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【论文摘要】:在许多基于单片机的应用系统中,系统需要实现遥控功能,而红外通信则是被采用较多的一种方法。红外通信具有控制简单、实施方便、传输可靠性高的特点,是一种较为常用的通信方式。
在许多基于单片机的应用系统中,系统需要实现遥控功能,而红外通信则是被采用较多的一种方法。红外通信具有控制简单、实施方便、传输可靠性高的特点,是一种较为常用的通信方式。红外线通信是一种廉价、近距离、无线、低功耗、保密性强的通讯方案,主要应用于近距离的无线数据传输,也有用于近距离无线网络接入。从早期的IRDA规范(115200bps)到ASKIR(1.152Mbps),再到最新的FASTIR(4Mbps),红外线接口的速度不断提高,使用红外线接口和电脑通信的信息设备也越来越多。红外线接口是使用有方向性的红外线进行通讯,由于它的波长较短,对障碍物的衍射能力差,所以只适合于短距离无线通讯的场合,进行"点对点"的直线数据传输,因此在小型的移动设备中获得了广泛的应用。
1.红外通信的基本原理
红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体,即通信信道。发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号,通过红外发射管发射红外信号。接收端将接收到的光脉转换成电信号,再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调,还原为二进制数字信号后输出。常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制(PWM)和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制(PPM)两种方法。
简而言之,红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调,以便利用红外信道进行传输;红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。
2.红外通讯技术的特点
红外通讯技术是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术,被众多的硬件和软件平台所支持:
⑴通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发;
⑵主要是用来取代点对点的线缆连接;
⑶新的通讯标准兼容早期的通讯标准;
⑷小角度(30度锥角以内),短距离,点对点直线数据传输,保密性强;
⑸传输速率较高,目前4M速率的FIR技术已被广泛使用,16M速率的VFIR技术已经。
3.红外数据通讯技术的用途
红外通讯技术常被应用在下列设备中:
⑴笔记本电脑、台式电脑和手持电脑;
⑵打印机、键盘鼠标等计算机设备;
⑶电话机、移动电话、寻呼机;
⑷数码相机、计算器、游戏机、机顶盒、手表;
⑸工业设备和医疗设备;
⑹网络接入设备,如调制解调器。
4.红外数据通讯技术的缺点
⑴通讯距离短,通讯过程中不能移动,遇障碍物通讯中断;
⑵目前广泛使用的SIR标准通讯速率较低(115.2kbit/s);
⑶红外通讯技术的主要目的是取代线缆连接进行无线数据传输,功能单一,扩展性差。
5.红外通信技术对计算机技术的冲击
红外通信标准有可能使大量的主流计算机技术和产品遭淘汰,包括历史悠久的调制解调器。预计,执行红外通信标准即可将所有的局域网(LAN)的数据率提高到10Mb/s。
红外通信标准规定的发射功率很低,因此它自然是以电池为工作电源的标准。目前,惠普移动计算分公司正在开发内置式端口,所有拥有支持红外通信标准的笔记本计算机和手持式计算机的用户,可以把计算机放在电话机的旁边,遂行高速呼叫,可连通本地的因特网。由于电话机、手持式计算机和红外通信连接全都是数字式的,故不需要调制解调器。
红外通信标准的广泛兼容性可为PC设计师和终端用户提供多种供选择的无电缆连接方式,如掌上计算机、笔记本计算机、个人数字助理设备和桌面计算机之间的文件交换;在计算机装置之间传送数据以及控制电视、盒式录像机和其它设备。
6.红外通信技术开辟数据通信的未来
目前,符合红外通信标准要求的个人数字数据助理设备、笔记本计算机和打印机已推向市场,然而红外通信技术的潜力将通过个人通信系统(PCS)和全球移动通信系统(GSM)网络的建立而充分显示出来。由于红外连接本身是数字式的,所以在笔记本计算机中不需要调制解调器。便携式PC机有一个任选的扩展插槽,可插入新式PCS数据卡。PCS数据卡配电话使用,建立和保持对无线PCS系统的连接;扩展电缆的红外端口使得在PCS电话系统和笔记本计算机之间容易实现无线通信。由于PCS、数字电话系统和笔记本计算机之间的连接是通过标准的红外端口实现的,所以PCS数字电话系统可在任何一种PC机上使用,包括各种新潮笔记本计算机以及手持式计算机,以提供红外数据通信。而且,由于该系统不要求在计算机中使用调制解调器,所以过去不可能维持高性能PC卡调制解调器运行所需电压的手持式计算机,现在也能以无线方式进行通信。红外通信标准的开发者还在设想在机场和饭店等地点使用步行传真机和打印机,在这些地方,掌上计算机用户可以利用这些外设而勿需电缆。银行的ATM(柜员机)也可以采用红外接口装置。
预计在不久的将来,红外技术将在通信领域得到普遍应用,数字蜂窝电话、寻呼机、付费电话等都将采用红外技术。红外技术的推广意味着膝上计算机用户不用电缆连接的新潮即将到来。由于红外通信具有隐蔽性,保密性强,故国外军事通信机构历来重视这一技术的开发和应用。这一技术在军事隐蔽通信,特别是军事机密机构、边海防的端对端通信中将发挥出重要的作用。正如前面所述,它还将对计算机技术产生冲击,对未来数据通信产生重大影响。
参考文献
[1]蒋俊峰.基于单片机的红外通讯设计[J].电子设计应用,2003,11.
[2]曾庆立.远距离红外通讯接口的硬件设计与使用[J].吉首大学学报(自然科学版),2001,4.
[3]邓泽平.一种多用途电度表的红外通讯问题[J].湖南电力,2003,4.
[4]朱磊,郭华北,朱建.单片机89C52在多功能电度表中的应用研究[J].山东科技大学学报(自然科学版),2003,2.
1.1光传播通信技术的优势随着4G时代的到来,光传输通信技术也得到了迅猛发展,在电力通信行业中也具有举足轻重的的地位。OTN,PTN,ASON,PON等光传播通信技术络技术的出现,突破了传统的SDH技术单一的传输方式,为光传输网络带来了新鲜的血液。光传输通信具有衰减小、信息容量大、安全性能能好、频带宽、体积小等优势,在穿距离的传输和特殊环境中不仅能够降低对于已建成的网络的维护成本、提高宽带服务质量,更能实现移动通信行业网络建设的健康稳步发展。[1]
1.2光传播通信技术存在的问题纵观光传播技术网络的发展史,从世界上第一条光纤通信系统投入运营到如今突飞猛进的发展趋势,整个过程中信息传输规模和安全可靠运行也一直是电力通信部门关注的重点。光设备的传输虽然具有维护简单、扩容性较高,以及组网灵活等特点,并且随着科技的发展光端机也不断提升出槽位宽度均匀、增加扩容量等能力。但是,在社会经济不断发展的同时,这些光传输设备的老化程度也越来越严重,有大部分设备的性能甚至已经很难满足电力通信在传输方面的要求,当缓慢的衰变积累到一定程度时将会产生系统的最终的失效。
2.光传输通信技术的应用与发展研究
2.1光传输通信技术的广泛应用近几年我国在高速宽带光传输技术方面取得了飞跃性的发展,我国在移动通信技术领域应用方面也逐渐于国际接轨,成为全球高速宽带光传输通信技术发展的重要推动力。高速带宽光传输技术的核心是密集波分复用技术,随着市场需求的消费增长,在短短的时间内就成为网络建设的重心。[2]OTN和PTN系统作为光传输通信技术的重要组成部分,在实际的核心层部署中得到了广泛应用,其两者相联合的组网模式,为运营商带来了强大的IP业务接入能力和灵活调度能力。
2.2光传输通信技术的发展在可预见的未来光传输通信技术将给人们的生活带来重大变化,在无线网的环境中人们的工作、学习、出行等可以通过网络获得及时地、丰富地信息,变得更加便捷和简单。有理由相信,随着光传输通信技术的进一步发展以及配套技术的进一步完善,并且积极整合各方面的通信技术的优势,光传输通信技术在4G移动通信新时代的潜力将是无限的。光传输通信技术的发展推动着城域传输网不断统一和融合,是运营商共同组建扁平化网络的最佳选择。光传输通信技术不断的发展使得其生命周期大大延长。光传输技术100Gb/s的发展也突破了一定范围下数字信号中光载波携带信息量无法提高的问题,并且将光载波能够携带的信息量提高了一倍。
2.3光传输通信技术前景分析随着社会需求的不断增长,4G新时代下光传输通信技术的研究为综合业务数字的发展带来了迅猛的发展。在未来的光传输通信技术的发展中,源节点至目的节点之间的信号传输与交换过程中将会采用以光交换技术和波分复用传输技术作为核心基础技术。随着科技人员的不断研发,以WDM技术为主导结OTN、PTN系统的应用必定会逐渐取代取代DWDM和MST的地位成为光传输通信技术的主流技术。其自身所具有的优势顺应了业务IP化和网络扁平化的趋势,因此受到越来越多的运营商的重视,到目前为止,中国通讯运营商三大巨头移动、电信、联通已经积极的投入设计制造。
3.结语
类似于固定中继系统,移动中继系统由基站、移动中继和用户终端组成。其中,基站和移动中继之间的链路为回程链路(BackhaulLink),移动中继和用户终端之间的链路为接入链路(AccessLink)。若基站和用户设备之间的信道状况良好,还可以考虑直连链路(DirectLink)。移动中继可以选择放大转发和解码转发等模式。由于移动中继具有运动性和随机性,而这种特点与性能密切相关,如何建立合理的移动中继运动模型是移动中继系统研究领域的首要问题。当前研究中有的采用较简单的随机游动模型,或采用二维泊松过程来表示用户终端的放置位置,使用M/M/∞排队模型来表示用户终端的移动性。在实际部署移动中继系统时,需要考虑不同的应用场景。在3GPPR11版本中,高铁是主要应用。在文献[8]中,主要考虑以下两种典型场景:场景1移动中继服务静止用户场景说明如图1所示。在该场景下,中继被安装在交通工具的顶部,中继天线被分别放置在车辆的内外,分别用于和基站与用户终端通信。若不使用中继辅助传输,该场景下的通信将会面临许多问题,如严重的车体损耗,多普勒频移,小区换带来的大量开销等。反之,则可以将较差的信道分为两段传输条件较好的链路,从而很好地解决了该场景下的通信问题。与直接传输相比,中继辅助传输的掉话率明显降低,为车内用户提供较高的吞吐量和较低的小区切换失败率,从而提高了通信质量,改善了用户体验。场景2移动中继服务非静止用户场景说明如图2所示。在该场景下,中继也被部署在车辆顶部,不过其目的不是为了为车内乘客提供服务,而是为街道和公园提供覆盖。闹市区的街道和公园,是行人比较集中的地方,通信业务量大,属于“热点”地区。在经过这些地方的公交车上部署中继,则可以增强覆盖,提高吞吐量,具有实际意义。
