前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇网络环境优化方案范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
关键词:Linux 网络计算机 JAVA语言 优化设计 运行效率
网络计算机是信息技术和计算机技术共同发展进步的结果,随着当前信息网络技术的不断升级和广泛运用,无论是技术水平和计算机系统结构都在不断演变,积累着革命性的能量从而在未来实现质变与突破。当前,网络计算机技术在我国各行各业已经普遍无论,无论是从行业发展、服务角度而言,还是从应用性实践研究角度而言,网络计算机技术带来的革命性便利与突破都决定了其在国民经济、社会生活中的关键地位,所以,加强网络计算机应用性研究势在必行。
网络计算机系统结构原本主要是以网络、WEB服务器和浏览器三层架构为主,但是随着应用语言JAVA的出现,三层架构模式被优化、改善,无论是应用性能还是合理性能都得到提升,所以基于JAVA语言的计算结构设计和应用成为了网络计算机应用发展中的主流。对于网络计算机系统而言,它的构成主要以NCOS和NCServer为主,前者主要在网络计算机上运行,后者则集中在服务器上运行,这两个部分无论哪个,JAVA语言都占有关键地位,所以,基于网络计算机的JAVA虚拟机运行效率的技术研究能够很大程度上提升运行性能和效益,对服务性能的改善产生极为显著的影响,对于应用性能方面的探索而言十分重要[1]。
一、基于Linux的Java虚拟运行优化设计
Linux是当前主流操作系统,也是进行JAVA虚拟运行优化设计的主要平台。优化设计要在明确优化对象的基础之上,从硬件和软件两个方面保证优化条件,然后根据具体实践情况合理应用多种优化技术为其服务,最终设计出性能合理的优化方案,并在此技术上解决各类问题或者技术改良实现优化运行设计与实践。
首先是明确优化对象。优化对象可以选择Kaffe,它作为一个源代码开放的软件包而言,是一个较为优越且应用广泛的语言环境,作为优化对象来说很有价值,关于其优化的操作设计,要在深入分析语言运行环境的基础上进行设计操作。Kaffe的开发本身就是以类Unix系统为参考基础,这一特性决定了它能够能够在JAVA环境下进行一定程度的移植,对比其他结构来说优化设计难度要低了不少;Kaffe在语言环境规范上完全均从JAVA架构且十分完整,在运行方面能够顺利接入各种网络设备或者嵌入式系统等,应用性能和范围十分优越;解释器switch-case模式的性能决定了此优化设计在应用适用性方面效果卓越;以模块为基础的实现方式决定了其收缩性与高效性有一定程度的保障[2]。
其次是优化条件。优化条件包含硬件和软件两方面,硬件方面为满足一般用户有效应用需求,终端多采取地段硬件配置,这样在成本控制方面就有了一定优势,目前一般情况下硬件配置方案为低主频CPU、小容量FlashROM以及CF卡、内存等;在这些硬件条件基础上,对终端机存储器和CPU应用条件以及JVVA执行效果进行充分考虑,然后以此为考量进行Java虚拟运行优化设计。
优化技术方面目前主要以两大主流为主,分别是解释执行技术和编译执行技术的优化。解释执行技术的优化主要通过应用解释器实现,目前常用的有三种,分别是线索式、直接线索式以及内嵌线索式。编译执行技术优化主要包含三项内容,分别是即时编译、自适应优化和提前编译,这三项内容(技术)在各自的JAVA环境下运行前(时)对字节码进行编译操作使其成为本地机器码,通过缩短执行时间来实现运行环境的优化,在优化技术方面,只要通过消除、内嵌公共子表达式完成优化过程。
优化方案设计:对比分析解释技术和编译技术的运行优化效果来看,在满足相对条件、且能够取得令人满意的优化效果方面,解释器的应用是最理想成本下的选择,其中直接线索式解释器的应用是最佳方案。以此为指导进行JAVA虚拟机运行优化的设计,需要通过压缩数组以节约空间,那么可以通过合并操作数、地址跳转的方式来实现。比如32位CPU中,原本标号地址占用容量为4B,操作码长度0B-10B,在进行合并、空间节约和地址转化之后,容量占用缩减为2B,无疑能够显著提升Java虚拟机运行效率。
总之,基于Linux网络计算机的Java虚拟机运行效率的提升要根据优化目标和需求进行合理优化设计,在明确优化对象、达到优化条件的基础上应用各种技术方案进行设计,以保证达到优化目标。
