韓建友

（浪潮通信信息系統(tǒng)有限公司，山東 濟南 250101）

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展背景下，通信工程技術(shù)的應(yīng)用不僅實現(xiàn)了萬物互聯(lián)和信息遠程輸送，而且實現(xiàn)了對實物的遠程監(jiān)控及定位管理，在給人們工作和生活提供便利、促進社會經(jīng)濟發(fā)展的同時，也倒逼通信工程技術(shù)不斷創(chuàng)新，加快了物聯(lián)網(wǎng)智能化發(fā)展進程。近年來，我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展呈現(xiàn)出迅猛的發(fā)展態(tài)勢，但距離真正意義上的大范圍普遍應(yīng)用還有很大距離。究其原因，主要是對物聯(lián)網(wǎng)信息管理和通信工程技術(shù)應(yīng)用缺乏相應(yīng)的法律法規(guī)和標準，一定程度上限制了通信工程技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用效果。要想實現(xiàn)通信工程技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)有效融合，凸顯通信工程技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用價值，必須深入研究、開發(fā)通信工程技術(shù)，建立健全相應(yīng)的法律法規(guī)和標準，這也是促進物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和擴大應(yīng)用范圍的前提和基礎(chǔ)。

1 通信工程技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)概述

1.1 通信工程技術(shù)的內(nèi)涵

通信工程是電子信息工程的重要分支。通信工程技術(shù)著重研究通信信息傳輸以及信息信號處理。在通信工程技術(shù)中，移動通信技術(shù)的應(yīng)用最為廣泛。移動通信技術(shù)的發(fā)展大致分為5 個階段，即1G、2G、3G、4G 和5G。美國是率先使用通信工程技術(shù)的國家，建立了以模擬調(diào)制技術(shù)和FDMA 為代表的第一代通信工程技術(shù)，開啟了1G 時代。一些歐洲國家自主研發(fā)出由TDMA 發(fā)展而來的GSM技術(shù)和復(fù)用形式的CDMA 技術(shù)，完成了由模擬調(diào)制技術(shù)向數(shù)字傳輸技術(shù)的轉(zhuǎn)變，形成了移動電話網(wǎng)絡(luò)，開啟了2G 時代。雖然通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模上已經(jīng)超過美國，但仍未從根本上擺脫美國的通信工程技術(shù)制約。2G 向3G 過渡期間，出現(xiàn)了2.5G，采用了一種基于GSM 技術(shù)的GPRS 過渡技術(shù)。3G 時代以CDMA 技術(shù)為核心，包括CDMA2000、WCDMA及TD-SCDMA 等3 個標準。4G 時代以TLE 技術(shù)為核心，包括TD-TLE 和FDD-LTE 等2 個標準，傳輸速率顯著提高，上行速率和下行速率分別達到20 Mb·s-1和100 Mb·s-1[1]。進入5G 時代，其超高網(wǎng)速、超低時延、超廣連接、超低能耗的應(yīng)用優(yōu)勢更加明顯，實現(xiàn)了真正意義上的萬物互聯(lián)。5G 通信技術(shù)典型的應(yīng)用場景主要包括移動寬帶、超高可靠與超低時延通信以及海量機器類通信等。其中，移動寬帶不僅保證用戶正常通信與交流，而且滿足了移動網(wǎng)絡(luò)的主體需求，提高人與人之間通信的體驗感，應(yīng)用范圍最廣泛。在對通信的可靠性和時延要求較高的領(lǐng)域如無人駕駛和自動化設(shè)備運行等方面，主要采用超高可靠與超低時延通信技術(shù)。在大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)上，5G 典型的應(yīng)用場景——海量物聯(lián)網(wǎng)通信（Massive Machine Type Communication，mMTC）能夠支持物聯(lián)網(wǎng)及垂直行業(yè)應(yīng)用，如智慧城市、智能家居、環(huán)境監(jiān)測及虛擬現(xiàn)實等方面。

