從公網(wǎng)與專網(wǎng)語音通信的差別談起

來源：數(shù)據(jù)觀 時(shí)間：2022-06-16 16:24:44 作者：陸寶華

　　前不久，央視播發(fā)了一條新聞，濟(jì)南和青島成為了新的Internet直連點(diǎn)，并稱這對于“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的推進(jìn)有重大的意義。

　　“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)該是一種什么樣的網(wǎng)絡(luò)通信模式呢？筆者沒有研究過，不敢妄言。構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的目的是為了“共享”，而能夠共享的前提是必須能夠進(jìn)行通信。

　　從一般的通信原理上來說，通信就是通過信道，將信源與信宿進(jìn)行了連接。但是，不同的應(yīng)用，不同的需求，對于這種連接是有不同的要求的。從語音通信的角度來看，這種連接有最基本的兩種模式，一種是面向公眾的，另一種是面向一個(gè)組織內(nèi)部。當(dāng)然這個(gè)組織可以是臨時(shí)性的，也可以是相對固定的。

　　面向公眾的，當(dāng)然就是公眾通信，而面向一個(gè)組織的，則是專網(wǎng)通信。

　　1.語音通信網(wǎng)的差異

　　公網(wǎng)與專網(wǎng)這兩種通信的需求存在著相當(dāng)大的區(qū)別，主要有以下的四點(diǎn)：

　　1.1作為公眾網(wǎng)通信，所有的通信終端的地位是平等的。一個(gè)普通百姓的電話與一個(gè)部長的電話的等級是完全相同的，當(dāng)一個(gè)人A在與一個(gè)普通百姓B通電話時(shí)，部長C想與A通電話，只能等A與B之間拆線之后，才是可能的。占線狀態(tài)，無論C的電話有多么重要，他也無法在A與B的通話期間（甚至他們之間可能就是在閑聊天）給A打電話。而對于專網(wǎng)來說，則完全不同。各通信終端用戶是有等級之分的，高一個(gè)等級的用戶終端，是可以在其他通信期間進(jìn)行“強(qiáng)插”與“強(qiáng)拆”的，這就保證了重要的通信任務(wù)不會(huì)受到一般通信任務(wù)的影響。

　　1.2接續(xù)時(shí)間的要求。對于公眾通信來說，在未通話時(shí)，就是處于“掛機(jī)”的守候狀態(tài)，當(dāng)進(jìn)行撥叫時(shí)，必然是由發(fā)起方“主叫”，至少要有撥叫、對方響鈴，再接通，然后才是“會(huì)話”過程。接續(xù)時(shí)長，可以是幾秒鐘，甚至再長一點(diǎn)的時(shí)間，對于通信雙方來說，這一占接續(xù)時(shí)間是完全沒有影響的。而對于專網(wǎng)通信來說，在未通話時(shí)，終端是要處于“開機(jī)”的守候狀態(tài)，要保證主叫的講話，在第一時(shí)間就直接通知到了信宿，而沒有了撥號過程。“對講機(jī)”就是這種模式，后來的無線集群通信，雖然考慮到了信道的共享問題，也是要求能夠“握鍵即講話”接續(xù)時(shí)間，不能超過500ms。對于各類生產(chǎn)調(diào)度電話，也基本上要實(shí)現(xiàn)這種“無撥叫接續(xù)”的通話要求。

　　1.3通信中的交換問題。對于公眾通信，實(shí)現(xiàn)的是一對一的交換，而專網(wǎng)通信不僅需要有一對一的交換，還要考慮一對多，多對多的交換。這種多對多的交換，還會(huì)有動(dòng)態(tài)性的要求，往往是基于某一項(xiàng)任務(wù)，將任務(wù)的相關(guān)方，進(jìn)行動(dòng)態(tài)組網(wǎng)的模式。

　　1.4對于公眾通信來說，信道的保密問題，并不明顯，甚至為了能與更多的人進(jìn)行通信，欲使得網(wǎng)絡(luò)的可達(dá)區(qū)域越多越好、越大越好。而對于專網(wǎng)通信來說，除了保密的需求之外，也不希望通信資源被與任務(wù)無關(guān)的其他方所占用，同時(shí)安全的要求會(huì)更強(qiáng)，所以信道的保密問題、網(wǎng)絡(luò)的邊界問題就必須要考慮，而不是越大越好了。

　　由于公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，很多人忽略了專網(wǎng)通信，與公網(wǎng)通信的差別，特別是從事公網(wǎng)通信的一些專家，其思維模式總是基于公網(wǎng)通信的需求，全球性的各類任意終端的“互聯(lián)”“互通”是他們所追求的目標(biāo)。

