導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇通信技術論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

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在許多基于單片機的應用系統(tǒng)中，系統(tǒng)需要實現(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單、實施方便、傳輸可靠性高的特點，是一種較為常用的通信方式。紅外線通信是一種廉價、近距離、無線、低功耗、保密性強的通訊方案，主要應用于近距離的無線數(shù)據(jù)傳輸，也有用于近距離無線網(wǎng)絡接入。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備也越來越多。紅外線接口是使用有方向性的紅外線進行通訊，由于它的波長較短，對障礙物的衍射能力差，所以只適合于短距離無線通訊的場合，進行"點對點"的直線數(shù)據(jù)傳輸，因此在小型的移動設備中獲得了廣泛的應用。

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)送端將基帶二進制信號調制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號。接收端將接收到的光脈轉換成電信號，再經(jīng)過放大、濾波等處理后送給解調電路進行解調，還原為二進制數(shù)字信號后輸出。常用的有通過脈沖寬度來實現(xiàn)信號調制的脈寬調制（PWM）和通過脈沖串之間的時間間隔來實現(xiàn)信號調制的脈時調制（PPM）兩種方法。

簡而言之，紅外通信的實質就是對二進制數(shù)字信號進行調制與解調，以便利用紅外信道進行傳輸；紅外通信接口就是針對紅外信道的調制解調器。

2.紅外通訊技術的特點

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

⑴通過數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉換實現(xiàn)無線的數(shù)據(jù)收發(fā);

⑵主要是用來取代點對點的線纜連接；

⑶新的通訊標準兼容早期的通訊標準；

⑷小角度（30度錐角以內(nèi)），短距離，點對點直線數(shù)據(jù)傳輸，保密性強；

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

3.紅外數(shù)據(jù)通訊技術的用途

紅外通訊技術常被應用在下列設備中：

⑴筆記本電腦、臺式電腦和手持電腦；

⑵打印機、鍵盤鼠標等計算機設備；

⑶電話機、移動電話、尋呼機；

⑷數(shù)碼相機、計算器、游戲機、機頂盒、手表；

⑸工業(yè)設備和醫(yī)療設備；

⑹網(wǎng)絡接入設備，如調制解調器。

4.紅外數(shù)據(jù)通訊技術的缺點

⑴通訊距離短，通訊過程中不能移動，遇障礙物通訊中斷;

⑵目前廣泛使用的SIR標準通訊速率較低（115.2kbit/s）;

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

5.紅外通信技術對計算機技術的沖擊

紅外通信標準有可能使大量的主流計算機技術和產(chǎn)品遭淘汰，包括歷史悠久的調制解調器。預計，執(zhí)行紅外通信標準即可將所有的局域網(wǎng)(LAN)的數(shù)據(jù)率提高到10Mb/s。

紅外通信標準規(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準。目前，惠普移動計算分公司正在開發(fā)內(nèi)置式端口，所有擁有支持紅外通信標準的筆記本計算機和手持式計算機的用戶，可以把計算機放在電話機的旁邊，遂行高速呼叫，可連通本地的因特網(wǎng)。由于電話機、手持式計算機和紅外通信連接全都是數(shù)字式的，故不需要調制解調器。

紅外通信標準的廣泛兼容性可為PC設計師和終端用戶提供多種供選擇的無電纜連接方式，如掌上計算機、筆記本計算機、個人數(shù)字助理設備和桌面計算機之間的文件交換；在計算機裝置之間傳送數(shù)據(jù)以及控制電視、盒式錄像機和其它設備。

6.紅外通信技術開辟數(shù)據(jù)通信的未來

目前，符合紅外通信標準要求的個人數(shù)字數(shù)據(jù)助理設備、筆記本計算機和打印機已推向市場，然而紅外通信技術的潛力將通過個人通信系統(tǒng)(PCS)和全球移動通信系統(tǒng)(GSM)網(wǎng)絡的建立而充分顯示出來。由于紅外連接本身是數(shù)字式的，所以在筆記本計算機中不需要調制解調器。便攜式PC機有一個任選的擴展插槽，可插入新式PCS數(shù)據(jù)卡。PCS數(shù)據(jù)卡配電話使用，建立和保持對無線PCS系統(tǒng)的連接；擴展電纜的紅外端口使得在PCS電話系統(tǒng)和筆記本計算機之間容易實現(xiàn)無線通信。由于PCS、數(shù)字電話系統(tǒng)和筆記本計算機之間的連接是通過標準的紅外端口實現(xiàn)的，所以PCS數(shù)字電話系統(tǒng)可在任何一種PC機上使用，包括各種新潮筆記本計算機以及手持式計算機，以提供紅外數(shù)據(jù)通信。而且，由于該系統(tǒng)不要求在計算機中使用調制解調器，所以過去不可能維持高性能PC卡調制解調器運行所需電壓的手持式計算機，現(xiàn)在也能以無線方式進行通信。紅外通信標準的開發(fā)者還在設想在機場和飯店等地點使用步行傳真機和打印機，在這些地方，掌上計算機用戶可以利用這些外設而勿需電纜。銀行的ATM(柜員機)也可以采用紅外接口裝置。

預計在不久的將來，紅外技術將在通信領域得到普遍應用，數(shù)字蜂窩電話、尋呼機、付費電話等都將采用紅外技術。紅外技術的推廣意味著膝上計算機用戶不用電纜連接的新潮即將到來。由于紅外通信具有隱蔽性，保密性強，故國外軍事通信機構歷來重視這一技術的開發(fā)和應用。這一技術在軍事隱蔽通信，特別是軍事機密機構、邊海防的端對端通信中將發(fā)揮出重要的作用。正如前面所述，它還將對計算機技術產(chǎn)生沖擊，對未來數(shù)據(jù)通信產(chǎn)生重大影響。

參考文獻

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

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因為在傳輸?shù)倪^程中，參量編碼只是對語音的特征參數(shù)進行傳輸，因此所需要的傳輸速率比較低，但是它的語音傳輸質量只能達到中等的水平，加之實現(xiàn)起來比較復雜，因此，在對通話質量要求特別高的情況下就不太適用。近些年，伴隨著參量編碼復雜度的降低以及微處理器計算能力的不斷提高，目前對于低速率的語音編碼通常都是采用參量編碼的方式來實現(xiàn)的。

1.2高速數(shù)字調制解調技術

調制調節(jié)技術的目的就是為了方便信息在模擬信號與數(shù)字信號之間的相互轉換。調制調節(jié)技術的優(yōu)劣對于通信系統(tǒng)的性能有著極大的影響，目前調制調節(jié)技術主要有并行和串行兩種傳輸體制。串行體制通過提高碼元速率和調制維數(shù)提高數(shù)據(jù)傳輸速率，并行體制的主要發(fā)展方向是多載波正交頻分復用(OFDM)調制技術。

