激光通信技術(shù)論文范文

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光通信在最近幾十年的發(fā)展

光通信技術(shù)中最有發(fā)展前景的當屬光纖通信技術(shù)了，在最近幾十年來發(fā)展最好最快的也是光纖通信技術(shù)。光纖通信技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三代，從工作波長為0.85μm的多模光纖通信逐漸發(fā)展為工作波長為1.3μm的單模光纖通信，并在此基礎上發(fā)展到工作波長為1.55μm的光纖通信系統(tǒng)，這些年的進步很好的解決了光通信系統(tǒng)的色散問題。不僅如此在這些年光源也放上的很大的變化，發(fā)生了從發(fā)光二極管到半導體激光器的變化。半導體激光器的出現(xiàn)大大的提高了傳輸信息的效率，而且半導體激光器與二級發(fā)光體比較具有更高的功率和更長的使用壽命。光纖和光源的發(fā)展大大的緩解了信息衰減和色散的問題，加大了光纖的通信容量，提高了光纖通信的效率。另外在光網(wǎng)絡協(xié)議方面也有了很大的發(fā)展。目前的技術(shù)種為了方便用戶使用圖像、數(shù)據(jù)、語音等業(yè)務，目前的重點是寬帶接入網(wǎng)建設。寬帶接入包括光纖、無線、同軸電纜和xDSL這幾種方式，這些主要是基于分組交換方式的接入，其中以光纖接入為主。光纖接入分為有源方式接入和無源方式接入兩種，即利用SDH或PDH為傳輸通道和無源光網(wǎng)絡方式，光纖的非線性問題隨著光纖放大器的廣泛應用而逐漸顯現(xiàn)出來。光纖的非線性主要指四波混頻效應、自相位調(diào)制效應、交叉相位調(diào)制效應、受激喇曼效應、受激布里淵效應等。其中一些效應會使得系統(tǒng)的技術(shù)指標惡化，使得信號脈沖展寬、波型畸變、信號之間串擾。通過合理的使用某些非線性效應，我們可以研制出新型的光器件。

光通信技術(shù)的發(fā)展前景

1光纖通信技術(shù)的發(fā)展前景

為了更好的建設下一代網(wǎng)絡就必須得構(gòu)建一個擁有巨大傳輸容量的光纖基礎設施，而由于光纜高達20年的壽命以及過高的造價，光纖基礎設施的設計和構(gòu)建必須具有前瞻性，應該結(jié)合設備和系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展趨勢來設計。同時由于下一代電信網(wǎng)對容量的高要求以及頻率的高寬度，這一代的光纖性能已經(jīng)無法滿足需求，必將被淘汰，那么開發(fā)新一代的光纖將勢在必行。在G.652.A光纖的基礎上進行改進并取得一定成果的G.652C/D光纖很好的解決了色散斜率的問題，減低系統(tǒng)成本，而且能實現(xiàn)更長距離和更大容量的傳輸。基于這些原因，具有更長使用壽命的新一代光纖必將得到更好的發(fā)展。

2波分復用系統(tǒng)的發(fā)展前景

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在應用過程中，按照用途將光纖進行分類，可分為傳感光纖和通信用光纖；按照制作工藝分類，可分為材料組成類、制造工藝類和光學特性類；按照傳輸介質(zhì)分類，可分為專用和通用兩種，并且，功能器件光纖可以應用于放大光波、分頻、整形和光振蕩等方面，從而以不同形態(tài)呈現(xiàn)在人們眼前。根據(jù)光纖通信的應用情況可知，光纖通信的基本構(gòu)成結(jié)構(gòu)包括光源、光纖和光檢測器三部分，具有如下幾個特點：

