工業網際網路 3 網路層(2)

2021-08-29 01:45:11 字數 1519 閱讀 1846

3.2    通訊網路

3.2.1    乙太網

有線的乙太網目前已經發展到普及了千兆網路的程度。一些在建造時比較有前瞻性的工廠車間已經預留了弱電訊號的專用電纜溝、電纜槽,所以在加鋪網線的時候施工代價較小。否則即就可能面臨敷設成本太高的問題。甚至在某些情況下根本無法進行現場給改造來敷設網線,或者雖然可以敷設但因為靠近強電磁干擾而訊號質量堪憂。

3.2.2    wi-fi

上面提及的有線網路的缺點正是無線通訊方式的優勢。但是在工業現場仍然無法安排出有無線電干擾導致訊號難以傳輸的情況。工業級wi-fi的產品目前也很常見。

有線和無線經常綜合使用。一般是一組鄰近的裝置採用有線方式連線,將訊號彙總到乙個閘道器後再採用wi-fi連線到連線網際網路的路由器。

3.2.4    光纖通訊

在要求大資料量的穩定長距離通訊的場景,光纖無疑具有不可比擬的優勢。油氣管道常常是這類通訊技術的使用者,因為管道上每個站場都是乙個具有相當規模的裝置集群,從而產生大量的資料。

3.2.5    nb-iot

nb-iot (narrow band internet of things,窄帶物聯網),是在蜂窩網路上構建的,只消耗大約180khz的頻寬,可直接部署於gsm網路、umts網路或lte網路,以降低部署成本、實現平滑公升級。其支援低功耗裝置在廣域網的蜂窩資料連線,也被叫作低功耗廣域網(lpwan)。

一般認為nb-iot具備以下特點:一是廣覆蓋,將提供改進的室內覆蓋,在同樣的頻段下,nb-iot比現有的網路增益20db,相當於提公升了100倍覆蓋區域的能力;二是具備支撐連線的能力,nb-iot乙個扇區能夠支援10萬個連線,支援低延時敏感度、超低的裝置成本、低裝置功耗和優化的網路架構;三是更低功耗,nb-iot終端模組的待機時間可長達10年;四是更低的模組成本,企業預期的單個接連模組不超過5美元。nb-iot的這些特點,尤其適合市政建設類多數據點、低資料密度、對成本敏感的應用,如城市燃氣、城市水務等。

3.3    通訊協議

http實際上被工業物聯網平台廣泛使用著。當然胡配合很多其他技術,比如資料以xml或json打包、各種加密等等。即便是mtconnect、opcua、ieee 81650等行業應用協議,更是偏好在http基礎之上在加以構建。而眾多上線的物聯網平台的自定義協議,很多也是基於其上再疊加了自有的帶有加密和身份識別的協議的。

3.3.2    mqtt

mqtt出現的歷史也不短,在工業物聯網中的應用也很普及。以至於類似aws等雲平台會將其打包成專門的服務。甚至說mqtt已經成為物聯網平台的標配也不為過。

3.3.3    檔案傳輸協議

而檔案資料因為傳輸時間較長、容易受到干擾,但有不能出錯,所以一般會採用ftp、scp、http等適合傳遞檔案的協議,甚至帶有斷點續傳的能力。

3.4    總結

因為應用場景、歷史積澱、安全因素和邊緣計算等原因,工業物聯網的網路傳輸和協議再多數情況下並沒有強調實時性。為了開發效率和最大程度相容網際網路已經構建起來的技術體系,實際上工業物聯網是在極力避免另起爐灶,而是在原有網際網路協議上疊加新的應用協議。但是為了適應物聯網的資料特點,的確在通訊網路層面出現了一些新的通道技術。

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