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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(lèi)似于多媒體信息和話音圖像多種不同類(lèi)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(shuō),有一些單波長(zhǎng)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(wèn)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(yáng)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(lái)了巨大的優(yōu)勢(shì)。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(lái)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(zhǎng)。光纖通信優(yōu)勢(shì)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(guò)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(zhǎng)傳輸?shù)娜萘?/p>
當(dāng)今社會(huì)僅單一波長(zhǎng)傳輸?shù)娜萘烤透哌_(dá)40Gbit/s,并且相關(guān)部門(mén)在這個(gè)基礎(chǔ)上已經(jīng)開(kāi)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(guó)優(yōu)先在LTU-TSG15會(huì)議中提出了將新的光纖類(lèi)別引入40Gbit/s系統(tǒng)的倡議。并且認(rèn)為在PMD傳輸中一些問(wèn)題有待探討。我們堅(jiān)信在不久的將來(lái),舉世矚目的專(zhuān)門(mén)的40Gbit/s的光纖類(lèi)型將會(huì)出現(xiàn)。
2.2超長(zhǎng)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(guò)于無(wú)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(zhǎng)5000千米的無(wú)電中繼類(lèi)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(zhǎng)。
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(cè)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(cè)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(jiàn)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(zhǎng)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(zhǎng)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(guó)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(guó)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(lái)沒(méi)有使用到我國(guó)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(guò)增多光纖芯數(shù)的方法來(lái)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(guó)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(shuō)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(lèi)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(lèi)電信機(jī)房?jī)?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(wú)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(guó)當(dāng)下的電力系統(tǒng)改造過(guò)程中得到了廣泛實(shí)施。國(guó)內(nèi)已經(jīng)生成許多種類(lèi)達(dá)到市場(chǎng)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(jiàn)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(wú)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(wèn)題,類(lèi)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(jiàn)的優(yōu)越性?,F(xiàn)代化信息社會(huì)必須有無(wú)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(shì)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(shì)。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(guò)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(wèn)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(wèn)題
電子公文要想能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)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(zhuān)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(guò)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(wèn)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?,F(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(lái)發(fā)展趨勢(shì)十分可觀??砂l(fā)展的趨勢(shì)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(lái),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(guò)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(lái)通信網(wǎng)絡(luò)將要發(fā)展成為的最終目標(biāo),也就是說(shuō)未來(lái)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(guò)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(guò)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(cè)器、激光器、調(diào)制器和其他類(lèi)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(guò)往不同材料的各種薄膜介質(zhì)表層上的連續(xù)沉積來(lái)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(guò)改良設(shè)備來(lái)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(yǔ)
曹淑敏認(rèn)為,以上這些特點(diǎn),在近期內(nèi)會(huì)對(duì)全球移動(dòng)通信技術(shù)的更新和整個(gè)業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)帶來(lái)一些不利的因素,但發(fā)展中國(guó)家的崛起、歐洲正在進(jìn)行的行業(yè)調(diào)整(如運(yùn)營(yíng)商合建3G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,分擔(dān)風(fēng)險(xiǎn))以及全球范圍內(nèi)對(duì)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)與應(yīng)用的研究和努力,都將緩解和改善這一不利局面。
同時(shí),與世界經(jīng)濟(jì)下滑和發(fā)展放緩的趨勢(shì)相反,我國(guó)的經(jīng)濟(jì)仍表現(xiàn)出持續(xù)增長(zhǎng)的發(fā)展勢(shì)頭,移動(dòng)通信仍然保持持續(xù)高速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì),今年上半年的增長(zhǎng)超過(guò)去年同期的增長(zhǎng)水平。截止到2001年10月,我國(guó)的移動(dòng)通信用戶數(shù)已經(jīng)達(dá)到1.3億,超過(guò)美國(guó),成為世界第一大移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。與發(fā)達(dá)國(guó)家的話音業(yè)務(wù)趨于飽和相比,我國(guó)移動(dòng)通信僅就話音業(yè)務(wù)的市場(chǎng)空間而言,仍然十分巨大
標(biāo)準(zhǔn)版本多、更新快是3G延遲的重要原因
現(xiàn)在業(yè)界普遍認(rèn)為,3G的向后延遲已成定局。歐洲市場(chǎng)UMTS商用時(shí)間表向后推遲半年到一年,而有專(zhuān)家稱(chēng)中國(guó)的3G商用則要等到2004年之后。之所以會(huì)有這種現(xiàn)象,除了整個(gè)宏觀環(huán)境出現(xiàn)不景氣以外,從技術(shù)來(lái)看也有其原因,其中主要是由于3G的標(biāo)準(zhǔn)版本多、更新快,弄得廠商無(wú)所適從。
摩托羅拉亞太區(qū)電信運(yùn)營(yíng)方案策略技術(shù)市場(chǎng)部總經(jīng)理莊靖說(shuō),在UMTS規(guī)范中,WCDMA標(biāo)準(zhǔn)不斷有新的版本出現(xiàn),變化多而快,這使其顯得穩(wěn)定性不足。在這種情況下,制造商就較難選定其中的一種版本來(lái)生產(chǎn)設(shè)備和終端設(shè)備。例如,在2001年3月的R99版本中尚有五百多個(gè)更改要求尚待解決,估計(jì)到明年中后期R99將可進(jìn)入成熟穩(wěn)定的商用。與此形成對(duì)比的是,在cdma2000方面從1x走向1xEV-DV的演進(jìn)則相對(duì)較為平滑。cdma20001x在向前延伸的過(guò)程中,無(wú)線子系統(tǒng)只要在軟硬件方面作部分的變動(dòng),相對(duì)來(lái)說(shuō)要平穩(wěn)一些。
曹淑敏副所長(zhǎng)也認(rèn)為,3G標(biāo)準(zhǔn)版本的更新是困擾運(yùn)營(yíng)商和廠家的一大難題,也是影響3G商用化進(jìn)程的一個(gè)重要的、根本性的問(wèn)題之一。雖然業(yè)界普遍認(rèn)為R99是一個(gè)成熟、穩(wěn)定、將被大規(guī)模商用的版本,但對(duì)采用R99哪個(gè)月的版本仍沒(méi)有統(tǒng)一的說(shuō)法,并對(duì)2001年3月或6月版本以及在3月基礎(chǔ)上增加部分6月的更改比較看好??墒?月底剛剛在北京召開(kāi)的3GPP會(huì)議通過(guò)了R99最新版本(2001年9月版本),與6月版本相比,又通過(guò)了266個(gè)新的更改。令人欣喜的是,此次會(huì)議特別強(qiáng)調(diào)不應(yīng)對(duì)R99版本的實(shí)質(zhì)內(nèi)容再進(jìn)行修改,否則將嚴(yán)重影響3G產(chǎn)品的商用化時(shí)間。
以應(yīng)用內(nèi)容為主導(dǎo)的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)升溫
移動(dòng)通信的發(fā)展面臨諸多挑戰(zhàn),而3G的延遲又成為定局,在這種情況下,當(dāng)前移動(dòng)領(lǐng)域內(nèi)的熱點(diǎn)在哪里?
摩托羅拉全球電信運(yùn)營(yíng)方案部中國(guó)區(qū)市場(chǎng)與工程總經(jīng)理吳達(dá)光認(rèn)為,當(dāng)前移動(dòng)領(lǐng)域內(nèi)的熱點(diǎn)在于2.5G/2.75G,而由當(dāng)前的2G開(kāi)始的移動(dòng)互聯(lián)演進(jìn)應(yīng)首先啟動(dòng)移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。具體來(lái)說(shuō),國(guó)內(nèi)的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通在保持用戶數(shù)持續(xù)增長(zhǎng)的同時(shí),卻面臨著APRU值(每用戶平均每月話費(fèi))不斷降低的壓力,而目前收入的主要來(lái)源話音業(yè)務(wù)的潛力已經(jīng)被挖掘得差不多了,同時(shí)移動(dòng)寬帶技術(shù)如GPRS、cdma20001x日趨成熟,這樣一來(lái),用移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來(lái)提高APRU值就成為每個(gè)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的焦點(diǎn)。
如何啟動(dòng)移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)呢?吳達(dá)光認(rèn)為,首先,要開(kāi)發(fā)出能夠吸引用戶的應(yīng)用和內(nèi)容,讓移動(dòng)通信用戶能簡(jiǎn)便、快捷地享受到移動(dòng)互聯(lián)的魅力。其次,在于設(shè)計(jì)出利益均沾的移動(dòng)互聯(lián)的盈利模式,如日本NTTDoCoMo的i-mode計(jì)劃吸引了大約五萬(wàn)個(gè)內(nèi)容開(kāi)發(fā)商,在其中讓大量的內(nèi)容提供商能夠有利可圖,這樣才能激發(fā)他們進(jìn)一步參與的積極性,進(jìn)而拉動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈的良性循環(huán)。這方面,國(guó)內(nèi)已經(jīng)起步,如中國(guó)移動(dòng)的“移動(dòng)夢(mèng)網(wǎng)”計(jì)劃和中國(guó)聯(lián)通的“聯(lián)通在信”。第三,從承載網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)能力方面,也要不斷加以完善。也就是說(shuō),要將目前如GPRS、cdma20001x這樣的基礎(chǔ)平臺(tái)技術(shù)不斷加以升級(jí)提高。如摩托羅拉近期將推出GPRS的CS-3和CS-4編碼方式,通過(guò)軟件升級(jí),在支持1+4信道模式的手機(jī)上可將目前GPRS網(wǎng)絡(luò)中20kbit/s~30kbit/s的速率提高到70kbit/s左右,基本能滿足寬帶上網(wǎng)管道速率的要求。?
大力優(yōu)化2G網(wǎng)絡(luò)已成為刻不容緩的日常工作
在大家討論3G、關(guān)注2.5G的同時(shí),我們所使用的2G網(wǎng)絡(luò)還在不斷飛速發(fā)展,給移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)最大的業(yè)務(wù)收入,也給移動(dòng)設(shè)備制造商帶來(lái)了最大的利潤(rùn)。愛(ài)立信、諾基亞、摩托羅拉、阿爾卡特等多家廠家都承認(rèn),現(xiàn)在2G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備還是其業(yè)務(wù)的大部分。而現(xiàn)實(shí)的2G網(wǎng)絡(luò)由于規(guī)模龐大、頻率資源緊張,很多問(wèn)題已經(jīng)到了刻不容緩需要解決的地步,其中重要的一條就是近年來(lái)不斷被專(zhuān)家們掛在嘴邊的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。
關(guān)鍵詞:通信電源通信網(wǎng)現(xiàn)狀發(fā)展趨勢(shì)
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(wú)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(lái),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(zhǎng)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(chǎng)合,采用雙單端電路或半橋電路是適宜的;在大功率場(chǎng)合則采用全橋變換電路。
二、通信電源發(fā)展趨勢(shì)
(一)開(kāi)關(guān)器件的發(fā)展趨勢(shì)
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(kāi)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(kāi)關(guān)頻率達(dá)到兆赫茲級(jí),開(kāi)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(chǎng)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(shì):
體系架構(gòu)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)維持穩(wěn)定。通信直流電源在相當(dāng)長(zhǎng)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(kāi)關(guān)模式,暫時(shí)不會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似從線性電源到開(kāi)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(shì)。
按照TRIZ理論(“創(chuàng)造性解決問(wèn)題的理論”的俄語(yǔ)縮略語(yǔ))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(zhǎng)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(kāi)關(guān)電源技術(shù)基本上開(kāi)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(lái)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(kāi)關(guān)穩(wěn)壓技術(shù)替代線性穩(wěn)壓技術(shù),給電源帶來(lái)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(guó)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(guó)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(guò)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(guò)通信設(shè)施所處環(huán)境越來(lái)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(wú)法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì),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(wú)法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì).
