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关于IoT:网络是成败关键
2015-11-02  来源:泰尔网

 

  在一份之前的论文中,我们介绍了物联网(IoT)。IoT的兴起要归功于通信、信息技术以及消费电子产业的合作与融合。

  尽管今天媒体主要聚焦在设备和应用方面,我们还是要认识到,M2M通信网络将在互联网演进的下一步中扮演决定成败的关键角色。

  一个具有挑战性的ICT环境

  在最近的一份FutureScape的报告中,IDC有如下预测:

  今后五年,超过90%的IoT数据将托管在基于云的业务提供的平台上。

  3年内,50%的IT网络将从有充足容量应对额外的IoT设备的网络,转变为受到局限的网络近10%的站点会无法承受。

  到2018年,IoT所产生数据的40%将在网络边缘或靠近边缘的位置被存储、处理、分析和操作。

  2年内,90%的IT网络将会有针对IoT的安全漏洞的考量,尽管其中很多都被认为是『不方便』的。

  到2017年,90%的数据中心和企业系统管理将迅速引入新的商业模式以管理非传统的架构和BYOD设备类型。

  当前的IoT用户、业务提供商和行业分析师都在强调降低复杂性、优化端到端架构并为相关各方提供更好的体验:

  Business Insider: “IoT在兼容性和易用性方面缺乏一套公共的标准和技术。当前,在运行IoT设备方面,只有为数不多的标准(或规范) 。由全球的产业、技术和电子公司构成的组织已经参与进来,致力于对IoT进行标准化并解决最为急迫的安全性方面的考量。“

  Harbor Research: “当前的IT和电信技术仍在使用过时的数据、网络和信息管理的模式,这些都是单机和客户端-服务器时代的产物,无法使用一个真正互联的世界的要求。‘智能系统’应当自动地被看作是‘实时互联的信息和计算’,但现在并没有做到。“

  ABI Research: “… 业界面临的一个关键挑战仍然是开发部署和管理M2M应用的复杂性… 无论是对于试图提供为M2M应用定制的高利润业务的移动网络运营商,还是应用开发者,亦或是试图降低成本、缩短产品上市周期并简化鲁棒性应用部署的业务提供商。”

  Strategy Analytics: “多年来,M2M的发展由于多种原因而受到制约,包括缺乏低成本,可广泛使用的接入方式,生态系统与生俱来的碎片化,缺乏驱动需求的杀手级应用以及由于M2M方案的复杂性导致的高昂部署成本和系统集成成本。随着向IP业务平台以及泛在连接的迁移,M2M现在已成为推动业务转型的重要手段。”

  网络的价值

  我们要清晰地认识到,网络需要提供可扩展的部署能力、安全交付、低成本运营并为新应用提供快速上市的能力。这样的网络才能支撑IoT演进/革命的成功。

  性能

  一般而言,在IoT网络中,有两个方向相反的数据流:

  一个是从设备发出的流,其中,传感器和设备数据被发送到网络、数据中心和对应的应用中。

  一个是进入设备的流,其中包括发送到M2M的设备和网关的用于启动、控制和管理的信息。

  多数情况下,设备到应用的流量远高于应用到设备的流量,但有时,后面一种流量也会变得很突出。在上行流方向,流量可能会与应用非常相关 – 有时流量是连续的,而有时是突发的。来自贝尔实验室的流量模型揭示出M2M应用可能会消耗RNC上最多67%的计算资源。接入信道的容量和数据流量似乎都不是问题。

  图1. 贝尔实验室揭示的不同IoT应用的流量模型

  扩展性

  前文所提到的IoT增长数字应引起我们注意。现在我们要对一些事情做出预测,包括大量启用的设备、应用、流量以及配置和使用情况的数据。

  这一目标可通过设计一个可扩展的网络和平台架构得以实现。该网络包括核心网和RAN的过载保护机制,并与应用级的控制相结合,以实现对网络资源更有效的利用。

  由于很多能力将在云中实现,基于SDN/NFV的网络将为企业和运营商提供必要的手段,以便与不断增长的设备和应用数量,及其产生的IP流量想匹配,并对其进行管理。

  可管理性

  由于某些设备被深度嵌入第三方架构中(如工业用设备,运输容器和车辆),且可能根本没有登记为归属哪里,这时,远程管理能力就变得非常重要。

  引入设备管理和业务自动化能力还将帮助M2M业务提供商加速设备和应用上线同时降低运营成本。这些能力将使得某些工作更加合理顺畅,诸如:

