水产也能物联网化吗?

水产也能物联网化吗?,第1张

文/ 水产前沿 陈羽翀 图/ 广东瀚海水产科技中心

从2002年开始,国内就有企业涉足水产在线监测系统产品,至今已经历了整整10年时间,但相关产品依旧未能打开市场。就当前的水产养殖现状而言,实现水产养殖智能化管理还有些遥远。

能24小时辅助管理的系统

2011年9月初福建闽江水口库区水系出现大面积死鱼,最后统计的死鱼总量近一亿斤。此件大型水质安全事故中,最后经过当地渔业部门的检测,断定鱼的死亡原因是缺氧。事发当天,环保部门把事发水域的采样送至福州进行检验,但是检验结果经过一天之后才得到反馈,得到结果的时候,造成的损失已经非常严重。当时由于不知是缺氧缘故,许多养殖户采用不正确的自救手段,如继续在网箱投放饵料,把网箱拖到河道中间,结果造成更严重的后果。很多养殖户抱怨水质检测手段落后,效率太低,严重影响了养殖安全性。而如何才能及时监测水质参数,其实国内早有水产养殖水质在线监测系统的存在,并且在国外的应用也非常广泛。

水产养殖在线监测系统又称水产养殖自动控制系统,名称上并未有统一的叫法,行业内通常也会统称为“物联网”。 能24小时在线监测多种水质参数,包括:溶解氧、PH值、氨氮、亚硝酸盐氮、硫化氢、盐度、浊度、温度、叶绿素a、各种重金属离子、总磷、总氮等参数,水产养殖自动控制系统汇集了在线监测水质参数、根据在线监测到的水质参数自动控制相关电气设备运行(如增氧机、水泵)、查看历史数据记录三大功能。只要设定程序,接入水泵、增氧机等设备,系统就会自动开启或关闭相关电器设备,进行智能化养殖。

粤东饶平地区的南美白对虾养殖户林老板拥有100多亩的高位池虾场,每年亩产达到6000-8000斤。每口5亩的池塘安装9台增氧机,其中3台水车式,6台中层增氧设备,而且还加上底部增氧,这等架势确实很少见,一直以来的养殖效果都相当不错。他有一个习惯,就是每天多次记录溶氧、温度和天气情况等数据,录入档案。从2009年开始,他改变了人工记录的 *** 作模式,开始使用电子设备进行监测。从便携式溶氧仪、便携式pH仪,到在线溶氧监控系统,每40分钟测试一次数据并且记录在案,林老板会去反复研究这些数据,发现其中的规律,总结经验。他坦言,这也是成功养殖的重要习惯。

水产物联网未广泛应用

从人工测试到电子设备测试,节省了人力成本、时间成本, *** 作和记录更有条理。水产在线监测系统正是集中了检测、信息平台和远程发布于一身的实时同步监测工具,作为水产养殖电子化信息化的趋势,却并未在国内得到广泛的应用。

以福建省为例,全省如今使用的水产在线监测系统数目在100套左右。作为养殖大省,可见使用此类监测设备的养殖户其实只占非常小的一个部分。厦门水贝自动化科技有限公司(以下简称“水贝”)总经理魏茂春介绍,在线监测系统的使用主要集中在实行工厂化育苗和高密度养殖的企业中,其中包含的养殖品种十分广泛,包括大黄鱼、石斑鱼、南美白对虾、草鱼、海参和花蛤等。经总结,魏茂春认为养殖密度高、产品赋值高的大企业更有兴趣尝试在线监测系统。

对比国内的情况,国外对水产在线监测系统的使用要广泛很多。广东瀚海水产科技中心(以下简称“瀚海”)经理丘晓君向笔者介绍,欧洲对此类监测系统的使用率在70%以上,普及程度非常高。主要是因为政府对养殖的要求高,对用水、排水、排污等指标都有严格的标准。所以欧洲的水产养殖必须通过物联网系统对养殖进行实时监控,确保养殖的安全性、对环境的保护、资源节约以及保证养殖回报。

水贝从2009年开始进行水产养殖监测系统的研发,借助于厦门海洋职业技术学院的科研成果,并一直保持产品的技术升级以及故障问题的解决。魏茂春介绍,现在国内的水产在线监测系统的研发和制造上,在传感器这一环节上暂时还无法与国外产品比较,所以在系统安装的时候,通常会选用进口的传感器作为搭配。

推广应用的三大阻力

从2002年开始,国内就有企业涉足水产在线监测系统产品,至今已经历了整整10年时间。但水产在线监测系统产品依旧未能打开市场,国产品牌普及受阻,进口品牌更是价格定位高而难以推广。“系统还需要较长的时间才能有所普及或者更好地推广,可能是5-10年。”丘晓君说。

总结下来有三方面的原因:首先,传统养殖观念使养殖者未能完全接受智能化的监测系统。国内养殖者大多信奉经验主义,特别是养殖效果一直都不错的养殖者,容易形成不借助电子设备仪器也可以养好鱼养好虾的理念,观念一旦形成,短时间内还难以改变。

