5G、LPWAN、SDN、NFV、TSN…這些層出不窮的新鮮名詞都與物聯網中的“網”有關，你是否對它們有所耳聞？你是否能說出它們的全稱？你是否了解它們各自的含義？

為了恢復通訊技術的“簡”與“美”，在這篇文章中，我嘗試使用最為通俗易懂的語言，讓你在不需要大量CT（通信技術）和IT（信息技術）知識的情況下，亦理解這些技術的內涵。從“外行看熱鬧”到“內行看門道”就是本文的初心了。

一個比喻，串聯各種通信領域熱詞

話不多說，進入正題。為了更直觀的體現各種最新通信技術的關系和比較，我以郵寄快遞包裹的過程為例進行說明。

雖然最終用戶的核心需求是把各種包裹寄到目的地，在選定了一家快遞公司之后，用戶并不用關心這家公司到底使用哪種交通工具、海陸空哪種運送方式、快遞小哥是中日韓哪種混血兒…這些細節，但不同快遞公司之間畢竟有價格差異，服務水平也不同，用戶有必要了解基本的快遞過程，比如“功耗”、“帶寬”、“可靠性”、“成本”等，做到對快遞支出心中有數。

各種通信技術在不同設備之間傳遞數據的過程，就跟快遞公司遞送包裹的過程如出一轍，各司其職完成分工協作。在這里，如果將數據比喻成貨物，通信網絡比喻成道路，攜帶數據的網絡報文比喻成送貨車輛，那么故事就這樣開始：

1. 先從快遞的“入口”說起，NB-IoT、TSN、Zigbee、WiFi等等這些通信協議，專供物聯網應用，就像各種快遞貨車一樣，解決的是如何從各種終端設備中，將數據包裹遞送到就近的分揀站。

比如NB-IoT（窄帶物聯網）這個類型的貨車發車間隔長，各個車輛的貨箱很小，雖然一次裝不了多少包裹，但卻極為省油，運輸成本很低。

TSN（時間敏感網絡）這類車輛專門遞送智能工業和智能汽車領域對時間極為敏感、要求實時送達的包裹。為了解決實時性的問題，TSN定制了一種特殊的快遞車型，就像電影《黑衣人》中秒變火箭的飛行汽車一樣，保證送貨車輛的速度和時效。

2. 在取貨的過程中，遇到大數據量，對傳輸速度要求較高的數據包裹時，普通的快遞貨車不夠用了，這時就需要有線標準以太網、3G/4G、以及5G中相應的寬帶通訊技術登場了。它們提供的交通工具是輪船、火車和飛機，傳輸距離長、載貨量大、服務質量高。

這時就需要用到NFV（網絡功能虛擬化），它對道路本身進行了優化，在不改變原有基礎設施的情況下，解決了道路承載靈活性的問題。當有特殊快遞需求時，NFV可以快速建起一條虛擬道路，當車輛通過之后，虛擬道路取消，相關資源釋放回資源池。NFV還可以創造虛擬警察，讓劫匪難以下手。

看到這里，相信你對各種技術在整個縱向的信息傳遞流程中，各自解決什么問題已經有了大致的了解。接下來我將聚焦核心趨勢，主要包括5G、軟件定義網絡和實時物聯網，把相關的重點技術進行分組，橫向談談它們各自的使命。

寬、窄、快、慢都支持的5G

老百姓對5G的印象是它比現有的4G快上10-100倍，但是5G帶來的可不只是網速的飛升，還有一大堆技術名詞，包括uRLLC、eMBB、mMTC等以及向5G演進的NB-IoT、eMTC、LTE-V等，有數十種之多，令人感覺云里霧里，晦澀難懂。

其實對于用戶來說，相比網速更重要的是5G在網絡能力上的提升，它將可承載更多種類的物聯網設備對各種通信場景的需求。為了解決這一問題，與4G有明顯不同，5G使用創新性的思維，能同時支持高帶寬和窄帶寬、低時延和高時延這些“兩極分化”的場景，可以說是能寬能窄、能快能慢地應對終端需求。

5G中窄帶的分支，從現在物聯網領域中熱門的eMTC（增強型機器對機器通信）和NB-loT（窄帶物聯網）演進而來，圖中的Cat M/Cat NB就是其演進的路徑，未來實現在每平方公里百萬級終端接入和超低功耗、超低成本的mMTC場景。這些低功耗廣域網絡LPWAN代表性技術的一個核心功能是對“物”的感知數據的傳輸，而所傳輸的數據基本上具有“小包、低頻”的特點。這些小批量的數據卻是用戶直接業務所需要的，可以說是“直擊”用戶業務痛點。當然，這個窄帶的分支一般不承載關鍵性的高可靠業務，可以承擔大量并不要求實時性、敏感性的通信任務，作為5G“慢”的場景支持。

