到底什么是“无网通信”

  “无网通信”是指在没有依赖传统网络基础设施(如蜂窝网络、Wi-Fi等)的情况下,进行信息的传输与交流。这种通信方式通常依赖于点对点的连接或分布式的网络协议,可以在各种环境下实现设备之间的直接通信。点对点通信是一种一对一的传输方式,只有一个发送方和一个接收方,数据从发送方节点直接传输到接收方节点,经过的中间节点数量很少或者没有。

  无网通信技术可以利用蓝牙、LoRa扩频技术等无线技术,通过定制通信芯片模组和特殊协议算法,实现设备间的直接通信,而不需要通过传统的网络基础设施如基站或服务器进行中转。例如,对讲机和蓝牙设备就是典型的无网通信技术应用实例。这种通信方式在特定场景下为用户提供了新的选择,尤其是在传统网络不可用或不稳定的环境中。

  一、 无网通信技术的最新发展

  无网通信技术的最新发展趋势主要体现在vivo推出的公里级无网通信技术上。这一技术能够在无网络信号的空旷环境下,支持最远超过1.5公里的点对点语音对讲和文字传输。这项技术的一个重要特点是通信接力,其中继能力可以将求救文字广播的最大传输距离翻倍。此外,vivo与天玑等合作伙伴共同研发了这项技术,标志着在通信技术领域的重大突破。

  基于蓝牙的公里级无网通信技术也是无网通信技术的一个重要发展方向。vivo推出的基于蓝牙的公里级无网通信技术,能够在无网络覆盖的环境下实现最远超过1500米的点对点语音对讲及文字传输。这为用户在徒步、露营等无网环境下提供了可靠的通信解决方案。

  二、 无网通信中的数据安全和隐私保护问题?

  在无网通信中,数据安全和隐私保护问题可以通过多种措施来解决。首先,加密技术是关键,使用强大的加密算法如AES、RSA等对数据进行加密,可以有效防止数据被非法监听和窃取。其次,访问控制也是重要的一环,对无线通信设备进行严格的访问控制,确保只有授权用户才能访问数据。

  此外,定期更新软件和设置强密码也是保障数据安全的重要措施。启用防火墙和使用虚拟专用网络(VPN)可以进一步增强数据传输的安全性。对于涉及个人或企业敏感信息的通信,应采用更高级别的安全措施,如预共享密钥(PSK)和企业级证书。

  电磁屏蔽和滤波措施可以降低无线通信设备的电磁泄漏发射强度,防止信息泄露。同时,建立有效的信息监督结构,加强对个人信息的保护工作,强化信息安全的防护技术,是提升信息安全性的重要手段。

  三、 无网通信技术在紧急救援和灾难响应中的应用

  无网通信技术在紧急救援和灾难响应中的应用案例包括以下几个方面:

  •   点对点消息传递:无网通信技术允许用户在没有网络基站支持的情况下,通过直接点对点的消息传递方式进行沟通。这种技术特别适用于偏远山区、户外活动或紧急救援等场景。例如,在登山者遭遇突发天气时,他们可以通过此功能与外界保持联系。
  •   VIMIS可视化应急管理子系统:在台风、地震、火灾、水灾等极端环境中,即使没有移动信号,该系统也可以快速部署传输网络,将现场信号传输到后方指挥中心上,从而实现有效的应急调度。
  •   基于智能手机的离网灾难通信系统:利用Zigbee和蓝牙技术,该系统可以在受灾地区建立一个网络,促进人们之间的沟通和救援任务。即使智能手机出现故障,也可以连接到其他设备进行通信,并共享其GPS位置信息,以协助救援工作。
  •   无人机应急通信方案:无人机作为空中基站(ABS),可以提供临时的蜂窝电话服务,特别是在传统网络不可用的情况下。这种方案可以实现设备到设备(D2D)模式的通信,为急救人员提供端到端的连接。
  •   Wi-Fi HaLow技术在山岳救援中的应用:通过使用便携式Wi-Fi HaLow中继系统,在山区建立了约550米的通信覆盖区域,使得语音、图像、文本和位置信息的传输成为可能。这提高了搜索活动的效率并减少了二次灾害的风险。

  四、 无网通信的性能和效率

  无网通信与传统网络通信相比,在某些方面具有显著的优势,但也存在一些局限性。

  从性能和效率的角度来看,无网通信技术如vivo X200系列所采用的LoRa扩频技术,能够在无网络覆盖的情况下实现长距离、广域覆盖和抗干扰的通信。这种技术可以在空旷环境下支持超过1500米的点对点语音对讲及文字传输,并且通过通信接力技术可以进一步延长传输距离。此外,无网通信技术无需SIM卡即可使用,完全免费,且功耗更低。

  然而,传统网络通信如以太网和Wi-Fi在吞吐量效率、延迟时间和稳定性方面表现更优。以太网的吞吐量效率通常高于90%,而Wi-Fi的吞吐量效率约为40-50%。此外,以太网具有更低的延迟时间和更稳定的偏差,使其在数据传输速度和可靠性方面优于Wi-Fi。

  总结来说,无网通信在极端环境下提供了一种灵活且高效的通信方式,特别是在没有网络覆盖的情况下。

  五、 部署无网通信系统时的主要挑战和解决方案

  在实际部署无网通信系统时,面临的主要挑战和解决方案可以从多个方面进行分析:

  在移动自组网(Ad-Hoc Networks)中,由于缺乏大规模应用部署的支持,无网络的采用受到阻碍。主要问题包括发现服务提供商、路由流量到移动服务器以及使框架具有可扩展性和鲁棒性。

  对于零功耗通信终端,依赖外部能量源进行操作。然而,环境中的能量具有随机性和不稳定性,导致无源节点难以持续、稳定、均衡地获取高能量。

  现有的无线网络技术难以应对无源传输网络的能量震荡性、能量受限性、能量失衡性和连通脆弱性。例如,现有的无线网络需要执行复杂的网络协议栈任务,这与无源传输网络的能量受限性不兼容。

  结合传统蜂窝网络与无源物联网时,物理层面临编码与调制、多址接入、反向散射信道设计等挑战;高层则涉及协议栈融合、简化的协议栈功能、高效的接入机制和资源调度优化等问题。

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