通信標(biāo)準(zhǔn)有哪些？怎樣選擇最合適的通信？

在當(dāng)前連接“物”的世界中，有大量有線和無線接入技術(shù)可以提供使用或者在開發(fā)中。在回顧這些接入的技術(shù)之前，討論一下各種用例的使用方法和對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)是很重要的。

無線通信目前在智能對象相互連接的世界中非常流行的，其主要目的是為了簡化物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的部署，并且同時允許智能對象的移動，在不丟失連接的情況下改變位置。本文將討論這一點，并在使用時還會提到有線連接的注意事項。

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覆蓋范圍

針對信號需要傳播多遠(yuǎn)、覆蓋多廣、室內(nèi)部署與室外部署的區(qū)別這些問題最簡單的方法就是通過用法來對技術(shù)進行分類，如下圖所示，將這些劃定范圍。

本文僅針對市面上運用較廣，并且相對成熟的技術(shù)來進行討論。

短程：為典型的有限串行電纜。

無線短程的通訊技術(shù)通常是被認(rèn)為串行電腦的替代品，兩個設(shè)備之間的通信可達(dá)到10米。短程無線技術(shù)包含IEEE802.15.1藍(lán)牙和IEEE 802.15.7可見光通信。這些短程通信方法只適用于在小范圍空間內(nèi)進行安裝部署。在某些特定情況下，他們還顯得不夠成熟，目前來說還無法用于針對生產(chǎn)的部署。

中程：這一范圍是物聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)中的主要范疇。

在幾十米甚至上百米的范圍內(nèi)，已經(jīng)出現(xiàn)了許多案例規(guī)范與實現(xiàn)方式。兩個設(shè)備之間的最大距離一般來說小于一公里，但是只要無線電信號在一定的規(guī)則與范圍內(nèi)發(fā)射和接收，RF技術(shù)理論上來說是沒有實際意義上的最遠(yuǎn)距離的限制。在中程無線中所使用的技術(shù)包括IEEE 802.11 Wi-Fi、IEEE 802.15.4和802.15.4g WPAN。根據(jù)物理的介質(zhì)特性，IEEE 802.3以太網(wǎng)和IEEE 1901.2窄帶電力通信（PLC）等有線技術(shù)也可分為中程技術(shù)。

遠(yuǎn)程：遠(yuǎn)程即在兩臺設(shè)備之間通訊超過1公里時所使用到的通信手段。

無線的常見案例有蜂窩數(shù)據(jù)（2G、3G、4G、5G）和一些在戶外所使用的廣域（LPWA）技術(shù)應(yīng)用。LPWA通信技術(shù)能夠使得在設(shè)備不消耗大量電力能量的前提下實現(xiàn)大面積廣域通信。因此，在使用這些技術(shù)的設(shè)備上配備電池是目前最為理想的遠(yuǎn)程傳輸方案。

對于無線部署，以規(guī)范或者產(chǎn)品描述的方式來表達(dá)設(shè)備最大覆蓋范圍，通常是以傳輸條件最優(yōu)極限得出。在實際環(huán)境中，規(guī)劃者應(yīng)考慮到設(shè)備當(dāng)前所覆蓋的所有場景，然后結(jié)合現(xiàn)場實地勘探，了解實際情況后，得出規(guī)劃場景和對應(yīng)產(chǎn)品，例如在新建的建筑物上可能會出現(xiàn)信號傳輸問題，此時應(yīng)該考慮使用抗干擾相對較強的中程傳輸進行物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的通信。

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頻段

在世界范圍內(nèi)許多國家和組織對無線電頻段的規(guī)則和傳輸提出了要求。例如，在頻段的一部分被分配給各個種類和行業(yè)的遠(yuǎn)程通信中，如在廣播、電視、軍事中。

各種通信用途的頻段通常被視為一種關(guān)鍵的資源。比如，通過檢查各大運營商的蜂窩頻段許可證支付的成本來實現(xiàn)和了解這些頻率的價值。

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拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

目前拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有3種方案占據(jù)主導(dǎo)地位：星型、網(wǎng)狀、點對點。在遠(yuǎn)程和短程通訊中流行使用星型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

如下圖所示，對于中程技術(shù)，星型、點對點和網(wǎng)狀拓?fù)涠际潜容^常見的。點對點拓?fù)湓试S任何設(shè)備之間進行連接與通信，只要在通信范圍內(nèi)設(shè)備之間都可以進行。顯然，點對點拓?fù)湟蕾嚩鄠€設(shè)備。點對點拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)也更為復(fù)雜，就如網(wǎng)狀拓?fù)洹?/p>

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能耗

物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備定義非常的廣泛，但是在供電的方式和節(jié)點上卻是有著明確的邊界劃分。供電的節(jié)點一般與電源直連，通訊目前不受功耗標(biāo)準(zhǔn)的限制。但是，電源的可用性限制了設(shè)備的部署，提升可部署性，使得電源能源受到巨大的挑戰(zhàn)。

物聯(lián)網(wǎng)無線的接入技術(shù)需解決的難題就是能源的高效利用。設(shè)備越能高效地利用能源就越能夠在市場的競爭中獲得優(yōu)勢。這也導(dǎo)致了無線設(shè)備領(lǐng)域的進化——低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)（LPWA）。顯然，能源利用與消耗已經(jīng)成為新的發(fā)展賽道。

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受限設(shè)備

目前，對物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點進行分類是一項艱難的任務(wù)，但隨著計算機、設(shè)備內(nèi)存、電源方案的不斷發(fā)展，RFC 7228給出了部分受限節(jié)點的定義標(biāo)準(zhǔn)。這些定義有助于區(qū)分節(jié)點的受限狀態(tài)和不受限狀態(tài)。比如服務(wù)器、臺式計算機、智能手機等。

受限節(jié)點現(xiàn)階段只有對其網(wǎng)絡(luò)和功能的限制。因此，部分類別的節(jié)點無法互補性IP堆棧。根據(jù)RFC 7228，受限節(jié)點可細(xì)分為（如下圖）類。

上述通信標(biāo)準(zhǔn)，簡單介紹了物聯(lián)網(wǎng)中的接入技術(shù)、無線覆蓋范圍、頻段、功耗、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼笆芟拊O(shè)備。根據(jù)特點挑選合適的應(yīng)用場景是關(guān)鍵。