参考文献:
[1]李允,罗蕾,雷昊峰,熊光泽.嵌入式Java虚拟机的性能优化技术[J].计算机工程.2011;18
【关键词】 IEEE802.11协议 持续漫游 提前切换 FIT AP
一、引言
目前地铁乘客信息系统(PIS)及列车自动控制系统(CBTC)很多采用了基于802.11协议的无线网络作为其车地无线传输网,而上述车载无线业务由于一直处于快速移动状态,对802.11协议组网的无线系统提出了更短的无线网络切换时间和更有保障的网络切换连续性的技术需求,因此下文提出采用持续漫游、提前切换机制和FIT AP网络构架的方法来实现无缝漫游切换并减少切换所需时间的网络建设方案,以满足其实时性要求。
二、持续漫游、提前切换的机制
传统漫游切换是一种基于全向无线覆盖环境下的滞后漫游切换选择机制,其移动STA(Station)与下一个AP(Acess Point)连接的前提是在现有信号强度降低的同时,进行AP漫游,从相邻AP列表中选出下一个最佳AP,并认证和重联合。而在地铁中一般是采取定向天线的信号覆盖,车载STA一直在线性覆盖的AP间进行快速移动,在这种网络条件下,采取上述传统漫游切换机制会出现车载STA漫游切换滞后、信号丢失分离的情况,应对上述问题,建议使用新的持续漫游、提前切换的优化机制(图1:持续漫游、提前切换方式的无缝切换漫游示意图)以实现地铁环境下的无缝漫游切换。以下将阐述持续漫游、提前切换的原理和实施方法:将快速移动STA的漫游阈值设定为一个高数值,确保STA从不满足于现有AP的信号强度,使其处于持续漫游状态,预先并持续保证在快速运行的地铁环境下AP信号强度迅速消失并降至连接阈值以下之前,完成AP切换的准备步骤。同时,将STA连接阈值设定为一个低数值,使得STA能与下一个较低信号电平的AP完成提前切换连接,即当STA按前进方向移动时,在STA经过现有AP并突然失去其信号之前,STA提前与下一个下游AP进行连接,即使它的信号电平较低,之所以采取上述低值连接的方法,是因为快速移动的车载STA在定向无线信号线性覆盖的环境下,当STA靠近下一个AP的覆盖区域时,该AP的信号强度在正常情况下必然会快速上升到很高的数值。
在这种新的优化漫游切换机制下,STA将保持持续的提前漫游状态,并做到提前切换,以确保在车载STA移入AP覆盖区域之间时实现无缝漫游切换。
三、FIT AP的网络构架
传统802.11协议无线网络构架内的无线AP由接入、汇聚、核心层交换机进行组网后,每个AP作为一个独立的工作体,在其覆盖区域内孤立的完成STA的接入认证、重连接等漫游切换过程(该构架即是传统的FAT AP(Fat Access Point ,“胖”AP方式),同时出于网络施工布局的考虑,AP设备一般为小型化、轻便化的设计,其产品进行高速运算的漫游切换功能(尤其是重连接过程)时难以提供可靠性、快速性的保证。
由于上述局限性,在FAT AP架构下STA与AP间的漫游切换时间比较长,当STA从原来正在连接的AP漫游到另一个AP时往往会出现网络连接中断的现象,所以传统的FAT AP网络架构是不适合连续移动的STA设备的使用,更加不能满足地铁环境下PIS、CBTC车载业务的实时性要求。因此,建议引入基于AC (Wireless Access Point Controller,无线控制器)+FIT AP(Fit Access Point ,“瘦”AP)的新型无线网络架构方案,解决上述局限,在地铁环境下加快切换过程实现STA的快速切换,避免网络连接中断的情况出现,影响移动车载业务的正常服务(图2:地铁环境下AC+FIT AP网络架构示意图)。在该方案中,对架设的AP删减其原有的802.11协议认证、QOS、安全、漫游功能,每个AP仅作为一个简单的、无线底层接入的传输设备,将收到的RF信号,经过802.11协议编码后,利用预设的隧道协议(如GRE隧道协议)通过以太网络传送到AC,由AC集中进行统一处理和控制。从而利用AC高效、快速、智能、集中的漫游管理功能,得到更强大的漫游支持,大大减少STA和AP的关联时延,实现车载无线STA进行更快速的切换,节约切换时间,进而实现快速漫游切换的功能。
四、结束语