4.通信電源的環(huán)保要求。環(huán)保問(wèn)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(lái)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(wú)污染,這方面需要產(chǎn)品滿足WEEE/ROHS指令。
在通信電源開(kāi)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(lái)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(lái)說(shuō),還很有可能因中性線電流過(guò)大而出現(xiàn)不安全隱患。
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關(guān)鍵詞:移動(dòng)通信Internet無(wú)線數(shù)據(jù)IMT-2000智能網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)融合
一、前言
移動(dòng)通信業(yè)務(wù)之所以發(fā)展迅猛主要是其滿足了人們?cè)谌魏螘r(shí)間。任何地點(diǎn)與任何個(gè)人進(jìn)行通信的愿望。移動(dòng)通信是實(shí)現(xiàn)未來(lái)理想的個(gè)人通信服務(wù)的必由之路。在信息支撐技術(shù)、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和需求的共同作用下,移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展更是突飛猛進(jìn),呈現(xiàn)出以下幾大趨勢(shì):網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化、分組化,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)寬帶化,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能化,更高的頻段,更有效利用頻率,各種網(wǎng)絡(luò)趨于融合。了解、掌握這些趨勢(shì)對(duì)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備制造商均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
二、網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化、分組化
2.1無(wú)線數(shù)據(jù)——生機(jī)無(wú)限當(dāng)前移動(dòng)數(shù)據(jù)通信發(fā)展迅速,被認(rèn)為是移動(dòng)通信發(fā)展的一個(gè)主要方向。近年來(lái)出現(xiàn)的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信主要有兩種,一種是電路交換型的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),如TACS、AMPS和GSM中的承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及GSM系統(tǒng)的HSCSD;另外一種是分組交換型的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),如摩托羅拉的DataTAC、愛(ài)立信的Mobitex和GSM系統(tǒng)的GPRS。
目前,無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)只占GSM網(wǎng)絡(luò)全部業(yè)務(wù)量中的很小一部分,但是在未來(lái)的兩年中這種狀況將開(kāi)始扭轉(zhuǎn),并大大改變。1999年以后,隨著HSCSD、GPRS等新的高速數(shù)據(jù)解決方案顯露崢嶸,并成為數(shù)據(jù)應(yīng)用的新焦點(diǎn),無(wú)線數(shù)據(jù)將成為運(yùn)營(yíng)商經(jīng)營(yíng)計(jì)劃中越來(lái)越重要的部分,它預(yù)示著未來(lái)大量的商業(yè)機(jī)遇。
(1)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)
無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的主要驅(qū)動(dòng)力在于用戶的應(yīng)用。話音是單一的、易于被大眾所接受的業(yè)務(wù),然而無(wú)線數(shù)據(jù)則不同,無(wú)線數(shù)據(jù)最初的應(yīng)用重點(diǎn)放在運(yùn)輸管理這樣的專(zhuān)業(yè)市場(chǎng)。近期無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的目標(biāo)市場(chǎng)是銷(xiāo)售人員或現(xiàn)場(chǎng)工程師這樣的用戶群。從這些先發(fā)目標(biāo)的應(yīng)用中積累無(wú)線數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn),并從中受益。
在過(guò)去的十年里,傳統(tǒng)的生活方式已經(jīng)在迅速改變,人們更經(jīng)常性地移動(dòng),職業(yè)和個(gè)人生活之間的分界變得模糊,人們需要不分時(shí)間、地點(diǎn)訪問(wèn)很重要的信息。發(fā)生在用戶身上的這種生活方式的改變將成為驅(qū)動(dòng)無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的重要因素。
(2)因特網(wǎng)的影響
和通信的其他領(lǐng)域一樣,無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的一個(gè)最重要的驅(qū)動(dòng)力來(lái)自Internet。根據(jù)最近的研究,未來(lái)兩年歐洲的因特網(wǎng)用戶數(shù)量將翻一番。在我國(guó),因特網(wǎng)用戶的年增長(zhǎng)率將高達(dá)300%,顯然用戶在運(yùn)動(dòng)中接入因特網(wǎng)的需求將會(huì)增長(zhǎng)。
為了滿足接入因特網(wǎng)的需求,一個(gè)全球性的開(kāi)放協(xié)議——無(wú)線應(yīng)用協(xié)議(WAP)應(yīng)運(yùn)而生。WAP為將Internet的信息內(nèi)容以及增值業(yè)務(wù)傳送到移動(dòng)終端提供了一種開(kāi)放的通用標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)了IP與GSM網(wǎng)絡(luò)的橋接,是一個(gè)為廠商提供加速市場(chǎng)增長(zhǎng)、避免網(wǎng)絡(luò)割接、保護(hù)運(yùn)營(yíng)商投資的標(biāo)準(zhǔn),WAP確保任何與WAP兼容的GSM手機(jī)都能工作。
(3)數(shù)據(jù)速率的發(fā)展
GSM承載業(yè)務(wù)所提供的GSM數(shù)據(jù)速率最高只能達(dá)到9.6kbit/s。國(guó)際上1998年引入的高速電路交換數(shù)據(jù)(HSCSD)技術(shù)將實(shí)現(xiàn)57kbit/s的數(shù)據(jù)速率,對(duì)要求連續(xù)比特率和傳輸時(shí)延小的應(yīng)用是理想的,如會(huì)議電視、電子郵件、遠(yuǎn)程接入企業(yè)的局域網(wǎng)和無(wú)線圖像。1999年商用化的GPRS是第一個(gè)GSM分組數(shù)據(jù)應(yīng)用,將實(shí)現(xiàn)超過(guò)100kbit/s的數(shù)據(jù)速率。對(duì)較短的“突發(fā)”類(lèi)型業(yè)務(wù)是理想的,如信用卡認(rèn)證、遠(yuǎn)程測(cè)量和遠(yuǎn)程事務(wù)處理。EDGE(增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率GSM改進(jìn)模式)使用修改過(guò)的GSM調(diào)制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)超過(guò)300kbit/s的數(shù)據(jù)速率。EDGE會(huì)讓GSM運(yùn)營(yíng)商特別受益,他們不但可以贏得第三代移動(dòng)通信的經(jīng)營(yíng)執(zhí)照,還可以提供有競(jìng)爭(zhēng)力的寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
2.2個(gè)人多媒體通信——網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的方向
對(duì)隨時(shí)隨地話音通信的追求使早期移動(dòng)通信走向成功。移動(dòng)通信的商業(yè)價(jià)值和用戶市場(chǎng)得到了證明,全球移動(dòng)市場(chǎng)以超凡的速度增長(zhǎng)。移動(dòng)通信演進(jìn)的下一階段是向無(wú)線數(shù)據(jù)乃至個(gè)人移動(dòng)多媒體轉(zhuǎn)移,這一進(jìn)展已經(jīng)開(kāi)始,并將成為未來(lái)重要的增長(zhǎng)點(diǎn)。個(gè)人移動(dòng)多媒體將根據(jù)地點(diǎn)為人們提供無(wú)法想像的、完善的個(gè)人業(yè)務(wù)和無(wú)線信息,將對(duì)人們工作和生活的各個(gè)方面產(chǎn)生影響。在個(gè)人多媒體世界里,話音郵件和電子郵件被傳送到移動(dòng)多媒體信箱中;短信將成為帶有照片和視頻內(nèi)容的電子明信片;話音呼叫將與實(shí)時(shí)圖像相結(jié)合,產(chǎn)生大量的可視移動(dòng)電話,還將實(shí)現(xiàn)移動(dòng)因特網(wǎng)和萬(wàn)維網(wǎng)瀏覽。像無(wú)線會(huì)議電視這樣的應(yīng)用將隨處可見(jiàn),電子商務(wù)將蓬勃開(kāi)展。對(duì)于運(yùn)動(dòng)中的用戶還有隨時(shí)隨地的各種信箱和娛樂(lè)服務(wù)。
三、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的寬帶化
在電信業(yè)歷史上,移動(dòng)通信可能是技術(shù)和市場(chǎng)發(fā)展最快的領(lǐng)域。業(yè)務(wù)、技術(shù)、市場(chǎng)三者之間是一種互動(dòng)的關(guān)系,伴隨著用戶對(duì)數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)需求的增加,網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)向數(shù)據(jù)化、分組化發(fā)展,移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)必然走向?qū)拵Щ?/p>
通過(guò)使用電話交換技術(shù)和蜂窩無(wú)線電技術(shù),70年代末誕生了第一代模擬移動(dòng)電話。AMPS(北美蜂窩系統(tǒng))、NMT(北歐移動(dòng)電話)和TACS(全向通信系統(tǒng))是三種主要的窄帶模擬標(biāo)準(zhǔn)。第一代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一大成就就是去掉了將電話連接到網(wǎng)絡(luò)的用戶線。用戶第一次能夠在他們所在的任何地方無(wú)線接收和撥打電話。
第二代系統(tǒng)引入了數(shù)字無(wú)線電技術(shù),它提供更高的網(wǎng)絡(luò)容量,改善了話音質(zhì)量和保密性,并為用戶引入了無(wú)縫的國(guó)際漫游。今天世界市場(chǎng)的第二代數(shù)字無(wú)線標(biāo)準(zhǔn),包括GSM、MMPS、PDC(日本數(shù)字蜂窩系統(tǒng))和IS95CDMA等,均仍為窄帶系統(tǒng)。
第三代移動(dòng)系統(tǒng),即IMT-2000,是一種真正的寬帶多媒體系統(tǒng),它能夠提供高質(zhì)量寬帶綜合業(yè)務(wù)并實(shí)現(xiàn)全球無(wú)縫覆蓋。2000年以后,窄帶移動(dòng)電話業(yè)務(wù)需求將依然很大,但隨著Internet等高速數(shù)據(jù)通信及多媒體通信需求的驅(qū)動(dòng),寬帶多媒體綜合業(yè)務(wù)將逐步增長(zhǎng),而且就未來(lái)信息高速公路建設(shè)的無(wú)縫覆蓋而言,寬帶移動(dòng)通信作為整個(gè)移動(dòng)市場(chǎng)份額的子集將顯得愈來(lái)愈重要。
第三代系統(tǒng)預(yù)計(jì)在2002年投入商用。
從第二代到第三代系統(tǒng)的變化并不像從第一代模擬網(wǎng)絡(luò)到第二代數(shù)字網(wǎng)絡(luò)那樣存在重大的技術(shù)變遷。從目前的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)來(lái)講,第二代系統(tǒng)將逐步子滑過(guò)渡到第三代系統(tǒng),在此演進(jìn)過(guò)程中,移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)所能實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率逐步升級(jí):GSM承載業(yè)務(wù)所能提供的數(shù)據(jù)速率為9.6kbit/s,1998年商用的HSCSD技術(shù)實(shí)現(xiàn)了57kbit/s的數(shù)據(jù)速率,1999年引入的GPRS將實(shí)現(xiàn)超過(guò)100kbit/s的數(shù)據(jù)速率,將在2000年引入的EDGE技術(shù)可實(shí)現(xiàn)超過(guò)300kbit/s的數(shù)據(jù)速率。2001年后投入商用的第三代系統(tǒng)將能夠在廣域網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)384kbit/s的數(shù)據(jù)速率,在辦公室和家中還可以達(dá)到2Mbit/s。
四、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能化
移動(dòng)通信需求的不斷增長(zhǎng)以及新技術(shù)在移動(dòng)通信中的廣泛應(yīng)用,促使移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)得到了迅速發(fā)展。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)由單純地傳遞和交換信息,逐步向存儲(chǔ)和處理信息的智能化發(fā)展,移動(dòng)智能網(wǎng)由此而生。移動(dòng)智能網(wǎng)是在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中引人智能網(wǎng)功能實(shí)體,以完成對(duì)移動(dòng)呼叫的智能控制的一種網(wǎng)絡(luò),是一種開(kāi)放性的智能平臺(tái),它使電信業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)者能夠方便、快速、經(jīng)濟(jì)、有效地提供客戶所需的各類(lèi)電信新業(yè)務(wù),使客戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)有更強(qiáng)的控制功能,能夠方便靈活地獲取所需的信息。移動(dòng)智能網(wǎng)通過(guò)把交換與業(yè)務(wù)分離,建立集中的業(yè)務(wù)控制點(diǎn)和數(shù)據(jù)庫(kù),進(jìn)而進(jìn)一步建立集中的業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和業(yè)務(wù)生成環(huán)境來(lái)達(dá)到上述目標(biāo)。通過(guò)智能網(wǎng),運(yùn)營(yíng)公司可以最優(yōu)地利用其網(wǎng)絡(luò),加快新業(yè)務(wù)的生成;可以根據(jù)客戶的需要來(lái)設(shè)計(jì)業(yè)務(wù),向其他業(yè)務(wù)提供者開(kāi)放網(wǎng)絡(luò),增加收益。
關(guān)于移動(dòng)智能網(wǎng)的研究,早在1995年就已開(kāi)始,剛開(kāi)始并沒(méi)有具體的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議出現(xiàn),各廠商各自制定了自己的標(biāo)準(zhǔn),并且據(jù)此進(jìn)行了不少的研究工作,如Alcatel、Nortel、Ericsson等都先后推出了自己的初期產(chǎn)品。這些工作為最終移動(dòng)智能網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的形成積累了經(jīng)驗(yàn)。
1997年末,美國(guó)蜂窩電信工業(yè)協(xié)會(huì)(CTIA)制定了移動(dòng)智能網(wǎng)的第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議——IS-41D協(xié)議。1998年1月,歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)研究所(ETSI)在GSMphase2+階段引入了CAMEL協(xié)議(移動(dòng)通信高級(jí)邏輯的客戶化應(yīng)用程序),當(dāng)時(shí)的版本是Phase1。1998年4月,ITU-T在新推出的智能網(wǎng)能力集一2標(biāo)準(zhǔn)中描述了移動(dòng)接入的功能實(shí)體,稱(chēng)為CAMELphase2標(biāo)準(zhǔn)。
伴隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)向第三代系統(tǒng)的演進(jìn),網(wǎng)絡(luò)的智能化程度也在不斷地提升。智能網(wǎng)及其智能業(yè)務(wù)是構(gòu)成未來(lái)個(gè)人通信的基本條件。
五、更高的頻段
從第一代的模擬移動(dòng)電話,到第二代的數(shù)字移動(dòng)網(wǎng)絡(luò),再到將來(lái)的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)使用的無(wú)線頻段遵循一種由低到高的發(fā)展趨勢(shì)。1981年誕生的第一個(gè)具有國(guó)際漫游功能的模擬系統(tǒng)NMT的使用頻段為450MHz,1986年NMT變遷到900MHz頻段。我國(guó)目前的模擬TACS系統(tǒng)的使用頻段也為900MHz。在第二代網(wǎng)絡(luò)中,GSM系統(tǒng)的開(kāi)始使用頻段為900MHz,IS-95CDMA系統(tǒng)為800MHz。為了從根本上提高GSM系統(tǒng)的容量,1997年出現(xiàn)了1800MHz系統(tǒng),GSM900/1800雙頻網(wǎng)絡(luò)迅速普及。2002年將投入商用的第三代系統(tǒng)IMT-2000則定位在2GHz頻段。
