11.2.2  推動網(wǎng)絡能力增強

1．網(wǎng)絡能力研究重點

網(wǎng)絡技術的突破將使得海量節(jié)點進行高效數(shù)據(jù)傳輸成為可能。當前的通信網(wǎng)絡經(jīng)過多年發(fā)展，已經(jīng)比較穩(wěn)定，然而，現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡在網(wǎng)絡結(jié)構設計、建設規(guī)模估算等方面都是依照人與人通信的業(yè)務模型來計算的。例如，現(xiàn)有的移動通信網(wǎng)絡，在設計時主要考慮所承載的業(yè)務是語音、上網(wǎng)和短信，從數(shù)據(jù)通道來看，網(wǎng)絡在承載通道設計、信令交互設計、容量和覆蓋規(guī)劃等多個方面，都主要考慮前向流量為主。智慧城市的應用固然包括了人的通信行為，但同時還有很多無人參與的通信場景，或者說是物聯(lián)網(wǎng)的通信場景，這和以往人的通信特征有明顯的區(qū)別，物聯(lián)網(wǎng)類的通信存在以下一些特征。

— 數(shù)據(jù)業(yè)務為主：物聯(lián)網(wǎng)通信以使用數(shù)據(jù)業(yè)務為主，在車載等特定領域有少量語音服務需求；

— 小流量業(yè)務為主：大部分的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務都以傳輸小流量的數(shù)據(jù)為主，并且相當一部分的小流量業(yè)務，要求長時間在線；

— 主要使用反向信道：同樣是使用數(shù)據(jù)通道，用于人之間通信的手機和上網(wǎng)卡類業(yè)務是以使用前向通道為主，而物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務是以反向流量為主；

— 對通信QoS要求不一：人與人的通信，不同的應用場合對通信QoS的要求基本一致，而物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務則不同，根據(jù)不同的應用場景，部分應用數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和可靠性要求較高，部分應用則對此要求不高，因此對網(wǎng)絡的處理要求將更為復雜，既要保證適應各種場合的應用需要，又要兼顧網(wǎng)絡資源的有效利用問題；

— 具有“機器”自動化行為：人與人的通信具有隨機性，而相當一部分的物聯(lián)網(wǎng)通信往往由程序自動化控制，一方面，其行為可預期，另一方面，則缺乏人工智能的判斷邏輯，尤其在發(fā)生一些故障的情況下，可能會由于大量設備不斷地進行機械的自動重試行為，對網(wǎng)絡產(chǎn)生較大影響。

在當前智慧城市的初級階段，物聯(lián)網(wǎng)應用數(shù)量尚不大的情況下，現(xiàn)有網(wǎng)絡基本可以滿足物智慧城市的通信要求，但各種問題已經(jīng)開始逐步顯現(xiàn)；隨著智慧城市發(fā)展的深化，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務數(shù)量擴大，網(wǎng)絡必將產(chǎn)生巨大壓力，甚至也可能進一步影響到現(xiàn)有的人與人的正常通信。因此需要對通信網(wǎng)絡的適應性進行研究，在現(xiàn)有網(wǎng)絡的基礎上，研究和開發(fā)適應和滿足智慧城市通信特征的網(wǎng)絡能力改進，以及與之相適應的通信網(wǎng)絡運維體系，主要的研究內(nèi)容包括以下幾個方面。

— 網(wǎng)絡層業(yè)務特性管理：通信網(wǎng)絡不但能辨識出不同業(yè)務，如人的通信業(yè)務，或者物聯(lián)網(wǎng)通信業(yè)務，而且能對業(yè)務數(shù)據(jù)區(qū)分不同的等級和種類，提供差異性服務；

— 網(wǎng)絡資源分配機制：與現(xiàn)有通信網(wǎng)絡相比，智慧城市的通信網(wǎng)絡要具備能接入海量節(jié)點的能力，并且能根據(jù)不同的業(yè)務特征，有針對性地設計網(wǎng)絡資源的分配機制，保證資源有效利用；

— 網(wǎng)絡性能優(yōu)化機制：通信網(wǎng)絡能進行有針對性的性能優(yōu)化措施（如擁塞控制等），保障通信質(zhì)量；

— 靈活的QoS體系：針對智慧城市應用的差異性，網(wǎng)絡要能夠?qū)崿F(xiàn)差異性的QoS策略，以及QoS保障機制；

— 靈活的網(wǎng)絡安全能力：智慧城市的安全涉及各層面，通信網(wǎng)絡層面，網(wǎng)絡本身應當具備提供更高等級安全策略的能力，并且具備區(qū)分業(yè)務種類進行分別對待的能力；

— 移動性管理機制：智慧城市應用往往會產(chǎn)生跨網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱鼍埃枰芯吭诓煌W(wǎng)絡之間進行移動性管理的措施；

— 網(wǎng)絡管理機制：能對種類繁多的網(wǎng)元進行有效的管理。

2．物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關

將傳感網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡連接的設備稱為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關通常是邏輯實體，可以駐留在各種現(xiàn)有的物理網(wǎng)關中。

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關的主要功能有數(shù)據(jù)匯聚、數(shù)據(jù)傳輸、協(xié)議適配、節(jié)點管理等。

— 數(shù)據(jù)匯聚功能：是指通過網(wǎng)關內(nèi)置的傳感網(wǎng)sink節(jié)點，將傳感網(wǎng)上報的數(shù)據(jù)接收到網(wǎng)關；

— 數(shù)據(jù)傳輸功能：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關具備將匯聚的數(shù)據(jù)經(jīng)由通信網(wǎng)絡進行遠程傳輸，以及接收遠程應用平臺數(shù)據(jù)的能力，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關可以綜合采用多種通信方式，進行遠程通信，如2G/3G、有線、寬帶、窄帶等；

— 協(xié)議適配功能：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關是一個通用的設備，可以靈活支持不同的傳感網(wǎng)技術，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關具備靈活的協(xié)議適配能力，采用不同技術的傳感網(wǎng)節(jié)點通過適配的方式，接入網(wǎng)關，實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程互通；

— 節(jié)點管理功能：傳感網(wǎng)的節(jié)點實際應用中可能數(shù)量眾多，分布較廣，所處環(huán)境無法或不適宜直接進行對節(jié)點終端的配置。因此需要通過網(wǎng)關完成對終端節(jié)點的部分管理，包括節(jié)點配置、狀態(tài)查詢、緊急狀況報警等功能。