随着越来越多类似车载PIS、CBTC的地铁业务承载于802.11协议无线网之上,其漫游切换的连续性、快速性将对地铁乘客系统的服务质量和行车的安全有着更大的影响,因此加强对802.11协议无线网漫游切换的分析研究,有着很强的现实意义。希望本文提出的建设优化方案能对地铁环境下802.11无线网络的设计、建设和优化提供一定的参考意义。
参 考 文 献
[1] Jim Geier. 无线局域网[M]. 人民邮电出版社. 2001
. 东南大学出版社. 2007
[3] 吴湛击. 无线通信新协议与新算法[M]. 电子工业出版社. 2013
关键词: 移动通信网络;网络优化;方案;发展趋势
中图分类号:TN914 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2012)04-0125-011移动通信网络优化的概念及意义
通俗来说,移动通信网络优化指提升移动通信服务质量,包括大家耳熟能详的移动、联通、电信等通信服务。移动通信优化范围包括核心网优化、传输网优化及无线网优化三个模块,由于核心网、传输网的网元少且环境稳定,移动通信优化实际上以无线网优化为主,因此移动通信网络优化也可称为无线网络优化。无线网络是通过改善手机和基站的空中接口信号性能来完成优化过程,提高通信质量的。由于移动网络变是不固定的,其动态变化频率高,再加上庞大的用户群体、用户的移动性、话务密度的不均匀性、频率不均匀性等,导致无线网络的信号接口稳定性能差,反映到用户方面即是通信质量的不稳定及弱势。比如,无法接通、通话无端中断、杂音干扰、单方通话等故障。
移动通信网络的建设耗费大量人力、财力,但是就目前此阶段现状而言,通信质量的不尽如意使得其投资与回报不成正比。而不间断的网络硬件、数据调整,资源优化配置等途径可以优化通信网络,可保持网络处于最佳运行状态,由此改善通信服务质量,使得用户可以切身感觉到通畅淋漓的网络速度。
2移动通信网络优化的现状
由于当前技术的限制,移动通信网络优化的实现需要借助于一定的工具,并且要求相关工作人员要具备较高的技能素质。一般而言,优化队伍的组成需具有资深的网络优化工程师,若干技术人员,以及大量的自动化、智能化软件工具。现有的网络优化工具主要有以下三种类型:其一,各系统供应商提供的OMC系统;其二,无线网络及交换网络测试分析的仪器、第三方软件,如路测软件和信令分析软件;其三,无线频率规划软件。其中,路测软件等是用来提供数据的,供应商提供的OMC系统多用来维护系统的。但是二者之间的联系甚是不紧密,再加上网络优化涉及到交换技术、无线技术、频率配置、切换和信令、话务统计分析等技术,形成海量的信息急需高技术处理的局面,最终致使优化工作比较粗放。
网络优化的具体操作大致分为数据采集、数据分析、实施、评估四个阶段。数据采集需要耗费大量的人力通过人工操作、整理、归类、汇总各类工具采集的海量数据。此阶段工作量大,但是难度较低。数据分析阶段工作量虽小但是很有难度。此阶段中,工程师需通过前阶段的数据来判断、分析、确定所反映的问题,并得出一个包含不同地点、层次网元的优化方案。然后是实施阶段,实施调整方案中确定的网络调整操作。最后是评估阶段,此阶段需再次进行数据采集工作,观察调整方案是否达到了效果,如果没有达到预期的效果,需再次重复整个过程;如果达到了效果,就再次设定新的、更高的优化目标,整个过程将再次在更高的层次重复。
3移动通信网络优化发展的趋势
智能优化是移动通信网络优化发展的趋势。具体说来,可以分为以下三个层面:
3.1 一体化处理和简单分析正如前文多说,网络优化涉及到众多技术及工具。但是不同类别的工具确只对特定的问题才能发挥效能,这就造成了优化工具虽然多,却各自分散难以整合,不能针对整个待整治的网络组成优化方案。我们认为,系统供应商或者第三方软件提供商应该与运营商形成长期的战略合作网络伙伴关系,通过持续努力,开发将环境数据和系统数据紧密绑定的软件系统,使该软件系统逐步具备对海量数据的一体化处理、简单分析、数据挖掘、辅助智能决策、自动网络参数调整等功能,使运营商的优化和维护人员从工作量大但难度相对较低的简单、低层次的数据采集、实施阶段的工作中解放出来,从而可以专注于深层次的系统和环境方面的优化方法的研究,将研究成果迅速应用于软件系统,并且能够迅速得到证明的高级优化工作中来。这就是一体化处理和简单分析。
3.2 数据挖掘、辅助智能决策数据分析是网络通信优化难度最大的一个阶段,它需要处理将大量不同技术领域的数据,而其中的寻求各种数据的内在关系是难中之难。数据挖掘是统计学和机器学的综合提,通过数据挖掘技术可以从数据库有效地筛过滤、筛选、分析、并提取价值信息,从而挖掘各数据的内在关联。数据挖掘可以挖掘一系列数据之间的联系,使得工程师建立符合自身团队特色的数据分析体系,从而为整体优化方案的确立提供辅助决策的功能。数据挖掘可以使网络优化人员在短时间内挖掘各数据间的关联,可以解决许多以前我们想解决却缺乏解决办法的问题。
3.3 自动网络参数调整当移动网络优化系统的优化工具具备了辅助决策功能后,其数据分析结果是相当精确无误的,这点已被无数次实验结果所验证。然而,这并不是优化工具进化的终结点,在其前方仍然有大量可进步的空间。此时,我们可将优化软件的输出直接作用于OMC系统的配置功能模块上,通过OMC系统直接“指挥”网络调整自己的系统参数。由此省去中间的设备经过及缓解,可以更好地适应网络环境参数的动态变化,从而为为用户提供更加稳定及完善的通信质量。
4总结
只要有移动网络存在的地方,就会有移动通信网络优化的需要。移动通信网络优化是一项高技术、高难度的繁琐工作,但是可以大大改善通信质量,让用户切身感受到服务质量的提高。移动网络通信优化技术是不断改善的,虽然现阶段仍然存在大量缺陷及问题,但是随着社会的发展,我们相信通信网络优化技术能带个大家更多的便利。
参考文献:
[1]江宇.移动通信网络优化[J].技术与市场,2007,(05).
【关键字】数据库集群容灾建设实时数据抽取系统现状
综合计费系统数据库目前由两台富士通PP900服务器、一台富士通E4KM300存储阵列组成。两台服务器采用Active-standby结构。数据采用UFS文件系统,存放在共享存储阵列上。数据库整体容量约IOOGB。报表服务器使用一台富士通Pw450,采用数据泵方式夜间从生产库提取数据,数据更新周期为1天。
计费系统设备之间通过2台Extreme 24换机进行互联,通过2台8口netscreen 208防火墙与城域网相连。郊区县和银行的光纤在机房通过光纤收发器转化为电信号,接入到计费防火墙上。办公网的用户通过VPN服务器或者二层VLAN的方式接入综合计费系统。
随着日常业务的深入开展,当前系统在以下几个方面也暴露出不足:
数据库发生故障时,从主机切换到备机需要中断业务20分钟;
报表数据库中的业务数据是前一营业日的数据,不能提供实时业务情况统计;
系统缺少容灾措施,在计费机房发生停电、失火等灾难时,存在中断业务和丢失数据的风险;
随着业务增长,磁盘阵列容量存在不足的风险;
现有防火墙设备无法容纳更多网络的接入需求,现有交换机端口不足;
缺少对网络访问的审计和监控;
手工制作的网络跳线在实际运行中稳定性和速率存在风险。优化目标
提高数据库系统性能,降低数据库系统在可预见(维护需要)和不可预见(故障发生)情况来临时的停机时间。
将生产库的数据实时提取到报表服务器,以供查询。
扩展存储以适应业务增长的需要。
优化网络接入方式,强化网络安全和审计手段。
数据库优化实施方案
ORACLE real application cluster技术是目前主流数据库集群技术。RAC通过不同的节点使用一个或多个Oracle实例与一个数据库连接,实现了多节点共享数据库,并自动并行处理及均分负载,其中一个节点故障时进行容错和恢复处理,可以实现节点的失败切换,保证数据库24×7的高可用性。
RAC只提供主机保护与负载均衡的功能,并不提供容灾的功能。如公用磁盘设备损坏,自然灾害等不可预料的损失将导致RAC不可使用。
1.RAC硬件环境
RAC系统硬件架构如图4所示。
对以上架构做如下几点说明。
主机环境:两台以上的主机
存储环境:至少需要一个共享存储与一台光纤交换机,搭建一个SAN存储网络。在实际生产环境中,SAN光纤交换机最好成对出现,以保证SAN环境的安全可靠性。
私有网络环境:私有网络可以采用两个主机互联,当生产环境中有多个主机搭建RAC时,必须采用成对的网络交换机或者是专用内联交换机,保障私有网络的可靠性和失败切换。
公用网络环境:外部访问RAC的通道,通常情况下,主机都是连接在一个或者两个网络交换机上。如果有可能,外部网络可以连接到不同的交换机,保障私有网络的可靠性和失败切换。
