光纤通信的关键技术

光纤通信的关键技术（精选12篇）

光纤通信的关键技术 第1篇

1.1 普通光纤

普通光纤指的是普通的单模光纤, 是光纤通讯中最为普遍的一类。随着生活水平的提高, 人们对于信息传输效率与容量的需求也在不断增加, 为了更好地满足人们日益增长的需求, 我们针对G.652.A光纤的性能进行了相关的优化和改进。由于原本在1550rim区的低衰减系数无法发挥最大限度的作用, 我们可以利用G.653规定的色散位移来使其光纤最低衰减系数向零色散点靠拢。

1.2 核心网光缆

在通讯技术不断提高的今天, 光缆技术的应用也开始得到了推广, 我国的大部分干线上都已经布设了光缆, 在我国的核心网光缆中最为常见的光纤主要有G.655和G.652两种。这两种管线尽管在光缆通讯中得到了应用, 但其所具有的技术局限性也是显而易见的。如G.654光纤系统由于系统容量无法得到良好的扩展而被排除在了陆地光缆的使用范围之外, 干线光缆大多用于室外, 但因为外层保护还没有得到完善而被迫停止了使用。

1.3 接入网光缆

接入网光缆具有分支复杂、分叉频繁以及距离较短等特征, 我们为了满足用户的信道容量需求, 在大多数情况下都会选用增加光纤芯数的方式来进行。特别是在连接市内的管道中, 由于管道内径大小的限制, 光缆直径和质量都要小于该内径标准。尤其是在市内管道中, 受到管道内径的限制, 在装制时需要增加光纤集装密度以及减小光缆直径和质量, 一般来说, 接入网光缆的光纤大多使用G.652普通单模只有在波分复用密度过大时才会采用G.652.C低水峰单模。

2 光纤通信及其关键技术

2.1 波分复用技术

对于单模光纤通信低损耗区而言, 波分复用技术的使用能够很好的让其充分发挥宽带资源作用。在波分复用技术中能够将光纤中的两种或以上的信息所发射的光载波信号进行收集, 并利用发射端的波分复用器将信息进行统一传输, 该光线的传输速率几乎可达到40G-100Gbit/s, 波分复用技术的出现主要是为了解决光纤通信中的传输距离和容量等问题, 将其投入在光纤通信中运用不但可以让光纤的传输容量的得到大幅度的提升, 还能够有效节约资源。

2.2 光源波长稳定技术

光源波长稳定技术主要用在波分复用的光纤通信当中, 系统中的发送机需要通过半导体激光来刺激发射器光源, 这就要求其工作线宽度要足够狭窄, 波长必须保持稳定。但就目前的科学研究进展而言还是未能达到满意的效果, 因而, 为了让光纤通信更为顺畅, 光源波长更为稳定, 就要对光源波长稳定技术开展进一步的研发, 以此使波分复用光纤能够进行稳定工作。

2.3 掺铒光纤放大器

掺铒光纤放大器是一种在纤芯中加入了铒离子的光信号放大器, 掺铒光纤放大器研制的成功对于光纤通信起到了一定的推动作用。掺铒光纤放大器的出现使光纤通信的大容量储存和高速率传输成为了可能, 其利用装置前端将发射机的输出光进行汇合, 在通过分配来为各方位的光纤进行干线传输, 最后在远离前端的入口处进行EDFA接入来实现线路的放大功能, 为光纤分支提供资源消耗补偿。

3 光纤通信技术的发展趋势

3.1 波分复用技术

作为极大提高光纤传输容量的波分复用技术, 其在未来光纤通信技术中的发展有着不可估量的重要作用, 近年来波分复用技术的进步使得WDM系统开始逐渐向商业化靠拢, 而传输距离的不断提高也让光纤的传输容量也在不断加大, 利用光时分复用技术实现单信道速率传送将成为可能。但由于光时分复用技术在性能的提升方面具有很大的局限性, 因此我们只有将多个光时分复用信号集中在一起使用, 才能够更好地实现光纤传输容量的提升。

3.2 全光网络

光纤通信技术的发达让信息传输效率的需求也开始逐步提升, 在光纤通信技术中发展最为迅速的技术要属全光网络。最初的全光网是对光纤节点进行全光化处理, 在实际应用中节点却还是电器件的作用, 这样一来就容易对通信网干线进行信号干扰在随后的改良中, 全光网得电节点被光节点取代, 各节点之间实现了全光化, 且在信息的传输过程中全部以光的形式完成, 并以波长方式来处理信息, 从而使用户能够享受高速的信息传输体验。

3.3 光孤子通信

光孤子通信指的是一种全光的非线性通信方案, 它主要运用光纤折射率中的非线性效应来对光脉冲进行压缩, 并以此与群速色散激发的光脉冲展宽平衡。光孤子通信在脉冲光功率密度和光纤反常色散区足够大的前提下能够在光纤中进行长距离的信息传输, 这种传输方式要远远高于原本的光纤通信系统。相关科研人员已经准备将光孤子的通信效率进行100Gbit/s以上的提升, 并通过采用定时和再生等技术让光孤子通信传输距离进一步加大。

参考文献

[1]王晔.光纤通信发展趋势研究[J].中国科技博览, 2013 (21) :351-351.

