時(shí)間:2022-10-29 04:00:27
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作者:程玉單位:中鐵三局電務(wù)公司西北指揮部
眾所周知,信號(hào)攜帶的信息量越大,相應(yīng)的電磁波頻率就越高。電磁波的頻率越高穿透能力就越強(qiáng)。作為5G的高速通信的載體電磁波是否對(duì)身體產(chǎn)生很多負(fù)面的影響呢?隨科技的進(jìn)步,終究會(huì)解決這些缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的無障礙通信。
現(xiàn)狀中國移動(dòng)用戶正在逐年增長,從2002年的2億到2010年的8.4億,在如此多的用戶支持下,盡管業(yè)界存在不少唱衰聲,但中國移動(dòng)2010年財(cái)報(bào)仍顯示了其高速增長的態(tài)勢。2010年,中國移動(dòng)營收4852億元,同比增長7.3%,凈利潤1196億元,同比增長3.9%。不過,與此前幾年相比,中國移動(dòng)已步入相對(duì)緩慢的增長期,新增客戶、ARPU(平均付費(fèi)用戶收入)隨資費(fèi)逐步降低,拖累了增速。為了更好更快的發(fā)展,移動(dòng)通信已經(jīng)在建立新的平臺(tái):布局TD-LTE。2011年初,中國移動(dòng)在上海、杭州、南京、廣州、深圳、廈門、北京啟動(dòng)TD-LTE規(guī)模試驗(yàn)網(wǎng)的建設(shè),并計(jì)劃于2012年內(nèi)在這7個(gè)城市建成超過1000個(gè)基站的TD-LTE規(guī)模技術(shù)試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)。中國移動(dòng)定西地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)2G到3G的搬遷過程首先介紹2G到3G的搬遷過程(3G到4G的搬遷過程也是這個(gè)道理,因?yàn)樗麄円彩鞘褂肦RU和BBU,只是RRU和BBU的設(shè)備不同,不再贅述)。
首先建立新的BBU和RRU基站;新基站建好后,進(jìn)行簇優(yōu)化,簇優(yōu)化完成后進(jìn)行整網(wǎng)優(yōu)化;優(yōu)化達(dá)標(biāo)后割接入網(wǎng)絡(luò)中,原網(wǎng)絡(luò)保留;觀察新網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性;新網(wǎng)絡(luò)達(dá)到穩(wěn)定后拆除原網(wǎng)絡(luò),3G設(shè)備功能及如何實(shí)現(xiàn)話務(wù)的接通2G(GSM)、3G(UMTS)、4G(LTE)的RRU可以共享BBU。從全局上看,現(xiàn)在的基站是通過BBU+RRU+中央網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)話務(wù)的接通,主要3G設(shè)備及其實(shí)現(xiàn)的功能BBU+RRU分布式基站把以前的基站分成兩個(gè)部分:基帶處理單元BBU和遠(yuǎn)端射頻單元RRU。BBU由基帶處理板組成,構(gòu)成一個(gè)資源池,可以供多個(gè)RRU共享;RRU則提供了信號(hào)的射頻處理功能。兩者之間采用光纖進(jìn)行連接,構(gòu)成分布式基站架構(gòu)。BBU部分實(shí)現(xiàn)的功能主要為:主控、時(shí)鐘、基帶處理、Iub接口處理。RRU實(shí)現(xiàn)的功能主要包括:數(shù)字中頻、收發(fā)信機(jī)、功放和低噪放。
RRU+BBU的優(yōu)勢:(1)通過RRU的拉遠(yuǎn),一個(gè)BBU下多個(gè)RRU的物理地址雖然分?jǐn)?shù)不同,但邏輯上屬于同一個(gè)小區(qū),用戶在此范圍內(nèi)移動(dòng),不發(fā)生小區(qū)間切換。該應(yīng)用極大拓寬了單小區(qū)的覆蓋范圍,減少了覆蓋區(qū)域的切換次數(shù)。(2)RRU支持塔上安裝,所需的饋線長度減少,節(jié)約饋線成本,并且大大減少了饋線損耗,系統(tǒng)增益得到很大的提高。覆蓋半徑增加20%以上,已實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)宏基站低的機(jī)頂功率相當(dāng)?shù)母采w能力。(3)能夠提供更有效的網(wǎng)絡(luò)覆蓋,通過射頻拉遠(yuǎn)技術(shù)BBU和RRU分離,使得射頻模塊RRU可以分散安裝,可以很好地應(yīng)用于特殊區(qū)域覆蓋,非常適合鐵路沿線,尤其是隧道和橋梁覆蓋的建站環(huán)境。(4)靈活簡易的安裝方式,BBU采用19英寸標(biāo)準(zhǔn)上架插箱,體積小、重量輕,RRU符合IP55的室外設(shè)計(jì)要求,適應(yīng)多種惡劣環(huán)境,可輕便安裝于墻面、抱桿或塔頂。適合在既有樞紐地區(qū)等機(jī)房條件不理想或者機(jī)房匱乏的情況下使用。(5)分布式基站僅是基站形態(tài)變化而已,仍是基站,同以往的利用直放站擴(kuò)大小區(qū)個(gè)基站覆蓋范圍的應(yīng)用相比,分布式基站可以和宏基站公用網(wǎng)管,可以不依賴基站提供載頻數(shù)量,最大可支持24載頻。耦合器和合路器將一路微波功率按比例分成幾路。實(shí)現(xiàn)這一功能的元件稱為功率分配元器件即耦合器。合路器主要用作將多系統(tǒng)信號(hào)合路到一套室內(nèi)分布系統(tǒng)。耦合器和合路器主要接饋線,將不同的信號(hào)平均分配或者匯總起來,中國移動(dòng)定西地區(qū)未來的發(fā)展趨勢新網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是緩慢發(fā)展的過程。首先在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)中建立新基站,然后替換舊的2G設(shè)備,逐步推進(jìn),慢慢達(dá)到最后的4G網(wǎng)絡(luò)通信,定西地區(qū)目前正在發(fā)展3G技術(shù),隨著TD基站的逐步完善,也會(huì)在5年之內(nèi),著手發(fā)展4G技術(shù)。
(一)普通光纖
普通單模光纖是最常用的一種光纖。隨著光通信系統(tǒng)的發(fā)展,光中繼距離和單一波長信道容量增大,G.652.A光纖的性能還有可能進(jìn)一步優(yōu)化,表現(xiàn)在1550rim區(qū)的低衰減系數(shù)沒有得到充分的利用和光纖的最低衰減系數(shù)和零色散點(diǎn)不在同一區(qū)域。符合ITUTG.654規(guī)定的截止波長位移單模光纖和符合G.653規(guī)定的色散位移單模光纖實(shí)現(xiàn)了這樣的改進(jìn)。
(二)核心網(wǎng)光纜
我國已在干線(包括國家干線、省內(nèi)干線和區(qū)內(nèi)干線)上全面采用光纜,其中多模光纖已被淘汰,全部采用單模光纖,包括G.652光纖和G.655光纖。G.653光纖雖然在我國曾經(jīng)采用過,但今后不會(huì)再發(fā)展。G.654光纖因其不能很大幅度地增加光纖系統(tǒng)容量,它在我國的陸地光纜中沒有使用過。干線光纜中采用分立的光纖,不采用光纖帶。干線光纜主要用于室外,在這些光纜中,曾經(jīng)使用過的緊套層絞式和骨架式結(jié)構(gòu),目前已停止使用。
(三)接入網(wǎng)光纜
接入網(wǎng)中的光纜距離短,分支多,分插頻繁,為了增加網(wǎng)的容量,通常是增加光纖芯數(shù)。特別是在市內(nèi)管道中,由于管道內(nèi)徑有限,在增加光纖芯數(shù)的同時(shí)增加光纜的光纖集裝密度、減小光纜直徑和重量,是很重要的。接入網(wǎng)使用G.652普通單模光纖和G.652.C低水峰單模光纖。低水峰單模光纖適合于密集波分復(fù)用,目前在我國已有少量的使用。
(四)室內(nèi)光纜
室內(nèi)光纜往往需要同時(shí)用于話音、數(shù)據(jù)和視頻信號(hào)的傳輸。并目還可能用于遙測與傳感器。國際電工委員會(huì)(IEC)在光纜分類中所指的室內(nèi)光纜,筆者認(rèn)為至少應(yīng)包括局內(nèi)光纜和綜合布線用光纜兩大部分。局用光纜布放在中心局或其他電信機(jī)房內(nèi),布放緊密有序和位置相對(duì)固定。綜合布線光纜布放在用戶端的室內(nèi),主要由用戶使用,因此對(duì)其易損性應(yīng)比局用光纜有更嚴(yán)格的考慮。
(五)電力線路中的通信光纜
