無線激光通信技術(shù)精選(九篇)
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第1篇：無線激光通信技術(shù)范文
【關(guān)鍵字】 飛行試驗(yàn) 無線光通信 遙測(cè)
隨著我國航空工業(yè)的發(fā)展，各種新型號(hào)飛機(jī)的機(jī)載系統(tǒng)發(fā)展突飛猛進(jìn)，這樣對(duì)試飛測(cè)試提出了更高的要求，測(cè)試參數(shù)和種類的增多直接導(dǎo)致數(shù)據(jù)量的膨脹，同時(shí)也對(duì)遙測(cè)系統(tǒng)形成考驗(yàn)。傳統(tǒng)遙測(cè)鏈路使用的是視距微波通信技術(shù)，可靠的數(shù)據(jù)傳輸速率在幾到幾十兆比特每秒量級(jí)。顯然，傳統(tǒng)遙測(cè)鏈路所能承載的數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)種類很有限，隨著試飛需求的增加，這將成為未來遙測(cè)方案設(shè)計(jì)的瓶頸，尤其針對(duì)高清視頻等高速率信號(hào)傳輸，帶寬不足的問題會(huì)更為突顯。
為解決以上問題，本文旨在探索將無線光通信技術(shù)應(yīng)用行試驗(yàn)中。無線光通信技術(shù)以光波為載頻傳輸信息，相比于微波技術(shù)傳輸容量大的多，遠(yuǎn)距離傳輸可達(dá)Gbps級(jí)，將會(huì)給飛行試驗(yàn)遙測(cè)提供極大的靈活性，并且還具有高度保密，無需頻譜牌照等先天優(yōu)勢(shì)。
一、機(jī)載光通信技術(shù)
1.1 機(jī)載無線光通信技術(shù)應(yīng)用案例
國外科學(xué)家很早之前就開始對(duì)機(jī)載光通信系統(tǒng)進(jìn)行研究，并且做了豐富的試驗(yàn)。
1980年在美國新墨西哥白沙導(dǎo)彈靶場(chǎng)進(jìn)行飛機(jī)與地面之間的激光通信試驗(yàn)，試驗(yàn)持續(xù)三個(gè)月，總計(jì)工作200小時(shí)，激光通信設(shè)備安裝在USAF-KC-135飛機(jī)上，圍繞地面站飛行，相距10～100km之間，完成了用窄光束進(jìn)行激光光束捕獲/跟蹤，對(duì)準(zhǔn)試驗(yàn)認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)下行1000Mbps，上行200kbps的信息傳輸。
1996年12月美國Thermo Trex公司在San Diego進(jìn)行了飛機(jī)-地面站遠(yuǎn)距離的激光通信試驗(yàn)。機(jī)上的APT系統(tǒng)，粗跟蹤萬向支架水平可在±180°、垂直+10°～-90°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，信標(biāo)光束散角為2mrad，信號(hào)光束散角為100urad。
1.2 機(jī)載無線光通信技術(shù)簡(jiǎn)介
機(jī)載光通信技術(shù)是以飛機(jī)為平臺(tái)，進(jìn)行空-地或空-天無線光通信。如圖1.1為機(jī)載無線光通信系統(tǒng)上行通信原理框圖。
地面站一般是可移動(dòng)式車載光端機(jī)及處理系統(tǒng)，根據(jù)飛行計(jì)劃在地面選取合適的區(qū)域駐扎。
信標(biāo)光用來進(jìn)行光端機(jī)之間的光束捕獲，即粗跟蹤，這項(xiàng)技術(shù)在大致方位（一般用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）系統(tǒng)引導(dǎo)到初始位置）掃描另一端光端機(jī)的信標(biāo)光從而實(shí)現(xiàn)光束捕獲，將接收到的光信號(hào)引導(dǎo)到定位探測(cè)器上進(jìn)行精跟蹤，最后調(diào)整收發(fā)端，使光束對(duì)準(zhǔn)。
位置誤差模塊為位置探測(cè)器，可以探測(cè)出光信號(hào)光斑投射到其檢測(cè)面的位置，根據(jù)既定規(guī)則得出的特定位置誤差傳送給計(jì)算機(jī)處理，進(jìn)而控制粗跟蹤系統(tǒng)和精跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行方位矯正，實(shí)現(xiàn)光束對(duì)準(zhǔn)。
二、飛行試驗(yàn)中應(yīng)用無線光通信技術(shù)的探討
2.1 飛行試驗(yàn)中的無線光通信技術(shù)
在飛行試驗(yàn)中應(yīng)用無線光通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖2.1所示，采集器所采集到的全部或所有需實(shí)時(shí)監(jiān)控的數(shù)據(jù)都可以和記錄器輸出的視頻數(shù)據(jù)或總線數(shù)據(jù)合路后，經(jīng)過電光調(diào)制，直接通過機(jī)載無線光通信系統(tǒng)光端機(jī)下發(fā)給地面站。地面站將接收到的光信號(hào)經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換還原，解復(fù)用各路數(shù)據(jù)流以待后續(xù)處理分析。該系統(tǒng)還具有上行傳輸能力，可以遠(yuǎn)程控制整個(gè)試飛測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遙控遙測(cè)能力。
因?yàn)闊o線光通信系統(tǒng)的傳輸速率很高，應(yīng)對(duì)目前飛行試驗(yàn)遙測(cè)的強(qiáng)度綽綽有余，未來的飛機(jī)系統(tǒng)復(fù)雜，機(jī)載系統(tǒng)集成度以及交換信息量會(huì)越拉越大，再加上飛機(jī)航電系統(tǒng)的飛速發(fā)展，在未來飛行試驗(yàn)中有必要加大試飛實(shí)時(shí)監(jiān)控的力度，無線光通信技術(shù)應(yīng)由其發(fā)展的一席之地。
2.2 飛行試驗(yàn)中無線光通信技術(shù)的發(fā)展方向
飛行試驗(yàn)遙測(cè)系統(tǒng)引入無線光通信技術(shù)將有效緩解及應(yīng)對(duì)未來遙測(cè)數(shù)據(jù)量的增加，后期此項(xiàng)技術(shù)還可以繼續(xù)演進(jìn)。
1）微波/無線光通信復(fù)合式遙測(cè)技術(shù)
微波與光波可分別應(yīng)對(duì)不同的氣候狀況，若將微波技術(shù)與無線光通信技術(shù)結(jié)合使用，互為冗余，那么可靠性將極大的提高，確保遙測(cè)數(shù)據(jù)可靠下傳。
2）全光無線光通信技術(shù)
本文介紹的無線光通信系統(tǒng)整體為電-光-電類型，這種架構(gòu)為系統(tǒng)擴(kuò)容的瓶頸。所以本系統(tǒng)一個(gè)演進(jìn)方向?yàn)槿庑蜔o線光通信系統(tǒng)，光信號(hào)由光纖放大器放大后直接由光纖發(fā)射，通過光學(xué)天線的整形準(zhǔn)直發(fā)射出去，接收端由光學(xué)天線直接將光束耦合進(jìn)入光纖繼續(xù)傳輸。這樣，無線光通信即可稱為真正的“虛擬光纖”，可協(xié)議透明的傳輸?shù)墓庑盘?hào)。并且波分復(fù)用技術(shù)，可以使系統(tǒng)容量成倍的增加，不同種類的信號(hào)可以調(diào)制到不同波長(zhǎng)上同時(shí)傳輸。
第2篇：無線激光通信技術(shù)范文
【關(guān)鍵詞】激光通信技術(shù) 發(fā)展前景 應(yīng)用
當(dāng)前的電信體制的改革過程中，對(duì)一些先進(jìn)的技術(shù)有了應(yīng)用，從而將實(shí)際的工作效率得到了有效提升，激光通信技術(shù)在主要就是通過激光在大氣信道當(dāng)中的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)的傳輸，來實(shí)現(xiàn)信息傳輸功能的。在這一發(fā)展背景下加強(qiáng)激光通信技術(shù)的理論研究就有著實(shí)質(zhì)性意義。
一、激光通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及主要特征分析
1.1 激光通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析
激光通信技術(shù)在當(dāng)前的廣泛應(yīng)用主要是基于其自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，這些優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在通信的安全保密，由于激光的直線定向傳播方式，使得其自身發(fā)射的光束比較狹窄有著較好的方向性，所以在實(shí)際的數(shù)據(jù)信息傳遞過程中就有著較強(qiáng)的保密性，除非是在鏈路上被截?cái)啵酥鈹?shù)據(jù)不會(huì)被泄露。還有就是這一通信技術(shù)能夠不需授權(quán)執(zhí)照，設(shè)備間無射頻信號(hào)干擾，并且在實(shí)施的成本層面較為低廉，從造價(jià)上來看是光纖通信工程的1/5左右。不僅如此，最為重要的就是建網(wǎng)的速度相對(duì)較快只需要進(jìn)行在通信點(diǎn)上實(shí)施設(shè)備安裝即可，并且在協(xié)議的透明性方面較好設(shè)備的尺寸小。
1.2 激光通信技術(shù)的主要特征分析
激光通信技術(shù)自身有著鮮明的特征，將激光通信和微波通信相比較而言，對(duì)無線電頻率資源不會(huì)占用，并且有著較好的電磁兼容性，在抗干擾能夠上也比較強(qiáng)。不會(huì)對(duì)人體造成危害，另外就是在通信的品質(zhì)上較好，傳輸?shù)膸捿^大。激光通信技術(shù)通過小功率紅外激光束或者是脈沖作為信道，然后在空間直接傳送分組數(shù)據(jù)，再進(jìn)行數(shù)據(jù)語音以及圖像信息雙向傳送，在實(shí)際的選擇性以及靈敏度方面都相對(duì)較強(qiáng)。
二、激光通信技術(shù)的發(fā)展前景及應(yīng)用
1、激光通信技術(shù)的發(fā)展前景分析。我國的科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步過程中，激光通信技術(shù)在今后的發(fā)展前景也將會(huì)比較廣闊，激光通信技術(shù)在長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展中取得了較好的成果，其在傳輸?shù)倪h(yuǎn)距離問題上得到了解決，并且節(jié)省了大量的通信成本，實(shí)現(xiàn)了和衛(wèi)星技術(shù)共同發(fā)展的目標(biāo)。但激光通信技術(shù)在發(fā)展中也有著一定的問題，最為重要的就是激光通信技術(shù)的發(fā)射接收的設(shè)備相對(duì)比較復(fù)雜，并且需要獨(dú)立的場(chǎng)所放置，在安裝維護(hù)的難度上相對(duì)較大。從當(dāng)前的實(shí)際解決的策略來看，主要是將光纖網(wǎng)絡(luò)與之相結(jié)合，并且對(duì)通信設(shè)備的安裝維護(hù)不足問題得到了有效彌補(bǔ)。激光通信技術(shù)在今后的發(fā)展中，將在城市網(wǎng)絡(luò)通信方面成為主要的應(yīng)用技術(shù)，在激光通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展優(yōu)化過程中，其技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)得到進(jìn)一步的突出。未來的發(fā)展過程中，通信技術(shù)和衛(wèi)星技術(shù)的結(jié)合度將會(huì)更加的緊密，由于光纖通信技術(shù)自身的局限性，在城市網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用匯有著諸多的不足，在這一情況下激光通信技術(shù)就會(huì)為城市通信提供重要的技術(shù)依據(jù)，從而有效的保證城市網(wǎng)絡(luò)通信傳輸速率以及帶寬的有效增長(zhǎng)。
