未来智讯 > 物联网论文 > 广电网的物联网应用

广电网的物联网应用

发布时间:2018-12-24 01:06:04 文章来源:未来智讯    
    广电网的物联网应用作者: 胡晓东   物联网与广电网大纲   1.物联网大纲   物联网是“物物相连的物互联网”(the Internet of Things),是在互联网的基础上,利用信息传感设备,按约定的协议,把任何物品(含人)与互联网连接起来,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理,它实现了任何时间、任何地点和任何物体的连接。2009年,物联网被列为国家五大新兴战略性家当之一。我国已规划2020年之前加入3.86万亿元资金用于物联网研发。
  (1)物联网的结构
  如图1,事件标识网络指通过无线传输器、EPC(产品电子代码)系统对物品及人进行唯一标称的网络,事件识别系统负责文件标识的收集、翻译和汇聚,传输平台对已标识的事件信息进行透明的传送,展示及接入平台负责对事件进行展示、监测和抑制。
  图1中事件标识网络中的传感器具有低成本、低功耗、组网灵活和符合移动指标等特点,但目前尚存以下技能上的限制:①所能联接的距离仅为100米至1000米。超过1000米,传感器发射的信号将不足以支撑数据的传输;②对外部环境目标要求对照高,特别是对温度、湿度的要求。一旦外环境发生变化,事务效率将大打折扣;③无线传输存在信号被窃取的可能性相对要大一些。
  图1中事件标识网络中的EPC是一种特殊的传感器,其具有传输距离远、信息容量大、译码可靠性高、保密及防伪性好、兼容性好(兼容贸易流通标识代码)等特点,同时具有国际性(编码标准全球统一)并支持快速移动识别。
  (2)物联网的关键技能
  a.ZigBee协议
  物联网所连接的物体,有非常一局部属(智能)小物体,用电池供电,客观上要求使用轻量级的通讯协议和可靠的低速率传输,以便能长时间、经济的事务,并且需足够大的地址和良好的网络扩展性支持可持续发展。
  鉴于此要求,ZigBee联盟开发了ZigBee协议,以用于传感器节点或其它智能物体的互联。其是基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的关于组网、平安和应用软件等方面的技能标准。它在IEEE802.15.4物理层、MAC层的基础上,对其网络层协议和应用程序接口(API)进行了标准化。ZigBee是一个可由65000个无线数据传输模块组成的无线传输网络平台。每一个ZigBee传输模块类似移动网络的一个基站。每个网络节点的标称距离为75m,但可扩展至几百至几千米。每个节点(ZigBee基站)建设成本不到1000元(RMB),仅是一个移动基站的1/1000。ZigBee具有如下特点:
  ①短时延。其响应速度较快:从休眠转入事务状态只需15ms,从节点接入网络仅需30ms。
  ②低功耗。两节五号电池可使用6-24个月。
  ③低成本。协议免专利费,价格指标仅为几美分。而相应模块的成本也预计能降低到1.5-2.5美元。
  ④技能参数:速率20-250Kbit/s,事务频段:868MHz(欧洲)、915MHz(美网)、2.4GHz(全球)。
  除ZigBee协议外,IP协议也可用于物联网,但一般用于供电不存在问题的物体,如冰箱,洗衣机等(智能)家电,工农业设备等。但要选取IP专网。
  b.IP精简技能
  由于物联网对地址空间的巨大需求,使得其对具有丰富地址资源的IPv6协议栈“情有独钟”。但其(IPv6)过于庞大,不能直接应用到传感器设备中,需对协议栈及路由机制进行精简,以满足网络低功耗的要求。目前uIPv6已发布,这是一款最小的IPv6协议栈。
  c.物联网的云计算技能
  云计算通过网络将庞大的计算处理程序自动拆分成若干个小的子程序,由多部服务器去完成。足够大规模的物联网的应用(如智能电网、全国交通监测网等)需要云计算,而对家庭的物联网应用,则没有必要使用云计算。
  2.广播电视网大纲
  经过几十年的发展,我国广播电视网从无到有,从小到大,至“十二五”初期,以变成卫星覆盖乡村、有线(网)覆盖城镇、地面无线覆盖城联合部以及卫星、地面无线覆盖移动终端的多元化家当格局。据统计,目前我国有广播电视无线发射台(含转播台)3万余座;具有双向功能的有线电视干线网333万公里;100多个城市开通了地面数字电视;建成CMMB(移动多媒体广播)大功率站点700余个,初步变成了CMMB的全国覆盖网络;自2008年6月中星9号直播卫星升空以来,我国用于村村通工程的直播卫星用户已达1350余万户;刚启动未几的下一代广播电视网(NGB)示范网工程已完成100万用户覆盖指标。
  (1)广播电视网的特点。
  ①变速宽带。广播电视网的重要组成局部全国有线广播电视传输网具有天然的带宽优势。其用户接入的铜缆带宽在1GHz以上,传输的速率在6Gbps以上。
  ②内容平安。广播电视网传输的是各级党和政府的声音,因此其建网之初就一直受到各级党委政府的高度关注。其内容平安得到了充分保证。
  ③全程全网十区域自治。我国广播电视的有线电视主干传输网和CMMB覆盖网具有全程全网特性,但各地的地面广播电视网络和尚未整合的有线广播电视网络具有明显的行政区域性质,卫星(含直播卫星)广播电视依靠租用卫星转接器各自为政地进行覆盖。
  