1.3差錯控制技術

數(shù)字通信差錯控制技術是指對信道中產(chǎn)生的差錯通過編碼的方式對其進行控制，以達到提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行院蜏蚀_性的目的。目前常用的差錯控制方式主要有前向糾錯和自動請求重發(fā)。前向糾錯方式其實時性比較好，能夠有效的糾正隨機和突發(fā)錯誤。自動請求重發(fā)方式，更加強調的是檢查信息錯誤的能力，它的工作原理是在接收端對接收的數(shù)據(jù)進行檢測，如數(shù)據(jù)存在錯誤，通知發(fā)射端對所發(fā)數(shù)據(jù)重新發(fā)送，直至接收端接收到正確的數(shù)據(jù)為止。這種方式雖然能夠對錯誤起到很有效的糾正，但是必須在有雙向通道的情況下才能完成，而且因為存在著多次重發(fā)的情況，很容易造成信號的延時。

1.4最低限度通信技術

短波通信中抗干擾技術一直是人們努力研究的方向。最低限度通信技術就是確保在電磁干擾強烈的狀況下，通信信息能夠及時準切的進行傳輸。它采用時變信道的弱信號檢測與接收技術、干擾識別與抵消技術，通過降低通信速率的方法提高通信抗干擾和抗噪聲能力。

2我國短波通信技術的發(fā)展方向

近些年以來，我們國家加大了對短波通信的重視程度，投入了更多的人力和財力進行短波通信裝備的研發(fā)，也取得了可喜的成績。但是我國短波通信建設的整體水平與國外相比還有著一些差距。筆者認為，為了使得短波通信能夠更加廣泛的被運用，還需要做好如下工作。

2.1完善頻道管理系統(tǒng)

在短波通信中，是否能夠做到及時的選頻及換頻對于通信質量的優(yōu)劣及通信的穩(wěn)定性有著極大的影響。頻率自適應技術就是對通信信道進行實時的探測，進而選取最佳工作頻率，確保通信信道能夠實現(xiàn)信息的良好傳輸。目前，我國區(qū)域內(nèi)的頻率管理系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了網(wǎng)絡化，能夠方便的為網(wǎng)內(nèi)的通信線路提供實時頻率信息。由此延伸考慮，如果將區(qū)域內(nèi)的短波通信也用過網(wǎng)絡進行組織和管理，將通信網(wǎng)絡的基站與頻率網(wǎng)絡的控制中心進行合并，能夠很好的解決目前頻率管理系統(tǒng)和通信線路互相獨立的弱點。

2.2加強電臺設備的通用性

為了使得電臺設備更加的通用，達到更好的資源共享效果，短波通信設備必須要向規(guī)范化、標準化、系列化方面發(fā)展，以此降低系統(tǒng)、網(wǎng)絡接口等方面的影響，增強設備的兼容性。

2.3抗干擾技術綜合化、智能化發(fā)展

避免電磁干擾最好的方式是通過頻率跳變的方法。但是一般的頻率跳變方式很容易受到電離層的影響，而且會占用一定的系統(tǒng)資源，因此滿足不了未來通信的要求。為了有效的解決電磁干擾，必須要綜合的運用各種抗干擾技術，實現(xiàn)抗干擾措施的綜合化、智能化。

2.4加強自適應天線的研發(fā)

自適應零位天線能夠及時的處理所收到的信號，對天線振子的相位做出調節(jié)，改變其方向特性，使通信方向的增益最大，使波束的零位對準干擾方向，以躲避電磁干擾，因此能夠有效的提高通信的質量。

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1、手動跟蹤

手動跟蹤是指根據(jù)經(jīng)驗或預知的目標位置數(shù)據(jù)（如衛(wèi)星軌道位置）隨時間變化的規(guī)律，用人工按時調整天線的指向，或者是根據(jù)收到信號的大小用人工方式操縱跟蹤系統(tǒng)，使其接收最強的信號(用頻譜儀或接收機監(jiān)視)。手動跟蹤可以每隔一段時間進行一次。手動跟蹤系統(tǒng)由天線、頻譜儀（或接收機）、伺服控制器等組成。手動跟蹤設備最為簡單，可應用于地面站小口徑天線對同步衛(wèi)星的跟蹤等指向精度和實時性要求較低的場合。

2、程序跟蹤

將衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)和天線平臺地理坐標和姿態(tài)數(shù)據(jù)一并輸入計算機，計算機對這些數(shù)據(jù)進行處理、運算、比較，得出衛(wèi)星軌道和天線實際角度在標準時間內(nèi)的角度差值，然后將此值送入伺服控制器，驅動天線，消除誤差角。不斷地比較、驅動，使天線一直指向衛(wèi)星。程序跟蹤可以應用在地面或車載小口徑天線對衛(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)會隨著時間有小的變化，一般很難計算出長時間的精確軌道數(shù)據(jù)。從而進行長時間的跟蹤會有積累的誤差。

3、自動跟蹤

自動跟蹤是指根據(jù)地球站天線接收到衛(wèi)星所發(fā)的信標信號，通過變頻、放大輸入跟蹤接收機，檢測出俯仰和方位誤差信號，根據(jù)誤差信號大小和方向由伺服控制器驅動天線轉臺系統(tǒng)，使天線自動地對準衛(wèi)星。這種跟蹤方式?jīng)]有誤差積累，可以長時間連續(xù)跟蹤。由于衛(wèi)星位置受影響的因素太多，無法長期預測衛(wèi)星軌道，故目前大、中型地球站主要采用自動跟蹤為主，手動跟蹤和程序跟蹤為輔的方式。按照自動跟蹤原理和設備組成，自動跟蹤可以具體分為三種體制：步進跟蹤、圓錐掃描跟蹤和單脈沖跟蹤。

3、1步進跟蹤

步進跟蹤是指天線指向以一定的步進向接收電平增大的方向進行不斷調整。步進跟蹤是開環(huán)方式，跟蹤精度較低，跟蹤速度較慢。步進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)點在于實現(xiàn)較為簡單。

3、2圓錐掃描跟蹤

圓錐掃描跟蹤是把饋源繞天線對稱軸作圓周運動，或把副面傾斜旋轉。這樣天線波束呈圓錐狀旋轉，當天線軸對準衛(wèi)星時，地球站接收到的信標電平是一恒定值；當天線軸偏離衛(wèi)星時，接收電平將有一個低頻幅度調制。根據(jù)調制信號的幅度和相位檢測出天線波束的指向誤差。這種工作方式的優(yōu)點也是設備較簡單，缺點是饋源永遠偏離拋物面的焦點，使天線增益下降。同時需要饋源持續(xù)的圓周機械運動，可靠性較差。跟蹤時要得到一系列回波脈沖后，才能得到角誤差信號，實時性稍差。

3、3單脈沖跟蹤

單脈沖跟蹤方式由天線饋源輸出和信號與差信號，和、差射頻信號經(jīng)射頻前端變換處理后送至跟蹤接收機，并由跟蹤接收機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與俯仰誤差信號到伺服控制單元，控制天線運動，完成對衛(wèi)星的實時跟蹤。單脈沖跟蹤能從每個接收脈沖中得到完整的角誤差信息，這種跟蹤方式是一個閉環(huán)系統(tǒng)，具有實時性好，跟蹤精度高的優(yōu)點。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現(xiàn)方式。三通道方式中天線接收到的信號，經(jīng)過和、差網(wǎng)絡處理后，產(chǎn)生和信號、方位差信號與俯仰差信號。通過三個通道傳送到跟蹤接收機進行跟蹤處理。雙通道方式是方位差信號與俯仰差信號正交相加后合成一個差信道，或者是采用高次模方式產(chǎn)生差信號，與和信道一起構成雙信道。單通道方式是在雙通道的基礎上對差信號進行調制，調制后的差信號與和信號合路形成一個通道。

二、各種方式的比較與應用

在實際應用中，它構成由航天控制中心、測控站和專用通信網(wǎng)為主要內(nèi)容的．對在軌航天器進行跟蹤、測量、控制的綜合專用技術網(wǎng)絡，包括跟蹤、遙測、遙控、實時計算、數(shù)據(jù)處理、監(jiān)控顯示和通信系統(tǒng)等。其功能是：對航天器進行跟蹤測量，獲取其運動參數(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；對導彈和運載火箭實施控制，確保試驗安全：對衛(wèi)星實施控制，支持其正常運行；通過對實測數(shù)據(jù)的處理、分析，為評價航天器的技術性能和改進設計提供依據(jù)。

1、衛(wèi)星地球站同步衛(wèi)星的跟蹤

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2煤礦搜救偵測通信方法與技術

煤礦基本搜救偵測通信聯(lián)絡方法主要有兩種:一是地面鉆孔構建救生通道搜救和透地通信聯(lián)絡法;二是救護隊員直接入井搜救和寬帶應急通信聯(lián)絡法。

2.1地面鉆孔構建救生通道和透地通信聯(lián)絡法

利用地音儀、地震定位儀或井下人員定位系統(tǒng)等手段,快速準確對井下被困人員定位,確定地面鉆機打鉆地點,提高打鉆效率。確定打鉆地點后,可先鉆一個小孔,與被困人員取得聯(lián)系,并為被困人員輸送氧氣和食物,然后再鉆取一個較大直徑的鉆孔,利用救生倉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儀、人員定位系統(tǒng)、氣體檢測儀、挖掘工具、破拆工具、起重設備、鉆機等。另外,通信聯(lián)絡可用礦用透地通信系統(tǒng)聯(lián)絡法,但對于深部開采礦井,國內(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,從煤礦井下試驗情況反饋來看,語音通信距離在500~600m,文本通信距離在700~800m,800m以上還只能透地傳輸信號(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。

2.2救護隊員直接入井搜救和寬帶應急通信聯(lián)絡法

采用呼喊、敲擊或利用尋人儀、主動式生命探測儀等探測方法[8],判斷遇險人員位置,搜尋被困或被埋壓人員,與遇險人員保持聯(lián)系。該方法既可利用探測和感知生物信號搜尋,又可利用感應探測機械波、聲波或無線電波等信號搜尋。救護隊員直接入井搜救偵測技術主要包括煤礦災區(qū)環(huán)境偵測技術、煤礦井下生命探測與人員搜尋定位技術,以及煤礦災區(qū)探測機器人技術。通信聯(lián)絡可用礦用寬帶無線或光纖等通信技術,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。2.2.1、煤礦災區(qū)環(huán)境偵測利用便攜式氣體檢測儀對災區(qū)現(xiàn)場CH4、CO、O2、H2S、CO2等氣體濃度和環(huán)境參數(shù)進行檢測,目的是判定災區(qū)是否存在爆炸危險及事故類別。利用氣體分析化驗車或氣相色譜儀進行化驗分析,主要檢測H2S、NOx、SO2及火災標志性氣體。使用紅外線溫度測定儀和風速、風向、風壓等測定儀,可迅速檢測災區(qū)環(huán)境溫度和通風情況,并根據(jù)探測距離,對火源點、火勢等作出正確判斷。2.2.2、生命探測與人員搜尋定位目前,國內(nèi)外對煤礦遇險人員尋找和定位多憑經(jīng)驗和人體器官感覺,用呼喊、敲擊等方法來判定。搜尋技術落后是制約救援效率和成功率的主要問題之一[9]。國內(nèi)外學者利用光學、聲學、電磁學、人體生物學、仿生學等理論進行了研究,取得了一定技術突破[10-15],但救援實戰(zhàn)應用中還受到諸多限制。如光學探測儀只適合被測者周邊有空隙的情況使用;紅外探測儀適合在濃煙、大火和黑暗環(huán)境下使用,受環(huán)境溫度及熱源的影響嚴重,穿透性差,遇物阻擋失效;聲波探測儀只有被測對象能夠活動、敲擊或呼救才能被探測到,在煤巖介質中衰減速度極快,遇水、泥土阻擋失效,在人體內(nèi)傳播機理復雜;激光探測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遇難者;雷達生命探測儀僅適合于探測運動的活體生命。目前基于生命感知和RFID等RF信號搜救的人員定位搜索技術受到業(yè)界關注。2.2.3、災區(qū)探測機器人/無人機為了提高救援成功率,減少救援人員自身傷亡煤礦災區(qū)探測機器人可替代或輔助救護隊員進入災區(qū),探測并回傳井巷環(huán)境信息,為搶險救援決策提供參考依據(jù)。開發(fā)非結構環(huán)境下移動作業(yè)和救災機器人/無人機是當今災區(qū)探測技術研究熱點之一,如美國智能系統(tǒng)與機器人中心開發(fā)的RATLER礦井探索機器人、卡內(nèi)基梅隆大學機器人研究中心開發(fā)的土撥鼠機器人、美國南佛羅里達大學研制的Simbot機器人、Remotec公司制造的V2機器人等[16-18]。這些機器人各自存在著體積大或笨重、驅動電動機功耗大、越障性能差、智能化水平低、有線遙控距離近等缺陷,離煤礦實際救援應用要求還有一定距離。目前礦用本安型便攜式機器人和隔爆型災區(qū)探測機器人已經(jīng)開始面市,如圖1~2所示。

2.3災區(qū)遠距離偵測和搜救通信聯(lián)絡系統(tǒng)

煤礦井下災區(qū)遠距離偵測和礦用應急通信系統(tǒng)是煤礦事故救援及通信聯(lián)絡的重要保障。煤礦災區(qū)遠距離偵測系統(tǒng)和應急救援超前偵測系統(tǒng)都是通過高壓氣瓶(或發(fā)射裝置)將偵測探頭發(fā)射到前方。

3煤礦搜救偵測通信技術裝備研究發(fā)展趨勢

3.1災區(qū)環(huán)境檢測設備

目前煤礦便攜式/復合式多參數(shù)測定器或檢測報警儀主要有CD3/CD4/CD5/CD6/CD7/CD8/JFY-6等類型。檢測參數(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、風速、大氣壓等。不同型號測定儀工作時間有長有短,組合各種參數(shù)方案不同,支持標準無線通信接口能力也不一樣,檢測量程和測定精度參差不齊,搜救單位配備還缺乏統(tǒng)一,集成風速、風壓檢測指標的高精度、大量程測定儀較少。