高速通信网络关键技术 第2篇

【关键词】 高速通信 网络 全光通信网 三网融合

智能处理与通信相结合，通信网将提供包括个人通信在内的各种高级通信业务。

为了完成自动翻译、位置登录、号码变换、对用户跟踪和用户身份验证等操作。

访问数据库的频度急剧增加。

由此可见，必须导入智能网(IN)以实现高级业务的接续控制。

本文基于这一背景，对高速通信网络关键技术进行了阐述，这一分析对于通信网络的发展具有一定的参考价值。

一、高速通信网络关键技术

1.1 通信网的宽带化

实践表明，要想使通信网宽带化，可通过异步转移模式(简称ATM)与光交换方式来实现。

不管所采用的技术是什么，都需要对容量较大的光通信系统进行开发，同时光纤化用户的网络。

(1)异步转移模式。

作为一种快速分组交换模式，异步转移模式可适应的业务速率范围较为广泛，从不足几千比特至几百兆比特。

(2)光交换方式。

光纤通信已被广泛的应用于通信网中，如：光交换和光传输同时进行的全光交换网技术，也就是深入导入光交换技术。

光交换网可将通信网和广播网两者结合在一起。

除了可实现强大的通信网功能，还可提供数量不少于三百的高清晰度电视(简称HDTV)频道。

而无线方式的电视广播网能提供的频道不超过十个。

但光交换网存在许多技术难点，现在还处于研究的初期阶段，不过已经受到了广泛的关注，过不了多久应该会得到应用。

1.2 光纤传输线路和全光通信网

由于网络具有较为灵活、稳定以及可靠等特点，全光网被认为是光通信网络技术发展的高峰，它由三个部分组成：核心传输网、接入网以及区域网。

专家称，光网络也就是光层网络，它的结构主要包括以下几个部分：光纤、光放大器、WDM设备、光插分复用器、光交叉连接设备、网络监测系统、网管系统、网络保护与恢复系统等。

目前，还未真正实现所谓的全光网。

1.3 三网融合技术

三网融合指的是通过对三大网络进行相应的技术改造，即电信网、有线电视网以及计算机网，可实现结合了语音、数据以及图像等多媒体的通信。

作为一种广义说法，三网融合目前并非真正意义上的将三大网络整合为了一个整体，而只是高层应用的融合。

主要体现在技术、网络、业务、应用、经营以及管制与政策等多个方面，具体来说，技术、应用、管制与政策方面已慢慢统一，网络方面可实现相互通信和无缝覆盖，业务方面可相互融合，在经营方面存在竞争，也存在合作，以实现服务的多样化与个性化。

成熟的数字化技术是三网融合技术的基础，也就是通过将语音、数据以及图像等信息编码为零和1的比特流以实现传输与交换;TCP/IP协议的广泛应用，点对点以及点对多点的相互联通只有独立IP地址方可实现，这样，多个基于IP的业务才可在多个网络之间相互连通;对于光通信技术的`发展，唯有光通信技术可满足信息快速传输以及传输质量的要求，该项技术还可大大降低传输成本。

1.4 三网融合的接入网技术

容量较大且快速的同步数字系列光纤通信系统与波分复用密集技术越来越成熟，已达到现在高速宽带通信的要求，而发展到成熟阶段的异步转移模式交换技术也有助于宽带综合业务的交换。

在光纤/同轴电缆混合拓扑网络应用于宽带接入网络后，技术有了突飞猛进，用户所享受到的电话、数据以及图像等业务只需一个混合光纤同轴电缆接入网便可实现。

这项技术已越来越成熟，不仅可提供电话及模拟广播电视等业务，还有窄带ISDN业务、高速数据通信业务、数字视频点播以及其他高速信息业务，由于具有较大的带宽，传输问题已得以解决。

就算进入了数字电视年代，混合光纤同轴电缆宽带多媒体接入网依然可在原有的基础上将各光结点所覆盖的用户量降低，业务的灵活性与适应性更强，由于具有足够的带宽资源、高速的数据及数字电视业务、经济适用等特点，其优势十分明显。

