中国发展物联网五大执行主轴方向 构建适合发展的产业环境

   日期:2016-08-29     来源:物联之家网    评论:0    
核心提示:中国要发展物联网,应以下列五大主轴建构适合发展物联网的产业环境:积极进行物联网应用服务频谱规划、掌握物联网垂直应用标准规范、建构物联网云端服务营运平台、鼓励产业投入数据分析预测关键技术,以及建构具弹性系统架构之云端数据中心,以引领产业革命与商机、规划新局。

中国要发展物联网,应以下列五大主轴建构适合发展物联网的产业环境:积极进行物联网应用服务频谱规划、掌握物联网垂直应用标准规范、建构物联网云端服务营运平台、鼓励产业投入数据分析预测关键技术,以及建构具弹性系统架构之云端数据中心,以引领产业革命与商机、规划新局。

物联网发展的推动,频谱不能缺席

在物联网服务推动的探讨当中,频谱对于产业发展的重要性不容忽视。由于物联网应用仰赖一个无所不在的网络来链接所有的设备,带来更大数据传输及更好通讯覆盖率之需求。此外,为了有助于应用服务的推动,产业界期盼能够以低成本且便利使用的方法来达到通讯互连的目的。这些要素除了需要通讯技术的突破外,亦需要主管机关在频谱规划上的配合,促使相关应用与技术得以发挥。

目前世界各国也开始进行物联网频谱资源之规划。如美国 FCC 技术咨询委员会便成立IoT Working Group, 集 结 Cisco、VMware、Verizon 等公司,共同探讨在推动物联网应用发展时,不同产业应用对于频谱的需求,并找出FCC 可以着墨之处。同时美国业界亦建议 FCC释出更多有利于中、短距离无线通信使用的免照频谱,并持续关注由物联网应用发展可能带来上载流量增加的情况,以利后续频谱规划。面对国际间已经如火如荼投入物联网频谱规划,我国应采取更积极的频谱策略,以协助国内产业取得利于物联网应用与服务发展的基础环境。包含增加中、短距通讯之免照频谱(如配置Sub 1 GHz工科医频段)供产业使用、持续追踪如美、欧等地之频谱规划方向,以确保我国业者之产品与国外系统的互操作性等具体措施,将有助于中国在物联网频谱规划之强化,以创造出有利于我国物联网应用开发之环境。

掌握物联网各垂直应用技术标准与界面规范

应对物联网飞快发展,国际标准化组织不断进行新的技术标准研究,如国际标准化组织 ITU-T 成立 IoT-GSI 与 FG M2M, 针对国际网络通讯标准协议在物联网的特殊应用进行优化;ISO(International OrgaNIzation for Standardization)/ IEC(International Electrotechnical Commission) 则 成 立 JTC1 WG7,专注于制定感知网络架构和需求标准;IEEE、3GPP(3rd Generation Partnership Project)亦启动相关研究。此外,国际大厂亦成立产业联盟,以掌握物联网技术规范与应用界面规范,如 Intel 主导的 Open Interconnect Consortium(OIC)旨在定义一互操作性框架,以让应用程序、操作系统、通讯协议和设备等各层间互连互通。OneM2M 则在处理不同物联网垂直应用在异制网络互通、设备互通管理、数据交换及信息安全等议题,目标在定义出不同垂直应用之接口标准规范及数据标准格式,以促使跨设备与跨应用之开放与互联互通。由于物联网应用领域十分多元,各领域均有出自于特殊应用需求的专业技术界面规范,中国产业若能积极参与国际产业联盟,以掌握各垂直应用之统一数据格式与接口规范,将有助于厂商掌握不同应用场域需求与系统需求,并能借此切入物联网各领域创新垂直应用。


 

图:物联网技术标准

建构物联网云端服务营运平台,以完备中国物联网产业生态力, 降低垂直领域业者进入物联网门坎

物联网云端服务营运管理平台(IoT PaaS)为物联网生态体系中重要角色。通过 IoT PaaS,企业可远程监控、操作设备,并能通过设备使用行为数据的收集与分析,作为设备维运及驱动创新服务之参考。物联网应用支持平台主要由联机管理、设备管理及设备云等单元组成:

一、联机管理

由于物联网感知设备种类繁多,不同设备所产出的数据信息格式和形式不一致,会有分析处理困难的问题。借助 IoT PaaS 联机管理模块,企业可以理解不同设备产出之不同信息格式及形式的数据,进而确保设备互操作性。目前,包含 REST(Representational State Transfer;表述性状态转移)、MQTT(formerly Message Queue Telemetry Transport; 信息序列遥测传输)、CoAP(Constrained Application Protocol)、HTTP 等,都是目前物联网设备和云端之间常见的信息协议。

二、设备管理

设备管理主要是能进行远程的监测、诊断连网设备,借此掌握设备的寿命或实时运行状况(如工厂中机台或传感器之电池寿命、联机/脱机状态、fireware / software 更新状态等),以便作出预防性的决策,达到改善设备效能等效益。

