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通信网络对智慧城市建设的影响

摘要:智慧城市是时代发展的必然产物。智慧城市融合了物联网、大数据和网络信息等多种技术,对城市各个方面的信息,如民生、环保、交通、教育、医疗等,进行有效地整合。智慧城市建设是利民利国的重要举措,已经受到各方的重视。通信网络在智慧城市建设及运营中起着至关重要的作用,文章将针对这个问题展开论述,希望能够对业内人士起到一定的借鉴作用。

关键词:智慧城市;通信网络;影响

1智慧城市建设现状

智慧城市建设自2013年被提及至今已有5年时间,2013年-2016年间智慧城市建设速度较缓慢,很大原因在于当时的通信网络主要以4G和有线通讯为主,导致智慧城市的建设成本及运营成本都很高,使得智慧城市建设难以推进、覆盖面很小;如智慧路灯、智慧井盖、智慧水表、智慧电表、智慧停车、智慧单车等小功耗设备要纳入智慧城市公共服务平台,若通讯采用4G,每个设备上都要加装4G卡,每个4G点收费是30元/月,后期运营费用极高,而且这些设备的数据量很小,传输所需的带宽只有几KB,用4G传输很浪费。2017年,工信部印发《关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》,明确2020年要实现NB-IoT网络全国覆盖,基站规模达150万,连接数超过6亿。随着NB-IoT的推广,2018年将是智慧城市建设的爆发年。

2建设与智慧城市相适应的通信网络基础设施

智慧城市建设的根本保障,就是通信网络、智能终端等一系列基础设施的开发。这就要求各大通信网络运营商能够加大网络覆盖率,提升带宽,保证公共事业和民生对于网络的需求;同时应该加快通信基础网络的升级改造进程,要从两方面加强现有4G网络的建设:低速率业务方面,将窄带物联网NB-IoT业务全面推广应用;高速率业务方面,加快建设5G网络。2.1窄带物联网NB-IoT建设的意义据市场研究公司IDC预测,到2020年,全球物联网连接数量将接近300亿左右。物联网市场规模预期在2020年前将以每年16.9%的速度增长,全球物联网市场到2020年将增长至1.7万亿美元。而“万物互联”实现的基础之一在于数据的传输,不同的物联网业务对数据传输的能力和实时性都有着不同的要求。NB-IoT的特点:低功耗、大连接、覆盖广、低流量。低功耗下电池可以使用10年,适合放在复杂环境下(野外、下水道环境长期放置);大连接指的是一个NB-IoT基站可以接5万个终端;覆盖范围广,例如40km2只需要50个基站。以上特点特别适合大规模、大批量、低功耗的应用。NB-IoT对于数据流量的要求非常低,通常以KB来计算,报文发送频次低。2G时代完全能满足这样的通信流量,但当时通信成本高、模块贵,阻碍了物联网的发展。随着现在价格的下降,为NB-IoT应用打下了良好基础。2.25G网络建设的意义5G的三大特性主要为速度更快、时延更小、连接更多,5G相对于4G只是网络传输速度的进一步提升,在速度上可以达到4G的百倍,也就是GBps级别,例如:可以使对带宽要求极高的VR/AR在移动端成为现实;在时延上可以由4G时代的10ms级别缩短到1ms级别。未来的网络应用中,对网络时延的要求已经不仅仅是语音或图像有没有延迟的简单要求,在车联网、远程移动医疗等应用场景中,都对网络的时延要求极高,几毫秒都有可能是人命关天的大事;在连接上,5G主要面向的是万物互联的环境,网络面对的是数以万亿级的连接数,远远大于3G/4G时代。5G网络要面对的是万物互联时代的已知或未知的应用冲击。人类对通信的需求是无止境的,从烽火台、信件、电话、Email、IM、视频,再到未来的AR/VR,科技的发展和沟通的欲望相互促进,不断迸发、产生新的通信交流形式。通信领域的更新换代不仅仅是运营商的事,而是关系到上下游庞大的产业链,包括上游的芯片、中游的系统设备/光通信/运营支撑系统、下游的智能终端,乃至与“通道”之上的各种应用息息相关。据信息通信研究院《5G经济社会影响白皮书》的预测,到2030年5G有望带动中国直接经济产出6.3万亿、经济增加值2.9万亿、就业机会800万个。中国三大电信运营商在未来7年内预计投入达到1800亿美金,而2013年-2020年他们在4G网络投入了1170亿美金。因此,我们看到工信部在全力支持推动5G和物联网的建设,5G产业对于拉动产业投资、就业等都具有重大意义。

