基于光纤通信技术在物联网上的应用研究

程星豪

摘   要：互联网技术的飞速发展，在一定程度上促进了物联网的发展，将光纤通信技术和物联网技术融合到一起，便于消费者购买，同时节省时间，紧跟时代发展脚步。文章基于光纤通信技术在物联网上的应用进行了研究。

关键词：光纤通信;物联网;应用

近几年，通信技术在国内掀起了一阵浪潮，特别是电子通信技术发展迅猛，在全球各个地区广泛应用。光纤通信技术越发成熟，是基于光波形式下的一种传输型技术媒介，主要特点有可存储大量信息、具备传输频宽带、抗电磁能力强等，在框架繁琐、内容量大的物联网中应用效果非常明显。自从推出了物联网理念，其在社会上的关注度越来越高，全球各个国家对物联网经济技术都高度重视。

1    光纤通信技术介绍

包层、外层、芯层是光纤的重要组成部分，从整体上，芯层折射率要比包层折射率大很多，通常选择硅化物质。若光纤中有光射入，那么芯层介质折射率就要比外层折射率大，如果入射角符合标准规范，那么反射现象就会发生，此时，入射光便不能实施折射，致使光能量传输慢慢向100%靠近。增强光纤韧性，防止光纤受到外界因素的伤害，这是外层最明显的功效[1]。以光纤特征为前提，光纤通信完成了通信技术任务，将光波视为主要媒介，把信息放入到光波中，随后利用光波在光纤中的低耗功能，完成信息间的传输任务。

光纤通信技术最明显的特征主要涉及以下几点内容：（1）要知晓单色光波并不完美，一点瑕疵也没有的单色光波不存在，所有光波都含有少量带宽，若带宽值小到人眼不能辨别时，那么呈现的就是单色光波。光波频带越宽，所存储的数据信息就越多，比较光纤介质和铜线前者的带宽传输频率就高于后者，可增加信息存储量，相较于大数据传输而言意义重大[2]。（2）因为完成了光的全反射任务，能够在一定程度上减轻光信息传输带来的消耗。（3）石英材料自身化学性质不够活泼，很难腐蚀，绝缘效果非常好，能够降低雷电、水露和辐射造成的损害，从而延长光纤的使用期限。（4）光纤柔韧性非常好，在铺设过程中毫不费力，减轻了工艺难度，减少了施工成本，实现高保密传输目标。

2    光纤通信技术发展现状

2.1  核心网光纤

在国内光纤干线领域中核心网光纤扮演着重要角色，应用价值非常高。大批量多模光纤逐渐被核心光纤所取代，大力推广和使用单模光纤，比如G.652光纤和G.655光纤。国内之前使用最多的光纤是G.653和G.654，通过对比发现G.653和G.654光纤效果比G.652和G.655要差些，缺点主要体现在增加光纤容量方面，所以逐渐被摒弃。与普通光纤相比，干线光纤的组织成分是分立光纤，不适合使用光纤带。一般情况下，干线光纤常常暴露在外，之前运用的是紧套层绞式结构，当前便从未使用过，而是以一种新奇的结构映入人们眼帘。

2.2  光纤接入技术

在网络工程中，光纤接入网是核心要素并占据主导位置，为了顺应当前时代发展步伐，需加快光纤接入网的发展速度，使人们的接入环境变得相对优良。现如今人们对网络平台越来越重视，提出的要求也越发严格，不但要有宽带主干传输网络，还要有优良的接入环节。光纤到户（Fibre To The Home，FTTH）在光纤接入形式中广泛应用，它可以营造全光接入，充分展现光纤的性能，从而符合广大用户需求。在国内FTTH的使用时间在2003年，目前，使用范围在慢慢拓宽，FTTH形式已经走入很多个体用户和网吧。在经济较为发达的区域，已详细规定了FTTH技术标准，进而设立了一系列福利方案，推动FTTH技术的可持续发展，打造良好的接入环境。

2.3  波分复用技术

目前，波分复用技术的使用频率非常高，是一种常见的传输技术，全面凸显单模光纤的作用价值，使通信传输容量有所提升。在区分波分技术时需根据传输信道中光波长的光纤种类，借助波分复合器把长短不一的光波信号加以合并，随后将光波视为载体，发放到光纤处加以传输。眼下密集波分复用技术已成功研发，在一定程度上加快了光纤通信频率、容量、距离，从而处理了光纤通信中所遇到的一系列问题。

3    物联网技术

3.1  物联网体系结构

随着互联网技术的飞速发展，在一定程度上促进了物联网的发展进程，完全改变了人类工作模式和生活状态，总的来讲，物联网技术改革掀起了一阵浪潮。以下内容是针对物联网体系结构展开的研究：（1）感知层。其功效是采集信息与具体感知，能够把信息直接衍生成人类皮肤和五官，感知层在物联网中的功效与人类皮肤和五官相同。针对物联网而言，感知层的作用非常强大，灵敏性极佳。（2）网络层。网络层的工作内容是采集感知层信息并加以细化和发送，与人类大脑和中枢系统相类似。（3）应用层。应用层为物联网提供了详细的服务流程，并且和具体实际应用密切相连[3]。物联网分层结构如图1所示。

