物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)探討

時間:2022-10-22 10:01:51

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物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)探討

【摘要】物聯(lián)網(wǎng)是各行業(yè)運(yùn)行與發(fā)展中的重要傳輸體系,通過物聯(lián)網(wǎng)可以把各種感知設(shè)備、控制設(shè)備連接到各行業(yè)或企業(yè)的大腦中。目前,隨著芯片、傳感器等硬件價格的不斷下降,以及通信網(wǎng)絡(luò)、云計算和智能處理技術(shù)的革新和進(jìn)步,物聯(lián)網(wǎng)得到了快速發(fā)展期。在未來的一段時間內(nèi),物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將從接入、數(shù)據(jù)分享、互聯(lián)與智能處理等階段逐步推進(jìn),進(jìn)一步促進(jìn)城市、企業(yè)等自動感知、自動調(diào)節(jié)的能力,遞次發(fā)揮非常重要的應(yīng)用性能,傳輸網(wǎng)絡(luò)也將不斷走向智能化,它將助力物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)不斷繼續(xù)前行。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);傳輸網(wǎng)絡(luò);應(yīng)用

1物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)形式更多樣化,它主要由感知層、應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層構(gòu)成。其中,感知層主要是傳感器技術(shù)、射頻識別技術(shù)等,其本身已經(jīng)比較成熟;應(yīng)用層主要是云計算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等,現(xiàn)有技術(shù)對于物聯(lián)網(wǎng)來講已經(jīng)足夠完成支撐;網(wǎng)絡(luò)層主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理、分析、控制等。常見物聯(lián)網(wǎng)通訊方式有:1.1有線網(wǎng)絡(luò)。(1)以太網(wǎng)光纖/雙絞線。保證大量數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)安全。在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中視頻監(jiān)控作用不容忽視,確保智慧城市的建設(shè)與發(fā)展。(2)電力載波。電力載波是電力系統(tǒng)特有的通信方式,利用現(xiàn)有電力線,通過載波方式將模擬或數(shù)字信號進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù),只要有供電線,就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞,供電與數(shù)據(jù)傳輸一條線,要應(yīng)用于遠(yuǎn)程抄表、智慧照明、智能家居、遠(yuǎn)程呼梯等方面。(3)物理線直接相連??刂圃O(shè)備與控制中心通過同軸電纜、信號線直接連接,通過電壓、電流變化直接采集設(shè)備數(shù)據(jù)和控制設(shè)備。1.2無線網(wǎng)絡(luò)。(1)窄帶物聯(lián)網(wǎng)。它主要應(yīng)用于對時間不敏感、數(shù)據(jù)量小、供電比較困難的場景,在一些大型的規(guī)?;纳逃妙I(lǐng)域?qū)⒌玫胶芎玫膽?yīng)用。(2)無線局域網(wǎng)。以WIFI、RF433/315M、Zigbee為主的無線局域網(wǎng)中,WIFI在智能家居中占據(jù)著絕對的優(yōu)勢;F433/315M屬于無線收發(fā)模組,采用射頻技術(shù),工作在ISM頻段(433/315MHz),應(yīng)用范圍于無線抄表、無線路燈控制、鐵路通信、航模無線遙控、無線安防報警、家居電器控制、工業(yè)無線數(shù)據(jù)采集、無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)阮I(lǐng)域。Zigbee簡易、近距離、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率等優(yōu)勢,尤其省電的特點(diǎn),其電池工作時間可以長達(dá)6個月到2年左右,在休眠模式下可達(dá)10年。

2新時期下物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)的形勢分析

(1)物聯(lián)網(wǎng)在電力、智慧城市、交通、能源、工業(yè)控制等多個領(lǐng)域均有應(yīng)用,這就需要傳輸網(wǎng)絡(luò)具備海量的接入、大帶寬提供、超低時延和高可靠性保障等四大能力,通過GPS、RFID、傳感器、攝像頭等信息采集裝置,將各種自身信息經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)傳送到中央處理器進(jìn)行應(yīng)用。目前,物聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)以NB-IoT和eMTC為代表。前者可基于GSM升級,為滿足低速率、廣覆蓋、低功耗需求量身打造,后者可基于TD-LTE升級,為滿足強(qiáng)覆蓋、大容量、低功耗和低成本的網(wǎng)絡(luò)需求,其不同的應(yīng)用類型和場景對帶寬、時延、速度、可靠性有不同需求,但很多行業(yè)用物聯(lián)網(wǎng)沒辦法通過現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn),比如:遠(yuǎn)程手術(shù)等醫(yī)療場景有高帶寬、低時延的高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)要求,這種場景需要5G來逐步實現(xiàn)。(2)傳輸網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶來的是接入基站數(shù)量增加,單站接入帶寬增大。為應(yīng)對變化,城域傳輸網(wǎng)PTN接入層可以考慮提高10GE/40GE接入環(huán)比例,引入10GPON技術(shù),OTN逐漸下沉;匯聚層環(huán)網(wǎng)升級至100G/200G;核心層環(huán)網(wǎng)升級至400G,以此滿足大帶寬需求。

