通信技术论文范文

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【论文摘要】：在许多基于单片机的应用系统中，系统需要实现遥控功能，而红外通信则是被采用较多的一种方法。红外通信具有控制简单、实施方便、传输可靠性高的特点，是一种较为常用的通信方式。

在许多基于单片机的应用系统中，系统需要实现遥控功能，而红外通信则是被采用较多的一种方法。红外通信具有控制简单、实施方便、传输可靠性高的特点，是一种较为常用的通信方式。红外线通信是一种廉价、近距离、无线、低功耗、保密性强的通讯方案，主要应用于近距离的无线数据传输，也有用于近距离无线网络接入。从早期的IRDA规范（115200bps）到ASKIR（1.152Mbps)，再到最新的FASTIR（4Mbps），红外线接口的速度不断提高，使用红外线接口和电脑通信的信息设备也越来越多。红外线接口是使用有方向性的红外线进行通讯，由于它的波长较短，对障碍物的衍射能力差，所以只适合于短距离无线通讯的场合，进行"点对点"的直线数据传输，因此在小型的移动设备中获得了广泛的应用。

1.红外通信的基本原理

红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体，即通信信道。发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。接收端将接收到的光脉转换成电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，还原为二进制数字信号后输出。常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制（PWM）和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制（PPM）两种方法。

简而言之，红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调，以便利用红外信道进行传输；红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。

2.红外通讯技术的特点

红外通讯技术是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术，被众多的硬件和软件平台所支持：

⑴通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发;

⑵主要是用来取代点对点的线缆连接；

⑶新的通讯标准兼容早期的通讯标准；

⑷小角度（30度锥角以内），短距离，点对点直线数据传输，保密性强；

⑸传输速率较高，目前4M速率的FIR技术已被广泛使用，16M速率的VFIR技术已经。

3.红外数据通讯技术的用途

红外通讯技术常被应用在下列设备中：

⑴笔记本电脑、台式电脑和手持电脑；

⑵打印机、键盘鼠标等计算机设备；

⑶电话机、移动电话、寻呼机；

⑷数码相机、计算器、游戏机、机顶盒、手表；

⑸工业设备和医疗设备；

⑹网络接入设备，如调制解调器。

4.红外数据通讯技术的缺点

⑴通讯距离短，通讯过程中不能移动，遇障碍物通讯中断;

⑵目前广泛使用的SIR标准通讯速率较低（115.2kbit/s）;

⑶红外通讯技术的主要目的是取代线缆连接进行无线数据传输，功能单一，扩展性差。

5.红外通信技术对计算机技术的冲击

红外通信标准有可能使大量的主流计算机技术和产品遭淘汰，包括历史悠久的调制解调器。预计，执行红外通信标准即可将所有的局域网(LAN)的数据率提高到10Mb/s。

红外通信标准规定的发射功率很低，因此它自然是以电池为工作电源的标准。目前，惠普移动计算分公司正在开发内置式端口，所有拥有支持红外通信标准的笔记本计算机和手持式计算机的用户，可以把计算机放在电话机的旁边，遂行高速呼叫，可连通本地的因特网。由于电话机、手持式计算机和红外通信连接全都是数字式的，故不需要调制解调器。

红外通信标准的广泛兼容性可为PC设计师和终端用户提供多种供选择的无电缆连接方式，如掌上计算机、笔记本计算机、个人数字助理设备和桌面计算机之间的文件交换；在计算机装置之间传送数据以及控制电视、盒式录像机和其它设备。

6.红外通信技术开辟数据通信的未来

目前，符合红外通信标准要求的个人数字数据助理设备、笔记本计算机和打印机已推向市场，然而红外通信技术的潜力将通过个人通信系统(PCS)和全球移动通信系统(GSM)网络的建立而充分显示出来。由于红外连接本身是数字式的，所以在笔记本计算机中不需要调制解调器。便携式PC机有一个任选的扩展插槽，可插入新式PCS数据卡。PCS数据卡配电话使用，建立和保持对无线PCS系统的连接；扩展电缆的红外端口使得在PCS电话系统和笔记本计算机之间容易实现无线通信。由于PCS、数字电话系统和笔记本计算机之间的连接是通过标准的红外端口实现的，所以PCS数字电话系统可在任何一种PC机上使用，包括各种新潮笔记本计算机以及手持式计算机，以提供红外数据通信。而且，由于该系统不要求在计算机中使用调制解调器，所以过去不可能维持高性能PC卡调制解调器运行所需电压的手持式计算机，现在也能以无线方式进行通信。红外通信标准的开发者还在设想在机场和饭店等地点使用步行传真机和打印机，在这些地方，掌上计算机用户可以利用这些外设而勿需电缆。银行的ATM(柜员机)也可以采用红外接口装置。

预计在不久的将来，红外技术将在通信领域得到普遍应用，数字蜂窝电话、寻呼机、付费电话等都将采用红外技术。红外技术的推广意味着膝上计算机用户不用电缆连接的新潮即将到来。由于红外通信具有隐蔽性，保密性强，故国外军事通信机构历来重视这一技术的开发和应用。这一技术在军事隐蔽通信，特别是军事机密机构、边海防的端对端通信中将发挥出重要的作用。正如前面所述，它还将对计算机技术产生冲击，对未来数据通信产生重大影响。

参考文献

[1]蒋俊峰.基于单片机的红外通讯设计[J].电子设计应用,2003,11.

[2]曾庆立.远距离红外通讯接口的硬件设计与使用[J].吉首大学学报(自然科学版),2001,4.

[3]邓泽平.一种多用途电度表的红外通讯问题[J].湖南电力,2003,4.

[4]朱磊,郭华北,朱建.单片机89C52在多功能电度表中的应用研究[J].山东科技大学学报(自然科学版),2003,2.

