未来智讯 > 物联网论文 > 光通讯技能在物联网发展中的应用

光通讯技能在物联网发展中的应用

发布时间:2019-01-05 01:06:07 文章来源:未来智讯    
    光通讯技能在物联网发展中的应用作者: 张庆刚 刘世文   【摘 要】随着社会的不时发展与进步,物联网已经成为人们生活中的重要组成局部。本文作者对物联网的发展特征进行了详细的介绍,并对光通讯技能在物联网发展中的应用进行了探讨,希望可以促进我国物联网的进一步发展与壮大。
  【关键词】光通讯技能;物联网;特征;应用
  1.物联网的发展及特征
  所谓物联网,是指将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网联合起来而变成的一个巨大网络。其目的是让所有的物品都与网络连接在一同,方便识别和管理。它其实便是将原本与网络无关,但与我们的生活事务息息相关的万事万物都装上传感器,然后与现有的互联网连接,让人们能够更直接地去抑制和管理这些事物,以方便我们的生活和促进生产乃至整个社会的发展。
  物联网观念本身也在不时地演进,涵盖的范畴也比从前更加丰富。随着信息与通讯技能的日益发达,物联网应用前景非常辽阔,预计将广泛应用于智能交通、能源、环境保护、政府事务、公共事业、金融服务、安全家居、工业制造、医疗卫生、智能家居、现代农林业等诸多领域。目前普遍认为,物联网的体系构架可分为感知层、网络层、应用层 3 个层面,并且在每个层面上都有很多种选择。感知层包括二维码标签和识读器、FRID 标签和读写器、传感器、摄像头、传感器网络、传感器网关、视频检测识别、GPS、M2M(machine to machine)终端等,主要完成识别物体和采集信息的功能。网络层包括各类信息通讯网络,如短距无线通讯网、蜂窝无线通讯网、传统互联网、移动互联网、有线通讯网以及物联网信息中心、物联网管理中心等,主要完成将感知层获取的信息进行传递和处理的功能。应用层是物联网与各类行业专业技能深度融合,实现各种智能化行业应用,实现广泛智能化。
  物联网的核心能力主要包括可靠传输、全面感知以及智能处理这三点。其基本特征主要有智能化以及泛在化两方面。所谓的智能化便是可以将情景感知、各种信息的聚合以及无缝连接处理者几方面内容进行有机联合,通过末端网络正确收集管理对象的各种信息,并且准时的进行分析处理,最终将结果提供给需要的用户。而泛在化则是指物联网覆盖应该逐渐实现无处不在,这样才能适应社会的发展需求。恰是由于上述特点,物联网的应用前景必然相当广泛。
  2.光通讯技能在物联网发展中的应用
  光通讯技能在物联网发展中的应用能够分为三个局部,即网络层、感知层以及应用层,具体内容为:
  2.1光通讯技能在物联网网络层的应用
  光纤技能商用化已经有30多年了,经过这么多年的发展已经逐渐成熟。近年来,随着光纤放大器以及波分复用技能的快速发展,在很大程度上促进了光纤通讯技能容量的扩大以及速度的提高。
  在物联网迅速发展过程中,需要完成各种信号的会聚、接入传输并变成全国性的物联网,光纤通讯将有很大的应用前景。不论是移动网还是传统固定电话网,从长远发展趋势看,最后将走向泛在网。从物联网应用的承载需求看,通讯网或者说泛在网的技能发展完全可以承载物联网的需求。物联网涉及海量的数据聚集和泛在的网络要求,即要求在空间上无所不在、时间上随时随地。传感网所承载的业务状态多数是近距离通讯,而通讯网特别是光纤通讯网络能承载更高的带宽,符合长距离传输,相当适宜物联网应用的拓展。现有通讯网络核心层传送技能正在向大容量、IP 化和智能化发展,从物联网的角度来看,还应更加智能化,包括自动配置、障碍自动诊断和分析、路由自动调度适配,资源分配更智能化等等。网络接入层传送技能的发展趋势是光接入网络。目前各大运营商都已建设 FTTx(光纤接入),它具有 QoS(服务质量)保障和更丰富的接入能力,可以满足 M2M 多种高速媒体流传送需求。与移动通讯相比,光通讯技能具有容量大、损耗小、速度快、带宽高等优点,可是其接入却不是很灵活。而移动通讯虽然接入灵活,然而其带宽却是有限的。所以,惟有将二者进行有效融合,才能推动物联网的进一步发展。
