网络发展的方向

网络发展的方向中油新疆培训中心网络培训部Anything、Anytime、Anywhere、Anyapplication宽带移动泛在简单而丰富的应用总体来说，网络是向着更多、更快、更简单的趋势发展主要的技术发展无线网络与移动终端物联网云计算无线网络是指采用无线传输媒体如无线电波、红外线等的网络。与有线网络的用途十分类似，最大的不同在于传输媒介的不同，利用无线电技术取代网线。无线网络技术涵盖的范围很广，既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术无线网络的分类(1)无线广域网(WWAN)(2)无线城域网(WMAN)(3)无线局域网(WLAN)(4)无线个人网(WPAN)WLANWLAN(WirelessLocalAreaNetwork)是指传输范围在100米左右的无线网络，它的推动联盟为WiFiAlliance，可用于单一建筑物或办公室内。802.11数据802.11协议IEEE802.11，1997年，原始标准（2Mbit/s，工作在2.4GHz）IEEE802.11a，1999年，物理层补充（54Mbit/s，工作在5GHz）IEEE802.11b，1999年，物理层补充（11Mbit/s工作在2.4GHz）IEEE802.11g，2003年，物理层补充（54Mbit/s，工作在2.4GHz）IEEE802.11n，2009年，WLAN的传输速率由目前802.11a及802.11g提供的54Mbps、108Mbps，提高到300Mbps甚至高达600Mbps。WLAN网络模式独立型网络模式（independentBSS）基础结构型网络模式基础结构型BSS(infrastructureBSS)扩展服务集合ESS(ExtendedServiceSet)独立型网络模式无需AP支持，站点间可相互通信AdHocWPAN技术两个主要的WPAN技术是“Bluetooth”和红外线。“Bluetooth”是一种电缆替代技术，可以在30英尺以内使用无线电波传送数据。Bluetooth数据可以穿过墙壁、口袋和公文包进行传输。“Bluetooth专门利益组(SIG)”推动着“Bluetooth”技术的发展，于1999年发布了Bluetooth版本1.0规范。作为替代方案，要近距离（一米以内）连接设备，用户还可以创建红外链接。基础结构型BSS站点间不能直接通信，必须依赖AP进行数据传输。AP提供到有线网络的连接，并为站点提供数据中继功能。以太网BSS扩展服务集合ESS一组通过分布式系统（DS）互连的具有相同SSID的BSS。隶属于同一个ESS的工作站可以相互通信。ESSSSID相同以太网BSS2BSS1无线联网的问题与局限性无线传输的干扰因素——多径效应障碍物反射信号，使接收端收到多个不同延迟的信号拷贝。如果收到的多个信号相位破坏性叠加，则相对噪声来说信号强度下降（信噪比减小），导致接收端检测困难。直接信号反射信号反射信号无线联网的问题与局限性无线传输的干扰因素－路径损耗电磁波的穿透性与频率有关，频率越低穿透性越强频率越高，衰减越严重，发射机需要更大的功率，传输范围更短原始信号被衰减的信号不同材质对无线电波的影响材质类型在建筑物中的使用对电波的影响程度木材办公区低石膏内墙低玻璃窗口低砖外墙中混凝土楼板和外墙高金属电梯非常高无线联网的问题与局限性无线传输的干扰因素－电磁干扰同频干扰同一区域内采用相同子信道的AP之间互相干扰射频干扰2.4、5.8GHz为ISM频段，不需授权即可使用。无绳电话、蓝牙设备、微波炉、麦克风干扰的存在会使系统的整体性能有非常明显的下降，在有些时候甚至会失去工作的能力。无线联网的问题与局限性安全性无线电是广播媒质。一个工作站传送，所有其他工作站都能收到。802.11本身并未纳入安全性协议。早期的安全性的级别很低。无线网络必须进行身份验证，以防未经授权的用户访问。提供强势加密和认证技术。