時(shí)間：2022-03-18 12:12:51
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2LTE技術(shù)的應(yīng)用
2.1TD-LTE技術(shù)特性滿足行業(yè)發(fā)展需求
TD-LTE技術(shù)是3GPP大力發(fā)展的新一代寬帶無線通信技術(shù)，屬于國際4G標(biāo)準(zhǔn)。它以O(shè)FDM和MIMO技術(shù)作為其無線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了信息的高速率傳輸和接受，它能夠在20M頻譜帶寬下達(dá)到100Mbps和上行50Mbps的峰值傳輸速率；LTE系統(tǒng)采用全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化，有效的縮短了控制面和用戶面時(shí)延；LTE系統(tǒng)的下行頻譜效率為5bits/Hz，上行頻譜效率為2.5bits/Hz，相比3G系統(tǒng)提高了近2-4倍。
2.2TD-LTE產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)為行業(yè)應(yīng)用提供可靠保障
TD-LTE及時(shí)是我國自主創(chuàng)新的TD-SCDMA的演進(jìn)技術(shù)，是未來寬帶移動通信的主流標(biāo)準(zhǔn)之一。相比與傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)，TD-LTE寬帶集群通信系統(tǒng)的傳輸性能和抗干擾性都得到了很大地提升，它具有大寬帶、高速度、高頻譜利用率、大信道容量等優(yōu)勢，較好地滿足了現(xiàn)代集群通信網(wǎng)絡(luò)在容量、帶寬、傳輸速率和頻譜利用率等方面的需求，而且在系統(tǒng)研發(fā)的自主性方面具有其他寬帶通信技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢。隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，TD-LTE公網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建和運(yùn)行模式將不斷演化和完善，并朝著低成本方向發(fā)展，其產(chǎn)品性能的提升和價(jià)格下降必將推動各個(gè)傳統(tǒng)和現(xiàn)代行業(yè)的發(fā)展壯大，并為其未來發(fā)展提供強(qiáng)有力的網(wǎng)絡(luò)通信支持。
2.3TD-LTE有利于提升國家、行業(yè)信息安全
在知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)上，TD-LTE將有效地推動產(chǎn)權(quán)保護(hù)方式方法的創(chuàng)新，提升其產(chǎn)權(quán)保護(hù)效果，有利于國家整體戰(zhàn)略安全和行業(yè)信息安全的保障與維護(hù)。綜上所述，基于TD-LTE的寬帶數(shù)字集群通信系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展必將改善傳統(tǒng)和現(xiàn)代行業(yè)的發(fā)展面貌，提升產(chǎn)業(yè)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。一方面TD-LTE的技術(shù)憑借其優(yōu)勢推動了各個(gè)行業(yè)的發(fā)展，并為其提供各種最新最全的信息技術(shù)服務(wù)；另一方面現(xiàn)代行業(yè)的發(fā)展也有效地帶動了TD-LTE終端、儀表、配件服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)、芯片等環(huán)節(jié)的高效全面發(fā)展。
3LTE寬帶集群關(guān)鍵技術(shù)
①現(xiàn)有的低頻段頻率資源已非常緊張，而對小范圍的組網(wǎng)，TD-LTE相對于窄帶集群系統(tǒng)，需要比較大的頻率帶寬。而且對于增加覆蓋范圍來說，1GHz（700MHz，350MHz，400MHz頻段）以下為優(yōu)質(zhì)頻段。低頻段比高頻段在覆蓋上有著無可比擬的優(yōu)勢，采用低頻段，覆蓋同樣的地區(qū)，可以大大減少基站數(shù)量，降低系統(tǒng)建網(wǎng)成本。對于集群系統(tǒng)來說，其特點(diǎn)為用戶數(shù)較少，且投入后較難收回投資，因此對成本要求較高，要求能盡量增大覆蓋范圍。②對于集群系統(tǒng)來說，不可能像公網(wǎng)那樣有良好的覆蓋，需要保證通話的及時(shí)性、低時(shí)延、安全性。在行進(jìn)中，集群系統(tǒng)未架設(shè)時(shí)，需要有脫網(wǎng)直通功能。并且需要與原有MPT1327、TETRA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互連互通。③集群終端進(jìn)入寬帶化后，其視頻，數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ芤日瓗Ъ合母蟮碾娏?。為了更好的利用現(xiàn)有裝備的窄帶集群系統(tǒng)，降低部署成本，需要解決終端內(nèi)的窄帶和寬帶的兼容性問題。解決這個(gè)問題的方法是研制雙模雙待或雙模單待的終端，當(dāng)終端處于窄帶集群系統(tǒng)覆蓋之下時(shí)，可以轉(zhuǎn)到窄帶模式工作，將寬帶模塊掛起以降低功耗。當(dāng)終端處于寬帶集群系統(tǒng)覆蓋之下時(shí)，可以轉(zhuǎn)到寬帶模式工作，將窄帶模塊掛起以降低功耗。如果終端同時(shí)處于窄帶和寬帶集群系統(tǒng)覆蓋之下時(shí)，可以根據(jù)業(yè)務(wù)需要在寬帶和窄帶工作模式之間進(jìn)行切換。
2寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢
2.1寬帶網(wǎng)絡(luò)主干技術(shù)的發(fā)展趨勢
光以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用與完善將成為未來在寬帶網(wǎng)絡(luò)主干技術(shù)方面的重要發(fā)展方向。這是由于其分支技術(shù)(以太網(wǎng)和光網(wǎng)絡(luò))的優(yōu)勢與特點(diǎn)所決定的。具體來說光以太網(wǎng)將以太網(wǎng)價(jià)格實(shí)惠、組網(wǎng)靈活、管理便捷、應(yīng)用普遍性高的特點(diǎn)，與光網(wǎng)絡(luò)容量較大、可靠性高的優(yōu)勢進(jìn)行有效融合，同時(shí)利用該系列優(yōu)點(diǎn)突破了存在于廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的寬帶瓶頸，將會成為集視頻、運(yùn)營和數(shù)據(jù)為一體的單一網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)。
UWB技術(shù)是一種新型的無線通信技術(shù)。它通過對具有很陡上升和下降時(shí)間的沖激脈沖進(jìn)行直接調(diào)制，使信號具有GHz量級的帶寬。超寬帶技術(shù)解決了困擾傳統(tǒng)無線技術(shù)多年的有關(guān)傳播方面的重大難題，它具有對信道衰落不敏感、發(fā)射信號功率譜密度低、低截獲能力、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供數(shù)厘米的定位精度等優(yōu)點(diǎn)。
1超寬帶信號及其特點(diǎn)
美聯(lián)邦通信委員會(FCC)規(guī)定：
部分帶寬號稱為UWB信號。其中，部分帶寬為信號功率譜密度在-10dB處測量的值。圖1為UWB信號與窄寬信號功率譜密度的比較；UWB信號格式如圖2所示。
一種典型的脈位調(diào)制(PPM)方式的UWB信號形式[1],[2]為：
Str(k)(t)表示第k個(gè)用戶的發(fā)射信號，它是大量的具有不同時(shí)移的單周期脈沖之和。w(t)表示傳輸?shù)膯沃芷诿}沖波形，可以為單周期高斯脈沖或其一階、二階微分脈沖，從該發(fā)射機(jī)時(shí)鐘的零時(shí)刻(t(k)=0)開始。第j個(gè)脈沖的起始時(shí)間為。仔細(xì)分析每個(gè)時(shí)移分量：
（1）相同時(shí)移的脈沖序列：形式的脈沖表示時(shí)間步長為Tf的單周期脈沖，其占空比極低，幀長或脈沖重復(fù)時(shí)間Tf(FrameTime)的典型值為單周期脈沖寬度的一百到一千倍。類似于ALOHA系統(tǒng)，這樣的脈沖序列極容易導(dǎo)致隨機(jī)碰撞。
(2)偽隨機(jī)跳時(shí)：為減少多址接人時(shí)的沖突，給每個(gè)用戶分配一個(gè)特定的偽隨機(jī)序列，稱之為跳時(shí)碼，其周期為Np。跳時(shí)碼的每個(gè)碼元都是整數(shù)，且滿足。這樣跳時(shí)碼給每個(gè)脈沖附加了時(shí)移，第j個(gè)單周期脈沖的附加時(shí)移為秒。
由于讀出單周期脈沖相關(guān)器的輸出要占用一定的時(shí)間，NhTc/Tf應(yīng)嚴(yán)格小于1。然而如果NhTc太小，那么多個(gè)用戶接入時(shí)發(fā)生沖突的概率仍然會很大。相反，如果NhTc足夠大且跳時(shí)碼設(shè)計(jì)合理，就可以將多用戶干擾近似為加性高斯白噪聲AWGN(AdditiveWhiteGaussNoise)信號。
由于跳時(shí)碼是周期為Np的周期序列，那也為Np周期序列，其周期為Tp=NpTf。跳時(shí)碼的另外一個(gè)作用是使UWB信號的功率譜密度更為平坦。
(3)數(shù)據(jù)調(diào)制：第k個(gè)用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)序列｛di(k)｝為二進(jìn)制數(shù)據(jù)流。每個(gè)碼元傳輸Ns個(gè)單周期脈沖，這樣增加了信號的處理增益。
在這種調(diào)制方式下，一個(gè)符號(或碼元)的持續(xù)時(shí)間為Ts=NsTf。對于固定的脈沖重復(fù)時(shí)間Tf，二進(jìn)制的符號速率Rs，為：
