在一份之前的論文中，我們介紹了物聯(lián)網(wǎng)(IoT)。IoT的興起要?dú)w功于通信、信息技術(shù)以及消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)的合作與融合。
盡管今天媒體主要聚焦在設(shè)備和應(yīng)用方面，我們還是要認(rèn)識(shí)到，M2M通信網(wǎng)絡(luò)將在互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)的下一步中扮演決定成敗的關(guān)鍵角色。
一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的ICT環(huán)境
在最近的一份FutureScape的報(bào)告中，IDC有如下預(yù)測(cè)：
今后五年，超過90%的IoT數(shù)據(jù)將托管在基于云的業(yè)務(wù)提供的平臺(tái)上。
3年內(nèi)，50%的IT網(wǎng)絡(luò)將從有充足容量應(yīng)對(duì)額外的IoT設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)變?yōu)槭艿骄窒薜木W(wǎng)絡(luò)近10%的站點(diǎn)會(huì)無法承受。
到2018年，IoT所產(chǎn)生數(shù)據(jù)的40%將在網(wǎng)絡(luò)邊緣或靠近邊緣的位置被存儲(chǔ)、處理、分析和操作。
2年內(nèi)，90%的IT網(wǎng)絡(luò)將會(huì)有針對(duì)IoT的安全漏洞的考量，盡管其中很多都被認(rèn)為是『不方便』的。
到2017年，90%的數(shù)據(jù)中心和企業(yè)系統(tǒng)管理將迅速引入新的商業(yè)模式以管理非傳統(tǒng)的架構(gòu)和BYOD設(shè)備類型。
當(dāng)前的IoT用戶、業(yè)務(wù)提供商和行業(yè)分析師都在強(qiáng)調(diào)降低復(fù)雜性、優(yōu)化端到端架構(gòu)并為相關(guān)各方提供更好的體驗(yàn)：
Business Insider: “IoT在兼容性和易用性方面缺乏一套公共的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)。當(dāng)前，在運(yùn)行IoT設(shè)備方面，只有為數(shù)不多的標(biāo)準(zhǔn)（或規(guī)范） 。由全球的產(chǎn)業(yè)、技術(shù)和電子公司構(gòu)成的組織已經(jīng)參與進(jìn)來，致力于對(duì)IoT進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化并解決最為急迫的安全性方面的考量。“
Harbor Research: “當(dāng)前的IT和電信技術(shù)仍在使用過時(shí)的數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)和信息管理的模式，這些都是單機(jī)和客戶端-服務(wù)器時(shí)代的產(chǎn)物，無法使用一個(gè)真正互聯(lián)的世界的要求。‘智能系統(tǒng)’應(yīng)當(dāng)自動(dòng)地被看作是‘實(shí)時(shí)互聯(lián)的信息和計(jì)算’，但現(xiàn)在并沒有做到。“
ABI Research: “… 業(yè)界面臨的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)仍然是開發(fā)部署和管理M2M應(yīng)用的復(fù)雜性… 無論是對(duì)于試圖提供為M2M應(yīng)用定制的高利潤業(yè)務(wù)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商，還是應(yīng)用開發(fā)者，亦或是試圖降低成本、縮短產(chǎn)品上市周期并簡(jiǎn)化魯棒性應(yīng)用部署的業(yè)務(wù)提供商。”
Strategy Analytics: “多年來，M2M的發(fā)展由于多種原因而受到制約，包括缺乏低成本，可廣泛使用的接入方式，生態(tài)系統(tǒng)與生俱來的碎片化，缺乏驅(qū)動(dòng)需求的殺手級(jí)應(yīng)用以及由于M2M方案的復(fù)雜性導(dǎo)致的高昂部署成本和系統(tǒng)集成成本。隨著向IP業(yè)務(wù)平臺(tái)以及泛在連接的遷移，M2M現(xiàn)在已成為推動(dòng)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的重要手段。”
網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值
我們要清晰地認(rèn)識(shí)到，網(wǎng)絡(luò)需要提供可擴(kuò)展的部署能力、安全交付、低成本運(yùn)營并為新應(yīng)用提供快速上市的能力。這樣的網(wǎng)絡(luò)才能支撐IoT演進(jìn)/革命的成功。