  2.2光通讯技能在物联网感知层的应用
  光通讯技能在物联网中应用的另一个领域便是感知层,其关键便是光纤传感技能。随着科学发展水平的不时进步,传统的单点检测技能已经发展成分布式网络监测技能,而且逐渐走向了家当化生产,其应用前景相当辽阔。
  光纤传感技能与传统传感技能相比,其优势在于光纤本身的物理特性。光波在光纤中传播时,在外界因素如温度、压力、位移、电磁场、转动等的作用下,通过光的反射、折射和吸收效应,光学多普勒效应,声光、电光、磁光、弹光效应和光声效应等原理,使表征光波的特征参量,如振幅、相位、偏振态、波长等,直接或间接地发生变化,因而能够将光纤作为敏感元件来探测各种物理量,这便是光纤传感器的基本原理。此外,光纤还有多种衍生传感功能。利用该特性,通过对光纤光栅进行特殊处理,可制成探测各种化学物质的光纤光栅化学和生物化学传感器。与普通光纤光栅相比,长周期光栅对光纤包层外材料的折射率变化更敏感,将光纤光栅涂上特殊的活性涂覆层,可测量低浓度的指标分子。此类光纤传感器可用于航天器的氢气漏泄检测、煤矿中的瓦斯检测等。而光纤本身又是光波的传输媒质,这种“传“”感”合一的特征所带来的优势,在物联网应用中将无可匹敌。不论是基于瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射原理的分布式光纤传感器,还是基于双光束干涉的光纤传感干涉仪,其光纤传感臂上的每一点既是敏感点又是传输介质。而基于多光束干涉的准分布式光纤 Fabry-Perot 传感器、近年来发展迅速的光纤光栅传感器,两者也均是光纤本身的一个集成局部。此类光纤传感器与常规光纤可熔接,变成低插入损耗连接,具有在线(inline)特征和优势,与光纤传输有天然的兼容性,能够替代传统分立和薄膜型光无源器件,从而为全光通讯系统和光纤传感网络提供了巨大的灵活性。
  2.3光通讯技能在物联网应用层的应用
  在今后的发展过程中能够将物联网与各行各业进行深度融合,这样就能够促进行业的智能化管理。如果把光纤传感器嵌入或装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、大坝、供水系统、油气管道等各种重大工程设施中,通过光缆连接后能够变成广域光纤传感网络,再通过与无线物联网的组合,与互联网的组合,能够实现各种设备、机器、基础设施等物理系统的整合。在此基础上,通过物联网信息中心管理中心功能强大的云计算平台,对海量数据进行存储、分析处理与决策,完成从信息到知识,再到抑制指挥的智能演化,就可使人类更加精细、更加动态地管理生产、生活的方方面面,达到“智慧”状态,进一步提高资源利用效率,提高人类生产力水平,促进人类与自然的和谐发展。
  3.结束语
  综上所述,随着人们生活水平的不时提高,对互联网的需求也在不时提高,这就给物联网发展提出了更高的要求,为了可以适应社会的发展需求,就要不时的发展与创新。光通讯技能具有容量大、速度快、能够在线传输等特征,如果将其与物联网相联合,必然会促进网络功能的进一步发展。
  【参考文献】
  [1]成冠峰.浅谈物联网及光纤传感器在其中的应用[J].光纤与电缆及其应用技能,2011,02:38-40.
  [2]王磊.光通讯技能现状及其发展趋势探讨[J].科技传播,2011,04:27-29.
  [3]王斌.关于物联网关键技能及其应用前景的研讨[J].信息与电脑(理论版),2011,02:18-20.
转载请注明来源。原文地址:https://www.7428.cn/page/2019/0105/76899/
 与本篇相关的热门内容: