11.2.2  推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)能力增強(qiáng)

1．網(wǎng)絡(luò)能力研究重點(diǎn)

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的突破將使得海量節(jié)點(diǎn)進(jìn)行高效數(shù)據(jù)傳輸成為可能。當(dāng)前的通信網(wǎng)絡(luò)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(luò)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建設(shè)規(guī)模估算等方面都是依照人與人通信的業(yè)務(wù)模型來(lái)計(jì)算的。例如，現(xiàn)有的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮所承載的業(yè)務(wù)是語(yǔ)音、上網(wǎng)和短信，從數(shù)據(jù)通道來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)在承載通道設(shè)計(jì)、信令交互設(shè)計(jì)、容量和覆蓋規(guī)劃等多個(gè)方面，都主要考慮前向流量為主。智慧城市的應(yīng)用固然包括了人的通信行為，但同時(shí)還有很多無(wú)人參與的通信場(chǎng)景，或者說(shuō)是物聯(lián)網(wǎng)的通信場(chǎng)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(wù)為主：物聯(lián)網(wǎng)通信以使用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主，在車載等特定領(lǐng)域有少量語(yǔ)音服務(wù)需求；

— 小流量業(yè)務(wù)為主：大部分的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)都以傳輸小流量的數(shù)據(jù)為主，并且相當(dāng)一部分的小流量業(yè)務(wù)，要求長(zhǎng)時(shí)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(jī)和上網(wǎng)卡類業(yè)務(wù)是以使用前向通道為主，而物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)是以反向流量為主；

— 對(duì)通信QoS要求不一：人與人的通信，不同的應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)通信QoS的要求基本一致，而物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)則不同，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，部分應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性要求較高，部分應(yīng)用則對(duì)此要求不高，因此對(duì)網(wǎng)絡(luò)的處理要求將更為復(fù)雜，既要保證適應(yīng)各種場(chǎng)合的應(yīng)用需要，又要兼顧網(wǎng)絡(luò)資源的有效利用問題；

— 具有“機(jī)器”自動(dòng)化行為：人與人的通信具有隨機(jī)性，而相當(dāng)一部分的物聯(lián)網(wǎng)通信往往由程序自動(dòng)化控制，一方面，其行為可預(yù)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(huì)由于大量設(shè)備不斷地進(jìn)行機(jī)械的自動(dòng)重試行為，對(duì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生較大影響。

在當(dāng)前智慧城市的初級(jí)階段，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用數(shù)量尚不大的情況下，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)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(wù)數(shù)量擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)必將產(chǎn)生巨大壓力，甚至也可能進(jìn)一步影響到現(xiàn)有的人與人的正常通信。因此需要對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性進(jìn)行研究，在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，研究和開發(fā)適應(yīng)和滿足智慧城市通信特征的網(wǎng)絡(luò)能力改進(jìn)，以及與之相適應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維體系，主要的研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面。

— 網(wǎng)絡(luò)層業(yè)務(wù)特性管理：通信網(wǎng)絡(luò)不但能辨識(shí)出不同業(yè)務(wù)，如人的通信業(yè)務(wù)，或者物聯(lián)網(wǎng)通信業(yè)務(wù)，而且能對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)分不同的等級(jí)和種類，提供差異性服務(wù)；

— 網(wǎng)絡(luò)資源分配機(jī)制：與現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)相比，智慧城市的通信網(wǎng)絡(luò)要具備能接入海量節(jié)點(diǎn)的能力，并且能根據(jù)不同的業(yè)務(wù)特征，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)資源的分配機(jī)制，保證資源有效利用；

— 網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化機(jī)制：通信網(wǎng)絡(luò)能進(jìn)行有針對(duì)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(duì)智慧城市應(yīng)用的差異性，網(wǎng)絡(luò)要能夠?qū)崿F(xiàn)差異性的QoS策略，以及QoS保障機(jī)制；

— 靈活的網(wǎng)絡(luò)安全能力：智慧城市的安全涉及各層面，通信網(wǎng)絡(luò)層面，網(wǎng)絡(luò)本身應(yīng)當(dāng)具備提供更高等級(jí)安全策略的能力，并且具備區(qū)分業(yè)務(wù)種類進(jìn)行分別對(duì)待的能力；

— 移動(dòng)性管理機(jī)制：智慧城市應(yīng)用往往會(huì)產(chǎn)生跨網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?chǎng)景，需要研究在不同網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行移動(dòng)性管理的措施；

— 網(wǎng)絡(luò)管理機(jī)制：能對(duì)種類繁多的網(wǎng)元進(jìn)行有效的管理。

2．物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)

將傳感網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備稱為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通常是邏輯實(shí)體，可以駐留在各種現(xiàn)有的物理網(wǎng)關(guān)中。

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)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(diǎn)管理等。

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

— 數(shù)據(jù)傳輸功能：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)具備將匯聚的數(shù)據(jù)經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，以及接收遠(yuǎn)程應(yīng)用平臺(tái)數(shù)據(jù)的能力，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以綜合采用多種通信方式，進(jìn)行遠(yuǎn)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(guān)是一個(gè)通用的設(shè)備，可以靈活支持不同的傳感網(wǎng)技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)具備靈活的協(xié)議適配能力，采用不同技術(shù)的傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通過適配的方式，接入網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程互通；

— 節(jié)點(diǎn)管理功能：傳感網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)實(shí)際應(yīng)用中可能數(shù)量眾多，分布較廣，所處環(huán)境無(wú)法或不適宜直接進(jìn)行對(duì)節(jié)點(diǎn)終端的配置。因此需要通過網(wǎng)關(guān)完成對(duì)終端節(jié)點(diǎn)的部分管理，包括節(jié)點(diǎn)配置、狀態(tài)查詢、緊急狀況報(bào)警等功能。