另外，混合光纤同轴电缆不只是将同轴电缆替换为光纤，还添加了新的TOP结构，也就是节点结构，将该结构应用于网络中，所有小区的交换服务很容易就可实现。

三网融合并非只是在之前的基础上发展而来，而是一种基于IP的新型电信网络，包括多项应用，如：视频点播、IP电话、远程教育与医疗、交互式游戏、电子商务等。

参 考 文 献

[1] 王蒙，娄国伟，王慧君. 4G通信网络关键技术讨论与研究[J]. 福建电脑，，07：38-39+58

[2] 施东明. LTE宽带移动通信网络及其关键技术[J]. 信息安全与技术，，12：59-61

未来移动通信的特点及关键技术 第3篇

关键词：未来移动通信；无线电；频谱

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）17-0062-02

众所周知，通信技术的终极目标是5 W原则，即任何人在任何时间、任何地点与任何他人进行任何类型的信息交换（whoever，whenever，wherever，whomever，whatever）。随着人们生活方式的丰富多样化，人们对移动通信的种种需求与日俱增，尽快想办法使这一问题得到解决是目前唯一能做的。因此要充分进一步、全面的认识移动通信的特点，其次，未来的移动关键技术更是当下讨论的焦点、热点问题。

1 未来移动通信系前景

首先，未来移动通信系统将会宽带化以满足不断增长的宽带数据速率需求。第一代模拟式仅提供语音服务；2G传输速率仅有9.6 kbps，最高可达32 kbps；3G数据传输速率可达到2 Mbps；4G可以达到10 Mbps至20 Mbps，最高可以达到高达100 Mbps。3GPP LTE-Advanced系统要求在下行链路上支持高达1 Gbps（低移动性）或者至少100 Mbps（高移动性）的峰值数据速率。

其次，在互联网诞生以前，人类的时间分为以下几段：睡觉，工作，坐车，吃饭，与朋友会面聊天，看书，看电视，逛街；而在移动互联网诞生以后，人类的时间被分为三段：睡觉，工作，用智能手机上网，可见互联网的移动应用化仍是本质特点。为了满足移动通信系统的宽带化和互联网应用的移动化，对未来的移动通信系统而言，可以预见，其主要需求仍会集中在更高的数据速率和用户终端（UE）处于高速移动状态时的QoS性能方面。

然而，对于现有移动通信系统所分配到的有限频谱资源而言，这种数据速率的扩张需求势必难以满足；寻找另外的可用频段，又必然要触动和挑战目前静态（甚至是僵化）的无线资源规划。因此，迫切需要新的技术方式和通信体制来支撑未来移动通信系统的进一步发展需求。

2 当前移动通信技术存在的问题

结合当前频谱利用现状分析，当前无线通信的特点为多种网络共存、同一频率的信号相互干扰、静态频谱分配。就现有频谱策略而言，静态地分配频谱，频谱利用率低。非授权频带逐渐趋于饱和：随着无线局域网和无线个人网络的快速发展，以及无线技术在移动通信、城市安全、智能交通、广播电视、智能社区、战场指挥等系统中的广泛应用，无线电频谱资源也变得日趋紧张。随着全球移动用户数量的不断增加，频率资源紧张，移动运营商也深感频率资源短缺。当今飞速增长的频谱资源需求与相对匮乏的频谱资源供给已造成供不应求的局面，更是成为制约未来无线通信发展的瓶颈。授权频谱资源利用率非常低：传统频谱使用和管理存在的突出问题是授权频谱利用率低，频谱利用情况极不平衡。而美国联邦通信委员会曾在一篇报告中指出，美国有70%的授权频谱没有被充分利用。

针对上述提到的问题，我们不难总结出制约未来移动通信发展的瓶颈。无线资源的有限和无限的用户需求之间的矛盾。可用的功率、频率、时间、码字、空间角度、极化方式等都属于无限资源；就频谱资源而言，寻找另外的可用频段，又必然要触动和挑战目前静态（甚至是僵化）的无线资源规划。因此，新的技术方式需要改善，此外通信系统的可用无线资源的利用效率也迫切需要提高。有限的频谱资源与持续增长的无线通信业务需求之间的抵牾所带来的挑战，将推动无线通信理论与技术不断发生变革。

3 解决办法

关于解决方案，大体可以概括为如下五点，下面详细介绍。

3.1 从信号设计与处理方面出发，选用高效的调制及信

道编码等技术增加频谱利用率

信号处理的复杂性将限制其在实际系统中的应用。例如，如果完全依靠增加调制进制来提高传输速率，当速率超过10 bps/Hz时，其复杂度及对信道的要求相当之高，每增加1 bps/Hz就要增加3 dB的信噪比，而要实现复杂度，那么对时钟精度的要求及对信道参数估计精度的要求等相应地都要成倍增加。但从结果来看，可能是得不偿失，由于对各方面精度的要求及对应参数仪器的选择都需高标准的配置，其预期成本已远远大于它本身所带来的效益，因此不为大多数客户需要。

