物聯(lián)網(wǎng)對計算機通信網(wǎng)絡(luò)的影響研究

張 濤，趙 亮

（中國石油天然氣股份有限公司長慶油田通信處，西安 710021）

0 引言

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展給人們的生活和生產(chǎn)帶來了極大的便捷，特別是伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人和物、人和人以及物和物間的距離被逐漸拉近。物聯(lián)網(wǎng)，作為互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展中的重要產(chǎn)物，其不斷發(fā)展也給計算機通信網(wǎng)絡(luò)帶來了較大的影響，不但推動著計算機通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方式的多樣化，應(yīng)用范圍的廣泛化，同時還在較大程度上促進了計算機通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)量的提升，確保了計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定和安全。故而，對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給計算機通信網(wǎng)絡(luò)所帶來的影響進行深入的分析和探討，對促進計算機通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義和價值。

1 物聯(lián)網(wǎng)的含義和特征

物聯(lián)網(wǎng)指的是基于國際標(biāo)準通信協(xié)議，能夠使信息和數(shù)據(jù)實現(xiàn)交換及通信，同時有助于實現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)智能化、自動化的網(wǎng)絡(luò)體系。簡單而言，物聯(lián)網(wǎng)即是可以讓物物實現(xiàn)連接的網(wǎng)絡(luò)［1］。

物聯(lián)網(wǎng)的特征主要包括以下幾個方面。首先，物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)Ω黝愇矬w信息進行整體感知。物聯(lián)網(wǎng)可以感知事物的變化形式和屬性狀態(tài)，同時采用某種形式將其呈現(xiàn)出來。例如，物聯(lián)網(wǎng)可以利用智能傳感器、二維碼以及射頻識別技術(shù)等感知設(shè)備對各類物體的信息進行獲取。其次，物聯(lián)網(wǎng)可以確保信息接收、傳輸以及發(fā)送過程的安全和可靠性，同時使前面所感知的信息由一端向另一端進行傳送。物聯(lián)網(wǎng)和無線網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的融合，能夠使物體信息實現(xiàn)實時、精準的傳輸。最后，物聯(lián)網(wǎng)可以通過各類智能技術(shù)，實現(xiàn)對信息的感知和數(shù)據(jù)的傳輸，并對其加以智能化分析、處理與檢測［2］。

2 物聯(lián)網(wǎng)的整體架構(gòu)

當(dāng)前，我國的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)應(yīng)用和研究依然處于發(fā)展初期，未能構(gòu)建較為成熟的應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準，也未創(chuàng)建出統(tǒng)一的架構(gòu)系統(tǒng)。結(jié)合中國移動所提出的相關(guān)理論及學(xué)者對其所做出的總結(jié)和歸納，認為物聯(lián)網(wǎng)整體架構(gòu)可分為3 個部分，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層［3］，具體如圖1 所示。

由此可見，物聯(lián)網(wǎng)基于移動網(wǎng)絡(luò)，并在此基礎(chǔ)上增加了與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)較為適宜的感知層與應(yīng)用層，進而構(gòu)建出三層整體架構(gòu)。

2.1 感知層

圖1 物聯(lián)網(wǎng)的三層架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中的感知層，不但能由傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，還能夠由具有通信能力的機器對機器（Machine-To-Machine，M2M）終端構(gòu)成。就終端設(shè)備而言，其主要由傳感器、通信終端以及RFID 讀寫器等構(gòu)成。而就傳感器網(wǎng)絡(luò)來看，則是由具有相同功能的傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點構(gòu)成，使信息利用傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)傳輸。換句話說，當(dāng)感知層當(dāng)中的傳感器對信息感知后，會通過網(wǎng)絡(luò)層和通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)加以傳輸。在此過程當(dāng)中，由于終端節(jié)點和感知節(jié)點處在一種沒有監(jiān)管的情況下，很容易遭受非法侵入，因此應(yīng)該通過認證技術(shù)，確保物聯(lián)網(wǎng)終端節(jié)點可以更為安全地對信息進行傳輸。

2.2 網(wǎng)絡(luò)層

就網(wǎng)絡(luò)層而言，不但要對通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進行考慮，同時還應(yīng)該結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準對當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進行調(diào)整，從而構(gòu)建全新的網(wǎng)絡(luò)層。就構(gòu)成來看，網(wǎng)絡(luò)層不但包含核心網(wǎng)、接入網(wǎng)，還包括承載網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)管理中心。而與網(wǎng)絡(luò)層相連接的網(wǎng)絡(luò)則具有多種類型，不論是無線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Network，WLAN）、全球移動通信系統(tǒng)（Global System for Mobile Communications，GSM)/通用分組無線服務(wù)技術(shù)（General Packet Radio Service，GPRS），還是無源光纖網(wǎng)絡(luò)（Passive Optical Network，PON）、時分同步碼分多址-3G 的國產(chǎn)標(biāo)準（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，TD-SCDMA）、時分長期演進技術(shù)-移動4G 網(wǎng)絡(luò)（Time Division-Long Term Evolution，TD-LTE）等，都能夠與網(wǎng)絡(luò)層相連。就物聯(lián)網(wǎng)管理中心來看，其具有核心控制的作用，可以從多個方面對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用加以管理和操作，既包含費用計算、找尋地址等，還可以為和物聯(lián)網(wǎng)連接的上游提供據(jù)具有較強適用性的應(yīng)用接口，同時向下游的應(yīng)用設(shè)備和應(yīng)用網(wǎng)關(guān)進行相應(yīng)的信息傳輸［4］。