顯然，采用上述信號的超寬帶脈沖通信系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：信號持續(xù)時(shí)間極短，為納秒、亞納秒級脈沖，信號占空比極低(1％～0．1％)，故有很好的多徑免疫力；頻譜相當(dāng)寬，達(dá)GHz量級，且功率譜密度低，故UWB信號對其他系統(tǒng)干擾小、抗截獲能力強(qiáng)；UWB系統(tǒng)處理增益很高，其總處理增益PC為：
例如，當(dāng)某二進(jìn)制UWB通信系統(tǒng)Tf=1μs，Tc=1ns，Ns=100，比特速率Rs=10kbps時(shí)，該系統(tǒng)UWB信號的處理增益為50dB。與其他通信系統(tǒng)相比，其處理增益非常高。
另外，UWB信號為極窄脈沖的序列，故有非常強(qiáng)的穿透能力，可以辨別出隱藏的物體或墻體后運(yùn)動著的物體，能實(shí)現(xiàn)雷達(dá)、定位、通信三種功能的結(jié)合，適合軍用戰(zhàn)術(shù)通信。
圖3
2超寬帶信號發(fā)射機(jī)、接收機(jī)基本結(jié)構(gòu)
2．1發(fā)射機(jī)和相關(guān)接收機(jī)模型
與傳統(tǒng)的無線收發(fā)信機(jī)結(jié)構(gòu)相比，UWB收發(fā)信機(jī)的結(jié)構(gòu)相對簡單。如圖3所示，在發(fā)射端，數(shù)據(jù)直接對射頻脈沖調(diào)制，再通過可編程延時(shí)器件對脈沖進(jìn)一步時(shí)延控制，最后通過超寬帶天線發(fā)射出去。在接收端，信號通過相關(guān)器與本地模板波形相乘，積分后通過抽樣保持電路送到基帶信號處理電路中，由捕獲跟蹤部分、時(shí)鐘振蕩器和(跳時(shí))碼產(chǎn)生器控制可編程延時(shí)器，根據(jù)相應(yīng)的時(shí)延產(chǎn)生本地模板波形，與接收信號相乘。整個(gè)收發(fā)信機(jī)幾乎全部由數(shù)字電路構(gòu)成，便于降低成本和小型化。
2．2Rake接收機(jī)模型
由于UWB信號需要用時(shí)域的方法進(jìn)行分析，多用于戶內(nèi)密集多徑(多徑可達(dá)到30條)的條件下，而且每條路徑的信號能量都很小，難以對每條信道做出估計(jì)，所以使UWB信號的Rake接收成為可能。Rake接收機(jī)使原來能量很小的多徑信號經(jīng)過能量合并后提高的信噪比提高系統(tǒng)性能。假設(shè)某UWB通信系統(tǒng)有Nu個(gè)用戶，其發(fā)射信號分別為某接收機(jī)接收到的信號為r(t)，如果想得到第一個(gè)用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)，那么其Rake接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)框圖如圖4所示。
圖4
3UWB與其他幾種無線個(gè)人局域網(wǎng)技術(shù)的比較
由于UWB技術(shù)的種種優(yōu)點(diǎn)，使其成為無線個(gè)人局域網(wǎng)絡(luò)WPAN(WirelessPersonalAreaNetwork)的主要技術(shù)之一。WPAN的目標(biāo)是用無線電或紅外線代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有線電纜，以低價(jià)格和低功耗在10m范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)個(gè)人信息終端的智能化互聯(lián)，組建個(gè)人化信息網(wǎng)絡(luò)。其最普遍的應(yīng)用是連接電腦、打印機(jī)、無繩電話、PDA以及信息家電等設(shè)備。目前實(shí)現(xiàn)WPAN的主要技術(shù)有：IEEE802．11b(Win)、HomeRF、IrDA、藍(lán)牙(Bluetooth)以及超寬帶等五種。
從圖5可以看出UWB技術(shù)的優(yōu)勢較為明顯，主要不足是發(fā)射功率過小限制了其傳輸距離(如圖6所示)。也就是說，10m以內(nèi)，UWB可以發(fā)揮出高達(dá)數(shù)百M(fèi)bps的傳輸性能，對于遠(yuǎn)距離應(yīng)用IEEE802．11b或HomeRF無線PAN的性能將強(qiáng)于UWB。UWB和同為熱門的IEEE802．11b以及HomeRF不會進(jìn)行直接競爭，因?yàn)閁WB更多地是應(yīng)用于10m左右距離的室內(nèi)。事實(shí)上，把UWB看作藍(lán)牙技術(shù)的替代者可能更為適合，因后者傳輸速率遠(yuǎn)不及前者，另外藍(lán)牙技術(shù)的協(xié)議也較為復(fù)雜。
4國內(nèi)外研究及發(fā)展情況
4．1國外研究現(xiàn)狀
軍用方面：早在1965年，美國就確立了UWB的技術(shù)基礎(chǔ)。在后來的二十年內(nèi)，UWB技術(shù)主要用于美國的軍事應(yīng)用，其研究機(jī)構(gòu)僅限于與軍事相關(guān)聯(lián)的企業(yè)以及研究機(jī)關(guān)、團(tuán)體。目前，美國國防部正開發(fā)幾十種UWB系統(tǒng)，包括戰(zhàn)場防竊聽網(wǎng)絡(luò)等。
民用方面：由于超寬帶技術(shù)的種種優(yōu)點(diǎn)使其在無線通信方面具有很大的潛力，近幾年來國外對UWB信號應(yīng)用的研究比較熱門，主要用于通信(如家庭和個(gè)人網(wǎng)絡(luò)，公路信息服務(wù)系統(tǒng)和無線音頻、數(shù)據(jù)和視頻分發(fā)等)、雷達(dá)(如車輛及航空器碰撞／故障避免，入侵檢測和探地雷達(dá)等)以及精確定位(如資產(chǎn)跟蹤、人員定位等)。索尼、時(shí)域、摩托羅拉、英特爾、戴姆勒—克萊斯勒等高技術(shù)公司都已涉足UWB技術(shù)的開發(fā)，將各種消費(fèi)類電子設(shè)備以很高的數(shù)據(jù)傳輸率相連，以滿足消費(fèi)者對短距離無線通信小型化、低成本、低功率、高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)纫蟆?/p>
超寬帶（UltraWideBand）作為一種新型的無線通信技術(shù)與傳統(tǒng)的通信方式相比有著很大的區(qū)別。由于它不需使用載波電路，而是通過發(fā)送納秒級脈沖傳輸數(shù)據(jù)，因此該技術(shù)具有發(fā)射和接收電路簡單、功耗低、對現(xiàn)存通信系統(tǒng)影響小、傳輸速率高的優(yōu)點(diǎn)，此外它還具有多徑分辨能力強(qiáng)、穿透力強(qiáng)、隱蔽性好、系統(tǒng)容量大、定位精度高等優(yōu)勢。根據(jù)FCC的規(guī)定，從3.1GHz～10.6GHz之間的7.5GHz帶寬頻率都將作為UWB通信設(shè)備所使用。但出于對現(xiàn)存無線系統(tǒng)影響的考慮，UWB的發(fā)射功率被限制在1mW/MHz以下。
UWB是一種可以為無線局域網(wǎng)LAN、個(gè)人域網(wǎng)PAN的接口卡和接入技術(shù)帶來低功耗、高帶寬并且相對簡單的無線通信技術(shù)。它解決了困擾傳統(tǒng)無線技術(shù)多年的重大難題，開發(fā)了一個(gè)具有對信道衰落特性不敏感、發(fā)射信號功率普密度低、不易被截獲、復(fù)雜度不高等眾多優(yōu)點(diǎn)的傳輸技術(shù)。該技術(shù)尤其適用于室內(nèi)等密集多徑場所的高速無線接入和軍事通信應(yīng)用中。
圖1
1基本概念
超寬帶（UWB）又被稱為脈沖無線電（ImpulseRadio）,具體定義為相對帶寬（信號帶寬與中心頻率的比）大于25%的信號，即：
Bf=B/fc=(fh-fl)/[(fh+fl)/2]>25%(1)
或者是帶寬超過1.5GHz。實(shí)際上UWB信號是一種持續(xù)時(shí)間極短、帶寬很寬的短時(shí)脈沖。它的主要形式是超短基帶脈沖，寬度一般在0.1～20ns，脈沖間隔為2～5000ns，精度可控，頻譜為50MHz～10GHz，頻帶大于100%中心頻率，典型點(diǎn)空比為0.1%。
傳統(tǒng)的UWB系統(tǒng)使用一種被稱為“單周期（monocycle）脈形”的脈沖。一般情況下，通過隨道二極管或者水銀開關(guān)產(chǎn)生。在計(jì)算機(jī)仿真中用高斯脈沖來近似代替它。由于天線對脈沖的影響不同，所以可以假設(shè)發(fā)送脈沖為：
而接收端收到的信號為：
tc是脈沖的時(shí)移，2tau為脈沖的寬度。圖1給出了發(fā)射脈沖和接收脈沖的時(shí)域脈形。
2UWB的性能特點(diǎn)
超寬帶有別于其它現(xiàn)存的一些通信技術(shù)，其最根本的區(qū)別在于無需載波，大大降低了發(fā)射和接收設(shè)備的復(fù)雜性，從根本上降低了通信的成本。
UWB的優(yōu)點(diǎn)可以歸納為以下八個(gè)方面：
（1）無需載波，發(fā)送和接收設(shè)備簡單。由于UWB信號是一些超短時(shí)的脈沖，其頻率很高，所以它不象傳統(tǒng)的基帶信號那樣需要將其調(diào)制到某個(gè)發(fā)射頻率上才能在信道中傳輸。因此，必然會使發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單化。
圖2
（2）功耗低。由于UWB信號無需載波，工作在頻譜的電子噪聲波段，所以它只需要很低的電源功率。一般UWB系統(tǒng)只需要50～70mW的電源，而這只是移動電話的百分之一，藍(lán)牙技術(shù)的十分之一。
（3）傳輸速率高。極寬的帶寬使UWB具有很高的傳輸速率，一般情況下，其最大數(shù)據(jù)傳輸速度可以達(dá)到幾百M(fèi)bps～1Gbps。美國英特爾公司于2002年4月在“IDF2002SpringJapan”上對該技術(shù)進(jìn)行了演示，在數(shù)米的距離內(nèi)傳輸速率可達(dá)100Mbps。
（4）隱蔽性好，安全性高。由于UWB信號的帶寬很寬，且發(fā)射功率很低，這必然使該項(xiàng)通信技術(shù)具有低截獲能力LPD（LowProbabilityofDetection）的優(yōu)點(diǎn)。另外超寬帶還采用了跳時(shí)TH（TimeHopping）擴(kuò)頻技術(shù)，接收端必須在知道發(fā)射端擴(kuò)頻碼的條件下才能解調(diào)出發(fā)送的數(shù)據(jù)信息。
（5）多徑分辨能力強(qiáng)。從時(shí)域角度看，超寬帶系統(tǒng)采用脈沖寬度為幾納秒的窄信號，因此具有很高的時(shí)間分辨力，相應(yīng)的多徑分辨率小于幾十厘米；從頻域的角度分析，由于UWB信號的帶寬極寬，所以信號在傳輸過程中出現(xiàn)頻率選擇性衰落出現(xiàn)是一定的。然而正是因?yàn)闃O寬的帶寬，多徑衰落只在某些頻點(diǎn)處出現(xiàn)，從整體上考慮，衰落掉的能量只是信號總能量很小的部分，所以該技術(shù)在抗多徑方面仍具有魯棒性。
