基本介紹
- 中文名：泛在網
- 外文名：ubiquitous network
- 本意：廣泛存在的網路
- 構架終端：全IP構架可充當轉換媒介
- 意義：深遠
簡介,現狀,特點,與傳統網路的關係,存在意義,核心技術,智慧型終端系統,基礎網路技術,套用層技術,套用發展,相關挑戰,全IP構架可充當轉換媒介,提高手持終端的系統能力,我國“U”計畫應該儘早實施,相關連結,日本U-Japan計畫,韓國U-Korea戰略,新加坡“下一代I-Hub”計畫,
簡介
在日漸發達的通信技術、信息技術、射頻識別技術等新技術的不斷催生下，一種能夠實現人與人、人與機器、人與物甚至物與物之間直接溝通的泛在網路架構——— U網路正日漸清晰，並逐步走進了人們的日常生活之中。在由ICT融合技術組成的U網路中，發展的焦點已經轉向了具體的服務而不再是“唯技術論”。泛在網路的建設目標也鎖定為用戶提供更好的套用和服務體驗。
近年來，在物聯網、網際網路、電信網、感測網等網路技術的共同發展下，實現社會化的泛在網也逐漸形成。而基於環境感知、內容感知的能力，泛在網為個人和社會提供了泛在的、無所不含的信息服務和套用。如今，隨著手機支付、汽車網、醫療監控等一批移動通信新套用的不斷湧現，有望促成移動通信網向智慧型網路的成功轉型。與此同時，為了適應泛在網興起的需求,移動通信網也必須迎來一系列的變革。
現狀
20世紀末，全球眾多國家和地區推出了旨在通過ICT技術提高國力的電子興國戰略，如日本的E-Japan戰略，韓國的e-Korea戰略，歐洲的E-Europe戰略等。2004年，日本在兩期E-Japan戰略目標均提前完成的基礎上，政府提出了下一步“u-Japan”戰略，成為最早採用“泛在（Ubiquitous）”一詞描述信息化戰略並構建無所不在的信息社會的國家。
“泛在網路（Ubiquitous Network）”日益受到更多國家和相關國際組織的重視，韓國緊隨日本確立了u-Korea總體政策規劃，並於2006年在IT-839計畫中引入“泛在的網路”概念，將IT-839計畫修訂為u-IT839計畫，增加了RFID、USN新的“泛在”內容。歐盟也啟動了“環境感知智慧型（Ambient Intelligence）”項目ARTEMIS（AdvancedResearch and Technologyfor Embedded Intelligence and Systems,嵌入式智慧型系統先進研發項目與技術）。
特點
U網路來源於拉丁語的Ubiquitous，是指無所不在的網路，又稱泛在網路。最早提出U戰略的日韓給出的定義是：無所不在的網路社會將是由智慧型網路、最先進的計算技術以及其他領先的數位技術基礎設施武裝而成的技術社會形態。根據這樣的構想，U網路將以“無所不在”、“無所不包”、“無所不能”為基本特徵，幫助人類實現“4A”化通信，即在任何時間(anytime)、任何地點(any-where)、任何人(anyone)、任何物(anything)都能順暢地通信。“4A”化通信能力僅是U社會的基礎，更重要的是建立U網路之上的各種套用。
與傳統網路的關係
感測網、物聯網和泛在網是三個不同的概念。感測器網可以看成是感測模組+組網模組共同構成的一個網路。感測器僅僅感知到信號，並不強調對物體的標識。例如可以讓溫度感測器感知到森林區域的溫度，但並不一定需要標識哪根樹木。物聯網的概念相對比感測器網大一些。這主要是人感知物、標識物的手段，除了有感測器網，還可以有二維碼/一維碼/RFID等。如用二維碼/RFID標識桌椅，但二維碼/RFID並不在感測器網路的範疇。從泛在的內涵來看，首先關注的是人與周邊的和 諧互動，各種感知設備與無線網路不過是手段。最終的泛在網形態上，既有網際網路的部分，也有物聯網的部分，同時還有 一部分屬於智慧型系統（推理、情境建模、上下文處理、業務觸發）範疇。由於涵蓋了物與人的關係，因此泛在網似乎更大一些，從某種意義上說，物聯網與泛在網概念最為接近，如圖所示。