光纖是介電質(zhì),光纜也可作成全介質(zhì),完全無金屬。這樣的全介質(zhì)光纜將是電力系統(tǒng)最理想的通信線路。用于電力線桿路敷設(shè)的全介質(zhì)光纜有兩種結(jié)構(gòu):即全介質(zhì)自承式(ADSS)結(jié)構(gòu)和用于架空地線上的纏繞式結(jié)構(gòu)。ADSS光纜因其可以單獨(dú)布放,適應(yīng)范圍廣,在當(dāng)前我國電力輸電系統(tǒng)改造中得到了廣泛的應(yīng)用。ADSS光纜在國內(nèi)的近期需求量較大,是目前的一種熱門產(chǎn)品。
二、光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢
對(duì)光纖通信而言,超高速度、超大容量和超長距離傳輸一直是人們追求的目標(biāo),而全光網(wǎng)絡(luò)也是人們不懈追求的夢想。
(一)超大容量、超長距離傳輸技術(shù)波分復(fù)用技術(shù)極大地提高了光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量,在未來跨海光傳輸系統(tǒng)中有廣闊的應(yīng)用前景。近年來波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展迅猛,目前1.6Tbit/的WDM系統(tǒng)已經(jīng)大量商用,同時(shí)全光傳輸距離也在大幅擴(kuò)展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時(shí)分復(fù)用(OTDM)技術(shù),與WDM通過增加單根光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù)來提高其傳輸容量不同,OTDM技術(shù)是通過提高單信道速率來提高傳輸容量,其實(shí)現(xiàn)的單信道最高速率達(dá)640Gbit/s。
僅靠OTDM和WDM來提高光通信系統(tǒng)的容量畢竟有限,可以把多個(gè)OTDM信號(hào)進(jìn)行波分復(fù)用,從而大幅提高傳輸容量。偏振復(fù)用(PDM)技術(shù)可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零(RZ)編碼信號(hào)在超高速通信系統(tǒng)中占空較小,降低了對(duì)色散管理分布的要求,且RZ編碼方式對(duì)光纖的非線性和偏振模色散(PMD)的適應(yīng)能力較強(qiáng),因此現(xiàn)在的超大容量WDM/OTDM通信系統(tǒng)基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)基本上都包括在OTDM和WDM通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)中。
(二)光孤子通信。光孤子是一種特殊的ps數(shù)量級(jí)的超短光脈沖,由于它在光纖的反常色散區(qū),群速度色散和非線性效應(yīng)相互平衡,因而經(jīng)過光纖長距離傳輸后,波形和速度都保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實(shí)現(xiàn)長距離無畸變的通信,在零誤碼的情況下信息傳遞可達(dá)萬里之遙。
光孤子技術(shù)未來的前景是:在傳輸速度方面采用超長距離的高速通信,時(shí)域和頻域的超短脈沖控制技術(shù)以及超短脈沖的產(chǎn)生和應(yīng)用技術(shù)使現(xiàn)行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上;在增大傳輸距離方面采用重定時(shí)、整形、再生技術(shù)和減少ASE,光學(xué)濾波使傳輸距離提高到100000km以上;在高性能EDFA方面是獲得低噪聲高輸出EDFA。當(dāng)然實(shí)際的光孤子通信仍然存在許多技術(shù)難題,但目前已取得的突破性進(jìn)展使人們相信,光孤子通信在超長距離、高速、大容量的全光通信中,尤其在海底光通信系統(tǒng)中,有著光明的發(fā)展前景。
(三)全光網(wǎng)絡(luò)。未來的高速通信網(wǎng)將是全光網(wǎng)。全光網(wǎng)是光纖通信技術(shù)發(fā)展的最高階段,也是理想階段。傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)間的全光化,但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)處仍采用電器件,限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康倪M(jìn)一步提高,因此真正的全光網(wǎng)已成為一個(gè)非常重要的課題。
全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點(diǎn)代替電節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)之間也是全光化,信息始終以光的形式進(jìn)行傳輸與交換,交換機(jī)對(duì)用戶信息的處理不再按比特進(jìn)行,而是根據(jù)其波長來決定路由。
目前,全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展仍處于初期階段,但它已顯示出了良好的發(fā)展前景。從發(fā)展趨勢上看,形成一個(gè)真正的、以WDM技術(shù)與光交換技術(shù)為主的光網(wǎng)絡(luò)層,建立純粹的全光網(wǎng)絡(luò),消除電光瓶頸已成為未來光通信發(fā)展的必然趨勢,更是未來信息網(wǎng)絡(luò)的核心,也是通信技術(shù)發(fā)展的最高級(jí)別,更是理想級(jí)別。
三、結(jié)語
光通信技術(shù)作為信息技術(shù)的重要支撐平臺(tái),在未來信息社會(huì)中將起到重要作用。雖然經(jīng)歷了全球光通信的“冬天”但今后光通信市場仍然將呈現(xiàn)上升趨勢。從現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢來看,光纖通信也將成為未來通信發(fā)展的主流。人們期望的真正的全光網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代也會(huì)在不遠(yuǎn)的將來到來。
參考文獻(xiàn):
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在發(fā)端輸人的信息先調(diào)制形成數(shù)字信號(hào),然后由擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào)以展寬信號(hào)的頻譜,展寬后的信號(hào)再調(diào)制到射頻發(fā)送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號(hào),變頻至中頻,然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼序列去相關(guān)解擴(kuò),再經(jīng)信息解調(diào),恢復(fù)成原始信息輸出??梢姡话愕臄U(kuò)頻通信系統(tǒng)都要進(jìn)行3次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。一次調(diào)制為信息調(diào)制,二次調(diào)制為擴(kuò)頻調(diào)制,三次調(diào)制為射頻調(diào)制,以及相應(yīng)的信息解調(diào)、解擴(kuò)和射頻解調(diào)。與一般通信系統(tǒng)比較,多了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)部分。擴(kuò)頻通信應(yīng)具備如下特征:(1)數(shù)字傳輸方式;(2)傳輸信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)大于被傳信息帶寬;(3)帶寬的展寬,是利用與被傳信息無關(guān)的函數(shù)(擴(kuò)頻函數(shù))對(duì)被傳信息的信元重新進(jìn)行調(diào)制實(shí)現(xiàn)的;(4)接收端用相同的擴(kuò)頻函數(shù)進(jìn)行相關(guān)解調(diào)(解擴(kuò)),求解出被傳信息的數(shù)據(jù)。用擴(kuò)頻函數(shù)(也稱偽隨機(jī)碼)調(diào)制和對(duì)信號(hào)相關(guān)處理是擴(kuò)頻通信有別于其他通信的兩大特點(diǎn)。
二、擴(kuò)頻通信技術(shù)的特點(diǎn)
