張 濤，趙 亮

（中國(guó)石油天然氣股份有限公司長(zhǎng)慶油田通信處，西安 710021）

0 引言

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展給人們的生活和生產(chǎn)帶來(lái)了極大的便捷，特別是伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人和物、人和人以及物和物間的距離被逐漸拉近。物聯(lián)網(wǎng)，作為互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展中的重要產(chǎn)物，其不斷發(fā)展也給計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了較大的影響，不但推動(dòng)著計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方式的多樣化，應(yīng)用范圍的廣泛化，同時(shí)還在較大程度上促進(jìn)了計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)量的提升，確保了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定和安全。故而，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)所帶來(lái)的影響進(jìn)行深入的分析和探討，對(duì)促進(jìn)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值。

1 物聯(lián)網(wǎng)的含義和特征

物聯(lián)網(wǎng)指的是基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，能夠使信息和數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)交換及通信，同時(shí)有助于實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)智能化、自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)體系。簡(jiǎn)單而言，物聯(lián)網(wǎng)即是可以讓物物實(shí)現(xiàn)連接的網(wǎng)絡(luò)［1］。

物聯(lián)網(wǎng)的特征主要包括以下幾個(gè)方面。首先，物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)Ω黝?lèi)物體信息進(jìn)行整體感知。物聯(lián)網(wǎng)可以感知事物的變化形式和屬性狀態(tài)，同時(shí)采用某種形式將其呈現(xiàn)出來(lái)。例如，物聯(lián)網(wǎng)可以利用智能傳感器、二維碼以及射頻識(shí)別技術(shù)等感知設(shè)備對(duì)各類(lèi)物體的信息進(jìn)行獲取。其次，物聯(lián)網(wǎng)可以確保信息接收、傳輸以及發(fā)送過(guò)程的安全和可靠性，同時(shí)使前面所感知的信息由一端向另一端進(jìn)行傳送。物聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的融合，能夠使物體信息實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的傳輸。最后，物聯(lián)網(wǎng)可以通過(guò)各類(lèi)智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的感知和數(shù)據(jù)的傳輸，并對(duì)其加以智能化分析、處理與檢測(cè)［2］。

2 物聯(lián)網(wǎng)的整體架構(gòu)

當(dāng)前，我國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)應(yīng)用和研究依然處于發(fā)展初期，未能構(gòu)建較為成熟的應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也未創(chuàng)建出統(tǒng)一的架構(gòu)系統(tǒng)。結(jié)合中國(guó)移動(dòng)所提出的相關(guān)理論及學(xué)者對(duì)其所做出的總結(jié)和歸納，認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)整體架構(gòu)可分為3 個(gè)部分，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層［3］，具體如圖1 所示。

由此可見(jiàn)，物聯(lián)網(wǎng)基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，并在此基礎(chǔ)上增加了與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)較為適宜的感知層與應(yīng)用層，進(jìn)而構(gòu)建出三層整體架構(gòu)。

2.1 感知層

圖1 物聯(lián)網(wǎng)的三層架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中的感知層，不但能由傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，還能夠由具有通信能力的機(jī)器對(duì)機(jī)器（Machine-To-Machine，M2M）終端構(gòu)成。就終端設(shè)備而言，其主要由傳感器、通信終端以及RFID 讀寫(xiě)器等構(gòu)成。而就傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)看，則是由具有相同功能的傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，使信息利用傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)傳輸。換句話(huà)說(shuō)，當(dāng)感知層當(dāng)中的傳感器對(duì)信息感知后，會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層和通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)加以傳輸。在此過(guò)程當(dāng)中，由于終端節(jié)點(diǎn)和感知節(jié)點(diǎn)處在一種沒(méi)有監(jiān)管的情況下，很容易遭受非法侵入，因此應(yīng)該通過(guò)認(rèn)證技術(shù)，確保物聯(lián)網(wǎng)終端節(jié)點(diǎn)可以更為安全地對(duì)信息進(jìn)行傳輸。

2.2 網(wǎng)絡(luò)層

就網(wǎng)絡(luò)層而言，不但要對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行考慮，同時(shí)還應(yīng)該結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，從而構(gòu)建全新的網(wǎng)絡(luò)層。就構(gòu)成來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)層不但包含核心網(wǎng)、接入網(wǎng)，還包括承載網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)管理中心。而與網(wǎng)絡(luò)層相連接的網(wǎng)絡(luò)則具有多種類(lèi)型，不論是無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（Wireless Local Area Network，WLAN）、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（Global System for Mobile Communications，GSM)/通用分組無(wú)線(xiàn)服務(wù)技術(shù)（General Packet Radio Service，GPRS），還是無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)（Passive Optical Network，PON）、時(shí)分同步碼分多址-3G 的國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，TD-SCDMA）、時(shí)分長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)-移動(dòng)4G 網(wǎng)絡(luò)（Time Division-Long Term Evolution，TD-LTE）等，都能夠與網(wǎng)絡(luò)層相連。就物聯(lián)網(wǎng)管理中心來(lái)看，其具有核心控制的作用，可以從多個(gè)方面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用加以管理和操作，既包含費(fèi)用計(jì)算、找尋地址等，還可以為和物聯(lián)網(wǎng)連接的上游提供據(jù)具有較強(qiáng)適用性的應(yīng)用接口，同時(shí)向下游的應(yīng)用設(shè)備和應(yīng)用網(wǎng)關(guān)進(jìn)行相應(yīng)的信息傳輸［4］。