六、更有效利用頻率
無(wú)線電頻率是一種寶貴資源。隨著移動(dòng)通信的飛速發(fā)展,頻譜資源有限和移動(dòng)用戶急劇增加的矛盾越來(lái)越尖銳,出現(xiàn)了“頻率嚴(yán)重短缺”的現(xiàn)象。解決頻率擁擠問(wèn)題的出路是采用各種頻率有效利用技術(shù)和開(kāi)發(fā)新頻段。
模擬制的早期蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)采用頻分多址方式,主要通過(guò)多信道共用、頻率復(fù)用和波道窄帶化等技術(shù)實(shí)現(xiàn)頻率的有效利用。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展,模擬系統(tǒng)已遠(yuǎn)不能滿足用戶發(fā)展的需求。數(shù)字移動(dòng)通信比模擬移動(dòng)通信具有更大的容量。同樣的頻分多址技術(shù),數(shù)字系統(tǒng)要求的載干比較小,因而頻率復(fù)用距離可以小一些,系統(tǒng)的容量可以大一些。而且,數(shù)字移動(dòng)通信還可采用時(shí)分多址或碼分多址技術(shù),它比模擬的頻分多址制在系統(tǒng)容量上大4-20倍。
GSM作為最具代表性和最為成熟的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng),其發(fā)展歷程就是一部頻率有效利用技術(shù)的演進(jìn)史。GSM采用時(shí)分多址制式,其對(duì)頻率的有效利用主要是通過(guò)頻率復(fù)用技術(shù)的不斷升級(jí)實(shí)現(xiàn)的。從傳統(tǒng)的4×3方式,到3×3、1×3、MRP、2×6等新的復(fù)用技術(shù),頻率復(fù)用的密集度逐步提升,頻譜效率快速提高,GSM系統(tǒng)的容量得到逐步釋放。1995年開(kāi)始投入商用的IS-95CDMA(窄帶)系統(tǒng),以無(wú)線技術(shù)的先進(jìn)性和大容量等特點(diǎn)著稱(chēng)。它以擴(kuò)頻技術(shù)為基礎(chǔ),不同用戶的信號(hào)靠不同的編碼序列來(lái)區(qū)分,如果從頻域或時(shí)域來(lái)觀察,多個(gè)CDMA信號(hào)是相互重疊的,故理論上CDMA系統(tǒng)的頻譜利用率比GSM系統(tǒng)更高,網(wǎng)絡(luò)容量更大。同時(shí)CDMA系統(tǒng)具有一定的過(guò)載能力,即系統(tǒng)具備軟容量。作為未來(lái)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)主流無(wú)線接入技術(shù)的WCDMA(寬帶碼分多址)能夠更高效地利用無(wú)線電頻率。它利用分層小區(qū)結(jié)構(gòu)、自適應(yīng)天線陣和相干解調(diào)(雙向)等技術(shù),網(wǎng)絡(luò)容量可得到大幅提高,可以更好地滿足未來(lái)移動(dòng)通信的發(fā)展要求。
七、網(wǎng)絡(luò)趨于融合,走向統(tǒng)一
7.1第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
第三代系統(tǒng)的主要目標(biāo)是將包括衛(wèi)星在內(nèi)的所有網(wǎng)絡(luò)融合為可以替代眾多網(wǎng)絡(luò)功能的統(tǒng)一系統(tǒng),它能夠提供寬帶業(yè)務(wù)并實(shí)現(xiàn)全球無(wú)縫覆蓋。為了保護(hù)運(yùn)營(yíng)公司在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)施上的投資,第二代系統(tǒng)向第三代系統(tǒng)的演進(jìn)遵循平滑過(guò)渡的原則,現(xiàn)有的GSM、D-AMPSIS-136等第二代系統(tǒng)均將演變成為第三代系統(tǒng)的核心網(wǎng)絡(luò),從而形成一個(gè)核心網(wǎng)家族,核心網(wǎng)家族的不同成員之間通過(guò)NNI接口聯(lián)結(jié)起來(lái),成為一個(gè)整體,從而實(shí)現(xiàn)全球漫游。在核心網(wǎng)絡(luò)家族的,形成一個(gè)龐大的無(wú)線接入家族,現(xiàn)有的幾乎所有的無(wú)線接入技術(shù)以及WCDMA等第三代無(wú)線接入技術(shù)均將成為其成員。
(一)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展對(duì)光纖提出新的要求。下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)引發(fā)了許多的觀點(diǎn)和爭(zhēng)議。有專(zhuān)家預(yù)言,不管下一代網(wǎng)絡(luò)如何發(fā)展,一定將要達(dá)到三個(gè)世界,即服務(wù)層面上的Ⅳ世界,傳遞層面上的光的世界和接入層面上的無(wú)線世界。下一代傳送網(wǎng)要求更高的速率,更大的容量,這非光纖網(wǎng)莫屬。
1、擴(kuò)大單一波長(zhǎng)的傳輸容量。目前,單一波長(zhǎng)的傳輸容量已達(dá)到40Gbit/s,并已開(kāi)始進(jìn)行160Gbit/s的研究。40Gbit/s以上傳輸對(duì)光纖的PMD將提出一定的要求,不久的將來(lái)會(huì)出現(xiàn)一種專(zhuān)門(mén)的40Gbit/s光纖類(lèi)型。
2、實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離傳輸。無(wú)中繼傳輸是骨干傳輸網(wǎng)的理想,目前有的公司已能夠采用色散齊理技術(shù),實(shí)現(xiàn)2000-5000Km的無(wú)中繼傳輸。有的公司正進(jìn)一步改善光纖指標(biāo),采用拉曼放大技術(shù),可以更大地延長(zhǎng)光傳輸?shù)木嚯x。
(二)光纖標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)分促進(jìn)了光纖的準(zhǔn)確應(yīng)用。2000年世界電信標(biāo)準(zhǔn)大會(huì)將原G.625光纖重新分為G.625A,G.652.8和G.652.0三類(lèi)光纖,將G.655光纖重新分為G.655.A和G.655.B兩類(lèi)光纖。這種光纖標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)分促進(jìn)了光纖的準(zhǔn)確使用,細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)也提高了一些光纖的指標(biāo)要求,并提出了一些新的指標(biāo)概念,對(duì)合理使用光纖取得了很好的作用。
(三)新型光纖在不斷出現(xiàn)。為了適應(yīng)市場(chǎng)的要求,光纖的技術(shù)指標(biāo)在不斷改進(jìn),各種新型光纖在不斷涌現(xiàn),同時(shí)各大公司正加緊開(kāi)發(fā)新的品種。
1、用于長(zhǎng)途通信的新型大容量長(zhǎng)距離光纖。主要是一些大有效面積,低色散維護(hù)的新型G.655光纖,其PMD值極低,可以使現(xiàn)有傳輸系統(tǒng)的容量方便地升級(jí)至10-40Gbit/s并便于在光纖上采用分布式拉曼效應(yīng)放大,使光信號(hào)的傳輸距離大大延長(zhǎng)。
2、用于城域網(wǎng)通信的新型低水峰光纖。城域網(wǎng)設(shè)計(jì)中需要考慮簡(jiǎn)化設(shè)備和降低成本,還需要考慮非波分復(fù)用技術(shù)(CWDM)應(yīng)用的可能性。低水峰光纖在1360--1460nm的延伸波段使帶寬被大大擴(kuò)展,使CWDM系統(tǒng)被極在大地優(yōu)化,增大了傳輸信道,增長(zhǎng)了傳輸距離。
3、用于局域網(wǎng)的新型多模光纖。由于局域網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)的高速發(fā)展,大量的綜合布線也采用了多模光纖來(lái)代替數(shù)字電纜,因此多模光纖的市場(chǎng)份額會(huì)逐漸加大。之所以選用多模光纖,是因?yàn)榫钟蚓W(wǎng)傳輸距離較短,雖然多模光纖比單模光纖價(jià)格貴50%---100%,但是它們配套的光器件可選用發(fā)光二極管,格則比激光管便宜很多,而且多模光纖有較大的芯徑與數(shù)值空徑,容易連接與耦合,相應(yīng)的連接器,耦合器等元器件價(jià)格也低得多。
4、前途未卜的空心光纖。據(jù)報(bào)道,美國(guó)一些公司及大學(xué)研究所真正在開(kāi)發(fā)一種新的空心光纖,即光是在光纖的空氣中傳輸。如果真的實(shí)用,就能解決現(xiàn)有光纖系統(tǒng)長(zhǎng)距離傳輸?shù)膯?wèn)題,并大大降低光通信的成本。
二、光纜技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)
(一)光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使得光纜的新結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)。光纜結(jié)構(gòu)的發(fā)展可歸納為以下一些特點(diǎn):
1、光纜結(jié)構(gòu)根據(jù)使用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有了明確的光纖類(lèi)型的選擇,如干線網(wǎng)光纖,城域網(wǎng)光纖,接入光纖,局域網(wǎng)光纖等,這決定了大范圍內(nèi)光纖傳輸特性的要求,具體運(yùn)用的條件還可依據(jù)細(xì)分的標(biāo)準(zhǔn)及指標(biāo)。
2、光纜結(jié)構(gòu)除考慮光纜使用環(huán)境條件以外,越來(lái)越多的與其施工方法,維護(hù)方法有關(guān),必須同一考慮,配套設(shè)計(jì)。
3、光纜新材料的出現(xiàn),促進(jìn)了光纜結(jié)構(gòu)的改進(jìn),如干式阻水料,納米材料,阻燃材料等的采用,使光纜性能有明顯改進(jìn)。
(二)光纜的自動(dòng)維護(hù),適時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已逐漸完善,可保證大容量高速率的光纜不中斷傳輸。光纜的維護(hù)對(duì)于保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性是十分重要的。在已開(kāi)通的光網(wǎng)絡(luò)中,光纜的維護(hù)和監(jiān)測(cè)應(yīng)該是在不中斷通信的前提下進(jìn)行的,一般通過(guò)監(jiān)測(cè)空閑光纖(暗光纖)的方式來(lái)檢測(cè)在用光纖的狀態(tài),更有效的方式是直接監(jiān)測(cè)正在通信的光纖。目前最新的建議是2001年12月TUT-TSGl6會(huì)議通過(guò)的“光纜網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”(L40建議)。美國(guó)郎訊公司曾提出了新一代光纖測(cè)試及監(jiān)測(cè)系統(tǒng),能在1s內(nèi)發(fā)出故障警告,3min內(nèi)找到故障點(diǎn),且工作人員可以遙控操作,據(jù)稱(chēng)該系統(tǒng)還將開(kāi)發(fā)有故障預(yù)測(cè)及對(duì)斷纖(纜)的快速反應(yīng)能力。
三、通信電纜的發(fā)展特點(diǎn)
(一)寬帶的HYA通信電纜需要更好地為數(shù)字通信新業(yè)務(wù)服務(wù)。原有的電纜網(wǎng)絡(luò)雖然可以支持一些數(shù)字業(yè)務(wù),但是在實(shí)際使用中并不是特別的理想,在通信距離,速率及質(zhì)量上仍有一定的限制。對(duì)于新的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)然是以光纖為主,對(duì)于光纖所不能達(dá)到地方或因各種原因仍然要新建電纜網(wǎng)絡(luò)的地區(qū),應(yīng)該考慮新型寬帶結(jié)構(gòu)的HYA電纜,以便更能符合新業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。一些公司對(duì)現(xiàn)有的電纜高頻特性作了測(cè)試,他們得到的結(jié)論是所研究的電纜不能達(dá)到5類(lèi)電纜的技術(shù)要求,戶外電纜要實(shí)現(xiàn)5類(lèi)電纜的特性,必須通過(guò)特殊的設(shè)計(jì)和制造來(lái)達(dá)到。但在20MHz以下,所有電纜都顯示出充分適宜的傳輸性能。
(二)超5類(lèi)及6類(lèi)電纜將替代5類(lèi)電纜成為布線系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。隨著智能化大樓,智能化建筑小區(qū)對(duì)寬帶布線的要求越來(lái)越高,超5類(lèi)和6類(lèi)電纜已逐漸成為布線系統(tǒng)的主流。超5類(lèi)電纜與5類(lèi)電纜的頻帶都是100MHz,但其具有雙向通信的能力,用戶可以同時(shí)收發(fā)寬帶信息。因此超5類(lèi)電纜比5類(lèi)電纜在電阻不平衡性,對(duì)地電容不平衡性,傳輸速度等指標(biāo)上都有提高,并且增加了近端串音衰減功率和等電平遠(yuǎn)端串音功率等一些指標(biāo),因此在工藝和結(jié)構(gòu)上要做到一定的改進(jìn)才能達(dá)到。
四、光纖光纜和通信電纜技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展中幾個(gè)值得思考的問(wèn)題
(一)積極創(chuàng)新開(kāi)發(fā)具有良好知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)。雖然這幾年來(lái),我國(guó)光纜電纜技術(shù)有很大發(fā)展,有一些具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)已發(fā)揮作用,但是應(yīng)該看到這種比例仍是很小的,國(guó)內(nèi)有近200家光纖光纜廠,但大多產(chǎn)品單一,沒(méi)有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán),技術(shù)含量較低,競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。
(二)開(kāi)發(fā)具有先進(jìn)技術(shù)水平,與使用環(huán)境,施工技術(shù)相配套的新產(chǎn)品。電信網(wǎng)絡(luò)在不斷發(fā)展的同時(shí)也對(duì)光纜電纜產(chǎn)品不斷提出新的要求。今后光纜建設(shè)的重點(diǎn)將會(huì)隨著接入網(wǎng),用戶駐地網(wǎng)的建設(shè)不斷展開(kāi),新一代的光纜結(jié)構(gòu)和施工技術(shù)也會(huì)基于如微型光纜,吹入或漂浮安裝及迷你型微管或小管系統(tǒng)的全套技術(shù)而有一系列新的變化,以便有限的敷設(shè)空間得到充分,靈活的利用。
(三)利用已有設(shè)備與技術(shù),改善HYA市話電纜的相應(yīng)特性,為數(shù)字業(yè)務(wù)提供更好的服務(wù)。對(duì)于已經(jīng)敷設(shè)的銅電纜,我們只能在現(xiàn)有條件下盡量利用其特性開(kāi)通數(shù)字新業(yè)務(wù)。而現(xiàn)有的HYA電纜,雖然亦可開(kāi)通ADSL等一些新業(yè)務(wù),但是容量有限,當(dāng)ADSL數(shù)量增大到一定限度后,還是會(huì)出現(xiàn)干擾問(wèn)題,而且還會(huì)影響以前開(kāi)通的業(yè)務(wù)。
關(guān)鍵詞:第四代移動(dòng)通信(4G);正交頻分復(fù)用;多模式終端
一、引言
移動(dòng)通信是指移動(dòng)用戶之間,或移動(dòng)用戶與固定用戶之間的通信。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,特別是半導(dǎo)體、集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,移動(dòng)通信得到了迅速的發(fā)展。隨著其應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大和對(duì)性能要求的提高,促使移動(dòng)通信在技術(shù)上和理論上向更高水平發(fā)展。20世紀(jì)80年代以來(lái),移動(dòng)通信已成為現(xiàn)代通信網(wǎng)中不可缺少并發(fā)展最快的通信方式之一。
回顧移動(dòng)通信的發(fā)展歷程,移動(dòng)通信的發(fā)展大致經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段:第一代移動(dòng)通信技術(shù)主要指蜂窩式模擬移動(dòng)通信,技術(shù)特征是蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)克服了大區(qū)制容量低、活動(dòng)范圍受限的問(wèn)題。第二代移動(dòng)通信是蜂窩數(shù)字移動(dòng)通信,使蜂窩系統(tǒng)具有數(shù)字傳輸所能提供的綜合業(yè)務(wù)等種種優(yōu)點(diǎn)。第三代移動(dòng)通信的主要特征是除了能提供第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)所擁有的各種優(yōu)點(diǎn),克服了其缺點(diǎn)外,還能夠提供寬帶多媒體業(yè)務(wù),能提供高質(zhì)量的視頻寬帶多媒體綜合業(yè)務(wù),并能實(shí)現(xiàn)全球漫游。現(xiàn)在用的大多是第二代技術(shù),第三代技術(shù)還不太成功,但已有了第四代技術(shù)的設(shè)想。第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)(4G)標(biāo)準(zhǔn)比第三代具有更多的功能。
二、4G移動(dòng)通信簡(jiǎn)介