擴(kuò)頻信號(hào)是不可預(yù)測的、偽隨機(jī)的寬帶信號(hào),其帶寬遠(yuǎn)大于要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(信息)帶寬,同時(shí)接收機(jī)中必須有與寬帶載波同步的副本。擴(kuò)頻系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。
1.抗干擾性強(qiáng)
擴(kuò)頻信號(hào)的不可預(yù)測性,使擴(kuò)頻系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗干擾能力。干擾者很難通過觀察進(jìn)行干擾,干擾起不了太大作用。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)在傳輸過程中擴(kuò)展了信號(hào)帶寬,所以即使信噪比很低,甚至在有用信號(hào)功率低于干擾信號(hào)功率的情況下,仍能不受干擾、高質(zhì)量地進(jìn)行通信,擴(kuò)展的頻譜越寬,其抗干擾性越強(qiáng)。
2.低截獲性
擴(kuò)頻信號(hào)的功率均勻分布在很寬的頻帶上,傳輸信號(hào)的功率密度很低,偵察接收機(jī)很難監(jiān)測到,因此擴(kuò)頻通信系統(tǒng)截獲概率很低。
3.抗多路徑干擾性能好
多路徑干擾是電波傳播過程中因遇到各種非期望反射體(如電離層、高山、建筑物等)引起的反射或散射,在接收端的這些反射或散射信號(hào)與直達(dá)路徑信號(hào)相互干涉而造成的干擾。多路徑干擾會(huì)嚴(yán)重影響通信。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中增加了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)過程,利用擴(kuò)頻碼序列間的相關(guān)特性,在接收端解擴(kuò)時(shí),從多徑信號(hào)中分離出最強(qiáng)的有用信號(hào),或?qū)⒍鄰叫盘?hào)中的相同碼序列信號(hào)疊加,這樣就可有效消除無線通信中因多徑干擾造成的信號(hào)衰落現(xiàn)象,使擴(kuò)頻通信系統(tǒng)具有良好的抗多徑衰落特性。
4.保密性好
在一定的發(fā)射功率下,擴(kuò)頻信號(hào)分布在很寬的頻帶內(nèi),無線信道中有用信號(hào)功率譜密度極低,這樣信號(hào)可以在強(qiáng)噪聲背景下,甚至在有用信號(hào)被噪聲淹沒的情況下進(jìn)行可靠通信,使外界很難截獲傳送的信息,要想進(jìn)一步檢測出信號(hào)的特征參數(shù)就更難了.所以擴(kuò)頻系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)隱蔽通信。同時(shí),對(duì)不同用戶使用不同碼,旁人無法竊聽通信,因而擴(kuò)頻系統(tǒng)具有高保密性。
5.易于實(shí)現(xiàn)碼分多址
在通信系統(tǒng)中,可充分利用在擴(kuò)頻調(diào)制中使用的擴(kuò)頻碼序列之間良好的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性,接收端利用相關(guān)檢測技術(shù)進(jìn)行解擴(kuò),在分配給不同用戶不同碼型的情況下,系統(tǒng)可以區(qū)分不同用戶的信號(hào),這樣同一頻帶上許多用戶可以同時(shí)通話而互不干擾。
三、擴(kuò)頻技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用
在過去由于技術(shù)的限制,人們一直在走增加信號(hào)功率,減少噪聲,提高信噪比的道路。即使到了70年代,偽碼技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn),但作為相關(guān)器的“碼環(huán)”的鐘頻只能做到幾千赫茲也無助于事.近幾年,由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展,幾十兆赫茲,甚至幾百兆赫茲的偽碼發(fā)生器及其相關(guān)部件都已成為現(xiàn)實(shí),擴(kuò)頻通信獲得極其迅速的發(fā)展.通信的發(fā)展史又到了一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),由用信噪比換帶寬的年代進(jìn)入了用寬帶換信噪比的年代.從最佳通信系統(tǒng)的角度看擴(kuò)頻通信.最佳通信系統(tǒng)一最佳發(fā)射機(jī)+最佳接收機(jī).幾十年來,最佳接收理論已經(jīng)很成熟,但最佳發(fā)射問題一直沒有很好解決,偽碼擴(kuò)頻是一種最佳的信號(hào)形式和調(diào)制制度,構(gòu)成了最佳發(fā)射機(jī).因此,有了最佳通信系統(tǒng)一偽碼擴(kuò)頻+相關(guān)接收這種認(rèn)識(shí),人們就不難預(yù)測擴(kuò)頻通信的未來前景.從9O年代無線通信開始步人擴(kuò)頻通信和自適應(yīng)通信的年代.?dāng)U頻通信的熱浪已經(jīng)波及短波、超微波、微波通信和衛(wèi)星通信,碼分多址(CDMA)已開始廣泛用于未來的峰窩通信、無繩通信和個(gè)人通信以及各種無線本地環(huán)路,發(fā)揮越來越大的作用.接入網(wǎng)是由傳統(tǒng)的用戶線、用戶環(huán)路和用戶接入系統(tǒng),逐步發(fā)展、演變和升級(jí)而形成的.現(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)分為3部分:傳輸網(wǎng)、交換網(wǎng)和接入網(wǎng).由于接入網(wǎng)發(fā)展較晚,往往成為電信發(fā)展的“瓶頸”,各國都很重視接入網(wǎng)的發(fā)展,因此各類接人技術(shù)和系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生.由于ISM(IndustryScientificMedica1)頻段的開放性,經(jīng)營者和用戶不需申請(qǐng)授權(quán)就可以自由地使用這些頻段,而無線擴(kuò)頻技術(shù)所使用的頻段(2.400~2.483)正是全世界通用的ISM頻段,包括IEEE802.11協(xié)議架構(gòu)的無線局域網(wǎng)也大部分選用此頻段.在無線接人系統(tǒng)中,擴(kuò)頻微波與常規(guī)微波相比有著3個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn):抗干擾性強(qiáng)、頻點(diǎn)問題容易處理、價(jià)格比較便宜.而且,擴(kuò)頻微波接入技術(shù)相對(duì)有線接入技術(shù)來說,有成本低、使用靈活、建設(shè)快捷的優(yōu)勢,在接入網(wǎng)中起著不可替代的作用.
擴(kuò)頻微波主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面.語音接入(點(diǎn)對(duì)點(diǎn));數(shù)據(jù)接入;視頻接入;多媒體接入;因特網(wǎng)(Internet)接入。
四、結(jié)語
擴(kuò)頻通信是通信的一個(gè)重要分支和發(fā)展方向,是擴(kuò)頻技術(shù)與通信相結(jié)合的產(chǎn)物。本文主要論述了擴(kuò)頻通信的特點(diǎn)、理論可行性及典型的工作方式。擴(kuò)頻通信的強(qiáng)抗干擾性、低截獲性、良好的抗多路徑干擾性和安全性等特點(diǎn),使它的應(yīng)用迅速從軍用擴(kuò)展到民用通信中,它的易于實(shí)現(xiàn)碼分多址的特點(diǎn),使它能與第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)完美結(jié)合,發(fā)展前景極為廣闊。
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[1]曾興雯等.擴(kuò)展頻譜通信及其多址技術(shù)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2004.
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[3]吳慎山,萬霞,吳東芳.擴(kuò)頻通信的發(fā)展與應(yīng)用研究[J].河南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008(5).
