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物联网沙场“狙击枪”——低功耗广域网络产业市场解读

随着物联网行业的迅猛发展，人们对物与物连接的需求不断提高，需要低功耗、长距离、低成本、大容量连接方式的终端种类越来越多，传统物联网通信方式已无法满足这一类型终端的需求。物联网通信层的短板已成为阻碍物联网发展的重要因素，因此，低功耗广域网络（LPWAN）应运而生。 从2015年至今，低功耗广域网络从默默无闻到成为了物联网热门的领域之一。目前产业界的大部分企业都和低功耗广域网络有着直接或间接的关系。本书从市场的角度整理了低功耗广域网络近年来发展的历程，并从产业经济的视角分析了低功耗广域网络不同主流技术在商用中的各种状况，包括各种技术的演进状况、商用发展历程、生态竞争格局、主要供给方和需求方所发挥的作用。 本书并未涉及技术性的内容，更多的是产业、市场方面的内容，可供从业者、投资人或对物联网感兴趣的人员参考。

一章 横空出世：从图卢兹小镇上一家创业公司说起 / 1
1.1 明星创业公司—法国Sigfox记录融资光环和业务模式
吸引全球目光 / 2
1.1.1 规模融资和重量级投资机构 / 2
1.1.2 全球物联网网络运营商的野心 / 4
1.2 Sigfox的启示—物联网需要专用的网络为人们所认可 / 5
1.2.1 虚拟运营商专家的建议 / 7
1.2.2 众说纷纭 / 8
1.3 补齐网络短板—物联网终端对功耗和距离的需求 / 9
1.3.1 物联网网络层仍有重大短板 / 10
1.3.2 在矩阵中发现短板 / 11
1.3.3 低功耗广域网络补齐短板 / 13
1.3.4 低功耗广域网络的特点 / 14
1.4 开启新的应用—大量行业、海量终端接入带来的效应 / 16
1.4.1 战场上武器的类比 / 16
1.4.2 广阔的应用场景 / 18



二章 庞大家族：低功耗广域网络的发展历史和阵营 / 21
2.1 三十年沉浮—低功耗广域网络早期的雏形和概况 / 22
2.1.1 安防应用网络AlarmNet / 22
2.1.2 数据服务网络ARDIS / 23
2.2 历史的青睐—世界移动通信大会上的潜在力量 / 25
2.3 今日的家族—十多个技术方向形成两大阵营 / 27
2.3.1 明显的两大阵营 / 27
2.3.2 无线电频谱也是阵地 / 28
2.4 初探各类技术的来龙去脉 / 32
2.4.1 授权频谱阵营技术 / 32
2.4.2 非授权频谱阵营技术 / 35
2.5 为何“三十年河东、三十年河西” / 47
2.5.1 需求扩展：更多的应用场景 / 47
2.5.2 供给扩展：低廉的网络部署成本 / 48
三章 商用演进：高度标准化和产业生态推动的力量 / 50
3.1 规模效应和公共资源的充分利用：少量技术标准的市场 / 51
3.1.1 无线通信商用中的规模效应 / 51
3.1.2 公共频谱资源的“公地悲剧” / 52
3.2 高度标准化和产业参与者是决定因素 / 55
3.2.1 他山之石—WiFi商用中高度标准化作用 / 55
3.2.2 产业生态的力量 / 57
3.3 不得不说的标准化组织 / 59
3.3.1 3GPP / 59