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根据国家安监总局2012年暨五年来全国煤矿事故分析报告和2013年对外的煤矿事故通报案例研究发现:2012年和2013年煤矿主要灾害事故现象依然突出,其中煤矿瓦斯爆炸/瓦斯突出、透水和火灾事故起数及死亡人数分别占据前三位。煤矿灾变事故发生后,矿山救护队救援侦测工作的任务主要是侦察事故类别/原因/范围、遇险人员数量和所在地,同时掌握通风、瓦斯、有毒有害气体等环境情况。而救援工作的主要目的是搜救遇险人员和侦测灾区环境,指导和制订灾害事故处置方案,从而避免发生次生事故和救援人员伤亡。近年来随着煤炭开采深度逐年增加,煤矿灾害事故救援难度加大,业界对搜救侦测技术与装备的性能和安全可靠性提出了严峻挑战,如续航工作时间长、平均无故障时间短、通信带宽速率高和通信侦测距离远,以及安全防爆等级高的搜救侦测技术装备匮乏等问题[7]。

2煤矿搜救侦测通信方法与技术

煤矿基本搜救侦测通信联络方法主要有两种:一是地面钻孔构建救生通道搜救和透地通信联络法;二是救护队员直接入井搜救和宽带应急通信联络法。

2.1地面钻孔构建救生通道和透地通信联络法

利用地音仪、地震定位仪或井下人员定位系统等手段,快速准确对井下被困人员定位,确定地面钻机打钻地点,提高打钻效率。确定打钻地点后,可先钻一个小孔,与被困人员取得联系,并为被困人员输送氧气和食物,然后再钻取一个较大直径的钻孔,利用救生仓等装备解救被困人员。该方法需要用到的装备主要有生命探测仪、人员定位系统、气体检测仪、挖掘工具、破拆工具、起重设备、钻机等。另外,通信联络可用矿用透地通信系统联络法,但对于深部开采矿井,国内外透地双向通信距离和传输带宽速率目前还十分受局限,从煤矿井下试验情况反馈来看,语音通信距离在500~600m,文本通信距离在700~800m,800m以上还只能透地传输信号(beacon)而不是信息,因此透地通信适合井下窄带和慢速率通信联络。

2.2救护队员直接入井搜救和宽带应急通信联络法

采用呼喊、敲击或利用寻人仪、主动式生命探测仪等探测方法[8],判断遇险人员位置,搜寻被困或被埋压人员,与遇险人员保持联系。该方法既可利用探测和感知生物信号搜寻,又可利用感应探测机械波、声波或无线电波等信号搜寻。救护队员直接入井搜救侦测技术主要包括煤矿灾区环境侦测技术、煤矿井下生命探测与人员搜寻定位技术,以及煤矿灾区探测机器人技术。通信联络可用矿用宽带无线或光纤等通信技术,通信距离和传输带宽受限制较小,且可适合井下可视化多媒体通信联络。2.2.1、煤矿灾区环境侦测利用便携式气体检测仪对灾区现场CH4、CO、O2、H2S、CO2等气体浓度和环境参数进行检测,目的是判定灾区是否存在爆炸危险及事故类别。利用气体分析化验车或气相色谱仪进行化验分析,主要检测H2S、NOx、SO2及火灾标志性气体。使用红外线温度测定仪和风速、风向、风压等测定仪,可迅速检测灾区环境温度和通风情况,并根据探测距离,对火源点、火势等作出正确判断。2.2.2、生命探测与人员搜寻定位目前,国内外对煤矿遇险人员寻找和定位多凭经验和人体器官感觉,用呼喊、敲击等方法来判定。搜寻技术落后是制约救援效率和成功率的主要问题之一[9]。国内外学者利用光学、声学、电磁学、人体生物学、仿生学等理论进行了研究,取得了一定技术突破[10-15],但救援实战应用中还受到诸多限制。如光学探测仪只适合被测者周边有空隙的情况使用;红外探测仪适合在浓烟、大火和黑暗环境下使用,受环境温度及热源的影响严重,穿透性差,遇物阻挡失效;声波探测仪只有被测对象能够活动、敲击或呼救才能被探测到,在煤岩介质中衰减速度极快,遇水、泥土阻挡失效,在人体内传播机理复杂;激光探测则需要高压电源供电且体积大、笨重;人体搜寻仪大多只能探测遇难者;雷达生命探测仪仅适合于探测运动的活体生命。目前基于生命感知和RFID等RF信号搜救的人员定位搜索技术受到业界关注。2.2.3、灾区探测机器人/无人机为了提高救援成功率,减少救援人员自身伤亡煤矿灾区探测机器人可替代或辅助救护队员进入灾区,探测并回传井巷环境信息,为抢险救援决策提供参考依据。开发非结构环境下移动作业和救灾机器人/无人机是当今灾区探测技术研究热点之一,如美国智能系统与机器人中心开发的RATLER矿井探索机器人、卡内基梅隆大学机器人研究中心开发的土拨鼠机器人、美国南佛罗里达大学研制的Simbot机器人、Remotec公司制造的V2机器人等[16-18]。这些机器人各自存在着体积大或笨重、驱动电动机功耗大、越障性能差、智能化水平低、有线遥控距离近等缺陷,离煤矿实际救援应用要求还有一定距离。目前矿用本安型便携式机器人和隔爆型灾区探测机器人已经开始面市,如图1~2所示。

2.3灾区远距离侦测和搜救通信联络系统

煤矿井下灾区远距离侦测和矿用应急通信系统是煤矿事故救援及通信联络的重要保障。煤矿灾区远距离侦测系统和应急救援超前侦测系统都是通过高压气瓶(或发射装置)将侦测探头发射到前方。

3煤矿搜救侦测通信技术装备研究发展趋势

3.1灾区环境检测设备

目前煤矿便携式/复合式多参数测定器或检测报警仪主要有CD3/CD4/CD5/CD6/CD7/CD8/JFY-6等类型。检测参数包括甲烷、氧气、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、二氧化硫等有毒有害气体的浓度及环境的温度、湿度、压差、风速、大气压等。不同型号测定仪工作时间有长有短,组合各种参数方案不同,支持标准无线通信接口能力也不一样,检测量程和测定精度参差不齐,搜救单位配备还缺乏统一,集成风速、风压检测指标的高精度、大量程测定仪较少。

