物联网网络层技术.ppt

物联网网络层技术介绍 物联网网络层简介 网络层技术主要完成感知信息的可靠传输 物联网涉及的网络技术有多种 可以是有线网络 无线网络 可以是短距离网络和长距离网络 可以是企业专用网络 公用网络 还可以是局域网 互联网等 无线个域网技术 蓝牙技术 ZigBee网络技术 其它无线个域网技术 蓝牙技术 蓝牙技术是一种低成本 低功率近距离无线连接技术标准 是实现数据与话音无线传输的开放性规范 蓝牙技术使用的工作频率为2 4G 2 5G之间 属于免费的ISM频段 蓝牙无线接入技术具有小规模 低成本 短距离连接等特点 能够有效简化掌上电脑 笔记本电脑 手机等移动通讯终端设备之间的通讯 也能够成功地简化以上设备与Internet之间的通讯 使数据的传输变得更加迅速高效 为无线通讯拓宽道路 蓝牙组网方式 ZigBee网络技术 ZigBee网络技术是一种新兴的短距离无线通信技术 主要面向低速率无线个人区域网 典型特征是近距离 低功耗 低成本 低传输速率 主要实用于工业监控 远程控制 传感器网络 家庭监控 安全系统和玩具等领域 ZigBee技术采用三种频段 2 4GHz 868MHz和915MHz ZigBee网络结构 无线个域网技术还有UWB超宽带技术 Z wave技术 RFID通讯技术 NFC和IrDA等 无线局域网技术 Wi Fi技术 Adhoc网络技术 Wi Fi技术 Wi Fi技术是一种将个人电脑 手持设备 如PDA 手机 等终端以无线方式互相连接的技术 Wi Fi技术具有五大技术优势 无线电波覆盖范围广 传输速度相当快 厂商进入该领域的门槛较低 健康安全 目前Wi Fi技术应用现在已经非常普遍 Adhoc网络技术 Adhoc网络是一种特殊的无线移动网络 网络中所有结点的地位平等 无需设置任何的中心控制结点 网络中的结点不仅具有普通移动终端所需的功能 而且具有报文转发能力 Adhoc网络特点 1 无中心Adhoc网络没有严格的控制中心 所有结点的地位平等 即是一个对等式网络 结点可以随时加入和离开网络 任何结点的故障不会影响整个网络的运行 具有很强的抗毁性 2 自组织网络的布设或展开无需依赖于任何预设的网络设施 结点通过分层协议和分布式算法协调各自的行为 结点开机后就可以快速 自动地组成一个独立的网络 3 多跳路由当结点要与其覆盖范围之外的结点进行通信时 需要中间结点的多跳转发 与固定网络的多跳不同 Adhoc网络中的多跳路由是由普通的网络结点完成的 而不是由专用的路由设备 如路由器 完成的 4 动态拓扑Adhoc网络是一个动态的网络 网络结点可以随处移动 也可以随时开机和关机 这些都会使网络的拓扑结构随时发生变化 这些特点使得Adhoc网络在体系结构 网络组织 协议设计等方面都与普通的蜂窝移动通信网络和固定通信网络有着显著的区别 Adhoc网络应用领域 1 军事应用军事应用是Adhoc网络技术的主要应用领域 因其特有的无需架设网络设施 可快速展开 抗毁性强等特点 它是数字人战场通信的首选技术 Adhoc网络技术已经成为美军战术互联网的核心技术 美军的近期数字电台和无线互联网控制器等主要通信装备都使用了Adhoc网络技术 2 传感器网络传感器网络是Adhoc网络技术的另一大应用领域 对于很多应用场合来说传感器网络只能使用无线通信技术 而考虑到体积和节能等因素 传感器的发射功率不可能很大 使用Adhoc网络实现多跳通信是非常实用的解决方法 分散在各处的传感器组成Adhoc网络 可以实现传感器之间和与控制中心之间的通信 这在爆炸残留物检测等领域具有非常广阔的应用前景 3 紧急应用在发生了地震 水灾 强热带风暴或遭受其他灾难打击后 固定的通信网络设施 如有线通信网络 蜂窝移动通信网络的基站等网络设施 卫星通信地球站以及微波接力站等 可能被全部摧毁或无法正常工作 对于抢险救灾来说 这时就需要Adhoc网络这种不依赖任何固定网络设施又能快速布设的自组织网络技术 类似地 处于边远或偏僻野外地区时 同样无法依赖固定或预设的网络设施进行通信 Adhoc网络技术的独立组网能力和自组织特点 是这些场合通信的最佳选择 4 个人通信个人局域网 PAN PersonalAreaNetwork 是Adhoc网络技术的另一应用领域 不仅可用于实现PDA 手机 手提电脑等个人电子通信设备之间的通信 还可用于个人局域网之间的多跳通信 蓝牙技术中的超网 Scatternet 就是一个典型的例子 无线城域网技术 无线城域网技术 在无线局域网 WLAN 势头正劲之际 出现了无线城域网 MAN 技术 与为无线局域网制定802 11标准一样 IEEE为无线城域网推出了802 16标准 同时业界也成立了类似WiFi联盟的WiMAX论坛 WiMAX技术优势 传输距离远 接入速度高 无 最后一公里 瓶颈限制 系统容量大 提供广泛的多媒体通讯服务 互操作性好 应用范围广 WiMAX组网模式 无线广域网络技术 GSM技术 GPRS技术 3G技术 4G技术 GSM技术 GSM是GlobalSystemForMobileCommunications的缩写 由欧洲电信标准组织ETSI制订的一个数字移动通信标准 GSM是全球移动通信系统 GlobalSystemforMobilecommunications 的简称 GSM属于第2代 2G 蜂窝移动通信技术 模拟蜂窝技术被称为一代移动通信技术 宽带CDMA技术被称为三代移动通信技术 即3G GPRS技术 通用分组无线服务技术 GeneralPacketRadioService 的简称 缩写GPRS GPRS经常被描述成 2 5G 也就是说这项技术位于第二代 2G 和第三代 3G 移动通讯技术之间 它通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道 提供中速的数据传递 GPRS突破了GSM网只能提供电路交换的思维方式 只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换 这种改造的投入相对来说并不大 但得到的用户数据速率却相当可观 而且 因为不再需要现行无线应用所需要的中介转换器 所以连接及传输都会更方便容易 GPRS技术特点 传输速率高 接入速度快 可永久连接 丰富的数据业务 计费更加合理 3G技术 3G是 第三代移动通信技术 英语 3rd Generation 的缩写 也就是IMT 2000 InternationalMobileTelecommunications 2000 是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术 3G服务能够同时传送声音 通话 及信息 电子邮件 实时通信等 3G的代表特征是提供高速数据业务 速率一般在几百kbps以上 3G存在四种标准 CDMA2000 WCDMA TD SCDMA WiMAX 3G主要特点 能够提供各种宽带信息业务 具有多媒体功能 能够克服包括多径衰减 多址干扰 远近效应等技术难题 实现数据业务 具有高频谱利用率 解决全球存在的系统容量问题 系统设备低价位 业务服务高质量 低价位 能够满足个人通信化的要求 4G技术 第四代移动电话行动通信标准 fourthgeneratingofmobilephonemobilecommunicationsstandards 缩写为4G 指的是第四代移动通信技术 4G是集3G与WLAN于一体 并能传输高质量视频图像 4G特点 1 通信速度更快 2 网络频谱更宽 3 通信更加灵活 4 智能性能更高 5 兼容性能更平滑 6 提供各种增值服务 7 实现更高质量的多媒体通信 8 频率使用效率更高 9 通信费用更加便宜 物联网其它网络技术 有线通信网络技术 M2M技术 三网融合技术 有线通信网络技术 物联网中有线通信网络技术主要包括长距离通信网络技术和短距离通信网络技术 其中长距离通信网络技术主要是支持IP的网络的网络 如计算机网 广电网 电信网以及国家电网等通信网络 短距离有线通信网络技术主要包括目前流行的10多种现场总线控制系统 如ModBus DeviceNet 电力载波通信PLC等网络技术 短距离有线通信网络主要应用于楼宇自动化 工业工程自动化 电力行业等领域 M2M技术 M2M是 机器对机器通信 MachinetoMachine 或者 人对机器通信 MantoMachine 的简称 主要是指通过 通信网络 传递信息从而实现机器对机器或人对机器的数据交换 也就是通过通信网络实现机器之间的互联 互通 移动通信网络由于其网络的特殊性 终端侧不需要人工布线 可以通过移动性支撑 有利于节约成本 并且可以满足在危险环境下的通信需求 使得以移动通信网络作为承载的M2M服务得到了业界的广泛关注 M