物聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議

1、2011/042011/04物聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議模塊1n 物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)n 涉及到的傳輸協(xié)議目錄目錄物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)涉及到的傳輸協(xié)議物聯(lián)網(wǎng)需要傳輸協(xié)議物聯(lián)網(wǎng)需要傳輸協(xié)議 物聯(lián)網(wǎng)既然是一個網(wǎng)絡(luò)，那自然需要一個統(tǒng)一的協(xié)議基礎(chǔ)，就像是互聯(lián)網(wǎng)需要TCP/IP一樣。但現(xiàn)實情況是：在核心層面，由于物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，同樣基于TCP/IP；但在接入層面，協(xié)議類別就變得五花八門，RFID、ZigBee、藍牙、GPRS、Wi-Fi、2G、3G、有線等多種通道，協(xié)議多得數(shù)不清。 賣設(shè)備不如賣標(biāo)準(zhǔn)，因此中國應(yīng)該牢牢掌握協(xié)議這個話語權(quán)，這才能為中國的物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略打下堅實的基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)需要物聯(lián)網(wǎng)需要IP地址地址 物

2、聯(lián)網(wǎng)需要地址，每個物品都需要在物聯(lián)網(wǎng)中被尋址，就需要一個地址。在IPv4資源即將耗盡的背景下，物聯(lián)網(wǎng)需要更多的IP地址，那就需要IPv6來支撐了。但由于IPv4網(wǎng)絡(luò)的龐大規(guī)模導(dǎo)致IPv4向IPv6過渡必定存在一個漫長的過程，因此物聯(lián)網(wǎng)一旦使用IPv6地址，就必然會存在與IPv4的兼容性問題。雖然現(xiàn)在有了很多解決方法，但畢竟是一個痛苦、漫長的過程。n 物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)n 涉及到的傳輸協(xié)議目錄目錄涉及到的傳輸協(xié)議傳輸協(xié)議分類傳輸協(xié)議分類物聯(lián)網(wǎng)物+傳感物+傳感互聯(lián)網(wǎng)無線有線接入RFID、ZigBee、藍牙內(nèi)網(wǎng)協(xié)議IPv6 IPv4Wi-Fi、2G、 3G、LTE外網(wǎng)協(xié)議涉及到的傳輸協(xié)議圖1 RFID系統(tǒng)基

3、本配置示意圖表1 RFID 系統(tǒng)的工作頻段及其技術(shù)特點協(xié)議詳解協(xié)議詳解一、內(nèi)網(wǎng)協(xié)議1、RFID1.1通信方式涉及到的傳輸協(xié)議 由于UHF頻段具有讀寫距離遠、多標(biāo)簽識讀速率快、抗干擾及穿透能力強以及標(biāo)簽尺寸小等優(yōu)點，UHF頻段的RFID技術(shù)及其相關(guān)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)已成為全球RFID產(chǎn)業(yè)和研究部門關(guān)注的熱點。目前，國際上存在三個主要的RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系組織，即：l 全球產(chǎn)品電子代碼中心（EPC Global），由總部設(shè)在美國 麻省理工學(xué)院的自動識別中心演變而來l ISO/IEC JTC1l 日本的泛在ID中心(Ubiquitous ID Center，UIC) 在UHF工作頻段，EPC推出的Class

4、1 Gen2和ISO/IEC推出的ISO/IEC18000-6標(biāo)準(zhǔn)特別引人關(guān)注。圖2 UHF 頻段RFID標(biāo)準(zhǔn)的改善、發(fā)展和融合協(xié)議詳解協(xié)議詳解一、內(nèi)網(wǎng)協(xié)議1、RFID1.1通信方式涉及到的傳輸協(xié)議ISO 18000-6標(biāo)準(zhǔn)采用物理層( Signaling) 和標(biāo)簽標(biāo)識層兩層分層結(jié)構(gòu)，如圖所示。其中物理層主要涉及到RFID頻率、數(shù)據(jù)編碼方式、調(diào)制格式、RF包絡(luò)形狀及數(shù)據(jù)速率等問題; 標(biāo)簽標(biāo)識層主要處理閱讀器讀寫標(biāo)簽的各種指令。協(xié)議詳解協(xié)議詳解一、內(nèi)網(wǎng)協(xié)議1、RFID1.1通信方式表2 ISO 18000-6三種標(biāo)準(zhǔn)對比圖3 ISO18000-6分層結(jié)構(gòu)涉及到的傳輸協(xié)議協(xié)議詳解協(xié)議詳解一、內(nèi)網(wǎng)協(xié)

5、議1、RFID1.2 分析中國的RFID標(biāo)準(zhǔn)化進程：n 致力于開發(fā)自己的編碼系統(tǒng)：國家產(chǎn)品代碼（National Product Code, NPC）n 基于國家代碼提出了D-NPC RFID標(biāo)準(zhǔn)n 中國已將RFID技術(shù)應(yīng)用于鐵路車號識別、身份證和票證管理、動物識別、特種設(shè)備與危險品管理、公共交通以及身纏過程管理等多個領(lǐng)域n中國標(biāo)準(zhǔn)化管理部門（Standardization Administration of China, SAC）正著手建立RFID標(biāo)準(zhǔn)參照ISO/IEC18000系列標(biāo)準(zhǔn)制定國家標(biāo)準(zhǔn)于2007/4/20制定800/900MHz頻段RFID技術(shù)應(yīng)用試行之相關(guān)規(guī)定中國還未掌握RF

6、ID核心芯片技術(shù)，國內(nèi)集成電路芯片和嵌入式軟件的開發(fā)將是下一步國家扶持的重點。目前中國面臨的比核心技術(shù)更重要的問題在于沒有掌握技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。涉及到的傳輸協(xié)議 802.15.4, 即IEEE用于低速無線個人域網(wǎng)(LR-WPAN)的物理層和媒體接入控制層規(guī)范 。 該協(xié)議能支持消耗功率最少，一般在個人活動空間(10m直徑或更小)工作的簡單器件。支持兩種網(wǎng)絡(luò)拓撲，即單跳星狀或當(dāng)通信線路超過10 m時的多跳對等拓撲。協(xié)議詳解協(xié)議詳解一、內(nèi)網(wǎng)協(xié)議2、ZigBee2.1 通信方式圖3 各協(xié)議傳輸速率對比涉及到的傳輸協(xié)議ZigBee的特點：l 低功耗l 低成本l 低速率l 近距離l 短時延l 高容量l 高安全l

7、免頻段執(zhí)照協(xié)議詳解協(xié)議詳解一、內(nèi)網(wǎng)協(xié)議2、ZigBee2.1 通信方式圖4 ZigBee協(xié)議棧涉及到的傳輸協(xié)議協(xié)議詳解協(xié)議詳解一、內(nèi)網(wǎng)協(xié)議2、ZigBee2.1 通信方式ZigBee物理層：（1）頻段劃分物理層可以使用3個免費的頻段，即2.4GHz、915MHz和868MHz。p在2.4GHz頻段，從2.4GHz到2.4835GHz之間，總共有16個不同的信道可供使用，每個信道間隔5M，最大數(shù)據(jù)速率可達250kbps；p在915MHz頻段，從902MHz到928MHz之間，總共有10個信道可供使用，每個信道間隔2M，最高數(shù)據(jù)速率可達40kbps；p在868MHz頻段即868到868.6MHz，

8、只有一個信道可供使用，最高數(shù)據(jù)速率為20kbps。圖4 ZigBee頻段劃分涉及到的傳輸協(xié)議協(xié)議詳解協(xié)議詳解一、內(nèi)網(wǎng)協(xié)議2、ZigBee2.1 通信方式ZigBee物理層：（1）物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PPDU)格式物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元包結(jié)構(gòu)的格式如下圖所示，每個PPDU都由下面幾個部分組成，即同步頭SHR、物理層頭PHR和可變長度的載荷。p 引導(dǎo)信號由32比特的全零構(gòu)成，進行比特同步；p 幀開始標(biāo)志(SFD)由8比特組成，即11100101，表示幀的開始；p 可變長度的載荷用來攜帶MAC幀；4字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)可變長度引導(dǎo)信號SFD幀長度(7比特)保留(1比特)PSDUSHRPHR載荷圖5 ZigB

