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1、物联网概论-韩毅刚物联网概论&第8章 物联网的接入和承载&机械工业出版社物联网概论-韩毅刚第8章 物联网的接入和承载&8.1 无线IP接入技术 &8.2 有线接入技术 &8.3 传感器网络的接入 &8.4 移动通信网络 &8.5 核心通信网络物联网概论-韩毅刚物联网的承载网络 互联网 电信网 行业专网物联网概论-韩毅刚3物联网概论-韩毅刚物联网接入方式 利用各种无线IP接入技术无缝接入互联网 利用各种有线接入技术接入互联网 传感器网络通过网关接入互联网 物联网中的设备节点直接接入公共移动通信网络 或行业专网物联网概论-韩毅刚4物联网概论-韩毅刚通信网络种类 接入网络 移动通信网络 核心传输网络
2、 核心交换网络 互联网物联网概论-韩毅刚5物联网概论-韩毅刚通信网络之间的关系 物联网传输层中的通信网络物联网概论-韩毅刚6物联网概论-韩毅刚8.1 无线IP接入技术&8.1.1 Wi-Fi &8.1.2 蓝牙 &8.1.3 UWB技术 &8.1.4 WiMAX物联网概论-韩毅刚8.1 无线IP接入技术&8.1.5 MBWA &8.1.6 GPRS &8.1.7 CDMA 1x物联网概论-韩毅刚IEEE无线传输技术协议标准 Wi-Fi（IEEE 802.11） 蓝牙（IEEE 802.15.1） UWB（IEEE 802.15.3a） ZigBee（IEEE 802.15.4） WiMAX（I
3、EEE 802.16） MBWA（IEEE 802.20）物联网概论-韩毅刚9物联网概论-韩毅刚ITU-T无线IP接入技术标准 GPRS CDMA 1X 3G 4G物联网概论-韩毅刚10物联网概论-韩毅刚8.1.1 WI-FI物联网概论-韩毅刚11 1Ad hoc组网模式 2AP组网模式物联网概论-韩毅刚Wi-Fi核心技术 EEE 802.11a EEE 802.11b EEE 802.11g EEE 802.11n物联网概论-韩毅刚12物联网概论-韩毅刚WLAN标准 IEEE 802.11标准 1997年发布，1999年补充802.11a和802.11b 2.4GHz 速率为2Mbit/s
4、IEEE 802.11a 5 GHz 最高速率为54 Mbit/s IEEE 802.11b 2.4 GHz 5.5 Mbit/s和11 Mbit/s13物联网概论-韩毅刚WLAN标准 IEEE 802.11g 2003年 兼容802.11b 速率为54 Mbit/s IEEE 802.11n 2009年发布 兼容802.11 a/b/g 2.4GHz或5GHz 44 MIMO 20 MHz标准带宽时，最高速率为300 Mbit/s 40 MHz带宽时，速率为600 Mbit/s14物联网概论-韩毅刚802.11协议栈物联网概论-韩毅刚802.11协议栈 LLC MAC PLCP 物理层汇聚协
5、议（PLCP） 提供物理层SAP 将MAC帧映射成 媒介能够传输的格式 PMD 调制/解调；编码/解码物联网概论-韩毅刚1Ad hoc组网模式 Wi-Fi的Ad hoc组网模式物联网概论-韩毅刚17物联网概论-韩毅刚2AP组网模式 AP无线接入点 扩展服务集 Extended Service Set ESS物联网概论-韩毅刚18物联网概论-韩毅刚无线局域网的接入实例 无线局域网的接入方式物联网概论-韩毅刚19物联网概论-韩毅刚8.1.2 蓝牙 1.蓝牙协议 2.蓝牙组网技术物联网概论-韩毅刚20物联网概论-韩毅刚蓝牙性能指标 工作频段为2.42.4835GHz 距离为10100m 速率一般为1