我國通信行業(yè)的發(fā)展起步相對較晚，在借鑒歐美發(fā)達國家通信工程技術(shù)的基礎(chǔ)上，直接開啟了2G時代，并建設(shè)形成全球排名第二的通信網(wǎng)絡(luò)。從3G時代開始，我國進入自主技術(shù)標準研發(fā)階段，如4G標準TD-TLE 技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及華為公司的5G 通信工程技術(shù)商用模式，在標準制定和基站建設(shè)等方面都取得了長足的發(fā)展和進步，成為全球通信工程技術(shù)發(fā)展的領(lǐng)航者，也預(yù)示著5G 時代已全面來臨。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵

物聯(lián)網(wǎng)有狹義和廣義之分。狹義物聯(lián)網(wǎng)是指對互聯(lián)網(wǎng)的延伸和擴展，以計算機技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過有線或無線的方式將物品與互聯(lián)網(wǎng)互連互通，即物與物相連，并借助射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）、激光掃描器、紅外感應(yīng)器以及全球定位系統(tǒng)等信息傳感設(shè)備，按照預(yù)先約定好的傳輸協(xié)議進行信息交換和處理，從而實現(xiàn)對物品自動識別、定位、跟蹤、監(jiān)控及管理，屬于一種智能化互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。廣義物聯(lián)網(wǎng)是指信息空間與物理空間的相互融合，事物以網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化形式呈現(xiàn)，在物與物、人與物、人與現(xiàn)實環(huán)境之間實現(xiàn)互連互通，即物與物相連、人與物相連、人與現(xiàn)實環(huán)境相連。信息主要借助無線網(wǎng)絡(luò)傳輸和智能化處理，形成真實事物與虛擬網(wǎng)絡(luò)信息實時交互和共享。各種信息互融后呈現(xiàn)出一種新的服務(wù)模式，服務(wù)可及用戶終端的任何物品或個人，屬于智能化網(wǎng)絡(luò)綜合應(yīng)用的最高目標[2]。

物聯(lián)網(wǎng)具有以下基本特征：

（1）感知全面，通過應(yīng)用射頻識別、傳感器等技術(shù)，實現(xiàn)外部巨大承載信息的全面感知和識別；

（2）可靠傳遞，通過應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)組織技術(shù)、信息傳輸技術(shù)及信息交換技術(shù)等，實現(xiàn)遠程感知信息的可靠、安全傳遞，保密性較好；

（3）智能化處理，通過應(yīng)用模糊識別技術(shù)、云計算技術(shù)等，對信息數(shù)據(jù)進行分析及處理，不僅操作便捷，能夠?qū)崿F(xiàn)人與人之間的交流溝通，而且能實現(xiàn)人與物或物與物之間的信息傳遞，以對實物進行智能化控制和管理[3]。

按照功能進行劃分，物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)可以分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層。其中，感知層主要利用信息感知技術(shù)采集相關(guān)信息數(shù)據(jù)，常見的硬件設(shè)施包括傳感網(wǎng)絡(luò)、攝像頭等；網(wǎng)絡(luò)層對感知層和應(yīng)用層起到連接作用，主要利用云計算平臺進行信息數(shù)據(jù)存儲、分析及挖掘，常見的應(yīng)用方式包括移動通信網(wǎng)和無線通信網(wǎng)等；應(yīng)用層主要是把用戶的信息需求與物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)相結(jié)合，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的信息服務(wù)[4]，監(jiān)控方面如環(huán)境監(jiān)測、物流監(jiān)控等，查詢方面如智能檢索等，控制方面如智能電網(wǎng)、智能交通等，掃描方面如ETC 收費、手機錢包等。物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)圖

2 通信工程技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的具體應(yīng)用

2.1 移動通信應(yīng)用

2.1.1 傳輸網(wǎng)絡(luò)

