物聯網是當前世界新一輪經濟和科技發展的戰略制高點之一，是全球各發達國家信息化社會建設的重要內容。在中國，目前物聯網產業發展已經初具基礎，市場規模超過2000億元。其中RFID產業市場規模超過100億元，傳感器市場規模超過900億元。機器到機器（M2M）終端數量接近1000萬，并已經成為全球最大的M2M市場之一。這對于國家建設創新型社會，促進兩化融合，培育和壯大新一代信息技術產業的具有重要意義。

    一、中國物聯網產業正加速發展

    2011年，中國物聯網產業規模達2627.4億元，同比增長30.2%。其中，支撐層、感知層、傳輸層、平臺層、應用層規模分別為71.9億元、577.1億元、870.0億元、984.3億元和124.1億元，各層在整個產業中的占比分別為2.7%、22.0%、33.1%、37.5%和4.7%。相比其它各層而言，物聯網應用層的規模明顯偏小，說明我國的物聯網應用尚處起步階段。

圖1  2010-2011年中國物聯網產業規模

圖2  2011年中國物聯網產業結構（單位：億元）

    對于經濟發展方式亟需轉變的中國來說，以物聯網為代表的戰略性新興產業無疑是國家大力培育的新經濟增長點。而物聯網的一個重要特征就是智能性，即讓過去被動的“物”，呈現主動的身份與感知，以增加更多的智能性，這其中孕育著巨大的拓展空間。一個擁有巨大拓展空間的產業，其發展機遇期是非常有限的。經驗表明，工業革命真正的創新是在最初的三十年之內完成的，電氣革命也是如此。因此當前要依靠創新來推動物聯網的發展。可喜的是，國內諸多科研院所或企業，如中科院上海微系統所、中科院微電子所、中國哈爾濱工業大學、清華大學、華中科技大學、北京郵電大學、西北工業大學、天津大學和國防科技大學、華為技術、中興通訊、武漢郵科院、普天通信、中電集團、中電科技等均開展了傳感網及物聯網的研究，已在傳感器、通信、網絡等方面獲得眾多自主知識產權和專利，創新驅動物聯網產業發展的趨勢日益顯現。

    同時，在國家政策的推動下，各級地方政府部門也揚鞭奮起，江蘇、山東、浙江、上海、北京、廣東、武漢等省市開始制定物聯網產業的規劃政策，努力打造無線城市、發展物聯網示范工程、培育物聯網產業、攻堅物聯網核心技術、舉辦物聯網主題展會，積極搶占物聯網發展的制高點。產業分布上，國內物聯網產業已初步形成環渤海、長三角、珠三角，以及中西部地區等四大區域集聚發展的總體產業空間格局。其中，長三角地區產業規模位列四大區域的首位。

    環渤海地區是國內物聯網產業重要的研發、設計、設備制造及系統集成基地。該地區關鍵支撐技術研發實力強勁、感知節點產業化應用與普及程度較高、網絡傳輸方式多樣化、綜合化平臺建設迅速、物聯網應用廣泛，并已基本形成較為完善的物聯網產業發展體系架構。

    長三角地區是我國物聯網技術和應用的起源地，在發展物聯網產業領域擁有得天獨厚的先發優勢。憑借該地區在電子信息產業深厚的產業基礎，長三角地區物聯網產業發展主要定位于產業鏈高端環節，從物聯網軟硬件核心產品和技術兩個核心環節入手，實施標準與專利戰略，形成全國物聯網產業核心與龍頭企業的集聚。

    珠三角地區是國內電子整機的重要生產基地。在物聯網產業發展上，珠三角地區圍繞物聯網設備制造、軟件及系統集成、網絡運營服務以及應用示范領域，重點進行核心關鍵技術突破與創新能力建設，著眼于物聯網基礎設施建設、城市管理信息化水平提升，以及農村信息技術應用等方面。

    中西部地區物聯網產業發展迅速，各重點省市紛紛結合自身優勢，布局物聯網產業，搶占市場先機。湖北、四川、陜西、重慶、云南等中西部重點省市依托其在科研教育和人力資源方面的優勢，以及RFID、芯片設計、傳感傳動、自動控制、網絡通信與處理、軟件及信息服務等領域較好的產業基礎，構建物聯網完整產業鏈條和產業體系，重點培育物聯網龍頭企業，大力推廣物聯網應用示范工程。

    2012年2月14日，工業和信息化部正式發布《物聯網“十二五”發展規劃》，對物聯網產業的現狀及形勢、指導思想、發展原則、發展目標、主要任務、重點工程等進行梳理和部署，指出智能工業、智能農業、智能物流、智能交通、智能電網、智能環保、智能安防、智能醫療、智能家居是我國物聯網未來發展的重點領域，并從政策、財稅、技術、人才等方面提出了保障措施。廣泛的應用為物聯網產業的快速發展奠定了堅實的基礎；政策的指導必將加速中國物聯網產業的發展步伐。

