物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

文｜李卓，楊柳，李丹雪，王佳

物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

文｜李卓，楊柳，李丹雪，王佳

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展和進(jìn)步，促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生和發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)也對(duì)推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步創(chuàng)新，有很好的促進(jìn)作用，并對(duì)人們生活和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮著極為重要的作用，也是未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的增長點(diǎn)。在當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生已被國家列為重點(diǎn)發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)。在國家層面上，也對(duì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提出這的發(fā)展規(guī)劃，并給予了較多的政策扶持，而物聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信相互結(jié)合與應(yīng)用，可以更好的在傳輸、感知、應(yīng)用等多個(gè)方面形成新物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈，從而使物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用更加貼近人們的生活和工作，使人們感受到高新技術(shù)帶來的諸多便利。

一、物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)概念，在美國早在2000年就提出來了。物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，以獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)具有三個(gè)重要特征：普通對(duì)象設(shè)備化、自治終端互聯(lián)化和普適服務(wù)智能化。更為簡潔易懂的定義為：通過信息傳感設(shè)備，如紅外傳感器、全球定位系統(tǒng)、RFID（射頻識(shí)別）、激光掃描器等，使得任何物品按照約定的協(xié)議，與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通，進(jìn)行相關(guān)信息和數(shù)據(jù)的交換與通信，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

二、物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)主要有以下幾處部分組成：用戶層、末梢節(jié)點(diǎn)（應(yīng)用采集控制層）、接入層（末梢網(wǎng)絡(luò)）、應(yīng)用控制層、承載網(wǎng)絡(luò)，在其體系架構(gòu)中，承載網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，主要由通信網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成。

（一）用戶層。用戶層通過給用戶提供物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用UI接口，包括客戶端、用戶設(shè)備（如PC、PDA、手機(jī)）等的信息匯集與組網(wǎng)控制，還具有完成相關(guān)信息的轉(zhuǎn)發(fā)功能等。組網(wǎng)控制和信息匯集，或完成向末梢節(jié)點(diǎn)的信息轉(zhuǎn)發(fā)等功能；

（二）末梢節(jié)點(diǎn)層。末梢節(jié)點(diǎn)層具有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的相關(guān)數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制功能，所以，其組成部分包含傳感器、RFID讀寫器、二維碼識(shí)讀器等不同類型的采集和控制模塊。

（三）接入層。接入層是完成應(yīng)用末梢各節(jié)點(diǎn)信息收集，由接入網(wǎng)關(guān)和基站節(jié)點(diǎn)（Sink節(jié)點(diǎn)）兩部分組成。

（四）應(yīng)用控制層。應(yīng)用控制層通過對(duì)采集數(shù)據(jù)的匯集、轉(zhuǎn)換和分析，具有用戶層呈現(xiàn)的適配以及事件觸發(fā)等功能，其組成部分主要有不類型應(yīng)用服備器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組成。

（五）承載網(wǎng)絡(luò)層。承載網(wǎng)絡(luò)層主要是完成物聯(lián)網(wǎng)接入層和應(yīng)用控制層之間信息通信，主要是現(xiàn)行的通信網(wǎng)絡(luò)，包括Internet、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)、公共交換網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)專網(wǎng)等。

三、移動(dòng)通信系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用優(yōu)勢

移動(dòng)通信系統(tǒng)在傳輸技術(shù)方面有其獨(dú)特和便利之處，隨著移動(dòng)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，在通信傳輸、設(shè)備維護(hù)、運(yùn)營管理等方面都具有其他網(wǎng)絡(luò)所不可以擬的優(yōu)勢。移動(dòng)通信系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）移動(dòng)通信系統(tǒng)的終端設(shè)備，可以及時(shí)隨網(wǎng)絡(luò)接點(diǎn)的變化而變化，它不僅是通信過程中良好的傳輸介質(zhì)，也是物聯(lián)網(wǎng)通信節(jié)點(diǎn)，與物聯(lián)網(wǎng)感知終端達(dá)到良好的互聯(lián)互通。