2移动中继系统中的关键技术
2.1信道建模与估计对于移动中继来说,由于其移动的特点,而且可能是高速移动,因此研究的首要问题是移动中继的信道建模问题,主要包括回程链路和接入链路的建模。不同链路的信道模型与各网络节点采用的天线数目、中继的转发模式和中继的运动模型密切相关,信道建模的准确度会极大地影响系统性能。如文献[9]分析了不准确的路径损耗模型对移动中继系统性能的影响。此外,基站到移动中继的信道会随着车辆的运动而急剧变化,同时车辆的运动会引起多普勒频移问题,因此在实际的移动中继系统中采用合适的信道预测和估计方法也是非常必要的。如文献提出了一种采用在车辆顶部使用预测性天线的信道预测和估计方法,从而较好地解决了移动中继的信道估计问题。
2.2中继选择在实际的移动中继系统中,可能会存在多个移动中继。现有研究表明,根据信道状态信息选择一个最好的中继进行协作,可以较低的复杂度获得满分集增益。因此,机会中继选择技术是移动中继系统中的关键技术。信令开销是中继选择算法的首要考虑因素。对于快速移动的用户,基于信噪比的方案会产生大量的信令开销,而基于位置或距离的选择方案在高速场景下开销较小,因而适用性更强。上述方案都是基于单个参数的选择,实际信噪比和时延等参数会同时影响中继选择,为此,文献[13]提出了一种具有服务质量(QoS)保证的多参数联合中继选择算法。由于信令开销和系统复杂度与每个目标用户的候选中继的数量成正比,文献[14]考虑了如何减少候选中继的数量而不影响使用中继带来的系统性能增益。文中所提算法限制了每个目标用户的数量从而减少了反馈开销。文献[15]提出了一种三步选择算法。该算法在保持中继增益的同时可以使中继信令开销维持在较低水平。虽然中继选择可以提高系统性能,但是不适宜的选择会引起频繁的中继切换,从而影响系统的整体性能。文献[16]从这个角度出发,提出了使中继活动时间最长和中继切换率最小的两种中继选择算法。研究结果表明,与现有方案相比,所提方案在不降低系统吞吐量的情况下可以获得较低的中继切换率和较长的中继活动时间。
2.3资源分配在中继系统中进行功率和带宽等资源的分配可以有效提高系统资源利用率和系统吞吐量,目前得到了广泛的研究。(1)功率分配。最简单的功率控制方法是开关算法。所谓开关功率控制算法就是给中继分配一定功率或者不分配功率。该算法可以提高小区吞吐量和覆盖范围。文献[17]根据不同的数据速率要求提出了一种最优的功率分配算法。该文献考虑了中继的移动性,建立了移动模型,使用所提出的最优功率分配方案可以提高数据速率。仿真结果表明,在一些实际的数据速率下该算法可以带来3dB增益。文献[18]提出了一种分布式的功率控制算法用以提高平均小区吞吐量。文章考虑了在多小区环境中,通过使用分布式移动中继功率分配方案,与传统的系统相比,平均小区吞吐量得到了改善。同时,也提升了小区边缘吞吐量,因此对小区边缘用户来说,该方案有助于改善其用户体验,是一种较好的解决方案。(2)带宽分配。对于不同的运营商分别安装不同的中继显然并不是高效的,文献[19]基于此提出了共享频谱分配算法来解决此问题。该方案中不同运营商使用相同的移动中继为某一区域内的用户服务,并根据链路质量为不同运营商分配相应的带宽,从而实现了无线资源的有效利用。借助于纳什均衡理论,该方案可以将吞吐量提升近20%。文献[20]以IEEE802.16j系统为研究对象,研究了子信道分配对系统性能的影响。文中提出了重叠子信道分配(OVSA)和正交子信道分配(ORSA)两种方案。研究结果表明,所提方案的小区吞吐量高于不使用中继情况下的吞吐量。文献[21]则利用博弈论理论联合考虑了动态服务选择和带宽分配的问题。为了获得更好的服务质量,移动中继执行基站选择和传输模式的选择,基站则为不同传输模式分配不同的带宽。当移动中继和基站的策略相互影响并且需要作出动态决定时,这将面临着挑战。为解决这个问题,该文提出了一个两层的基于进化博弈和微分博弈的博弈结构。在下层,动态服务选择可以建立为一个进化博弈模型;在上层,基站端的动态带宽分配可以形成一个微分博弈模型,最后得到了一个闭环纳什均衡。数值仿真结果表明了动态博弈带宽分配策略的有效性,并且系统性能和覆盖范围的优势得到了加强。
2.4小区切换在移动中继系统中,由于中继的移动性以及中继一般为多个用户同时服务等原因,如何设计中继高速移动情况下的小区切换策略便成为了一个关键问题,文献此进行了深入研究。在高速运动场景,大量用户很可能需要进行频繁的小区切换,因而如何保证较低的链路失败率和较高的切换成功率,将直接影响用户的通信服务质量和通信体验。对于移动中继系统的小区切换问题,现在比较好的一种方案是使用具有两根分布式天线的移动中继,即在车辆首尾分别装有天线。移动中继通过选择具有较好接收信号质量的天线作为接收天线。当车辆进入重叠区域时,前置天线执行切换至目标基站,后置天线将和服务基站保持连接。当前置天线完成切换后,再由后置天线将工作频率转移至目标基站。如果切换失败,后置天线将执行第二次切换。因此,这种切换方案使通信在切换过程中不会被中断,实现了通信的无缝体验,而且降低了切换失败率,是一种简单实用的方案。
2.5移动中继的其他问题使用移动中继来改善车辆用户的服务质量和吞吐量的效果明显,除了以上提到的关键问题外,仍然有其他的一些问题和挑战需要解决。首先是移动中继的移动性管理问题。这主要包括不同基站间移动中继的切换和不同移动中继间用户的切换。但是,现有LTE系统中没有针对移动中继的移动性支持,因此有必要修改当前的系统结构用以提供有效、可靠的移动性管理。目前,为了支持移动性管理,是在当前的固定中继架构上修改还是提出新的架构尚在讨论中。其次,由于移动中继的使用,干扰管理也是一个新的挑战。中继技术的优势在理论上已获得共识,但在实际部署中中继节点的引入必然导致更加严重的干扰问题。尽管接入链路干扰较小,但对于回程链路来说,不同移动中继间以及中继与宏小区用户间的干扰使问题变得复杂。预测性天线的使用将提高CSI的准确性,从而可以在回程链路中使用高级的干扰避免和干扰消除方案。
3结束语
根据国家安监总局2012年暨五年来全国煤矿事故分析报告和2013年对外的煤矿事故通报案例研究发现:2012年和2013年煤矿主要灾害事故现象依然突出,其中煤矿瓦斯爆炸/瓦斯突出、透水和火灾事故起数及死亡人数分别占据前三位。煤矿灾变事故发生后,矿山救护队救援侦测工作的任务主要是侦察事故类别/原因/范围、遇险人员数量和所在地,同时掌握通风、瓦斯、有毒有害气体等环境情况。而救援工作的主要目的是搜救遇险人员和侦测灾区环境,指导和制订灾害事故处置方案,从而避免发生次生事故和救援人员伤亡。近年来随着煤炭开采深度逐年增加,煤矿灾害事故救援难度加大,业界对搜救侦测技术与装备的性能和安全可靠性提出了严峻挑战,如续航工作时间长、平均无故障时间短、通信带宽速率高和通信侦测距离远,以及安全防爆等级高的搜救侦测技术装备匮乏等问题[7]。
2煤矿搜救侦测通信方法与技术
煤矿基本搜救侦测通信联络方法主要有两种:一是地面钻孔构建救生通道搜救和透地通信联络法;二是救护队员直接入井搜救和宽带应急通信联络法。
2.1地面钻孔构建救生通道和透地通信联络法
利用地音仪、地震定位仪或井下人员定位系统等手段,快速准确对井下被困人员定位,确定地面钻机打钻地点,提高打钻效率。确定打钻地点后,可先钻一个小孔,与被困人员取得联系,并为被困人员输送氧气和食物,然后再钻取一个较大直径的钻孔,利用救生仓等装备解救被困人员。该方法需要用到的装备主要有生命探测仪、人员定位系统、气体检测仪、挖掘工具、破拆工具、起重设备、钻机等。另外,通信联络可用矿用透地通信系统联络法,但对于深部开采矿井,国内外透地双向通信距离和传输带宽速率目前还十分受局限,从煤矿井下试验情况反馈来看,语音通信距离在500~600m,文本通信距离在700~800m,800m以上还只能透地传输信号(beacon)而不是信息,因此透地通信适合井下窄带和慢速率通信联络。
2.2救护队员直接入井搜救和宽带应急通信联络法
采用呼喊、敲击或利用寻人仪、主动式生命探测仪等探测方法[8],判断遇险人员位置,搜寻被困或被埋压人员,与遇险人员保持联系。该方法既可利用探测和感知生物信号搜寻,又可利用感应探测机械波、声波或无线电波等信号搜寻。救护队员直接入井搜救侦测技术主要包括煤矿灾区环境侦测技术、煤矿井下生命探测与人员搜寻定位技术,以及煤矿灾区探测机器人技术。通信联络可用矿用宽带无线或光纤等通信技术,通信距离和传输带宽受限制较小,且可适合井下可视化多媒体通信联络。2.2.1、煤矿灾区环境侦测利用便携式气体检测仪对灾区现场CH4、CO、O2、H2S、CO2等气体浓度和环境参数进行检测,目的是判定灾区是否存在爆炸危险及事故类别。利用气体分析化验车或气相色谱仪进行化验分析,主要检测H2S、NOx、SO2及火灾标志性气体。使用红外线温度测定仪和风速、风向、风压等测定仪,可迅速检测灾区环境温度和通风情况,并根据探测距离,对火源点、火势等作出正确判断。2.2.2、生命探测与人员搜寻定位目前,国内外对煤矿遇险人员寻找和定位多凭经验和人体器官感觉,用呼喊、敲击等方法来判定。搜寻技术落后是制约救援效率和成功率的主要问题之一[9]。国内外学者利用光学、声学、电磁学、人体生物学、仿生学等理论进行了研究,取得了一定技术突破[10-15],但救援实战应用中还受到诸多限制。如光学探测仪只适合被测者周边有空隙的情况使用;红外探测仪适合在浓烟、大火和黑暗环境下使用,受环境温度及热源的影响严重,穿透性差,遇物阻挡失效;声波探测仪只有被测对象能够活动、敲击或呼救才能被探测到,在煤岩介质中衰减速度极快,遇水、泥土阻挡失效,在人体内传播机理复杂;激光探测则需要高压电源供电且体积大、笨重;人体搜寻仪大多只能探测遇难者;雷达生命探测仪仅适合于探测运动的活体生命。目前基于生命感知和RFID等RF信号搜救的人员定位搜索技术受到业界关注。2.2.3、灾区探测机器人/无人机为了提高救援成功率,减少救援人员自身伤亡煤矿灾区探测机器人可替代或辅助救护队员进入灾区,探测并回传井巷环境信息,为抢险救援决策提供参考依据。开发非结构环境下移动作业和救灾机器人/无人机是当今灾区探测技术研究热点之一,如美国智能系统与机器人中心开发的RATLER矿井探索机器人、卡内基梅隆大学机器人研究中心开发的土拨鼠机器人、美国南佛罗里达大学研制的Simbot机器人、Remotec公司制造的V2机器人等[16-18]。这些机器人各自存在着体积大或笨重、驱动电动机功耗大、越障性能差、智能化水平低、有线遥控距离近等缺陷,离煤矿实际救援应用要求还有一定距离。目前矿用本安型便携式机器人和隔爆型灾区探测机器人已经开始面市,如图1~2所示。