3.2生命探测与人员搜寻定位装备

如表1所示,生命探测和人员搜寻定位设备主50~100m,再利用无线信号将前方的环境参数如CH4、CO浓度等数据传回接收显示装置,若前方没有危险,救援人员前进50~100m,再重复超前探测,直至完成整个灾区侦查。目前,我国煤矿井下救援通信主要以有线电话为主,漏泄、感应、透地等移动通信也存在一定问题,难以满足全煤矿移动救灾通信要求。透地通信系统存在信道容量小、单向通信、电磁干扰大、应用范围受限制、施工难度大等问题。感应通信系统存在信道容量小、电磁干扰大、天线体积大、携带不方便等问题。漏泄通信系统存在串联中继器多、系统可靠性差等问题。高性能、高可靠性灾区远距离侦测系统和井下应急通信系统引起业界关注[19]。中煤科工集团重庆研究院有限公司应急救援研究所研制的KT121M矿用应急通信系统带宽高,通信距离远,且可以和透岩应急通信设备互联互通,非常适合井下无线宽带救灾或应急通信联络如图3所示。要分为无线电感应类、晶体共振和感应人体电荷等。由于各自技术和探测原理不同,适用范围也存在差异。

3.3煤矿灾区探测机器人/无人机

煤矿灾区探测机器人/无人机可搭载有气体、温度等传感器和摄像头,通过陆、空方式将灾区现场情况通过搜救指挥通信系统传送到各级指挥机构,是代替救援人员进入现场、避免救援人员伤亡的侦测设备之一,目前国内已经研制出轮式、履带式、蛇形机器人和四旋翼小型无人机。但由于煤矿灾区情况复杂,对机器人/无人机的越障能力、自身和负载重量、动力保障、防爆方式等有严格的要求,国内KBR矿用本安型便携式救援探测机器人(见图1)、搜救侦测无人机和KQR隔爆型灾区探测机器人(见图2)受到业界广泛关注。采用分功合力等先进技术的KBR矿用本安型探测机器人是ExiaIMa防爆等级,KQR是Exd+ibIMa防爆等级,前者灾区环境使用安全性更高,狭小空间和洞穴通过性较好,且便携和功耗低(8~9kg,几瓦)。后者是矿用隔爆型机器人,跨越沟壑和台阶能力较强,但体积大较笨重(近100kg)、电压高(12V)和功耗大(12W),井下安全可靠性较低。

3.4煤矿灾区远距离侦测、透地和宽带应急通信系统

目前,国内外煤矿灾区远距离侦测、透地和宽带应急通信系统装备主要有ZCJ5系列煤矿灾区远距离侦测系统、KT121M矿用应急通信系统和TTE系列矿用透地通信系统等应急联络装备,如图3~5所示。

3.5煤矿搜救侦测通信技术和装备研究发展趋势

矿山救援侦测技术研究热点及未来煤矿搜救侦测装备发展趋势,如图6~7所示。

4结语

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红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体，即通信信道。发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。接收端将接收到的光脉转换成电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，还原为二进制数字信号后输出。常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制（PWM）和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制（PPM）两种方法。

简而言之，红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调，以便利用红外信道进行传输；红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。

2.红外通讯技术的特点

红外通讯技术是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术，被众多的硬件和软件平台所支持：

⑴通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发;

⑵主要是用来取代点对点的线缆连接；

⑶新的通讯标准兼容早期的通讯标准；

⑷小角度（30度锥角以内），短距离，点对点直线数据传输，保密性强；

⑸传输速率较高，目前4M速率的FIR技术已被广泛使用，16M速率的VFIR技术已经。

3.红外数据通讯技术的用途

红外通讯技术常被应用在下列设备中：

⑴笔记本电脑、台式电脑和手持电脑；

⑵打印机、键盘鼠标等计算机设备；

⑶电话机、移动电话、寻呼机；

⑷数码相机、计算器、游戏机、机顶盒、手表；

⑸工业设备和医疗设备；

⑹网络接入设备，如调制解调器。

4.红外数据通讯技术的缺点

⑴通讯距离短，通讯过程中不能移动，遇障碍物通讯中断;

⑵目前广泛使用的SIR标准通讯速率较低（115.2kbit/s）;

⑶红外通讯技术的主要目的是取代线缆连接进行无线数据传输，功能单一，扩展性差。

5.红外通信技术对计算机技术的冲击

红外通信标准有可能使大量的主流计算机技术和产品遭淘汰，包括历史悠久的调制解调器。预计，执行红外通信标准即可将所有的局域网(LAN)的数据率提高到10Mb/s。

红外通信标准规定的发射功率很低，因此它自然是以电池为工作电源的标准。目前，惠普移动计算分公司正在开发内置式端口，所有拥有支持红外通信标准的笔记本计算机和手持式计算机的用户，可以把计算机放在电话机的旁边，遂行高速呼叫，可连通本地的因特网。由于电话机、手持式计算机和红外通信连接全都是数字式的，故不需要调制解调器。

红外通信标准的广泛兼容性可为PC设计师和终端用户提供多种供选择的无电缆连接方式，如掌上计算机、笔记本计算机、个人数字助理设备和桌面计算机之间的文件交换；在计算机装置之间传送数据以及控制电视、盒式录像机和其它设备。

6.红外通信技术开辟数据通信的未来

目前，符合红外通信标准要求的个人数字数据助理设备、笔记本计算机和打印机已推向市场，然而红外通信技术的潜力将通过个人通信系统(PCS)和全球移动通信系统(GSM)网络的建立而充分显示出来。由于红外连接本身是数字式的，所以在笔记本计算机中不需要调制解调器。便携式PC机有一个任选的扩展插槽，可插入新式PCS数据卡。PCS数据卡配电话使用，建立和保持对无线PCS系统的连接；扩展电缆的红外端口使得在PCS电话系统和笔记本计算机之间容易实现无线通信。由于PCS、数字电话系统和笔记本计算机之间的连接是通过标准的红外端口实现的，所以PCS数字电话系统可在任何一种PC机上使用，包括各种新潮笔记本计算机以及手持式计算机，以提供红外数据通信。而且，由于该系统不要求在计算机中使用调制解调器，所以过去不可能维持高性能PC卡调制解调器运行所需电压的手持式计算机，现在也能以无线方式进行通信。红外通信标准的开发者还在设想在机场和饭店等地点使用步行传真机和打印机，在这些地方，掌上计算机用户可以利用这些外设而勿需电缆。银行的ATM(柜员机)也可以采用红外接口装置。

预计在不久的将来，红外技术将在通信领域得到普遍应用，数字蜂窝电话、寻呼机、付费电话等都将采用红外技术。红外技术的推广意味着膝上计算机用户不用电缆连接的新潮即将到来。由于红外通信具有隐蔽性，保密性强，故国外军事通信机构历来重视这一技术的开发和应用。这一技术在军事隐蔽通信，特别是军事机密机构、边海防的端对端通信中将发挥出重要的作用。正如前面所述，它还将对计算机技术产生冲击，对未来数据通信产生重大影响。

参考文献

[1]蒋俊峰.基于单片机的红外通讯设计[J].电子设计应用,2003,11.

