通信發展論文匯總十篇

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二、擴頻通信技術的特點

擴頻信號是不可預測的、偽隨機的寬帶信號，其帶寬遠大于要傳輸的數據(信息)帶寬，同時接收機中必須有與寬帶載波同步的副本。擴頻系統具有以下特點。

1．抗干擾性強

擴頻信號的不可預測性，使擴頻系統具有很強的抗干擾能力。干擾者很難通過觀察進行干擾，干擾起不了太大作用。擴頻通信系統在傳輸過程中擴展了信號帶寬，所以即使信噪比很低，甚至在有用信號功率低于干擾信號功率的情況下，仍能不受干擾、高質量地進行通信，擴展的頻譜越寬，其抗干擾性越強。

2.低截獲性

擴頻信號的功率均勻分布在很寬的頻帶上，傳輸信號的功率密度很低，偵察接收機很難監測到，因此擴頻通信系統截獲概率很低。

3.抗多路徑干擾性能好

多路徑干擾是電波傳播過程中因遇到各種非期望反射體(如電離層、高山、建筑物等)引起的反射或散射，在接收端的這些反射或散射信號與直達路徑信號相互干涉而造成的干擾。多路徑干擾會嚴重影響通信。擴頻通信系統中增加了擴頻調制和解擴過程，利用擴頻碼序列間的相關特性，在接收端解擴時，從多徑信號中分離出最強的有用信號，或將多徑信號中的相同碼序列信號疊加，這樣就可有效消除無線通信中因多徑干擾造成的信號衰落現象，使擴頻通信系統具有良好的抗多徑衰落特性。

4.保密性好

在一定的發射功率下，擴頻信號分布在很寬的頻帶內，無線信道中有用信號功率譜密度極低，這樣信號可以在強噪聲背景下，甚至在有用信號被噪聲淹沒的情況下進行可靠通信，使外界很難截獲傳送的信息，要想進一步檢測出信號的特征參數就更難了．所以擴頻系統可實現隱蔽通信。同時，對不同用戶使用不同碼，旁人無法竊聽通信，因而擴頻系統具有高保密性。

5.易于實現碼分多址

在通信系統中，可充分利用在擴頻調制中使用的擴頻碼序列之間良好的自相關特性和互相關特性，接收端利用相關檢測技術進行解擴，在分配給不同用戶不同碼型的情況下，系統可以區分不同用戶的信號，這樣同一頻帶上許多用戶可以同時通話而互不干擾。

三、擴頻技術的發展與應用

在過去由于技術的限制，人們一直在走增加信號功率，減少噪聲，提高信噪比的道路。即使到了70年代，偽碼技術已經出現，但作為相關器的“碼環”的鐘頻只能做到幾千赫茲也無助于事．近幾年，由于大規模集成電路的發展，幾十兆赫茲，甚至幾百兆赫茲的偽碼發生器及其相關部件都已成為現實，擴頻通信獲得極其迅速的發展．通信的發展史又到了一個轉折點，由用信噪比換帶寬的年代進入了用寬帶換信噪比的年代．從最佳通信系統的角度看擴頻通信．最佳通信系統一最佳發射機+最佳接收機．幾十年來，最佳接收理論已經很成熟，但最佳發射問題一直沒有很好解決，偽碼擴頻是一種最佳的信號形式和調制制度，構成了最佳發射機．因此，有了最佳通信系統一偽碼擴頻+相關接收這種認識，人們就不難預測擴頻通信的未來前景．從9O年代無線通信開始步人擴頻通信和自適應通信的年代．擴頻通信的熱浪已經波及短波、超微波、微波通信和衛星通信，碼分多址(CDMA)已開始廣泛用于未來的峰窩通信、無繩通信和個人通信以及各種無線本地環路，發揮越來越大的作用．接入網是由傳統的用戶線、用戶環路和用戶接入系統，逐步發展、演變和升級而形成的．現代電信網絡分為3部分：傳輸網、交換網和接入網．由于接入網發展較晚，往往成為電信發展的“瓶頸”，各國都很重視接入網的發展，因此各類接人技術和系統應運而生．由于ISM(IndustryScientificMedica1)頻段的開放性，經營者和用戶不需申請授權就可以自由地使用這些頻段，而無線擴頻技術所使用的頻段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM頻段，包括IEEE802.11協議架構的無線局域網也大部分選用此頻段．在無線接人系統中，擴頻微波與常規微波相比有著3個顯著的優點：抗干擾性強、頻點問題容易處理、價格比較便宜．而且，擴頻微波接入技術相對有線接入技術來說，有成本低、使用靈活、建設快捷的優勢，在接入網中起著不可替代的作用．

擴頻微波主要應用在以下幾個方面．語音接入(點對點)；數據接入；視頻接入；多媒體接入；因特網(Internet)接入。

四、結語

擴頻通信是通信的一個重要分支和發展方向，是擴頻技術與通信相結合的產物。本文主要論述了擴頻通信的特點、理論可行性及典型的工作方式。擴頻通信的強抗干擾性、低截獲性、良好的抗多路徑干擾性和安全性等特點，使它的應用迅速從軍用擴展到民用通信中，它的易于實現碼分多址的特點，使它能與第三代移動通信系統完美結合，發展前景極為廣闊。

參考文獻：

[1]曾興雯等.擴展頻譜通信及其多址技術[M].西安:西安電子科技大學出版社,2004.

[2]查光明,熊賢祚.擴頻通信[M].西安:西安電子科技大學出版社,2004.

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應用短波按照國際無線電咨詢委員會(CCIR)的劃分是指波長在10m～100m，頻率為3MHz～30MHz的電磁波。短波通信又稱高頻(HF)通信，實際上，為了充分利用短波近距離通信的優點，其實際使用的頻率范圍為1.5MHz～30MHz。由于短波通信的固有特點，長期以來，短波通信始終是軍事指揮的重要手段之一，一直被廣泛地應用于外交、氣象、郵電、交通等各個部門，用以傳送圖像、數據、語言、文字等信息。同時，它也是海上航行和高空飛行的必備通信方式。短波通信是無線通信的基礎，盡管目前無線通信新技術不斷涌現，短波通信有逐漸退出通信領域的趨勢，但是自身所擁有的優勢和長處并不能被完全取代，在國際通信、防汛救災、海難救援及軍事等領域依然發揮著重要作用。

一、短波的傳播方式

民航通信中使用到的短波實質為無線電波，主要用于地面與飛機間的通信，其通信傳播方式主要有以下三種:

1.1地面波。地面波是沿著地球表面傳播的波，它沿著半導電性質和起伏不平的地表面進行傳播，一方面使電波的場結構不同于自由空間傳播的情況而發生變化并引起電波吸收，另一方面使電波不像在均勻媒質中那樣以一定的速度沿著直線路徑傳播，而是由于地球表面呈現球形使電波傳播的路徑按繞射的方式進行。

1.2天波。天波是經過地面上空40~800公里高度含有大量自由電子離子的電離層的反射或折射后返回地面的電波傳輸方式。天波是短波的主要傳播途徑，可實現長距離的傳播，短波信號由天線發出后，經電離層的多次反射，傳播距離可以由幾百公里達到上萬公里，且不受地面障礙物阻擋。在天波傳播的過程中，路徑衰耗、大氣噪聲、時間延遲、電離層衰落、多徑效應等因素，都會造成信號的畸變與弱化，影響短波通信的效果。

1.3直接波。直接波是從發射天線到接收天線之間，不經過任何發射，直接到達，電波就象一束光一樣，所以有人稱它為視線傳播。由于民航中，飛機大多數時間都是在飛行，所以有些時候地、空之間的短波通信，實際上是可以靠直接波完成的。

二、短波通信的特點

與衛星通信、地面短波等通信手段相比，無線電短波通信有許多顯著的優點:(1)短波通信無需建立中繼站即可實現遠距離通信，(2)短波通信元器件要求低、技術成熟、制造簡單、設備體積小、價格便宜，建設和維護費用低；(3)設備簡單，目標小、架設容易、機動性強，即使遭到損壞也容易修理，由于其造價相對較低，可以大量裝備，因而系統頑存性強。(4)電路調度容易，靈活性強，可以使用固定設置，進行定點固定通信，也可背負或裝入車輛，實現移動中的通信。這些優點是短波通信被長期保留、至今仍被廣泛應用的主要原因。同時，短波通信也存在著一些明顯的缺點:(1)信道擁擠、頻帶窄；(2)短波的天波信道是變參信道，故信號傳輸不穩定；(3)大氣和工業無線電噪聲干擾嚴重；(4)天線匹配困難。