（1）信號干擾小、保密性強。

（2）通信容量超大，可完成遠距離傳輸。一般一根光纖的帶寬在20THz以上，在沒有中繼傳輸?shù)那闆r下，可傳輸?shù)綆资镆陨稀?/p>

（3）重量較輕、細徑較細，一般制作材料是石英，大大降低了有色金屬的耗損，使資源得到合理利用。

（4）不受外界因素影響，在任何情況下可使用，具有較長使用壽命。

（5）較強抗電磁干擾能力和絕緣性能，因此，信息傳輸質(zhì)量非常好。

（6）沒有輻射，不容易被竊聽，提高信息傳輸?shù)陌踩浴?/p>

（7）環(huán)繞性好、抗腐蝕能力強，在使用過程中，不會出現(xiàn)火花，減少安全事故。

2光纖通信技術(shù)在電力通信中的應用

在電力通信中，電力特種光纖包括OPGW(光纖復合地線)、MASS(金屬自承光纜)、OPPC(光纖復合相線)、ADL(相/地捆綁光纜)、ADSS(全介質(zhì)自承光纜)和GWWOP(相/地線纏繞光纜)等六種，而我國應用較多的電力特種光纜是ADSS和OPGW兩種，大大提高了電力通信的工作效率，使電能損耗得到大量減少。

2.1ADSS(全介質(zhì)自承光纜)

根據(jù)我國電力通信的發(fā)展來看，ADSS(全介質(zhì)自承光纜)在35KV、110KV、220KV的電壓等級輸電線路上得到了廣泛應用，尤其是目前已建成的線路上使用范圍非常廣，使電力部門利用高壓輸電線桿塔建設通信網(wǎng)絡變得更加方便和快捷，大大減低工作人員的工作量和建設成本。在進行光纜設計時，對溫差、風速和氣候等外界因素進行了充分考慮，因此，ADSS(全介質(zhì)自承光纜)具有很強的抗震動性、抗沖擊性，可以隨意彎折和抗老化性，并且，成本較低、安裝非常方便、易攜帶，給桿塔帶來的負載非常小。由于ADSS(全介質(zhì)自承光纜)具有光纖傳輸性能強、環(huán)境性能好和光纜機械性能卓越等特點，在實際應用過程中，可以與高雅電力傳輸線架設在同一根電桿上，因此，成為了電力系統(tǒng)中最完美的電網(wǎng)通信傳輸介質(zhì)，確保了電網(wǎng)通信的信號質(zhì)量，使光纜傳輸效果得到大大提高。我國現(xiàn)代化建設中，ADSS(全介質(zhì)自承光纜)在山區(qū)、跨度較大區(qū)域和雷電集中區(qū)等地方的線纜架空敷設中非常適用，在滿足了電力部門自身的通信要求的同時，為通信業(yè)務不斷發(fā)展和開展新業(yè)務提供新的途徑。

2.2OPGW(光纖復合地線)

在電力通信中，OPGW(光纖復合地線)是電路傳輸線路的地形中含有供通信用的光纖單元，由此可見，架空地線中含有光纖，OPGW(光纖復合地線)是架空地線和光纜的復合體。由于OPGW(光纖復合地線)的一次性投入較大，在新建線路或舊線路更換時會選擇使用，具有可靠性高和不需要維護的特點。在實際應用過程中，OPGW(光纖復合地線)擁有兩種功能：一是，與復合在地線中的光纖一起完成信息傳輸，二是作為輸電線路的防雷線，可以對輸電導線起到屏蔽保護的作用。一般情況下，OPGW(光纖復合地線)有鋁管型、鋼管型和鋁骨架型三種，具有光學性能、電氣性能和機械性能，可以應用于具有架空接地線的輸配電線路中，從而使光纖的可靠性和安全性得到大大提高，使我國輸電容量得到機一部提高。在新建線路的應用中，OPGW(光纖復合地線)不需要增加建設成本，在舊線路更換中，只需要將原來的地線更換掉就可以了，并且不需要對桿塔進行加固或重新設計等，從而大大減少工作人員的工作量。另外，OPGW(光纖復合地線)的安裝非常方便，不需要特殊的工具，成為我國電力事業(yè)未來發(fā)展的重要研究方向。

3結(jié)束語

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1.1光纖接入網(wǎng)技術(shù)