（6）系統(tǒng)容量大。香農(nóng)公式給出
C=Blog2(1+S/N)(4)
可以看出，帶寬增加使信道容量的升高遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號功率上升所帶來的效應(yīng)，這一點(diǎn)也正是提出超寬帶技術(shù)的理論機(jī)理。
（7）高精度的距離分辨力。由于超寬帶定位設(shè)備的時(shí)間抖動小于20ps，如果采用GPS相同的工作原理和算法，相應(yīng)的距離不確定性小于1cm。而在實(shí)際應(yīng)用中，超寬帶雷達(dá)系統(tǒng)使用的超窄脈沖信號，其距離分辨率小于30cm。
（8）穿透能力強(qiáng)。在具有相同帶寬的無線信號中，超寬帶的頻率最低，因此，它在具有大容量和高距離分辨率的同時(shí)相對于毫米波信號具有更強(qiáng)的穿透能力。
3UWB信號的調(diào)制方式
UWB的調(diào)制方式有許多，以脈沖調(diào)制PPM（PulsePositionModulation）為例作為一個(gè)舉例分析。
首先定義一個(gè)單周期脈形：
s(k)代表信號kth,w(t)為傳輸?shù)膯沃芷诿}沖。
將其移至每一幀的開始：
Tf代表脈沖重復(fù)周期，j表示第j個(gè)單脈沖。
加入偽隨機(jī)跳時(shí)碼：
最后加入調(diào)制數(shù)據(jù)：
其中，d(k)是信息數(shù)據(jù)，δ為時(shí)移。為了滿足多用戶的需求，提高通信的安全性和對系統(tǒng)功率譜密度PSD（PowerSpectralDensity）的考慮，引入了跳時(shí)碼，下面就從功率譜密度的角度來分析這個(gè)問題。
假設(shè)采用圖1（a）給出的高斯單脈沖作為發(fā)送信號，且只是一串周期性的脈沖序列，由于時(shí)域信號的周期性導(dǎo)致其頻域出現(xiàn)了強(qiáng)烈的能量類峰，這些類峰將對現(xiàn)存?zhèn)鹘y(tǒng)的無線信號造成干擾。因此需要采取某種措施將其平滑。如果采用PPM調(diào)制對脈沖的位置做出調(diào)整，可以看到：由于調(diào)制的置亂效果，頻域的尖峰得到了一定的控制，但此時(shí)仍比較明顯。為了進(jìn)一步降低類峰的幅度，引入跳時(shí)碼，這樣發(fā)送信號的功率譜就會得到進(jìn)一步的平滑，幾乎近似于背景噪聲，這也正是UWB系統(tǒng)能與現(xiàn)存無線系統(tǒng)并存的原因之一。圖2給出了上述不同信號的PSD圖和引入跳時(shí)碼后的時(shí)域波形。
除PPM外，UWB信號還可以采用脈幅調(diào)制PAM（PulseAmplitudeModulation），開關(guān)鍵OOK（On-OffKey）和二相移鍵控BPSK（Bi-PhaseShiftKey）等。在接收端，單脈沖信號可以通過相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)可靠接收。實(shí)際應(yīng)用中常使用相關(guān)器（correlator），它用準(zhǔn)備好的模板波形乘以接收到的射頻信號，再積分就得到一個(gè)直流輸出電壓。相關(guān)器輸出的是接收到的單周期脈沖和模板波形的相對時(shí)間位置差，從輸出中尋找時(shí)間位置差為0的即為要接收的信號。
為了追求更高效率的信息傳輸，近來人們提出了一種新型脈沖調(diào)制方式——脈形調(diào)制PSM（PulseShapeModulation）。PSM就是對脈沖的形狀進(jìn)行調(diào)制從而實(shí)現(xiàn)信息的載荷，因此脈沖形狀的選擇是十分重要的。它的提出得益于人們對hermite多項(xiàng)式的研究。由于hermite多項(xiàng)式的數(shù)學(xué)表達(dá)式與高斯單脈沖很接近，而且隨著階數(shù)的變化，波形的持續(xù)時(shí)間不會有很大的變化，因此人們便想到了用hermite多項(xiàng)式數(shù)的變化產(chǎn)生形狀各異的脈沖，實(shí)現(xiàn)多元化的調(diào)制。為了尋求正交的波形，需對hermite多項(xiàng)式進(jìn)行修正，即：
經(jīng)過改動之后，便可以得到彼此正交的各階hermite多項(xiàng)式了。這時(shí)可以在發(fā)送端同時(shí)發(fā)送n個(gè)不同形狀的單脈沖，正交性使其互不干擾，接收端用相關(guān)接收技術(shù)即可把每一個(gè)信號分離出來。
圖3給出了改進(jìn)型hermite多項(xiàng)式時(shí)域波形。與此同時(shí)還可以通過搭建simulink電路得到想要的各階hermite多項(xiàng)式脈沖。如圖4給出了搭建電路和仿真波形。在simulink電路中，Hermite多項(xiàng)式的階數(shù)由脈沖階數(shù)單元控制，示波器1、2給出相應(yīng)階數(shù)和相應(yīng)階數(shù)減1階的hermite脈形。
傳輸效率的提高帶來系統(tǒng)性能的下降，這是許多系統(tǒng)所不能容忍的，因此需要進(jìn)行編碼。首先在形域采用BCH（7，4）對信號編碼，這樣一來傳輸速率是單脈沖的4倍，而誤碼性能則與單脈沖基本相同，隨后在時(shí)域?qū)π畔M(jìn)行BCH（31，11）編碼，使性能進(jìn)一步提高，最后還可以在時(shí)域和形域聯(lián)合編碼，誤碼性能會得到大幅度的改善，而傳輸效率仍然高于單脈沖系統(tǒng)。性能曲線如圖5所示。
4應(yīng)用前景和發(fā)展方向
憑借自身的眾多優(yōu)勢，超寬帶技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，UWB首先在美國軍方和政府部門得到了實(shí)質(zhì)性關(guān)注，并迅速應(yīng)用于美國軍隊(duì)的無線電臺組網(wǎng)（Adhoc）和高精度雷達(dá)檢測系統(tǒng)中。2002年2月FCC準(zhǔn)許UWB技術(shù)進(jìn)入民用領(lǐng)域，條件是：“在發(fā)送功率低于美國放射噪音規(guī)定值-41.3dBm/MHz（換算成功率則為1mW/MHz）的條件下，可將3.1G～10.6GHz的頻帶用于對地下和隔墻之物進(jìn)行掃描的成像系統(tǒng)、汽車防撞雷達(dá)以及在家電終端和便攜式終端間進(jìn)行測距和無線數(shù)據(jù)通信”。盡管該技術(shù)在應(yīng)用中有如此多的限制，但它仍受到廣大電信開發(fā)商的青睞。TimeDomain和MultispectralSolutions等公司已經(jīng)向IEEE-802.15委員會提出了采用超寬帶技術(shù)的議案，眾多公司的研究部門乃至學(xué)校也都將該技術(shù)的研究提到了日程中來。許多現(xiàn)已成熟的技術(shù)紛紛與UWB進(jìn)行結(jié)合，如UWB-OFDM、UWB-Adhoc、UWB-Wavelet、UWB-Neuralnetwork等，有的公司甚至已經(jīng)利用這些技術(shù)生產(chǎn)出了實(shí)際的民用產(chǎn)品。
圖4
筆者把超寬帶技術(shù)的應(yīng)用歸納為短距離無線通信、雷達(dá)探測和精確定位三個(gè)最主要的方面。其中在短距離無線通信中可用于密文傳送、音/視頻流傳輸、射頻標(biāo)簽識別以及無中心自紡織網(wǎng)絡(luò)（Adhoc）的物理層等領(lǐng)域；雷達(dá)方面主要用作防撞雷達(dá)檢測、精密測高學(xué)、穿墻成像和探地雷達(dá)系統(tǒng)；精確定位則可用于資源跟蹤和全球定位系統(tǒng)GPS（GlobalPositionSystem）。由此可見，UWB技術(shù)的背后蘊(yùn)藏著巨大的商機(jī)。
當(dāng)然，超寬帶技術(shù)若要真正用于人們的日常生活，還有許多極具挑戰(zhàn)性的課題，這也是超寬帶技術(shù)近來乃至今后很長一段時(shí)間內(nèi)研究和發(fā)展的方向。
（1）建立時(shí)域內(nèi)的超寬帶無線電發(fā)射器的模型，從時(shí)域角度設(shè)計(jì)天線的傳輸函數(shù)；
（2）研究超寬帶信號產(chǎn)生和基本功能的優(yōu)化；
（3）研究低電平趕寬帶無線電信號集合而千萬的干擾，有效平衡功率和通信范圍的關(guān)系；
（4）超寬帶跳時(shí)碼的研究；
（5）研究移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和路由協(xié)議，將超寬帶技術(shù)應(yīng)用于分布式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、盲捕獲和自配置功能中；研究適用于超寬帶類似于“藍(lán)牙”系統(tǒng)的組網(wǎng)協(xié)議；
（6）研究基于超寬帶無線電傳輸技術(shù)的無線IP協(xié)議；
一、引言
計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展使得網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入千家萬戶，網(wǎng)絡(luò)日益成為人們工作、學(xué)習(xí)、生活的必備工具。在網(wǎng)絡(luò)普及過程中，網(wǎng)速是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營的關(guān)鍵。眾所周知，網(wǎng)絡(luò)帶寬越寬，數(shù)據(jù)傳輸速率就越高，寬帶技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。所謂寬帶網(wǎng)絡(luò)是指傳輸、交換和接入的寬帶化。本文詳細(xì)分析了寬帶網(wǎng)的主干網(wǎng)技術(shù)和接入網(wǎng)技術(shù)，并對寬帶技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了討論。
二、主干網(wǎng)技術(shù)
寬帶技術(shù)包括主干網(wǎng)技術(shù)和接入網(wǎng)技術(shù)。在過去的幾年內(nèi)，運(yùn)營商將大量資金注入主干網(wǎng)，主干網(wǎng)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了光纖化，傳輸速率可以達(dá)到千兆。
