無線通信與泛在網路

A. 泛在網的百科釋意

在日漸發達的通信技術、信息技術、射頻識別技術等新技術的不斷催生下，一種能夠實現人與人、人與機器、人與物甚至物與物之間直接溝通的泛在網路架構——— U網路正日漸清晰，並逐步走進了人們的日常生活之中。在由ICT融合技術組成的U網路中，發展的焦點已經轉向了具體的服務而不再是「唯技術論」。泛在網路的建設目標也鎖定為用戶提供更好的應用和服務體驗。
近年來，在物聯網、互聯網、電信網、感測網等網路技術的共同發展下，實現社會化的泛在網也逐漸形成。而基於環境感知、內容感知的能力，泛在網為個人和社會提供了泛在的、無所不含的信息服務和應用。如今，隨著手機支付、汽車網、醫療監控等一批移動通信新應用的不斷涌現，有望促成移動通信網向智能網路的成功轉型。與此同時，為了適應泛在網興起的需求,移動通信網也必須迎來一系列的變革。 物聯網通信技術旨在實現人和物體、物體和物體之間的溝通和對話。為此需要統一的通信協議和技術，大量的IP地址，還要再結合自動控制、納米技術、RFID、智能嵌入等技術作為支撐。這些協議和技術統稱為「泛在網路」技術。
ITU把泛在網路描述為物聯網基礎的遠景。泛在網路由此成為物聯網通信技術的核心。
已有的泛在網路技術包括3G、LTE、GSM、WLAN、WiMax、RFID、Zigbee、NFC、藍牙等無線通信協議和技術，還包括光纜和其他有線線纜的通信協議和技術。 全IP構架可充當轉換媒介
從技術層面來看，一方面移動通信網必須過渡為IP化的網路，另一方面還必須對IP網路技術加以創新和發展才能滿足IP化所需。
泛在網的普及，把個人通信、廣播、娛樂、業務應用等都融合在了一張網內，從而給個人用戶帶來了更加豐富的業務體驗。因此，在眾多業務同時運行時，為了實現用戶號碼惟一、計費系統惟一，以及靈活方便選擇各種接入技術的目標，網路建設人員必須尋找一種可以作為各種網路基礎的技術來充當轉換媒介。
目前的思路是，如果所有網路都是基於全IP架構的，那麼用戶就可以在不同網路之間實現隨心所欲的轉換了。因此，移動通信網首先需要過渡到全IP網，然後與現有的計算機網路逐步融合，最後才能成為整個泛在網的網路層。但這樣一來，IP網路技術能否承載所有業務的問題也就隨之出現了，例如，現有IP網路出現鏈接中斷時，重建鏈接的響應時間是秒級的，這顯然難以與電信業務微秒級的中斷響應時間要求相比擬。在中斷響應時間這一點上，即使是時下較為先進的IPv6技術也不能滿足需求。再比如，用戶可以根據移動位置任意更改無線接入網，這就需要頻繁地進行改變網路歸屬和管理域，而在IP技術中用戶和地址相捆綁的方式是無法實現有效的移動性管理的。這是因為現有的IP網路技術在建立之初沒有考慮到以後會接續到所有網路，並承載所有業務。為此，移動通信網和其他無線接入技術均需要在協議和架構、用戶鑒權、業務承載、網路安全等方面進行泛IP化的改進，比如簡化分層、重新定義數據包大小，再加入人們耳熟能詳的新標識技術、多路徑傳輸、節點緩存以及光交換等新技術。
提高手持終端的系統能力
除過渡為IP化外，移動通信系統還需要進行其他變革才能滿足未來移動用戶的新需求。面對有可能出現大量低移動性、少量數據傳送、時時在線、群組管理等特徵的機器用戶，移動通信網需要引入靈活多變的尋呼、注冊等網路操作流程，以適應大量單一終端的資源分配機制，降低終端功耗和復雜度。例如，對低移動性的用戶延長移動性管理周期，對每月定時發送數據的終端限制全時接入，對非即時業務根據網路負荷控制其傳輸速率，對於固定在本地的終端保留注冊，對於時時在線的小流量業務提供更靈活的計費策略，對僅由終端發起的業務去掉尋呼或位置更新等。
未來會出現更多行業用戶。為了支撐對各種業務和信息的智能調用，降低應用開發者的使用門檻，移動通信網在提供給用戶開發介面時，應採用標准化的方法對業務和信息進行描述，如採用面向SOA的理念、Web語義等。當未來用戶在使用一些在線游戲、實時視頻等業務時，更多的帶寬需求將給LTE帶來發展的動力。
此外，移動通信終端的發展也需要滿足用戶的多樣化需求。例如，個人通信終端可能隨時接入到各種網路中，這就需要手持終端增加異質異構網路接入的支持以及協同能力；泛在網的機器終端可能長時間曝露在室外的嚴酷自然環境中，這就需要更多的降低能耗技術、多樣化能源技術，以及電池技術等。 要建設一個真正的無處不在信息通信網路，除了需要高度普及先進的基礎設施之外，還需要建立一個標准化體系保障U網路的可用性和互通性。