2.3灾区远距离侦测和搜救通信联络系统
煤矿井下灾区远距离侦测和矿用应急通信系统是煤矿事故救援及通信联络的重要保障。煤矿灾区远距离侦测系统和应急救援超前侦测系统都是通过高压气瓶(或发射装置)将侦测探头发射到前方。
3煤矿搜救侦测通信技术装备研究发展趋势
3.1灾区环境检测设备
目前煤矿便携式/复合式多参数测定器或检测报警仪主要有CD3/CD4/CD5/CD6/CD7/CD8/JFY-6等类型。检测参数包括甲烷、氧气、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、二氧化硫等有毒有害气体的浓度及环境的温度、湿度、压差、风速、大气压等。不同型号测定仪工作时间有长有短,组合各种参数方案不同,支持标准无线通信接口能力也不一样,检测量程和测定精度参差不齐,搜救单位配备还缺乏统一,集成风速、风压检测指标的高精度、大量程测定仪较少。
3.2生命探测与人员搜寻定位装备
如表1所示,生命探测和人员搜寻定位设备主50~100m,再利用无线信号将前方的环境参数如CH4、CO浓度等数据传回接收显示装置,若前方没有危险,救援人员前进50~100m,再重复超前探测,直至完成整个灾区侦查。目前,我国煤矿井下救援通信主要以有线电话为主,漏泄、感应、透地等移动通信也存在一定问题,难以满足全煤矿移动救灾通信要求。透地通信系统存在信道容量小、单向通信、电磁干扰大、应用范围受限制、施工难度大等问题。感应通信系统存在信道容量小、电磁干扰大、天线体积大、携带不方便等问题。漏泄通信系统存在串联中继器多、系统可靠性差等问题。高性能、高可靠性灾区远距离侦测系统和井下应急通信系统引起业界关注[19]。中煤科工集团重庆研究院有限公司应急救援研究所研制的KT121M矿用应急通信系统带宽高,通信距离远,且可以和透岩应急通信设备互联互通,非常适合井下无线宽带救灾或应急通信联络如图3所示。要分为无线电感应类、晶体共振和感应人体电荷等。由于各自技术和探测原理不同,适用范围也存在差异。
3.3煤矿灾区探测机器人/无人机
煤矿灾区探测机器人/无人机可搭载有气体、温度等传感器和摄像头,通过陆、空方式将灾区现场情况通过搜救指挥通信系统传送到各级指挥机构,是代替救援人员进入现场、避免救援人员伤亡的侦测设备之一,目前国内已经研制出轮式、履带式、蛇形机器人和四旋翼小型无人机。但由于煤矿灾区情况复杂,对机器人/无人机的越障能力、自身和负载重量、动力保障、防爆方式等有严格的要求,国内KBR矿用本安型便携式救援探测机器人(见图1)、搜救侦测无人机和KQR隔爆型灾区探测机器人(见图2)受到业界广泛关注。采用分功合力等先进技术的KBR矿用本安型探测机器人是ExiaIMa防爆等级,KQR是Exd+ibIMa防爆等级,前者灾区环境使用安全性更高,狭小空间和洞穴通过性较好,且便携和功耗低(8~9kg,几瓦)。后者是矿用隔爆型机器人,跨越沟壑和台阶能力较强,但体积大较笨重(近100kg)、电压高(12V)和功耗大(12W),井下安全可靠性较低。
3.4煤矿灾区远距离侦测、透地和宽带应急通信系统
目前,国内外煤矿灾区远距离侦测、透地和宽带应急通信系统装备主要有ZCJ5系列煤矿灾区远距离侦测系统、KT121M矿用应急通信系统和TTE系列矿用透地通信系统等应急联络装备,如图3~5所示。
3.5煤矿搜救侦测通信技术和装备研究发展趋势
矿山救援侦测技术研究热点及未来煤矿搜救侦测装备发展趋势,如图6~7所示。
4结语
量子力学诞生于1926年,是人类对微观世界加以认识的理论基础之一。量子力学和相对论之间的不相容性在1935年被爱因斯坦、波多尔基斯和罗森论证后,约翰•贝尔于1964年提出贝尔理论,,阿斯派克等人于1982年证明了超光速响应的存在。1989年第一次演示成功量子密钥传输,1997年量子态隐形传输的原理性实验验证由奥地利蔡林格小组在室内首次完成,2004年,该小组又将量子态隐形传输距离成功提高到600米。2007年开始我国架设了长达16公里的自由空间量子信道,于2009年成功实现世界上量子隐形传态的最远距离。
二、量子通信技术的发展趋势
量子通信技术的研究方向除了包括量子隐形传态还包括量子安全直接通信等,突破了现有信息技术,引起了学术界和社会的高度重视。与传统通信技术相比,量子通信除具有超强抗干扰能力外且不需对传统信道进行借助;与此同时量子通信的密码被破译的可能性几乎没有,具有较强的保密性;另外,量子通信几乎不存在线路时延,传输速度很快。量子通信发展仅仅经历了20年左右,但其发展却十分迅猛,目前已经被很多国家和军方给予高度关注。
量子通信在国防和军事上具有广阔的应用前景,作为量子技术的最大特征,量子技术的安全性是传统加密通信所无可企及的。量子通信技术的超强保密性,能够有效保证己方军事密件和军事行动不被敌方破译及侦析,在国防和军事领域显示出无与伦比的魅力。另一方面,在破解复杂的加密算法上,也许现有计算机可能需要好几万年的时间,在现实中是完全无法接受且几乎没有实用价值的。但量子计算机却能在几分钟内将加密算法破解,如果未来这种技术被投入实用,传统的数学密码体制将处于危险之中,而量子通信技术则能能够抵御这种破解和威胁。
在民间通信领域量子通信技术的应用前景也同样广阔。中国科技大学在2009年对界上首个5节点的全通型量子通信网络进行组建后,使得实时语音量子保密通信被首次实现,城市范围的安全量子通信网络在这种“城域量子通信网络”基础上成为了现实。
三、总结
论文摘要:随着计算机技术的广泛普及与计算机远程信息处理应用的发展,数据通信应运而生,它实现了计算机与计算机之间,计算机与终端之间的传递。由于不同业务需求的变化及通信技术的发展使得数据通信经过了不同的发展历程。
数据通信是以“数据”为业务的通信系统,数据是预先约定好的具有某种含义的数字、字母或符号以及它们的组合。数据通信是20世纪50年代随着计算机技术和通信技术的迅速发展,以及两者之间的相互渗透与结合而兴起的一种新的通信方式,它是计算机和通信相结合的产物。随着计算机技术的广泛普及与计算机远程信息处理应用的发展,数据通信应运而生,它实现了计算机与计算机之间,计算机与终端之间的传递。由于不同业务需求的变化及通信技术的发展使得数据通信经过了不同的发展历程。
1通信系统传输手段
电缆通信:双绞线、同轴电缆等。市话和长途通信。调制方式:SSB/FDM。基于同轴的PCM时分多路数字基带传输技术。光纤将逐渐取代同轴。
微波中继通信:比较同轴,易架设、投资小、周期短。模拟电话微波通信主要采用SSB/FM/FDM调制,通信容量6000路/频道。数字微波采用BPSK、QPSK及QAM调制技术。采用64QAM、256QAM等多电平调制技术提高微波通信容量,可在40M频道内传送1920~7680路PCM数字电话。
光纤通信:光纤通信是利用激光在光纤中长距离传输的特性进行的,具有通信容量大、通信距离长及抗干扰性强的特点。目前用于本地、长途、干线传输,并逐渐发展用户光纤通信网。目前基于长波激光器和单模光纤,每路光纤通话路数超过万门,光纤本身的通信纤力非常巨大。几十年来,光纤通信技术发展迅速,并有各种设备应用,接入设备、光电转换设备、传输设备、交换设备、网络设备等。光纤通信设备有光电转换单元和数字信号处理单元两部分组成。
卫星通信:通信距离远、传输容量大、覆盖面积大、不受地域限制及高可靠性。目前,成熟技术使用模拟调制、频分多路及频分多址。数字卫星通信采用数字调制、时分多路及时分多址。
移动通信:GSM、CDMA。数字移动通信关键技术:调制技术、纠错编码和数字话音编码。
2数据通信的构成原理
数据终端(DTE)有分组型终端(PT)和非分组型终端(NPT)两大类。分组型终端有计算机、数字传真机、智能用户电报终端(TeLetex)、用户分组装拆设备(PAD)、用户分组交换机、专用电话交换机(PABX)、可视图文接入设备(VAP)、局域网(LAN)等各种专用终端设备;非分组型终端有个人计算机终端、可视图文终端、用户电报终端等各种专用终端。数据电路由传输信道和数据电路终端设备(DCE)组成,如果传输信道为模拟信道,DCE通常就是调制解调器(MODEM),它的作用是进行模拟信号和数字信号的转换;如果传输信道为数字信道,DCE的作用是实现信号码型与电平的转换,以及线路接续控制等。传输信道除有模拟和数字的区分外,还有有线信道与无线信道、专用线路与交换网线路之分。交换网线路要通过呼叫过程建立连接,通信结束后再拆除;专线连接由于是固定连接就无需上述的呼叫建立与拆线过程。计算机系统中的通信控制器用于管理与数据终端相连接的所有通信线路。中央处理器用来处理由数据终端设备输入的数据。
3数据通信的分类
3.1有线数据通信
数字数据网(DDN)。数字数据网由用户环路、DDN节点、数字信道和网络控制管理中心组成。DDN是利用光纤或数字微波、卫星等数字信道和数字交叉复用设备组成的数字数据传输网。也可以说DDN是把数据通信技术、数字通信技术、光迁通信技术以及数字交叉连接技术结合在一起的数字通信网络。数字信道应包括用户到网络的连接线路,即用户环路的传输也应该是数字的,但实际上也有普通电缆和双绞线,但传输质量不如前。
分组交换网。分组交换网(PSPDN)是以CCITTX.25建议为基础的,所以又称为X.25网。它是采用存储——转发方式,将用户送来的报文分成具用一定长度的数据段,并在每个数据段上加上控制信息,构成一个带有地址的分组组合群体,在网上传输。分组交换网最突出的优点是在一条电路上同时可开放多条虚通路,为多个用户同时使用,网络具有动态路由选择功能和先进的误码检错功能,但网络性能较差。