寬帶主干網(wǎng)在物理層使用的是SO-->(同步光纖網(wǎng)絡(luò))技術(shù)。ITU-T以SO-->為基礎(chǔ)，制定出國際標(biāo)準(zhǔn)同步數(shù)字系列SDH。一般可以認(rèn)為SDH和SO-->是同義詞。主干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)可以大致分成三類：虛電路服務(wù)、數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和ATM技術(shù)。虛電路服務(wù)是一種面向連接服務(wù)，通信過程包括建立連接、數(shù)據(jù)傳輸和釋放連接。X.25協(xié)議和幀中繼都是虛電路服務(wù)。虛電路提供的是可靠服務(wù)，因此，基于X.25協(xié)議和幀中繼等虛電路服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)可靠性較好。但是由于虛電路傳輸效率較低，目前常用網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議是基于另一類數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的IP協(xié)議。數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)是基于存儲轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制的無連接服務(wù)，雖然服務(wù)質(zhì)量不可靠，但其最大優(yōu)點(diǎn)是傳輸效率高，這也是IP協(xié)議能夠一統(tǒng)天下的原因。最后一類是ATM信元交換技術(shù)，ATM是綜合了電路交換和分組交換的特點(diǎn)產(chǎn)生，能夠提供可靠服務(wù)和較高的傳輸速率，美中不足的是其協(xié)議復(fù)雜，交換設(shè)備昂貴，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中使用不多。
三、接入網(wǎng)技術(shù)
接入網(wǎng)的概念從建立電話網(wǎng)開始就存在，寬帶網(wǎng)的出現(xiàn)使得接入網(wǎng)作用尤為突出。接入網(wǎng)是連接用戶終端設(shè)備和某種業(yè)務(wù)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，即用戶交接設(shè)備之后到用戶引入線之前，僅提供通道而不具備交換功能的通信設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。
如前所述，寬帶主干網(wǎng)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)光纖化，其帶寬可滿足當(dāng)前的通信需要，但大部分的接入網(wǎng)仍然停留在以電話交換為主的水平上。接入網(wǎng)的傳輸速率普遍比較低，成為制約寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸。于是，近年來出現(xiàn)了多種接入網(wǎng)技術(shù)。接入網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)的一部分同樣可以使用主干網(wǎng)的協(xié)議，如有些接入網(wǎng)也才采用幀中繼等技術(shù)。這里主要討論目前發(fā)展比較迅速的幾種寬帶技術(shù)。
3.1ISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）
ISDN是在綜合數(shù)字電話網(wǎng)（IDN）基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，提供端到端數(shù)字通信。它在用戶和ISDN之間建立一條數(shù)字比特管道，使用時(shí)分復(fù)用方式支持多個(gè)獨(dú)立的通路(channel)。窄帶ISDN定義的標(biāo)準(zhǔn)化通路有B通路（64kbit/s的數(shù)字PCM話音或數(shù)據(jù)），D通路（16kbit/s或64kbit/s用作帶外信令）。
ITU-T規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)化組合有兩種：（1）基本速率2B+D=144kbit/s，其中一個(gè)B通路用于傳輸話音，一個(gè)用于傳輸數(shù)據(jù)，D通路為16kbit/s。（2）一次群速率23B+D或30B+D，分別對應(yīng)T1標(biāo)準(zhǔn)（1.544Mbit/s）和E1標(biāo)準(zhǔn)（2.048Mbit/s）。
由于N-ISDN難以適應(yīng)寬帶需求，繼而在ATM技術(shù)的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了寬帶ISDN(B-ISDN)。B-ISDN將話音、數(shù)據(jù)、圖像及視頻信號集中在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳輸，就是通常所說的“一線通”。B-ISDN采用ATM技術(shù)，用戶環(huán)路和干線都采用光纜。由于ATM技術(shù)沒有得到廣泛的應(yīng)用，B-ISDN使用的也很少。
3.2HFC（混合光纖同軸網(wǎng)）
HFC利用具有巨大帶寬的廣播電視網(wǎng)，鋪設(shè)光纖到服務(wù)區(qū)，用戶的“最后一公里”采用同軸電纜。光纖部分的光分配節(jié)點(diǎn)（ODU）到頭端（HEAD）是星型連接，光結(jié)點(diǎn)到用戶這段同軸電纜是樹型連接，在美國圍繞一個(gè)光結(jié)點(diǎn)的同軸網(wǎng)絡(luò)可以連接500個(gè)用戶。
用戶使用Cablemodem利用同軸電纜連接到光結(jié)點(diǎn)，接入HFC網(wǎng)絡(luò)。由HFC網(wǎng)接入有線電視網(wǎng)（CableTV），最后由有線電視網(wǎng)和Internet高速相連。
Cablemodem和一般modem原理相似，都是進(jìn)行頻譜搬移。Cablemodem將計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)信號調(diào)制到某個(gè)頻帶范圍后占用有線電視帶寬傳輸。但是CableModem本身又不是單純的調(diào)制解調(diào)器，它集Modem、調(diào)諧器、加解密設(shè)備、橋接器、網(wǎng)絡(luò)接口卡、SNMP和以太網(wǎng)集線器等功能為一身。
HFC的上行速率一般在200kbit/s到2Mbit/s之間，最高可達(dá)10Mbit/s。下行速率一般在3Mbit/s到10Mbit/s，最高可達(dá)到36Mbit/s。
同軸電纜帶寬要比電話線帶寬寬很多，在有線電視網(wǎng)絡(luò)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)，HFC是一種很好的寬帶接入方式。但是傳統(tǒng)有線電視網(wǎng)是單向的，用于上網(wǎng)就要對原有線路進(jìn)行雙向改造，需要一定費(fèi)用。
3.3ADSL(非對稱數(shù)字線路)
xDSL是DSL(數(shù)字用戶線路)的統(tǒng)稱，是以銅電話線為傳輸介質(zhì)的點(diǎn)對點(diǎn)傳輸技術(shù)。xDSL包括HDSL（高速數(shù)字用戶線）、SDSL（對稱數(shù)字用戶線）、ADSL（非對稱數(shù)字用戶線）、VDSL（甚高比特率數(shù)字用戶線）等多種類型。目前寬帶市場主要使用ADSL技術(shù)。
ADSL使用普通電話線作為傳輸介質(zhì)，利用ADSLModem將計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)信號調(diào)制到一定的頻帶后再與原有電話信號復(fù)用同一條普通電話線傳輸。ADSL利用ADSLModem將電話線分成三個(gè)信息通道：一個(gè)速率為1Mbps到9Mbps的高速下行通道；一個(gè)速率為16kbps到1Mbps的中速雙工通道，用于ADSL控制信號的傳輸和上行信息；一個(gè)普通3k帶寬的電話通道。這三個(gè)信息通道可以同時(shí)工作。
當(dāng)前ADSL調(diào)制解調(diào)設(shè)備一般采用3種線路編碼技術(shù)，抑制載波幅度和相位(carrier-lessamplitudeandphase，CAP)，離散多音復(fù)用(discretemultitone，DMT)，以及離散小波多音復(fù)用(discretewaveletmultitone，DWMT)。其中CAP的基礎(chǔ)是正交幅度調(diào)制(QAM)。在CAP中，數(shù)據(jù)被調(diào)制到單一的載波上；而在DMT中，數(shù)據(jù)被調(diào)制到多個(gè)載波上，每個(gè)載波上的數(shù)據(jù)都使用QAM調(diào)制。DMT中使用快速傅里葉變換進(jìn)行數(shù)字信號處理，而在DWMT中使用小波變換。ADSL技術(shù)目前還存在一些問題，如電纜中不同線路信號之間相互串?dāng)_及線路質(zhì)量問題等。
目前，ADSL的主要應(yīng)用方式有兩種：
（1）交換局端到用戶間直接使用ADSL。這種方式直接使用原有電話線路，成本比較低。利用ADSLModem可以有效的將話音與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量分離，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)直接分流到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，緩解了用戶上網(wǎng)負(fù)荷對電話交換網(wǎng)的壓力。但是這種方式的數(shù)據(jù)傳輸率不是很高，一般提供512kbps和284kbps兩種。
（2）FTTx+ADSL方式。這種方式的銅電話線比較短，其他線路采用光纖，可以達(dá)到較高的傳輸速率。
但總的來說，LAN方式是目前幾種寬帶接入方式中速度最快的一種。ADSL的速度比LAN方式要慢，在傳輸視頻信息時(shí)（如觀看網(wǎng)絡(luò)電視等）質(zhì)量不好。
從安裝的角度來說，ADSL建立在原有普通電話線基礎(chǔ)上，安裝方便，比較適合家庭或小型業(yè)務(wù)單位使用。以太網(wǎng)方式適合于用戶比較密集的小區(qū)或單位，使用前需要重新鋪設(shè)線路。
在抗干擾方面，由于采用光纖接入，LAN方式比普通電話線上傳輸數(shù)據(jù)的ADSL方式干擾要小。
從費(fèi)用上說，以太網(wǎng)方式的初裝費(fèi)一般高于ADSL，而且以太網(wǎng)一般采用包月方式，ADSL一般按照若干小時(shí)為單位計(jì)費(fèi)。因此，ADSL更適合那些偶爾上網(wǎng)的用戶。
四、發(fā)展方向
近年來，寬帶主干網(wǎng)基本實(shí)現(xiàn)了光纖化，其速度可以承載任何服務(wù)。接入網(wǎng)的速度就成了網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸。今后幾年內(nèi)，接入網(wǎng)建設(shè)是寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重點(diǎn)。盡管每一個(gè)寬帶服務(wù)商都強(qiáng)調(diào)自己的寬帶接入方式最先進(jìn)、最便捷，但實(shí)際各種接入方式理論上所能達(dá)到的數(shù)值和用戶的實(shí)際使用效果存在巨大差距。因此，進(jìn)一步增加接入帶寬，降低上網(wǎng)費(fèi)用，提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量是一個(gè)重要發(fā)展方向。對于寬帶接入網(wǎng)來說，實(shí)現(xiàn)光纖到戶是最終的目標(biāo)，以上討論的各種接入方式只是過渡期中出現(xiàn)的技術(shù)。
寬帶網(wǎng)絡(luò)的另一個(gè)發(fā)展方向是多網(wǎng)融合，在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳輸語音、文字、圖像、視頻等各種信息，最終實(shí)現(xiàn)將電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)融為一體。
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1分析當(dāng)前寬帶技術(shù)的重要性
自從進(jìn)入信息化時(shí)代以來，網(wǎng)絡(luò)寬帶技術(shù)就得到了廣泛的應(yīng)用。寬帶技術(shù)不但落戶千家萬戶，更在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中承載了重大的使命，在國民發(fā)展的過程中起到了歷史的推動作用。寬帶技術(shù)不但打破了傳統(tǒng)的工業(yè)技術(shù)，更是技術(shù)革命的核心力量。與此同時(shí)，伴隨著寬帶技術(shù)的不斷發(fā)展，新時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)寬帶技術(shù)自然而然的代替了我國傳統(tǒng)的通信技術(shù)，使人們的生活逐漸進(jìn)入信息化革命的軌跡上來。由此看來，信息化云計(jì)算是未來國民發(fā)展國際化、世界化的大趨勢。
1.1未來我國寬帶技術(shù)的發(fā)展趨勢網(wǎng)絡(luò)光纖寬帶技術(shù)的發(fā)展速度，也就是新時(shí)代我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度。經(jīng)濟(jì)發(fā)展日益多樣化、復(fù)雜化，越來越離不開網(wǎng)絡(luò)寬帶技術(shù)進(jìn)行終端云計(jì)算。信息化技術(shù)時(shí)代，寬帶技術(shù)可以在復(fù)雜的大數(shù)據(jù)中進(jìn)行信息的轉(zhuǎn)變與輸送，在未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中完成大數(shù)據(jù)資源的整合與發(fā)展，寬帶技術(shù)也在逐步的成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展核心應(yīng)用，同時(shí)云服務(wù)也在快速擴(kuò)展，所有這些新技術(shù)的發(fā)展，都為傳輸數(shù)據(jù)領(lǐng)域的快帶技術(shù)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。所以，寬帶技術(shù)結(jié)合大數(shù)據(jù)的發(fā)展，只有時(shí)時(shí)更新、與時(shí)俱進(jìn)才能在未來的發(fā)展中占有一定的發(fā)展優(yōu)勢。
1.2寬帶技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略意義伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)的普及，寬帶技術(shù)已經(jīng)為信息安全產(chǎn)業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，但是客觀來說，目前我國寬帶技術(shù)的發(fā)展以安全可控為原則，以快速進(jìn)行數(shù)據(jù)整理為準(zhǔn)則來加強(qiáng)我國寬帶技術(shù)的穩(wěn)步發(fā)展。另外，信息安全產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也要以數(shù)據(jù)驅(qū)動行業(yè)發(fā)展為主流。在戰(zhàn)略層面上，融合大數(shù)據(jù)發(fā)展催生網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)安全保障需求，同時(shí)這也是履行了軟件與信息服務(wù)相互融合的使命。
2寬帶技術(shù)所涉及的重要領(lǐng)域
寬帶技術(shù)各個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈不可或缺的基礎(chǔ)智能化服務(wù)平臺，它不僅在大量的信息流中整合出信息，更在許多的傳統(tǒng)行業(yè)中實(shí)現(xiàn)資源共享?？傮w來看在工業(yè)，制造業(yè)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，服務(wù)業(yè)等領(lǐng)域軟件與信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)的滲透率逐步提高，各個(gè)行業(yè)的發(fā)展都是建立在寬帶技術(shù)發(fā)展的額基礎(chǔ)上，所以在大數(shù)據(jù)時(shí)代寬帶技術(shù)是各個(gè)行業(yè)發(fā)展的領(lǐng)頭羊。
2.1寬帶技術(shù)在發(fā)展中的應(yīng)用信息化革命改變了人們的生存方式，改變了人們的生活、學(xué)習(xí)及工作等。寬帶技術(shù)無時(shí)無刻的都在提供著便利的大眾平臺。大的方向，寬帶技術(shù)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的墊腳石，從根本上改變了我國傳媒以及交通等媒體平臺的存在方式。從廣義上講，寬帶技術(shù)是人們生活中不可缺少的衛(wèi)星通信技術(shù)，在當(dāng)下流行的網(wǎng)絡(luò)購物以及藍(lán)牙通信技術(shù)等都離不開計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。隨著人們生活水平的不斷提高，人們對于寬帶技術(shù)的認(rèn)知也越來越深，改變了以往的陳舊觀念，打開思路，不但在生活以及工作中多有應(yīng)用，更讓寬帶技術(shù)深入到孩子的學(xué)習(xí)當(dāng)中，讓孩子通過寬帶技術(shù)的平臺對知識有更深層次的了解與應(yīng)用，使孩子在學(xué)習(xí)的過程中不斷的創(chuàng)新思路。
2.2寬帶技術(shù)對人類生活的影響寬帶技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，互聯(lián)網(wǎng)寬帶技術(shù)對于人類的影響意義深遠(yuǎn)，寬帶技術(shù)的快速發(fā)展不斷的改變著我國的社會經(jīng)濟(jì)體。從發(fā)展的角度講，寬帶技術(shù)不但對于人們的生活水平有著決定性的作用，更對于我國的國民政策起著互相推動的作用。寬帶技術(shù)從多角度的融合了東西方文化，傳承歷史，發(fā)展文明，將東西方文化友好的互聯(lián)，更好的促進(jìn)了我國民族文化發(fā)揚(yáng)光大。寬帶技術(shù)已經(jīng)不僅僅是一項(xiàng)技術(shù)，它更代表著我國民族經(jīng)濟(jì)的崛起，是我國技術(shù)領(lǐng)域不斷創(chuàng)新發(fā)展的偉大標(biāo)志。互聯(lián)網(wǎng)寬帶技術(shù)的多元化發(fā)展促進(jìn)了我國國民經(jīng)濟(jì)的再就業(yè)發(fā)展，由此看來，寬帶技術(shù)是我國國名經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要樞紐。
3結(jié)束語
人們生活水平不斷的進(jìn)步著，隨著而來的計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)迅猛的進(jìn)入千家萬戶，網(wǎng)絡(luò)日益成為人們工作、學(xué)習(xí)、生活的必備工具。在寬帶技術(shù)應(yīng)用中，網(wǎng)速是至關(guān)重要的。眾所周知，寬帶技術(shù)越是先進(jìn)，數(shù)據(jù)傳輸速率就越高，寬帶技術(shù)就越是精湛。自從進(jìn)入了計(jì)算機(jī)的革命時(shí)代，寬帶技術(shù)就以驚人的速度影響著國民經(jīng)濟(jì)改革以及人們的生活范疇。從前寬帶技術(shù)對我們很重要，對于未來我國工業(yè)革命乃至人均生活水平、城鄉(xiāng)結(jié)合發(fā)展等等都在根本上離不開寬帶技術(shù)的應(yīng)用。在以后的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，寬帶技術(shù)也是影響著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，也是我國國民發(fā)展的重要板塊。
參考文獻(xiàn):
[1]期刊論文.超寬帶無線通信技術(shù).計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2004，40（32）.