其次,一套最普通的国产水产在线监测系统需要投资约3万元,若采用进口的零部件,价格就几近翻倍,如果整套都是进口产品,价格更甚。所以现阶段价格因素是水产在线监测系统普及的最大障碍。一般小规模养殖的散户难以支付这么一笔费用,而且也难以预计这套系统所能带来的利益是否可以抵过产品本身的价钱。

再者,售后服务是否到位直接影响行业整体,早期有一些企业试水水产在线监测系统产品的销售,但往往忽略了售后跟踪服务的重要性,最终影响了用户对产品的体验。魏茂春和丘晓君都重点提到过售后服务的重要性,水产在线监测系统设备安装后,需要至少每半年进行一次维护,而且培训客户的自主动手 *** 作和维护技能也是非常重要的一项服务内容。整体来讲,国内外的水产在线监测系统目前都处于不断的技术提升和产品的更新研发过程之中,期间也需要客户的反馈意见。

随着自然环境的越来越恶劣,水资源的一步步减少,土地变得稀缺以及人力成本提高的大环境下,国家政策也会对相关的产业重视起来,信息化、智能化将很有可能成为未来水产养殖的一个新趋势。水产养殖在线系统在环境保护、资源优化以及保障养殖方面都有效率上的优势,用自动控制设备代替人工管理 *** 作,对养殖水体和生态条件进行监测、处理和控制。当然水产物联网系统并非万能,使用了系统并不足以保证养殖的必然成功。系统所提供的是及时的数据监测,可辅助降低养殖风险,为养殖提供多一套保障系统。

水产养殖自动控制系统主要功能

24小时在线监测各养殖水体的溶解氧、pH值、氨氮、亚硝酸盐氮、盐度、浊度、温度、叶绿素a等水质参数。

可通过监测到的溶解氧值自动控制增氧机工作,防止出现缺氧事故。当溶解氧低于安全值时(例如4mg/L),自动打开增氧机,当溶解氧达到安全值时(例如5mg/L),自动关闭增氧机,以节省电能。

当监测到溶解氧值达到危险值时(例如3mg/L),启动声光警报系统,并给管理者发送手机短信,中心控制软件会启动报警提示。

可通过手机、电脑网络查询水质参数和各种设备工作状况。

可通过手机、电脑网络远程控制增氧机、投料机、水泵等设备启动或停止。

可自动记录、储存现场监测到的溶解氧数据,并永久保存,帮助用户查询、分析:季节、时间、天气、温度等因素对溶解氧含量的影响。

用户可根据水中溶解氧测量值,精准控制饵料投放量,提高饵料的转化率。

具有电机缺相,漏电及过载保护功能,可以有效的保护增氧机的电机。

停电报警系统。停电时现场警报器会开启,并给管理者发送短信提示。

单台设备可测控24口工厂化养殖水池或8口土池塘(单口池塘10亩以内)。

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5G 是第五代通信技术,是 4G 之后的延伸,是对现有的无线通信技术的演进。 其最大的变化在于 5G 技术是一套技术标准,其服务的对象从过去的人与人通信,增加了人与物、物与物的通信。根据历史经验,我国移动通信的每十年会推出下一代网络协议。随着用户需求的持续增长,未来 10 年移动通信网络将会面对: 1000 倍的数据容量增长, 10 至 100倍的无线设备连接,10 到 100 倍的用户速率需求, 10 倍长的电池续航时间需求等等, 4G 网络无法满足这些需求,所以 5G 技术应运而生。需求增加的最主要驱动力有两个:移动互联网和物联网。根据 ITU 给出的计划, 5G 技术有望在2020 年开始商用。

面对 5G 在传输速率和系统容量等方面的性能挑战,天线数量需要进一步增加, 利用空分多址(SDMA)技术,可以在同一时频资源上服务多个用户,进一步提高频谱效率。硬件上,大规模天线阵列由多个天线子阵列组成,子阵列的每根天线单独拥有移相器、功率放大器、低噪放大器等模块。软件层面则需要复杂的算法来管理和动态地适应与编码和解码用于多个并行信道的数据流,通常被实现为一个 FPGA。 大规模天线阵列将带来天线的升级及数量需

求,同时射频模块(移相器、功率放大器、低噪放大器等)的需求将爆发,此外数据的增加将利好功能更加强大的综合处理模块如 FPGA等等。

可以说5G的出现,将会推动半导体产业和终端往一个新的方向发展,创造一波新的价值,我们不妨来详细了解一下。

什么是5G?