[2]曾庆立.远距离红外通讯接口的硬件设计与使用[J].吉首大学学报(自然科学版),2001,4.

[3]邓泽平.一种多用途电度表的红外通讯问题[J].湖南电力,2003,4.

[4]朱磊,郭华北,朱建.单片机89C52在多功能电度表中的应用研究[J].山东科技大学学报(自然科学版),2003,2.

[5]罗兆虹,詹学文,戴学安.红外通讯技术在电能表数据交换中的应用[J].电测与仪表,2002,12.

[6]吴叶兰,廉小亲,石芹侠.电能计量芯片组AT73C500和AT73C501及其应用[J].电测与仪表,2002,7.

篇4

光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。光纤从提出理论到技术实现和今天的高速光纤通信也不过几十年的时间。从国外的发展历程我们可以看出，20世纪60年代中期，所研制的最好的光纤损耗在400分贝以上，1966年英国标准电信研究所高锟及Hockham从理论上预言光纤损耗可降至20分贝/千米以下，日本于1969年研制出第一根通信用光纤损耗为100分贝/千米，1970年康宁公司(Corning)采用“粉末法”先后获得了损耗低于20分贝／千米和4分贝/千米的低损耗石英光纤，1974年贝尔实验室(Bell)采用改进的化学汽相沉积法制出性能优于康宁公司的光纤产品。到1979年，掺锗石英光纤在1.55千米处的损耗已经降到0.2分贝/千米，这一数值已经十分接近由Rayleigh散射所决定的石英光纤理论损耗极限。

目前国内光纤光缆的生产能力过剩，供大于求。特种光纤如FTTH用光纤仍需进口，但总量不大，国内生产光纤光缆价格与国际市场没有差别，成本无法再降，已经是零利润，在国际市场没有太强竞争力，出口量很小。二十年来的光技术的两个主要发展，WDM和PON，这两个已经相对比较成熟。多业务传输发展平台两个方面，一方面是更有效承载以太网业务、数据业务，另一方面是向业务方面发展。AS0N的现状是目前的系统只是在设备中，或是在网络中实现了一些功能，但是一些核心作用还没有达到。

二、光纤通信技术的趋势及展望

目前在光通信领域有几个发展热点即超高速传输系统、超大容量WDM系统、光传送联网技术、新一代的光纤、IPoverOptical以及光接入网技术。

（一）向超高速系统的发展

目前10Gbps系统已开始大批量装备网络，主要在北美，在欧洲、日本和澳大利亚也已开始大量应用。但是，10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感，而已经铺设的光缆并不一定都能满足开通和使用10Gbps系统的要求，需要实际测试，验证合格后才能安装开通。它的比较现实的出路是转向光的复用方式。光复用方式有很多种，但目前只有波分复用(WDM)方式进入了大规模商用阶段，而其它方式尚处于试验研究阶段。

（二）向超大容量WDM系统的演进

采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽，然而光纤的200nm可用带宽资源仅仅利用率低于1％，还有99％的资源尚待发掘。如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一级光纤上传送，则可大大增加光纤的信息传输容量，这就是波分复用(WDM)的基本思路。基于WDM应用的巨大好处及近几年来技术上的重大突破和市场的驱动，波分复用系统发展十分迅速。目前全球实际铺设的WDM系统已超过3000个，而实用化系统的最大容量已达320Gbps(2×16×10Gbps)，美国朗讯公司已宣布将推出80个波长的WDM系统，其总容量可达200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。实验室的最高水平则已达到2.6Tbps(13×20Gbps)。预计不久的将来，实用化系统的容量即可达到1Tbps的水平。

（三）实现光联网

上述实用化的波分复用系统技术尽管具有巨大的传输容量，但基本上是以点到点通信为基础的系统，其灵活性和可靠性还不够理想。如果在光路上也能实现类似SDH在电路上的分插功能和交叉连接功能的话，无疑将增加新一层的威力。根据这一基本思路，光光联网既可以实现超大容量光网络和网络扩展性、重构性、透明性，又允许网络的节点数和业务量的不断增长、互连任何系统和不同制式的信号。

由于光联网具有潜在的巨大优势，美欧日等发达国家投入了大量的人力、物力和财力进行预研，特别是美国国防部预研局(DARPA)资助了一系列光联网项目。光联网已经成为继SDH电联网以后的又一新的光通信发展。建设一个最大透明的、高度灵活的和超大容量的国家骨干光网络，不仅可以为未来的国家信息基础设施(NJJ)奠定一个坚实的物理基础，而且也对我国下一世纪的信息产业和国民经济的腾飞以及国家的安全有极其重要的战略意义。

（四）开发新代的光纤

传统的G.652单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势，开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分。目前，为了适应干线网和城域网的不同发展需要，已出现了两种不同的新型光纤，即非零色散光(G.655光纤)和无水吸收峰光纤(全波光纤)。其中，全波光纤将是以后开发的重点，也是现在研究的热点。从长远来看，BPON技术无可争议地将是未来宽带接入技术的发展方向，但从当前技术发展、成本及应用需求的实际状况看，它距离实现广泛应用于电信接入网络这一最终目标还会有一个较长的发展过程。

