【华为云IoT】读书笔记之《万物互联：物联网核心技术与安全》第4章（1）

第4章，物联网的网络传输技术体系

        物联网以联系为中心，在网络层（网络传输层）中将“物与物”，“人与物”，“事与物”之间普遍联系起来，从广义角度来看，物联网的网络层可以理解为：面向一切物联网可连之“物”的“物-物”或者“物-人”联系的网络形式的总和。狭义的角度来看，可以认为是为了实现物联网的感知数据和控制信息的通信功能，将感知层获取的相关数据信息通过各种形式的网络实现存储、分析、处理、传递、查询和管理等多种功能。发展的角度来看，网络层是一个宽泛的概念，并不局限于形式，现阶段主要可分为有线和无线形式的数据网络。本章节的学习笔记也将分为几部分，此次主要学习分享物联网的网络层、接入技术概述、庞大的WLAN标准。

4.1物联网的网络层

        上一章节学习过了感知层，顾名思义，通过各种形式感知外界信息，而网络层就是将从感知层获取得到的信息，接入或者说产生联系。感知层中的感知技术的多样性，也进一步影响了网络层的技术发展，以便承载各式各样的感知层设备。从物联网发展的初级阶段来看，其网络层主要借助于已有的广域网通信系统和专用网，把感知层感知到的信息快速、可靠、安全地传送到各个地方，使物品能够进行远距离，大范围的通信，以实现在地球范围内感知信息的共享。目前物联网冲向中高级阶段，我们熟知的NB-IoT、LoRa等LPWA技术更加利用物联网技术的进一步发展，而后续是否有新的技术以崭新的形式面世，我们也可以期待。

        网络层主要实现的信息的传递、路由和控制等。接入方式可分为有线和无线两种形式，也可依据通信距离分为长距离通信和短距离通信，从依托方式上既可以依托公众网络或专用网络。网络层的结构上可分为接入层、承载层和应用支撑层。当然物联网网络层的技术也需要具有统一的技术标准，以便于物联网技术的广泛应用。物联网网络层技术标准主要分为接入网技术和核心网技术两大部分。

4.2接入技术概述

        物联网网络层的接入技术，从接入形式上可分为有线和无线两种。常见的有线形式有：串行通信和USB、通信网接入（数字用户线xDSL）、广电网络接入、光纤接入技术、Li-Fi技术（利用可见光波谱进行数据传输）、PLC接入、NGB接入。无线接入，目前使用较为广泛的是IEEE 802.11（Wi-Fi）、ZigBe、NFC、UWB（超宽带）等。无论是有线还是无线接入，现阶段网络层可以沿用现有的IP技术体系，采用IP技术来承载将有助于实现端到端的业务部署和管理。

4.3庞大的WLAN标准

        无线通信具有灵活的接入方式和不断完善的技术优势，成为了物联网的网络层主要的接入技术。而无线局域网WLAN经过多年的发展，技术不断改进和完善，可提供较高的传输速率以及良好的业务QoS保障。WLAN相关标准包括IEEE 802.11、HiperLAN、Bluetooth等，其中应用最为广泛的就是IEEE 802.11系列标准。该标准系列定义了无线通信的物理层和媒体访问控制层的规范，其于1997年发布，是无线网络技术发展历史上的一个里程碑。

        WLAN技术发展到如今，以其移动性强、组网灵活、成本低等优点，在日常生产、生活中得到了广泛的应用。其技术也在不断优化和完善，为了传输速率的改善，IEEE 802.11支持多输入多输出技术。无线局域网WLAN的拓扑结构有两种：集中式拓扑和分布式拓扑。顾名思义，集中式拓扑有一个中心点，而分布式拓扑也可以称为无线自组织网络，所有节点均对等。Ad hoc网络是一种特殊用途的网络。IEEE 802.11标准委员会采用了“Ad hoc网络”来描述自组织、对等式、多跳移动网络，其网络结构一般有平面结构和分级结构两种。在安全需求有可用性、认证性、机密性、完整性、不可否认性、匿名性、位置保密、信任、时间性、隔离、低计算量、自稳定性、健壮性、密钥管理、授权、安全路由等等。在WSN结构的Ad hoc网络中，理论上，只要逐层扩展就可以形成无限的WSN的规模，构成“无所不在”的泛在网络。但实际上，WSN具有局限性，只靠WSN本身难以达到这样的要求，比如传输延迟、负载能力、覆盖能力等。

        Wi-Fi是一种可以将个人计算机、手持终端以无线的方式相互连接的短距离无线通信技术。它在汽车通信方向有一个延伸版本DSRC，它们有着共同的底层技术标准。我国自主研发的双片式ETC系统中，应用了DSRC技术。DSRC的频谱由7个带宽为10MHz的信道组成，其中，控制信道CCH（Ch178信道）只用于安全通信。其两边的信道（Ch176和Ch180信道）用作特殊用途，其余的信道用于车载安全和非安全方面的服务信道。

        2016年，一种新的Wi-Fi技术被找到，它可以使Wi-Fi信号传输的功耗降低到传统方式的万分之一。这项技术被命名为“Passive Wi-Fi”（被动Wi-Fi），其工作原理类似于RFID芯片，利用的是电磁的后向反射通信技术。而现在，Wi-Fi与LTE-A的技术聚合趋势也愈发明显，其体现在两方面：一方面，通过连接的引擎打通，实现更好的体验。另一方面，通过共存性管理器，可以消除两种技术的干扰，从而让语音等数据在两种技术中传输。

        以上就是本周学习笔记内容了，咱们下节见！