3.3.2 LoRa联盟 / 61
四章 跑马圈地：各类主流技术抢占先机 / 66
4.1 多样化的运营商参与跑马圈地 / 67
4.1.1 多样化物联网运营商矩阵 / 67
4.1.2 三类典型的物联网运营商 / 69
4.2 商用现状—各类技术已圈到的“地盘” / 72
4.2.1 授权频谱技术NB-IoT/eMTC的“地盘” / 72
4.2.2 草根LoRa“逆袭”，“地盘”遍及全球 / 91
4.2.3 行业明星Sigfox在全球开疆扩土 / 106
4.2.4 Ingenu公司的全球RPMA网络之梦 / 109
4.3 跑马圈地的逻辑—物联网应用的生命周期保障黏性 / 111
4.3.1 时间窗口的先机 / 112
4.3.2 用户黏性保障物联网市场的一席之地 / 113
五章 产业生态：产业经济视角下低功耗广域网络市场格局 / 115
5.1 产业经济学研究的经典框架 / 116
5.1.1 产业链研究框架 / 116
5.1.2 产业组织理论框架 / 117
5.2 不同于传统通信业的产业链 / 118
5.2.1 传统通信行业的产业生态 / 119
5.2.2 多样化和碎片化催生的新的产业生态 / 120
5.3 产业组织理论框架下的低功耗广域网络 / 123
5.3.1 低功耗广域网络所处的市场结构 / 124
5.3.2 市场结构下低功耗广域网络企业的行为 / 130


5.3.3 低功耗广域网络绩效：互补和替代 / 134
5.4 产业生态的力量：“猛虎”还是“蚁群” / 139
5.4.1 新产业环境，一体化、整合化需求提高 / 139
5.4.2 新环境下的生态优势 / 140
5.4.3 企业优势全景图下的低功耗广域网络产业 / 142
六章 赋能力量：产业生态中的“供给侧”群体 / 145
6.1 切莫拔苗助长，目前仅是供给方拉动阶段 / 146
6.1.1 利好不断就代表全面繁荣吗 / 146
6.1.2 供给和需求力量博弈的三个阶段 / 149
6.2 供给侧的主要力量 / 152
6.2.1 低功耗广域网络芯片供应商 / 152
6.2.2 低功耗广域网络模组供应商 / 157
6.2.3 共享化的商业模式—TTN和CLAA / 158
6.3 几个典型的供给方代表 / 160
6.3.1 逆袭的事实标准推动者：Semtech / 161
6.3.2 另一个法国物联网新星Actility / 170
七章 需求广泛：低功耗广域网络的应用逐渐开启 / 174
7.1 不仅仅是抄表停车，大量示范应用已经开启 / 175
7.1.1 机遇：数十种应用已孵化和落地 / 175
7.1.2 挑战：长尾需求的市场 / 178
7.2 探索用户的需求 / 182
7.2.1 关注用户需求模型 / 183
7.2.2 需求方视角下的成本因素转变 / 186


7.3 人人成为“运营商”：需求方是产业发展的受益者 / 188
7.3.1 产品“运营商”的价值 / 189
7.3.2 补齐产品“运营商”所需技术短板，提供合适的支撑技术 / 191
7.3.3 个人也能成为“运营商” / 192
7.4 生活中低功耗广域网络的典型应用 / 193
7.4.1 共享单车智能锁中的秘密 / 193
7.4.2 “跑步鸡”准确计步的保障 / 198
7.4.3 用物联网抓老鼠：基于LoRa的捕鼠夹 / 200
八章 未来展望 / 203
8.1 先行试水，探索红利 / 204
8.1.1 物联网发展的试金石 / 204
8.1.2 低功耗广域网络未来的“红利” / 208
8.2 政策支持力度空前，表明态度重要 / 213
8.2.1 莫将数字当成“圣旨”和任务，而是对产业发展的态度 / 214
8.2.2 更多关注企业的市场化行为 / 216
8.2.3 理性看待“看不见的手”和“看得见的手” / 217
8.3 搜索引擎指数：强劲增长的低功耗广域网络 / 218
8.3.1 搜索引擎中的NB-IoT和物联网 / 219
8.3.2 搜索指数峰值与NB-IoT重大事件 / 221
8.3.3 物联网中的主角，未来趋势仍是上升 / 222
8.3.4 一些推测：包括LoRa在内的整体产业发展看涨 / 225