加密算法TKIP是TemporalKeyIntegrityProtocol(临时密钥完整性协议)的简称,是一种加密方法.TKIP提供结合信息完整性检查和重新按键机制的信息包密钥.AES是AdvancedEncryptionStandard(高级加密标准)的简称,是Wi-Fi®授权的高效加密标准.无线网络的认证方法WPA是Wi-Fi®ProtectedAccess(Wi-Fi保护接入)的简称,是无线网络的数据加密规格，WPA使用802.1X认证服务器给每个用户分配不同的密钥。WPA-PSK使用预先共享密钥(PSK),字符长度大于7并且小于64无线城域网IEEE为无线城域网推出了802.16标准，规范了一个支持诸如话音和视像等低时延应用的协议，在用户终端和基站(BTS)之间允许非视距的宽带连接，一个基站可支持数百上千个用户，在可靠性和QoS方面提供电信级的性能。WiMAX的全名是微波存取全球互通(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess)，提供低成本，高带宽的接入。中国电信在建设WiMAX网络，主要用于最后一公里的接入及城市热点建设无线广域网网络的分代1G模拟频分2GGSMglobalsystemformobilecommunications3GCDMA技术4GOFDM技术CDMA的基本原理CDMA首先将每一个比特时间划分为m个短的时间间隔，称为码片。m通常是64或128。使用CDMA的每个站都被指派了一个唯一的mbit的码片序列。一个站如何要发送比特1，则发送它自己的码片序列。如果要发送比特0，则发送该码片序列的二进制反码。CDMA的基本原理每一个站分配的码片序列不光互不相同而且要求互相正交（与自己点积是1，与自己的反码点积是-1，与其他码片点积是0）现在假如X站要接收S站发送的数据，X站必须知道S站所特有的码片序列。X站使用它得到的码片序列与接收到的信号进行内积（注意一点，X站收到的是各个站发送序列之和）。那么其他站的信号都被过滤掉，而只剩下S站发送的信号。当S站发送比特1时，在X站计算内积的结果便是+1，当S站发送比特0时，这一结果便是-1。CDMA的基本原理A：(-1-1-1+1+1-1+1+1)B：(-1-1+1-1+1+1+1-1)C：(-1+1-1+1+1+1-1-1)D：(-1+1-1-1-1-1+1-1)CDMA的基本原理手机上网的连接方式WIFIGPRSCDMA物联网技术利用条码、射频识别（RFID）、传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，实现人与人、人与物、物与物的在任何时间、任何地点的连接（anything、anytime、anywhere），从而进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的庞大网络系统。物联网技术普适计算泛在网络物联网RFID传感器网络物联网的特征全面感知可靠传输智能处理感知传输智能利用RFID、传感器、二维码等能够随时随地采集物体的动态信息。通过网络将感知的各种信息进行实时传送。利用计算机技术，及时地对海量的数据进行信息控制，真正达到了人与物的沟通、物与物的沟通。物联网的结构物联网的理论模型智能卡条形码二维码GPS传感器技术网关设备因特网高速数据网络近距离通信跟踪定位智慧星球物联网的体系结构物联网的体系结构应用层•应用层是构建在物联网技术架构之上的应用系统，包括商业贸易、物流、农业、军事等等不同的应用系统。网络层•网络层，即进行信息交换的通信网络，包括有Internet、WIFI网以及无线通信网络等网络。信息采集层•数据采集指通过包括条码、射频识别、无线传感器、蓝牙等在内的自动识别与近场通信技术获取物品编码信息的过程。编码层•编码层是物联网的基石，是物联网信息交换内容的核心和关键字。•编码是物品、设备、地点、属性等的数字化名称。编码技术国际上目前还没有统一的RFID编码规则。