三、设备云端

设备云端是由设备或是连网端点收集来的数据(Machine Data)储存的地方,同时系统必须具备将时间序列的数据转换为可以被行动应用存取的数据型态,借此连接 Web APP,提供企业进行商业分析。物联网产业的竞争重点是创新的服务及商业模式,从目前成功案例无法归纳出可遵循的成功秘诀,但可以确定的是物联网真正的价值来自于数据及服务,此有赖于平台去收集资料,进而不断尝试提炼出创新商业模式。目前 Apple、Google、Intel、IBM都有计划地建立各自 IoT PaaS,以争取全世界的数据并从中获得最大的利益。中国亦应建构中国IoT PaaS,以加速本土IoT SaaS 开发,进而掌握可获利的服务或商业模式。

鼓励产业投入资料分析预测关键技术

物联网应用的成功需要依赖感知网络与海量数据分析技术密切整合,前者负责搜集周围的环境信息,并寻找最佳路径传递出去。后者则从搜集到的海量数据之中找出潜在商业价值、拟定未来投资决策、发现未来商业问题并制定应对策略。目前产业面对海量资料应用最关注三大议题为:1. 追踪和管理物联网的数据模型,2. 处理与储存机器数据和信息效率化,3. 管理资产和建构数据分析规则。

1. 追踪和管理物联网的数据模型:为了建立 Big Data 应用,企业需要将所有的连网机器或资产赋予一种数据模型(Model)。此模型定义了一组数据项,如:时间序列的传感器读数或数据点,以及它们的储存选项,例如:警示、事件、地点、上传文件、属性等。除让企业可以弹性的搜集各种对象信息,并实时示警或查询资产数据。

2. 处理与储存机器数据的效率化平台:为了让企业可快速收集数据与编制索引,同时面对未来数据量不断增加的情况下,必须提供一个高效与弹性扩充的分布式储存与运算架构。Hadoop与 MapReduce 是目前最常见的技术平台。前者主要将资料分割并分配给其他服务器集群,并且可以弹性的扩充至数千个节点来完成执行任务并储存数据。后者则方便开发者让程序在分布式系统上运算,通过将数据切割并分发给数千个节点计算后再整合运算结果,相较于传统方法大大提升数据与信息处理与储存的效率。

3. 管理资产和建构数据分析规则:管理和分析机器与资产需要一个可视化接口与平台,让企业可以灵活的浏览各式各样的群组状态,并提供直觉的用户接口及规则引擎(Rules Engine)。规则引擎得以让企业自动生成基于个人化排程的触发活动,例如:当TempSensor >135 度时产生示警服务。

物联网创造价值的核心必须导入数据分析技术,中国应加速鼓励产业投入上述海量资料分析预测关键技术,以协助企业挖掘物联网潜在商业价值。


 

图:国际标准化组织/产业联盟积极投入发展

云端:以具弹性系统架构之云端数据中心,建构自主化云端平台与数据中心方案

网络设备大厂 Cisco 预测软件定义网络(Software-Defined Network,SDN)、物联网与云端运算是未来重要的 ICT 关键技术,并视三者为未来公司营收成长主要来源。其中 SDN与物联网普遍受到国际营运商的青睐,原因在于 SDN 能够优化网络架构,节省资本支出以及降低维运成本,而物联网则能创造新的营业模式,带来更多业务收入。

通过 SDN 控制软件的集中管理功能,可运用于物联网核心网络与存取网络的管理,如远程监控、安全认证、网络虚拟化以及内容传递网络等。在转换 SDN 网络架构后,并可采用一般且通用的硬件取代,搭配 SDN 控制软件来优化硬设备,因而省下不少成本。如网络巨头 Google 于 2012 年宣布将其内部网络转换成 SDN 架构,网络虚拟化与云端平台大厂 VMware 亦提出软件定义数据中心(Software-Defined Data Center,SDDC)的概念,通过集中式控制器上所执行的软件,来节省成本、缩短部署时间。

此外,一旦倍数成长的联网设备连上网络,将创造出新型态的物联网应用服务,同时也引发网络安全、电力耗损以及网络管理等新议题。SDN 架构具备集中控制、虚拟化、可编程三大网络优化特性,有机会解决物联网上述面临的挑战,加速物联网应用之发展。

在SDN 与物联网整合与互补大趋势之下,中国应加速建构具弹性系统架构之云端数据中心,借助建构软件定义数据中心(Software- Defined Data Center)、 软 体 定 义 储 存(Software-Defined Storage)等关键技术,培养云端平台与数据中心方案之自主能力,建构发展物联网弹性应用环境,从而作为各应用之基础平台,加速物联网可持续性商业模式之发展。

结语

随着万物联网时代来临,信息通讯产业已经走向跨技术与跨领域的创新。中国要发展物联网,应以下列五大执行主轴方向,建构适合发展物联网的产业环境:进行物联网应用服务频谱规划、掌握物联网垂直应用标准规范、建构物联网云端服务营运平台、鼓励产业投入海量数据分析关键技术,以及建构具弹性系统架构之云端数据中心,以引领产业革命与商机、规划新局。

 
  
  
  
  
 
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