2、激光通信技術(shù)的應(yīng)用。激光通信技術(shù)在實(shí)際生活當(dāng)中也有著比較廣泛的應(yīng)用，其中在企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)互聯(lián)上的應(yīng)用作用就比較突出，企業(yè)的局域網(wǎng)在各網(wǎng)段通常會(huì)被大樓建筑或者是道路阻斷，而FS0設(shè)備的安裝就比較適合應(yīng)對(duì)這～問題，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)各局域網(wǎng)段的互聯(lián)，并能夠有效的解決大樓間的復(fù)雜地貌所帶來的挖溝布線的難題。另外在臨時(shí)的通信以及應(yīng)急搶通的場(chǎng)合也能得到實(shí)際的應(yīng)用，在電視現(xiàn)場(chǎng)直播高質(zhì)量數(shù)字圖像信號(hào)過程中，采取的微波信號(hào)會(huì)受到一些因素的干擾，所以在緊急的情況下能夠通過FSO加以應(yīng)用，從而在抗干擾的能力上能夠得到有效加強(qiáng)，并且還有著較大的帶寬容量。對(duì)一些緊急的事故發(fā)生時(shí)需要通信，對(duì)于光纜的搶通就比較花費(fèi)時(shí)間，并且在效率上也得不到有效提升，雖然微波的應(yīng)用能夠比較迅速，但隨著通信業(yè)務(wù)的增加對(duì)實(shí)際的需求也得不到有效滿足，所以通過激光通信技術(shù)不僅在效率上能夠得到有效提升，同時(shí)在帶寬上也能滿足實(shí)際的需求。將激光通信技術(shù)在高壓電的工作去數(shù)據(jù)采集以及傳輸方面的應(yīng)用也能夠得到效率上的提高，在具體的應(yīng)用過程中，通過將光發(fā)射天線安裝在高壓區(qū)，光接收天線安裝在低壓區(qū)，對(duì)其數(shù)據(jù)的采集主要是通過數(shù)據(jù)在光傳播中加以傳輸，然后再經(jīng)過光接收天線對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，在整個(gè)傳輸?shù)倪^程中不會(huì)受到干擾，所以這就加強(qiáng)了實(shí)際的工作效率。
第3篇：無線激光通信技術(shù)范文
關(guān)鍵字：FSO、Iub接口、傳輸網(wǎng)絡(luò)、大氣信道
中圖分類號(hào)：C39
一、 引言
自由空間激光通信FSO（Free Space Optical Communication）也被稱作無線激光通信或大氣激光通信。是指利用紅外激光束承載信號(hào)，光波在以大氣為傳輸媒介中進(jìn)行傳播的通信方式。WCDMA網(wǎng)絡(luò)中RNC與Node B之間經(jīng)過Iub接口進(jìn)行連接。在無法跨越障礙，或是沒有光纖線路保障的情況下而微波設(shè)備又滿足不了Iub接口帶寬的要求。利用擁有高帶寬、架設(shè)迅速、透明傳輸?shù)忍攸c(diǎn)的FSO可以勝任傳輸接入的基站互聯(lián)、大容量數(shù)據(jù)回傳和傳輸網(wǎng)絡(luò)成環(huán)保護(hù)。
二 、FSO簡(jiǎn)介
1. FSO原理
FSO是由激光通信機(jī)組成的通信系統(tǒng)，它們相互向?qū)Ψ桨l(fā)射被調(diào)制的激光脈沖信號(hào)，接收并解調(diào)來自對(duì)方的激光脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)雙工通信。圖1是FSO通信機(jī)的基本組成框圖。大氣激光通信機(jī)有信號(hào)源、光發(fā)射模塊、光接收模塊三個(gè)部分構(gòu)成。光發(fā)射模塊包括調(diào)制電路、半導(dǎo)體激光器、功率驅(qū)動(dòng)電路、光發(fā)射天線及其對(duì)準(zhǔn)裝置；光接收模塊由光接收天線、光學(xué)濾波器、光電探測(cè)器、放大器、解調(diào)制電路等構(gòu)成。其工作過程為：功率驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)光，把電信號(hào)變?yōu)楣庑盘?hào)，經(jīng)過發(fā)射天線發(fā)射出去，光波通過大氣進(jìn)行傳輸，探測(cè)器探測(cè)接收天線接收到微弱的光信號(hào)，把光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)，電信號(hào)經(jīng)過放大器放大后，被解調(diào)制電路解調(diào)變?yōu)樵夹盘?hào)，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的傳輸。
圖1 FSO的基本模型
大氣激光通信工作波長(zhǎng)：850nm和1550nm。輸出功率在20dbm左右，在不同的天氣狀況下傳輸損耗不同，晴朗天氣最佳，傳輸損耗對(duì)雪是 3～10 dB/km，對(duì)雨是 10～20 dB/km，對(duì)霧是30～50 dB/km。不同波長(zhǎng)的激光在大氣中的吸收衰減也不同。傳輸距離由幾十米到十幾公里不等，最高通信速度可達(dá)2.5Gbps。大氣激光通信在1KM之內(nèi)有著穩(wěn)定的性能和廣泛的應(yīng)用。
由于FSO探測(cè)器主要是SI材料的，峰值響應(yīng)在850nm左右，目前FSO主要采用785-900nm紅外激光波長(zhǎng)的光波進(jìn)行傳送。由于調(diào)制速率與探測(cè)器匹配等問題，二氧化碳激光器無法運(yùn)用其中，相信不久的將來隨著技術(shù)的發(fā)展，更適宜在大氣中傳播的10um光波的應(yīng)用，F(xiàn)SO在雨霧中將有更強(qiáng)的穿透能力，傳輸距離更遠(yuǎn)。
2. FSO特點(diǎn)
作為一種新興的通信方式，大氣激光通信相比于微波通信和光纖通信等其它通信方式具有以下的優(yōu)勢(shì)：
（1） 大氣激光通信具有良好的保密性。由于FSO技術(shù)特點(diǎn)為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)視距通信，倘若信息被截取，同時(shí)受端失去信號(hào)，發(fā)現(xiàn)異常。
（2） 不需要微波頻段許可證，F(xiàn)SO不占用無線電頻譜資源，且信號(hào)間沒有干擾。尤其在微波頻段日益緊缺的情況下，這點(diǎn)顯得意義重大。
（3） 架設(shè)迅速，這點(diǎn)對(duì)于應(yīng)急通信是很重要的。FSO質(zhì)量輕，安裝方便，在2-4小時(shí)之內(nèi)就可架設(shè)使用。
（4） 透明傳輸協(xié)議且傳輸能力大，F(xiàn)SO支持155Mbps-2.5Gbps傳輸距離在1-4Km之內(nèi)，在應(yīng)用中基本等同于光纖通信。
無線大氣激光通信的不足
無線大氣激光通信也存在一些技術(shù)特性本身所決定的弱點(diǎn)：
（1） 在惡劣的環(huán)境下適應(yīng)能力差，通信距離有限
這是因?yàn)榧す庠诖髿庵兴p嚴(yán)重，尤其遇到大霧天氣，甚至無法接通。由于激光具有光的直線傳播的特性，因此無線大氣激光通信只能在視距范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)，通信距離不如傳統(tǒng)的微波無線通信。建議在帶寬條件允許下在信號(hào)調(diào)制后加入糾錯(cuò)碼提升系統(tǒng)性能。
（2） 瞄準(zhǔn)困難
FSO能夠在大氣中進(jìn)行傳輸，激光的校準(zhǔn)和捕獲至關(guān)重要，激光在大氣中傳輸人眼看不見，這就使接收天線不易把握方位，瞄準(zhǔn)困難。一般的無線大氣激光通信系統(tǒng)的發(fā)射天線都設(shè)在大樓上，大風(fēng)或者輕微的地震都會(huì)使天線產(chǎn)生晃動(dòng)，造成光路的偏移，不易瞄準(zhǔn)。隨著APT（自動(dòng)跟蹤掃描系統(tǒng)）技術(shù)的研究和引入和GPS瞄準(zhǔn)方法的應(yīng)用，F(xiàn)SO的跟蹤瞄準(zhǔn)得到改善。
（3） 不能越過障礙物，影響應(yīng)用范圍
FSO是一種視距通信技術(shù)。由于激光不能穿過有形物體，例如建筑物、樹木等障礙物，所以無線大氣激光通信要求在發(fā)射端和接收端之間不能有阻礙光路的障礙物，否則會(huì)造成通信質(zhì)量下降或者無法通信。
綜上特點(diǎn)，F(xiàn)SO不僅對(duì)傳輸業(yè)務(wù)有要求而且對(duì)環(huán)境也有嚴(yán)格的要求，只有對(duì)FSO特點(diǎn)有充分的認(rèn)識(shí)了解才能發(fā)揮出FSO獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
3. FSO組網(wǎng)
FSO 可以認(rèn)定為有限速、短距離傳送的光纖。組網(wǎng)的時(shí)候要充分考慮鏈路的速率要求。目前850nm、1310nm和1550nm波長(zhǎng)信號(hào)均可通過FSO設(shè)備轉(zhuǎn)換后進(jìn)行傳送。FSO上聯(lián)速率不能超過FSO本身設(shè)備速率。FSO組建點(diǎn)到點(diǎn)傳輸。
三 、WCDMA網(wǎng)絡(luò)Iub接口傳輸特點(diǎn)
3G網(wǎng)絡(luò)在目前已經(jīng)逐漸發(fā)展成熟，網(wǎng)絡(luò)覆蓋逐漸加大。由2G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展至3G網(wǎng)絡(luò)，傳輸系統(tǒng)發(fā)生了很大的變化，傳統(tǒng)的SDH設(shè)備和微波（RF）傳輸設(shè)備已經(jīng)滿足不了網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展要求。
1. 以SDH為基礎(chǔ)的傳輸網(wǎng)絡(luò)向MSTP網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)變
MSTP（Multi-Service Transmission Platform）（基于SDH 的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)）是指，基于SDH 平臺(tái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)的接入、處理和傳送，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。以承載話音為主要目的的SDH設(shè)備容量和接口能力都無法滿足業(yè)務(wù)傳輸匯聚的要求。MSTP的引入使得不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)、圖像視頻等業(yè)務(wù)的接入更加便捷，由于通信發(fā)展對(duì)業(yè)務(wù)傳送環(huán)境的變化MSTP得到迅速的普及。
2. Node B基站對(duì)接入層傳輸網(wǎng)絡(luò)的要求
基站接入層傳輸網(wǎng)絡(luò)定位在地市城域網(wǎng)和市縣級(jí)本地網(wǎng)?；窘尤雽又泵鍾NC到Node B之間的傳輸網(wǎng)絡(luò)。接入層的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇榄h(huán)形+鏈型，環(huán)/鏈的結(jié)構(gòu)與基站地理位置、話務(wù)量、帶寬需求和接入基站數(shù)量等相關(guān)。WCDMA演講中R99和R4采用以ATM信元模式承載移動(dòng)業(yè)務(wù)，R5、R6考慮到ATM和IP承載模式的兼容，能夠支持TDM、ATM和IP處理的MSTP必然是WCDMA網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)傳輸平臺(tái)的最主要的實(shí)現(xiàn)方式。相比于2G網(wǎng)絡(luò)RNC比MSC更佳集中，容量更大。相應(yīng)的Node B相比于BTS離基站控制器距離更遠(yuǎn)。
3GPP協(xié)議體系中始終保持電路域和分組域雙棧方式進(jìn)行傳輸，電路域依舊采用E1承載，E1上承載的業(yè)務(wù)可以是ATM，也可以是IP；由于HSDPA不斷提速，最高可達(dá)14.4M，NodeB需要大量E1口，管理和維護(hù)難度加大；FE承載分組域，簡(jiǎn)化NodeB出口數(shù)量，也方便帶寬提速Node B基站對(duì)帶寬的要求，當(dāng)載頻全部配置為語音時(shí)總帶寬最小，一般為3-5*E1載頻全部配置為數(shù)據(jù)時(shí)，總帶寬最大為10-20*E1。當(dāng)R5引進(jìn)HSDPA后對(duì)傳輸要求更高。
HSDPA傳輸帶寬，利用Iub傳輸帶寬公式進(jìn)行計(jì)算。
Iub傳輸帶寬 = （R *Y *N） / （E * PA）
R： 用戶平均速率；Y： 小區(qū)同時(shí)在線數(shù)；N： 基站包含的小區(qū)數(shù)；E： Iub接口傳輸效率系數(shù)， 取值0.6；PA： 傳輸峰均比，可以取值1.3-2.5 。
以3×1小區(qū)為例：
每小區(qū)分配5個(gè)HSDPA碼字，粗略估計(jì)，需要的Iub傳輸帶寬將達(dá)到（3.6*3） / （0.6*1.3）=13.8M，若采用E1，將需要7個(gè)目前終端最多只支持5個(gè)HSDPA碼字，在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，這個(gè)速率都能滿足終端使用考慮到HSDPA和話音混合承載，一般3載扇基站最多需要6～8個(gè)E1，如果僅支持話音，1～2×E1就夠了。
基站設(shè)備采用E1+FE接口完成3G業(yè)務(wù)的傳送，基站語音采用3-5*E1，采用10-20E1綁定FE端口傳送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。Iub接口為RNC和Node B連接接口，RNC與Node B通道化接口采用STM-1＼STM-4光路端口，業(yè)務(wù)側(cè)采用E1+FE接口。