（二）移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展時(shí)間較長，通信技術(shù)也比較成熟，通信的覆蓋范圍也非常廣泛，是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸很好的應(yīng)用通信網(wǎng)絡(luò)。

（三）移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的管理維護(hù)功能都非常完善，可以很好的保證物聯(lián)網(wǎng)在運(yùn)行過程中的安全性?？梢哉f，物聯(lián)網(wǎng)通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行相應(yīng)的管理維護(hù)，其穩(wěn)定性和安全性都有較好的保障。

四、物聯(lián)網(wǎng)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用分析

從物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架中可以看出，運(yùn)營商最關(guān)注的關(guān)鍵點(diǎn)是承載網(wǎng)絡(luò)層這部分，因?yàn)槌休d網(wǎng)絡(luò)層主要是為Internet的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議提供支持，以及為數(shù)據(jù)和信息傳遞提供高效低費(fèi)的傳輸，其網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和安全性也需有較高的要求。為了滿足物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展需求，大量的物聯(lián)業(yè)務(wù)必然對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求，具體要求體現(xiàn)在：（1）靈活接入，覆蓋廣泛，良好的接入泛在性。（2）高帶寬，更多業(yè)務(wù)承載，更大的數(shù)據(jù)和信息容量，使其通信承載呈現(xiàn)寬帶化。（3）接入安全性高，信號(hào)穩(wěn)定，不易受外界干擾。在當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的階段，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，使其對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)的依賴也越來越多。而移動(dòng)通信技術(shù)的進(jìn)步和更新，也為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了良好的網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)。

（一）接入泛在性

物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)是將傳感技術(shù)不同物體相關(guān)數(shù)據(jù)和信息通過網(wǎng)絡(luò)傳遞到下一下處理單位，這方面，就要求物聯(lián)網(wǎng)的承載網(wǎng)絡(luò)能夠隨時(shí)隨地的接收和傳遞不同物體發(fā)出的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，并將準(zhǔn)確安全的傳遞出去，不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制。在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中，主要分為幾個(gè)類型：控制型（路燈控制、智能交通等）、監(jiān)控型（環(huán)境監(jiān)控、視頻監(jiān)測及其他狀態(tài)監(jiān)測等）、查詢型（物流信息查詢、遠(yuǎn)程抄讀、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)查詢等）、掃描型（手機(jī)支付、指紋支付、人臉信息等）等?？梢哉f，不同類型應(yīng)用對(duì)于QoS的需求也有很大的差異，這也造成了對(duì)于承載網(wǎng)絡(luò)承載要求也各具特點(diǎn)。針對(duì)不同的應(yīng)用需求，全面接入并能夠承載物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)應(yīng)用要求的網(wǎng)絡(luò)也必須具有靈活的接入方式、無縫的廣域覆蓋等基本特點(diǎn)，才能為物聯(lián)網(wǎng)中物與物、人與物之間的安全通信提供良好的網(wǎng)絡(luò)載體支持。當(dāng)前，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)可以滿足物聯(lián)網(wǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的要求，也可以利用其數(shù)據(jù)的高速傳輸實(shí)現(xiàn)與不同業(yè)務(wù)平臺(tái)的聯(lián)通。

（二）承載寬帶化

過去移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，主要以滿足人與人的通信為重心，在通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和建設(shè)中也都以其為設(shè)計(jì)和建設(shè)、發(fā)展的方同。但隨著物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，使得通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)大量增加，而且這些節(jié)點(diǎn)的通信特征與人人通信有很大的差異，其海量信息和數(shù)據(jù)的傳輸，給通信網(wǎng)絡(luò)帶來了較大的壓力。