2.RAC软件结构
3.RAC实现方式
RAC的实施方式有三种:基于SF实现RAC,基于RAW实现RAC和基于ASM实现RAC。
(1)基于SF实现RAC:此种方式需要使用Symantec的Storage Foundation for Oracle RAC软件,包括集群管理软VCS,数据写入程序ODM,文件系统VxFS,卷管理软件VxVM。
(2)基于RAW实现RAC:此种实现方式采用ORACLE的CRS作为集群管理软件,用裸设备做为共享存储。
(3)基于ASM实现RAC:此种方式采用ORACLE10g的新特性ASM取代了文件系统和卷管理软件,实现了多个节点共享存储。
4.实现方式比较
容灾实施方案
1.基于SAN环境的容灾
在图9的高可用容灾体系结构中,远程数据同步采用富士通的卷复制。在两个站点之间采用单模光纤进行同步通信。主站点和备用站点需要采用同一品牌同一架构的磁盘阵列。
2.0S层面的卷复制
在图10的高可用容灾体系结构中,远程数据同步采用VERITAS Volume Manager实现0S级别卷复制。在两个站点之间采用单模光纤进行同步通信。主站点和备用站点可以采用不同的磁盘阵列。
3.基于Oracle dataguard技术的容灾
在图11的高可用容灾体系结构中,远程数据同步采用Oracle dataguard实现数据库级别数据复制。在两个站点之间采用TCP/IP网络进行同步通信。主站点和备用站点需要采用同一版本的操作系统和数据库软件。
4.实现方式比较
实时报表实施方案
1.实时报表的用途
(1)实现业务数据的实时提取,为报表提供最新的数据
(2)实现综合计费系统数据读写分离。将耗费资源的查询功能与写操作分到不同的数据库中。
(3)实现数据的水平分割,将不同地市的数据分布到不同的服务器上,使综合计费系统具有良好的可扩展性。
(4)支持异构环境的复制,在不同的操作系统平台和数据库平台之间做复制。
(5)被复制的目标数据库可以读写。
2.实时数据复制的实现
实时数据复制的基本有三种实现方式:Quest公司shareplex技术、ORACLE的Stream技术和logicdataguard技术。各种技术都流程类似,都是从源数据库的归档日志中分析出数据库事务,应用到目标数据库。
结束语
在选择数据复制系统的构造时,需要考虑的是选择采用合理的异地数据复制技术。数据的远程复制技术是数据复制系统的核心技术,它对于数据系统的一致性和可靠性以及系统的应变能力具有举足轻重的作用,通过有效的数据复制,远程的业务数据中心与本地的业务数据实现同步,确保一旦本地系统故障,远程的数据复制中心迅速进行完整的接管。本文在容灾系统方案的数据复制技术上讨论了两种主流模式:
第一种方式是基于智能存储的数据镜像技术。该技术是将数据复制通过磁盘阵列控制器在进行写入操作的同时通过高速网络向容灾系统的阵列上发送相同的I/O指令来实现,因此该方案对主机的资源占用很小;稳定性好;同步性强。该技术主要由各存储设备生产厂家所推荐,如EMC,IBM,HP等都提供了相应的解决方案。
关键词:物联网;物联网支撑平台;智能管道;开放生态环境;智能家居;健康保健
Abstract:To scale the development of the Internet of things (IoT), converging the industrial chain is necessary. Operators need to construct public IoT infrastructure and provide value-added services by opening IoT smart pipes. To open up the IoT environment and long-tail industrial applications, chances have to be taken with new technology, government projects, and business models. The focus should also be on individual and family services. We propose IoT E2E solutions for operators.
