物聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備該如何選擇?
在如今物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)浪潮下,各種應(yīng)用服務(wù)方案層出不窮。許多傳統(tǒng)行業(yè)也紛紛投入物聯(lián)網(wǎng)的懷抱。但是作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的新入面對(duì)層出不窮的各種方案,如何選擇合適的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備呢?今天我們就結(jié)合作者多年的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)來(lái)聊一聊。
首先,我們要從我們的組網(wǎng)方案開(kāi)始。
不同的組網(wǎng)方案,對(duì)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也有不同的要求。當(dāng)前常用物聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)方案主要有如下兩種:
1. 基于互聯(lián)網(wǎng)/專(zhuān)網(wǎng)的公有/私有云方案
客戶(hù)業(yè)務(wù)部署在云端,終端(數(shù)據(jù)源)通過(guò)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)。通過(guò)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備做NAT轉(zhuǎn)換,終端能夠直接與云端的服務(wù)器進(jìn)行通信。完成業(yè)務(wù)辦理或數(shù)據(jù)交互。
2. 基于互聯(lián)網(wǎng)/專(zhuān)網(wǎng)的VPN方案
客戶(hù)業(yè)務(wù)服務(wù)器部署在中心/總部,終端(數(shù)據(jù)源)接入聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)/專(zhuān)網(wǎng),然后和總部的專(zhuān)用匯聚設(shè)備建立VPN隧道。通過(guò)隧道可以實(shí)現(xiàn)終端與總部業(yè)務(wù)服務(wù)器直接的IP互通。
基于互聯(lián)網(wǎng)/專(zhuān)網(wǎng)的公有/私有云方案,對(duì)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備只需要具備常用的NAT功能即可。該方案主要優(yōu)點(diǎn)是部署簡(jiǎn)單,上端無(wú)需部署專(zhuān)用匯聚設(shè)備。適合大型、超大型終端數(shù)量的組網(wǎng)應(yīng)用。但是該方案也存在業(yè)務(wù)擴(kuò)展能力受限,管理、維護(hù)不靈活的缺陷。例如,當(dāng)前的車(chē)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、自助機(jī)具應(yīng)用基本都是采用該方案。
采用基于互聯(lián)網(wǎng)/專(zhuān)網(wǎng)的VPN方案,需要聯(lián)網(wǎng)設(shè)備支持VPN功能,常用的VPN功能包括L2TP(VPDN)、IPSec和GRE。如果對(duì)與數(shù)據(jù)傳輸沒(méi)有加密需求則使用L2TP(VPDN)即可,如果需要對(duì)傳輸過(guò)程中的數(shù)據(jù)加密,則需要采用IPSec VPN功能。該方案主要優(yōu)點(diǎn)是安全、業(yè)務(wù)擴(kuò)展方便,管理、維護(hù)靈活。但缺點(diǎn)也比較明顯,在中心端需要部署專(zhuān)用的匯聚設(shè)備,受匯聚設(shè)備容量限制,該方案主要應(yīng)用在中小型終端數(shù)量的組網(wǎng)應(yīng)用。例如,大型城市景觀亮化等應(yīng)用。
其次,我們要看數(shù)據(jù)源(終端設(shè)備)的部署環(huán)境。
根據(jù)業(yè)務(wù)終端的部署環(huán)境,對(duì)接入聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也有不同的需求。總體分為兩大類(lèi):
1. 室外環(huán)境
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中場(chǎng)景的部署環(huán)境,多數(shù)為無(wú)人值守環(huán)境,聯(lián)網(wǎng)設(shè)備部署在機(jī)具中或設(shè)備箱(強(qiáng)/弱電箱)中。
在室外環(huán)境中,通常不會(huì)有專(zhuān)用的環(huán)境維持設(shè)備(保持恒溫),甚至有的時(shí)候環(huán)境會(huì)非常惡劣。例如,設(shè)備箱直接安裝在陽(yáng)光直射的地方,在溫室效應(yīng)的今天,全國(guó)各地許多地方夏天地表溫度都能夠達(dá)到40℃以上,而簡(jiǎn)單的設(shè)備箱在陽(yáng)光直射的情況下,我們觀察過(guò)箱內(nèi)溫度普遍都長(zhǎng)時(shí)間在50-60℃,有的地方甚至能夠達(dá)到70℃。而冬天在北方,也會(huì)出現(xiàn)零下20℃以下的低溫環(huán)境。