中國電子商務專家陳記強認為：「泛在網路在全球正在從設想變成現實，從局部應用變為規模推廣，需要多方面的支持，技術的標准化是泛在網路大規模應用的重要推動力。通過標准制定將市場上各自為政的利益主體聚集起來，形成合力，朝著共同的方向進行技術創新、產品開發、大規模生產，引導泛在網路產業健康有序發展。」
陳記強表示泛在網路標准體系研究主要包括以下內容：
泛在網路的技術特點，應用對象;
泛在網路系統構架;
系統中各功能模塊和組件;
各模塊之間的介面;
數據標志(採集、處理、傳輸、存儲、查詢等過程);
應用服務標准;信息安全，個人隱私保護等。
目前泛在網路標准體系研究有四個重點研究方向，包括下一代網路技術標准、感測器網路技術標准、射頻識別技術標准、對象標志技術標准。
由於泛在網路涉及網路技術異常復雜，其技術標准也多種多樣，標准化研究僅靠某一部門、某一企業是難以完成的。為了加快我國的泛在網路技術標准研究，有必要由國家主導建立一個泛在網路標准化機構。 在最先提出U網路計劃的日韓，兩個國家都在努力推進信息技術研究，努力確立各自在信息技術領域的領先地位，通過「U」計劃，兩國的信息網路不但得到了完善，而且在一些尖端的信息技術方面也得到了很好的推動。
相比日韓兩國，我國更需要一個「U-China」計劃。從目前以及中國將來的經濟、社會的發展趨勢來看，建立U-China(無處不在的網路中國)有著現實和深遠的意義。
曹建華表示：「發展泛在網路對於中國經濟發展具有非常重要的積極意義，推進泛在網路建設將帶動我國信息產業發展，通過技術創新催生新的產品、新的產業，形成信息產業新的增長點。泛在網路相關技術會有效提升傳統產業發展，進一步提高信息技術和網路的服務水平，解決地區之間、城鄉之間的信息基礎設施發展不平衡的問題。政府部門要及早確定我國發展泛在網路的戰略目標，制訂發展規劃和實施策略，組織產學研單位加強相關技術、產品、標準的研究。通過加強市場監管，為新技術、新應用發展創造良好的政策和市場環境。」
呂廷傑告訴記者，目前中國的泛在網路研究已經逐漸展開，U-北京、U-青島研究項目就是其中典型代表。
建設「無處不在的網路」在政策方面不僅需要政府的積極引導，還需要更多的企業、研究機構與政府共同配合，共同推進無處不在的網路建設。在技術方面，建設「無處不在的網路」不僅要依靠有線網路的發展，還要積極發展無線網路。其中Wi-Fi、3G、ADSL、FTTH、電子標簽、無線射頻等技術都是組成「無處不在網路」的重要技術，要對這些技術進行積極的開發和應用。
同時如果我國要實施U計劃，還要重視普遍信息服務問題，防止建設泛在網路時過分重視城市和發達地區，而造成新的數字鴻溝。
在我國實施U-China戰略，並將其融入我國信息化發展的大框架下將會為我國的信息產業發展帶來新的機遇，幫助我國實現搶佔世界信息技術領先地位的目標。
目前，傳統電信業務增長的天花板效應凸顯，同質化服務的價格競爭日趨慘烈。面對業務收入增速放緩的難題，泛在網發展所帶來的新的行業應用和家庭應用給電信運營商帶來了新的發展機遇和挑戰。
一些海外的電信運營商在泛在網方面已經作出了探索，如法國電信所提供的完整的端到端方案，ntt docomo、KDDI、Orange、Sprint提供的定製嵌入式通信模塊和終端可供開發等。在中國三大運營商中，中國電信走在泛在網應用的前列，至去年年底，其全球眼視頻監控點在189個城市安裝45萬個，並在115個城市提供了數字城市管理應用，在186個城市提供應急聯動應用，在174個城市提供環保監測應用。日前，三大運營商均已向工信部提出了物聯網專用號段的申請，以更好地發展物聯網應用。而在剛剛閉幕的的寧波智博會上，三大運營商均展示了其在城市物流、製造、社會管理、交通、健康保障、家居等領域的應用成果。這些行業應用與以往相比更為全面，例如，汽車信息服務內容包括在線視頻服務、娛樂服務、通信服務、個人信息服務、車載互聯網信息服務等，幾乎囊括了人們目前在汽車上的所有需求 。
今後對電信運營商而言，泛在網的發展已將商業模式改變成價值鏈驅動的雙邊市場模型，並將進一步考驗其產業鏈深度合作能力；業務多元化所帶來的用戶多元化，將令運營商不得不面對超大用戶規模、超低ARPU值的長尾市場；而日趨降低的管道收益、不斷增高的新應用投入也令運營商必須把握好規模運營與產品增值間的平衡關系。

