信息传输:网络连接分散难题待破解

　　物联网的真正价值在于网，而不在于物。在网络的支撑下，复杂的关联世界将变得简单。

　　目前，物联网感知层的技术相对比较成熟，在各行各业也有比较成功的应用，但是如果感知的信息没有一个庞大的网络体系对其进行支撑，就谈不上应用。不同的网络传输方式构建了一个极其复杂的传输平台，也成为物联网发展不可或缺的组成部分。

　　在物联网的机遇期，传输层涉及到的异构网问题、IP地址问题，以及安全问题等都将成为“木桶理论”上重要的一环，需要及时解决。

　　物联网的传输层主要用来把感知层收集到的信息安全可靠地传输到信息处理层，然后根据不同的应用需求进行信息处理，由不同的网络支撑起一个无所不能的大网。物联网的四大支撑网络包括：短距离无线通信网，包括10多种已存在的短距离无线通信(如Zigbee、蓝牙、RFID等)标准网络以及组合形成的无线网状网(Mesh Networks)；长距离无线通信网，包括GPRS/CDMA、3G、4G网以及真正的长距离GPS卫星移动通信网；短距离有线通信网，主要依赖10多种现场总线(如ModBus、DeviceNet等)标准，以及PLC电力线载波等网络；长距离有线通信网，支持IP协议的网络，包括计算机网、广电网、电信网以及国家电网的通信网。

　　因此，信息传输过程可能要经过一个或多个不同架构的网络进行信息交接才能完成。目前，物联网产业规模还未壮大，不同行业之间的协同也未形成大的氛围，物联网应用在相当一段时间内都将主要在内网和专网中运行，仍然是分散的众多“物连网”。例如智能交通目前还只限于对危险车辆的监控，而远未能达到疏导交通流量的目的。但最终，这样的局面将被打破，从而形成真正的“物联网”。

　　在分散的“物连网”阶段，物联网对传输层的压力还主要集中在内网和专网，而当某些应用快速增长之后，传输层能否挑起重担？

　　任何产业都需要应用的推进，在物联网的应用模式中，智能交通和智能电网以及安防行业在这几年都得到了较快发展。目前，我们冷静审视市场和研发技术，会发现发展的重心偏于前端设备，传输层的建设还远未达到迎接物联网产业规模爆发的水平。

　　例如：在安防行业中，需要视频高清监控的支撑，而上传一路高清视频目前几乎需要4M～8M光纤。由于我国的通信基础设施基本只能满足目前互联网的应用，而真正物联网的通信流量是互联网的很多倍，因此目前的网络设施根本无法支撑这样的强度。

　　即使现在北京等大城市逐步推行光纤取代ADSL，但是目前的基础网络环境在相当一段时间内仍不会有本质的改变。面临更多的行业应用需求，如何让高负荷传输网络真正落地是必须突破的瓶颈。

　　物联网传输层的产业规模必然会在市场明朗期快速增长，而在爆发之前，传输层是否做好准备来迎接这一机遇期呢？从宏观看到局部，传输层确实还面临着一些具体问题，例如：异构网的问题，IP地址的问题以及安全的问题等等。

　　所谓异构网是指网络不具有相同的传输性质和通信协议。物联网需要不同的网络为用户提供多种多样的连接方式。目前，不同类型的网络之间的连接大多是异构网间的连接。但是，要实现真正意义的自组织、自适应，并且实现具有端到端质量保证QoS的服务，还需要充分利用不同网络间的互补特性，实现异构无线网络技术的有机融合。异构网络融合是下一代网络发展的必然趋势。其中，具有QoS保证的关键技术与通信容量的研究是异构网络融合中的关键课题。异构网络资源的复杂性、网络状态的多样性、各网络的差异性等特点给研究带来了一定的挑战。

