根据物联网提纲提炼的知识点(7)——第八章:物联网的接入和承载

1 核心网和承载网的概念

承载网络书上说的当然没错,但是要注意各种名称的网络在概念上有相互的包容或从属关系。比如移动通信网络属于电信网络,所以一般也认为是物联网的承载网络,而wifi一般则认为是接入网,而不是承载网络

1.1目前物联网的承载网络有3种:

互联网、电信网和行业专网

1.2 接入方式:

  1. 利用各种无线 IP接入技术无缝接入互联网
  2. 利用各种有线接入技术接入互联网
  3. 传感器网络通过网关接入互联网
  4. 物联网中的设备节点直接接入公共移动通信网络或行业专网

1.3 通信网络种类:

  1. 接入网络
  2. 移动通信网络
  3. 核心传输网络
  4. 核心交换网络
  5. 互联网

1.4 核心通信网络

1.4.1 核心传输网络

  1. SDH传输网
    同步数字体系, SDH采用光纤代替PHD的同桌电缆,全网统一时钟,SDH网元都是光电设备
  2. OTN
    光传送网(Optical Transport Network),OTN在子网内是全光传输,在子网边界处采用光/电/光转换
    • 【定义】能够在光域上为客户层信号提供传送、复用、选路、监控和主/备切换功能的一组功能实体
    • 【核心技术】OXC技术,波分复用传输技术,光域内的性能监测和故障管理技术

1.4.2 核心交换网络

  • 点到点通信的网络
  • 组成
    • 端接设备
    • 交换设备
    • 传输链路

2 通信网络分类及各种通信网络之间的关系(图8-1)

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3 各种无线IP接入技术的概念、比较和性能指标

3.1 Wi-Fi

  • 天线保真(Wireless Fidelity)
  • 协议与标准
协议 频带 速率 备注
IEEE 802.11 2.4 GHz 2Mbit/s 1997年颁布
IEEE 802.11a 5 GHz 最高速率为54 Mbit/s 1999年颁布
IEEE 802.11b 2.4 GHz 5.5 Mbit/s和11 Mbit/s 1999年颁布
IEEE 802.11g 2.4 GHz 速率为54 Mbit/s 2003年,
兼容802.11b
IEEE 802.11n 2.4GHz或5GHz 20 MHz标准带宽时,最高速率为300 Mbit/s
40 MHz带宽时,速率为600 Mbit/s
2009年发布
兼容802.11 a/b/g
  • 组网方式
    1. Ad Hoc
    2. AP(Access point)热点

3.2 蓝牙

性能指标

  • 工作频段为2.4~2.4835GHz
  • 距离为10~100m
  • 速率一般为1Mbit/s
  • 蓝牙4.0核心规范
    • 2010年7月推出
    • 速率达到24Mbit/s

协议

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3.3 UWB技术

超宽带(Ultra Wide-Band, UWB)是一种应用于无线个域网(WPAN)的短距离无线通信技术,其传输距离通常在10m以内,数据传输速率可达100Mbit/s ~ 1Gbit/s。
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3.4 WiMAX

  • 微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access,WiMAX)是IEEE802.16提出的一种无线城域网(WMAN)技术。
  • 802.16e:3G标准之一
  • 802.16m:有望成为4G标准

3.5 MBWA

移动宽带无线接入(Mobile Broadband Wireless Access,MBWA)工作组,致力于Flash-OFDM(又称快闪OFDM)技术标准的制定。

性能指标

  1. 频分全双工方式
  2. 频带宽度为1.25MHz
  3. 最大转输速度为3.2Mbit/s
  4. 平均数据传输速度达1.5Mbit/s
  5. 传输距离2~5km
  • 最新
    • 传输距离最大达到50km
    • 峰值速率为80Mbit/s

3.6 GPRS

  • 通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service,GPRS)通过利用GSM网络种未使用的TDMA(时分多路复用)信道,采用分组交换技术,提供高达115.2kbit/s的空中接口传输速率。
  • 基于GSM(2G),被当作2.5G
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3.7 CDMA 1X

  • CDMA 2000的第一阶段,又称为CDMA 2000 1X
  • 与GPRS很像,都是2.5G技术
  • 从网络结构上看,CDMA 1X 和GPRS网络均包含移动台、基站、基站控制器、移动业务交换中心、归属位置寄存器和访问位置寄存器等组成部分。
  • 与GPRS不一样的是,CDMA 1X 是建立在第二代CDMA移动通信网络之上的,并且具有移动性能更强、数据传输速度更快、安全更有保障等优点。
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4 移动通信网络的演化过程

  1. 第一代移动通信网络
    模拟通信网络,已被淘汰
  2. 第二代移动通信网络
    2G网络
    GSM和CDMA两种制式
    采用电路交换技术
  3. 第三移动通信网络
    3G
  4. 第四代移动通信网络
    4G网络

5 4G的关键技术

5.1 数据传输速度

  • 固定状态:1Gbps
  • 移动状态:100Mbps

5.2 4G标准

  • LTE-Advanced
    包括TD-LTE-Advanced和FDD-LTE-Advanced
  • WiMAX
    IEEE 802.16m

5.3 4G关键技术

  • 正交频分复用
    OFDM
  • 多输入多输出
    MIMO
  • 软件无线电技术

6 LP-WAN是什么?有哪几种典型技术?

  1. 【是什么】:LPWAN(Low-Power Wide-Area Network,低功率广域网络),是一种用在物联网,可以用低比特率进行长距离通讯的无线网络。属于5G。
  2. 【为什么存在】:各种无线接入技术存在的缺陷:带宽(速率)、功耗与距离三者的均衡
  3. 【有哪几种典型技术】:
    • LoRa(LongRangeWAN)
    • NB-IoT窄带物联网

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