（五）IPoverSDH与IpoverOptical

以lP业务为主的数据业务是当前世界信息业发展的主要推动力，因而能否有效地支持JP业务已成为新技术能否有长远技术寿命的标志。目前，ATM和SDH均能支持lP，分别称为IPoverATM和IPoverSDH两者各有千秋。但从长远看，当IP业务量逐渐增加，需要高于2．4吉位每秒的链路容量时，则有可能最终会省掉中间的SDH层，IP直接在光路上跑，形成十分简单统一的IP网结构(IPoverOptical)。三种IP传送技术都将在电信网发展的不同时期和网络的不同部分发挥自己应有的历史作用。但从面向未来的视角看。IPoverOptical将是最具长远生命力的技术。特别是随着IP业务逐渐成为网络的主导业务后，这种对JP业务最理想的传送技术将会成为未来网络特别是骨干网的主导传送技术。

（六）解决全网瓶颈的手段一光接入网

近几年，网络的核心部分发生了翻天覆地的变化，无论是交换，还是传输都己更新了好几代。不久，网络的这一部分将成为全数字化的、软件主宰和控制的、高度集成和智能化的网络，而另一方面，现存的接入网仍然是被双绞线铜线主宰的(90％以上)、原始落后的模拟系统。两者在技术上存在巨大的反差，制约全网的进一步发展。为了能从根本上彻底解决这一问题，必须大力发展光接入网技术。因为光接入网有以下几个优点：（1）减少维护管理费用和故障率；（2）配合本地网络结构的调整，减少节点，扩大覆盖；（3）充分利用光纤化所带来的一系列好处；（4）建设透明光网络，迎接多媒体时代。

参考文献：

[1]赵兴富，现代光纤通信技术的发展与趋势.电力系统通信[J].2005(11):27-28.

[2]韦乐平，光纤通信技术的发展与展望.电信技术[J].2006(11):13-17.

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1、通信技术问题

这主要是由于网络故障引起的浏览器无法正常运行上网、网络通信中断等问题。对这样问题的解决办法则是通过运行网络故障修复的诊断命令或者根据提示的故障原因报修等。除此之外，计算机网络通信常常提示计算机设置错误等，则应该根据实际状况进行设置即可。

2、网络通信安全

网络通信安全问题越来越成为人们头疼的问题，尤其是计算机网络在电子商务、电子银行、电子购物等B2C、B2B领域的发展，使得计算机网络安全问题越来越受到关注。网络信息安全问题的出现，很大程度上是由当前技术发展过快、人们保护信息意识较差等原因造成的。这样的问题，虽然给计算机网络通信带来了一定的障碍，但是却可以在短时间内解决。

二、新时期计算机网络通信技术的发展趋势

1、多网融合技术

由于当前社会手机终端的发展、平板电脑的出现，在很大程度对传统笔记本或家用电脑产生了冲击。在这样的背景下，移动网络技术、光通信技术以及多媒体通信技术的融合发展，成为了人们在新时期新时代下的新要求。利用光通信技术的快速、移动通信技术的便利性以及多媒体技术的多样性等优势，融合成为一种快速、便利、多样的新技术，这样不仅可以满足人们对移动通信技术的要求，也可以促进人们在工作、生活中办公的效率，大大提升人们由于计算机网络通讯不便、不畅所带来的工作效率低下等问题的解决效率。而且，还可以满足不同人群、不同地点对计算机网络通信的不同要求，一举多得。

2、无线通信技术的跨越

在新时期网络通信的改革中，人们对于网络通信技术发展的便利性提出了越来越高的要求，因此，计算机网络技术向无线通信技术的发展越成为了必然的趋势。目前，无线通信技术主要是指WiFi技术，包括中国电信的chinanet、中国移动的CMCCauto等。这些率先使用无线通信技术的移动通信公司，在很大程度上是借鉴外国无线通信技术，缺少独立自主的开发。所以，完成无线通信技术的消化吸收，完成无线技术的跨越，成为了摆在当前网络通信技术公司的严峻问题。把无线网络技术的发展作为基础设施来建设，把便利性提高，惠泽民众，使得社会的发展更加得益于此，也是当前无线网络通信公司所要解决的重大问题之一。

3、移动通信技术的革新

现如今，移动通信技术的发展正在由2G向4G跨越。然而，就目前的状况来说，对4G移动网络通信技术的追求，是为了保护三家移动通讯巨头的市场占有率，并没有真正的做到方便民众，而是作为营销的策略才进行的通信技术革新。因此，在未来的移动网络通信中，如何做到通信技术革命真正的有益于使用者，这才是移动网络通信所需要解决的首要问题。

三、结语

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1.1激光通信技术的基本原理分析

新技术的发展推动了社会文明的进步，当前的激光通信技术已在诸多的领域得到了应用，激光通信技术主要就是以大气或者是自由空间作为媒介，然后通过载波激光在大气中传输有效的信息。也就是先将声音信号调制到激光束上，再将信号的激光发送出去。根据不同的应用范围能够将激光通信分为无线和光纤两种类型的激光通信[1]。

1.2激光通信技术的主要特征分析

激光通信技术自身有限鲜明的特点，激光通信技术在安装方面较为简单，在地形地貌等应用上的适应性比较强。能够对各种临时性的通信以及迅速抢险通信等条件得到满足。和微波通信相比较而言激光通信在空间上的占有资源也相对比较小。并且在抗电磁干扰以及保密性方面都比较强，这些优点使其在实际的应用上比较广泛，在未来的发展过程中这也是一个必然的趋势。

2激光通信技术在实际生活中的应用及前景展望

2.1激光通信技术在实际生活中的应用分析

在激光通信技术的实际应用是多方面的，无线激光通信主要是综合了光纤通信以及微波通信的优点，所以在城域网当中的应用就比较适合。在企事业当中的内部网的连接当中能够得到有效应用，校园网以及大型的企业等内部网的建设过程中，有时会存在着急需连接使用通信的情况，在一定的程度上激光通信技术是光纤技术的一种补充，在城市化的发展速度不断加快过程中，楼寓间的通信和移动间的通信倘若是利用光纤就比较的麻烦，并且还会影响城市外观环境，在通信盲区情况下通常是采用光纤直放站加以应对，这样就能够将光纤和激光通信技术两者得到补充应用，从而形成两个基站间的链路。另外，将激光通信技术在移动通信当中进行应用也能够起到很好的效果。在现阶段我国的通信领域当中，最为活跃以及发展最为快速的就是移动通信。在移动电话使用量不断上升的情况下，这给无线网络的容量和带宽提出了更高的要求，怎样能够将有限的资源得到充分利用，这也是当前的移动运营商所面临的重大课题。