帧中继网。帧中继网络通常由帧中继存取设备、帧中继交换设备和公共帧中继服务网3部分组成。帧中继网是从分组交换技术发展起来的。帧中继技术是把不同长度的用户数据组均包封在较大的帧中继帧内,加上寻址和控制信息后在网上传输。
3.2无线数据通信
无线数据通信也称移动数据通信,它是在有线数据通信的基础上发展起来的。有线数据通信依赖于有线传输,因此只适合于固定终端与计算机或计算机之间的通信。而移动数据通信是通过无线电波的传播来传送数据的,因而有可能实现移动状态下的移动通信。狭义地说,移动数据通信就是计算机间或计算机与人之间的无线通信。它通过与有线数据网互联,把有线数据网路的应用扩展到移动和便携用户
4.1计算机网络
计算机网络(ComputerNetwork),就是通过光缆、双绞电话线或有、无线信道将两台以上计算机互联的集合。通过网络各用户可实现网络资源共享,如文档、程序、打印机和调制解调器等。计算机网络按地理位置划分,可分为网际网、广域网、城域网、和局域网四种。Internet是世界上最大的网际网;广域网一般指连接一个国家内各个地区的网络。广域网一般分布距离在100-1000公里之间;城域网又称为都市网,它的覆盖范围一般为一个城市,方圆不超过10-100公里;局域网的地理分布则相对较小,如一栋建筑物,或一个单位、一所学校,甚至一个大房间等。
局域网是目前使用最多的计算机网络,一个单位可使用多个局域网,如财务部门使用局域网来管理财务帐目,劳动人事部门使用局域网来管理人事档案、各种人才信息等等。
4.2网络协议
网络协议是两台计算机之间进行网络对话所使用的语言,网络协议很多,有面向字符的协议、面向比特的协议,还有面向字节计数的协议,但最常用的是TCP/IP协议。它适用于由许多LAN组成的大型网络和不需要路由选择的小型网络。TCP/IP协议的特点是具有开放体系结构,并且非常容易管理。
TCP/IP实际上是一种标准网络协议,是有关协议的集合,它包括传输控制协议(TransportControlProtocol)和因特网协议(InternetProtocol)。TCP协议用于在应用程序之间传送数据,IP协议用于在程序与主机之间传送数据。由于TCP/IP具有跨平台性,现已成为Internet的标准连接协议。网络协议分为如下四层:网络接口层:负责接收和发送物理帧;网络层:负责相邻节点之间的通信;传输层:负责起点到终端的通信;应用层:提供诸如文件传输、电子邮件等应用程序要把数据以TCP/IP协议方式从一台计算机传送到另一台计算机,数据需经过上述四层通信软件的处理才能在物理网络中传输。
目前的IP协议是由32位二进制数组成的,如202.0.96.133就表示连接到因特网上的计算机使用的IP地址,在整个因特网上IP地址是唯一的。
红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体,即通信信道。发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号,通过红外发射管发射红外信号。接收端将接收到的光脉转换成电信号,再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调,还原为二进制数字信号后输出。常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制(PWM)和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制(PPM)两种方法。
简而言之,红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调,以便利用红外信道进行传输;红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。
2.红外通讯技术的特点
红外通讯技术是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术,被众多的硬件和软件平台所支持:
⑴通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发;
⑵主要是用来取代点对点的线缆连接;
⑶新的通讯标准兼容早期的通讯标准;
⑷小角度(30度锥角以内),短距离,点对点直线数据传输,保密性强;
⑸传输速率较高,目前4M速率的FIR技术已被广泛使用,16M速率的VFIR技术已经。
3.红外数据通讯技术的用途
红外通讯技术常被应用在下列设备中:
⑴笔记本电脑、台式电脑和手持电脑;
⑵打印机、键盘鼠标等计算机设备;
⑶电话机、移动电话、寻呼机;
⑷数码相机、计算器、游戏机、机顶盒、手表;
⑸工业设备和医疗设备;
⑹网络接入设备,如调制解调器。
4.红外数据通讯技术的缺点
⑴通讯距离短,通讯过程中不能移动,遇障碍物通讯中断;
⑵目前广泛使用的SIR标准通讯速率较低(115.2kbit/s);
⑶红外通讯技术的主要目的是取代线缆连接进行无线数据传输,功能单一,扩展性差。
5.红外通信技术对计算机技术的冲击
红外通信标准有可能使大量的主流计算机技术和产品遭淘汰,包括历史悠久的调制解调器。预计,执行红外通信标准即可将所有的局域网(LAN)的数据率提高到10Mb/s。
红外通信标准规定的发射功率很低,因此它自然是以电池为工作电源的标准。目前,惠普移动计算分公司正在开发内置式端口,所有拥有支持红外通信标准的笔记本计算机和手持式计算机的用户,可以把计算机放在电话机的旁边,遂行高速呼叫,可连通本地的因特网。由于电话机、手持式计算机和红外通信连接全都是数字式的,故不需要调制解调器。
红外通信标准的广泛兼容性可为PC设计师和终端用户提供多种供选择的无电缆连接方式,如掌上计算机、笔记本计算机、个人数字助理设备和桌面计算机之间的文件交换;在计算机装置之间传送数据以及控制电视、盒式录像机和其它设备。
6.红外通信技术开辟数据通信的未来
目前,符合红外通信标准要求的个人数字数据助理设备、笔记本计算机和打印机已推向市场,然而红外通信技术的潜力将通过个人通信系统(PCS)和全球移动通信系统(GSM)网络的建立而充分显示出来。由于红外连接本身是数字式的,所以在笔记本计算机中不需要调制解调器。便携式PC机有一个任选的扩展插槽,可插入新式PCS数据卡。PCS数据卡配电话使用,建立和保持对无线PCS系统的连接;扩展电缆的红外端口使得在PCS电话系统和笔记本计算机之间容易实现无线通信。由于PCS、数字电话系统和笔记本计算机之间的连接是通过标准的红外端口实现的,所以PCS数字电话系统可在任何一种PC机上使用,包括各种新潮笔记本计算机以及手持式计算机,以提供红外数据通信。而且,由于该系统不要求在计算机中使用调制解调器,所以过去不可能维持高性能PC卡调制解调器运行所需电压的手持式计算机,现在也能以无线方式进行通信。红外通信标准的开发者还在设想在机场和饭店等地点使用步行传真机和打印机,在这些地方,掌上计算机用户可以利用这些外设而勿需电缆。银行的ATM(柜员机)也可以采用红外接口装置。
预计在不久的将来,红外技术将在通信领域得到普遍应用,数字蜂窝电话、寻呼机、付费电话等都将采用红外技术。红外技术的推广意味着膝上计算机用户不用电缆连接的新潮即将到来。由于红外通信具有隐蔽性,保密性强,故国外军事通信机构历来重视这一技术的开发和应用。这一技术在军事隐蔽通信,特别是军事机密机构、边海防的端对端通信中将发挥出重要的作用。正如前面所述,它还将对计算机技术产生冲击,对未来数据通信产生重大影响。
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论文摘要:随着社会信息化程度的提高,网络已成为人们生活中不可缺少的一部分。网络接入带宽迅速提升,以适应大容量、高速率的数据、视频、语音等高质量的信息传输与服务。目前常用的宽带接入方式有电话拨号(即XDSL)方式、有线电视线路(CableModem)方式、双绞线以太网方式,随着科技的迅速发展,电力线通信已成为一种新型的宽带接入技术,并且有着良好的发展前景。
电力线通信简称PLC(PowerLineCommunication0)是利用配电网低压线路传输多媒体信号的一种通信方式。在发送时利用GMSK(高斯滤波最小频移键控)或OFDM(正交频分多路复用)调制技术将用户数据进行调制,把载有高频信息的高频加载于电流,然后再电力线上传输,在接收端先经过滤波器将调制信号取出,再经过解调,就可得到原通信信号,并传送到计算机或电话,实现信息传递。类似的电力线通技术信早已有所应用,电力系统中在中高压输电网(35千伏以上)上通过电力载波机利用较低的频率以较低速率传送远动数据或话音,就是电力线通信技术应用的主要形式之一,已经有几十年历史。
PLC接入设备分局段设备和用户端PLC调制解调器。局段负责与内部PLC调制解调器的通信和与外部网络连接。在通信时来自用户的数据进入调制解调器后,通过用户配电线路传输到局端设备,局端设备将信号解调出来,再转到外部的Internet。该技术不需要重新布线,在现有低压配电线路上实现数据、语音、和视频业务的承载。终端用户只需插上电源插座即可实现因特网接入,电视接收、打电话等。同样电力线通信技术也可应用于其他相关领域,对于重要场所的监控和保护,一直需要投入大量的人力和财力,现在只需利用电源线,用极低的代价更新原有监控设备即可实现实时远程监控。目前电力系统抄表,基本上主要依靠人工抄表完成。人工抄表的准确性、同步性难以保证。同时由于抄表地点分散,表记数量众多,所以抄表的工作量巨大。基于电力线路载波(PLC)通信方式的自动抄表装置,由于不需要重铺设通信信道,节省了施工及线路费用,成为现代电力通讯的首选方式,使得抄表的工作量大大减少。近年来居民小区及大楼朝智能化发展,现在的智能化建筑已经实现了5A。但是这些不同的系统自动化需要不同的网络支持;给建设和维护网络系统带来了巨大的压力。借助电力线通信技术,无论是监控、消防、楼宇还是办公或者通信自动化都可以利用电力线实现,便于管理和扩展。
电力线通信主要优势:
电力线通信有无可比拟的网络覆盖优势,我国拥有全世界排名第二的电力输电线路,拥有用电用户超过10亿,居民家里谁都离不开电力线;显然连接这10亿用户的既存电力线是提供上网服务的巨大物质基础。在广阔的农村地区,特别是那些电话网络不太发达的地区,PLC更有用武之地,毕竟电力网规模之大是任何网都不可比拟的。虽然这些地区上网短期需求量并不大,市场发展成熟较慢,但会存在电力线上网先入为主的局面,对PLC的长远发展和扩展非常有利。
电力线通信可充分利用现有低压配电网络基础设施,不需要任何新的线路铺设,随意接入,简单方便的安装设备及使用方式,节约了资源和费用,无需挖沟和穿墙打洞,避免了对建筑物和公共设施的破坏,同时也节省了人力,共享互联网络连接,高通讯速率可达141Mbps(将未通过升级设备可达200Mbps)。PLC调制解调器放置在用户家中,局端设备放置在楼宇配电室内,随着上游芯片厂商14M产品技术相对成熟。PLC设备整体投入不断下降,据调查当前14M的PLCModem产品其成本已降到普通的ADSL接入猫相仿的水平,而局端设备则更便宜。由于一般一个局端拖带PLC调制解调器的规模为20-30台,因此随着用户的增长,局端设备可以随时动态增加,这一点对于运营商来说,不必在设备采购初期投入巨大的资金。因此也有宽带网络接入最后一公里最具竞争力的解决方案之称。
电力线通信的缺点
传输带宽的问题。PLC与电话线上网从本质上讲并没有区别,都是利用铜线作为传输媒质,铜线上网的最大问题是不能解决传输带宽问题。虽然14M的产品已经成熟,但电力线上网是共享带宽,若同一地区多个用户同时上网则数据传输速度将会相应降低,如何保证用户能够获得足够带宽成为挑战噪声安全性问题。由于电力网使用的大多是非屏蔽线,用它来传输数据不可避免的会形成电磁辐射,从而会对其它无线通信,如公安部门或军事部门的通信造成干扰;再次电力线上网存在不稳定的问题,家用电器产生的电磁波对通信产生干扰,时常会发生一些不可预知的错误。与信号洁净特性恒定的Ethernet电缆相比,电力线上接入了很多电器,这些电器任何时候都可以插入或拆开,并机或关闭电源。因而导致电力线的特性不断变化,影响网速。
1.1SDH传输技术
SDH是取代PDH的新数字传输网体制,主要针对光纤传输,是在SONET的标准基础上形成的。它把信号固定在帧结构中,复用后以一定的速率在光纤上传送。SDH是在电路层上对信号进行复用和上下。当带着信号的光纤通ODF(光纤分配架)进入ADM时,信号必须通过O/E转换和设备上的支路卡才能下成2Mb/s的基本电信号,并经过通信电缆和DDF(数字配线架)接到用户接口或基站BTS(基站收发信机)。
1.2ATM网络传输技术
ATM是一种基于信元的交换和复用技术,即一种转换模式,在这一模式中信息被组织成信元。它采用固定长度的信元传输声音、数据和视频信号。每个信元有53个字节,开头的五个字节为信头,用以传输信元的地址和其他一些控制信息,后面的48个字节用以传输信息。利用标准长度的这种数据包,通过硬件实现数据转换,这比软件更快速、经济、便宜。同时,ATM工作速度有很大的伸缩性,在光缆上可以超过2.5Gbps。
在网络传输中,为了使多个用户共享高速线路,通常采用时分复用方式。时分复用方式又可分为同步传输模式和异步传输模式。在数字通信中通常采用同步传输模式,这种传输模式把时间划分为一个个相等的片段,成为时隙,一定量的时隙组成一个帧,一个信道在一个帧里占用一个时隙,一个用户占用一个或多个信道。而在异步传输模式中,各终端之间不存在共同的时间参考,各个时隙没有固定的占用者。在ATM中时隙有固定的长度而且比较短,一个时隙传输一个信元,每一个信元相当一个分组。各信道根据业务量的大小和排列规则来占用时隙,信息量大的信道占用的时隙多。
1.3MSTP传输技术
MSTP依托于SDH平台,可基于SDH多种线路速率实现,包括l55Mb/s、622Mb/S、2.5Gb/s和10Gb/s等。一方面,MSTP保留了SDH固有的交叉能力和传统的PDH业务接口与低速SDH业务接口,继续满足TDM业务的需求;另一方面,MSTP提供ATM处理、以太网透传、以太网二层交换、RPR处理、MPLS处理等功能来满足对数据业务的汇聚、梳理和整合的需求。
1.4RTKGPS网络传输技术
随着GPS无验潮测深技术应用的不断深入,传统电台数据链的传输模式已不能满足长距离RTK作业的需要。而网络RTK技术则是利用网络来取代UHF电台进行数据传输,它传输距离远,信号稳定,抗干扰性强,已成为数据链传输的新宠。
通用分组无线业务GPRS,是在GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务,GSM是一种使用拨号方式连接的电路交换数据传送方式。GPRS利用现有通信网的设备,通过在GSM网络上增加一些硬件和软件升级,形成一个新的网络逻辑实体。
1.5WDM传输技术
WDM(或DWDM)是在光纤上同时传输不同波长信号的技术。其主要过程是将各种波长的信号用光发射机发送后,复用在一根光纤上,在节点处再对耦合的信号进行解复用。WDM(或DWDM)系统在信号的上下上既可以使用ADM、DXC,也可以使用全光的OADM和0XC,WDM(或DWDM)是基于光层上的复用,它和SDH在电层上的复用有着很大的区别。同时,通过OADM进行光信号的直接上下,无需经过O/E转换,而拥有EDFA的WDM(或DWDM)可以进行较长距离的光传输而不需要光中继。
2接入网技术
随着通信技术的快速发展,人们对铁路通信技术提出了更高的要求,铁路部门必须采用先进的、现代化的有线和无线通信的传输和接入方式,实现铁路通信网的升级,发挥铁路通信网在国民经济中的社会效益和经济效益。
接入网技术是铁路通信中一项关键技术,由于原有用户铜缆接入的普遍性和现在光纤技术的发展,接入网建设就必须考虑通信网络的现状与发展,这就决定了接入网技术的多样化。接入网从接入方式上可分为有线接入和无线接入。
2.1有线接入技术
(1)高速率数字用户环路技术。
通过2-3对双绞线双向对称传送基群数字速率信号,传送距离为3km-5km,上行速率与下行速率相等。通过回波抵消技术实现在一对双绞线上全双工传输,通过特定的编码和调制方式提高传输质量,用多线对并行传输,以降低每对双绞线上的传输速率,增加无中继传输距离。
(2)非对称数字用户环路技术。
它的上行速率和下行速率不相等,下行速率可高达(9-10)Mbit/s,上行速率只有数十或数百kbit/s,此技术适用于视频点播VOD系统;其高速下行信道可向家庭用户提供多路的数字图像信号及低速语音信号,而上行信道用于传送用户控制信号。ADSL的优势在于它几乎不需要对现有的对1双绞线作任何改动就可获得高传输速率。
(3)混合光纤同轴电缆接入技术。
它是基于有线电视系统CATV发展起来的。在有线电视中心与地区中心、地区中心与光节点之间采用光纤连接,光节点与用户设备之间采用同轴电缆连接。其主要是使用副载波调制,将CATV原有的单向传输系统改造成双向传输系统。HFC可以充分利用现有的CATV网络,进行少量投资,就可形成一个支持多种业务的宽带综合业务网。
(4)光纤用户环路技术。
以光纤为主要传输媒介,根据光纤向用户延伸的距离,可以分为FTTC(光纤到路边),FTTB(光纤到大楼),FTTH(光纤到家)等。FTTB是用户接入信息高速公路的最终理想目标,但根据现有通信发展的实际,FTTC、FTTB与铜缆相结合的用户接入,虽然是有过渡性质的折衷方案,但价格相对经济,并且在时机成熟时易扩展到FTTH,所以是现实并且可行的。
2.2无线接入技术
无线接入网是在接入网中部分或全部引人无线传输媒介,为用户提供固定终端业务和移动终端业务。无线接入可分为固定接入和移动接入两大类。其基本结构由控制器、基站和用户终端设备构成。应用技术主要包括微波1点多址技术、蜂窝技术和微蜂窝技术等。无线接人由于其灵活方便易于建设,目前已得到极大的重视。
集群通信系统是一种功能强大的专用移动通信系统,是通信与微处理机技术、程控交换技术、计算机网络技术紧密结合的产物。它集交换、控制、通信于一体,通过无线拨号的方式把一组信道自动最优地动态分配给系统内部用户,最大限度地利用系统资源和频率资源,降低系统内呼损,提高服务质量。由于它具有群呼、组呼、强插、强拆等功能,特别适合于调度指挥以及应急、抢险等场合,并较好地解决了通信频率合理分配的问题,因而倍受专业运营管理部门的青睐,被确定为现行铁路移动通信方式的首选类型。
3结语
铁路通信网是保证行车安全、提高运输效率的有力工具,我国铁路引入现代通信技术还不久,对铁路通信工程建设还需要一段时间对其了解、分析和试验,对其中所要注意的问题,特别是技术问题要认真对待,只有这样才能为铁路通信现代化作出贡献。
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光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。光纤从提出理论到技术实现和今天的高速光纤通信也不过几十年的时间。从国外的发展历程我们可以看出,20世纪60年代中期,所研制的最好的光纤损耗在400分贝以上,1966年英国标准电信研究所高锟及Hockham从理论上预言光纤损耗可降至20分贝/千米以下,日本于1969年研制出第一根通信用光纤损耗为100分贝/千米,1970年康宁公司(Corning)采用“粉末法”先后获得了损耗低于20分贝/千米和4分贝/千米的低损耗石英光纤,1974年贝尔实验室(Bell)采用改进的化学汽相沉积法制出性能优于康宁公司的光纤产品。到1979年,掺锗石英光纤在1.55千米处的损耗已经降到0.2分贝/千米,这一数值已经十分接近由Rayleigh散射所决定的石英光纤理论损耗极限。
目前国内光纤光缆的生产能力过剩,供大于求。特种光纤如FTTH用光纤仍需进口,但总量不大,国内生产光纤光缆价格与国际市场没有差别,成本无法再降,已经是零利润,在国际市场没有太强竞争力,出口量很小。二十年来的光技术的两个主要发展,WDM和PON,这两个已经相对比较成熟。多业务传输发展平台两个方面,一方面是更有效承载以太网业务、数据业务,另一方面是向业务方面发展。AS0N的现状是目前的系统只是在设备中,或是在网络中实现了一些功能,但是一些核心作用还没有达到。
二、光纤通信技术的趋势及展望
目前在光通信领域有几个发展热点即超高速传输系统、超大容量WDM系统、光传送联网技术、新一代的光纤、IPoverOptical以及光接入网技术。
(一)向超高速系统的发展
目前10Gbps系统已开始大批量装备网络,主要在北美,在欧洲、日本和澳大利亚也已开始大量应用。但是,10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感,而已经铺设的光缆并不一定都能满足开通和使用10Gbps系统的要求,需要实际测试,验证合格后才能安装开通。它的比较现实的出路是转向光的复用方式。光复用方式有很多种,但目前只有波分复用(WDM)方式进入了大规模商用阶段,而其它方式尚处于试验研究阶段。
