物聯網提出的組網需求

　　信息化時代，企業的運營管理離不開網絡的支持，而要擁有一張自己的網絡卻并不那么容易，需要專業人員，需要寫方案，買設備，建機房，租帶寬，上配置，做調測等等。前前后后費時費力，建好了以后還需要維護管理好網絡。如果要建設一張廣域網，那么還需要拉專線或者開通VPN，對網絡成本和專業性的要求進一步提高。

　　隨著物聯網時代的到來，通信需求更是無處不在，無時不有。智能抄表，無人售賣，工業互聯網，各行各業，萬事萬物都提出了連接上網的需求。同時為了及時訪問和管控物聯網終端，物聯網不再僅僅滿足于單向上傳數據，還需要組建專網，連接企業內網，實現雙向通信和安全通信。而車聯網，物流跟蹤，資產定位，野外通信等物聯網場景則提出了移動組網（無線組網）的需求。應急通信，突發事件等場景則提出了即時快速組網的需求。 小結一下，當前物聯網時代提出了物聯專網，移動組網，即時快速組網，低成本組網等不同于傳統的組網需求。

　　云計算的出現一定程度上提供了一種便利化的建網方式，但需要配合云主機一塊使用，離開了云主機便享受不到云網絡的便利，另外云網絡實際上比傳統網絡更復雜，企業要上云，云網絡要對接原有網絡都不是簡單的事。那么有沒有一種組網方式能不依賴云主機，又能象云計算一樣簡單方便，即買即用，按需服務的建網方式呢？我們提出一種基于無線寬帶的空中組網（也稱為無線自組網）可以滿足這種組網需求。

　　無線網絡的寬帶化發展

　　經過多年的發展，無線蜂窩通信技術從2G、3G、4G到未來的5G，覆蓋范圍非常廣泛，幾乎人類所能涉足的地方都覆蓋了無線蜂窩網絡。當物聯網設備接入蜂窩網絡之后，不需要重新部署，就可以實現始終在線，非?？煽康木W絡連接條件。更重要的是，蜂窩網絡已經形成了非常完善的生態系統。無論是基礎設施廠商，還是芯片領域的廠商，還是遍布全球的終端廠商，包括終端和Sim卡的各種營銷渠道，都有非常多的參與者。從產品的開發、驗證到生產、上市都已經形成了龐大的產業鏈，這也正是蜂窩技術成為最為成熟、最為可靠、最為完善的技術的原因。

　　隨著手機、筆記本、無線路由器等設備的進一步普及和人們對于上網速度要求的不斷提高，蜂窩網絡技術的發展一直朝著無線接入寬帶化的方向推進。目前，3G已經完全部署，技術上可以提供10－20Mbps的下載速度或2－5Mbps的上傳速度。更快的4G也已經廣泛部署，4G系統能夠以100Mbps的速度下載，上傳的速度也能達到20Mbps，并能夠滿足幾乎所有物聯網場景對于無線服務的要求。面向更高帶寬，更低時延，更大接入密度的5G也在逐漸部署，逐步商用中，移動運營商們正力爭為消費者提供更快、更加便捷以及成本更低的信息傳輸服務。

　　基于無線寬帶的空中組網方案

　　從物聯網的需求出發，我們在無線寬帶的基礎上提出空中組網方案，以典型的物聯網場景為例，采用空中組網方案，不再需要拉光纖，買設備，租帶寬，做配置等等，只要幾張物聯網卡（此處是用于物聯網的sim卡）安裝在服務器端和物聯網終端上，經過后臺的設置就可以在全國范圍內快速搭建一個物聯專網，實現針對物聯網終端的數據收集，控制管理或者移動監控。

　　空中組網方案后臺的具體實現如下圖所示

　　首先構建第三方的VPDN連接平臺，并通過虛擬專線連接到運營商的無線蜂窩網絡。然后在運營商處開通VPDN卡（即用于物聯網的定向sim卡），VPDN卡具有固定的私有IP地址，在卡的整個生命周期內，這個IP地址都固定不變。同時VPDN卡的流量將通過虛擬專線定向傳送到VPDN連接平臺。VPDN平臺根據物聯網的組網需求制定連接轉發規則，將相關的VPDN卡互聯互通，形成一張由VPDN卡組成的物聯專網，專網內的終端或服務器則可以互相訪問。物聯網終端可以上傳數據到服務器，服務器也可以根據VPDN卡的固定IP地址管理或者接收物聯網終端的數據。此時，這張物聯專網同外部網絡隔離以保障通信安全，保護卡的流量被有效使用。根據場景的需要也可以開通互聯網出口，讓物聯網終端可以訪問互聯網上的資源。

　　基于無線寬帶的空中組網利用國內優質的3G或4G無線網絡，可以在全國范圍內進行廣域組網，跨運營商實現物聯網卡與物聯網卡之間的通信互通。部署起來簡單快速，不需要施工布線，也不需要安裝配置，根據需求隨時部署，即插即用，免除網絡維護。可以封閉組網，保障安全，也可以根據業務需要連接企業內網或者互聯網。