感測網、物聯網和泛在網的關係
感測網、物聯網、泛在網的具體區別
感測網、物聯網和泛在網的關係感測網、物聯網、泛在網的具體區別存在意義
“泛在網”即廣泛存在的網路，它以無所不在、無所不包、無所不能為基本特徵，以實現在任何時間、任何地點、任何人、任何物都能順暢地通信為目標。目前，隨著經濟發展和社會信息化水平的日益提高，構建“泛在網路社會”，帶動信息產業的整體發展，已經成為一些已開發國家和城市追求的目標。
核心技術
泛在網路涉及的關鍵技術：體系架構及組網技術、無線泛在網路環境下用戶上下文（環境）感知性、異構無線接入網路共存與協同、異構網路的移動性管理、先進的數據管理技術（包括NID管理、Profile管理、內容管理等）、跨域跨層最佳化技術。同時，也提出了具體的標準化建議。泛在網路標準體系研究主要包括以下內容：泛在網路的技術特點，套用對象；泛在網路系統構架；系統中各功能模組和組件；各模組之間的接口；數據標誌(採集、處理、傳輸、存儲、查詢等過程)；套用服務標準；信息安全，個人隱私保護等。
總的來說，泛在網路所涉及的技術體系有三大類，包括智慧型終端系統、基礎網路技術以及套用技術。
智慧型終端系統
使用智慧型終端，則網路的複雜程度將會降低，這能夠提高網路的健壯性、互操作性和擴展性。通過使用智慧型終端，網路的投資成本將會降低，因為它使用更加簡單的網路架構，基於網路的可靠性，以及在網路和終端之間共享網路功能。通過使用智慧型終端，網路的運營成本也將會降低，因為業務推出具有靈活性，網路維護工作減少了，以及升級機制簡單了。
基礎網路技術
泛在網路是基於現有的網路基礎設施，增加新的網路基礎設施構成的。融合是現有網路基礎設施的未來發展趨勢，即具備融合固定和移動業務（FMC）能力和融合電信、網際網路、廣電網業務的能力。未來的網路需要超強的智慧型性，既要具備感知環境、內容、語言、文化的能力。泛在網路要滿足各種層次的信息化套用，要求基礎網路具有不同安全等級和不同服務質量的網路能力。泛在網路最重要的一個特徵是無縫的移動性，移動寬頻網路是最重要的網路基礎設施。新型光通信、分組交換、網際網路管控、網路測量和仿真、多技術混合組網都將是泛在網路的關鍵技術。
套用層技術
泛在網路的套用層主要指為各種具體套用提供公共服務支撐環境。套用平台層的主要技術特徵是開放性和規範性，套用平台設計的主要技術領域包括軟體中間件、資源描述與組織、各種標識的管理、信息安全保證、網路計算、數據分析與挖掘等。
套用發展
目前，泛在網路的套用已經在許多產業領域提升了服務水平，如政府管理、金融服務、後勤；環境保護、家庭網路、醫療保健、辦公大樓等的自動化和智慧型化服務等。基於泛在網路提供的套用和服務可以無限擴展，無處不在。近期的熱點套用領域是食品/藥品安全、市政監控、生產監控、家庭電信融合、汽車通信和娛樂服務等。
1、泛在網路在汽車製造中的套用。在汽車製造業的主要套用時實現汽車製造生產過程的信息化。例如，在日本的裕隆汽車企業，在塗裝環節中藝耐高溫、抗油污的RFID標籤取代傳統條碼，便於生產流水線有效地控制塗料的處理時間。此外，在汽車裝配環節中套用RFID技術，提升車輛組裝效率，降低庫存數量。
2、泛在網路在食品安全控制方面的套用。食品安全的關鍵是食品原料的可溯源，美國、英國、加拿大、澳大利亞、日本、韓國等國家都相繼對食品的可追溯性做出法律規定。溯源的具體手段是要對食品原料的生長、加工、儲藏及零售等供應鏈環節的管理對象進行標識，並相互連結。一旦食品出現安全問題，可以通過這些標識及信息進行追溯，直至食品的源頭，準確地縮小食品安全問題的範圍，查處出現問題的環節。
