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篇1

在許多基于單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中，系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)遙控功能，而紅外通信則是被采用較多的一種方法。紅外通信具有控制簡(jiǎn)單、實(shí)施方便、傳輸可靠性高的特點(diǎn)，是一種較為常用的通信方式。紅外線通信是一種廉價(jià)、近距離、無(wú)線、低功耗、保密性強(qiáng)的通訊方案，主要應(yīng)用于近距離的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，也有用于近距離無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入。從早期的IRDA規(guī)范（115200bps）到ASKIR（1.152Mbps)，再到最新的FASTIR（4Mbps），紅外線接口的速度不斷提高，使用紅外線接口和電腦通信的信息設(shè)備也越來(lái)越多。紅外線接口是使用有方向性的紅外線進(jìn)行通訊，由于它的波長(zhǎng)較短，對(duì)障礙物的衍射能力差，所以只適合于短距離無(wú)線通訊的場(chǎng)合，進(jìn)行"點(diǎn)對(duì)點(diǎn)"的直線數(shù)據(jù)傳輸，因此在小型的移動(dòng)設(shè)備中獲得了廣泛的應(yīng)用。

1.紅外通信的基本原理

紅外通信是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，即通信信道。發(fā)送端將基帶二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制為一系列的脈沖串信號(hào)，通過(guò)紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號(hào)。接收端將接收到的光脈轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)放大、濾波等處理后送給解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)，還原為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)后輸出。常用的有通過(guò)脈沖寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈寬調(diào)制（PWM）和通過(guò)脈沖串之間的時(shí)間間隔來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈時(shí)調(diào)制（PPM）兩種方法。

簡(jiǎn)而言之，紅外通信的實(shí)質(zhì)就是對(duì)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)，以便利用紅外信道進(jìn)行傳輸；紅外通信接口就是針對(duì)紅外信道的調(diào)制解調(diào)器。

2.紅外通訊技術(shù)的特點(diǎn)

紅外通訊技術(shù)是目前在世界范圍內(nèi)被廣泛使用的一種無(wú)線連接技術(shù)，被眾多的硬件和軟件平臺(tái)所支持：

⑴通過(guò)數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)無(wú)線的數(shù)據(jù)收發(fā);

⑵主要是用來(lái)取代點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的線纜連接；

⑶新的通訊標(biāo)準(zhǔn)兼容早期的通訊標(biāo)準(zhǔn)；

⑷小角度（30度錐角以內(nèi)），短距離，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直線數(shù)據(jù)傳輸，保密性強(qiáng)；

⑸傳輸速率較高，目前4M速率的FIR技術(shù)已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術(shù)已經(jīng)。

3.紅外數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的用途

紅外通訊技術(shù)常被應(yīng)用在下列設(shè)備中：

⑴筆記本電腦、臺(tái)式電腦和手持電腦；

⑵打印機(jī)、鍵盤(pán)鼠標(biāo)等計(jì)算機(jī)設(shè)備；

⑶電話機(jī)、移動(dòng)電話、尋呼機(jī)；

⑷數(shù)碼相機(jī)、計(jì)算器、游戲機(jī)、機(jī)頂盒、手表；

⑸工業(yè)設(shè)備和醫(yī)療設(shè)備；

⑹網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備，如調(diào)制解調(diào)器。

4.紅外數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的缺點(diǎn)

⑴通訊距離短，通訊過(guò)程中不能移動(dòng)，遇障礙物通訊中斷;

⑵目前廣泛使用的SIR標(biāo)準(zhǔn)通訊速率較低（115.2kbit/s）;

⑶紅外通訊技術(shù)的主要目的是取代線纜連接進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，功能單一，擴(kuò)展性差。

5.紅外通信技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的沖擊

紅外通信標(biāo)準(zhǔn)有可能使大量的主流計(jì)算機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品遭淘汰，包括歷史悠久的調(diào)制解調(diào)器。預(yù)計(jì)，執(zhí)行紅外通信標(biāo)準(zhǔn)即可將所有的局域網(wǎng)(LAN)的數(shù)據(jù)率提高到10Mb/s。

紅外通信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的發(fā)射功率很低，因此它自然是以電池為工作電源的標(biāo)準(zhǔn)。目前，惠普移動(dòng)計(jì)算分公司正在開(kāi)發(fā)內(nèi)置式端口，所有擁有支持紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的筆記本計(jì)算機(jī)和手持式計(jì)算機(jī)的用戶，可以把計(jì)算機(jī)放在電話機(jī)的旁邊，遂行高速呼叫，可連通本地的因特網(wǎng)。由于電話機(jī)、手持式計(jì)算機(jī)和紅外通信連接全都是數(shù)字式的，故不需要調(diào)制解調(diào)器。

紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的廣泛兼容性可為PC設(shè)計(jì)師和終端用戶提供多種供選擇的無(wú)電纜連接方式，如掌上計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理設(shè)備和桌面計(jì)算機(jī)之間的文件交換；在計(jì)算機(jī)裝置之間傳送數(shù)據(jù)以及控制電視、盒式錄像機(jī)和其它設(shè)備。

6.紅外通信技術(shù)開(kāi)辟數(shù)據(jù)通信的未來(lái)

目前，符合紅外通信標(biāo)準(zhǔn)要求的個(gè)人數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)助理設(shè)備、筆記本計(jì)算機(jī)和打印機(jī)已推向市場(chǎng)，然而紅外通信技術(shù)的潛力將通過(guò)個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)和全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)網(wǎng)絡(luò)的建立而充分顯示出來(lái)。由于紅外連接本身是數(shù)字式的，所以在筆記本計(jì)算機(jī)中不需要調(diào)制解調(diào)器。便攜式PC機(jī)有一個(gè)任選的擴(kuò)展插槽，可插入新式PCS數(shù)據(jù)卡。PCS數(shù)據(jù)卡配電話使用，建立和保持對(duì)無(wú)線PCS系統(tǒng)的連接；擴(kuò)展電纜的紅外端口使得在PCS電話系統(tǒng)和筆記本計(jì)算機(jī)之間容易實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信。由于PCS、數(shù)字電話系統(tǒng)和筆記本計(jì)算機(jī)之間的連接是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的紅外端口實(shí)現(xiàn)的，所以PCS數(shù)字電話系統(tǒng)可在任何一種PC機(jī)上使用，包括各種新潮筆記本計(jì)算機(jī)以及手持式計(jì)算機(jī)，以提供紅外數(shù)據(jù)通信。而且，由于該系統(tǒng)不要求在計(jì)算機(jī)中使用調(diào)制解調(diào)器，所以過(guò)去不可能維持高性能PC卡調(diào)制解調(diào)器運(yùn)行所需電壓的手持式計(jì)算機(jī)，現(xiàn)在也能以無(wú)線方式進(jìn)行通信。紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)者還在設(shè)想在機(jī)場(chǎng)和飯店等地點(diǎn)使用步行傳真機(jī)和打印機(jī)，在這些地方，掌上計(jì)算機(jī)用戶可以利用這些外設(shè)而勿需電纜。銀行的ATM(柜員機(jī))也可以采用紅外接口裝置。

預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)，紅外技術(shù)將在通信領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用，數(shù)字蜂窩電話、尋呼機(jī)、付費(fèi)電話等都將采用紅外技術(shù)。紅外技術(shù)的推廣意味著膝上計(jì)算機(jī)用戶不用電纜連接的新潮即將到來(lái)。由于紅外通信具有隱蔽性，保密性強(qiáng)，故國(guó)外軍事通信機(jī)構(gòu)歷來(lái)重視這一技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。這一技術(shù)在軍事隱蔽通信，特別是軍事機(jī)密機(jī)構(gòu)、邊海防的端對(duì)端通信中將發(fā)揮出重要的作用。正如前面所述，它還將對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生沖擊，對(duì)未來(lái)數(shù)據(jù)通信產(chǎn)生重大影響。

參考文獻(xiàn)

[1]蔣俊峰.基于單片機(jī)的紅外通訊設(shè)計(jì)[J].電子設(shè)計(jì)應(yīng)用,2003,11.

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[3]鄧澤平.一種多用途電度表的紅外通訊問(wèn)題[J].湖南電力,2003,4.

篇2

在光纖信號(hào)的傳輸過(guò)程中，不同成分的光源群在傳輸速度上存在一定的差異，這種差異會(huì)產(chǎn)生一定的時(shí)間延遲，從而形成色散。色散主要包括模式色散、色度色散以及偏振色散三種類型，其中色度色散又可以分為材料色散和波導(dǎo)色散兩種，色散問(wèn)題在超長(zhǎng)距離光纖通信中表現(xiàn)得尤為明顯。目前，傳統(tǒng)的方法是通過(guò)利用具有負(fù)色散系數(shù)性質(zhì)的DCF進(jìn)行色散補(bǔ)償，但是該方法存在十分顯著的非線性效應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生較大的損耗，而且這種損耗隨補(bǔ)償距離的增加而增大，在超長(zhǎng)距離通信系統(tǒng)中采用該方案會(huì)產(chǎn)生極高的成本。針對(duì)傳統(tǒng)色散補(bǔ)償方法成本過(guò)高的問(wèn)題，已經(jīng)有廠家開(kāi)發(fā)出了FBG色散補(bǔ)償模塊，該模塊能夠利用光柵對(duì)不同波長(zhǎng)的發(fā)射特性實(shí)現(xiàn)對(duì)色散的補(bǔ)償，其損耗值與補(bǔ)償距離無(wú)關(guān)，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)補(bǔ)償方法的缺點(diǎn)。

1.2　信噪比

在長(zhǎng)距離通信系統(tǒng)中，光放大器在放大光信號(hào)的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定程度的自發(fā)輻射放大噪聲，由于線路的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，因此會(huì)產(chǎn)生較大的損耗，信號(hào)衰減十分嚴(yán)重，在經(jīng)過(guò)放大器放大之后，這種放大噪聲很可能與信號(hào)能量非常接近，導(dǎo)致接收端無(wú)法正常的分辨信號(hào)，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。針對(duì)這類問(wèn)題，一般在前置放大器中加裝濾波器，這樣能夠過(guò)濾掉信號(hào)光周邊的部分噪聲信號(hào)，從而提高信噪比。

