物聯(lián)網(wǎng)：讓物體變得智能并互聯(lián)

    物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of things）,，顧名思義就是指“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”：在物理世界的實體中部署具有一定感知能力,、計算能力和執(zhí)行能力的嵌入式芯片和軟件，使之成為“智能物體”,，進而通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)施實現(xiàn)信息傳輸,、協(xié)同和處理，從而實現(xiàn)物與物、物與人之間的通信 ,。

 

     物聯(lián)網(wǎng),，可廣泛應(yīng)用于社會生產(chǎn)生活的各行各業(yè)，從而大大提升整個社會的信息化水平,，在提高效率的同時,，實現(xiàn)節(jié)能減排。物聯(lián)網(wǎng)的魅力來源于三大關(guān)鍵特征：第一,，全面感知,，即利用RFID、二維碼,、傳感器等隨時隨地獲取物體的信息;第二,，可靠傳遞，即通過各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合,，將物體的信息實時準確地傳遞出去;第三,，智能處理，即利用云計算,、模糊識別等各種智能計算技術(shù),，對海量的數(shù)據(jù)和信息進行分析和處理，對物體實施智能化的控制,。

 

     物聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)對象盡管數(shù)不勝數(shù),，但卻可主要分為兩類：一類是體積小、能量低,、存儲容量小,、運算能力弱的智能小物體，如傳感器節(jié)點,；另一類是沒有上述約束的智能終端,，如無線POS機、智能家電,、視頻監(jiān)控等,。

 

    這兩類互聯(lián)對象，從終端側(cè)向通信網(wǎng)絡(luò)提出了特定的需求,，而支持巨大的號碼/地址空間,、網(wǎng)絡(luò)可擴展、傳遞可靠等顯然是共性需求,。通信網(wǎng)絡(luò)不僅要能提供足夠多的地址空間來滿足互聯(lián)對象對地址的需求,；而且網(wǎng)絡(luò)容量足夠大，能滿足大量智能終端,、智能小物體之間的通信需求,。值得注意的是,，智能小物體由于尺寸與復雜度的限制而決定了其能量、存儲,、計算速度與帶寬是受限的,，因而要求通信網(wǎng)絡(luò)能夠提供輕量級的通信協(xié)議、可靠的低速率傳輸,，網(wǎng)絡(luò)同時要具備自組織能力,。

 

IPv6:物體互聯(lián)的必然選擇

     對于物聯(lián)網(wǎng)而言，無論是遠程通信,，還是近距離通信,，為了滿足IP地址需求量的空前提升，都必須盡快過渡到IPv6,。

 

     物聯(lián)網(wǎng)的遠程通信需求,，將推動現(xiàn)有移動或者固定網(wǎng)絡(luò)向IPv6的商用化演進,。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,，主要以公眾無線網(wǎng)絡(luò)為載體，大多使用2G,、3G網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)遠程通信,，同時也有部分應(yīng)用采用了固定光纖接入方式。固定光纖接入具有傳輸速率高,、傳輸信息量大,、可靠穩(wěn)定、保密性好等特點,，需要根據(jù)不同的應(yīng)用場景選擇不同的接入方式?，F(xiàn)有的2G、3G網(wǎng)絡(luò),，分組域核心網(wǎng)設(shè)備GGSN/PDSN均需要盡快升級支持給終端分配IPv6地址,，同時分組域核心網(wǎng)設(shè)備與骨干承載網(wǎng)絡(luò)之間需要盡快實現(xiàn)IPv6組網(wǎng)和路由。對于固定接入方式而言,，接入路由器和骨干及城域承載網(wǎng)絡(luò)也需要盡快完成向IPv6的升級,，以滿足快速業(yè)務(wù)接入的要求。

 

     在近距離通信領(lǐng)域,，主流技術(shù)也開始支持IPv6,。常用的近距離無線通信技術(shù)有802.11b、802.15.4(ZigBee),、Bluetooth,、UWB、RFID,、IrDA等,。其中,，Zigbee是一種近距離、低復雜度,、低功耗,、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信技術(shù),，完整的協(xié)議棧只有32 KB,，可以嵌入各種設(shè)備中，同時支持地理定位功能,，因而成為構(gòu)建近距離無線傳感網(wǎng)的主流技術(shù),。當前，Zigbee已在其智能電網(wǎng)的最新標準規(guī)范中加入了對IPv6協(xié)議的支持,。

 

精簡：讓IPv6準確適配物聯(lián)網(wǎng)

     作為下一代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,，IPv6憑借著豐富的地址資源以及支持動態(tài)路由機制等優(yōu)勢，能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)對通信網(wǎng)絡(luò)在地址,、網(wǎng)絡(luò)自組織以及擴展性等諸多方面的要求,。然而，在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用IPv6,，并不能簡單地“拿來就用”,，而是需要進行一次適配。

 

    IPv6不能夠直接應(yīng)用到傳感器設(shè)備中,，而是需要對IPv6協(xié)議棧和路由機制進行相應(yīng)的精簡,，以滿足對網(wǎng)絡(luò)低功耗、低存儲容量和低傳送速率的要求,。由于IPv6協(xié)議棧過于龐大復雜,，并不匹配物聯(lián)網(wǎng)中互聯(lián)對象，尤其是智能小物體的特點,，因此雖然IPv6可為每一個傳感器分配一個獨立的IP地址,，但傳感器網(wǎng)需要和外網(wǎng)之間進行一次轉(zhuǎn)換，起到IP地址壓縮和簡化翻譯的功能,。

 

     目前,，相關(guān)標準化組織已開始積極推動精簡IPv6協(xié)議棧的工作。例如,，IETF已成立了6LowPAN和RoLL兩個工作組進行相關(guān)技術(shù)標準的研究工作,。相比較傳統(tǒng)方式，能支持更大的節(jié)點組網(wǎng),，但對傳感器節(jié)點功耗,、存儲、處理器能力要求更高,，因而成本要更高,。另外,，目前基于IEEE802.15.4的網(wǎng)絡(luò)射頻芯片還有待進一步的開發(fā)來支持精簡IPv6協(xié)議棧。

 

     總體上,，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用IPv6可按照“三步走”策略來實施,。首先，承載網(wǎng)支持IPv6;其次,，智能終端,、網(wǎng)關(guān)逐步應(yīng)用IPV6；最后,，智能小物體（傳感器節(jié)點）逐步應(yīng)用IPv6,。目前，華為的產(chǎn)品,，包括骨干和接入路由器,、移動網(wǎng)絡(luò)分組域設(shè)備等，已經(jīng)可以完全滿足第一和第二階段商用部署的要求,。華為同時在積極跟蹤第三階段智能小物體應(yīng)用IPv6的要求,，包括技術(shù)標準和商用產(chǎn)品兩大領(lǐng)域。我們有理由相信,，在IPv6的積極適配與廣泛應(yīng)用下,，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)有望實現(xiàn)真正的大繁榮,。