　　IP地址的问题仅次于异构网带来的挑战。有线广域网在物联网应用中的一个劣势就是IP地址不够的问题，在IPv6未全面实施之前，这个问题将制约有线网在物联网业务中的使用。尽管如此，中国电信、歌华有线等以有线网络为主的营运商也都有清晰的物联网业务计划，例如在智能家庭网关领域，歌华有线凭借机顶盒的部署基础占据一定优势。而无线广域网可以通过发SIM卡的方式解决每个智能物件对应一个ID的问题。

　　在传输层，异构网络信息交换的安全性也将成为其中的脆弱点，特别在网络认证方面，难免存在中间人攻击和其他类型的攻击。这些攻击都需要有更高的安全防护措施。目前局部的或小规模的物联网示范工程项目尚不存在太多的信息安全问题，但是，一旦这些示范工程将来发展成为真正物联网的一部分，当前看似安全的体系可能在将来出现重大安全隐患。如何在物联网建立初期就建立严格规范的信息安全架构，关系到这些系统能否在真正物联网系统下具备良好的安全措施，或许能够对安全措施进行升级，以保障系统的可靠性。

　　中国移动无锡物联网研究院院长赵君立

　　“一方面充分发挥现有通信网络能力，并与传感器网络等近距离通信传输技术相融合；另一方面在下一代通信技术领域，加大投入力度，掌握关键技术和自主知识产权。”

　　《物联网发展十二五规划》提出在传输技术领域的主要任务之一是在适用于固定、移动、有线、无线的多层次物联网组网技术方面取得突破。为此，一方面要充分发挥现有通信网络能力，并与传感器网络等近距离通信传输技术相融合；另一面，在以TD-LTE为代表的下一代通信技术领域，加大投入力度，掌握关键技术和自主知识产权，为物联网应用规模发展提供一个可靠、安全、高效的传输网络。

　　要实现物联网又好又快发展，应做到应用、网络、终端三个方面全面推进：一是要大力推动物联网技术在工业、农业、公共服务中的应用，以无线城市建设为契机，积极推进在公共安全、医疗卫生、智能家居等领域的规模发展。二是要加速无线通信传输网络的建设，加大支持力度，尤其是在具有自主知识产权的3G、4G技术上，应该加大研发资源、网络建设资源、频谱资源等方面的政策倾斜力度，推动网络设备制造业和物联网应用的融合。三是要在物联网终端研发制造领域，重点研究低功耗技术、供电技术和终端产业化技术，并争取在核心芯片制造、操作系统开发、测试仪表研制等方面，实现重点突破，从而促进物联网技术的应用和普及。

　　物联网传输技术包括近距离通信技术和以现有移动、固定网络为代表的广域通信技术。近距离通信技术以WSN、Wi-Fi、NFC等技术为代表，是适合感知层组网的传输技术。在广域传输技术领域中，我国在3G和4G移动通信技术(如TD-SCDMA、TD-LTE)方面拥有核心自主知识产权，这些技术在安全、成本、频谱利用率等方面优势明显。在核心技术上，主要是在高精度传感器研究、制造方面，与发达国家相比，还存在一定的差距，缺少足够的核心技术专利，这对我国物联网的安全和产业的成熟构成了比较大的挑战。

　　国家在支持物联网传输层的发展上可以从以下四个方面推动：一是在TD-LTE等核心传输技术方面，需要从频率资源、关键技术研发、测试仪器仪表研究和生产等角度加大政策支持力度；二是要鼓励物联网技术与TD-LTE相结合的核心技术的研究与应用开发，构建规模产业环境；三是要积极促进物联网技术与无线城市等信息化应用的结合，鼓励和扶持物联网应用与自主知识产权技术的普及；四是要加强公共服务平台建设，应鼓励建设公共的物联网应用孵化支撑平台，快速地实现应用聚集、需求聚集、产业聚集。