2.3 應(yīng)用層

應(yīng)用層主要包括對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行支撐的應(yīng)用子層和對(duì)信息加以處理的應(yīng)用子層兩個(gè)部分。就處理信息的應(yīng)用子層來(lái)看，其可以向物聯(lián)網(wǎng)提供各種通用且基礎(chǔ)性的計(jì)算數(shù)據(jù)和處理信息等方面的服務(wù)。而物聯(lián)網(wǎng)基于此應(yīng)用子層，則可以與更多的領(lǐng)域相適應(yīng)。當(dāng)前，伴隨物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層技術(shù)的迅速發(fā)展，其在智能建筑、智能家居、道路交通和生態(tài)農(nóng)業(yè)等諸多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，借助通信技術(shù)的支撐，應(yīng)用層還可以達(dá)到和網(wǎng)絡(luò)層間的統(tǒng)一和對(duì)接。

3 物聯(lián)網(wǎng)對(duì)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的影響

3.1 感知層對(duì)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的影響

在物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中，感知層是最為基礎(chǔ)的層級(jí)，是物聯(lián)網(wǎng)作用得以有效發(fā)揮的支撐，更是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的核心和進(jìn)行信息采集的關(guān)鍵部分。通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和技術(shù)的運(yùn)用，感知層能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)所覆蓋范圍的信息加以獲取與探索，同時(shí)利用傳輸層將所獲得的信息傳遞給應(yīng)用層。而網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍中的信息并非單純的數(shù)據(jù)信息或圖像信息，感知層需通過(guò)網(wǎng)關(guān)將網(wǎng)絡(luò)配置與信息進(jìn)行連接，進(jìn)而對(duì)信息進(jìn)行傳遞。因此，在網(wǎng)絡(luò)連接當(dāng)中，網(wǎng)關(guān)具有不可忽視的作用，通過(guò)網(wǎng)關(guān)可以使傳感器在對(duì)信息感知后，通過(guò)有關(guān)算法深入地分析信息。

3.2 傳輸層對(duì)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的影響

在通信網(wǎng)絡(luò)中，傳輸層主要是將感知層和通信網(wǎng)連接起來(lái)。傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，互聯(lián)網(wǎng)功能需借助對(duì)分散通信節(jié)點(diǎn)的統(tǒng)一管理得以實(shí)現(xiàn)。然而，伴隨物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，通信節(jié)點(diǎn)呈現(xiàn)出較強(qiáng)獨(dú)立性和私密性的特征。為了更好地滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需求，傳輸層不但要使以往的信息傳輸與模擬信息的傳遞作用得到延續(xù)，同時(shí)還要與互聯(lián)網(wǎng)相融合，進(jìn)而構(gòu)建人和物、物和物間的聯(lián)系。當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)處在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，會(huì)對(duì)運(yùn)行空間提出更高的要求，而由于其本身具有獨(dú)立性與復(fù)雜性，故而在不同程度上會(huì)給通信網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)影響。因?yàn)橛?jì)算機(jī)個(gè)體處于一種分散的狀態(tài)，因此只有構(gòu)建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)才可以將計(jì)算機(jī)個(gè)體進(jìn)行有效的連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)的集中管理，使其所具有的集群效應(yīng)得到充分發(fā)揮，提高工作效率。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就要對(duì)不同的通信節(jié)點(diǎn)加以嚴(yán)格的管控。然而就目前的狀況而言，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通信技術(shù)間具有較大的差異，這直接造成整體網(wǎng)絡(luò)面臨著較大的運(yùn)行壓力，而相應(yīng)地增加了對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中管控的困難［5］。

3.3 應(yīng)用層對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的影響

在物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的過(guò)程中，要通過(guò)應(yīng)用層處理和加工信息，使處理和加工后的信息為物聯(lián)網(wǎng)終端用戶(hù)提供相應(yīng)的依據(jù)與參考，進(jìn)而提供智能與人性化的服務(wù)。為此，應(yīng)用層需對(duì)設(shè)備進(jìn)行不斷的優(yōu)化，推動(dòng)不同網(wǎng)絡(luò)彼此融合，進(jìn)而滿(mǎn)足用戶(hù)的多樣化需求，讓?xiě)?yīng)用層在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展當(dāng)中提供強(qiáng)有力的支撐。然而，因?yàn)閼?yīng)用層功能及其特點(diǎn)方面所具有的局限性，使傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)受到了一定程度的制約，進(jìn)而使通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展受到影響。加上物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所要求上的獨(dú)立性，增加了通信網(wǎng)絡(luò)的壓力。作為物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的關(guān)鍵所在，應(yīng)用層能夠讓物和物間構(gòu)建聯(lián)系，進(jìn)而達(dá)成對(duì)物的管控，突破時(shí)間和區(qū)域的限制實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的操作。而要促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，就一定要對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)與行業(yè)市場(chǎng)加以整合，進(jìn)而在云計(jì)算通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)當(dāng)中，搭建起物和物之間的信息交流，創(chuàng)設(shè)出物聯(lián)網(wǎng)得以發(fā)展的良好環(huán)境。由此，不但能夠使物聯(lián)網(wǎng)所具有的獨(dú)立性和通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)性間所具有的沖突得到良好解決，還能夠提升物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行效率的，提高物聯(lián)網(wǎng)的適用性［6］。

4 結(jié)語(yǔ)

網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展不但給人們的工作和生活帶來(lái)了極大的便捷，同時(shí)加快了信息傳播的速度，加強(qiáng)了信息交流，提升了工作效率，使數(shù)據(jù)更加系統(tǒng)化。物聯(lián)網(wǎng)是一種新興技術(shù)，利用物聯(lián)網(wǎng)可以使眾多的信息得以共享，進(jìn)而極大地推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。盡管當(dāng)前我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)仍然處在發(fā)展中，還不夠完善，但伴隨物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，其將給計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)更大的影響，使通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率得到更為有效的提升。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，其在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)和各個(gè)領(lǐng)域中必然會(huì)得到更為廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮更為顯著的作用。