    二、“光物聯”正成為物聯網發展的熱點領域

    隨著物聯網產業的不斷發展與應用的不斷滲入，產業各細分領域正在不斷涌現，特色化應用也正紛紛出現。其中，“光物聯”是其中頗具具代表性熱點領域之一。從定義上看，“光物聯”是基于光電子技術與物聯網應用的深度融合，通過光感知、光傳輸、光顯示、光照明等技術與應用節點，實現光電技術與物聯網產業的全面對接。一方面，“光物聯”產業是物聯網產業的深入和細化，是物聯網產業差異化、特色化發展的重要內容，另一方面，“光物聯”是光電產業的拓展和延伸，是光電產業拓展與升級的重要方向。

    “光物聯”體系架構上，其與物聯網的整體體系架構相類似，也可相應的分為五層，分別包括技術支撐層、感知層、傳輸層、平臺層以及應用層。其中，技術支撐層是指光物聯體系中所涉及到一些關鍵性、支撐性技術，如感知技術、組網技術、信息處理及安全技術等；感知層是指主要以光纖傳感器、CCD/CMOS、激光掃描等感知器件作為信息感知的手段，實現對信息的采集；傳輸層主要指依靠光纖網絡和無限網絡相結合的方式，實現信息的傳輸；平臺層的主要功能是依靠軟件系統、計算中心、管理中心、信息中心等軟硬設施的建設，為各類應用提供綜合性的運營和支撐平臺；應用層是指光物聯技術在不同行業中的應用，除了涉及到的一些關鍵硬件外，如設備、終端等，還包括在這些行業運用光物聯技術過程中所衍生出的一些新型服務業。
　　

圖3光物聯體系架構圖　　

    “光物聯”作為物聯產業的重要組成部分，與以無線傳輸為手段的無線物聯網相比，有著明顯的優勢，同時由于其部分技術的不成熟性，目前在應用中尚存一定的劣勢。

    表1“光物聯”技術優劣勢比較
　　

    三、“光物聯”具備良好的發展與應用前景

    目前，我國物聯網發展與全球同處于起步階段，初步具備了一定的技術、產業和應用基礎，呈現出良好的發展態勢。作為物聯網的重要細分領域，通過光的原理和特點實現物物相聯的“光物聯”正在成為物聯網產業發展的熱點領域。

    1、光感知技術多樣、功能豐富，逐漸成為物聯網感知熱點。

    光感知技術包括光纖傳感、CCD/CMOS、激光掃描、遙感等技術。光纖傳感是以光波為載體，光纖為媒質，感知和傳輸外界被測量信號的新型傳感技術；CCD/CMOS圖像傳感器可直接將光學信號轉換為模擬電流信號，實現圖像的獲取、存儲、傳輸、處理和復現;激光掃描是一種光學距離傳感技術，用于條碼識別、工程探測、出入通行控制、危險區域防護等；遙感是指非接觸的，遠距離的探測技術，一般指運用傳感器/遙感器對物體的電磁波的輻射、反射特性的探測，并根據其特性對物體的性質、特征和狀態進行分析的理論、方法和應用的科學技術。實現以感知、探測、成像等功能為主的光感知技術不斷提高，出現諸如分布式光纖傳感系統、三維激光掃描儀、智能攝像頭、智能紅外探測器等一系列光感知產品，產品類型日益豐富，應用領域也得到廣泛拓展。光感知技術是物聯網感知層的重要內容。隨著物聯網建設在全國大范圍推開，光感知技術也將在更大范圍內獲得發展，更大程度提升社會生產效率和生活品質。另外，光纖傳感器以其抗干擾性強、靈敏度高的特點成為檢測外界環境參數的重要載體。同時，光纖本身具有信息傳輸的功能，將感知和傳輸結合起來使得光纖傳感技術在長距離線路上的應用具有先天優勢。

    2、光通信傳輸效率高、承載能力大，逐漸成為物聯網傳輸熱點。

    在傳輸層，光纖通信擁有巨大的容量、很高的帶寬和極小的損耗。目前市場應用仍然以40Gbit/s為主，隨著用戶需求的提高，單波道通信容量將從40Gbit/s逐漸升級為1000Gbit/s。主流商用FTTH技術仍然集中在EPON、GEPON和GPON，具備靈活帶寬調配能力和新業務接入能力的自動交換光網絡(ASON)也受到企業和政府的高度重視。隨著光纖放大器和波分復用技術的迅速發展，光纖通信的通信距離和通信容量得到迅速拓展。光纖通訊技術能夠有效適應海量的數據集合和泛在的網絡要求，實現物聯網應用的拓展。以光纖網絡為基礎的光通信，可以為社會低成本、高效率的信息化發展提供有力支撐，是未來的發展趨勢，也將成為物聯網傳輸層的熱點技術。

