快速地進入很多行業，其用戶數也將快速成長，筆者預計至2012年底，中國國內基于移動蜂窩通信技術的M2M用戶數將可能達到3 000～4 000萬，M2M也會在若干年后成為LTE的核心應用之一。同時，M2M業務終端在形態和業務支持上將呈現高度的創新性和融合性，在一些行業應用中將日益支持無線接入帶寬與業務的靈活調度管理，也可能與一些相鄰業務實現一定程度的融合(如支持更靈活的、移動性的、機動性的視頻監控、數據協同等業務)，在另一些行業應用中M2M終端將可能與一系列的傳感器和監測、控制設備深度融合。

祁慶中，上海信天通信有限公司總經理，清華大學工學博士，中歐國際工商管理學院EMBA，中國電信集團公司科技委委員。曾任中國電信股份有限公司上海研究院副院長、中國電信集團公司上海研發中心副主任、上海信息產業(集團)有限公司副總經理。主要研究領域為電信產品與增值業務、企業管理與發展戰略、互聯網應用。