光纖接入網(wǎng)技術(shù)利用傳輸網(wǎng)絡實現(xiàn)用戶接入光纖，共同實現(xiàn)光纖接入網(wǎng)下信息傳輸效果的持續(xù)提升，實現(xiàn)了傳統(tǒng)信息傳輸?shù)募夹g(shù)性突破，滿足人們對信息傳輸速度的需求。光纖用戶接入技術(shù)發(fā)展起著關(guān)鍵作用。FTTH是光纖接入網(wǎng)發(fā)展的一種最終形式，光纖接入網(wǎng)以光網(wǎng)絡單位（0NU）的位置所在，分為FTTH、光纖到大樓（FTTB）、光纖到駐地（FTTP）、光纖到路邊(FTTC)等幾種情況。目前，以”千兆到小區(qū)、百兆到大樓、十兆到用戶”為基礎的光纖+五類纜接入方式（FTTx+LAN）非常適合我國國情。它適用于用戶相對集中的小區(qū)、大專院校、企事業(yè)單位及人口密集的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。這種光纖接入方式的上傳和下傳帶寬，能夠?qū)崿F(xiàn)高速上網(wǎng)或企業(yè)局域網(wǎng)間的高速互聯(lián)，滿足不同客戶群體對不同速率的需求。

1.2光纖波分復用技術(shù)

光纖波分復用技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的重要組成部分，充分表現(xiàn)了現(xiàn)代光纖通信技術(shù)發(fā)展的主要特點。在ITU-T標準中，通過引入控制層面，使網(wǎng)絡具有自動連接建立和修改功能，以及提高連接恢復能力。光纖網(wǎng)絡控制層面本身能夠支撐不同的技術(shù)，不同的業(yè)務需求及不同的功能組合。光纖波分復用技術(shù)主要是應用波分復用器對廣信信息傳輸出現(xiàn)的損耗進行控制，保證寬帶資源的有效獲取。同時在光波頻率根據(jù)波長的不同情況對光纖損耗情況進行獨立性信息發(fā)送，充分發(fā)揮波分復用器的效果將信息數(shù)據(jù)進行整合。波分復用器能夠?qū)⒉煌盘柌ㄩL進行傳輸，承載電信光纖通信技術(shù)優(yōu)勢。

1.3光聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)

目前，在擴充骨干網(wǎng)、迅速普及應用DWDM系統(tǒng)的驅(qū)動下，我國光網(wǎng)絡市場已出現(xiàn)巨大變化，光傳送網(wǎng)的角色由原來大容量帶寬傳送轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁┒说蕉说姆者B接。電信運營商在電路交換轉(zhuǎn)變?yōu)榉纸M交換過程中，在光層網(wǎng)絡同時實現(xiàn)了傳輸功能和交換功能，而全光網(wǎng)絡以其良好的透明性、波長路由特性、兼容性和可擴展性，成為下一代高速（超高速）寬帶網(wǎng)絡的首選。光纖接入網(wǎng)技術(shù)和光纖波分復用技術(shù)的創(chuàng)新推廣應用中，光分插復用器（OADM）和光交叉連接設備（OXC）的成功研制，使得二者能夠在基礎通信設備基礎上實現(xiàn)光路交叉，為光聯(lián)網(wǎng)起步奠定堅實基礎，能夠進一步擴充網(wǎng)絡系統(tǒng)，提升網(wǎng)絡系統(tǒng)的透明性，使全光聯(lián)網(wǎng)成為可能，掀起了SDH電聯(lián)網(wǎng)之后又一次新的光通信發(fā)展，建設一個最大透明、高度靈活的和超大容量的國家骨干網(wǎng)絡不僅可以為未來的國家信息基礎設施（NII）奠定一個堅實的物理基礎，而且對應我國信息產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟騰飛及國家安全有極其重要的戰(zhàn)略意義。

1.4全新一代光纖

全新一代光纖是新時期電信光纖通信技術(shù)應用的核心內(nèi)容。新的光傳輸網(wǎng)分為三層：光通路層（Och）支持終端到終端的傳送客戶信號。OMS光復用層把許多光波復用到一起后傳動到光纖中。OTS光傳送層把客戶信號映射到單一的光道，再將許多單一的光道復用在一起后送上光纖。全新一代光纖具有頻帶寬通信容量大、損耗低，中繼距離長、抗電磁干擾、無串音保密性好等優(yōu)勢特點。根據(jù)電信網(wǎng)絡服內(nèi)容不同，創(chuàng)新了傳統(tǒng)光纖發(fā)展模式，呈現(xiàn)出大容量、長距離傳輸?shù)葍?yōu)勢。

