2.3　第二部分——數(shù)據(jù)通信

本書的很大一部分內(nèi)容是關(guān)于連接性和網(wǎng)絡(luò)的。還有無數(shù)其他資料深入探討應(yīng)用開發(fā)、預(yù)測分析和機(jī)器學(xué)習(xí)。本書也會涉及這些主題，但同樣重視數(shù)據(jù)通信。如果沒有重要的技術(shù)將數(shù)據(jù)從最偏遠(yuǎn)和最惡劣的環(huán)境傳送到谷歌、亞馬遜、微軟和IBM的超大數(shù)據(jù)中心，物聯(lián)網(wǎng)就不會存在。IoT的縮寫包含了互聯(lián)網(wǎng)一詞，正因如此，我們需要深入研究網(wǎng)絡(luò)、通信，甚至信號理論。物聯(lián)網(wǎng)的出發(fā)點(diǎn)不是傳感器或應(yīng)用，而是關(guān)于連接性，我們將在本書中看到這一點(diǎn)。一個成功的架構(gòu)師將理解從傳感器到廣域網(wǎng)以及再回到傳感器的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)限制。

這個通信和網(wǎng)絡(luò)部分從通信和信息的理論和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)開始。成功的架構(gòu)師需要使用初步的工具和模型，不僅要了解為什么某些協(xié)議會受到限制，還需要設(shè)計(jì)可以在物聯(lián)網(wǎng)層面上成功擴(kuò)展的未來系統(tǒng)。

這些工具包括無線無線電變量，如范圍和功率分析、信噪比、路徑損耗和干擾等。第二部分還詳細(xì)介紹了信息理論的基礎(chǔ)和影響數(shù)據(jù)整體容量和質(zhì)量的約束條件，探討香農(nóng)定律的基礎(chǔ)。無線頻譜是有限的、共享的，因此部署大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的架構(gòu)師需要了解頻譜是如何分配和治理的。

本部分所探討的理論和模型將在本書的其他部分不斷使用。

然后，數(shù)據(jù)通信和網(wǎng)絡(luò)將從稱為個人區(qū)域網(wǎng)（PAN）的近距離通信系統(tǒng)中建立起來，通常使用非互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議信息。關(guān)于PAN的章節(jié)將包括新的藍(lán)牙5協(xié)議和網(wǎng)狀網(wǎng)，以及Zigbee和Z-Wave的深入介紹。這些代表了所有物聯(lián)網(wǎng)無線通信系統(tǒng)的多元性。接下來，我們將探討無線局域網(wǎng)和基于IP的通信系統(tǒng)，包括大量的IEEE 802.11 Wi-Fi系統(tǒng)、線程和6LoWPAN。本章還研究了新的Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)，如用于車載通信的802.11p。

該部分最后介紹使用蜂窩（4G LTE）標(biāo)準(zhǔn)的遠(yuǎn)距離通信，并深入理解支持4G LTE和專用于物聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器對機(jī)器通信的新標(biāo)準(zhǔn)（如Cat-1和Cat-NB）的基礎(chǔ)設(shè)施。最后一章還涵蓋了5G標(biāo)準(zhǔn)和公開許可的蜂窩通信（MulteFire），以使架構(gòu)師為未來的長距離傳輸做好準(zhǔn)備，在這種情況下，每個設(shè)備都用某種能力連接。我們還探討了LoRaWAN和Sigfox等專有協(xié)議，以了解架構(gòu)之間的差異。