5G 是第五代通信技术,是 4G 之后的延伸, 是对现有的无线通信技术的演进。 其最大的变化在于 5G 技术是一套技术标准,其服务的对象从过去的人与人通信,增加了人与物、物与物的通信。

回顾移动通信的发展历程,每一代移动通信系统都可以通过标志性能力指标和核心关键技术来定义,其中, 1G 采用频分多址( FDMA),只能提供模拟语音业务; 2G 主要采用时分多址( TDMA),可提供数字语音和低速数据业务;3G 以码分多址( CDMA)为技术特征,用户峰值速率达到 2Mbps 至数十 Mbps, 可以支持多媒体数据业务; 4G 以正交频分多址( OFDMA)技术为核心,用户峰值速率可达 100Mbps 至 1Gbps,能够支持各种移动宽带数据业务。

移动通信标准的发展历程

5G 更强调用户体验速率,将达到 Gbps 量级。 5G 关键能力比以前几代移动通信更加丰富,用户体验速率、连接数密度、端到端时延、峰值速率和移动性等都将成为 5G 的关键性能指标。

然而,与以往只强调峰值速率的情况不同,业界普遍认为用户体验速率是 5G 最重要的性能指标,它真正体现了用户可获得的真实数据速率,也是与用户感受最密切的性能指标。基于 5G 主要场景的技术需求, 5G 用户体验速率应达到 Gbps 量级。

面对多样化场景的极端差异化性能需求, 5G 很难像以往一样以某种单一技术为基础形成针对所有场景的解决方案。

此外,当前无线技术创新也呈现多元化发展趋势,除了新型多址技术之外,大规模天线阵列、超密集组网、全频谱接入、新型网络架构等也被认为是 5G 主要技术方向,均能够在 5G 主要技术场景中发挥关键作用。

综合 5G 关键能力与核心技术, 5G 概念可由“ 标志性能力指标”和“一组关键技术”来共同定义。 其中,标志性能力指标为“ Gbps 用户体验速率”,一组关键技术包括大规模天线阵列、超密集组网、新型多址、全频谱接入和新型网络架构。

5G推进组定义的5G概念

目前 5G 技术已经确定了8 大关键能力指标:峰值速率达到 20Gbps、用户体验数据率达到 100Mbps、频谱效率比IMT-A 提升 3 倍、移动性达 500 公里/时、时延达到 1 毫秒、连接密度每平方公里达到 10Tbps、能效比 IMT-A 提升 100 倍、流量密度每平方米达到 10Mbps。

ITU定义的5G关键能力

中国5G之花概念

我国提出的 5G 之花概念形象的描述了 5G 的关键指标,其提出的 9 项关键能力指标中除成本效率一项外,其他 8项均与 ITU 的官方指标相匹配。

5G 的关键性能挑战及实现

从具体网络功能要求上来说, IMT-2020(5G)推进组定义了 5G 的四个主要的应用场景:连续广覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠,而这些功能的实现都给供应商带来了很大的挑战。

5G主要场景与关键性能挑战

5G 技术创新主要来源于无线技术和网络技术两方面。其需求来自于以上的关键性能挑战。我们可以将关键性能分为以下三个部分:

5G关键性能分类

为了实现更高网络容量, 无线传输增加传输速率大体上有两种方法,其一是增加频谱利用率,其二是增加频谱带宽。

提高频谱利用率的主要的技术方式有增加基站和天线的数量,对应 5G 中的关键技术为大规模天线阵列( Massive MIMO)和超密集组网( UDN);而提高频谱带宽则需要拓展 5G 使用频谱的范围,由于目前 4G 主要集中在 2GHz以下的频谱,未来 5G 将使用26GHz,甚至 6-100GHz 的全频谱接入,来获取更大的频谱带宽。

而对于关键任务要求上,尤其是毫秒级的时延要求,对于网络架构提出了极大的挑战,5G 技术中将提出新型的多址技术以节省调度开销,同时基于软件定义网络( SDN)和网络功能虚拟化( NFV) 的新型网络架构将实现更加灵活的网络调度。

1、  大规模天线阵列( Massive MIMO) :提高频谱效率,未来需要更多的天线及射频模块在现有多天线基础上通过增加天线数可支持数十个独立的空间数据流,以此来增加并行传输用户数目,这将数倍提升多用户系统的频谱效率,对满足 5G 系统容量与速率需求起到重要的支撑作用。大规模天线阵列应用于 5G 需解决信道测量与反馈、参考信号设计、天线阵列设计、低成本实现等关键问题。

美国莱斯大学 Argos 大规模天线阵列原型机样图

大规模天线技术( MIMO)已经在 4G 系统中得以广泛应用。面对 5G 在传输速率和系统容量等方面的性能挑战,天线数目的进一步增加仍将是 MIMO 技术继续演进的重要方向。

根据概率统计学原理,当基站侧天线数远大于用户天线数时,基站到各个用户的信道将趋于正交,在这种情况下,用户间干扰将趋于消失。巨大的阵列增益将能够有效提升每个用户的信噪比,从而利用空分多址( SDMA)技术,可以在同一时频资源上服务多个用户。

空分多址技术( SDMA)是大规模天线阵列技术应用的重要支撑,其基础技术原理来自于波束赋形( Beam forming) ,大规模天线阵列通过调整天线阵列中每个阵元的加权系数产生具有指向性的波束,从而带来明显的信号方向性增益,并与 SDMA 之间产生精密的联系。