9、ee物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元格式涉及到的傳輸協(xié)議協(xié)議詳解協(xié)議詳解一、內(nèi)網(wǎng)協(xié)議2、ZigBee2.1 通信方式2字節(jié)1字節(jié)4-20字節(jié)可變2字節(jié)幀控制序列號地址字段數(shù)據(jù)載荷FCSMHRMAC載荷MFR2字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)幀控制序列號FCSMHRMFRZigBee鏈路層：幀控制序列號地址字段負載校驗(FCS)MAC Header(MHR)MAC載荷MAC Footer(MFR)MAC幀通用格式（1）數(shù)據(jù)幀格式（2）確認幀格式涉及到的傳輸協(xié)議 ZigBee并不是用來與藍牙或者其他已經(jīng)存在的標(biāo)準(zhǔn)競爭，它的目標(biāo)定位于現(xiàn)存的系統(tǒng)還不能滿足其需求的特定的市場（低功耗），它有著廣闊的應(yīng)用前景。 ZigBee聯(lián)盟預(yù)言在

10、未來的四到五年，每個家庭將擁有50個ZigBee器件，最后將達到每個家庭150個。其應(yīng)用領(lǐng)域主要包括： p 家庭和樓宇網(wǎng)絡(luò)：空調(diào)系統(tǒng)的溫度控制、照明的自動控制、窗簾的自動控制、煤氣計量控制、家用電器的遠程控制等； p 工業(yè)控制：各種監(jiān)控器、傳感器的自動化控制； p 商業(yè)：智慧型標(biāo)簽等； p 公共場所：煙霧探測器等； p 農(nóng)業(yè)控制：收集各種土壤信息和氣候信息； p 醫(yī)療：老人與行動不便者的緊急呼叫器和醫(yī)療傳感器等。協(xié)議詳解協(xié)議詳解一、內(nèi)網(wǎng)協(xié)議2、ZigBee2.2 分析涉及到的傳輸協(xié)議 由于ZigBee技術(shù)是目前嵌入式應(yīng)用的大熱門，所以目前全世界很多公司陸續(xù)投入這個市場，市場上各種ZigBee的

11、技術(shù)方案五花八門、爭奇斗艷。 這其中主要的關(guān)鍵如下： 1、爭奪使用自己的微處理器。這是因為，每個方案的提供商（這里主要指是ZigBee芯片供應(yīng)商），無不追求一個“利”字。這些廠商為了推銷自己的微處理器，想盡了一切辦法。他們千方百計的推銷自己公司的硬件平臺，自己的編譯調(diào)試系統(tǒng)。像FREESCAL 公司推銷的是自己的68系列處理器，使用的是以68微處理器為核心的MC1321X單芯片系統(tǒng)。EMBER公司，也是采用的自己的16BIT RISC處理器。TI也希望推銷自己的CC2420+MSP430系統(tǒng)。 2、爭奪使用自己的ZigBee協(xié)議棧。ZigBee技術(shù)的核心是幾萬行ZigBee/802.15.4

12、C51源代碼，這些源代碼和ZigBee無線單片機內(nèi)核配合，完成數(shù)據(jù)包裝收發(fā)、校驗、各種網(wǎng)絡(luò)拓撲、路由計算等復(fù)雜的功能。正是因為這個協(xié)議棧是ZigBee技術(shù)的核心，所以大家爭奪激烈。 3、比拼芯片的最后成本。ZigBee是一個應(yīng)用非常廣泛的技術(shù)，就硅片而言，成本都非常低，關(guān)鍵在需要大量客戶來進行廣泛應(yīng)用。生產(chǎn)數(shù)量大，才能降低成本，所以大家一定要來拼芯片的價格，ZigBee未來目標(biāo)芯片價格是低于一美元，這里誰能作到？ 4、比拼開發(fā)工具（包括開發(fā)軟件）的方便性和低價格。ZigBee是一項非常復(fù)雜的技術(shù)，開發(fā)工具和軟件需要大量的人力和物力來開發(fā)，必然導(dǎo)致開發(fā)工具的昂貴。那么誰的開發(fā)工具價格低，容易使用

13、，軟件豐富，誰就能爭取到更多的客戶支持，具有更大競爭力。協(xié)議詳解協(xié)議詳解一、內(nèi)網(wǎng)協(xié)議2、ZigBee2.2 分析涉及到的傳輸協(xié)議 藍牙，是一種支持設(shè)備短距離通信（一般10m內(nèi)）的無線電技術(shù)。能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進行無線信息交換。利用“藍牙”技術(shù)，能夠有效地簡化移動通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡化設(shè)備與因特網(wǎng)Internet之間的通信，從而數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。藍牙采用分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及快跳頻和短包技術(shù)，支持點對點及點對多點通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段。采用時分雙工傳輸方案實

