IPv6技术在泛在网感知延伸层的应用及标准化现状

摘要　介绍了泛在网络的基本概念、内涵以及网络架构，概括了泛在网感知延伸层的关键技术，重点分析了感知延伸层IP技术路线，IPv6技术感知延伸层的应用以及相关国际标准化现状。

1 泛在网络基本概念

Ubiquitous（无所不在）源自拉丁语，意为存在于任何地方。1991年Xerox实验室的计算机科学家Mark Weiser首次提出"泛在计算"（Ubiquitous Computing）的概念，描述了任何人无论何时、何地都可以通过合适的终端设备与网络进行连接，获取个性化信息服务。随着IT技术和通信技术的发展，通信网络将不仅仅要满足人与人之间的通信需求，而且要进一步发展到人与机器（或物体）以及机器到机器之间的通信，并朝着无所不在的网络方向演进。在未来异构的网络环境中，广域网、局域网、车域网、家域网、个域网等不同层次、多种网络技术会彼此互补、融合发展，并在微电子技术、嵌入式技术、短距离通信技术、传感器技术、智能标签技术的支撑下，最终促成"泛在信息社会的实现"。

泛在网是指基于个人和社会的需求，利用现有的和新的网络技术，实现人与人、人与物、物与物之间按需进行的信息获取、传递、存储、认知、决策、使用等服务，泛在网网络具备超强的环境感知、内容感知及智能性，为个人和社会提供泛在的、无所不含的信息服务和应用。

"5C+5Any"是泛在网络的关键特征，5C分别是：融合（Convergence），内容（Contents），计算（Computing），通信（Communication），连接（Connectivity）。5Any分别是：任何时间（Any time），任何地点（Anywhere），任何服务（Any Service），任何网络（Any Network），任何对象（Any Object）。总体意思是，通过底层全连通的、可靠的、智能的网络，以及融合的IT技术和通信技术，将通信服务扩展到教育、金融、智能建筑、交通/物流、健康医疗、灾害管理、安全服务等行业，为人们提供更好的服务。

2 泛在网网络架构

泛在网的网络架构可以划分为感知/延伸层、网络层、应用层组成的三层体系结构（见图1）。

图1 泛在网的网络架构

（1）泛在网的感知延伸层通过传感器、二维条码、RFID标签、多媒体信息等信息采集终端实现物理世界各类目标的属性、标识、状态、类型、数量、强度等的各类信息获取，并通过网络、信息处理和中间件等技术将感知信息进行局部或全局地交互处理聚合等操作从而形成为网络层提供物理世界的感知信息。感知延伸层必须解决低功耗、低成本和小型化的问题，并且面向更敏感、更全面的感知能力方向发展。

（2）泛在网的网络层包括接入网子层和核心网子层。接入网子层包括卫星至地面无线接入、有线宽带接入、无线宽带接入、2G/3G/超3G移动接入等各种接入技术。核心网子层包括现有的电信网、互联网、广电网、未来的下一代网络（如NGN/NGI）以及各个行业自建的行业专用网络。泛在网络既然作为一个网络，就需要一个统一的网络架构和协议基础，目前在核心层面可以考虑与NGN/IMS融合，核心协议包括SIP和TCP/IP等，在接入层面需要考虑多种有线和无线技术的协同，如Wi-Fi，WAPI，2G，3G，LTE，UWB，ZigBee等。

（3）泛在网的应用层主要实现信息的处理、协同、共享、决策，包括应用支撑子层和应用服务子层。应用支撑子层向行业服务提供统一、固定的一些网络支撑服务，特别是为一些行业融合服务提供支撑，以便支持不同行业之间的互通。应用服务子层包括泛在网公众服务、行业专用服务等。业务和应用涉及海量信息的智能处理、分布式计算、中间件、信息发现等多种技术。

3 泛在网感知延伸层的关键技术

泛在网感知延伸层的关键技术包括数据采集技术、无线/有线传输技术、组网技术、信息处理技术以及中间件技术，同时还涉及感知延伸层与网络层的互通技术。

（1）数据采集技术。主要用于采集物理世界中发生的物理事件和数据，包括各类物理量、标识、音频、视频数据，可以利用传感器、RFID、一维码/二维码随时随地获取物体信息，通过多媒体技术采集音、视频信息，通过定位技术获取物体定位信息。

（2）无线/有线传输技术。主要用于补充和延伸接入网络，使得网络能够把各种"物"接入到网络，目前，主要采用各种短距离无线通信技术，包括IEEE802.15.4，UWB，NFC，蓝牙技术等。

（3）组网技术。通过无线自组织网络技术，将分散的节点在一定范围之内自动组成一个网络，实现各节点采集信息的统一处理，统一传送，或者经过节点之间的相互"联系"，协商传送各自的部分信息，最终实现信息可靠、高效传送。

（4）信息处理技术。实现海量信息的协同处理，提供智能、精确的多元化信息服务。

（5）中间件技术。屏蔽底层软（操作系统）、硬件差异，构建统一的开发平台，封装通用的功能组件，为上层应用提供服务。

（6）与网络层互通技术。感知延伸层可以采用两种不同的技术路线，一种是非IP技术，如ZigBee协议，另一种是IP技术。目前，网络层主要采用IP技术组网，因此要实现采用非IP技术的感知延伸层与网络层的互联，必须通过网关设备实现协议互通。

作者：马军锋 妥海俊 来源：电信网技术