通信论文范文
时间:2023-04-02 14:28:11
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篇1
[论文摘要]宽带通信技术和数字视频处理技术的迅速发展,为视讯通信业务面向公众广泛运营已经准备好技术条件。结合当前通信领域和计算机领域的出现的技术,对如何实现远程视频通信进行研究。
随着人们对视频和音频信息的需求愈来愈强烈,追求远距离的视音频的同步交互成为新的时尚。近些年来,依托计算机技术、通信技术和网络条件的发展,集音频、视频、图像、文字、数据为一体的多媒体信息,使越来越多的人开始通过互联网进行各方面通讯,缩短了时区和地域的距离。
一、视频通信概述
视频通信实质上是多媒体技术、计算机网络技术与现代通信技术相结合的产物。它通过多媒体技术和网络通信技术的支持,为不同地域的人们提供了类似与面对面的交流方式,为身处异地的人们提供了一个相互讨论问题并可协同工作的环境,它集计算机的交互性、通信的分布性,以及电视的真实性为一体,具有明显的优越性。
二、视频通信的组成
(一)组成
一个视频通信系统包括节点机和通信网络两部分。典型的会议节点机主要由音/视频获取设备、回放设备、媒体编解码器、通信接口卡和会议功能模块构成。网络部分主要指支持实时多点传输的网关和信道。完整的视频会议系统的逻辑结构模型由六大模块构成:(1)人际交互模块,即视频会议系统的人机界面。(2)会议文档部件,包括会议文档的自动生成、管理和查询等功能模块以及与数据库的接口模块。(3)媒体处理部件,包括音、视频信息的获取、编码、回放等处理模块。(4)共享空间部件,包括共享空间管理模块、电子白板及应用过程共享功能模块。(5)会议管理部件,包括会议的发起、与会人员的管理(加入/退出)、会话建立以及会议结束等处理模块。
(二)软硬件与网络条件
要进行网络视频通信,需要一定的软件和硬件设备作为支撑。
1.所需硬件环境。
要使用网络视频会议,除了要有一台较高性能的多媒体计算机或显示屏外,还需要配备摄像头、麦克风、音箱或耳机等外部设备,其中最主要的设备为摄像头,它是用来进行视频获取的一个重要硬件,摄像头分为模拟摄像头和数字摄像头两大类,前者捕获的为模拟视频信号,需要将其输入到视频捕捉设备进行数字化后方可转换到计算机中使用。而数字摄像头可以直接捕捉影像,然后通过串、并口或者USB接口传到计算机里。
2.所需软件环境。
(1)操作系统软件:目前绝大多数的网络视频会议软件都支持Windows98/Me/2000/XP/2003系统,另外也可有一些视频会议软件支持在Linux等非Windows系统中运行。
(2)网络视频软件:要进行网络视频会议,必须借助于网络视频会议软件。网络视频会议软件支持点到多点的视频会议应用,即可以在用户之间,也可以实现多个用户进行联机视频会议。
(3)其他软件:音频连接模块、网络交换机、多媒体加速软件、多媒体编码/解码软件等。
3.承载网络。
要在网络视频通信系统中使用视频,用户必须具有可供视频流畅传输的网络链路,也就是说用户必须具有足够带宽的局域网环境和宽带接入Internet的网络环境。
三、视频通信系统的实现
NetMeeting作为一款免费网络电话与协作办公工具,它除了支持视频、音频的实时交流外,还提供了文档与应用程序共享、电子白板和远程桌面共享等多种功能,是一款用于网络视频通信的优秀软件,使用它我们可以轻松的进行网上视频通信。
(一)安装视频软件
首先,检查需要进行视频通信的系统中是否安装了视频软件,如果没有安装,可以通过填加组件的形式进行安装。
(二)连接信息设置
确认NetMeeting已经安装在系统后,单击“开始”>“程序”>“附件”>“通信”>“NetMeeting”命令,启动程序。首次运行NetMeeting,软件会出现一个向导,要求用户信息进行简单的设置,单击“下一步”按钮,输入个人信息。接下来,向导要求用户设置网络连接方式,可以根据具体的网络连接情况选择ADSL、局域网等。单击“下一步”按钮跳过NetMeeting服务器设置,此时向导会要求对计算机声卡和麦克风进行测试。单击“下一步”按钮完成向导之后,即可进入NetMeeting主界面。
(三)开始视频通信
1.新建视频通信。单击“呼叫”“主持会议”命令新建一个视频会议,在弹出的“主持会议”对话框中设置会议名称(不能使用中文名)和密码,然后,将“会议工具”中的“共享”、“聊天”、“白板”、“文件传送”四个复选框全选上,单击“确定”按钮。
2.呼叫主机。建立会议后,与会的计算机即可呼叫主持会议的主机,方法是单击“呼叫”“新呼叫”命令,或单击NetMeeting面板中的“呼叫”按钮,打开发出“呼叫”的对话框,输入IP地址,并单击“呼叫”按钮即可对主机进行呼叫。3.接入验证。此时,被呼叫方的计算机中会出现是否应接呼叫的对话框,单击“接受”按钮。然后,拨入方计算机即可登录会议,如果在“主持会议”对话框中设置了会议密码,此时还会弹出一个对话框要求用户提交验证密码。
4.进行视频通信。各个不同地方的参与视频通信的人员,只需要单击主界面中的“开始视频”按钮,即可发送视频流。将发言请求发送到中心站的服务器上,由主会场主持人来确定允许还是否定发言请求,一旦确定可以发言,即可实现通话。
(四)其他功能
NetMeeting界面下方有四个按钮,分别对应了“共享”、“聊天”、“白板”和“文件传送”四项主要功能(这四项功能需要在会议属性中启用,否则在非会议中处于不可用状态):
1.“共享”功能。通过共享功能可以便于同其他会议参加者在获得授权后控制本地主机上的应用软件进行演示与操作。
2.“聊天”功能。单击“聊天”按钮,NetMeeting会弹出一个聊天对话框,可以对所有或某一与会者发送聊天信息。
3.电子白板。系统提供多块白板,与会人员都可通过白板进行绘制矢量图,可以进行文字输入、粘贴图片等。在主控模式,主持可以禁止其他人使用白板。