三、短波通信系統的主要用途是使飛機在飛行的各階段中和地面的航行管制人員、簽派、維修等相關人員保持雙向的語音和信號聯系，當然這個系統也提供了飛機內部人員之間和與旅客的聯絡服務。

3.1民航短波通信基本設備

民航短波地空通信設備由短波單邊帶發信機、短波單邊帶收信機、遙控器及地空選擇呼叫器組成，設備一律使用單邊帶抑制載波、模擬單信道無線電話工作方式。短波單邊帶發、收信機均采用全固態電路及頻率合成技術，頻率范圍為2.8～22MHz，發信機功率不大于6KW。

3.2民航短波通信地面站

民航短波通信地面站系統由三部分組成:短波機房設備、天線和饋線以及操作臺設備。短波機房設備作為大功率發射設備，通常設置在遠端，以減少對其他電子設備的干擾以及對操作員健康的影響。操作臺設備設置在操作終端附近，便于操作與管理。

3.2.1短波機房設備。短波機房設備的主要設備包括短波通信電臺、功放、預后選器、交流穩壓電源、光端機及一整套控制電纜，主要功能是傳送選呼信號和語音信號。短波電臺是整個系統的核心設備，地面與航空器上均有配備，用于收發信號，包括選呼信號和音頻信號。電臺的性能直接決定了整個系統的性能，電臺選型依據主要有兩點:符合用戶需求并且與飛機上電臺匹配。預后選器是為了提高系統的抗干擾能力而選擇的設備。光端機是地面站系統中實現遠程控制的接口設備，起著連接短波機柜和操作臺的作用。

3.2.2操作臺設備。操作臺設備由操作終端及監控軟件、選呼器、選呼控制器和光端機組成。操作員的所有操作都在監控軟件上進行。監控軟件實現對選呼器和短波電臺的遠程遙控，控制選呼器產生選呼代碼，呼叫對應的飛機，控制電臺的調制方式轉換和音頻信號收發，同時監測電臺的工作狀態。選呼器的功能是通過發射4個單音信號選擇通知某個飛機。選呼器提供了一個7針的音頻接口，包括一對平衡的選呼音頻輸出口、一個PTT輸出口和一個地線，其余3個口經改造用于同選呼控制器通信。選呼控制器作為選呼器、電臺和控制終端的中間設備，是實現系統自動化的關鍵，其基本作用是實現對電臺、選呼器、控制終端、音頻設備的信號轉接、電平匹配、遠程控制和狀態感知，并自動轉換調制方式。

3.2.3天線。天線的選擇具體根據用途來確定:近距離固定通信:選擇地波天線或天波高仰角天線。點對點通信或方向性通信:選擇天波方向性天線等。組網通信或全向通信:選擇天波全向天線。車載通信或個人通信:選擇小型鞭狀天線。3.3短波地空通信數據鏈系統在民用航空領域，由于我國地理復雜、疆域遼闊、超短波網絡尚不能實現完全覆蓋，短波依然是地空通信的主要手段。短波地空通信數據鏈系統作為民航數據通信系統的子系統，在當前興起的極地飛行中，有效解決了飛行盲區問題，對飛行安全起著非常重要的保障作用。短波地空通信數據鏈系統用于航空器飛行中保持與基地和遠方航站的聯絡。其系統構造由短波/超短波通信系統、衛星通信站、地空數據網及機載通信系統組成，短波地空通信數據鏈系統通過短波、超短波與衛星實現了近、中、遠程地空實時話音和數據通信。

四、結束語

近年來，隨著微型計算機、移動通信和微電子技術的迅速發展，短波通信技術有了新的突破性進展，出現了實時選頻、自適應、跳頻、差錯控制、多載波正交頻分復用(OFDM)調制及軟件無線電等新技術，使短波通信很好地彌補了它的缺點，還使短波通信的設備更加小型化、更加靈活方便，進一步發揮了短波通信設備簡單、造價低廉、機動靈活等固有的優點。短波通信必將在應急通信、抗災通信、特別是在軍事通信中發揮更重要、更廣泛的作用。因此。短波通信作為民航內部通信的重要手段，必將在今后較長時間內得到保持和發展。

參考文獻:

[1]JohbG.ProakisMasoudSalehi.通信系統原理.電子工業出版社.2006年6月

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伴隨著移動通信市場的快速發展，用戶對更高性能的移動通信系統提出了更高要求，希望享受更為豐富和高速的通信業務。第二代移動通信運營商發展速度趨于緩和而競爭越加激烈，為尋找新的增長點，通過發展數據業務來提高自身的服務質量和業務類型，需要3G的支持。同時由于第二代移動通信無線頻率資源日趨緊張，已不能滿足長期的通信需求發展需要。

1移動通信的發展歷程

第一代移動通信系統是在20世紀80年代初提出的，它完成于20世紀90年代初。第一代移動通信系統是基于模擬傳輸的，其特點是業務量小、質量差、交全性差、沒有加密和速度低。

第二代移動通信系統(2G)起源于90年代初期。歐洲電信標準協會在1996年提出了GSMPhase2+，目的在于擴展和改進GSMPhase1及Phase2中原定的業務和性能。它主要包括CMAEL(客戶化應用移動網絡增強邏輯)，SO(支持最佳路由)、立即計費，GSM900/1800雙頻段工作等內容，也包含了與全速率完全兼容的增強型話音編解碼技術，使得話音質量得到了質的改進；半速率編解碼器可使GSM系統的容量提高近一倍。在GSMPhase2+階段中，采用更密集的頻率復用、多復用、多重復用結構技術，引入智能天線技術、雙頻段等技術，有效地克服了隨著業務量劇增所引發的GSM系統容量不足的缺陷；自適應語音編碼(AMR)技術的應用，極大提高了系統通話質量；GPRS/EDGE技術的引入，使GSM與計算機通信/Internet有機相結合，數據傳送速率可達115/384kbit/s，從而使GSM功能得到不斷增強，初步具備了支持多媒體業務的能力。盡管2G技術在發展中不斷得到完善，但隨著用戶規模和網絡規模的不斷擴大，頻率資源己接近枯竭，語音質量不能達到用戶滿意的標準，數據通信速率太低，無法在真正意義上滿足移動多媒體業務的需求。

2第三代移動通信系統概述

第三代移動通信業務主要是話音和中低速數據,碼率為384kb/s(局域網可達2Mb/s),因而可傳送比目前GSM(第二代移動通信)更高碼率的信息。隨著多媒體業務的發展,2Mb/s的碼率將越來越不能滿足用戶各種新的寬帶業務的需要,因此國際上已開始研究第四代移動通信系統,第一步目標是10Mb/s以上。我們國內則尚未啟動。因此需盡早開始研究其關鍵技術。需要解決的關鍵技術有:寬帶多媒體移動通信系統的體系結構,包括頻段、多址方法、無線接入技術、軟件無線電的硬件和軟件、多載波調制和OFDM技術、自適應天線陣、高效信道編碼技術(如Turbo碼)等。

第三代移動通信系統(3G)，也稱IMT2000，是正在全力開發的系統，其最基本的特征是智能信號處理技術，智能信號處理單元將成為基本功能模塊，支持話音和多媒體數據通信，它可以提供前兩代產品不能提供的各種寬帶信息業務，例如高速數據、慢速圖像與電視圖像等。如WCDMA的傳輸速率在用戶靜止時最大為2Mbps，在用戶高速移動時最大支持144Kbps，所占頻帶寬度5MHz左右。但是，第三代移動通信系統的通信標準共有WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，共同組成一個IMT2000家庭，成員間存在相互兼容的問題，因此已有的移動通信系統不是真正意義上的個人通信和全球通信；再者，3G的頻譜利用率還比較低，不能充分地利用寶貴的頻譜資源；第三，3G支持的速率還不夠高，如單載波只支持最大2Mbps的業務，等等。這些不足點遠遠不能適應未來移動通信發展的需要，因此尋求一種既能解決現有問題，又能適應未來移動通信的需求的新技術(即新一代移動信:nextgenerationmobilecommunication)是必要的。