6、Mbit/s 蓝牙4.0核心规范 2010年7月推出 速率达到24Mbit/s物联网概论-韩毅刚21物联网概论-韩毅刚1.蓝牙协议 底层 中间层 应用层物联网概论-韩毅刚22物联网概论-韩毅刚蓝牙协议栈物联网概论-韩毅刚23物联网概论-韩毅刚2.蓝牙组网技术 微微网 piconet PC对PC组网方式 PC对蓝牙接入点物联网概论-韩毅刚24物联网概论-韩毅刚蓝牙PC对PC组网物联网概论-韩毅刚25物联网概论-韩毅刚蓝牙接入点网络结构示意图 蓝牙网关设备物联网概论-韩毅刚26物联网概论-韩毅刚8.1.3 UWB技术 超宽带 UWB Ultra Wide-Band 无线个域网 WPAN物联网概论-
7、韩毅刚27物联网概论-韩毅刚无线通信技术种类 窄带 宽带 超宽带物联网概论-韩毅刚28物联网概论-韩毅刚UWB协议分层模型 WiMedia联盟物联网概论-韩毅刚29物联网概论-韩毅刚8.1.4 WIMAX 微波存取全球互通 WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access IEEE 802.16 无线城域网 WMAN物联网概论-韩毅刚30物联网概论-韩毅刚WiMAX发展 802.16e 3G标准之一 802.16m 有望成为4G标准物联网概论-韩毅刚31物联网概论-韩毅刚8.1.5 MBWA 移动宽带无线接入 MBWA Mobile B
8、roadband Wireless Access IEEE 802.20 Flash-OFDM 又称快闪OFDM物联网概论-韩毅刚32物联网概论-韩毅刚MBWA指标 频分全双工方式 频带宽度为1.25MHz 最大转输速度为3.2Mbit/s 平均数据传输速度达1.5Mbit/s 传输距离25km 最新 峰值速率为80Mbit/s物联网概论-韩毅刚33物联网概论-韩毅刚8.1.6 GPRS 通用分组无线服务技术 GPRS General Packet Radio Service 分组交换技术 115.2Kbit/s物联网概论-韩毅刚34物联网概论-韩毅刚GPRS的组网结构 基于GSM物联网概论-
9、韩毅刚35物联网概论-韩毅刚8.1.7 CDMA 1X CDMA 2000的第一阶段 又称为CDMA 2000 1X物联网概论-韩毅刚36物联网概论-韩毅刚CDMA1X网络结构 基于CDMA物联网概论-韩毅刚37物联网概论-韩毅刚8.2 有线接入技术&8.2.1 以太网接入 &8.2.2 ADSL接入 &8.2.3 光纤接入 &8.2.4 HFC接入 &8.2.5 电力线接入物联网概论-韩毅刚8.2.1 以太网接入物联网概论-韩毅刚39 IEEE 802参考模型 物理层 媒介访问控制（MAC）层 逻辑链路控制（LLC）层物联网概论-韩毅刚以太网体系结构 物理层 RJ-45 4对双绞线 媒介访问
10、控制层 MAC CSMA/CD物联网概论-韩毅刚40物联网概论-韩毅刚以太网的组网方式 以太网接入物联网概论-韩毅刚41物联网概论-韩毅刚交换式以太网和共享式以太网 带宽独享/共享42物联网概论-韩毅刚以太网MAC帧 与802.3的不同：长度变类型 无填充 43物联网概论-韩毅刚以太网标准命名方法 - a表示物理媒介类型或距离。 T表示双绞线，F表示光纤，K为背板，C为铜缆 S为短距离光纤，L为长距离光纤，E为甚长距离光纤 b表示信号编码方案 R表示64B/66B的物理层编码方案。 c表示通路数或波长数 一般情况下c为1、4或10，为1时通常省略。44物联网概论-韩毅刚45以太网典型组网配置物
