水运行业无线通讯技术应用趋势分析

黎广宇　任勤雷

摘要：近年来数字无线通讯技术的不断发展满足了水运行应用系统灵活多变的通讯需求。因此其应用范围不断的扩展，并对水运行业系统应用起到了推动的作用。本文对水运行业广泛应用的移动通讯和WiFi技术的发展进行了回顾，并结合在大数据和物联网应用的背景下水运行业的需求变化，分析得出了无线通讯技术在水运行业的应用存在着模拟信号向数字信号转变、以通讯带宽不断增长为代表的通讯能力提升、专用网向综合性网络过渡、单纯报文数据向多种数据融合传输转化等趋势。

关键词： LTE ； 802.11ac ； 水运行业应用

中图分类号：U692 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（B）-0000-00

随着无线通讯技术的不断发展，其通讯带宽不断扩大、信号稳定性及安全性不断提高、系统通讯费用不断降低，同时无线通讯又以其灵活、便捷、施工量小等特点的特点，满足了水运行业应用移动性能越来越高的需求，因此无线通讯在现今的水运行业应用系统中占有了极为重要的地位。

随着无线通讯技术在水运行业内应用的不断深入以及水运行业本身应用系统对于无线通讯技术能力的需求不断提高，其技术应用模式不断的发生着变化。本文试通过对无线通讯技术发展和水运行业需求发展的梳理，分析得出无线通讯技术在水运行业的应用趋势。

1无线通讯技术发展

在水运行业内应用最为广泛的无线通讯技术包括移动通讯技术和WiFi技术，此外还包括VHF、UHF、WiMax、Zigbee、卫星通讯、卫星通讯等通讯技术。

1995年问世的第一代模拟制式手机（1G）只能进行语音通话；1996到1997年出现的第二代GSM、CDMA等数字制式手机（2G）便增加了接收数据的功能；第三代与前两代的主要区别是在传输数据的速度上的提升，其数据传输带宽最大可达到42Mbps，也是目前针对大数据传输使用最为广泛的移动通信技术。其后，LTE技术在世界范围内如火如荼的发展。2013年，韩国的运营商SK电信推出了首个LTE-Advanced（4G）商用服务。其后韩国成为首先拥有CAT6制式4G网络的国家之一，并将其网络传输速率推高至300Mbps。

WiFi技术是一个以IEEE 802.11协议簇为基础的局域无线网络通讯技术。该技术支持了电子设备在2.4GHz和5GHz频段下进行无线的数据通讯。目前已成熟应用的WiFi物理层接入技术主要包括802.11、802.11a、802.11b、802.11g和802.11n。802.11ac作为IEEE 无线技术的新标准，于2013年12月下旬被证实批准通过（IEEE 802.11ac-2013）。其802.11ac使用了大信道带宽、高阶调制、MU-MIMO等方式使得其通讯能力较之前的802.11n有数倍的提高，且其传输带宽再使用更多空间流和宽信道的模式下还能有较大的提升空间。

2水运行业需求发展

在大数据和物联网技术飞速发展的大背景下，水运行业应用系统对于数据采集、数据传输的需求不断的增加。其物-物感知、长期在线的技术特性极大的体现于作为最后一公里的接入方式几乎无可辩驳的为无线通讯方式。由此也可以看出无线通讯网络在未来将扮演更为重要的角色。

从近年来水运行业应用系统中数据通讯需求的变化趋势可以看出，后续新建系统在通讯带宽、接入能力、传输性能和成本等方面需求将不断提高。

3技术应用趋势分析

无线通讯技术在水运行业应用系统上应用的趋势总体上呈现出模拟信号向数字信号转变、通讯能力不断提升、专用网向综合性网络和多类型数据融合传输等发展趋势。

3.1模拟信号向数字信号转变

在信号源方面最有代表性的模拟信号向数字信号转变的例子即音频数据和视频数据。其中音频数据的无线通讯发展体现在了模拟电台向VHF数传电台（或UHF）的转变。水运行业的视频信号受传统应用框架影响，早期的模拟信号均采用视频线缆（75线）或光纤传输。但视频信号数字化后，即可使用整体的IP数据传输网络及无线通讯网络进行视频数据的传输。

信号数字化后抗干扰能力强、容易加密、便于处理且传输更加方便。

3.2以通讯带宽不断增长为代表的通讯能力提升

水运行业应用系统的无线通讯能力不断的提升是非常明显的发展趋势。其中又以通讯带宽的增加最为直观且受到关注。水运行业利用公网进行无线数据传输的典型就是利用移动通讯网络。其通讯带宽的增长展示出了移动通讯网络从2G时代开始对数据通讯带带宽的不断发展。从最早的SMS到后来的GPRS、CDMA 1X，再发展到各类3G数字通讯技术，其数据通讯带宽已经发生了几十上百倍的增长。在自建无线网络方面，WiFi技术的发展也体现出了近十几年内的通讯变革。从最早的802.11-1997到802.11n，其理论通讯带宽出现了数百倍的增长。而通讯带宽的增加只是通讯能力增长的冰山一角，数据延时、数据交换能力、抗干扰能力、数据移动性支持、mesh网络等等都体现了无线通讯的发展，也体现出了水运行业应用的发展。这种发展也一定程度上的反应了水运行业应用对数据通讯能力的需求，特别是随着信息化不断深入和物联网应用的推进，部分现有的无线网络已难以支撑更多的系统应用数据的传输，而影响了应用的扩展。

3.3专用网向综合性网络

在水运应用系统建设的初期，其网络建设更多的仅仅考虑了本应用系统的需求，并依托应用系统建设。这造成了在同一生产运营或管理单位中各并行的应用系统各自拥有相应的通讯系统，而没有统一的规划。这在无线环境下则更为复杂，因为无线信号在频点相近时将产生互相干扰，特别是大功率的发射装置将影响整个地区的无线网络环境，给各无线通讯网络均造成严重影响。为解决以上问题，水运行业后期进行的网络建设，一般都将核心网络和无线网络覆盖在统一的网络架构下进行设计并考虑到各类的系统应用。后期现有应用升级或增加应用时更多的是考虑接入层的网络设备或增加网络覆盖的范围，从而减少了网络之间的影响。

3.4单纯报文数据向多种数据融合传输发展

专用网向综合性网络的发展从侧面上也反映出了网络已经可以承载多种数据源数据同时传输。在早期VoIP等技术并不成熟的时候，视频数据无法简单的通过IP网络进行传输，而需要用专用的模拟信号通讯设备进行各层次的汇聚和转发。现在基于IP的通讯网络已经可以方便的承载各类多媒体数据、报文数据等内容。因此较为综合的通讯网络的非物理层的通讯设备多数使用IP技术的网络设备。

4结束语

近年来，受通讯技术进步和水运行业应用需求的推动，在水运行业的无线通讯技术应用有较大的发展。特别是4G移动通讯和802.11ac技术设备的不断成熟，将满足水运行业中区域综合无线网络搭建和高清视频数据无线传输等实际需求，给行业内通讯组网架构带来一场变革。