4.传送文件。“传送文件”功能用来在与会者之间传送与接收文件。使用方法比较简单,只需单击“文件传送”按钮并选择需要传送的文件即可。
四、结束语
随着网络的发展和视频通信技术的进一步完善,视频通信技术将越来越多地被人们利用到工作及生活中,甚至改变人们的生活和工作方式。人们根据自身对网络质量需求的不同,自由选择传输方式及终端设备,更多的行业、企业、个人都将享受到视频通信所带来的便利。
参考文献:
篇2
1卫星通信技术引进的必要性
我厂在2008年“5.12”特大地震发生后,微波站房屋损坏、电源中断,蓄电池损坏,铁塔倾斜;光缆全被打断,通信机房倒塌等所有通信系统全部损坏。六月初首先在映站建立一个卫星小站,在整个抗震救灾过程中,保障了通信畅通,使救灾工作得以顺利进行。但在使用过程中,该卫星通信系统有明显不足:①延时太大,无法及时进行相互交流,让人很难受;②经常无故“死机”,需重新启动语音网关才能恢复正常通信;③小到中雨就中断通信。虽然有这些缺点,但是在震后,泥石流频发,通信线路经常被打断,或是道路被冲毁(故地埋通信光缆也不现实),危险性太大根本无法架设线路,卫星通信的优势就非常明显地体现出来。在恢复重建中,这是一种不可或缺的重要通信手段,我们把缺点尽量进行完善,来满足人们的通信需求。比如延时大的问题,就可由双跳改为单跳,延时就会明显改善,让人能够接受。还有将天线尺寸加大,只要不是暴雨,通信还是能保障畅通。总之卫星通信对震后恢复重建中的我厂来说,还是一种重要的通信方式,对及时了解灾情,指挥救灾能起到关键作用。
2卫星通信在我厂的应用
篇3
关键词:光纤通信技术特点发展趋势光纤链路现场测试
一、光纤通信技术
光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。可以把光纤通信看成是以光导纤维为传输媒介的“有线”光通信。光纤由内芯和包层组成,内芯一般为几十微米或几微米,比一根头发丝还细;外面层称为包层,包层的作用就是保护光纤。实际上光纤通信系统使用的不是单根的光纤,而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。由于玻璃材料是制作光纤的主要材料,它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路;光波在光纤中传输,不会发生信息传播中的信息泄露现象;光纤很细,占用的体积小,这就解决了实施的空间问题。
二、光纤通信技术的特点
2.1频带极宽,通信容量大。光纤的传输带宽比铜线或电缆大得多。对于单波长光纤通信系统,由于终端设备的限制往往发挥不出带宽大的优势。因此需要技术来增加传输的容量,密集波分复用技术就能解决这个问题。
2.2损耗低,中继距离长。目前,商品石英光纤和其它传输介质相比的损耗是最低的;如果将来使用非石英极低损耗传输介质,理论上传输的损耗还可以降到更低的水平。这就表明通过光纤通信系统可以减少系统的施工成本,带来更好的经济效益。
2.3抗电磁干扰能力强。石英有很强的抗腐蚀性,而且绝缘性好。而且它还有一个重要的特性就是抗电磁干扰的能力很强,它不受外部环境的影响,也不受人为架设的电缆等干扰。这一点对于在强电领域的通讯应用特别有用,而且在军事上也大有用处。
2.4无串音干扰,保密性好。在电波传输的过程中,电磁波的传播容易泄露,保密性差。而光波在光纤中传播,不会发生串扰的现象,保密性强。除以上特点之外,还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设;光纤的原材料资源丰富,成本低;温度稳定性好、寿命长。正是因为光纤的这些优点,光纤的应用范围越来越广。
三、不断发展的光纤通信技术
3.1SDH系统光通信从一开始就是为传送基于电路交换的信息的,所以客户信号一般是TDM的连续码流,如PDH、SDH等。伴随着科技的进步,特别是计算机网络技术的发展,传输数据也越来越大。分组信号与连续码流的特点完全不同,它具有不确定性,因此传送这种信号,是光通信技术需要解决的难题。而且两种传送设备也是有很大区别的。
3.2不断增加的信道容量光通信系统能从PDH发展到SDH,从155Mb/s发展到lOGb/s,近来,4OGB/s已实现商品化。专家们在研究更大容量的,如160Gb/s(单波道)系统已经试验成功,目前还在为其制定相应的标准。此外,科学家还在研究系统容量更大的通讯技术。
3.3光纤传输距离从宏观上说,光纤的传输距离是越远越好,因此研究光纤的研究人员们,一直在这方面努力。在光纤放大器投入使用后,不断有对光纤传输距离的突破,为增大无再生中继距离创造了条件。
3.4向城域网发展光传输目前正从骨干网向城域网发展,光传输逐渐靠近业务节点。而人们通常认为光传输作为一种传输信息的手段还不适应城域网。作为业务节点,既接近用户,又能保证信息的安全传输,而用户还希望光传输能带来更多的便利服务。
3.5互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势近年来,互联网业发展迅速,IP业务也随之火爆。研究表明,随着IP业的迅速发展,通信业将面临“洗牌”,并孕育着新技术的出现。随着软件控制的进一步开发和发展,现代的光通信正逐步向智能化发展,它能灵活的让营运者自由的管理光传输。而且还会有更多的相关应用应运而生,为人们的使用带来更多的方便。综上所述,以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心,并面向IP互联网应用的光波技术是目前光纤传输的研究热点,而在以后,科学家还会继续对这一领域的研究和开发。从未来的应用来看,光网络将向着服务多元化和资源配置的方向发展,为了满足客户的需求,光纤通信的发展不仅要突破距离的限制,更要向智能化迈进。
四、光纤链路的现场测试
