2.3　第二部分——数据通信

本书的很大一部分内容是关于连接性和网络的。还有无数其他资料深入探讨应用开发、预测分析和机器学习。本书也会涉及这些主题，但同样重视数据通信。如果没有重要的技术将数据从最偏远和最恶劣的环境传送到谷歌、亚马逊、微软和IBM的超大数据中心，物联网就不会存在。IoT的缩写包含了互联网一词，正因如此，我们需要深入研究网络、通信，甚至信号理论。物联网的出发点不是传感器或应用，而是关于连接性，我们将在本书中看到这一点。一个成功的架构师将理解从传感器到广域网以及再回到传感器的网络互联限制。

这个通信和网络部分从通信和信息的理论和数学基础开始。成功的架构师需要使用初步的工具和模型，不仅要了解为什么某些协议会受到限制，还需要设计可以在物联网层面上成功扩展的未来系统。

这些工具包括无线无线电变量，如范围和功率分析、信噪比、路径损耗和干扰等。第二部分还详细介绍了信息理论的基础和影响数据整体容量和质量的约束条件，探讨香农定律的基础。无线频谱是有限的、共享的，因此部署大规模物联网系统的架构师需要了解频谱是如何分配和治理的。

本部分所探讨的理论和模型将在本书的其他部分不断使用。

然后，数据通信和网络将从称为个人区域网（PAN）的近距离通信系统中建立起来，通常使用非互联网协议信息。关于PAN的章节将包括新的蓝牙5协议和网状网，以及Zigbee和Z-Wave的深入介绍。这些代表了所有物联网无线通信系统的多元性。接下来，我们将探讨无线局域网和基于IP的通信系统，包括大量的IEEE 802.11 Wi-Fi系统、线程和6LoWPAN。本章还研究了新的Wi-Fi标准，如用于车载通信的802.11p。

该部分最后介绍使用蜂窝（4G LTE）标准的远距离通信，并深入理解支持4G LTE和专用于物联网和机器对机器通信的新标准（如Cat-1和Cat-NB）的基础设施。最后一章还涵盖了5G标准和公开许可的蜂窝通信（MulteFire），以使架构师为未来的长距离传输做好准备，在这种情况下，每个设备都用某种能力连接。我们还探讨了LoRaWAN和Sigfox等专有协议，以了解架构之间的差异。