3.4　數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

數(shù)據(jù)傳輸是指在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，各臺(tái)計(jì)算機(jī)之間數(shù)據(jù)、信息的相互傳遞。城市基礎(chǔ)地理信息的傳輸技術(shù)是指通過(guò)光纖、光纜技術(shù)所組成的信息高速公路，實(shí)現(xiàn)空間信息的傳輸。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、Internet為地理信息的快速實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)傳輸提供了技術(shù)保證。WWW技術(shù)的出現(xiàn)，使互聯(lián)網(wǎng)成為一個(gè)包含各種信息、面向各種用戶(hù)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，并且WWW技術(shù)以其開(kāi)放性、廉價(jià)性、操作簡(jiǎn)單、支持多媒體、超級(jí)鏈接能力和友好的界面，得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，成為數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾侄?。而隨著WebGIS的發(fā)展，可以通過(guò)Internet進(jìn)行矢量或柵格格式的地理空間數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，為城市空間信息的傳輸提供了良好的手段。

數(shù)據(jù)傳輸完全依賴(lài)于城市信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。它是城市信息化的基礎(chǔ)，也是數(shù)字城市建設(shè)的基礎(chǔ)，主要包括以下內(nèi)容:

3.4.1　寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

“數(shù)字城市”的大量數(shù)據(jù)分布在不同的數(shù)據(jù)庫(kù)中，由不同的部門(mén)負(fù)責(zé)構(gòu)建、管理和維護(hù)，要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，進(jìn)行無(wú)縫互操作就必須通過(guò)計(jì)算機(jī)寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和萬(wàn)維網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。寬帶是通信領(lǐng)域中的一個(gè)熱點(diǎn)，目前各種通信手段都在與寬帶進(jìn)行融合，同樣數(shù)字城市中各種空間數(shù)據(jù)的傳輸也離不開(kāi)寬帶的支持，要傳輸海量數(shù)據(jù)，進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，寬帶網(wǎng)絡(luò)便成為“數(shù)字城市”是否能走向?qū)嵱玫年P(guān)鍵。寬帶網(wǎng)技術(shù)包括寬帶光纖網(wǎng)與寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)技術(shù)。

1.寬帶光纖網(wǎng)

寬帶光纖網(wǎng)，又稱(chēng)為有線互聯(lián)網(wǎng)或光纖-光纜網(wǎng)技術(shù)。光纖目前已成為城域網(wǎng)中主要的傳輸介質(zhì)。對(duì)于城市本地網(wǎng)來(lái)說(shuō)，通信業(yè)務(wù)不斷增加，尤其是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的增大，城市光纖需要有更大的傳輸帶寬，從而能更好地傳輸語(yǔ)音、圖像、數(shù)據(jù)。波分復(fù)用技術(shù)網(wǎng)絡(luò)是基于全光纖網(wǎng)絡(luò)的第三代Internet，利用波分復(fù)用技術(shù)發(fā)送一個(gè)附加光信號(hào)，就能把帶寬增加一倍。目前已經(jīng)成熟且商用的光纖通信SHD技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到10GB/s，再加上波分復(fù)用技術(shù)，最終傳輸率可達(dá)40～400GB/s。對(duì)于數(shù)字城市而言，數(shù)字城市必須建立在寬帶網(wǎng)絡(luò)之上，寬帶網(wǎng)絡(luò)好比是高速公路，沒(méi)有良好高速公路的支持，數(shù)字城市不可能建立起來(lái)，也不可能發(fā)揮應(yīng)有的效用。

2.寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)

寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)是Internet與衛(wèi)星通信兩種技術(shù)在信息服務(wù)方面相結(jié)合的技術(shù)。從目前的技術(shù)進(jìn)展情況看，寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)的廣泛實(shí)現(xiàn)還需要一段時(shí)間，但眾多的運(yùn)營(yíng)商早已著手寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，寬帶衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)將在未來(lái)幾年中得到快速發(fā)展。這些寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)按運(yùn)行軌道、覆蓋范圍和它們提供的業(yè)務(wù)劃分，大體分為兩大類(lèi)，即全球或區(qū)域覆蓋同步軌道系統(tǒng)和全球覆蓋低軌道系統(tǒng)。這兩類(lèi)系統(tǒng)都可以提供寬帶多媒體業(yè)務(wù)。從技術(shù)角度看，同步軌道衛(wèi)星需要開(kāi)發(fā)數(shù)字技術(shù)來(lái)減少時(shí)延的影響，而低軌道衛(wèi)星則需要解決衛(wèi)星組網(wǎng)問(wèn)題。但是總體上看，寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)具有覆蓋范圍廣、可部署性、帶寬利用率高、成本低廉、提供一體化網(wǎng)絡(luò)等方面的優(yōu)點(diǎn)。

