物联网概论-2版-第5章+.pptx

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1、物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）点点击此此处结束放映束放映电电子子教教案案物联网概论（第物联网概论（第2版）版）物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）第第5章章 物联网通信物联网通信点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）通信是物联网的主要功能，物联网通信构成了物与物、通信是物联网的主要功能，物联网通信构成了物与物、物与人互联的基础。物与人互联的基础。物联网通信几乎包含了现在所有的通信技物联网通信几乎包含了现在所有的通信技术，形成了大规模的信息化网络。本章将介绍无线通信网络，包术，形成

2、了大规模的信息化网络。本章将介绍无线通信网络，包括无线接入网和移动通信网。本章将介绍有线通信网络，包括有括无线接入网和移动通信网。本章将介绍有线通信网络，包括有线接入网和光网络。线接入网和光网络。点点击此此处结束放映束放映 无线通信网络概述无线通信网络概述5.1无线接入网无线接入网5.2移动通信网络移动通信网络5.3有线接入网有线接入网5.4光网络光网络5.5物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）点点击此此处结束放映束放映无线通信网络概述无线通信网络概述5.1物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）1无线通信网络无线通信

3、网络 迄迄今今为为止止，没没有有任任何何一一种种单单一一的的无无线线通通信信网网络络能能够够满满足足所所有有的的场场合合和和应应用用需需要要，因因而而技技术术的的多多元元性性是是无无线线网网络络的的一一个个基基本本特特征征。依依通通信信覆覆盖盖范范围围的的不不同同，无无线线网网络络从从小小到到大大依依次次为为无无线线个个域域网网（WPAN）、无无 线线 局局 域域 网网（WLAN）、无无 线线 城城 域域 网网（WMAN）和和 无无 线线 广广 域域 网网（WWAN）。无无线线网网络络覆覆盖盖的的范范围如图围如图5.1所示。所示。点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）

4、版）1无线通信网络无线通信网络点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）1无线通信网络无线通信网络 （1）WPAN （2）WLAN 点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）1无线通信网络无线通信网络 （3）WMAN （4）WWAN点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）2频谱的划分频谱的划分 由由于于应应用用领领域域众众多多，对对频频谱谱的的划划分分有有多多种种方方式式。较较为为通通用用的的IEEE频谱分段法见表频谱分段法见表5.2。点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）点点击此此处

5、结束放映束放映 2频谱的划分频谱的划分 物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）2频谱的划分频谱的划分 点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）点点击此此处结束放映束放映无线接入网无线接入网5.2物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）无线接入网无线接入网 5.2.1 ZigBee 5.2.2 蓝牙蓝牙 5.2.3 UWB 5.2.4 60GHz通信通信 5.2.5 WLAN 5.2.6 WiMAX 点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）无线接入网无线接入网 在物联网中，最能体现物联网通信特征的是无线接在物联网中，最能体现物联网通信

6、特征的是无线接入网。入网。ZigBee、蓝牙、蓝牙、UWB、60GHz、Wi-Fi和和WiMAX都属于无线接入网。都属于无线接入网。点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.2.1 ZigBee ZigBee的中文译名通常称为的中文译名通常称为“紫蜂紫蜂”。ZigBee是近距离、低功耗、低是近距离、低功耗、低复杂度、低速率的无线通信技术。复杂度、低速率的无线通信技术。1ZigBee的起源的起源 2ZigBee的技术特点的技术特点点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.2.1 ZigBee 3ZigBee的网络特点的网络特点 ZigB

7、ee支持支持3种拓扑结构：星形、网状和簇状树形结构，如图种拓扑结构：星形、网状和簇状树形结构，如图5.2所示。所示。ZigBee是一个最多可由是一个最多可由65 000个节点组成的无线数据传输网络平台。个节点组成的无线数据传输网络平台。点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.2.1 ZigBee 4ZigBee协议协议 ZigBee协协议议的的基基础础是是IEEE 802.15.4，但但ZigBee联联盟盟扩扩展展了了上上述协议的范围。述协议的范围。点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.2.1 ZigBee 4ZigBee协议协

8、议 点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.2.1 ZigBee 5ZigBee的应用场景的应用场景 （1）无线传感器网络）无线传感器网络 （2）其他应用）其他应用 点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.2.2 蓝牙蓝牙 蓝牙技术的宗旨是提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术，使蓝牙技术的宗旨是提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术，使短程无线通信技术标准化。短程无线通信技术标准化。1蓝牙的起源蓝牙的起源 2蓝牙的技术优势蓝牙的技术优势点点击此此处结束放映束放映 物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.2.2 蓝牙蓝牙

9、 3蓝牙的各种技术蓝牙的各种技术 蓝牙技术支持点对点、点对多点的业务，采用灵活的无基站组网蓝牙技术支持点对点、点对多点的业务，采用灵活的无基站组网方式，所有设备的地位都是平等的。蓝牙微微网一个主设备方式，所有设备的地位都是平等的。蓝牙微微网一个主设备（master）可以同时与）可以同时与7个从设备（个从设备（slave）进行通信。）进行通信。点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.2.2 蓝牙蓝牙 4蓝牙的协议体系蓝牙的协议体系 5蓝牙的应用场景蓝牙的应用场景（1）居家）居家（2）工作）工作（3）途中）途中点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2

10、 2版）版）5.2.3 UWB 超宽带（超宽带（UWB）是在宽频带上发送一系列非常窄的低功）是在宽频带上发送一系列非常窄的低功率脉冲，能在率脉冲，能在10m左右的范围内实现左右的范围内实现Mbit/s的无线数据传输速率。的无线数据传输速率。1UWB的起源的起源 2UWB的工作原理的工作原理 点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.2.3 UWB 3UWB的技术特点的技术特点 4UWB的应用场景的应用场景 点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.2.4 60GHz通信通信 尽尽管管UWB技技术术能能够够提提供供百百Mbit/s的的无

11、无线线数数据据传传输输速速率率，但但依依旧旧不不能能满满足足人人们们对对日日益益增增长长的的数数据据业业务务需需求求。目目前前众众多多室室内内无无线线应应用用需需要要高高速速互互联联网网接接入入和和实实时时数数据据传传输输，所所需需的的数数据据传传输输速速率率大大约约在在1Gbit/s3Gbit/s。这这就就促促使使人人们们寻寻找找新新的的技技术术解解决决方方案案，60GHz通通信信技技术术就就是是在在这这种种背背景景下下产生的。产生的。点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.2.4 60GHz通信通信160GHz通信的起源通信的起源 260GHz通信的特点和应

12、用通信的特点和应用 点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.2.4 60GHz通信通信 360GHz通信的标准化工作通信的标准化工作 60GHz通通信信技技术术和和标标准准。工工业业界界有有WirelessHD和和WiGig联联盟盟，标标准准化化组组织织有有ECMA、IEEE 802.15.3c（TG3c）和）和IEEE 802.11ad（TG ad）小组。）小组。点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）点点击此此处结束放映束放映5.2.5 WLAN 无线局域网（无线局域网（WLAN）是一种利用）是一种利用无线信号在空中传输数据、话音

13、和视频的技无线信号在空中传输数据、话音和视频的技术。术。1WLAN的起源的起源 1990年年IEEE成立成立802.11 WLAN标准工标准工作组。作组。1997年，年，WLAN第一个标准第一个标准IEEE 802.11诞生了。诞生了。1999年，工业界成立了年，工业界成立了Wi-Fi联盟。工作在联盟。工作在2.4GHz，5.8GHz。物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）点点击此此处结束放映束放映5.2.5 WLAN2WLAN的技术特点的技术特点 物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）点点击此此处结束放映束放映5.2.5 WLAN 3WLAN的标准的标准 物联网概论（第物联网概论（第

14、2 2版）版）5.2.6 WiMAX 全球微波互联接入（全球微波互联接入（WiMAX）也称为）也称为IEEE 802.16无线城域网，它是一种宽带无线接入技无线城域网，它是一种宽带无线接入技术，提供面向互联网的高速连接，传输距离可达术，提供面向互联网的高速连接，传输距离可达50km。1WiMAX的起源的起源 2003年年由由Intel牵牵头头，包包括括西西门门子子、富富士士通通、AT&T等等公公司司成成立立了了推推进进无无线线宽宽带带接接入入技技术术的的WiMAX论论坛坛。现现在在IEEE 802.16标标准准已已被被统统称称为为WiMAX。2WiMAX的技术特点的技术特点 实实现现更更远远的

