從自然辯證法角度系統(tǒng)介紹通信工程

1、從自然辯證法角度系統(tǒng)介紹通信工程四川大學自然辯證法課程論文 題 目 從自然辯證法角度系統(tǒng)介紹通信工程 姓 名 學 號 班 級 專 業(yè) 工 商 管 理 2018年 3月 10 日從自然辯證法角度系統(tǒng)介紹通信工程摘要：自然辯證法的學習和研究具有較大的時代價值和現(xiàn)實意義，其中對通信技術(shù)的研究和指導性的價值就是它的一個主要方面。當今，通信給我們帶來的便捷充分體現(xiàn)了我們對科學技術(shù)的正確應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展徹底改變了我們的生活方式。本文從自然辯證法的角度對通信工程做系統(tǒng)的介紹。關(guān)鍵字：自然辯證法、通信工程、通信技術(shù)引言：哲學是世界觀系統(tǒng)化和理論化的體系。它研究了自然界、人類社會和人類思維最一般的本質(zhì)和規(guī)律

2、。自然辯證法是研究人與自然界的關(guān)系,是關(guān)于人們認識自然改造自然的一般規(guī)律,以及科學技術(shù)發(fā)生與發(fā)展的一般規(guī)律，它的創(chuàng)立與發(fā)展同科學技術(shù)的進步密不可分。馬克思認為，技術(shù)是現(xiàn)實生產(chǎn)力，是改造世界的物質(zhì)力量。從起源上看，技術(shù)是人類在利用和改造自然的勞動過程中所掌握的物質(zhì)手段、方法和知識等各種活動方式的總和。希望通過對自然辯證法,特別是其中的科學技術(shù)方法論和通信工程相結(jié)合來自然辯證法角度看通信工程。正文：專業(yè)名稱：通信工程也叫信息工程、電信工程，舊稱遠距離通信工程、弱電工程。學科地位：通信工程是一門工程學科，是電子工程的重要分支，同時也是其中一個基礎(chǔ)學科。它屬于電氣信息類一級學科下的二級學科。該學科關(guān)注

3、的是通信過程中的信息傳輸和信號處理的原理和應(yīng)用。學者主要是在掌握通信基本理論的基礎(chǔ)上，運用各種工程方法對通信中的一些實際問題進行處理。通過該專業(yè)的學習，可以掌握電話網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等各種通信系統(tǒng)的原理，研究提高信息傳送速度的技術(shù)，根據(jù)實際需要設(shè)計新的通信系統(tǒng)，開發(fā)可迅速準確地傳送各種信息的通信工具等。研究內(nèi)容：通信工程專業(yè)主要為研究信號的產(chǎn)生、信息的傳輸、交換和處理，以及在計算機通信、數(shù)字通信、光纖通信、衛(wèi)星通信、蜂窩通信、個人通信、平流層通信、多媒體技術(shù)、信息高速公路、數(shù)字程控交換等方面的理論和工程應(yīng)用問題。隨著19世紀美國科學家莫爾斯發(fā)明電報之日起，現(xiàn)代通信技術(shù)就已經(jīng)產(chǎn)生。為了適應(yīng)快

4、速發(fā)展的技術(shù)需要，通信工程專業(yè)成為了美國大學教育中的一門學科，并隨著現(xiàn)代技術(shù)水平的不斷提高而得到迅速發(fā)展。通信工程研究的是，以電磁波、聲波或光波的形式把信息通過電脈沖，從發(fā)送端（信源）傳輸?shù)揭粋€或多個接受端（信宿）。接受端能否正確辨認信息，取決于傳輸中的損耗高低。信號處理是通信工程中一個重要環(huán)節(jié)，其包括過濾，編碼和解碼等。通信工程知識體系結(jié)構(gòu)：2525前沿領(lǐng)域：1、量子通信： 這個實際是物理、通信、計算機、微電子的交叉學科。一旦有突破就是下一次工業(yè)革命。2、無線：5G， 第五代無線通信技術(shù)，通俗地說就是用智能天線，多尺度蜂窩組合組網(wǎng)。3、固網(wǎng)： 軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN，下一代互聯(lián)網(wǎng)。4、傳輸： 大

5、容量光通信， OTN。 這個技術(shù)暫時沒什么突破，基本是工程領(lǐng)域的問題。當然如果能降低成本就是極好的。通信工程的發(fā)展趨勢與動態(tài)： 現(xiàn)代通信正朝著已下趨勢發(fā)展：1、現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展正逐步轉(zhuǎn)向智能化、自動化。2、現(xiàn)代通信技術(shù)正向全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。3、現(xiàn)代通信技術(shù)要求其終端標準化、智能化。4、現(xiàn)代通信技術(shù)越來越多媒體化。通信行業(yè)目前已是我國國民經(jīng)濟中新的增長點，通信工程也占據(jù)著很大的市場份額。因此在新時期通信工程的發(fā)展中，我們要跟上時代步伐，創(chuàng)新技術(shù)。在未來的發(fā)展中，通信工程應(yīng)當運用速度更快的云技術(shù)和無線寬帶技術(shù)，為人們提供網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)，實現(xiàn)城市的無線發(fā)展。比如讓人們通過手機玩互動游戲、參加手機視頻會議和