3通信运营商与智慧城市建设

目前在深圳,中国电信已经实现窄带物联网的全覆盖。除此之外,杭州、福州、珠海、上海已经实现了重点区域的覆盖。中国移动在江西鹰潭实现了1000多平方公里的全域覆盖,形成了良好的示范点。下面是三大运营商的具体成绩:中国电信:中国电信和中国联通都支持FDD的4G基站,若实现NB-IoT窄带物联网建设,可直接在4GFDD基站上升级实现部署。所以,就速度而言,目前中国电信速度最快,电信规划在2017年完成30万个NB-IoT基站的全网覆盖,深圳将在6、7月率先完成全覆盖,截至6月份已完成了50%的进度,比预期要快。中国移动:中国移动在财务方面一直是实力雄厚,但移动是4GTDD-LTE的制式。如果要部署窄带物联网,有两种方式:一是直接新建FDD基站,就中国移动现阶段的网络建设进度和投资规模而言,按年度算可建设10万到15万个基站;近期中国移动正在加紧决策建站的规模和数量,如果一切顺利,整体FDD建站投资规模将有望超过100亿元。二是利用900M的频谱资源进行部署,利用原来900M的2GGSM基站插板卡升级;这个速度非常快,几天内可以完成升级。中国移动今年通过上述两种方式建设10万个基站是比较容易达成的目标。中国联通:联通是2015年全球第一个NB-IoT的新技术示范点,在2016年启动了900M和1800M的外场试验。但是联通在建设进度上不如移动和电信,相对较慢,因为面临900M频率上2G用户退网的过程。由于频谱资源清退不理想,只能在1800M上部署。鉴于联通在财力方面的预算有限,所以联通更应该集中资源重点部署,也因此放弃快速度,2017年估计不会超过8万个站(尽管是FDD制式)。从三大运营商整体建设的节奏和步伐来看,相信达到工信部文件要求的40万个基站的要求不是难事。有了网络环境、芯片和通信模组的配套,已经为NB-IoT的应用建立了良好的孵化基础。今年5月份美国运营商Verizon已经与康宁和Prysmian签订了13亿美金的光纤光缆合同,主要用于5G网络的基础设施建设。市场总是担心光通信行业的周期性,认为当4G网络建设接近尾声、移动有线宽带也接近饱和时,光通信行业的低谷将来临。个人对光通信领域仍持有乐观态度,按照目前的态势,2018年国内就很可能会开展Pre5G、5G试验网的建设,而5G基础网络的大规模建设也会一触即发,接棒后至少延续3年的持续繁荣是可期的。通信运营商在窄带物联网NB-IoT的力建及5G网络的力推,将推进智慧城市建设进入新局面。

4加强通信网络安全

随着万物互联,万物数据集于公共平台,这就需要一个更强大、更安全的网络管理平台。在物联网时代,能够成为黑客们的突破点的已经不仅仅是电脑了,入侵对象可以是一个摄像头,也可以是一个扫地机器人,甚至是一个联网的灯泡。而网络安全的危害也不简简单单是破坏你的电脑数据这么简单,很难想象你的汽车在行进过程中被人入侵、控制所带来的后果。因此网络安全厂商面对的是更加棘手的问题,当然也是更加广阔的市场。

5结语

智慧城市建设急需一个能强大传输又安全的通信平台,通信平台的发展需要国家、政府、各大运营商乃至全民的努力。需要各方充分运用云计算、物联网等技术,结合通信资源,对城市公共运行的数据、应用信息进行有效、科学地整合,实现信息的共享。建立相关的信息平台,让全社会都共同参与到创新中来,从而为智慧城市的建设带来更好的发展前景。通信网络对智慧城市的建设有举足轻重的作用,可以实现信息的共享,加大各个运营商的合作力度,使城市的建设更加具有系统性和科学性,从而提高城市运行的效率,满足人们生活的需要。

参考文献:

[1]杜彬,彭红波.智慧城市建设对通信网络运营的影响分析[J].网络安全技术与应用,2017(12):119,121.

[2]郝锋钢.智慧城市建设对通信网络运营的影响[J].中国有线电视,2016(12):1362-1365.

作者:许梅琴 单位:厦门丝柏科技有限公司

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