在當(dāng)前移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展所帶來的承載壓力面前，需要在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源基礎(chǔ)上，進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)型，通過將承載應(yīng)在充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源的原則下，積極轉(zhuǎn)型，“以承載人與物、物與物的通信”為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和發(fā)展的方向，也可以根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)要對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)的不同要求，提供個(gè)性的網(wǎng)絡(luò)承載服務(wù)?？偟膩砜?，當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展業(yè)務(wù)量還比較少，內(nèi)容也不夠豐富。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的終端配置和管理在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)上基本可以滿足其承載要求。但隨著物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的不斷豐富與發(fā)展，必將迎來一下快速發(fā)展的時(shí)期，如果移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)不能夠及時(shí)預(yù)期物期網(wǎng)的發(fā)展需求，未來必將承受更多的通信壓力，如IP地址、傳輸帶寬等。因此，通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化和改造升級(jí)，比如引入智能管理平臺(tái)，這樣即可以活調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)資源，緩解網(wǎng)絡(luò)壓力，保障服務(wù)質(zhì)量。又實(shí)現(xiàn)對(duì)不同業(yè)務(wù)和用戶的區(qū)分及分類，相應(yīng)采取不同的承載策略，從而提高移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的針對(duì)性。至于網(wǎng)絡(luò)寬帶化方面，在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，終端側(cè)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)兆級(jí)帶寬的快速接入，互聯(lián)鏈路也實(shí)現(xiàn)交換智能化，具備高可用性、端口可擴(kuò)展性等關(guān)鍵特性，承載網(wǎng)IP正在逐步實(shí)現(xiàn)，OTH、ROADM等技術(shù)的光傳送網(wǎng)，對(duì)于在接入網(wǎng)和核心網(wǎng)之間建立了高效的信息化通道，這也是網(wǎng)絡(luò)寬帶化的基礎(chǔ)，總之，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展和提升，為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供了良好的平臺(tái)。

（三）安全性

在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中，物與物、人與物的互聯(lián)，需要通過大量的信息采集和交換才可以實(shí)現(xiàn)，而信息安全以及隱私保護(hù)是其安全性的重要體現(xiàn)。而移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過多年的運(yùn)營，其網(wǎng)絡(luò)安全性可以提供良好的保障。具體來講主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面中，一方面是信號(hào)的安全。在物聯(lián)網(wǎng)中，其信息的載體是射頻等無線信號(hào)，如果一旦信號(hào)受到安全威脅，將會(huì)造成不估量的影響和損伯。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)作為物聯(lián)網(wǎng)的承載網(wǎng)絡(luò)，也必須在物聯(lián)網(wǎng)廣泛部署的信息采集、處理、傳輸、響應(yīng)等環(huán)節(jié)，避免或發(fā)生信號(hào)互擾與惡意干擾事件的發(fā)生。還要注意重要信息被竊取或篡改的可能，這對(duì)于不同領(lǐng)域，如軍事、安全部門、交通、能源、金融、氣象等，危害更為嚴(yán)重。另一方面是接入安全。物聯(lián)網(wǎng)利用無線射頻識(shí)別技術(shù)，通過無線方式對(duì)射頻IC卡、讀卡器等的物品信息RFID代碼進(jìn)行傳輸，如果這些重要信息被惡意截獲或篡改，必將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的安全問題，不僅對(duì)網(wǎng)絡(luò)用戶造成威脅，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)也造成極大的危害。因此，移動(dòng)通信運(yùn)營商可以積極介入無線傳感網(wǎng)絡(luò)的安全領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)鏈下移，保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接入安全。

五、總結(jié)

物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為推動(dòng)各行各業(yè)創(chuàng)新發(fā)展和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵使能技術(shù)，而移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與進(jìn)步，可以很好的推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不斷發(fā)展，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于更為廣泛的行業(yè)領(lǐng)域，培育物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)體系的發(fā)展壯大。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商與應(yīng)致力于與物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)創(chuàng)新伙伴一起，探索新模式，開創(chuàng)新機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)合作共贏，加快物聯(lián)網(wǎng)在中國大規(guī)模商用部署的步伐。

作者單位：中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司黑龍江分公司