11、联网概论-韩毅刚以太网交换机的类型 直通式 存储转发式46物联网概论-韩毅刚8.2.2 ADSL接入 xDSL接入技术 非对称用户线ADSL 高比特率数字线（HDSL） 甚高速数字用户线（VDSL） 非对称数字用户线（ADSL） 速率自适应数字用户线（RADSL）等。物联网概论-韩毅刚47物联网概论-韩毅刚48ADSL技术 ADSL是在无中继的用户环路网上使用负载电话 线提供高速数字接入的传输技术 “非对称”是指非双向平均传输高速信号，即上行 信息传输速率和下行速率不一样 采用FDM（频分复用）与DMT（离散多音频技术 ）传送电话和数据业务。其中低频部分提供普通 电话业务（POTS）信道物联网
12、概论-韩毅刚49ADSL频谱划分 ADSL将用户的双绞线频谱分成3部分：低频部分、上行信道和下行信道物联网概论-韩毅刚50ADSL技术 通过无源滤波器使电话信道与数字信道分开 数字信道分为一个640kb/s1Mb/s的中速上行数 字传输通道（占据1050kHz的频带，主要用于 传送控制信息，如VOD中的节目选择、快进和快 退等） 一个速率为1.59Mb/s的高速下行数字传输通道 （占据50kHz以上的频带） 由于采用FDM，因此这三个信息通道可同时工作 于一对电话线物联网概论-韩毅刚51ADSL技术 ADSL接入网按照传输的数据格式可以分为基于 分组的和基于ATM的接入网 如果是基于分组的方式
13、，接入节点（Access Node ）连接IP路由器 如果是基于ATM的方式，则接入节点连接ATM主 干网交换机，这种传输方式被称为“ATM over ADSL”52ADSL接入网一般结构示意图 ADSL接入网一般结构示意图物联网概论-韩毅刚8.2.3 光纤接入 光纤到小区（FTTC）、 光纤到办公楼（FTTB）、 光纤到户（FTTH）、 光纤到办公室（FTTO）、 光纤到远端模块局（FTTR物联网概论-韩毅刚53物联网概论-韩毅刚光接入网 OAN的定义共享同一网络侧接口且由光接入传输系统支持的一系 列接入链路 光接入网其实可以理解为把程控交换机出局的电 传输改为光传输 扩大程控交换机的覆盖范
14、围。计算机网络技术-韩毅刚54物联网概论-韩毅刚光纤接入分类 有源光网络 AON 无源光网络 PON物联网概论-韩毅刚55物联网概论-韩毅刚FTTH接入的网络结构 ONU在用户侧物联网概论-韩毅刚56物联网概论-韩毅刚8.2.4 HFC接入 光纤同轴电缆混合接入 同轴电缆带宽高达1GHz物联网概论-韩毅刚57物联网概论-韩毅刚HFC原理 在HFC接入中，以频分复用方式把电话、低速数 据、宽带数字视频（VOD）、宽带模拟电视（ CATV）综合在一起，调制到光纤和同轴系统中 进行传输 馈线系统用光纤，以频分方式复用； 配线系统用同轴电缆，构成树型拓扑结构计算机网络技术-韩毅刚58物联网概论-韩毅刚HFC的传输结构 前端 传输线路 用户端计算机网络技术-韩毅刚59物联网概论-韩毅刚60HFC网络结构图 HDT（主机数字终端）物联网概论-韩毅刚8.2.5 电力线接入 电力线接入 PLC Power Line Communication 数据传输速率在2200Mbit/s物联网概论-韩毅刚61物联网概论-韩毅刚电力线接入设备 用户端 需要配置PLC调制解调器 ISP需要配置局端设备物联网概论-韩毅刚62物联网概论-韩毅刚8.3 传感器网络的接入&8.3.1 无线传感器网络的接入 &8.3.2 现场总线的接入物联网概论-韩毅刚8.3.1 无线传感器网络的接入物联网概论-韩毅刚64 W