空分多址提高频谱效率

大规模天线的优势可以归结为以下几点:


第一:提升网络容量。波束赋形的定向功能可极大提升频谱效率, 从而大幅度提高网络容量。

第二: 减少单位硬件成本。 波束赋形的信号叠加增益功能使得每根天线只需以小功率发射信号,从而避免使用昂贵的大动态范围功率放大器,减少了硬件成本。

第三: 低延时通信。 大数定律造就的平坦衰落信道使得低延时通信成为可能。传统通信系统为了对抗信道的深度衰落,需要使用信道编码和交织器,将由深度衰落引起的连续突发错误分散到各个不同的时间段上,而这种揉杂过程导致接收机需完整接受所有数据才能获得信息,造成时延。在大规模天线下,得益于大数定理而产生的衰落消失,信道变得良好,对抗深度衰弱的过程可以大大简化,因此时延也可以大幅降低。

第四:与毫米波技术形成互补。毫米波拥有丰富的带宽,但是衰减强烈,而波束赋形则正好可以解决这一问题。

波束赋形示例

大规模天线的研发和使用同样面临巨大的挑战,从研究层面而言,物理层研究会面临下表中的多个难点。而从实际部署层面而言,硬件成本是最主要的阻碍。首先随着发射天线数目的增多,天线阵列的占用面积将大幅增加,天线群及其对应的高性能处理器、转换器的成本也都远高于传统基站天线,使得大规模部署存在成本问题;其次实际的使用中,为了平衡成本和效果,可能会采用一些低成本硬件单元替代, 在木桶原理的作用下小幅降低成本可能会导致性能急剧下降,从而达不到预期效果。

大规模天线阵列物理层研究难点

相比于 SISO 或分集天线系统, 大规模多天线系统属于硬件、软件密集型的。大规模多天线系统由多个天线子阵列组成,每个子阵列共享数模转换、 混频器等元件, 而子阵列的每根天线单独拥有移相器、 功率放大器、低噪放大器等模块。 所以随着天线数的增加,硬件的部署成本会快速增加。

不过与此同时,多天线的增益效应使得系统的容错能力提升, 每个单元的模块(如数模转换、功率放大器等) 的功能可以进一步减弱。软件层面则需要复杂的算法来管理和动态地适应与编码和解码用于多个并行信道的数据流,这就需要一个相对强大的处理器,通常被实现为一个 FPGA。

利用混合波束赋形技术的天线系统架构图

整体而言, 未来 MIMO 将对天线带来升级需求,同时射频模块(移相器、功率放大器、低噪放大器等)的需求将爆发,此外数据的增加将利好功能更加强大的综合处理模块, 如 FPGA。

2、超密集组网( UDN) :解决热点网络容量问题,带来小基站千亿市场容量

未来移动数据业务飞速发展,热点地区的用户体验一直是当前网络架构中存在的问题。由于低频段频谱资源稀缺,仅仅依靠提升频谱效率无法满足移动数据流量增长的需求。超密集组网通过增加基站部署密度,可实现频率复用效率的巨大提升,但考虑到频率干扰、站址资源和部署成本,超密集组网可在局部热点区域实现百倍量级的容量提升,其主要应用场景将在办公室、住宅区、密集街区、校园、大型集会、体育场和地铁等热点地区。

超密集组网可以带来可观的容量增长,但是在实际部署中,站址的获取和成本是超密集小区需要解决的首要问题。而随着小区部署密度的增加,除了站址和成本的问题之外,超密集组网将面临许多新的技术挑战,如干扰、移动性、传输资源等。对于超密集组网而言,小区虚拟化技术、接入和回传联合设计、干扰管理和抑制是三个最重要的关键技术。

超密集组网示例

由于超密集组网对基站和微基站的需求加大,以及在重点场景下基站选址将面临更大的挑战,未来将利好具备较好成本控制能力及基站选址能力的厂商。

基站性能及成本对比

2020 年全球小基站市场每年将超过 6 亿美金, 国内小基站市场容量最终有望达到千亿级别。 根据 Small CellForum预测,全球小基站市场空间有望在 2020 年超过 6亿美元。 截止至 2016 年半年报,中国移动, 中国联通,中国电信披露今年要达到的的 4G 基站数分别为 140 万个、68 万个、 85 万个。考虑联通中报披露了与电信共享的 6 万个基

站,假设年内共享基站达到 10 万个,则中国当前存量基站市场大约为 283 万个。假设未来小基站的数量能达到目前基站数量的 10 倍以上, 即未来小基站市场需求达到 2830 万个,假设小基站平均价格为 5000 元/个, 则未来小基站市场容量将达到千亿级别。