4.1现场测试的目的对光纤安装现场测试是光纤链路安装的必须措施,是保证电缆支持网络协议的重要方式。它的目的在于检测光纤连接的质量是否符合标准,并且减少故障因素。
4.2现场测试标准目前光纤链路现场测试标准分为两大类:光纤系统标准和应用系统标准。①光纤系统标准:光纤系统标准是独立于应用的光纤链路现场测试标准。对于不同的光纤系统,它的标准也不同。目前大多数的光纤链路现场检测应用的就是这个标准。②光纤应用系统标准:光纤应用系统标准是基于安装光纤的特定应用的光纤链路现场测试标准。这种测试的标准是固定的,不会因为光纤系统的不同而改变。
4.3光纤链路现场测试光纤通信应用的是光传输,它不会受到磁场等外界因素的干扰,所以对它的测试不同于对普通的铜线电缆的测试。在光纤的测试中,虽然光纤的种类很多,但它们的测试参数都是基本一致的。在光纤链路现场测试中,主要是对光纤的光学特性和传输特性进行测试。光纤的光学特性和传输特性对光纤通信系统对光纤的传输质量有重大的影响。但由于光纤的特性不受安装的影响,因此在安装时不需测试,而是由生产商在生产时进行测试。
4.4现场测试工具①光源:目前的光源主要有LED(发光二极管)光源和激光光源两种。②光功率计:光功率计是测量光纤上传送的信号强度的设备,用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗。在光纤系统中,测量光功率是最基本的。光功率计的原理非常像电子学中的万用表,只不过万用表测量的是电子,而光功率计测量的是光。通过测量发射端机或光网络的绝对功率,一台光功率计就能够评价光端设备的性能。用光功率计与稳定光源组合使用,组成光损失测试器,则能够测量连接损耗、检验连续性,并帮助评估光纤链路传输质量。③光时域反射计:OTDR根据光的后向散射原理制作,利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息,可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等。从某种意义上来说,光时域反射计(OTDR)的作用类似于在电缆测试中使用的时域反射计(TDR),只不过TDR测量的是由阻抗引起的信号反射,而OTDR测量的则是由光子的反向散射引起的信号反射。反向散射是对所有光纤都有影响的一种现象,是由于光子在光纤中发生反射所引起的。
虽然目前光通信的容量已经非常大,但仍有大量应用能力闲置,伴随着社会经济和科学技术的进一步发展,对信息的需求也会随之增加,并会超过现在的网络承载能力,因此我们必须进一步努力研究更加先进的光传输手段。因此,在经济社会发展的推动下,光通信一定会有更加长久的发展。
参考文献:
[1]王磊,裴丽.光纤通信的发展现状和未来[J].中国科技信息.2006.(4).
[2]何淑贞,王晓梅.光通信技术的新飞跃[J].网络电信.2004.(2).
篇4
协作通信是一种通过不同用户共享彼此天线而获得分集效果的新的空域分集方式。用户间的协作可以是互惠的,也可以是非互惠的,这里考虑非互惠的情况。如图1所示,协作通信系统中至少包括三个节点:源节点、目的节点和中继节点。协作通信的过程可以划分为两个阶段:第一阶段,源节点发送信息,中继节点接收信息,在此阶段目的节点可以接收信息,也可以不接收信息;第二阶段,中继节点对在第一阶段收到的信息进行转发,在此阶段源节点可以不发送信息,也可以重复发送与第一阶段相同的信息或者发送新的信息,目的节点对通过不同衰落信道到达的信号进行合并处理,从而提高信噪比,获得分集增益。中继节点可以采取不同的中继方式,其中放大转发和解码转发是最基本的两种方式。放大转发方式中,中继节点将在第一阶段接收到的受到噪声污染的信号进行线性放大后再转发给目的节点。放大转发方式可以获得满分集阶数,其主要缺点在于中继节点放大信号的同时也将噪声一同放大,造成噪声累积现象。解码转发方式中,中继节点收到源节点发送的信号后,先译码再转发,因此可以避免噪声累积现象。解码转发方式不能获得满分集阶数,当中继节点译码错误时会产生错误传播[5]。
2性能评价标准
比较重要的协作通信系统的性能评价标准包括:信道容量、频谱利用率、分集阶数、复用增益、能量增益、中断概率、错误概率以及协作通信的代价等[9]。
2.1信道容量:当用户间的信道质量较好时,通过协作可以显著提高系统的信道容量,但如果用户间的信道质量变差,则协作的系统容量将逐渐趋近于非协作的情况。
2.2频谱利用率:频谱利用率指单位频带内的信息速率。通过协作,可以提高系统的频谱利用率。
2.3分集阶数:系统的分集阶数d的定义如下:这里SNR为接收端的平均信噪比,Pe为系统的平均误比特率。
2.4复用增益:复用增益r的定义如下:这里R为系统的频谱利用率。
2.5能量增益:协作通信系统中用户的能量增益定义为其中,PD和PCO分别为达到特定通信质量要求,采取直接传输方式和协作方式所需的发射功率。
2.6中断概率和错误概率:研究表明,协作通信可以大大降低系统的中断概率和错误概率。
2.7协作通信的代价:协作通信系统的性能提高是需要付出一定代价的,比如系统复杂度的增加、协作建立过程中额外占用的资源、协作造成的时延等。上述几个性能指标相互关联,是协作通信系统性能在不同方面的具体体现。
3结束语
篇5
1.1信号采集天线对准某颗通信卫星(如中星6A)后,移动车载站上的卫星信标接收机会收到一定强度的卫星信标,信标值的大小用来衡量对星的准确度。信标机提供串行通信接口,通过串口服务器,将串行通信做协议转换为网络通信协议,再通过一根网线与交换机连接,最终与控制计算机进行数据交换。设备连线后,在计算机上要进行虚拟串口映射,即把串口服务器的串口映射到计算机上,映射成功后,就可以把这些虚拟串口作为计算机上的串口使用,解决计算机本身无串口的问题。载波的发射状态是通过改变调制解调器参数来实现的,控制载波发射状态实际上通过控制调制解调器的发射状态继而达到控制载波状态的目的。调制解调器提供网络接口,通过交换机最终与控制计算机进行数据交换。控制软件实时监视信标机和调制解调器的工作状态,以此作为发送控制指令的依据。
1.2信号处理通过监控软件完成,为了不占用更多的主线程资源,监控软件分别建立两个独立的线程CThreadBeacon信标机线程类和CThreadModem调制解调器线程类,通过这两个线程的通信处理载波的关闭与开启。当确定天线进入遮挡区后,CThreadBeacon信标机线程根据当前的信标强度和调制解调器载波发射的状态,发送打开或关闭载波的消息给CThreadModem线程。CThreadModem线程主要有两个作用,一是读取调制解调器当前的参数,明确设备的工作状态,二是负责接收由CThrea-dBeacon线程发送过来的消息,根据消息的具体内容,向调制解调器发送相应的控制指令。
车载站在载波发射的行进中,如遇到高大的货车或小面积的建筑遮挡瞬间遮挡时,这时关闭载波是不必要的,故在信标机线程中,设定当遮挡超过10s后发送关闭消息给调制解调器线程,进而关闭载波发射。同样在离开遮挡区超过5s后发送开启消息给调制解调器线程,进而开启载波发射。具体流程见图1“载波自动关闭流程图”。
2实现过程
软件以visualc++6.0作为开发编译环境,在基于对话框的应用程序界面中,运用多线程串口通信编程和SNMP网络编程方法,利用线程间通信机制,完成载波自动关闭功能。软件启动时,建立CThreadBeacon线程并启动运行,运用串口通信编程,在InitInstance函数中,初始化串口参数,线程中使用定时器,频率为300ms,按照通信协议格式,以查询方式读取信标强度,经过适当处理后,以浮点数显示在监控界面上,范围是0~10,根据浮点数的大小,来判定天线是否进入遮挡区,如当信标强度小于3时,确定天线进入遮挡区,再以PostThreadMessage的方式发送消息给CThrea-dModem线程。建立CThreadModem线程,运用SNMP网络编程,在In-itInstance函数中,初始化调制解调器SNMP相关参数,创建两消息响应函数OnGetParam_Modem用来获取设备当前状态,和OnSetParam_Modem用来接收由CThreadBeacon线程发送过来的消息,根据消息的附加参数和当前调制解调器的状态,确定发送关闭或开启载波的指令。
3结语
篇6
通过这一实验可以观察当偏置电流变化从而改变弛豫频率时,高速光纤传输系统的性能变化情况[8],仿真模型如图3所示。图3中,Ith=33.45mA,τsp=1ns,τph=3ps,I0=IB=40mA,Sequencelength128bits,Samplesperbit512。仿真结果:在直接光强度调制下弛豫频率与有源区内的电子寿命和谐振腔内的光子寿命的关系为(3)根据仿真模型设定的参数可以得到弛豫频率fres≈1.3GHz。图4给出了系统性能与调制频率的关系。当调制频率为1.3GHz时如图4(a)所示;当调制频率为5GHz时如图4(b)所示。由图4可看出,当调制频率高于弛豫频率后,系统性能严重变坏。
2掺铒光纤放大器(EDFA)实验
本研究用于分析EDFA的频率特性和噪声性能[9],仿真模型如图5所示。在仿真模型中掺铒光纤参数:Length7m,Corera-dius2.2m,Ermetastablelifetime10ms,Erdopingradius2.2m,Eriondensity1e+025m3,Numericalaperture0.24。仿真结果如图6所示。图6中,(a)为CW激光器的频率与EDFA增益的关系曲线,(b)为信号输入功率与EDFA增益曲线,(c)为功率噪声曲线。光接收机实验光接收机主要的性能指标是灵敏度和动态范围。本研究的目的是了解光接收机灵敏度与误码率的关系及灵敏度与最小输入功率的关系[10],仿真模型如图7所示。
3WDM系统实验
波分复用是光纤通信系统扩大传输容量,提高传输速率的主要途径之一,仿真模型如图9所示。图9中,利用Mach-Zehnder调制器进行外调制,16路复用,光发射器参数:Bitrate40Gb/s。线路由50km单模光纤与10km色散补偿光纤构成循环单元,采用掺饵光纤放大器。解复用器参数:Bandwidth8e+010Hz,Depth100dB,FiltertypeBessel,Filterorder6。图10为WDM系统实验仿真结果,图中给出了解复用器之前光纤线路之后的光谱图,图中较低的部分为噪声部分。
4结束语
篇7
(一)供电系统的现状
通信电源是通信系统必不可少的重要组成部分,其设计目标是安全、可靠、高效、稳定、不间断地向通信设备提供能源。通信电源必须具备智能监控、无人值守和电池自动管理等功能,从而满足网络时代的需求。通信电源系统由交流配电、整流柜、直流配电和监控模块组成。
(二)通信电源设备的更新换代
近年来,随着技术的进步,特别是功率器的更新换代,新型电磁材料的不断使用,功率变换技术的不断改进,控制方法的不断进步,以及相关学科的技术不断融合,通信电源在系统的可靠性、稳定性,电磁兼容性,消除网侧电流谐波、提高电能利用率、降低损耗、提高系统的动态性能等等方面都取得长足的进步。
(三)现行通信电源的电路模型和控制技术
目前通信电源的变换电路拓扑结构主要采用双单端电路,半桥电路和全桥电路,各有优缺点。一般认为,在中、小功率场合,采用双单端电路或半桥电路是适宜的;在大功率场合则采用全桥变换电路。
二、通信电源发展趋势
(一)开关器件的发展趋势
电源技术的精髓是电能变换,即利用电能变化技术将市电或电池等一次电源变换成适用于各种用电对象的二次电源。其中,开关电源在电源技术中占有重要地位,从10kHz发展到高稳定度、大容量、小体积、开关频率达到兆赫兹级,开关电源的发展为高频变化提供了硬件基础,促进了现代电源技术的繁荣和发展。