第四代移動(dòng)通信技術(shù)的概念可稱(chēng)為寬帶接入和分布網(wǎng)絡(luò),具有非對(duì)稱(chēng)的超過(guò)2Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸能力。它包括寬帶無(wú)線固定接入、寬帶無(wú)線局域網(wǎng)、移動(dòng)寬帶系統(tǒng)和交互式廣播網(wǎng)絡(luò)。第四代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)比第三代標(biāo)準(zhǔn)擁有更多的功能。第四代移動(dòng)通信可以在不同的固定、無(wú)線平臺(tái)和跨越不同的頻帶的網(wǎng)絡(luò)中提供無(wú)線服務(wù),可以在任何地方用寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)(包括衛(wèi)星通信和平流層通信),能夠提供定位定時(shí)、數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制等綜合功能。此外,第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)是集成多功能的寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng),是寬帶接入IP系統(tǒng)。目前正在開(kāi)發(fā)和研制中的4G通信將具有以下特征:
(一)通信速度更快
由于人們研究4G通信的最初目的就是提高蜂窩電話和其他移動(dòng)裝置無(wú)線訪問(wèn)Internet的速率,因此4G通信的特征莫過(guò)于它具有更快的無(wú)線通信速度。專(zhuān)家預(yù)估,第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的速度可達(dá)到10-20Mbit/s,最高可以達(dá)到100Mbit/s。
(二)網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬
要想使4G通信達(dá)到100Mbit/s的傳輸速度,通信運(yùn)營(yíng)商必須在3G通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行大幅度的改造,以便使4G網(wǎng)絡(luò)在通信帶寬上比3G網(wǎng)絡(luò)的帶寬高出許多。據(jù)研究,每個(gè)4G信道將占有100MHz的頻譜,相當(dāng)于W-CDMA3G網(wǎng)絡(luò)的20倍。
(三)多種業(yè)務(wù)的完整融合
個(gè)人通信、信息系統(tǒng)、廣播、娛樂(lè)等業(yè)務(wù)無(wú)縫連接為一個(gè)整體,滿足用戶的各種需求。4G應(yīng)能集成不同模式的無(wú)線通信——從無(wú)線局域網(wǎng)和藍(lán)牙等室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)、蜂窩信號(hào)、廣播電視到衛(wèi)星通信,移動(dòng)用戶可以自由地從一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)漫游到另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。各種業(yè)務(wù)應(yīng)用、各種系統(tǒng)平臺(tái)間的互聯(lián)更便捷、安全,面向不同用戶要求,更富有個(gè)性化。而且4G手機(jī)從外觀和式樣上看將有更驚人的突破,可以想象的是,眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋都有可能成為4G終端。
(四)智能性能更高
第四代移動(dòng)通信的智能性更高,不僅表現(xiàn)在4G通信的終端設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作具有智能化,更重要的是4G手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)許多難以想象的功能。例如,4G手機(jī)將能根據(jù)環(huán)境、時(shí)間以及其他因素來(lái)適時(shí)提醒手機(jī)的主人。
(五)兼容性能更平滑
要使4G通信盡快地被人們接受,還應(yīng)該考慮到讓更多的用戶在投資最少的情況下輕易地過(guò)渡到4G通信。因此,從這個(gè)角度來(lái)看,4G通信系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備全球漫游、接口開(kāi)放、能跟多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、終端多樣化以及能從2G、3G平穩(wěn)過(guò)渡等特點(diǎn)。
(六)實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的多媒體通信
4G通信提供的無(wú)線多媒體通信服務(wù)將包括語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、影像等,大量信息透過(guò)寬頻的信道傳送出去,為此4G也稱(chēng)為“多媒體移動(dòng)通信”。
(七)通信費(fèi)用更加便宜
由于4G通信不僅解決了與3G的兼容性問(wèn)題,讓更多的現(xiàn)有通信用戶能輕易地升級(jí)到4G通信,而且4G通信引入了許多尖端通信技術(shù),因此,相對(duì)其他技術(shù)來(lái)說(shuō),4G通信部署起來(lái)就容易、迅速得多。同時(shí)在建設(shè)4G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí),通信運(yùn)營(yíng)商們將考慮直接在3G通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施之上,采用逐步引入的方法,這樣就能夠有效地降低運(yùn)營(yíng)成本。
三、4G移動(dòng)通信的接入系統(tǒng)
4G移動(dòng)通信接入系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)是,智能化多模式終端(multi-modeterminal)基于公共平臺(tái),通過(guò)各種接技術(shù),在各種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(平臺(tái))之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接和協(xié)作。在4G移動(dòng)通信中,各種專(zhuān)門(mén)的接入系統(tǒng)都基于一個(gè)公共平臺(tái),相互協(xié)作,以最優(yōu)化的方式工作,來(lái)滿足不同用戶的通信需求。當(dāng)多模式終端接入系統(tǒng)時(shí),網(wǎng)絡(luò)會(huì)自適應(yīng)分配頻帶、給出最優(yōu)化路由,以達(dá)到最佳通信效果。目前,4G移動(dòng)通信的主要接入技術(shù)有:無(wú)線蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)(例如2G、3G);無(wú)繩系統(tǒng)(如DECT);短距離連接系統(tǒng)(如藍(lán)牙);WLAN系統(tǒng);固定無(wú)線接入系統(tǒng);衛(wèi)星系統(tǒng);平流層通信(STS);廣播電視接入系統(tǒng)(如DAB、DVB-T、CATV)。隨著技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)需求變化,新的接入技術(shù)將不斷出現(xiàn)。
不同類(lèi)型的接入技術(shù)針對(duì)不同業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì),因此,我們根據(jù)接入技術(shù)的適用領(lǐng)域、移動(dòng)小區(qū)半徑和工作環(huán)境,對(duì)接入技術(shù)進(jìn)行分層。
分配層:主要由平流層通信、衛(wèi)星通信和廣播電視通信組成,服務(wù)范圍覆蓋面積大。
蜂窩層:主要由2G、3G通信系統(tǒng)組成,服務(wù)范圍覆蓋面積較大。
熱點(diǎn)小區(qū)層:主要由WLAN網(wǎng)絡(luò)組成,服務(wù)范圍集中在校園、社區(qū)、會(huì)議中心等,移動(dòng)通信能力很有限。
個(gè)人網(wǎng)絡(luò)層:主要應(yīng)用于家庭、辦公室等場(chǎng)所,服務(wù)范圍覆蓋面積很小。移動(dòng)通信能力有限,但可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)連接其他網(wǎng)絡(luò)層。
固定網(wǎng)絡(luò)層:主要指雙絞線、同軸電纜、光纖組成的固定通信系統(tǒng)。
網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)在整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中處于十分重要。未來(lái)的接入系統(tǒng)將主要在以下三個(gè)方面進(jìn)行技術(shù)革新和突破:為最大限度開(kāi)發(fā)利用有限的頻率資源,在接入系統(tǒng)的物理層,優(yōu)化調(diào)制、信道編碼和信號(hào)傳輸技術(shù),提高信號(hào)處理算法、信號(hào)檢測(cè)和數(shù)據(jù)壓縮技術(shù),并在頻譜共享和新型天線方面做進(jìn)一步研究。為提高網(wǎng)絡(luò)性能,在接入系統(tǒng)的高層協(xié)議方面,研究網(wǎng)絡(luò)自我優(yōu)化和自動(dòng)重構(gòu)技術(shù),動(dòng)態(tài)頻譜分配和資源分配技術(shù),網(wǎng)絡(luò)管理和不同接入系統(tǒng)間協(xié)作。提高和擴(kuò)展IP技術(shù)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用;加強(qiáng)軟件無(wú)線電技術(shù);優(yōu)化無(wú)線電傳輸技術(shù),如支持實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、無(wú)縫連接和網(wǎng)絡(luò)安全。
四、4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)
(一)定位技術(shù)
定位是指移動(dòng)終端位置的測(cè)量方法和計(jì)算方法。它主要分為基于移動(dòng)終端定位、基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)定位或者混合定位三種方式。在4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中,移動(dòng)終端可能在不同系統(tǒng)(平臺(tái))間進(jìn)行移動(dòng)通信。因此,對(duì)移動(dòng)終端的定位和跟蹤,是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端在不同系統(tǒng)(平臺(tái))間無(wú)縫連接和系統(tǒng)中高速率和高質(zhì)量的移動(dòng)通信的前提和保障。
(二)切換技術(shù)
切換技術(shù)適用于移動(dòng)終端在不同移動(dòng)小區(qū)之間、不同頻率之間通信或者信號(hào)降低信道選擇等情況。切換技術(shù)是未來(lái)移動(dòng)終端在眾多通信系統(tǒng)、移動(dòng)小區(qū)之間建立可靠移動(dòng)通信的基礎(chǔ)和重要技術(shù)。它主要有軟切換和硬切換。在4G通信系統(tǒng)中,切換技術(shù)的適用范圍更為廣泛,并朝著軟切換和硬切換相結(jié)合的方向發(fā)展。
(三)軟件無(wú)線電技術(shù)
在4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中,軟件將會(huì)變得非常繁雜。為此,專(zhuān)家們提議引入軟件無(wú)線電技術(shù),將其作為從第二代移動(dòng)通信通向第三代和第四代移動(dòng)通信的橋梁。軟件無(wú)線電技術(shù)能夠?qū)⒛M信號(hào)的數(shù)字化過(guò)程盡可能地接近天線,即將A/D和D/A轉(zhuǎn)換器盡可能地靠近RF前端,利用DSP進(jìn)行信道分離、調(diào)制解調(diào)和信道編譯碼等工作。它旨在建立一個(gè)無(wú)線電通信平臺(tái),在平臺(tái)上運(yùn)行各種軟件系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)多通路、多層次和多模式的無(wú)線通信。因此,應(yīng)用軟件無(wú)線電技術(shù),一個(gè)移動(dòng)終端,就可以實(shí)現(xiàn)在不同系統(tǒng)和平臺(tái)之間,暢通無(wú)阻的使用。目前比較成熟的軟件無(wú)線電技術(shù)有參數(shù)控制軟件無(wú)線電系統(tǒng)。
(四)智能天線技術(shù)
智能天線具有抑制信號(hào)干擾、自動(dòng)跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能,能滿足數(shù)據(jù)中心、移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)的性能要求。智能天線成形波束能在空間域內(nèi)抑制交互干擾,增強(qiáng)特殊范圍內(nèi)想要的信號(hào),這種技術(shù)既能改善信號(hào)質(zhì)量又能增加傳輸容量。
(五)交互干擾抑制和多用戶識(shí)別
待開(kāi)發(fā)的交互干擾抑制和多用戶識(shí)別技術(shù)應(yīng)成為4G的組成部分,它們以交互干擾抑制的方式引入到基站和移動(dòng)電話系統(tǒng),消除不必要的鄰近和共信道用戶的交互干擾,確保接收機(jī)的高質(zhì)量接收信號(hào)。這種組合將滿足更大用戶容量的需求,還能增加覆蓋范圍。交互干擾抑制和多用戶識(shí)別兩種技術(shù)的組合將大大減少網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的部署,確保業(yè)務(wù)質(zhì)量的改善。
(六)新的調(diào)制和信號(hào)傳輸技術(shù)
在高頻段進(jìn)行高速移動(dòng)通信,將面臨嚴(yán)重的選頻衰落(frequency-selectivefading)。為提高信號(hào)性能,研究和發(fā)展智能調(diào)制和解調(diào)技術(shù),來(lái)有效抑制這種衰落。例如正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFDM)、自適應(yīng)均衡器等。另一方面,采用TPC、Rake擴(kuò)頻接收、跳頻、FEC(如AQR和Turbo編碼)等技術(shù),來(lái)獲取更好的信號(hào)能量噪聲比。
五、OFDM技術(shù)在4G中的應(yīng)用
若以技術(shù)層面來(lái)看,第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要是以CDMA為核心技術(shù),第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)則以正交頻分復(fù)用(OrthogonalFreqencyDivisionMultiplexer,OFDM)最受矚目,特別是有不少專(zhuān)家學(xué)者針對(duì)OFDM技術(shù)在移動(dòng)通信技術(shù)上的應(yīng)用,提出相關(guān)的理論基礎(chǔ)。例如無(wú)線區(qū)域環(huán)路(WLL)、數(shù)字音訊廣播(DAB)等,都將在未來(lái)采用OFDM技術(shù),而第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)則計(jì)劃以O(shè)FDM為核心技術(shù),提供增值服務(wù)。
在時(shí)代交替之際,舊有系統(tǒng)之整合與升級(jí)是產(chǎn)業(yè)關(guān)心的話題,目前大家談的是GSM如何升級(jí)到第三代移動(dòng)通信系統(tǒng);而未來(lái)則是CDMA如何與OFDM技術(shù)相結(jié)合??梢灶A(yù)計(jì),CDMA絕對(duì)不會(huì)在第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)中消失,而是成為其應(yīng)用技術(shù)的一部份,或許未來(lái)也會(huì)有新的整合技術(shù)如OFDM/CDMA產(chǎn)生,前文所提到的數(shù)字音訊廣播,其實(shí)它真正運(yùn)用的技術(shù)是OFDM/FDMA的整合技術(shù),同樣是利用兩種技術(shù)的結(jié)合。因此未來(lái)以O(shè)FDM為核心技術(shù)的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng),也將會(huì)結(jié)合兩項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),一部份將是以CDMA的延伸技術(shù)。
六、結(jié)束語(yǔ)
對(duì)于現(xiàn)在的人來(lái)說(shuō),未來(lái)的4G通信的確顯得很神秘,不少人都認(rèn)為第四代無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是人類(lèi)有史以來(lái)最復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)??偟膩?lái)說(shuō),要順利、全面地實(shí)施4G通信,還將可能遇到一些困難。
首先,人們對(duì)未來(lái)的4G通信的需求是它的通信傳輸速度將會(huì)得到極大提升,從理論上說(shuō)最高可達(dá)到100Mbit/s,但手機(jī)的速度將受到通信系統(tǒng)容量的限制。據(jù)有關(guān)行家分析,4G手機(jī)將很難達(dá)到其理論速度。
其次,4G的發(fā)展還將面臨極大的市場(chǎng)壓力。有專(zhuān)家預(yù)測(cè),在10年以后,2G的多媒體服務(wù)將進(jìn)入第三個(gè)發(fā)展階段,此時(shí)覆蓋全球的3G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本建成,全球25%以上的人口使用3G,到那時(shí),整個(gè)行業(yè)正在消化吸收第三代技術(shù),對(duì)于4G技術(shù)的接受還需要一個(gè)逐步過(guò)渡的過(guò)程。
因此,在建設(shè)4G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí),通信運(yùn)營(yíng)商們將考慮直接在3G通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施之上,采用逐步引入的方法,使移動(dòng)通信從3G逐步向4G過(guò)渡。
參考文獻(xiàn):
1、謝顯忠等.基于TDD的第四代移動(dòng)通信技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社,2005.