3.2 工作频点继续上移

2007年11月闭幕的世界无线电通信大会上曾议决了适用于全球3G与4G移动通信体系的四个新频段，其中包括3.4～3.6 GHz的200 MHz带宽以及分配给我国TD-SCDMA的2.3 GHz～2.4 GHz的100 MHz带宽。更高的系统工作频率将导致无线信号在空间传输中快速衰落。尽管采用微蜂窝技术可以缩小小区半径，增加天线覆盖面积，提高了用户的接收性能，但随之而来的另一个问题在于系统中频繁的切换会增添了系统信令开销并使系统的工作效率下降；可想而知，它远不能满足人们日益增长的对移动通信数据速率增加的需求。

3.3 开发频谱、时间、空间、码字、极化域等资源

认知无线电技术，因其灵活化、智能化、可重配置资源等显著特性，通过感知外界环境可利用的无线资源，并使用人工智能技术从环境中学习，有目的地实时改动某些操作参数（例如传输功率、载波频率和调制技术等），使其内部状态适应于接收到的无线信号的统计变化，从而实现任何时间、任何地点的高可靠通信，以及对异构网络环境下有限的无线频谱资源进行高效地利用。相对前两者而言，该方案不失为一个良好的解决方案。

3.4 协作通信

协作通信（Cooperative Communication）技术是利用网络中闲置的天线资源作为信源的中继协助转发信息，通过不同天线传输相同的数据达到空间分集的目的，以提高通信系统的可靠性，是继MIMO多天线技术之后无线通信领域内又一前沿研究课题。但协作中继的选择是个棘手的问题，现在已成为一个大问题。

3.5 大规模MIMO（massive MIMO）系统

大规模MIMO（Massive MIMO）系统作为传统MIMO技术的推广，可以大幅度提升速率和能源效率，是未来无线通信的一个重要研究方向。Massive MIMO需要在基站选用大规模的阵列来服务有限的终端用户，这使基站天线阵列的尺寸大幅度增大，设置难度也相应大幅增加。于是，导频污染被认为是大规模MIMO体系中的“瓶颈”问题。

4 认知无线电技术

通过以上五点的对比，我们不难发现，认知无线电技术是目前有效可行并加之以开发的不二选择。

认知无线电最早是在1998年由Mitola提出。主体为感知频谱、传播环境并自适应选择可用频谱、自适应调制、编码、天线波束、功率调整等。具体是指，允许系统获取周围的工作和地理环境信息、已建立的通信策略及其内部状态，依据获取的信息对其自我学习，形成决策并动态的和自主的调整工作参数和通信协议来实现预定的目标。认知无线电的主要功能可以归纳为：频谱感知（检测可用的频谱空洞，检测主用户是否存在）、频谱管理（制定频谱使用政策，使频谱利用率尽可能的高）、频谱共享（协调频谱接入）、频谱切换（频谱之间的无缝过渡）此外，频谱空洞常规定义为特定地理区域、特定时间内主用户没有使用的的频谱；而我们可以扩展为，未被占用的无线电信号的多维空间。因为频谱空洞，既而我们提出频谱共享与动态接入模式，主要为Interweave模式：认知用户通过寻找（感知）主用户授权频段的中的频谱“白空间”，机会式接入频谱空洞来进行通信，主要技术为感知技术和退出机制；Underlay模式：认知用户和主用户使用相同频率进行通信，前提是认知用户远小于主用户的发射功率产生的干扰量不会影响主用户的通信质量，主要技术为次用户发射功率控制和调制技术的选则；Overlay模式：认知用户和主用户在时间和空间上使用相同的频谱进行通信，主要技术为网络编码。

对于它的实现也有个别问题需要解决。而认知无线电所具备能力也相对较高。也有具体概括为感知能力和可配置能力，其中感知能力主要体现为频谱感知、位置识别、系统发现、业务发现。就频谱感知而言主要是在信号能量、波形特征、循环平稳特征等方面得以体现，同时也要对用户位置信息、周围电波传播环境的干扰信息有一定的感知能力。可重配置能力主要表现在根据获得的信息动态选择合适的工作频段（即频谱灵活性）。同时在动态频率选择上能够动态监测其它无线系统的信息，能够保证与这些系统在同一频率上工作并互不影响。在自适应编码方面，要能够根据工作状态的不同选择最合适的调制编码类型以用于特定的传输系统，保证系统的正常运行操作。再者也能通过功率控制在数据传输工程中在不同等级中来回切换。