  (2)下一代广播电视网的关键技能
  按照广播总局科技司关于《面向下一代广播电视网(NGB)电缆接入技能(EoC)需求白皮书》的建议,NGB干线传输选取PON(无线光网络)技能;最终100米选取EoC(基于同轴电缆网的以太网)技能;网络发展模式为全IP化或IP+QAM。但笔者趋向选取后一种模式,因为其既有效地保存了现有有线网络几近所有的投资(含技能和设备),又在接入本能上远胜于前者(大宽带、高可用:开展VOD业务时不会出现带宽拥塞现象)。
  
  物联网与广电网的融合策略
  广播电视网的大带宽、高速率及其传输的平安性积累及一定的区域“自治”特性决定了其是物联网较佳的传输通道,同时广播电视网所属机构也将为物联网的推广提供优质渠道。物联网的壮大也将为推动NGB的快速建设和广播电视网的繁荣。
  1.利用广电终端的物联网应用
  (1)利用机顶盒遥控器实施购物
  截止今年8月底,我国的家用数字电视机顶盒已愈一亿台,其中有线数字电视机顶盒至少九千多万台,在册(正版)直播卫星机顶盒一千余万台,地面数字电视机顶盒数量较少但也呈上升趋势。理论上可利用广电网与物联网的融合用机顶盒的遥控器实现远地直接缴费购物。其实现条件如下:①使商店的每一件商品接入物联网,物联网通过特定接口与广播电视网相连;②对机顶盒(STB)界面进行升级,与商店进行视频虚拟连接;③STB遥控器升级,使其能操控升级的界面。这样,用户在家中通过遥控器调出商店的商品(视频显示)进行选购,如需则通过遥控器确认,STB智能卡扣费,商店根据信息反馈送货上门。目前广电的有线电视网正在进行双向改造,因此有线数字电视STB遥控器经升级可完成此业务。但由于直播卫星网和地面数字电视网还是单向,需建立回传通道后其终端遥控器方可实施相应操作。
  (2)利用TD―CMMB手机测控广电传输网
  目前广播电视传输网面临着巨大的改造和升级压力。新技能、新设备、新设施、新系统屈出不穷,客观上要求实施多点管理。利用手机实现随时随地广电网测控不失为一种好措施。原理如下:对广点网机房(尤其是无人值守的有线电视分前端机房)传输设备(无线发射与接收天线、有线传输设备与缆线、CMMB基站等)进行物联标识,通过TD-CMMB网络实现与指定手机的通信。广播网技能管理人员和技能骨干通过手机特定“通道”实时监测广电网机房和传输设备状态,如有异常立即教导排障或利用手机远地操作(如停电后空调和计算机的开启等)。
  2.利用广电网开发物联网其它商用
  目前中国电信已开发了多项物联网应用,在“十二五”三网融合推进中,广电网也同样能实现。
  (1)智能医疗
  利用物联网和广电网的融合,借助简捷易用的家庭治疗传感设备,对家中行动不便的病人、幼儿和老人的生理目标进行测试(自测),其将生成的生理目标数据通过网络传送到医院。随着社会的发展,此项业务将呈较大幅度的上升。
  (2)智能家电
  利用物联网和广电网的融合,借助家电的智能传感设备,实现对电冰箱、空调、硬盘录像录音机、电饭煲、洗衣机、电脑等的远程操控。这可能是一块巨大的“蛋糕”。
  (3)智能物流
  利用物联网和广电网的融合,借助对配送指标特定标签的监控,实现物流的全程监控和管理。
  (4)智能环保
  利用物联网和广电网的融合,通过地表水质的自动监测,实现水质的远程监控,预报重大水质污染事故。
  