1.3　功率

在超長(zhǎng)距離通信系統(tǒng)中，光纖信號(hào)在傳輸時(shí)，由于光波與傳播媒介之間的相互作用會(huì)導(dǎo)致光能發(fā)生一定程度的衰減，當(dāng)能量衰減到一定程度之后，接收端無(wú)法從噪聲中正確的辨識(shí)出光信號(hào)，限制正常的光通信。針對(duì)這些問(wèn)題，一般通過(guò)功率補(bǔ)償?shù)姆绞絹?lái)降低信號(hào)衰減所產(chǎn)生的損耗。目前在超長(zhǎng)距離通信系統(tǒng)中采用的最主要手段是EDFA。EDFA分為功率放大器和前置放大器，其中功率放大器通常配置在傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端后，以最大限度提升發(fā)射功率，前置放大器通常配置在接收端前，主要作用是提高接收靈敏度。當(dāng)通信線路的長(zhǎng)度達(dá)到一定距離后，僅僅采用功率放大器和前置放大器很難保證接收端正常的接收信號(hào)，此時(shí)需要在該方法的基礎(chǔ)上對(duì)光源進(jìn)行附加調(diào)制或采用外接調(diào)制器進(jìn)行附加調(diào)相，從而增大入射光的譜寬。目前，該方法在國(guó)家電網(wǎng)以及南方電網(wǎng)的超高壓輸電公司中得到了較好的應(yīng)用。

二、超長(zhǎng)距離通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用方案

我國(guó)的超長(zhǎng)距離通信從2007年開(kāi)始試驗(yàn)，最初是由光迅科技與南方電網(wǎng)超高壓輸電公司進(jìn)行合作所進(jìn)行的長(zhǎng)度為345km的2.5Gbit/s的超長(zhǎng)距離無(wú)中繼通信工程，該段線路中配置了FEC、EDFA、RFA及光柵型DCM，系統(tǒng)保持了3個(gè)月的試運(yùn)行，其整個(gè)運(yùn)行過(guò)程的測(cè)試結(jié)果均十分良好。南方電網(wǎng)在“十一五”黔電送粵施秉——賢令山500kV輸電工程中，對(duì)上述技術(shù)進(jìn)行了廣泛的使用，在該輸電工程中，采用超長(zhǎng)距離通信技術(shù)的線路跨度長(zhǎng)達(dá)318km。系統(tǒng)從2008年7月開(kāi)始運(yùn)行以來(lái)，一直保持十分穩(wěn)定的工作狀態(tài)，此系統(tǒng)也是我國(guó)到目前為止唯一沒(méi)有設(shè)置中繼站而傳輸距離超過(guò)300km的實(shí)際工程。根據(jù)設(shè)計(jì)中的預(yù)算，相對(duì)于實(shí)際已建成的系統(tǒng)而言，采用中繼站將會(huì)增加約200萬(wàn)元的成本。由此也可以看出，通過(guò)超長(zhǎng)距無(wú)中繼通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用，能夠使電力通信系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性及運(yùn)行可靠性大大提升，同時(shí)也使得通信系統(tǒng)的維護(hù)難度大幅度降低。此后，該技術(shù)在多項(xiàng)電力通信工程中得到廣泛應(yīng)用。

篇3

1、手動(dòng)跟蹤

手動(dòng)跟蹤是指根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或預(yù)知的目標(biāo)位置數(shù)據(jù)（如衛(wèi)星軌道位置）隨時(shí)間變化的規(guī)律，用人工按時(shí)調(diào)整天線的指向，或者是根據(jù)收到信號(hào)的大小用人工方式操縱跟蹤系統(tǒng)，使其接收最強(qiáng)的信號(hào)(用頻譜儀或接收機(jī)監(jiān)視)。手動(dòng)跟蹤可以每隔一段時(shí)間進(jìn)行一次。手動(dòng)跟蹤系統(tǒng)由天線、頻譜儀（或接收機(jī)）、伺服控制器等組成。手動(dòng)跟蹤設(shè)備最為簡(jiǎn)單，可應(yīng)用于地面站小口徑天線對(duì)同步衛(wèi)星的跟蹤等指向精度和實(shí)時(shí)性要求較低的場(chǎng)合。

2、程序跟蹤

將衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)和天線平臺(tái)地理坐標(biāo)和姿態(tài)數(shù)據(jù)一并輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、運(yùn)算、比較，得出衛(wèi)星軌道和天線實(shí)際角度在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間內(nèi)的角度差值，然后將此值送入伺服控制器，驅(qū)動(dòng)天線，消除誤差角。不斷地比較、驅(qū)動(dòng)，使天線一直指向衛(wèi)星。程序跟蹤可以應(yīng)用在地面或車(chē)載小口徑天線對(duì)衛(wèi)星的跟蹤。由于地球的密度不均勻和其他干擾的影響，星歷數(shù)據(jù)會(huì)隨著時(shí)間有小的變化，一般很難計(jì)算出長(zhǎng)時(shí)間的精確軌道數(shù)據(jù)。從而進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的跟蹤會(huì)有積累的誤差。

3、自動(dòng)跟蹤

自動(dòng)跟蹤是指根據(jù)地球站天線接收到衛(wèi)星所發(fā)的信標(biāo)信號(hào)，通過(guò)變頻、放大輸入跟蹤接收機(jī)，檢測(cè)出俯仰和方位誤差信號(hào)，根據(jù)誤差信號(hào)大小和方向由伺服控制器驅(qū)動(dòng)天線轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)，使天線自動(dòng)地對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。這種跟蹤方式?jīng)]有誤差積累，可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)跟蹤。由于衛(wèi)星位置受影響的因素太多，無(wú)法長(zhǎng)期預(yù)測(cè)衛(wèi)星軌道，故目前大、中型地球站主要采用自動(dòng)跟蹤為主，手動(dòng)跟蹤和程序跟蹤為輔的方式。按照自動(dòng)跟蹤原理和設(shè)備組成，自動(dòng)跟蹤可以具體分為三種體制：步進(jìn)跟蹤、圓錐掃描跟蹤和單脈沖跟蹤。

3、1步進(jìn)跟蹤

步進(jìn)跟蹤是指天線指向以一定的步進(jìn)向接收電平增大的方向進(jìn)行不斷調(diào)整。步進(jìn)跟蹤是開(kāi)環(huán)方式，跟蹤精度較低，跟蹤速度較慢。步進(jìn)跟蹤適用于要求跟蹤速度較低的系統(tǒng)中，如漂移速度較慢的同步衛(wèi)星的跟蹤。其優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單。

3、2圓錐掃描跟蹤

圓錐掃描跟蹤是把饋源繞天線對(duì)稱軸作圓周運(yùn)動(dòng)，或把副面傾斜旋轉(zhuǎn)。這樣天線波束呈圓錐狀旋轉(zhuǎn)，當(dāng)天線軸對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星時(shí)，地球站接收到的信標(biāo)電平是一恒定值；當(dāng)天線軸偏離衛(wèi)星時(shí)，接收電平將有一個(gè)低頻幅度調(diào)制。根據(jù)調(diào)制信號(hào)的幅度和相位檢測(cè)出天線波束的指向誤差。這種工作方式的優(yōu)點(diǎn)也是設(shè)備較簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是饋源永遠(yuǎn)偏離拋物面的焦點(diǎn)，使天線增益下降。同時(shí)需要饋源持續(xù)的圓周機(jī)械運(yùn)動(dòng)，可靠性較差。跟蹤時(shí)要得到一系列回波脈沖后，才能得到角誤差信號(hào)，實(shí)時(shí)性稍差。

3、3單脈沖跟蹤

單脈沖跟蹤方式由天線饋源輸出和信號(hào)與差信號(hào)，和、差射頻信號(hào)經(jīng)射頻前端變換處理后送至跟蹤接收機(jī)，并由跟蹤接收機(jī)輸出兩路與天線電軸偏離衛(wèi)星角度成正比的方位誤差信號(hào)與俯仰誤差信號(hào)到伺服控制單元，控制天線運(yùn)動(dòng)，完成對(duì)衛(wèi)星的實(shí)時(shí)跟蹤。單脈沖跟蹤能從每個(gè)接收脈沖中得到完整的角誤差信息，這種跟蹤方式是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，具有實(shí)時(shí)性好，跟蹤精度高的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)通道數(shù)量的不同有單通道、雙通道、三通道等三種不同的實(shí)現(xiàn)方式。三通道方式中天線接收到的信號(hào)，經(jīng)過(guò)和、差網(wǎng)絡(luò)處理后，產(chǎn)生和信號(hào)、方位差信號(hào)與俯仰差信號(hào)。通過(guò)三個(gè)通道傳送到跟蹤接收機(jī)進(jìn)行跟蹤處理。雙通道方式是方位差信號(hào)與俯仰差信號(hào)正交相加后合成一個(gè)差信道，或者是采用高次模方式產(chǎn)生差信號(hào)，與和信道一起構(gòu)成雙信道。單通道方式是在雙通道的基礎(chǔ)上對(duì)差信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后的差信號(hào)與和信號(hào)合路形成一個(gè)通道。

二、各種方式的比較與應(yīng)用

在實(shí)際應(yīng)用中，它構(gòu)成由航天控制中心、測(cè)控站和專用通信網(wǎng)為主要內(nèi)容的．對(duì)在軌航天器進(jìn)行跟蹤、測(cè)量、控制的綜合專用技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，包括跟蹤、遙測(cè)、遙控、實(shí)時(shí)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、監(jiān)控顯示和通信系統(tǒng)等。其功能是：對(duì)航天器進(jìn)行跟蹤測(cè)量，獲取其運(yùn)動(dòng)參數(shù)和內(nèi)部的各種物理、工程、宇航員生理以及偵察參數(shù)，監(jiān)視其飛行和內(nèi)部工作狀態(tài)，為指揮、控制提供信息；對(duì)導(dǎo)彈和運(yùn)載火箭實(shí)施控制，確保試驗(yàn)安全：對(duì)衛(wèi)星實(shí)施控制，支持其正常運(yùn)行；通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的處理、分析，為評(píng)價(jià)航天器的技術(shù)性能和改進(jìn)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

1、衛(wèi)星地球站同步衛(wèi)星的跟蹤

篇4

2煤礦搜救偵測(cè)通信方法與技術(shù)

煤礦基本搜救偵測(cè)通信聯(lián)絡(luò)方法主要有兩種:一是地面鉆孔構(gòu)建救生通道搜救和透地通信聯(lián)絡(luò)法;二是救護(hù)隊(duì)員直接入井搜救和寬帶應(yīng)急通信聯(lián)絡(luò)法。

