通信網絡對智慧城市建設的影響
時間:2022-09-06 10:45:36
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摘要:智慧城市是時展的必然產物。智慧城市融合了物聯網、大數據和網絡信息等多種技術,對城市各個方面的信息,如民生、環保、交通、教育、醫療等,進行有效地整合。智慧城市建設是利民利國的重要舉措,已經受到各方的重視。通信網絡在智慧城市建設及運營中起著至關重要的作用,文章將針對這個問題展開論述,希望能夠對業內人士起到一定的借鑒作用。
關鍵詞:智慧城市;通信網絡;影響
1智慧城市建設現狀
智慧城市建設自2013年被提及至今已有5年時間,2013年-2016年間智慧城市建設速度較緩慢,很大原因在于當時的通信網絡主要以4G和有線通訊為主,導致智慧城市的建設成本及運營成本都很高,使得智慧城市建設難以推進、覆蓋面很小;如智慧路燈、智慧井蓋、智慧水表、智慧電表、智慧停車、智慧單車等小功耗設備要納入智慧城市公共服務平臺,若通訊采用4G,每個設備上都要加裝4G卡,每個4G點收費是30元/月,后期運營費用極高,而且這些設備的數據量很小,傳輸所需的帶寬只有幾KB,用4G傳輸很浪費。2017年,工信部印發《關于全面推進移動物聯網(NB-IoT)建設發展的通知》,明確2020年要實現NB-IoT網絡全國覆蓋,基站規模達150萬,連接數超過6億。隨著NB-IoT的推廣,2018年將是智慧城市建設的爆發年。
2建設與智慧城市相適應的通信網絡基礎設施
智慧城市建設的根本保障,就是通信網絡、智能終端等一系列基礎設施的開發。這就要求各大通信網絡運營商能夠加大網絡覆蓋率,提升帶寬,保證公共事業和民生對于網絡的需求;同時應該加快通信基礎網絡的升級改造進程,要從兩方面加強現有4G網絡的建設:低速率業務方面,將窄帶物聯網NB-IoT業務全面推廣應用;高速率業務方面,加快建設5G網絡。2.1窄帶物聯網NB-IoT建設的意義據市場研究公司IDC預測,到2020年,全球物聯網連接數量將接近300億左右。物聯網市場規模預期在2020年前將以每年16.9%的速度增長,全球物聯網市場到2020年將增長至1.7萬億美元。而“萬物互聯”實現的基礎之一在于數據的傳輸,不同的物聯網業務對數據傳輸的能力和實時性都有著不同的要求。NB-IoT的特點:低功耗、大連接、覆蓋廣、低流量。低功耗下電池可以使用10年,適合放在復雜環境下(野外、下水道環境長期放置);大連接指的是一個NB-IoT基站可以接5萬個終端;覆蓋范圍廣,例如40km2只需要50個基站。以上特點特別適合大規模、大批量、低功耗的應用。NB-IoT對于數據流量的要求非常低,通常以KB來計算,報文發送頻次低。2G時代完全能滿足這樣的通信流量,但當時通信成本高、模塊貴,阻礙了物聯網的發展。隨著現在價格的下降,為NB-IoT應用打下了良好基礎。2.25G網絡建設的意義5G的三大特性主要為速度更快、時延更小、連接更多,5G相對于4G只是網絡傳輸速度的進一步提升,在速度上可以達到4G的百倍,也就是GBps級別,例如:可以使對帶寬要求極高的VR/AR在移動端成為現實;在時延上可以由4G時代的10ms級別縮短到1ms級別。未來的網絡應用中,對網絡時延的要求已經不僅僅是語音或圖像有沒有延遲的簡單要求,在車聯網、遠程移動醫療等應用場景中,都對網絡的時延要求極高,幾毫秒都有可能是人命關天的大事;在連接上,5G主要面向的是萬物互聯的環境,網絡面對的是數以萬億級的連接數,遠遠大于3G/4G時代。5G網絡要面對的是萬物互聯時代的已知或未知的應用沖擊。人類對通信的需求是無止境的,從烽火臺、信件、電話、Email、IM、視頻,再到未來的AR/VR,科技的發展和溝通的欲望相互促進,不斷迸發、產生新的通信交流形式。通信領域的更新換代不僅僅是運營商的事,而是關系到上下游龐大的產業鏈,包括上游的芯片、中游的系統設備/光通信/運營支撐系統、下游的智能終端,乃至與“通道”之上的各種應用息息相關。據信息通信研究院《5G經濟社會影響白皮書》的預測,到2030年5G有望帶動中國直接經濟產出6.3萬億、經濟增加值2.9萬億、就業機會800萬個。中國三大電信運營商在未來7年內預計投入達到1800億美金,而2013年-2020年他們在4G網絡投入了1170億美金。因此,我們看到工信部在全力支持推動5G和物聯網的建設,5G產業對于拉動產業投資、就業等都具有重大意義。
