华为——物联网与IPV6.ppt
,2010-4-9,Security Level:,物联网与IPV6“一物一地址，万物皆互联”中国区MKTG 肖剑,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Contents1、物联网/M2M/传感网概念2、物联网对通信网络的需求3、物联网与IPV6的结合,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 2,随地获取物体的信息;,物联网、M2M、传感网的概念与定义物联网英文名称：“The Internet of things”，顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”物联网特征：1 全面感知，即利用RFID等，传感器，二维码等随时可靠传递，通过各种电信网络与互联网的融合，将2 物体的信息实时准确地传递出去;智能处理，利用云计算，模糊识别等各种智能计算3 技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。物联网互联对象主要分为两类：一类是体积小、能量低、存储容量小、运算能力弱的智能小物体的互联，如传感器网络另一类是没有上述约束的智能终端的互联，如无线POS机、智能家电、视频监控等,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 3,物联网本质 ICT技术在各个行业的应用,透彻的感知和度量 使生产资料能思考，能与外界沟通,泛在的接入及互联 公共通信网、内联网、互联网，确保生产资料和行业应用的泛在连接,深入的智能分析及回控 行业智能应用和控制系统（计算、存储、应用）,价值链呈现“中间低，两端高”的特点，终端+传感器网络/业务软件是最大价值点所在,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 4,物联网行业应用展望公共领域,自然灾害监控,环境监控,交通监控,公共设施监控,商业市场,工业自动化,农业自动化,资产监控,自动售货,个人和家庭,智能家具HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,自动抄表Huawei Confidential,远程医疗,Page 5,健康管理,M2M业务平台,物联网系统架构 传感层/网络层/应用层,集成终端,行业应用行业增值应用信息分析和智能控制,分离终端,M2M网关,行业信息收集和管理行业设备监控和管理计算和存储,传感层 测量和感知 传感器技术 传感网技术 标签HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,网络层 无处不在连接 互联网 移动网 IPv6Huawei Confidential,应用层 智能分析与控制 云计算技术 信息挖掘(BI)智能管理和控制Page 6,物联网对通信网络的需求（1）智能终端支持巨大的号码/地址空间无线方式需要庞大的码号资源支撑，工信部已经发布10648号码段给中国移动要实现智能终端端到端的通信和管理，必须通信网络能够提供足够的地址空间来满足互连需求。,安全可靠通信网络应提供必要的安全机制来保证物与物、人与物通信是安全可靠的，避免来自外部的攻击。网络可扩展通信网络应具有可扩展性，网络容量足够大，满足大量智能终端之间的通信需求。,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 7,物联网对通信网络的需求（2）智能小物体（传感器）轻量级的通信协议由于存储容量低、能量低以及运算速度低，网络通信协议设计必须精简，一方面能够存储在传感器件有限的ROM中，另一方面能够降低对传感器件运算能力的要求，减少在协议运行过程中的能量消耗。支持巨大的地址空间物与物的通信必然需要消耗大量的地址，因此要求通信网络能够提供足够的地址空间来满足物联网发展对地址的需求。可靠的低速率传输由于传感器件计算速度和带宽受限，同时也为了降低通信功耗，要求通信网络提供低速率高可靠的传输通道。网络的自组织能力当传感器节点发生故障时，通信网络应通过路由机制具备自愈能力，不会因为个别节点的故障而影响到整网。,可扩展通信网络应具有可扩展性，网络容量足够大，满足大量传感器节点之间的通信需求。,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 8,别,物联网与现有通信网的结合,载体,地址,承载网智能终端智能小物体（传感器）,近期物联网主要远程通信以公众无线网络为载体，大多使用2G网近期智能终端主要以公众无线通信网络为主，以SIM卡为载体传感网主要应用短距离无线通信协议，主流采用802.15.4底层协议,承载网内部设备均涉及到IP地址，GGSN/PDSN大部份仍为IPV4地址短信作为网络载体时不需要IP地址，GPRS需要。