14、現(xiàn)全雙工傳輸。 藍牙的創(chuàng)始人是瑞典愛立信公司，愛立信早在1994年就已進行研發(fā)。1997年，愛立信與其他設(shè)備生產(chǎn)商聯(lián)系，并激發(fā)了他們對該項技術(shù)的濃厚興趣。 1998年2月，5個跨國大公司，包括愛立信、諾基亞、IBM、東芝及Intel組成了一個特殊興趣小組（SIG），他們共同的目標(biāo)是建立一個全球性的小范圍無線通信技術(shù)，即現(xiàn)在的藍牙。協(xié)議詳解協(xié)議詳解一、內(nèi)網(wǎng)協(xié)議3、藍牙3.1 通信方式涉及到的傳輸協(xié)議協(xié)議詳解協(xié)議詳解一、內(nèi)網(wǎng)協(xié)議3、藍牙3.1 通信方式整個藍牙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可有底層硬件模塊、中間協(xié)議層和應(yīng)用層三部分組成。如圖所示。藍牙底層模塊有射頻層（RF）、基帶層（BB）、鏈路管理層（LM）構(gòu)成。RF

15、主要負責(zé)射頻層和基頻調(diào)制；BB負責(zé)跳頻和藍牙數(shù)據(jù)及信息幀的傳輸；LM負責(zé)連接的建立、拆除及鏈路的安全和控制。上層軟件模塊不能和底層硬件模塊直接連接，兩個模塊接口之間的信息和數(shù)據(jù)通過主機控制接口（HCI）的解釋才能進行傳遞。HCI實際上相當(dāng)于藍牙協(xié)議中軟硬件之間的橋梁，它提供了一個用下層BB、LM、狀態(tài)和控制寄存器等硬件的統(tǒng)一命令接口。中間協(xié)議層包括邏輯鏈路控制與適配協(xié)議（L2CAP）、服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議（SDP）、串口仿真協(xié)議（PFCOMM）等。最上層是應(yīng)用層，對應(yīng)于各種應(yīng)用模型和應(yīng)用程序。應(yīng)用層應(yīng)用層OBEXWAP射頻層（射頻層（RF）邏輯鏈路控制與適配（邏輯鏈路控制與適配（L2CAP）主機控制器

16、（主機控制器（HCI）鏈路管理層（鏈路管理層（LM）基帶層（基帶層（BB）串口仿真（串口仿真（RFCOMM）AT 命命令令SDPTCS圖6 藍牙協(xié)議棧涉及到的傳輸協(xié)議協(xié)議詳解協(xié)議詳解一、內(nèi)網(wǎng)協(xié)議3、藍牙3.1 通信方式 藍牙系統(tǒng)采用基于包的傳輸：將信息流分片（組）打包，在每一時隙內(nèi)只發(fā)送一個數(shù)據(jù)包。所有數(shù)據(jù)包格式均相同：開始為一接入碼，接下來是包頭，最后是負載。p 接入碼具有偽隨機性質(zhì)，在某些接人操作中，可使用直接序列編碼。接人碼包括微微網(wǎng)主單元標(biāo)志，在該信道上，所有包交換都使用該主單元標(biāo)志進行標(biāo)識，只有接入碼與接入微微網(wǎng)主單元的接入碼相匹配時，才能被接收，從而防止一個微微網(wǎng)的數(shù)據(jù)包被恰好加載

17、到相同跳頻載波的另一微微網(wǎng)單元所接收。p 包頭包含：從地址連接控制信息；用于標(biāo)明是否需要自動查詢方式（ARQ）的響應(yīng)非響應(yīng)1bit；包編碼類型4bit，定義16 種不同負載類型；頭差錯檢測編碼（HEC）8bit，采用循環(huán)冗余檢測編碼（CRC）檢查頭錯誤。為了限制開銷，數(shù)據(jù)包頭只用18bit。 藍牙1.1 藍牙1.2 藍牙2.0 藍牙2.1 藍牙3.0 藍牙4.0748810kb/s748810kb/s1.8M/s2.1M/s1.8M/s2.1M/s 24Mbps 24Mbps表3 藍牙傳輸速度對比涉及到的傳輸協(xié)議 在過去的幾年里，藍牙產(chǎn)品市場規(guī)模不斷擴大，藍牙芯片的出貨量已超過20億，據(jù)預(yù)測，