3.2生命探測與人員搜尋定位裝備

如表1所示,生命探測和人員搜尋定位設備主50~100m,再利用無線信號將前方的環(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,救援人員前進50~100m,再重復超前探測,直至完成整個災區(qū)偵查。目前,我國煤礦井下救援通信主要以有線電話為主,漏泄、感應、透地等移動通信也存在一定問題,難以滿足全煤礦移動救災通信要求。透地通信系統(tǒng)存在信道容量小、單向通信、電磁干擾大、應用范圍受限制、施工難度大等問題。感應通信系統(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)可靠性差等問題。高性能、高可靠性災區(qū)遠距離偵測系統(tǒng)和井下應急通信系統(tǒng)引起業(yè)界關注[19]。中煤科工集團重慶研究院有限公司應急救援研究所研制的KT121M礦用應急通信系統(tǒng)帶寬高,通信距離遠,且可以和透巖應急通信設備互聯(lián)互通,非常適合井下無線寬帶救災或應急通信聯(lián)絡如圖3所示。要分為無線電感應類、晶體共振和感應人體電荷等。由于各自技術和探測原理不同,適用范圍也存在差異。

3.3煤礦災區(qū)探測機器人/無人機

煤礦災區(qū)探測機器人/無人機可搭載有氣體、溫度等傳感器和攝像頭,通過陸、空方式將災區(qū)現(xiàn)場情況通過搜救指揮通信系統(tǒng)傳送到各級指揮機構,是代替救援人員進入現(xiàn)場、避免救援人員傷亡的偵測設備之一,目前國內(nèi)已經(jīng)研制出輪式、履帶式、蛇形機器人和四旋翼小型無人機。但由于煤礦災區(qū)情況復雜,對機器人/無人機的越障能力、自身和負載重量、動力保障、防爆方式等有嚴格的要求,國內(nèi)KBR礦用本安型便攜式救援探測機器人(見圖1)、搜救偵測無人機和KQR隔爆型災區(qū)探測機器人(見圖2)受到業(yè)界廣泛關注。采用分功合力等先進技術的KBR礦用本安型探測機器人是ExiaIMa防爆等級,KQR是Exd+ibIMa防爆等級,前者災區(qū)環(huán)境使用安全性更高,狹小空間和洞穴通過性較好,且便攜和功耗低(8~9kg,幾瓦)。后者是礦用隔爆型機器人,跨越溝壑和臺階能力較強,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煤礦災區(qū)遠距離偵測、透地和寬帶應急通信系統(tǒng)

目前,國內(nèi)外煤礦災區(qū)遠距離偵測、透地和寬帶應急通信系統(tǒng)裝備主要有ZCJ5系列煤礦災區(qū)遠距離偵測系統(tǒng)、KT121M礦用應急通信系統(tǒng)和TTE系列礦用透地通信系統(tǒng)等應急聯(lián)絡裝備,如圖3~5所示。

3.5煤礦搜救偵測通信技術和裝備研究發(fā)展趨勢

礦山救援偵測技術研究熱點及未來煤礦搜救偵測裝備發(fā)展趨勢,如圖6~7所示。

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1無線電通信技術的發(fā)展歷程

1895年5月7日俄國物理學家波波夫已“金屬屑與電振蕩的關系”的論文向全世界宣布無線電通信技術的誕生，并當眾展示了他發(fā)明的無線電接收機，那天俄國當局定為“無線電發(fā)明日”。

1896年3月24日，波波夫將無線電通信的通信距離延長到250米，做了用無線電傳送莫爾斯電碼的表演為無線電通信技術拉開新的序幕。

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

1901年，他在相隔2700公里英國和紐芬蘭島之間成功地進行了跨越大西洋的遠距離無線電通信，從此人類進入無線電波進行遠距離通信的新時代。

隨后，無線電通信技術如雨后春筍其涌現(xiàn)出來。直到1946年，美國人羅斯.威瑪和日本人八本教授利用高靈敏度攝像管家用電視機接收天線問題，從此超短波轉播站一些國家相繼建立了，無線電通信技術迅速普及開來[2]。

隨著電子技術的高速發(fā)展，信息超遠控制技術為滿足遙控、遙測和遙感技術的需要，于人們生產(chǎn)與生活中被廣泛使用；后來微電子技術也推動了電子計算機的更新?lián)Q代，使電子計算機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。

信息技術是以微電子和光電技術為基礎，以計算機和通信技術為支撐，以信息處理技術為主題的技術系統(tǒng)的總稱，是一門綜合性的技術。今天的信息化時代，就是電子計算機和通信技術緊密結合的標志。

無線電通信技術發(fā)展到今日，擁有無限潛力。軍事、氣象、生活、生產(chǎn)等各個領域都對其都有空前的需求。雖然無線電通信技術優(yōu)點雖然卓越，但其缺點至今給技術的發(fā)展帶來很大的障礙，都是我們亟須解決的難題。

2無線電通信技術的特點

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

不受時空限制。大多數(shù)情況下，人們對通信運用的時間、地點、容量需求無法預知，而無線電通信不受時空限制的優(yōu)點能夠采取靈活多樣的手段和方法，確保通信聯(lián)絡綜合高效，語音、數(shù)據(jù)、圖像的綜合傳輸暢通無阻，隨著近年來國內(nèi)各個經(jīng)濟領域和國際經(jīng)濟的來往，無線電通信技術不受時空限制方法為其打開方便之門，尤其通信與網(wǎng)絡的連接，通信技術踏上新的臺階。

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

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

無線電通信技術雖然解決了架設傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠、通信靈活等的難題，但其信號容易受到干擾、影響，還有容易被截獲造成了該項技術的保密性極差。無線電通信技術的缺點幾百年來都是讓人頭疼的問題，目前全球化經(jīng)濟愈演愈熱，其信號的穩(wěn)定性與安全性上升為經(jīng)濟領域里關注的焦點，因此，無線電通信技術的通信方法拓新成為其發(fā)展的新話題。

3無線電通信技術之通信方法的拓新

21世紀無線電通信技術正處在關鍵的轉折時期，尤其最近幾十年最為活躍。信息化的飛速發(fā)展和IP技術的興起，欲求無線電通信技術適應未來社會生產(chǎn)和生活的需求。務必在通信方法上進行一系列的拓新。針對以上無線電通信技術的缺陷，筆者認為，我們可以從通信技術、信息技術、網(wǎng)絡技術、藍牙技術、軟件技術等方面進行嘗試，主要可總結一下八點：

3.1采用了數(shù)字通信技術

提高系統(tǒng)頻譜資源的利用率，維持信號上的穩(wěn)定，避免通信信號收到干擾，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，確保用戶信息安全保密。

3.2推廣通信信息技術寬帶化的發(fā)展

信息的寬帶化對于光纖傳輸技術和高通透量網(wǎng)絡的發(fā)展起到關鍵的推進作用[3]，尤其近年來世界范圍內(nèi)全面展開，無線通信技術正朝著無線接入寬帶化的方向演進，這個方向對無線電通信信號源穩(wěn)定來說的確非常之重要。

3.3推廣個人信息化技術

個人信息化在全球個人通信已經(jīng)有著不爭的發(fā)展趨勢。個人信息話，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)絡的樣式

技術上融合實現(xiàn)固定和其他通信等不同業(yè)務，在無線應用協(xié)議（WAP）的出現(xiàn)以后，無線數(shù)據(jù)業(yè)務的開展得到大幅度的推動，促進了信息網(wǎng)絡傳送多種業(yè)務信息的發(fā)展。隨著市場競爭的需要，傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡與新興的計算機網(wǎng)絡融合，尤其具備開發(fā)潛力接入網(wǎng)部分通過固定接入、移動蜂窩接入、無線本地環(huán)路入等不同的接入設備，滿足了生活與生產(chǎn)地各種通信需求。3.5過渡電路交換網(wǎng)絡

關于過渡電路交換網(wǎng)絡，IP網(wǎng)絡無疑是核心關鍵技術，是最合適的選擇對象，處理數(shù)據(jù)的能力電路交換網(wǎng)絡大大提升，這一點對保持通信暢通方面解決了信號容易受到干擾的難題。

3.6使用Bluetooth技術作為信號傳感器

Bluetooth技術具有更高的安全性和適用性，利用藍牙做出來的傳感器隨時反映出用戶所需要的信號方向，一旦連接到Internet上的話，即可以實現(xiàn)更具備高度的機動性及可用性。

3.7推廣軟件無線電

軟件無線電通信偵察與對抗方面世人矚目，但它僅限于軍事通信領域,如果能夠推廣到市場，對于無線電通信技術的通信內(nèi)容保密性來說將是一大跨步的改革創(chuàng)新。

3.8提高無線通信網(wǎng)絡可持續(xù)性

無線電通信技術的網(wǎng)絡設備如果沒有良好的配置和網(wǎng)絡部署，一旦受到安全威脅，其后果不堪設想。因此，無線電通信技術通信方法的拓新我們與必要提高網(wǎng)絡設備性能、優(yōu)化設備配置、冗余備份等等手段來保證網(wǎng)絡的可靠性[4]。

結束語

回顧無線通信的發(fā)展歷程，無線電通信技術的傳輸路線、傳輸距離、通信靈活性、信號穩(wěn)定性、保密性等方面的需求將愈來愈突出。通信方法新技術的拓新將有愈來愈廣闊的活動舞臺及光明的發(fā)展前景。鑒于市場對經(jīng)濟的推進作用，盡管我國的無線電通信技術發(fā)展速度飛快，但面對我國12億人口的通信需求，無線電通信技術普及率低的問題，面對我國12億人口，網(wǎng)絡規(guī)模和容量方面就變得蒼白無力了。同時，無線電通信技術愈來愈激烈競爭局面促使各無線電通信運營企業(yè)積極拓新新的技術涵蓋面，提升自身的營業(yè)水平，為市場提供豐更加富的選擇，滿足用戶各個方面、各個層次的需求。因此，在無線電通信技術通信方法應用開發(fā)的發(fā)展?jié)摿o窮，這要求我們積極加快無線領域的科技進步，為無線電通信技術創(chuàng)新出謀劃策，為全球信息化及經(jīng)濟全球化的通信事業(yè)貢獻力量。

參考文獻

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

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第一代(即1G，是thefirstgeneration的縮寫)移動通信系統(tǒng)的主要特征是采用模擬技術和頻分多址(FDMA)技術、有多種制式。我國主要采用TACS，其傳輸速率為2．4kbps，由于受到傳輸帶寬的限制，不能進行移動通信的長途漫游，只是一種區(qū)域性的移動通信系統(tǒng)。第一代移動通信系統(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，如頻譜利用率低、業(yè)務種類有限、無高速數(shù)據(jù)業(yè)務、制式太多且互不兼容、保密性差、易被盜聽和盜號、設備成本高、體積大、重量大。所以，第一代移動通信技術作為2O世紀80年代到90年代初的產(chǎn)物已經(jīng)完成了任務退出了歷史舞臺。

(二)第二代——數(shù)字移動通信系統(tǒng)

第二代(即2G，是thesecondgeneration的縮寫)移動通信系統(tǒng)是從20世紀90年代初期到目前廣泛使用的數(shù)字移動通信系統(tǒng)，采用的技術主要有時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)兩種技術，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，我國采用主要是GSM這一標準，主要提供數(shù)字化的語音業(yè)務級低速數(shù)據(jù)化業(yè)務，克服了模擬系統(tǒng)的弱點。和第一代模擬移動蜂窩移動系統(tǒng)相比，第二代移動通信系統(tǒng)具有保密性強，頻譜利用率高，能提供豐富的業(yè)務，標準化程度高等特點，可以進行省內(nèi)外漫游。但因為采用的制式不同，移動標準還不統(tǒng)一，用戶只能在同一制式覆蓋的范圍內(nèi)進行漫游，還無法進行全球漫游，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)的應用，還無法實現(xiàn)高速率的業(yè)務，如移動的多媒體業(yè)務。

(三)第三代——多媒體移動通信系統(tǒng)

隨著通信業(yè)務的迅猛發(fā)展和通信量的激增，未來的移動通信系統(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)務的有效傳輸。第二代移動通信技術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)多媒體移動通信系統(tǒng)。第三代移動通信系統(tǒng)在國際上統(tǒng)稱為IMT一2000，是國際電信聯(lián)盟(1TU)在1985年提出的工作在2000MHz頻段的系統(tǒng)。與第一代模擬移動通信和第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)相比，第三代的最主要特征是可提供移動多媒體業(yè)務。

二、第四代移動通信系統(tǒng)的概念

4G也稱為廣帶接入和分布網(wǎng)絡．具有超過2Mb／s的非對稱數(shù)據(jù)傳輸能力．對高速移動用戶能提供150Mb／s的高質量的影像服務．并首次實現(xiàn)三維圖像的高質量傳輸它包括廣帶無線固定接入、廣帶無線局域網(wǎng)．移動廣帶系統(tǒng)和互操作的廣播網(wǎng)絡(基于地面和衛(wèi)星系統(tǒng))．是集多種無線技術和無線LAN系統(tǒng)為一體的綜合系統(tǒng)．也是寬帶lP接入系統(tǒng)．在這個系統(tǒng)上．移動用戶可以實現(xiàn)全球無縫漫游．為了進一步提高其利用率．滿足高速率、大容量的業(yè)務需求．同時克服高速數(shù)據(jù)在無線信道下的多徑衰落和多徑干擾等眾多優(yōu)勢。

三、4G的關鍵技術

1.OFDM技術。它實際上是多載波調制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個子信道上并行傳輸?shù)牡退贁?shù)據(jù)流，再用N個相互正交的載波進行調制，然后疊加一起發(fā)送。接收端用相干載波進行相干接收，再經(jīng)并／串變換恢復為原高速數(shù)據(jù)。

2．多輸入多輸出(MIMO)技術。多輸入多輸出(MIMO)技術是無線移動通信領域智能天線技術的重大突破。該技術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，是下一代移動通信系統(tǒng)的核心技術之一。MIMO系統(tǒng)采用空時處理技術進行信號處理，在豐富的散射環(huán)境下，空分復用MIMO系統(tǒng)(如BLAST結構)可以獲得與天線數(shù)成正比的容量增長，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。但是當散射程度欠佳時，會引起信道間的空間相關，尤其在室外環(huán)境下，由于基站的天線較高，從而角度擴展較小，其空間相關難以避免，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。切換技術能夠實現(xiàn)移動終端在不同小區(qū)之間跨越和在不同頻率之間通信以及在信號質量降低時如何選擇信道。它是未來移動終端在眾多通信系統(tǒng)、移動小區(qū)之間建立可靠通信的基礎。主要劃分為硬切換、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代移動通信中的切換技術正朝著軟切換和硬切換相結合的方向發(fā)展。

4.軟件無線電技術。軟件無線電是將標準化、模塊化的硬件功能單元經(jīng)過一個通用硬件平臺，利用軟件加載方式來實現(xiàn)各種類型的無線電通信系統(tǒng)的一種具有開放式結構的新技術。通過下載不同的軟件程序，在硬件平臺上可實現(xiàn)不同功能，用以實現(xiàn)在不同系統(tǒng)中利用單一的終端進行漫游，它是解決移動終端在不同系統(tǒng)中工作的關鍵技術。軟件無線電技術主要涉及數(shù)字信號處理硬(DigitalSignalProcessHardware，DSPH)、現(xiàn)場可編程器件(FieldProgrammableGateArray，F(xiàn)PGA)、數(shù)字信號處理(DigitalSignalProcessor，DSP)等。

5.IPv6協(xié)議技術。3G網(wǎng)絡采用的主要是蜂窩組網(wǎng)，而4G系統(tǒng)將是一個基于全lP的移動通信網(wǎng)絡，可以實現(xiàn)不同類型的接入系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡之間的無縫連。為了給用戶提供更為廣泛的業(yè)務，使運營商管理更加方便、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

目前，4G移動通信還只處于實驗室研究開發(fā)階段。具體的設備和技術還沒有完全成型，后續(xù)的軟件開發(fā)還沒有啟動。這都會給4G的發(fā)展帶來很多難題，有待人們深入研究。但未來移動通信必將具有文中描述的這些基本特征：高速率、高質量的數(shù)據(jù)傳輸，完全集中的服務。無所不在的移動接入，高智能的多樣化的用戶設備。隨著新問題、新要求的不斷出現(xiàn)。第四代移動通信技術將會相應地調整、完善和進一步發(fā)展。我們相信，不遠的將來，人們將會不受時間、地點限制，可以自由自在地利用移動網(wǎng)絡獲取和傳遞信息，從而使人們的學習、工作、生活發(fā)生更深刻的變化。

參考文獻：

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[2]唐興.移動通信技術的歷史和發(fā)展趨勢[J].江西通信科技,2008(2).

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簡而言之，紅外通信的實質就是對二進制數(shù)字信號進行調制與解調，以便利用紅外信道進行傳輸；紅外通信接口就是針對紅外信道的調制解調器。

2.紅外通訊技術的特點

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

⑴通過數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉換實現(xiàn)無線的數(shù)據(jù)收發(fā);

⑵主要是用來取代點對點的線纜連接；

⑶新的通訊標準兼容早期的通訊標準；

⑷小角度（30度錐角以內(nèi)），短距離，點對點直線數(shù)據(jù)傳輸，保密性強；

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

3.紅外數(shù)據(jù)通訊技術的用途

紅外通訊技術常被應用在下列設備中：

⑴筆記本電腦、臺式電腦和手持電腦；

⑵打印機、鍵盤鼠標等計算機設備；

⑶電話機、移動電話、尋呼機；

⑷數(shù)碼相機、計算器、游戲機、機頂盒、手表；

⑸工業(yè)設備和醫(yī)療設備；

⑹網(wǎng)絡接入設備，如調制解調器。

4.紅外數(shù)據(jù)通訊技術的缺點

⑴通訊距離短，通訊過程中不能移動，遇障礙物通訊中斷;

⑵目前廣泛使用的SIR標準通訊速率較低（115.2kbit/s）;

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

5.紅外通信技術對計算機技術的沖擊

紅外通信標準有可能使大量的主流計算機技術和產(chǎn)品遭淘汰，包括歷史悠久的調制解調器。預計，執(zhí)行紅外通信標準即可將所有的局域網(wǎng)(LAN)的數(shù)據(jù)率提高到10Mb/s。

紅外通信標準規(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準。目前，惠普移動計算分公司正在開發(fā)內(nèi)置式端口，所有擁有支持紅外通信標準的筆記本計算機和手持式計算機的用戶，可以把計算機放在電話機的旁邊，遂行高速呼叫，可連通本地的因特網(wǎng)。由于電話機、手持式計算機和紅外通信連接全都是數(shù)字式的，故不需要調制解調器。

紅外通信標準的廣泛兼容性可為PC設計師和終端用戶提供多種供選擇的無電纜連接方式，如掌上計算機、筆記本計算機、個人數(shù)字助理設備和桌面計算機之間的文件交換；在計算機裝置之間傳送數(shù)據(jù)以及控制電視、盒式錄像機和其它設備。

6.紅外通信技術開辟數(shù)據(jù)通信的未來

目前，符合紅外通信標準要求的個人數(shù)字數(shù)據(jù)助理設備、筆記本計算機和打印機已推向市場，然而紅外通信技術的潛力將通過個人通信系統(tǒng)(PCS)和全球移動通信系統(tǒng)(GSM)網(wǎng)絡的建立而充分顯示出來。由于紅外連接本身是數(shù)字式的，所以在筆記本計算機中不需要調制解調器。便攜式PC機有一個任選的擴展插槽，可插入新式PCS數(shù)據(jù)卡。PCS數(shù)據(jù)卡配電話使用，建立和保持對無線PCS系統(tǒng)的連接；擴展電纜的紅外端口使得在PCS電話系統(tǒng)和筆記本計算機之間容易實現(xiàn)無線通信。由于PCS、數(shù)字電話系統(tǒng)和筆記本計算機之間的連接是通過標準的紅外端口實現(xiàn)的，所以PCS數(shù)字電話系統(tǒng)可在任何一種PC機上使用，包括各種新潮筆記本計算機以及手持式計算機，以提供紅外數(shù)據(jù)通信。而且，由于該系統(tǒng)不要求在計算機中使用調制解調器，所以過去不可能維持高性能PC卡調制解調器運行所需電壓的手持式計算機，現(xiàn)在也能以無線方式進行通信。紅外通信標準的開發(fā)者還在設想在機場和飯店等地點使用步行傳真機和打印機，在這些地方，掌上計算機用戶可以利用這些外設而勿需電纜。銀行的ATM(柜員機)也可以采用紅外接口裝置。

預計在不久的將來，紅外技術將在通信領域得到普遍應用，數(shù)字蜂窩電話、尋呼機、付費電話等都將采用紅外技術。紅外技術的推廣意味著膝上計算機用戶不用電纜連接的新潮即將到來。由于紅外通信具有隱蔽性，保密性強，故國外軍事通信機構歷來重視這一技術的開發(fā)和應用。這一技術在軍事隱蔽通信，特別是軍事機密機構、邊海防的端對端通信中將發(fā)揮出重要的作用。正如前面所述，它還將對計算機技術產(chǎn)生沖擊，對未來數(shù)據(jù)通信產(chǎn)生重大影響。

參考文獻

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篇8

1.光纖通信技術

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，而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多，所以說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造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路，光纖之間的串繞非常小；光波在光纖中傳輸，不會因為光信號泄漏而擔心傳輸?shù)男畔⒈蝗烁`聽；光纖的芯很細，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題。

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

2.光纖通信技術的特點

(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)的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。對于單波長光纖通信系統(tǒng)，由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸?shù)娜萘?，特別是現(xiàn)在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。目前，單波長光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps。

(2)損耗低，中繼距離長。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的損耗都低；若將來采用非石英系統(tǒng)極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統(tǒng)可以跨越更大的無中繼距離；對于一個長途傳輸線路，由于中繼站數(shù)目的減少，系統(tǒng)成本和復雜性可大大降低。

(3)抗電磁干擾能力強。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)系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾，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或與電力導體復合構成復合光纜。這一點對于強電領域(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，光纖傳輸系還特別適合于軍事應用。

(4)無串音干擾，保密性好。在電波傳輸?shù)倪^程中，電磁波的泄漏會造成各傳輸通道的串擾，而容易被竊聽，保密性差。光波在光纖中傳輸，因為光信號被完善地限制在光波導結構中，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，相鄰信道也不會出現(xiàn)串音干擾，同時在光纜外面，也無法竊聽到光纖中傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

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

3.光纖通信技術在有線電視網(wǎng)絡中的應用

20世紀90年代以來，我國光通信產(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)等的急速擴展，促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網(wǎng)規(guī)模的擴大和系統(tǒng)復雜程度的增加，全網(wǎng)的管理和維護，設備的故障判定和排除就變得越來越困難?？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合網(wǎng)絡，可以滿足各種綜合信息傳輸。對于電視節(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，也可以通過網(wǎng)絡管理平臺控制不同的站下載不同的電視節(jié)目

有線電視網(wǎng)絡在全國各地已基本形成，在有線電視網(wǎng)絡現(xiàn)有的基礎上，比較容易地實現(xiàn)寬帶多媒體傳輸網(wǎng)絡，因此在目前的情況下，不應完全廢除現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)，而用少量的投資來完善和改造它，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入千萬家。但是現(xiàn)在建設的CATV大多是單向傳輸，上行信號不能在現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)中傳送?？梢酝ㄟ^電信網(wǎng)PSTN中語音通道或數(shù)據(jù)通道形成上行信號的傳送，也可以通過語音接入系統(tǒng)來完成。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)構成廣電網(wǎng)中自己的上行信號的傳送，組成了雙向應用的Internet網(wǎng)。

現(xiàn)在光通信網(wǎng)絡的容量雖然已經(jīng)很大，但還有許多應用能力在閑置，今后隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，作為經(jīng)濟發(fā)展先導的信息需求也必然不斷增長，一定會超過現(xiàn)有網(wǎng)絡能力，推動通信網(wǎng)絡的繼續(xù)發(fā)展。因此，光纖通信技術在應用需求的推動下，一定不斷會有新的發(fā)展。

參考文獻：

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

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伴隨著移動通信市場的快速發(fā)展，用戶對更高性能的移動通信系統(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。第二代移動通信運營商發(fā)展速度趨于緩和而競爭越加激烈，為尋找新的增長點，通過發(fā)展數(shù)據(jù)業(yè)務來提高自身的服務質量和業(yè)務類型，需要3G的支持。同時由于第二代移動通信無線頻率資源日趨緊張，已不能滿足長期的通信需求發(fā)展需要。

1移動通信的發(fā)展歷程

第一代移動通信系統(tǒng)是在20世紀80年代初提出的，它完成于20世紀90年代初。第一代移動通信系統(tǒng)是基于模擬傳輸?shù)?，其特點是業(yè)務量小、質量差、交全性差、沒有加密和速度低。

第二代移動通信系統(tǒng)(2G)起源于90年代初期。歐洲電信標準協(xié)會在1996年提出了GSMPhase2+，目的在于擴展和改進GSMPhase1及Phase2中原定的業(yè)務和性能。它主要包括CMAEL(客戶化應用移動網(wǎng)絡增強邏輯)，SO(支持最佳路由)、立即計費，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型話音編解碼技術，使得話音質量得到了質的改進；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用、多復用、多重復用結構技術，引入智能天線技術、雙頻段等技術，有效地克服了隨著業(yè)務量劇增所引發(fā)的GSM系統(tǒng)容量不足的缺陷；自適應語音編碼(AMR)技術的應用，極大提高了系統(tǒng)通話質量；GPRS/EDGE技術的引入，使GSM與計算機通信/Internet有機相結合，數(shù)據(jù)傳送速率可達115/384kbit/s，從而使GSM功能得到不斷增強，初步具備了支持多媒體業(yè)務的能力。盡管2G技術在發(fā)展中不斷得到完善，但隨著用戶規(guī)模和網(wǎng)絡規(guī)模的不斷擴大，頻率資源己接近枯竭，語音質量不能達到用戶滿意的標準，數(shù)據(jù)通信速率太低，無法在真正意義上滿足移動多媒體業(yè)務的需求。

2第三代移動通信系統(tǒng)概述

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

第三代移動通信系統(tǒng)(3G)，也稱IMT2000，是正在全力開發(fā)的系統(tǒng)，其最基本的特征是智能信號處理技術，智能信號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，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最大為2Mbps，在用戶高速移動時最大支持144Kbps，所占頻帶寬度5MHz左右。但是，第三代移動通信系統(tǒng)的通信標準共有WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，共同組成一個IMT2000家庭，成員間存在相互兼容的問題，因此已有的移動通信系統(tǒng)不是真正意義上的個人通信和全球通信；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，等等。這些不足點遠遠不能適應未來移動通信發(fā)展的需要，因此尋求一種既能解決現(xiàn)有問題，又能適應未來移動通信的需求的新技術(即新一代移動信:nextgenerationmobilecommunication)是必要的。

第三代移動通信技術的基本特點：(1)全球統(tǒng)一頻段,統(tǒng)一標準,全球無縫覆蓋和漫游。(2)頻譜利用率高。(3)在144kbps(最好能在384kbps)能達到全覆蓋和全移動性,還能提供最高速率達2Mbps的多媒體業(yè)務。(4)支持高質量話音、分組多媒體業(yè)務和多用戶速率通信。(5)有按需分配帶寬和根據(jù)不同業(yè)務設置不同服務等級的能力。(6)適應多用戶環(huán)境,包括室內(nèi)、室外、快速移動和衛(wèi)星環(huán)境。(7)安全保密性能優(yōu)良。(8)便于從第二代移動通信向第三代移動通信平滑過渡。(9)可與各種移動通信系統(tǒng)融合,包括蜂窩、無繩電話和衛(wèi)星移動通信等。(10)終端(手機)結構簡單,便于攜帶,價格較低。超級秘書網(wǎng)

3第四代移動通信系統(tǒng)