二、電信光纖通信技術(shù)發(fā)展趨勢的優(yōu)勢分析

伴隨中國城鎮(zhèn)化等宏觀經(jīng)濟政策調(diào)整，我國城鄉(xiāng)每年舊城改造和新屋建設達到20多億平方米，至少可以容納2000萬戶新居或數(shù)百萬個企業(yè)，為光寬網(wǎng)建設提供了幾乎海量的外在條件。伴隨信息華社會的發(fā)展，人們隨時隨地辦公、生活、學習、購物、娛樂的內(nèi)在需求日益凸現(xiàn)，建設安全的全光信息網(wǎng)絡已經(jīng)提升為國家戰(zhàn)略。科學技術(shù)水平提升使電信光纖通信技術(shù)提供的服務質(zhì)量能夠不斷的滿足人們的要求。電信光纖通信技術(shù)發(fā)展趨勢優(yōu)勢明顯，傳輸速度快、傳輸容量擴大，并且在長距離下實現(xiàn)信息容量提升、完善全光網(wǎng)絡系統(tǒng)。在未來電信光纖通信技術(shù)發(fā)展狀況下信息數(shù)據(jù)傳輸水平會在網(wǎng)絡系統(tǒng)發(fā)展下實現(xiàn)高速發(fā)展。電信光纖通信技術(shù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實應用意義。

2.1全光網(wǎng)絡

電信光纖通信技術(shù)發(fā)展中全光網(wǎng)絡是重要的組成部分，同時也是電信光纖通信技術(shù)應用的關(guān)鍵核心，是人們對網(wǎng)絡信息技術(shù)需求發(fā)展的表現(xiàn)。全光網(wǎng)絡(ASON)在路由和信令控制下，完成自動交換連接功能。它首次將信令和選路引入傳送網(wǎng)，通過智能的控制層面來建立呼叫和連接，實現(xiàn)了真正意義上的路由設置、端到端業(yè)務調(diào)度和網(wǎng)絡自動恢復。探究全光網(wǎng)絡特點對電信光纖通信技術(shù)進行研究，能夠更好的實現(xiàn)電信光纖通信技術(shù)應用的全面發(fā)展。我國對電信光纖通信技術(shù)不斷進行研究，創(chuàng)新了技術(shù)發(fā)展模式，在應用上取得了較大發(fā)展。伴隨國務院《“寬帶中國”戰(zhàn)略及實施方案》的推進，聯(lián)通等通信運營商加大力度推行“城鄉(xiāng)一體化”光網(wǎng)改造工程，通過全光網(wǎng)絡的方式向?qū)拵е袊繕丝拷粩嗟貪M足社會對現(xiàn)代網(wǎng)絡光纖通信技術(shù)的應用需求。

2.2多業(yè)務承載能力

新時期為了進一步促進電信市場的發(fā)展，需要對電信市場發(fā)展模式進行改革創(chuàng)新，對運營模式進行重組改制，實現(xiàn)電信業(yè)務多元化發(fā)展。網(wǎng)絡系統(tǒng)光纖接入技術(shù)的應用能夠承載更多的業(yè)務項目，強化基礎型承載業(yè)務水平，移動基站回傳、語音等服務都是多業(yè)務承載能力提升的重點內(nèi)容。從提高傳輸通道變?yōu)樘岣吖鈽I(yè)務的解決方案，使光網(wǎng)絡能夠提高多種高質(zhì)量的帶寬應用與服務，包括：1、OVPN;2、業(yè)務SLA;3、帶寬出租、帶寬批發(fā)、帶寬貿(mào)易、實時計費；4、流量工程；5、分布式恢復；6、SPC（軟永久連接）/SC（交換連接）/PC（永久連接）。傳統(tǒng)接入網(wǎng)系統(tǒng)主要采用對接式網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，這種模式在一定程度上提升了運營系統(tǒng)管理成本投入，使網(wǎng)絡系統(tǒng)建設經(jīng)濟效益受到影響。高接入帶寬接入網(wǎng)應用之后能夠更好的使系統(tǒng)與網(wǎng)絡進行融合，實現(xiàn)網(wǎng)絡系統(tǒng)高效運行，建立統(tǒng)一系統(tǒng)應用平臺。電信光纖接入技術(shù)促進多業(yè)務承載能力的同時保證了系統(tǒng)客戶的應用安全有效性，業(yè)務發(fā)展保證服務水平質(zhì)量提升，同時能夠承載更多的系統(tǒng)業(yè)務，并且針對個人系統(tǒng)應用要求強化電信光纖通信技術(shù)。除此之外，還能夠提供高可靠性接入、高精度時鐘傳送、有效滿足針對移動基站的回傳業(yè)務。