第三代移動通信技術的基本特點：(1)全球統一頻段,統一標準,全球無縫覆蓋和漫游。(2)頻譜利用率高。(3)在144kbps(最好能在384kbps)能達到全覆蓋和全移動性,還能提供最高速率達2Mbps的多媒體業務。(4)支持高質量話音、分組多媒體業務和多用戶速率通信。(5)有按需分配帶寬和根據不同業務設置不同服務等級的能力。(6)適應多用戶環境,包括室內、室外、快速移動和衛星環境。(7)安全保密性能優良。(8)便于從第二代移動通信向第三代移動通信平滑過渡。(9)可與各種移動通信系統融合,包括蜂窩、無繩電話和衛星移動通信等。(10)終端(手機)結構簡單,便于攜帶,價格較低。超級秘書網

3第四代移動通信系統

4G系統中有兩個基本目標：一是實現無線通信全球覆蓋；二是提供無縫的高質量無線業務。目前正在構思中的4G通信具有以下特征：（1）網絡頻譜更寬。要想使4G通信達到100Mbps的傳輸速率，通信運營商必須在3G網絡的基礎上進行大幅度的改造，以便使4G網絡在通信帶寬上比3G網絡的帶寬高出許多。據研究，每個4G信道將占有100MHz的頻譜，相當于W-CDMA3G網絡的20倍；（2）通信速度更快。人們研究4G通信的最初目的是為了提高蜂窩電話和其他移動終端訪問Internet的速率，因此，4G通信最顯著的特征就是它有更快的無線傳輸速率。據專家估計，第四代移動通信系統的傳輸速率速率可以達到10M~20Mbps，最高可以達到100Mbps；（3）通信更加靈活。從嚴格意義上說，4G手機的功能已不能簡單劃歸“電話機”的范疇，因為語音數據的傳輸只是4G移動電話的功能之一而已。而且4G手機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；（4）智能性更高。第四代移動通信的智能性更高，不僅表現在4G通信的終端設備的設計和操作具有智能化，更重要的是4G手機可以實現許多目前還難以想象的功能；（5）兼容性更平滑。要使4G通信盡快地被人們接收，還應該考慮到讓更多的用戶在投資最少的情況下較為容易地過渡到4G通信。因此，從這個角度來看，4G通信系統應當具備全球漫游、接口開放、能跟多種網絡互聯、終端多樣化以及能從3G平穩過渡等特點。

總之，隨著新問題、新要求的不斷出現,第四代移動通信技術將會相應地調整、完善和進一步發展。縱觀移動通信技術的發展規律和第四代通信技術的優點,我們相信,不遠的將來,人們將不受時間、地點限制,可以自由自在地利用移動網絡獲取和傳遞信息。從而人們的學習、工作、生活將會發生更深刻的變化。

參考文獻:

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一、引言

移動通信是指移動用戶之間，或移動用戶與固定用戶之間的通信。隨著電子技術的發展，特別是半導體、集

成電路和計算機技術的發展，移動通信得到了迅速的發展。隨著其應用領域的擴大和對性能要求的提高，促使移動通信在技術上和理論上向更高水平發展。20世紀80年代以來，移動通信已成為現代通信網中不可缺少并發展最快的通信方式之一。

回顧移動通信的發展歷程，移動通信的發展大致經歷了幾個發展階段：第一代移動通信技術主要指蜂窩式模擬移動通信，技術特征是蜂窩網絡結構克服了大區制容量低、活動范圍受限的問題。第二代移動通信是蜂窩數字移動通信，使蜂窩系統具有數字傳輸所能提供的綜合業務等種種優點。第三代移動通信的主要特征是除了能提供第二代移動通信系統所擁有的各種優點，克服了其缺點外，還能夠提供寬帶多媒體業務，能提供高質量的視頻寬帶多媒體綜合業務，并能實現全球漫游。現在用的大多是第二代技術，第三代技術還不太成功，但已有了第四代技術的設想。第四代移動通信系統（4G）標準比第三代具有更多的功能。

二、4G移動通信簡介

第四代移動通信技術的概念可稱為寬帶接入和分布網絡，具有非對稱的超過2Mbit/s的數據傳輸能力。它包括寬帶無線固定接入、寬帶無線局域網、移動寬帶系統和交互式廣播網絡。第四代移動通信標準比第三代標準擁有更多的功能。第四代移動通信可以在不同的固定、無線平臺和跨越不同的頻帶的網絡中提供無線服務，可以在任何地方用寬帶接入互聯網（包括衛星通信和平流層通信），能夠提供定位定時、數據采集、遠程控制等綜合功能。此外，第四代移動通信系統是集成多功能的寬帶移動通信系統，是寬帶接入IP系統。目前正在開發和研制中的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裝置無線訪問Internet的速率，因此4G通信的特征莫過于它具有更快的無線通信速度。專家預估，第四代移動通信系統的速度可達到10-20Mbit/s，最高可以達到100Mbit/s。

（二）網絡頻譜更寬

要想使4G通信達到100Mbit/s的傳輸速度，通信運營商必須在3G通信網絡的基礎上對其進行大幅度的改造，以便使4G網絡在通信帶寬上比3G網絡的帶寬高出許多。據研究，每個4G信道將占有100MHz的頻譜，相當于W-CDMA3G網絡的20倍。

（三）多種業務的完整融合

個人通信、信息系統、廣播、娛樂等業務無縫連接為一個整體，滿足用戶的各種需求。4G應能集成不同模式的無線通信——從無線局域網和藍牙等室內網絡、蜂窩信號、廣播電視到衛星通信，移動用戶可以自由地從一個標準漫游到另一個標準。各種業務應用、各種系統平臺間的互聯更便捷、安全，面向不同用戶要求，更富有個性化。而且4G手機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

第四代移動通信的智能性更高，不僅表現在4G通信的終端設備的設計和操作具有智能化，更重要的是4G手機可以實現許多難以想象的功能。例如，4G手機將能根據環境、時間以及其他因素來適時提醒手機的主人。

（五）兼容性能更平滑

要使4G通信盡快地被人們接受，還應該考慮到讓更多的用戶在投資最少的情況下輕易地過渡到4G通信。因此，從這個角度來看，4G通信系統應當具備全球漫游、接口開放、能跟多種網絡互聯、終端多樣化以及能從2G、3G平穩過渡等特點。

（六）實現更高質量的多媒體通信

4G通信提供的無線多媒體通信服務將包括語音、數據、影像等，大量信息透過寬頻的信道傳送出去，為此4G也稱為“多媒體移動通信”。

（七）通信費用更加便宜

由于4G通信不僅解決了與3G的兼容性問題，讓更多的現有通信用戶能輕易地升級到4G通信，而且4G通信引入了許多尖端通信技術，因此，相對其他技術來說，4G通信部署起來就容易、迅速得多。同時在建設4G通信網絡系統時，通信運營商們將考慮直接在3G通信網絡的基礎設施之上，采用逐步引入的方法，這樣就能夠有效地降低運營成本。

三、4G移動通信的接入系統

4G移動通信接入系統的顯著特點是，智能化多模式終端（multi-modeterminal）基于公共平臺，通過各種接技術，在各種網絡系統（平臺）之間實現無縫連接和協作。在4G移動通信中，各種專門的接入系統都基于一個公共平臺，相互協作，以最優化的方式工作，來滿足不同用戶的通信需求。當多模式終端接入系統時，網絡會自適應分配頻帶、給出最優化路由，以達到最佳通信效果。目前，4G移動通信的主要接入技術有：無線蜂窩移動通信系統（例如2G、3G）；無繩系統（如DECT）；短距離連接系統（如藍牙）；WLAN系統；固定無線接入系統；衛星系統；平流層通信（STS）；廣播電視接入系統（如DAB、DVB-T、CATV）。隨著技術發展和市場需求變化，新的接入技術將不斷出現。