在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過程中，傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與應(yīng)用是基礎(chǔ)。由于物聯(lián)網(wǎng)承載的信息量巨大，為了保證信息傳輸?shù)陌踩?、便捷性及高效性，必須加強傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，尤其需要加強通信工程5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，應(yīng)用5G 技術(shù)的優(yōu)勢來進行各種任務(wù)處理，以彌補4G技術(shù)在信息傳輸過程中的不足。5G 技術(shù)能夠做到信息傳輸覆蓋每一個角落，在滿足物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模信息傳遞現(xiàn)實需求的同時，實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)運行控制和監(jiān)管[5]。完善傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，即建設(shè)一個功能強大的傳輸網(wǎng)絡(luò)，以充分體現(xiàn)通信工程技術(shù)的應(yīng)用價值，這就對廣大技術(shù)人員的專業(yè)能力和職業(yè)素質(zhì)提出了更高的要求。作為物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，不僅要加大通信工程技術(shù)相關(guān)人才的引進力度，還需要加強在職技術(shù)人員專業(yè)知識和職業(yè)技能培訓(xùn)，打造老中青相結(jié)合的人才隊伍，為傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和應(yīng)用提供人才保障。

2.1.2 通信管理平臺

通信管理平臺是對通信信息進行管理的平臺，能夠確保通信系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效運行，從而提高通信系統(tǒng)的運行速率和質(zhì)量。一方面，通信管理平臺通過對通信設(shè)備性能自動檢測和系統(tǒng)運行狀態(tài)自動評估[6]，可以為設(shè)備維護提供科學(xué)依據(jù)，確保系統(tǒng)設(shè)備高效運行；另一方面，通信管理平臺能夠?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)涉及的通信工程技術(shù)進行有效監(jiān)管，倒逼技術(shù)人員不斷優(yōu)化和創(chuàng)新通信工程技術(shù)，保證系統(tǒng)安全運行，不斷強化物聯(lián)網(wǎng)運行效果。例如商家使用的移動支付業(yè)務(wù)，通信管理平臺利用先進的通信工程技術(shù)，可以實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)移動通信信息的全面監(jiān)管，確保支付信息安全傳輸；又如車聯(lián)網(wǎng)中的智能出行，通信管理平臺利用通信工程技術(shù)將汽車系統(tǒng)與交管部門網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相連，就可以詳細掌握每一輛汽車的行動軌跡，同時還可以對汽車的行駛方向給予指引，為用戶提供最佳的行駛路線。

2.1.3 移動終端

移動終端是指接收物聯(lián)網(wǎng)信息資源的移動終端設(shè)備，也是物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵設(shè)備。用戶可以利用移動終端設(shè)備獲取自己需要的物聯(lián)網(wǎng)信息。將通信工程技術(shù)應(yīng)用于移動終端設(shè)備，用戶可以及時了解信息資訊變化，在信息節(jié)點變化的情況下實時監(jiān)測目標信息發(fā)展動態(tài)[7]?，F(xiàn)如今，科技發(fā)展日新月異，人們必須緊跟時代發(fā)展步伐，及時更新自身的知識結(jié)構(gòu)和技術(shù)技能，以此更好地適應(yīng)社會發(fā)展。在新知識和新技術(shù)、技能學(xué)習(xí)過程中，首要需要有合適的學(xué)習(xí)途徑，移動終端設(shè)備中通信工程技術(shù)的應(yīng)用，為用戶獲取新知識和新技術(shù)技能提供了便捷的學(xué)習(xí)途徑，用戶可以隨時隨地享受物聯(lián)網(wǎng)帶來的更好學(xué)習(xí)體驗。