  物联网与广电网融合的具体要求
  在物联网与广电网的融合发展中,物联网应用对广电网络的能力提出了新的要求。广电网应能为物联网提供如下的管理能力:
  1.业务管理
  在物联网环境中.多个应用会同时使用单个传感网络采集的数据,由于不同应用的用户要求不同。所以要求物联网可以对同一批传感数据根据需求的不同进行不同的处理。物联网信息管理便是一种支持不同特性和需求的传感数据的管理方式。业务信息库由物联网应用的信息单元组成,其中存储了业务标识、数据类型、业务提供者、位置信息等。广电网扩展功能需要支持选取一套标准的业务信息库来注册和发现物联网业务。
  2.网络管理
  物联网的传感网络在通讯方式上有无线连接和有线连接。这些不同的传感网在特定的物联网应用中共存,因此需要广电网可以管理不同类型的传感网络。基于非
  IP网的物联网常常通过网关对其进行管理,而基于IP网络的传感网络则被作为一个子网直接进行管理。其次,传感网中经常会发生单个节点硬件故障或者链路失败,而传感网本身不能由于单个故障而停止事务。因此,广电网络应支持传感器网络的配置,以实现连接保障和对于传感器节点生命周期的管理。
  3.设备信息管理
  设备信息包括传感网络和传感节点的设备信息。具体含传感网络标识、设备标识、设备类型、设备能力、设备位置等。由于未来物联网中传感器、传感节点和传感网络均存在多样性,因此需要广电网支持管理大量的异类节点。
  4.连接管理
  在基于IP的传感网络中,物联网用户和传感网之间也通过IP实现组网。在这种情况下,传感节点直接连接到广电网络中(常常情况下传感节点是通过网关直接接入的)。在基于非IP网络的传感网络中,由于传感节点都没有IP地址,所以用户和传感网之间是通过传感网关实现组网互联的。不同类型的传感网必须能连接到基础网络(如广电网)中,即广电网扩展功能应支持传感网和广电基础网络之间的连接,不管这些网络是IP还是非IP、无线还是有线的。
  5.移动性管理
  传感网对移动的支持包括两个方面:一是传统的传感网自身对传感器节点移动性的支持;二是可以将现有的移动IP技能和传感器网络联合,变成一个低功耗、低速率要求的新型
  物联网络。前者能够通过传感器自身的移动技能实现,这种移动不会影响到基础网络的拓扑。第二种情况描述的是整个传感器网络在不同的网络间移动(如在广电网络和非广电网络间),称为网络移动性,此时要求广电网可以支持传感器在网络间移动,并支持对于传感器节点移动时的位置信息管理――这需要利用广电的CMMB网或广电、移动合作的TD-CMMB网的升级。
  6.平安要求
  由于传输数据的敏感度,传感网的应用和服务应该有较高的平安性要求。但传感节点本身受制于很多条件,无法配合进行平安性处理,比如数据加密,因此要求传感网应用支持密
  钥管理:另外,传感网的平安机制应可以与广电网络平安机制协同事务。其次,广电网扩展功能必须可以完成传感网上用户的认证鉴定和授权功能,可以有效地防止非授权用户接入非
  授权的服务、资源和数据。根据传感网使用场景的要求,传感网需要根据不同的数据传播方式提供不同营账和计费服务。
  
  基于多网并存的物联
  网与广电网融合考虑
  预计“十三五”期间,随着电力通讯网的发展,我国将呈现电信、移动、联通、广电及电力四大全业务传输网并存的场合。届时,广电网开展物联网将更多地选择与视频“监控”相关的领域,如社会环境监测、自动门诊、军事现状侦查等,届时将呈现包括广电网在内的四大传输网与物联网共同繁荣的场合。

转载请注明来源。原文地址:https://www.7428.cn/page/2018/1224/64203/
 与本篇相关的热门内容: