12第三讲 物联网――信息传输与处理技术

CollegeofComputerScience&KeyLaboratoryofDSC-CPS,MinistryofEducation,ChongqingUniversity郑林江博士、讲师、硕士生导师重庆大学计算机学院信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室E-mail：[e-mail]2012年12月第三讲物联网—网络传输技术重庆大学研究生创新实践基地——专题培训郑林江博士重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室E-mail:[e-mail]物联网体系架构已讲已讲内容内容物物理理世世界界本讲本讲内容内容郑林江博士重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室E-mail:[e-mail]第三讲物联网——网络传输海量感知信息如何达到用户？网络传输技术1无线低速网络3无线宽带网络2郑林江博士重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室E-mail:[e-mail]1.网络传输技术l网络网络是物联网最重要的基础设施之一l网络传输层连接感知层和应用层l具有强大的纽带作用，高效、稳定、及时、安全地传输上下层数据郑林江博士重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室E-mail:[e-mail]第三讲物联网——网络传输海量感知信息如何达到用户？网络传输技术1无线低速网络3无线宽带网络2郑林江博士重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室E-mail:[e-mail]2.无线宽带网络什么是无线传输网络？它的组成元素？公共基础网络无线网络用户l手机/PDA/传感器、…l可无线通信。l可获取有效信息。郑林江博士重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室E-mail:[e-mail]2.无线宽带网络什么是无线传输网络？它的组成元素？公共基础网络无线网络基站ll用户与基础网络相连的设备用户与基础网络相连的设备üü蜂窝塔（蜂窝塔（CellTowerCellTower））üüWiFiWiFi接入点（接入点（APAP））ll根据不同协议，覆盖范围及根据不同协议，覆盖范围及传输速率不同。传输速率不同。郑林江博士重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室E-mail:[e-mail]2.无线宽带网络什么是无线传输网络？它的组成元素？公共基础网络无线连接ll用户与基站、用户与用户或用户与基站、用户与用户或基站与基站之间的数据传输基站与基站之间的数据传输通路。通路。ll以无线电波、光波为载体。以无线电波、光波为载体。ll支持多种多样的传输速率和支持多种多样的传输速率和传输距离。传输距离。郑林江博士重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室E-mail:[e-mail]2.无线宽带网络什么是无线传输网络？它的组成元素？自组网ll无须基站。用户之间通过无须基站。用户之间通过自组织的方式形成自组网自组织的方式形成自组网（（AdAd--hocNetworkhocNetwork）。）。ll地址指派、路由选择等功地址指派、路由选择等功能由用户自身完成。能由用户自身完成。郑林江博士重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室E-mail:[e-mail]2.无线宽带网络无线网络分类l传统宽带网络定义：带宽超过定义：带宽超过1.54Mbps1.54Mbps（（T1T1网络带宽）的网络可称为宽带网络。网络带宽）的网络可称为宽带网络。l根据无线网络分类，无线宽带网络包括：üüWiWi--FiFi：无线局域网：无线局域网üüWiMAXWiMAX：无线城域网：无线城域网üü3G3G：无线广域网：无线广域网üüUWBUWB：超宽带无线个域网：超宽带无线个域网郑林江博士重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室E-mail:[e-mail]2.无线宽带网络2.1WiFi：无线局域网lWi-Fi（WirelessFidelity）是由是由WiWi--FiFi联盟所持有的一个无线网路通信技术品牌，现在联盟所持有的一个无线网路通信技术品牌，现在IEEE802.11IEEE802.11这个标准已被统称作这个标准已被统称作WiWi--FiFi。。由由IEEEIEEE制定，主要用于解决办公室局域网和校园网中，用户与用户制定，主要用于解决办公室局域网和校园网中，用户与用户终端的无线接入。终端的无线接入。lIEEE802.11无线局域网标准郑林江博士重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室E-mail:[e-mail]2.无线宽带网络2.1WiFi：无线局域网lWi-Fi（WirelessFidelity）是由是由WiWi--FiFi联盟所持有的一个无线网路通信技术品牌，现在联盟所持有的一个无线网路通信技术品牌，现在IEEE802.11IEEE802.11这个标准已被统称作这个标准已被统称作WiWi--FiFi。。由由IEEEIEEE制定，主要用于解决办公室局域网和校园网中，用户与用户制定，主要用于解决办公室局域网和校园网中，用户与用户终端的无线接入。终端的无线接入。使用的标准主要有使用的标准主要有IEEE802.11aIEEE802.11a和和IEEE802.11bIEEE802.11b。该技术由于有着自身。该技术由于有着自身的优点，因此受到厂商的青睐。的优点，因此受到厂商的青睐。lIEEE802.11无线局域网标准郑林江博士重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室E-mail:[e-mail]2.无线宽带网络2.1WiFi：无线局域网1）IEEE802.11的两种模式之一：基础设施无线Lan1.1.