3物聯(lián)網(wǎng)在傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的應(yīng)用

(1)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和5G高速網(wǎng)絡(luò)傳輸方面的應(yīng)用。5G的到來將會在通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域引起翻天覆地的變化,2017年,互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施論壇中指出,未來物聯(lián)網(wǎng)將以5G的方式接入到云端,連接在5G網(wǎng)絡(luò)上的物體數(shù)量可能會大大超過人和人連接的數(shù)量,現(xiàn)有技術(shù)無法實現(xiàn)的場景都可以實現(xiàn),將大能源、公共事業(yè)、工業(yè)制造等大體量的關(guān)鍵行業(yè)得到應(yīng)用。①5G保證大量數(shù)據(jù)傳輸。它支持不同的設(shè)備同時進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)傳輸,超大的網(wǎng)絡(luò)吞吐量以及更快的速率使得用戶能夠獲得更好的用戶體驗。該應(yīng)用場景包括AR/VR、社交網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程教育培訓(xùn)、無線家庭娛樂等一些需要海量的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸。目前,應(yīng)用場景大致分為智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市、智能制造、智能家居等。該應(yīng)用場景可以用在遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷(實時傳輸、超低時延)、無人機(jī)(巡檢和安防)以及智慧能源(饋線自動化系統(tǒng))等多方面。②以NB-loT等技術(shù)為代表的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在全球快速落地部署,終端、芯片、模組、后端應(yīng)用等都是在快速成熟,實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)與NB-loT技術(shù)有效結(jié)合與應(yīng)用,達(dá)到了從獨(dú)立系統(tǒng)到生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)作的融合,為物聯(lián)網(wǎng)平臺提供更強(qiáng)的性能,構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)合作平臺,在平臺系統(tǒng)、矢能平臺的促進(jìn)下,結(jié)合到AI發(fā)展以及許多新的技術(shù),加上承載在云,物聯(lián)網(wǎng)和5G,幫助各個行業(yè)實現(xiàn)從獨(dú)立系統(tǒng)到生態(tài)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型,發(fā)揮其價值最大化。③基于5D高速網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膽?yīng)用,一些企業(yè)已經(jīng)開始了5G前沿的試驗項目,該項目基于愛立信5G網(wǎng)絡(luò),例如:2017年愛立信投入MR的方式,把前端的礦業(yè)開采設(shè)備所面對的環(huán)境場景實時傳送到后端,同時提供包括網(wǎng)絡(luò)層、平臺層、應(yīng)用層等在內(nèi)的完善的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與解決方案,在全球?qū)崿F(xiàn)廣泛的應(yīng)用部署,以實現(xiàn)井下大型設(shè)備和裝備的遠(yuǎn)程操作管理。在平臺方面,企業(yè)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接管理平臺(DCP),通過可監(jiān)控、可操作、可管理的連接服務(wù),充分利用數(shù)據(jù)運(yùn)營、大數(shù)據(jù)挖掘,深度可視化和強(qiáng)大易用的管理能力,增強(qiáng)了各相關(guān)企業(yè)的基本業(yè)務(wù)競爭力。(2)物聯(lián)網(wǎng)在車輛市場中的應(yīng)用。在巴塞羅那落幕的世界移動通信大會上,eSIM、4G/5G雙模車聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)鑰匙、數(shù)字化體驗、無人車等技術(shù)和智能化特點(diǎn)讓人耳目一新,使汽車的網(wǎng)絡(luò)連接更快、更多、體驗更舒適、更便利。目前,物聯(lián)網(wǎng)在車聯(lián)網(wǎng)中具體應(yīng)用于智能車機(jī)、智能后視鏡、數(shù)據(jù)傳輸OBD等。①智能車機(jī)。智能車機(jī)的聯(lián)網(wǎng):a.在車機(jī)計劃中增加連接模塊,用戶在車機(jī)側(cè)邊刺進(jìn)SIM卡上網(wǎng);b.把SIM卡插在車機(jī)配套的行車記錄儀上,經(jīng)過WiFi路由完成車機(jī)聯(lián)網(wǎng)。智能車機(jī)在運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)卡時,有分運(yùn)用計費(fèi)的需求:如數(shù)據(jù)傳輸和定位運(yùn)用一個套餐計費(fèi);聽歌、看視頻等文娛運(yùn)用則運(yùn)用另一個套餐計費(fèi)。②智能后視鏡。智能后視鏡可以供給語音操控、GPS導(dǎo)航、行車記錄和實時在線的視聽等安全和文娛功能輔佐駕駛。它在流量計費(fèi)方面連接采用分時段計費(fèi),要求工作日早晚班頂峰期和其它時段流量分隔計費(fèi)。對此,SIMBOSS可利用VPDN技能將一個套餐拆分紅若干子套餐,每個子套餐對應(yīng)一個時間段(例如早頂峰和晚頂峰),每個子套餐獨(dú)立計算流量用量,獨(dú)立計費(fèi),最大化節(jié)省流量使用本錢。③出行數(shù)據(jù)傳輸。轎車裝置物聯(lián)網(wǎng)卡后,車載主動診斷體系,可實時采集車輛的剎車、輪胎、發(fā)動機(jī)等部件的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況,為車主供給轎車各項數(shù)據(jù),為保證數(shù)據(jù)安全性,要求數(shù)據(jù)傳輸不經(jīng)過大眾網(wǎng)絡(luò),直接傳輸?shù)狡髽I(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。而經(jīng)過SIMBOSS專網(wǎng)完成物聯(lián)網(wǎng)卡與企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通,且全程專網(wǎng),與大眾網(wǎng)絡(luò)隔離,保證數(shù)據(jù)安全。

4結(jié)束語

伴隨著互聯(lián)網(wǎng)與移動通信的蓬勃發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)將滲透到未來社會的各個領(lǐng)域,以用戶為中心構(gòu)建全方位的信息生態(tài)系統(tǒng),最終實現(xiàn)物物相息的愿景。城域傳輸網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)緊跟新技術(shù)的腳步,朝著大帶寬、低時延、精細(xì)化運(yùn)營的方向發(fā)展,滿足物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的需求。

作者:吳霖 單位:吉林吉大通信設(shè)計院股份有限公司