最后，还要满足的是能够接入多个运行不同协议的通信体系。频谱共享与接入方面，我们的终极目标是为认知无线电网络用户（包括授权网络用户网络）提供公平有效的频谱共享，这就需要在频谱判决、频谱共享和频谱移动性管理方面做足功夫。能够通过对频谱空洞和业务需求方面的分析，为当前的传输选择合适的工作频段和自适应调整传输参数；多个用户或网络之间公平、协调的共享频谱机制，感知用户间、用户和授权用户间及不同感知网络间的频谱共享等问题，从而实现对频谱的无冲突使用，并最大化的提升频谱利用效率；能随时切换以保证工作的连续性。

对于实施认知无线电带来的挑战，主要体现在频谱管理的四种手段：行政、经济、法律、技术。目前亟需从行政和技术两方面考虑引入CR后的变化和应对措施。行政管理挑战方面，固定频谱分配政策下的许多技术标准需要被改变，以及新的频谱使用相关属性需要被定义。对频谱使用政策的改变会引入许多使用无线频谱资源的部门单位改变其频谱操作行为，需要制定有效办法对部门间进行协调处理无线电管理相关事宜。技术挑战方面，频谱感知、频谱管理、频谱共享、频谱切换都是一系列的挑战因素。

5 结 语

当前，移动无线领域正处于高速蓬勃发展时期，移动通信系统本身也在这个高速路上不断变革创新。未来移动通信系统尽管有着更快的通信速度，更宽的网络频谱，更灵活更能满足人们日益增长的对通信的数据传输速率的需求，但要真正实现，目前看来仍面临诸多难题。因此，现阶段对未来移动通信系统中网络结构的可行性，灵活性及关键核心技术的探索有重要意义。

参考文献：

光纤通信的关键技术 第4篇

关键词：光纤,通讯方式,信息容量

一、光纤通讯现状

1、光纤通讯简介。

光纤通信 (Fiber-optic communication) , 也作光纤通讯。光纤通信是以光作为信息载体, 以光纤作为传输媒介的通信方式, 首先将电信号转换成光信号, 再透过光纤将光信号进行传递, 属于有线通信的一种。光经过调变后便能携带资讯。自1980年代起, 光纤通讯系统对于电信工业产生了革命性, 同时也在数位时代里扮演非常重要的角色。光纤通信传输容量大, 保密性好等优点。光纤通信现在已经成为当今最主要的有线通信方式。

2、光纤接入技术。

随着通信业务量的不断增加, 业务种类也更加丰富, 人们不仅需要语音业务, 高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已经得到了更多用户的青睐。这些业务不仅要有宽带的主干传输网络, 用户接入部分更是关键, 而传统的接入方式已经满足不了需求, 因此只有带宽能力强的光纤接入才能将瓶颈打开, 核心网和城域网的容量潜力才能真正发挥出来。

作为光纤接入中极有优势的PON技术早就出现了, 它可以和多种技术相结合, 比如ATM、SDH和以太网等, 分别产生APON, GPON和EPON。由于ATM技术受到IP技术的挑战等问题, APON发展基本上停滞不前, 甚至走下坡路, 但有报道指出由于ATM交换在美国广泛应用, APON将用于实现FTTH方案;GPON对电路交换性的业务支持最有优势, 又可以充分利用现有的SDH, 但是技术比较复杂, 成本偏高;相比之下, EPON继承了以太网的优势, 成本相对较低, 但对TDM类业务的支持难度相对较大。

二、光纤通讯技术发展趋势分析

1、传输距离及速度的提升。

超高速系统的发展。从过去20多年的电信发展史看, 网络容量的需求和传输速率的提高一直是一对主要矛盾。传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用 (TDM) 方式进行, 每当传输速率提高4倍, 传输每比特的成本大约下降30%~40%:因而高比特率系统的经济效益大致按指数规律增长, 这就是为什么光纤通信系统的传输速率在过去20多年来一直在持续增加的根本原因。目前商用系统已45Mbps增加到10Gbps, 其速率在20年时间里增加了2000倍, 比同期微电子技术的集成度增加速度还快得多。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了不到1%, 99%的资源尚待发掘。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。近几年来随着IP业务量的爆炸式增长, 电信网正开始向下一代可持续发展的方向发展, 而构筑具有巨大传输容量的光纤基础设施是下一代网络的物理基础。