2G到3G模块的过渡需要一段时间Zigbee内部自动分发16bit的内部地址进行识,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 9,WSN中zigbee是主流,无线技术Bluetooth802.11bRFIDZigBeeIrDAUWBRF,频率2.4G2.4G50K5.8G2.4Ginfrared3.110.6G3001000M,距离10m100m5m1075m1m10m900m,功耗低高低低低低,无线网关无线路由器无线传感器传感器网关,WSN大部份使用ISM免费频段红外具有方向性、距离短；WIFI功耗高；蓝牙距离短且协议栈较大，不适合使用低端处理器Zigbee协议栈只有32K，复杂度低、功耗低、成本低、抗干扰性强，因而成为WSN的主流技术，我国已经开放780MHZ作为Zigbee网络频段,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 10,无线传感网/Zigbee节点目前的寻址方式子网内部分配16bit地址ZigBee协议栈紧凑且简单，8位微处理器即可满足要求，且ZigBee协议支持动态路由机制，节点发生故障时，能够快速收敛自愈。MAC地址对应自动分配16bit短地址，子网地址空间有限，不够只能继续划分子网，但由于是近距离通信，目前足够使用。,ZigBee技术体系成熟，形成了一定的产业规模。标准方面，已发布ZigBee技术第三个版本V1.2；芯片方面，已可规模生产；,Zigbee适合用于短距离通信，远程通信需要利用网关接入到公网中,应用方面，已广泛应用于工业、精确农业、家庭和楼宇自动化、医学、消费和家用自动化、道路指示/安全行路等众多领域。,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 11,128bit,无线传感网/Zigbee节点未来可能的寻址方式全IP方式（IPv6）每一个传感器分配一个独立的IP地址，由于IPv6协议栈过于庞大复杂，不能直接应用到传感器设备中，仍然需要对IPv6协议栈和路由机制作相应的精简，以满足对网络低功耗、低存储容量和低传送速率的要求。因此传感网仍然需要和外网有一个转换，起到IP地址压缩和简化翻译功能。,IPv6作为下一代网络协议，具有丰富的地址资源，支持动态路由,16bit,机制，可以满足物联网对通信网络在地址、网络自组织以及扩展性方面的要求。传感器节点全IP方,IETF已成立了6LoWPAN和Roll两个工作组进行相关技术标准的研究工作，相较于ZigBee协议标准体系尚不完善。,式寻址会造成对节点功耗、存储、计算,能力的要求提高相比较传统方式，支持更大的节点组网，但对传感器节点功耗、存储、处理器能力要求更高，因而成本要更高,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 12,物联网可以作为IPv6技术发展的切入点IPv6具有几乎无限的地址空间，可以保证IP网络端到端的透明性，简化网络结构，同时也是全球唯一发展的较成熟、可供产业界规模部署应用的下一代互联网技术，未来完全适用于智能终端的网络互联。智能小物体自身因素的限制，需要简化IPv6协议栈，改进路由机制（适用于低功耗和有损耗的网络）来满足物联网的通信网络需求。可以将物联网的发展作为契机，推动IPv6的应用部署。,123,承载网首先应用IPV6智能终端/网关逐步应用IPV6智能小物体（传感器节点）逐步应用IPV6,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 13,在物联网中应用IPv6需要做的工作承载网首先应用IPV6湖南电信农业大棚物联网试点中国首个基于IPV6的物联网应用湖南农科院良种果茶培育繁殖中心湖南农科院科研人员可以对温室内的温度、湿度、光照、土壤含水量等参数实施远程实时监控，并可以基于IPv6技术实现对于温室内通风、天窗、侧窗、灌溉、保温装置的实时控制，显著提升了农业科研工作效率和智能化水平“农作物温室综合监控”项目针对中国电信宽带IP网络向下一代互联网演进和IPv6宽带业务的发展需求，在国内首次实现了商用IP城域网设备、管理平台和支撑系统的整体升级，顺利完成了宽带接入业务的IPv6全流程穿越，相关工作获得了国际权威机构全球IPv6论坛的认可，并使中国电信成为全球第一家获得IPv6论坛认可的“IPv6ReadyISP”，增强了中国在下一代互联网领域的影响力,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 