6、手機觀看電視節(jié)目等，這不但提高了人民群眾的生活質(zhì)量，還加快了城市信息化進程，同時也提升了我國國內(nèi)信息化的建設(shè)水平。通信工程在未來的發(fā)展中，要逐漸加強在光傳播方面的技術(shù)運用，主要是通過運用未來先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，不斷提高業(yè)務(wù)水平，才能夠科學、規(guī)范地對通信工程進行管理，提高它的質(zhì)量。所謂光通信，就是加快接點的轉(zhuǎn)換速度，讓信息以光的速度進行傳播，為人民提供更好的服務(wù)。加強通信工程與IT行業(yè)的合作。在日常生活中，我們可以利用IT技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上進行服務(wù)，充分發(fā)揮通信工程的優(yōu)勢，加快通信工程的推廣。一、固定通信網(wǎng)絡(luò)（一）、SDN( Software Defined Network)：一種新型網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)，是網(wǎng)絡(luò)

7、虛擬化的一種實現(xiàn)方式，其核心技術(shù)OpenFlow過將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制面與數(shù)據(jù)面分離開來，從而實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制，使網(wǎng)絡(luò)作為管道變得更加智能。SDN本身就是一種創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不是一種具體技術(shù)和協(xié)議，而是一種新架構(gòu)。特征：控制/ 處理分離，軟硬分離，網(wǎng)元虛擬化，網(wǎng)絡(luò)可編程。代表技術(shù)：SDN/NFV、Open Stack。優(yōu)點：集中控制-集在絡(luò)資源全局視圖、全局調(diào)配和優(yōu)化；網(wǎng)絡(luò)設(shè)備集中運維和管控。開放編程接口-應(yīng)用與網(wǎng)絡(luò)無縫集成、用戶可編程、加快新業(yè)務(wù)上線網(wǎng)絡(luò)虛擬化-屏蔽底層差異，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)用的透明化。邏輯網(wǎng)可隨業(yè)務(wù)需要配置、遷移，并支持多租戶共享和按需定制。（二）、光通信：1、硅光子：由于光和電

8、采用分立方式，光子與電子技術(shù)遵循各自的發(fā)展路線，目前光通信系統(tǒng)在功耗、成本、集成度方面遇到提升瓶頸。硅光子技術(shù)利用CMOS微電子工藝實現(xiàn)光子器件的集成制備，該技術(shù)結(jié)合了CMOS技術(shù)的超大規(guī)模邏輯、超高精度制造的特性和光子技術(shù)超高速率、超低功耗的優(yōu)勢。是一種能夠解決長技術(shù)演進與成本矛盾的顛覆性技術(shù)。目前多項硅光子關(guān)鍵技術(shù)已被相繼突破，預計在三年內(nèi)將開始商用。2、100G:100G光傳輸難以滿足未來視頻、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求?，F(xiàn)網(wǎng)平滑升級超100G光收發(fā)單元可成倍提升系統(tǒng)容量，具有較高性價比和可行性。超100G將繼承并發(fā)揚100G光傳輸設(shè)計思想，在保持傳輸距離不變的同時

9、提升光纖頻譜資源的利用率和頻譜效率，引入先進的調(diào)制編碼和光電集成技術(shù)進一步降低單位比特成本。目前業(yè)界積極開展現(xiàn)網(wǎng)實驗，推進超100G商用進程，預計會在數(shù)據(jù)中心互聯(lián)率先展開應(yīng)用。3、多維復用和相干技術(shù)：互聯(lián)網(wǎng)新應(yīng)用層出不窮，需要更大帶寬支撐井噴式增長的數(shù)據(jù)需求，政企大客戶、高端社區(qū)用戶將需要獨享波長入戶，以及部分場景下會有長距離高帶寬低時延接入需求。光通信技術(shù)中的復用維度包括時分、波分、頻分、碼分、模分等。目前40G PON是采用了時分和波分兩維復用，這也是100G PON的可行方式之一。業(yè)界將探索上述更多維度的組合，為用戶提供更大的帶寬。此外，在接收端采用相干接收方式，可在一根光纖承載超過10