2、光弧子通讯。

光孤子通信介绍光孤子技术的出现, 对于现代通信的发展起到了里程碑的作用。尤其在现代通信技术向大容量传输和延长中继距离方向发展时, 光孤子传输不变形的特点决定了它在通信领域里应用的前景。从光孤子传输理论分析, 光孤子是理想的光脉冲, 因为它很窄, 其脉冲宽度在皮秒级。这样, 就可使邻近光脉冲间隔很小而不至于发生脉冲重叠, 产生干扰。利用光孤子进行通信, 其传输容量极大, 可以说是几乎没有限制。传输速率将可能高达每秒兆比特。近年来, 光孤子通信取得了突破性进展。光纤放大器的应用对孤子放大和传输非常有利, 它使孤子通信的梦想推进到实际开发阶段。

3、网络全光化。

全光式光孤子通信, 是新一代超长距离、超高码速的光纤通信系统, 更被公认为是光纤通信中最有发展前途、最具开拓性的前沿课题。光孤子通信和线性光纤通信比较有一系列显著的优点:首先传输容量比最好的线性通信系统大1个~2个数量级;其次可以进行全光中继。正因为光孤子通信技术的这些优点和潜在发展前景引起业界的广泛关注。经过不懈的努力已为实现超高速、超长距离无中继光孤子通信系统奠定了理论基础。在传输速度方面采用超长距离的高速通信, 时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上;在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少ASE, 光学滤波使传输距离提高到100000公里以上;在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。

三、结束语

光纤通信技术是信息科技发展的产物之一, 与信息科技的发展是相辅相成的。目前光纤通信技术在我国的应用已经十分普及, 技术发展趋势也十分明确, 未来将会继续在社会和经济活动中发挥重要作用。

参考文献

[1]穆道生主编.现代光纤通信系统.北京:科学出版社, 2005.9

[2]刘增基, 周洋溢, 胡辽林, 周绮丽编著.光纤通信.西安:西安电子科技大学出版社, 2001.8

深空通信简介及关键技术分析 第5篇

自从1957年世界上第一颗人造地球卫星“斯普特尼克1号”从前苏联的拜科努尔发射场升空,1958年“探险者1号”卫星由美国随后发射,宇航事业得到了迅速发展,半个多世纪以来,人类进入了深空探测的新时代在探索宇宙的飞行中,是否有良好的通信保障决定了航天项目成败,1971年5月28日,前苏联发射的“火星5号,装在宇航器上部密封舱内的着陆器已成功地在火星表面软着陆,但着陆20秒后却由于通信中断而使这次任务失败。

随着火箭推进技术的提高,宇宙飞行从距离地球几万公里的人造卫星发展到数亿公里的深空探测。在深空探测进程中,地面对探测器的所有指令信息、遥测遥控信息,跟踪导航信息、飞行姿态控制、轨道控制等信息及科学数据。图像、文件、声音等数据的传输,都要靠通信系统来完成和保障,从这个意义上讲,离开了深空通信,深空探测就无法进行。

深空通信组成：在航天器上的通信设备，包括飞行数据分系统、指令分系统、调制/解调、射频分系统和天线等。在地面段，则包括任务的计算和控制中心、到达深空通信站的传输线路（地面和卫星通信）、测控设备、深空通信收发设备和天线等。

深空通信基本功能：深空通信要执行的基本任务即所具有的基本功能有三个：指令、跟踪和遥测。前二者是负责从地球对汉航天器的引导和控制，后者则是传输通过航天器探测宇宙所获得的信息。具体包括以下几个功能：

发射指令到航天器

接收从航天器发来的遥测数据

跟踪航天器的位置和速度

接收从航天器发来的科学数据

测量用于无线电科学实验的无线电波的变化

完成极长的基线干涉观测

监视和控制深空网络性能

作为雷达观测太阳系中天体,作为射电天文观测宇宙

深空通信特点：◎传输距离非常遥远，传输时延巨大。◎接收信号信噪比极低。传输距离遥远引起信号的极大衰减，接收信号的信噪比极低。◎传输时延不断变化，链路连接具有间歇性。受天体运动的影响，地球到各行星之间的距离是变化的，同时受星体的自转影响，链路的连接具有间歇性。前向和反向的链路速率不对称，传输遥测数据的下行链路的数据速率和传输遥控、跟踪指令的上行链路的数据速率严重不对称，有时可达1000:1的比例，甚至只有单向信道。◎对误码率的要求高。深空探测中的探测、跟踪等指令信息都是不容错的数据，必须采取必要的措施保障数据传输的可靠性。◎各通信节点的处理能力不同。由于任务和功能的不同，航天器上通信设备的能力也有所不同，一般情况下航天器的存储容量及处理能力都非常有限。◎功率、重量、尺寸和造价等因素都限制着通信设备硬件和协议的设计。