不同類型的接入技術針對不同業務而設計，因此，我們根據接入技術的適用領域、移動小區半徑和工作環境，對接入技術進行分層。

分配層：主要由平流層通信、衛星通信和廣播電視通信組成，服務范圍覆蓋面積大。

蜂窩層：主要由2G、3G通信系統組成，服務范圍覆蓋面積較大。

熱點小區層：主要由WLAN網絡組成，服務范圍集中在校園、社區、會議中心等，移動通信能力很有限。

個人網絡層：主要應用于家庭、辦公室等場所，服務范圍覆蓋面積很小。移動通信能力有限，但可通過網絡接入系統連接其他網絡層。

固定網絡層：主要指雙絞線、同軸電纜、光纖組成的固定通信系統。

網絡接入系統在整個移動網絡中處于十分重要的位置。未來的接入系統將主要在以下三個方面進行技術革新和突破：為最大限度開發利用有限的頻率資源，在接入系統的物理層，優化調制、信道編碼和信號傳輸技術，提高信號處理算法、信號檢測和數據壓縮技術，并在頻譜共享和新型天線方面做進一步研究。為提高網絡性能，在接入系統的高層協議方面，研究網絡自我優化和自動重構技術，動態頻譜分配和資源分配技術，網絡管理和不同接入系統間協作。提高和擴展IP技術在移動網絡中的應用；加強軟件無線電技術；優化無線電傳輸技術，如支持實時和非實時業務、無縫連接和網絡安全。

四、4G移動通信系統中的關鍵技術

（一）定位技術

定位是指移動終端位置的測量方法和計算方法。它主要分為基于移動終端定位、基于移動網絡定位或者混合定位三種方式。在4G移動通信系統中，移動終端可能在不同系統（平臺）間進行移動通信。因此，對移動終端的定位和跟蹤，是實現移動終端在不同系統（平臺）間無縫連接和系統中高速率和高質量的移動通信的前提和保障。中國-（二）切換技術

切換技術適用于移動終端在不同移動小區之間、不同頻率之間通信或者信號降低信道選擇等情況。切換技術是未來移動終端在眾多通信系統、移動小區之間建立可靠移動通信的基礎和重要技術。它主要有軟切換和硬切換。在4G通信系統中，切換技術的適用范圍更為廣泛，并朝著軟切換和硬切換相結合的方向發展。

（三）軟件無線電技術

在4G移動通信系統中，軟件將會變得非常繁雜。為此，專家們提議引入軟件無線電技術，將其作為從第二代移動通信通向第三代和第四代移動通信的橋梁。軟件無線電技術能夠將模擬信號的數字化過程盡可能地接近天線，即將A/D和D/A轉換器盡可能地靠近RF前端，利用DSP進行信道分離、調制解調和信道編譯碼等工作。它旨在建立一個無線電通信平臺，在平臺上運行各種軟件系統，以實現多通路、多層次和多模式的無線通信。因此，應用軟件無線電技術，一個移動終端，就可以實現在不同系統和平臺之間，暢通無阻的使用。目前比較成熟的軟件無線電技術有參數控制軟件無線電系統。

（四）智能天線技術

智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數字波束調節等智能功能，能滿足數據中心、移動IP網絡的性能要求。智能天線成形波束能在空間域內抑制交互干擾，增強特殊范圍內想要的信號，這種技術既能改善信號質量又能增加傳輸容量。

（五）交互干擾抑制和多用戶識別

待開發的交互干擾抑制和多用戶識別技術應成為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電話系統，消除不必要的鄰近和共信道用戶的交互干擾，確保接收機的高質量接收信號。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別兩種技術的組合將大大減少網絡基礎設施的部署，確保業務質量的改善。

（六）新的調制和信號傳輸技術

在高頻段進行高速移動通信，將面臨嚴重的選頻衰落（frequency-selectivefading）。為提高信號性能，研究和發展智能調制和解調技術，來有效抑制這種衰落。例如正交頻分復用技術（OFDM）、自適應均衡器等。另一方面，采用TPC、Rake擴頻接收、跳頻、FEC（如AQR和Turbo編碼）等技術，來獲取更好的信號能量噪聲比。

五、OFDM技術在4G中的應用

若以技術層面來看，第三代移動通信系統主要是以CDMA為核心技術，第四代移動通信系統技術則以正交頻分復用（OrthogonalFreqencyDivisionMultiplexer，OFDM）最受矚目，特別是有不少專家學者針對OFDM技術在移動通信技術上的應用，提出相關的理論基礎。例如無線區域環路（WLL）、數字音訊廣播（DAB）等，都將在未來采用OFDM技術，而第四代移動通信系統則計劃以OFDM為核心技術，提供增值服務。

在時代交替之際，舊有系統之整合與升級是產業關心的話題，目前大家談的是GSM如何升級到第三代移動通信系統；而未來則是CDMA如何與OFDM技術相結合。可以預計，CDMA絕對不會在第四代移動通信系統中消失，而是成為其應用技術的一部份，或許未來也會有新的整合技術如OFDM/CDMA產生，前文所提到的數字音訊廣播，其實它真正運用的技術是OFDM/FDMA的整合技術，同樣是利用兩種技術的結合。因此未來以OFDM為核心技術的第四代移動通信系統，也將會結合兩項技術的優點，一部份將是以CDMA的延伸技術。

六、結束語

對于現在的人來說，未來的4G通信的確顯得很神秘，不少人都認為第四代無線通信網絡系統是人類有史以來最復雜的技術系統。總的來說，要順利、全面地實施4G通信，還將可能遇到一些困難。

首先，人們對未來的4G通信的需求是它的通信傳輸速度將會得到極大提升，從理論上說最高可達到100Mbit/s，但手機的速度將受到通信系統容量的限制。據有關行家分析，4G手機將很難達到其理論速度。

其次，4G的發展還將面臨極大的市場壓力。有專家預測，在10年以后，2G的多媒體服務將進入第三個發展階段，此時覆蓋全球的3G網絡已經基本建成，全球25%以上的人口使用3G，到那時，整個行業正在消化吸收第三代技術，對于4G技術的接受還需要一個逐步過渡的過程。

因此，在建設4G通信網絡系統時，通信運營商們將考慮直接在3G通信網絡的基礎設施之上，采用逐步引入的方法，使移動通信從3G逐步向4G過渡。

參考文獻：

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光纖通信的發展趨勢

1、光纖到家庭(FTTH)的發展

FTTH可向用戶提供極豐富的帶寬,所以一直被認為是理想的接入方式,對于實現信息社會有重要作用,還需要大規模推廣和建設。FTTH所需要的光纖可能是現有已敷光纖的2～3倍。過去由于FTTH成本高,缺少寬帶視頻業務和寬帶內容等原因,使FTTH還未能提到日程上來,只有少量的試驗。近來,由于光電子器件的進步,光收發模塊和光纖的價格大大降低;加上寬帶內容有所緩解,都加速了FTTH的實用化進程。

發達國家對FTTH的看法不完全相同:美國AT&T認為FTTH市場較小,在0F62003宣稱:FTTH在20-50年后才有市場。美國運行商Verizon和Sprint比較積極,要在10—12年內采用FTTH改造網絡。日本NTT發展FTTH最早,現在已經有近200萬用戶。目前中國FTTH處于試點階段。

FTTH[遇到的挑戰:現在廣泛采用的ADSL技術提供寬帶業務尚有一定優勢。與FTTH相比:①價格便宜②利用原有銅線網使工程建設簡單③對于目前1Mbps—500kbps影視節目的傳輸可滿足需求。FTTH目前大量推廣受制約。

對于不久的將來要發展的寬帶業務,如:網上教育,網上辦公,會議電視,網上游戲,遠程診療等雙向業務和HDTV高清數字電視,上下行傳輸不對稱的業務,AD8L就難以滿足。尤其是HDTV,經過壓縮,目前其傳輸速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技術開發,可壓縮到5～6Mbps。通常認為對QOS有所保證的ADSL的最高傳輸速串是2Mbps,仍難以傳輸HDTV。可以認為HDTV是FTTH的主要推動力。即HDTV業務到來時,非FTTH不可。

FTTH的解決方案:通常有P2P點對點和PON無源光網絡兩大類。

F2P方案一一優點:各用戶獨立傳輸,互不影響,體制變動靈活;可以采用廉價的低速光電子模塊;傳輸距離長。缺點:為了減少用戶直接到局的光纖和管道,需要在用戶區安置1個匯總用戶的有源節點。

