物聯網發展中光通信技術的應用

摘要：物聯網的發展給人們的生活帶來了很大的便利。物聯網屬于一種綜合性技術實現了生活中各種事物與網絡的連接從而構成了龐大的信息體系可以對信息統一管理和監督。物聯網的出現和不斷發展在一定程度上促進了我國各行各業的發展隨著我國通信技術的不斷優化與完善光通信技術在物聯網發展中也起到了一定的作用。文章圍繞光通信技術在物聯網中的具體應用展開了探究旨在為相關領域研究提供參考。

關鍵詞：光通信技術;物聯網;感知層;網絡層;應用

中圖法分類號：TP391文獻標識碼：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

光通信技術主要是將光波作為信息交流和傳輸的載體。眾所周知，光波的速度極快，因此光通信技術也具有信息傳播快的特點[1]。將光通信技術應用于物聯網中可以提高物聯網的技術水平，促進物聯網的應用與發展。因此，研究光通信技術在物聯網中的具體應用至關重要。

1? 概述

光通信作為一種比較高效的通信技術，在現階段的社會發展中得到了非常廣泛的應用。光波與無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，但是光波的波長相對較短，在頻率上相對較寬，因此光通信相對于無線電波通信更具優勢，應用面更廣。我國很早就已經開始研究光通信技術，而且經歷了漫長的研究和發展歷程，光通信技術已經基本成熟，技術應用已經基本穩定。

從目前光通信技術的實際發展情況上看，其優勢及特點主要表現在兩方面：（1）傳輸容量大。光通信技術相對于傳統通信技術而言在頻帶寬度上更大，這也是光通信技術能夠有更大的傳輸容量的關鍵原因。在信息時代，信息量飛速增長，因此對于通信技術的傳輸容量也有了更高的要求，光通信技術在很大程度上滿足了信息傳輸的相關要求，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的一大特征和優勢，為提高人們的生活、生產效率和質量提供了良好的保障;（2）抗干擾能力強。光通信技術具有很強的保密性，在進行信息傳輸的過程中，不會受到外界因素的干擾，能夠確保信息輸出過程中的安全性、保密性。在使用傳統通信技術的過程中，大部分信息在傳輸時并不具備較強的抗干擾性，造成信息在傳輸過程中的安全性不到保障，時常會被竊聽或者信息被竊取。而光通信技術所使用的信息傳播媒介是光波，光波具有很強的抗干擾性，因此在信息傳輸過程中，很少會出現信息發生泄露的問題。因此，光通信技術具有很強的抗干擾性，保障了信息的安全性和完整性，而被廣泛應用于多個領域[2]。

2? 物聯網的結構框架

物聯網是一種比較先進的技術體系，物聯網中運用了很多先進的技術和設備，如射頻識別技術、紅外感應器、信息技術、通信技術、全球定位熊等。物聯網主要依據相關規定和要求，采用先進設備和技術連接人們生活中各種物體與互聯網，從而實現了物體的網絡化，通過運輸信息的方式來對各種物體進行智能化識別以及監督控制。物聯網屬于一種職能管理技術，在人們的生活和生產中無處不在。通過物聯網在人們生活中的應用，使得社會中龐大的信息系統得到科學有效的管理，社會秩序也變得更加井井有條。事實上，物聯網中的物體只是人們生活環境中的所存在的萬千事物，自身與互聯網并沒有直接關系，它們之間的聯系建立在各種技術以及設備上。比如，安裝傳感器就可以讓人們通過網絡渠道了解到各種物體的信息，即便不接觸物品，也能夠掌握其基礎信息和運動情況。