在無法跨越障礙，或是沒有光纖線路保障的情況下而微波設(shè)備又滿足不了Iub接口帶寬的要求。利用擁有高帶寬、架設(shè)迅速、透明傳輸?shù)忍攸c(diǎn)的FSO可以勝任傳輸接入的基站互聯(lián)、大容量數(shù)據(jù)回傳和傳輸網(wǎng)絡(luò)成環(huán)保護(hù)。如表1，光纖、微波（RF）和FSO三者傳輸性能的對(duì)比。
接入方式 光纖 微波（RF） FSO
常用帶寬 10Gbps 8Mbps 155-2.5Gbps
有效傳輸距離 100Km以上 50 Km以上 1-4 Km
建設(shè)時(shí)間 1-3個(gè)月 2-4小時(shí) 2-4小時(shí)
頻率許可 不需要 需要 不需要
市政許可 需要 不需要 不需要
維護(hù)難度 困難 一般 簡(jiǎn)便
成本 高昂 一般 一般
安全性 安全 不安全 安全
氣候影響 低 影響大 影響大
表1 光纖、微波（RF）和FSO三者傳輸性能的對(duì)比
四 、基于Iub接口的FSO應(yīng)用
1. 基站互聯(lián)成環(huán)
由于網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)建大量Node B基站處于簡(jiǎn)單的鏈狀聯(lián)接，無法成環(huán)保護(hù)，由于運(yùn)營競(jìng)爭(zhēng)，基站開通時(shí)間有限，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，光纜資源無法實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，如圖2，利用FSO作為傳輸網(wǎng)絡(luò)的延伸，實(shí)現(xiàn)Node B到傳輸網(wǎng)絡(luò)的接入。實(shí)現(xiàn)基站互聯(lián)數(shù)據(jù)回傳，盡量保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性和接通率。
圖2 利用FSO實(shí)現(xiàn)基站數(shù)據(jù)回傳
2. 鏈路保護(hù)
根據(jù)微波傳輸設(shè)備和FSO設(shè)備的性能特點(diǎn)，微波設(shè)備在雨天損耗較大而FSO能很好的完成傳輸任務(wù)，而在霧天的傳輸性能優(yōu)于FSO。在無法敷設(shè)光纜的重要基站，可以采用RF+FSO方式開通，微波（RF）傳輸語音，采用FSO傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。由于語音業(yè)務(wù)為實(shí)時(shí)通信QOS要求較高，相比起另外在光纜環(huán)境不好的情況下，例如多土建施工的廠礦，河流應(yīng)該用FSO作為光纖鏈路的備份，在MSTP傳輸設(shè)備設(shè)置1+1通道保護(hù)，一路光纖一路為FSO鏈路，當(dāng)發(fā)生光纜故障時(shí)，業(yè)務(wù)自動(dòng)倒換到FSO鏈路上，光纜恢復(fù)后，再倒換恢復(fù)。
3 . 微波改光
在實(shí)施“微改光”工程中，部分微波站點(diǎn)受地域和環(huán)境以及協(xié)調(diào)方面的限制，如高層樓宇、高山河流、廠礦地區(qū)、公路鐵路等地區(qū)引入光纖還是非常困難的。另外，在傳輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和新建工程中也出現(xiàn)同樣的光纖引入困難的情況。利用高帶寬、高速率且安裝方便迅速的FSO設(shè)備可以很好的解決接入問題，在氣候條件和傳輸距離適合的地區(qū)，F(xiàn)SO性能優(yōu)于微波（RF）設(shè)備。
4. 應(yīng)急調(diào)度
在大型文藝匯演、賽事等霧光纖鏈路或者救災(zāi)光纖鏈路中斷的情況下，往往現(xiàn)場(chǎng)大量的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要傳送，利用FSO搭建臨鏈路響應(yīng)快、安裝方便2-3小時(shí)內(nèi)消除故障保障通信，F(xiàn)SO高帶寬特點(diǎn)對(duì)比起微波設(shè)備有著顯著的優(yōu)勢(shì)，微波設(shè)備帶寬只能滿足少量的業(yè)務(wù)傳遞。
五、 結(jié)束語
綜于FSO的技術(shù)特點(diǎn)，在地理和氣候條件適配的地區(qū)，引入FSO設(shè)備作為光纖和微波的互補(bǔ)選擇，適宜的網(wǎng)絡(luò)定位使得FSO能夠在3G傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋和提升網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)健性等方面發(fā)揮很好的作用。
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第4篇：無線激光通信技術(shù)范文
關(guān)鍵詞：激光通信；脈沖位置調(diào)制（PPM）；可編程邏輯陣列（FPGA）；VHDL語言
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.14.132
1 引言
激光無線通信有著不受電磁干擾、保密性好、組網(wǎng)機(jī)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，在很多領(lǐng)域特別是軍事領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[1]。激光通信屬于能量受限的通信系統(tǒng)，影響其調(diào)制格式的性能指標(biāo)主要有平均發(fā)射功率、系統(tǒng)帶寬需求以及誤碼率的大小[2]。目前激光通信常用的調(diào)制方式是OOK（On-Off Keying）調(diào)制，它是以單極性不歸零碼序列來控制正弦載波的開啟與關(guān)閉，其調(diào)制方式簡(jiǎn)單而易于實(shí)現(xiàn)，被廣泛應(yīng)用，但是其功率利用率低，抗干擾能力差[3]。研究較多的還有PPM調(diào)制、MPPM（Multiple PPM）調(diào)制和DPPM（Differential PPM）調(diào)制。通過對(duì)這幾種調(diào)制格式的性能指標(biāo)進(jìn)行比較，結(jié)果表明，隨著調(diào)制階數(shù)的增加，PPM調(diào)制相對(duì)其他調(diào)制方式平均功率最小，光功率利用率最高，并且在平均功率相同的情況下誤碼率最低[4]。因此， PPM調(diào)制相比于其他調(diào)制方式應(yīng)用于激光通信具有很大的優(yōu)越性。
2 基于PPM調(diào)制的激光通信原理
如圖1所示為基于PPM調(diào)制的激光通信原理。首先通過PPM{制模塊將數(shù)字信號(hào)調(diào)制為PPM信號(hào)；然后將PPM信號(hào)的“1”、“0”分別表示為激光的強(qiáng)、弱，利用激光將PPM信號(hào)發(fā)射到自由空間；遠(yuǎn)處的接收裝置接收到激光信號(hào)后，經(jīng)過光電檢測(cè)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，還原出PPM信號(hào)； PPM解調(diào)模塊再將PPM信號(hào)還原成數(shù)字信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)激光通信。本文主要介紹PPM調(diào)制模塊的設(shè)計(jì)。
3 PPM調(diào)制模塊設(shè)計(jì)
3.1 PPM調(diào)制方案
本文根據(jù)PPM的基本原理，利用FPGA（Field Programmable Gate Array）的高速并行特性，使用VHDL硬件描述語言設(shè)計(jì)了一個(gè)用于激光通信的PPM調(diào)制模塊。PPM調(diào)制方案如圖2所示，主頻經(jīng)分頻產(chǎn)生需要的時(shí)鐘頻率，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過采樣、脈沖位置信息編碼、移位輸出的過程，最終形成PPM信號(hào)。
隨著調(diào)制階數(shù)的增大，PPM的光功率利用率越高，但是所需要的帶寬也隨之增大[5]，本文以16-PPM為例，對(duì)信源進(jìn)行調(diào)制解調(diào)。傳統(tǒng)的PPM調(diào)制采用的是單極性不歸零碼，正電平代表邏輯1，負(fù)電平代表邏輯0，每傳輸完一位數(shù)據(jù)，信號(hào)返回到零電平。如果遇到PPM編碼首尾相接的情況，勢(shì)必要連續(xù)發(fā)送正電流，這樣使某一位碼元與其下一位碼元之間沒有間隙，不易區(qū)分識(shí)別。采用歸零碼可以改善這種狀況，當(dāng)發(fā)“1”碼時(shí)，發(fā)出正電流，但持續(xù)時(shí)間短于一個(gè)碼元的時(shí)間寬度，當(dāng)發(fā)“0”碼時(shí)，仍然不發(fā)送電流。本文結(jié)合這兩種編碼方式的優(yōu)點(diǎn)，采用占空比為50%的單極性歸零碼與16-PPM編碼相結(jié)合的方式，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行PPM調(diào)制。
3.1.1 時(shí)鐘分頻
主頻頻率經(jīng)過分頻產(chǎn)生采樣時(shí)鐘、幀時(shí)鐘和時(shí)隙時(shí)鐘。采樣頻率設(shè)計(jì)為100kHz，由于16-PPM一幀有4位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，有16個(gè)時(shí)隙，因此時(shí)隙時(shí)鐘頻率應(yīng)為采樣時(shí)鐘頻率的4倍，為幀時(shí)鐘頻率的1/4。從而時(shí)隙時(shí)鐘頻率為400kHz，幀時(shí)鐘頻率為25kHz。
3.1.2 采樣
采樣時(shí)鐘在每個(gè)時(shí)鐘上升沿?cái)?shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并將采樣時(shí)鐘的同步計(jì)數(shù)器加一，然后將采集到的數(shù)據(jù)放入緩存器中。計(jì)數(shù)器計(jì)滿4個(gè)數(shù)就清零，同時(shí)將緩存的數(shù)據(jù)并行輸出。采樣頻率越高，采樣產(chǎn)生的數(shù)據(jù)波形越接近原始信號(hào)波形，在FPGA資源足夠的前提下，采樣頻率應(yīng)該盡可能提高，從而保證解調(diào)還原后的數(shù)據(jù)波形更加接近原始數(shù)據(jù)波形[6]。
3.1.3 脈沖位置信息編碼
將采樣緩存輸出的四位并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為脈沖位置信息編碼，位置信息編碼為16位并行數(shù)據(jù)，有且僅有一位為‘1’，其余位均為“0”，“1”，例如數(shù)據(jù)0000對(duì)應(yīng)的編碼為0000000000000001。
3.1.4 移位輸出
每當(dāng)幀時(shí)鐘的上升沿到來時(shí)，就將16位脈沖位置信息編碼存入移位寄存器中。當(dāng)時(shí)隙時(shí)鐘的上升沿到來時(shí)，移位寄存器就將存入的脈沖位置編碼數(shù)據(jù)右移一位，并輸出最低位數(shù)據(jù)，當(dāng)時(shí)隙時(shí)鐘的下降沿到來時(shí)，就將數(shù)據(jù)清零，如此便將脈沖位置信息轉(zhuǎn)換為歸零PPM信號(hào)。當(dāng)寄存器中的16位數(shù)據(jù)完全輸出時(shí)，此時(shí)幀時(shí)鐘上升沿剛好到來，新的脈沖位置信息編碼數(shù)據(jù)存入寄存器，如此周期循環(huán)，便將原始數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為歸零PPM調(diào)制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)PPM調(diào)制。
3.2 FPGA設(shè)計(jì)與仿真
FPGA的頂層模塊設(shè)計(jì)如圖3所示。主要包括采樣模塊（chuanbing）、脈沖位置編碼模塊（yima）、脈沖輸出模塊（jiyi）和一個(gè)分頻（fenpin）模塊。
3.2.1 采樣模塊的仿真
采樣模塊主要利用采樣時(shí)鐘，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行信號(hào)采集、同步計(jì)數(shù)、緩存、輸出。主要完成一個(gè)串并轉(zhuǎn)換的過程，該模塊的仿真波形如圖4所示。
3.2.2 脈沖位置編碼模塊的仿真
脈沖位置編碼模塊將緩存輸出的四位并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為16位PPM脈沖位置信息編碼，該模塊的仿真波形如圖5所示。
3.2.3 脈沖輸出模塊的仿真
脈沖輸出模塊利用時(shí)隙時(shí)鐘進(jìn)行同步計(jì)數(shù)，將寄存的脈沖位置信息移位輸出，并在時(shí)隙時(shí)鐘的下降沿將數(shù)據(jù)置零，最終形成歸零PPM調(diào)制信號(hào)，該模塊的仿真波形如圖6所示。
4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析
