物联网时代面临的挑战 3G+WLAN是承载较佳模式

　　【智慧城市网】物联网的兴起为3G+WLAN的组网模式提供了巨大的机遇，同时，也为3G+WLAN的发展提出了新的挑战。
　　
　　3G+WLAN是随着3G的建设与运营而兴起的网络运行模式，被三大运营商所推崇。无独有偶，在物联网日益火爆的今天，再审视3G+WLAN的模式与内涵，其特有的潜质非常适合物联网业务的承载。
　　
　　3G+WLAN是承载物联网较佳模式
　　
　　物联网的发展需经历机器互连(M2M)阶段、局域感知阶段和广域感知阶段。目前处于机器互连(M2M)阶段，在通信过程中以离散的终端节点为主，运营商也将连网的机器视为同等的3G用户。此时，WLAN仅起到提升运营商网络覆盖与数据处理能力的作用。
　　
　　当物联网进入局域感知阶段，“物”的范围不断扩大，但传感网仍主要用作局域组网。此时，运营商认为传感网是通信网终端节点向下延伸的毛细网络，而传感网所采用的低功率短距离无线技术种类繁多(如RFID、蓝牙、ZigBee、NFC等)，协议不一，使无线传感网的异构性十分突出，实现异构协同是必然的选择，物联网网关的概念应运而生。但是，以3G广域网实现局域物联网的承载与传输，将对3G传输网的带宽和控制形成较大压力;而以WLAN在局域范围内实现对异构传感网数据的汇聚、处理与传输，将发挥WLAN传输速率高、组网结构简单、建设方便快捷等特点，会使物联网用户获得高速、方便与丰富的使用体验。
　　
　　未来物联网进入广域感知阶段，传感网开始用于广域组网，遍布各处的无线传感节点将构成全新的广域网络。此时，会产生一些基于无线传感网技术的公共节点，这些公共节点作为物联网基础设施的基本组成部分，必然要实现广域管理，这时3G/4G将发挥其广域网的统一协议、寻址、鉴权、认证等优势。但是，要实现无线传感网公共节点，WLAN是不可或缺的环节。
　　
　　物联网时代面临的挑战
　　
　　当然，3G+WLAN是为人与人的通信而设计的，其中WLAN的功能主要是解决笔记本或智能手机的高速上网。所以，WLAN要承担起物联网传输与承载的重任必然面临许多新的挑战。首先，WLAN要实现技术创新。一方面，WLAN要向更高速率演进，802.11n的320Mbps速率是必需的要求，业界甚至提出在60GHz频段实现7Gbps的传输速率的设想。另一方面，实现WLAN网络技术的升级，在天线技术、服务质量(QoS)保障技术、多点传播软件技术以及无线信号收发技术方面不断改进，进一步提高可靠性和传输质量。
　　
　　对WLAN的第二个挑战是频谱资源的紧缺。按照预测，我国到2020年，在设定的小区内150人同时使用WLAN，其速率为200kbit/s，每用户忙时呼叫次数为0.15，每户平均呼叫时长为3000s的情况下，上下行共需2516MHz频率。而WLAN用于物联网，在一个小区内的物品或设备数量可能远远多于150个，而且在承载某些视频业务时其实时在线的比例更高，频谱需求也将超过2516MHz，成为名符其实的用频“大户”。而我国至今在非授权的2.4GHz和5.8GHz频段为WLAN分配了208.5MHz频率，与到2020年WLAN人与人通信所需频率尚存巨大缺口，如果加上物联网的频谱需求，其频率缺口更大。
　　
　　第三个挑战是安全隐患。由于WLAN使用非授权频谱，特别是目前的2.4GHz频段，集中了大量无线电业务，WLAN要与点对点或点对多点扩频微波系统、蓝牙、RFID、无绳电话，甚至微波炉共享频谱，而没有频率保护的规定。试验证明，无绳电话、蓝牙设备，特别是微波炉对WLAN的干扰最大，常使WLAN数据传输出现丢码、错码，不但速率下降，严重时甚至中断几秒及数分钟，当然QoS保证也无从谈起。
　　
　　3G+WLAN的出现是为3G人与人的通信而设计和存在的，但其特有的组网模式却可在物联网的承载与传输中大显优势。在WLAN技术演进和逐步解决频谱需求的过程中，物联网无疑为3G+WLAN的发展增添了新动力。