    3、光物聯應用形式多、發展潛力大，逐漸成為物聯網產業發展的熱點。

    在光感知領域，光纖傳感器正在逐步從實驗室走向商業化，其應用幾乎涉及國民經濟和國防軍事等所有重要領域，尤其可以安全有效地應用于各種惡劣環境中。CMOS將在移動通信、數碼相機、攝像機、游戲機等領域實現大幅增長。激光技術領域，一方面產品的投入產出比和技術基礎的優化作用愈發明顯，融合在產品與服務中的技術含量越來超高，另一方面激光技術與眾多學科相結合，更加貼近人們的日常生活。

    在光傳輸領域，光纖光纜產能逐漸向發展中國家轉移，美國與日本企業在光電器件領域占有絕對優勢，而歐洲光通信產業則略有衰退跡象。隨著FTTH技術的逐漸成熟和中國、印度等發展中國家與地區新興市場的崛起，全球光通信市場規模將依然保持穩定增長，現在中國已成為全球光通信產業發展最快的區域。隨著3G產業鏈日臻成熟與完善，其用戶數量和終端種類正在迅速增長，全球3G市場迎來了蓬勃發展期，而3G及其升級技術的強勁發展將不斷開創新應用，持續開拓新市場。此外，FTTX網絡和3G網絡的建設都將帶動光網絡建設相關設備市場的快速增長。此外，國家電力網、鐵路網、公路網、運輸管道網等大型工程設施及相關設備的互連可以廣泛使用光纖傳感技術，發揮其長距離、高靈敏度，傳感合一的優勢，并與各種設備實現物理系統的整合，實現高效監控、科學管理。光物聯逐漸成為物聯網應用層的熱點。

    整體而言，光物聯感知層、傳輸層、應用層的主要產品已經廣泛存在于安防、交通、環境監測、管線管網、橋梁監測、目標追蹤等領域，包括光纖傳感器、CCD/CMOS、激光掃描設備、光纖光纜、光通信器件、光通信設備、光存儲設備、光顯示設備等。此外，FTTX網絡和3G網絡的建設將帶動光網絡建設相關設備市場的快速增長。中國已經成為全球光通信產業發展最快的地區。光物聯實現智能感知、大容量傳輸，必將成為物聯網發展的亮點，吸引越來越多的企業和地區關注。

    四、以武漢為代表的地方城市正大力培育發展“光物聯”產業

    在國家政策的積極引導下，全國各地政府都高度重視物聯網產業的發展，北京、上海、無錫、杭州、成都、重慶、青島等城市出臺了一系列鼓勵物聯網產業發展的政策，并各自探索出各自不同的發展路徑。在“光物聯”領域，武漢作為“中國光谷”，在光電子信息領域具備雄厚的發展基礎。

    武漢東湖高新區是繼北京中關村之后獲國務院批準建設的第二家國家自主創新示范區，是我國重要的光電子信息產業基地，國家重要的自主創新中心，國家六大建設“世界一流高科技園區”的試點園區之一，擁有國內最大的光纖光纜、光電器件生產基地、最大的光通信技術研發基地以及最大的激光產業基地。其光纖光纜的生產規模居全球第一，占據國內市場份額的55%；光電器件、激光產品在全球產業分工中占有一席之地。

    武漢理工大學、華中科技大學、武漢郵科院等一批知名的光纖傳感器研究機構及大量的研究人員為武漢“光感知”技術研究提供了科研平臺。長飛光纖光纜、武漢郵科院、華工正源光子等一批重點企業，為武漢“光物聯”產業發展創造了產業化條件。此外，東湖示范區作為國家級火炬計劃軟件產業基地，逐步形成了自己特有的軟件產業：以中國地質大學、武漢大學為技術支撐的3S（GIS、GPS、RS）地理信息系統；以華中科技大學為技術支撐的3C（CAD、CAM、CAPP）制造業信息系統；以武漢達夢數據庫公司為代表的網絡信息安全軟件；以烽火通信、精倫電子為代表的嵌入式軟件企業。這為“光物聯”系統應用提供了基礎。

    依托以上優勢，武漢已將“光物聯”產業作為本地物聯網產業特色發展的核心戰略，并大力加以扶持發展。“光物聯”產業的發展，不僅將為武漢等城市電子信息產業的結構調整與持續發展提供新的動力，也將中國物聯網產業發展注入新的活力。<