18、2014年藍牙芯片出貨量將達到25億。為了更好地滿足全方位的市場需求，藍牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也在不斷地演進，特別是推出了高速、低功耗的4.0版本，引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注。對此，國家無線電監(jiān)測中心主任劉巖認為，藍牙低耗能技術(shù)在我國乃至世界，必將有光明的發(fā)展前景。 藍牙4.0升級版藍牙低耗能技術(shù)擁有著低耗能、更大的傳輸范圍、支持拓撲結(jié)構(gòu)等特性，這與ZigBee Alliance制定的ZigBee標(biāo)準(zhǔn)十分類似，而用戶對于兩者的區(qū)別認識往往比較模糊，對此藍牙技術(shù)聯(lián)盟大中華區(qū)技術(shù)市務(wù)經(jīng)理呂榮良解釋到，藍牙低耗能技術(shù)與ZigBee在技術(shù)規(guī)格上是有相似點，但ZigBee自誕生之初就是定位于工業(yè)應(yīng)用市場，而藍牙則是選擇專

19、注以手機為代表的，更加成熟可靠的市場應(yīng)用，所以說藍牙和ZigBee目前在市場上面基本上不會形成競爭。 目前藍牙技術(shù)在中國的認知度仍然不是很高，但呂榮良認為中國仍是藍牙技術(shù)的最大市場，其中他特別提到了中國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展或?qū)⑹撬{牙技術(shù)在中國的發(fā)展機會。呂榮良表示，“目前中國物聯(lián)網(wǎng)仍沒有一個清晰的定位，整個產(chǎn)業(yè)仍在摸索中，現(xiàn)在無法貿(mào)然確定藍牙在物聯(lián)網(wǎng)中能扮演什么角色，但藍牙技術(shù)聯(lián)盟一直密切關(guān)注政府以及廠商在物聯(lián)網(wǎng)上的發(fā)展動向我們將與華為、中興進行接觸，就藍牙在物聯(lián)網(wǎng)中的切入進行討論?！眳螛s良最后表示，藍牙技術(shù)聯(lián)盟將藍牙的近期發(fā)展方向仍定位在醫(yī)療健康市場，但基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用卻是藍牙技術(shù)的主要發(fā)展方向。協(xié)

20、議詳解協(xié)議詳解一、內(nèi)網(wǎng)協(xié)議3、藍牙3.2 分析涉及到的傳輸協(xié)議協(xié)議詳解協(xié)議詳解二、內(nèi)網(wǎng)協(xié)議對比分析協(xié)議子協(xié)議速率工作頻段 距離主要應(yīng)用優(yōu)點缺點RFIDRFIDUHF100kbps頻段較多1-5米物流、軍事、防偽等多種行業(yè)成本低、無功耗無處理能力，單向802.15802.15.1(藍牙)1-3Mbps2.4GHz10m 移動電子商務(wù)、數(shù)字電子設(shè)備、工業(yè)控制、智能化建筑、家庭及辦公自動化功耗低、成本低、方便使用距離短、速度慢；以移動電話為中心，每網(wǎng)最多八個節(jié)點802.15.3（WiMedia）55Mbit/s2.4GHz10m電子數(shù)碼產(chǎn)品實現(xiàn)高速率、瞄準(zhǔn)的是消費類器件距離短802.15.4（Zig

21、Bee）250kbit/s2.4GHz100m家庭、樓宇自動化以及監(jiān)控類應(yīng)用可靠、低功耗（長電池壽命）、低成本和低速率距離短、速度最慢，安全性規(guī)范不完善表4 內(nèi)網(wǎng)協(xié)議對比分析涉及到的傳輸協(xié)議 Wi-Fi，是Wireless Fidelity的縮寫。它與藍牙技術(shù)一樣，同屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術(shù)。Wi-Fi代表著無線保真，指802.11標(biāo)準(zhǔn)的IEEE802.11b子集。Wi-Fi支持高達11Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸率，是迄今為止最常用的標(biāo)準(zhǔn)。 其主要特性為：速度快，可靠性高，在開放性區(qū)域，通訊距離可達305米，在封閉性區(qū)域，通訊距離為76米到122米，方便與現(xiàn)有的有線以太網(wǎng)絡(luò)整合，組網(wǎng)的

