物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中光通信技術(shù)的應(yīng)用

摘要：物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展給人們的生活帶來(lái)了很大的便利。物聯(lián)網(wǎng)屬于一種綜合性技術(shù)實(shí)現(xiàn)了生活中各種事物與網(wǎng)絡(luò)的連接從而構(gòu)成了龐大的信息體系可以對(duì)信息統(tǒng)一管理和監(jiān)督。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)和不斷發(fā)展在一定程度上促進(jìn)了我國(guó)各行各業(yè)的發(fā)展隨著我國(guó)通信技術(shù)的不斷優(yōu)化與完善光通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中也起到了一定的作用。文章圍繞光通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的具體應(yīng)用展開(kāi)了探究旨在為相關(guān)領(lǐng)域研究提供參考。

關(guān)鍵詞：光通信技術(shù);物聯(lián)網(wǎng);感知層;網(wǎng)絡(luò)層;應(yīng)用

中圖法分類(lèi)號(hào)：TP391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Application of optical communication technology in development of Internet of things

LU Dongmei

（College of Information Engineering， Baise University， Baise， Guangxi 533099，China）

Abstract： The development of the Internet of things has brought great convenience to people's lives. The Internet of things is a comprehensive technology that realizes the connection of various things in life with the network， thus forming a huge information system and realizing unified management and supervision of information. The emergence and continuous development of the Internet of things has promoted the development of all walks of life in my country to a certain extent. With the continuous optimization and improvement of my country's communication technology， optical communication technology has also played a certain role in the development of the Internet of things. This article explores the specific application of optical communication technology in the Internet of things， hoping to provide a reference for research in related fields.

Key words： optical communication technology， Internet of things， perception layer， network layer， application

光通信技術(shù)主要是將光波作為信息交流和傳輸?shù)妮d體。眾所周知，光波的速度極快，因此光通信技術(shù)也具有信息傳播快的特點(diǎn)[1]。將光通信技術(shù)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)中可以提高物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)水平，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用與發(fā)展。因此，研究光通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的具體應(yīng)用至關(guān)重要。

1? 概述

光通信作為一種比較高效的通信技術(shù)，在現(xiàn)階段的社會(huì)發(fā)展中得到了非常廣泛的應(yīng)用。光波與無(wú)線電波之間存在一定的差異性，雖然二者同屬于電磁波的范疇，但是光波的波長(zhǎng)相對(duì)較短，在頻率上相對(duì)較寬，因此光通信相對(duì)于無(wú)線電波通信更具優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用面更廣。我國(guó)很早就已經(jīng)開(kāi)始研究光通信技術(shù)，而且經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的研究和發(fā)展歷程，光通信技術(shù)已經(jīng)基本成熟，技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)基本穩(wěn)定。

從目前光通信技術(shù)的實(shí)際發(fā)展情況上看，其優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)主要表現(xiàn)在兩方面：（1）傳輸容量大。光通信技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)通信技術(shù)而言在頻帶寬度上更大，這也是光通信技術(shù)能夠有更大的傳輸容量的關(guān)鍵原因。在信息時(shí)代，信息量飛速增長(zhǎng)，因此對(duì)于通信技術(shù)的傳輸容量也有了更高的要求，光通信技術(shù)在很大程度上滿(mǎn)足了信息傳輸?shù)南嚓P(guān)要求，保障了信息的高效傳輸。因此，更大的傳輸容量是光通信技術(shù)的一大特征和優(yōu)勢(shì)，為提高人們的生活、生產(chǎn)效率和質(zhì)量提供了良好的保障;（2）抗干擾能力強(qiáng)。光通信技術(shù)具有很強(qiáng)的保密性，在進(jìn)行信息傳輸?shù)倪^(guò)程中，不會(huì)受到外界因素的干擾，能夠確保信息輸出過(guò)程中的安全性、保密性。在使用傳統(tǒng)通信技術(shù)的過(guò)程中，大部分信息在傳輸時(shí)并不具備較強(qiáng)的抗干擾性，造成信息在傳輸過(guò)程中的安全性不到保障，時(shí)常會(huì)被竊聽(tīng)或者信息被竊取。而光通信技術(shù)所使用的信息傳播媒介是光波，光波具有很強(qiáng)的抗干擾性，因此在信息傳輸過(guò)程中，很少會(huì)出現(xiàn)信息發(fā)生泄露的問(wèn)題。因此，光通信技術(shù)具有很強(qiáng)的抗干擾性，保障了信息的安全性和完整性，而被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域[2]。