相關挑戰
全IP構架可充當轉換媒介
從技術層面來看，一方面移動通信網必須過渡為IP化的網路，另一方面還必須對IP網路技術加以創新和發展才能滿足IP化所需。
泛在網的普及，把個人通信、廣播、娛樂、業務套用等都融合在了一張網內，從而給個人用戶帶來了更加豐富的業務體驗。因此，在眾多業務同時運行時，為了實現用戶號碼惟一、計費系統惟一，以及靈活方便選擇各種接入技術的目標，網路建設人員必須尋找一種可以作為各種網路基礎的技術來充當轉換媒介。
目前的思路是，如果所有網路都是基於全IP架構的，那么用戶就可以在不同網路之間實現隨心所欲的轉換了。因此，移動通信網首先需要過渡到全IP網，然後與現有的計算機網路逐步融合，最後才能成為整個泛在網的網路層。但這樣一來，IP網路技術能否承載所有業務的問題也就隨之出現了，例如，現有IP網路出現連結中斷時，重建連結的回響時間是秒級的，這顯然難以與電信業務微秒級的中斷回響時間要求相比擬。在中斷回響時間這一點上，即使是時下較為先進的IPv6技術也不能滿足需求。再比如，用戶可以根據移動位置任意更改無線接入網，這就需要頻繁地進行改變網路歸屬和管理域，而在IP技術中用戶和地址相捆綁的方式是無法實現有效的移動性管理的。這是因為現有的IP網路技術在建立之初沒有考慮到以後會接續到所有網路，並承載所有業務。為此，移動通信網和其他無線接入技術均需要在協定和架構、用戶鑒權、業務承載、網路安全等方面進行泛IP化的改進，比如簡化分層、重新定義數據包大小，再加入人們耳熟能詳的新標識技術、多路徑傳輸、節點快取以及光交換等新技術。
提高手持終端的系統能力
除過渡為IP化外，移動通信系統還需要進行其他變革才能滿足未來移動用戶的新需求。面對有可能出現大量低移動性、少量數據傳送、時時線上、群組管理等特徵的機器用戶，移動通信網需要引入靈活多變的尋呼、註冊等網路操作流程，以適應大量單一終端的資源分配機制，降低終端功耗和複雜度。例如，對低移動性的用戶延長移動性管理周期，對每月定時傳送數據的終端限制全時接入，對非即時業務根據網路負荷控制其傳輸速率，對於固定在本地的終端保留註冊，對於時時線上的小流量業務提供更靈活的計費策略，對僅由終端發起的業務去掉尋呼或位置更新等。
未來會出現更多行業用戶。為了支撐對各種業務和信息的智慧型調用，降低套用開發者的使用門檻，移動通信網在提供給用戶開發接口時，應採用標準化的方法對業務和信息進行描述，如採用面向SOA的理念、Web語義等。當未來用戶在使用一些線上遊戲、實時視頻等業務時，更多的頻寬需求將給LTE帶來發展的動力。
此外，移動通信終端的發展也需要滿足用戶的多樣化需求。例如，個人通信終端可能隨時接入到各種網路中，這就需要手持終端增加異質異構網路接入的支持以及協同能力；泛在網的機器終端可能長時間曝露在室外的嚴酷自然環境中，這就需要更多的降低能耗技術、多樣化能源技術，以及電池技術等。
我國“U”計畫應該儘早實施
在最先提出U網路計畫的日韓，兩個國家都在努力推進信息技術研究，努力確立各自在信息技術領域的領先地位，通過“U”計畫，兩國的信息網路不但得到了完善，而且在一些尖端的信息技術方面也得到了很好的推動。
相比日韓兩國，我國更需要一個“U-China”計畫。從目前以及中國將來的經濟、社會的發展趨勢來看，建立U-China(無處不在的網路中國)有著現實和深遠的意義。
曹建華表示：“發展泛在網路對於中國經濟發展具有非常重要的積極意義，推進泛在網路建設將帶動我國信息產業發展，通過技術創新催生新的產品、新的產業，形成信息產業新的增長點。泛在網路相關技術會有效提升傳統產業發展，進一步提高信息技術和網路的服務水平，解決地區之間、城鄉之間的信息基礎設施發展不平衡的問題。政府部門要及早確定我國發展泛在網路的戰略目標，制訂發展規劃和實施策略，組織產學研單位加強相關技術、產品、標準的研究。通過加強市場監管，為新技術、新套用發展創造良好的政策和市場環境。”
