物联网传输网络建设探讨

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【摘要】物联网是各行业运行与发展中的重要传输体系，通过物联网可以把各种感知设备、控制设备连接到各行业或企业的大脑中。目前，随着芯片、传感器等硬件价格的不断下降，以及通信网络、云计算和智能处理技术的革新和进步，物联网得到了快速发展期。在未来的一段时间内，物联网产业将从接入、数据分享、互联与智能处理等阶段逐步推进，进一步促进城市、企业等自动感知、自动调节的能力，递次发挥非常重要的应用性能，传输网络也将不断走向智能化，它将助力物联网产业不断继续前行。

【关键词】物联网；传输网络；应用

1物联网的构成

物联网网络形式更多样化，它主要由感知层、应用层、网络层构成。其中，感知层主要是传感器技术、射频识别技术等，其本身已经比较成熟；应用层主要是云计算技术、大数据技术等，现有技术对于物联网来讲已经足够完成支撑；网络层主要负责数据处理、分析、控制等。常见物联网通讯方式有：1.1有线网络。（1）以太网光纤/双绞线。保证大量数据传输和网络安全。在物联网设备中视频监控作用不容忽视，确保智慧城市的建设与发展。（2）电力载波。电力载波是电力系统特有的通信方式，利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术，只要有供电线，就能进行数据传递，供电与数据传输一条线，要应用于远程抄表、智慧照明、智能家居、远程呼梯等方面。（3）物理线直接相连。控制设备与控制中心通过同轴电缆、信号线直接连接，通过电压、电流变化直接采集设备数据和控制设备。1.2无线网络。（1）窄带物联网。它主要应用于对时间不敏感、数据量小、供电比较困难的场景，在一些大型的规模化的商用领域将得到很好的应用。（2）无线局域网。以WIFI、RF433/315M、Zigbee为主的无线局域网中，WIFI在智能家居中占据着绝对的优势；F433/315M属于无线收发模组，采用射频技术，工作在ISM频段（433/315MHz），应用范围于无线抄表、无线路灯控制、铁路通信、航模无线遥控、无线安防报警、家居电器控制、工业无线数据采集、无线数据传输等领域。Zigbee简易、近距离、自组织、低功耗、低数据速率等优势，尤其省电的特点，其电池工作时间可以长达6个月到2年左右，在休眠模式下可达10年。

2新时期下物联网传输网络的形势分析

（1）物联网在电力、智慧城市、交通、能源、工业控制等多个领域均有应用，这就需要传输网络具备海量的接入、大带宽提供、超低时延和高可靠性保障等四大能力，通过GPS、RFID、传感器、摄像头等信息采集装置，将各种自身信息经过互联网传送到中央处理器进行应用。目前，物联网连接技术以NB-IoT和eMTC为代表。前者可基于GSM升级，为满足低速率、广覆盖、低功耗需求量身打造，后者可基于TD-LTE升级，为满足强覆盖、大容量、低功耗和低成本的网络需求，其不同的应用类型和场景对带宽、时延、速度、可靠性有不同需求，但很多行业用物联网没办法通过现在的网络实现，比如：远程手术等医疗场景有高带宽、低时延的高质量的网络要求，这种场景需要5G来逐步实现。（2）传输网络扩容。物联网的发展带来的是接入基站数量增加，单站接入带宽增大。为应对变化，城域传输网PTN接入层可以考虑提高10GE/40GE接入环比例，引入10GPON技术，OTN逐渐下沉；汇聚层环网升级至100G/200G；核心层环网升级至400G，以此满足大带宽需求。