(二)向超大容量WDM系统的演进
采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽,然而光纤的200nm可用带宽资源仅仅利用率低于1%,还有99%的资源尚待发掘。如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一级光纤上传送,则可大大增加光纤的信息传输容量,这就是波分复用(WDM)的基本思路。基于WDM应用的巨大好处及近几年来技术上的重大突破和市场的驱动,波分复用系统发展十分迅速。目前全球实际铺设的WDM系统已超过3000个,而实用化系统的最大容量已达320Gbps(2×16×10Gbps),美国朗讯公司已宣布将推出80个波长的WDM系统,其总容量可达200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。实验室的最高水平则已达到2.6Tbps(13×20Gbps)。预计不久的将来,实用化系统的容量即可达到1Tbps的水平。
(三)实现光联网
上述实用化的波分复用系统技术尽管具有巨大的传输容量,但基本上是以点到点通信为基础的系统,其灵活性和可靠性还不够理想。如果在光路上也能实现类似SDH在电路上的分插功能和交叉连接功能的话,无疑将增加新一层的威力。根据这一基本思路,光光联网既可以实现超大容量光网络和网络扩展性、重构性、透明性,又允许网络的节点数和业务量的不断增长、互连任何系统和不同制式的信号。
由于光联网具有潜在的巨大优势,美欧日等发达国家投入了大量的人力、物力和财力进行预研,特别是美国国防部预研局(DARPA)资助了一系列光联网项目。光联网已经成为继SDH电联网以后的又一新的光通信发展。建设一个最大透明的、高度灵活的和超大容量的国家骨干光网络,不仅可以为未来的国家信息基础设施(NJJ)奠定一个坚实的物理基础,而且也对我国下一世纪的信息产业和国民经济的腾飞以及国家的安全有极其重要的战略意义。
(四)开发新代的光纤
传统的G.652单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势,开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分。目前,为了适应干线网和城域网的不同发展需要,已出现了两种不同的新型光纤,即非零色散光(G.655光纤)和无水吸收峰光纤(全波光纤)。其中,全波光纤将是以后开发的重点,也是现在研究的热点。从长远来看,BPON技术无可争议地将是未来宽带接入技术的发展方向,但从当前技术发展、成本及应用需求的实际状况看,它距离实现广泛应用于电信接入网络这一最终目标还会有一个较长的发展过程。
(五)IPoverSDH与IpoverOptical
以lP业务为主的数据业务是当前世界信息业发展的主要推动力,因而能否有效地支持JP业务已成为新技术能否有长远技术寿命的标志。目前,ATM和SDH均能支持lP,分别称为IPoverATM和IPoverSDH两者各有千秋。但从长远看,当IP业务量逐渐增加,需要高于2.4吉位每秒的链路容量时,则有可能最终会省掉中间的SDH层,IP直接在光路上跑,形成十分简单统一的IP网结构(IPoverOptical)。三种IP传送技术都将在电信网发展的不同时期和网络的不同部分发挥自己应有的历史作用。但从面向未来的视角看。IPoverOptical将是最具长远生命力的技术。特别是随着IP业务逐渐成为网络的主导业务后,这种对JP业务最理想的传送技术将会成为未来网络特别是骨干网的主导传送技术。
(六)解决全网瓶颈的手段一光接入网
近几年,网络的核心部分发生了翻天覆地的变化,无论是交换,还是传输都己更新了好几代。不久,网络的这一部分将成为全数字化的、软件主宰和控制的、高度集成和智能化的网络,而另一方面,现存的接入网仍然是被双绞线铜线主宰的(90%以上)、原始落后的模拟系统。两者在技术上存在巨大的反差,制约全网的进一步发展。为了能从根本上彻底解决这一问题,必须大力发展光接入网技术。因为光接入网有以下几个优点:(1)减少维护管理费用和故障率;(2)配合本地网络结构的调整,减少节点,扩大覆盖;(3)充分利用光纤化所带来的一系列好处;(4)建设透明光网络,迎接多媒体时代。
参考文献:
[1]赵兴富,现代光纤通信技术的发展与趋势.电力系统通信[J].2005(11):27-28.
[2]韦乐平,光纤通信技术的发展与展望.电信技术[J].2006(11):13-17.
【论文摘要】:在许多基于单片机的应用系统中,系统需要实现遥控功能,而红外通信则是被采用较多的一种方法。红外通信具有控制简单、实施方便、传输可靠性高的特点,是一种较为常用的通信方式。
在许多基于单片机的应用系统中,系统需要实现遥控功能,而红外通信则是被采用较多的一种方法。红外通信具有控制简单、实施方便、传输可靠性高的特点,是一种较为常用的通信方式。红外线通信是一种廉价、近距离、无线、低功耗、保密性强的通讯方案,主要应用于近距离的无线数据传输,也有用于近距离无线网络接入。从早期的IRDA规范(115200bps)到ASKIR(1.152Mbps),再到最新的FASTIR(4Mbps),红外线接口的速度不断提高,使用红外线接口和电脑通信的信息设备也越来越多。红外线接口是使用有方向性的红外线进行通讯,由于它的波长较短,对障碍物的衍射能力差,所以只适合于短距离无线通讯的场合,进行"点对点"的直线数据传输,因此在小型的移动设备中获得了广泛的应用。
一、红外通信的基本原理
红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体,即通信信道。发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号,通过红外发射管发射红外信号。接收端将接收到的光脉转换成电信号,再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调,还原为二进制数字信号后输出。常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制(PWM)和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制(PPM)两种方法。
简而言之,红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调,以便利用红外信道进行传输;红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。
二、红外通讯技术的特点
红外通讯技术是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术,被众多的硬件和软件平台所支持:
⑴通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发;
⑵主要是用来取代点对点的线缆连接;
⑶新的通讯标准兼容早期的通讯标准;
⑷小角度(30度锥角以内),短距离,点对点直线数据传输,保密性强;
⑸传输速率较高,目前4M速率的FIR技术已被广泛使用,16M速率的VFIR技术已经。
三、红外数据通讯技术的用途
红外通讯技术常被应用在下列设备中:
⑴笔记本电脑、台式电脑和手持电脑;
⑵打印机、键盘鼠标等计算机设备;
⑶电话机、移动电话、寻呼机;
⑷数码相机、计算器、游戏机、机顶盒、手表;
⑸工业设备和医疗设备;
⑹网络接入设备,如调制解调器。
四、红外数据通讯技术的缺点
⑴通讯距离短,通讯过程中不能移动,遇障碍物通讯中断;
⑵目前广泛使用的SIR标准通讯速率较低(115.2kbit/s);
⑶红外通讯技术的主要目的是取代线缆连接进行无线数据传输,功能单一,扩展性差。
五、红外通信技术对计算机技术的冲击
红外通信标准有可能使大量的主流计算机技术和产品遭淘汰,包括历史悠久的调制解调器。预计,执行红外通信标准即可将所有的局域网(LAN)的数据率提高到10Mb/s。
红外通信标准规定的发射功率很低,因此它自然是以电池为工作电源的标准。目前,惠普移动计算分公司正在开发内置式端口,所有拥有支持红外通信标准的笔记本计算机和手持式计算机的用户,可以把计算机放在电话机的旁边,遂行高速呼叫,可连通本地的因特网。由于电话机、手持式计算机和红外通信连接全都是数字式的,故不需要调制解调器。
红外通信标准的广泛兼容性可为PC设计师和终端用户提供多种供选择的无电缆连接方式,如掌上计算机、笔记本计算机、个人数字助理设备和桌面计算机之间的文件交换;在计算机装置之间传送数据以及控制电视、盒式录像机和其它设备。
六、红外通信技术开辟数据通信的未来
目前,符合红外通信标准要求的个人数字数据助理设备、笔记本计算机和打印机已推向市场,然而红外通信技术的潜力将通过个人通信系统(PCS)和全球移动通信系统(GSM)网络的建立而充分显示出来。由于红外连接本身是数字式的,所以在笔记本计算机中不需要调制解调器。便携式PC机有一个任选的扩展插槽,可插入新式PCS数据卡。PCS数据卡配电话使用,建立和保持对无线PCS系统的连接;扩展电缆的红外端口使得在PCS电话系统和笔记本计算机之间容易实现无线通信。由于PCS、数字电话系统和笔记本计算机之间的连接是通过标准的红外端口实现的,所以PCS数字电话系统可在任何一种PC机上使用,包括各种新潮笔记本计算机以及手持式计算机,以提供红外数据通信。而且,由于该系统不要求在计算机中使用调制解调器,所以过去不可能维持高性能PC卡调制解调器运行所需电压的手持式计算机,现在也能以无线方式进行通信。红外通信标准的开发者还在设想在机场和饭店等地点使用步行传真机和打印机,在这些地方,掌上计算机用户可以利用这些外设而勿需电缆。银行的ATM(柜员机)也可以采用红外接口装置。
预计在不久的将来,红外技术将在通信领域得到普遍应用,数字蜂窝电话、寻呼机、付费电话等都将采用红外技术。红外技术的推广意味着膝上计算机用户不用电缆连接的新潮即将到来。由于红外通信具有隐蔽性,保密性强,故国外军事通信机构历来重视这一技术的开发和应用。这一技术在军事隐蔽通信,特别是军事机密机构、边海防的端对端通信中将发挥出重要的作用。正如前面所述,它还将对计算机技术产生冲击,对未来数据通信产生重大影响。
参考文献:
[1]蒋俊峰.基于单片机的红外通讯设计[J].电子设计应用,2003,11.