15、的传传输输距距离离。提提供供高高速速的的宽宽带带接接入入。如果高速移动，如果高速移动，WiMAX达不到无缝切换的要求。达不到无缝切换的要求。点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.2.6 WiMAX3标准标准点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）点点击此此处结束放映束放映移动通信网络移动通信网络5.3物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）移动通信网络移动通信网络5.3.1 第一代（第一代（1G）移动通信）移动通信5.3.2 第二代（第二代（2G）移动通信）移动通信5.3.3 第三代（第三代（3G）移动通信）移动通信5.3.4 第

16、四代（第四代（4G）移动通信）移动通信5.3.5 第五代（第五代（5G）移动通信）移动通信点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）移动通信网络移动通信网络 移动通信是移动体之间的通信，移动通信是移动体之间的通信，或移动体与固定体之间的通信。或移动体与固定体之间的通信。而本节介绍的则只是与手机相关的移而本节介绍的则只是与手机相关的移动通讯网络。从动通讯网络。从1G到到2G、3G和和4G，并将演进到，并将演进到5G。点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.3.1 第一代（第一代（1G）移动通信）移动通信 1G（First Generati

17、on）表示第一代移动通信，）表示第一代移动通信，1G是以模拟技是以模拟技术为基础的蜂窝无线电话系统。大哥大手机。术为基础的蜂窝无线电话系统。大哥大手机。点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.3.1 第一代（第一代（1G）移动通信）移动通信 点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.3.2 第二代（第二代（2G）移动通信）移动通信 2G移动通信系统以数字化为主要特征，以传输语言和低速数据移动通信系统以数字化为主要特征，以传输语言和低速数据业务为目的，又称为窄带数字通信系统，典型代表是业务为目的，又称为窄带数字通信系统，典型代表是GS

18、M和和IS95。1GSM/GPRS/EDGE 点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.3.2 第二代（第二代（2G）移动通信）移动通信 2G移动通信系统以数字化为主要特征，以传输语言和低速数据移动通信系统以数字化为主要特征，以传输语言和低速数据业务为目的，又称为窄带数字通信系统，典型代表是业务为目的，又称为窄带数字通信系统，典型代表是GSM和和IS95。2IS-95点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.3.3 第三代（第三代（3G）移动通信）移动通信 第三代（第三代（3G）移动通信是指支持高速数据传输的蜂窝移动通信，）移动通信是

19、指支持高速数据传输的蜂窝移动通信，具有采用具有采用2Mbit/s的高速率接入。的高速率接入。2000年国际电信联盟（年国际电信联盟（ITU）正式公）正式公布了布了3G标准。标准。2009年，我国分布并施行年，我国分布并施行第三代移动通信服务规范第三代移动通信服务规范（试行）（试行）。与原来的移动通信相比，与原来的移动通信相比，3G核心网在电路域（核心网在电路域（CS）的）的基础上增加了分组域（基础上增加了分组域（PS）。）。点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.3.3 第三代（第三代（3G）移动通信）移动通信 点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论

20、（第2 2版）版）5.3.3 第三代（第三代（3G）移动通信）移动通信 3G的的3种标准是种标准是WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA，其中，其中TD-SCDMA是我国制定的是我国制定的3G标准。标准。点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）点点击此此处结束放映束放映5.3.4 第四代（第四代（4G）移动通信）移动通信 ITU认为：认为：4G是基于是基于IP协议的高速蜂窝移动网，协议的高速蜂窝移动网，无线通信技术从现有的无线通信技术从现有的3G演进而来，演进而来，4G的传输速率可的传输速率可以达到以达到100Mbit/s。2005年年10月，月，ITU给了