(二)通信直流电源产品的技术发展市场需求发展
在需求与技术的共同推动下,通信直流电源产品体现了如下的发展态势:
体系架构相当长的一段时间内维持稳定。通信直流电源在相当长的时间内还是维持现有的交流配电、整流器模块(并联)、直流配电、监控单元、蓄电池等为主要组成部分的架构;功率变换模式也将维持现有的高频开关模式,暂时不会出现类似从线性电源到开关电源的阶跃性的变化。
功率密度不断提高。通信一次电源的核心部件整流器的功率密度不断提高,推动了通信直流电源整机的功率密度不断提高,但配电器件、蓄电池等密度基本维持稳定,一定程度制约了整机系统的功率密度的提高比率。
更高的可靠性。高可靠性是通信电源的最基本要求。随着器件技术、通信电源技术的成熟,以及各通信直流电源设备厂家在可靠性研究上大力投入,通信直流电源产品可靠性呈不断提高的趋势。
按照TRIZ理论(“创造性解决问题的理论”的俄语缩略语)描述的技术系统发展进化规律,一般而言,技术的生命周期包含四个阶段:婴儿期、成长期、成熟期和衰退期,种种迹象表明,通信直流电源的核心技术,开关电源技术基本上开始步入成熟期:效率的提升变得缓慢和困难、而电源损耗不能大幅度降低限制了功率密度的进一步提高,未来几年甚至十几年内,通信直流电源产品将进入一个缓慢发展的阶段,直至有一天,一种新的电源变换技术出现,通信直流电源产品就会再出现一个阶跃性的发展,就像开关稳压技术替代线性稳压技术,给电源带来了革命性的变化。
(三)通信用蓄电池技术研究的新进展
通信用蓄电池作为通信系统后备的能源供应手段,其研制、生产和应用技术一直备受世界各国通信行业的重视。随着科技的发展和技术的不断进步,国外正在研制和试验新一代的通信用蓄电池,有的已经进入商用化阶段。这些新的蓄电池,由于其材料、结构和技术上的先进性,在性能上具有传统的VRLA电池无可比拟的优越性。
[论文关键词]:通信电源通信网现状发展趋势
[论文摘要]:通信电源是向通信设备提供交直流电的电能源,是整个通信电信网的能量保证。通信电源系统由交流供电系统、直流供电系统和相应的保护系统构成。通信电源系统的设备多,分布广,不仅单个电源设备的可靠性会影响系统的可靠性,电源系统的总体结构也会对自身的可靠性造成很大的影响。
一、通信电源的发展现状
(一)供电系统的现状
通信电源是通信系统必不可少的重要组成部分,其设计目标是安全、可靠、高效、稳定、不间断地向通信设备提供能源。通信电源必须具备智能监控、无人值守和电池自动管理等功能,从而满足网络时代的需求。通信电源系统由交流配电、整流柜、直流配电和监控模块组成。
(二)通信电源设备的更新换代
近年来,随着技术的进步,特别是功率器的更新换代,新型电磁材料的不断使用,功率变换技术的不断改进,控制方法的不断进步,以及相关学科的技术不断融合,通信电源在系统的可靠性、稳定性,电磁兼容性,消除网侧电流谐波、提高电能利用率、降低损耗、提高系统的动态性能等等方面都取得长足的进步。
(三)现行通信电源的电路模型和控制技术
目前通信电源的变换电路拓扑结构主要采用双单端电路,半桥电路和全桥电路,各有优缺点。一般认为,在中、小功率场合,采用双单端电路或半桥电路是适宜的;在大功率场合则采用全桥变换电路。
二、通信电源发展趋势
(一)开关器件的发展趋势
电源技术的精髓是电能变换,即利用电能变化技术将市电或电池等一次电源变换成适用于各种用电对象的二次电源。其中,开关电源在电源技术中占有重要地位,从10kHz发展到高稳定度、大容量、小体积、开关频率达到兆赫兹级,开关电源的发展为高频变化提供了硬件基础,促进了现代电源技术的繁荣和发展。
(二)通信直流电源产品的技术发展市场需求发展
在需求与技术的共同推动下,通信直流电源产品体现了如下的发展态势:
体系架构相当长的一段时间内维持稳定。通信直流电源在相当长的时间内还是维持现有的交流配电、整流器模块(并联)、直流配电、监控单元、蓄电池等为主要组成部分的架构;功率变换模式也将维持现有的高频开关模式,暂时不会出现类似从线性电源到开关电源的阶跃性的变化。
功率密度不断提高。通信一次电源的核心部件整流器的功率密度不断提高,推动了通信直流电源整机的功率密度不断提高,但配电器件、蓄电池等密度基本维持稳定,一定程度制约了整机系统的功率密度的提高比率。
更高的可靠性。高可靠性是通信电源的最基本要求。随着器件技术、通信电源技术的成熟,以及各通信直流电源设备厂家在可靠性研究上大力投入,通信直流电源产品可靠性呈不断提高的趋势。
按照TRIZ理论(“创造性解决问题的理论”的俄语缩略语)描述的技术系统发展进化规律,一般而言,技术的生命周期包含四个阶段:婴儿期、成长期、成熟期和衰退期,种种迹象表明,通信直流电源的核心技术,开关电源技术基本上开始步入成熟期:效率的提升变得缓慢和困难、而电源损耗不能大幅度降低限制了功率密度的进一步提高,未来几年甚至十几年内,通信直流电源产品将进入一个缓慢发展的阶段,直至有一天,一种新的电源变换技术出现,通信直流电源产品就会再出现一个阶跃性的发展,就像开关稳压技术替代线性稳压技术,给电源带来了革命性的变化。
(三)通信用蓄电池技术研究的新进展
通信用蓄电池作为通信系统后备的能源供应手段,其研制、生产和应用技术一直备受世界各国通信行业的重视。随着科技的发展和技术的不断进步,国外正在研制和试验新一代的通信用蓄电池,有的已经进入商用化阶段。这些新的蓄电池,由于其材料、结构和技术上的先进性,在性能上具有传统的VRLA电池无可比拟的优越性。
1.钒电池(VanadiumRedoxBattery)。钒电池(VRB)是一种电解值可以流动的电池,目前正在逐步进入商用化阶段。
2.燃料电池。燃料电池是一种化学电池,也是一种新型的发电装置,它所需的化学原料由外部供给,如氢氧燃料电池,只要外部供给氢和氧,经过内部电极、催化剂和碱性电解液的作用,就能产生0.9V电压的直流电能,同时产生大量的热能.