[論文摘要]:通信電源是向通信設(shè)備提供交直流電的電能源,是整個(gè)通信電信網(wǎng)的能量保證。通信電源系統(tǒng)由交流供電系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)和相應(yīng)的保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成。通信電源系統(tǒng)的設(shè)備多,分布廣,不僅單個(gè)電源設(shè)備的可靠性會(huì)影響系統(tǒng)的可靠性,電源系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)也會(huì)對(duì)自身的可靠性造成很大的影響。
一、通信電源的發(fā)展現(xiàn)狀
(一)供電系統(tǒng)的現(xiàn)狀
通信電源是通信系統(tǒng)必不可少的重要組成部分,其設(shè)計(jì)目標(biāo)是安全、可靠、高效、穩(wěn)定、不間斷地向通信設(shè)備提供能源。通信電源必須具備智能監(jiān)控、無人值守和電池自動(dòng)管理等功能,從而滿足網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的需求。通信電源系統(tǒng)由交流配電、整流柜、直流配電和監(jiān)控模塊組成。
(二)通信電源設(shè)備的更新?lián)Q代
近年來,隨著技術(shù)的進(jìn)步,特別是功率器的更新?lián)Q代,新型電磁材料的不斷使用,功率變換技術(shù)的不斷改進(jìn),控制方法的不斷進(jìn)步,以及相關(guān)學(xué)科的技術(shù)不斷融合,通信電源在系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性,電磁兼容性,消除網(wǎng)側(cè)電流諧波、提高電能利用率、降低損耗、提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能等等方面都取得長足的進(jìn)步。
(三)現(xiàn)行通信電源的電路模型和控制技術(shù)
目前通信電源的變換電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要采用雙單端電路,半橋電路和全橋電路,各有優(yōu)缺點(diǎn)。一般認(rèn)為,在中、小功率場合,采用雙單端電路或半橋電路是適宜的;在大功率場合則采用全橋變換電路。
二、通信電源發(fā)展趨勢
(一)開關(guān)器件的發(fā)展趨勢
電源技術(shù)的精髓是電能變換,即利用電能變化技術(shù)將市電或電池等一次電源變換成適用于各種用電對(duì)象的二次電源。其中,開關(guān)電源在電源技術(shù)中占有重要地位,從10kHz發(fā)展到高穩(wěn)定度、大容量、小體積、開關(guān)頻率達(dá)到兆赫茲級(jí),開關(guān)電源的發(fā)展為高頻變化提供了硬件基礎(chǔ),促進(jìn)了現(xiàn)代電源技術(shù)的繁榮和發(fā)展。
(二)通信直流電源產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展市場需求發(fā)展
在需求與技術(shù)的共同推動(dòng)下,通信直流電源產(chǎn)品體現(xiàn)了如下的發(fā)展態(tài)勢:
體系架構(gòu)相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)維持穩(wěn)定。通信直流電源在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)還是維持現(xiàn)有的交流配電、整流器模塊(并聯(lián))、直流配電、監(jiān)控單元、蓄電池等為主要組成部分的架構(gòu);功率變換模式也將維持現(xiàn)有的高頻開關(guān)模式,暫時(shí)不會(huì)出現(xiàn)類似從線性電源到開關(guān)電源的階躍性的變化。
功率密度不斷提高。通信一次電源的核心部件整流器的功率密度不斷提高,推動(dòng)了通信直流電源整機(jī)的功率密度不斷提高,但配電器件、蓄電池等密度基本維持穩(wěn)定,一定程度制約了整機(jī)系統(tǒng)的功率密度的提高比率。
更高的可靠性。高可靠性是通信電源的最基本要求。隨著器件技術(shù)、通信電源技術(shù)的成熟,以及各通信直流電源設(shè)備廠家在可靠性研究上大力投入,通信直流電源產(chǎn)品可靠性呈不斷提高的趨勢。
按照TRIZ理論(“創(chuàng)造性解決問題的理論”的俄語縮略語)描述的技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)化規(guī)律,一般而言,技術(shù)的生命周期包含四個(gè)階段:嬰兒期、成長期、成熟期和衰退期,種種跡象表明,通信直流電源的核心技術(shù),開關(guān)電源技術(shù)基本上開始步入成熟期:效率的提升變得緩慢和困難、而電源損耗不能大幅度降低限制了功率密度的進(jìn)一步提高,未來幾年甚至十幾年內(nèi),通信直流電源產(chǎn)品將進(jìn)入一個(gè)緩慢發(fā)展的階段,直至有一天,一種新的電源變換技術(shù)出現(xiàn),通信直流電源產(chǎn)品就會(huì)再出現(xiàn)一個(gè)階躍性的發(fā)展,就像開關(guān)穩(wěn)壓技術(shù)替代線性穩(wěn)壓技術(shù),給電源帶來了革命性的變化。
(三)通信用蓄電池技術(shù)研究的新進(jìn)展
通信用蓄電池作為通信系統(tǒng)后備的能源供應(yīng)手段,其研制、生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)一直備受世界各國通信行業(yè)的重視。隨著科技的發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步,國外正在研制和試驗(yàn)新一代的通信用蓄電池,有的已經(jīng)進(jìn)入商用化階段。這些新的蓄電池,由于其材料、結(jié)構(gòu)和技術(shù)上的先進(jìn)性,在性能上具有傳統(tǒng)的VRLA電池?zé)o可比擬的優(yōu)越性。
1.釩電池(VanadiumRedoxBattery)。釩電池(VRB)是一種電解值可以流動(dòng)的電池,目前正在逐步進(jìn)入商用化階段。
2.燃料電池。燃料電池是一種化學(xué)電池,也是一種新型的發(fā)電裝置,它所需的化學(xué)原料由外部供給,如氫氧燃料電池,只要外部供給氫和氧,經(jīng)過內(nèi)部電極、催化劑和堿性電解液的作用,就能產(chǎn)生0.9V電壓的直流電能,同時(shí)產(chǎn)生大量的熱能.
3.電源監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用日益普及和信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展,通信系統(tǒng)從以前的單機(jī)或小局域系統(tǒng)逐漸發(fā)展至大局域網(wǎng)系統(tǒng)或廣域網(wǎng)系統(tǒng),大量人力、物力被投入到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理和維護(hù)工作上。不過通信設(shè)施所處環(huán)境越來越復(fù)雜,人煙稀少、交通不便都會(huì)增大維護(hù)的難度,這對(duì)電源設(shè)備的監(jiān)控管理提出了新的需求,保護(hù)通信互聯(lián)網(wǎng)終端的電源設(shè)備必須具備數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)通信能力。此時(shí),數(shù)字化技術(shù)就表現(xiàn)出了傳統(tǒng)模擬技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢,數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展逐步表現(xiàn)出傳統(tǒng)模擬技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢.
4.通信電源的環(huán)保要求。環(huán)保問題,一方面的指標(biāo)是通信電源的電流諧波要符合要求,降低電源的輸入諧波,不但可以改善電源對(duì)電網(wǎng)的負(fù)載特性,減少給電網(wǎng)帶來嚴(yán)重污染的情況,還可減少對(duì)其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的諧波干擾。另一個(gè)重要方面,是材料的可循環(huán)利用和環(huán)境的無污染,這方面需要產(chǎn)品滿足WEEE/ROHS指令。
在通信電源開發(fā)、生產(chǎn)早期,人們主要集中研究電源的輸出特性,較少考慮到電源的輸入特性。例如:傳統(tǒng)的在線式電源輸入AC/DC部分通常采用橋式整流濾波電路,其輸入電流呈脈沖狀,導(dǎo)通角約為π/3,波峰因數(shù)大于純電阻負(fù)載的1.4倍。這些諧波電流大的電源給電網(wǎng)帶來了嚴(yán)重的污染,使電網(wǎng)波形失真,實(shí)際負(fù)荷能力降低,對(duì)于三相四線制的電網(wǎng)來說,還很有可能因中性線電流過大而出現(xiàn)不安全隱患。
參考文獻(xiàn):
[1]朱雄世,《通信電源的現(xiàn)狀與展望》.
[2]《淺析全球通信電源技術(shù)發(fā)展趨勢》.
[3]《通信直流電源發(fā)展趨勢》.
[4]孫向陽、張樹治,《國外通信用蓄電池技術(shù)研究的新進(jìn)展》.
[5]《通信電源技術(shù)發(fā)展趨勢及標(biāo)準(zhǔn)研究方向》.
[6]曾瑛,《淺談通信電源》.
[7]王改娥、李克民,《談我國通信電源的發(fā)展方向》.
[8]王改娥、李克民,《我國通信電源的發(fā)展回顧與展望》.
[9]侯福平,《UPS系統(tǒng)在通信網(wǎng)絡(luò)中使用的特點(diǎn)及要求》.
[10]《全球通信電源技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)五大趨勢》.