B. 怎麼理解無線通信技術的應用與發展

無線通信（Wireless communication）是利用電磁波信號在自由空間中傳播的特性從而進行信息交換的一種通信方式，近些年，在信息通信領域中，發展最迅速、應用最廣泛的就是無線通信技術[1]。

1無線通信技術研究熱點及應用

基於無線通信技術具有成本低、靈活性高、易用性強、擴展性好、設備維護便捷等諸多優點，現如今無線通信技術飛速發展，技術不斷的升級更新。在發展的同時，研究的熱點也相對更集中，主要有超寬頻通信技術、RFID（射頻識別）、NFC（近場通信）、LTE（Long-Term Evolution,長期演進）和4G等；

1.1超寬頻通信技術

超寬頻脈沖無線電，能夠有效地解決無線頻譜資源緊張的問題。原因是它具有極低的發射功率，能夠與其他的無線通信系統共存。超寬頻具有這些技術特性在近距離高速和遠距離低速無線通信中都得到充分的應用，例如：無線USB,高速WLAN, IR-UWB與其他一些無線通信技術相比，主要具有以下特點：（1）支持高數據速率或系統容量的能力。（2）高精度定位和出色的探測與成像能力[2]。（3）共享頻譜資源。（4）穿透能力強。（5）保密性和抗干擾性能非常好。（6）低成本、低功耗。[1][3]。

1.2 RFID技術

RFID即射頻識別技術，是20世紀90年代開始興起並逐漸走向成熟的一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象並獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可工作於各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體並可同時識別多個標簽，操作快捷方便。射頻識別技術的應用領域十分廣泛，包含鈔票及產品防偽技術，身份證、通行證識別，電子收費系統（香港的八達通），病人識別及電子病歷，門禁系統等等，並且在這些領域都取得了可觀的經濟效益。就目前而言，RFID在中國大陸、香港、台灣的發展還遠落後於美國及歐洲[1]。

