基于光纖通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用研究

程星豪

摘? ?要：互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，在一定程度上促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，將光纖通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合到一起，便于消費者購買，同時節(jié)省時間，緊跟時代發(fā)展腳步。文章基于光纖通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：光纖通信;物聯(lián)網(wǎng);應(yīng)用

近幾年，通信技術(shù)在國內(nèi)掀起了一陣?yán)顺保貏e是電子通信技術(shù)發(fā)展迅猛，在全球各個地區(qū)廣泛應(yīng)用。光纖通信技術(shù)越發(fā)成熟，是基于光波形式下的一種傳輸型技術(shù)媒介，主要特點有可存儲大量信息、具備傳輸頻寬帶、抗電磁能力強等，在框架繁瑣、內(nèi)容量大的物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用效果非常明顯。自從推出了物聯(lián)網(wǎng)理念，其在社會上的關(guān)注度越來越高，全球各個國家對物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)都高度重視。

1? ? 光纖通信技術(shù)介紹

包層、外層、芯層是光纖的重要組成部分，從整體上，芯層折射率要比包層折射率大很多，通常選擇硅化物質(zhì)。若光纖中有光射入，那么芯層介質(zhì)折射率就要比外層折射率大，如果入射角符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，那么反射現(xiàn)象就會發(fā)生，此時，入射光便不能實施折射，致使光能量傳輸慢慢向100%靠近。增強光纖韌性，防止光纖受到外界因素的傷害，這是外層最明顯的功效[1]。以光纖特征為前提，光纖通信完成了通信技術(shù)任務(wù)，將光波視為主要媒介，把信息放入到光波中，隨后利用光波在光纖中的低耗功能，完成信息間的傳輸任務(wù)。

光纖通信技術(shù)最明顯的特征主要涉及以下幾點內(nèi)容：（1）要知曉單色光波并不完美，一點瑕疵也沒有的單色光波不存在，所有光波都含有少量帶寬，若帶寬值小到人眼不能辨別時，那么呈現(xiàn)的就是單色光波。光波頻帶越寬，所存儲的數(shù)據(jù)信息就越多，比較光纖介質(zhì)和銅線前者的帶寬傳輸頻率就高于后者，可增加信息存儲量，相較于大數(shù)據(jù)傳輸而言意義重大[2]。（2）因為完成了光的全反射任務(wù)，能夠在一定程度上減輕光信息傳輸帶來的消耗。（3）石英材料自身化學(xué)性質(zhì)不夠活潑，很難腐蝕，絕緣效果非常好，能夠降低雷電、水露和輻射造成的損害，從而延長光纖的使用期限。（4）光纖柔韌性非常好，在鋪設(shè)過程中毫不費力，減輕了工藝難度，減少了施工成本，實現(xiàn)高保密傳輸目標(biāo)。

2? ? 光纖通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1? 核心網(wǎng)光纖

在國內(nèi)光纖干線領(lǐng)域中核心網(wǎng)光纖扮演著重要角色，應(yīng)用價值非常高。大批量多模光纖逐漸被核心光纖所取代，大力推廣和使用單模光纖，比如G.652光纖和G.655光纖。國內(nèi)之前使用最多的光纖是G.653和G.654，通過對比發(fā)現(xiàn)G.653和G.654光纖效果比G.652和G.655要差些，缺點主要體現(xiàn)在增加光纖容量方面，所以逐漸被摒棄。與普通光纖相比，干線光纖的組織成分是分立光纖，不適合使用光纖帶。一般情況下，干線光纖常常暴露在外，之前運用的是緊套層絞式結(jié)構(gòu)，當(dāng)前便從未使用過，而是以一種新奇的結(jié)構(gòu)映入人們眼簾。

2.2? 光纖接入技術(shù)