3.4.2　移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)

1.WAP

WAP(Wireless Application Protocol，無(wú)線應(yīng)用協(xié)議)是一個(gè)開(kāi)放的全球性的無(wú)線通信與Web相結(jié)合的應(yīng)用平臺(tái)，它使得無(wú)線終端用戶(hù)，如移動(dòng)電話或筆記本電腦用戶(hù)可以方便，快捷地訪問(wèn)交互式接入和信息服務(wù)。WAP使移動(dòng)Internet有了一個(gè)通行的標(biāo)準(zhǔn)WAP的工作模式與Web的工作模式接近，完全支持Internet接入，其目標(biāo)是將Internet的豐富信息及先進(jìn)的業(yè)務(wù)引入到移動(dòng)電話等無(wú)線終端之中，用戶(hù)可以借助無(wú)線手持設(shè)備，如掌上電腦、手機(jī)、雙向廣播、智能電話等，通過(guò)WAP獲取信息。WAP只要求移動(dòng)電話和WAP代理服務(wù)器的支持，而不要求現(xiàn)有的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議做任何的改動(dòng)，因而可以廣泛地應(yīng)用于GSM、CDMA、TDMA、3G等多種網(wǎng)絡(luò)。

2.GPRS

GPRS(通用分組無(wú)線業(yè)務(wù))是以全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，將GPRS通用分組無(wú)線技術(shù)引入GSM移動(dòng)通信網(wǎng)，允許GMS用戶(hù)在分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，大大提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，并將IP技術(shù)引入了GSM網(wǎng)絡(luò)，它是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)向第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步拓展。它不但具有覆蓋范圍廣、數(shù)據(jù)傳輸速度快、通信質(zhì)量高、永遠(yuǎn)在線和按流量計(jì)費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)，而且其本身就是一個(gè)分組型數(shù)據(jù)網(wǎng)，支持TCP/IP協(xié)議，可直接與Internet互通。GPRS業(yè)務(wù)在無(wú)線上網(wǎng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通監(jiān)控、移動(dòng)辦公等領(lǐng)域具有無(wú)可比擬的性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)，目前GPRS技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，近年來(lái)采用GPRS技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)線監(jiān)控越來(lái)越普遍，甚至實(shí)現(xiàn)了無(wú)線數(shù)字閉路電視監(jiān)控。

3.藍(lán)牙

藍(lán)牙(Blue Tooth)是一種支持設(shè)備短距離通信(一般10m內(nèi))的無(wú)線電技術(shù)，能在包括移動(dòng)電話、PDA、無(wú)線耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無(wú)線信息交換。利用藍(lán)牙技術(shù)可以取代信息服務(wù)之間的有線連接，實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備之間的無(wú)線互聯(lián)，以便確保大多數(shù)常見(jiàn)的計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備之間可以方便地進(jìn)行無(wú)線通信。藍(lán)牙技術(shù)能夠有效地簡(jiǎn)化移動(dòng)通信終端設(shè)備之間、設(shè)備與因特網(wǎng)Internet之間的通信，從而數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無(wú)線通信拓寬道路。藍(lán)牙可以支持異步數(shù)據(jù)信道，多達(dá)3個(gè)的同時(shí)進(jìn)行的同步語(yǔ)音信道，還可以同一個(gè)信道同時(shí)傳送異步數(shù)據(jù)和同步語(yǔ)音，并且采用分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及快跳頻和短包技術(shù)，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué))頻段，其數(shù)據(jù)速率為1Mbps，采用時(shí)分雙工傳輸方案實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸。

4.3G

3G(3rd-generation，第三代移動(dòng)通信技術(shù)TD-SCDMA)是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)通信技術(shù)，是被國(guó)際電聯(lián)等國(guó)際組織廣泛承認(rèn)的3G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，也是我國(guó)通信業(yè)第一個(gè)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的3G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。3G服務(wù)能夠同時(shí)傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百kbps以上。它支持高質(zhì)量的語(yǔ)音、分組數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)和多用戶(hù)速率的無(wú)線通信，將手機(jī)變?yōu)榧Z(yǔ)言、圖像、圖形、數(shù)據(jù)傳輸?shù)戎T多應(yīng)用于一體的信息終端。TD打破了由歐美完全主導(dǎo)通信標(biāo)準(zhǔn)的格局，為今后移動(dòng)通信后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)的演進(jìn)奠定了自主發(fā)展的基礎(chǔ)。