2? 物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)框架

物聯(lián)網(wǎng)是一種比較先進(jìn)的技術(shù)體系，物聯(lián)網(wǎng)中運(yùn)用了很多先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，如射頻識(shí)別技術(shù)、紅外感應(yīng)器、信息技術(shù)、通信技術(shù)、全球定位熊等。物聯(lián)網(wǎng)主要依據(jù)相關(guān)規(guī)定和要求，采用先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)連接人們生活中各種物體與互聯(lián)網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)了物體的網(wǎng)絡(luò)化，通過(guò)運(yùn)輸信息的方式來(lái)對(duì)各種物體進(jìn)行智能化識(shí)別以及監(jiān)督控制。物聯(lián)網(wǎng)屬于一種職能管理技術(shù)，在人們的生活和生產(chǎn)中無(wú)處不在。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)在人們生活中的應(yīng)用，使得社會(huì)中龐大的信息系統(tǒng)得到科學(xué)有效的管理，社會(huì)秩序也變得更加井井有條。事實(shí)上，物聯(lián)網(wǎng)中的物體只是人們生活環(huán)境中的所存在的萬(wàn)千事物，自身與互聯(lián)網(wǎng)并沒(méi)有直接關(guān)系，它們之間的聯(lián)系建立在各種技術(shù)以及設(shè)備上。比如，安裝傳感器就可以讓人們通過(guò)網(wǎng)絡(luò)渠道了解到各種物體的信息，即便不接觸物品，也能夠掌握其基礎(chǔ)信息和運(yùn)動(dòng)情況。

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)也在不斷優(yōu)化和完善，智能化集中處理信息是物聯(lián)網(wǎng)的一大特征和功能，現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)在結(jié)構(gòu)框架上主要分為三層。

其一，感知層。物聯(lián)網(wǎng)中的感知層可以說(shuō)是最基礎(chǔ)、最重要的層次，因在物聯(lián)網(wǎng)的感知層中主要是負(fù)責(zé)對(duì)各種物體的信息進(jìn)行感知與獲取，從而能夠構(gòu)建起相對(duì)完善的龐大信息庫(kù)，是物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息傳輸以及信息智能管理的重要基礎(chǔ)層。如果不能實(shí)現(xiàn)完整、準(zhǔn)確地獲取物體的信息，也就無(wú)法保障后續(xù)信息管理以及信息傳輸?shù)挠行?，使物?lián)網(wǎng)的價(jià)值和作用難以發(fā)揮。因此，物聯(lián)網(wǎng)的感知層相相當(dāng)于房屋地基，雖然處于底層，但卻是最基礎(chǔ)、不可缺少的關(guān)鍵一層。物聯(lián)網(wǎng)的感知層也被稱(chēng)之為物聯(lián)網(wǎng)中的識(shí)別技術(shù)，其主要由多個(gè)傳感器以及傳感技術(shù)構(gòu)成，如二維碼標(biāo)簽、攝像頭、紅外線以及溫濕度傳感器、RFID 標(biāo)簽和讀寫(xiě)器等。多種技術(shù)以及先進(jìn)設(shè)備的聯(lián)合使用才能使物聯(lián)網(wǎng)感知層發(fā)揮應(yīng)有的作用。

其二，網(wǎng)絡(luò)層。物聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)層也被稱(chēng)為中樞層，是物聯(lián)網(wǎng)的中間層，其主要作用是進(jìn)行信息的處理和傳輸，接收來(lái)自物聯(lián)網(wǎng)感知層的各類(lèi)信息，并對(duì)各類(lèi)信息進(jìn)行有效識(shí)別和處理，從而將信息有針對(duì)性地傳送到物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層，實(shí)現(xiàn)信息的多方面應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)層主要包含多種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)，如互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)以及云計(jì)算平臺(tái)和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等，在多種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)共同作用下實(shí)現(xiàn)了對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中大量信息的快速、準(zhǔn)確處理和傳輸。而在物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層中實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的傳輸需要用到大量技術(shù)，如有線通信技術(shù)、 GPRS 技術(shù)以及4G 或者5G 移動(dòng)通信技術(shù)等。在先進(jìn)技術(shù)的不斷研發(fā)與應(yīng)用過(guò)程中，也給物聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)層提供了更多高效的信息傳輸技術(shù)，使其工作效率得以提高。