3.电源监控系统的发展。随着互联网技术应用日益普及和信息处理技术的不断发展,通信系统从以前的单机或小局域系统逐渐发展至大局域网系统或广域网系统,大量人力、物力被投入到网络设备的管理和维护工作上。不过通信设施所处环境越来越复杂,人烟稀少、交通不便都会增大维护的难度,这对电源设备的监控管理提出了新的需求,保护通信互联网终端的电源设备必须具备数据处理和网络通信能力。此时,数字化技术就表现出了传统模拟技术无法实现的优势,数字化技术的发展逐步表现出传统模拟技术无法实现的优势.
4.通信电源的环保要求。环保问题,一方面的指标是通信电源的电流谐波要符合要求,降低电源的输入谐波,不但可以改善电源对电网的负载特性,减少给电网带来严重污染的情况,还可减少对其他网络设备的谐波干扰。另一个重要方面,是材料的可循环利用和环境的无污染,这方面需要产品满足WEEE/ROHS指令。
在通信电源开发、生产早期,人们主要集中研究电源的输出特性,较少考虑到电源的输入特性。例如:传统的在线式电源输入AC/DC部分通常采用桥式整流滤波电路,其输入电流呈脉冲状,导通角约为π/3,波峰因数大于纯电阻负载的1.4倍。这些谐波电流大的电源给电网带来了严重的污染,使电网波形失真,实际负荷能力降低,对于三相四线制的电网来说,还很有可能因中性线电流过大而出现不安全隐患。
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论文摘要:扩频通信是现代通信系统中新的通信方式,它具有较强的抗干扰、抗衰落和抗多径性能,频谱利用率高。本文介绍了扩频通信的工作原理、特点、及其发展应用。
一、扩频通信的工作原理
在发端输人的信息先调制形成数字信号,然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱,展宽后的信号再调制到射频发送出去。在接收端收到的宽带射频信号,变频至中频,然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩,再经信息解调,恢复成原始信息输出。可见,一般的扩频通信系统都要进行3次调制和相应的解调。一次调制为信息调制,二次调制为扩频调制,三次调制为射频调制,以及相应的信息解调、解扩和射频解调。与一般通信系统比较,多了扩频调制和解扩部分。扩频通信应具备如下特征:(1)数字传输方式;(2)传输信号的带宽远大于被传信息带宽;(3)带宽的展宽,是利用与被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息的信元重新进行调制实现的;(4)接收端用相同的扩频函数进行相关解调(解扩),求解出被传信息的数据。用扩频函数(也称伪随机码)调制和对信号相关处理是扩频通信有别于其他通信的两大特点。
二、扩频通信技术的特点
扩频信号是不可预测的、伪随机的宽带信号,其带宽远大于要传输的数据(信息)带宽,同时接收机中必须有与宽带载波同步的副本。扩频系统具有以下特点。
1.抗干扰性强
扩频信号的不可预测性,使扩频系统具有很强的抗干扰能力。干扰者很难通过观察进行干扰,干扰起不了太大作用。扩频通信系统在传输过程中扩展了信号带宽,所以即使信噪比很低,甚至在有用信号功率低于干扰信号功率的情况下,仍能不受干扰、高质量地进行通信,扩展的频谱越宽,其抗干扰性越强。
2.低截获性
扩频信号的功率均匀分布在很宽的频带上,传输信号的功率密度很低,侦察接收机很难监测到,因此扩频通信系统截获概率很低。
3.抗多路径干扰性能好
多路径干扰是电波传播过程中因遇到各种非期望反射体(如电离层、高山、建筑物等)引起的反射或散射,在接收端的这些反射或散射信号与直达路径信号相互干涉而造成的干扰。多路径干扰会严重影响通信。扩频通信系统中增加了扩频调制和解扩过程,利用扩频码序列间的相关特性,在接收端解扩时,从多径信号中分离出最强的有用信号,或将多径信号中的相同码序列信号叠加,这样就可有效消除无线通信中因多径干扰造成的信号衰落现象,使扩频通信系统具有良好的抗多径衰落特性。
4.保密性好
在一定的发射功率下,扩频信号分布在很宽的频带内,无线信道中有用信号功率谱密度极低,这样信号可以在强噪声背景下,甚至在有用信号被噪声淹没的情况下进行可靠通信,使外界很难截获传送的信息,要想进一步检测出信号的特征参数就更难了.所以扩频系统可实现隐蔽通信。同时,对不同用户使用不同码,旁人无法窃听通信,因而扩频系统具有高保密性。
5.易于实现码分多址
在通信系统中,可充分利用在扩频调制中使用的扩频码序列之间良好的自相关特性和互相关特性,接收端利用相关检测技术进行解扩,在分配给不同用户不同码型的情况下,系统可以区分不同用户的信号,这样同一频带上许多用户可以同时通话而互不干扰。三、扩频技术的发展与应用