[論文摘要]:通信電源是向通信設(shè)備提供交直流電的電能源,是整個(gè)通信電信網(wǎng)的能量保證。通信電源系統(tǒng)由交流供電系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)和相應(yīng)的保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成。通信電源系統(tǒng)的設(shè)備多,分布廣,不僅單個(gè)電源設(shè)備的可靠性會(huì)影響系統(tǒng)的可靠性,電源系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)也會(huì)對(duì)自身的可靠性造成很大的影響。
一、通信電源的發(fā)展現(xiàn)狀
(一)供電系統(tǒng)的現(xiàn)狀
通信電源是通信系統(tǒng)必不可少的重要組成部分,其設(shè)計(jì)目標(biāo)是安全、可靠、高效、穩(wěn)定、不間斷地向通信設(shè)備提供能源。通信電源必須具備智能監(jiān)控、無人值守和電池自動(dòng)管理等功能,從而滿足網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的需求。通信電源系統(tǒng)由交流配電、整流柜、直流配電和監(jiān)控模塊組成。
(二)通信電源設(shè)備的更新?lián)Q代
近年來,隨著技術(shù)的進(jìn)步,特別是功率器的更新?lián)Q代,新型電磁材料的不斷使用,功率變換技術(shù)的不斷改進(jìn),控制方法的不斷進(jìn)步,以及相關(guān)學(xué)科的技術(shù)不斷融合,通信電源在系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性,電磁兼容性,消除網(wǎng)側(cè)電流諧波、提高電能利用率、降低損耗、提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能等等方面都取得長足的進(jìn)步。
(三)現(xiàn)行通信電源的電路模型和控制技術(shù)
目前通信電源的變換電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要采用雙單端電路,半橋電路和全橋電路,各有優(yōu)缺點(diǎn)。一般認(rèn)為,在中、小功率場合,采用雙單端電路或半橋電路是適宜的;在大功率場合則采用全橋變換電路。
二、通信電源發(fā)展趨勢
(一)開關(guān)器件的發(fā)展趨勢
電源技術(shù)的精髓是電能變換,即利用電能變化技術(shù)將市電或電池等一次電源變換成適用于各種用電對(duì)象的二次電源。其中,開關(guān)電源在電源技術(shù)中占有重要地位,從10kHz發(fā)展到高穩(wěn)定度、大容量、小體積、開關(guān)頻率達(dá)到兆赫茲級(jí),開關(guān)電源的發(fā)展為高頻變化提供了硬件基礎(chǔ),促進(jìn)了現(xiàn)代電源技術(shù)的繁榮和發(fā)展。
(二)通信直流電源產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展市場需求發(fā)展
在需求與技術(shù)的共同推動(dòng)下,通信直流電源產(chǎn)品體現(xiàn)了如下的發(fā)展態(tài)勢:
體系架構(gòu)相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)維持穩(wěn)定。通信直流電源在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)還是維持現(xiàn)有的交流配電、整流器模塊(并聯(lián))、直流配電、監(jiān)控單元、蓄電池等為主要組成部分的架構(gòu);功率變換模式也將維持現(xiàn)有的高頻開關(guān)模式,暫時(shí)不會(huì)出現(xiàn)類似從線性電源到開關(guān)電源的階躍性的變化。
功率密度不斷提高。通信一次電源的核心部件整流器的功率密度不斷提高,推動(dòng)了通信直流電源整機(jī)的功率密度不斷提高,但配電器件、蓄電池等密度基本維持穩(wěn)定,一定程度制約了整機(jī)系統(tǒng)的功率密度的提高比率。
更高的可靠性。高可靠性是通信電源的最基本要求。隨著器件技術(shù)、通信電源技術(shù)的成熟,以及各通信直流電源設(shè)備廠家在可靠性研究上大力投入,通信直流電源產(chǎn)品可靠性呈不斷提高的趨勢。
按照TRIZ理論(“創(chuàng)造性解決問題的理論”的俄語縮略語)描述的技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)化規(guī)律,一般而言,技術(shù)的生命周期包含四個(gè)階段:嬰兒期、成長期、成熟期和衰退期,種種跡象表明,通信直流電源的核心技術(shù),開關(guān)電源技術(shù)基本上開始步入成熟期:效率的提升變得緩慢和困難、而電源損耗不能大幅度降低限制了功率密度的進(jìn)一步提高,未來幾年甚至十幾年內(nèi),通信直流電源產(chǎn)品將進(jìn)入一個(gè)緩慢發(fā)展的階段,直至有一天,一種新的電源變換技術(shù)出現(xiàn),通信直流電源產(chǎn)品就會(huì)再出現(xiàn)一個(gè)階躍性的發(fā)展,就像開關(guān)穩(wěn)壓技術(shù)替代線性穩(wěn)壓技術(shù),給電源帶來了革命性的變化。
(三)通信用蓄電池技術(shù)研究的新進(jìn)展
通信用蓄電池作為通信系統(tǒng)后備的能源供應(yīng)手段,其研制、生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)一直備受世界各國通信行業(yè)的重視。隨著科技的發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步,國外正在研制和試驗(yàn)新一代的通信用蓄電池,有的已經(jīng)進(jìn)入商用化階段。這些新的蓄電池,由于其材料、結(jié)構(gòu)和技術(shù)上的先進(jìn)性,在性能上具有傳統(tǒng)的VRLA電池?zé)o可比擬的優(yōu)越性。
1.釩電池(VanadiumRedoxBattery)。釩電池(VRB)是一種電解值可以流動(dòng)的電池,目前正在逐步進(jìn)入商用化階段。
2.燃料電池。燃料電池是一種化學(xué)電池,也是一種新型的發(fā)電裝置,它所需的化學(xué)原料由外部供給,如氫氧燃料電池,只要外部供給氫和氧,經(jīng)過內(nèi)部電極、催化劑和堿性電解液的作用,就能產(chǎn)生0.9V電壓的直流電能,同時(shí)產(chǎn)生大量的熱能.
3.電源監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用日益普及和信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展,通信系統(tǒng)從以前的單機(jī)或小局域系統(tǒng)逐漸發(fā)展至大局域網(wǎng)系統(tǒng)或廣域網(wǎng)系統(tǒng),大量人力、物力被投入到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理和維護(hù)工作上。不過通信設(shè)施所處環(huán)境越來越復(fù)雜,人煙稀少、交通不便都會(huì)增大維護(hù)的難度,這對(duì)電源設(shè)備的監(jiān)控管理提出了新的需求,保護(hù)通信互聯(lián)網(wǎng)終端的電源設(shè)備必須具備數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)通信能力。此時(shí),數(shù)字化技術(shù)就表現(xiàn)出了傳統(tǒng)模擬技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢,數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展逐步表現(xiàn)出傳統(tǒng)模擬技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢.
4.通信電源的環(huán)保要求。環(huán)保問題,一方面的指標(biāo)是通信電源的電流諧波要符合要求,降低電源的輸入諧波,不但可以改善電源對(duì)電網(wǎng)的負(fù)載特性,減少給電網(wǎng)帶來嚴(yán)重污染的情況,還可減少對(duì)其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的諧波干擾。另一個(gè)重要方面,是材料的可循環(huán)利用和環(huán)境的無污染,這方面需要產(chǎn)品滿足WEEE/ROHS指令。
在通信電源開發(fā)、生產(chǎn)早期,人們主要集中研究電源的輸出特性,較少考慮到電源的輸入特性。例如:傳統(tǒng)的在線式電源輸入AC/DC部分通常采用橋式整流濾波電路,其輸入電流呈脈沖狀,導(dǎo)通角約為π/3,波峰因數(shù)大于純電阻負(fù)載的1.4倍。這些諧波電流大的電源給電網(wǎng)帶來了嚴(yán)重的污染,使電網(wǎng)波形失真,實(shí)際負(fù)荷能力降低,對(duì)于三相四線制的電網(wǎng)來說,還很有可能因中性線電流過大而出現(xiàn)不安全隱患。
參考文獻(xiàn):
[1]朱雄世,《通信電源的現(xiàn)狀與展望》.
[2]《淺析全球通信電源技術(shù)發(fā)展趨勢》.
[3]《通信直流電源發(fā)展趨勢》.
[4]孫向陽、張樹治,《國外通信用蓄電池技術(shù)研究的新進(jìn)展》.
[5]《通信電源技術(shù)發(fā)展趨勢及標(biāo)準(zhǔn)研究方向》.
[6]曾瑛,《淺談通信電源》.
[7]王改娥、李克民,《談我國通信電源的發(fā)展方向》.
[8]王改娥、李克民,《我國通信電源的發(fā)展回顧與展望》.