實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的連接如圖7，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過PC機(jī)的串口收發(fā)數(shù)字信號(hào)，利用PC機(jī)的TXD端發(fā)送數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過PPM調(diào)制模塊，產(chǎn)生PPM信號(hào)。PPM信號(hào)通過PPM解調(diào)模塊還原為數(shù)字信號(hào)，并利用PC機(jī)的RXD端接收還原后的數(shù)字信號(hào)。將示波器的CH1通道和CH2通道分別接在PPM調(diào)制模塊的輸入和輸出端，檢驗(yàn)波形是否與理論相符。
4.1 實(shí)驗(yàn)波形的驗(yàn)證
圖8為PPM信號(hào)調(diào)制前后的波形對(duì)比圖，通過比較波形1的原始數(shù)字信號(hào)與波形2中的PPM信號(hào)， PPM信號(hào)與對(duì)應(yīng)的原始數(shù)字信號(hào)相吻合，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論一致。
4.2 誤碼率驗(yàn)證
通過對(duì)不同傳輸速率下的PPM調(diào)制的誤碼率進(jìn)行實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，驗(yàn)證該通用PPM調(diào)制模塊的通用性，圖9是38400波特率時(shí)串口的收發(fā)數(shù)據(jù)?？梢钥闯觯涸撏ㄓ肞PM調(diào)制模塊可以滿足在38400波特率以內(nèi)的數(shù)據(jù)通信，誤碼率極低，適用性很強(qiáng)。
5 結(jié)論
本文將歸零碼與PPM相結(jié)合，設(shè)計(jì)了可用于激光通信的通用PPM調(diào)制模塊，相比于傳統(tǒng)的OOK調(diào)制具有更高的光平均利用率和更低的誤碼率。通過波形仿真和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該模塊可以滿足38400bps
以內(nèi)的數(shù)據(jù)通信。將該P(yáng)PM調(diào)制模塊的IP核設(shè)計(jì)成定制的PPM調(diào)制芯片，用于激光通信的前端，可方便靈活地應(yīng)用于激光通信中，降低激光通信平均功率，具有廣闊的應(yīng)用前景。
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第5篇：無線激光通信技術(shù)范文
關(guān)鍵詞：通信；光纖；數(shù)據(jù)傳輸
中圖分類號(hào)：E968文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
上世紀(jì)六十年代的高錕提出了光傳輸理論，真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的是在1976年，出現(xiàn)了實(shí)用化的光纖傳輸產(chǎn)品。上世紀(jì)八十年代開始有規(guī)模的使用PDH了，二十世紀(jì)九十年代初組建和完善了SDH標(biāo)準(zhǔn)，其主力仍然為PDH。在1994年，通信傳輸?shù)氖走x設(shè)備就是SDH了，到了1998年，開始建設(shè)了DWDM網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)開始探討ASON技術(shù)，也著手研究ASON了。大規(guī)模的對(duì)DWDM進(jìn)行組建是在上世紀(jì)末的時(shí)候，開始，出現(xiàn)了全光網(wǎng)的試驗(yàn)工作。MSTP技術(shù)的開始出現(xiàn)是本世紀(jì)初，并且在工業(yè)生產(chǎn)中逐漸投入了試運(yùn)行，到了2003年的時(shí)候，人們已經(jīng)在通信技術(shù)中使用了ASON/OADM技術(shù)。同時(shí)在2005年的時(shí)候，大規(guī)模的建設(shè)和運(yùn)用ASON技術(shù)，同時(shí)在骨干網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)中也出現(xiàn)了ROADM技術(shù)。這時(shí)候，很多行業(yè)就逐漸出現(xiàn)了光纖通信技術(shù)，我國各行業(yè)現(xiàn)在都使用過光纖通信傳輸技術(shù)，并且很多地方都是采用光纖技術(shù)來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。隨著光器件和LIC技術(shù)的不斷發(fā)展,有效地利用了光纖的1.3㎛與1.55㎛的低損耗、低色散特性,使565Mbit/s和相當(dāng)于565Mbit/s及其以下的光纖通信系統(tǒng)得到普及。1987年左右,1.6 Gbit/s(舊本)、1.7Gbit/s(美國)系統(tǒng)也投入實(shí)用。超高速光纖通信的傳輸方式,除目前廣泛應(yīng)用的光強(qiáng)度調(diào)制――直接檢波(IM/DD)外,還提出了波分復(fù)用、相干光通信、光FDM(光頻分復(fù)用)及光孤子通信等。由于IM/DD光通信方式簡(jiǎn)單,調(diào)制、解調(diào)比較容易,對(duì)器件要求比較低,所以在研究速率更高、距離更長(zhǎng)的新通信方式的同時(shí),仍在探討IM/DD的通信潛力。由于近幾年來超高速光器件和光電集成器件的研制成功,特別是EDFA(摻餌光纖放大器)的出現(xiàn),擴(kuò)大了IM/DD方式的傳輸能力,在傳輸速率和傳輸距離方面,每年都取得新得進(jìn)展。從目前發(fā)表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看,傳輸速率可達(dá)到20 Gbit/s以上,傳輸距離超過1萬km(2.5 Gbit/s)。
1 通信中的光通信技術(shù)
光通信傳輸技術(shù)是近幾十年興起的一種新技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)的今天，利用光通信技術(shù)來進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，使用的很頻繁。所謂的光通信，是一種以光的波為媒介來進(jìn)行傳輸信息的通信方式。無線電波是發(fā)源比較早的通信傳輸數(shù)據(jù)技術(shù)，光波和無線電波一樣都屬于電磁波，但光波的頻率比無線電波的頻率高，波長(zhǎng)比無線電波的波長(zhǎng)要短一些。因此，相比之下光波具有傳輸頻帶寬、抗電磁干擾能力強(qiáng)和通信數(shù)據(jù)量大的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)光波波長(zhǎng)的長(zhǎng)短，可以分為紫外光、可見光和紅外光。其中只有可見光才能為人所看得見，其他波長(zhǎng)的光是人看不見的。但是這些不同波長(zhǎng)的光都能用來傳輸數(shù)據(jù)。如果從光源的特性上來分，可以將光分為非激光通信和激光通信。如果按照廣的傳輸媒介來區(qū)分，可以將光分為有線光通信和無線光通信。常說的光通信傳輸，一般有這五種：紫外線通信、紅外線通信、大氣激光通信、藍(lán)綠光通信和光纖通信。
2 光纖通信技術(shù)內(nèi)涵
文章中的光通信傳輸技術(shù)在專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要是指在油氣田和長(zhǎng)輸管線上的傳輸。文章將光通信傳輸介質(zhì)的四種不同技術(shù)進(jìn)行對(duì)比和分析，這四種技術(shù)分別是：RPR技術(shù)（也叫光以太網(wǎng)彈性分組環(huán)技術(shù)）、、OTN技術(shù)（光傳送網(wǎng)技術(shù)）、SDH及基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)(MSTP技術(shù))。SDH也稱為同步數(shù)字體系、ATM技術(shù)（Asynchronous Transfer Mode顧名思義就是異步傳輸模式技術(shù))。
2.1 光以太網(wǎng)彈性分組環(huán)技術(shù)
光以太網(wǎng)彈性分組環(huán)技術(shù)（RPR技術(shù)）對(duì)于實(shí)時(shí)性的時(shí)分復(fù)用業(yè)務(wù)，RPR技術(shù)定義了協(xié)議,在實(shí)際中需要得到進(jìn)一步的驗(yàn)證。對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而言，RPR技術(shù)具備絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，可以根據(jù)用戶的需求來分配帶寬，該技術(shù)支持統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)和空間復(fù)用技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)營的情況下，可使帶寬利用率相對(duì)SDH網(wǎng)絡(luò)提高3-4倍。RPR技術(shù)還可以對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)化，能有效的支持IP的突發(fā)特性。
2.2 光傳送網(wǎng)
光傳送網(wǎng)也就是OTN技術(shù)，它是采用基于TDM體制的一種復(fù)用技術(shù)，每路信號(hào)占用在時(shí)間上固定的比特位組，信道通過位置進(jìn)行標(biāo)識(shí)，有獨(dú)特的幀結(jié)構(gòu)，可以區(qū)分不同等級(jí)速率，還能在同一網(wǎng)絡(luò)中綜合不同的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，對(duì)于非實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)和實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)都能提供相應(yīng)的承載，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從窄帶到寬帶的綜合業(yè)務(wù)傳輸。該技術(shù)的傳輸設(shè)備可以直接提供工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議接口，不需要借助其他的接入設(shè)備。缺點(diǎn)是該技術(shù)被壟斷，設(shè)備的維護(hù)受原廠家的束縛，與其他非OTN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接總會(huì)有些莫名其妙的故障，設(shè)備的兼容性比較差。
2.3 MSTP技術(shù)
MSTP技術(shù)是SDH及基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)的縮寫，該技術(shù)也是一種光纖傳輸體制，它以同步傳送模塊為基本概念，其模塊由三部分構(gòu)成：段開銷(SOH)、管理單元指針（AU）和信息凈負(fù)荷。MSTP技術(shù)的特點(diǎn)有：第一，克服了SDH設(shè)備中的一些不足，多數(shù)情況下不需要額外的接入設(shè)備，但新技術(shù)產(chǎn)品的增加可能會(huì)需要增加新的接入設(shè)備。第二，能利用虛容器方式來兼容各種PDH的體系。第三，SDH傳輸網(wǎng)具有智能化的路由配置能力、能方便的上下電路、監(jiān)控維護(hù)管理的能力比較強(qiáng)、光接口的標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)統(tǒng)一。
2.4 異步傳輸模式
異步傳輸模式技術(shù)也稱為ATM技術(shù)，ATM雖然可以承載實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)中的時(shí)分復(fù)用業(yè)務(wù)，但每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的延時(shí)都要大于SDH傳輸制式，特別是故障時(shí)系統(tǒng)切換時(shí)間較SDH傳輸制式長(zhǎng)，所以一般在時(shí)分復(fù)用業(yè)務(wù)的承載方面不用ATM技術(shù)。
3 光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用
根據(jù)上文所描述，可知這四種技術(shù)各有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該充分考慮各個(gè)技術(shù)的特點(diǎn)綜合性的來運(yùn)用這些技術(shù)服務(wù)于生產(chǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)中，一般將光纖通信傳輸技術(shù)與實(shí)際的工程情況相結(jié)合，進(jìn)行核算，計(jì)算出合理的工程成本。