3、全频谱接入:扩大频谱宽度, 未来利好射频器件厂商,但频谱暂未分配

相对于提高频谱利用率,增加频谱带宽的方法显得更简单直接。在频谱利用率不变的情况下,可用带宽翻倍可实现数据传输速率也翻倍。通过有效利用各类移动通信频谱(包含高低频段、授权与非授权频谱、对称与非对称频谱、连续与非连续频谱等)资源可以提升数据传输速率和系统容量。 但问题是,现在常用的6GHz以下的频段由于其较好的信道传播特性,目前已经非常拥挤, 6~100GHz高频段具有更加丰富的空闲频谱资源,可作为5G的辅助频段,然而30GHz~100GHz频率之间属于毫米波的范畴,这就需要使用到毫米波技术。

频谱使用情况

到 2020 年我国 5G频谱缺口近 1GHz,低频段为首选,高频将成为补充。目前4G-LTE 频段最高频率的载波在 2GHz上下, 可用频谱带宽只有 100MHz。因此,如果使用毫米波频段,频谱带宽能达到 1GHz-10GHz,传输速率也可得到巨大提升。

我国 5G 推进组已完成2020 年我国移动通信频谱需求预测, 届时移动通信频谱需求总量为 1350~1810MHz, 我国已为 IMT 规划的 687MHz 频谱资源均属于 5G 可用频谱资源,因此还需要新增 663~1123MHz 频谱。 我国无线电管理“十三五”规划中明确为 IMT-2020( 5G)储备不低于500MHz 的频谱资源。

在未来要支持毫米波通信,移动系统和基站必须配备更新更快的应用处理器、基带以及射频器件。

事实上, 5G 标准对射频影响较大,需要一系列新的射频芯片技术来支持,例如支持相控天线的毫米波技术。毫米波技术最早应用在航空军工领域,如今汽车雷达、 60GHz Wi-Fi 都已经采用,将来 5G 也必然会采用。 4G 手机里面的数字部分包括应用处理器和调制解调器,射频前端则包括功率放大器( PA)、射频信号源和模拟开关。功率放大器用于放大手机里的射频信号,通常采用砷化镓( GaAs)材料的异质结型晶体管( HBT)技术制造。

未来的 5G 手机也要有应用处理器和调制解调器。不过与 4G 系统不同, 5G 手机还需要相控阵天线。

此外,由于毫米波的频率非常高, 线路的阻抗对毫米波的影响很大,所以器件的布局和布线变得异常重要。 与 4G 手机一样, 5G 手机也需要功率放大器, 毫米波应用中,功率放大器将是系统功耗的决定性因素。

除此之外, 毫米波相比于传统 6GHz 以下频段还有一个特点就是天线的物理尺寸可以比较小。这是因为天线的物理尺寸正比于波段的波长,而毫米波波段的波长远小于传统 6GHz 以下频段,相应的天线尺寸也比较小。因此可以方便地在移动设备上配备毫米波的天线阵列,从而实现大规模天线技术。

4、新型多址技术:降低信令开销,缩短时延

通过发送信号在空/时/频/码域的叠加传输来实现多种场景下系统频谱效率和接入能力的显著提升。此外,新型多址技术可实现免调度传输,将显著降低信令开销,缩短接入时延,节省终端功耗。目前业界提出的技术方案主要包括基于多维调制和稀疏码扩频的稀疏码分多址( SCMA)技术,基于复数多元码及增强叠加编码的多用户共享接入( MUSA)技术,基于非正交特征图样的图样分割多址( PDMA)技术以及基于功率叠加的非正交多址( NOMA)技术。

此外,基于滤波的正交频分复用( F-OFDM)、滤波器组多载波( FBMC)、全双工、灵活双工、终端直通( D2D)、多元低密度奇偶检验( Q-ary LDPC)码、网络编码、极化码等也被认为是5G重要的潜在无线关键技术。

5、5G 网络关键技术: NFV 和 SDN,网络能力开放或利好第三方服务提供商

未来 5G 网络架构将包括接入云、控制云和转发云三个域: 接入云支持多种无线制式的接入,融合集中式和分布式两种无线接入网架构,适应各种类型的回传链路,实现更灵活的组网部署和更高效的无线资源管理。

5G 的网络控制功能和数据转发功能将解耦,形成集中统一的控制云和灵活高效的转发云。控制云实现局部和全局的会话控制、移动性管理和服务质量保证,并构建面向业务的网络能力开放接口,从而满足业务的差异化需求并提升业务的部署效率。转发云基于通用的硬件平台,在控制云高效的网络控制和资源调度下,实现海量业务数据流的高可靠、低时延、均负载的高效传输。

5G的网络架构图

基于“三朵云”的新型 5G 网络架构是移动网络未来的发展方向。未来的 5G 网络与 4G 相比,网络架构将向更加扁平化的方向发展,控制和转发将进一步分离,网络可以根据业务的需求灵活动态地进行组网,从而使网络的整体效率得到进一步提升。 5G 网络服务具备更贴近用户需求、定制化能力进一步提升、网络与业务深度融合以及服务更友好等特征,其中代表性的网络服务能力包括、网络切片、移动边缘计算、按需重构的移动网络、以用户为中心的无线接入网络和网络能力开放。