建設“無處不在的網路”在政策方面不僅需要政府的積極引導，還需要更多的企業、研究機構與政府共同配合，共同推進無處不在的網路建設。在技術方面，建設“無處不在的網路”不僅要依靠有線網路的發展，還要積極發展無線網路。其中Wi-Fi、3G、ADSL、FTTH、電子標籤、無線射頻等技術都是組成“無處不在網路”的重要技術，要對這些技術進行積極的開發和套用。
同時如果我國要實施U計畫，還要重視普遍信息服務問題，防止建設泛在網路時過分重視城市和發達地區，而造成新的數字鴻溝。
在我國實施U-China戰略，並將其融入我國信息化發展的大框架下將會為我國的信息產業發展帶來新的機遇，幫助我國實現搶占世界信息技術領先地位的目標。
目前，傳統電信業務增長的天花板效應凸顯，同質化服務的價格競爭日趨慘烈。面對業務收入增速放緩的難題，泛在網發展所帶來的新的行業套用和家庭套用給電信運營商帶來了新的發展機遇和挑戰。
一些海外的電信運營商在泛在網方面已經作出了探索，如法國電信所提供的完整的端到端方案，ntt docomo、KDDI、Orange、Sprint提供的定製嵌入式通信模組和終端可供開發等。在中國三大運營商中，中國電信走在泛在網套用的前列，至去年年底，其全球眼視頻監控點在189個城市安裝45萬個，並在115個城市提供了數字城市管理套用，在186個城市提供應急聯動套用，在174個城市提供環保監測套用。日前，三大運營商均已向工信部提出了物聯網專用號段的申請，以更好地發展物聯網套用。而在剛剛閉幕的的寧波智博會上，三大運營商均展示了其在城市物流、製造、社會管理、交通、健康保障、家居等領域的套用成果。這些行業套用與以往相比更為全面，例如，汽車信息服務內容包括線上視頻服務、娛樂服務、通信服務、個人信息服務、車載網際網路信息服務等，幾乎囊括了人們目前在汽車上的所有需求 。
今後對電信運營商而言，泛在網的發展已將商業模式改變成價值鏈驅動的雙邊市場模型，並將進一步考驗其產業鏈深度合作能力；業務多元化所帶來的用戶多元化，將令運營商不得不面對超大用戶規模、超低ARPU值的長尾市場；而日趨降低的管道收益、不斷增高的新套用投入也令運營商必須把握好規模運營與產品增值間的平衡關係。
相關連結
日本U-Japan計畫
韓國U-Korea戰略
韓國也經歷了類似的發展過程。韓國最先於2002年4月提出了e-Korea(電子韓國)戰略，其關注的重點是如何加緊建設IT基礎設施，使得韓國社會的各方面在尖端科技的帶動下跨上一個新的發展台階。為了配合e-Korea戰略，該國於2004年2月推出了IT839戰略。韓國情報通信部又於2004年3月公布了U-Korea戰略，這個戰略旨在使所有人可以在任何地點、任何時間享受現代信息技術帶來的便利。U-Korea意味著信息技術與信息服務的發展不僅要滿足產業和經濟的增長，而且將對人們日常生活帶來革命性的進步。
新加坡“下一代I-Hub”計畫
1992年，新加坡提出IT2000計畫，即“智慧型島”計畫。此後，該國先後確定了“21世紀資訊通信技術藍圖”、“ConnectedCity(連城)”等國家信息化發展項目，希望進一步加大信息通信技術的普及力度。綜合看來，之前的數次信息化戰略都可以說是處在“e”階段，即通過提高信息通信技術的利用率促進社會方方面面的發展。2005年2月，新加坡資訊通信發展局發布名為“下一代I-Hub”的新計畫，標誌著該國正式將“U”型網路構建納入國家戰略。該計畫旨在通過一個安全、高速、無所不在的網路實現下一代的聯接。