關(guān)鍵詞:3G;技術(shù);標(biāo)準(zhǔn);發(fā)展
3G是國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)在1985年提出的工作在2000MHz頻段的系統(tǒng)。與第一代模擬移動(dòng)通信和第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)相比,第三代的最主要特征是可提供移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)。
13G技術(shù)概述
3G是“3rdGeneration”(第三代)的縮寫(xiě),即第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(IMT-2000),它是高速移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域的行業(yè)術(shù)語(yǔ)。狹義地講,3G就是指國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)確定的三大主流無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn):W-CDMA(寬頻分碼多重存取)、CDMA2000(多載波分復(fù)用擴(kuò)頻調(diào)制)和TDS-CDMA(時(shí)分同步碼分多址接入)??v觀移動(dòng)通訊系統(tǒng)的發(fā)展歷史,模擬移動(dòng)手機(jī)被稱(chēng)作“第一代”;數(shù)字移動(dòng)手機(jī)被列入“第二代”;而其后的發(fā)展技術(shù)被稱(chēng)作“第三代”。當(dāng)前全球還存在多種第一代和第二代通訊系統(tǒng),它們成為全球范圍內(nèi)普及單一通訊終端設(shè)備的一個(gè)阻力。另外,3G技術(shù)面臨的最大挑戰(zhàn)是系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化,如何能夠支持單一通訊終端設(shè)備可以在全球范圍內(nèi)得到通用。3G技術(shù)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是支持全系列的移動(dòng)多媒體系統(tǒng),其對(duì)多種數(shù)據(jù)速率提供靈活的支持,不僅可以傳送語(yǔ)音數(shù)據(jù),還可以根據(jù)需要傳送視頻數(shù)據(jù)。使用3G網(wǎng)絡(luò),我們可以傳輸需要高帶寬的應(yīng)用數(shù)據(jù),它能夠處理圖像、音樂(lè)、視頻流等多種媒體形式,提供包括網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。為了提供這種服務(wù),無(wú)線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度,也就是說(shuō)在室內(nèi)、室外和行車(chē)的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps(兆字節(jié)/每秒)、384kbps(千字節(jié)/每秒)以及144kbps的傳輸速度。
23G發(fā)展的必然性
由于第二代(2G)系統(tǒng)頻譜資源的有限性、頻譜利用率的較低性、支持移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的局限性,以及2G系統(tǒng)之間的不兼容性,因而導(dǎo)致了系統(tǒng)的容量較小、難以滿足高速寬帶業(yè)務(wù)的需求和不能實(shí)現(xiàn)用戶全球漫游等不足,發(fā)展3G移動(dòng)通信將是第二代移動(dòng)通信前進(jìn)的必然結(jié)果。
發(fā)展3G的原動(dòng)力有市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)和技術(shù)驅(qū)動(dòng)兩方面原因。從市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)方面看,發(fā)展3G可以滿足未來(lái)移動(dòng)用戶容量的需求,并且可以提供移動(dòng)數(shù)據(jù)和多媒體通信業(yè)務(wù)。從技術(shù)驅(qū)動(dòng)上看,發(fā)展3G是更高頻譜效率的要求,是各大網(wǎng)絡(luò)兼容性的要求,是全球統(tǒng)一頻段、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),全球無(wú)縫覆蓋,全球漫游的要求所決定的。
3G可使人們享受到更多的通信樂(lè)趣,除了獲得更清晰的話音業(yè)務(wù)外,還可以隨時(shí)隨地通過(guò)個(gè)人移動(dòng)終端進(jìn)行多媒體通信,比如上網(wǎng)瀏覽、多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)、實(shí)時(shí)股市行情查詢、可視電話、移動(dòng)電子商務(wù)、交互游戲,無(wú)線個(gè)人隨身聽(tīng)和視頻傳送等。3G移動(dòng)電話將成為人們生活和工作的好幫手中國(guó)33G的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
在ITU確認(rèn)的無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,目前己經(jīng)形成主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):有基于FDD方式的WCDMA和CD-MA2000、基于TDD方式的TD-SCDMA。
3.1WCDMA
由3GPP1的WCDMA方案與3GPP2的CDMA2000方案的直接擴(kuò)頻(DS)部分融合而來(lái),主要源于歐洲的ETSI和日本的ARIB標(biāo)準(zhǔn)化組織,主要倡導(dǎo)者有愛(ài)立信和諾基亞等公司。它的核心網(wǎng)基于GSM-MAP,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展方式提供基于ANSI-41的運(yùn)行能力。WCDMA系統(tǒng)能同時(shí)支持電路交換業(yè)務(wù)(如PSTN.ISDN)和分組交換業(yè)務(wù)(如IP網(wǎng))。該系統(tǒng)使用靈活的無(wú)線協(xié)議,可在一個(gè)載波內(nèi)同時(shí)支持話音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù),并通過(guò)透明或非透明傳輸支持實(shí)時(shí)、非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。
3.2CDMA2000
即3GPP2提交方案中的多載波(MC)方案,源于美國(guó)TIA(電話工業(yè)協(xié)會(huì))的TR45.5標(biāo)準(zhǔn),由美國(guó)高盛公司提出。CDMA2000是從CDMAOne發(fā)展而來(lái),目的是為已有的CDMA運(yùn)營(yíng)商平滑升級(jí)到3G提供途徑,核心是Lucent,Motorola,Nortel和Qualcomm聯(lián)合提出的寬帶CDMAOne技術(shù)。主要特點(diǎn)是與現(xiàn)有的TIA/EIA-95-B標(biāo)準(zhǔn)向后兼容,并與IS-95B系統(tǒng)的頻段實(shí)現(xiàn)共享或重疊,使運(yùn)營(yíng)商可在IS-95B系統(tǒng)的基礎(chǔ)上平滑地過(guò)渡,保護(hù)已有投資。CDMA2000的核心網(wǎng)基于ANSI-41,但經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展方式;也可提供基于GSM-MAP核心網(wǎng)上的運(yùn)行能力。
3.3TD-SCDMA
它是一種高性能和低成本的系統(tǒng),是在TDD模式下,采用在周期重復(fù)的時(shí)間幀里傳輸基本的TDMA突發(fā)脈沖的工作模式(和GSM相同),通過(guò)周期性地切換傳輸方向,在同一載波上交替地進(jìn)行上下行鏈路傳輸。可以控制上下行的發(fā)送時(shí)間,發(fā)送時(shí)間段內(nèi)不接受,接受時(shí)間段內(nèi)不發(fā)送,且可靈活控制和改變發(fā)送和接受的時(shí)段長(zhǎng)短比例。其優(yōu)勢(shì)是上下行鏈路間的轉(zhuǎn)折點(diǎn)可因業(yè)務(wù)的不同而認(rèn)識(shí)調(diào)整。對(duì)于因特網(wǎng)等非對(duì)等業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸,下行數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)大于上行數(shù)據(jù)量,可增加下行的時(shí)段時(shí)間,縮短上行的時(shí)段時(shí)間,以達(dá)到高效傳送非對(duì)等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的目的,從而實(shí)現(xiàn)3G所要求的兩類(lèi)業(yè)務(wù)(對(duì)稱(chēng)的電路交換業(yè)務(wù)和非對(duì)稱(chēng)的分組交換業(yè)務(wù))。
43G系統(tǒng)面臨的主要問(wèn)題
4.1多徑衰落
這存在于所有的移動(dòng)通信系統(tǒng)中。無(wú)線電波在傳播過(guò)程中將發(fā)生折射、反射和散射,從而產(chǎn)生多條傳播路徑。不同路徑的信號(hào)到達(dá)接收機(jī)時(shí),由于天線的位置、方向和極化不同,使接收信號(hào)的幅度、相位起伏變化,產(chǎn)生嚴(yán)重的衰落現(xiàn)象。為了保證通信質(zhì)量,不得不增加信號(hào)功率,這就直接影響了系統(tǒng)的容量。
4.2時(shí)延擴(kuò)展
不同路徑的信號(hào)有不同的傳播時(shí)延,當(dāng)時(shí)延超過(guò)檢測(cè)脈沖寬度的10%時(shí),脈沖間的干擾就明顯存在,從而限制了移動(dòng)通信的數(shù)據(jù)速率。
4.3多址干擾
由于3G系統(tǒng)采用CDMA技術(shù),即采用不同的擴(kuò)頻碼字來(lái)區(qū)分用戶,這就要求各用戶的擴(kuò)頻碼具有強(qiáng)自相關(guān)性和弱互相關(guān)性。但實(shí)際上各用戶間的互干擾不可能完全消失,所以CDMA系統(tǒng)是干擾受限系統(tǒng),就是說(shuō)來(lái)自本小區(qū)和鄰近小區(qū)用戶的干擾成了決定系統(tǒng)容量和性能的主要因素。多址干擾是3G系統(tǒng)所特有的一種干擾。
4.4遠(yuǎn)近效應(yīng)
在各移動(dòng)臺(tái)均以相同功率發(fā)射信號(hào)時(shí),基站接收到的近處移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的信號(hào)功率將遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)處移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的信號(hào)功率。遠(yuǎn)近效應(yīng)就是指近處大功率信號(hào)對(duì)遠(yuǎn)處小功率信號(hào)產(chǎn)生的很強(qiáng)的干擾。它也是一類(lèi)多址干擾,不過(guò)在3G系統(tǒng)中這種多址干擾表現(xiàn)十分突出。
4.5體制問(wèn)題
目前,第二代系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用,所以,從資源利用的角度來(lái)考慮,3G系統(tǒng)必須兼容前代系統(tǒng),而且能在將來(lái)平滑地過(guò)渡到第四代移動(dòng)通信系統(tǒng),甚至個(gè)人通信系統(tǒng)的最高目標(biāo)。但目前,第二代系統(tǒng)種類(lèi)繁多,標(biāo)準(zhǔn)層出不窮,體制多種多樣。所以,如何使3G系統(tǒng)起好一個(gè)承前啟后的作用,也是一個(gè)突出問(wèn)題。
從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上來(lái)講,WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA這3種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都沒(méi)有達(dá)到成熟,都需要開(kāi)展全面而深入的研究和試驗(yàn)以及測(cè)試,任何一種標(biāo)準(zhǔn)都是在某一方面、某一領(lǐng)域內(nèi)有其優(yōu)越性和特殊性。因此,3種標(biāo)準(zhǔn)會(huì)互相融合、互相補(bǔ)充,從而得到完善和發(fā)展,不斷走向成熟。
參考文獻(xiàn)
[1]劉海東.第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)與新技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)用手冊(cè)[M].北京:科大電子出版社,2005.