1.3 NFC技術

NFC又稱近距離無線通信，是一種短距離的高頻無線通信技術，允許電子設備之間進行非接觸式點對點數據傳輸，在十厘米（3.9英寸）內交換數據。這個技術由免接觸式射頻識別（RFID）演變而來，由飛利浦、諾基亞和索尼共同研製開發，其基礎是RFID及互連技術。近場通信是一種短距高頻的無線電技術，在13.56MHz頻率運行於20厘米距離內。

現如今NFC通信技術已日趨成熟，大部分行動電話都內置了NFC,並且推出了相關功能應用。對於移動終端或行動性消費電子產品，NFC的使用比較方便。例如在卡模式下，可代替大量的IC卡，門禁卡等。

1.4 LTE

LTE是第3代合作夥伴計劃（3GPP）主導的通用移動通信系統（UMTS）技術標準的長期演進，於2004年12月3GPP多倫多TSG RAN#26會議上正式立項並啟動。LTE項目並非人們普遍誤解的4G技術，而是由3G向4G技術之間的過渡，俗稱3.9G,它改進並增強了3G的空中接入技術，採取OFDM和MIMO作為其無線網路演進的唯一標准，這種以OFDM/FDMA為核心的技術可以被看作「准4G」技術。在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率。改善了小區邊緣用戶的性能，提高小區容量和降低系統延遲。

1.5 4G

盡管3G可以提供無線多媒體服務，但是它的數據率仍然有限。4G是指第四代移動通信技術，也是指3G之後的延伸。4G是集3G與WLAN於一體，並能夠傳輸高質量視頻圖像，它的圖像傳輸質量與高清晰度電視不相上下。4G系統能夠以100Mbps的速度下載，比目前的撥號上網快2000倍，上傳的速度也能達到20Mbps,並能夠滿足幾乎所有用戶對於無線服務的要求。

現有的4G標准主要有LTE Advanced（長期演進技術升級版）和WiMAX-Advanced（全球互通微波存取升級版）。LTE Advanced是LTE的增強，完全向後兼容LTE,通常是只需要在LTE上通過軟體升級更新即可，升級過程和從WCDMA升級到HSPA相類似。峰值速率：下行1Gbps,上行500Mbps。WiMAX-Advanced（全球互通微波存取升級版），由美國Intel所主導，接收下行與上行最高速率可達到300Mbps,在靜止定點接收可高達1Gbps。

2無線通信技術的發展趨勢

無線通信技術的發展一方面體現出通信技術本身的更新和演進，另一方面也是受需求的驅動得到發展。綜合技術層面和使用需求等因素來考慮，無線通信網路發展趨勢將表現在如下幾個方面：

（1）無線網路泛在化。網路的泛在化可以使得任何人都可以隨時隨地的通過終端設備進行網路接入，獲取個性化的服務信息，相應的網路將主動的融入人們的生活，通過信息交互來提供更加優質的服務。

（2）寬頻無線接入。無線接入有著傳統接入無法比擬的優越性，對於高速數據傳輸速度的需求，也使得像UWB,5G的WiFi等成為無線接入的重要技術。

（3）網路融合性增強。未來的網路必將呈現多元化，重新構建一個新的網路，花費巨大，且存在技術風險。因此，把多種網路通過融合的方式實現互聯互通，成為一大發展趨勢。

（4）網路安全性進一步增強。無線通信是基於在自由空間傳播攜帶信息的載波，這樣就使得通信雙方的信息容易暴露，因此，如何在通信的過程中增強保密性和提高通信的效率必將是重要的研究方向。

C. 什麼叫泛在通信

無所不在的網路也稱泛在網路,泛在通信就是多種無線網路通信的稱呼！