[2]曾庆立.远距离红外通讯接口的硬件设计与使用[J].吉首大学学报(自然科学版),2001,4.
[3]邓泽平.一种多用途电度表的红外通讯问题[J].湖南电力,2003,4.
[4]朱磊,郭华北,朱建.单片机89C52在多功能电度表中的应用研究[J].山东科技大学学报(自然科学版),2003,2.
论文摘要:随着社会信息化程度的提高,网络已成为人们生活中不可缺少的一部分。网络接入带宽迅速提升,以适应大容量、高速率的数据、视频、语音等高质量的信息传输与服务。目前常用的宽带接入方式有电话拨号(即XDSL)方式、有线电视线路(CableModem)方式、双绞线以太网方式,随着科技的迅速发展,电力线通信已成为一种新型的宽带接入技术,并且有着良好的发展前景。
电力线通信简称PLC(PowerLineCommunication0)是利用配电网低压线路传输多媒体信号的一种通信方式。在发送时利用GMSK(高斯滤波最小频移键控)或OFDM(正交频分多路复用)调制技术将用户数据进行调制,把载有高频信息的高频加载于电流,然后再电力线上传输,在接收端先经过滤波器将调制信号取出,再经过解调,就可得到原通信信号,并传送到计算机或电话,实现信息传递。类似的电力线通技术信早已有所应用,电力系统中在中高压输电网(35千伏以上)上通过电力载波机利用较低的频率以较低速率传送远动数据或话音,就是电力线通信技术应用的主要形式之一,已经有几十年历史。
PLC接入设备分局段设备和用户端PLC调制解调器。局段负责与内部PLC调制解调器的通信和与外部网络连接。在通信时来自用户的数据进入调制解调器后,通过用户配电线路传输到局端设备,局端设备将信号解调出来,再转到外部的Internet。该技术不需要重新布线,在现有低压配电线路上实现数据、语音、和视频业务的承载。终端用户只需插上电源插座即可实现因特网接入,电视接收、打电话等。同样电力线通信技术也可应用于其他相关领域,对于重要场所的监控和保护,一直需要投入大量的人力和财力,现在只需利用电源线,用极低的代价更新原有监控设备即可实现实时远程监控。目前电力系统抄表,基本上主要依靠人工抄表完成。人工抄表的准确性、同步性难以保证。同时由于抄表地点分散,表记数量众多,所以抄表的工作量巨大。基于电力线路载波(PLC)通信方式的自动抄表装置,由于不需要重铺设通信信道,节省了施工及线路费用,成为现代电力通讯的首选方式,使得抄表的工作量大大减少。近年来居民小区及大楼朝智能化发展,现在的智能化建筑已经实现了5A。但是这些不同的系统自动化需要不同的网络支持;给建设和维护网络系统带来了巨大的压力。借助电力线通信技术,无论是监控、消防、楼宇还是办公或者通信自动化都可以利用电力线实现,便于管理和扩展。
电力线通信主要优势:
电力线通信有无可比拟的网络覆盖优势,我国拥有全世界排名第二的电力输电线路,拥有用电用户超过10亿,居民家里谁都离不开电力线;显然连接这10亿用户的既存电力线是提供上网服务的巨大物质基础。在广阔的农村地区,特别是那些电话网络不太发达的地区,PLC更有用武之地,毕竟电力网规模之大是任何网都不可比拟的。虽然这些地区上网短期需求量并不大,市场发展成熟较慢,但会存在电力线上网先入为主的局面,对PLC的长远发展和扩展非常有利。
电力线通信可充分利用现有低压配电网络基础设施,不需要任何新的线路铺设,随意接入,简单方便的安装设备及使用方式,节约了资源和费用,无需挖沟和穿墙打洞,避免了对建筑物和公共设施的破坏,同时也节省了人力,共享互联网络连接,高通讯速率可达141Mbps(将未通过升级设备可达200Mbps)。PLC调制解调器放置在用户家中,局端设备放置在楼宇配电室内,随着上游芯片厂商14M产品技术相对成熟。PLC设备整体投入不断下降,据调查当前14M的PLCModem产品其成本已降到普通的ADSL接入猫相仿的水平,而局端设备则更便宜。由于一般一个局端拖带PLC调制解调器的规模为20-30台,因此随着用户的增长,局端设备可以随时动态增加,这一点对于运营商来说,不必在设备采购初期投入巨大的资金。因此也有宽带网络接入最后一公里最具竞争力的解决方案之称。
电力线通信的缺点
传输带宽的问题。PLC与电话线上网从本质上讲并没有区别,都是利用铜线作为传输媒质,铜线上网的最大问题是不能解决传输带宽问题。虽然14M的产品已经成熟,但电力线上网是共享带宽,若同一地区多个用户同时上网则数据传输速度将会相应降低,如何保证用户能够获得足够带宽成为挑战噪声安全性问题。由于电力网使用的大多是非屏蔽线,用它来传输数据不可避免的会形成电磁辐射,从而会对其它无线通信,如公安部门或军事部门的通信造成干扰;再次电力线上网存在不稳定的问题,家用电器产生的电磁波对通信产生干扰,时常会发生一些不可预知的错误。与信号洁净特性恒定的Ethernet电缆相比,电力线上接入了很多电器,这些电器任何时候都可以插入或拆开,并机或关闭电源。因而导致电力线的特性不断变化,影响网速。
1、通信技术问题
这主要是由于网络故障引起的浏览器无法正常运行上网、网络通信中断等问题。对这样问题的解决办法则是通过运行网络故障修复的诊断命令或者根据提示的故障原因报修等。除此之外,计算机网络通信常常提示计算机设置错误等,则应该根据实际状况进行设置即可。
2、网络通信安全
网络通信安全问题越来越成为人们头疼的问题,尤其是计算机网络在电子商务、电子银行、电子购物等B2C、B2B领域的发展,使得计算机网络安全问题越来越受到关注。网络信息安全问题的出现,很大程度上是由当前技术发展过快、人们保护信息意识较差等原因造成的。这样的问题,虽然给计算机网络通信带来了一定的障碍,但是却可以在短时间内解决。
二、新时期计算机网络通信技术的发展趋势
1、多网融合技术
由于当前社会手机终端的发展、平板电脑的出现,在很大程度对传统笔记本或家用电脑产生了冲击。在这样的背景下,移动网络技术、光通信技术以及多媒体通信技术的融合发展,成为了人们在新时期新时代下的新要求。利用光通信技术的快速、移动通信技术的便利性以及多媒体技术的多样性等优势,融合成为一种快速、便利、多样的新技术,这样不仅可以满足人们对移动通信技术的要求,也可以促进人们在工作、生活中办公的效率,大大提升人们由于计算机网络通讯不便、不畅所带来的工作效率低下等问题的解决效率。而且,还可以满足不同人群、不同地点对计算机网络通信的不同要求,一举多得。
2、无线通信技术的跨越
在新时期网络通信的改革中,人们对于网络通信技术发展的便利性提出了越来越高的要求,因此,计算机网络技术向无线通信技术的发展越成为了必然的趋势。目前,无线通信技术主要是指WiFi技术,包括中国电信的chinanet、中国移动的CMCCauto等。这些率先使用无线通信技术的移动通信公司,在很大程度上是借鉴外国无线通信技术,缺少独立自主的开发。所以,完成无线通信技术的消化吸收,完成无线技术的跨越,成为了摆在当前网络通信技术公司的严峻问题。把无线网络技术的发展作为基础设施来建设,把便利性提高,惠泽民众,使得社会的发展更加得益于此,也是当前无线网络通信公司所要解决的重大问题之一。
3、移动通信技术的革新
现如今,移动通信技术的发展正在由2G向4G跨越。然而,就目前的状况来说,对4G移动网络通信技术的追求,是为了保护三家移动通讯巨头的市场占有率,并没有真正的做到方便民众,而是作为营销的策略才进行的通信技术革新。因此,在未来的移动网络通信中,如何做到通信技术革命真正的有益于使用者,这才是移动网络通信所需要解决的首要问题。
三、结语
1.1光纤接入网技术
光纤接入网技术利用传输网络实现用户接入光纤,共同实现光纤接入网下信息传输效果的持续提升,实现了传统信息传输的技术性突破,满足人们对信息传输速度的需求。光纤用户接入技术发展起着关键作用。FTTH是光纤接入网发展的一种最终形式,光纤接入网以光网络单位(0NU)的位置所在,分为FTTH、光纤到大楼(FTTB)、光纤到驻地(FTTP)、光纤到路边(FTTC)等几种情况。目前,以”千兆到小区、百兆到大楼、十兆到用户”为基础的光纤+五类缆接入方式(FTTx+LAN)非常适合我国国情。它适用于用户相对集中的小区、大专院校、企事业单位及人口密集的乡镇。这种光纤接入方式的上传和下传带宽,能够实现高速上网或企业局域网间的高速互联,满足不同客户群体对不同速率的需求。
1.2光纤波分复用技术