2.1地面鉆孔構(gòu)建救生通道和透地通信聯(lián)絡(luò)法

利用地音儀、地震定位儀或井下人員定位系統(tǒng)等手段,快速準(zhǔn)確對(duì)井下被困人員定位,確定地面鉆機(jī)打鉆地點(diǎn),提高打鉆效率。確定打鉆地點(diǎn)后,可先鉆一個(gè)小孔,與被困人員取得聯(lián)系,并為被困人員輸送氧氣和食物,然后再鉆取一個(gè)較大直徑的鉆孔,利用救生倉(cāng)等裝備解救被困人員。該方法需要用到的裝備主要有生命探測(cè)儀、人員定位系統(tǒng)、氣體檢測(cè)儀、挖掘工具、破拆工具、起重設(shè)備、鉆機(jī)等。另外,通信聯(lián)絡(luò)可用礦用透地通信系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)法,但對(duì)于深部開(kāi)采礦井,國(guó)內(nèi)外透地雙向通信距離和傳輸帶寬速率目前還十分受局限,從煤礦井下試驗(yàn)情況反饋來(lái)看,語(yǔ)音通信距離在500~600m,文本通信距離在700~800m,800m以上還只能透地傳輸信號(hào)(beacon)而不是信息,因此透地通信適合井下窄帶和慢速率通信聯(lián)絡(luò)。

2.2救護(hù)隊(duì)員直接入井搜救和寬帶應(yīng)急通信聯(lián)絡(luò)法

采用呼喊、敲擊或利用尋人儀、主動(dòng)式生命探測(cè)儀等探測(cè)方法[8],判斷遇險(xiǎn)人員位置,搜尋被困或被埋壓人員,與遇險(xiǎn)人員保持聯(lián)系。該方法既可利用探測(cè)和感知生物信號(hào)搜尋,又可利用感應(yīng)探測(cè)機(jī)械波、聲波或無(wú)線電波等信號(hào)搜尋。救護(hù)隊(duì)員直接入井搜救偵測(cè)技術(shù)主要包括煤礦災(zāi)區(qū)環(huán)境偵測(cè)技術(shù)、煤礦井下生命探測(cè)與人員搜尋定位技術(shù),以及煤礦災(zāi)區(qū)探測(cè)機(jī)器人技術(shù)。通信聯(lián)絡(luò)可用礦用寬帶無(wú)線或光纖等通信技術(shù),通信距離和傳輸帶寬受限制較小,且可適合井下可視化多媒體通信聯(lián)絡(luò)。2.2.1、煤礦災(zāi)區(qū)環(huán)境偵測(cè)利用便攜式氣體檢測(cè)儀對(duì)災(zāi)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)CH4、CO、O2、H2S、CO2等氣體濃度和環(huán)境參數(shù)進(jìn)行檢測(cè),目的是判定災(zāi)區(qū)是否存在爆炸危險(xiǎn)及事故類別。利用氣體分析化驗(yàn)車(chē)或氣相色譜儀進(jìn)行化驗(yàn)分析,主要檢測(cè)H2S、NOx、SO2及火災(zāi)標(biāo)志性氣體。使用紅外線溫度測(cè)定儀和風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)壓等測(cè)定儀,可迅速檢測(cè)災(zāi)區(qū)環(huán)境溫度和通風(fēng)情況,并根據(jù)探測(cè)距離,對(duì)火源點(diǎn)、火勢(shì)等作出正確判斷。2.2.2、生命探測(cè)與人員搜尋定位目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)煤礦遇險(xiǎn)人員尋找和定位多憑經(jīng)驗(yàn)和人體器官感覺(jué),用呼喊、敲擊等方法來(lái)判定。搜尋技術(shù)落后是制約救援效率和成功率的主要問(wèn)題之一[9]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用光學(xué)、聲學(xué)、電磁學(xué)、人體生物學(xué)、仿生學(xué)等理論進(jìn)行了研究,取得了一定技術(shù)突破[10-15],但救援實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用中還受到諸多限制。如光學(xué)探測(cè)儀只適合被測(cè)者周邊有空隙的情況使用;紅外探測(cè)儀適合在濃煙、大火和黑暗環(huán)境下使用,受環(huán)境溫度及熱源的影響嚴(yán)重,穿透性差,遇物阻擋失效;聲波探測(cè)儀只有被測(cè)對(duì)象能夠活動(dòng)、敲擊或呼救才能被探測(cè)到,在煤巖介質(zhì)中衰減速度極快,遇水、泥土阻擋失效,在人體內(nèi)傳播機(jī)理復(fù)雜;激光探測(cè)則需要高壓電源供電且體積大、笨重;人體搜尋儀大多只能探測(cè)遇難者;雷達(dá)生命探測(cè)儀僅適合于探測(cè)運(yùn)動(dòng)的活體生命。目前基于生命感知和RFID等RF信號(hào)搜救的人員定位搜索技術(shù)受到業(yè)界關(guān)注。2.2.3、災(zāi)區(qū)探測(cè)機(jī)器人/無(wú)人機(jī)為了提高救援成功率,減少救援人員自身傷亡煤礦災(zāi)區(qū)探測(cè)機(jī)器人可替代或輔助救護(hù)隊(duì)員進(jìn)入災(zāi)區(qū),探測(cè)并回傳井巷環(huán)境信息,為搶險(xiǎn)救援決策提供參考依據(jù)。開(kāi)發(fā)非結(jié)構(gòu)環(huán)境下移動(dòng)作業(yè)和救災(zāi)機(jī)器人/無(wú)人機(jī)是當(dāng)今災(zāi)區(qū)探測(cè)技術(shù)研究熱點(diǎn)之一,如美國(guó)智能系統(tǒng)與機(jī)器人中心開(kāi)發(fā)的RATLER礦井探索機(jī)器人、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機(jī)器人研究中心開(kāi)發(fā)的土撥鼠機(jī)器人、美國(guó)南佛羅里達(dá)大學(xué)研制的Simbot機(jī)器人、Remotec公司制造的V2機(jī)器人等[16-18]。這些機(jī)器人各自存在著體積大或笨重、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功耗大、越障性能差、智能化水平低、有線遙控距離近等缺陷,離煤礦實(shí)際救援應(yīng)用要求還有一定距離。目前礦用本安型便攜式機(jī)器人和隔爆型災(zāi)區(qū)探測(cè)機(jī)器人已經(jīng)開(kāi)始面市,如圖1~2所示。

2.3災(zāi)區(qū)遠(yuǎn)距離偵測(cè)和搜救通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)

煤礦井下災(zāi)區(qū)遠(yuǎn)距離偵測(cè)和礦用應(yīng)急通信系統(tǒng)是煤礦事故救援及通信聯(lián)絡(luò)的重要保障。煤礦災(zāi)區(qū)遠(yuǎn)距離偵測(cè)系統(tǒng)和應(yīng)急救援超前偵測(cè)系統(tǒng)都是通過(guò)高壓氣瓶(或發(fā)射裝置)將偵測(cè)探頭發(fā)射到前方。

3煤礦搜救偵測(cè)通信技術(shù)裝備研究發(fā)展趨勢(shì)

3.1災(zāi)區(qū)環(huán)境檢測(cè)設(shè)備

目前煤礦便攜式/復(fù)合式多參數(shù)測(cè)定器或檢測(cè)報(bào)警儀主要有CD3/CD4/CD5/CD6/CD7/CD8/JFY-6等類型。檢測(cè)參數(shù)包括甲烷、氧氣、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫、二氧化硫等有毒有害氣體的濃度及環(huán)境的溫度、濕度、壓差、風(fēng)速、大氣壓等。不同型號(hào)測(cè)定儀工作時(shí)間有長(zhǎng)有短,組合各種參數(shù)方案不同,支持標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線通信接口能力也不一樣,檢測(cè)量程和測(cè)定精度參差不齊,搜救單位配備還缺乏統(tǒng)一,集成風(fēng)速、風(fēng)壓檢測(cè)指標(biāo)的高精度、大量程測(cè)定儀較少。

3.2生命探測(cè)與人員搜尋定位裝備

如表1所示,生命探測(cè)和人員搜尋定位設(shè)備主50~100m,再利用無(wú)線信號(hào)將前方的環(huán)境參數(shù)如CH4、CO濃度等數(shù)據(jù)傳回接收顯示裝置,若前方?jīng)]有危險(xiǎn),救援人員前進(jìn)50~100m,再重復(fù)超前探測(cè),直至完成整個(gè)災(zāi)區(qū)偵查。目前,我國(guó)煤礦井下救援通信主要以有線電話為主,漏泄、感應(yīng)、透地等移動(dòng)通信也存在一定問(wèn)題,難以滿足全煤礦移動(dòng)救災(zāi)通信要求。透地通信系統(tǒng)存在信道容量小、單向通信、電磁干擾大、應(yīng)用范圍受限制、施工難度大等問(wèn)題。感應(yīng)通信系統(tǒng)存在信道容量小、電磁干擾大、天線體積大、攜帶不方便等問(wèn)題。漏泄通信系統(tǒng)存在串聯(lián)中繼器多、系統(tǒng)可靠性差等問(wèn)題。高性能、高可靠性災(zāi)區(qū)遠(yuǎn)距離偵測(cè)系統(tǒng)和井下應(yīng)急通信系統(tǒng)引起業(yè)界關(guān)注[19]。中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司應(yīng)急救援研究所研制的KT121M礦用應(yīng)急通信系統(tǒng)帶寬高,通信距離遠(yuǎn),且可以和透巖應(yīng)急通信設(shè)備互聯(lián)互通,非常適合井下無(wú)線寬帶救災(zāi)或應(yīng)急通信聯(lián)絡(luò)如圖3所示。要分為無(wú)線電感應(yīng)類、晶體共振和感應(yīng)人體電荷等。由于各自技術(shù)和探測(cè)原理不同,適用范圍也存在差異。

3.3煤礦災(zāi)區(qū)探測(cè)機(jī)器人/無(wú)人機(jī)

煤礦災(zāi)區(qū)探測(cè)機(jī)器人/無(wú)人機(jī)可搭載有氣體、溫度等傳感器和攝像頭,通過(guò)陸、空方式將災(zāi)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)情況通過(guò)搜救指揮通信系統(tǒng)傳送到各級(jí)指揮機(jī)構(gòu),是代替救援人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)、避免救援人員傷亡的偵測(cè)設(shè)備之一,目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)研制出輪式、履帶式、蛇形機(jī)器人和四旋翼小型無(wú)人機(jī)。但由于煤礦災(zāi)區(qū)情況復(fù)雜,對(duì)機(jī)器人/無(wú)人機(jī)的越障能力、自身和負(fù)載重量、動(dòng)力保障、防爆方式等有嚴(yán)格的要求,國(guó)內(nèi)KBR礦用本安型便攜式救援探測(cè)機(jī)器人(見(jiàn)圖1)、搜救偵測(cè)無(wú)人機(jī)和KQR隔爆型災(zāi)區(qū)探測(cè)機(jī)器人(見(jiàn)圖2)受到業(yè)界廣泛關(guān)注。采用分功合力等先進(jìn)技術(shù)的KBR礦用本安型探測(cè)機(jī)器人是ExiaIMa防爆等級(jí),KQR是Exd+ibIMa防爆等級(jí),前者災(zāi)區(qū)環(huán)境使用安全性更高,狹小空間和洞穴通過(guò)性較好,且便攜和功耗低(8~9kg,幾瓦)。后者是礦用隔爆型機(jī)器人,跨越溝壑和臺(tái)階能力較強(qiáng),但體積大較笨重(近100kg)、電壓高(12V)和功耗大(12W),井下安全可靠性較低。

3.4煤礦災(zāi)區(qū)遠(yuǎn)距離偵測(cè)、透地和寬帶應(yīng)急通信系統(tǒng)

目前,國(guó)內(nèi)外煤礦災(zāi)區(qū)遠(yuǎn)距離偵測(cè)、透地和寬帶應(yīng)急通信系統(tǒng)裝備主要有ZCJ5系列煤礦災(zāi)區(qū)遠(yuǎn)距離偵測(cè)系統(tǒng)、KT121M礦用應(yīng)急通信系統(tǒng)和TTE系列礦用透地通信系統(tǒng)等應(yīng)急聯(lián)絡(luò)裝備,如圖3~5所示。

3.5煤礦搜救偵測(cè)通信技術(shù)和裝備研究發(fā)展趨勢(shì)

礦山救援偵測(cè)技術(shù)研究熱點(diǎn)及未來(lái)煤礦搜救偵測(cè)裝備發(fā)展趨勢(shì),如圖6~7所示。

篇5

1無(wú)線電通信技術(shù)的發(fā)展歷程

1895年5月7日俄國(guó)物理學(xué)家波波夫已“金屬屑與電振蕩的關(guān)系”的論文向全世界宣布無(wú)線電通信技術(shù)的誕生，并當(dāng)眾展示了他發(fā)明的無(wú)線電接收機(jī)，那天俄國(guó)當(dāng)局定為“無(wú)線電發(fā)明日”。

1896年3月24日，波波夫?qū)o(wú)線電通信的通信距離延長(zhǎng)到250米，做了用無(wú)線電傳送莫爾斯電碼的表演為無(wú)線電通信技術(shù)拉開(kāi)新的序幕。

1898年，年輕的意大利青年馬可尼利用游艇證明了他的無(wú)線電電報(bào)能夠在20英里的海面暢通無(wú)阻地通信，第一次實(shí)際性地使用無(wú)線電通信技術(shù)。

1901年，他在相隔2700公里英國(guó)和紐芬蘭島之間成功地進(jìn)行了跨越大西洋的遠(yuǎn)距離無(wú)線電通信，從此人類進(jìn)入無(wú)線電波進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信的新時(shí)代。

隨后，無(wú)線電通信技術(shù)如雨后春筍其涌現(xiàn)出來(lái)。直到1946年，美國(guó)人羅斯.威瑪和日本人八本教授利用高靈敏度攝像管家用電視機(jī)接收天線問(wèn)題，從此超短波轉(zhuǎn)播站一些國(guó)家相繼建立了，無(wú)線電通信技術(shù)迅速普及開(kāi)來(lái)[2]。

隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，信息超遠(yuǎn)控制技術(shù)為滿足遙控、遙測(cè)和遙感技術(shù)的需要，于人們生產(chǎn)與生活中被廣泛使用；后來(lái)微電子技術(shù)也推動(dòng)了電子計(jì)算機(jī)的更新?lián)Q代，使電子計(jì)算機(jī)信息處理功能大大增加，日益成為信息處理最重要和必不可少的工具。

信息技術(shù)是以微電子和光電技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)為支撐，以信息處理技術(shù)為主題的技術(shù)系統(tǒng)的總稱，是一門(mén)綜合性的技術(shù)。今天的信息化時(shí)代，就是電子計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)緊密結(jié)合的標(biāo)志。

無(wú)線電通信技術(shù)發(fā)展到今日，擁有無(wú)限潛力。軍事、氣象、生活、生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域都對(duì)其都有空前的需求。雖然無(wú)線電通信技術(shù)優(yōu)點(diǎn)雖然卓越，但其缺點(diǎn)至今給技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)很大的障礙，都是我們亟須解決的難題。

2無(wú)線電通信技術(shù)的特點(diǎn)

近些年無(wú)線電通信技術(shù)領(lǐng)域引入無(wú)線接入技術(shù)，是迅速發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)領(lǐng)域，不需要傳輸媒質(zhì)，部分接入網(wǎng)甚至入網(wǎng)的全部皆可直接采用無(wú)線傳播手段代替，無(wú)論是概念上還是技術(shù)含量上都產(chǎn)生了一個(gè)重大的飛躍，實(shí)現(xiàn)了降低成本、提高靈活性和擴(kuò)展傳輸距離的目的。其特點(diǎn)喜憂參半，優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在傳輸線路線、通信方式等方面，我們可以總結(jié)如下：

不受時(shí)空限制。大多數(shù)情況下，人們對(duì)通信運(yùn)用的時(shí)間、地點(diǎn)、容量需求無(wú)法預(yù)知，而無(wú)線電通信不受時(shí)空限制的優(yōu)點(diǎn)能夠采取靈活多樣的手段和方法，確保通信聯(lián)絡(luò)綜合高效，語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像的綜合傳輸暢通無(wú)阻，隨著近年來(lái)國(guó)內(nèi)各個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域和國(guó)際經(jīng)濟(jì)的來(lái)往，無(wú)線電通信技術(shù)不受時(shí)空限制方法為其打開(kāi)方便之門(mén)，尤其通信與網(wǎng)絡(luò)的連接，通信技術(shù)踏上新的臺(tái)階。

具備高度的機(jī)動(dòng)性及可用性。無(wú)線電通信技術(shù)傳輸數(shù)字化、功能多樣化、設(shè)備小型化、智能化及系統(tǒng)大容量化決定了其具備高度的機(jī)動(dòng)性和可用性，尤其在軍事構(gòu)建地域通信網(wǎng)方面起到很大的作用。

可靠性高。無(wú)線電通信比起有線通信的一個(gè)卓越優(yōu)點(diǎn)在抵抗水淹、臺(tái)風(fēng)、地震等方面有較大的可靠性，一般情況下除非信號(hào)干擾都能保持通信的暢通，這也是無(wú)線架輸?shù)淖畲筇攸c(diǎn)。

無(wú)線電通信技術(shù)雖然解決了架設(shè)傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠(yuǎn)、通信靈活等的難題，但其信號(hào)容易受到干擾、影響，還有容易被截獲造成了該項(xiàng)技術(shù)的保密性極差。無(wú)線電通信技術(shù)的缺點(diǎn)幾百年來(lái)都是讓人頭疼的問(wèn)題，目前全球化經(jīng)濟(jì)愈演愈熱，其信號(hào)的穩(wěn)定性與安全性上升為經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域里關(guān)注的焦點(diǎn)，因此，無(wú)線電通信技術(shù)的通信方法拓新成為其發(fā)展的新話題。

3無(wú)線電通信技術(shù)之通信方法的拓新

21世紀(jì)無(wú)線電通信技術(shù)正處在關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折時(shí)期，尤其最近幾十年最為活躍。信息化的飛速發(fā)展和IP技術(shù)的興起，欲求無(wú)線電通信技術(shù)適應(yīng)未來(lái)社會(huì)生產(chǎn)和生活的需求。務(wù)必在通信方法上進(jìn)行一系列的拓新。針對(duì)以上無(wú)線電通信技術(shù)的缺陷，筆者認(rèn)為，我們可以從通信技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、軟件技術(shù)等方面進(jìn)行嘗試，主要可總結(jié)一下八點(diǎn)：

3.1采用了數(shù)字通信技術(shù)

提高系統(tǒng)頻譜資源的利用率，維持信號(hào)上的穩(wěn)定，避免通信信號(hào)收到干擾，增大了系統(tǒng)通信容量，提供話音、圖像和數(shù)據(jù)等多種通信服務(wù)，確保用戶信息安全保密。

3.2推廣通信信息技術(shù)寬帶化的發(fā)展

信息的寬帶化對(duì)于光纖傳輸技術(shù)和高通透量網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展起到關(guān)鍵的推進(jìn)作用[3]，尤其近年來(lái)世界范圍內(nèi)全面展開(kāi)，無(wú)線通信技術(shù)正朝著無(wú)線接入寬帶化的方向演進(jìn)，這個(gè)方向?qū)o(wú)線電通信信號(hào)源穩(wěn)定來(lái)說(shuō)的確非常之重要。

3.3推廣個(gè)人信息化技術(shù)

個(gè)人信息化在全球個(gè)人通信已經(jīng)有著不爭(zhēng)的發(fā)展趨勢(shì)。個(gè)人信息話，能夠有效地減低傳輸路線的信息量堵塞，大幅度提高通信的傳播速度。

3.4拓新接入網(wǎng)絡(luò)的樣式

技術(shù)上融合實(shí)現(xiàn)固定和其他通信等不同業(yè)務(wù)，在無(wú)線應(yīng)用協(xié)議（WAP）的出現(xiàn)以后，無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開(kāi)展得到大幅度的推動(dòng)，促進(jìn)了信息網(wǎng)絡(luò)傳送多種業(yè)務(wù)信息的發(fā)展。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)與新興的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)融合，尤其具備開(kāi)發(fā)潛力接入網(wǎng)部分通過(guò)固定接入、移動(dòng)蜂窩接入、無(wú)線本地環(huán)路入等不同的接入設(shè)備，滿足了生活與生產(chǎn)地各種通信需求。3.5過(guò)渡電路交換網(wǎng)絡(luò)

關(guān)于過(guò)渡電路交換網(wǎng)絡(luò)，IP網(wǎng)絡(luò)無(wú)疑是核心關(guān)鍵技術(shù)，是最合適的選擇對(duì)象，處理數(shù)據(jù)的能力電路交換網(wǎng)絡(luò)大大提升，這一點(diǎn)對(duì)保持通信暢通方面解決了信號(hào)容易受到干擾的難題。