別看這么多場景，5G能夠在一張網絡上承載寬、窄、快、慢各種“兩極分化”的場景，可以說是全新的變革。

立足于軟硬“解耦”的軟件定義網絡

SDN（軟件定義網絡）和NFV（網絡虛擬化）無疑是當下IT領域最為炙手可熱的趨勢。在不久之前剛剛結束的巴塞羅那MWC展會上，幾乎所有CT與IT廠商均把SDN與NFV作為降低通信成本的戰略方向，提出了針對性的產品和方案。

也許這組詞匯讓你覺得有些陌生。如果探究SDN和NFV的內在邏輯，其實很簡單，核心的思維是“分離”和“解耦”。SDN將控制平面（可以簡單理解為上述例子中的車輛調度）和數據平面（例子中道路上行駛的車流）進行了分離，NFV將網絡中使用的軟、硬件進行了分離，各自解耦發揮最大功效。

推動SDN和NFV發展的主要驅動力來自數據中心和廣域WAN，但它們的存在，可供物聯網等場景借鑒和使用。SDN和NFV解決了物聯網中業務靈活性和敏捷性的需求。面對迭代越來越快的通信技術，不停更新硬件和基礎設施來跟上時代的腳步并不現實，因此就需要讓控制和軟件發揮作用，滿足千變萬化的業務需求，加快部署時間、提高網絡的傳輸效率，同時確保硬件投入成本不會大幅增長。

這些基于軟件的網絡技術（包括SDN，NFV和SD-WAN）提供了靈活設計網絡架構的新工具，可以根據物聯網的業務需求定制網絡。SDN主要是優化網絡基礎設施架構，比如交換機、路由器、無線網絡等。NFV主要是提供增值功能的靈活性和低成本，包括負載均衡、安全、廣域優化等。SDN提供的集中式管理控制功能和NFV提供的業務功能虛擬化，可以協調管控分布式IoT系統中的各種數據流和業務流。

隨著分布式計算和終端智能的推進，SDN和NFV正在逐步走向網絡邊緣側，推進邊緣計算的發展，物聯網人今后與其“你來我往”的機會越來越多。

比SDN和NFV更為重要的是，蘊藏在它們背后的“解耦”思維模式，這一思維催生了各種SDX，此起彼伏，推動硬件和軟件之間的協同工作進入了一個新的高度。

最早的SDX出現在無線電領域，設備功能主要由硬件決定，一種設備對應一種專用硬件，不但不靈活，性價比也差。隨著硬件通用性和軟件多樣性的提升，人們從而實現只需改變軟件，就可賦予同一設備多種功能，甚至具有前所未有的新功能。

現在這種思維逐漸擴展到其他領域，出現了“軟件定義存儲”、“軟件定義網絡”、“軟件定義安全”、“軟件定義數據中心”…有人就干脆說“軟件定義一切”，也就是SDX。其中的集大成者是iPhone，同一款手機硬件通過個性化APP軟件，實現游戲機、隨身聽、翻譯筆等多重功能。工業領域的軟PLC（工業可編程控制器），也是這一思維的成果之一。

打通工業通訊壁壘的TSN和OPC-UA

最后的這組技術來自工業領域，TSN（時間敏感網絡）和OPC-UA（設備之間的“對話”協議）。它們一起協作解決了標準以太網在工業應用時的不確定性問題，和工業通訊之間彼此語言不通難以交互的問題。

標準以太網的本質是一種非確定性網，但在工業領域必須要求確定性，一組數據包裹必須完整、實時、確定性的到達目的地。為了滿足這個需求，TSN自研“飛行快遞貨車”。普通貨車從北京的國貿到天安門，全程5公里，大約需要20分鐘左右，上下班高峰期還會更久。而TSN飛行汽車讓送貨計劃被安排得分秒不差，如果以100公里/小時的速度行駛，TSN貨車將在3分0秒后準時到達天安門，消除了標準以太網由于交通“擁堵”導致的非確定性。

除了解決以太網的確定性問題，TSN還正在解決工業領域的碎片化問題。要知道如今工業中存在著龐雜的、拗口的、各有所長也有所短的以太網協議，比如Ethernet/IP、Profinet、Modbus TCP、EtherCAT、PowerLink、SERCOS III等，每種技術的背后都有不同的廠商陣營在支持，哪家也無法一統江湖。工業通訊的碎片化還導致了對于數據包裹的描述不統一，即便收到了包裹，讀不懂里面的內容也是白費。

因此TSN和OPC-UA的核心思維是提出了一個可互操作的系統，并支持多個制造商、協議和機構在同一個網絡上共享，同時數據使用相同的語言進行解析，不僅可得，而且可用。作為底層的通用架構，TSN使得更多企業可以在此架構上實現OT和IT的融合。這種融合提高了工業設備的連接性和通用性，并且面向未來，為大數據分析、邊緣智能、新型業務提供了更快更好的發展路徑。