(正文)一、全球趨勢(shì):公眾移動(dòng)保持增長(zhǎng)寬帶無(wú)線熱點(diǎn)不斷
當(dāng)今,全球無(wú)線通信產(chǎn)業(yè)的兩個(gè)突出特點(diǎn)體現(xiàn)在:一是公眾移動(dòng)通信保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),一些國(guó)家和地區(qū)增勢(shì)強(qiáng)勁,但存在發(fā)展不均衡的現(xiàn)象;二是寬帶無(wú)線通信技術(shù)熱點(diǎn)不斷,研究和應(yīng)用十分活躍。
資料顯示,在全球電信市場(chǎng)普遍低調(diào)的背景下,移動(dòng)通信依然保持了較好的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。統(tǒng)計(jì)顯示,2003年全球移動(dòng)用戶數(shù)增長(zhǎng)率在17%以上,總計(jì)達(dá)到13.54億戶。在市場(chǎng)值方面,全球移動(dòng)業(yè)務(wù)市場(chǎng)在2003年已達(dá)到4680億歐元,比上年增長(zhǎng)了11.3%以上。
盡管全球移動(dòng)市場(chǎng)在增長(zhǎng),但這種增長(zhǎng)也呈現(xiàn)出很大的不均衡性。從用戶數(shù)來(lái)看,在北美、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū),由于移動(dòng)用戶普及率已經(jīng)很高,因此新增用戶數(shù)日益減少;而在亞洲、非洲等地區(qū),特別是像中國(guó)這樣的發(fā)展中國(guó)家,移動(dòng)用戶數(shù)增長(zhǎng)迅猛。從用戶創(chuàng)造的價(jià)值來(lái)看,歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的ARPU值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了新興的發(fā)展中國(guó)家。從數(shù)據(jù)新業(yè)務(wù)市場(chǎng)的增長(zhǎng)來(lái)看,韓國(guó)、日本呈現(xiàn)爆發(fā)態(tài)勢(shì),已成為全球移動(dòng)通信發(fā)展的新熱點(diǎn)。
目前,我國(guó)的移動(dòng)通信市場(chǎng)呈現(xiàn)持續(xù)快速增長(zhǎng)的局面,截至4月底,移動(dòng)用戶總數(shù)達(dá)到2.96億,用戶普及率達(dá)到20.9%。考慮閑置的充值卡和一人雙機(jī)的情況,我國(guó)移動(dòng)通信由于用戶普及率相對(duì)還比較低,仍有相當(dāng)巨大和持久的增長(zhǎng)空間。但我國(guó)的移動(dòng)通信領(lǐng)域已進(jìn)入了全面競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)代,GSM、CDMA乃至小靈通等網(wǎng)絡(luò)激烈爭(zhēng)奪用戶,這已導(dǎo)致了資費(fèi)下降,用戶ARPU值下降的情況。目前我國(guó)的GPRS、CDMA1X等2.5G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展態(tài)勢(shì)不錯(cuò),并已逐步培育了用戶群。而3G還處在技術(shù)試驗(yàn)階段,政府依然保持謹(jǐn)慎態(tài)度。
除傳統(tǒng)的公眾移動(dòng)通信外,全球的寬帶無(wú)線接入領(lǐng)域近期研究和應(yīng)用十分活躍,熱點(diǎn)不斷出現(xiàn),給無(wú)線通信業(yè)界帶來(lái)了清新的空氣。這包括寬帶固定無(wú)線接入技術(shù)、WLAN技術(shù)、WiMAX技術(shù)、UWB技術(shù)等等,呈現(xiàn)百花齊放的局面。這些技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,給整個(gè)無(wú)線通信產(chǎn)業(yè)注入了勃勃生機(jī)。
二、熱點(diǎn)解析:五大技術(shù)引領(lǐng)應(yīng)用模式各展所長(zhǎng)
前文對(duì)全球無(wú)線通信領(lǐng)域的發(fā)展情況作了概要性介紹,以下將重點(diǎn)就當(dāng)前無(wú)線通信領(lǐng)域的焦點(diǎn)問(wèn)題和熱點(diǎn)技術(shù)展開(kāi)較深入的介紹和分析。主要包括3G、3.5GHzMMDS、WLAN、WiMax、UWB等五大熱點(diǎn)。
1.舉世矚目的3G
今天,第三代移動(dòng)通信3G格外引人矚目,成為無(wú)線通信產(chǎn)業(yè)的最大熱點(diǎn)。
首先,從技術(shù)角度來(lái)看,3G主流技術(shù)已經(jīng)基本成熟。cdma2000由于技術(shù)本身的平滑演進(jìn)特性,進(jìn)入3G的障礙不大。WCDMA以前受版本不斷更新的影響,阻礙了商用進(jìn)程,但目前主體標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)定型,具備了規(guī)模商用的基礎(chǔ)。TD-SCDMA技術(shù)要相對(duì)滯后一些。
總的說(shuō)來(lái),當(dāng)前的3G技術(shù)已經(jīng)能夠支持規(guī)?;纳逃镁W(wǎng)絡(luò)部署。
其次,目前歐美等運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)進(jìn)入了3G網(wǎng)絡(luò)部署階段。3G網(wǎng)絡(luò)的商用部署正在全球一步步地鋪展開(kāi)來(lái)。截至2004年3月底,就WCDMA而言,全球已經(jīng)發(fā)放了120份牌照,簽署了91份商業(yè)部署合同,目前已有二十多家網(wǎng)絡(luò)投入商用,預(yù)計(jì)到2004年年底總數(shù)將超過(guò)40家。目前兩家韓國(guó)運(yùn)營(yíng)商STK和KTF在使用cdma20001xEV-DO,日本KDDI也開(kāi)始了EV-DO網(wǎng)絡(luò)的商用,而Verizon也即將參與該制式下3G網(wǎng)絡(luò)的部署。
應(yīng)該說(shuō),2004年已經(jīng)進(jìn)入了全球3G的商用部署年。
第三,部分運(yùn)營(yíng)商的3G用戶數(shù)量開(kāi)始呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的局面。最早推出3G商用業(yè)務(wù)的NTTDoCoMo近期宣布,在距離突破200萬(wàn)用戶僅僅兩個(gè)月的時(shí)間內(nèi),他們的3G用戶總數(shù)就增長(zhǎng)至300萬(wàn)大關(guān)。5月中下旬,和記黃埔表示,在過(guò)去兩個(gè)月中,3G用戶數(shù)出現(xiàn)了快速增加,目前在全球范圍內(nèi)已經(jīng)達(dá)到了173萬(wàn)。截至2004年1月1日,全球使用cdma2000(包括CDMA1X)系列和WCDMA標(biāo)準(zhǔn)制式的3G用戶數(shù)已經(jīng)達(dá)到了7300萬(wàn)。從全球來(lái)看,3G商用在部分地區(qū)已取得了初步成功。
第四,我國(guó)3G處在黎明的前夕。我國(guó)對(duì)3G一直采取積極穩(wěn)健的態(tài)度,目前,我國(guó)正在進(jìn)行第二階段的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)試驗(yàn),或稱(chēng)外場(chǎng)測(cè)試。自今年3月起,開(kāi)始啟動(dòng)WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA的測(cè)試工作,由6大運(yùn)營(yíng)商分別在北京、上海、廣州三地進(jìn)行。測(cè)試的重點(diǎn)包括:3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋、容量等性能試驗(yàn);不同3G技術(shù)之間、3G和2G技術(shù)之間的干擾、共存;各種3G業(yè)務(wù)及業(yè)務(wù)兼容性試驗(yàn);3G終端和系統(tǒng)之間互操作試驗(yàn);3G和2G之間的互操作試驗(yàn)。
預(yù)計(jì)此階段試驗(yàn)將在今年10月份完成,試驗(yàn)將對(duì)我國(guó)對(duì)3G的決策工作起到重要的參考作用。由于此次試驗(yàn)由運(yùn)營(yíng)商參與,且屬于網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)。因此,預(yù)計(jì)若此次試驗(yàn)結(jié)果令人滿意的話,我國(guó)的3G牌照發(fā)放工作有可能順勢(shì)展開(kāi)。
趨勢(shì)分析3G一波三折,曾經(jīng)有一段時(shí)間,人們對(duì)3G的前途失去了信心,并在今天留下了心理陰影。對(duì)3G問(wèn)題,我國(guó)應(yīng)如何把握呢?筆者認(rèn)為,目前,3G已處在商用的爆發(fā)階段,由于3G技術(shù)和產(chǎn)品的成熟,3G的商用已不容置疑地?cái)[在了我們面前。歐美等國(guó)運(yùn)營(yíng)商加緊部署3G網(wǎng)絡(luò)以及日韓等國(guó)3G用戶的快速增長(zhǎng),表明3G已經(jīng)成為全球移動(dòng)通信領(lǐng)域新的成長(zhǎng)點(diǎn),我國(guó)需要當(dāng)機(jī)立斷,盡快開(kāi)展3G牌照的發(fā)放工作和商用部署工作。這樣才不至于坐失機(jī)遇,在本來(lái)領(lǐng)先的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中落后。同時(shí),3G也為國(guó)內(nèi)的電信制造商提供了絕佳的機(jī)遇,這也是我國(guó)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的一次發(fā)展良機(jī)。
應(yīng)該說(shuō),目前3G還存在一些問(wèn)題,主要表現(xiàn)在市場(chǎng)還處在啟蒙階段,殺手級(jí)的業(yè)務(wù)還沒(méi)有呈現(xiàn),終端還不夠多。在我國(guó),政府將考慮對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)度的把握,涉及3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)放幾張牌照的問(wèn)題,同時(shí),還將考慮設(shè)備國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題。這些問(wèn)題已經(jīng)屬于次要矛盾,目前最重要的是要選擇恰當(dāng)時(shí)機(jī)盡快推動(dòng)3G網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的建設(shè),這才是解決以上矛盾的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和引導(dǎo)環(huán)節(jié)。
這主要是因?yàn)槲覈?guó)3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不同于西方發(fā)達(dá)國(guó)家,我國(guó)移動(dòng)話音用戶市場(chǎng)還有很大的成長(zhǎng)空間,這就能夠避免出現(xiàn)因?yàn)榘l(fā)展初期新應(yīng)用新業(yè)務(wù)不足無(wú)法支撐網(wǎng)絡(luò)生存的狀況。同時(shí),我國(guó)有迫切需要進(jìn)入移動(dòng)市場(chǎng)的“新”運(yùn)營(yíng)商,中國(guó)電信和中國(guó)網(wǎng)通如果被允許經(jīng)營(yíng)移動(dòng)通信業(yè)務(wù),其網(wǎng)絡(luò)建設(shè)必然會(huì)選擇3G,這從中遠(yuǎn)期的網(wǎng)絡(luò)成本上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于2G技術(shù)。此外,盡快發(fā)放3G牌照,對(duì)解決現(xiàn)有的小靈通(PHS)的矛盾,也有重要的戰(zhàn)略意義。目前,日本都已經(jīng)棄PHS而轉(zhuǎn)攻3G,其目的十分明顯,即要糾正自己早期大上帶有強(qiáng)烈本土化特征的PHS導(dǎo)致失去移動(dòng)領(lǐng)域國(guó)際領(lǐng)先地位的失誤,重新用全球性的先進(jìn)技術(shù)武裝自己的移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè),實(shí)現(xiàn)在該領(lǐng)域的戰(zhàn)略性崛起。如果我國(guó)反其道而行之,將是不明智的,這關(guān)鍵還是政府的決策引導(dǎo)問(wèn)題,而不能抱怨運(yùn)營(yíng)商??傊?,3G不是一蹴而就的,如果遲遲不進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),其他的矛盾將繼續(xù)積聚,難以得到根本性的解決。
2.3.5GHz寬帶固定無(wú)線接入的推廣應(yīng)用
3.5GHz寬帶固定無(wú)線接入技術(shù)MMDS,是工作于3.5GHz無(wú)線頻段上的中寬帶無(wú)線接入技術(shù)。今年4月份,第三批3.5GHz寬帶固定無(wú)線接入頻率評(píng)選(招標(biāo))工作在我國(guó)進(jìn)行,使MMDS技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)大,這也使3.5GHz固定無(wú)線接入技術(shù)成為今年業(yè)界的熱點(diǎn)之一。
在此次評(píng)選(招標(biāo))工作中,中國(guó)電信、中國(guó)網(wǎng)通、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)鐵通五大運(yùn)營(yíng)商分別獲得河北、山西、內(nèi)蒙古等27個(gè)?。▍^(qū))的3.5GHz頻段2×30MHz頻率使用權(quán),并將獲準(zhǔn)經(jīng)營(yíng)相應(yīng)電信業(yè)務(wù)。加上此前的兩次3.5GHz頻率使用權(quán)分配,我國(guó)3.5GHz頻段已在絕大部分地區(qū)分配完畢。這表明,我國(guó)的3.5GHz寬帶固定無(wú)線接入進(jìn)入了規(guī)模商用。前一段時(shí)間,無(wú)線電管理局副局長(zhǎng)劉巖率領(lǐng)由無(wú)線電管理局、電信管理局、電信研究院共同組成的調(diào)研組,對(duì)第二批3.5GHz中標(biāo)企業(yè)的工作情況進(jìn)行了調(diào)研。通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn),在第二批中標(biāo)的9家企業(yè)中有7家建設(shè)開(kāi)通了網(wǎng)絡(luò),這7家企業(yè)在一半以上的中標(biāo)城市建設(shè)了自己的網(wǎng)絡(luò)。目前運(yùn)營(yíng)商傾向于提供的業(yè)務(wù)包括:語(yǔ)音接入業(yè)務(wù)(本地和IP電話),數(shù)據(jù)專(zhuān)線業(yè)務(wù),Internet接入業(yè)務(wù)等。調(diào)研中還發(fā)現(xiàn),如果將3.5GHz網(wǎng)絡(luò)作為單一網(wǎng)絡(luò)來(lái)經(jīng)營(yíng),盈利困難比較大,特別是對(duì)于大型企業(yè)。調(diào)研中,運(yùn)營(yíng)企業(yè)對(duì)進(jìn)一步獲得3.5GHz頻率資源表現(xiàn)出了很大熱情。