3.6使用Bluetooth技術(shù)作為信號(hào)傳感器

Bluetooth技術(shù)具有更高的安全性和適用性，利用藍(lán)牙做出來(lái)的傳感器隨時(shí)反映出用戶所需要的信號(hào)方向，一旦連接到Internet上的話，即可以實(shí)現(xiàn)更具備高度的機(jī)動(dòng)性及可用性。

3.7推廣軟件無(wú)線電

軟件無(wú)線電通信偵察與對(duì)抗方面世人矚目，但它僅限于軍事通信領(lǐng)域,如果能夠推廣到市場(chǎng)，對(duì)于無(wú)線電通信技術(shù)的通信內(nèi)容保密性來(lái)說(shuō)將是一大跨步的改革創(chuàng)新。

3.8提高無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)性

無(wú)線電通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如果沒(méi)有良好的配置和網(wǎng)絡(luò)部署，一旦受到安全威脅，其后果不堪設(shè)想。因此，無(wú)線電通信技術(shù)通信方法的拓新我們與必要提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能、優(yōu)化設(shè)備配置、冗余備份等等手段來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性[4]。

結(jié)束語(yǔ)

回顧無(wú)線通信的發(fā)展歷程，無(wú)線電通信技術(shù)的傳輸路線、傳輸距離、通信靈活性、信號(hào)穩(wěn)定性、保密性等方面的需求將愈來(lái)愈突出。通信方法新技術(shù)的拓新將有愈來(lái)愈廣闊的活動(dòng)舞臺(tái)及光明的發(fā)展前景。鑒于市場(chǎng)對(duì)經(jīng)濟(jì)的推進(jìn)作用，盡管我國(guó)的無(wú)線電通信技術(shù)發(fā)展速度飛快，但面對(duì)我國(guó)12億人口的通信需求，無(wú)線電通信技術(shù)普及率低的問(wèn)題，面對(duì)我國(guó)12億人口，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和容量方面就變得蒼白無(wú)力了。同時(shí)，無(wú)線電通信技術(shù)愈來(lái)愈激烈競(jìng)爭(zhēng)局面促使各無(wú)線電通信運(yùn)營(yíng)企業(yè)積極拓新新的技術(shù)涵蓋面，提升自身的營(yíng)業(yè)水平，為市場(chǎng)提供豐更加富的選擇，滿足用戶各個(gè)方面、各個(gè)層次的需求。因此，在無(wú)線電通信技術(shù)通信方法應(yīng)用開(kāi)發(fā)的發(fā)展?jié)摿o(wú)窮，這要求我們積極加快無(wú)線領(lǐng)域的科技進(jìn)步，為無(wú)線電通信技術(shù)創(chuàng)新出謀劃策，為全球信息化及經(jīng)濟(jì)全球化的通信事業(yè)貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)

[1]《信號(hào)與系統(tǒng)(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大學(xué)出版社2000年.

篇6

第一代(即1G，是thefirstgeneration的縮寫(xiě))移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要特征是采用模擬技術(shù)和頻分多址(FDMA)技術(shù)、有多種制式。我國(guó)主要采用TACS，其傳輸速率為2．4kbps，由于受到傳輸帶寬的限制，不能進(jìn)行移動(dòng)通信的長(zhǎng)途漫游，只是一種區(qū)域性的移動(dòng)通信系統(tǒng)。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)在商業(yè)上取得了巨大的成功，但是其弊端也日漸顯露出來(lái)，如頻譜利用率低、業(yè)務(wù)種類有限、無(wú)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、制式太多且互不兼容、保密性差、易被盜聽(tīng)和盜號(hào)、設(shè)備成本高、體積大、重量大。所以，第一代移動(dòng)通信技術(shù)作為2O世紀(jì)80年代到90年代初的產(chǎn)物已經(jīng)完成了任務(wù)退出了歷史舞臺(tái)。

(二)第二代——數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)

第二代(即2G，是thesecondgeneration的縮寫(xiě))移動(dòng)通信系統(tǒng)是從20世紀(jì)90年代初期到目前廣泛使用的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)，采用的技術(shù)主要有時(shí)分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)兩種技術(shù)，它能夠提供9．6-28．8kbps的傳輸速率。全球主要采用GSM和CDMA兩種制式，我國(guó)采用主要是GSM這一標(biāo)準(zhǔn)，主要提供數(shù)字化的語(yǔ)音業(yè)務(wù)級(jí)低速數(shù)據(jù)化業(yè)務(wù)，克服了模擬系統(tǒng)的弱點(diǎn)。和第一代模擬移動(dòng)蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)相比，第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)具有保密性強(qiáng)，頻譜利用率高，能提供豐富的業(yè)務(wù)，標(biāo)準(zhǔn)化程度高等特點(diǎn)，可以進(jìn)行省內(nèi)外漫游。但因?yàn)椴捎玫闹剖讲煌?，移?dòng)標(biāo)準(zhǔn)還不統(tǒng)一，用戶只能在同一制式覆蓋的范圍內(nèi)進(jìn)行漫游，還無(wú)法進(jìn)行全球漫游，雖然第二代比第一代有更大的帶寬，但帶寬還是很有限，限制了數(shù)據(jù)的應(yīng)用，還無(wú)法實(shí)現(xiàn)高速率的業(yè)務(wù)，如移動(dòng)的多媒體業(yè)務(wù)。

(三)第三代——多媒體移動(dòng)通信系統(tǒng)

隨著通信業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展和通信量的激增，未來(lái)的移動(dòng)通信系統(tǒng)不僅要有大的系統(tǒng)容量，還要能支持話音、數(shù)據(jù)、圖像、多媒體等多種業(yè)務(wù)的有效傳輸。第二代移動(dòng)通信技術(shù)根本不能滿足這樣的通信要求，在這種情況下出現(xiàn)了第三代

(即3c，是thethirdgeneration的縮寫(xiě))多媒體移動(dòng)通信系統(tǒng)。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)在國(guó)際上統(tǒng)稱為IMT一2000，是國(guó)際電信聯(lián)盟(1TU)在1985年提出的工作在2000MHz頻段的系統(tǒng)。與第一代模擬移動(dòng)通信和第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)相比，第三代的最主要特征是可提供移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)。

二、第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的概念

4G也稱為廣帶接入和分布網(wǎng)絡(luò)．具有超過(guò)2Mb／s的非對(duì)稱數(shù)據(jù)傳輸能力．對(duì)高速移動(dòng)用戶能提供150Mb／s的高質(zhì)量的影像服務(wù)．并首次實(shí)現(xiàn)三維圖像的高質(zhì)量傳輸它包括廣帶無(wú)線固定接入、廣帶無(wú)線局域網(wǎng)．移動(dòng)廣帶系統(tǒng)和互操作的廣播網(wǎng)絡(luò)(基于地面和衛(wèi)星系統(tǒng))．是集多種無(wú)線技術(shù)和無(wú)線LAN系統(tǒng)為一體的綜合系統(tǒng)．也是寬帶lP接入系統(tǒng)．在這個(gè)系統(tǒng)上．移動(dòng)用戶可以實(shí)現(xiàn)全球無(wú)縫漫游．為了進(jìn)一步提高其利用率．滿足高速率、大容量的業(yè)務(wù)需求．同時(shí)克服高速數(shù)據(jù)在無(wú)線信道下的多徑衰落和多徑干擾等眾多優(yōu)勢(shì)。

三、4G的關(guān)鍵技術(shù)

1.OFDM技術(shù)。它實(shí)際上是多載波調(diào)制MCM的一種．其主要原理是：將待傳輸?shù)母咚俅袛?shù)據(jù)經(jīng)串／并變換，變成在N個(gè)子信道上并行傳輸?shù)牡退贁?shù)據(jù)流，再用N個(gè)相互正交的載波進(jìn)行調(diào)制，然后疊加一起發(fā)送。接收端用相干載波進(jìn)行相干接收，再經(jīng)并／串變換恢復(fù)為原高速數(shù)據(jù)。

2．多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)。多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)是無(wú)線移動(dòng)通信領(lǐng)域智能天線技術(shù)的重大突破。該技術(shù)能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜利用率，是下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。MIMO系統(tǒng)采用空時(shí)處理技術(shù)進(jìn)行信號(hào)處理，在豐富的散射環(huán)境下，空分復(fù)用MIMO系統(tǒng)(如BLAST結(jié)構(gòu))可以獲得與天線數(shù)成正比的容量增長(zhǎng)，從而極大地提高頻譜效率，增加系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率。但是當(dāng)散射程度欠佳時(shí)，會(huì)引起信道間的空間相關(guān)，尤其在室外環(huán)境下，由于基站的天線較高，從而角度擴(kuò)展較小，其空間相關(guān)難以避免，在這種情況下MIMO不可能獲得所期望的數(shù)據(jù)傳輸速率。

3．切換技術(shù)。切換技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)終端在不同小區(qū)之間跨越和在不同頻率之間通信以及在信號(hào)質(zhì)量降低時(shí)如何選擇信道。它是未來(lái)移動(dòng)終端在眾多通信系統(tǒng)、移動(dòng)小區(qū)之間建立可靠通信的基礎(chǔ)。主要?jiǎng)澐譃橛睬袚Q、軟切換和更軟切換．硬切換發(fā)生在不同頻率的基站或不同系統(tǒng)之間。第4代移動(dòng)通信中的切換技術(shù)正朝著軟切換和硬切換相結(jié)合的方向發(fā)展。

4.軟件無(wú)線電技術(shù)。軟件無(wú)線電是將標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的硬件功能單元經(jīng)過(guò)一個(gè)通用硬件平臺(tái)，利用軟件加載方式來(lái)實(shí)現(xiàn)各種類型的無(wú)線電通信系統(tǒng)的一種具有開(kāi)放式結(jié)構(gòu)的新技術(shù)。通過(guò)下載不同的軟件程序，在硬件平臺(tái)上可實(shí)現(xiàn)不同功能，用以實(shí)現(xiàn)在不同系統(tǒng)中利用單一的終端進(jìn)行漫游，它是解決移動(dòng)終端在不同系統(tǒng)中工作的關(guān)鍵技術(shù)。軟件無(wú)線電技術(shù)主要涉及數(shù)字信號(hào)處理硬(DigitalSignalProcessHardware，DSPH)、現(xiàn)場(chǎng)可編程器件(FieldProgrammableGateArray，F(xiàn)PGA)、數(shù)字信號(hào)處理(DigitalSignalProcessor，DSP)等。