  设备配置

  故障排查

  固件升级

  应用的生命周期管理

  水平化

  由于各种协议和定制化的应用,传统的M2M市场被碎片化。使得难以跨多个行业对设备进行一致地管理并开发出解决方案。

  M2M业务提供商需要停止针对不同应用的烟囱式部署模式,向着“任意设备、 任意应用、任意网络”的模型努力。一个具备一套通用的业务能力、标准化接口和开放API的端到端网络将帮助其减少投资、促进合作关系并加速上市时间。

  部署一个水平化的M2M控制和管理平台使得运营者可将设备与应用从底层的接入网络和技术抽象出来,这将减少开发工作量,实现更低的运维支出和更好的客户体验。

  灵活的增长

  云相关技术,如软件定义网络(SDN),网络功能虚拟化(NFV),和数据中心托管服务将促进IOT的早期部署并有助其平滑增长。SDN将帮助传输和处理那些由数量暴增的IoT端点所产生的数据,而不会给网络带来更多压力,而类似于业务链化、动态负载管理和带宽按需提供等能力将使得业务提供商更灵活。

  架构虚拟化作为一种手段,可降低IoT的投资风险,支撑创新并保持较低的运维支出。近期由贝尔实验室提供的商业模型显示对增强型分组核心进行的虚拟化将减少M2M业务最多40%的总体拥有成本(TCO)。

  安全性

  在安全和隐私扮演着日益重要角色的世界中,诸如认证、授权、加密和数据保护等功能在IoT业务中变得非常重要。

  ABI咨询公司研究表明,“大多数M2M应用缺乏基本的安全需求,而这些需求在其他领域已成为事实上的ICT标准。如果不尽快解决,这一弱点将制约在健康、工业安装和消费者家庭[1]中引入M2M。

  安全不仅是对于终端设备的,也需要网络云的支持。数据中心需要保证信息在任何时间的可用性,保证大数据,以及支撑大数据传输的底层连接不会丢失疏数据,避免未授权的访问。由于运营商已经被视为 “可信赖的伙伴”,他们可以在IoT的开发和商业化中依赖于这种信任关系。

  互操作性

  为了达到上面所说的”任意设备、任意应用、任意网络”的目标,设备和应用需要从底层的接入网络和技术中抽象出来。只有当设备、平台、数据格式、协议和应用间达到最大的互操作性,这一模型才能发挥作用。

  此外,由于很多M2M设备通常具有超低的功耗、内存和处理器尺寸等特点,通信和管理协议就需要做到简单和轻量化。

  对诸如oneM2M[2]这类标准的开发和引入,将起到协调设备互操作性、简化集成并实现规模效应的作用。标准化还将使得各独立厂商更易将彼此的组件、网络及服务相结合并互通。

  大数据处理

  BI Intelligence预测,到2020年,全球将产生40000 Eb的数据[3]。当平台开放其数据,新应用能充分发挥“物“和云中的智能。海量的数据点相互关联并汇聚起来以供分析。

  要生成这些分析并对其进行开发,就需要具备大数据能力的IT架构。大数据应用需要一张超级的网络:为所有互联的“物“提供回程连接;开放的数据中心互联;云化的SDN分布式架构等。

  无网不胜

  对于通信和信息技术领域以及消费电子领域的许多玩家而言,IoT的兴起是一次意料之外的商业机遇。对运营商、企业和行业市场而言,又是一种可提升生产力、降低成本、并/或实现业务转型的手段。

  阿尔卡特朗讯是IP网络、超宽带接入和云领域领先的专家。我们拥有必要的储备与M2M业务提供商、企业、公共设施提供方以及公共管理方建立伙伴关系,构建物联网架构,以更低的TCO提供更好的客户体验,同时帮助其向M2M价值链上游迁移。




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