隨著時代的不斷發展，物聯網也在不斷優化和完善，智能化集中處理信息是物聯網的一大特征和功能，現階段物聯網在結構框架上主要分為三層。

其一，感知層。物聯網中的感知層可以說是最基礎、最重要的層次，因在物聯網的感知層中主要是負責對各種物體的信息進行感知與獲取，從而能夠構建起相對完善的龐大信息庫，是物聯網進行信息傳輸以及信息智能管理的重要基礎層。如果不能實現完整、準確地獲取物體的信息，也就無法保障后續信息管理以及信息傳輸的有效性，使物聯網的價值和作用難以發揮。因此，物聯網的感知層相相當于房屋地基，雖然處于底層，但卻是最基礎、不可缺少的關鍵一層。物聯網的感知層也被稱之為物聯網中的識別技術，其主要由多個傳感器以及傳感技術構成，如二維碼標簽、攝像頭、紅外線以及溫濕度傳感器、RFID 標簽和讀寫器等。多種技術以及先進設備的聯合使用才能使物聯網感知層發揮應有的作用。

其二，網絡層。物聯網中的網絡層也被稱為中樞層，是物聯網的中間層，其主要作用是進行信息的處理和傳輸，接收來自物聯網感知層的各類信息，并對各類信息進行有效識別和處理，從而將信息有針對性地傳送到物聯網的應用層，實現信息的多方面應用。網絡層主要包含多種類型的網絡，如互聯網、廣電網以及云計算平臺和相關網絡管理系統等，在多種類型的網絡共同作用下實現了對物聯網中大量信息的快速、準確處理和傳輸。而在物聯網的網絡層中實現對信息的傳輸需要用到大量技術，如有線通信技術、 GPRS 技術以及4G 或者5G 移動通信技術等。在先進技術的不斷研發與應用過程中，也給物聯網中的網絡層提供了更多高效的信息傳輸技術，使其工作效率得以提高。

其三，應用層。物聯網中的應用層屬于最上層結構，其主要是對物聯網中的各種信息進行科學合理的應用，使物聯網中的大量數據都能夠發揮各自的作用。其中，應用層也可以對物聯網中各類信息進行智能化處理，以提高信息的價值。物聯網的應用層通常情況下是根據社會的發展以及各個行業或者領域發展的需求而進行不斷優化和改革，從而滿足社會發展以及行業發展需求，使物聯網技術能夠得到更加智能化的應用。物聯網中的應用層能夠將終端用戶與物聯網平臺相連接，同時能夠通過數據庫的形式或者終端顯示設備的形式來呈現信息。

3? 光通信技術的具體應用

（1）光通信技術應用于物聯網感知層

光通信技術應用于物聯網的感知層中，可以有效提高工作效率和工作質量。從基礎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的靈敏度，而物聯網的感知層就是對各種物體進行信息的識別與獲取，較強的靈敏度能夠使物聯網感知層所獲取的信息更加全面和準確。因此，光通信技術在物理網的感知層中的應用具有一定的可行性，而且其應用原理就是光纖傳感，即借助光纖的特殊性質和特點，使其在物體信息識別與獲取中能夠具有更強的靈敏性。

在物聯網感知層中應用光纖傳感技術以及光通信技術可以實現對多個目標的同時監測和信息獲取，而且能夠有效保障監測的準確性以及信息的完整性，相較于傳統通信技術而言具有明顯的優勢。光通信技術具有很強的靈敏度，因此，在應用的過程中，也可以為物聯網感知層信息的獲取提供良好的技術保障，使物聯網基礎層中的信息具有真實性和可靠性[3]?，F階段，在我國范圍內均已普及了二維碼掃描獲取信息的技術，而二維碼掃描事實上就是利用了光傳感技術，發揮了光通信技術的強大優勢，不僅獲取信息的方式簡單、便捷，而且具有很高的準確性和安全性。光波較強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進行信息輸送時，也能夠實現對新信息的有效捕捉與獲取。由此可見，在光通信技術的應用下，物聯網感知層可以同時實現信息傳輸與信息獲取，使物聯網的工作效率得以提高。此外，光通信技術在感知層中的應用，可以通過將光纖傳感技術和通信技術進行有效融合，從而在物聯網感知層中構建起相對完善的矩陣化傳感體系，進而使物聯網感知層同時對多個待檢測目標進行檢測和信息獲取。光通信技術因其傳輸容量大，因此其在信息傳輸上的傳輸速率也極高，以4G 通信網絡作對比，光通信技術的傳輸速率可達到其百倍效果。