5.IPv6協(xié)議技術(shù)。3G網(wǎng)絡(luò)采用的主要是蜂窩組網(wǎng)，而4G系統(tǒng)將是一個(gè)基于全lP的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)不同類型的接入系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)之間的無(wú)縫連。為了給用戶提供更為廣泛的業(yè)務(wù)，使運(yùn)營(yíng)商管理更加方便、靈活，4G中將取代現(xiàn)有的IPv4協(xié)議，采用全分組方式傳送數(shù)據(jù)的IPv6協(xié)議。

四、發(fā)展趨勢(shì)

目前，4G移動(dòng)通信還只處于實(shí)驗(yàn)室研究開(kāi)發(fā)階段。具體的設(shè)備和技術(shù)還沒(méi)有完全成型，后續(xù)的軟件開(kāi)發(fā)還沒(méi)有啟動(dòng)。這都會(huì)給4G的發(fā)展帶來(lái)很多難題，有待人們深入研究。但未來(lái)移動(dòng)通信必將具有文中描述的這些基本特征：高速率、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸，完全集中的服務(wù)。無(wú)所不在的移動(dòng)接入，高智能的多樣化的用戶設(shè)備。隨著新問(wèn)題、新要求的不斷出現(xiàn)。第四代移動(dòng)通信技術(shù)將會(huì)相應(yīng)地調(diào)整、完善和進(jìn)一步發(fā)展。我們相信，不遠(yuǎn)的將來(lái)，人們將會(huì)不受時(shí)間、地點(diǎn)限制，可以自由自在地利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)獲取和傳遞信息，從而使人們的學(xué)習(xí)、工作、生活發(fā)生更深刻的變化。

參考文獻(xiàn)：

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篇7

簡(jiǎn)而言之，紅外通信的實(shí)質(zhì)就是對(duì)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)，以便利用紅外信道進(jìn)行傳輸；紅外通信接口就是針對(duì)紅外信道的調(diào)制解調(diào)器。

2.紅外通訊技術(shù)的特點(diǎn)

紅外通訊技術(shù)是目前在世界范圍內(nèi)被廣泛使用的一種無(wú)線連接技術(shù)，被眾多的硬件和軟件平臺(tái)所支持：

⑴通過(guò)數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)無(wú)線的數(shù)據(jù)收發(fā);

⑵主要是用來(lái)取代點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的線纜連接；

⑶新的通訊標(biāo)準(zhǔn)兼容早期的通訊標(biāo)準(zhǔn)；

⑷小角度（30度錐角以內(nèi)），短距離，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直線數(shù)據(jù)傳輸，保密性強(qiáng)；

⑸傳輸速率較高，目前4M速率的FIR技術(shù)已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術(shù)已經(jīng)。

3.紅外數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的用途

紅外通訊技術(shù)常被應(yīng)用在下列設(shè)備中：

⑴筆記本電腦、臺(tái)式電腦和手持電腦；

⑵打印機(jī)、鍵盤(pán)鼠標(biāo)等計(jì)算機(jī)設(shè)備；

⑶電話機(jī)、移動(dòng)電話、尋呼機(jī)；

⑷數(shù)碼相機(jī)、計(jì)算器、游戲機(jī)、機(jī)頂盒、手表；

⑸工業(yè)設(shè)備和醫(yī)療設(shè)備；

⑹網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備，如調(diào)制解調(diào)器。

4.紅外數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的缺點(diǎn)

⑴通訊距離短，通訊過(guò)程中不能移動(dòng)，遇障礙物通訊中斷;

⑵目前廣泛使用的SIR標(biāo)準(zhǔn)通訊速率較低（115.2kbit/s）;

⑶紅外通訊技術(shù)的主要目的是取代線纜連接進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，功能單一，擴(kuò)展性差。

5.紅外通信技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的沖擊

紅外通信標(biāo)準(zhǔn)有可能使大量的主流計(jì)算機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品遭淘汰，包括歷史悠久的調(diào)制解調(diào)器。預(yù)計(jì)，執(zhí)行紅外通信標(biāo)準(zhǔn)即可將所有的局域網(wǎng)(LAN)的數(shù)據(jù)率提高到10Mb/s。

紅外通信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的發(fā)射功率很低，因此它自然是以電池為工作電源的標(biāo)準(zhǔn)。目前，惠普移動(dòng)計(jì)算分公司正在開(kāi)發(fā)內(nèi)置式端口，所有擁有支持紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的筆記本計(jì)算機(jī)和手持式計(jì)算機(jī)的用戶，可以把計(jì)算機(jī)放在電話機(jī)的旁邊，遂行高速呼叫，可連通本地的因特網(wǎng)。由于電話機(jī)、手持式計(jì)算機(jī)和紅外通信連接全都是數(shù)字式的，故不需要調(diào)制解調(diào)器。

紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的廣泛兼容性可為PC設(shè)計(jì)師和終端用戶提供多種供選擇的無(wú)電纜連接方式，如掌上計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理設(shè)備和桌面計(jì)算機(jī)之間的文件交換；在計(jì)算機(jī)裝置之間傳送數(shù)據(jù)以及控制電視、盒式錄像機(jī)和其它設(shè)備。

6.紅外通信技術(shù)開(kāi)辟數(shù)據(jù)通信的未來(lái)

目前，符合紅外通信標(biāo)準(zhǔn)要求的個(gè)人數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)助理設(shè)備、筆記本計(jì)算機(jī)和打印機(jī)已推向市場(chǎng)，然而紅外通信技術(shù)的潛力將通過(guò)個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)和全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)網(wǎng)絡(luò)的建立而充分顯示出來(lái)。由于紅外連接本身是數(shù)字式的，所以在筆記本計(jì)算機(jī)中不需要調(diào)制解調(diào)器。便攜式PC機(jī)有一個(gè)任選的擴(kuò)展插槽，可插入新式PCS數(shù)據(jù)卡。PCS數(shù)據(jù)卡配電話使用，建立和保持對(duì)無(wú)線PCS系統(tǒng)的連接；擴(kuò)展電纜的紅外端口使得在PCS電話系統(tǒng)和筆記本計(jì)算機(jī)之間容易實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信。由于PCS、數(shù)字電話系統(tǒng)和筆記本計(jì)算機(jī)之間的連接是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的紅外端口實(shí)現(xiàn)的，所以PCS數(shù)字電話系統(tǒng)可在任何一種PC機(jī)上使用，包括各種新潮筆記本計(jì)算機(jī)以及手持式計(jì)算機(jī)，以提供紅外數(shù)據(jù)通信。而且，由于該系統(tǒng)不要求在計(jì)算機(jī)中使用調(diào)制解調(diào)器，所以過(guò)去不可能維持高性能PC卡調(diào)制解調(diào)器運(yùn)行所需電壓的手持式計(jì)算機(jī)，現(xiàn)在也能以無(wú)線方式進(jìn)行通信。紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)者還在設(shè)想在機(jī)場(chǎng)和飯店等地點(diǎn)使用步行傳真機(jī)和打印機(jī)，在這些地方，掌上計(jì)算機(jī)用戶可以利用這些外設(shè)而勿需電纜。銀行的ATM(柜員機(jī))也可以采用紅外接口裝置。

預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)，紅外技術(shù)將在通信領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用，數(shù)字蜂窩電話、尋呼機(jī)、付費(fèi)電話等都將采用紅外技術(shù)。紅外技術(shù)的推廣意味著膝上計(jì)算機(jī)用戶不用電纜連接的新潮即將到來(lái)。由于紅外通信具有隱蔽性，保密性強(qiáng)，故國(guó)外軍事通信機(jī)構(gòu)歷來(lái)重視這一技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。這一技術(shù)在軍事隱蔽通信，特別是軍事機(jī)密機(jī)構(gòu)、邊海防的端對(duì)端通信中將發(fā)揮出重要的作用。正如前面所述，它還將對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生沖擊，對(duì)未來(lái)數(shù)據(jù)通信產(chǎn)生重大影響。

參考文獻(xiàn)

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篇8

1.光纖通信技術(shù)

光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健Ｔ诠饫w通信系統(tǒng)中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質(zhì)的光纖又比同軸電纜或?qū)Рü艿膿p耗低得多，所以說(shuō)光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構(gòu)造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔(dān)心接地回路，光纖之間的串繞非常??；光波在光纖中傳輸，不會(huì)因?yàn)楣庑盘?hào)泄漏而擔(dān)心傳輸?shù)男畔⒈蝗烁`聽(tīng)；光纖的芯很細(xì)，由多芯組成光纜的直徑也很小，所以用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決了地下管道擁擠的問(wèn)題。

光纖通信在技術(shù)功能構(gòu)成上主要分為：(1)信號(hào)的發(fā)射；(2)信號(hào)的合波；(3)信號(hào)的傳輸和放大；(4)信號(hào)的分離；(5)信號(hào)的接收。

2.光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)

(1)頻帶極寬，通信容量大。光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，光纖通信系統(tǒng)的于光源的調(diào)制特性、調(diào)制方式和光纖的色散特性。對(duì)于單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)，由于終端設(shè)備的電子瓶頸效應(yīng)而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢(shì)。通常采用各種復(fù)雜技術(shù)來(lái)增加傳輸?shù)娜萘?，特別是現(xiàn)在的密集波分復(fù)用技術(shù)極大地增加了光纖的傳輸容量。目前，單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps。

(2)損耗低，中繼距離長(zhǎng)。目前，商品石英光纖損耗可低于0～20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質(zhì)的損耗都低；若將來(lái)采用非石英系統(tǒng)極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過(guò)光纖通信系統(tǒng)可以跨越更大的無(wú)中繼距離；對(duì)于一個(gè)長(zhǎng)途傳輸線路，由于中繼站數(shù)目的減少，系統(tǒng)成本和復(fù)雜性可大大降低。

(3)抗電磁干擾能力強(qiáng)。光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯(lián)系的一個(gè)重要特性是光波導(dǎo)對(duì)電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽(yáng)黑子活動(dòng)的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設(shè)或與電力導(dǎo)體復(fù)合構(gòu)成復(fù)合光纜。這一點(diǎn)對(duì)于強(qiáng)電領(lǐng)域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統(tǒng)特別有利。由于能免除電磁脈沖效應(yīng)，光纖傳輸系還特別適合于軍事應(yīng)用。