在过去由于技术的限制,人们一直在走增加信号功率,减少噪声,提高信噪比的道路。即使到了70年代,伪码技术已经出现,但作为相关器的“码环”的钟频只能做到几千赫兹也无助于事.近几年,由于大规模集成电路的发展,几十兆赫兹,甚至几百兆赫兹的伪码发生器及其相关部件都已成为现实,扩频通信获得极其迅速的发展.通信的发展史又到了一个转折点,由用信噪比换带宽的年代进入了用宽带换信噪比的年代.从最佳通信系统的角度看扩频通信.最佳通信系统一最佳发射机+最佳接收机.几十年来,最佳接收理论已经很成熟,但最佳发射问题一直没有很好解决,伪码扩频是一种最佳的信号形式和调制制度,构成了最佳发射机.因此,有了最佳通信系统一伪码扩频+相关接收这种认识,人们就不难预测扩频通信的未来前景.从9O年代无线通信开始步人扩频通信和自适应通信的年代.扩频通信的热浪已经波及短波、超微波、微波通信和卫星通信,码分多址(CDMA)已开始广泛用于未来的峰窝通信、无绳通信和个人通信以及各种无线本地环路,发挥越来越大的作用.接入网是由传统的用户线、用户环路和用户接入系统,逐步发展、演变和升级而形成的.现代电信网络分为3部分:传输网、交换网和接入网.由于接入网发展较晚,往往成为电信发展的“瓶颈”,各国都很重视接入网的发展,因此各类接人技术和系统应运而生.由于ISM(IndustryScientificMedica1)频段的开放性,经营者和用户不需申请授权就可以自由地使用这些频段,而无线扩频技术所使用的频段(2.400~2.483)正是全世界通用的ISM频段,包括IEEE802.11协议架构的无线局域网也大部分选用此频段.在无线接人系统中,扩频微波与常规微波相比有着3个显著的优点:抗干扰性强、频点问题容易处理、价格比较便宜.而且,扩频微波接入技术相对有线接入技术来说,有成本低、使用灵活、建设快捷的优势,在接入网中起着不可替代的作用.
扩频微波主要应用在以下几个方面.语音接入(点对点);数据接入;视频接入;多媒体接入;因特网(Internet)接入。
四、结语
扩频通信是通信的一个重要分支和发展方向,是扩频技术与通信相结合的产物。本文主要论述了扩频通信的特点、理论可行性及典型的工作方式。扩频通信的强抗干扰性、低截获性、良好的抗多路径干扰性和安全性等特点,使它的应用迅速从军用扩展到民用通信中,它的易于实现码分多址的特点,使它能与第三代移动通信系统完美结合,发展前景极为广阔。
参考文献:
[1]曾兴雯等.扩展频谱通信及其多址技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004.
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论文摘要:随着社会信息化程度的提高,网络已成为人们生活中不可缺少的一部分。网络接入带宽迅速提升,以适应大容量、高速率的数据、视频、语音等高质量的信息传输与服务。目前常用的宽带接入方式有电话拨号(即XDSL)方式、有线电视线路(CableModem)方式、双绞线以太网方式,随着科技的迅速发展,电力线通信已成为一种新型的宽带接入技术,并且有着良好的发展前景。
电力线通信简称PLC(PowerLineCommunication0)是利用配电网低压线路传输多媒体信号的一种通信方式。在发送时利用GMSK(高斯滤波最小频移键控)或OFDM(正交频分多路复用)调制技术将用户数据进行调制,把载有高频信息的高频加载于电流,然后再电力线上传输,在接收端先经过滤波器将调制信号取出,再经过解调,就可得到原通信信号,并传送到计算机或电话,实现信息传递。类似的电力线通技术信早已有所应用,电力系统中在中高压输电网(35千伏以上)上通过电力载波机利用较低的频率以较低速率传送远动数据或话音,就是电力线通信技术应用的主要形式之一,已经有几十年历史。
PLC接入设备分局段设备和用户端PLC调制解调器。局段负责与内部PLC调制解调器的通信和与外部网络连接。在通信时来自用户的数据进入调制解调器后,通过用户配电线路传输到局端设备,局端设备将信号解调出来,再转到外部的Internet。该技术不需要重新布线,在现有低压配电线路上实现数据、语音、和视频业务的承载。终端用户只需插上电源插座即可实现因特网接入,电视接收、打电话等。同样电力线通信技术也可应用于其他相关领域,对于重要场所的监控和保护,一直需要投入大量的人力和财力,现在只需利用电源线,用极低的代价更新原有监控设备即可实现实时远程监控。目前电力系统抄表,基本上主要依靠人工抄表完成。人工抄表的准确性、同步性难以保证。同时由于抄表地点分散,表记数量众多,所以抄表的工作量巨大。基于电力线路载波(PLC)通信方式的自动抄表装置,由于不需要重铺设通信信道,节省了施工及线路费用,成为现代电力通讯的首选方式,使得抄表的工作量大大减少。近年来居民小区及大楼朝智能化发展,现在的智能化建筑已经实现了5A。但是这些不同的系统自动化需要不同的网络支持;给建设和维护网络系统带来了巨大的压力。借助电力线通信技术,无论是监控、消防、楼宇还是办公或者通信自动化都可以利用电力线实现,便于管理和扩展。
电力线通信主要优势:
电力线通信有无可比拟的网络覆盖优势,我国拥有全世界排名第二的电力输电线路,拥有用电用户超过10亿,居民家里谁都离不开电力线;显然连接这10亿用户的既存电力线是提供上网服务的巨大物质基础。在广阔的农村地区,特别是那些电话网络不太发达的地区,PLC更有用武之地,毕竟电力网规模之大是任何网都不可比拟的。虽然这些地区上网短期需求量并不大,市场发展成熟较慢,但会存在电力线上网先入为主的局面,对PLC的长远发展和扩展非常有利。
