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终极网络——泛在网|论文资源库

终极网络——泛在网
作者:未知 文章来源:网络 点击数: 更新时间:2010-1-6

摘要:在未来,我们只要拥有一个终端,就可以享受由各种接入方式提供的网络服务,就可以拥有比任何个体计算机更加强大、更加迅速的运算能力,可以拥有更加人性化、智能化的社会服务体系,这就是网络发展的终极-泛在网络。
关键词:终极网络  泛在网  通信技术
        1991年Xerox实验室的计算机科学家Mark Weiser首次提出了“泛在运算”(Ubiquitous Computing)的概念,描述了任何人无论何时何地都可以通过合适的终端设备与网络进行连接,获取个性化信息服务的全新信息社会。由此衍生出了泛在网络、环境感知智能和普适计算等概念。
        浅显地讲,泛在网络就是指无所不在的网络,可以随时随地提供接入网络的服务,从直观上来说就是可以不受环境限制地打电话、上网、看电视等等。从这个意义上讲,当3G网络完善之后,泛在网络就可以普及,但实际上这是片面的。因为泛在网络所包含的通信,不止是人与人之间的通信,还包括人与物、物与物之间的通信。
        举一个例子来讲,射频标签技术(RFID)的应用。
        风靡全世界的咖啡连锁店-星巴克咖啡(Starbucks),在配送过程中导入了RFID技术,以用来追踪货车配送鲜品时货车隔间的冷藏或冷冻温度,以确保配送到各个连锁店的食品能保持新鲜。星巴克率先在全美12家第三方物流配送点采用由Sensitech提供的“ColdStream CL Closed Loop方案”,这套系统使用Sensitech研发的“Teplate Tale RF 915”的内建感应器动态卷标。当货车离开仓储仓库时,卷标便开始纪录温度变化,每隔10分钟感应卷标会纪录货车内每一夹层的温度,而货车回到物流中心后,RFID感应器会读取卷标,将所记录的一天温度变化转码为专有维读码,并透过以太网(Ethernet)或Wi-Fi传送回读取器内。Sensitech除了提供技术外,也提供温度变化的分析报告,并以每周或每月的方式定期送给Starbucks及合作的物流业者参考。若报告中发现温度变化异常,Starbucks就必须追查是否为非机器性的问题,如:货车开启的时间过长,食品进口时停留在船坞上太长时间等因素。
        泛在网的架构包括三个层次的内容:一是无所不在的基础网络;二是无所不在的终端单元;三是无所不在的网络应用。
        基础网络就是连接终端单元和网络的通道,通过这个通道,终端单元和网络应用才能够有效互动,实现泛在网的巨大效能。终端单元是泛在网的神经末梢,它们形态多样、接入手段多样、功能多样,可以是手机,可以是笔记本,也可以是PDA。这些终端单元实现信息的感知、传送以及响应网络应用控制中枢(或控制网络)所发出的控制指令。泛在网的巨大效能和对人类生活的深刻影响正是依赖于网络应用所体现的巨大效能而实现的。
        泛在网络发展的一个重要动力就是无线技术的成熟,包括3G、Wi-Fi、WiMAX、UWB、Bluetooth、NFC、ZigBee、RFID、Mobile-TV、GPS、GIS等等。其中有几类重要技术的发展支持了泛在网络这一应用概念:M2M(MachinetoMachine)
        M2M一般认为是机器到机器的无线数据传输,有时也包括人对机器和机器对人的数据传输。有多种技术支持M2M网络中的终端之间的传输协议。目前主要有IEEE802.11a/b/gWLAN和Zigbee。二者都工作在2.4G的自主频段,在M2M的通信方面各有优势。采用WLAN方式的传输,容易得到较高的数据速率,也容易得到现有计算机网络的支持,但采用Zigbee协议的终端更容易在恶劣的环境下完成任务。
        传感器网络(SensorNetwork)传感器网络是由使用传感器的器件组成的在空间上呈分布式的无线自治网络,它常用来感知环境参数,如温度、震动等等。和互联网一样,传感器网络最早是从军队的应用环境演化而来,目前也应用在很多民用领域。


        近程通信(NearFieldCommunication)和射频标签技术RFID近程通信是新兴的短距离连接技术,从很多无接触式的认证和互联技术演化而来,RFID是其中一个重要技术。当产品嵌入NFC技术时,将大大简化很多消费电子设备的使用过程,帮助客户快速连接,分享或传输数据,给客户带来很多简便性。
        近程通信技术工作在13.5M,以424KB/S交换数据,当两个NFC兼容的物品接近到40厘米时就可以进行数据传输,可读可写。NFC技术与很多现有的技术兼容.如蓝牙,和无线局域网、近程通信技术、近程通信也遵从ISO,ECMA和ETSI等国际标准。
        这些技术的竞争和融合,最终促使网络的无缝覆盖。现在的网络将向“全业务+全IP”的方向发展,多种无线技术将实现融合。在融合的无线网络环境中,3G将成为公共的无线通信平台,WiMAX、WLAN等作为局域网的无线宽带接入手段融入3G网络,成为3G的有效补充。与此同时,其他如UWB、RFID等短距离无线接入技术也会逐渐融合到一张统一的大IP网上,在融合的过程中会衍生出一系列新型无线应用。比如在3G平台上,结合RFID能够开发出电子支付、物流监控、交通管理、工业控制等业务应用。很早的时候,通信业界就提出了要以实现“5W”(Who、Whenever、Wherever、Whomever、Whatever)无缝覆盖的信息社会的构建目标,这实际上也就是泛在网络的建设目标。通信业界也已经基本认可无线通信技术是未来实现泛在网络的重要方式,但未来泛在网络的构建则不可能基于单一网络,更可能是基于无线个域网(WPAN)、无线局域网(WLAN)、无线广域网(WWAN)等多种技术多种网络基础

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