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)絡設施實現(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)，可廣泛應用于社會生產生活的各行各業(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，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，從終端側向通信網(wǎng)絡提出了特定的需求,，而支持巨大的號碼/地址空間,、網(wǎng)絡可擴展、傳遞可靠等顯然是共性需求,。通信網(wǎng)絡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)絡能夠提供輕量級的通信協(xié)議,、可靠的低速率傳輸,，網(wǎng)絡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)絡向IPv6的商用化演進,。物聯(lián)網(wǎng)應用,，主要以公眾無線網(wǎng)絡為載體，大多使用2G,、3G網(wǎng)絡來實現(xiàn)遠程通信,，同時也有部分應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)不同的應用場景選擇不同的接入方式。現(xiàn)有的2G,、3G網(wǎng)絡,，分組域核心網(wǎng)設備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)設備與骨干承載網(wǎng)絡之間需要盡快實現(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)絡也需要盡快完成向IPv6的升級,，以滿足快速業(yè)務接入的要求。

 

     在近距離通信領域,，主流技術也開始支持IPv6,。常用的近距離無線通信技術有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,，完整的協(xié)議棧只有32 KB，可以嵌入各種設備中,，同時支持地理定位功能,，因而成為構建近距離無線傳感網(wǎng)的主流技術。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)絡在地址,、網(wǎng)絡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不能夠直接應用到傳感器設備中,，而是需要對IPv6協(xié)議棧和路由機制進行相應的精簡，以滿足對網(wǎng)絡低功耗,、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)之間進行一次轉換，起到IP地址壓縮和簡化翻譯的功能,。

 

     目前,，相關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技術標準的研究工作,。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)關逐步應用IPV6,；最后,，智能小物體（傳感器節(jié)點）逐步應用IPv6。目前,，華為的產品,，包括骨干和接入路由器、移動網(wǎng)絡分組域設備等,，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用IPv6的要求，包括技術標準和商用產品兩大領域,。我們有理由相信,，在IPv6的積極適配與廣泛應用下，物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)有望實現(xiàn)真正的大繁榮,。