PON方案——優點:無源網絡維護簡單;原則上可以節省光電子器件和光纖。缺點:需要采用昂貴的高速光電子模塊;需要采用區分用戶距離不同的電子模塊,以避免各用戶上行信號互相沖突;傳輸距離受PON分比而縮短;各用戶的下行帶寬互相占用,如果用戶帶寬得不到保證時,不單是要網絡擴容,還需要更換PON和更換用戶模塊來解決。(按照目前市場價格,PEP比PON經濟)。

PON有多種,一般有如下幾種:(1)APON:即ATM-PON,適合ATM交換網絡。(2)BPON:即寬帶的PON。(3)OPON:采用通用幀處理的OFP-PON。(4)EPON:采用以太網技術的PON,0EPON是千兆畢以太網的PON。(5)WDM-PON:采用波分復用來區分用戶的PON,由于用戶與波長有關,使維護不便,在FTTH中很少采用。

發達國家發展FTTH的計劃和技術方案,根據各國具體情況有所不同。美國主要采用A-PON,因為ATM交換在美國應用廣泛。日本NTT有一個B-FLETts計劃,采用P2P-MC、B-PON、G-EPON、SCM-PON等多種技術。SCM-PON:是采用副載波調制作為多信道復用的PON。

中國ATM使用遠比STM的SDH少,一般不考慮APON。我們可以考慮的是P2P、GPON和EPON。P2P方案的優缺點前面已經說過,目前比較經濟,使用靈活,傳輸距離遠等;宜采用。而比較GPON和EPON,各有利弊。GPON:采用GFP技術網絡效率高;可以有電話,適合SDH網絡,與IP結合沒有EPON好,但目前GPON技術不很成熟。EPON:與IP結合好,可用戶電話,如用電話需要借助lAD技術。目前,中國的FTTH試點采用EPON比較多。FTTH技術方案的采用,還需要根據用戶的具體情況不同而不同。

近來,無線接入技術發展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g協議,傳輸帶寬可達54Mbps,覆蓋范圍達100米以上,目前已可商用。如果采用無線接入WLAN作用戶的數據傳輸,包括:上下行數據和點播電視VOD的上行數據,對于一般用戶其上行不大,IEEES02.11g是可以滿足的。而采用光纖的FTTH主要是解決HDTV寬帶視頻的下行傳輸,當然在需要時也可包含一些下行數據。這就形成“光纖到家庭+無線接入”(FTTH+無線接入)的家庭網絡。這種家庭網絡,如果采用PON,就特別簡單,因為此PON無上行信號,就不需要測距的電子模塊,成本大大降低,維護簡單。如果,所屬PON的用戶群體,被無線城域網WiMAX(1EEE802.16)覆蓋而可利用,那么可不必建設專用的WLAN。接入網采用無線是趨勢,但無線接入網仍需要密布于用戶臨近的光纖網來支撐,與FTTH相差無幾。FTTH+無線接入是未來的發展趨勢。

2、光交換的發展什么是通信?

實際上可表示為:通信輸+交換。

光纖只是解決傳輸問題,還需要解決光的交換問題。過去,通信網都是由金屬線纜構成的,傳輸的是電子信號,交換是采用電子交換機。現在,通信網除了用戶末端一小段外,都是光纖,傳輸的是光信號。合理的方法應該采用光交換。但目前,由于目前光開關器件不成熟,只能采用的是“光-電-光”方式來解決光網的交換,即把光信號變成電信號,用電子交換后,再變還光信號。顯然是不合理的辦法,是效串不高和不經濟的。正在開發大容量的光開關,以實現光交換網絡,特別是所謂ASON-自動交換光網絡。

通常在光網里傳輸的信息,一般速度都是xGbps的,電子開關不能勝任。一般要在低次群中實現電子交換。而光交換可實現高速XGbDs的交換。當然,也不是說,一切都要用光交換,特別是低速,顆粒小的信號的交換,應采用成熟的電子交換,沒有必要采用不成熟的

大容量的光交換。當前,在數據網中,信號以“包”的形式出現,采用所謂“包交換”。包的顆粒比較小,可采用電子交換。然而,在大量同方向的包匯總后,數量很大時,就應該采用容量大的光交換。目前,少通道大容量的光交換已有實用。如用于保護、下路和小量通路調度等。一般采用機械光開關、熱光開關來實現。目前,由于這些光開關的體積、功耗和集成度的限制,通路數一般在8—16個。

電子交換一般有“空分”和“時分”方式。在光交換中有“空分”、“時分”和“波長交換”。光纖通信很少采用光時分交換。

光空分交換:一般采用光開關可以把光信號從某一光纖轉到另一光纖。空分的光開關有機械的、半導體的和熱光開關等。近來,采用集成技術,開發出MEM微電機光開關,其體積小到mm。已開發出1296x1296MEM光交換機(Lucent),屬于試驗性質的。

光波長交換:是對各交換對象賦于1個特定的波長。于是,發送某1特定波長就可對某特定對象通信。實現光波長交換的關鍵是需要開發實用化的可變波長的光源,光濾波器和集成的低功耗的可靠的光開關陣列等。已開發出640x640半導體光開關+AWG的空分與波長的相結合的交叉連接試驗系統(corning)。采用光空分和光波分可構成非常靈活的光交換網。日本NTT在Chitose市進行了采用波長路由交換的現場試驗,半徑5公里,共有43個終端節,(試用5個節點),速率為2.5Gbps。

自動交換的光網,稱為ASON,是進一步發展的方向。

3、集成光電子器件的發展

如同電子器件那樣,光電子器件也要走向集成化。雖然不是所有的光電子器件都要集成,但會有相當的一部分是需要而且是可以集成的。目前正在發展的PLC-平面光波導線路,如同一塊印刷電路板,可以把光電子器件組裝于其上,也可以直接集成為一個光電子器件。要實現FTTH也好,ASON也好,都需要有新的、體積小的和廉價的和集成的光電子器件。

日本NTT采用PLO技術研制出16x16熱光開關;1x128熱光開關陣列;用集成和混合集成工藝把32通路的AWG+可變光衰減器+光功率監測集成在一起;8波長每波速串為80Gbps的WDM的復用和去復用分別集成在1塊芯片上,尺寸僅15x7mm,如圖1。NTT采用以上集成器件構成32通路的OADM。其中有些已經商用。近幾年,集成光電子器件有比較大的改進。

中國的集成光電子器件也有一定進展。集成的小通道光開關和屬于PLO技術的AWG有所突破。但與發達國家尚有較大差距。如果我們不迎頭趕上,就會重復如同微電子落后的被動局面。

光纖通信的市場

眾所周知,2000年IT行業泡沫,使光纖通信產業生產規模爆炸性地發展,產品生產過剩。無論是光傳輸設備,光電子器件和光纖的價格都狂跌。特別是光纖,每公里泡沫時期價格為羊1200,現在價格Y100左右1公里,比銅線還便宜。光纖通信的市場何時能恢復?

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LTE(LongTermEvolution)技術采用的是多種技術、多點協作、自組織網絡等方式，達到高峰值速率，是這一種高效的信道編譯碼技術。并注重保證系統的安全性，具有極強的環境適應能力，并支持大量的業務類型。例如，隨著城市軌道交通快速發展，現有車地無線通信技術已經不能滿足軌道交通業務發展的需求。與此同時，LTE已經成為移動通信發展趨勢，在經過軌道交通行業的行業匹配后，LTE無線專網無論是抗干擾性、高速移動狀態下大帶寬以及多業務QoS的保障上，都能夠滿足軌道交通業務需求。因此，河南鄭州地鐵1號線即利用LTE技術的端到端解決方案提供能力，精心設計了乘客信息系統+車載視頻監控一網承載方案，為改善鄭州地鐵一號線乘車環境、提升運營安全與效率提供了有利保障。

1．2PDT技術數字集群標準

PDT(專業數字集群標準，Pifv~eDigitalTrunking)是一種專網通信標準，它吸收了其他數字集群的優點，同時根據是集應用環境進行開發，更為注重安全保密性。支持端到端話音、數據加密，網絡安全性強。新疆八個地州即實施PDT警用數字集群網改造項目，建設PDT數字集群通信網絡，成為全國第一個實現超大區域覆蓋、多中心聯網的PDT數字集群網絡。在處理應急突發事件時，該PDT數字集群網可滿足各部門協同作戰、統一指揮的需要，提高了一線作戰部隊的執行能力，節約了客戶重復建網的成本，使得北疆在應對應急處突、反恐救援、重大活動安保等任務時做到科技化、信息化，助力整個北疆的指揮調度能力邁上一個新臺階。