有的室外環(huán)境還是鹽霧、油霧等高污染環(huán)境,例如,沿海碼頭、電梯轎頂?shù)取_@些污染環(huán)境下設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性急速下降,給運(yùn)維維護(hù)帶來(lái)大量工作。大大降低了可用性和使用體驗(yàn)。
綜上所述,對(duì)于終端部署在室外環(huán)境的情況,需要聯(lián)網(wǎng)設(shè)備具有較好的工作寬溫指標(biāo),通常建議低溫不低于零下25℃,而高溫不小于70℃。對(duì)于高污染環(huán)境,則需要選擇設(shè)備的散熱方式,目前常見(jiàn)的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備散熱方式主要有兩種:主動(dòng)式散熱和被動(dòng)式散熱。
主動(dòng)式散熱主要是采用風(fēng)扇主動(dòng)吹風(fēng),形成空氣流動(dòng),對(duì)設(shè)備進(jìn)行散熱。該方案主要有點(diǎn)是散熱效果高。但缺點(diǎn)也很明顯,在高污染環(huán)境,會(huì)主動(dòng)讓鹽霧、油污進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部。污染物進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部后,會(huì)附著在PCB板、焊腳部位,對(duì)設(shè)備造成腐蝕、短路,從而影響設(shè)備的使用壽命和穩(wěn)定性。所以在高污染環(huán)境使用時(shí),我們不建議使用主動(dòng)散熱的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。我們有個(gè)客戶(hù),在電梯轎頂部署主動(dòng)式散熱的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,結(jié)果是每星期都要進(jìn)行設(shè)備維護(hù),每2-3個(gè)月更換聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。
被動(dòng)式散熱,即目前流行的無(wú)風(fēng)扇散熱。被動(dòng)式散熱主要根據(jù)設(shè)備的散熱設(shè)計(jì),依靠設(shè)備整機(jī)外殼或散熱片,利用空氣對(duì)流進(jìn)行散熱。好的被動(dòng)式散熱設(shè)備完全可以滿(mǎn)足高溫工作要求,同時(shí)在高污染環(huán)境不會(huì)讓污染物進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部。通常在高污染環(huán)境我們建議采用被動(dòng)式散熱方式的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。
另外,室外環(huán)境的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備選擇還有一個(gè)細(xì)節(jié)需要注意,就是聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的以太接口材質(zhì),部分廠商為了進(jìn)一步降低成本,選用了如下圖塑料材質(zhì)的以太接口。
如果設(shè)備工作環(huán)境長(zhǎng)時(shí)間處于高溫或低溫環(huán)境下,塑料材質(zhì)很容易出現(xiàn)老化,造成網(wǎng)線(xiàn)接觸不良,從而影響網(wǎng)絡(luò)的連通性。所以選擇設(shè)備的時(shí)候一定要選擇類(lèi)似下圖的金屬材質(zhì)的以太接口。
2. 室內(nèi)/恒溫機(jī)房環(huán)境
在這種環(huán)境中,通常會(huì)有專(zhuān)用的環(huán)境維持設(shè)備(空調(diào)等),對(duì)設(shè)備的工作寬溫等要求較低。通常的設(shè)備都可以很好滿(mǎn)足。
最后,針對(duì)目前物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)中廣泛被使用的4G鏈路,如果采用4G作為我們的網(wǎng)絡(luò)接入方案,從4G鏈路本身的可靠性和傳輸時(shí)延、速率考慮,對(duì)4G聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的天線(xiàn)接口要求,一定要提供雙天線(xiàn),支持MIMO技術(shù)。
MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技術(shù),本身是4G技術(shù)的一個(gè)基礎(chǔ)技術(shù)。
主要是發(fā)射端和接收端分別使用多個(gè)發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn),使信號(hào)通過(guò)發(fā)射端與接收端的多個(gè)天線(xiàn)傳送和接收,從而改善通信質(zhì)量。它能充分利用空間資源,通過(guò)多個(gè)天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)多發(fā)多收,在不增加頻譜資源和天線(xiàn)發(fā)射功率的情況下,可以成倍的提高系統(tǒng)信道容量。MIMO技術(shù)對(duì)4G主要作用是提高傳輸速率和提高鏈路可靠性。