其三，應(yīng)用層。物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用層屬于最上層結(jié)構(gòu)，其主要是對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中的各種信息進(jìn)行科學(xué)合理的應(yīng)用，使物聯(lián)網(wǎng)中的大量數(shù)據(jù)都能夠發(fā)揮各自的作用。其中，應(yīng)用層也可以對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中各類(lèi)信息進(jìn)行智能化處理，以提高信息的價(jià)值。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層通常情況下是根據(jù)社會(huì)的發(fā)展以及各個(gè)行業(yè)或者領(lǐng)域發(fā)展的需求而進(jìn)行不斷優(yōu)化和改革，從而滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展以及行業(yè)發(fā)展需求，使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠得到更加智能化的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用層能夠?qū)⒔K端用戶(hù)與物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)相連接，同時(shí)能夠通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的形式或者終端顯示設(shè)備的形式來(lái)呈現(xiàn)信息。

3? 光通信技術(shù)的具體應(yīng)用

（1）光通信技術(shù)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)感知層

光通信技術(shù)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的感知層中，可以有效提高工作效率和工作質(zhì)量。從基礎(chǔ)的原理分析上可以了解到，通常情況下，光纖支撐的傳感器均有非常強(qiáng)的靈敏度，而物聯(lián)網(wǎng)的感知層就是對(duì)各種物體進(jìn)行信息的識(shí)別與獲取，較強(qiáng)的靈敏度能夠使物聯(lián)網(wǎng)感知層所獲取的信息更加全面和準(zhǔn)確。因此，光通信技術(shù)在物理網(wǎng)的感知層中的應(yīng)用具有一定的可行性，而且其應(yīng)用原理就是光纖傳感，即借助光纖的特殊性質(zhì)和特點(diǎn)，使其在物體信息識(shí)別與獲取中能夠具有更強(qiáng)的靈敏性。

在物聯(lián)網(wǎng)感知層中應(yīng)用光纖傳感技術(shù)以及光通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)目標(biāo)的同時(shí)監(jiān)測(cè)和信息獲取，而且能夠有效保障監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性以及信息的完整性，相較于傳統(tǒng)通信技術(shù)而言具有明顯的優(yōu)勢(shì)。光通信技術(shù)具有很強(qiáng)的靈敏度，因此，在應(yīng)用的過(guò)程中，也可以為物聯(lián)網(wǎng)感知層信息的獲取提供良好的技術(shù)保障，使物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)層中的信息具有真實(shí)性和可靠性[3]?，F(xiàn)階段，在我國(guó)范圍內(nèi)均已普及了二維碼掃描獲取信息的技術(shù)，而二維碼掃描事實(shí)上就是利用了光傳感技術(shù)，發(fā)揮了光通信技術(shù)的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，不僅獲取信息的方式簡(jiǎn)單、便捷，而且具有很高的準(zhǔn)確性和安全性。光波較強(qiáng)的敏感性有效提升了光波捕捉信息的能力，即便是借助光通信技術(shù)進(jìn)行信息輸送時(shí)，也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)新信息的有效捕捉與獲取。由此可見(jiàn)，在光通信技術(shù)的應(yīng)用下，物聯(lián)網(wǎng)感知層可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)信息傳輸與信息獲取，使物聯(lián)網(wǎng)的工作效率得以提高。此外，光通信技術(shù)在感知層中的應(yīng)用，可以通過(guò)將光纖傳感技術(shù)和通信技術(shù)進(jìn)行有效融合，從而在物聯(lián)網(wǎng)感知層中構(gòu)建起相對(duì)完善的矩陣化傳感體系，進(jìn)而使物聯(lián)網(wǎng)感知層同時(shí)對(duì)多個(gè)待檢測(cè)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)和信息獲取。光通信技術(shù)因其傳輸容量大，因此其在信息傳輸上的傳輸速率也極高，以4G 通信網(wǎng)絡(luò)作對(duì)比，光通信技術(shù)的傳輸速率可達(dá)到其百倍效果。

（2）光通信技術(shù)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層

光通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在光纖通信技術(shù)的應(yīng)用，其工作原理同樣是將光波作為媒介來(lái)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)以及信息的傳輸。通過(guò)光通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)可以看到，傳輸容量大是其最大的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)之一，即在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層應(yīng)用光通信技術(shù)的過(guò)程中，可以使物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層同時(shí)承載更多的信息容量，以進(jìn)行信息傳播。與此同時(shí)，還能夠保障信息傳輸過(guò)程中不會(huì)受到外界各種因素的干擾，即便是在傳輸距離較長(zhǎng)的信息傳輸中，也可以有效保障傳輸信息的穩(wěn)定性和安全性。

