工业互联网：3 网络层（2） - 好文

3.2   通信网络
3.2.1   以太网

有线的以太网目前已经发展到普及了千兆网络的程度。一些在建造时比较有前瞻性的工厂车间已经预留了弱电信号的专用电缆沟、电缆槽，所以在加铺网线的时候施工代价较小。否则即就可能面临敷设成本太高的问题。甚至在某些情况下根本无法进行现场给改造来敷设网线，或者虽然可以敷设但因为靠近强电磁干扰而信号质量堪忧。

3.2.2   Wi-Fi

上面提及的有线网络的缺点正是无线通信方式的优势。但是在工业现场仍然无法安排出有无线电干扰导致信号难以传输的情况。工业级Wi-Fi的产品目前也很常见。

有线和无线经常综合使用。一般是一组邻近的设备采用有线方式连接，将信号汇总到一个网关后再采用Wi-Fi连接到连接互联网的路由器。

3.2.3   移动通信

5G的时代正在降临，而人们为5G应用前景的设想之一就是工业物联网。实际上目前4G的应用已经足以满足大多数的场景。当然如果要部署在公有云的在线仿真，那对带宽的需求还是多多益善。市政设施类因过个年以移动通信方式居多。

3.2.4   光纤通信

在要求大数据量的稳定长距离通信的场景，光纤无疑具有不可比拟的优势。油气管道常常是这类通信技术的使用者，因为管道上每个站场都是一个具有相当规模的设备集群，从而产生大量的数据。

3.2.5   NB-IoT
NB-IoT （Narrow Band Internet of
Things,窄带物联网），是在蜂窝网络上构建的，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。其支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。

一般认为NB-IoT具备以下特点：一是广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，相当于提升了100倍覆盖区域的能力；二是具备支撑连接的能力，NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构；三是更低功耗，NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年；四是更低的模块成本，企业预期的单个接连模块不超过5美元。NB-IoT的这些特点，尤其适合市政建设类多数据点、低数据密度、对成本敏感的应用，如城市燃气、城市水务等。

3.3   通信协议
3.3.1   HTTP

HTTP实际上被工业物联网平台广泛使用着。当然胡配合很多其他技术，比如数据以XML或json打包、各种加密等等。即便是MTConnect、OPCUA、IEEE
81650等行业应用协议，更是偏好在HTTP基础之上在加以构建。而众多上线的物联网平台的自定义协议，很多也是基于其上再叠加了自有的带有加密和身份识别的协议的。
3.3.2   MQTT
MQTT出现的历史也不短，在工业物联网中的应用也很普及。以至于类似AWS等云平台会将其打包成专门的服务。甚至说MQTT已经成为物联网平台的标配也不为过。
3.3.3   文件传输协议
而文件数据因为传输时间较长、容易受到干扰，但有不能出错，所以一般会采用FTP、SCP、HTTP等适合传递文件的协议，甚至带有断点续传的能力。

3.4   总结

因为应用场景、历史积淀、安全因素和边缘计算等原因，工业物联网的网络传输和协议再多数情况下并没有强调实时性。为了开发效率和最大程度兼容互联网已经构建起来的技术体系，实际上工业物联网是在极力避免另起炉灶，而是在原有互联网协议上叠加新的应用协议。但是为了适应物联网的数据特点，的确在通信网络层面出现了一些新的信道技术。

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