一、中壓電力線路的結(jié)構(gòu)與特征
中壓電網(wǎng)構(gòu)成相對簡單。與低壓線路相比，它能夠克服距離長短的限制，噪音較低，然而，供電系統(tǒng)僅適合于幾十赫茲低頻信號傳輸，如果進(jìn)行高頻信號傳輸，附加寬帶PLC的使用，就會產(chǎn)生一系列影響信號傳輸質(zhì)量的不良因素，如：通信串?dāng)_、信號泄漏、信號的干擾等，解決這些問題的唯一方法就是發(fā)明更加高端、更為先進(jìn)的PLC接入設(shè)備與調(diào)制方式。其中寬帶PLC中壓耦合接入設(shè)備成為重點(diǎn)探究的對象，經(jīng)研究其符合我國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與特征。我國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)圖如下所示：
從上圖可看出：我國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)包括：高、中、低三個(gè)層次級別，變壓器將各個(gè)等級層次連接起來，這無疑成為了高載頻數(shù)據(jù)通信的一大障礙，所以，要想解除變壓器的限制，就要通過分級接入的方式來處理PLC寬帶鏈接，也就是要根據(jù)各個(gè)電壓級別層次來對應(yīng)設(shè)計(jì)出適應(yīng)性的接入設(shè)備。如圖展示，只有在中低壓中間設(shè)置合適的接入設(shè)備，才能確保遠(yuǎn)距離通訊的實(shí)現(xiàn)。
二、中壓寬帶PLC系統(tǒng)接入方式
這一系統(tǒng)接入涵蓋PLC 以及同其他寬帶通信網(wǎng)絡(luò)（互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商）之間的接口， 傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)與這一接口鏈接起來得到相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，其中包括傳輸信號于中壓線路的設(shè)備接口，這些傳輸?shù)男盘栃枰窘?jīng)MV-PLC主調(diào)制設(shè)備以及MV耦合裝置這兩項(xiàng)設(shè)備。
MV-PLC主調(diào)制設(shè)備是對中壓與低壓連接處的接口進(jìn)行調(diào)節(jié)，主要作用為將中壓線中所附帶的寬帶PLC數(shù)據(jù)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換與調(diào)制，直接目標(biāo)為低壓線路，終極目的為網(wǎng)絡(luò)用戶。下面就第一個(gè)中壓PLC實(shí)驗(yàn)線路展開測試，把這一測試當(dāng)作理論探究的依據(jù)。
三、中壓線路信道測試與分析
（一）測試的目的與結(jié)果分析
目的：研究出更先進(jìn)的設(shè)計(jì)依據(jù)以及技術(shù)儲備為寬帶PLC逐步發(fā)展到中壓線路打下基礎(chǔ)，為全程中壓線路長距離接入做好技術(shù)與信息資源上的準(zhǔn)備。
（二）測試結(jié)果分析
1.阻抗特性分析
經(jīng)過實(shí)踐的操作運(yùn)行得出：中壓10kv配電線路的阻抗性能會受到測量方位、時(shí)間以及頻率等的影響，會隨著它們?nèi)プ兓兓扔蓴?shù)十到上百的量，通過高頻信號發(fā)生器所出現(xiàn)的正弦電壓信號，設(shè)定1MHZ-30MHZ的頻率范圍，在500KHZ的頻率間查看阻抗變化。通過采集V1、V2來對應(yīng)計(jì)算出線路的阻抗值。下圖為測試整理后得出的中壓線路輸入阻抗變化圖：
2.噪聲特征分析
經(jīng)過實(shí)踐測試得出：中壓線路的有色背景噪聲大概在―60dBV/hz―80dBV/hz，同低壓線路的平均噪音對比起來，大約多出10 dBV/hz。而且其窄帶擾亂性噪音則更高。而且測試發(fā)現(xiàn)：中壓線路中各個(gè)測試點(diǎn)有色背景噪聲的PSD數(shù)值間沒有很大差別，其窄帶干擾也發(fā)生在小于25MHZ的范圍內(nèi)。由此可見，展開對線路上噪聲頻域以及進(jìn)行時(shí)等方面的分析是十分必要的。
3.衰減性分析
與低壓線路相比，中壓線路更容易發(fā)生衰減現(xiàn)象，而且相對嚴(yán)重。大概每100米衰減8―11db，但是，在1.7千米線路范圍內(nèi)也能夠順利進(jìn)行通信。當(dāng)將調(diào)制解調(diào)器的功率放大時(shí)，在各個(gè)測試長度中都能夠達(dá)到信息傳輸與通信通話等目的，實(shí)現(xiàn)了通訊水平的提高。各個(gè)測試點(diǎn)距離下的測試內(nèi)容與數(shù)據(jù)如下圖：
四、總結(jié)
為了提高通信質(zhì)量與水平就要促進(jìn)寬帶PLC系統(tǒng)向著中壓電力線路前進(jìn)，經(jīng)過不斷的實(shí)驗(yàn)與測試來提供大量寶貴的信息數(shù)據(jù)資源，并且在阻抗性、衰減性等加以發(fā)展與更新。
參考文獻(xiàn)：
[1]丁道齊把握世界通信發(fā)展趨勢確立電力通信發(fā)展戰(zhàn)略[期刊論文]-電力系統(tǒng)自動化 1999（07）
1.引言
LMDS（ Local Multipoint Distribution Services ）本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)系統(tǒng)工作在20-40 GHz 頻段上的點(diǎn)對多點(diǎn)數(shù)字微波通信技術(shù)，適用于城域接入網(wǎng)的本地寬帶業(yè)務(wù)傳輸和接入，基站典型覆蓋半徑為3-5km，每個(gè)基站可支持?jǐn)?shù)百個(gè)端站，按用戶的需求動態(tài)分配帶寬，每個(gè)端站最高帶寬可達(dá) 8-16Mb/s，可捆綁各種寬、窄帶業(yè)務(wù)，支持?jǐn)?shù)據(jù)、話音、視頻、Internet，LMDS技術(shù)的成熟與完善，長期困擾運(yùn)營商的接入網(wǎng)“瓶頸”問題便迎刃而解。
2.LMDS系統(tǒng)的構(gòu)成
LMDS寬帶無線接入網(wǎng)絡(luò)主要包括下列組成部分：
·數(shù)字基站（DBS）: 做為集中器，發(fā)送并接收所有用戶業(yè)務(wù)。核心功能在于對RF信號的調(diào)制/解調(diào)，同時(shí)完成無線用戶的匯聚，并與骨干網(wǎng)的連接。
·無線基站（RBS）: 結(jié)構(gòu)緊湊的室外單元，傳輸RF信號至扇型天線，IF信號至DBS。一般情況下，基站包括多個(gè)RBS，每個(gè)RBS提供一個(gè)扇區(qū)的容量及覆蓋。RBS安裝于鐵塔或房頂。
·無線端站（RT）：安裝于用戶端，墻面或抱桿安裝，環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)。包括設(shè)計(jì)非常緊湊的收發(fā)信單元及集成天線，與NT傳輸IF信號，由NT供電。
·網(wǎng)絡(luò)終端（NT）：室內(nèi)單元，提供1個(gè)多個(gè)終端接口，可與用戶直接連接，或與用戶端集中設(shè)備相連（如Routers/多業(yè)務(wù)交換機(jī)、ADSM mux、VPN hub，或PBX）。核心功能在于對RF信號的調(diào)制/解調(diào)?？晒潭ㄔ跈C(jī)架，或桌面放置。
·網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)管理：對骨干網(wǎng)設(shè)備、基站、端站，即有線和無線系統(tǒng)所有的操作維護(hù)進(jìn)行管理。提供業(yè)界功能最強(qiáng)大的管理系統(tǒng)，包括簡單易用的完全圖形接口，方便的路徑及配置管理，良好的路由選擇及恢復(fù)功能，超強(qiáng)的可擴(kuò)展性及靈活性。
1-1 LMDS典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[1]
3.LMDS寬帶無線接入網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用舉例。
LMDS是一個(gè)可以綜合租用線、交換話音、ISDN和基于IP業(yè)務(wù)的多業(yè)務(wù)平臺。本節(jié)將描述租用線業(yè)務(wù)的主要應(yīng)用及相應(yīng)的典型網(wǎng)絡(luò)配置作為典型應(yīng)用：
PBX 互連
數(shù)據(jù)租用線業(yè)務(wù)，通過集中器、FRAD(幀中繼)、網(wǎng)橋或路由器提供廣域網(wǎng)連接
租用線業(yè)務(wù)提供端站與基站之間 E1/T1 或 分檔E1/T1 的透明傳輸。系統(tǒng)匯聚業(yè)務(wù)通過TDM E1/T1電路接口或DBS ATM接口傳輸至骨干網(wǎng)。所有配置和路徑管理，包括無線資源的分配均由網(wǎng)管系統(tǒng)完成。
2-1租用線業(yè)務(wù)[1]
3.LMDS系統(tǒng)雨衰的影響。論文格式。論文格式。
LMDS使用約30GHz的頻段作為傳輸媒介，這是因?yàn)槲⒚撞ǖ牟ㄩL與雨點(diǎn)的直徑在同一數(shù)量級，因此抗雨衰性能差。通信質(zhì)量受雨、雪等天氣影響較大。雨衰影響是LMDS系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須予以考慮的重要因素。