在網(wǎng)絡(luò)工程中，光纖接入網(wǎng)是核心要素并占據(jù)主導(dǎo)位置，為了順應(yīng)當(dāng)前時代發(fā)展步伐，需加快光纖接入網(wǎng)的發(fā)展速度，使人們的接入環(huán)境變得相對優(yōu)良。現(xiàn)如今人們對網(wǎng)絡(luò)平臺越來越重視，提出的要求也越發(fā)嚴(yán)格，不但要有寬帶主干傳輸網(wǎng)絡(luò)，還要有優(yōu)良的接入環(huán)節(jié)。光纖到戶（Fibre To The Home，F(xiàn)TTH）在光纖接入形式中廣泛應(yīng)用，它可以營造全光接入，充分展現(xiàn)光纖的性能，從而符合廣大用戶需求。在國內(nèi)FTTH的使用時間在2003年，目前，使用范圍在慢慢拓寬，F(xiàn)TTH形式已經(jīng)走入很多個體用戶和網(wǎng)吧。在經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的區(qū)域，已詳細(xì)規(guī)定了FTTH技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而設(shè)立了一系列福利方案，推動FTTH技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展，打造良好的接入環(huán)境。

2.3? 波分復(fù)用技術(shù)

目前，波分復(fù)用技術(shù)的使用頻率非常高，是一種常見的傳輸技術(shù)，全面凸顯單模光纖的作用價值，使通信傳輸容量有所提升。在區(qū)分波分技術(shù)時需根據(jù)傳輸信道中光波長的光纖種類，借助波分復(fù)合器把長短不一的光波信號加以合并，隨后將光波視為載體，發(fā)放到光纖處加以傳輸。眼下密集波分復(fù)用技術(shù)已成功研發(fā)，在一定程度上加快了光纖通信頻率、容量、距離，從而處理了光纖通信中所遇到的一系列問題。

3? ? 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

3.1? 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，在一定程度上促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)程，完全改變了人類工作模式和生活狀態(tài)，總的來講，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改革掀起了一陣?yán)顺薄Ｒ韵聝?nèi)容是針對物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)展開的研究：（1）感知層。其功效是采集信息與具體感知，能夠把信息直接衍生成人類皮膚和五官，感知層在物聯(lián)網(wǎng)中的功效與人類皮膚和五官相同。針對物聯(lián)網(wǎng)而言，感知層的作用非常強大，靈敏性極佳。（2）網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層的工作內(nèi)容是采集感知層信息并加以細(xì)化和發(fā)送，與人類大腦和中樞系統(tǒng)相類似。（3）應(yīng)用層。應(yīng)用層為物聯(lián)網(wǎng)提供了詳細(xì)的服務(wù)流程，并且和具體實際應(yīng)用密切相連[3]。物聯(lián)網(wǎng)分層結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.2? 物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議

物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議種類非常多，詳細(xì)來講，物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議可分為幾大類：超寬帶、近距離無線傳輸、藍(lán)牙、ZigBee和WiFi。其中，ZigBee的作用和價值相對顯著，使用范圍也是非常廣泛。物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議優(yōu)勢：（1）ZigBee在硬件方面的要求不是很高。（2）ZigBee所投入的研發(fā)資金較少。（3）ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點較多。

3.3? 物聯(lián)網(wǎng)特點

基于互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下誕生一種創(chuàng)新性網(wǎng)絡(luò)模式—物聯(lián)網(wǎng)，并且和互聯(lián)網(wǎng)很多地方都非常一致，如通信作用與信息傳輸作用，當(dāng)然也有一些異同點。相較于互聯(lián)網(wǎng)而言，物聯(lián)網(wǎng)具有較強的延展性，能夠融入人類生活中，產(chǎn)生萬物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

傳感技術(shù)廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)中且種類非常多，將不同類型的傳感設(shè)備安放在物品中，每一個設(shè)備的信號源都是獨立存在的，只收集特種信號，所以物聯(lián)網(wǎng)能夠知曉物品信息，再利用互聯(lián)網(wǎng)將信息內(nèi)容發(fā)送給用戶。其中，物聯(lián)網(wǎng)可融合人工智能，充分顯現(xiàn)物品智能化作用，讓各類智能設(shè)備完成互聯(lián)互通。