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，人們對(duì)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層信息傳輸?shù)囊笤絹?lái)越高，不僅要具有更高的傳輸速率，而且要具備更長(zhǎng)的傳輸距離，同時(shí)要更好地保障信息傳輸過(guò)程中的信息安全，這都可以通過(guò)應(yīng)用光通信技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。另外，光通信技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中，對(duì)本身的架構(gòu)條件并沒(méi)有過(guò)高的要求，只需要通過(guò)接入20THz 就能夠完成寬帶鋪設(shè)，從而滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層運(yùn)行的各項(xiàng)指標(biāo)要求。光通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的應(yīng)用對(duì)其原有的技術(shù)設(shè)備也能夠起到一定的輔助作用，如在光通信技術(shù)的應(yīng)用下使得物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層中的 GPRS 傳輸速度有了大幅度提升，通過(guò)各方面性能的提升，可以使物聯(lián)網(wǎng)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性更強(qiáng)，能夠適用于各種環(huán)境下的信息處理和傳輸工作。

通過(guò)不斷實(shí)踐與應(yīng)用，光通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的有效應(yīng)用使得各項(xiàng)傳輸數(shù)據(jù)的安全性得到了很大的提升，即物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)得到了進(jìn)一步的優(yōu)化和完善。與此同時(shí)，光通信技術(shù)的應(yīng)用還能夠提高物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層信息傳輸?shù)陌踩裕瑴p少網(wǎng)絡(luò)擁堵顯現(xiàn)象的發(fā)生，這主要是因?yàn)楣馔ㄐ偶夹g(shù)可以實(shí)現(xiàn)多傳入口以及輸出口的構(gòu)建，同時(shí)能夠通過(guò)構(gòu)建不同主體之間的安全協(xié)議，使物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層可以更加安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

（3）光通信技術(shù)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層

光通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層同樣有很好的應(yīng)用效果，通過(guò)光通信技術(shù)的有效應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層各種信息數(shù)據(jù)的優(yōu)化，可以滿(mǎn)足不同終端對(duì)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸提出的相關(guān)要求，并進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)整和改善，最終滿(mǎn)足不同終端的不同要求。與此同時(shí)，光通信技術(shù)的應(yīng)用也可以在很大程度上改善物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境。光通信技術(shù)可以有效擴(kuò)充物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中信息處理容量，使更多的移動(dòng)終端設(shè)備可以接入物聯(lián)網(wǎng)中，從而為信息的交互提供了更大的空間和便利。

光通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層雖然已經(jīng)有了一定的應(yīng)用，并且也取得了很好的應(yīng)用效果，然而就目前情況來(lái)看，光通信技術(shù)在應(yīng)用層中的應(yīng)用仍然有很大的發(fā)展空間待挖掘，相關(guān)技術(shù)人員以及研究人員也在不斷地對(duì)光通信技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行研究，目的是使物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展更好地契合不同端口對(duì)信息處理的要求。比如，在各個(gè)項(xiàng)目工程中，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層借助光通信技術(shù)以及相關(guān)傳感設(shè)備，可以有效實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)、橋梁和鐵路等數(shù)據(jù)的科學(xué)化處理，使各個(gè)物體之間或者物體與人員之間的信息交互更加高效、便捷。同時(shí)，通過(guò)光通信技術(shù)的應(yīng)用可以更好地了解施工現(xiàn)場(chǎng)情況，滿(mǎn)足工程建設(shè)需求。光通信技術(shù)在很大程度上提高了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的智能化水平。當(dāng)然，光通信技術(shù)的應(yīng)用還有待進(jìn)一步研究，可以通過(guò)更深入的應(yīng)用來(lái)促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。

4? 結(jié)束語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)主要包含感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層，在研究光通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的具體應(yīng)用時(shí)，也主要從這三個(gè)層次的應(yīng)用進(jìn)行研究，從而使研究更有方向，也確保光通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中得到深度應(yīng)用。

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作者簡(jiǎn)介：

陸冬妹（1974—） ，碩士，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，研究方向：信息與通信系統(tǒng)。