國際電信聯(lián)盟對降雨的影響已進(jìn)行了深入研究，在ITU-RP.837建議中，將地球分為15個(gè)降雨氣候區(qū)，分別以大寫字母A到Q來表示，每一降雨區(qū)是以與它相關(guān)的降雨強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)來表證，并給出了對應(yīng)不同降雨強(qiáng)度所發(fā)生的時(shí)間概率。遵照ITU-R P.838建議，可以針對工作頻率、極化和降雨率計(jì)算比衰減（dB／Km）和有效路徑長度（這是考慮到在整個(gè)傳輸段長度上降雨強(qiáng)度不是均勻分布的緣故），進(jìn)而可以針對衰落儲備值Ft計(jì)算出在一定傳輸距離下，降雨衰減超出Ft的時(shí)間百分?jǐn)?shù)P，或反之，根據(jù)雨衰特性及Ft求出在保證P值一定的情況下可用的通信距離是多少。必要時(shí)，還可以根據(jù)在ITU-R P.841建議，從長期百分?jǐn)?shù)P變換到最壞月份百分?jǐn)?shù)Pu。在考慮LMDS因雨衰引起的不可用性指標(biāo)時(shí)，時(shí)間百分?jǐn)?shù)Pu即為不可用性指標(biāo)。[2]
系統(tǒng)抗雨衰性能
系統(tǒng)增益
nA7390收發(fā)信機(jī)性能優(yōu)異，在BER=10-6時(shí)上下行門限接收電平值可達(dá)到-83dBm和-81dBm，由于MII行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（ -82dBm和-76dBm ）。
n采用標(biāo)準(zhǔn)天線時(shí)，系統(tǒng)增益達(dá)148dB；高增益天線，達(dá)160dB。
自動增益控制（ATPC）性能
n為了滿足不同通信距離和不同地區(qū)降雨率減對發(fā)射功率的要求，A7390 LMDS系統(tǒng)支持自動發(fā)射功率控制（ATPC）功能。
ATPC調(diào)整速度
nA7390 LMDS系統(tǒng)在上行鏈路實(shí)施ATPC，保證系統(tǒng)工作在理想的C/N指標(biāo)。論文格式。ATPC動態(tài)范圍為40dB（MII要求為35dB）。
nATPC工作方式：慢環(huán)路調(diào)整、快環(huán)路調(diào)整。
n快環(huán)路調(diào)整時(shí)，速度高于1000dB/s（MII要求為20dB/S）。
參考文獻(xiàn)：
[1] 寬帶無線接入解決方案 ，A7390 LMDS，Mobil Network Division, Fixed Wireless BU，Harry - August, 2003 。上海貝爾內(nèi)部資料。
1. IPTV內(nèi)涵及特點(diǎn)
IPTV,也叫網(wǎng)絡(luò)電視,是指基于IP協(xié)議的電視廣播服務(wù)。該業(yè)務(wù)以電視機(jī)或個(gè)人計(jì)算機(jī)為顯示終端,通過機(jī)頂盒接入寬帶網(wǎng)絡(luò),可以向用戶提供數(shù)字廣播電視、VOD點(diǎn)播、視頻錄像等諸多寬帶流媒體業(yè)務(wù)。論文參考網(wǎng)。
IPTV的主要特點(diǎn)在于其交互性和實(shí)時(shí)性。相對于傳統(tǒng)的電視業(yè)務(wù),IPTV業(yè)務(wù)具有如下一些優(yōu)勢:
(1)用戶可以根據(jù)個(gè)人的喜好選擇使用IPTV業(yè)務(wù)所提供的高質(zhì)量(接近DVD水平的)內(nèi)容。
(2)用戶可以在任何時(shí)間觀看已經(jīng)播放的視頻節(jié)目或已經(jīng)存在的內(nèi)容信息。
(3)從技術(shù)和業(yè)務(wù)本身的特點(diǎn)來看,IPTV業(yè)務(wù)可以向用戶提供無限數(shù)量的不同信息,為用戶提供個(gè)性化信息。論文參考網(wǎng)。
(4)IPTV業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)了媒體提供者和媒體消費(fèi)者的實(shí)質(zhì)性互動。
2. IPTV的熱點(diǎn)技術(shù)
2.1流媒體技術(shù)
所謂流媒體是指采用流式傳輸?shù)姆绞皆贗nter-net/Intranet播放的媒體格式,如音頻、視頻或多媒體文件。流媒體在播放前并不下載整個(gè)文件,只將開始部分內(nèi)容存入內(nèi)存,在計(jì)算機(jī)中對數(shù)據(jù)包進(jìn)行緩存并使媒體數(shù)據(jù)正確地輸出。流媒體的數(shù)據(jù)流隨時(shí)傳送隨時(shí)播放,只是在開始時(shí)有些延遲。顯然,流媒體實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)就是流式傳輸,流式傳輸主要指將整個(gè)音頻和視頻及三維媒體等多媒體文件,經(jīng)過特定的壓縮方式解析成一個(gè)個(gè)壓縮包,由視頻服務(wù)器向用戶計(jì)算機(jī)順序或?qū)崟r(shí)傳送。在采用流式傳輸方式的系統(tǒng)中,用戶不必像采用下載方式那樣等到整個(gè)文件全部下載完畢,而是只需經(jīng)過幾秒或幾十秒的啟動延時(shí),即可在用戶的計(jì)算機(jī)上利用解壓設(shè)備對壓縮的A/V、3D等多媒體文件解壓后進(jìn)行播放和觀看。此時(shí)多媒體文件的剩余部分將在后臺的服務(wù)器內(nèi)繼續(xù)下載。與單純的下載方式相比,流媒體可以邊下載邊播放,這種流式傳輸方式不僅使啟動延時(shí)大幅度地縮短,而且對系統(tǒng)緩存容量的需求也大大降低,極大地減少了用戶在線等待的時(shí)間。論文參考網(wǎng)。與平面媒體不同。流媒體最大的特點(diǎn)在于互動性,這也是運(yùn)用了流媒體技術(shù)的IPTV最具吸引力的地方。
2.2 音、視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)
眾所周知,媒體傳輸系統(tǒng)之間的互操作性至關(guān)重要,而保持這種互操作性的關(guān)鍵,就是需要制定傳媒設(shè)備制造商及運(yùn)營商在制造產(chǎn)品及提供服務(wù)過程中必須遵守的開放標(biāo)準(zhǔn)。在提供網(wǎng)絡(luò)流媒體服務(wù)方面,已經(jīng)有數(shù)個(gè)音、視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)得到較充分的發(fā)展。
2.2.1視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)
通過對視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的壓縮效率、可擴(kuò)展性、容錯(cuò)能力及占用的運(yùn)算資源等因素加以折衷考慮,最適合目前IPTV網(wǎng)絡(luò)傳輸及終端制造水平的應(yīng)該是M PEG-4視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。M PEG-4標(biāo)準(zhǔn)的制定開始于1995年,于1999年2月M PEG專家組正式公布了M PEG-4(ISO/IEC 14496)V1.0版本。同年底M PEG-4V2.0版本亦告完成,且于2000年年初正式成為國際標(biāo)準(zhǔn),是第一個(gè)基于音視頻內(nèi)容或?qū)ο蟮木幋a標(biāo)準(zhǔn),它從音視頻場景中,按照人的直觀感受分為若干個(gè)音視頻對象,并分別對這些對象進(jìn)行形狀、紋理及運(yùn)動矢量等編碼,而不是象傳統(tǒng)編碼方式那樣是基于像素進(jìn)行編碼。M PEG-4視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),作為MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的一部分,通常稱為M PEG-4視頻。它提供了大量視頻編碼工具,而這些工具都要占用一定的運(yùn)算資源。設(shè)備的復(fù)雜度及成本較高。為了滿足不同層次的應(yīng)用,在不損失互操作性的前提下,M PEG-4定義了由對象類型,類(Profile)及等級(Level)組成的分級策略。M PEG的類規(guī)定了用于協(xié)同操作點(diǎn)(interoperability point)的技術(shù),等級規(guī)定了一個(gè)類的范圍或大小。
2.2.2 音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)
在音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的制定上,目前人們將注意力集中到幾個(gè)現(xiàn)存的蜂窩通信語音編碼標(biāo)準(zhǔn)上。這些標(biāo)準(zhǔn)包括AM R(Adaptive M ulti-R ate)編碼算法以及EVRC(Enhanced Variable R ate C oder)編碼算法等,這兩種算法都具有良好的抗誤碼能力。M PEG-4音頻包括如M PEG-4 AAC(Advanced Audio Coding)等音頻編碼標(biāo)準(zhǔn),以支持寬帶、可擴(kuò)展音頻通信。
2.2.3 網(wǎng)絡(luò)傳輸標(biāo)準(zhǔn)
流媒體的含義即按照實(shí)時(shí)或點(diǎn)播方式通過網(wǎng)絡(luò)向通用媒介進(jìn)行音視頻廣播,而面向連結(jié)的TC P需要較多的開銷,故不太適合傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。流媒體傳輸一般采用實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議R TP/U D P來傳輸實(shí)時(shí)多媒體數(shù)據(jù)。