10、00個波長，每波長1G/10G，無源傳輸距離達到100km，實現(xiàn)T比特接入。為用戶提供更大帶寬、更低時延的接入服務(wù)，為運營商提供高效和低運維成本的網(wǎng)絡(luò)。 40G TWDM-PON將在五年內(nèi)啟動商用之旅，更多維復用和相干技術(shù)也是研究熱點。4、IP與光網(wǎng)絡(luò)深度融合：當前通信網(wǎng)絡(luò)采用多層多域網(wǎng)絡(luò)承載業(yè)務(wù)，設(shè)備種類繁多，海量數(shù)據(jù)的分組處理能力呈指數(shù)級別提高，同時對超大容量路由運算能力提出越來越高的要求,導致機房空間緊張、能耗高、效率低。IP與光網(wǎng)絡(luò)的融合是解決問題的有效方式之一。IP與光網(wǎng)絡(luò)融合可以通過統(tǒng)一交換內(nèi)核技術(shù)來實現(xiàn)，具有分組/ODUk/VC集中交換功能，從而減少網(wǎng)絡(luò)層次、節(jié)省網(wǎng)絡(luò)投資、降低維

11、護成本，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點集約化。通過提高單槽位線卡轉(zhuǎn)發(fā)能力和采用多框集群技術(shù)，可以大幅提升單節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)能力；通過多核處理器、分布式軟件架構(gòu)、模塊化管理等技術(shù)，可實現(xiàn)千萬級別路由表管理。涵蓋骨干、匯聚和接入網(wǎng)絡(luò)的IP與光融合，具有千萬級別路由表項的超大容量路由器，提供全網(wǎng)端到端解決方案，運營商已經(jīng)展開了試點。5、基于CDC-F特性光交叉構(gòu)建下一代光網(wǎng)絡(luò)：當前隨著100G技術(shù)的規(guī)模部署，超100G技術(shù)的蓬勃發(fā)展，WDM/OTN系統(tǒng)的傳輸容量提升較快，光層的靈活調(diào)度和高效處理成為了光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的一個重要需求。隨著WSS光模塊集成度的進一步提升，采用WSS光模塊構(gòu)建的具備CDC-F（Colorless, Di

12、rectionless, Contentionless, FlexGrid)特性的光交叉組網(wǎng)技術(shù)在超大網(wǎng)絡(luò)節(jié)點應(yīng)用時，因同時擁有超大交換容量、波長及業(yè)務(wù)靈活調(diào)度、低功耗、低時延等關(guān)鍵特性，易于構(gòu)建靈活、高效的光網(wǎng)絡(luò)。具備CDC-F特性的光交叉技術(shù)越來越受到全球運營商的重視，目前已有運營商率先部署，預計近期將會展開更大范圍的試點和商用。6、中短距離城域高速傳輸直調(diào)直檢技術(shù)：伴隨著大數(shù)據(jù)和云技術(shù)的蓬勃發(fā)展，短到芯片片上和片間、長到機柜間和數(shù)據(jù)中心間的大規(guī)模數(shù)據(jù)交換處理，都渴望高速、穩(wěn)定、可靠的互聯(lián)，常規(guī)電纜連接將無法應(yīng)對。目前看來，芯片間和板間的解決方案可以利用硅基光電集成來有效實現(xiàn)光互聯(lián)。機房間

13、互聯(lián)、機架間互聯(lián)、機框間互聯(lián)、機盤間互聯(lián)可以利用光電轉(zhuǎn)換和光傳輸技術(shù)取代傳統(tǒng)的電纜，主要解決方案包括硅基的光電集成、高速VCSEL和直調(diào)DFB等。其中硅基光電集成方案具有CMOS工藝兼容，集成度高，成本低的優(yōu)勢。未來幾年，光互聯(lián)技術(shù)將在芯片內(nèi)部、芯片間、板間、機柜間、機房間普及應(yīng)用。7、綠色通信，光通信技術(shù)：隨著人們信息消費的不斷增加，需要光通信提供的帶寬越來越大，消耗的能源越來越多。在能源日趨緊張的今天，如何實現(xiàn)綠色通信成為業(yè)界努力的主要方向之一。為了實現(xiàn)綠色通信，一些新的技術(shù)正在或?qū)⒅饾u被采用，如新能源、高集成度芯片、高效率電源模塊、智能風扇、液體制冷、智能流量聚合、硬件休眠、新型材料等技

14、術(shù)。通過上述技術(shù)的逐步引入和持續(xù)優(yōu)化，光通信設(shè)備的每比特能耗將逐漸降低，與環(huán)境更為和諧。2、 移動通信網(wǎng)絡(luò) 2018 年 2 月 26 日3 月 1 日，世界移動通信大會（ Mobile WorldCongress， MWC）在西班牙巴塞羅那舉辦。 MWC 大會是全球最具影響力的通信領(lǐng)域展會，眾多全球通信廠商、企業(yè)都會參展， 本次大會主題是“ Creating a Better Future（創(chuàng)造更好未來）”。 而 5G 距離 2020 年全球商用越來越近，當之無愧成為今年 MWC 的核心話題。 （一）、5G1、5G演進5G將滲透到未來社會的各個領(lǐng)域，以用戶為中心構(gòu)建全方位的信息生態(tài)系統(tǒng)。5G