(4)無(wú)串音干擾，保密性好。在電波傳輸?shù)倪^(guò)程中，電磁波的泄漏會(huì)造成各傳輸通道的串?dāng)_，而容易被竊聽(tīng)，保密性差。光波在光纖中傳輸，因?yàn)楣庑盘?hào)被完善地限制在光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，而任何泄漏的射線都被環(huán)繞光纖的不透明包皮所吸收，即使在轉(zhuǎn)彎處，漏出的光波也十分微弱，即使光纜內(nèi)光纖總數(shù)很多，相鄰信道也不會(huì)出現(xiàn)串音干擾，同時(shí)在光纜外面，也無(wú)法竊聽(tīng)到光纖中傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

除以上特點(diǎn)之外，還有光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè)；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)。由于光纖通信具有以上的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，其不僅可以應(yīng)用在通信的主干線路中，還可以應(yīng)用在電力通信控制系統(tǒng)中，進(jìn)行工業(yè)監(jiān)測(cè)、控制，而且在軍事領(lǐng)域的用途也越來(lái)越為廣泛。

3.光纖通信技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

20世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展極其迅速，特別是廣播電視網(wǎng)、電力通信網(wǎng)、電信干線傳輸網(wǎng)等的急速擴(kuò)展，促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加，全網(wǎng)的管理和維護(hù)，設(shè)備的故障判定和排除就變得越來(lái)越困難?？梢圆捎肧DH＋光纖或ATM＋光纖組成寬帶數(shù)字傳輸系統(tǒng)。該傳輸網(wǎng)可以采用帶有保護(hù)功能的環(huán)網(wǎng)傳輸系統(tǒng)，鏈路傳輸系統(tǒng)或者組成各種形式的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)，可以滿足各種綜合信息傳輸。對(duì)于電視節(jié)目的廣播，采用的寬帶傳輸系統(tǒng)可以將主站到地方站的所需數(shù)字，通道設(shè)置成廣播方式，同樣的電視節(jié)目在各地都可以下載，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)控制不同的站下載不同的電視節(jié)目

有線電視網(wǎng)絡(luò)在全國(guó)各地已基本形成，在有線電視網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，比較容易地實(shí)現(xiàn)寬帶多媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)，因此在目前的情況下，不應(yīng)完全廢除現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)，而用少量的投資來(lái)完善和改造它，滿足人們的目前需要。很多地區(qū)的CATV已經(jīng)是光纖傳輸，到用戶端也是同軸電纜進(jìn)入千萬(wàn)家。但是現(xiàn)在建設(shè)的CATV大多是單向傳輸，上行信號(hào)不能在現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)中傳送?？梢酝ㄟ^(guò)電信網(wǎng)PSTN中語(yǔ)音通道或數(shù)據(jù)通道形成上行信號(hào)的傳送，也可以通過(guò)語(yǔ)音接入系統(tǒng)來(lái)完成。將電話接到各用戶，這樣各用戶間即可以打電話，也可以利用廣電自己的綜合信息網(wǎng)中的寬帶傳輸系統(tǒng)構(gòu)成廣電網(wǎng)中自己的上行信號(hào)的傳送，組成了雙向應(yīng)用的Internet網(wǎng)。

現(xiàn)在光通信網(wǎng)絡(luò)的容量雖然已經(jīng)很大，但還有許多應(yīng)用能力在閑置，今后隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展先導(dǎo)的信息需求也必然不斷增長(zhǎng)，一定會(huì)超過(guò)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)能力，推動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的繼續(xù)發(fā)展。因此，光纖通信技術(shù)在應(yīng)用需求的推動(dòng)下，一定不斷會(huì)有新的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王磊，裴麗.光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)[J].中國(guó)科技信息，2006，(4)

篇9

伴隨著移動(dòng)通信市場(chǎng)的快速發(fā)展，用戶對(duì)更高性能的移動(dòng)通信系統(tǒng)提出了更高要求，希望享受更為豐富和高速的通信業(yè)務(wù)。第二代移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商發(fā)展速度趨于緩和而競(jìng)爭(zhēng)越加激烈，為尋找新的增長(zhǎng)點(diǎn)，通過(guò)發(fā)展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來(lái)提高自身的服務(wù)質(zhì)量和業(yè)務(wù)類型，需要3G的支持。同時(shí)由于第二代移動(dòng)通信無(wú)線頻率資源日趨緊張，已不能滿足長(zhǎng)期的通信需求發(fā)展需要。

1移動(dòng)通信的發(fā)展歷程

第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)是在20世紀(jì)80年代初提出的，它完成于20世紀(jì)90年代初。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)是基于模擬傳輸?shù)?，其特點(diǎn)是業(yè)務(wù)量小、質(zhì)量差、交全性差、沒(méi)有加密和速度低。

第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)(2G)起源于90年代初期。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)在1996年提出了GSMPhase2+，目的在于擴(kuò)展和改進(jìn)GSMPhase1及Phase2中原定的業(yè)務(wù)和性能。它主要包括CMAEL(客戶化應(yīng)用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)邏輯)，SO(支持最佳路由)、立即計(jì)費(fèi)，GSM900/1800雙頻段工作等內(nèi)容，也包含了與全速率完全兼容的增強(qiáng)型話音編解碼技術(shù)，使得話音質(zhì)量得到了質(zhì)的改進(jìn)；半速率編解碼器可使GSM系統(tǒng)的容量提高近一倍。在GSMPhase2+階段中，采用更密集的頻率復(fù)用、多復(fù)用、多重復(fù)用結(jié)構(gòu)技術(shù)，引入智能天線技術(shù)、雙頻段等技術(shù)，有效地克服了隨著業(yè)務(wù)量劇增所引發(fā)的GSM系統(tǒng)容量不足的缺陷；自適應(yīng)語(yǔ)音編碼(AMR)技術(shù)的應(yīng)用，極大提高了系統(tǒng)通話質(zhì)量；GPRS/EDGE技術(shù)的引入，使GSM與計(jì)算機(jī)通信/Internet有機(jī)相結(jié)合，數(shù)據(jù)傳送速率可達(dá)115/384kbit/s，從而使GSM功能得到不斷增強(qiáng)，初步具備了支持多媒體業(yè)務(wù)的能力。盡管2G技術(shù)在發(fā)展中不斷得到完善，但隨著用戶規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，頻率資源己接近枯竭，語(yǔ)音質(zhì)量不能達(dá)到用戶滿意的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)通信速率太低，無(wú)法在真正意義上滿足移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的需求。

2第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)概述

第三代移動(dòng)通信業(yè)務(wù)主要是話音和中低速數(shù)據(jù),碼率為384kb/s(局域網(wǎng)可達(dá)2Mb/s),因而可傳送比目前GSM(第二代移動(dòng)通信)更高碼率的信息。隨著多媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展,2Mb/s的碼率將越來(lái)越不能滿足用戶各種新的寬帶業(yè)務(wù)的需要,因此國(guó)際上已開(kāi)始研究第四代移動(dòng)通信系統(tǒng),第一步目標(biāo)是10Mb/s以上。我們國(guó)內(nèi)則尚未啟動(dòng)。因此需盡早開(kāi)始研究其關(guān)鍵技術(shù)。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)有:寬帶多媒體移動(dòng)通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),包括頻段、多址方法、無(wú)線接入技術(shù)、軟件無(wú)線電的硬件和軟件、多載波調(diào)制和OFDM技術(shù)、自適應(yīng)天線陣、高效信道編碼技術(shù)(如Turbo碼)等。

第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(3G)，也稱IMT2000，是正在全力開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)，其最基本的特征是智能信號(hào)處理技術(shù)，智能信號(hào)處理單元將成為基本功能模塊，支持話音和多媒體數(shù)據(jù)通信，它可以提供前兩代產(chǎn)品不能提供的各種寬帶信息業(yè)務(wù)，例如高速數(shù)據(jù)、慢速圖像與電視圖像等。如WCDMA的傳輸速率在用戶靜止時(shí)最大為2Mbps，在用戶高速移動(dòng)時(shí)最大支持144Kbps，所占頻帶寬度5MHz左右。但是，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的通信標(biāo)準(zhǔn)共有WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，共同組成一個(gè)IMT2000家庭，成員間存在相互兼容的問(wèn)題，因此已有的移動(dòng)通信系統(tǒng)不是真正意義上的個(gè)人通信和全球通信；再者，3G的頻譜利用率還比較低，不能充分地利用寶貴的頻譜資源；第三，3G支持的速率還不夠高，如單載波只支持最大2Mbps的業(yè)務(wù)，等等。這些不足點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)未來(lái)移動(dòng)通信發(fā)展的需要，因此尋求一種既能解決現(xiàn)有問(wèn)題，又能適應(yīng)未來(lái)移動(dòng)通信的需求的新技術(shù)(即新一代移動(dòng)信:nextgenerationmobilecommunication)是必要的。

第三代移動(dòng)通信技術(shù)的基本特點(diǎn)：(1)全球統(tǒng)一頻段,統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),全球無(wú)縫覆蓋和漫游。(2)頻譜利用率高。(3)在144kbps(最好能在384kbps)能達(dá)到全覆蓋和全移動(dòng)性,還能提供最高速率達(dá)2Mbps的多媒體業(yè)務(wù)。(4)支持高質(zhì)量話音、分組多媒體業(yè)務(wù)和多用戶速率通信。(5)有按需分配帶寬和根據(jù)不同業(yè)務(wù)設(shè)置不同服務(wù)等級(jí)的能力。(6)適應(yīng)多用戶環(huán)境,包括室內(nèi)、室外、快速移動(dòng)和衛(wèi)星環(huán)境。(7)安全保密性能優(yōu)良。(8)便于從第二代移動(dòng)通信向第三代移動(dòng)通信平滑過(guò)渡。(9)可與各種移動(dòng)通信系統(tǒng)融合,包括蜂窩、無(wú)繩電話和衛(wèi)星移動(dòng)通信等。(10)終端(手機(jī))結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于攜帶,價(jià)格較低。超級(jí)秘書(shū)網(wǎng)

3第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)