Key words:IoT; IoT support platform; smart pipe; opening environment; intelligence home; health care
物联网的发展潮流代表了社会信息化的发展方向,存在着客观的发展需求。长期以来,通信产业的发展目标一直是实现人与人之间无缝的联系和沟通。这一目标已经较好实现,但未来发展空间有限。2009年以来,以“物联网”、“智慧地球”为代表的信息化发展理念在全球范围内出现,标志着社会信息化逐步从人与人向人与物、物与物方向发展,为通信产业未来的发展指明了方向[1]。
在全球范围内,运营商成为物联网发展的重要推动者。人们期望其在物联网的发展中获得巨大利益的同时带领整个通信产业迈向更加广阔的空间。这一方面是由于传统通信业务的饱和,运营商迫切需要寻找新的“蓝海”;另一方面也期望通过物联网业务进一步拓展粘滞度高的行业用户,获得持续稳定收入来源。在物联网发展的过程中,运营商除了为物联网提供基础承载网络之外,还希望借助物联网,深入到各行各业的应用中,提供物联网专业服务,扩大自身生存空间。
1 物理层实现规模化发展
面临的挑战及应对策略
物联网的发展将经历应用示范期、规模成长期、全面发展期3个阶段。经过多年的努力和尝试,全球物联网当前正处在规模发展的前夜。物联网突破“瓶颈”实现规模化发展,面临三大挑战[2]:
(1)横向欠缺整合。面对复杂的物联网产业链,缺乏社会公共的物联网基础架构整合。众多厂家形成的物联网产业联盟联系松散,缺乏有效的价值链分工。这一现状导致单一厂商被迫考虑物联网应用方案端到端的各个环节,资源投入大、见效慢,提高了整个社会的物联网建设成本。同时导致厂商自身资源投入分散,难以聚焦资源实现应用深化,导致物联网应用肤浅,无法满足最终客户复杂的实际需求。
(2)纵向亟待深入。首先,物联网面对的行业众多且分散,部署环境、应用场景本身存在巨大差异;其次,部分行业控制力较强,工业级环境要求严格,客观或人为存在着行业壁垒;此外,行业难以规模化,一些行业物联网应用改造成本高企,而新的商业模式匮乏。这些均阻碍着物联网行业应用的深化,以及跨行业主导厂商的培育和发展。
(3)基础网络需要优化。伴随物联网进一步的发展和规模化,其对通信网络产生巨大压力,并且产生地址、安全、服务质量(QoS)等一系列的新问题,需要对整个基础网络进行针对性优化。其中,既需要通盘考虑规划通信网络的长期演进,并进行相应的标准化工作,也需要从现实的网络升级需求出发,逐步探索物联网基础网络优化的途径。
下面分别就应对这些挑战的方向和思路进行分析和探讨:
1.1 横向整合
物联网横向整合的目标是建立社会公共物联网基础架构,从感知层、网络层到应用层,形成相应的价值链分工,降低整个社会的物联网建设和投入成本,其中运营商将发挥关键作用。社会公共物联网基础架构如图1所示。
这一物联网基础架构存在两个关键的核心节点:一个是感知层和网络层之间标准化、规范化的物联网嵌入通信模块和网关产品,将不同类型的感知终端以规范的方式接入通信网络,从而使得通信网络能够对物联网感知终端进行识别,进而保证其在网络层数据传输的QoS和安全性;另一个是网络层和应用层之间的物联网业务支撑平台,其通过标准化的通信协议与物联网通信模块和网关进行通信,从感知终端获取原始感知数据,并通过标准应用编程接口(API)将感知数据提供给应用层,从而对应用层屏蔽了感知终端/网络的差异性。通过上述两个核心节点,整个物联网才能够真正形成感知层、网络层、应用层的价值链分工,并形成基于价值链分工的产业联盟。社会公共物联网基础架构的建设,关键是上述两个核心节点的建设和推广应用,而运营商成为建设的积极倡导者和推进者。
在这一过程中,标准化工作非常重要。从国际范围来看,整个标准化组织的物联网标准制订都处于相对滞后的状态,这使得领先的运营商纷纷制定自身的企业规范。物联网规范的制订以物联网业务支撑平台为核心,重点在平台与终端接口、平台与应用接口的标准化。