性能
一般而言，在IoT網(wǎng)絡(luò)中，有兩個(gè)方向相反的數(shù)據(jù)流:
一個(gè)是從設(shè)備發(fā)出的流，其中，傳感器和設(shè)備數(shù)據(jù)被發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心和對(duì)應(yīng)的應(yīng)用中。
一個(gè)是進(jìn)入設(shè)備的流，其中包括發(fā)送到M2M的設(shè)備和網(wǎng)關(guān)的用于啟動(dòng)、控制和管理的信息。
多數(shù)情況下，設(shè)備到應(yīng)用的流量遠(yuǎn)高于應(yīng)用到設(shè)備的流量，但有時(shí)，后面一種流量也會(huì)變得很突出。在上行流方向，流量可能會(huì)與應(yīng)用非常相關(guān) – 有時(shí)流量是連續(xù)的，而有時(shí)是突發(fā)的。來自貝爾實(shí)驗(yàn)室的流量模型揭示出M2M應(yīng)用可能會(huì)消耗RNC上最多67%的計(jì)算資源。接入信道的容量和數(shù)據(jù)流量似乎都不是問題。
圖1. 貝爾實(shí)驗(yàn)室揭示的不同IoT應(yīng)用的流量模型
擴(kuò)展性
前文所提到的IoT增長(zhǎng)數(shù)字應(yīng)引起我們注意�，F(xiàn)在我們要對(duì)一些事情做出預(yù)測(cè)，包括大量啟用的設(shè)備、應(yīng)用、流量以及配置和使用情況的數(shù)據(jù)。
這一目標(biāo)可通過設(shè)計(jì)一個(gè)可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)和平臺(tái)架構(gòu)得以實(shí)現(xiàn)。該網(wǎng)絡(luò)包括核心網(wǎng)和RAN的過載保護(hù)機(jī)制，并與應(yīng)用級(jí)的控制相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源更有效的利用。
由于很多能力將在云中實(shí)現(xiàn)，基于SDN/NFV的網(wǎng)絡(luò)將為企業(yè)和運(yùn)營商提供必要的手段，以便與不斷增長(zhǎng)的設(shè)備和應(yīng)用數(shù)量，及其產(chǎn)生的IP流量想匹配，并對(duì)其進(jìn)行管理。
可管理性
由于某些設(shè)備被深度嵌入第三方架構(gòu)中(如工業(yè)用設(shè)備，運(yùn)輸容器和車輛)，且可能根本沒有登記為歸屬哪里，這時(shí)，遠(yuǎn)程管理能力就變得非常重要。
引入設(shè)備管理和業(yè)務(wù)自動(dòng)化能力還將幫助M2M業(yè)務(wù)提供商加速設(shè)備和應(yīng)用上線同時(shí)降低運(yùn)營成本。這些能力將使得某些工作更加合理順暢，諸如：
·設(shè)備配置
·故障排查
·固件升級(jí)
·應(yīng)用的生命周期管理
水平化
由于各種協(xié)議和定制化的應(yīng)用，傳統(tǒng)的M2M市場(chǎng)被碎片化。使得難以跨多個(gè)行業(yè)對(duì)設(shè)備進(jìn)行一致地管理并開發(fā)出解決方案。
M2M業(yè)務(wù)提供商需要停止針對(duì)不同應(yīng)用的煙囪式部署模式，向著“任意設(shè)備、 任意應(yīng)用、任意網(wǎng)絡(luò)”的模型努力。一個(gè)具備一套通用的業(yè)務(wù)能力、標(biāo)準(zhǔn)化接口和開放API的端到端網(wǎng)絡(luò)將幫助其減少投資、促進(jìn)合作關(guān)系并加速上市時(shí)間。
部署一個(gè)水平化的M2M控制和管理平臺(tái)使得運(yùn)營者可將設(shè)備與應(yīng)用從底層的接入網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)抽象出來，這將減少開發(fā)工作量，實(shí)現(xiàn)更低的運(yùn)維支出和更好的客戶體驗(yàn)。
靈活的增長(zhǎng)
云相關(guān)技術(shù)，如軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN),網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)，和數(shù)據(jù)中心托管服務(wù)將促進(jìn)IOT的早期部署并有助其平滑增長(zhǎng)。SDN將幫助傳輸和處理那些由數(shù)量暴增的IoT端點(diǎn)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，而不會(huì)給網(wǎng)絡(luò)帶來更多壓力，而類似于業(yè)務(wù)鏈化、動(dòng)態(tài)負(fù)載管理和帶寬按需提供等能力將使得業(yè)務(wù)提供商更靈活。
