專有網(wǎng)絡(luò)成物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用重要跳板
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隨著物聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展,專有的“機(jī)器到機(jī)器”的網(wǎng)絡(luò)將發(fā)揮更大的作用。
在大部分時(shí)間里,互聯(lián)網(wǎng)主要用于連接人們和應(yīng)用程序?,F(xiàn)在,半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步讓我們可以將強(qiáng)大的處理器和網(wǎng)絡(luò)接口嵌入到日常物品中,而這又推動(dòng)著物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的發(fā)展,在物聯(lián)網(wǎng)中,對(duì)象互相進(jìn)行通信,并通過互聯(lián)網(wǎng)受到控制。同時(shí),專有的“機(jī)器到機(jī)器”的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為很多IoT應(yīng)用提供了最后一塊跳板,由于每個(gè)應(yīng)用都不同,并沒有任何單一的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或協(xié)議可以支持所有應(yīng)用。
下面讓我們看看三種具有不同特性的專有網(wǎng)絡(luò)如何滿足IoT產(chǎn)生的特定要求。這三種網(wǎng)絡(luò)都是無線網(wǎng)絡(luò),并且支持有限的距離。不過,它們的應(yīng)用不同,每個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也不同,用以滿足這些特殊要求。
IEEE 802.11p
汽車制造商以及美國運(yùn)輸部目前正在制定一套標(biāo)準(zhǔn)用于讓汽車進(jìn)行互相通信,從而減少公路交通事故。
其目標(biāo)是,基于這些標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備最終將安裝在每輛汽車、卡車、公共汽車和摩托車中,這些標(biāo)準(zhǔn)被稱為車輛對(duì)車輛(V2V)和車輛對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施(V2I)通信。IEEE 802.11p或者 汽車無線接入技術(shù)(WAVE,Wireless Access in Vehicular Environments)是這個(gè)項(xiàng)目的重要組成部分。
通過使用WAVE,每輛車會(huì)每秒播報(bào)10次其位置、速度和行駛方向,附近的車輛和路邊基礎(chǔ)設(shè)施將會(huì)接收這些廣播。車輛內(nèi)安裝的計(jì)算機(jī)會(huì)利用這些收到的信息對(duì)駕駛員生成警報(bào),或者采取行動(dòng)來防止意外事故。
雖然802.11p是基于數(shù)百萬Wi-Fi設(shè)備所使用的IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn),但它運(yùn)行在不同的環(huán)境,有著不同的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。802.11p必須在車輛之間建立通信,而車輛可能非??拷?。我們知道,廣泛使用的 802.11版本(例如802.11n)需要站點(diǎn)來交換數(shù)據(jù)包以連接到特定接入點(diǎn)(AP),根據(jù)其獨(dú)特的基本服務(wù)集標(biāo)識(shí)(BSSID)來識(shí)別。而這個(gè)802.11p標(biāo)識(shí)定義了一個(gè)外卡BSSID,所以不需要初始的數(shù)據(jù)包交換。每輛車不需要與附近的車輛建立連接,就可以發(fā)送其位置、速度和方向,并在收到數(shù)據(jù)時(shí)就對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
由于確定位置、速度和方向并不需要大量數(shù)據(jù),所以對(duì)于WAVE,并不需要高數(shù)據(jù)傳輸速率。但是,附近建筑物和大型卡車及公共汽車的反射造成的數(shù)據(jù)丟失帶來了挑戰(zhàn)。因此,WAVE設(shè)計(jì)師使用10MHz帶寬信道(比其他802.11版本更窄的信道)來減少對(duì)反射的靈敏度。
安全是V2V項(xiàng)目的主要問題,因?yàn)榇嬖诠粽甙l(fā)送錯(cuò)誤信息的潛在風(fēng)險(xiǎn)。為此,IEEE 1609定義了用來保護(hù)數(shù)據(jù)的管理和安全操作。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn),車輛和相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施因素通過公鑰基礎(chǔ)設(shè)施獲取證書來實(shí)現(xiàn)安全的操作。同時(shí),其他研究也仍在繼續(xù)。這些研究主題包括:設(shè)法建立保護(hù)來抵御分布式拒絕服務(wù)攻擊,以及評(píng)估如何阻止攻擊者訪問基礎(chǔ)設(shè)施和車輛。其他問題包括加強(qiáng)證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)的能力,因?yàn)檫@些機(jī)構(gòu)支持著數(shù)百萬的車輛和路邊基礎(chǔ)設(shè)施因素來支持V2V和V2I。