2.2 無線通信和光纖通信應(yīng)用

無線通信和光纖通信的最大特點是信息傳輸速度快，借助帶寬可以實現(xiàn)信息快速傳輸。現(xiàn)如今，無線通信和光纖通信已經(jīng)得到普及，開始走進千家萬戶。感知層是物聯(lián)網(wǎng)信息的采集層，在感知層應(yīng)用無線通信技術(shù)和光纖通信技術(shù)，都可以利用光纖傳感增強信息探測效果。但光的傳播速度容易受環(huán)境溫度影響，導(dǎo)致光的相位、波長發(fā)生改變，影響無線通信和光纖通信的傳播效果[8]，因此需要對光纖傳感進行技術(shù)處理，以提高無線通信技術(shù)和光纖通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用效果。網(wǎng)絡(luò)層作為物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸、存儲及分析的過渡層，在網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用無線通信技術(shù)和光纖通信技術(shù)可以提升感知信息的傳輸效率和質(zhì)量，從而增強物聯(lián)網(wǎng)傳輸信息資源的能力。應(yīng)用層作為物聯(lián)網(wǎng)用戶指令的執(zhí)行層，在應(yīng)用層應(yīng)用無線通信技術(shù)和光纖通信技術(shù)，可以對物聯(lián)網(wǎng)感知信息進行快速處理和有效管理，并將結(jié)果反饋給用戶，以提升物聯(lián)網(wǎng)對感知信息的分析、處理、管理能力。

3 通信工程技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展趨勢

在社會發(fā)展進程中，物聯(lián)網(wǎng)和通信工程技術(shù)都起到了非常顯著的推動作用。將兩者有機融合，著力凸顯物聯(lián)網(wǎng)智能化應(yīng)用優(yōu)勢，不僅是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)自身發(fā)展的內(nèi)在需要，也是經(jīng)濟社會發(fā)展對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提出的新要求。從當前通信工程技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中實際應(yīng)用的情況來看，雖然物聯(lián)網(wǎng)覆蓋范圍日益廣泛，但二者融合的應(yīng)用范圍相對較窄，只局限于個別領(lǐng)域應(yīng)用，普及之路依然存在一定的困難。究其原因，主要是缺乏統(tǒng)一和科學(xué)的物聯(lián)網(wǎng)信息管理準則和通信工程技術(shù)應(yīng)用標準以及相應(yīng)的法律法規(guī)，市場規(guī)范指導(dǎo)作用有限，使得物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過程常常出現(xiàn)端口之間無法兼容的情況，這也是制約通信工程技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)普及應(yīng)用的關(guān)鍵因素。因此，要想加快通信工程技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的步伐，形成以互聯(lián)網(wǎng)信息傳輸為中心的系統(tǒng)，打破物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸時空限制，政府主管部門應(yīng)加快推進物聯(lián)網(wǎng)信息管理準則和通信工程技術(shù)應(yīng)用標準的統(tǒng)一，制定科學(xué)而完善的物聯(lián)網(wǎng)管理制度，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過程中端口之間相互兼容，從而促進對物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)進行規(guī)范管理和物聯(lián)網(wǎng)大范圍普及應(yīng)用。同時，運營商也應(yīng)加大網(wǎng)絡(luò)建設(shè)資金投入，一方面加大通信工程新技術(shù)、新產(chǎn)品研發(fā)和應(yīng)用，不斷提升新產(chǎn)品市場吸引力，為物聯(lián)網(wǎng)信息快速、安全、穩(wěn)定傳輸提供技術(shù)保障；另一方面，系統(tǒng)鋪設(shè)移動傳輸網(wǎng)絡(luò)，為物聯(lián)網(wǎng)拓展應(yīng)用范圍提供載體保障，以最大限度發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用價值，提升用戶物聯(lián)網(wǎng)信息應(yīng)用體驗效果。

4 結(jié)語

未來是物聯(lián)網(wǎng)時代已經(jīng)毋庸置疑。在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的帶動下，社會經(jīng)濟和科技將發(fā)生更加深刻的變革。通信工程技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)，將通信工程技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)融合是順應(yīng)時代發(fā)展潮流之舉，但要想真正促進物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和擴大應(yīng)用范圍，必須做到二者深度融合，充分發(fā)揮通信工程技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，凸顯其在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用價值，不斷強化物聯(lián)網(wǎng)智能化管理水平。基于此，本文從移動通信應(yīng)用和無線通信/光纖通信應(yīng)用兩個方面重點探討了通信工程技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的實際應(yīng)用，以不斷完善物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸方式，為通信工程技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)高效融合提供參考，為社會經(jīng)濟發(fā)展提供源源不斷的動能，為公眾生產(chǎn)生活、工作學(xué)習(xí)提供更多便利，從而造福整個社會。