經(jīng)過分析在具體的通信傳輸中，其設(shè)計(jì)思路如下。先進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，選擇跟實(shí)際情況相匹配的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，其次根據(jù)實(shí)際情況和相關(guān)費(fèi)用，計(jì)算出合情合理的投資費(fèi)用，最后根據(jù)實(shí)際情況來選擇相應(yīng)的光纖傳輸方式，進(jìn)行實(shí)地使用。既節(jié)約了成本，又保證了通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)捻槙澈桶踩?/p>
參考文獻(xiàn)
[1]高嵩，裴麗，祁春慧，安麗靖，李卓軒，趙瑞峰. 色散對(duì)ROF系統(tǒng)性能的影響[J].光電技術(shù)應(yīng)用，2009，(06).
第6篇：無線激光通信技術(shù)范文
【關(guān)鍵詞】電子通信系統(tǒng)；移動(dòng)衛(wèi)星通信；關(guān)鍵技術(shù)
隨著電子通信技術(shù)的發(fā)展，它同時(shí)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(yùn)用電子通信技術(shù)突破時(shí)間和空間的局限來學(xué)習(xí)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(huì)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(dāng)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(qiáng)。
1.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(huì)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(jì)的神經(jīng)系統(tǒng)和命脈。在現(xiàn)代化信息社會(huì)，電子通信技術(shù)無處不在，它涉及的范圍也很廣，包括移動(dòng)電信、廣播電視、雷達(dá)、聲納、導(dǎo)航、遙控與遙測(cè)以及遙感等領(lǐng)域，還有軍事和國民經(jīng)濟(jì)各部門的各種信息系統(tǒng)都要運(yùn)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(dòng)通信和衛(wèi)星通信。其中移動(dòng)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(gè)領(lǐng)域。
2.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(yīng)用十分廣泛，就其最具代表性的移動(dòng)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(qiáng)和改善。移動(dòng)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?yàn)榭捎脽o線頻譜資源的增加和無線信號(hào)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(dǎo)致空中資源的浪費(fèi)和頻譜效率降低，這也使得網(wǎng)絡(luò)建設(shè)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(yīng)該突破傳統(tǒng)蜂窩體制，應(yīng)用新的移動(dòng)通信技術(shù)。
2.1移動(dòng)通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題
在移動(dòng)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(gè)小區(qū)內(nèi)都有很多個(gè)無線信號(hào)處理單元，這些單元距離都比載波波長(zhǎng)要遠(yuǎn)得多，并且它們都能進(jìn)行功放變頻和信號(hào)預(yù)處理。要在核心處理單元實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理的功能，首先就要完成信號(hào)的收發(fā)功能和一些簡(jiǎn)單的信號(hào)預(yù)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(shí)現(xiàn)。有兩種方式可以實(shí)現(xiàn)分布式移動(dòng)通信，第一種就是在所有的無線信號(hào)處理單元上所有相同的下行鏈路信號(hào)同時(shí)發(fā)射，然后小區(qū)內(nèi)的無線信號(hào)處理單元接收到上行鏈路信號(hào)之后直接傳送到中心處理單元。這種方案優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)則是會(huì)不斷干擾系統(tǒng)，阻礙了系統(tǒng)容量的擴(kuò)大。第二種方式則是在整個(gè)業(yè)務(wù)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(hào)處理單元來實(shí)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(dòng)臺(tái)相近的信號(hào)處理單元負(fù)責(zé)與移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信”的方式。第二種較之第一種更理想，但同時(shí)它也更復(fù)雜。
分布式移動(dòng)通信較傳統(tǒng)的移動(dòng)通信技術(shù)有幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，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(yīng)，還能夠保證不衰落和擴(kuò)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(hào)的功率，還能降低其切換次數(shù)。第四是它對(duì)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(shí)現(xiàn)任意形狀的無線業(yè)務(wù)服務(wù)區(qū)，還能核心處理單元集中處理信號(hào)。更能有效利用無線資源。
子通信系統(tǒng)分為5層：應(yīng)用層、驅(qū)動(dòng)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(yīng)明確，接口應(yīng)簡(jiǎn)單，從而為硬軟件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)奠定良好的基礎(chǔ)：應(yīng)用層是通信系統(tǒng)的最高層次，它實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)管理功能（如初始化、維護(hù)、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(dòng)層是應(yīng)用層與底層的軟件接口。為實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層的管理功能，驅(qū)動(dòng)層應(yīng)能控制子系統(tǒng)內(nèi)多路傳輸總線接口（簡(jiǎn)稱MBI）的初始化、啟動(dòng)、停止、連接、斷開、啟動(dòng)其自測(cè)試，監(jiān)控其工作狀態(tài)，控制其和子系統(tǒng)主機(jī)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(wù)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?？刂瓶偩€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(yīng)用層、驅(qū)動(dòng)層在各個(gè)子系統(tǒng)主機(jī)上實(shí)現(xiàn)，傳輸層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層在MBI上實(shí)現(xiàn)。
2.2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(jìn)，它也有很大的優(yōu)勢(shì)，包括通信距離遠(yuǎn)并且容量大，通信線路質(zhì)量穩(wěn)定可靠以及機(jī)動(dòng)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(diǎn)。但隨著不斷快速發(fā)展的全球信息化產(chǎn)業(yè)，人們對(duì)信息的需求也越來越復(fù)雜多樣，電子通信技術(shù)已進(jìn)入高速、多媒體、業(yè)務(wù)多樣化和可移動(dòng)的個(gè)性化時(shí)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(wù)需求。以及衛(wèi)星通信應(yīng)用寬帶IP的難點(diǎn)?，F(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(gè)就是數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，它能讓靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)壓縮都能有效提高通信系統(tǒng)在時(shí)間、頻帶、能量上的工作效率；第二個(gè)就是智能衛(wèi)星天線系統(tǒng)；第三個(gè)就是寬帶IP衛(wèi)星通信技術(shù)的研究；第四個(gè)就是新型高效的數(shù)字調(diào)制及信道編碼技術(shù)；第五個(gè)就是多址連接技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)展；第六個(gè)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(huì)通過激光通信來實(shí)現(xiàn)，激光的優(yōu)勢(shì)會(huì)在互聯(lián)衛(wèi)星網(wǎng)中得到充分發(fā)揮，因?yàn)樵谀抢锝?jīng)常會(huì)應(yīng)用到激光通信技術(shù)，它在外層空間進(jìn)行，所以不會(huì)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(hào)時(shí)長(zhǎng)。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(gè)數(shù)量級(jí)的理想情況下，天線孔徑尺寸會(huì)比微波通信衛(wèi)星減小一個(gè)數(shù)量級(jí)”的觀點(diǎn)。那么如果在空間無線電通信中以激光作為載體來進(jìn)行工作和運(yùn)行未來的衛(wèi)星之間進(jìn)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(gè)信息化時(shí)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(dòng)通信技術(shù)和衛(wèi)星通信技術(shù)，移動(dòng)通信技術(shù)體現(xiàn)在日常的電視廣播網(wǎng)絡(luò)等各種電子傳輸工具上，而衛(wèi)星通信系統(tǒng)則運(yùn)用在比較大型的工程上。電子通信系統(tǒng)的發(fā)達(dá)和完善與否直接決定了一個(gè)國家和社會(huì)的強(qiáng)弱，所以對(duì)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(yùn)用和完善它。
【參考文獻(xiàn)】
第7篇：無線激光通信技術(shù)范文
關(guān)鍵詞：通信系統(tǒng)；措施
Abstract: in today's society, the electronic products have penetrated into people's lives, they raised a higher quality of life of service to our. With the rapid development of scientific construction of our country, the communications industry as a product of the information age, plays an important role there is nothing comparable to this, its applicability, universality, popularity is more people be obvious to people.