3.2  物联网通信协议

物联网通信协议种类非常多，详细来讲，物联网通信协议可分为几大类：超宽带、近距离无线传输、蓝牙、ZigBee和WiFi。其中，ZigBee的作用和价值相对显著，使用范围也是非常广泛。物联网通信协议优势：（1）ZigBee在硬件方面的要求不是很高。（2）ZigBee所投入的研发资金较少。（3）ZigBee网络节点较多。

3.3  物联网特点

基于互联网环境下诞生一种创新性网络模式—物联网，并且和互联网很多地方都非常一致，如通信作用与信息传输作用，当然也有一些异同点。相较于互联网而言，物联网具有较强的延展性，能够融入人类生活中，产生万物互联网络。

传感技术广泛应用于物联网中且种类非常多，将不同类型的传感设备安放在物品中，每一个设备的信号源都是独立存在的，只收集特种信号，所以物联网能够知晓物品信息，再利用互聯网将信息内容发送给用户。其中，物联网可融合人工智能，充分显现物品智能化作用，让各类智能设备完成互联互通。

4    光纤通信技术在物联网上的应用

4.1  感知层中的应用

感知层是对不同种类的数据信息进行感知和收集，它存在物联网的最低端，是物联网最基本的环节，感知层在判断物联网系统好坏的过程中起到关键性作用。一方面，光纤传感技术在物联网中广泛应用，相比于传统传感技术而言，光纤传感技术的优势非常明显，光传播于光纤过程中，由于受到温度和压力的影响，导致光波相位与波长出现明显改变，从而感知到物理量的变化，这就是光纤传感理论。另一方面，借助光纤特征来解决疑难问题，对光栅进行调整之后可以演变出探测各类化学物质的化学和生物传感器。

4.2  网络层中的应用

在物联网结构内部，网络层处于中间位置，由此其性能是承前启后，网络层的功效性能是传递数据和管理数据信息，并把感知层数据信息发送至应用层。在物联网中所包含的数据是非常多的，将集合与传输工作落实到位，对网络所提出的要求是能够看见的。为了将数据传输时效性凸显出来，就要依靠无线通信网络来支撑网络层，无线通信网络是确保物联网中的信息链接得以交换的重要因素。现阶段国内无线通信网络发展相对成熟，物联网借助现有的通信网络来作为网络层，既方便了物联网的部署，又降低了整体的成本需要。物联网的迅猛发展，拓宽了网络需求量，基于光纤通信技术下的无线通信网络在带宽网络中不断发展。

4.3  应用层中的应用

物联网应用层位于物联网的最上端，对感知层收集的数据信息加以处理和使用。光纤传感技术在光纤通信技术中应用频繁，并且在每个处理终端都随处可见，快速处理感知层中的大量数据信息。随着目前发展趋势，各个行业都已离不开物联网技术，高效完成智能化处理工作，在每一个实体设备与基本设施中安置光纤传感设备，使用光缆链接组成光纤传感网络，融合无线通信网络，有云计算平台的支撑，便能轻松管理各个设备。科学使用各类资源，提高生活质量，推动人类社会的可持续发展[4]。

5    结语

在当前网络信息化新时代的背景下，计算机技术广泛应用于各个领域，推动了互联网发展进程，为人们工作和生活带来便利。随着物联网的发展，需融合新型通信方法，结合光纤通信技术和物联网，推动二者发展。光纤通信技术在物联网上的应用非常广泛，因此，要深入分析和探讨光纤通信技术，紧跟时代发展脚步。

[参考文献]

[1]文晖.面向连接的Socket技术在物联网程序设计中的应用[J].兰州石化职业技术学院学报，2017（4）：12-14.

[2]陈慧，龚婷雨.浅谈大数据技术在物联网产业中的应用[J].江西通信科技，2017（1）：23-26.

[3]王高鑫，徐志成.移动通信技术在物联网中的应用[J].环球市场信息导报，2017（21）：131-132.

[4]劉昌盛，王建.浅谈通信技术在窄带物联网中的应用[J].数字通信世界，2018（6）：184-185.

Research on application of optical Fiber communication technology in Internet of Things

Cheng Xinghao

（China Bester Group Telecom CO.， Ltd.， Wuhan 430023， China）

Abstract：With the rapid development of Internet technology， to a certain extent， it promotes the development of the Internet of Things. It integrates optical fiber communication technology and Internet of Things technology， facilitates consumers to buy， saves time and keeps pace with the development of the times. In this paper， the application of optical fiber communication technology in the Internet of Things is studied.

Key words：optical fiber communication; Internet of Things; application