三、結(jié)束語

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論文摘要：光纖通信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(lǐng)域的用途也越來越為廣泛。本文探討了光纖通信技術(shù)的主要特征及應用。

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(shù)功能構(gòu)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(shù)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(diào)制特性、調(diào)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(shù)來增加傳輸?shù)娜萘浚貏e是現(xiàn)在的密集波分復用技術(shù)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(zhì)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(gòu)成復合光纜。這一點對于強電領(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，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(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(lǐng)域的用途也越來越為廣泛。

3.光纖通信技術(shù)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。可以采用SDH＋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。可以通過電信網(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(gòu)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(shù)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)

[2]何淑貞，王曉梅.光通信技術(shù)的新飛躍[J].網(wǎng)絡電信，2004，(2)

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ROF技術(shù)是將射頻微波信號調(diào)制到光載波上，在光纖中傳輸載有射頻信號的光波，并在目的地通過解調(diào)獲取需要的信息，從而實現(xiàn)遠距離低損耗傳輸射頻信號的技術(shù)．ROF系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，包括基站(BS)、中心站(CS)、以及中心站與基站之間的光纖傳輸鏈路．在傳統(tǒng)的移動通信系統(tǒng)中，各種RF信號的處理如變頻、調(diào)制、復用等均在基站進行，然后由天線把RF信號發(fā)射出去．運用ROF技術(shù)，多個基站與中心站相連，各種射頻信號的處理工作在中心站完成，基站僅起光/電轉(zhuǎn)換以及信號的放大、接收與發(fā)射的作用，結(jié)構(gòu)大為簡化;同時信號集中處理使復雜昂貴的設備集中到中心站，方便了系統(tǒng)的維護和升級;多個基站共享這些設備，實現(xiàn)了資源的動態(tài)分配．而另一方面基站更加接近用戶終端，縮短了系統(tǒng)中無線鏈路的傳輸距離，顯著改善無線傳輸?shù)男阅埽?/p>

2ROF技術(shù)下小區(qū)的基本系統(tǒng)架構(gòu)

目前的通信網(wǎng)絡一般進行單業(yè)務操作，而ROF技術(shù)利用光纖代替大氣媒介進行通信．光纖的大帶寬以及優(yōu)異的傳輸性能允許采用波長交叉的波分復用的技術(shù)，使一根光纖承載多個不同的業(yè)務，不同的業(yè)務使用不同的波長，在傳輸?shù)膬啥擞晒鈴陀闷鬟M行分離;多路上行信號則可通過光耦合器合成在一根光纖里進行傳輸，從而為小區(qū)用戶提供多業(yè)務服務。中心基站由多業(yè)務接口單元、控制中心模塊、光信號產(chǎn)生模塊、光信號發(fā)射和探測模塊組成．多業(yè)務接口單元實現(xiàn)與主網(wǎng)絡之間業(yè)務數(shù)據(jù)信息的交換，信號的處理、變頻、調(diào)制等復雜功能由中心控制模塊完成;光信號產(chǎn)生模塊產(chǎn)生出可用于上行和下行的光載波信號，并由光發(fā)射器將該光載波信號發(fā)射出去，到達目的基站后由探測裝置接收．基站由一個光信號發(fā)射和探測模塊、功率放大器以及一個射頻收發(fā)單元組成．