架構(gòu)虛擬化作為一種手段，可降低IoT的投資風(fēng)險(xiǎn)，支撐創(chuàng)新并保持較低的運(yùn)維支出。近期由貝爾實(shí)驗(yàn)室提供的商業(yè)模型顯示對(duì)增強(qiáng)型分組核心進(jìn)行的虛擬化將減少M(fèi)2M業(yè)務(wù)最多40%的總體擁有成本（TCO）。
安全性
在安全和隱私扮演著日益重要角色的世界中，諸如認(rèn)證、授權(quán)、加密和數(shù)據(jù)保護(hù)等功能在IoT業(yè)務(wù)中變得非常重要。
ABI咨詢公司研究表明，“大多數(shù)M2M應(yīng)用缺乏基本的安全需求，而這些需求在其他領(lǐng)域已成為事實(shí)上的ICT標(biāo)準(zhǔn)。如果不盡快解決，這一弱點(diǎn)將制約在健康、工業(yè)安裝和消費(fèi)者家庭[1]中引入M2M。
安全不僅是對(duì)于終端設(shè)備的，也需要網(wǎng)絡(luò)云的支持。數(shù)據(jù)中心需要保證信息在任何時(shí)間的可用性，保證大數(shù)據(jù)，以及支撐大數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡讓舆B接不會(huì)丟失疏數(shù)據(jù)，避免未授權(quán)的訪問。由于運(yùn)營商已經(jīng)被視為 “可信賴的伙伴”，他們可以在IoT的開發(fā)和商業(yè)化中依賴于這種信任關(guān)系。
互操作性
為了達(dá)到上面所說的”任意設(shè)備、任意應(yīng)用、任意網(wǎng)絡(luò)”的目標(biāo)，設(shè)備和應(yīng)用需要從底層的接入網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)中抽象出來。只有當(dāng)設(shè)備、平臺(tái)、數(shù)據(jù)格式、協(xié)議和應(yīng)用間達(dá)到最大的互操作性，這一模型才能發(fā)揮作用。
此外，由于很多M2M設(shè)備通常具有超低的功耗、內(nèi)存和處理器尺寸等特點(diǎn)，通信和管理協(xié)議就需要做到簡(jiǎn)單和輕量化。
對(duì)諸如oneM2M[2]這類標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)和引入，將起到協(xié)調(diào)設(shè)備互操作性、簡(jiǎn)化集成并實(shí)現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)的作用。標(biāo)準(zhǔn)化還將使得各獨(dú)立廠商更易將彼此的組件、網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)相結(jié)合并互通。
大數(shù)據(jù)處理
BI Intelligence預(yù)測(cè)，到2020年，全球?qū)a(chǎn)生40000 Eb的數(shù)據(jù)[3]。當(dāng)平臺(tái)開放其數(shù)據(jù)，新應(yīng)用能充分發(fā)揮“物“和云中的智能。海量的數(shù)據(jù)點(diǎn)相互關(guān)聯(lián)并匯聚起來以供分析。
要生成這些分析并對(duì)其進(jìn)行開發(fā)，就需要具備大數(shù)據(jù)能力的IT架構(gòu)。大數(shù)據(jù)應(yīng)用需要一張超級(jí)的網(wǎng)絡(luò)：為所有互聯(lián)的“物“提供回程連接；開放的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)；云化的SDN分布式架構(gòu)等。
無網(wǎng)不勝
對(duì)于通信和信息技術(shù)領(lǐng)域以及消費(fèi)電子領(lǐng)域的許多玩家而言，IoT的興起是一次意料之外的商業(yè)機(jī)遇。對(duì)運(yùn)營商、企業(yè)和行業(yè)市場(chǎng)而言，又是一種可提升生產(chǎn)力、降低成本、并/或?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的手段。
阿爾卡特朗訊是IP網(wǎng)絡(luò)、超寬帶接入和云領(lǐng)域領(lǐng)先的專家。我們擁有必要的儲(chǔ)備與M2M業(yè)務(wù)提供商、企業(yè)、公共設(shè)施提供方以及公共管理方建立伙伴關(guān)系，構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，以更低的TCO提供更好的客戶體驗(yàn)，同時(shí)幫助其向M2M價(jià)值鏈上游遷移。
相關(guān)資料
腳注
[1] 安全考量為M2M之夢(mèng)敲響警鐘”, ABI Research, 2013
[2] “整個(gè)M2M和IoT生態(tài)系統(tǒng)互操作性的促成者”, oneM2M white paper, 2015
[3] “物聯(lián)網(wǎng): 2015”, BI Intelligence, December 2014 
