物联网深入发展中光通信技术应用.docx

物联网深入发展中光通信技术应用随着信息与通信技术的日益发达，物联网应用前景相当广阔，预计将广泛应用于智能交通、能源等领域之中，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。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结合起来而形成的一个巨大网络。其目的是让所有的物品都与网络连接在一起，方便识别和管理。它其实就是将原本与网络无关，但与我们的生活工作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，让人们可以更直接地去控制和管理这些事物，以方便我们的生活和促进生产乃至整个社会的发展。物联网概念本身也在不断地演进，涵盖的范畴也比以前更加丰富。随着信息与通信技术的日益发达，物联网应用前景相当广阔，预计将广泛应用于智能交通、能源、环境保护、政府工作、公共事业、金融服务、平安家居、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(machinetomachine)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信网络，如短距无线通信网、蜂窝无线通信网、传统互联网、移动互联网、有线通信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术深度融合，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。所谓的智能化就是能够将情景感知、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结合，通过末端网络准确收集管理对象的各种信息，并且及时的进行分析处理，最后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步实现无处不在，这样才能适应社会的发展需求。正是由于上述特点，物联网的应用前景必然非常广泛。2.光通信技术在物联网发展中的应用光通信技术在物联网发展中的应用可以分为三个部分，即网络层、感知层以及应用层，具体内容为：1 .1光通信技术在物联网网络层的应用光纤技术商用化已经有30多年了，经过这么多年的发展已经逐步成熟。近年来，随着光纤放大器以及波分复用技术的快速发展，在很大程度上促进了光纤通信技术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、接入传输并形成全国性的物联网，光纤通信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，最终将走向泛在网。从物联网应用的承载需求看，通信网或者说泛在网的技术发展完全能够承载物联网的需求。物联网涉及海量的数据集合和泛在的网络要求，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信，而通信网特别是光纤通信网络能承载更高的带宽，适合长距离传输，非常适宜物联网应用的拓展。现有通信网络核心层传送技术正在向大容量、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。网络接入层传送技术的发展趋势是光接入网络。目前各大运营商都已建设FnX（光纤接入），它具有QoS（服务质量）保障和更丰富的接入能力，能够满足M2M多种高速媒体流传送需求。与移动通信相比，光通信技术具有容量大、损耗小、速度快、带宽高等优点，可是其接入却不是很灵活。而移动通信虽然接入灵活，但是其带宽却是有限的。所以，只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光通信技术在物联网感知层的应用光通信技术在物联网中应用的另一个领域就是感知层，其关键就是光纤传感技术。随着科学发展水平的不断进步，传统的单点检测技术已经发展成分布式网络监测技术，而且逐步走向了产业化生产，其应用前景非常广阔。光纤传感技术与传统传感技术相比，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，因而可以将光纤作为敏感元件来探测各种物理量，这就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，可测量低浓度的目标分子。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部分。此类光纤传感器与常规光纤可熔接，形成低插入损耗连接，具有在线(inline)特征和优势，与光纤传输有天然的兼容性，可以替代传统分立和薄膜型光无源器件，从而为全光通信系统和光纤传感网络提供了巨大的灵活性。2 .3光通信技术在物联网应用层的应用在今后的发展过程中可以将物联网与各行各业进行深度融合，这样就可以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，通过光缆连接后可以形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，可以实现各种设备、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，再到控制指挥的智能演化，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断提高，对互联网的需求也在不断提高，这就给物联网发展提出了更高的要求，为了能够适应社会的发展需求，就要不断的发展与创新。光通信技术具有容量大、速度快、可以在线传输等特征，如果将其与物联网相结合，必然会促进网络功能的进一步发展。