基于 NFV/SDN 技术实现网络切片以及网络能力开放

其中,网络能力开放将不仅带来用户的体验优化,还将带来新型的商业模式探索。5G 网络能力开放框架旨在实现面向第三方的网络友好化和网络管道智能化,优化网络资源配置和流量管理。 4G 网络采用“不同功能、各自开放”的架构,能力开放平台需要维护多种协议接口,网络结构复杂,部署难度大; 5G 网络控制功能逻辑集中并中心部署。

能力开放平台间统一接口,可实现第三方对网络功能如移动性、会话、 QoS 和计费等功能的统一调用。而这一切都需要虚拟化的基础设施平台支撑。实现 5G新型基础设施平台的基础是网络功能虚拟化( NFV)和软件定义网络 ( SDN)技术。

传统网络架构(左)SDN+NFV 下的网络架构(右)

SDN/NFV 技术融合将提升 5G 进一步组大网的能力: NFV 技术实现底层物理资源虚拟化, SDN 技术实现虚拟机的逻辑连接,进而配置端到端业务链,实现灵活组网。

NFV 使网元功能与物理实体解耦,通过采用通用硬件取代专用硬件,可以方便快捷地把网元功能部署在网络中任意位置,同时通过对通用硬件资源实现按需分配和动态延伸, 以达到最优的资源利用率的目的。NFV 可以满足运营商在网络灵活性、 架设成本、 可扩展性和安全性方面的需求。

首先, NFV 的特性使其可以让网络和服务预配置更加灵活。而这又可以让运营商和服务供应商快速地调整服务规模以便应对客户的不同需求。这些服务在任何符合行业标准的服务器硬件上,通过软件应用来提供,而最重要的一点就是安全网关。

与购买硬件设备不同,服务供应商可以轻松地采用与设备相关的功能,然后将其以服务器虚拟机的形式示例。

由于网络功能是在软件总部署的,所以可以将这些功能移动到网络的各个位置,而不需要安装新的设备。这意味着运营商和服务供应商不需要部署很多硬件设备,而可用虚拟机来部署廉价,高容量服务器基础设施。

最重要的是,虚拟化消除了网络功能和硬件之间的依赖性,运营商只需设一个地区代表就可以了,而不用专门搭建一个基础设施来提供支持。

随着众多厂商推出了商用级 SDN、 NFV 解决方案,新型网络架构正逐步落地,据SNS 预计,到 2020 年, SDN 和 NFV 将为服务提供商(包含有线和无线)节省 320 亿美元的资本支出。

SDN 技术实现控制功能和转发功能的分离。

其核心技术 OpenFlow 一方面将网络控制面板从数据面中分离出来,另一方面开放可编程接口,从而实现网络流量的灵活控制及网络功能的“软件定义”,有利于通过网络控制平台从全局视角来感知和调度网络资源,实现网络连接的可编程化。

SDN 典型架构包含三层及两个接口:

控制层: 控制器集中管理网络中所有设备,虚拟整个网络为资源池,根据用户不同的需求以及全局网络拓扑,灵活动态的分配资源。 SDN 控制器具有网络的全局视图,负责管理整个网络:对下层,通过标准的协议与基础网络进行通信;对上层,通过开放接口向应用层提供对网络资源的控制能力。

物理层: 物理层是硬件设备层,专注于单纯的数据、业务物理转发,关注的是与控制层的安全通信,其处理性能一定要高,以实现高速数据转发。

应用层: 应用层通过控制层提供的编程接口对底层设备进行编程,把网络的控制权开放给用户,基于上开发各种业务应用,实现丰富多彩的业务创新。

南向接口:是物理设备与控制器信号传输的通道,相关的设备状态、数据流表项和控制指令都需要经由 SDN的南向接口传达,实现对设备管控。

北向接口: 是通过控制器向上层业务应用开放的接口,目的是使得业务应用能够便利地调用底层的网络资源和能力,其直接为业务应用服务的,其设计需要密切联系业务应用需求,具有多样化的特征。

SDN的三层架构

5G背后的半导体商机

新一代移动通讯5G也助力半导体产业从PC、智慧型手机、平板装置出货量下滑的窘境中脱困。为顺利抢占物联网与5G移动通讯商机,半导体相关厂商包括晶圆制造/代工、封装与EDA业者,都纷纷展现其最新技术,如IBM领先推出7奈米芯片;台积电也宣示透过最新鳍式场效电晶体(FinFET)与物联网大资料分析技术,期可在物联网市场扮演重要角色。

不仅如此,在台湾及中国大陆通讯与手机处理器芯片市场占有一席之地的联发科(MediaTek),也针对即将到来的5G市场,以及发展越发火热的物联网应用市场,端出新策略。

资策会产业情报研究所(MIC)产业顾问兼主任张奇表示,2016年的台湾市场景气将较2015年来得好,对半导体产业来说是正面消息。MIC预测的2016年10大趋势中,所提出的「5G加速风」,即是阐述2016年5G的技术发展,将较2015年来的积极,且可为半导体产业带来更多机会。

《 30岁趁势而为》,《深度工作》,《高手过招—未来的时间管理者》等等,感觉以上这几本书都是适合准备出来创业的人读的,准备创业一定要有自知之明,一定要懂得自己应该去做什么,从书中汲取一些营养来充实自己,使自己在创业的路上,平坦一些。

北京理工大学,临近很多物联网高科技公司有很多实践机会。 哈尔滨工程大学学术很强大。
北京理工大学创办于1940年,前身是诞生于延安的“自然科学院”,是中国创办的第一所理工科大学,是新中国成立以来国家历批次重点建设的高校,首批设立研究生院,首批进入国家“211工程”和“985工程”建设行列。卓越联盟高校。现隶属于工业和信息化部。
北京理工大学七十年栉风沐雨,学校的发展始终得到党和国家的高度重视和大力支持。1942年秋,毛泽东同志亲自为自然科学院题写了校名。1949年,学校迁入北京。1951年,学校更名为北京工业学院,成为新中国第一所国防工业院校。1952年,学校的航空系被抽调参与组建北京航空学院(现北京航空航天大学)、冶金系被抽调参与组建北京钢铁学院(现北京科技大学)、采矿系及专修科被抽调参与组建中南矿冶学院(现中南大学)。1988年,学校更名为北京理工大学。历经多年发展,如今的北京理工大学已在学科专业、师资队伍、人才培养、科学研究等方面居于国内研究型大学前列,跻身于国内一流理工科大学。2012年,学校首次进入[4]在全球具有广泛影响力的英国QS世界大学排名“亚洲大学100强”和“世界大学500强”,在入选的19所中国高校中名列第13位(并列)。
学校坚持瞄准国家重大战略需求和世界科技与教育发展前沿,大力实施“强地、扬信、拓天”的学科特色发展战略,形成了理工并重,工理管文协调发展的学科专业格局。学校拥有4个国家重点一级学科,5个国家重点二级学科,3个国家重点培育学科,19个博士后流动站,22个一级学科博士学位授权点,38个一级学科硕士学位授权点,其中,工程、材料、化学、物理、数学等5个学科进入ESI国际学科排名前1%;拥有5个国家级重点实验室,1个国家重点实验室培育基地,6个教育部重点实验室及2个工程研究中心,11个北京市重点实验室及4个工程技术研究中心,3个国防重点学科实验室。(2013年3月更新)校以“高远的理想、精深的学术、强健的体魄、恬美的心境”为人才培养目标,充分发挥国 防特色优势,积极为国家培养“红色国防工程师”。在建校以来的20多万毕业生中,有李鹏、曾庆红、叶选平等党和国家,以及110余位省部级以上党政领导和将军;有国家最高科学技术奖获得者王小谟院士、我国第一艘核潜艇总设计师彭士禄院士等35位院士;有声名卓著的专家学者,有中国长安汽车集团股份有限公司董事长徐留平、广州金发科技股份公司董事长袁志敏、万达控股集团有限公司董事局主席尚吉永等众多企事业单位的总经理、总工程师。有成就斐然的企业家,以及航天、兵器、电子、信息等各个行业、各个层面的大批领袖人才和优秀建设者。
学校曾创造了新中国历史上多个“第一”,如第一台电视发射接收装置、第一枚二级固体高空探测火箭、第一辆轻型坦克等。学校在精确打击、高效毁伤、机动突防、远程压制、军用信息系统与对抗等国防科技领域代表了国家水平,在智能仿生机器人、绿色能源、现代通信、工业过程控制等军民两用技术方面具有明显优势。学校在国庆60周年阅兵的30个方阵中,参与了22个方阵的装备设计和研制,参与数量和深度位居全国高校第一;在北京奥运会、残奥会,“神舟八号”与“天宫一号”实现空间交会对接过程中,学校研发的多项技术均有优异表现。如今,学校积极参与“高新工程”和“科技奥运”,先后获得国家科学技术奖25项,已成为国防科技工业重大领军人才培养和国防武器装备研制的重要基地。
学校始终秉承延安精神宝贵传统,在长期发展历程中积淀优良办学传统、教育思想观念校园文化。经过多年发展完善总结凝练,形成了以“德以明理,学以精工”的校训,“团结、 勤奋、求实、创新”的校风,“实事求是,不自以为是”学风为核心特色精神文化体系。以此为基础,学校致力于培养志向的高远、学术的精深、体魄的强健、心境的恬美,富有社会责任感、创新精神和实践能力社会主义建设者和接班人。
学校党委解放思想、探索创新,以积极进取、科学发展的昂扬斗志大力推动教育事业改革发展,先后高质量、高水平的通过了教育部“本科教学工作水平的评估”和工信部的“研究生教育优秀工程评估”、“党建创优工程评估”、“办学水平提升工程评估”,并多次的获评“北京市党的建设和思想政治工作先进高校”。学校综合实力和核心竞争力明显提升,已成为国防科技工业重大领军人才培养和国防武器装备研制的重要的基地,是一所文化底蕴很深厚、有较高国际声誉、生机勃勃、发展后劲强的高水平大学。
北京理工大学 北京理工大学正承载着光荣与梦想。面向未来,学校将牢记中央政治局常委、全国人大常委会委员长张德江同志的嘱托,树立“引领之雄心、育才之恒心、报国之决心”,“一切从提高教学质量出发,一切从培养学生全面发展出发,一切从奉献伟大祖国出发”,继续书写更加辉煌的篇章