深空通信的关键技术：

1.天线组阵技术为了解决深空通信中信号极大衰减的问题，早期深空通信采用了加大接收、发射天线的口径和增加发射功率的手段。当采用70m口径天线时相对于10m天线可以获得近17dB的增益。但是70m天线重达3000吨，热变形和负载变形都很严重，对天线的加工精度和调整精度要求都很高。而且现阶段某些频段还无法工作在70m天线上，高频段的雨衰也非常严重，这使得通信链路稳定性和可靠性变差，甚至失效。

组阵天线有两个显著优点：一是可以只使用一部分天线（即组阵天线总面积中的一部分面积）支持指定的航天器，剩下的天线面积可跟踪其他航天器；二是具有“软失效”特点，当单个天线发生故障时天线阵性能减弱，但并不失效。

天线组阵技术是实现天线高增益的有效手段，其性能良好，易于维护，成本较低，并具有很高的灵活性和良好的应用前景。

2.Ka波段射频通信以前,深空通信使用的通信频率都是X波段(8GHz)。近几年,美国的DSN已经具备了Ka波段(32GHz)的接收能力,而我国的深空网也将具备S、X、Ka三个波段的通信能力。由于Ka波段带宽是X波段的四倍。而实际分配的频谱带宽则是X波段的十倍其数据数率可达到每秒数百兆比特。

3.高效调制方式调制是为了使发送信号特性与信道特性相匹配，因此调制方式的选择是由系统的信道特性决定的。与其他通信系统相比，深空通信中的功率受限问题更加突出。为了有效利用功率资源，飞行器通常采用非线性高功率放大器（HPA），而且为了获得最大的转换效率，放大器一般工作在饱和点，这使得深空通信具有非线性。因此，在深空他心中应采用具有恒包络或准恒包络的调制方式，以使得调制后信号波形的瞬时幅度波动尽量小，从而减小非线性的影响。有关研究结果表明，使用非线性功率放大器和（准）恒包络调制所得到的性能增益，要高于使用线性功率放大器和非恒定包络调制信号的增益。

4.光通信技术光通信发展可能是未来十年最令人激动的事情,在航天器功率和质量相同的点情况下,光通信下行链路通信能力至少比射频通信提高两个数量级。NASA计划在十年内将光通信投入实际使用,投巨资进行深空光通信终端(DOT)设备的研究开发,并已经在加利福利亚的桌山天文台建立了1m光通信地球站,用于在地面和地球轨道航天器之间进行光通信测试实验。

5.数据压缩技术受信道速率的限制，探测器一般无法将探测数据实时回传地球。探测器经过探测目标时，一般采用高速取样并存储，等离开目标后，再慢速传回地球。传输的速率越慢，整个数据发送回地球需要的时间就越长，从而限制了数据、图像的采集和存储，甚至被丢弃。深空探测过程中的数据、图像非常珍贵，而探测器上存储器的容量受限，因此采用存储的方法并没有从根本上解决问题。采用高效的信源压缩技术，可以减少需要传输的数据量，则在相同的传输能力下，能够将更多的数据传回地球，缓解对数据通信的压力。

6.通信协议目前在深空通信中使用的数据传输协议主要是CCSDS建议。CCSDS协议栈可以划分为应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层五层。

7.航天器自主导航由于阴影效应等因素的影响,地面对航天器的导航是间断的,在中断期间航天器将完全依靠自己来调整姿态和速度,因此研究航天器自主导航技术就非常必要了。

4G移动通信关键技术与面临的问题 第6篇

【关键词】4G；4G关键技术；OFDM SAMIMO SDR4G发展现状

0.前言

根据国际电联的工作安排，2009年将集中征集4G技术标准，2010年会推出第一个4G版本，并在2011年世界无线电通信大会上通过。4G预计2015年左右投入商用。4G技术的飞速发展，使得广大用户享受更新、更快捷、更丰富的通信生活成为可能。

1.4G网络中的关键技术

4G系统针对各种不同业务的接人系统，通过多媒体接入连接到基于口的核心网中。基于IP技术的网络结构使用户可实现在3G、4G、WLAN及固定网间无缝漫游。4G网络结构可分为三层：物理网络层、中间环境层、应用网络层。

（1）物理网络层提供接入和路南选择功能。

（2）中间环境层的功能有网络服务质量映射、地址变换和完全性管理等。

（3）物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的，使发展和提供新的服务变得更容易，提供无缝高数据率的无线服务。并运行于多个频带，这一服务能自适应于多个无线标准及多模终端，跨越多个运营商和服务商，提供更大范围服务。

据国际电信联盟定义，4G技术是可为移动中的用户提供100 Mb/S的数据传输、为静止的用户提供1Gb/S的数据传输的无线通讯技术，包含OFDM、智能天线（SA）与多人多出天线（MIMO）技术、软件无线电技术（SDR）三大关键技术。