15、將使信息突破時空限制，提供極佳的交互體驗，為用戶帶來身臨其境的信息盛宴；5G將拉近萬物的距離，通過無縫融合的方式，便捷地實現(xiàn)人與萬物的智能互聯(lián)。5G將為用戶提供光纖般的接入速率，“零”時延的使用體驗，千億設(shè)備的連接能力，超高流量密度、超高連接數(shù)密度和超高移動性等多場景的一致服務(wù)，業(yè)務(wù)及用戶感知的智能優(yōu)化，同時將為網(wǎng)絡(luò)帶來超百倍的能效提升和超百倍的比特成本降低，最終實現(xiàn)“信息隨心至，萬物觸手及”的總體愿景。5G需要具備比4G更高的性能，支持1Gbps的用戶體驗速率，每平方公里一百萬的連接數(shù)密度，毫秒級的端到端時延，每平方公里數(shù)十Tbps的流量密度，每小時500Km以上的移動性和數(shù)十Gbps的峰值

16、速率。其中，用戶體驗速率、連接數(shù)密度和時延為5G最基本的三個性能指標。同時，5G還需要大幅提高網(wǎng)絡(luò)部署和運營的效率，相比4G，頻譜效率提升515倍，能效和成本效率提升百倍以上。性能需求和效率需求共同定義了5G的關(guān)鍵能力，猶如一株綻放的鮮花。紅花綠葉，相輔相成，花瓣代表了5G的六大性能指標，體現(xiàn)了5G滿足未來多樣化業(yè)務(wù)與場景需求的能力，其中花瓣頂點代表了相應(yīng)指標的最大值；綠葉代表了三個效率指標，是實現(xiàn)5G可持續(xù)發(fā)展的基本保障。2、5G關(guān)鍵技術(shù)展望5G將從頻譜效率的提升，通信頻帶的擴展，新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)這三個維度來提升系統(tǒng)能力，實現(xiàn)性能需求和效率需求。全球各大5G推進組也在積極開展相關(guān)研究工作，三個維

17、度的關(guān)鍵技術(shù)線僅停留在實驗室層面，尚待討論。（1）頻譜效率a.大規(guī)模陣列天線大規(guī)模陣列天線（Massive MIMO）已經(jīng)被公認為5G的關(guān)鍵技術(shù)之一，它采用有源天線陣列技術(shù)，將現(xiàn)有的2D天線陣列拓展成為3D天線陣列，形成極精確的用戶級超窄波束，將能量定向投放到用戶位置，可以顯著改善網(wǎng)絡(luò)的覆蓋能力，降低無線網(wǎng)絡(luò)能耗，特別是在中高頻段組網(wǎng)的情況下尤為明顯。目前，基站側(cè)可支持的協(xié)作天線數(shù)量將達到128根。在城市CBD辦公區(qū)，會場等熱點地區(qū)，用戶數(shù)量較多且分布密集，大規(guī)模陣列天線技術(shù)可以在水平面和垂直面均可實現(xiàn)波束賦形。多個用戶級波束在空間上三維賦型，可避免相互之間的干擾，大大提升系統(tǒng)級容量。大規(guī)模陣

18、列天線技術(shù)也受到了業(yè)界的重點關(guān)注，中國移動和華為在Massive MIMO技術(shù)上的合作研究已超過兩年時間，與2014年9月份完成了全球首次TD-LTEMassive MIMO多天線預商用產(chǎn)品演示，這既是對5G先進技術(shù)的驗證，也可幫助中國移動提升TD-LTE中高頻組網(wǎng)的覆蓋水平和系統(tǒng)容量。雙方將會繼續(xù)緊密合作，推進大規(guī)模陣列天線的成熟與商用。b.雙工技術(shù)全雙工技術(shù)是指在相同的頻譜上，通信的收發(fā)雙方同時發(fā)射和接收信號。相對與傳統(tǒng)的FDD，TDD半雙工模式，全雙工技術(shù)突破了頻譜資源使用限制，使系統(tǒng)可用頻譜資源提升1倍，是未來有可能改變移動通信傳統(tǒng)工作模式的革命性技術(shù)方向。全雙工技術(shù)需要具備極高的干擾

19、消除能力以消除來自發(fā)送天線的自干擾信號，華為、中國移動研究院聯(lián)合北京大學等科研單位共同致力于全雙工技術(shù)的開發(fā)，現(xiàn)已成功實現(xiàn)500m點對點全雙工通信。目前，將全雙工技術(shù)應(yīng)用于多天線系統(tǒng)以及全雙工組網(wǎng)是全雙工技術(shù)在實際系統(tǒng)中應(yīng)用需要重要點研究的問題。傳統(tǒng)的蜂窩通信系統(tǒng)的組網(wǎng)方式是以基站為中心實現(xiàn)小區(qū)覆蓋，而基站及中繼站無法移動，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在靈活度上有一定的限制。隨著無線多媒體業(yè)務(wù)不斷增多，傳統(tǒng)的以基站為中心的業(yè)務(wù)提供方式已無法滿足海量用戶在不同環(huán)境下的業(yè)務(wù)需求。（Device to Device）通信D2D技術(shù)無需借助基站的幫助就能夠?qū)崿F(xiàn)通信終端之間的直接通信，拓展網(wǎng)絡(luò)連接和接入方式。由于短距離直