　　這些是從語音通信的角度來看，這是相應(yīng)任務(wù)需求所決定的通信模式。

　　2.對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的討論

　　2.1數(shù)據(jù)通信中的信源編碼與糾錯(cuò)問題

　　對于以計(jì)算機(jī)作為連網(wǎng)設(shè)備的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信，數(shù)據(jù)是“會(huì)話”的主要傳輸內(nèi)容。而對于所謂的“萬物互聯(lián)”來說，主要的也是傳輸數(shù)據(jù)，當(dāng)然還要有“信號”。數(shù)據(jù)的傳輸與話音的傳輸，有非常大的區(qū)別。話音通信，由于通信雙方，、一般會(huì)使用同種語言進(jìn)行通話，而通話的雙方（或者是多方），對通信的“編碼”（語言是可以認(rèn)為是一種信息的編碼的）是非常熟悉的，在存儲(chǔ)器（大腦中）會(huì)各界大量的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，這種關(guān)聯(lián)就不需要信源方將每個(gè)主音，甚至是文字都說清楚，就可以在住宿方進(jìn)行“譯碼”了，在通信的過程中，丟失一些信息，并不過大的影響通信傳輸?shù)馁|(zhì)量。所以，語音通信、視頻通信，可以使用前身糾錯(cuò)來實(shí)現(xiàn)對錯(cuò)誤的修正，同時(shí)由于這類通信對實(shí)時(shí)性的要求較高，所以糾錯(cuò)的方法也只能依賴于前身糾錯(cuò)為主。只有在確實(shí)無法解碼的情況下，才會(huì)讓對方“再講一遍”。

　　而數(shù)據(jù)通信，則不能要求信宿方一定具有信源消息的關(guān)聯(lián)冗余，實(shí)時(shí)性要求則不一定高，但是不能有錯(cuò)誤，所以前身糾錯(cuò)和反饋重傳，都是必要的手段。

　　對于信號來，這可以看成是一種特殊的數(shù)據(jù)，它具有實(shí)時(shí)性要求，同時(shí)不可以重復(fù)使用（數(shù)據(jù)的重復(fù)使用現(xiàn)象是普遍的），重復(fù)使用有可能是重放攻擊。所以，前向糾錯(cuò)只能是唯一的選擇。在信宿方，要有對錯(cuò)誤信號的識別能力，并且在收到錯(cuò)誤信號時(shí)，要有處置能力，而不是要求“反饋重傳”。

　　2.2數(shù)據(jù)通信中的專網(wǎng)需求的討論

　　由于時(shí)分多址，一條實(shí)線與多個(gè)對象連接的可能得以實(shí)現(xiàn)。這就保證了，一個(gè)臺(tái)終端可以通過一條實(shí)線，與多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行連接。

　　由于包交換，消息的“隊(duì)列”也成為了可能。

　　對于Intrnet，首先是這種基于公眾通信的需求，而對于相應(yīng)的專網(wǎng)需求，是否能夠滿足呢，坦白地說，筆者還缺少深入的思考和研究。但是以下的幾點(diǎn)，我想肯定是存在的。

　　2.2.1任務(wù)邊界

　　作為數(shù)據(jù)專網(wǎng)來說，任務(wù)的邊界需求是一定要考慮的，特別是對于諸如“智慧城市”、“工業(yè)互聯(lián)”、“物聯(lián)”來說，如果不考慮任務(wù)的邊界，而是像公網(wǎng)那樣，任由全球可達(dá)，不僅不能有效的防范惡意的入侵行為，就是那些無惡意的“入侵”也會(huì)更任務(wù)的執(zhí)行帶來資源的消耗，進(jìn)而對任務(wù)執(zhí)行產(chǎn)生干擾。

　　2.2.2通信模式

　　再有一點(diǎn)，我想也是肯定的，那就是任務(wù)邊界的通信，有點(diǎn)對點(diǎn)的通信的需求；還可能存在點(diǎn)對多點(diǎn)的通信需求，如一個(gè)控制端，同時(shí)控制多個(gè)對象，這個(gè)控制可能是同一個(gè)命令，也可能是不同的命令；再有就是多點(diǎn)對多點(diǎn)的通信需求。這些通信，是需要在相對安全的信道進(jìn)行通信的，不僅從安全的角度有這樣的需求，同時(shí)也不希望與任務(wù)無關(guān)通信，消耗或干擾任務(wù)所需要的資源。傳統(tǒng)的VPN，能夠解決點(diǎn)對點(diǎn)的信道安全問題，而對于多點(diǎn)對多點(diǎn)的安全通信，還需要有進(jìn)一步的研究。

　　2.2.3控制面與數(shù)據(jù)面并存

　　在專用網(wǎng)絡(luò)中，至少要考慮兩個(gè)層面，一個(gè)是數(shù)據(jù)層面，另一個(gè)是控制層面。而公眾通信中，雖然也有控制層面，但是這個(gè)控制層面主要還是為了數(shù)據(jù)層面服務(wù)的。在專用的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，控制層面，不僅有對數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?wù)的需求，同時(shí)又有獨(dú)立動(dòng)作的需求。

　　希望通過這篇小文，引起同行們對基于計(jì)算機(jī)的專網(wǎng)、萬物互聯(lián)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這些數(shù)據(jù)專網(wǎng)通信的需求分析，并分析清楚相應(yīng)的通信模式。用公網(wǎng)通信的思維來做專網(wǎng)通信，效果可能不會(huì)太好。

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責(zé)任編輯：藺弦弦