光通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

閆國(guó)興 北京廣旭通通信技術(shù)有限公司

引言：物聯(lián)網(wǎng)是指利用射頻識(shí)別技術(shù)、紅外感應(yīng)技術(shù)和全球定位系統(tǒng)等信息傳感設(shè)備，將各種物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息的交換和處理，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)定位、追蹤、識(shí)別、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。就我國(guó)而言，現(xiàn)階段的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還不是很成熟，然而將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與光纖通信技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合已經(jīng)注定是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。下文將對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定的闡釋，然后對(duì)光纖通信和無(wú)線通信在物聯(lián)網(wǎng)感知層和網(wǎng)絡(luò)層中的應(yīng)用進(jìn)行深入地分析。

1 物聯(lián)網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)主要有三個(gè)層面，分別是感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。其中感知層的主要構(gòu)成有網(wǎng)關(guān)設(shè)備、M2M終端、RFID系統(tǒng)和傳感網(wǎng)絡(luò)四個(gè)部分；網(wǎng)絡(luò)層的主要構(gòu)成有無(wú)線通信、有線通信和互聯(lián)網(wǎng)三個(gè)部分；應(yīng)用層的主要構(gòu)成有終端顯示器和數(shù)據(jù)庫(kù)兩個(gè)部分。感知層是物聯(lián)網(wǎng)的最基本組織，主要負(fù)責(zé)信息的感知和采集；網(wǎng)絡(luò)層位于感知層和應(yīng)用層之間，主要負(fù)責(zé)將來(lái)自感知層的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸和管理，最終將數(shù)據(jù)和信息傳至應(yīng)用層；應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)的最高層組織，主要負(fù)責(zé)將網(wǎng)絡(luò)層傳來(lái)的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理。

2 光通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)感知層的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)感知層起著信息和數(shù)據(jù)采集的重要作用，光通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)感知層的應(yīng)用有許多方面，為了對(duì)其有更深入的了解，下文將從光纖傳感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)感知層的應(yīng)用和無(wú)線光通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)感知層的應(yīng)用兩方面對(duì)其進(jìn)行研究和分析。

2.1 光纖傳感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)感知層的應(yīng)用

光纖傳感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)感知層有著重要的作用。光纖傳感技術(shù)是以光為載體、光纖為媒介進(jìn)行信息傳輸?shù)囊环N新型技術(shù)。光在傳播的過(guò)程中，光波的振幅、相位和波長(zhǎng)等參數(shù)會(huì)隨著外界環(huán)境溫度、壓力和電磁場(chǎng)等因素的改變而改變，從而起到信息轉(zhuǎn)換的作用。光纖傳感器將光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和解調(diào)等工作，從而獲得被測(cè)物理量的變化。

2.2 無(wú)線光通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)感知層的應(yīng)用

無(wú)線光通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)感知層中扮演者重要的角色，下文將主要從其在RFID系統(tǒng)和無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用進(jìn)行研究和分析。

2.2.1 無(wú)線通信技術(shù)在RFID系統(tǒng)中的應(yīng)用

RFID系統(tǒng)主要由電子標(biāo)簽、天線、讀寫器、RFID中間件和后臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)組成。電子標(biāo)簽一般附著在具體物體上，電子標(biāo)簽和讀寫器之間利用無(wú)線通信技術(shù)相連接。而讀寫器主要通過(guò)網(wǎng)關(guān)設(shè)備接入物聯(lián)網(wǎng)的感知層，從而完成信息收集和識(shí)別的工作。

2.2.2 無(wú)線通信技術(shù)在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)有高層和低層之分，其中的節(jié)點(diǎn)通過(guò)多跳的方式將感知到的信息和數(shù)據(jù)傳至簇頭，再由簇頭通過(guò)有限IP將數(shù)據(jù)和信息傳至IP網(wǎng)絡(luò)。然而在應(yīng)用無(wú)線通信技術(shù)之后，將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)作為無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)和IP網(wǎng)絡(luò)的通道，借助網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和蜂窩網(wǎng)絡(luò)將無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的信息以無(wú)線通信的方式傳至互聯(lián)網(wǎng)。

3 光通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層中的應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)層在整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)中是連接感知層和應(yīng)用層的重要部分，光通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層中的應(yīng)用表現(xiàn)在許多方面，下文將從光纖通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層中的應(yīng)用和無(wú)線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層中的應(yīng)用兩個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行研究和分析。

3.1 光纖通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層中的應(yīng)用

感知層接收到的數(shù)據(jù)和信息可以通過(guò)有線通信和無(wú)線通信兩種方式傳至網(wǎng)絡(luò)層，其中有線通信中的主要技術(shù)手段便是光纖通信。光纖通信技術(shù)不但通信容量大，數(shù)據(jù)和信息傳輸速度快，而且不容易被電磁干擾，具有很強(qiáng)的可靠性和穩(wěn)定性，因此對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)要求的大數(shù)據(jù)傳輸來(lái)說(shuō)非常合適。

3.2 無(wú)線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層中的應(yīng)用

無(wú)線通信技術(shù)是感知層將數(shù)據(jù)和信息傳至網(wǎng)絡(luò)層的重要方式。無(wú)線通信技術(shù)相比于有線通信技術(shù)來(lái)說(shuō)更加方便、快捷、安全且可靠。無(wú)線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中可以隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)和信息的傳輸工作，不但節(jié)約了設(shè)備成本，而且大大提升了信息傳輸?shù)男屎涂煽慷取?/p>

4 物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線終端

物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線終端的開(kāi)發(fā)和研究是未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，其技術(shù)重點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)設(shè)備和設(shè)備之間的無(wú)線通信。其實(shí)現(xiàn)方式主要有兩種，一種是將GPRS通信模塊直接嵌入到M2M設(shè)備之中，另一種方式是將M2M芯片嵌入到智能手機(jī)之中，使得智能手機(jī)成為了集信息收集、處理和通信等模塊為一體的智能終端。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)我國(guó)現(xiàn)階段光通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究和分析。然而無(wú)論是光通信技術(shù)還是物聯(lián)網(wǎng)仍然具有很大的開(kāi)發(fā)潛力，相關(guān)人員應(yīng)該在實(shí)踐中不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，以提高光通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用水平，從而加快社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，提高我國(guó)的科學(xué)技術(shù)水平。