趨勢(shì)分析寬帶固定無(wú)線接入技術(shù)因?yàn)槠涓邘?、建設(shè)速度快、接入方式靈活等特點(diǎn),受到了業(yè)界的關(guān)注。但這項(xiàng)技術(shù)也有其局限性,比如高頻段26GHz的LMDS技術(shù)受天氣影響較大,而3.5GHzMMDS技術(shù)在我國(guó)又受到了帶寬不足等因素的限制。因此,對(duì)于寬帶固定無(wú)線接入技術(shù),我們應(yīng)該回歸理性的認(rèn)識(shí)。它具有自身的優(yōu)勢(shì),但也有其固有的缺陷,因此在應(yīng)用中要實(shí)事求是。
就目前重點(diǎn)推廣的3.5GHz技術(shù)來(lái)看,運(yùn)營(yíng)商的經(jīng)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)表明,若單獨(dú)把MMDS技術(shù)作為一個(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)來(lái)運(yùn)作,由于其技術(shù)、用戶規(guī)模和頻率帶寬的限制,較難實(shí)現(xiàn)盈利。因此,我們應(yīng)該進(jìn)一步放寬眼光,把它推廣至更大的應(yīng)用領(lǐng)域。比如可以考慮像現(xiàn)在某些運(yùn)營(yíng)商所采用的,將之作為移動(dòng)基站的回路。
對(duì)于3.5GHzMMDS技術(shù),我們一方面要積極推動(dòng)其綜合業(yè)務(wù)的應(yīng)用,比如數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)和經(jīng)營(yíng)。同時(shí)也要從全局的角度考慮,使之成為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的有效補(bǔ)充手段。這樣才能充分發(fā)揮3.5GHz頻段的效率。未來(lái),隨著3G技術(shù)的商用,3.5GHz將有望成為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)重要的接入補(bǔ)充手段,并對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)的搭建起到支撐作用。
3.沸沸揚(yáng)揚(yáng)的WLAN標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)
無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)WLAN(Wi-Fi),其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為802.11,可實(shí)現(xiàn)十幾兆至幾十兆的無(wú)線接入。我國(guó)目前發(fā)展的主要是802.11b標(biāo)準(zhǔn)的WLAN網(wǎng)絡(luò),支持11Mbps的無(wú)線接入。作為近年來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù),WLAN在歐美等國(guó)快速發(fā)展,在我國(guó)近兩年也得到了幾大運(yùn)營(yíng)商的追捧。而自去年開(kāi)始的WAPI標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng),吸引了全球的關(guān)注目光。
2003年5月12日,由中國(guó)寬帶無(wú)線IP標(biāo)準(zhǔn)工作組負(fù)責(zé)起草的無(wú)線局域網(wǎng)兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(即WAPI標(biāo)準(zhǔn)),由國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部報(bào)送國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)正式頒布。2003年12月1日,國(guó)家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì)2003年第113號(hào)公告,宣布對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)產(chǎn)品實(shí)施強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證,要求所有產(chǎn)品都要加載我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的安全保密協(xié)議WAPI,從2004年6月1日起,不符合WAPI標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線局域網(wǎng)產(chǎn)品不得出廠、進(jìn)口、銷(xiāo)售或者在其他經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中使用。但2004年4月22日,國(guó)務(wù)院副總理吳儀表示中國(guó)已經(jīng)同意美方提出的要求,不在2004年6月1日最后期限到來(lái)之時(shí)強(qiáng)制實(shí)施WAPI標(biāo)準(zhǔn)。2004年4月29日,國(guó)家質(zhì)檢總局、認(rèn)監(jiān)委、國(guó)標(biāo)委聯(lián)合了2004年第44號(hào)公告。公告強(qiáng)調(diào):WAPI標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施時(shí)間只是推遲,并沒(méi)有取消,也沒(méi)有取消標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制性屬性。
筆者認(rèn)為,之所以出現(xiàn)WAPI標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng),除了國(guó)家出于自身信息安全的考慮外,我國(guó)無(wú)線通信設(shè)備廠商希望成長(zhǎng)壯大,占領(lǐng)新興技術(shù)市場(chǎng)的渴望也是重要因素。但該標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)限期推遲,也暴露出一些問(wèn)題。那就是,我國(guó)的無(wú)線技術(shù)的核心能力,與國(guó)際水平相比還有一定差距,還難以撼動(dòng)國(guó)際主流的技術(shù)集團(tuán)。同時(shí),我國(guó)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制訂策略,還存在封閉性的問(wèn)題,這也是其受到國(guó)際社會(huì)普遍攻擊的重要原因。當(dāng)然,WAPI標(biāo)準(zhǔn)的推遲執(zhí)行,也是出于更大的國(guó)家利益的考慮。
趨勢(shì)分析WAPI標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng),表明WLAN技術(shù)在全球的重要戰(zhàn)略地位。其戰(zhàn)略意義不只在于網(wǎng)絡(luò)的部署、用戶的發(fā)展、業(yè)務(wù)的經(jīng)營(yíng)范疇,更在于其對(duì)IT通信產(chǎn)品領(lǐng)域的巨大拉動(dòng)力量,特別是對(duì)計(jì)算機(jī)芯片的突出貢獻(xiàn)。因此,我國(guó)應(yīng)該積極推進(jìn)WLAN核心技術(shù)的研究工作,這不僅涉及通信產(chǎn)業(yè),而且涉及IT領(lǐng)域的巨大利益。拋開(kāi)WAPI標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng),我們?nèi)绾伟盐誛LAN技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)呢?應(yīng)該說(shuō),WLAN在我國(guó)目前的工作,陷入了低潮階段。這主要是受制于WLAN技術(shù)自身的限制,比如其漫游性、安全性、如何計(jì)費(fèi)等等,還沒(méi)有得到妥善的解決。另外,高端商業(yè)用戶的不足,使網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資收益比較低,因此也影響了運(yùn)營(yíng)商的積極性。未來(lái),隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟,WLAN技術(shù)將在特定的區(qū)域和范圍,特別是熱點(diǎn)區(qū)域和高速信息接入領(lǐng)域,發(fā)揮對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的重要補(bǔ)充作用。3G網(wǎng)絡(luò)商用后,WLAN將成為彌補(bǔ)3G固定區(qū)域高速覆蓋的不足??傮w來(lái)看,WLAN具有很強(qiáng)的生命力,但其在運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域的發(fā)展速度估計(jì)會(huì)低于過(guò)去的預(yù)期。
4.寬帶無(wú)線技術(shù)新寵WiMAX
有資料顯示,“WiMAX”已經(jīng)成為近期互聯(lián)網(wǎng)上搜索量最大的通信關(guān)鍵詞,該項(xiàng)技術(shù)以其遠(yuǎn)覆蓋和高帶寬特性,成為無(wú)線業(yè)界的新寵。
WiMAX全稱(chēng)為WorldInteroperabilityforMicrowaveAccess,即全球微波接入互操作系統(tǒng),其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為IEEE802.16。WiMAX也組織了自己的聯(lián)盟。目前這個(gè)聯(lián)盟已經(jīng)發(fā)展了數(shù)十家會(huì)員,該聯(lián)盟由Intel牽頭,我國(guó)中興通訊也名列其中。WiMAX的目標(biāo)是促進(jìn)IEEE802.16的應(yīng)用。
WiMAX相對(duì)于Wi-Fi的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在Wi-Fi解決的是無(wú)線局域網(wǎng)的接入問(wèn)題,而WiMAX解決的是無(wú)線城域網(wǎng)的問(wèn)題。Wi-Fi只能把互聯(lián)網(wǎng)的連接信號(hào)傳送到300英尺遠(yuǎn)的地方,WiMAX則能把信號(hào)傳送31英里之遠(yuǎn)。Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)連接速度為每秒54兆,而WiMAX為每秒70兆。有專(zhuān)家認(rèn)為,WiMAX的覆蓋范圍和傳輸速度將對(duì)3G構(gòu)成威脅。在成本等各個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)使得業(yè)內(nèi)人士將WiMAX技術(shù)看作是一項(xiàng)打破產(chǎn)業(yè)格局的技術(shù)。
近期,英國(guó)電信(BT)、法國(guó)電信、Qwest通信公司、Reliance電信和XO通信加入了WiMAX論壇,目前WiMAX論壇已經(jīng)擁有98個(gè)成員,運(yùn)營(yíng)商占25%。今年初,Intel也宣布,下半年開(kāi)始將會(huì)在其生產(chǎn)的芯片中部分采用WiMAX標(biāo)準(zhǔn)。
趨勢(shì)分析對(duì)于今天異?;馃岬腤iMAX技術(shù),我們?cè)撊绾慰创??它?huì)成為3G技術(shù)的終結(jié)者嗎?筆者認(rèn)為,這種觀點(diǎn)不盡正確。首先,從技術(shù)自身角度來(lái)看,WiMAX還不具備公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的廣域漫游、安全特性、終端便攜等移動(dòng)特性。其次,WiMAX標(biāo)準(zhǔn)還不成熟,因此預(yù)計(jì)商用還需要至少兩年以上的時(shí)間,規(guī)模普及還要五年左右的時(shí)間。其三,WiMAX的特點(diǎn)是高速的數(shù)據(jù)傳輸能力,但其還沒(méi)有對(duì)實(shí)時(shí)話音業(yè)務(wù)的高效支持能力,這將限制其作為公眾移動(dòng)通信的應(yīng)用。其四,WiMAX的產(chǎn)業(yè)規(guī)模以及技術(shù)和設(shè)備成熟性還遠(yuǎn)遠(yuǎn)難以和3G相抗衡,其推廣期也將滯后于已經(jīng)開(kāi)始啟動(dòng)的3G技術(shù)。其五,WiMAX技術(shù)有可能受到傳統(tǒng)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商或制造商的抵制,從而限制其發(fā)展。
對(duì)于WiMAX技術(shù),筆者認(rèn)為它具有巨大的潛力,但尚處在襁褓階段,目前還難以對(duì)當(dāng)前的全球無(wú)線通信格局產(chǎn)生重大的影響。由于3G的實(shí)施,WiMAX將可能成為未來(lái)3G網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充手段,在高速信息接入領(lǐng)域發(fā)揮其特性。但受其自身移動(dòng)性和話音支持能力的限制,WiMAX不大可能殺死3G。
5.超寬帶無(wú)線接入技術(shù)UWB
無(wú)線技術(shù)領(lǐng)域的活躍除表現(xiàn)在新技術(shù)不斷涌現(xiàn)外,還表現(xiàn)在其傳輸能力的不斷拓展。近兩年,一項(xiàng)超高速的無(wú)線接入技術(shù)受到了大家的關(guān)注,那就是UWB。
UWB是一種時(shí)域通信技術(shù),它采用超短周期脈沖進(jìn)行調(diào)制,把信號(hào)直接按照0或1發(fā)送出去,而不使用載波,這與此前的無(wú)線通信截然不同。脈沖調(diào)制產(chǎn)生的信號(hào)為超寬帶信號(hào),譜密度極低,信號(hào)的中心頻率在650MHz~5GHz之間,平均功率為亞毫瓦量級(jí),抗干擾和多徑的能力強(qiáng),具有多個(gè)可利用信道。與CDMA系統(tǒng)相比,時(shí)域通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本相對(duì)較低。UWB技術(shù)具有高速率、低成本、低功耗的顯著特性。UWB最引人注目的特點(diǎn)是具有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率。XtremeSpectrum公司預(yù)測(cè),他們即將開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品具有在10米內(nèi)傳輸約100Mbps的能力,Intel則把目標(biāo)定在了500Mbps。
趨勢(shì)分析對(duì)于UWB技術(shù),我們應(yīng)該這樣看待,它以其獨(dú)特的速率鋒芒以及特殊的應(yīng)用范圍,也將在無(wú)線通信領(lǐng)域占據(jù)一席之地。由于其高速、窄覆蓋的特點(diǎn),它很適合組建家庭的高速信息網(wǎng)絡(luò)。它對(duì)藍(lán)牙技術(shù)具有一定的沖擊,但對(duì)當(dāng)前的移動(dòng)技術(shù)、WLAN等技術(shù)的威脅不大,甚至可以成為其良好的能力補(bǔ)充。
三、走勢(shì)把握:接入多元網(wǎng)絡(luò)一體綜合布局代表方向
以上,就當(dāng)前無(wú)線通信領(lǐng)域的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行了敘述和討論。那么,我們?cè)撊绾伟盐罩衅谖磥?lái)無(wú)線領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)呢?