电力线通信可充分利用现有低压配电网络基础设施,不需要任何新的线路铺设,随意接入,简单方便的安装设备及使用方式,节约了资源和费用,无需挖沟和穿墙打洞,避免了对建筑物和公共设施的破坏,同时也节省了人力,共享互联网络连接,高通讯速率可达141Mbps(将未通过升级设备可达200Mbps)。PLC调制解调器放置在用户家中,局端设备放置在楼宇配电室内,随着上游芯片厂商14M产品技术相对成熟。PLC设备整体投入不断下降,据调查当前14M的PLCModem产品其成本已降到普通的ADSL接入猫相仿的水平,而局端设备则更便宜。由于一般一个局端拖带PLC调制解调器的规模为20-30台,因此随着用户的增长,局端设备可以随时动态增加,这一点对于运营商来说,不必在设备采购初期投入巨大的资金。因此也有宽带网络接入最后一公里最具竞争力的解决方案之称。
电力线通信的缺点
传输带宽的问题。PLC与电话线上网从本质上讲并没有区别,都是利用铜线作为传输媒质,铜线上网的最大问题是不能解决传输带宽问题。虽然14M的产品已经成熟,但电力线上网是共享带宽,若同一地区多个用户同时上网则数据传输速度将会相应降低,如何保证用户能够获得足够带宽成为挑战噪声安全性问题。由于电力网使用的大多是非屏蔽线,用它来传输数据不可避免的会形成电磁辐射,从而会对其它无线通信,如公安部门或军事部门的通信造成干扰;再次电力线上网存在不稳定的问题,家用电器产生的电磁波对通信产生干扰,时常会发生一些不可预知的错误。与信号洁净特性恒定的Ethernet电缆相比,电力线上接入了很多电器,这些电器任何时候都可以插入或拆开,并机或关闭电源。因而导致电力线的特性不断变化,影响网速。
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非分组型终端分为可视图文终端、用户电报终端、PC机终端等;而分组型终端包括数字传真机、计算机、智能用户电报终端(TeLetex)、专用电话交换机(PABX)、用户分组装拆设备(PAD)、用户分组交换机、局域网(LAN)、可视图文接入设备(VAP)等。数据电路可分为终端设备(DCE)和传输信道,传输信道分为模拟信道和数字信道。
2数据通信的分类
1)有线数据通信。①数字数据网(DDN),主要由四部分组成,分别是用户环路、DDN节点、数字信道及网络控制管理中心。DDN是一种数字通信网络,它把数字通信技术、数据通信技术、光迁通信技术以及数字交叉连接技术有机的结合在一起。②分组交换网(PSPDN),又称为X.25网,采用CCITTX.25协议。PSPDN采用存储—转发的方式,将用户传来的报文分割成一定长度的数据段,并在各数据段上添加控制信息,构成一个能在网上传输的带有地址的分组组合群体。PSPDN的主要优点是为了达到多用户同时使用,可同时开放多条虚通路于一条电路上,并具有先进的误码检错功能和动态路由选择功能,但通信性能较差。③帧中继网,起源于X.25分组交换技术,主要包括存取设备、交换设备、公共帧中继服务网三部分。帧中继网它可在帧中继帧中将不同长度的用户数据组包封,并在网络传输前添加控制及寻址信息。2)无线数据通信。无线数据通信是以有线数据通信为基础,而采用无线电波传送数据的通信方式,也可称为移动数据通信,它是计算机网络与数据通信相结合的产物,可实现网络计算机之间或人与计算机终端之间的通信。无线数据通信也是依靠有线数据网将网路应用扩展至便携式用户。
3网络及其协议
1)计算机网络。计算机网络(ComputerNetwork),是指通过通信线路将多台具有独立功能、地理位置不同的计算机系统连接起来,并通过网络软件及通信协议实现信息传递和资源共享。按地理位置划分,计算机网络可分为局域网、城域网、广域网、网际网四种。局域网是在一个较小的局部的地理范围内,如一栋楼、一所学校等,它是目前使用最多的一种计算机网络。城域网覆盖范围较局域网大,一般在10-100公里范围内,通常是在一个城市辖区内;广域网一般覆盖范围是整个国家(100-1000公里之间),连接该国家内各个地区的网络。网际网一般指覆盖全球的Internet。2)网络协议。网络协议是指在计算机网络中进行数据交换所使用的语言,它分为很多类型,如OSPF、LDAP、HSRP、EIGRP、TCP/IP等,我们日常使用的协议一般是TCP/IP。它适用于各种大小不同的网络。TCP/IP协议具有开放体系结构的特点,易于用户管理。TCP/IP是相关协议的集合体,是一种标准网络协议(含因特网协议和传输控制协议),它提供一种可靠的数据流服务,在程序之间传送数据,IP协议(网络之间互连的协议)用于计算机网络互联与通信。TCP/I协议具有跨平台性,采用四层层级结构:网络接口层,利用实际网络传送数据,即接收和发送物理帧;网络层:负责基本的数据封包传送;传输层:负责节点间数据传送;应用层:负责应用程序间的沟通。目前,IP协议采用二进制,共计32位,如200.10.85.120可用来表示网络上某台计算机终端所使用的IP地址,它在网络上是独一无二的。