激光通信技术作为一种新型的接入技术，其自身有着显著的优点，这也为移动通信领域对其的应用提供了良好的条件。在具体的应用过程中，主要就是将主干网在最近距离的天线间采取光纤进行对其连接，然后通过协议转换器通过相应的设备和天线得到有效连接，这样在一定距离内就能够形成一个有效的基站，进而就能够在这一技术的作用下实现应用。再者就是在高压电工作过区当中的应用，在这一应用当中的作用主要就是采集以及传输信息，在实际工程应用过程中将供电站的变压器工作数据传输到低压区加以检测，倘若是通过光纤进行实施就会造成环境的污染以及表面聚集尘土而发生导电情况发生。所以在这一情况下，通过激光通信技术就比较优越，能够通过空气隔离的方法绝缘，这样就能够实现安全可靠对数据进行传输[3]。在具体的应用步骤上主要就是把光发射天线安装在高压区，接收天线安装在低压区，这样就可以通过高压发射天线在空气的媒介下传递给低压的接收天线，这样就实现了信息数据的传输。

2.2激光通信技术的发展前景展望

随着我国的科学技术不断的发展，激光通信技术在应用的空间上也会逐渐的扩大，不管是在应用的领域还是研究的领域都将会取得更加优异的成果。在将来的激光通信技术的发展前景方面，激光通信技术的应用将更加广泛，这也是通过这一技术自身的优势决定的。其中对远距离的无线传输问题得到了解决，并实现了卫星技术和激光通信技术的共相发展，这些对位激光通信技术的进一步发展打下了坚实基础。在激光通信技术的不断完善过程中，这一技术将会成为城市网络通信的一个重要手段。以往的光纤技术的应用过程中，为人们的生活提供了很大的方便，但社会的进步不能停留于这一层面，尤其是当前的城镇化建设的速率加快，光纤技术在实际的应用上已经显得愈来愈存在着不足。而激光通信技术避免了影响交通、建筑等弊端，并对环境没有危害，在安全性能上相对较高，所以在将来的技术不断完善下，激光通信技术将会取代光纤技术，为城市的网络化建设提供技术上的重要支持。与此同时，激光通信技术的不断发展完善，将会在通信的领域范围内带来一场技术上的变革。在通信的领域当中，一些新技术的涌现，将会对通信产业的发展产生很大的影响，从而推动其变革，使得技术上的革新成为是通信领域发展的一个主流。最终，愈来愈多的通信技术的涌现，将会对通信领域的发展在技术上得到强有力的保障。

3结语

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（1）计算机通信技术能保证基本功能实现。

基本功能，我们知道就是数据的搜索、传输、分类和整理以及分享，这些都必须依靠最基本的计算机通信技术。就我们日常使用的社交网络，如国外的facebook、MSN和国内知名的QQ、Wechat等，最基本的就是信息交流，然后就是网民之间的信息传输和保存。计算机通信技术保障了这些功能的实现，更是让全球化的信息互动畅通无阻。在网络发达的今日，各种新技能的出现，又在一定程度上为信息管理系统的高效运行提供了便捷的服务，从而加强了计算机通信技术在提高信息管理系统的运行方面的速度。

（2）计算机通信技术在数据处理和预测功能的应用

计算机通信技术能够满足管理信息系统对数据处理的要求，不仅能够保证数据处理的高效性和数据传输质量的优良性，而且在数据处理方面的优势无与伦比。计算机技术在管理信息系统的数据处理得到了十分广泛的推广，并且成为了数据处理的主流技术。数据处理和传送是计算机通信实现预测功能的基础，为提高和保证预测准确性提供必要的技术支持，能够充分发挥计算机通信技术预测功能的优势。

（3）计算机通信技术在计划决策和控制方面的应用

信息管理主要是对数据库的数据进行整合管理，计算机通信技术可以帮助提高这方面的管理。国内使用最广泛的通信协议就是以太网，计算机通信技术在此保障下可以很高对数据库数据进行筛选梳理到最后的整合，控制和决定了哪些信息需要，哪些信息需要再加工等决策，为工作人员的工作提供给了便捷的技能。其重要性表现在以下几个方面：1）信息管理系统要实现有效的数据传输，必须应用计算机通信技术在信息管理系统中，数据的传输是系统运行中的重要功能，为了保证数据传输能够满足准确性和高效性的特点，计算机通信技术的应用成为了必然。考虑到计算机通信技术的优点，可以在标准协议的指导下完成不同计算机终端之间信息的传输，所以，出于信息管理系统信息传输的目的，在信息管理系统中计算机通信技术得到了重要应用。2）计算机通信技术为信息管理提供了数据参考服务和决策服务，由于信息管理比较复杂和繁复，使得信息系统对信息管理的有效性成为了系统成功衡量的坐标。如果系统要实现有效性，就必须以计算机通信技术的基础，利用它的优点构建整个系统管理框架，最终实现信息管理的有效性，保证系统的正常运行。3）计算机通信技术之所以能提高系统信息管理的效率，主要是因为这项技术可以解决不同终端计算机之间的信息交流和数据传输，之间传输数据的时间在很大程度上被大大缩短，这就无意间缩短了系统的运行时间，进行提高了系统的整个运行效率。

二、计算机通信技术在信息管理系统中的应用

（1）计算机通信技术在信息管理系统数据处理中的应用

信息管理系统的功能之一是能够对数据进行快速处理，在这一过程中，对数据传输产生了现实的需要，而计算机通信技术的优点是能够提高数据传输效率、保证数据传输质量，基于这一优点，计算机通信技术在信息管理系统的数据处理中得到了重要应用，并成为支撑数据处理的关键技术。

