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临菲信息技术港|触觉互联网通用架构


北京联盟_本文原题：触觉互联网通用架构
本文原载微信公众号临菲信息技术港
本号 2019 年 1 月和 2 月分别发了两篇关于触觉互联网的文章：“下一波 , 触觉互联网？”和“触觉机器人与触觉互联网” ，2020 年 7 月 ， 本号又发了“ AR/VR/MR， 毫米波 ， 触觉互联网与 5G ” ， 阐述了触觉互联网的概念和一些特定的应用 。
正如本号所料 ， 触觉互联网果然受到越来越多的关注[1] 。 今天本号发一篇关于触觉互联网通用架构的文章 ， 旨在简介触觉互联网架构的最新研究进展 。
关于触觉互联网架构 ， 大体上分为两类 ， 一类是独立于具体应用的结构 ， 也就是通用架构；另一类是与具体应用相关联的架构 ， 实际上也就是专用架构 ， 他们都针对具体应用设计 ， 主要有：实时遥操作（例如远程机器人手术） ， 虚拟现实、工业自动化、智慧城市等等 。
本文只简要介绍通用架构 。
IEEE P1918.1架构该架构是通用的 ， 不受具体应用限制之外 ， 可以映射到局域网、广域、有线、无线和混合有线/无线等所有类型的连接 。 该架构的主体分为两大部分：触觉边缘和网络域 ， 依赖于模块化、灵活性、控制和数据面分离、云和边缘资源等设计原则[2] 。
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IEEE P1918.1架构 ， GN和NC作为触觉边缘的一部分

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【临菲信息技术港|触觉互联网通用架构】IEEE P1918.1架构 ， GN和NC作为网络域的一部分
MEC增强蜂窝架构利用MEC（Mobile Edge Computing ， 移动边缘计算）增强蜂窝网络架构是较早提出的第一个与应用无关的架构[3] 。 该架构是一种多层云系统 ， 在蜂窝网络中提供卸载能力 ， 以支持触觉互联网应用 。 该系统旨在改善延迟并减少核心网络中的网络拥塞 。 它由三个层次的云组成 ， 处于最低级别的微云（micro-cloud,）单元、中间级别的小型云（mini-cloud）单元和最高级别的核心云（and core-cloud）单元 。 最低级别的微云单元通过光纤链路连接到每个基站（BS） 。 他们处理移动用户直接卸载的任务 。 中间层的小型云单元也位于BS中 ， 每个小型云单元都连接到一组微云单元 ， 比单个微云单元具有更高的容量 。 他们管理自己的微云单元并处理微云单元无法完成的任务 。 核心云单元位于云层次结构的顶部 ， 位于核心网中 ， 具有最强大的能力 。 核心云单元控制着网络中的所有小型云单元 ， 并作为远程公共云的网关 。 此外 ， 小型云单元无法处理的任务将被卸载到核心云单元 。
FiWi增强型蜂窝架构文献[4]提出的一种适用于触觉互联网的光纤无线（FiWi）增强型LTE-A异构网络（HetNet）架构 ， 旨在通过FiWi接入网增强LTE-A 异构网络 ， 以提供大容量光纤回程和WiFi卸载能力 。 它利用以太网无源光网络（EPON）技术在核心网和边缘网之间形成回程链路 ， 并利用千兆WLAN技术构建FiWi接入网 。 该架构同时考虑了时分复用和波分复用 。 EPON光纤回程由一个光线路终端（OLT）组成 ， 该终端通过光纤连接到多个光网络单元（ONU） 。 OLT充当核心网的网关 ， 而ONU位于网络边缘 。 涵盖了三种不同类型的ONU 。 第一种类型可以为固定用户提供服务；第二种类型连接到蜂窝基站 ， 允许为移动用户提供服务；第三类配备了与mesh接入点（MAP）直接无线通信的mesh入口点MPP（Mesh Portal Points） ， 以形成FiWi接入网并为卸载移动用户提供服务 。 该体系结构还提供了回程冗余策略 。
基于EPON的网络架构 光云分布网络（optical cloud distribution network ， OCLDN）架构 ， 是一种提供高速、可编程和可扩展的光接入网络 ， 支持低延迟服务[5] 。 OCLDN依赖于下一代EPON（NG-EPON） ， 允许ONU在多个波长信道上同时传输业务 ， 从而增加了网络容量 。 在OCLDN中 ， ONU为终端设备（例如物联网设备）提供AP 。 ONU还配备有固定或可调收发器 ， 以支持在多个上行链路信道上同时传输 。


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