　　M2M是目前物联网应用的主要形态，现阶段M2M应用的发展重点还是集中在智能采集领域，因为物联网应用的规模发展有赖于M2M所采集的大量信息数据。

　　当前M2M面临的主要瓶颈有四个方面：一是存在行业公共信息共享壁垒，各个产业部门的信息还不能完全开放，造成信息采集困难，影响应用的生成和普及；二是低功耗技术和高效的电池供电技术存在不足，制约了M2M终端的部署位置和范围；三是高精度传感器主要依赖进口，传感器价格过高，阻碍M2M规模发展；四是市场对物联网应用价值的认知和接受存在偏差，严重阻碍着有效需求的形成，物联网应用需求零散，不成规模，给产业化进程带来阻碍。

　　M2M的发展是物联网应用发展的基础，其成功应用取决于我国工业化和信息化融合的程度和水平，这是一个系统工程，不可能“一蹴而就”。因此，我们应以《物联网发展十二五规划》所提出的重点领域示范工程为契机，加强与TD-LTE等核心传输技术和无线城市等规模应用的深度融合，并在应用部署、产业园区规划、应用系统开发、重点工程建设等方面，出台明确的技术应用需求，鼓励各种信息采集技术的引入和普及，提升信息化应用的技术水平，实现信息采集数量和采集水平的不断提高，促进物联网产业和谐发展。

　　大唐移动政企网事业部高级方案经理帅新平

　　“以TD及物联网领域的核心技术、专利为依托，通过先期实施相关重大产业项目的契机，引进和带动相关领域的上下游企业。”

　　传输层作为信息输送的管道，在物联网网络架构中发挥着重要的作用。传输层主要分为有线通信和无线通信。两种通信方式对物联网产业来说具有同等重要，起互相补充的作用。例如：工业和信息化部“两化融合”业务中大部分还是有线通信，有线通信将来会成为物联网产业发展的主要支撑，但无线通信技术也是不可或缺的。

　　目前，主流的物联网有线传输技术主要有PSTN、ADSL、Field Bus；无线传输技术主要有GSM、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、GPRS、蓝牙、WiFi、WiMAX、ZigBee等等。这里重点说下Wi-Fi，俗称无线宽带网。作为目前无线IP传输的成熟技术，由于其具有传输距离远、带宽高、组网容易等特点，在各行各业已被广泛使用。伴随着我国三大运营商大规模建设基于Wi-Fi技术的“无线城市”，其物联网应用架构已然形成。值得一提的是TD-SCDMA是具有我国自主知识产权的第三代移动通信国际标准，在带宽、安全性上具有其他技术不可比拟的优势，并且由中国移动主导进行了全国范围内的组网，已形成了大规模商用。

　　在技术的核心性上，我国的定义与欧美发达国家不同。我们计划在传感器网节点、传感器网关，超高频RFID、有源RFID和RFID中间件产业进行发展和突破，而欧美发达国家则重点关注微电子、非硅组件、能源获取技术、无所不在的定位、无线智能系统网络、安全设计、软件仿真等方面。

　　物联网对产业的带动需要政府、运营商以及中央、各地方有实力的企业共同努力，由政府制定相关政策，统一规划，对产业链上下游企业进行引导并支持。例如去年，大唐与贵州省人民政府签署关于共同培育贵州省战略性新兴产业战略合作协议，其中，由贵州省政府统一规划，制定相关政策，以TD-SCDMA/TD-LTE以及物联网领域的核心技术、专利为依托，通过先期实施相关重大产业项目的契机，引进和带动相关领域的上下游企业，从而加快实现项目产业化、产业规模化。在具体的政策实践上，除了加强总体规划设计，还需要加快制定国家物联网传输技术标准，推进一批国家级物联网传输技术实验室的建设，推进产学研用一体化进程，支持传输核心关键技术与相关产品的技术创新。同时，政府应该规范和建立物联网传输层技术产业的投融资平台，支持相关企业通过广泛融资尽快将该领域做大做强。