2.2.4 顯示終端設(shè)備制造技術(shù)
2005年7月海爾在青島國際消費(fèi)電子博覽會上,正式對外國內(nèi)第一款擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的流媒體電視新品“美高美”系列數(shù)字平板電視。美高美可以通過流媒體接口實(shí)現(xiàn)與多種外設(shè)的無縫連接,并讀取16種流媒體文件,而且還可以同時(shí)接駁兩個(gè)外部存儲設(shè)備,不同存儲器中的流媒體文件可以經(jīng)由電視平臺互動轉(zhuǎn)存,必將推動IPTV更廣泛使用。
3. IPTV最新動態(tài)與開發(fā)展望
在國外,IPTV已進(jìn)入實(shí)質(zhì)運(yùn)營階段,據(jù)權(quán)威研究機(jī)構(gòu)美國加特納公司的報(bào)告,2006年,歐洲網(wǎng)絡(luò)電視供應(yīng)商的收入預(yù)計(jì)將達(dá)到3億多歐元,而到2010年其收入則可達(dá)到30億歐元。中央電視臺2005年正式向全國推出網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV)服務(wù),該業(yè)務(wù)的內(nèi)容主要利用中央電視臺目前已有的40萬小時(shí)的電視節(jié)目。同時(shí)中國兩家最大的商業(yè)IP網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者中國電信和中國網(wǎng)絡(luò)通信公司也在進(jìn)行IPTV的試驗(yàn)或試運(yùn)行。2006年4月,國家廣電總局首次正式發(fā)放網(wǎng)絡(luò)電視牌照,而擁有央視背景的中視網(wǎng)絡(luò)發(fā)展有限公司和上海文廣旗下的東方網(wǎng)絡(luò)電視有限公司,成為了首批獲準(zhǔn)經(jīng)營網(wǎng)絡(luò)電視的“幸運(yùn)兒”。由于網(wǎng)絡(luò)電視必須依靠寬帶運(yùn)營商傳送節(jié)目,國內(nèi)許多電信企業(yè)也借機(jī)進(jìn)入了這一市場。
總之,IPTV蘊(yùn)涵著巨大的商機(jī),是未來廣電網(wǎng)新的業(yè)務(wù)增長點(diǎn)和增值服務(wù)。將來三網(wǎng)合一的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境還會帶來各種融合業(yè)務(wù)形態(tài)。
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計(jì)算機(jī)工業(yè)界很多人士引以為自豪的是計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，同時(shí)，數(shù)據(jù)通信速率也在快速發(fā)展，最終，在計(jì)算機(jī)能力和通信能力的競賽過程中，通信贏了。數(shù)據(jù)通信傳輸速率的快速發(fā)展更是讓人難以想象，這樣的發(fā)展速度要依靠光纖作為傳輸媒介的問世。光纖技術(shù)現(xiàn)已相對成熟，下面就光纖的優(yōu)點(diǎn)和業(yè)務(wù)上的需求來研究一下光纖的發(fā)展趨勢。
一、光纖優(yōu)點(diǎn)
1。頻帶寬
頻帶的寬窄代表傳輸容量的大小。載波的頻率越高，可以傳輸信號的頻帶寬度就越大。目前，采用先進(jìn)的相干光通信可以在30000GHz范圍內(nèi)安排2000個(gè)光載波，進(jìn)行波分復(fù)用，可以容納上百萬個(gè)頻道。
2．重量輕
因?yàn)楣饫w非常細(xì)，單模光纖芯線直徑一般為4um～10um，外徑也只有125um，。論文格式。比標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜的直徑47mm要小得多，加上光纖是玻璃纖維，比重小，使它具有直徑小、重量輕的特點(diǎn)，安裝十分方便。
3．抗干擾能力強(qiáng)
因?yàn)楣饫w的基本成分是石英，只傳光，不導(dǎo)電，不受電磁場的作用，故光纖傳輸對電磁干擾、工業(yè)干擾有很強(qiáng)的抵御能力。因此，在光纖中傳輸?shù)男盘柌灰妆桓`聽，因而利于保密。
4．保真度高
因?yàn)楣饫w傳輸一般不需要中繼放大，不會因?yàn)榉糯笠诵碌姆蔷€性失真。只要激光器的線性好，就可高保真地傳輸電視信號。
5．工作性能可靠
一個(gè)系統(tǒng)的可靠性與組成該系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量有關(guān)。設(shè)備越多，發(fā)生故障的機(jī)會越大。因?yàn)楣饫w系統(tǒng)包含的設(shè)備數(shù)量少(不像電纜系統(tǒng)那樣需要幾十個(gè)放大器)，可靠性自然也就高，故一個(gè)設(shè)計(jì)良好、正確安裝調(diào)試的光纖系統(tǒng)的工作性能是非?？煽康?。
6．成本不斷下降
目前，有人提出了新摩爾定律，也叫做光學(xué)定律（Optical Law）。該定律指出，光纖傳輸信息的帶寬，每6個(gè)月增加1倍，而價(jià)格降低1倍。光通信技術(shù)的發(fā)展，為Internet寬帶技術(shù)的發(fā)展奠定了非常好的基礎(chǔ)。這就為大型有線電視系統(tǒng)采用光纖傳輸方式掃清了最后一個(gè)障礙。由于制作光纖的材料(石英)來源十分豐富，隨著技術(shù)的進(jìn)步，成本還會進(jìn)一步降低；而電纜所需的銅原料有限，價(jià)格會越來越高。顯然，今后光纖傳輸將占絕對優(yōu)勢，成為建立全省、以至全國有線電視網(wǎng)的最主要傳輸手段。
7．損耗低
在同軸電纜組成的系統(tǒng)中，最好的電纜在傳輸800MHz信號時(shí)，每公里的損耗都在40dB以上。相比之下，光導(dǎo)纖維的損耗則要小得多，傳輸1、31um的光，每公里損耗在0．35dB以下若傳輸1．55um的光，每公里損耗更小，可達(dá)0．2dB以下。這就比同軸電纜的功率損耗要小一億倍，使其能傳輸?shù)木嚯x要遠(yuǎn)得多。此外，光纖傳輸損耗還有兩個(gè)特點(diǎn)，一是在全部有線電視頻道內(nèi)具有相同的損耗，不需要像電纜干線那樣必須引人均衡器進(jìn)行均衡；二是其損耗幾乎不隨溫度而變，不用擔(dān)心因環(huán)境溫度變化而造成干線電平的波動。
二、業(yè)務(wù)上的需求和市場的競爭
伴隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)目在不斷的增加，Internet用戶數(shù)量也在不斷增加，使得通信容量不斷的加大，因此，數(shù)據(jù)通信的帶寬要求顯得更加重要。目前，為了解決數(shù)據(jù)能夠在主干網(wǎng)絡(luò)中順利的傳輸，在通信介質(zhì)方面，對于主干網(wǎng)絡(luò)都采用了光纖作為傳輸媒介。光纖作為主干網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒介，解決了主干線路數(shù)據(jù)負(fù)載問題，使得數(shù)據(jù)能夠順利傳輸。光纖在主干網(wǎng)絡(luò)中取代了傳統(tǒng)的銅線介質(zhì)，但“最后一英里”問題上,還沒有完全的普及光纖，這就造成本地回路成為主干網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。隨著3G網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，用戶“最后一英里”問題應(yīng)該盡快解決。目前，采用的接入方式有：FTTH、FTTB、FTTC。
相關(guān)數(shù)據(jù)表明，2002年至2006年，我國寬帶上網(wǎng)用戶比例由9%上升到52%。寬帶用戶成為大多數(shù)，這標(biāo)志著我國互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)進(jìn)入寬帶時(shí)代。寬帶接入已經(jīng)成為固網(wǎng)運(yùn)營商增長的第一驅(qū)動力。而寬帶業(yè)務(wù)的需求必然刺激相關(guān)寬帶技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，光纖具有近似于無限的帶寬，端到端的全光網(wǎng)絡(luò)是寬帶接入的最終解決方案。隨著光纖接入成本不斷下降、銅纜接入網(wǎng)運(yùn)維成本的攀升，運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)將向以寬帶為特征的下一代網(wǎng)轉(zhuǎn)型。論文格式。隨著今后更多高帶寬業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，F(xiàn)TTH上馬也是大勢所趨。論文格式。
正是基于這種共識，各固網(wǎng)運(yùn)營商在鋪網(wǎng)時(shí)都遵循光進(jìn)銅退的準(zhǔn)則，將投資重心轉(zhuǎn)向光纖接入網(wǎng)。新建商業(yè)樓宇與住宅區(qū)原則上采用光纖覆蓋，控制銅纜投資。FTTH已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室中走出，真正貼近普通用戶，迎來了快速增長的新時(shí)期。