Keywords: communication system; measures
中圖分類號(hào)：E965 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2013）
引言：
通信技術(shù)幫助人們傳達(dá)與他人之間需要的信息，具有傳遞速度快、傳遞范圍廣以及傳遞路程遠(yuǎn)等優(yōu)勢(shì)與特征，在極大程度上改善了人們的生活水平與質(zhì)量、提高了人們的工作效率，并節(jié)省了寶貴的時(shí)間，為人們營造出了方便、快捷的生活環(huán)境，加速了社會(huì)的發(fā)展與建設(shè)，因而被世界各國所廣泛采用。
一、電子通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)問題
近幾年來， 電子通信技術(shù)應(yīng)用十分廣泛， 就其最具代表性的移動(dòng)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(qiáng)和改善。
1、 移動(dòng)通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題
在移動(dòng)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(gè)小區(qū)內(nèi)都有很多個(gè)無線信號(hào)處理單元，這些單元距離都比載波波長(zhǎng)要遠(yuǎn)得多，并且它們都能進(jìn)行功放變頻和信號(hào)預(yù)處理。要在核心處理單元實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理的功能，首先就要完成信號(hào)的收發(fā)功能和一些簡(jiǎn)單的信號(hào)預(yù)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(shí)現(xiàn)。有兩種方式可以實(shí)現(xiàn)分布式移動(dòng)通信，第一種就是在所有的無線信號(hào)處理單元上所有相同的下行鏈路信號(hào)同時(shí)發(fā)射，然后小區(qū)內(nèi)的無線信號(hào)處理單元接收到上行鏈路信號(hào)之后直接傳送到中心處理單元。這種方案優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)則是會(huì)不斷干擾系統(tǒng)，阻礙了系統(tǒng)容量的擴(kuò)大。第二種方式則是在整個(gè)業(yè)務(wù)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(hào)處理單元來實(shí)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(dòng)臺(tái)相近的信號(hào)處理單元負(fù)責(zé)與移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信”的方式。第二種較之第一種更理想，但同時(shí)它也更復(fù)雜。
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(jìn)，它也有很大的優(yōu)勢(shì)，包括通信距離遠(yuǎn)并且容量大，通信線路質(zhì)量穩(wěn)定可靠以及機(jī)動(dòng)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(diǎn)。但隨著不斷快速發(fā)展的全球信息化產(chǎn)業(yè)，人們對(duì)信息的需求也越來越復(fù)雜多樣，電子通信技術(shù)已進(jìn)入高速、多媒體、業(yè)務(wù)多樣化和可移動(dòng)的個(gè)性化時(shí)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(wù)需求。以及衛(wèi)星通信應(yīng)用寬帶 IP的難點(diǎn)。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，
2.1 數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，它能讓靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)壓縮都能有效提高通信系統(tǒng)在時(shí)間、頻帶、能量上的工作效率。
2.2 智能衛(wèi)星天線系統(tǒng)。
2.3 寬帶 IP衛(wèi)星通信技術(shù)的研究。
2.4 新型高效的數(shù)字調(diào)制及信道編碼技術(shù)。
2.5 多址連接技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)展。
2.6 衛(wèi)星激光通信技術(shù)。
未來的衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)率會(huì)通過激光通信來實(shí)現(xiàn)，激光的優(yōu)勢(shì)會(huì)在互聯(lián)衛(wèi)星網(wǎng)中得到充分發(fā)揮，因?yàn)樵谀抢锝?jīng)常會(huì)應(yīng)用到激光通信技術(shù)，它在外層空間進(jìn)行，所以不會(huì)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(hào)時(shí)長(zhǎng)。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(gè)數(shù)量級(jí)的理想情況下，天線孔徑尺寸會(huì)比微波通信衛(wèi)星減小一個(gè)數(shù)量級(jí)”的觀點(diǎn)。那么如果在空間無線電通信中以激光作為載體來進(jìn)行工作和運(yùn)行未來的衛(wèi)星之間進(jìn)行激光通信是很有前途的
二、我國通信行業(yè)服務(wù)質(zhì)量的改善措施
1 樹立正確的思想觀念
若想提高通信行業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，首先必須要提升、優(yōu)化內(nèi)部員工的思想觀念。對(duì)于公司管理人員的要求更需嚴(yán)格提高，使管理人員明白服務(wù)質(zhì)量是企業(yè)戰(zhàn)略制定的關(guān)鍵。人是直接參與施工的組織者、指揮者和操作者，作為控制對(duì)象，要避免產(chǎn)生失誤，作為控制動(dòng)力，要充分調(diào)動(dòng)人的積極性，發(fā)揮人的主導(dǎo)作用。為此，除了加強(qiáng)對(duì)施工隊(duì)伍人員的勞動(dòng)紀(jì)律教育、職業(yè)道德教育、專業(yè)技術(shù)培養(yǎng)、健全崗位責(zé)任制、改善勞動(dòng)條件外，還要根據(jù)工程特點(diǎn)，對(duì)技術(shù)復(fù)雜、難度大、精度高的工序或操作，由技術(shù)熟練、經(jīng)驗(yàn)豐富的施工人員來完成，嚴(yán)格禁止無技術(shù)資質(zhì)的人員上崗操作。
2 用心理解客戶，及時(shí)反思、檢討
通信行業(yè)是一種特殊的服務(wù)行業(yè)，客戶對(duì)通信行業(yè)服務(wù)質(zhì)量的衡量是一種體現(xiàn)在使用過程中的感受。思索客戶所需要的是何種服務(wù)，怎樣才能夠加以改善，以致全面滿足客戶的要求。對(duì)于工程項(xiàng)目來說，質(zhì)量是關(guān)鍵，器材是保障。建設(shè)監(jiān)理要了解通信設(shè)備及器材的質(zhì)量、 性能、特點(diǎn)、技術(shù)參數(shù)，必須把好質(zhì)量關(guān)。特別是通信線路方面的器材，更應(yīng)該注重適用地點(diǎn)的氣候條件、地理環(huán)境等因素，驗(yàn)證產(chǎn)品的合格證、使用許可證、入網(wǎng)證，杜絕“三無” 產(chǎn)品和以舊充新、以壞充好的偽劣產(chǎn)品，避免器材質(zhì)量問題影響整個(gè)工程質(zhì)量和使用壽命。
3 統(tǒng)一整合、完善一線服務(wù)流程
鑒于直接與客戶溝通的一線服務(wù)人員工作量大，不僅要面對(duì)諸多不同的客戶，還要努力學(xué)習(xí)企業(yè)各項(xiàng)業(yè)務(wù)知識(shí)等，因此，若要全面提升通信行業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，必須統(tǒng)一整合、完善一線服務(wù)流程。最好將一線工作人員明確分工，設(shè)置專人專門與客戶溝通;另設(shè)置業(yè)務(wù)咨詢，專門為客戶提供講解企業(yè)項(xiàng)目?jī)?nèi)容等。只有分工明確，完善一線服務(wù)流程，減輕一線員工的工作壓力，員工才能夠以最好的狀態(tài)服務(wù)客戶。至于一線管理人員，應(yīng)避免多頭管理這一弊端，獨(dú)設(shè)一人為前臺(tái)主管即可，所有服務(wù)營銷的指令均由一位主管人員或一個(gè)部門下達(dá)。
4、環(huán)境控制
通信工程項(xiàng)目由于點(diǎn)多面廣、施工周期長(zhǎng)、流動(dòng)性大等特點(diǎn)，不同的工程影響工程質(zhì)量的環(huán)境因素也不同，要根據(jù)工程技術(shù)環(huán)境、勞動(dòng)環(huán)境、工作環(huán)境等具體條件和特點(diǎn)，采取有效的措施來控制環(huán)境因素對(duì)工程質(zhì)量的影響。尤其是施工現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)建立文明施工和文明生產(chǎn)的環(huán)境，杜絕“野蠻”施工和違規(guī)施工，保持器材、工料堆放有序，道路暢通，為確保工程質(zhì)量、安全創(chuàng)造良好的條件
5、保證實(shí)際服務(wù)內(nèi)容的真確性
任何企業(yè)唯有在客戶中樹立良好的口碑，才能夠長(zhǎng)久的以誠信立足于客戶的心目中。因此，企業(yè)在宣傳、廣告時(shí)，應(yīng)實(shí)事求是，不虛假的宣傳，過度夸張的宣傳同樣會(huì)被公眾視之為“造假”。因此，在廣告或進(jìn)行宣傳時(shí)，應(yīng)尊重客戶的知情權(quán)，不僅宣傳自己企業(yè)或產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也不應(yīng)完全掩蓋自己企業(yè)或產(chǎn)品的缺點(diǎn)，使客戶后知后覺，留下負(fù)面印象。通信行業(yè)提升服務(wù)質(zhì)量并非是一朝一夕之事，應(yīng)從平時(shí)便加強(qiáng)對(duì)員工素養(yǎng)的培訓(xùn)，全面提升企業(yè)所有員工的整體思想觀念與服務(wù)意識(shí)，力求使企業(yè)各部門相輔相承，優(yōu)化各項(xiàng)業(yè)務(wù)與服務(wù)的流程，才能夠真正提高企業(yè)的整體服務(wù)質(zhì)量。
三、新時(shí)期通信行業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇
1 技術(shù)進(jìn)步帶來的發(fā)展空間
隨著科學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，多元文化背景促使現(xiàn)代通信行業(yè)進(jìn)入了更廣闊的發(fā)展空間，計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)的融合，新的通訊產(chǎn)品不斷出現(xiàn)和升級(jí)，在西方發(fā)達(dá)國家的通信技術(shù)不斷發(fā)展的同時(shí)，也為我國通信行業(yè)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。