20、接通信，信道質(zhì)量高，D2D能夠?qū)崿F(xiàn)較高的數(shù)據(jù)速率、較低的時延和較低的功耗；通過廣泛分布的終端，能夠改善覆蓋，實現(xiàn)頻譜資源的高效利用，支持更靈活的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和連接方法，提升鏈路靈活性和網(wǎng)絡(luò)可靠性。目前，D2D采用廣播、組播和單播技術(shù)方案，未來將發(fā)展其增強技術(shù)，包括基于D2D的中繼技術(shù)、多天線技術(shù)和聯(lián)合編碼技術(shù)等。移動通信傳統(tǒng)工作頻段主要集中在3GHz以下，這段頻譜資源十分擁擠，潛力已經(jīng)開發(fā)殆盡。而在高頻段（如毫米波、厘米波頻段）可用頻譜資源豐富，能夠有效緩解頻譜資源緊張的現(xiàn)狀，可以實現(xiàn)極高速短距離通信，支持5G容量和傳輸速率等方面的需求。IMT-2020計劃開發(fā)6G以下的頻段供5G使用，隨著射頻技

21、術(shù)趨于成熟，再逐步開發(fā)6G以上的高頻段。（2）頻段擴展目前，監(jiān)測中心目前正在積極開展高頻段需求研究以及潛在候選頻段的遴選工作。高頻段資源雖然目前較為豐富，但是仍需要進行科學規(guī)劃，統(tǒng)籌兼顧，從而使寶貴的頻譜資源得到最優(yōu)配置。高頻段在移動通信中的應(yīng)用是未來的發(fā)展趨勢，業(yè)界對此高度關(guān)注。高頻通信存在傳輸距離短、穿透和繞射能力差、容易受氣候環(huán)境影響等缺點?？紤]到未來的5G網(wǎng)絡(luò)是高密度性網(wǎng)絡(luò)，覆蓋面積最小的微小區(qū)和熱點僅需達到50米以下的覆蓋范圍。高頻段頻譜資源用于微小區(qū)的小型化高增益天線和設(shè)備中，可實現(xiàn)很高的通信速率。（3）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)隨著各種智能終端的普及，數(shù)據(jù)流量將出現(xiàn)井噴式的增長。未來數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將主要

22、分布在室內(nèi)和熱點地區(qū)，這使得超密集網(wǎng)絡(luò)成為實現(xiàn)未來5G的1000倍流量需求的主要手段之一。超密集網(wǎng)絡(luò)能夠改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋，大幅度提升系統(tǒng)容量，并且對業(yè)務(wù)進行分流，具有更靈活的網(wǎng)絡(luò)部署和更高效的頻率復用。5G通信系統(tǒng)將采用更加密集的網(wǎng)絡(luò)方案，部署更多小小區(qū)來滿足局部熱點地區(qū)的大容量需求，同時可以起到為宏站和微站分流的效果。在無線接入技術(shù)上，5G可能采用C-RAN（Cloud-Radio Access Network）接入網(wǎng)架構(gòu)。C-RAN的基本思想是通過充分利用低成本高速光傳輸網(wǎng)絡(luò)，直接在遠端天線和集中化的中心節(jié)點間傳送無線信號，以構(gòu)建覆蓋上百個基站服務(wù)區(qū)域，甚至上百平方公里的無線接入系統(tǒng)。C-RA

23、N架構(gòu)適于采用協(xié)同技術(shù)，能夠減小干擾，降低功耗，提升頻譜效率，同時便于實現(xiàn)動態(tài)使用的智能化組網(wǎng)，集中處理有利于降低成本，便于維護，減少運營支出。各種新型高速無線局域網(wǎng)接入點和蜂窩小基站共同構(gòu)成立體的超密集的組網(wǎng)方式，形成一張超級帶寬能力網(wǎng)絡(luò)。愈發(fā)密集的網(wǎng)絡(luò)部署也使得網(wǎng)絡(luò)拓撲更加復雜，小區(qū)間干擾已經(jīng)成為制約系統(tǒng)容量增長的主要因素，極大地降低了網(wǎng)絡(luò)能效。干擾協(xié)調(diào)與管理、密集小區(qū)間協(xié)作、基于終端能力提升的移動性增強方案等，都是目前密集網(wǎng)絡(luò)方面的研究熱點。（二）、Wi-Fi與LTE融合Wi-Fi最大的優(yōu)勢在于，它是在未授權(quán)的頻譜上運行的，任何人都可以部署Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，而且能夠支持人們能想到的幾乎所有