5.4G

4G(4rd-generation，第四代移動(dòng)通信技術(shù))是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像與高清晰度電視相媲美的技術(shù)產(chǎn)品。4G最大的數(shù)據(jù)傳輸速率超過(guò)100Mbps，這個(gè)速率是移動(dòng)電話數(shù)據(jù)傳輸速率的1萬(wàn)倍，也是3G移動(dòng)電話速率的50倍。4G系統(tǒng)能夠以100Mbps的速度下載，比撥號(hào)上網(wǎng)快2000倍，上傳的速度也能達(dá)到20Mbps，并能夠滿足幾乎所有用戶(hù)對(duì)于無(wú)線服務(wù)的要求。4G可以在DSL和有線電視調(diào)制解調(diào)器沒(méi)有覆蓋的地方部署，然后再擴(kuò)展到整個(gè)地區(qū)。顯然4G有著不可比擬的優(yōu)越性如通信速度更快、網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬、通信更加靈活、智能性能更高、頻率使用效率更高、兼容性能更平滑、提供各種增值服務(wù)、更高質(zhì)量的多媒體通信等優(yōu)勢(shì)。

3.4.3　物聯(lián)網(wǎng)

目前，國(guó)內(nèi)外普遍公認(rèn)的“物聯(lián)網(wǎng)”是由M IT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究射頻識(shí)別(RFID)時(shí)最早提出來(lái)的。在2005年國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布的The Internet of Things報(bào)告中，物聯(lián)網(wǎng)的定義和范圍已經(jīng)發(fā)生了變化，覆蓋范圍有了較大的拓展，提出任何時(shí)刻、任何地點(diǎn)、任何物體之間的互聯(lián)，無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò)和無(wú)所不在計(jì)算的發(fā)展愿景，除RFID技術(shù)外，傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能終端等技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。2008年后，為了促進(jìn)科技發(fā)展，尋找經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn)，各國(guó)政府將物聯(lián)網(wǎng)作為下一步發(fā)展的重點(diǎn)，以形成支持新一代信息技術(shù)的一些新政策措施，從而推動(dòng)各國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of things，IOT)就是通過(guò)射頻識(shí)別、紅外攝像機(jī)、激光掃描儀等傳感器設(shè)備和全球定位系統(tǒng)、無(wú)線通信系統(tǒng)等，按約定的協(xié)議，把任何物品(如設(shè)備、設(shè)施、各種商品甚至人與動(dòng)物等)與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)概念。簡(jiǎn)而言之，物聯(lián)網(wǎng)是多種信息技術(shù)的融合與集成應(yīng)用，使人與物、物與物之間可進(jìn)行智慧對(duì)話，創(chuàng)造一個(gè)智慧的世界?！拔锫?lián)網(wǎng)概念”是在“互聯(lián)網(wǎng)概念”的基礎(chǔ)上，將其用戶(hù)端延伸和擴(kuò)展到任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信的一種網(wǎng)絡(luò)概念。

“物聯(lián)網(wǎng)”概念的問(wèn)世，打破了之前將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施分開(kāi)的傳統(tǒng)思維。物聯(lián)網(wǎng)把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中，通過(guò)“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)人類(lèi)社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合，在這個(gè)整合的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，存在能力超級(jí)強(qiáng)大的中心計(jì)算機(jī)群，能夠?qū)φ暇W(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人員、機(jī)器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)的管理和控制，由此，人類(lèi)可以以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，達(dá)到“智慧”狀態(tài)，提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，改善人與自然間的關(guān)系。

物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域包括航天、通信、智能建筑、醫(yī)療健康、生產(chǎn)制造、軍事、安全隱私、公共安全、環(huán)境監(jiān)控、娛樂(lè)多媒體和交通運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)域。已有的與數(shù)字城市相關(guān)的案例包括:基于RFID技術(shù)的智能停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)、智能電子車(chē)牌、門(mén)禁系統(tǒng)、列車(chē)跟蹤、電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)、對(duì)象識(shí)別系統(tǒng)、廣告牌無(wú)線遠(yuǎn)距離識(shí)別管理系統(tǒng)、環(huán)衛(wèi)作業(yè)車(chē)輛GPS管理系統(tǒng)、停車(chē)場(chǎng)智能監(jiān)管系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)前最具發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)之一，將有力帶動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，引領(lǐng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和戰(zhàn)略性調(diào)整，引發(fā)社會(huì)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的深度變革，具有巨大的戰(zhàn)略增長(zhǎng)潛能，是后危機(jī)時(shí)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技創(chuàng)新的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，已經(jīng)成為各個(gè)國(guó)家構(gòu)建社會(huì)新模式和重塑?chē)?guó)家長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力的先導(dǎo)力。