（2）光通信技術應用于物聯網網絡層

光通信技術在物聯網網絡層中的應用主要體現在光纖通信技術的應用，其工作原理同樣是將光波作為媒介來進行有關數據以及信息的傳輸。通過光通信技術的優勢和特點可以看到，傳輸容量大是其最大的優勢和特點之一，即在物聯網應用層應用光通信技術的過程中，可以使物聯網應用層同時承載更多的信息容量，以進行信息傳播。與此同時，還能夠保障信息傳輸過程中不會受到外界各種因素的干擾，即便是在傳輸距離較長的信息傳輸中，也可以有效保障傳輸信息的穩定性和安全性。

隨著時代的不斷發展，人們對物聯網網絡層信息傳輸的要求越來越高，不僅要具有更高的傳輸速率，而且要具備更長的傳輸距離，同時要更好地保障信息傳輸過程中的信息安全，這都可以通過應用光通信技術得以實現。另外，光通信技術在應用的過程中，對本身的架構條件并沒有過高的要求，只需要通過接入20THz 就能夠完成寬帶鋪設，從而滿足物聯網網絡層運行的各項指標要求。光通信技術在物聯網網絡層的應用對其原有的技術設備也能夠起到一定的輔助作用，如在光通信技術的應用下使得物聯網網絡層中的 GPRS 傳輸速度有了大幅度提升，通過各方面性能的提升，可以使物聯網對環境的適應性更強，能夠適用于各種環境下的信息處理和傳輸工作。

通過不斷實踐與應用，光通信技術在物聯網網絡層的有效應用使得各項傳輸數據的安全性得到了很大的提升，即物聯網網絡層的基礎結構得到了進一步的優化和完善。與此同時，光通信技術的應用還能夠提高物聯網網絡層信息傳輸的安全性，減少網絡擁堵顯現象的發生，這主要是因為光通信技術可以實現多傳入口以及輸出口的構建，同時能夠通過構建不同主體之間的安全協議，使物聯網網絡層可以更加安全穩定的運行。

（3）光通信技術應用于物聯網應用層

光通信技術在物聯網的應用層同樣有很好的應用效果，通過光通信技術的有效應用可以實現對物聯網應用層各種信息數據的優化，可以滿足不同終端對物聯網數據傳輸提出的相關要求，并進行有針對性的調整和改善，最終滿足不同終端的不同要求。與此同時，光通信技術的應用也可以在很大程度上改善物聯網終端設備的應用環境。光通信技術可以有效擴充物聯網應用層中信息處理容量，使更多的移動終端設備可以接入物聯網中，從而為信息的交互提供了更大的空間和便利。

光通信技術在物聯網應用層雖然已經有了一定的應用，并且也取得了很好的應用效果，然而就目前情況來看，光通信技術在應用層中的應用仍然有很大的發展空間待挖掘，相關技術人員以及研究人員也在不斷地對光通信技術應用進行研究，目的是使物聯網的發展更好地契合不同端口對信息處理的要求。比如，在各個項目工程中，物聯網應用層借助光通信技術以及相關傳感設備，可以有效實現電網、橋梁和鐵路等數據的科學化處理，使各個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，通過光通信技術的應用可以更好地了解施工現場情況，滿足工程建設需求。光通信技術在很大程度上提高了物聯網應用層的智能化水平。當然，光通信技術的應用還有待進一步研究，可以通過更深入的應用來促進物聯網技術的發展。

4? 結束語

物聯網主要包含感知層、網絡層以及應用層，在研究光通信技術在物聯網中的具體應用時，也主要從這三個層次的應用進行研究，從而使研究更有方向，也確保光通信技術在物聯網中得到深度應用。

參考文獻：

[1 ] 陳瑾，高飛，劉二利，等.探究新時期物聯網發展中光通信技術的應用[ J].中國新通信，2020，22（8）：109.

[2] 張莉.新時期物聯網發展中光通信技術的應用分析[ J].通訊世界，2019，26（7）：87?88.

[3 ] 張誠.物聯網中光通信技術的研究進展及發展前景[ J].江西電力職業技術學院學報，2019，32（2）：3?4.

作者簡介：

陸冬妹（1974—） ，碩士，高級實驗師，研究方向：信息與通信系統。