24、智能手持設(shè)備或物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。Wi-Fi最適合的是大容量、高密度且低移動性的室內(nèi)應(yīng)用。另一方面，蜂窩技術(shù)具備無處不在的室外覆蓋、無縫的移動等優(yōu)點，更完美支持語音和流媒體等實時應(yīng)用。兩項技術(shù)的結(jié)合將為整個行業(yè)帶來巨大的希望。各行各業(yè)不斷嘗試Wi-Fi/蜂窩網(wǎng)絡(luò)融合，隨著各個技術(shù)的不斷推進，了解這些不同方法之間的區(qū)別非常重要，其實答案并沒有正確或錯誤之分，只是選擇不同而已（具體取決于用戶的參考架構(gòu)）,預計在2020年前，Wi-Fi 和LTE小蜂窩基站技術(shù)仍將繼續(xù)融合，帶來始終保持最佳連接的使用體驗。LTE-U、LTE-LAA、LWA和多鏈路TCP都是融合這兩大無線技術(shù)的選擇，市場會決定最終在什么時間采

25、用什么方法。三、云計算、大數(shù)據(jù)（一）、云計算：云計算(Cloud Computing)是由分布式計算(Distributed Computing)、并行處理(ParallelComputing)、網(wǎng)格計算(Grid Computing)發(fā)展來的，其最基本的概念，是透過網(wǎng)絡(luò)將龐大的計算處理程序自動分拆成無數(shù)個較小的子程序，再交由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)搜尋、計算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。透過這項技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者可以在數(shù)秒之內(nèi)，達成處理數(shù)以千萬計甚至億計的信息，達到和“超級計算機”同樣強大效能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，是一種新興的商業(yè)計算模型。云計算系統(tǒng)運用了許多技術(shù)，其中以編程模型、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、

26、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、虛擬化技術(shù)、云計算平臺管理技術(shù)最為關(guān)鍵。1、編程模型MapReduce是Google開發(fā)的java、Python、C+編程模型，它是一種簡化的分布式編程模型和高效的任務(wù)調(diào)度模型，用于大規(guī)模數(shù)據(jù)集(大于1TB)的并行運算。嚴格的編程模型使云計算環(huán)境下的編程十分簡單。MapReduce模式的思想是將要執(zhí)行的問題分解成Map(映射)和Reduce(化簡)的方式，先通過Map程序?qū)?shù)據(jù)切割成不相關(guān)的區(qū)塊，分配(調(diào)度)給大量計算機處理，達到分布式運算的效果，再通過Reduce程序?qū)⒔Y(jié)果匯整輸出。2、海量數(shù)據(jù)分布存儲技術(shù)云計算系統(tǒng)由大量服務(wù)器組成，同時為大量用戶服務(wù)，因此云計算系統(tǒng)采用分布式

27、存儲的方式存儲數(shù)據(jù)，用冗余存儲的方式保證數(shù)據(jù)的可靠性。云計算系統(tǒng)中廣泛使用的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)是Google的GFS和Hadoop團隊開發(fā)的GFS的開源實現(xiàn)HDFS。GFS即Google文件系統(tǒng)(Google File System)，是一個可擴展的分布式文件系統(tǒng)，用于大型的、分布式的、對大量數(shù)據(jù)進行訪問的應(yīng)用。GFS的設(shè)計思想不同于傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)，是針對大規(guī)模數(shù)據(jù)處理和Google應(yīng)用特性而設(shè)計的。它運行于廉價的普通硬件上，但可以提供容錯功能。它可以給大量的用戶提供總體性能較高的服務(wù)。一個GFS集群由一個主服務(wù)器(master)和大量的塊服務(wù)器(chunkserver)構(gòu)成，并被許多客戶(Clie

28、nt)訪問。主服務(wù)器存儲文件系統(tǒng)所以的元數(shù)據(jù)，包括名字空間、訪問控制信息、從文件到塊的映射以及塊的當前位置。它也控制系統(tǒng)范圍的活動，如塊租約(lease)管理，孤兒塊的垃圾收集，塊服務(wù)器間的塊遷移。主服務(wù)器定期通過HeartBeat消息與每一個塊服務(wù)器通信，給塊服務(wù)器傳遞指令并收集它的狀態(tài)。GFS中的文件被切分為64MB的塊并以冗余存儲，每份數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中保存3個以上備份。客戶與主服務(wù)器的交換只限于對元數(shù)據(jù)的操作，所有數(shù)據(jù)方面的通信都直接和塊服務(wù)器聯(lián)系，這大大提高了系統(tǒng)的效率，防止主服務(wù)器負載過重。3、海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)云計算需要對分布的、海量的數(shù)據(jù)進行處理、分析，因此，數(shù)據(jù)管理技術(shù)必需能夠高效的