3ROF傳輸鏈路

ROF鏈路將射頻信號調(diào)制到光波上進行傳輸，鏈路可分成調(diào)制、傳輸和解調(diào)三部分．在運用ROF技術(shù)的小區(qū)里，下行鏈路中多網(wǎng)絡業(yè)務數(shù)據(jù)經(jīng)中心基站處理后轉(zhuǎn)變?yōu)樯漕l信號，射頻信號再被調(diào)制到光信號上，不同波長的光信號可使用波分復用裝置由單根光纖傳輸?shù)交?基站通過光電探測和解調(diào)技術(shù)得到所需的射頻信號，射頻信號經(jīng)功率放大器放大后直接由天線發(fā)射給用戶終端．上行鏈路中終端設備發(fā)射的射頻信號在基站內(nèi)被調(diào)制到光信號上，再由光纖傳輸?shù)街行目刂苹具M行處理．中心基站通過光纖與基站相連，微波信號在光纖中傳輸損耗低，可輕松實現(xiàn)遠距離傳輸;同時光纖中傳輸?shù)男盘枌﹄姶鸥蓴_、工業(yè)干擾有很強的抵御能力，因此光纖中傳輸?shù)男盘柌灰妆桓`聽，具有良好的保密性;而且射頻信號在光纖中的透明傳輸使系統(tǒng)的靈活性得到了提高．為避免信道的擁擠和相互間的干擾，同時增大系統(tǒng)的通信容量，ROF系統(tǒng)放棄資源緊張的低頻段，采用頻率更高的毫米波進行通信．但毫米波傳輸損耗很大，在光纖中傳輸色散比較嚴重，如何產(chǎn)生高質(zhì)量的毫米波才能既降低系統(tǒng)成本又提高系統(tǒng)性能，是許多研究人員共同關(guān)注的問題，各種各樣的毫米波產(chǎn)生技術(shù)也相繼出現(xiàn)．在實際研究當中常用的有直接調(diào)制技術(shù)、外部調(diào)制技術(shù)、遠端光外差技術(shù)．遠端光外差技術(shù)在中心站產(chǎn)生兩路相位相干、偏振方向相同、不同頻率的2個光波，經(jīng)光纖傳輸后，在遠端基站差拍(heterodyne)產(chǎn)生出所需頻率的毫米波．由于兩光波光譜很窄，頻率間隔可調(diào)范圍很大，并能夠克服光纖中的色散問題，產(chǎn)生高頻的毫米波，與另外兩種技術(shù)相比更具優(yōu)越性．

4基于ROF技術(shù)智能小區(qū)的多業(yè)務終端

篇6

論文摘要：現(xiàn)今的電子通信技術(shù)屬于一種尖端的且應用性極強的技術(shù)，一個國家的科技發(fā)展水平和進度關(guān)鍵看電子通信技術(shù)水平的高低。電子通信產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)不可或缺的一部分，電子通信技術(shù)的進步和發(fā)展直接帶動先進的生產(chǎn)力和科技實力。電子通信技術(shù)涉及的領(lǐng)域和范圍較廣，特別突出在移動電話和衛(wèi)星通信兩個方面，本文也將重點通過這兩個方面來分析電子通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的問題。

隨著電子通信技術(shù)的發(fā)展，它同時在很大程度上改變著人們的生活和方式。人們也能很好地運用電子通信技術(shù)突破時間和空間的局限來學習和工作。電子通信技術(shù)不僅改變著人們，它還在改變著社會和國家，使得國家不斷發(fā)展，特別表現(xiàn)在衛(wèi)星通信技術(shù)上。當然我國的電子通信技術(shù)還存在一些關(guān)鍵技術(shù)的問題，有待人們改善和加強。