光纤波分复用技术是现代信息技术发展的重要组成部分,充分表现了现代光纤通信技术发展的主要特点。在ITU-T标准中,通过引入控制层面,使网络具有自动连接建立和修改功能,以及提高连接恢复能力。光纤网络控制层面本身能够支撑不同的技术,不同的业务需求及不同的功能组合。光纤波分复用技术主要是应用波分复用器对广信信息传输出现的损耗进行控制,保证宽带资源的有效获取。同时在光波频率根据波长的不同情况对光纤损耗情况进行独立性信息发送,充分发挥波分复用器的效果将信息数据进行整合。波分复用器能够将不同信号波长进行传输,承载电信光纤通信技术优势。
1.3光联网的实现
目前,在扩充骨干网、迅速普及应用DWDM系统的驱动下,我国光网络市场已出现巨大变化,光传送网的角色由原来大容量带宽传送转变为提供端到端的服务连接。电信运营商在电路交换转变为分组交换过程中,在光层网络同时实现了传输功能和交换功能,而全光网络以其良好的透明性、波长路由特性、兼容性和可扩展性,成为下一代高速(超高速)宽带网络的首选。光纤接入网技术和光纤波分复用技术的创新推广应用中,光分插复用器(OADM)和光交叉连接设备(OXC)的成功研制,使得二者能够在基础通信设备基础上实现光路交叉,为光联网起步奠定坚实基础,能够进一步扩充网络系统,提升网络系统的透明性,使全光联网成为可能,掀起了SDH电联网之后又一次新的光通信发展,建设一个最大透明、高度灵活的和超大容量的国家骨干网络不仅可以为未来的国家信息基础设施(NII)奠定一个坚实的物理基础,而且对应我国信息产业和国民经济腾飞及国家安全有极其重要的战略意义。
1.4全新一代光纤
全新一代光纤是新时期电信光纤通信技术应用的核心内容。新的光传输网分为三层:光通路层(Och)支持终端到终端的传送客户信号。OMS光复用层把许多光波复用到一起后传动到光纤中。OTS光传送层把客户信号映射到单一的光道,再将许多单一的光道复用在一起后送上光纤。全新一代光纤具有频带宽通信容量大、损耗低,中继距离长、抗电磁干扰、无串音保密性好等优势特点。根据电信网络服内容不同,创新了传统光纤发展模式,呈现出大容量、长距离传输等优势。
二、电信光纤通信技术发展趋势的优势分析
伴随中国城镇化等宏观经济政策调整,我国城乡每年旧城改造和新屋建设达到20多亿平方米,至少可以容纳2000万户新居或数百万个企业,为光宽网建设提供了几乎海量的外在条件。伴随信息华社会的发展,人们随时随地办公、生活、学习、购物、娱乐的内在需求日益凸现,建设安全的全光信息网络已经提升为国家战略。科学技术水平提升使电信光纤通信技术提供的服务质量能够不断的满足人们的要求。电信光纤通信技术发展趋势优势明显,传输速度快、传输容量扩大,并且在长距离下实现信息容量提升、完善全光网络系统。在未来电信光纤通信技术发展状况下信息数据传输水平会在网络系统发展下实现高速发展。电信光纤通信技术发展具有重要的现实应用意义。
2.1全光网络
电信光纤通信技术发展中全光网络是重要的组成部分,同时也是电信光纤通信技术应用的关键核心,是人们对网络信息技术需求发展的表现。全光网络(ASON)在路由和信令控制下,完成自动交换连接功能。它首次将信令和选路引入传送网,通过智能的控制层面来建立呼叫和连接,实现了真正意义上的路由设置、端到端业务调度和网络自动恢复。探究全光网络特点对电信光纤通信技术进行研究,能够更好的实现电信光纤通信技术应用的全面发展。我国对电信光纤通信技术不断进行研究,创新了技术发展模式,在应用上取得了较大发展。伴随国务院《“宽带中国”战略及实施方案》的推进,联通等通信运营商加大力度推行“城乡一体化”光网改造工程,通过全光网络的方式向宽带中国目标靠近,不断地满足社会对现代网络光纤通信技术的应用需求。
2.2多业务承载能力
新时期为了进一步促进电信市场的发展,需要对电信市场发展模式进行改革创新,对运营模式进行重组改制,实现电信业务多元化发展。网络系统光纤接入技术的应用能够承载更多的业务项目,强化基础型承载业务水平,移动基站回传、语音等服务都是多业务承载能力提升的重点内容。从提高传输通道变为提高光业务的解决方案,使光网络能够提高多种高质量的带宽应用与服务,包括:1、OVPN;2、业务SLA;3、带宽出租、带宽批发、带宽贸易、实时计费;4、流量工程;5、分布式恢复;6、SPC(软永久连接)/SC(交换连接)/PC(永久连接)。传统接入网系统主要采用对接式网络结构,这种模式在一定程度上提升了运营系统管理成本投入,使网络系统建设经济效益受到影响。高接入带宽接入网应用之后能够更好的使系统与网络进行融合,实现网络系统高效运行,建立统一系统应用平台。电信光纤接入技术促进多业务承载能力的同时保证了系统客户的应用安全有效性,业务发展保证服务水平质量提升,同时能够承载更多的系统业务,并且针对个人系统应用要求强化电信光纤通信技术。除此之外,还能够提供高可靠性接入、高精度时钟传送、有效满足针对移动基站的回传业务。
三、结束语
1.1光联网的实现
目前,在扩充骨干网、迅速普及应用系统的驱动下,我国光网络市场已出现巨大变化,光传送网的角色由原来大容量带宽传送转变为提供端到端的服务连接。电信运营商在电路交换转变为分组交换过程中,在光层网络同时实现了传输功能和交换功能,而全光网络以其良好的透明性、波长路由特性、兼容性和可扩展性,成为下一代高速(超高速)宽带网络的首选。光纤接入网技术和光纤波分复用技术的创新推广应用中,光分插复用器和光交叉连接设备的成功研制,使得二者能够在基础通信设备基础上实现光路交叉,为光联网起步奠定坚实基础,能够进一步扩充网络系统,提升网络系统的透明性,使全光联网成为可能,掀起了电联网之后又一次新的光通信发展,建设一个最大透明、高度灵活的和超大容量的国家骨干网络不仅可以为未来的国家信息基础设施奠定一个坚实的物理基础,而且对应我国信息产业和国民经济腾飞及国家安全有极其重要的战略意义。
1.2全新一代光纤
全新一代光纤是新时期电信光纤通信技术应用的核心内容。新的光传输网分为三层:光通路层支持终端到终端的传送客户信号。光复用层把许多光波复用到一起后传动到光纤中。光传送层把客户信号映射到单一的光道,再将许多单一的光道复用在一起后送上光纤。全新一代光纤具有频带宽通信容量大、损耗低,中继距离长、抗电磁干扰、无串音保密性好等优势特点。根据电信网络服内容不同,创新了传统光纤发展模式,呈现出大容量、长距离传输等优势。
二、电信光纤通信技术发展趋势的优势分析
伴随中国城镇化等宏观经济政策调整,我国城乡每年旧城改造和新屋建设达到20多亿平方米,至少可以容纳2000万户新居或数百万个企业,为光宽网建设提供了几乎海量的外在条件。伴随信息华社会的发展,人们随时随地办公、生活、学习、购物、娱乐的内在需求日益凸现,建设安全的全光信息网络已经提升为国家战略。科学技术水平提升使电信光纤通信技术提供的服务质量能够不断的满足人们的要求。电信光纤通信技术发展趋势优势明显,传输速度快、传输容量扩大,并且在长距离下实现信息容量提升、完善全光网络系统。在未来电信光纤通信技术发展状况下信息数据传输水平会在网络系统发展下实现高速发展。电信光纤通信技术发展具有重要的现实应用意义。
2.1全光网络
电信光纤通信技术发展中全光网络是重要的组成部分,同时也是电信光纤通信技术应用的关键核心,是人们对网络信息技术需求发展的表现。全光网络在路由和信令控制下,完成自动交换连接功能。它首次将信令和选路引入传送网,通过智能的控制层面来建立呼叫和连接,实现了真正意义上的路由设置、端到端业务调度和网络自动恢复。探究全光网络特点对电信光纤通信技术进行研究,能够更好的实现电信光纤通信技术应用的全面发展。我国对电信光纤通信技术不断进行研究,创新了技术发展模式,在应用上取得了较大发展。伴随国务院《“宽带中国”战略及实施方案》的推进,联通等通信运营商加大力度推行“城乡一体化”光网改造工程,通过全光网络的方式向宽带中国目标靠近,不断地满足社会对现代网络光纤通信技术的应用需求。
2.2多业务承载能力
新时期为了进一步促进电信市场的发展,需要对电信市场发展模式进行改革创新,对运营模式进行重组改制,实现电信业务多元化发展。网络系统光纤接入技术的应用能够承载更多的业务项目,强化基础型承载业务水平,移动基站回传、语音等服务都是多业务承载能力提升的重点内容。从提高传输通道变为提高光业务的解决方案,使光网络能够提高多种高质量的带宽应用与服务,传统接入网系统主要采用对接式网络结构,这种模式在一定程度上提升了运营系统管理成本投入,使网络系统建设经济效益受到影响。高接入带宽接入网应用之后能够更好的使系统与网络进行融合,实现网络系统高效运行,建立统一系统应用平台。电信光纤接入技术促进多业务承载能力的同时保证了系统客户的应用安全有效性,业务发展保证服务水平质量提升,同时能够承载更多的系统业务,并且针对个人系统应用要求强化电信光纤通信技术。除此之外,还能够提供高可靠性接入、高精度时钟传送、有效满足针对移动基站的回传业务。
三、结束语