[9]侯福平,《UPS系統(tǒng)在通信網(wǎng)絡(luò)中使用的特點(diǎn)及要求》.
[10]《全球通信電源技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)五大趨勢》.
論文摘要:短波通信由于其天波傳播特性,在通信領(lǐng)域具有其它通信手段無法替代的地位,特別是在民用航空地空通信中,短波通信對(duì)于航線覆蓋與極地飛行,起著重要的保障作用。文章介紹了短波的傳播方式與通信特點(diǎn),并就短波通信在民用航空中的應(yīng)用進(jìn)行了論述。
應(yīng)用短波按照國際無線電咨詢委員會(huì)(CCIR)的劃分是指波長在10m~100m,頻率為3MHz~30MHz的電磁波。短波通信又稱高頻(HF)通信,實(shí)際上,為了充分利用短波近距離通信的優(yōu)點(diǎn),其實(shí)際使用的頻率范圍為1.5MHz~30MHz。由于短波通信的固有特點(diǎn),長期以來,短波通信始終是軍事指揮的重要手段之一,一直被廣泛地應(yīng)用于外交、氣象、郵電、交通等各個(gè)部門,用以傳送圖像、數(shù)據(jù)、語言、文字等信息。同時(shí),它也是海上航行和高空飛行的必備通信方式。短波通信是無線通信的基礎(chǔ),盡管目前無線通信新技術(shù)不斷涌現(xiàn),短波通信有逐漸退出通信領(lǐng)域的趨勢,但是自身所擁有的優(yōu)勢和長處并不能被完全取代,在國際通信、防汛救災(zāi)、海難救援及軍事等領(lǐng)域依然發(fā)揮著重要作用。
一、短波的傳播方式
民航通信中使用到的短波實(shí)質(zhì)為無線電波,主要用于地面與飛機(jī)間的通信,其通信傳播方式主要有以下三種:
1.1地面波。地面波是沿著地球表面?zhèn)鞑サ牟ǎ刂雽?dǎo)電性質(zhì)和起伏不平的地表面進(jìn)行傳播,一方面使電波的場結(jié)構(gòu)不同于自由空間傳播的情況而發(fā)生變化并引起電波吸收,另一方面使電波不像在均勻媒質(zhì)中那樣以一定的速度沿著直線路徑傳播,而是由于地球表面呈現(xiàn)球形使電波傳播的路徑按繞射的方式進(jìn)行。
1.2天波。天波是經(jīng)過地面上空40~800公里高度含有大量自由電子離子的電離層的反射或折射后返回地面的電波傳輸方式。天波是短波的主要傳播途徑,可實(shí)現(xiàn)長距離的傳播,短波信號(hào)由天線發(fā)出后,經(jīng)電離層的多次反射,傳播距離可以由幾百公里達(dá)到上萬公里,且不受地面障礙物阻擋。在天波傳播的過程中,路徑衰耗、大氣噪聲、時(shí)間延遲、電離層衰落、多徑效應(yīng)等因素,都會(huì)造成信號(hào)的畸變與弱化,影響短波通信的效果。
1.3直接波。直接波是從發(fā)射天線到接收天線之間,不經(jīng)過任何發(fā)射,直接到達(dá),電波就象一束光一樣,所以有人稱它為視線傳播。由于民航中,飛機(jī)大多數(shù)時(shí)間都是在飛行,所以有些時(shí)候地、空之間的短波通信,實(shí)際上是可以靠直接波完成的。
二、短波通信的特點(diǎn)
與衛(wèi)星通信、地面短波等通信手段相比,無線電短波通信有許多顯著的優(yōu)點(diǎn):(1)短波通信無需建立中繼站即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信,(2)短波通信元器件要求低、技術(shù)成熟、制造簡單、設(shè)備體積小、價(jià)格便宜,建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用低;(3)設(shè)備簡單,目標(biāo)小、架設(shè)容易、機(jī)動(dòng)性強(qiáng),即使遭到損壞也容易修理,由于其造價(jià)相對(duì)較低,可以大量裝備,因而系統(tǒng)頑存性強(qiáng)。(4)電路調(diào)度容易,靈活性強(qiáng),可以使用固定設(shè)置,進(jìn)行定點(diǎn)固定通信,也可背負(fù)或裝入車輛,實(shí)現(xiàn)移動(dòng)中的通信。這些優(yōu)點(diǎn)是短波通信被長期保留、至今仍被廣泛應(yīng)用的主要原因。同時(shí),短波通信也存在著一些明顯的缺點(diǎn):(1)信道擁擠、頻帶窄;(2)短波的天波信道是變參信道,故信號(hào)傳輸不穩(wěn)定;(3)大氣和工業(yè)無線電噪聲干擾嚴(yán)重;(4)天線匹配困難。
三、短波通信系統(tǒng)的主要用途是使飛機(jī)在飛行的各階段中和地面的航行管制人員、簽派、維修等相關(guān)人員保持雙向的語音和信號(hào)聯(lián)系,當(dāng)然這個(gè)系統(tǒng)也提供了飛機(jī)內(nèi)部人員之間和與旅客的聯(lián)絡(luò)服務(wù)。
3.1民航短波通信基本設(shè)備
民航短波地空通信設(shè)備由短波單邊帶發(fā)信機(jī)、短波單邊帶收信機(jī)、遙控器及地空選擇呼叫器組成,設(shè)備一律使用單邊帶抑制載波、模擬單信道無線電話工作方式。短波單邊帶發(fā)、收信機(jī)均采用全固態(tài)電路及頻率合成技術(shù),頻率范圍為2.8~22MHz,發(fā)信機(jī)功率不大于6KW。
3.2民航短波通信地面站
民航短波通信地面站系統(tǒng)由三部分組成:短波機(jī)房設(shè)備、天線和饋線以及操作臺(tái)設(shè)備。短波機(jī)房設(shè)備作為大功率發(fā)射設(shè)備,通常設(shè)置在遠(yuǎn)端,以減少對(duì)其他電子設(shè)備的干擾以及對(duì)操作員健康的影響。操作臺(tái)設(shè)備設(shè)置在操作終端附近,便于操作與管理。
3.2.1短波機(jī)房設(shè)備。短波機(jī)房設(shè)備的主要設(shè)備包括短波通信電臺(tái)、功放、預(yù)后選器、交流穩(wěn)壓電源、光端機(jī)及一整套控制電纜,主要功能是傳送選呼信號(hào)和語音信號(hào)。短波電臺(tái)是整個(gè)系統(tǒng)的核心設(shè)備,地面與航空器上均有配備,用于收發(fā)信號(hào),包括選呼信號(hào)和音頻信號(hào)。電臺(tái)的性能直接決定了整個(gè)系統(tǒng)的性能,電臺(tái)選型依據(jù)主要有兩點(diǎn):符合用戶需求并且與飛機(jī)上電臺(tái)匹配。預(yù)后選器是為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力而選擇的設(shè)備。光端機(jī)是地面站系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的接口設(shè)備,起著連接短波機(jī)柜和操作臺(tái)的作用。
3.2.2操作臺(tái)設(shè)備。操作臺(tái)設(shè)備由操作終端及監(jiān)控軟件、選呼器、選呼控制器和光端機(jī)組成。操作員的所有操作都在監(jiān)控軟件上進(jìn)行。監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)選呼器和短波電臺(tái)的遠(yuǎn)程遙控,控制選呼器產(chǎn)生選呼代碼,呼叫對(duì)應(yīng)的飛機(jī),控制電臺(tái)的調(diào)制方式轉(zhuǎn)換和音頻信號(hào)收發(fā),同時(shí)監(jiān)測電臺(tái)的工作狀態(tài)。選呼器的功能是通過發(fā)射4個(gè)單音信號(hào)選擇通知某個(gè)飛機(jī)。選呼器提供了一個(gè)7針的音頻接口,包括一對(duì)平衡的選呼音頻輸出口、一個(gè)PTT輸出口和一個(gè)地線,其余3個(gè)口經(jīng)改造用于同選呼控制器通信。選呼控制器作為選呼器、電臺(tái)和控制終端的中間設(shè)備,是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)化的關(guān)鍵,其基本作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)電臺(tái)、選呼器、控制終端、音頻設(shè)備的信號(hào)轉(zhuǎn)接、電平匹配、遠(yuǎn)程控制和狀態(tài)感知,并自動(dòng)轉(zhuǎn)換調(diào)制方式。