29、管理大量的數(shù)據(jù)。云計算系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理技術(shù)主要是Google的BT(BigTable)數(shù)據(jù)管理技術(shù)和Hadoop團隊開發(fā)的開源數(shù)據(jù)管理模塊HBase。BT是建立在GFS,Scheduler, Lock Service和MapReduce之上的一個大型的分布式數(shù)據(jù)庫，與傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫不同，它把所有數(shù)據(jù)都作為對象來處理，形成一個巨大的表格，用來分布存儲大規(guī)模結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。Google的很多項目使用BT來存儲數(shù)據(jù)，包括網(wǎng)頁查詢，Google earth和Google金融。這些應(yīng)用程序?qū)T的要求各不相同：數(shù)據(jù)大小(從URL到網(wǎng)頁到衛(wèi)星圖象)不同，反應(yīng)速度不同(從后端的大批處理到實時數(shù)據(jù)服務(wù))。對于不

30、同的要求，BT都成功的提供了靈活高效的服務(wù)。4、虛擬化技術(shù)通過虛擬化技術(shù)可實現(xiàn)軟件應(yīng)用與底層硬件相隔離，它包括將單個資源劃分成多個虛擬資源的裂分模式，也包括將多個資源整合成一個虛擬資源的聚合模式。虛擬化技術(shù)根據(jù)對象可分成存儲虛擬化、計算虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等，計算虛擬化又分為系統(tǒng)級虛擬化、應(yīng)用級虛擬化和桌面虛擬化。5、云計算平臺管理技術(shù)云計算資源規(guī)模龐大，服務(wù)器數(shù)量眾多并分布在不同的地點，同時運行著數(shù)百種應(yīng)用，如何有效的管理這些服務(wù)器，保證整個系統(tǒng)提供不間斷的服務(wù)是巨大的挑戰(zhàn)。云計算系統(tǒng)的平臺管理技術(shù)能夠使大量的服務(wù)器協(xié)同工作，方便的進行業(yè)務(wù)部署和開通，快速發(fā)現(xiàn)和恢復系統(tǒng)故障，通過自動化、智能化

31、的手段實現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng)的可靠運營。（二）、大數(shù)據(jù)：“大數(shù)據(jù)”是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。大數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)一般包括：大數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)預處理、大數(shù)據(jù)存儲及管理、大數(shù)據(jù)分析及挖掘、大數(shù)據(jù)展現(xiàn)和應(yīng)用（大數(shù)據(jù)檢索、大數(shù)據(jù)可視化、大數(shù)據(jù)應(yīng)用、大數(shù)據(jù)安全等）。1、Hadoop是開源大數(shù)據(jù)項目的總稱，是一個由Apache基金會所開發(fā)的分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)，主要是由HDFS和MapReduce組成，HDFS為海量的數(shù)據(jù)提供了存儲，則MapReduce為海量的數(shù)據(jù)提供了計算。MapReduce是處理大量半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)集合的編程模型。編程模型是一種

32、處理并結(jié)構(gòu)化特定問題的方式。例如，在一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，使用一種集合語言執(zhí)行查詢，如SQL。告訴語言想要的結(jié)果，并將它提交給系統(tǒng)來計算出如何產(chǎn)生計算。還可以用更傳統(tǒng)的語言(C+，Java)，一步步地來解決問題。這是兩種不同的編程模型，MapReduce就是另外一種。四、物聯(lián)網(wǎng)（一）、工業(yè)以太網(wǎng)：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)從最初的計算機集成控制系統(tǒng)CCS到集散控制系統(tǒng)DCS，發(fā)展到現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。近年來，以太網(wǎng)進入工業(yè)控制領(lǐng)域，出現(xiàn)了大量基于以太網(wǎng)的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。同時，隨著無線技術(shù)的發(fā)展，基于無線的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的研究也已開展?，F(xiàn)場總線：廣泛應(yīng)用于連接現(xiàn)場設(shè)備，如控制器、傳感器與執(zhí)行器等，采用全數(shù)字通信，結(jié)構(gòu)簡

33、單，節(jié)約線纜?，F(xiàn)場總線是綜合運用微處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和自動控制技術(shù)的產(chǎn)物，他在現(xiàn)場控制設(shè)備和測量儀器中嵌入微處理器，使他們具有數(shù)字計算和數(shù)字通信的能力，構(gòu)成能獨立承擔某些控制、通信任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。工業(yè)以太網(wǎng)：隨著應(yīng)用需求的提高，現(xiàn)場總線的高成本、低速率、難于選擇以及難于互連、互通、互操作等問題逐漸顯露。以太網(wǎng)具有傳輸速度高、易于安裝和兼容性好等優(yōu)勢，因此基于以太網(wǎng)的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)是發(fā)展的趨勢,將以太網(wǎng)應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域 ,構(gòu)成工業(yè)以太網(wǎng)。工業(yè)無線網(wǎng)：無線通信技術(shù)逐漸進入工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，為工業(yè)控制帶來了諸如降低安裝復雜度以及減少線纜等好處，同時其配置靈活，使用方便。目前，無線通信在工業(yè)