21、给了4G技术一个正式的名称技术一个正式的名称IMT-Advanced。2009年，年，ITU在全球征集在全球征集IMT-Advanced候选技术，候选技术，ITU共征集到共征集到6个候选技术，其中个候选技术，其中一类是基于一类是基于3GPP的长期演进（的长期演进（LTE）技术，另外一类）技术，另外一类是基于是基于IEEE 802.16m的技术。的技术。2013年年12月，我国工信月，我国工信部下发部下发4G牌照，中国移动、中国电信和中国联通均获牌照，中国移动、中国电信和中国联通均获得得TD-LTE牌照，三大电信运营商全面开展牌照，三大电信运营商全面开展4G应用。应用。物联网概论（第物联网概论（

22、第2 2版）版）5.3.4 第四代（第四代（4G）移动通信）移动通信 3GPP点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.3.4 第四代（第四代（4G）移动通信）移动通信 4G的特点的特点 4G核心技术核心技术 4G网络结构网络结构点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）点点击此此处结束放映束放映5.3.4 第四代（第四代（4G）移动通信）移动通信 4G的扁平化网络结构更简单。的扁平化网络结构更简单。4G的核心网是一个基于全的核心网是一个基于全IP的网络的网络 ，可以实现不同网络间的无缝互联。，可以实现不同网络间的无缝互联。物联网概论（第

23、物联网概论（第2 2版）版）5.3.5 第五代（第五代（5G）移动通信）移动通信 目前目前5G还没有推出。还没有推出。5G将不仅具有更高速率、更大带宽和更强能力将不仅具有更高速率、更大带宽和更强能力的空中接口技术，而且是面向用户体验、业务应用和行业应用的智能无线的空中接口技术，而且是面向用户体验、业务应用和行业应用的智能无线网络。网络。5G的研究进程的研究进程 点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.3.5 第五代（第五代（5G）移动通信）移动通信5G的技术特点的技术特点 点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.3.5 第五代（第

24、五代（5G）移动通信）移动通信5G的战略目标的战略目标点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）点点击此此处结束放映束放映有线接入网有线接入网5.4物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）有线接入网有线接入网 5.4.1 基于双绞线传输的接入网基于双绞线传输的接入网 5.4.2 基于光传输的接入网基于光传输的接入网 5.4.3 混合光纤混合光纤/同轴接入网同轴接入网点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.4.1 基于双绞线传输的接入网基于双绞线传输的接入网 1.HDSL HDSL采用多对双绞线进行并行传输，将采用多对双绞线进行并行传输

25、，将T1或或E1（1.5Mbit/s或或2Mbit/s）的数据流分开在两对或三对双）的数据流分开在两对或三对双绞线上传输，降低每线对上的传信率，增加传输距离。绞线上传输，降低每线对上的传信率，增加传输距离。点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.4.1 基于双绞线传输的接入网基于双绞线传输的接入网 2.ADSL 3.VDSL 点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.4.2 基于光传输的接入网基于光传输的接入网1.光纤接入网特点光纤接入网特点 点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）点点击此此处结束放映束

26、放映5.4.2 基于光传输的接入网基于光传输的接入网1.光纤接入网特点光纤接入网特点 物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.4.2 基于光传输的接入网基于光传输的接入网2光纤接入网基本构成光纤接入网基本构成 光纤接入网是指用光纤作为主要传输媒质，实现接入网的信息光纤接入网是指用光纤作为主要传输媒质，实现接入网的信息传送功能。光纤接入网包括局端设备（光线路终端）和远端设备传送功能。光纤接入网包括局端设备（光线路终端）和远端设备（光网络单元），它通过光线路终端（光网络单元），它通过光线路终端（OLT）与业务节点相连、通）与业务节点相连、通过光网络单元（过光网络单元（ONU）与用户连接，）与

27、用户连接，OLT与与ONU则通过传输设备相则通过传输设备相连。连。点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.4.2 基于光传输的接入网基于光传输的接入网3光纤接入网技术光纤接入网技术4光纤接入网应用前景光纤接入网应用前景点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.4.3 混合光纤混合光纤/同轴接入网同轴接入网 混合光纤混合光纤/同轴（同轴（HFC）是一种基于频分复用的）是一种基于频分复用的宽带接入技术，它的主干网使用光纤，采用频分复用方宽带接入技术，它的主干网使用光纤，采用频分复用方式传输多种信息，分配网则采用树形拓扑和同轴电缆，式传输