雷军在发布会上。来自雷军微博

小米“放卫星” 10年投资百亿美元造车

在发布会开始前3小时,小米集团发布公告,宣布小米智能电动 汽车 项目正式立项。公告称,小米集团拟成立一家全资子公司,负责智能电动 汽车 业务,首期投资为100亿元人民币(除特别注明外,单位下同),预计未来10年投资100亿美元(约为656亿元人民币),雷军将兼任该智能电动 汽车 业务的首席执行官。

在过去75天里,经历了85场业内拜访沟通、200多位 汽车 行业资深人士的深度交流、四次管理层内部讨论会和两次正式的董事会,小米终于决定正式进军智能电动 汽车 市场。

雷军说自己非常清楚 汽车 行业的风险。在这个行业里,动辄就是百亿元的投资,而且三五年才有成果出来;但是小米现在有不少积累,有非常优秀的工程师团队,有全球最完善的智能生态。最重要的是,小米还有1080亿元的现金储备。“做好全力冲刺5-10年的准备。”雷军如是说。

谋求智能生态链闭环 造车是必然一步?

小米的跨界造车之旅正式启程,看似偶然,不过在一些业内人士看来,小米入局智能电动 汽车 是必然的。

雷军也在小米公司全员内部信中表示,对于造车,小米拥有业内最丰富的软硬件融合经验,以及业内规模最大、品类最丰富、连接最活跃的成熟智能生态,在现金储备充足的情况下,智能电动 汽车 将是小米AIoT(人工智能物联网)智能生活综合生态拓展的必然选择,也是智能生态不可或缺的关键组成部分。

2020年财报显示,小米集团收入为2459亿元,同比增长194%,其中小米智能手机业务收入为1522亿元,约占总营收的618%,仍是其主要营收来源。截至去年12月31日,小米AIoT平台已连接的IoT(物联网)设备数高达325亿台(不包括智能手机及笔记本电脑),同比增长380%。拥有五件及以上连接小米AIoT平台设备(不包括智能手机及笔记本电脑)的用户数达到了620万,同比增长529%,IoT生态构建已经初具优势。

TMT( 科技 、媒体、通信)行业观察者张书乐表示,小米一直在做生态链,即智能家居生态,通过小米音箱、小米手机或小米电视亦或者是米家App作为枢纽,形成一整套小米智能家居系统,一旦多个智能家居设备成熟,则可能带动用户全套配齐其他小米生态下的智能家居产品,形成强衍生。而小米造车本质上也是一个生态链,即小米智能出行生态。唯有生态,才能让小米真正成为互联网 科技 巨头,而不是单靠爆款手机产品来迎接不确定的未来。

挑战刚刚开始 成为马斯克还是贾跃亭

对于从零开始、没有 汽车 产业基础的小米和雷军来说,造车势必是一场硬仗。

张翔表示, 汽车 是比手机复杂得多的工业产品,产业链的供应商管理起来难度比手机要大得多,小米造车从头开始就是很难的一件事情,很有挑战性。另外,智能 汽车 行业竞争激烈,也是一片红海,同质化的现象还是比较严重的。“小米造车短时间内不可能像特斯拉那样,车一造出来就可以获得大量订单,用户可能需要等很长时间,如果哪个环节没有运营好,很可能全军覆没,资金打水漂,甚至是关门破产。”

“小米现在的挑战是,造车到底选择什么方向?百度已经决定用阿波罗无人驾驶入局,阿里巴巴已经决定系统化配合上汽入局,小米现在入局是打性价比还是攻占中高端市场,目前一切未知,这就是最大的挑战, 汽车 和手机等快消品是不一样的。”千门资产投研总监宣继游坦言。

造车本来就是一件非常“烧钱”的事情,工资、物料、产能、工厂规模、零部件等环节都会对产品最终能否量产有影响,上一个满腔热血“All in”造车却迟迟未兑现诺言的人是贾跃亭。2014年底,贾跃亭宣布打造超级 汽车 以及垂直整合的互联网智能交通生态系统和生活方式。两年后。乐视超级 汽车 LeSEE概念车正式亮相。随着后续乐视网资金链断裂,该项目也最终破产,贾跃亭远走美国,创立法拉第未来继续其造车梦,而曾经的乐视超级 汽车 则逐渐被人们遗忘。

摆在雷军面前的造车结局似乎只有两个——成为智能电动 汽车 新的定义者或者步乐视超级 汽车 的后尘。从“性价比”到“万元机”,雷军在手机行业闯出了一方天地,他在 汽车 行业会玩得转吗?


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