3.2.3天線。天線的選擇具體根據(jù)用途來確定:近距離固定通信:選擇地波天線或天波高仰角天線。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信或方向性通信:選擇天波方向性天線等。組網(wǎng)通信或全向通信:選擇天波全向天線。車載通信或個(gè)人通信:選擇小型鞭狀天線。3.3短波地空通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)在民用航空領(lǐng)域,由于我國地理復(fù)雜、疆域遼闊、超短波網(wǎng)絡(luò)尚不能實(shí)現(xiàn)完全覆蓋,短波依然是地空通信的主要手段。短波地空通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)作為民航數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的子系統(tǒng),在當(dāng)前興起的極地飛行中,有效解決了飛行盲區(qū)問題,對(duì)飛行安全起著非常重要的保障作用。短波地空通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)用于航空器飛行中保持與基地和遠(yuǎn)方航站的聯(lián)絡(luò)。其系統(tǒng)構(gòu)造由短波/超短波通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信站、地空數(shù)據(jù)網(wǎng)及機(jī)載通信系統(tǒng)組成,短波地空通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)通過短波、超短波與衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了近、中、遠(yuǎn)程地空實(shí)時(shí)話音和數(shù)據(jù)通信。
四、結(jié)束語
近年來,隨著微型計(jì)算機(jī)、移動(dòng)通信和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展,短波通信技術(shù)有了新的突破性進(jìn)展,出現(xiàn)了實(shí)時(shí)選頻、自適應(yīng)、跳頻、差錯(cuò)控制、多載波正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制及軟件無線電等新技術(shù),使短波通信很好地彌補(bǔ)了它的缺點(diǎn),還使短波通信的設(shè)備更加小型化、更加靈活方便,進(jìn)一步發(fā)揮了短波通信設(shè)備簡單、造價(jià)低廉、機(jī)動(dòng)靈活等固有的優(yōu)點(diǎn)。短波通信必將在應(yīng)急通信、抗災(zāi)通信、特別是在軍事通信中發(fā)揮更重要、更廣泛的作用。因此。短波通信作為民航內(nèi)部通信的重要手段,必將在今后較長時(shí)間內(nèi)得到保持和發(fā)展。
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光纖通信是一種以光線為傳媒的通信方式,它主要利用光波實(shí)現(xiàn)信息的傳送。光纖通信技術(shù)最基本的系統(tǒng)組成有三大板塊,主要有:光的發(fā)射、接受和光纖傳輸。該通信系統(tǒng)可以單獨(dú)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)或者模擬信號(hào)的傳輸,也可以進(jìn)行類似于多媒體信息和話音圖像多種不同類別的信號(hào)的混合傳輸。光纖通信的基本特征如下。1.1寬頻帶,大容量在光纖通信技術(shù)中,光纖可容納的傳輸帶寬高達(dá)50000GHz。光源的調(diào)制方式、調(diào)制特性以及光纖的色散特性確定了光纖通信技術(shù)系統(tǒng)的容許頻帶。比如說,有一些單波長光纖的通信系統(tǒng),通常使用的是密集波的分復(fù)用等復(fù)雜一些的技術(shù),從而避免通信設(shè)備存在瓶頸效應(yīng)等電子問題,促使光纖寬帶發(fā)揮積極的效應(yīng),增加光纖傳輸?shù)男畔⒘俊?.2抗干擾光纖通信有一個(gè)特別好的優(yōu)點(diǎn),就是它擁有極強(qiáng)的抗電磁干擾能力。由于光纖通信的主要制作原料——石英,具有極強(qiáng)的絕緣性、抗腐蝕性,所以光纖通信具有極強(qiáng)的抗干擾能力。光纖通信也不會(huì)受到電離成的變化、太陽黑子的活動(dòng)和雷電等電磁干擾,更不會(huì)在意人為釋放電磁的影響,石英為光纖通信技術(shù)帶來了巨大的優(yōu)勢。光纖的質(zhì)量輕、體積小,既能有效節(jié)省空間又能保證安裝方便。而且,制作光纖的原始材料來源豐富,成本低廉,溫度穩(wěn)定度高、穩(wěn)定性能好,所以使用壽命一般都很長。光纖通信優(yōu)勢明顯,促成了光纖通信技術(shù)在現(xiàn)代生活中的廣泛應(yīng)用,并且這個(gè)應(yīng)用過的范圍還在不斷的拓展。
2光纖通信技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)
2.1擴(kuò)大了單一波長傳輸?shù)娜萘?/p>
當(dāng)今社會(huì)僅單一波長傳輸?shù)娜萘烤透哌_(dá)40Gbit/s,并且相關(guān)部門在這個(gè)基礎(chǔ)上已經(jīng)開始研究160Gbit/s的傳輸技術(shù)。在研究40Gbit/s以上的傳輸技術(shù)時(shí),應(yīng)該對(duì)光纖的PMD做出具體的要求。2002年,美國優(yōu)先在LTU-TSG15會(huì)議中提出了將新的光纖類別引入40Gbit/s系統(tǒng)的倡議。并且認(rèn)為在PMD傳輸中一些問題有待探討。我們堅(jiān)信在不久的將來,舉世矚目的專門的40Gbit/s的光纖類型將會(huì)出現(xiàn)。
2.2超長距離的傳輸
在傳輸網(wǎng)絡(luò)的骨干中,理想的傳輸形式莫過于無中繼的傳輸。迄今為止,一部分公司正在采用的技術(shù)是色散齊理,它能夠?qū)崿F(xiàn):最短2000千米至最長5000千米的無電中繼類型的傳輸。另一部分公司正在不斷改進(jìn),提升完善光纖指標(biāo),應(yīng)用拉曼光,放大光傳輸距離的延長。
2.3適應(yīng)DWDM運(yùn)用
普遍應(yīng)用的是32×DWDM系統(tǒng),64×和32×10Gbit/s的系統(tǒng)正在研發(fā)中,已經(jīng)取得了不小的進(jìn)展。DWDM技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用,各研究機(jī)構(gòu)必須加強(qiáng)光纖非線性標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格控制。最新推出的ITU-T技術(shù)很好地針對(duì)光纖制定了測試方法標(biāo)準(zhǔn),完成了非線性屬性的標(biāo)準(zhǔn)。明確非線性的測試指標(biāo),提出有效面積的相應(yīng)指標(biāo),尤其要完善光纖的非線性的特性。
3光纖通信發(fā)展現(xiàn)狀
3.1普通光纖發(fā)展現(xiàn)狀
我們最常見的光纖就是普通光纖。光通信技術(shù)的進(jìn)步,系統(tǒng)逐步發(fā)展,單一波長信息容量和光中繼距離的加大G652光纖的性能產(chǎn)生了進(jìn)一步提升的可能,表現(xiàn)在不同的區(qū)域,一種符合ITUTG654規(guī)定截止波長的單模光纖,還有符合G653規(guī)定的單模光纖,做出了發(fā)展性完善。
3.2核心網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
我國的幾大干線已經(jīng)全面地采用了光纜,多模的光纖遭到合理淘汰,全面實(shí)施單模光纖。常用的有G652和G655兩種光纖。G653在我國初步使用后,今后不會(huì)繼續(xù)發(fā)展。G654也因?yàn)椴荒軐?shí)現(xiàn)該種通信方式系統(tǒng)容量的大幅度增加,因此從來沒有使用到我國陸地光纜中。干線光纜主要在室外,多數(shù)使用分立光纖,這些光纜中的舊式結(jié)構(gòu)已經(jīng)停用。
3.3接入網(wǎng)光纜發(fā)展現(xiàn)狀
接入網(wǎng)的光纜具有分支多、距離短、分差頻繁等特點(diǎn),通常通過增多光纖芯數(shù)的方法來增加網(wǎng)容量。由于市內(nèi)管道的管道內(nèi)徑一定,結(jié)合光纖的芯數(shù)增多和集裝密度的增大減輕光纜重量,縮小光纜直徑十分重要。接入網(wǎng)通常采用的是G652單模光纖或者是G652C低水峰的單模光纖。后者在我國只有少量投入使用。
