IoT类型、协议及无线标准（三部曲其二）

IoT网络类别

在这系列IoT三部曲的开篇中，我们介绍了IoT常见的系统架构类型，而本文将着笔于网络类别和拓扑结构。网络类别主要根据网络能够访问的区域进行划分，并且通常与其他网络连接以提供附加功能和服务。例如，个域网（PAN）Mesh IoT智能家居系统较常通过IoT网关设备连接到局域网（LAN）和广域网（WAN）。

近场通信（NFC）和射频识别

NFC是一种距离非常短的通信网络，主要使用磁共振耦合或其他低功率传输技术，而射频识别（RFID）是其在技术及应用方面的一项延伸。这种类型的网络通常设置在两个支持NFC的设备之间，或者在一个RFID标签和一个标签读取器之间，且范围仅限于几厘米到一米左右。本质上，这类技术的通信范围有限，所以这种类型的网络安全性极高，常用于安全的库存管理和银行系统。

体域网（BAN）

BAN是一种新型医疗应用网络，其通过人体可穿戴或体内植入的医疗和诊断系统之间互连来实现。这种类型的网络正在开发和原型化，以便与敏感的医疗监测系统和健康辅助设备一起工作。有些BAN技术还可以与外部医疗设备通信，以便进行信息检索和分析。未来的BAN技术还可以通过WAN技术提供对人体生命体征的实时监测。

个域网（PAN）

PAN大多都会涉及IoT技术，通常由两个或多个直接通信设备组成。例如，从智能手机到耳机的蓝牙通信即采用设备到设备的PAN，其中Zigbee mesh网络设备会创建mesh网络PAN，从而进行控制及传输传感器数据。IoT网关常作用于PAN和LAN/WAN之间的安全接口。

局域网（LAN）

LAN是一种常见的家庭或商业网络，可通过内部网络观察并访问设备。LAN通过路由器和NAT防火墙与外部WAN桥接，能够基于以太网和交换有线连接或者WiFi路由器。WiFi路由器通常用作与IoT网关的LAN连接，这些路由器通常连接到能够访问WAN（如互联网）的调制解调器。网络交换机是LAN设备最常见的互连，其中许多WiFi路由器均有几个外部LAN端口及其WiFi LAN互连特性。

城域网（MAN）

MAN类似于LAN，但其能够覆盖更大范围的地域，如都市或城镇。MAN通常包括大型电缆部署、网络设备（路由器和交换机）机架，甚至可能包括微波回程，用于无法安装最后一英里网络基础设施的区域。

内联网和外联网

内联网是专用局域网（PLN）的一种形式，通常使用标准的网络协议，如以太网、WiFi、TCP/IP和网络服务。内联网可使用MAN和WAN服务，例如因特网，以创建各种站点的更大内联网。企业通常采用这种方式使用内联网。外联网是内联网的扩展，允许对内联网之外的实体进行受控访问。

广域网（WAN）

WAN是覆盖广泛地理区域的大规模网络。通常，WAN通过公共协议（如互联网）将多个LAN或单个设备和计算群集相互连接。互联网是一个WAN，由向众多MAN和LAN提供互联网服务的ISP组成。目前还部署了各种专有、政府和军事WAN和WAN技术。为了在更大的区域部署WAN，必须使用光纤网络和/或高速同轴电缆。在地面或有线网络基础设施无法安装的地区可使用卫星通信来实现WAN服务。

IoT网络拓扑

尽管IoT网络经常与外部网络通信，但其通常需要网关来执行这项任务。网关的使用是对单个物联网设备能力的权衡，以使其更小、更便宜、更节能。因此，IoT网络通常布置在固定节点、中继或Mesh网络拓扑中。

固定节点网络

固定节点网络，如星状网，其中每个节点连接到一个中心节点，所有通信均通过中心节点处理。

中继网络

中继网络使用固定的节点配置，将消息发送到中继结构中的指定节点。这种结构包括环、树、线、总线和其他配置。

Mesh网络

Mesh网络是一种更智能的网络拓扑，使用算法来确定在给定时间使用的最有效的网络配置。Mesh网络的设计通常使消息到达其目的地所用的跳数最小化，以节省功率并降低传输延迟。虽然许多Mesh网络由类似的设备组成，但有些网络设计有网关，这些网关也在Mesh网络内运行，以便在PAN Mesh网络和外部网络之间进行通信。