1．3McWill技術

McWill技術兼具SCDMA和OFDMA的雙重優點，具有較強的對抗相鄰小區干擾的能力，可以有效提高系統同頻組網能力。McWiLL技術由于系統本身的先進性，可用帶寬更高，用戶能夠體驗到更多的新業務，同時McWiLL系統支持深度定制，能夠根據市場需求快速定制業務模式和產品形態，這些都是其他運營商所無法比擬的顯著優勢。例如，中國移動通信集團公司即利用McWiLL技術自身覆蓋范圍廣、非視距效果好、建網成本低、建設周期短、施工維護難度小、抗高低溫等優勢，實現了對多個農村地區的無線信號覆蓋。為有關黨政部門行政辦公、遠程黨員教育、維穩處突、應急指揮以及重點行業、企業信息化建設提供了高效的信息通信保障，很好地促進了農村地區信息化的全面快速發展。

2專網無線通信綜合能力將得到不斷提高

除了越來越高的技術水平，在綜合能力方面，專網無線通信也將實現不斷的提高。例如，在應用需求方面，今后的發展中，專網需要不斷提高自身按照實際需求合理進行資源分配的能力，以及及時進行系統反響，更好地解決各種突發問題的應變能力。還有高效的指揮控制能力，以及靈活機動的重組能力等。而在技術能力方面，專網無線通信也有很長的路要走。例如不斷提高自身的安全防護水平，以更好地保證廣大用戶的安全性；實現高效合理的模塊化配置，并不斷拓展業務范圍，為用戶提供更加人性化和多樣化的服務，滿足不斷發展變化的用戶需求的能力，以及多體制互通能力和現架構擴展能力等。

3專網功能將積極的滲透到公網之中

長期以來，在無線通信方面，公網始終處于較為領先的地位，相形之下，專網的無線通信發展存在明顯的差距。以往，公網和專網總是各司其職，具有各自特定的覆蓋面。隨著專網無線通信的發展，公網將會逐漸的增加部分專網的功能，實現專網功能對公網的積極滲透。二者將會之間進行合作與交流，相互影響，相互融合，實現共同發展。例如，在發展3G無線網絡的過程中，我國三甲通信運營商即嘗試將固定電話和公共移動移動電話進行郵寄的結合，為廣大用戶提供“一個電話”(One—Phone)~務。從而實現了固話網絡和移動網絡之間的快速無縫轉換，為廣大用戶提供了更加方便快捷的通話服務。因此，隨著專網無線通信的發展，專網和公網之間的界限將會之間模糊起來，實現深層次的交流和影響。

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（1）更高的速度。4G的最高傳輸速率可超過100Mbit/s，超過3G系統50倍以上，且其傳輸質量相當于甚至優于3G。

（2）更大的容量。4G在FDMA、TDMA和CDMA的基礎上引入空分多址（SDMA），采用自適應波束，使系統容量達到3G的5至10倍。另外，實現在任何地址寬帶接入Internet，并能提供信息通信之外的定位定時、數據采集、遠程控制等綜合功能，包括寬帶無線固定接入、寬帶無線局域網、移動寬帶系統和互操作的廣播網絡，實現寬帶多媒體通信，通過IP進行通話。為全速移動用戶提供150Mbps的高質量影像服務，可進行二維圖像的高質量傳輸，滿足無線用戶之間三維虛擬現實通信需要。

（3）更靈活的資源分配。4G采用智能技術使其能自適應地進行資源分配，根據網絡的動態變化自適應地改變信道條件，自動控制通信過程中業務流量大小，滿足通信要求。4G系統網絡是一個完全自治、自適應的網絡，突破蜂窩組網的概念，采用分組交換，使網絡可根據用戶的需求分配帶寬，以滿足系統變化和發展的要求，實現更加廣泛的覆蓋。4G支持交互式多媒體業務，可進行視頻會議、無線互聯網等，將個人通信、信息系統、廣播和娛樂等各項業務結合成一個整體，為用戶提供更廣泛的服務和應用。4G系統提供語音、高速信息業務、廣播以及娛樂等業務的移動接入，用戶根據需要可隨時、隨地接入到系統中。用戶將使用各種各樣的移動設備接入到4G系統中，各種不同的接入系統結合成一個公共的平臺，它們互相補充、互相協作以滿足不同的業務的要求。

2、4G關鍵技術為適應移動通信

日益增長的高速多媒體數據業務的需求，4G涉及正交頻分復用（OFDM）、軟件無線電（SDR）、IPv6等技術。

2.1.正交頻分復用

正交頻分復用的基本原理是把高速數據流通過串/并變換，分配到傳輸速率相對較低的若干子信道中進行傳輸，在頻域內將信道劃分為若干互相正交的子信道，每個子信道均擁有自己的載波調制，信號通過各個子信道獨立傳輸。如果每個子信道的帶寬被劃分得足夠窄，每個子信道的頻率特性就可近似認為是平坦的，即每個子信道都可看著無符號間干擾的理想信道，這樣在接收端不需要使用復雜的信道均衡技術即可對接收信號進行可靠的解調。OFDM信號的相鄰子載波相互重疊，頻譜效率比串行系統高近一倍，可有效緩解有限的頻譜資源。OFDM通過多個子載波進行用戶信息傳輸，與同速率的單載波系統相比，在每個子載波上的信號時間就會長很多倍，此外，通過子載波的聯合編碼，對子信道間的頻率分集，使OFDM對脈沖噪聲和信道快衰落的抵抗力更強。OFDM按照信道情況和噪聲背景的不同對不同的子載波使用不同的調制方式，當信道條件好的時候，采用效率高的調制方式，當信道條件差的時候，采用抗干擾能力強的調制方式。OFDM通過加載算法，將更多的數據集中放在條件好的信道上進行高速率傳輸，OFDM技術非常適合高速數據傳輸。在數字通信系統中碼間干擾是除噪聲干擾之外的最主要干擾，OFDM由于采用了循環前綴的方式，有效增強對抗碼間干擾的能力。

2.2.軟件無線電4G

移動通信系統的移動終端將相當復雜，為實現移動通信終端的多模化，引入軟件無線電技術（SDR），采用數字信號處理技術，在可編程控制的通用硬件平臺上，利用軟件來實現無線電臺的各部分功能，如前端接收、中頻處理以及信號處理等功能。整個無線電臺從高頻、中頻、基帶到控制協議等全部由軟件編程來完成。在盡可能靠近天線的地方使用寬帶的數/模轉換器，盡早地完成信號的數字化，使得無線電臺的功能盡可能地用軟件來實現。通過軟件編程射頻頻段寬帶信號接入方式和調制方式可進行工作模式的改變，同時，通過軟件可進行業務的擴展，使得系統的操作使用和升級改造更加靈活方便。

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一、光纖通信技術

光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式。可以把光纖通信看成是以光導纖維為傳輸媒介的“有線”光通信。光纖由內芯和包層組成，內芯一般為幾十微米或幾微米，比一根頭發絲還細；外面層稱為包層，包層的作用就是保護光纖。實際上光纖通信系統使用的不是單根的光纖，而是許多光纖聚集在一起的組成的光纜。由于玻璃材料是制作光纖的主要材料，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路；光波在光纖中傳輸，不會發生信息傳播中的信息泄露現象；光纖很細，占用的體積小，這就解決了實施的空間問題。

二、光纖通信技術的特點

2.1頻帶極寬，通信容量大。光纖的傳輸帶寬比銅線或電纜大得多。對于單波長光纖通信系統，由于終端設備的限制往往發揮不出帶寬大的優勢。因此需要技術來增加傳輸的容量，密集波分復用技術就能解決這個問題。

2.2損耗低，中繼距離長。目前，商品石英光纖和其它傳輸介質相比的損耗是最低的；如果將來使用非石英極低損耗傳輸介質，理論上傳輸的損耗還可以降到更低的水平。這就表明通過光纖通信系統可以減少系統的施工成本，帶來更好的經濟效益。

2.3抗電磁干擾能力強。石英有很強的抗腐蝕性，而且絕緣性好。而且它還有一個重要的特性就是抗電磁干擾的能力很強，它不受外部環境的影響，也不受人為架設的電纜等干擾。這一點對于在強電領域的通訊應用特別有用，而且在軍事上也大有用處。

2.4無串音干擾，保密性好。在電波傳輸的過程中，電磁波的傳播容易泄露，保密性差。而光波在光纖中傳播，不會發生串擾的現象，保密性強。除以上特點之外，還有光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩定性好、壽命長。正是因為光纖的這些優點，光纖的應用范圍越來越廣。

三、不斷發展的光纖通信技術

3.1SDH系統光通信從一開始就是為傳送基于電路交換的信息的，所以客戶信號一般是TDM的連續碼流，如PDH、SDH等。伴隨著科技的進步，特別是計算機網絡技術的發展，傳輸數據也越來越大。分組信號與連續碼流的特點完全不同，它具有不確定性，因此傳送這種信號，是光通信技術需要解決的難題。而且兩種傳送設備也是有很大區別的。

3.2不斷增加的信道容量光通信系統能從PDH發展到SDH，從155Mb/s發展到lOGb/s，近來，4OGB/s已實現商品化。專家們在研究更大容量的，如160Gb/s(單波道)系統已經試驗成功，目前還在為其制定相應的標準。此外，科學家還在研究系統容量更大的通訊技術。

3.3光纖傳輸距離從宏觀上說，光纖的傳輸距離是越遠越好，因此研究光纖的研究人員們，一直在這方面努力。在光纖放大器投入使用后，不斷有對光纖傳輸距離的突破，為增大無再生中繼距離創造了條件。

3.4向城域網發展光傳輸目前正從骨干網向城域網發展，光傳輸逐漸靠近業務節點。而人們通常認為光傳輸作為一種傳輸信息的手段還不適應城域網。作為業務節點，既接近用戶，又能保證信息的安全傳輸，而用戶還希望光傳輸能帶來更多的便利服務。

3.5互聯網發展需求與下一代全光網絡發展趨勢近年來，互聯網業發展迅速，IP業務也隨之火爆。研究表明，隨著IP業的迅速發展，通信業將面臨“洗牌”，并孕育著新技術的出現。隨著軟件控制的進一步開發和發展，現代的光通信正逐步向智能化發展，它能靈活的讓營運者自由的管理光傳輸。而且還會有更多的相關應用應運而生，為人們的使用帶來更多的方便。

綜上所述，以高速光傳輸技術、寬帶光接入技術、節點光交換技術、智能光聯網技術為核心，并面向IP互聯網應用的光波技術是目前光纖傳輸的研究熱點，而在以后，科學家還會繼續對這一領域的研究和開發。從未來的應用來看，光網絡將向著服務多元化和資源配置的方向發展，為了滿足客戶的需求，光纖通信的發展不僅要突破距離的限制，更要向智能化邁進。

四、光纖鏈路的現場測試

4.1現場測試的目的對光纖安裝現場測試是光纖鏈路安裝的必須措施，是保證電纜支持網絡協議的重要方式。它的目的在于檢測光纖連接的質量是否符合標準，并且減少故障因素。

4.2現場測試標準目前光纖鏈路現場測試標準分為兩大類：光纖系統標準和應用系統標準。①光纖系統標準：光纖系統標準是獨立于應用的光纖鏈路現場測試標準。對于不同的光纖系統，它的標準也不同。目前大多數的光纖鏈路現場檢測應用的就是這個標準。②光纖應用系統標準：光纖應用系統標準是基于安裝光纖的特定應用的光纖鏈路現場測試標準。這種測試的標準是固定的，不會因為光纖系統的不同而改變。

4.3光纖鏈路現場測試光纖通信應用的是光傳輸，它不會受到磁場等外界因素的干擾，所以對它的測試不同于對普通的銅線電纜的測試。在光纖的測試中，雖然光纖的種類很多，但它們的測試參數都是基本一致的。在光纖鏈路現場測試中，主要是對光纖的光學特性和傳輸特性進行測試。光纖的光學特性和傳輸特性對光纖通信系統對光纖的傳輸質量有重大的影響。但由于光纖的特性不受安裝的影響，因此在安裝時不需測試，而是由生產商在生產時進行測試。

4.4現場測試工具①光源：目前的光源主要有LED（發光二極管）光源和激光光源兩種。②光功率計：光功率計是測量光纖上傳送的信號強度的設備，用于測量絕對光功率或通過一段光纖的光功率相對損耗。在光纖系統中，測量光功率是最基本的。光功率計的原理非常像電子學中的萬用表，只不過萬用表測量的是電子，而光功率計測量的是光。通過測量發射端機或光網絡的絕對功率，一臺光功率計就能夠評價光端設備的性能。用光功率計與穩定光源組合使用，組成光損失測試器，則能夠測量連接損耗、檢驗連續性，并幫助評估光纖鏈路傳輸質量。③光時域反射計：OTDR根據光的后向散射原理制作，利用光在光纖中傳播時產生的后向散射光來獲取衰減的信息，可用于測量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點定位以及了解光纖沿長度的損耗分布情況等。從某種意義上來說，光時域反射計(OTDR)的作用類似于在電纜測試中使用的時域反射計（TDR），只不過TDR測量的是由阻抗引起的信號反射，而OTDR測量的則是由光子的反向散射引起的信號反射。反向散射是對所有光纖都有影響的一種現象，是由于光子在光纖中發生反射所引起的。:

雖然目前光通信的容量已經非常大，但仍有大量應用能力閑置，伴隨著社會經濟和科學技術的進一步發展，對信息的需求也會隨之增加，并會超過現在的網絡承載能力，因此我們必須進一步努力研究更加先進的光傳輸手段。因此，在經濟社會發展的推動下，光通信一定會有更加長久的發展。

參考文獻：

[1]王磊，裴麗.光纖通信的發展現狀和未來[J].中國科技信息.2006.(4).

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1.2光纖通信系統光纖通信系統是利用光纖傳遞信號的系統，由光發送器、通信光纖、光接收器三部分構成的。首先在發送端通過激光調制器把電信號變成光信號，使光的強度隨著電信號幅度的變化而變化，然后將調制好的光信號送到光纖上傳輸，接收端的光檢測器將光信號從光纖中檢測出來，通過解調器將其還原成電信號，從而得到原始信息。

1.3光纖通信的特點光纖通信是利用光進行信息傳遞的典型應用，它有著傳統通信技術無可比擬的有點。光纖的原材料是石英玻璃，屬于絕緣體，不會受到電磁干擾，因此損耗低，適合長途傳輸；頻帶寬，通信容量大，傳輸速率快；不受串音干擾，無法竊聽光纖中傳遞的信息，保密性強。

2光纖通信的現狀和主要應用

2.1光纖通信的技術現狀光纖通信可以分為雙纖雙向通信和單纖雙向通信，前者是指通信信息可以在兩根光線中同時傳輸，后者則需要信息經過調頻后才能在一根光纖內傳輸，。可見，單纖雙向傳輸比較節省成本，因此在我國得到了廣泛應用。

2.2光纖在各領域的應用

2.2.1光纖在傳感器方面的應用光纖不僅可以對光信號進行傳輸，還可以傳輸圖像。因此，光纖可以與其他元器件結合，對流量、溫度、濕度、位置、光照等參數進行測量，發揮傳感器的作用。

2.2.2光纖在醫學中的應用光纖可以對圖像進行傳輸，可以通過光導纖維導入患者的腦部、心臟或者胃部窺視發病區域，從而進行疾病的治療，也可以進行激光手術等，因此，光纖在醫療行業也得到了廣泛應用。

2.2.3光纖在通信技術中的應用利用光纖作為傳輸介質，用光信號作為載波的通信即為光纖通信。目前，在我國，很多行業都使用光纖作為傳輸媒介，比如海底通信、國際通信等。光纖通信正在逐步從光纖到路向光纖到樓、光纖到戶、光纖到桌面的技術發展。光纖正在逐步地取代銅線、銅纜，成為通信傳輸的主導，現狀已進入“光進銅退”的時代。

2.2.4光纖在網絡電視中的應用上世紀90年來至今，光纖通信在電信傳輸干線、廣播電視、網絡電視方面得到了廣泛應用，大大促進了有線電視網絡的快速發展。

3光纖通信的發展趨勢與展望

3.1FTTH接入技術隨著社會發展，高清數字電視，即HDTV將會是未來電視業務的主流，要實現這種目標，就需要依靠FTTH，也就是光纖到戶技術。光纖到戶是一種全透明、全光纖接入網絡，適用于引進新業務，對帶寬大小、傳輸模式、波長等因素沒有什么限制，且安裝在用戶家中方便，易于及時維護、更新、升級。可以說，高清數字電視是光纖到戶技術的主要推動力，要實現高清數字電視的愿景，就必須依靠FTTH技術啊。FTTH建成后，還將進一步促進三網融合技術的發展，即寬帶上網接入、有線電視接入和傳統固定電話接入。

3.2全光網絡傳統的光網絡在結接點利用的還是電子器件，這在一定程度上影響了通信干線傳輸量的提高，因此研究如何用光節點替代電節點是提高傳輸容量的關鍵。節點之間的全光化，使信息能夠始終以光信號進行傳輸，無需中間的電光和光電轉換，也不用再安比特進行處理，直接根據波長來決定路由，大大提高的傳輸速率。與傳統的通信網絡相比，全光網絡透明、開放、可靠性高、易擴展、帶寬大、誤碼率低、結構簡單、組網靈活，在將來的通信中會得到廣泛應用。當然，全光網絡并不是獨立于其他網絡的，需要與異步傳輸網（ATM）、互聯網、移動網等相融合使用。雖然全光網目前還處于起步階段，但它能消除電光瓶頸，這是未來的發展趨勢，也是通信技術發展的理想。

篇（10）

一、TD-SCDMA簡要介紹

TD-SCDMA是中國提出的時分雙工模式的第三代移動通信技術。TD-SCDMA采用智能天線、同步CDMA技術、多用戶聯合檢測技術、動態信道分配技術、軟件無線電、接力切換等一系列高新技術，具有高頻譜利用率、低成本、上下行不對稱信道可適用于不對稱業務等特點。

中國移動2007年在全國選取8個城市建立TD的試驗網，2008年奧運期間得到試用，在此之前和奧運期間都存在一個明顯的問題：高掉話率。GSM網絡由建立到成熟經歷了一個漫長的過程，TD一個剛剛應用的技術也一定需要一段過渡時間來慢慢成熟。2009年中移動全面在二級城市展開TD建設，并著手LTE即第四代網絡演進做出預測及初步部署。

二、3G發展預測

(一)3G與無線局域網高速傳輸技術融合互補趨勢

隨著無線技術在各個領域的發展，新的技術和應用不斷涌現。尤其在移動通信領域，除3G技術外，比較引人注目的還有幾種技術WLAN、WiMax，以及Bluetooth。在此背景下，已經有人提出以下幾個問題：3G會受到2.5G與WLAN的聯合夾擊?WiMax會是3G的掘墓者?而Bluetooth在這種關系中又處于何種地位?這幾種技術彼此之間有什么關系?

實際上3G、Bluetooth、WLAN、WiMax這幾種技術在本質上存在互補性，盡管它們之間在邊緣上是競爭的，從圖2.2-1無線接入全球標準中可以看出這幾種技術各自的定位。Bluetooth主要定位于最后10m的接入，即個人區域(PAN，PersonalAreaNetwork)；WLAN主要定位于最后100m的接入，即局域網(LAN，LocalAreaNetwork)；WiMax遵循802.16標準，主要是定位于城域網(MAN，MetropolitanAreaNetwork)建設的標準；而3G是定位于廣域網(WAN，WideAreaNetwork)建設的標準。

其他幾種技術在本文不加詳述，這里主要來談談WiMax技術與3G的關系。經過對兩者仔細地分析，我們會發現普遍流傳的一種預言，即WiMax將成為3G的殺手，是一個錯誤的定論。3G網絡的核心功能是提供移動電話服務，也可以用來傳輸數據；WiMax的標準是高速率的數據傳輸，語音質量并不是其關鍵要求。因此這兩種技術各自的任務和目標都不相同。WiMax的著眼點是實現寬帶無線化，而3G則更多地傾向于實現無線寬帶化。兩者從根本上說完全可以技術互補，并不存在誰是誰的殺手。

實際上，如果運營商選擇WiMax，更多的用于接入層上，可以更加迅速的占領移動高速無線接入市場。WiMax最初的市場定位也是最后一公里的接入，這樣就省去很多基礎網絡的建設和運營維護，從而與3G運營商實現技術資源互補達到雙贏。一再強調事實上競爭力不在一個層面上的WiMax和3G技術是互相競爭對立，這樣是盲目而不客觀的。

作為分別著眼于MAN與WAN兩個層面分明的領域內的技術，WiMax與3G并非冤家對頭，而是總體網絡框架中優勢互補的有機組成部分。

(二)國內的通信產業演進方向的預測

目前國內重組后的三大運營商都著手于網絡向3G演進的工作。中移動于2008年啟動28個城市的TD試驗網，另外把原電信的兩個城市的TD試驗網也接手。2009年中移動在全網一二線主要城市全面展開TD網絡建設。電信更是在2008年9月份開始在很多城市開展無線局域網的應用和試商用。網通也于2008年開始著手占用3G資源頻率的小靈通全面退網工作。

為了徹底解決運營商基礎設施重復建設問題，廣東移動內部人士稱，國家正考慮組建一家“國”字頭企業，運營全國網絡，而移動、聯通、電信則向該公司租賃網絡。以后所有的運營商都得租國資委下面一個骨干網絡公司的網絡資源，包括基站光纖等。暫不說消息的可靠性，但租憑網絡在國外非常盛行，而此時針對重復性建設的問題提出這個建議看見也并非空穴來風。此前，工業和信息化部聯合國資委《關于推進電信基礎設施共建共享的緊急通知》(以下簡稱“通知”)，要求電信運營商實行基礎設施共建共享。工信部更制定了嚴厲的共享共建考核制度，還將成立專門領導小組，要求運營商“不折不扣地堅決執行”。采取網絡一家接管，運營商租賃，一方面可以徹底杜絕電信設施重復建設。同時，由于WTO條款原因，外資紛紛入股電信商，原目前聯通第二大股東即是外資，采取上述制度有利于國家安全，因為骨干網絡被外資介入顯然不是件好事情。其實，網絡租憑在中國電信行業已經有了先例，比如，鐵通網絡出口原則上由總部統一租用電信的，但是個別省也有私下租的。此前電信也租賃了原聯通的C網運營。

縱觀國內通信產業全局從運營商到用戶都在期待3G網絡的早日鋪設調測完畢，國家也在先期通信網絡建設和運營方面汲取了寶貴的經驗和教訓，一切都為了3G順利實現打下了良好的鋪墊和堅實地支撐，相信以個人通信為目標的3G離我們已經越來越近。

(三)移動通信咨詢設計行業的簡單展望和預測

隨著技術變革的加大，技術復雜度的加深，對從事設計咨詢行業人員的素質要求會越來越高，專業化和綜合化人才兩極發展需求逐漸增強，傳統的核心網專業、數據專業、傳輸設備專業、傳輸線路專業、基站設備專業、基站電源專業等劃分將打破模糊界限，各專業融合逐漸體現。各專業配合的重要性日益加強，重復型、勞動密集型轉向集團協同作業和技術型作業轉換，與此同時將會衍生新的更加細化的專業劃分。具體的運行模式目前正處于醞釀期，一旦形成適用的高效的運轉模式，將會在行業內迅速復制。現有的管理模式將逐漸演變，而項目負責人的作用和權限將會在設計人員素質達到一定標準和具備相應資質后得到極大的提升。

對此，我們從事設計咨詢的人員要看清大勢所趨，抓緊時間選取自己的發展方向，有意識培養自己的專業方向能力和項目總體管理能力，為即將到來的機遇做好充分準備。

機會是留給做準備的人，這句話既做為本小節的結，也用以作為本文的尾。

最后祝愿我們的行業蓬勃發展的同時，通信人特別是從事咨詢設計的通信人水平節節攀升，抓住歷史的機遇展現自我的風采。祝愿我國的通信產業蒸蒸日上，繼續為我國的經濟建設和人民生活做出更多的貢獻。

參考文獻：

[1]李世鶴.TD-SCDMA第三代移動通信系統標準.北京：人民郵電出版社.2003