4G系統(tǒng)中有兩個(gè)基本目標(biāo)：一是實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信全球覆蓋；二是提供無(wú)縫的高質(zhì)量無(wú)線業(yè)務(wù)。目前正在構(gòu)思中的4G通信具有以下特征：（1）網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬。要想使4G通信達(dá)到100Mbps的傳輸速率，通信運(yùn)營(yíng)商必須在3G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行大幅度的改造，以便使4G網(wǎng)絡(luò)在通信帶寬上比3G網(wǎng)絡(luò)的帶寬高出許多。據(jù)研究，每個(gè)4G信道將占有100MHz的頻譜，相當(dāng)于W-CDMA3G網(wǎng)絡(luò)的20倍；（2）通信速度更快。人們研究4G通信的最初目的是為了提高蜂窩電話和其他移動(dòng)終端訪問(wèn)Internet的速率，因此，4G通信最顯著的特征就是它有更快的無(wú)線傳輸速率。據(jù)專家估計(jì)，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的傳輸速率速率可以達(dá)到10M~20Mbps，最高可以達(dá)到100Mbps；（3）通信更加靈活。從嚴(yán)格意義上說(shuō)，4G手機(jī)的功能已不能簡(jiǎn)單劃歸“電話機(jī)”的范疇，因?yàn)檎Z(yǔ)音數(shù)據(jù)的傳輸只是4G移動(dòng)電話的功能之一而已。而且4G手機(jī)從外觀和式樣上看將有更驚人的突破，可以想象的是，眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋都有可能成為4G終端；（4）智能性更高。第四代移動(dòng)通信的智能性更高，不僅表現(xiàn)在4G通信的終端設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作具有智能化，更重要的是4G手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)許多目前還難以想象的功能；（5）兼容性更平滑。要使4G通信盡快地被人們接收，還應(yīng)該考慮到讓更多的用戶在投資最少的情況下較為容易地過(guò)渡到4G通信。因此，從這個(gè)角度來(lái)看，4G通信系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備全球漫游、接口開(kāi)放、能跟多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、終端多樣化以及能從3G平穩(wěn)過(guò)渡等特點(diǎn)。

總之，隨著新問(wèn)題、新要求的不斷出現(xiàn),第四代移動(dòng)通信技術(shù)將會(huì)相應(yīng)地調(diào)整、完善和進(jìn)一步發(fā)展。縱觀移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展規(guī)律和第四代通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),我們相信,不遠(yuǎn)的將來(lái),人們將不受時(shí)間、地點(diǎn)限制,可以自由自在地利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)獲取和傳遞信息。從而人們的學(xué)習(xí)、工作、生活將會(huì)發(fā)生更深刻的變化。

參考文獻(xiàn):

篇10

目前國(guó)內(nèi)光纖光纜的生產(chǎn)能力過(guò)剩，供大于求。特種光纖如FTTH用光纖仍需進(jìn)口，但總量不大，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)光纖光纜價(jià)格與國(guó)際市場(chǎng)沒(méi)有差別，成本無(wú)法再降，已經(jīng)是零利潤(rùn)，在國(guó)際市場(chǎng)沒(méi)有太強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，出口量很小。二十年來(lái)的光技術(shù)的兩個(gè)主要發(fā)展，WDM和PON，這兩個(gè)已經(jīng)相對(duì)比較成熟。多業(yè)務(wù)傳輸發(fā)展平臺(tái)兩個(gè)方面，一方面是更有效承載以太網(wǎng)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，另一方面是向業(yè)務(wù)方面發(fā)展。AS0N的現(xiàn)狀是目前的系統(tǒng)只是在設(shè)備中，或是在網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)了一些功能，但是一些核心作用還沒(méi)有達(dá)到。

二、光纖通信技術(shù)的趨勢(shì)及展望

目前在光通信領(lǐng)域有幾個(gè)發(fā)展熱點(diǎn)即超高速傳輸系統(tǒng)、超大容量WDM系統(tǒng)、光傳送聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、新一代的光纖、IPoverOptical以及光接入網(wǎng)技術(shù)。

（一）向超高速系統(tǒng)的發(fā)展

目前10Gbps系統(tǒng)已開(kāi)始大批量裝備網(wǎng)絡(luò)，主要在北美，在歐洲、日本和澳大利亞也已開(kāi)始大量應(yīng)用。但是，10Gbps系統(tǒng)對(duì)于光纜極化模色散比較敏感，而已經(jīng)鋪設(shè)的光纜并不一定都能滿足開(kāi)通和使用10Gbps系統(tǒng)的要求，需要實(shí)際測(cè)試，驗(yàn)證合格后才能安裝開(kāi)通。它的比較現(xiàn)實(shí)的出路是轉(zhuǎn)向光的復(fù)用方式。光復(fù)用方式有很多種，但目前只有波分復(fù)用(WDM)方式進(jìn)入了大規(guī)模商用階段，而其它方式尚處于試驗(yàn)研究階段。

（二）向超大容量WDM系統(tǒng)的演進(jìn)

采用電的時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)的擴(kuò)容潛力已盡，然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用率低于1％，還有99％的資源尚待發(fā)掘。如果將多個(gè)發(fā)送波長(zhǎng)適當(dāng)錯(cuò)開(kāi)的光源信號(hào)同時(shí)在一級(jí)光纖上傳送，則可大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復(fù)用(WDM)的基本思路。基于WDM應(yīng)用的巨大好處及近幾年來(lái)技術(shù)上的重大突破和市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)，波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展十分迅速。目前全球?qū)嶋H鋪設(shè)的WDM系統(tǒng)已超過(guò)3000個(gè)，而實(shí)用化系統(tǒng)的最大容量已達(dá)320Gbps(2×16×10Gbps)，美國(guó)朗訊公司已宣布將推出80個(gè)波長(zhǎng)的WDM系統(tǒng)，其總?cè)萘靠蛇_(dá)200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。實(shí)驗(yàn)室的最高水平則已達(dá)到2.6Tbps(13×20Gbps)。預(yù)計(jì)不久的將來(lái)，實(shí)用化系統(tǒng)的容量即可達(dá)到1Tbps的水平。

（三）實(shí)現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)

上述實(shí)用化的波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)盡管具有巨大的傳輸容量，但基本上是以點(diǎn)到點(diǎn)通信為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實(shí)現(xiàn)類似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能的話，無(wú)疑將增加新一層的威力。根據(jù)這一基本思路，光光聯(lián)網(wǎng)既可以實(shí)現(xiàn)超大容量光網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性、重構(gòu)性、透明性，又允許網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)和業(yè)務(wù)量的不斷增長(zhǎng)、互連任何系統(tǒng)和不同制式的信號(hào)。

由于光聯(lián)網(wǎng)具有潛在的巨大優(yōu)勢(shì)，美歐日等發(fā)達(dá)國(guó)家投入了大量的人力、物力和財(cái)力進(jìn)行預(yù)研，特別是美國(guó)國(guó)防部預(yù)研局(DARPA)資助了一系列光聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目。光聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為繼SDH電聯(lián)網(wǎng)以后的又一新的光通信發(fā)展。建設(shè)一個(gè)最大透明的、高度靈活的和超大容量的國(guó)家骨干光網(wǎng)絡(luò)，不僅可以為未來(lái)的國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施(NJJ)奠定一個(gè)堅(jiān)實(shí)的物理基礎(chǔ)，而且也對(duì)我國(guó)下一世紀(jì)的信息產(chǎn)業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛以及國(guó)家的安全有極其重要的戰(zhàn)略意義。

（四）開(kāi)發(fā)新代的光纖

傳統(tǒng)的G.652單模光纖在適應(yīng)上述超高速長(zhǎng)距離傳送網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需要方面已暴露出力不從心的態(tài)勢(shì)，開(kāi)發(fā)新型光纖已成為開(kāi)發(fā)下一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。目前，為了適應(yīng)干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的不同發(fā)展需要，已出現(xiàn)了兩種不同的新型光纖，即非零色散光(G.655光纖)和無(wú)水吸收峰光纖(全波光纖)。其中，全波光纖將是以后開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)，也是現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，BPON技術(shù)無(wú)可爭(zhēng)議地將是未來(lái)寬帶接入技術(shù)的發(fā)展方向，但從當(dāng)前技術(shù)發(fā)展、成本及應(yīng)用需求的實(shí)際狀況看，它距離實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用于電信接入網(wǎng)絡(luò)這一最終目標(biāo)還會(huì)有一個(gè)較長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程。

（五）IPoverSDH與IpoverOptical

以lP業(yè)務(wù)為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是當(dāng)前世界信息業(yè)發(fā)展的主要推動(dòng)力，因而能否有效地支持JP業(yè)務(wù)已成為新技術(shù)能否有長(zhǎng)遠(yuǎn)技術(shù)壽命的標(biāo)志。目前，ATM和SDH均能支持lP，分別稱為IPoverATM和IPoverSDH兩者各有千秋。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，當(dāng)IP業(yè)務(wù)量逐漸增加，需要高于2．4吉位每秒的鏈路容量時(shí)，則有可能最終會(huì)省掉中間的SDH層，IP直接在光路上跑，形成十分簡(jiǎn)單統(tǒng)一的IP網(wǎng)結(jié)構(gòu)(IPoverOptical)。三種IP傳送技術(shù)都將在電信網(wǎng)發(fā)展的不同時(shí)期和網(wǎng)絡(luò)的不同部分發(fā)揮自己應(yīng)有的歷史作用。但從面向未來(lái)的視角看。IPoverOptical將是最具長(zhǎng)遠(yuǎn)生命力的技術(shù)。特別是隨著IP業(yè)務(wù)逐漸成為網(wǎng)絡(luò)的主導(dǎo)業(yè)務(wù)后，這種對(duì)JP業(yè)務(wù)最理想的傳送技術(shù)將會(huì)成為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)特別是骨干網(wǎng)的主導(dǎo)傳送技術(shù)。

（六）解決全網(wǎng)瓶頸的手段一光接入網(wǎng)

近幾年，網(wǎng)絡(luò)的核心部分發(fā)生了翻天覆地的變化，無(wú)論是交換，還是傳輸都己更新了好幾代。不久，網(wǎng)絡(luò)的這一部分將成為全數(shù)字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網(wǎng)絡(luò)，而另一方面，現(xiàn)存的接入網(wǎng)仍然是被雙絞線銅線主宰的(90％以上)、原始落后的模擬系統(tǒng)。兩者在技術(shù)上存在巨大的反差，制約全網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。為了能從根本上徹底解決這一問(wèn)題，必須大力發(fā)展光接入網(wǎng)技術(shù)。因?yàn)楣饨尤刖W(wǎng)有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）減少維護(hù)管理費(fèi)用和故障率；（2）配合本地網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，減少節(jié)點(diǎn)，擴(kuò)大覆蓋；（3）充分利用光纖化所帶來(lái)的一系列好處；（4）建設(shè)透明光網(wǎng)絡(luò)，迎接多媒體時(shí)代。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙興富，現(xiàn)代光纖通信技術(shù)的發(fā)展與趨勢(shì).電力系統(tǒng)通信[J].2005(11):27-28.