基于生物反馈技术的可穿戴式心电监测系统的设计

　　智能设备不断涌入市场，其增长前景令人惊叹。据研究公司预测，截至2020年，连接物联网（IoT）的设备数量将多达 2，120 亿台。网络架构师和管理员需要共同面对的日益严峻的问题是：我们如何才能有效管理即将袭来的数据海啸？

　　移动智能时代已经到来

　　移动智能几乎改变了一切，但真正让瓶中之魔重获自由的，是 Wi-Fi® 和 Bluetooth® Smart等无线连接技术的发展。如今，智能手机、笔记本电脑、平板电脑以及其他移动设备提供的数据处理能力足以运行数不胜数的智能设备。其实，技术就在我们身边，甚至已经进入了我们的体内。

　　可穿戴式设备的技术正如燎原之火般蓬勃发展，如智能手表和智能手环，不仅能够有益于健康，还可以帮助用户达成健身目标。同时，医疗卫生技术也在不断进步，如微型植入装置，它能够感知即将发作的心脏病，并可以通过向智能手机报警的方式来寻求救助。而对于可以进行监测、读表、感知、跟踪、报告和报警的智能产品来说，家居环境则是其另一个热点市场。因此，无论是通过众筹集资的创业型企业还是财富 500 强企业，智能设备所带来的机会无处不在。

　　无可避免的网络重压

　　当数十亿的设备在不断生成和消耗快速且高效传输的数据时，网络承受的压力可想而知。据思科全球云端指数（Cisco Global Cloud Index）预测，到2017年，全球数据中心每年的IP流量将达到 7.7 泽字节（1泽字节相当于1字节乘以 10 的 21 次方），这将会产生超大量的数据。

　　幸运的是，以太网连接的广泛普及带来了巨大的优势。作为数十年来始终值得信赖的标准，以太网不仅可为物联网，同时也能为运行物联网的操作系统和软件应用提供了安全的底层网络层。高度可扩展的以太网已经从10千兆位/秒（Gbps）扩展至40千兆位/秒（Gbps），而且正在向100千兆位/秒（Gbps）的速率发展。

　　用以太网连点成线

　　毋庸置疑，从这个优点上看，网络架构的创新和强大的新型虚拟化技术也将重新定义数据中心的运行方式。但是，鉴于以太网在这次前所未有的网络构建中发挥着无处不在的关键作用，物联网可能更多的可以看做是“物联以太网（Ethernet of Things）”：

　　· 服务供应商网络

　　如今，以太网已成为构建服务供应商网络的首选技术。无线回传、宽带汇聚、城域网、核心网络均依赖于以太网高速率、低延迟和高性价比的特点，以承载日益增长的流量负载。不仅如此，以太网业务架构还可将各个设备连接到提供应用和分析功能的数据中心，实现高度灵活扩展的架构，以应对不断增长的带宽需求。

　　软件定义网络（SDN）

　　新兴的SDN架构将网络控制与转发功能（forwarding funcTIon）分离开来，这能够帮助管理员直接编程网络控制环节，并针对应用和网络服务提取底层基础设施。同时，SDN软件程序还能够实现网络的快速配置、管理、保护和优化，并根据不断变化的需求调整流量。这种“集中化智能”可以提供全局性网络视图，使它从逻辑上来看，对于应用和策略引擎而言，好像是一台单一的交换机。此外，基于开放标准和面向厂商中立的低成本SDN还能够在改善可管理性、协调性和控制性的同时简化网络设计。作为重要的互联网和数据中心基干，可编程、低延迟、高性能的以太网交换机是SDN的理想选择。

　　网络功能虚拟化（NFV）

　　作为SDN架构的补充，NFV是一种集设计、部署和管理网络服务为一体的新途径。具体来说，NFV能够让所有类型的网络功能独立于路由器、交换机等专有的硬件应用，以便能让它们在软件上运行。使用标准的IT虚拟化技术，NFV能将这些功能“虚拟化”为构建块，并通过连接创建通信业务。对于有线和无线网络基础设施中的任何数据平面处理或控制平面功能，NFV均可适用。因此，以太网网络更具有可扩展性、敏捷性和高效率。

　　云计算

　　网络、存储和服务器的虚拟化正在重新塑造各个机构使用IT的方式。在这个过程中，云计算发挥着关键性的作用，其负责为复杂应用和大规模计算资源提供互联网接入功能。同时，“云”还能够提供额外的容量，以满足第三方对企业或小型企业日益增长的需求，从而使各机构无需投资新的IT架构即可获得更大的容量。通过将数据以及数据处理托管到云端，管理员就能够自由地将容量调配到创建数据的地理位置上，并且对生成数据的设备进行控制。设计良好的以太网网络能够交付云计算所需的低延迟和高带宽，充分发挥其高效性带来的价值。

　　大数据

　　随着更多的数据与互联网连接，并实现彼此互联，当今的数据管理工具和传统应用将无法满足精确分析对“大数据”（即不断增长的大规模复杂数据集）的需求。SDN、NFV、云计算等创新技术正逐步融汇成一种能够使网络在可接受的运行时间内捕获、提炼、管理和处理大数据的新的途径。凭借其高带宽、低延迟的特点，以太网再度成为将处理大数据的服务器连接起来的理想选择。

　　绿色数据中心

　　随着数据中心规模及其复杂性的不断增大，能源成本持续高涨，其效率也因此受到了严重的影响。据《纽约时报》报道，2012年数据中心从本地电力设施获得的电力中有90%可能都被浪费了。而使用更加高效节能、更高速率的以太网连接，将会对建立节能环保型数据中心大有裨益。据研究显示，如果弃用1GB以太网，转而使用10GB高效节能的以太网，则可减少高达350万吨的二氧化碳排放量，减少耗用13亿加仑汽油和2，700万桶原油，这相当于停用230万辆汽车所节约的能源。

　　以太网舞台已拉开帷幕

　　与10千兆位乃至更高速度的以太网连接相结合，SDN、NFV和其他网络自动化工具能够为物联网设备软件层的运行提供高动态化、高敏捷性以及高效率的网络基础。而无线连接设备通过扩展网络连接，也可以对物理网络形成有效地补充。

　　随着物联网革命的全面展开，这些独特的技术以及其他创新技术也将逐步到位。最终，将确保终端用户能够最大限度地从数千亿计的产品和设备中获益。

　　作者简介：

　　Nicholas Ilyadis是博通（Broadcom）公司基础设施和网络部门副总裁兼首席技术官，他负责为包括网络交换、以太网控制器、无线局域网、SerDes、PHY、处理器和安全等技术在内的一系列芯片产品制定产品策略和跨产品线组合方案。Nicholas Ilyadis涉及的细分市场包括数据中心、服务运营商、无线基础设施和企业网络。在加入博通公司之前，他在北电网络公司担任负责企业数据产品工程的副总裁。他还在美国数字设备公司（DEC）和 Itek 公司担任过工程方面的职务。

　　Nicholas Ilyadis拥有新罕布什尔州大学电子工程硕士学位和罗切斯特理工学院的电子工程学士学位。

　　关于博通公司：

　　博通（Broadcom）公司（纳斯达克代码：BRCM），财富500强之一，是全球有线及无线通讯半导体解决方案领域的杰出领导者及技术创新者。其产品将语音、视频、数据和多媒体内容在家庭、企业及移动环境中进行无缝连接与传输。通过提供业界完整的先进系统级芯片解决方案，博通公司“ConnecTIng Everything®（连接一切）”的企业理念正在改变世界。了解更多信息请登陆：http://www.broadcom.com