基于無線寬帶的空中組網(wǎng)是怎樣實(shí)現(xiàn)的

物聯(lián)網(wǎng)提出的組網(wǎng)需求

信息化時(shí)代，企業(yè)的運(yùn)營管理離不開網(wǎng)絡(luò)的支持，而要擁有一張自己的網(wǎng)絡(luò)卻并不那么容易，需要專業(yè)人員，需要寫方案，買設(shè)備，建機(jī)房，租帶寬，上配置，做調(diào)測等等。前前后后費(fèi)時(shí)費(fèi)力，建好了以后還需要維護(hù)管理好網(wǎng)絡(luò)。如果要建設(shè)一張廣域網(wǎng)，那么還需要拉專線或者開通VPN，對網(wǎng)絡(luò)成本和專業(yè)性的要求進(jìn)一步提高。

隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，通信需求更是無處不在，無時(shí)不有。智能抄表，無人售賣，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，各行各業(yè)，萬事萬物都提出了連接上網(wǎng)的需求。同時(shí)為了及時(shí)訪問和管控物聯(lián)網(wǎng)終端，物聯(lián)網(wǎng)不再僅僅滿足于單向上傳數(shù)據(jù)，還需要組建專網(wǎng)，連接企業(yè)內(nèi)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)雙向通信和安全通信。而車聯(lián)網(wǎng)，物流跟蹤，資產(chǎn)定位，野外通信等物聯(lián)網(wǎng)場景則提出了移動(dòng)組網(wǎng)（無線組網(wǎng)）的需求。應(yīng)急通信，突發(fā)事件等場景則提出了即時(shí)快速組網(wǎng)的需求。 小結(jié)一下，當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代提出了物聯(lián)專網(wǎng)，移動(dòng)組網(wǎng)，即時(shí)快速組網(wǎng)，低成本組網(wǎng)等不同于傳統(tǒng)的組網(wǎng)需求。

云計(jì)算的出現(xiàn)一定程度上提供了一種便利化的建網(wǎng)方式，但需要配合云主機(jī)一塊使用，離開了云主機(jī)便享受不到云網(wǎng)絡(luò)的便利，另外云網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)更復(fù)雜，企業(yè)要上云，云網(wǎng)絡(luò)要對接原有網(wǎng)絡(luò)都不是簡單的事。那么有沒有一種組網(wǎng)方式能不依賴云主機(jī)，又能象云計(jì)算一樣簡單方便，即買即用，按需服務(wù)的建網(wǎng)方式呢？我們提出一種基于無線寬帶的空中組網(wǎng)（也稱為無線自組網(wǎng)）可以滿足這種組網(wǎng)需求。

無線網(wǎng)絡(luò)的寬帶化發(fā)展

經(jīng)過多年的發(fā)展，無線蜂窩通信技術(shù)從2G、3G、4G到未來的5G，覆蓋范圍非常廣泛，幾乎人類所能涉足的地方都覆蓋了無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入蜂窩網(wǎng)絡(luò)之后，不需要重新部署，就可以實(shí)現(xiàn)始終在線，非?？煽康木W(wǎng)絡(luò)連接條件。更重要的是，蜂窩網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成了非常完善的生態(tài)系統(tǒng)。無論是基礎(chǔ)設(shè)施廠商，還是芯片領(lǐng)域的廠商，還是遍布全球的終端廠商，包括終端和Sim卡的各種營銷渠道，都有非常多的參與者。從產(chǎn)品的開發(fā)、驗(yàn)證到生產(chǎn)、上市都已經(jīng)形成了龐大的產(chǎn)業(yè)鏈，這也正是蜂窩技術(shù)成為最為成熟、最為可靠、最為完善的技術(shù)的原因。

隨著手機(jī)、筆記本、無線路由器等設(shè)備的進(jìn)一步普及和人們對于上網(wǎng)速度要求的不斷提高，蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展一直朝著無線接入寬帶化的方向推進(jìn)。目前，3G已經(jīng)完全部署，技術(shù)上可以提供10－20Mbps的下載速度或2－5Mbps的上傳速度。更快的4G也已經(jīng)廣泛部署，4G系統(tǒng)能夠以100Mbps的速度下載，上傳的速度也能達(dá)到20Mbps，并能夠滿足幾乎所有物聯(lián)網(wǎng)場景對于無線服務(wù)的要求。面向更高帶寬，更低時(shí)延，更大接入密度的5G也在逐漸部署，逐步商用中，移動(dòng)運(yùn)營商們正力爭為消費(fèi)者提供更快、更加便捷以及成本更低的信息傳輸服務(wù)。

基于無線寬帶的空中組網(wǎng)方案

從物聯(lián)網(wǎng)的需求出發(fā)，我們在無線寬帶的基礎(chǔ)上提出空中組網(wǎng)方案，以典型的物聯(lián)網(wǎng)場景為例，采用空中組網(wǎng)方案，不再需要拉光纖，買設(shè)備，租帶寬，做配置等等，只要幾張物聯(lián)網(wǎng)卡（此處是用于物聯(lián)網(wǎng)的sim卡）安裝在服務(wù)器端和物聯(lián)網(wǎng)終端上，經(jīng)過后臺的設(shè)置就可以在全國范圍內(nèi)快速搭建一個(gè)物聯(lián)專網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)針對物聯(lián)網(wǎng)終端的數(shù)據(jù)收集，控制管理或者移動(dòng)監(jiān)控。

空中組網(wǎng)方案后臺的具體實(shí)現(xiàn)如下圖所示

首先構(gòu)建第三方的VPDN連接平臺，并通過虛擬專線連接到運(yùn)營商的無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)。然后在運(yùn)營商處開通VPDN卡（即用于物聯(lián)網(wǎng)的定向sim卡），VPDN卡具有固定的私有IP地址，在卡的整個(gè)生命周期內(nèi)，這個(gè)IP地址都固定不變。同時(shí)VPDN卡的流量將通過虛擬專線定向傳送到VPDN連接平臺。VPDN平臺根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)需求制定連接轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，將相關(guān)的VPDN卡互聯(lián)互通，形成一張由VPDN卡組成的物聯(lián)專網(wǎng)，專網(wǎng)內(nèi)的終端或服務(wù)器則可以互相訪問。物聯(lián)網(wǎng)終端可以上傳數(shù)據(jù)到服務(wù)器，服務(wù)器也可以根據(jù)VPDN卡的固定IP地址管理或者接收物聯(lián)網(wǎng)終端的數(shù)據(jù)。此時(shí)，這張物聯(lián)專網(wǎng)同外部網(wǎng)絡(luò)隔離以保障通信安全，保護(hù)卡的流量被有效使用。根據(jù)場景的需要也可以開通互聯(lián)網(wǎng)出口，讓物聯(lián)網(wǎng)終端可以訪問互聯(lián)網(wǎng)上的資源。

基于無線寬帶的空中組網(wǎng)利用國內(nèi)優(yōu)質(zhì)的3G或4G無線網(wǎng)絡(luò)，可以在全國范圍內(nèi)進(jìn)行廣域組網(wǎng)，跨運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)卡與物聯(lián)網(wǎng)卡之間的通信互通。部署起來簡單快速，不需要施工布線，也不需要安裝配置，根據(jù)需求隨時(shí)部署，即插即用，免除網(wǎng)絡(luò)維護(hù)?？梢苑忾]組網(wǎng)，保障安全，也可以根據(jù)業(yè)務(wù)需要連接企業(yè)內(nèi)網(wǎng)或者互聯(lián)網(wǎng)。