22、成本更低。 與藍牙對比： 相同點：同屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術(shù)；均可實現(xiàn)一對一互聯(lián)（ Wi-Fi Direct設(shè)備支持） 不同點：雖然在數(shù)據(jù)安全性方面，該技術(shù)比藍牙技術(shù)要差一些，但是在電波的覆蓋范圍方面則要略勝一籌 ；藍牙主要面向以手機為中心的應(yīng)用，而Wi-Fi則側(cè)重組建無線局域網(wǎng)。 協(xié)議詳解協(xié)議詳解三、外網(wǎng)協(xié)議1、Wi-Fi1.1 通信方式涉及到的傳輸協(xié)議（1）優(yōu)勢特點 其一，無線電波的覆蓋范圍廣，基于藍牙技術(shù)的電波覆蓋范圍非常小，半徑大約只有50英尺左右約合15米，而Wi-Fi的半徑則可達300英尺左右約合100米，辦公室自不用說，就是在整棟大樓中也可使用。 其二，雖然由Wi

23、-Fi技術(shù)傳輸?shù)臒o線通信質(zhì)量不是很好，數(shù)據(jù)安全性能比藍牙差一些，傳輸質(zhì)量也有待改進，但傳輸速度非?？?，符合個人和社會信息化的需求。 其三，廠商進入該領(lǐng)域的門檻比較低。廠商只要在機場、車站、咖啡店、圖書館等人員較密集的地方設(shè)置“熱點”，并通過高速線路將因特網(wǎng)接入上述場所。 根據(jù)無線網(wǎng)卡使用的標(biāo)準(zhǔn)不同，WIFI的速度也有所不同。其中IEEE802.11b最高為11Mbps（部分廠商在設(shè)備配套的情況下可以達到22Mbps），IEEE802.11a為54Mbps、IEEE802.11g也是54Mbps 協(xié)議詳解協(xié)議詳解三、外網(wǎng)協(xié)議1、Wi-Fi1.2 分析涉及到的傳輸協(xié)議（1）優(yōu)勢特點 協(xié)議詳解協(xié)議詳

24、解三、外網(wǎng)協(xié)議1、Wi-Fi1.2 分析協(xié)議子協(xié)議時間速率工作頻段 距離優(yōu)點缺點802.11(Wi-Fi聯(lián)盟)802.1119972Mbps2.4GHz ？第一個無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)速率和傳輸距離均有限802.11a199954Mbps5GHz45m具有較高的網(wǎng)絡(luò)速率；信號不易被干擾成本較高；信號容易被障礙物阻隔802.11b199911Mbps2.4GHz100m成本低；信號輻射較好，不容易被阻隔帶寬速率較低；信號容易受到干擾802.11g200354Mbps2.4GHz100m較高的網(wǎng)絡(luò)速率；信號質(zhì)量好，不容易被阻隔成本比802.11b高；電器設(shè)備可能會影響到2.4GHz頻段信號802.11n2

25、009300Mbps2.4GHz300m具有最快的網(wǎng)絡(luò)速率和最廣的信號覆蓋范圍；信號干擾影響較小成本較高；使用多個信號，容易干擾附件的802.11b/g網(wǎng)絡(luò)表5 Wi-Fi各子協(xié)議分析涉及到的傳輸協(xié)議 （2）發(fā)展前景 802.11就是無線通訊標(biāo)準(zhǔn)。這種“公開標(biāo)準(zhǔn)無線通訊”在今天得到了115個生產(chǎn)商的支持，認證產(chǎn)品超過了900種。英特爾公司、Broadcom公司、思科系統(tǒng)公司和摩托羅拉公司的集體研發(fā)，加上整個風(fēng)險資本業(yè)界的支持，將不斷地提高無線通訊技術(shù)的性能價格比。 在不到五年的時間里，與第一代產(chǎn)品相比，802.11g芯片性能已提高了25倍，而價格只是第一代產(chǎn)品的二十分之一。與過去一樣，價格降低

26、增加市場機會，反過來又促使價格進一步價低?，F(xiàn)在，802.11無線設(shè)備已是一個年產(chǎn)5000萬套設(shè)備的市場，然而歷史表明，這僅僅是開始。 當(dāng)802.11無線芯片價格接近5美元時，Wi-Fi將可能嵌入在所有電子產(chǎn)品上。這種產(chǎn)品普及性將以兩種顯著方式影響通訊市場。第一，生產(chǎn)商將普遍構(gòu)建支持設(shè)備和應(yīng)用程序，即生產(chǎn)商理所當(dāng)然地認為Wi-Fi是一種隨機設(shè)備，從而進一步推動無線局域網(wǎng)的普及。也許更重要的是，作為一種客戶端技術(shù)，802.11將日益被當(dāng)作一種“免費”技術(shù)。 協(xié)議詳解協(xié)議詳解三、外網(wǎng)協(xié)議1、Wi-Fi1.2 分析涉及到的傳輸協(xié)議 2G，是第二代手機通信技術(shù)規(guī)格的簡稱，一般定義為無法直接傳送如電子郵件

27、、軟件等信息；只具有通話、和一些如時間日期等傳送的手機通信技術(shù)規(guī)格。不過手機短信SMS（Short message service）在2G的某些規(guī)格中能夠被執(zhí)行。2G在美國通常稱為PCS（Personal Communications Service）。 2G技術(shù)基本可被切為兩種，一種是基于TDMA所發(fā)展出來的以GSM為代表，另一種則是CDMA規(guī)格，復(fù)用Multiplexing形式的一種。 協(xié)議詳解協(xié)議詳解三、外網(wǎng)協(xié)議2、2G2.1 通信協(xié)議在世界范圍內(nèi)，2G主要包含5個標(biāo)準(zhǔn)：GSM： 基于TDMA技術(shù)建立，起源于歐洲，是全球使用范圍最廣的網(wǎng)絡(luò)；iDEN： 基于TDMA技術(shù)建立，目前主要有兩個

28、iDEN網(wǎng)絡(luò)，分別由美國的Nextel運營以及加拿大的Telus Mobility運營。IS-136：基于TDMA技術(shù)建立，也就是通常所說的D-AMPS網(wǎng)絡(luò)，在美國有運營商建網(wǎng)。IS-95： 基于CDMA技術(shù)建立，也就是通常所說的CDMA ONE網(wǎng)絡(luò)，主要在美國以及亞洲部分國家或地區(qū)使用。PDC： 基于TDMA技術(shù)建立，僅在日本地區(qū)使用。涉及到的傳輸協(xié)議協(xié)議詳解協(xié)議詳解三、外網(wǎng)協(xié)議2、2G2.1 通信協(xié)議圖7 GSM網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)涉及到的傳輸協(xié)議 通用分組無線服務(wù)技術(shù)（General Packet Radio Service)的簡稱，它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS可說是GSM

29、的延續(xù)。GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌?，是以封包（Packet）式來傳輸，因此使用者所負擔(dān)的費用是以其傳輸資料單位計算，并非使用其整個頻道，理論上較為便宜。GPRS的傳輸速率可提升至56甚至114Kbps。 2.5G是一種處于2G到3G的過渡階段的通信技術(shù)，“2.5G”并不像“2G”、“3G”那樣屬于官方定義，只是一種為了細分2G通信技術(shù)的一種非官方的說法。通常我們所說的2.5G就是指GSM網(wǎng)絡(luò)下的GPRS、EDGE技術(shù)以及CDMA網(wǎng)絡(luò)下的CDMA2000 1x-RTT標(biāo)準(zhǔn)。（CDMA2000實際上有兩個發(fā)展階段，前一階段為2G的1x-RTT標(biāo)準(zhǔn)，后一階段為3G的EV-DO標(biāo)準(zhǔn)）。 G

30、PRS三大優(yōu)點：p 高速數(shù)據(jù)傳輸p 永遠在線p 僅按數(shù)據(jù)流量收費 協(xié)議詳解協(xié)議詳解三、外網(wǎng)協(xié)議3、2.5G（GPRS）3.1 通信協(xié)議涉及到的傳輸協(xié)議協(xié)議詳解協(xié)議詳解三、外網(wǎng)協(xié)議3、2.5G（GPRS）3.1 通信協(xié)議圖7 GPRS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) SGSN是英文SERVICING GPRS SUPPORT NODE的縮寫。SGSN作為GPRS/TD-SCDMA(WCDMA)核心網(wǎng)分組域設(shè)備重要組成部分，主要完成分組數(shù)據(jù)包的路由轉(zhuǎn)發(fā)、移動性管理、會話管理、邏輯鏈路管理、鑒權(quán)和加密、話單產(chǎn)生和輸出等功能。 GGSN（Gateway GSN，網(wǎng)關(guān)GSN）主要是起網(wǎng)關(guān)作用，它可以和多種不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接，如

31、ISDN、PSPDN和LAN等。有的文獻中，把GGSN稱為GPRS路由器。GGSN可以把GSM網(wǎng)中的GPRS分組數(shù)據(jù)包進行協(xié)議轉(zhuǎn)換，從而可以把這些分組數(shù)據(jù)包傳送到遠端的TCPIP或X.25網(wǎng)絡(luò)。涉及到的傳輸協(xié)議 第三代移動通信技術(shù)（3rd-generation，3G），是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術(shù)。3G服務(wù)能夠同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百kbps以上。目前3G存在四種標(biāo)準(zhǔn)：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX。協(xié)議詳解協(xié)議詳解三、外網(wǎng)協(xié)議4、3G4.1 通信協(xié)議表6 3G標(biāo)準(zhǔn)對比分析涉及到的傳輸協(xié)議協(xié)議詳解協(xié)議詳解三、外網(wǎng)協(xié)議4、3G4.1 通信協(xié)議

32、WiMAX 的全名是微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，又稱為80216無線城域網(wǎng)，是又一種為企業(yè)和家庭用戶提供“最后一英里”的寬帶無線連接方案。將此技術(shù)與需要授權(quán)或免授權(quán)的微波設(shè)備相結(jié)合之后，由于成本較低，將擴大寬帶無線市場，改善企業(yè)與服務(wù)供應(yīng)商的認知度。2007年10月19日，在國際電信聯(lián)盟在日內(nèi)瓦舉行的無線通信全體會議上，經(jīng)過多數(shù)國家投票通過，WiMAX正式被批準(zhǔn)成為繼WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之后的第四個全球3G標(biāo)準(zhǔn)。 WiMAX與3G的關(guān)系:雖然WiMAX在某些數(shù)據(jù)能力上優(yōu)于3G,但是

33、從標(biāo)準(zhǔn)化、全球統(tǒng)一頻譜、技術(shù)特性等多角度考慮,WiMAX距離真正商用還有很長的路要走。WiMAX 不會影響我國3G的產(chǎn)業(yè)發(fā)展,未來它可以作為3G的補充得到應(yīng)用。WiMAX與Wi2Fi 的關(guān)系:未來WiMAX 不會取代Wi2Fi ,雙方將在無線接入中互補。由于WiMAX 與Wi2Fi 最明顯的區(qū)別是覆蓋范圍存在巨大差別,Wi2Fi一般只能達到100 米的覆蓋范圍,只能在無線局域網(wǎng)環(huán)境中使用。而WiMAX通?？梢赃_到13 英里,因此主要定位在無線城域網(wǎng)環(huán)境中使用。涉及到的傳輸協(xié)議協(xié)議詳解協(xié)議詳解三、外網(wǎng)協(xié)議4、3G4.1 通信協(xié)議圖7 3G產(chǎn)業(yè)鏈涉及到的傳輸協(xié)議 物聯(lián)網(wǎng)與3G：（1）3G是物聯(lián)網(wǎng)傳

34、輸層的最佳平臺之一 因為某些物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用包含視頻監(jiān)控、流量分析等功能，如果用窄帶的2G網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，那么其業(yè)務(wù)效果勢必會受到影響，人們的使用體驗也會大打折扣。不過，3G的出現(xiàn)使得這種情況大為改觀，相對來說，3G具有更高的帶寬和更低的延遲，可以為物聯(lián)網(wǎng)提供更好的基礎(chǔ)設(shè)施，因此3G可以說是物聯(lián)網(wǎng)傳輸層的最佳平臺之一。 3G網(wǎng)絡(luò)僅是提供物聯(lián)網(wǎng)信息傳送的一個平臺物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)包含的門類比較多，而3G網(wǎng)絡(luò)僅是提供物聯(lián)網(wǎng)信息傳送的一個有效平臺。物聯(lián)網(wǎng)離不開應(yīng)用，所以物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展一定是結(jié)合各個行業(yè)、各個方面的應(yīng)用來做的。工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、安全等各行業(yè)應(yīng)用是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要驅(qū)動力。并且，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展必然需要各部門之間、地區(qū)之間、行業(yè)之間的聯(lián)動。3G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展為信息無線傳輸提供了高速和安全可靠的通道。 協(xié)議詳解協(xié)議詳解三、外網(wǎng)協(xié)議