28、多种信息，分配网则采用树形拓扑和同轴电缆，用于传输和分配用户信息。用于传输和分配用户信息。HFC是将光纤逐渐推向用户的是将光纤逐渐推向用户的一种新的演进策略，可实现多媒体通信和交互式视频图一种新的演进策略，可实现多媒体通信和交互式视频图像业务。目前，包括像业务。目前，包括ITU-T在内的很多国际组织和论坛正在内的很多国际组织和论坛正在对下一代的在对下一代的HFC系统进行标准化，这必将进一步推动其系统进行标准化，这必将进一步推动其发展。发展。点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）点点击此此处结束放映束放映光网络光网络5.5物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）光

29、网络光网络 5.5.1 光纤的发明光纤的发明 5.5.2 光网络的诞生及发展历程光网络的诞生及发展历程 5.5.3 光纤通信技术的发展现状光纤通信技术的发展现状 5.5.4 光网络的发展趋势光网络的发展趋势点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.5.1 光纤的发明光纤的发明 1966年年，英英/美美籍籍华华裔裔物物理理学学家家高高琨琨博博士士发发表表了了论论文文Dielectric-fiber surface waveguides for optical frequencies，从从理理论论上上证证明明了了用用高高纯纯度度石石英英玻玻璃璃纤纤维维（即即光光纤纤）

30、作作为为传传输输媒媒介介实实现现长长距距离离、大大容容量量通通信信的的可可能能性性，并并论论述述了了实实现现低低损损耗耗光光纤纤的的技技术术途途径径，从从而而奠奠定定了了光光纤纤通通信信的的基础。高锟则成为基础。高锟则成为“光纤之父光纤之父”，获颁，获颁2009年诺贝尔物理学奖。年诺贝尔物理学奖。美美国国康康宁宁公公司司和和贝贝尔尔实实验验室室分分别别于于1970年年和和1974年年研研制制出出损损耗耗为为20 dB/km和和1.1 dB/km的低损耗光纤。的低损耗光纤。点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.5.2 光网络的诞生及发展历程光网络的诞生及发展历程

31、 现在，光纤通信的单通道速率已超过现在，光纤通信的单通道速率已超过1 Tbit/s，单光纤传输容量可达，单光纤传输容量可达100 Tbit/s，光网络已经经历了三代的发展历程，链路也由早期的单跨段，发展到，光网络已经经历了三代的发展历程，链路也由早期的单跨段，发展到今天的多跨段、可自由切换的透明波分网络和弹性波分网络。今天的多跨段、可自由切换的透明波分网络和弹性波分网络。1光网络的三代发展历程光网络的三代发展历程（1）第一代光网络）第一代光网络 SDH、波分复用。点到点传输的光网络，需进行光、波分复用。点到点传输的光网络，需进行光-电电-光转换。光转换。（2）第二代光网络）第二代光网络 全光透

32、明交换。人工配置的建路方法。全光透明交换。人工配置的建路方法。（3）第三代光网络）第三代光网络 自动交换光网络。自动交换光网络。点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.5.2 光网络的诞生及发展历程光网络的诞生及发展历程2光网络的发展现状光网络的发展现状（1）骨干网络）骨干网络单波速率不断提高（单波速率不断提高（100Gbit/s、200Gbit/s、400Gbit/s、1Tbit/s）（2）城域网络）城域网络进一步降低收发器的成本、功耗和体积，比如，进一步降低收发器的成本、功耗和体积，比如，100Gbit/s相干光收发器相干光收发器（3）接入网络）接入网络高速

33、光纤到户（如高速光纤到户（如100 Gbit/s PON）（4）软件定义传送网络）软件定义传送网络光通信管控技术主要分光通信管控技术主要分3个发展阶段：自动化控制、开放化协同和物联智慧化。个发展阶段：自动化控制、开放化协同和物联智慧化。点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.5.2 光网络的诞生及发展历程光网络的诞生及发展历程点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.5.3 光纤通信技术的发展现状光纤通信技术的发展现状 在过去的在过去的30年，光纤通信技术高速发展，主要技术的发展现状年，光纤通信技术高速发展，主要技术的发展现状如下。