上述架构成功的关键,在于充分发挥这一架构与松耦合的物联网架构之间的差异化竞争优势,从而吸引各厂商将其产品和应用迁移到这一架构中。运营商物联网智能管道能力的开放成为重要的竞争优势,通过开放运营商在网络层拥有的网络感知控制能力、终端感知控制能力、基础业务能力、运营支撑能力,能够有效提升物联网应用的安全性和可靠性。特别是对于关键的物联网应用,具有更加重要的意义。
1.2 纵向深入
推进物联网行业应用的纵向深入,应抓住新技术变革、政府示范项目、商业模式创新的变革契机,推动物联网在各个行业的深化。
(1)新技术带来的变革契机
物联网新技术通过对传统产业的技术变革,在某种程度上颠覆了传统行业产业链条,从而为运营商和设备制造商进入行业市场提供了良好的契机。当前,尤其应重视网络视频监控和RFID技术在各个行业的运用。例如中兴通讯承担的中国重庆电子车牌项目就是一个利用新技术所带来的机遇,突破重点行业的范例。该项目借助RFID新技术变革引入,较短时间内就实现了电子车牌在整个重庆市范围的规模化应用,并推向全国。
(2)政府示范项目的机会
伴随物联网热潮的兴起,各国政府纷纷推出各行业的物联网应用示范项目。在示范项目建设中,政府关注重点在于整个物联网产业链的发展,以及社会公共资源在物联网领域最优化的投入,从而为运营商主导的社会公共物联网基础架构深入行业提供了机会。电信运营商和设备制造商可以通过在政府示范项目充分的合作,形成合力,实现重点行业的突破。例如中兴通讯和上海电信合作,在上海提供了车辆监控系统服务世博会,取得了良好的社会效应。此项目于2010年10月获得了CDG组织颁发的业务创新大奖。
(3)商业模式创新带来的机会
物联网的建设,除了少量能够投入巨资的重点行业之外,大量行业呈现碎片化的应用场景,这使得采用传统的建设方式无法赢利并进入良性循环。因此,必须借鉴互联网创新经验,在物联网应用经营模式和商业模式方面进行创新。其中重要的发展思路,是运营商自主运营的个人/家庭业务,采用互联网基地模式开展运作;而对于大量的碎片化行业应用,应致力于打造物联网开放生态环境,实现行业应用的长尾聚合。
1.3 基础网络优化
随着物联网的规模化发展,物联网终端数量日益庞大,物联网通信数据量在整个通信网络中所占的比例将持续增加。现有的基础通信网络必然要针对物联网的业务模型和流量模型进行适当的优化。尤其在如下3个方面,矛盾更加突出,将推动通信技术的长期发展:
・为了满足庞大的“物”数量而对标识、地址体制的优化(IPv6、标识网等)。
・为满足“物”的低功耗、低移动性特性而对无线网络资源管理进行优化。
・为满足“物”的安全性而对基础通信网络的安全体制进行优化。
在实际物联网的建设过程中,由政府主导启动了一些城市的物联网专网建设,为从新的网络建设中摸索物联网优化途径提供了机会。同时,在运营商网络已经存在几百万甚至上千万物联网终端在线的情况下,出现了一些现实的建设需求,如加强网络终端感知能力的需求,为了规避数据安全风险而进行数据分流的需求等。这些需求正在不断地得到细化,其中部分已经转化为物联网智能管道的建设需求。其应对需要运营商和设备制造商共同探索,形成相应的解决方案。
从长期来看,物联网必须在横向整合、纵向深入以及基础网络优化3个重要问题上取得突破,才能取得规模化的发展。
2 中兴通讯物联网解决方案
经过前期与运营商的合作,中兴通讯在物联网领域逐渐形成了金字塔形的产品层次结构:处在金字塔顶端的是物联网业务支撑平台产品;处在第二层的是标准化、规范化的物联网通信模块和网关产品,其与平台一起共同打造运营商推动的社会公共物联网基础架构;第三层是关键行业应用方案,重点聚焦运营商针对个人/家庭的自营应用;第四层是物联网的基础网络优化相关产品和服务,服务于运营商物联网基础网络发展。这个金字塔形的结构形成了中兴通讯服务运营商的物联网端到端解决方案。中兴通讯物联网产品层次结构如图2所示。