目前，日本支持的UID（UniversalIdentification，泛在识别）标准和欧美支持的EPC（ElectronicProductCode，电子产品码）标准是当今影响力最大的两大标准，我国的RFID标准还未形成。EPC编码有通用标识（GID），也有基于现有全球唯一的编码体系EAN/UCC的标识（SGTIN、SSCC、SGLN、GRAI、GIAI）。这类标识又分为96位和64位两种编码技术RFID技术射频技术的应用•物流过程中的货物追踪，信息自动采集，仓储应用，港口应用，邮政，快递。物流•商品的销售数据实时统计，补货，防盗零售•生产数据的实时监控，质量追踪，自动化生产制造业•自动化生产，仓储管理，品牌管理，单品管理，渠道管理服装业•医疗器械管理，病人身份识别，婴儿防盗医疗•电子护照，身份证，学生证等各种电子证件。身份识别•贵重物品（烟，酒，药品）的防伪，票证的防伪等防伪•各类资产（贵重的或数量大相似性高的或危险品等)资产管理•高速不停车，出租车管理，公交车枢纽管理，铁路机车识别等交通•水果，蔬菜，生鲜，食品等保鲜度管理食品•训养动物，畜牧牲口，宠物等识别管理动物识别•书店，图书馆，出版社等应用图书馆•制造，防盗，定位，车钥匙汽车•制造，旅客机票，行李包裹追踪航空•弹药，枪支，物资，人员，卡车等识别与追踪军事无线传感网络WSN体系结构传感器节点体系结构传感器网络协议栈RFID与WSN的融合RFID侧重于识别，能够实现对目标的标识和管理，同时RFID系统具有读写距离有限、抗干扰性差、实现成本较高的不足；WSN侧重于组网，实现数据的传递，具有部署简单，实现成本低廉等优点，但一般WSN并不具有节点标识功能。RFID与WSN的结合存在很大的契机。RFID与WSN可以在两个不同的层面进行融合：物联网架构下RFID与WSN的融合，传感器网络架构下RFID与WSN的融合。二维条形码技术QR码二维条形码1.条形码(barcode)是将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。2.一维条码是由一组粗细不同、黑白(或彩色)相间的条、空及其相应的字符(数字字母)组成的标记，即传统条码。3.二维条码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向)上分布的条、空相间的图形来记录数据符号信息。二维条形码的优点项目条码类型信息密度与信息容量错误校验及纠错正能力垂直方向是否携带信息用途对数据库和通讯网络的依赖识读设备一维条码信息密度低，信息容量较小可通过校验字符进行错误校验，没有错纠能力不携带信息对物品的标识多数应用场合依赖数据库及通讯网络可用线扫描器识读，如光笔、线阵CCD、激光枪等二维条码信息密度高，信息容量大具有错误校验和纠错能力，可根据需求设置不同的纠错级别携带信息对物品的描述可不依赖数据库及通讯网络而单独应用对于行排式二维条码可用线扫描器的多次扫描识读；对于矩阵式二维条码仅能用图像扫描器识读物联网存在的问题（1）技术标准问题世界各国存在不同的标准。中国信息技术标准化技术委员会于2006年成立了无线传感器网络标准项目组。2009年9月，传感器网络标准工作组正式成立了PG1(国际标准化)、PG2(标准体系与系统架构)、PG3(通信与信息交互)、PG4(协同信息处理)、PG5(标识)、PG6(安全)、PG7(接口)和PG8(电力行业应用调研)等8个专项组，开展具体的国家标准的制定工作。（2）安全问题信息采集频繁，其数据安全也必须重点考虑。（3）协议问题物联网是互联网的延伸，在物联网核心层面是基于TCP/IP，但在接入层面，协议类别五花八门，GPRS/CDMA、短信、传感器、有线等多种通道，物联网需要一个统一的协议栈。（4）IP地址问题每个物品都需要在物联网中被寻址，就需要一个地址。物联网需要更多的IP地址，IPv4资源即将耗尽，那就需要IPv6来支撑。IPv4向IPv6过渡是一个漫长的过程，因此物联网一旦使用IPv6地址，