（2）计算机通信技术在信息管理系统预测功能中的应用

信息管理系统预测功能的实现是以大量数据为基础的，而基础数据的获得离不开信息管理系统的数据传输。基于这一现实需要，以数据传输为特点的计算机通信技术在信息管理系统中得到了广泛的应用，成为了实现信息管理系统预测功能的重要技术支撑。

（3）计算机通信技术在信息管理系统计划功能中的应用

信息管理系统的计划功能，主要是基于各个管理层的基础数据而构成的，因此对数据的需求，决定了信息管理系统必须应用一种可靠的技术实现数据的传输,成为了实现信息管理系统计划功能的主要技术。

（4）计算机通信技术在信息管理系统辅助决策功能中的应用

信息管理系统辅助决策功能是整个系统功能中的重点，为了保证该功能的实现，信息管理系统积极应用了计算机通信技术，使信息管理系统能够对数据进行综合处理和传输，提高处理和传输效率，提高辅助决策功能的实效性。

三、结语

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随着科学技术的日新月异，互联网的大数据、云计算、平台、移动互联网将人类带入了高速的信息时代，互联网和通信方式改变着人们的生活、工作方式，通信方式发生了质的飞跃。同时，人们对通信系统的传输性能，也提出了更高的要求。通信方式从电缆通信、微波通信、光纤通信，再到目前的研究热点高速光纤通信。光纤通信是三大支柱通信方式的主体。光纤通信系统，顾名思义，是利用光作为载波、以光纤作为传输媒介进行传输信息的通信系统，光纤实际上是一种极细的光导纤维，由纯度很高的玻璃拉制而成。普通光纤通信的传输速率一般是10Gb/s，高速光纤通信的传输速率可达到40Gb/s、160Gb/s甚至更高。事实上，在光纤通信的不同发展阶段，高速的含义是不同的。目前通常把STM-16等级以上的系统称为高速光纤通信系统，也有人称之为超高速光纤通信系统。光纤通信作为当前三大通信方式的主体，有着较为明显的优势：光纤通信的频带较宽，可用带宽约50000GHz，容量大可同时传输更多的路数；光纤通信比任何的传输都具有更小的损耗，损耗小带来的直接好处就是中继距离长，传输稳定可靠；另外抗电磁干扰性强、保密性好。

2高速光纤通信系统面临的挑战

高速光纤通信系统快速发展，并得到广泛应用的同时，也存在着一些问题。比如光信噪比（OSNR），OSNR是光纤信号与噪声的比值，OSNR的大小直接影响传输信号质量的优劣，OSNR过大，传输距离会相应减小。另外，色散、非线性效应等问题也是影响高速光纤通信传输的主要因素。色散会使脉冲展宽、强度降低，增大误码率，信号畸变失真，直接降低通信质量。色散一般分为两类：群速度色散和偏振模色散（PMD）。群速度色散和偏振模色散效应对系统的传输性能、传输速率和传输距离都会有明显的损害。PMD的问题在以往的光纤传输中就存在，传输速率越高，PMD的影响也越加明显。光纤传输的衰减、消耗和色散与光纤长度为线性关系，光纤的带宽与光纤长度为非线性关系，这一非线性关系即为非线性效应。非线性效应分为散射效应、与折射密切相关的自相位调制SPM、交叉相位调制XPM和四波混频效应FWM，其中XPM和FWM对系统影响较为严重。因此，研究OSNR、色散和非线性效应问题是解决高速光纤通信系统高质量传输的关键技术。

3高速光纤通信系统的关键技术

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关键词：无线扩频通信技术带宽

扩频技术就是将所传输信息的带宽扩展很多倍，然后发送出去，这时发送信号所占据的信道带宽远大于信息本身的带宽，例如，传输一个9600bps的数据流，其基带带宽不到10kHZ，但用扩频技术传送时，它所占据的信道带宽可以被扩展到300kHZ或更宽，与此同时，调制到高频的信号发射功率谱也将大大降低。下面简要介绍一下无线扩频系统：

1扩频系统的基本设备组成

(1)扩频电台：

扩频系统的核心设备是扩频电台。PN码扩频以及调制到2.4GHz的高频载波上都是由它来完成的。目前国内经常使用的电台主要是美国的Pcomcylink电台、Utilicom电台、加拿大DTS电台和Comlink电台等。

(2)复用器：

有时在一个地方不仅要传输一路数据，可能还要传输几路数据甚至话音、图象，而电台却只有一部，这时就要用到复用器。它能将几路数据或话音等有机地合成为一路，并将其传送给本地的电台，最后由电台象发射一路数据时那样将其发送出去。而在遥远的接收端则执行与上述相反的过程，同时按发射时的规律便可以将几路话音和数据分开。目前国内经常使用的复用器主要是美国Motorola复用器、以色列RAD公司复用器等。

(3)天线及馈线：

天线和馈线是将高频信号从电台辐射到空间或从空间接收并传输到电台的设备。目前国内经常使用的天、馈线主要是与电台配套的原厂产品。

2扩频系统的组成

(1)点对点方式：

点对点方式实际上是一种一一对应的工作方式，这种方式简便、易行，同时也可以组成多个点对点的系统，其各点之间通过适当的设置可以互不影响。示意图见图1。

(2)点对多点方式：

点对多点方式是一种被称为“一对多”或“多对一”的经济型扩频方式，也有人称之为“一点多址”。它使用轮询的原理，由一台主机对所有从机进行轮询并指定其中的一台从机与通信。这种方式与点对点方式比起来可以节省很多电台，但其传递的数据量比较少，且相对速度较慢。其示意图见图2。

(3)中继方式：

中继方式一般用在通信距离过长(超过50km)或两通信点之间有阻挡(如高山或建筑物等)的较特殊情况下，是一种“接力”或“迂回”的通信方式。其示意图见图3。

图3中继方式无线扩频示意图

3扩频设备性能

其基本配置有1话1数，2话1数，2话2数或更高的配置，最多可以配置到几十路话音或数据。在维修方面，一直困扰着国内同行的复用器维修问题，现已有较大的突破，已能做到芯片级维修。这一突破使用户设备维修周期从原来的5到6个月缩短到7至10天。