2、我國在通信行業(yè)不斷建立和完善的法律法規(guī)為通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了良好的環(huán)境。
隨著三網(wǎng)融合力度的不斷擴(kuò)大，其在我國通信行業(yè)也取得了較大的進(jìn)展。我國先后頒布了《電子信息產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》等文件，通過直接和間接兩個(gè)途徑為我國通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好的環(huán)境，促進(jìn)通信產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。
3、在經(jīng)受了金融危機(jī)的嚴(yán)重打擊后，我國經(jīng)濟(jì)恢復(fù)了良好的發(fā)展勢(shì)頭，為通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有效的經(jīng)濟(jì)支持。在國家宏觀政策如貨幣政策、財(cái)政政策等方面都為通信行業(yè)的發(fā)展提供了便捷的途徑，使得我國經(jīng)濟(jì)回升的良好勢(shì)頭得以保持的同時(shí)，也推動(dòng)了通信市場(chǎng)的不斷發(fā)展。
4、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整為通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了更多的機(jī)遇。隨著我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，并且將其作為未來一段時(shí)間內(nèi)我國經(jīng)濟(jì)工作的主要內(nèi)容，而加快信息技術(shù)與工業(yè)發(fā)展的有機(jī)結(jié)合正是進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整最為有效的方式。
四、結(jié)束語
總而言之，通信技術(shù)的適用性、廣泛性與影響力不言而喻，電子通信系統(tǒng)的發(fā)達(dá)和完善與否直接決定了一個(gè)國家和社會(huì)的強(qiáng)弱，所以對(duì)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(yùn)用和完善它。
參考文獻(xiàn)：
第8篇：無線激光通信技術(shù)范文
關(guān)鍵詞:激光無線通信;精跟蹤;APT系統(tǒng);PZT控制器
中圖分類號(hào):TP211.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1004-373X(2009)19-004-03
Precision Tracking System in Wireless Laser Communication Based on FPGA
YIN Chaoliang,AI Yong
(College of Electronic Information,Wuhan University,Wuhan,430079,China)
Abstract:Precision tracking is a key technology in beacon′s acquisition,pointing and tracking system of wireless laser communication.The precision tracking system′s every part is introduced,it uses high frame rate CMOS camera to acquisition facula of the beacon,qualitative-force to calculate facula center,uses high speed DAC,PZT controller and high-precision galvano-meter mirror as optical control system,and incremental PID algorithm as the tracking algorithm.Then using Altera′s Cyclone series FPGA chip as the whole system′s controller to develop a separate low-power portable precision tracking platform,which can meet the application of scientific research project.
Keywords:wireless laser communication;precision tracking;APT system;PZT controller
0 引 言
以大氣作為傳輸介質(zhì),激光作為信息載體進(jìn)行無線通信時(shí),空-地激光無線通信是激光無線通信的一種常見形式,信標(biāo)光的準(zhǔn)確捕獲、瞄準(zhǔn)與跟蹤(Acquisition,Pointing and Tracking,APT)是其關(guān)鍵技術(shù),APT系統(tǒng)主要用于建立和維持激光通信鏈路,是進(jìn)行激光無線通信的關(guān)鍵技術(shù)。由于激光光束窄、發(fā)散角小,在大氣傳輸過程中存在大氣散射、折射、湍流等現(xiàn)象,再加上激光通信平臺(tái)的振動(dòng)等因素,會(huì)造成激光光束偏離目標(biāo),使得瞄準(zhǔn)、捕獲和跟蹤技術(shù)問題變得十分突出[1,2]。
APT系統(tǒng)分為粗跟蹤系統(tǒng)和精跟蹤系統(tǒng)。粗跟蹤系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)完成信標(biāo)光的初始時(shí)期的大范圍掃描和捕獲,引導(dǎo)信標(biāo)光光斑進(jìn)入精跟蹤視場(chǎng),跟蹤精度和帶寬較低;精跟蹤系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)完成信標(biāo)光的精確跟蹤和鎖定,國內(nèi)外已進(jìn)行了有關(guān)精跟蹤的不少研究[3-5],它所要求的跟蹤精度和帶寬較高,它的精度和帶寬決定了整個(gè)APT系統(tǒng)的精度和帶寬,同時(shí)它的另一個(gè)主要功能是克服因大氣擾動(dòng)和平臺(tái)振動(dòng)造成的信標(biāo)光光斑抖動(dòng),維持穩(wěn)定的激光通信鏈路。針對(duì)目前激光無線通信所要用到的關(guān)鍵技術(shù),和空-地激光無線通信終端應(yīng)具有集成度高、功耗低、體積小和重量輕等一系列特點(diǎn),本文設(shè)計(jì)了一種以FPGA作為控制芯片的精跟蹤系統(tǒng)。
1 系統(tǒng)組成及功能概述
以Altera公司的Cyclone系列FPGA為控制核心的雙FPGA系統(tǒng),一塊用于控制高幀頻相機(jī),并將圖像數(shù)據(jù)通過基于1394協(xié)議接口的傳輸線傳輸?shù)搅硪粔KFPGA,在第二塊FPGA中進(jìn)行光斑坐標(biāo)提取和完成跟蹤算法,系統(tǒng)使用一款基于Cameralink接口的高幀頻CMOS相機(jī)作為圖像傳感器采集信標(biāo)光光斑,以高速數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片DAC712P、雙通道PZT控制器和高精度PZT振鏡用于構(gòu)成光路偏轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)。PC機(jī)用于設(shè)定相機(jī)工作參數(shù),與FPGA板間數(shù)據(jù)通信采用Cypress公司提供的支持USB 2.0協(xié)議的CY7C68013芯片。
如圖1所示為系統(tǒng)的組成框圖,在終端設(shè)備中,由光學(xué)天線接收到的信標(biāo)光經(jīng)過高幀頻CMOS相機(jī)轉(zhuǎn)換為灰度圖像,FPGAⅠ將灰度圖像數(shù)據(jù)由Cameralink接口接收后,經(jīng)過重新組合,然后通過基于1394協(xié)議的接口芯片轉(zhuǎn)換為串行差分信號(hào)發(fā)送至圖象處理板,板上的FPGA Ⅱ把圖像數(shù)據(jù)接收后放入其內(nèi)部的一級(jí)緩存RAM中,再從一級(jí)緩存中取出數(shù)據(jù)通過乒乓操作將其存放到其外部的二級(jí)緩存PSRAM陣列中,然后FPGAⅡ把圖像數(shù)據(jù)從PSRAM陣列中取出,采用質(zhì)心算法計(jì)算光斑中心坐標(biāo),并把圖像數(shù)據(jù)通過USB接口控制模塊發(fā)送到PC機(jī)進(jìn)行顯示,便于用戶實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。同時(shí)把計(jì)算出的光斑中心坐標(biāo)根據(jù)PID跟蹤算法計(jì)算出偏置調(diào)節(jié)量,通過數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC712P轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)后經(jīng)過PZT控制器實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大,最后使PZT振鏡在兩路實(shí)時(shí)程控電壓的控制下進(jìn)行相應(yīng)的二維偏轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)對(duì)因大氣湍流等因素造成的接收光束的抖動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償,達(dá)到穩(wěn)定接收光斑中心位置,維持穩(wěn)定的激光通信鏈路目的。
圖1 系統(tǒng)組成框圖
2 系統(tǒng)硬件部分設(shè)計(jì)
2.1 光斑采集及處理部分
光斑采集及處理部分主要由高幀頻CMOS相機(jī)MV-D1024E和對(duì)其進(jìn)行控制的FPGA組成。采用的兩塊FPGA均是Altera公司的Cyclone系列的EP1C6Q240C8,具有5 980個(gè)邏輯單元,120 000個(gè)典型門資源和185個(gè)可編程I/O口,最高工作時(shí)鐘可達(dá)300 MHz以上,核心供電電壓為1.5 V,I/O供電電壓3.3 V,通過JTAG實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配置[6]。配置芯片EPC4串行ROM容量約為4 MB,可重復(fù)編程50次左右,JTAG接口符合IEEE Std.1149.1標(biāo)準(zhǔn)。
MV-D1024E是高速高動(dòng)態(tài)的CMOS相機(jī)系列[7],采用CMOS主動(dòng)像元技術(shù),具有12位的采樣分辨率和1 024×1 024的像素分辨率,在此分辨率下幀頻能達(dá)到150幀/s,曝光時(shí)間由10 μs~0.41 s,25 ns步進(jìn)可調(diào),采用Camera Link接口,用串行口對(duì)相機(jī)進(jìn)行配置。相機(jī)時(shí)序由幀頻FVAL、行頻LVAL和數(shù)據(jù)幀DVAL控制,當(dāng)它們同時(shí)為高電平時(shí),在相機(jī)時(shí)鐘PCLK上升沿時(shí)數(shù)據(jù)總路線上才有數(shù)據(jù)。
在光斑中心提取算法中,采用較為實(shí)用的質(zhì)心法,該算法計(jì)算簡(jiǎn)單,便于FPGA實(shí)現(xiàn),因其抗噪聲干擾能力較弱,當(dāng)噪聲增大時(shí),光斑中心提取精度降低,則系統(tǒng)選取了灰度加權(quán)質(zhì)心法來計(jì)算光斑中心。若目標(biāo)區(qū)域?yàn)镹×N,則質(zhì)心的位置為:
xc=∑Ni=1i×f(i,j)∑Ni=1∑Nj=1f(i,j),
yc=∑Ni=1j×f(i,j)∑Ni=1∑Nj=1f(i,j)
(1)
式中:i,j為目標(biāo)區(qū)中像元的橫縱坐標(biāo);f(i,j)為像元的灰度值。質(zhì)心法反映了目標(biāo)的能量分布狀況。該算法適用于類似于精跟蹤系統(tǒng)接收視場(chǎng)小而光班范圍相對(duì)較大的情況。
2.2 數(shù)據(jù)傳輸及通信接口部分
Camera Link用于相機(jī)和FPGA板間的數(shù)據(jù)交換,其傳輸率高達(dá)1 Gb/s,且抗噪較好,可以提供高分辨率和各種幀頻的數(shù)字化數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)輸出采用了LVDS格式,根據(jù)應(yīng)用要求,其支持基本(Base)、中檔(Medium)、全部(Full)等數(shù)字格式,該接口具有開放式的接口協(xié)議,兼容性好[8]。它適用于CCD或CMOS等數(shù)字式相機(jī)與圖像采集系統(tǒng)間的通信接口。
USB接口用于FPGA與PC機(jī)間的數(shù)據(jù)和指令的交換,其具有高速度、低成本、低功耗、即插即用和使用維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),采用IEEE1394總路線協(xié)議,最高帶寬可達(dá)到480 Mb/s。采用Cypress公司的EZ-USBFX2系列芯片中的CY7C68013。
2.3 光路偏轉(zhuǎn)控制部分
光路偏轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)以高速轉(zhuǎn)換芯片DAC712P、雙通道PZT控制器和高精度PZT振鏡構(gòu)成,采用的16位雙通道高速數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC712P,電壓輸出時(shí)間小于10 μs,其輸出電壓直接用于雙通道PZT控制器的輸入,PZT控制器選用德國PI公司的E-503 PZT控制功率放大器,輸入電壓范圍為0~10 V,輸出電壓范圍為0~100 V,其電壓頻率響應(yīng)曲線如圖2所示[9]。PZT振鏡選用了德國PI公司的S-330,該P(yáng)ZT振鏡采用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng),頻率響應(yīng)度高且具有極高的定位精度。
圖2 PZT控制器電壓頻率響應(yīng)曲線
跟蹤控制算法采用PID控制算法,該算法包括位置式PID控制算法和增量式PID控制算法,而在實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中常用增量式PID控制算法,其公式為:
Δu(k)=u(k)-u(k-1)=
KPe(k)-e(k-1)+TSTIe(k)+
TDTS[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]
(2)
式中:Δu(k)為輸出的控制量。q0=KP,q1=KP•(TS/TI),q2=KP•(TD/TS)分別為比較項(xiàng)、積分項(xiàng)和差分項(xiàng)的系數(shù),TS為采樣時(shí)間,對(duì)于不同的控制系統(tǒng),TS各不相同,要根據(jù)實(shí)際調(diào)試經(jīng)驗(yàn)來確定。
3 軟件部分設(shè)計(jì)
此部分包含了上位機(jī)和下位機(jī)軟件設(shè)計(jì),下位機(jī)FPGA采用由Altera公司的集成開發(fā)環(huán)境Quartus Ⅱ、Mentor Graphics公司的ModelSim SE進(jìn)行開發(fā),采用Verilog HDL語言進(jìn)行編寫,上位機(jī)使用Microsoft公司的VC++6.0軟件工具進(jìn)行開發(fā)。Quartus Ⅱ通過JTAG對(duì)FPGA進(jìn)行調(diào)試、配置下載,VC應(yīng)用程序通過USB接口與CMOS相機(jī)控制電路板、圖像處理電路板進(jìn)行連接通信。整個(gè)系統(tǒng)流程圖如圖3所示。
圖3 系統(tǒng)流程圖
4 試驗(yàn)結(jié)果及分析
圖4為精跟蹤系統(tǒng)評(píng)價(jià)曲線圖,此實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由相距16 km的外場(chǎng)激光無線通信時(shí),使用APT系統(tǒng)得到的,圖4(a)為未加入精跟蹤時(shí)信標(biāo)光斑在精跟蹤接收視場(chǎng)內(nèi)的坐標(biāo)曲線,圖4(b)為加入精跟蹤后的坐標(biāo)曲線,由兩圖對(duì)比可知,加入精跟蹤后,光斑比較穩(wěn)定,集中度較好,將集中效率提高了70%左右,跟蹤精度為5~25 μrad,由外場(chǎng)激光通信效果來看,明顯降低了通信誤碼率,減弱了因大氣湍流和通信平臺(tái)的震動(dòng)而引起的信
標(biāo)光斑抖動(dòng)時(shí)對(duì)通信造成的影響。但是,系統(tǒng)對(duì)平臺(tái)抖動(dòng)劇烈時(shí)跟蹤效果不很理想,跟蹤精度還不夠。
圖4 精跟蹤系統(tǒng)評(píng)價(jià)曲線
系統(tǒng)由基于FPGA的硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn),降低了對(duì)PC機(jī)的依賴性,為低功耗便攜式平臺(tái)提供了參考。還待加強(qiáng)的問題有:提高光斑定位精度,縮短信標(biāo)光斑定位、跟蹤算法時(shí)間開銷,改進(jìn)跟蹤算法提高魯棒性和提高系統(tǒng)的跟蹤精度。
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第9篇：無線激光通信技術(shù)范文
從20世紀(jì)60年代至今，對(duì)于空間光通信的研究已經(jīng)有了幾十年的歷史，取得了許多成果。本文整體回顧了FSO的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，并對(duì)其未來的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析。
一、空間光通信發(fā)展和應(yīng)用
（一）發(fā)展歷史
20世紀(jì)60年代，激光器的發(fā)明標(biāo)志著激光通信技術(shù)的開端。然而在之后的若干年間，由于各方面原因，激光技術(shù)的研究和應(yīng)用集中在地面光纖通信領(lǐng)域，而空間光通信技術(shù)停滯不前。直到20世紀(jì)七八十年代，隨著科技的進(jìn)步和人類對(duì)通信技術(shù)更高需求的產(chǎn)生，針對(duì)空間光通信的研究開始進(jìn)入高速軌道，各種地面試驗(yàn)以及測(cè)試平臺(tái)的研究得到了廣泛的開展。
（二）國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
國外在FSO領(lǐng)域已經(jīng)開始了近10年的研究，但是FSO產(chǎn)品真正投入使用也就是最近幾年的事情。美國、英國、加拿大等國的十幾家廠商正在從事FSO的相關(guān)研發(fā)工作。目前，國際市場(chǎng)上AirFiber、LightPointe等公司是推廣FSO技術(shù)的先行者。而Terabeam公司和Airriber公司已將FSO應(yīng)用于商業(yè)服務(wù);尤其是Terabeam公司，在2000年悉尼奧運(yùn)會(huì)上成功地使用FSO設(shè)備進(jìn)行圖像傳送，在西雅圖的四季飯店也成功地利用FSO設(shè)備向客戶提供100Mb/s的數(shù)據(jù)連接。
就國內(nèi)FSO的發(fā)展來說，還基本在起步階段。FSO設(shè)備最初來到中國應(yīng)該在2000年前后，那時(shí)國內(nèi)從事FSO研究的主要是一些具有軍方研究項(xiàng)目的研究所。目前還沒有一家公司規(guī)模性的生產(chǎn)FSO設(shè)備。當(dāng)然這也有FSO設(shè)備由于本身的可靠性，在國內(nèi)暫時(shí)不被運(yùn)營商看好的因素。
（三） 應(yīng)用領(lǐng)域
FSO以其獨(dú)特的性質(zhì)，在很多領(lǐng)域都能有廣泛的應(yīng)用，例如：
1.城域網(wǎng)的擴(kuò)展。通信服務(wù)廠商在骨干網(wǎng)建設(shè)上花費(fèi)大量資金， 以提升網(wǎng)絡(luò)整體性能，來滿足快速發(fā)展的市場(chǎng)需求。FSO可以用于擴(kuò)展已有的城域網(wǎng)，將新的網(wǎng)絡(luò)與骨干網(wǎng)相連接。
2.企業(yè)、校園互連。由于FSO是以小功率的紅外激光束為載體，可將收發(fā)器裝設(shè)在樓頂或窗外傳輸數(shù)據(jù)。FSO的靈活性使它可以應(yīng)用于許多企業(yè)和學(xué)校的局域網(wǎng)。以FSO來代替光纖，不但能降低成本，而且具有更高的傳輸速度。
3.軍事應(yīng)用。FSO具有高保密性和安裝快捷的特性，因而被廣泛應(yīng)用于軍事場(chǎng)所。
4.作為光纖的補(bǔ)充。目前大多數(shù)電信運(yùn)營商都采用兩條光纖連接來保證所構(gòu)建的商業(yè)應(yīng)用網(wǎng)的安全，現(xiàn)在，運(yùn)營商無需部署兩條光纖鏈路，可以選擇FSO系統(tǒng)作為備份光纖的冗余鏈路，以節(jié)省投資。
5.無線基地臺(tái)數(shù)據(jù)的回傳。FSO也可用來接入移動(dòng)電話基地臺(tái)與交換中心，將基地臺(tái)接收的信號(hào)傳至與有線公用電話網(wǎng)相連的交換中心設(shè)備。
（四） 性能缺陷
FSO也具有一定的缺點(diǎn)。比如，其光束在傳輸中極易受大霧等惡劣天氣，物理阻隔或建筑物的晃動(dòng)/地震的影響。在惡劣的天氣下，光束傳輸?shù)木嚯x會(huì)下降，從而降低通信的可靠性，嚴(yán)重的甚至?xí)斐赏ㄐ胖袛唷Ｓ捎诩す獾陌l(fā)散角度比較小、方向性較強(qiáng)，F(xiàn)SO系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)起來比較困難，難以保證其精度。激光在大氣中傳播時(shí)容易受到天氣的影響，大氣湍流、大氣衰減等效應(yīng)會(huì)對(duì)信號(hào)造成干擾。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸特性使組網(wǎng)應(yīng)用時(shí)難以大規(guī)模的覆蓋。
二、FSO的技術(shù)原理
FSO系統(tǒng)是以大氣作為傳輸媒介來進(jìn)行光信號(hào)的傳送的。只要在收發(fā)兩個(gè)端機(jī)之間存在無遮擋的路徑和足夠的光發(fā)射功率，通信就可以進(jìn)行。
FSO系統(tǒng)主要由光發(fā)送機(jī)、光接收機(jī)、光學(xué)天線（透鏡組和濾波片）和大氣信道以及捕獲、跟蹤及瞄準(zhǔn)（ATP）子系統(tǒng)組成，電信號(hào)經(jīng)過調(diào)制器調(diào)制到由激光器產(chǎn)生的光載波上，再通過光學(xué)發(fā)射天線對(duì)光束整形將光信號(hào)發(fā)射到大氣空間。光信號(hào)經(jīng)大氣信道傳輸，到達(dá)接收端，光學(xué)天線將接收到的光信號(hào)聚焦至光電探測(cè)器轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，經(jīng)放大濾波處理，再解調(diào)成原信息。
三、FSO的未來發(fā)展分析