34、自動化領(lǐng)域的研究主要有以下幾類：無線總線 RFiel dbus、無線傳感器與執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò) WSAN、基于 I EEE 的無線局域網(wǎng)WL AN以及基于I EEE 802 . 15的無線個域網(wǎng) WPAN 等。（二）、車聯(lián)網(wǎng)：1、ADAS:先進駕駛員輔助系統(tǒng)（Advanced Driver Assistant System），簡稱ADAS，是利用安裝于車上的各式各樣的傳感器，在第一時間收集車內(nèi)外的環(huán)境數(shù)據(jù)， 進行靜、動態(tài)物體的辨識、偵測與追蹤等技術(shù)上的處理，從而能夠讓駕駛者在最快的時間察覺可能發(fā)生的危險， 以引起注意和提高安全性的主動安全技術(shù)。ADAS 采用的傳感器主要有攝像頭、雷達、激光和超聲波等，

35、可以探測光、熱、壓力或其它用于監(jiān)測汽車狀態(tài)的變量，通常位于車輛的前后保險杠、側(cè)視鏡、駕駛桿內(nèi)部或者擋風玻璃上。早期的ADAS 技術(shù)主要以被動式報警為主，當車輛檢測到潛在危險時，會發(fā)出警報提醒駕車者注意異常的車輛或道路情況。對于最新的ADAS技術(shù)來說，主動式干預也很常見。ADAS的兩個關(guān)鍵技術(shù)是處理器和傳感器，雖然ADAS應(yīng)用系統(tǒng)越來越復雜，但隨著器件性能升高成本降低，ADAS的應(yīng)用正在從豪華高檔汽車向中低檔汽車中普及。例如，自適應(yīng)巡航控制、盲點監(jiān)測、車道偏離警告、夜視、車道保持輔助和碰撞警告系統(tǒng)，具有自動轉(zhuǎn)向和制動干預功能的主動ADAS系統(tǒng)也已開始在更廣闊的市場上得以應(yīng)用。2、自動駕駛：無人駕

36、駛汽車通過環(huán)境感知模塊來辨別自身周圍的環(huán)境信息，為其行為決策提供信息支持。汽車配備了立體多功能攝像頭、車載雷達、超聲波傳感器。通過攝像機和雷達探測信息的疊加，可以獲得周圍路況信息，包括車輛精確位置，速度，障礙物形狀和體積。2014年5月谷歌發(fā)布無人汽車，軟件和傳感裝置取代了方向盤、油門、剎車燈傳統(tǒng)汽車配置。奔馳公司的Intelligent Drive2013年9月發(fā)布，順利完成了長達100公里的無人駕駛試驗之旅，成功實現(xiàn)城市內(nèi)及跨城之間的無人駕駛。特斯拉于2014年10月發(fā)布其P85D四驅(qū)智能駕駛版車型，增設(shè)的雷達和攝像頭可以識別行人和路標，實現(xiàn)自動泊車、高速公路自動駕駛，堵車自動跟隨等功能。

37、2014年07月24日，百度啟動“百度無人駕駛汽車”研發(fā)計劃。中國汽車行業(yè)在智能汽車領(lǐng)域起步較晚，包括一汽、吉利等在內(nèi)的自主品牌車企均表示要大力研發(fā)智能汽車，積極備戰(zhàn)智能汽車市場爭霸賽。（二）自然辯證法對通信的意義IT技術(shù)要成為第一生產(chǎn)力須適應(yīng)社會發(fā)展的需求。自從人類誕生以后，自然界就開始了人化的特征，自然界與人類就不可分割地結(jié)合在一起。人工自然的產(chǎn)生和發(fā)展，充分體現(xiàn)出人類認識自然、改造自然，激發(fā)自然為人類服務(wù)的巨大能力和潛力，也標志著人的活動介入到自然界的演化過程中，給自然界打上了人的烙印。這不僅對人類社會的進步，而且對整個自然界的演化都產(chǎn)生了巨大的影響。在面對人與社會的關(guān)系或矛盾中，人類借助于科學技術(shù)，使人類社會由簡單到復雜，由低級向高級發(fā)展。IT產(chǎn)業(yè)，更是一個飛速發(fā)展的領(lǐng)域。適時出現(xiàn)的技術(shù)才是好技術(shù)，才能得到長足的發(fā)展。而落后的不適合時代的技術(shù)也只能稱之為落后的生產(chǎn)力。所以，具有敏銳的市場嗅覺的創(chuàng)新型人才是IT產(chǎn)業(yè)的瑰寶。世界信息產(chǎn)業(yè)風起云涌，中國又該何去何從？我認為應(yīng)該是適應(yīng)與挑戰(zhàn)并存，未來的國內(nèi)信息產(chǎn)業(yè)必須走創(chuàng)新之路。從通信產(chǎn)業(yè)來看，國內(nèi)移動通信從模擬通信技術(shù)到大規(guī)模商用的GSM、WCDMA等技術(shù)都是跟著歐洲的腳步在發(fā)展。那