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1.1认知无线电

认知无线电是一个智能无线电，它能和周围环境进行交互而改变发射机参数，达到某种系统优化的效果。它的首要任务是频谱感知，也就是在认知节点通过对无线电频谱进行监测，发现频谱空穴，伺机接入授权频谱，在不对主用户干扰的情况下共享频谱资源。认知无线电通过这种方式极大的提高了频谱利用率，解决了频谱匮乏问题。于是根据香农容量公式，在一定的通信容量下，所用功率和带宽是互换的。也就是说，通过对频谱进行动态管理，获取更大的信道带宽，就可以极大的节约功率资源，达到节能的目的。同时，认知无线电通过认知无线环境，动态地调整发射机参数，比如，选择信道衰落较小的频谱和相应的调制和编码方式，可以降低所需的功率消耗。当然，认知无线电不仅在频谱利用方面绿色节能，在网络方面的认知和重配置也将对绿色通信起到巨大的作用[1]。目前，无线移动通信领域技术体制和标准众多，出现了各种独立的系统和网络平台，这在一定程度上满足了各种业务需求。但这种异构无线接入技术并存的现象导致了网络建设成本的增加和运营管理的困难，用户也不能获得无缝而满意的服务，造成电力能源的极大消耗。为了解决网络异构性融合问题，构建统一的网络体系结构，需要采取认知无线网络技术。认知无线网络通过对无线资源、网络、业务等多域信息进行交互，改变网元属性，进行自适应管理、资源优化和重配置，形成新网络。认知无线网络和绿色无线通信的关系表现在：网元通过认知信息流获取重配置因素，从而通过重配置进行统一规划和改变终端软件来省掉重复建设。因此将极大地节约资源和能源，达到节能环保的目的。

1.2协作中继

在无线信道进行信息传输时，会发生路径损耗、阴影效应和各种衰落。要达到可靠的数据连接，基站必须发射足够的功率来保证小区覆盖，这种大功率的发送导致基站和手机的耗能大大增加。然而，如果采用多跳通信，也就是中继的方式，将基站和移动用户之间的路径分为若干较短的链路，则可以降低各种损耗和衰落对无线信号的影响。研究表明，中继方式可以减小系统的传输功率和延长电池寿命。协作中继通信可分为两种方式[2]，一种是设置固定的中继节点，另一种是设计网络和终端，使移动用户成为中继。在网络覆盖内的中继节点，作为一个网元，拥有对数据的存储、转发、调度和路由功能，而不仅仅起到放大发送的作用。对于固定中继，可以通过提升基站密度的方式来实现，此时也可达到降低能耗的目的，但建设新基站将浪费大量资源。而协作中继节点却有良好的特性。它可以在覆盖一定区域的条件下以较低的高度和低功率发送，和基站及移动用户无线连接，省去了繁杂线路和接口，还有不需要复杂的路由算法等。对于移动用户中继节点，其拥有位置灵活，可以增加数据速率和系统的稳健性，不需要专门设置固定中继等优点，但终端需要有算法和协议的支持，增加了系统的复杂度。

1.3小区缩放

随着移动通信的发展和用户对高数据速率的要求，蜂窝网络由单一制的宏小区逐渐向微小区、微微小区和家庭基站等形式演变，这在一定程度上减少了系统的功耗，但由于移动业务地理上的波动性和数据传输的突发性，基站的能耗还是浪费很大。比如，居民区白天的流量较小而晚上较大，而市中心白天的流量要大得多。如果通过流量均衡关闭一些流量较小的基站，则可实现能耗的大幅降低。小区缩放技术可以实现上述功能[3]。假定移动用户随机分布在蜂窝网络内，网络内有若干个小区。当多个移动用户移入某小区时，使该小区变得拥挤，则该小区会自动缩小其覆盖范围，进而降低该小区的拥挤程度，同时该小区周围的小区会自动增大，来满足该小区未能覆盖的用户，避免出现覆盖空洞。相反，当多个移动用户移出某小区，则该小区周围的小区会自动缩小而该小区会自动增大。当相邻小区容量较大，没有必要进行小区缩小，这时移动用户都可在相邻小区内进行服务，因此可以关闭该小区的基站，使基站处于休眠模式，达到降低能耗的目的。小区缩放服务器（CS）控制整个小区的缩放过程。CS可以设置于网关或基站中，通过检测网络流量大小、信道状况、用户需求等来进行小区缩放。具体实现是通过物理器件调整、基站协作、中继等来完成的。比如，小区扩大可以通过提高基站发射功率来完成，基站协作可以形成基站簇，从而降低了小区间的干扰。

1.4云计算

分布式计算，也即云计算技术，是指通过网络将庞大的计算处理程序自动拆分成无数个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的庞大系统，经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。通过此项技术，网络服务提供者可以在数秒之内处理数以千万计的信息。由于移动设备体积小，处理信息、运算和存储能力有限，要高速处理多媒体信息，利用云计算，可以在移动互联网的条件下，完成所需的任务。和云计算相关的技术有软件无线电技术和射频拉远技术。软件无线电是一项发展较快的无线通信技术，它采用开放的模块化结构，基带处理可通过不同的软件模块来实现，并且软件可以随着器件和技术的发展不断更新或扩展。基于通用处理器的软件无线电系统可以降低通信系统开发和调试的复杂度，极大地节约硬件成本和人力成本。射频拉远技术是将基站分为远端无线射频单元和基带单元[4]。无线射频单元通过光纤或光传送网与基带单元相连，负责无线信号的发送与接收，放置于远离基带单元的远端站点，体积小巧。基带单元负责基带信号的处理，多个基带单元可形成集中式基站，其内包含一个高容量、低时延的交换网络来支持多个基带载波单元的互联互通。集中式基站可以避免基带单元负载的不均衡，提高设备利用率。云计算和软件无线电及射频拉远的关系在于，集中式的基带单元经过软件化，通过高带宽、低时延的网络，可组成一个巨大的实时云计算基带池。这样，远端射频单元收发无线信号，实现多种无线网络覆盖，光纤和负载转换器连接远端射频单元和虚拟基站，虚拟基站利用实时云计算基带池动态分配计算资源以实现基带数字信号处理。

2结束语