2.3 應(yīng)用層

應(yīng)用層主要包括對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行支撐的應(yīng)用子層和對信息加以處理的應(yīng)用子層兩個部分。就處理信息的應(yīng)用子層來看，其可以向物聯(lián)網(wǎng)提供各種通用且基礎(chǔ)性的計算數(shù)據(jù)和處理信息等方面的服務(wù)。而物聯(lián)網(wǎng)基于此應(yīng)用子層，則可以與更多的領(lǐng)域相適應(yīng)。當(dāng)前，伴隨物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層技術(shù)的迅速發(fā)展，其在智能建筑、智能家居、道路交通和生態(tài)農(nóng)業(yè)等諸多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。同時，借助通信技術(shù)的支撐，應(yīng)用層還可以達到和網(wǎng)絡(luò)層間的統(tǒng)一和對接。

3 物聯(lián)網(wǎng)對計算機通信網(wǎng)絡(luò)的影響

3.1 感知層對計算機通信網(wǎng)絡(luò)帶來的影響

在物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中，感知層是最為基礎(chǔ)的層級，是物聯(lián)網(wǎng)作用得以有效發(fā)揮的支撐，更是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的核心和進行信息采集的關(guān)鍵部分。通過對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和技術(shù)的運用，感知層能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)所覆蓋范圍的信息加以獲取與探索，同時利用傳輸層將所獲得的信息傳遞給應(yīng)用層。而網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍中的信息并非單純的數(shù)據(jù)信息或圖像信息，感知層需通過網(wǎng)關(guān)將網(wǎng)絡(luò)配置與信息進行連接，進而對信息進行傳遞。因此，在網(wǎng)絡(luò)連接當(dāng)中，網(wǎng)關(guān)具有不可忽視的作用，通過網(wǎng)關(guān)可以使傳感器在對信息感知后，通過有關(guān)算法深入地分析信息。

3.2 傳輸層對計算機通信網(wǎng)絡(luò)的影響

在通信網(wǎng)絡(luò)中，傳輸層主要是將感知層和通信網(wǎng)連接起來。傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，互聯(lián)網(wǎng)功能需借助對分散通信節(jié)點的統(tǒng)一管理得以實現(xiàn)。然而，伴隨物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，通信節(jié)點呈現(xiàn)出較強獨立性和私密性的特征。為了更好地滿足物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需求，傳輸層不但要使以往的信息傳輸與模擬信息的傳遞作用得到延續(xù)，同時還要與互聯(lián)網(wǎng)相融合，進而構(gòu)建人和物、物和物間的聯(lián)系。當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)處在運行狀態(tài)時，會對運行空間提出更高的要求，而由于其本身具有獨立性與復(fù)雜性，故而在不同程度上會給通信網(wǎng)絡(luò)帶來影響。因為計算機個體處于一種分散的狀態(tài)，因此只有構(gòu)建計算機網(wǎng)絡(luò)才可以將計算機個體進行有效的連接，從而實現(xiàn)對計算機的集中管理，使其所具有的集群效應(yīng)得到充分發(fā)揮，提高工作效率。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，就要對不同的通信節(jié)點加以嚴格的管控。然而就目前的狀況而言，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通信技術(shù)間具有較大的差異，這直接造成整體網(wǎng)絡(luò)面臨著較大的運行壓力，而相應(yīng)地增加了對計算機進行集中管控的困難［5］。

3.3 應(yīng)用層對計算機網(wǎng)絡(luò)帶來的影響

在物聯(lián)網(wǎng)運行的過程中，要通過應(yīng)用層處理和加工信息，使處理和加工后的信息為物聯(lián)網(wǎng)終端用戶提供相應(yīng)的依據(jù)與參考，進而提供智能與人性化的服務(wù)。為此，應(yīng)用層需對設(shè)備進行不斷的優(yōu)化，推動不同網(wǎng)絡(luò)彼此融合，進而滿足用戶的多樣化需求，讓應(yīng)用層在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展當(dāng)中提供強有力的支撐。然而，因為應(yīng)用層功能及其特點方面所具有的局限性，使傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)受到了一定程度的制約，進而使通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展受到影響。加上物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所要求上的獨立性，增加了通信網(wǎng)絡(luò)的壓力。作為物聯(lián)網(wǎng)運行的關(guān)鍵所在，應(yīng)用層能夠讓物和物間構(gòu)建聯(lián)系，進而達成對物的管控，突破時間和區(qū)域的限制實現(xiàn)對信息的操作。而要促進物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，就一定要對相關(guān)產(chǎn)業(yè)與行業(yè)市場加以整合，進而在云計算通信網(wǎng)絡(luò)平臺當(dāng)中，搭建起物和物之間的信息交流，創(chuàng)設(shè)出物聯(lián)網(wǎng)得以發(fā)展的良好環(huán)境。由此，不但能夠使物聯(lián)網(wǎng)所具有的獨立性和通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)性間所具有的沖突得到良好解決，還能夠提升物聯(lián)網(wǎng)運行效率的，提高物聯(lián)網(wǎng)的適用性［6］。

4 結(jié)語

網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展不但給人們的工作和生活帶來了極大的便捷，同時加快了信息傳播的速度，加強了信息交流，提升了工作效率，使數(shù)據(jù)更加系統(tǒng)化。物聯(lián)網(wǎng)是一種新興技術(shù)，利用物聯(lián)網(wǎng)可以使眾多的信息得以共享，進而極大地推動了社會經(jīng)濟的發(fā)展。盡管當(dāng)前我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)仍然處在發(fā)展中，還不夠完善，但伴隨物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，其將給計算機通信網(wǎng)絡(luò)帶來更大的影響，使通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率得到更為有效的提升。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，其在計算機通信網(wǎng)絡(luò)和各個領(lǐng)域中必然會得到更為廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮更為顯著的作用。