物聯(lián)網(wǎng)的興起為3G+WLAN的組網(wǎng)模式提供了巨大的機(jī)遇，同時(shí)，也為3G+WLAN的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)。
3G+WLAN是隨著3G的建設(shè)與運(yùn)營而興起的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行模式。無獨(dú)有偶，在物聯(lián)網(wǎng)日益火爆的今天，再審視3G+WLAN的模式與內(nèi)涵，其特有的潛質(zhì)非常適合物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的承載。
3G+WLAN是承載物聯(lián)網(wǎng)較佳模式
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需經(jīng)歷機(jī)器互連(M2M)階段、局域感知階段和廣域感知階段。目前處于機(jī)器互連(M2M)階段，在通信過程中以離散的終端節(jié)點(diǎn)為主，運(yùn)營商也將連網(wǎng)的機(jī)器視為同等的3G用戶。此時(shí)，WLAN僅起到提升運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)覆蓋與數(shù)據(jù)處理能力的作用。
當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入局域感知階段，“物”的范圍不斷擴(kuò)大，但傳感網(wǎng)仍主要用作局域組網(wǎng)。此時(shí)，運(yùn)營商認(rèn)為傳感網(wǎng)是通信網(wǎng)終端節(jié)點(diǎn)向下延伸的毛細(xì)網(wǎng)絡(luò)，而傳感網(wǎng)所采用的低功率短距離無線技術(shù)種類繁多(如RFID、藍(lán)牙、ZigBee、NFC等)，協(xié)議不一，使無線傳感網(wǎng)的異構(gòu)性十分突出，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)協(xié)同是必然的選擇，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的概念應(yīng)運(yùn)而生。但是，以3G廣域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)局域物聯(lián)網(wǎng)的承載與傳輸，將對(duì)3G傳輸網(wǎng)的帶寬和控制形成較大壓力;而以WLAN在局域范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)異構(gòu)傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)的匯聚、處理與傳輸，將發(fā)揮WLAN傳輸速率高、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單、建設(shè)方便快捷等特點(diǎn)，會(huì)使物聯(lián)網(wǎng)用戶獲得高速、方便與豐富的使用體驗(yàn)。
未來物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入廣域感知階段，傳感網(wǎng)開始用于廣域組網(wǎng)，遍布各處的無線傳感節(jié)點(diǎn)將構(gòu)成全新的廣域網(wǎng)絡(luò)。此時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一些基于無線傳感網(wǎng)技術(shù)的公共節(jié)點(diǎn)，這些公共節(jié)點(diǎn)作為物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的基本組成部分，必然要實(shí)現(xiàn)廣域管理，這時(shí)3G/4G將發(fā)揮其廣域網(wǎng)的統(tǒng)一協(xié)議、尋址、鑒權(quán)、認(rèn)證等優(yōu)勢。但是，要實(shí)現(xiàn)無線傳感網(wǎng)公共節(jié)點(diǎn)，WLAN是不可或缺的環(huán)節(jié)。
物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代面臨的挑戰(zhàn)
當(dāng)然，3G+WLAN是為人與人的通信而設(shè)計(jì)的，其中WLAN的功能主要是解決筆記本或智能手機(jī)的高速上網(wǎng)。所以，WLAN要承擔(dān)起物聯(lián)網(wǎng)傳輸與承載的重任必然面臨許多新的挑戰(zhàn)。首先，WLAN要實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新。一方面，WLAN要向更高速率演進(jìn)，802.11n的320Mbps速率是必需的要求，業(yè)界甚至提出在60GHz頻段實(shí)現(xiàn)7Gbps的傳輸速率的設(shè)想。另一方面，實(shí)現(xiàn)WLAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的升級(jí)，在天線技術(shù)、服務(wù)質(zhì)量(QoS)保障技術(shù)、多點(diǎn)傳播軟件技術(shù)以及無線信號(hào)收發(fā)技術(shù)方面不斷改進(jìn)，進(jìn)一步提高可靠性和傳輸質(zhì)量。
對(duì)WLAN的第二個(gè)挑戰(zhàn)是頻譜資源的緊缺。按照預(yù)測，我國到2020年，在設(shè)定的小區(qū)內(nèi)150人同時(shí)使用WLAN，其速率為200kbit/s，每用戶忙時(shí)呼叫次數(shù)為0.15，每戶平均呼叫時(shí)長為3000s的情況下，上下行共需2516MHz頻率。而WLAN用于物聯(lián)網(wǎng)，在一個(gè)小區(qū)內(nèi)的物品或設(shè)備數(shù)量可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于150個(gè)，而且在承載某些視頻業(yè)務(wù)時(shí)其實(shí)時(shí)在線的比例更高，頻譜需求也將超過2516MHz，成為名符其實(shí)的用頻“大戶”。而我國至今在非授權(quán)的2.4GHz和5.8GHz頻段為WLAN分配了208.5MHz頻率，與到2020年WLAN人與人通信所需頻率尚存巨大缺口，如果加上物聯(lián)網(wǎng)的頻譜需求，其頻率缺口更大。
第三個(gè)挑戰(zhàn)是安全隱患。由于WLAN使用非授權(quán)頻譜，特別是目前的2.4GHz頻段，集中了大量無線電業(yè)務(wù)，WLAN要與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)擴(kuò)頻微波系統(tǒng)、藍(lán)牙、RFID、無繩電話，甚至微波爐共享頻譜，而沒有頻率保護(hù)的規(guī)定。試驗(yàn)證明，無繩電話、藍(lán)牙設(shè)備，特別是微波爐對(duì)WLAN的干擾最大，常使WLAN數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)丟碼、錯(cuò)碼，不但速率下降，嚴(yán)重時(shí)甚至中斷幾秒及數(shù)分鐘，當(dāng)然QoS保證也無從談起。
3G+WLAN的出現(xiàn)是為3G人與人的通信而設(shè)計(jì)和存在的，但其特有的組網(wǎng)模式卻可在物聯(lián)網(wǎng)的承載與傳輸中大顯優(yōu)勢。在WLAN技術(shù)演進(jìn)和逐步解決頻譜需求的過程中，物聯(lián)網(wǎng)無疑為3G+WLAN的發(fā)展增添了新動(dòng)力。
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