2.1 物联网业务支撑平台
作为社会公共物联网基础架构核心,中兴通讯与运营商长期合作,在中国最早了成熟的物联网平台产品。该平台可以提供完整的终端统一接入和管理、业务统一管理、第三方系统接入、提供业务快速定制的能力、客户与合作伙伴运营管理等功能。根据市场需求,近期重点强化了针对长尾应用开发者的业务开发环境和业务执行环境,帮助运营商打造物联网应用生态圈。同时,完善了能力开放组件的功能,重点实现智能管道能力的开放,帮助运营商提供智能管道的附加服务,同时提升了平台的差异化优势。
2.2 物联网通信模块及网关产品
在系列化、标准化的物联网模块方面,中兴通讯目前提供全球范围内最完整的物联网模块产品系列,支持包括TDS-CDMA、WCDMA以及CDMA三大标准,并根据不同的应用场景形成Mini PCI-E卡、LGA/BGA封装的模块、B2B/SMT模块等多种产品形态。在物联网模块领域,中兴通讯已经在一些行业已经占据了突出的市场地位,比如在中国的电力行业就具有很大的市场份额。中兴通讯在物联网模块领域积极和国际的一些运营商,包括国家政府展开合作。例如中兴通讯和俄罗斯SISTEMA集团合作研究车载通信终端模块,该模块可以支持Glonass、北斗、GPS、伽利略等多种定位技术,在上海世博会进行了成功的展示。同时,中兴通讯依托原有的家庭网关、无线终端产品,逐步形成了多种物联网网关产品形态,并配合运营商进行了试验和试点。
2.3 关键行业应用方案
中兴通讯紧密结合网络视频监控和射频标识(RFID)两大感知元素,在RFID、视频监控、动环监控、家庭网关等产品基础上已经发展了超过10个大的行业应用解决方案,并且仍在不断完善延伸。在运营商市场,重点聚焦针对个人/家庭的自营应用方案,包括:针对个人的移动支付和一卡通方案,以2.4G RF-SIM技术为核心,同时融合近距离无线传输(NFC),提供从芯片、POS机、支付平台到支付手机产品在内的全系列产品;智能家居宜居通方案,在现有无线座机的基础上,集成物联网模块,实现家庭安防、智能家电控制、无线上网等多种功能的物联网方案,面向最终客户包括家庭和小商铺、小公司、库房;家庭健康保健解决方案,与IPTV紧密结合提供多种健康监控设备接入,将测量到的健康数据汇总到网络数据库中,形成个人电子病历,并在用户及其亲人、健康顾问间进行共享。
2.4 基础网络优化解决方案
中兴通讯密切参与3GPP SA1/SA2、ETSI MTC等组织物联网基础网络优化的相关工作,同时参与了GSMA、CDG组织在M2M产业化方面的合作。针对IP网络的地址、标识等方面不足,在推进IPv6商用的基础上,形成了标识网的创新思路。针对近期运营商的实际需求,形成终端状态感知、物联网数据分流、智能管道能力开放等系列方案,配合运营商开展现网的物联网升级改造和新建试验网的工作。
3 结束语
展望未来,全球物联网在突破规模化“瓶颈”后,将迎来全面发展的阶段。其标志特征在于运营商推动的社会公共物联网基础架构的建立,以及完善深化的物联网应用率先在一些行业规模应用并进入投资的良性循环[3-4]。中兴通讯物联网解决方案仍在不断发展过程中,将继续紧密结合运营商发展物联网的关键问题,不断调整和完善相应的产品和服务。
同时在物联网发展过程中,中兴通讯将不断的加强和产业链的合作,包括高校、研究设计等单位,共同推进物联网产业的发展和繁荣。
4 参考文献
[1] 王志良. 物联网现在与未来 [M]. 北京:机械工业出版社, 2010.
[2] 叶云. 物联网应用前景和发展展望 [J]. 中兴通讯技术(简讯), 2010(11): 7-9.
[3] 柴蓉, 冉丽丽, 陈前斌. 物联网移动性管理关键技术 [J]. 重庆邮电大学学报(自然科学版), 2011,23(6):647-653.
[4] 张炎, 夏骆辉. 物联网标准化及测试规范发展分析 [J]. 数字通信, 2011,(6):16-20.
收稿日期:2011-12-07