3物联网在传输网络建设中的应用

（1）物联网发展和5G高速网络传输方面的应用。5G的到来将会在通信网络领域引起翻天覆地的变化，2017年，互联网基础设施论坛中指出，未来物联网将以5G的方式接入到云端，连接在5G网络上的物体数量可能会大大超过人和人连接的数量，现有技术无法实现的场景都可以实现，将大能源、公共事业、工业制造等大体量的关键行业得到应用。①5G保证大量数据传输。它支持不同的设备同时进行大量的数据传输，超大的网络吞吐量以及更快的速率使得用户能够获得更好的用户体验。该应用场景包括AR/VR、社交网络、远程教育培训、无线家庭娱乐等一些需要海量的物联网设备数据传输。目前，应用场景大致分为智慧农业、智慧城市、智能制造、智能家居等。该应用场景可以用在远程医疗诊断（实时传输、超低时延）、无人机（巡检和安防）以及智慧能源（馈线自动化系统）等多方面。②以NB-loT等技术为代表的物联网技术在全球快速落地部署，终端、芯片、模组、后端应用等都是在快速成熟，实现了物联网与NB-loT技术有效结合与应用，达到了从独立系统到生态系统的协作的融合，为物联网平台提供更强的性能，构建生态系统合作平台，在平台系统、矢能平台的促进下，结合到AI发展以及许多新的技术，加上承载在云，物联网和5G，帮助各个行业实现从独立系统到生态系统的转型，发挥其价值最大化。③基于5D高速网络传输的应用，一些企业已经开始了5G前沿的试验项目，该项目基于爱立信5G网络，例如：2017年爱立信投入MR的方式，把前端的矿业开采设备所面对的环境场景实时传送到后端，同时提供包括网络层、平台层、应用层等在内的完善的物联网技术与解决方案，在全球实现广泛的应用部署，以实现井下大型设备和装备的远程操作管理。在平台方面，企业应用物联网设备连接管理平台（DCP），通过可监控、可操作、可管理的连接服务，充分利用数据运营、大数据挖掘，深度可视化和强大易用的管理能力，增强了各相关企业的基本业务竞争力。（2）物联网在车辆市场中的应用。在巴塞罗那落幕的世界移动通信大会上，eSIM、4G/5G双模车联网、手机钥匙、数字化体验、无人车等技术和智能化特点让人耳目一新，使汽车的网络连接更快、更多、体验更舒适、更便利。目前，物联网在车联网中具体应用于智能车机、智能后视镜、数据传输OBD等。①智能车机。智能车机的联网：a.在车机计划中增加连接模块，用户在车机侧边刺进SIM卡上网；b.把SIM卡插在车机配套的行车记录仪上，经过WiFi路由完成车机联网。智能车机在运用物联网卡时，有分运用计费的需求：如数据传输和定位运用一个套餐计费；听歌、看视频等文娱运用则运用另一个套餐计费。②智能后视镜。智能后视镜可以供给语音操控、GPS导航、行车记录和实时在线的视听等安全和文娱功能辅佐驾驶。它在流量计费方面连接采用分时段计费，要求工作日早晚班顶峰期和其它时段流量分隔计费。对此，SIMBOSS可利用VPDN技能将一个套餐拆分红若干子套餐，每个子套餐对应一个时间段（例如早顶峰和晚顶峰），每个子套餐独立计算流量用量，独立计费，最大化节省流量使用本钱。③出行数据传输。轿车装置物联网卡后，车载主动诊断体系，可实时采集车辆的刹车、轮胎、发动机等部件的运转状况，为车主供给轿车各项数据，为保证数据安全性，要求数据传输不经过大众网络，直接传输到企业内部网络。而经过SIMBOSS专网完成物联网卡与企业内部网络互联互通，且全程专网，与大众网络隔离，保证数据安全。

4结束语

伴随着互联网与移动通信的蓬勃发展，物联网将渗透到未来社会的各个领域，以用户为中心构建全方位的信息生态系统，最终实现物物相息的愿景。城域传输网络应当紧跟新技术的脚步，朝着大带宽、低时延、精细化运营的方向发展，满足物联网发展的需求。

作者:吴霖 单位:吉林吉大通信设计院股份有限公司