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一文带你看懂物联网“网”的本质
2018-03-13 15:04 来源:中咨产学研创新研究院 物联网 /5G /技术
原标题：一文带你看懂物联网“网”的本质
【导读】
5G、LPWAN、SDN、NFV、TSN…这些层出不穷的新鲜名词都与物联网中的“网”有关，你是否对它们有所耳闻？你是否能说出它们的全称？你是否了解它们各自的含义？
为了恢复通讯技术的“简”与“美”，在这篇文章中，我尝试使用最为通俗易懂的语言，让你在不需要大量CT（通信技术）和IT（信息技术）知识的情况下，亦理解这些技术的内涵。从“外行看热闹”到“内行看门道”就是本文的初心了。
一个比喻，串联各种通信领域热词
话不多说，进入正题。为了更直观的体现各种最新通信技术的关系和比较，我以邮寄快递包裹的过程为例进行说明。
虽然最终用户的核心需求是把各种包裹寄到目的地，在选定了一家快递公司之后，用户并不用关心这家公司到底使用哪种交通工具、海陆空哪种运送方式、快递小哥是中日韩哪种混血儿…这些细节，但不同快递公司之间毕竟有价格差异，服务水平也不同，用户有必要了解基本的快递过程，比如“功耗”、“带宽”、“可靠性”、“成本”等，做到对快递支出心中有数。
各种通信技术在不同设备之间传递数据的过程，就跟快递公司递送包裹的过程如出一辙，各司其职完成分工协作。在这里，如果将数据比喻成货物，通信网络比喻成道路，携带数据的网络报文比喻成送货车辆，那么故事就这样开始：
1. 先从快递的“入口”说起，NB-IoT、TSN、Zigbee、WiFi等等这些通信协议，专供物联网应用，就像各种快递货车一样，解决的是如何从各种终端设备中，将数据包裹递送到就近的分拣站。
比如NB-IoT（窄带物联网）这个类型的货车发车间隔长，各个车辆的货箱很小，虽然一次装不了多少包裹，但却极为省油，运输成本很低。
TSN（时间敏感网络）这类车辆专门递送智能工业和智能汽车领域对时间极为敏感、要求实时送达的包裹。为了解决实时性的问题，TSN定制了一种特殊的快递车型，就像电影《黑衣人》中秒变火箭的飞行汽车一样，保证送货车辆的速度和时效。
2. 在取货的过程中，遇到大数据量，对传输速度要求较高的数据包裹时，普通的快递货车不够用了，这时就需要有线标准以太网、3G/4G、以及5G中相应的宽带通讯技术登场了。它们提供的交通工具是轮船、火车和飞机，传输距离长、载货量大、服务质量高。
这时就需要用到NFV（网络功能虚拟化），它对道路本身进行了优化，在不改变原有基础设施的情况下，解决了道路承载灵活性的问题。当有特殊快递需求时，NFV可以快速建起一条虚拟道路，当车辆通过之后，虚拟道路取消，相关资源释放回资源池。NFV还可以创造虚拟警察，让劫匪难以下手。
看到这里，相信你对各种技术在整个纵向的信息传递流程中，各自解决什么问题已经有了大致的了解。接下来我将聚焦核心趋势，主要包括5G、软件定义网络和实时物联网，把相关的重点技术进行分组，横向谈谈它们各自的使命。
宽、窄、快、慢都支持的5G
老百姓对5G的印象是它比现有的4G快上10-100倍，但是5G带来的可不只是网速的飞升，还有一大堆技术名词，包括uRLLC、eMBB、mMTC等以及向5G演进的NB-IoT、eMTC、LTE-V等，有数十种之多，令人感觉云里雾里，晦涩难懂。
其实对于用户来说，相比网速更重要的是5G在网络能力上的提升，它将可承载更多种类的物联网设备对各种通信场景的需求。为了解决这一问题，与4G有明显不同，5G使用创新性的思维，能同时支持高带宽和窄带宽、低时延和高时延这些“两极分化”的场景，可以说是能宽能窄、能快能慢地应对终端需求。
5G中窄带的分支，从现在物联网领域中热门的eMTC（增强型机器对机器通信）和NB-loT（窄带物联网）演进而来，图中的Cat M/Cat NB就是其演进的路径，未来实现在每平方公里百万级终端接入和超低功耗、超低成本的mMTC场景。这些低功耗广域网络LPWAN代表性技术的一个核心功能是对“物”的感知数据的传输，而所传输的数据基本上具有“小包、低频”的特点。这些小批量的数据却是用户直接业务所需要的，可以说是“直击”用户业务痛点。当然，这个窄带的分支一般不承载关键性的高可靠业务，可以承担大量并不要求实时性、敏感性的通信任务，作为5G“慢”的场景支持。
别看这么多场景，5G能够在一张网络上承载宽、窄、快、慢各种“两极分化”的场景，可以说是全新的变革。
立足于软硬“解耦”的软件定义网络
SDN（软件定义网络）和NFV（网络虚拟化）无疑是当下IT领域最为炙手可热的趋势。在不久之前刚刚结束的巴塞罗那MWC展会上，几乎所有CT与IT厂商均把SDN与NFV作为降低通信成本的战略方向，提出了针对性的产品和方案。
也许这组词汇让你觉得有些陌生。如果探究SDN和NFV的内在逻辑，其实很简单，核心的思维是“分离”和“解耦”。SDN将控制平面（可以简单理解为上述例子中的车辆调度）和数据平面（例子中道路上行驶的车流）进行了分离，NFV将网络中使用的软、硬件进行了分离，各自解耦发挥最大功效。
