新一代无线网络意味着什么

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        无线传感器网络的一位领先研究人员表示,如果它们拥抱并适应最新的互联网协议(IP)软件堆栈来实现超低功耗的要求,就有可能开创一个无处不在的计算时代。

        将来的绝大多数互联网流量的增长可能来自传感器网络,如果这些设备能够把互联网协议构建在它们的基础设施之中的话。“我们已经从事这项研究达十年,而我们正在向着那个目标进发,”加州大学伯克利分校的计算机科学教授David Culler表示,他们帮助了TinyOS的开发,这种软件有助于他们开创这个领域。

        然而,在这个水平上让互联网工作并非易事,因为一些传感器网络在一年内的电池预算为一个小时,在IEEE Secon大会上做主题发言时Culler如此说道。

        “你可能几乎总是处于睡眠状态,但是,互联网却总是在线的,”他说道,“如果在大约99.5%的时间内你处于睡眠状态,那就意味着你必须在剩余的0.5%的时间内工作得非常非常好。”

        工程师们需要放弃有线互联网设计中的观念,如让各个节点记住复杂的路由表并仔细地确认每一次传输。“如果我在1000个节点的网络中的一个节点上网,并说‘嗨’并且每一个节点均确认收到,那么,我们全部会死机,”他嘲弄道。

        在过去的几十年中,像Culler这样的研究人员采用诸如TinyOS这样的新架构进行了实验。他们认为,有线网络的那种分层软件堆栈为每一个节点分配一个地址的做法并不适合于无线传感器网络的微量处理以及功率预算的要求。

        “我们错了,”他证明IPv6堆栈完全适合于现有的传感器节点。“具有高可靠性以及低功耗这两点均是可行的,”Culler表示,他共同创立的Arch Rock公司已经开始付运基于IP的无线传感器网络。

        Culler也是互联网工程任务组(IETF)中新努力的联执主席,目的是定义一种软件层,利用IEEE 802.15.4射频将IPv6路由构建在传感器网络之中。IETF努力的基础是该组织现有的6LoWPAN网络。

        尽管在IP传感器网络上的研究在继续,在该领域中的许多人仍然存在分歧,究竟是802.15.4、WiFi还是其它网络是最佳的传输标准呢?对于在网状网络上对路由技术的采用他们也存在分歧。

        “整个行业对这个问题产生了激烈争论,”Culler补充说,新的路由和网状网协议仍然在形成之中。“没有人断定实现联网要采取何种正确的途径。”

        Secon所主持的一个关于网状网络联网问题的全天工作坊把重点放在了Wi-Fi上。三家公司公司呈现了为各种各样的应用——从公共安全到低成本的网络接入——而付运的基于Wi-Fi的网状网产品。

        不论这一行动如何,针对WiFi网状网络联网的IEEE 802.11s标准在延长研究工作之后还是远远没有完成。位于加州Los Gatos的FireTide公司的网状网专家、系统架构师兼.11s标准参与人Jorjeta Jetcheva表示,造成延迟的原因有几点,包括无线安全性中存在尚未解决的问题以及难以在一个小组中定义路由的概念,根据IEEE宪章,那让他们无法讨论网络的那个层。

        一位英特尔公司的研究人员表示,Wi-Fi网状网可能开辟新一类应用。例如,时代华纳(Time Warner)正在与路由器制造商FON Wireless有限公司(位于Madrid)合作,以期利用WiFi网状网来创建邻近网络。位于圣地亚哥的初创公司Mushroom Networks以及位于西雅图的WiBoost公司也正在利用Wi-Fi研究新颖的端对端应用。

        Secon大会的大多数主题着重在软件问题上。Culler指出,在闪存、控制器、射频以及基于硅的传感器上已经取得了巨大进展。然而,他表示,针对传感器网络的软件仍然在不断变化,这在一定程度上进一步延缓了正在开发中的芯片的进展。

        例如,固件提取RF芯片供应商引起的编程简化可能实际上让程序员无法最优化确认计划。此外,热门的TI Chipcon 2420射频芯片如果断电可能会丢失配置数据,从而迫使工程师们当再次打开器件时把信道信息拷贝回器件。

        “在较低的层面上有大量的研究工作有待完成,而事情目前未必沿着正确的方向前进,”Culler表示,“问题在于硬件设计工程师仍然没有稳定的软件层作为参照,而我们软件开发商对他们帮助不大,”他补充说道。
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