4G系統(tǒng)中有兩個基本目標：一是實現(xiàn)無線通信全球覆蓋；二是提供無縫的高質量無線業(yè)務。目前正在構思中的4G通信具有以下特征：（1）網(wǎng)絡頻譜更寬。要想使4G通信達到100Mbps的傳輸速率，通信運營商必須在3G網(wǎng)絡的基礎上進行大幅度的改造，以便使4G網(wǎng)絡在通信帶寬上比3G網(wǎng)絡的帶寬高出許多。據(jù)研究，每個4G信道將占有100MHz的頻譜，相當于W-CDMA3G網(wǎng)絡的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終端訪問Internet的速率，因此，4G通信最顯著的特征就是它有更快的無線傳輸速率。據(jù)專家估計，第四代移動通信系統(tǒng)的傳輸速率速率可以達到10M~20Mbps，最高可以達到100Mbps；（3）通信更加靈活。從嚴格意義上說，4G手機的功能已不能簡單劃歸“電話機”的范疇，因為語音數(shù)據(jù)的傳輸只是4G移動電話的功能之一而已。而且4G手機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。第四代移動通信的智能性更高，不僅表現(xiàn)在4G通信的終端設備的設計和操作具有智能化，更重要的是4G手機可以實現(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渡到4G通信。因此，從這個角度來看，4G通信系統(tǒng)應當具備全球漫游、接口開放、能跟多種網(wǎng)絡互聯(lián)、終端多樣化以及能從3G平穩(wěn)過渡等特點。

總之，隨著新問題、新要求的不斷出現(xiàn),第四代移動通信技術將會相應地調整、完善和進一步發(fā)展?？v觀移動通信技術的發(fā)展規(guī)律和第四代通信技術的優(yōu)點,我們相信,不遠的將來,人們將不受時間、地點限制,可以自由自在地利用移動網(wǎng)絡獲取和傳遞信息。從而人們的學習、工作、生活將會發(fā)生更深刻的變化。

參考文獻:

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目前國內(nèi)光纖光纜的生產(chǎn)能力過剩，供大于求。特種光纖如FTTH用光纖仍需進口，但總量不大，國內(nèi)生產(chǎn)光纖光纜價格與國際市場沒有差別，成本無法再降，已經(jīng)是零利潤，在國際市場沒有太強競爭力，出口量很小。二十年來的光技術的兩個主要發(fā)展，WDM和PON，這兩個已經(jīng)相對比較成熟。多業(yè)務傳輸發(fā)展平臺兩個方面，一方面是更有效承載以太網(wǎng)業(yè)務、數(shù)據(jù)業(yè)務，另一方面是向業(yè)務方面發(fā)展。AS0N的現(xiàn)狀是目前的系統(tǒng)只是在設備中，或是在網(wǎng)絡中實現(xiàn)了一些功能，但是一些核心作用還沒有達到。

二、光纖通信技術的趨勢及展望

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

（一）向超高速系統(tǒng)的發(fā)展

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

（二）向超大容量WDM系統(tǒng)的演進

采用電的時分復用系統(tǒng)的擴容潛力已盡，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。如果將多個發(fā)送波長適當錯開的光源信號同時在一級光纖上傳送，則可大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復用(WDM)的基本思路?；赪DM應用的巨大好處及近幾年來技術上的重大突破和市場的驅動，波分復用系統(tǒng)發(fā)展十分迅速。目前全球實際鋪設的WDM系統(tǒng)已超過3000個，而實用化系統(tǒng)的最大容量已達320Gbps(2×16×10Gbps)，美國朗訊公司已宣布將推出80個波長的WDM系統(tǒng)，其總容量可達200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。實驗室的最高水平則已達到2.6Tbps(13×20Gbps)。預計不久的將來，實用化系統(tǒng)的容量即可達到1Tbps的水平。

（三）實現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)

上述實用化的波分復用系統(tǒng)技術盡管具有巨大的傳輸容量，但基本上是以點到點通信為基礎的系統(tǒng)，其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實現(xiàn)類似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能的話，無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)既可以實現(xiàn)超大容量光網(wǎng)絡和網(wǎng)絡擴展性、重構性、透明性，又允許網(wǎng)絡的節(jié)點數(shù)和業(yè)務量的不斷增長、互連任何系統(tǒng)和不同制式的信號。

由于光聯(lián)網(wǎng)具有潛在的巨大優(yōu)勢，美歐日等發(fā)達國家投入了大量的人力、物力和財力進行預研，特別是美國國防部預研局(DARPA)資助了一系列光聯(lián)網(wǎng)項目。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。建設一個最大透明的、高度靈活的和超大容量的國家骨干光網(wǎng)絡，不僅可以為未來的國家信息基礎設施(NJJ)奠定一個堅實的物理基礎，而且也對我國下一世紀的信息產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的騰飛以及國家的安全有極其重要的戰(zhàn)略意義。

（四）開發(fā)新代的光纖

傳統(tǒng)的G.652單模光纖在適應上述超高速長距離傳送網(wǎng)絡的發(fā)展需要方面已暴露出力不從心的態(tài)勢，開發(fā)新型光纖已成為開發(fā)下一代網(wǎng)絡基礎設施的重要組成部分。目前，為了適應干線網(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)和無水吸收峰光纖(全波光纖)。其中，全波光纖將是以后開發(fā)的重點，也是現(xiàn)在研究的熱點。從長遠來看，BPON技術無可爭議地將是未來寬帶接入技術的發(fā)展方向，但從當前技術發(fā)展、成本及應用需求的實際狀況看，它距離實現(xiàn)廣泛應用于電信接入網(wǎng)絡這一最終目標還會有一個較長的發(fā)展過程。

（五）IPoverSDH與IpoverOptical

以lP業(yè)務為主的數(shù)據(jù)業(yè)務是當前世界信息業(yè)發(fā)展的主要推動力，因而能否有效地支持JP業(yè)務已成為新技術能否有長遠技術壽命的標志。目前，ATM和SDH均能支持lP，分別稱為IPoverATM和IPoverSDH兩者各有千秋。但從長遠看，當IP業(yè)務量逐漸增加，需要高于2．4吉位每秒的鏈路容量時，則有可能最終會省掉中間的SDH層，IP直接在光路上跑，形成十分簡單統(tǒng)一的IP網(wǎng)結構(IPoverOptical)。三種IP傳送技術都將在電信網(wǎng)發(fā)展的不同時期和網(wǎng)絡的不同部分發(fā)揮自己應有的歷史作用。但從面向未來的視角看。IPoverOptical將是最具長遠生命力的技術。特別是隨著IP業(yè)務逐漸成為網(wǎng)絡的主導業(yè)務后，這種對JP業(yè)務最理想的傳送技術將會成為未來網(wǎng)絡特別是骨干網(wǎng)的主導傳送技術。

（六）解決全網(wǎng)瓶頸的手段一光接入網(wǎng)

近幾年，網(wǎng)絡的核心部分發(fā)生了翻天覆地的變化，無論是交換，還是傳輸都己更新了好幾代。不久，網(wǎng)絡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，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)。兩者在技術上存在巨大的反差，制約全網(wǎng)的進一步發(fā)展。為了能從根本上徹底解決這一問題，必須大力發(fā)展光接入網(wǎng)技術。因為光接入網(wǎng)有以下幾個優(yōu)點：（1）減少維護管理費用和故障率；（2）配合本地網(wǎng)絡結構的調整，減少節(jié)點，擴大覆蓋；（3）充分利用光纖化所帶來的一系列好處；（4）建設透明光網(wǎng)絡，迎接多媒體時代。

參考文獻：

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