14,在物联网中应用IPv6需要做的工作承载网首先应用IPV6湖南电信农业大棚物联网试点IP城域网实现IPV6改造（实现双栈改造）支撑系统实现IPV6全流,程双栈穿越测试,IDC、管理平台实现IPV6升级改造,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 15,在物联网中应用IPv6需要做的工作承载网首先应用IPV6湖南电信农业大棚物联网试点采用开放架构实现，基于标准的IPV6协议、SIP协议实现设置无线控制器，对接客户原有,的控制系统实现温室内多种设施的远程控制,分区域部署多个视频和工业传感器，用于采集各类客户需要的专业参数,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 16,在物联网中应用IPv6需要做的工作承载网首先应用IPV6湖南电信农业大棚物联网试点湖南电信率先在物联网农业试点中使用IPV6技术，实现采集机到网络侧的全IPV6传送,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 17,在物联网中应用IPv6需要做的工作承载网首先应用IPV6日本地震自动监控系统NTT在物联网地震自动监测应用中使用IPV6技术，实现服务器到客户端的全IPV6传送,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 18,在物联网中应用IPv6需要做的工作承载网首先应用IPV6日本地震自动监控系统NTT在物联网地震自动监测应用中使用IPV6技术，实现服务器到客户端的全IPV6传送,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 19,在物联网中应用IPv6需要做的工作,承载网首先应用IPV6日本地震自动监控系统,扩展人群,广播媒体家庭场景学校场景HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,工作场景建筑服务电梯场景Huawei Confidential,固定/蜂窝通信制造业公共事业Page 20,在物联网中应用IPv6需要做的工作,承载网首先应用IPV6日本地震自动监控系统,潜在应用,火车调度自动物流HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,水坝报警机场管理Huawei Confidential,智能交通灯航运管理Page 21,在物联网中应用IPv6需要做的工作终端/网关逐步应用IPV6智能终端应用IPv6技术构建纯IPv6网络来互联智能终端，技术体系已相对成熟，无需做太大的改动。主要涉及GGSN/PDSN/路由器和无线通信模块/网卡、服务器等的V4/V6双栈改造终端逐步支持IPV4/IPV6双栈,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 22,在物联网中应用IPv6需要做的工作传感器节点逐步应用IPV6 智能小物体将IPv6技术应用于智能小物体的网络互联，需要在以下几个方面开展工作：（1）简化IPv6协议栈（2）改进路由机制（3）进一步完善标准体系 IETF 6LoWPAN和Roll工作组正在制定将IPv6网络技术应用于低功耗、低传送速率的无线传感器网络的相关技术标准。但相关构建6LoWPAN网络所必须的的邻居发现机制、路由,机制和安全、管理协议尚在进一步的研究中，标准体系尚未完善。（4）开发支持精简IPv6协议栈的芯片 目前基于IEEE802.15.4的网络射频芯片还有待进一步的开发来支持uIPv6协议栈。,6 LowpanRoll,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 23,结束语由于物联网要求“一物一地址，万物皆互联”，而现有的IPv4协议的地址资源已经接近枯竭，因此为解决物联网地址容量受限的问题，应尽快推动IPv6协议的普及应用。将物联网作为发展IPv6的切入点。Time,技术标准体系,IPV6物联网规模部署,6LoWPAN,嵌入式系统,射频芯片技术,智能小物体IPV6试点,智能小物体IPV6网关试点智能终端物联网IPV6试点无线模块实现IPV4/IPV6双栈改造,GGSN/PDSN等实现IPV4/IPV6双栈改造承载网实现IPV6试验,视频监控智能家电智能交通,Evolution,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Huawei Confidential,Page 24,Thank you,