3.4室內(nèi)光纜發(fā)展現(xiàn)狀
室內(nèi)光纜通常需要能夠滿足不同的要求,具備多種功能。比如說數(shù)據(jù)、話音以及視頻信號(hào)的傳送,還可能在遙控和傳感器中得到應(yīng)用。IEC的電纜分類中,指出了室內(nèi)光纜。它至少要包括兩大部分,即局內(nèi)光纜與綜合布線。綜合布線的光纜一般布放在室內(nèi)的用戶端,主要用途就是供用戶使用,因此必須要全面考慮到它的易損性。局用光纜主要布放在中心局以及其他各類電信機(jī)房內(nèi),布放的位置相對(duì)固定。
3.5通信光纜在電力線路內(nèi)
光纖只是一種介電質(zhì),光纜卻可以是一種全介質(zhì),而且是完全無金屬的。這種全介質(zhì)的光纜將會(huì)成為電力系統(tǒng)中最理想的線路。在電線桿的敷設(shè)中普遍應(yīng)用兩種全介質(zhì)光纜的兩種主要結(jié)構(gòu):一種是用于架空地線的纏繞式的結(jié)構(gòu),另一種是全介質(zhì)自承式的結(jié)構(gòu)。因?yàn)槿橘|(zhì)自承式的結(jié)構(gòu)可以單獨(dú)地布放,適應(yīng)范圍廣,在我國當(dāng)下的電力系統(tǒng)改造過程中得到了廣泛實(shí)施。國內(nèi)已經(jīng)生成許多種類達(dá)到市場要求的ADSS光纜,但是在其產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能等方面還需要更進(jìn)一步的完善。
4光纖通信的主要應(yīng)用形式
在光纖通信的各種應(yīng)用形式中,最普遍最常見的就是電子公文。當(dāng)代社會(huì)的信息化逐漸發(fā)達(dá),網(wǎng)絡(luò)用戶需求不斷上漲,無紙化辦公成為一種時(shí)尚。這就出現(xiàn)了電子公文。
4.1電子公文與紙質(zhì)公文的共性和差別
紙質(zhì)辦公是一種傳統(tǒng)的辦公模式,在歷經(jīng)了多年的傳承之后,在為人們傳遞信息的同時(shí)也暴露出了許多的問題,類似于容易流失,耗費(fèi)資源,流轉(zhuǎn)較慢等。電子公文的產(chǎn)生就有了很大的區(qū)別。雖然兩者都是信息流傳的載體,但是電子公文具有顯而易見的優(yōu)越性。現(xiàn)代化信息社會(huì)必須有無紙化,在此基礎(chǔ)上朝著網(wǎng)絡(luò)化、信息化、科學(xué)化、自動(dòng)化、智能化的趨勢快速發(fā)展。
4.2電子公文的必要性
傳統(tǒng)觀念認(rèn)為電子公文要應(yīng)用計(jì)算機(jī)操作,十分不便,更加依賴于直觀的紙質(zhì)公文,但是紙質(zhì)公文存在嚴(yán)重的資源浪費(fèi)、信息遺失和字跡模糊等缺陷,所以,電子公文代替紙質(zhì)公文始終是必然的趨勢。相對(duì)于紙質(zhì)公文在日常工作中的收文登記,承辦傳閱過程中對(duì)手工以及腿功的依賴,以及在領(lǐng)導(dǎo)外出時(shí),公文傳遞的不便,電子公文只需要一臺(tái)電腦和一根網(wǎng)線就能夠輕松地解決問題,而且保證省時(shí)省力,可復(fù)制,可粘貼,可備份,超值又有效。利用空間小,保存時(shí)間久,受外界因素影響小。
4.3電子公文技術(shù)問題
電子公文要想能夠?qū)崿F(xiàn)無紙化的辦公條件,必須依靠人們的共同努力,制造出一套良好的、完善的、實(shí)用的管理制度,保證電子公文的高效性和安全性,避免公文的非法泄露。電子公文是信息傳播的載體,是傳遞訊息的渠道,隨著現(xiàn)代化辦公水平的提高,電子公文的質(zhì)量也必須精益求精。所以,必須明確電子公文的幾項(xiàng)專業(yè)技術(shù),抓住進(jìn)步的空間。電子公文不能滿足于現(xiàn)有的硬件配置。在軟件設(shè)計(jì)方面存在功能上、安全性、操作中的缺陷。實(shí)際應(yīng)用過程中,計(jì)算機(jī)操作人員的技術(shù)掌握和應(yīng)用能力不到位。軟件的后續(xù)升級(jí)不及時(shí),其他軟件系統(tǒng)的兼容性存在問題。
5光纖通信的發(fā)展與展望
就光纖通信的具體應(yīng)用的詳細(xì)分析,讓我們更好地了解了光纖通信技術(shù)。光纖通信技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代化信息時(shí)代的必要性存在。現(xiàn)在從關(guān)鍵點(diǎn)回復(fù)到光纖通信的全局考慮,光纖通信的未來發(fā)展趨勢十分可觀??砂l(fā)展的趨勢涉及很多領(lǐng)域,下面就讓我們進(jìn)入深入詳細(xì)的探討。
5.1光網(wǎng)絡(luò)智能化
光網(wǎng)絡(luò)智能化的實(shí)現(xiàn)是在光纖通信技術(shù)當(dāng)中十分關(guān)鍵的研發(fā)方向,在光纖通信技術(shù)將近40年的發(fā)展歷程中,傳輸一直占據(jù)著主要地位,成為光通信技術(shù)的干線。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的連續(xù)進(jìn)步和發(fā)展,完美地將通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來,促使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)生更高層次的發(fā)展和進(jìn)步?,F(xiàn)代光網(wǎng)絡(luò)在實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)耐瑫r(shí),結(jié)合了連續(xù)控制技術(shù)、自動(dòng)發(fā)現(xiàn)能力和更加完善實(shí)用的保護(hù)和恢復(fù)功能系統(tǒng),真正實(shí)現(xiàn)了光網(wǎng)絡(luò)的智能化。
5.2全光網(wǎng)絡(luò)
全光網(wǎng)絡(luò)是光纖通信技術(shù)在發(fā)展過程中的最高層次,是光線技術(shù)發(fā)展到頂端的最理想階段,也是未來通信網(wǎng)絡(luò)將要發(fā)展成為的最終目標(biāo),也就是說未來的通信網(wǎng)絡(luò)就是屬于全光的時(shí)代。原始的全光網(wǎng)絡(luò)對(duì)于實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)處的全光化雖然是可操作的,但是在各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處采用的仍然是電器件,這就會(huì)阻礙光纖通信容量的穩(wěn)步提升,所以,全光網(wǎng)絡(luò)就是光纖通信網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展的終極目標(biāo)。
5.3光器件集成化
在光電子器件發(fā)展的過程中,追求的就是光器件集成化的真正實(shí)現(xiàn)??紤]到全光通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)過程中的關(guān)鍵點(diǎn),器件的集成十分重要,器件的集成更是全光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的核心技術(shù)。將檢測器、激光器、調(diào)制器和其他類型的集成芯片集成到一個(gè)芯片中才能完成光子集成芯片的制造。這些集成是通過往不同材料的各種薄膜介質(zhì)表層上的連續(xù)沉積來實(shí)現(xiàn)的,主要應(yīng)用的材料有磷化銦和砷化銦鎵等等。這是一種十分復(fù)雜的技術(shù),但是由于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)有限,接入帶寬不足,以及現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)多媒體的發(fā)展需求,單純地通過改良設(shè)備來擴(kuò)大寬帶,提高速度的做法是很不現(xiàn)實(shí)的,我們必須實(shí)現(xiàn)光器件的集成,從而保證光纖通信的發(fā)展核心堅(jiān)固扎實(shí)。
6結(jié)語