首先,無(wú)線通信領(lǐng)域各種技術(shù)的互補(bǔ)性日趨鮮明。這主要表現(xiàn)在不同的接入技術(shù)具有不同的覆蓋范圍,不同的適用區(qū)域,不同的技術(shù)特點(diǎn),不同的接入速率。比如3G和WLAN、UWB等,都可實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)效應(yīng)。3G可解決廣域無(wú)縫覆蓋和強(qiáng)漫游的移動(dòng)性需求,WLAN可解決中距離的較高速數(shù)據(jù)接入,而UWB可實(shí)現(xiàn)近距離的超高速無(wú)線接入。因此,在政策上我們應(yīng)該綜合推進(jìn)各種無(wú)線接入的發(fā)展,推進(jìn)組網(wǎng)的一體化進(jìn)程,通過(guò)建網(wǎng)的接入手段多元化,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同用戶群體的需求覆蓋,達(dá)到市場(chǎng)細(xì)分和業(yè)務(wù)的多元化,解決移動(dòng)通信發(fā)展不均衡的狀況。
其次,我國(guó)政府應(yīng)該給企業(yè)配置更多的無(wú)線頻率資源,推進(jìn)不同技術(shù)相關(guān)頻譜的規(guī)劃和應(yīng)用工作。這樣才有利于不同的企業(yè)根據(jù)不同的發(fā)展策略和市場(chǎng)需求,綜合地規(guī)劃自己的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)資源的有效配置和利用。當(dāng)然,政府也需要加強(qiáng)對(duì)有限頻率資源的管理,對(duì)于企業(yè)閑置不用的頻率占用,考慮適當(dāng)?shù)氖侄斡枰允栈亍?/p>
其三,從公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展來(lái)看,3G已經(jīng)成為全球包括中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的主要進(jìn)程。從歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,由于其移動(dòng)話音用戶的普及率高,通過(guò)發(fā)展用戶實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)的模式已成為歷史。因此,他們期望通過(guò)3G搭建更大的業(yè)務(wù)平臺(tái),從而實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的新來(lái)源。由于3G技術(shù)的成熟,目前3G商用網(wǎng)絡(luò)部署已經(jīng)在全球范圍內(nèi)啟動(dòng)。就我國(guó)而言,也要借鑒歐美的經(jīng)驗(yàn),在用戶數(shù)量增長(zhǎng)放緩之前,就應(yīng)提前培育新興移動(dòng)市場(chǎng)。目前,政府應(yīng)該開(kāi)始積極考慮3G牌照發(fā)放和商用問(wèn)題,把握住這個(gè)移動(dòng)業(yè)界的巨大歷史機(jī)遇。
其四,從寬帶無(wú)線接入技術(shù)來(lái)看,全球該領(lǐng)域發(fā)展十分火熱。該領(lǐng)域的發(fā)展呈現(xiàn)出向高帶寬快速躍進(jìn)、覆蓋范圍逐步擴(kuò)張的趨勢(shì)。未來(lái),該領(lǐng)域還可能出現(xiàn)更強(qiáng)大的新技術(shù),從另一個(gè)角度對(duì)整個(gè)無(wú)線通信產(chǎn)業(yè)起到推進(jìn)作用。但從近期來(lái)看,我們對(duì)寬帶無(wú)線接入技術(shù)發(fā)展應(yīng)該有一個(gè)理性的態(tài)度和科學(xué)的把握。目前的寬帶無(wú)線接入技術(shù)主要集中在固定環(huán)境下的高速接入,其移動(dòng)性和話音支持能力無(wú)法和公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)抗衡。在發(fā)展中,我們應(yīng)該從全局的觀點(diǎn)來(lái)把握,使之成為與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)互補(bǔ)的重要技術(shù)手段,這樣既可以充分發(fā)揮其技術(shù)個(gè)性,又防止出現(xiàn)不必要的資源競(jìng)爭(zhēng)和浪費(fèi)。
其五,未來(lái)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是怎樣的呢?專(zhuān)家認(rèn)為,未來(lái)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將是一個(gè)綜合的一體化的解決方案。各種無(wú)線技術(shù)都將在這個(gè)一體化的網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮自己的作用,找到自己的天地。從大范圍公眾移動(dòng)通信來(lái)看,3G或超3G技術(shù)將是主導(dǎo),從而形成對(duì)全球的廣泛無(wú)縫覆蓋;而WLAN、WiMAX、UWB等寬帶接入技術(shù),將因其自己不同的技術(shù)特點(diǎn),在不同覆蓋范圍或應(yīng)用區(qū)域內(nèi),與公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)形成有效互補(bǔ)。
其六,更遠(yuǎn)的未來(lái),按當(dāng)前專(zhuān)家們的預(yù)想,通信信息網(wǎng)絡(luò)將向下一代網(wǎng)絡(luò)NGN融合。在未來(lái)NGN概念中,固定網(wǎng)絡(luò)將形成一個(gè)高帶寬、IP化、具有強(qiáng)QoS保證的信息通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。在這一平臺(tái)上,各種接入手段將成為網(wǎng)絡(luò)的觸手,向各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域延伸。而3G、寬帶固定無(wú)線接入、各種無(wú)線局域網(wǎng)或城域網(wǎng)方案,都將成為大NGN平臺(tái)的延伸部分。從而形成集固定無(wú)線手段于一體,各種接入方式綜合發(fā)揮效用,各種業(yè)務(wù)形成全網(wǎng)絡(luò)配置的一體化綜合網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然,這一進(jìn)程將是漫長(zhǎng)的,也必將遇到很多挫折。四、結(jié)束語(yǔ)
摘要:隨著鐵路列車(chē)向高速化與準(zhǔn)高速化方向的邁進(jìn),為保證有效的人機(jī)控制和提高運(yùn)輸效率,要求建立一個(gè)功能完善的、技術(shù)構(gòu)成先進(jìn)的鐵路通信網(wǎng)。主要介紹了在現(xiàn)實(shí)的鐵路通信工程建設(shè)中,我們應(yīng)該注意的問(wèn)題。
一、鐵路傳輸技術(shù)
1.1SDH傳輸技術(shù)
SDH是取代PDH的新數(shù)字傳輸網(wǎng)體制,主要針對(duì)光纖傳輸,是在SONET的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上形成的。它把信號(hào)固定在幀結(jié)構(gòu)中,復(fù)用后以一定的速率在光纖上傳送。SDH是在電路層上對(duì)信號(hào)進(jìn)行復(fù)用和上下。當(dāng)帶著信號(hào)的光纖通ODF(光纖分配架)進(jìn)入ADM時(shí),信號(hào)必須通過(guò)O/E轉(zhuǎn)換和設(shè)備上的支路卡才能下成2Mb/s的基本電信號(hào),并經(jīng)過(guò)通信電纜和DDF(數(shù)字配線架)接到用戶接口或基站BTS(基站收發(fā)信機(jī))。
1.2ATM網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)
ATM是一種基于信元的交換和復(fù)用技術(shù),即一種轉(zhuǎn)換模式,在這一模式中信息被組織成信元。它采用固定長(zhǎng)度的信元傳輸聲音、數(shù)據(jù)和視頻信號(hào)。每個(gè)信元有53個(gè)字節(jié),開(kāi)頭的五個(gè)字節(jié)為信頭,用以傳輸信元的地址和其他一些控制信息,后面的48個(gè)字節(jié)用以傳輸信息。利用標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的這種數(shù)據(jù)包,通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,這比軟件更快速、經(jīng)濟(jì)、便宜。同時(shí),ATM工作速度有很大的伸縮性,在光纜上可以超過(guò)2.5Gbps。
在網(wǎng)絡(luò)傳輸中,為了使多個(gè)用戶共享高速線路,通常采用時(shí)分復(fù)用方式。時(shí)分復(fù)用方式又可分為同步傳輸模式和異步傳輸模式。在數(shù)字通信中通常采用同步傳輸模式,這種傳輸模式把時(shí)間劃分為一個(gè)個(gè)相等的片段,成為時(shí)隙,一定量的時(shí)隙組成一個(gè)幀,一個(gè)信道在一個(gè)幀里占用一個(gè)時(shí)隙,一個(gè)用戶占用一個(gè)或多個(gè)信道。而在異步傳輸模式中,各終端之間不存在共同的時(shí)間參考,各個(gè)時(shí)隙沒(méi)有固定的占用者。在ATM中時(shí)隙有固定的長(zhǎng)度而且比較短,一個(gè)時(shí)隙傳輸一個(gè)信元,每一個(gè)信元相當(dāng)一個(gè)分組。各信道根據(jù)業(yè)務(wù)量的大小和排列規(guī)則來(lái)占用時(shí)隙,信息量大的信道占用的時(shí)隙多。
1.3MSTP傳輸技術(shù)
MSTP依托于SDH平臺(tái),可基于SDH多種線路速率實(shí)現(xiàn),包括l55Mb/s、622Mb/S、2.5Gb/s和10Gb/s等。一方面,MSTP保留了SDH固有的交叉能力和傳統(tǒng)的PDH業(yè)務(wù)接口與低速SDH業(yè)務(wù)接口,繼續(xù)滿足TDM業(yè)務(wù)的需求;另一方面,MSTP提供ATM處理、以太網(wǎng)透?jìng)?、以太網(wǎng)二層交換、RPR處理、MPLS處理等功能來(lái)滿足對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的匯聚、梳理和整合的需求。
1.4RTKGPS網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)
隨著GPS無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深技術(shù)應(yīng)用的不斷深入,傳統(tǒng)電臺(tái)數(shù)據(jù)鏈的傳輸模式已不能滿足長(zhǎng)距離RTK作業(yè)的需要。而網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)則是利用網(wǎng)絡(luò)來(lái)取代UHF電臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,它傳輸距離遠(yuǎn),信號(hào)穩(wěn)定,抗干擾性強(qiáng),已成為數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)男聦櫋?/p>
通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)GPRS,是在GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來(lái)的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù),GSM是一種使用撥號(hào)方式連接的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式。GPRS利用現(xiàn)有通信網(wǎng)的設(shè)備,通過(guò)在GSM網(wǎng)絡(luò)上增加一些硬件和軟件升級(jí),形成一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)邏輯實(shí)體。
1.5WDM傳輸技術(shù)
WDM(或DWDM)是在光纖上同時(shí)傳輸不同波長(zhǎng)信號(hào)的技術(shù)。其主要過(guò)程是將各種波長(zhǎng)的信號(hào)用光發(fā)射機(jī)發(fā)送后,復(fù)用在一根光纖上,在節(jié)點(diǎn)處再對(duì)耦合的信號(hào)進(jìn)行解復(fù)用。WDM(或DWDM)系統(tǒng)在信號(hào)的上下上既可以使用ADM、DXC,也可以使用全光的OADM和0XC,WDM(或DWDM)是基于光層上的復(fù)用,它和SDH在電層上的復(fù)用有著很大的區(qū)別。同時(shí),通過(guò)OADM進(jìn)行光信號(hào)的直接上下,無(wú)需經(jīng)過(guò)O/E轉(zhuǎn)換,而擁有EDFA的WDM(或DWDM)可以進(jìn)行較長(zhǎng)距離的光傳輸而不需要光中繼。
二、接入網(wǎng)技術(shù)
隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展,人們對(duì)鐵路通信技術(shù)提出了更高的要求,鐵路部門(mén)必須采用先進(jìn)的、現(xiàn)代化的有線和無(wú)線通信的傳輸和接入方式,實(shí)現(xiàn)鐵路通信網(wǎng)的升級(jí),發(fā)揮鐵路通信網(wǎng)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。接入網(wǎng)技術(shù)是鐵路通信中一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),由于原有用戶銅纜接入的普遍性和現(xiàn)在光纖技術(shù)的發(fā)展,接入網(wǎng)建設(shè)就必須考慮通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀與發(fā)展,這就決定了接入網(wǎng)技術(shù)的多樣化。接入網(wǎng)從接入方式上可分為有線接入和無(wú)線接入。
2.1有線接入技術(shù)
(1)高速率數(shù)字用戶環(huán)路技術(shù)。
通過(guò)2-3對(duì)雙絞線雙向?qū)ΨQ(chēng)傳送基群數(shù)字速率信號(hào),傳送距離為3km-5km,上行速率與下行速率相等。通過(guò)回波抵消技術(shù)實(shí)現(xiàn)在一對(duì)雙絞線上全雙工傳輸,通過(guò)特定的編碼和調(diào)制方式提高傳輸質(zhì)量,用多線對(duì)并行傳輸,以降低每對(duì)雙絞線上的傳輸速率,增加無(wú)中繼傳輸距離。
(2)非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶環(huán)路技術(shù)。
它的上行速率和下行速率不相等,下行速率可高達(dá)(9-10)Mbit/s,上行速率只有數(shù)十或數(shù)百kbit/s,此技術(shù)適用于視頻點(diǎn)播VOD系統(tǒng);其高速下行信道可向家庭用戶提供多路的數(shù)字圖像信號(hào)及低速語(yǔ)音信號(hào),而上行信道用于傳送用戶控制信號(hào)。ADSL的優(yōu)勢(shì)在于它幾乎不需要對(duì)現(xiàn)有的對(duì)1雙絞線作任何改動(dòng)就可獲得高傳輸速率。
(3)混合光纖同軸電纜接入技術(shù)。
它是基于有線電視系統(tǒng)CATV發(fā)展起來(lái)的。在有線電視中心與地區(qū)中心、地區(qū)中心與光節(jié)點(diǎn)之間采用光纖連接,光節(jié)點(diǎn)與用戶設(shè)備之間采用同軸電纜連接。其主要是使用副載波調(diào)制,將CATV原有的單向傳輸系統(tǒng)改造成雙向傳輸系統(tǒng)。HFC可以充分利用現(xiàn)有的CATV網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行少量投資,就可形成一個(gè)支持多種業(yè)務(wù)的寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)。
(4)光纖用戶環(huán)路技術(shù)。
以光纖為主要傳輸媒介,根據(jù)光纖向用戶延伸的距離,可以分為FTTC(光纖到路邊),F(xiàn)TTB(光纖到大樓),F(xiàn)TTH(光纖到家)等。FTTB是用戶接入信息高速公路的最終理想目標(biāo),但根據(jù)現(xiàn)有通信發(fā)展的實(shí)際,F(xiàn)TTC、FTTB與銅纜相結(jié)合的用戶接入,雖然是有過(guò)渡性質(zhì)的折衷方案,但價(jià)格相對(duì)經(jīng)濟(jì),并且在時(shí)機(jī)成熟時(shí)易擴(kuò)展到FTTH,所以是現(xiàn)實(shí)并且可行的。
2.2無(wú)線接入技術(shù)
無(wú)線接入網(wǎng)是在接入網(wǎng)中部分或全部引人無(wú)線傳輸媒介,為用戶提供固定終端業(yè)務(wù)和移動(dòng)終端業(yè)務(wù)。無(wú)線接入可分為固定接入和移動(dòng)接入兩大類(lèi)。其基本結(jié)構(gòu)由控制器、基站和用戶終端設(shè)備構(gòu)成。應(yīng)用技術(shù)主要包括微波1點(diǎn)多址技術(shù)、蜂窩技術(shù)和微蜂窩技術(shù)等。無(wú)線接人由于其靈活方便易于建設(shè),目前已得到極大的重視。
集群通信系統(tǒng)是一種功能強(qiáng)大的專(zhuān)用移動(dòng)通信系統(tǒng),是通信與微處理機(jī)技術(shù)、程控交換技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物。它集交換、控制、通信于一體,通過(guò)無(wú)線撥號(hào)的方式把一組信道自動(dòng)最優(yōu)地動(dòng)態(tài)分配給系統(tǒng)內(nèi)部用戶,最大限度地利用系統(tǒng)資源和頻率資源,降低系統(tǒng)內(nèi)呼損,提高服務(wù)質(zhì)量。由于它具有群呼、組呼、強(qiáng)插、強(qiáng)拆等功能,特別適合于調(diào)度指揮以及應(yīng)急、搶險(xiǎn)等場(chǎng)合,并較好地解決了通信頻率合理分配的問(wèn)題,因而倍受專(zhuān)業(yè)運(yùn)營(yíng)管理部門(mén)的青睞,被確定為現(xiàn)行鐵路移動(dòng)通信方式的首選類(lèi)型。
三、結(jié)語(yǔ)
鐵路通信網(wǎng)是保證行車(chē)安全、提高運(yùn)輸效率的有力工具,我國(guó)鐵路引入現(xiàn)代通信技術(shù)還不久,對(duì)鐵路通信工程建設(shè)還需要一段時(shí)間對(duì)其了解、分析和試驗(yàn),對(duì)其中所要注意的問(wèn)題,特別是技術(shù)問(wèn)題要認(rèn)真對(duì)待,只有這樣才能為鐵路通信現(xiàn)代化作出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
梁培超.淺析鐵路通信工程應(yīng)用接入網(wǎng)技術(shù)[J].科技資訊,2008.