34、如下。1相干检测及光数字处理相干检测及光数字处理 相相干干光光技技术术。目目前前400 Gbit/s已已经经商商用用，产产业业逐逐渐渐向向Tbit/s量量级级演演进进。光光数数字字处处理理（ODSP），其其将将光光网网络络从从模模拟拟光光时时代代带带入入数数字字光时代。光时代。2软件定义收发器及弹性波分网络软件定义收发器及弹性波分网络3电层及光层调度技术电层及光层调度技术4高速光电器件技术高速光电器件技术点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.5.4 光网络的发展趋势光网络的发展趋势1光光/IP网络的融合网络的融合 将将IP网络与光网络更好地配合起来，可以为分组

35、数据业务提供网络与光网络更好地配合起来，可以为分组数据业务提供容量更大、粒度更灵活、更可靠和更智能的传送。光网络和容量更大、粒度更灵活、更可靠和更智能的传送。光网络和IP网络网络的共同愿景，驱动着光网络的研究向着的共同愿景，驱动着光网络的研究向着IP层与光层融合的方向发展。层与光层融合的方向发展。但是，基于分组交换的但是，基于分组交换的IP网络和基于电路交换的光网络的交换机制网络和基于电路交换的光网络的交换机制和组网模式有本质不同，需要面对技术挑战。和组网模式有本质不同，需要面对技术挑战。2光光/无线网络的融合无线网络的融合 相比与相比与IP网络的融合，光网络和无线网络的融合面临一些更本网络的

36、融合，光网络和无线网络的融合面临一些更本质的问题。质的问题。点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）5.5.4 光网络的发展趋势光网络的发展趋势3细粒度全光交换网络细粒度全光交换网络 现有的全光电路交换只能提供波长级的大交换粒度，远大于现现有的全光电路交换只能提供波长级的大交换粒度，远大于现有有IP网络中的业务粒度。远低于波长粒度、不依赖光缓存的细粒度网络中的业务粒度。远低于波长粒度、不依赖光缓存的细粒度光交换及组网技术亟待突破。光交换及组网技术亟待突破。4网络控制网络控制 单域光网络的智能控制，多域异构光网络的跨域控制。随着云单域光网络的智能控制，多域异构光网络的

37、跨域控制。随着云计算、物联网、数据中心、计算、物联网、数据中心、5G移动通信等新型应用和网络业务的快移动通信等新型应用和网络业务的快速发展，光网络面临着和速发展，光网络面临着和IP网络及无线网络在更广意义上的无缝动网络及无线网络在更广意义上的无缝动态异构融合，这些难以通过现有光网络的控制架构实现。态异构融合，这些难以通过现有光网络的控制架构实现。点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）量子通信量子通信1982年，法国物理学家艾伦年，法国物理学家艾伦爱斯派克特（爱斯派克特（Alain Aspect）和他）和他的小组成功地完成了一项实验，证实了微观粒子之间存在着一种叫作

38、的小组成功地完成了一项实验，证实了微观粒子之间存在着一种叫作“量子纠缠量子纠缠”（quantum entanglement）的关系。）的关系。1993年，在量子纠缠理论的基础上，美国科学家年，在量子纠缠理论的基础上，美国科学家C.H.Bennett提出了量子通信（提出了量子通信（Quantum Teleportation）的概念。量子通信是指利用）的概念。量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型通信方式，是量子论和信息论相量子纠缠效应进行信息传递的一种新型通信方式，是量子论和信息论相结合的新研究领域。结合的新研究领域。2016年年8月，中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭月，中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号墨子号”发射升空，这使我国在世发射升空，这使我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信。界上首次实现卫星和地面之间的量子通信。量子通信具有传统通信方式所不具备的绝对安全特性，有着重量子通信具有传统通信方式所不具备的绝对安全特性，有着重大的应用价值和前景。大的应用价值和前景。点点击此此处结束放映束放映物联网概论（第物联网概论（第2 2版）版）点点击此此处结束放映束放映休息一下休息一下