4? ? 光纖通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用

4.1? 感知層中的應(yīng)用

感知層是對不同種類的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行感知和收集，它存在物聯(lián)網(wǎng)的最低端，是物聯(lián)網(wǎng)最基本的環(huán)節(jié)，感知層在判斷物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)好壞的過程中起到關(guān)鍵性作用。一方面，光纖傳感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中廣泛應(yīng)用，相比于傳統(tǒng)傳感技術(shù)而言，光纖傳感技術(shù)的優(yōu)勢非常明顯，光傳播于光纖過程中，由于受到溫度和壓力的影響，導(dǎo)致光波相位與波長出現(xiàn)明顯改變，從而感知到物理量的變化，這就是光纖傳感理論。另一方面，借助光纖特征來解決疑難問題，對光柵進(jìn)行調(diào)整之后可以演變出探測各類化學(xué)物質(zhì)的化學(xué)和生物傳感器。

4.2? 網(wǎng)絡(luò)層中的應(yīng)用

在物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部，網(wǎng)絡(luò)層處于中間位置，由此其性能是承前啟后，網(wǎng)絡(luò)層的功效性能是傳遞數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)信息，并把感知層數(shù)據(jù)信息發(fā)送至應(yīng)用層。在物聯(lián)網(wǎng)中所包含的數(shù)據(jù)是非常多的，將集合與傳輸工作落實到位，對網(wǎng)絡(luò)所提出的要求是能夠看見的。為了將數(shù)據(jù)傳輸時效性凸顯出來，就要依靠無線通信網(wǎng)絡(luò)來支撐網(wǎng)絡(luò)層，無線通信網(wǎng)絡(luò)是確保物聯(lián)網(wǎng)中的信息鏈接得以交換的重要因素。現(xiàn)階段國內(nèi)無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展相對成熟，物聯(lián)網(wǎng)借助現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)來作為網(wǎng)絡(luò)層，既方便了物聯(lián)網(wǎng)的部署，又降低了整體的成本需要。物聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，拓寬了網(wǎng)絡(luò)需求量，基于光纖通信技術(shù)下的無線通信網(wǎng)絡(luò)在帶寬網(wǎng)絡(luò)中不斷發(fā)展。

4.3? 應(yīng)用層中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層位于物聯(lián)網(wǎng)的最上端，對感知層收集的數(shù)據(jù)信息加以處理和使用。光纖傳感技術(shù)在光纖通信技術(shù)中應(yīng)用頻繁，并且在每個處理終端都隨處可見，快速處理感知層中的大量數(shù)據(jù)信息。隨著目前發(fā)展趨勢，各個行業(yè)都已離不開物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，高效完成智能化處理工作，在每一個實體設(shè)備與基本設(shè)施中安置光纖傳感設(shè)備，使用光纜鏈接組成光纖傳感網(wǎng)絡(luò)，融合無線通信網(wǎng)絡(luò)，有云計算平臺的支撐，便能輕松管理各個設(shè)備。科學(xué)使用各類資源，提高生活質(zhì)量，推動人類社會的可持續(xù)發(fā)展[4]。

5? ? 結(jié)語

在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信息化新時代的背景下，計算機技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，推動了互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進(jìn)程，為人們工作和生活帶來便利。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，需融合新型通信方法，結(jié)合光纖通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)，推動二者發(fā)展。光纖通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用非常廣泛，因此，要深入分析和探討光纖通信技術(shù)，緊跟時代發(fā)展腳步。

[參考文獻(xiàn)]

[1]文暉.面向連接的Socket技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)程序設(shè)計中的應(yīng)用[J].蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2017（4）：12-14.

[2]陳慧，龔婷雨.淺談大數(shù)據(jù)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用[J].江西通信科技，2017（1）：23-26.

[3]王高鑫，徐志成.移動通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用[J].環(huán)球市場信息導(dǎo)報，2017（21）：131-132.

[4]劉昌盛，王建.淺談通信技術(shù)在窄帶物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用[J].數(shù)字通信世界，2018（6）：184-185.

Research on application of optical Fiber communication technology in Internet of Things

Cheng Xinghao

（China Bester Group Telecom CO.， Ltd.， Wuhan 430023， China）

Abstract：With the rapid development of Internet technology， to a certain extent， it promotes the development of the Internet of Things. It integrates optical fiber communication technology and Internet of Things technology， facilitates consumers to buy， saves time and keeps pace with the development of the times. In this paper， the application of optical fiber communication technology in the Internet of Things is studied.

Key words：optical fiber communication; Internet of Things; application