3通信運營商與智慧城市建設
目前在深圳,中國電信已經實現窄帶物聯網的全覆蓋。除此之外,杭州、福州、珠海、上海已經實現了重點區域的覆蓋。中國移動在江西鷹潭實現了1000多平方公里的全域覆蓋,形成了良好的示范點。下面是三大運營商的具體成績:中國電信:中國電信和中國聯通都支持FDD的4G基站,若實現NB-IoT窄帶物聯網建設,可直接在4GFDD基站上升級實現部署。所以,就速度而言,目前中國電信速度最快,電信規劃在2017年完成30萬個NB-IoT基站的全網覆蓋,深圳將在6、7月率先完成全覆蓋,截至6月份已完成了50%的進度,比預期要快。中國移動:中國移動在財務方面一直是實力雄厚,但移動是4GTDD-LTE的制式。如果要部署窄帶物聯網,有兩種方式:一是直接新建FDD基站,就中國移動現階段的網絡建設進度和投資規模而言,按年度算可建設10萬到15萬個基站;近期中國移動正在加緊決策建站的規模和數量,如果一切順利,整體FDD建站投資規模將有望超過100億元。二是利用900M的頻譜資源進行部署,利用原來900M的2GGSM基站插板卡升級;這個速度非常快,幾天內可以完成升級。中國移動今年通過上述兩種方式建設10萬個基站是比較容易達成的目標。中國聯通:聯通是2015年全球第一個NB-IoT的新技術示范點,在2016年啟動了900M和1800M的外場試驗。但是聯通在建設進度上不如移動和電信,相對較慢,因為面臨900M頻率上2G用戶退網的過程。由于頻譜資源清退不理想,只能在1800M上部署。鑒于聯通在財力方面的預算有限,所以聯通更應該集中資源重點部署,也因此放棄快速度,2017年估計不會超過8萬個站(盡管是FDD制式)。從三大運營商整體建設的節奏和步伐來看,相信達到工信部文件要求的40萬個基站的要求不是難事。有了網絡環境、芯片和通信模組的配套,已經為NB-IoT的應用建立了良好的孵化基礎。今年5月份美國運營商Verizon已經與康寧和Prysmian簽訂了13億美金的光纖光纜合同,主要用于5G網絡的基礎設施建設。市場總是擔心光通信行業的周期性,認為當4G網絡建設接近尾聲、移動有線寬帶也接近飽和時,光通信行業的低谷將來臨。個人對光通信領域仍持有樂觀態度,按照目前的態勢,2018年國內就很可能會開展Pre5G、5G試驗網的建設,而5G基礎網絡的大規模建設也會一觸即發,接棒后至少延續3年的持續繁榮是可期的。通信運營商在窄帶物聯網NB-IoT的力建及5G網絡的力推,將推進智慧城市建設進入新局面。
4加強通信網絡安全
隨著萬物互聯,萬物數據集于公共平臺,這就需要一個更強大、更安全的網絡管理平臺。在物聯網時代,能夠成為黑客們的突破點的已經不僅僅是電腦了,入侵對象可以是一個攝像頭,也可以是一個掃地機器人,甚至是一個聯網的燈泡。而網絡安全的危害也不簡簡單單是破壞你的電腦數據這么簡單,很難想象你的汽車在行進過程中被人入侵、控制所帶來的后果。因此網絡安全廠商面對的是更加棘手的問題,當然也是更加廣闊的市場。
5結語
智慧城市建設急需一個能強大傳輸又安全的通信平臺,通信平臺的發展需要國家、政府、各大運營商乃至全民的努力。需要各方充分運用云計算、物聯網等技術,結合通信資源,對城市公共運行的數據、應用信息進行有效、科學地整合,實現信息的共享。建立相關的信息平臺,讓全社會都共同參與到創新中來,從而為智慧城市的建設帶來更好的發展前景。通信網絡對智慧城市的建設有舉足輕重的作用,可以實現信息的共享,加大各個運營商的合作力度,使城市的建設更加具有系統性和科學性,從而提高城市運行的效率,滿足人們生活的需要。
參考文獻:
[1]杜彬,彭紅波.智慧城市建設對通信網絡運營的影響分析[J].網絡安全技術與應用,2017(12):119,121.
[2]郝鋒鋼.智慧城市建設對通信網絡運營的影響[J].中國有線電視,2016(12):1362-1365.
作者:許梅琴 單位:廈門絲柏科技有限公司