一、電子通信系統(tǒng)概述

電子通信技術(shù)屬于現(xiàn)代通信技術(shù)中的一大部分。電子通信技術(shù)還是信息社會的主要支柱，是現(xiàn)代高新技術(shù)的重要組成部分，甚至是國家國民經(jīng)濟的神經(jīng)系統(tǒng)和命脈。在現(xiàn)代化信息社會，電子通信技術(shù)無處不在，它涉及的范圍也很廣，包括移動電信、廣播電視、雷達、聲納、導航、遙控與遙測以及遙感等領(lǐng)域，還有軍事和國民經(jīng)濟各部門的各種信息系統(tǒng)都要運用到電子通信技術(shù)。

電子通信系統(tǒng)中最具代表性也最常見的就是移動通信和衛(wèi)星通信。其中移動通信就包括了衛(wèi)星通信，此外還有蜂窩系統(tǒng)、集群系統(tǒng)、分組無線網(wǎng)、無繩電話系統(tǒng)、無線電傳呼系統(tǒng)等多個領(lǐng)域。

二、電子通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題

近幾年來，電子通信技術(shù)應用十分廣泛，就其最具代表性的移動通信和衛(wèi)星通信來看，就存在很多關(guān)鍵性的技術(shù)問題，有待加強和改善。移動通信技術(shù)在電子通信技術(shù)中發(fā)展范圍最大最迅速，傳統(tǒng)的蜂窩通信因為可用無線頻譜資源的增加和無線信號的衰弱而變得越來越受局限。不斷縮小的小區(qū)半徑代表著基站的密度也在不斷增加。除此之外，頻繁的越區(qū)切換導致空中資源的浪費和頻譜效率降低，這也使得網(wǎng)絡建設的成本也是越來越高。從以上各種因素可以看出，要想獲得更高的頻譜效率和更大更充足的系統(tǒng)容量，就應該突破傳統(tǒng)蜂窩體制，應用新的移動通信技術(shù)。

1、移動通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題

在移動通信系統(tǒng)中采用分布式天線是很有效也很成功的一種方式，每個小區(qū)內(nèi)都有很多個無線信號處理單元，這些單元距離都比載波波長要遠得多，并且它們都能進行功放變頻和信號預處理。要在核心處理單元實現(xiàn)信號處理的功能，首先就要完成信號的收發(fā)功能和一些簡單的信號預處理，然后就要與核心處理單元連接，通過光纖和同軸電纜或微波無線信道來實現(xiàn)。有兩種方式可以實現(xiàn)分布式移動通信，第一種就是在所有的無線信號處理單元上所有相同的下行鏈路信號同時發(fā)射，然后小區(qū)內(nèi)的無線信號處理單元接收到上行鏈路信號之后直接傳送到中心處理單元。這種方案優(yōu)點是簡單，缺點則是會不斷干擾系統(tǒng)，阻礙了系統(tǒng)容量的擴大。第二種方式則是在整個業(yè)務區(qū)域內(nèi)完成無線覆蓋的分布式天線結(jié)構(gòu)，通過用大量的無線信號處理單元來實現(xiàn)，從而突破傳統(tǒng)蜂窩小區(qū)的理念。這種方式也可稱之為“受控天線子系統(tǒng)”，即“僅與移動臺相近的信號處理單元負責與移動臺進行通信”的方式。第二種較之第一種更理想，但同時它也更復雜。

分布式移動通信較傳統(tǒng)的移動通信技術(shù)有幾點優(yōu)勢，第一是小區(qū)間干擾低、SIR高且系統(tǒng)容量大，第二是它內(nèi)部的分集能力不僅能用來抵抗陰影效應，還能夠保證不衰落和擴大系統(tǒng)的容量。第三是它能全面提高其自身切換性能和接受信號的功率，還能降低其切換次數(shù)。第四是它對其他通信系統(tǒng)的干擾小并且在相同發(fā)射功率下覆蓋的區(qū)域更大，反之其發(fā)射功率更低。第五是它不僅能更方便快捷地實現(xiàn)任意形狀的無線業(yè)務服務區(qū)，還能核心處理單元集中處理信號。更能有效利用無線資源。

