智慧城市需要智能网络

智能城市中设备（或节点）的密集程度，要求我们正确选择网络技术和网络拓扑结构。

Aerial view of a construction site with a tower crane and building materials

在智慧城市领域，并不存在“一刀切”的解决方案。各城市在地理、文化、财政和技术方面的差异，决定了技术应如何应用于智慧城市理念。然而，最终目标始终如一：利用互联互通、云计算和数据分析——换言之，即物联网（IoT）——来改善城市居民的生活。这可以体现在方方面面：从缓解交通拥堵和减少污染，到优化能源和水资源供应；从改善垃圾管理，到提高城市基础设施维护效率。

在所有这些领域，物联网都发挥着核心作用。它能够从种类几乎无穷无尽的传感器和其他来源收集数据，在本地或云端处理这些数据，并根据从中获取的信息采取相应行动。从智能电表到智能停车位，城市的方方面面都可以连接到云端，并冠以“智能”之名，这有望优化城市内部物资、能源和人员的流动。

但当每一盏路灯、每个垃圾桶、每个停车场、每处交通信号灯，以及电力、水和燃气表，连同每一栋建筑、每一家工厂和每一家商店中的每一台设备都连接到云端时，这究竟意味着什么？由此形成的城市物联网中，设备（或节点）的密集分布不仅要求联网设备具备智能、经济实惠且节能的特性，还要求正确选择网络技术和拓扑结构。

网状网络的优势

网状网络便是此类智能拓扑结构的一个典型例子。与让每个节点直接连接到云端不同，网状网络使节点之间相互连接。例如，当智能路灯在网状网络中相互连接时，它们可以共享自身位置、周围环境光照以及人员或车辆存在等数据，从而使整个路灯网络能够智能地协调其运行。其结果是打造一个更安全、更节能的城市。

毛细管网络 [1]则是另一种模式，其中网状网络通过网关连接到云端——通常采用低带宽蜂窝技术，例如低速LTE（Low Cat LTE）。回到智能路灯的例子，毛细管网络使地方政府能够通过云端追踪整个路灯网络的状态，在在线仪表盘上可视化所收集的数据，并远程控制路灯。

当数据吞吐量较低且延迟不是主要考虑因素时，毛细管网络和网状网络是不错的选择。它们能够提供广泛的地理覆盖范围，甚至覆盖原本难以触及的区域，因为只要节点间距保持较短，数据就能在网络中从一个节点流向另一个节点。在监测本地事件时，每个节点之间的无缝无线连接有助于减少与云端的连接次数，从而降低功耗、延长各设备的电池寿命，并减少维护工作。此外，这些网络易于扩展，尤其是采用自组织和自愈架构的扁平化网状网络，随着网络需求的演变，可以轻松添加节点。