最小构件：基本服务集最小构件：基本服务集BSSBSSØØ一个或多个无线主机一个或多个无线主机ØØ一个一个APAP：：AccessPointAccessPoint，，接入点，也就是基站。接入点，也就是基站。ØØ无线主机借助无线主机借助APAP与外界与外界通信通信BSS1BSS2Internethub,switchorrouterAPAPlAP之间利用Hub/Switch/Router互连郑林江博士重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室E-mail:[e-mail]2.无线宽带网络2.1WiFi：无线局域网1）IEEE802.11的两种模式之一：基础设施无线Lan2.2.服务集标识符服务集标识符SSIDSSIDØØ管理员安装管理员安装APAP时为该时为该APAP分分配的一个不超过配的一个不超过3232字节的字节的服务集标识符。服务集标识符。ØØ一个一个BSSBSS可以是孤立的，可以是孤立的，也可以通过其也可以通过其APAP连接到一连接到一个分配系统个分配系统DSDS，然后再连，然后再连接到另一个接到另一个BSSBSS，这样就，这样就构成了一个构成了一个ESSESS。。BSS1BSS2Internethub,switchorrouterAPAP郑林江博士重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室E-mail:[e-mail]2.无线宽带网络2.1WiFi：无线局域网1）IEEE802.11的两种模式之一：基础设施无线Lan3.3.扩展服务集扩展服务集ESSESSØØESSESS是指由多个是指由多个APAP以及连接它们的以及连接它们的分配系统分配系统DSDS组成的结构化网络，所组成的结构化网络，所有的有的APAP共享一个共享一个ESSIDESSID，一个，一个ESSESS中中可以包含多个可以包含多个BSSBSS。。郑林江博士重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室E-mail:[e-mail]2.无线宽带网络2.1WiFi：无线局域网2）IEEE802.11的两种模式之一：自组织无线Lanl没有AP的中央控制l一般没有到外部网络的连接lIBSS：独立基本服务集。1122郑林江博士重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室E-mail:[e-mail]2.无线宽带网络2.2WiMAX：无线城域网llWiMAXWiMAX（（WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccessWorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess））ll旨在为广阔区域内的无线网络用户提供高速无线数据传输业务，旨在为广阔区域内的无线网络用户提供高速无线数据传输业务，ll视线覆盖范围可达视线覆盖范围可达112.6112.6千米，非视线覆盖范围可达千米，非视线覆盖范围可达4040千米，带宽千米，带宽70Mbps70Mbps，，llWiMAXWiMAX技术的带宽足以取代传统的技术的带宽足以取代传统的T1T1型和型和DSLDSL型有线连接为企业或型有线连接为企业或家庭提供互联网接入业务，可取代部分互联网有线骨干网络提供更家庭提供互联网接入业务，可取代部分互联网有线骨干网络提供更人性化多样化的服务。人性化多样化的服务。ll与之对应的是一系列与之对应的是一系列IEEE802.16IEEE802.16协议。协议。郑林江博士重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室E-mail:[e-mail]2.无线宽带网络2.2WiMAX：无线城域网——架构1.1.架构与架构与802.11802.11基站模式类似基站模式类似üü基站基站以以点对多点连接点对多点连接为用户提供服务。为用户提供服务。这段被称为这段被称为““最后一英里最后一英里””（（LastLastMileMile）。）。üü基站之间基站之间或与上层网络以或与上层网络以点对点点对点连接连接（光纤、电缆、微波）相连。称为（光纤、电缆、微波）相连。称为““回程回程””（（BackhaulBackhaul）。）。2.2.频段频段üü1010～～66GHz66GHz（适合视线传输，作为回（适合视线传输，作为回程连接载波）程连接载波）üü22～～11GHz11GHz（适合非视线传输，用于（适合非视线传输，用于最后一英里传输）最后一英里传输）郑林江博士重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室E-mail:[e-mail]2.无线宽带网络2.2WiMAX：无线城域网——架构郑林江博士重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室E-mail:[e-mail]2.无线宽带网络2.3无线宽带网络在物联网中的角色ll无线宽带技术可为家庭、校园无线宽带技术可为家庭、校园//企业、城市企业、城市甚至全球范围内的用户提供泛在的互联互通。甚至全球范围内的用户提供泛在的互联互通。ll物联网所需的更广泛地互联互通势必缺少不物联网所需的更广泛地互联互通势必缺少不了无线宽带的支持。了无线宽带的支持。郑林江博士重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室E-mail:[e-mail]第三讲物联网——网络传输海量感知信息如何达到用户？网络传输技术1无线低速网络3无线宽带网络2郑林江博士重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室E-mail:[e-mail]3.无线低速网络为什么需要无线低速网络协议？ll物联网背景下连接的物体，物联网背景下连接的物体，既既有有智能的智能的也有也有非智能的非智能的。。ll适应物联网中那些能力较低的节点适应物联网中那些能力较低的节点ü低速率ü低通信半径ü低计算能力，和低能量的要求ll需要对需要对物联网中物联网中各种各样的物体进行操作的前提就是先将他们连接起各种各样的物体进行操作的前提就是先将他们连接起来来，低速网络协议是实现，低速网络协议是实现全面互联互通全面互联互通的前提。的前提。