子通信系統(tǒng)分為5層：應用層、驅(qū)動層、傳輸層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。這5層之間功能劃分應明確，接口應簡單，從而為硬軟件的設計實現(xiàn)奠定良好的基礎:應用層是通信系統(tǒng)的最高層次，它實現(xiàn)通信系統(tǒng)管理功能（如初始化、維護、重構(gòu)等）和解釋功能（如描述數(shù)據(jù)交換的含義、有效性、范圍、格式等）。驅(qū)動層是應用層與底層的軟件接口。為實現(xiàn)應用層的管理功能，驅(qū)動層應能控制子系統(tǒng)內(nèi)多路傳輸總線接口（簡稱MBI）的初始化、啟動、停止、連接、斷開、啟動其自測試，監(jiān)控其工作狀態(tài)，控制其和子系統(tǒng)主機的數(shù)據(jù)交換。傳輸層控制多路傳輸總線上的數(shù)據(jù)傳輸，傳輸層的任務包括信息處理、通道切換、同步管理等。數(shù)據(jù)鏈路層按照MIL—STD一1553B規(guī)定。控制總線上各條消息的傳輸序列。物理層按照MIL—STD一1553B規(guī)定，處理1553B總線物理介質(zhì)上的位流傳輸。應用層、驅(qū)動層在各個子系統(tǒng)主機上實現(xiàn)，傳輸層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層在MBI上實現(xiàn)。

2、衛(wèi)星通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題

衛(wèi)星通信在電子通信技術(shù)中最為先進，它也有很大的優(yōu)勢，包括通信距離遠并且容量大，通信線路質(zhì)量穩(wěn)定可靠以及機動性能優(yōu)越和靈活地組網(wǎng)等這些都是別的技術(shù)沒有的特點。但隨著不斷快速發(fā)展的全球信息化產(chǎn)業(yè)，人們對信息的需求也越來越復雜多樣，電子通信技術(shù)已進入高速、多媒體、業(yè)務多樣化和可移動的個性化時代。

目前的衛(wèi)星通信的一些關(guān)鍵技術(shù)也存在一些問題，它包括高速數(shù)據(jù)的業(yè)務需求。以及衛(wèi)星通信應用寬帶IP的難點。現(xiàn)代衛(wèi)星通信技術(shù)采用一些關(guān)鍵技術(shù)來解決問題，一個就是數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，它能讓靜態(tài)和動態(tài)的數(shù)據(jù)壓縮都能有效提高通信系統(tǒng)在時間、頻帶、能量上的工作效率；第二個就是智能衛(wèi)星天線系統(tǒng)；第三個就是寬帶IP衛(wèi)星通信技術(shù)的研究；第四個就是新型高效的數(shù)字調(diào)制及信道編碼技術(shù)；第五個就是多址連接技術(shù)的改進和發(fā)展；第六個就是衛(wèi)星激光通信技術(shù)。

未來的衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)率會通過激光通信來實現(xiàn)，激光的優(yōu)勢會在互聯(lián)衛(wèi)星網(wǎng)中得到充分發(fā)揮，因為在那里經(jīng)常會應用到激光通信技術(shù)，它在外層空間進行，所以不會受到大氣層的影響。還可以利用“星際激光鏈路”技術(shù)來縮短全球衛(wèi)星通信中的“雙跳”法的信號時長。有專家提出“在衛(wèi)星激光通信在比微波通信數(shù)據(jù)速率高一個數(shù)量級的理想情況下，天線孔徑尺寸會比微波通信衛(wèi)星減小一個數(shù)量級”的觀點。那么如果在空間無線電通信中以激光作為載體來進行工作和運行未來的衛(wèi)星之間進行激光通信是很有前途的。

總而言之，電子通信系統(tǒng)在這個信息化時代無處不在。在電子通信系統(tǒng)中范圍最廣最常見的就是移動通信技術(shù)和衛(wèi)星通信技術(shù)，移動通信技術(shù)體現(xiàn)在日常的電視廣播網(wǎng)絡等各種電子傳輸工具上，而衛(wèi)星通信系統(tǒng)則運用在比較大型的工程上。電子通信系統(tǒng)的發(fā)達和完善與否直接決定了一個國家和社會的強弱，所以對其關(guān)鍵技術(shù)問題的分析和研究是很有必要的，掌握了其關(guān)鍵技術(shù)就能很好地運用和完善它。

參考文獻

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