广域网技术精要与实践  

本书针对高职高专教育的培养目标和要求，以广域网相关技术的原理与操作技能为主要内容，根据改版更新后的思科网络技术CCNA RS版本及CCNA认证考试要求，合理安排教学与实验内容，充分体现了理论实践一体化的理念，把实验操作与理论知识相结合，符合高职高专学生的学习、认知特点。全书共8章，1章主要介绍广域网链路封装技术HDLC和PPP的基本操作技能；2章介绍帧中继FR的概念和基本配置；3章主要介绍网络访问控制技术ACL及相关配置；4章介绍DHCP协议的工作原理和配置；5章介绍网络地址转换协议NAT的特点、类型及配置；6章详细介绍广域网安全主流技术VPN的工作原理和配置；7章介绍网络管理、网络监管的技术与配置；8章介绍下一代网络技术IPv6协议的特点和过渡技术及配置技能。本书既可作为高职高专计算机网络专业的教材，也可作为对计算机网络技术感兴趣的相关专业技术人员和广大自学者的参考书。

1章 广域网技术1
1.1 广域网WAN概述2
1.2 HDLC简介3
1.2.1 HDLC协议3
1.2.2 HDLC帧格式3
1.3 PPP简介4
1.3.1 PPP协议4
1.3.2 PPP帧格式5
1.3.3 PPP认证6
1.3.4 MLP7
1.4 实训一：HDLC基本配置7
1.5 实训二：PPP封装与认证配置9
1.5.1 PAP单向认证9
1.5.2 CHAP单向认证11
1.5.3 PAP＆CHAP双向认证13
1.6 实训三：MLP配置17
2章 帧中继20
2.1 帧中继简介21
2.1.1 帧中继术语21
2.1.2 帧中继帧格式22
2.1.3 帧中继映射23
2.1.4 帧中继子接口24
2.2 实训一：配置帧中继交换机25
2.3 实训二：帧中继子接口配置29
2.3.1 点对点子接口29
2.3.2 多点子接口32

3章 访问控制列表ACL37
3.1 ACL简介38
3.1.1 ACL的用途38
3.1.2 ACL类型38
3.1.3 ACL工作原理39
3.2 实训一：标准ACL配置40
3.3 实训二：扩展ACL配置43
3.4 实训三：命名ACL配置47
3.5 实训四：基于MAC地址的ACL配置54
3.6 实训五：基于时间的ACL配置55
4章 动态主机配置协议DHCP58
4.1 DHCP简介59
4.1.1 DHCP的特点59
4.1.2 DHCP的工作原理59
4.1.3 DHCP消息格式62
4.2 实训一：DHCP服务器配置63
4.3 实训二：DHCP中继配置72
4.4 实训三：DHCP Snooping配置74
5章 网络地址转换NAT81
5.1 NAT简介82
5.1.1 NAT的特点82
5.1.2 NAT的类型83
5.1.3 NAT工作原理84
5.2 实训一：静态NAT配置86
5.3 实训二：动态NAT配置90
5.4 实训三：NAT过载配置93
5.5 实训四：内部服务器端口映射95
6章 虚拟专网VPN98
6.1 VPN简介99
6.1.1 VPN特点99
6.1.2 VPN类型100
6.1.3 VPN工作原理101
6.1.4 IPsec104
6.1.5 GRE隧道106
6.2 实训一：Site to Site VPN配置107
6.3 实训二：远程访问VPN113
6.4 实训三：GRE over IPsec VPN配置121
7章 网络管理与监控126
7.1 SNMP127
7.2 Syslog127
7.3 NTP128
7.4 NetFlow128
7.5 实训一：SNMP配置128
7.6 实训二：Syslog配置136
7.7 实训三：NTP配置138
7.8 实训三：NetFlow配置140
8章 IPv6技术144
8.1 IPv6简介145
8.1.1 IPv6特点145
8.1.2 IPv6消息格式146
8.1.3 IPv6地址类型147
8.1.4 IPv6过渡技术147
8.2 实训一：IPv6地址配置148
8.3 实训二：IPv6过渡技术配置150
8.3.1 手工隧道配置150
8.3.2 6to4隧道配置154
8.3.3 ISATAP隧道配置156
8.3.4 IPv6NAT-PT配置158
参考文献164

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