1.1 OFDM

OFDM即正交频分复用技术，实际上OFDM是MCM Multi-CarrierModulation，多载波调制的一种。OFDM技术有很多优点：可以消除或减小信号波形间的干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提高了频谱利用率；适合高速数据传输；抗衰落能力强；抗码间干扰（ISI）能力强。

1.2智能天线（SA）与多入多出天线（MIMO）技术

智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，被认为是未来移动通信的关键技术。智能天线成形波束能在空间域内抑制交互干扰，增强特殊范围内想要的信号，这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。其基本原理是在无线基站端使用天线阵和相干无线收发信机来实现射频信号的接收和发射。同时通过基带数字信号处理器，对各个天线链路上接收到的信号按一定算法进行合并，实现上行波束赋形。目前智能天线的工作方式主要有两种：全自适应方式和基于预多波束的波束切换方式。

移动通信环境中的多径传播对通信的有效性与可靠性造成了严重的影响。而多输入多输出（M1MO）技术在通信链路两端均使用多个天线，发端将信源输出的串行码流转成多路并行子码流，分别通过不同的发射天线阵元同频、同时发送，接收方则利用多径引起的多个接收天线上信号的不相关性从混合信号中分离估计出原始子码流，这相当于频带资源重复利用，使频谱利用率和链路可靠性极大的提高。

1.3软件无线电技术（SDR）

软件无线电（SDR）是将标准化、模块化的硬件功能单元经一通用硬件平台，利用软件加载方式来实现各类无线电通信系统的一种开放式结构的技术。其中心思想是使宽带模数转换器（A/D）及数模转换器（D/A）等先进的模块尽可能地靠近射频天线的要求。尽可能多地用软件来定义无线功能。其软件系统包括各类无线信令规则与处理软件、信号流变换软件、调制解调算法软件、信道纠错编码软件、信源编码软件等。软件无线电技术主要涉及数字信号处理硬件（DSPH）、现场可编程器件（FPGA）、数字信号处理（DSP）等。

1.4基于IP的核心网

4G移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络，可以实现不同网络间的无缝互联。核心网独立于各种具体的无线接人方案，能提供端到端的IP业务，能同已有的核心网和PSTN兼容。核心网具有开放的结构，能允许各种窄中接口接人核心网；同时核心网能把业务、控制和传输等分开。采用IP后，所采用的无线接入方式和协议与核心网络（CN）协议、链路层是分离独立的。在4G通信系统中将取代IPv4协议，主要采用全分组方式IPv6技术。

2.4G技术的发展现况及其挑战

2.1日本NTI-DoCoMo在4G的领先优势

2008年日本NTT DoCoMo公司发布新闻公报称，该公司在2007年年底进行的4G外场试验中，创下5.3 Gb/s的最大下行速率纪录。在此次试验中，无线通信系统的发射端和接收端天线均从一年前试验时的6根增加到12根，并采用了该公司独有的接收信号处理技术，使下行速率成功翻倍。

2.2 WiMAX“准4G”标准

2007年10月19日，国际电信联盟ITU在日内瓦举行无线通信全体会议，无线宽带技术WiMAX通过投票正式成为3G标准。

WiMAX，即IEEE 802A6x，全称是“微波存取全球互通技术（Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess）”，被业界认为是高于现有3G标准的“准4G”标准。和传统的TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000相比，WiMAX的最大传输半径达到了约50km，接近前者的两倍。而在传输速度上，WiMAX也让其他3G标准望尘莫及。在10km范围内，WiMAX网络的带宽可以达到70Mb/S，甚至超过了ADSL等有线网络的技术，而3G标准中的TD SCDMA和WCDMA则均为2Mb/s。

2.3美国与欧洲针对4G的举动

作为美国的代表，3G时代的霸主高通公司一方面希望通过引入DMMX和HMMX这两项技术后，性能达到4G的要求；另一方面则通过收购Flarion科技公司获得了近300项OFDM技术专利，这被业界视为高通欲在4G时代继续保持专利的绝对领先之举。

在欧洲，爱立信已与美国加利福尼亚大学合作开发4G技术。加利福尼亚大学已正式成立了加州通信和信息技术学会，并得到了爱立信的投资。而阿尔卡特、爱立信、摩托罗拉、诺基亚、西门子成立了旨在推动4G技术开发的世界无线研究论坛WWRF（Wireless World Research Forum）。该组织下设的6个工作组，分别讨论业务、市场、结构、接口、核心技术等问题。

2.4我国正在加快4G关键技术研究步伐

从2001年底起，继在国产3G标准制定方面取得巨大进展之后，国家“十五”、“863”计划启动了面向未来移动与无线通信发展的“FUTURE计划”。

2006年7月，上海建设的世界最大的4G实验网通过了863项目的验收。通过验收的上海试验网由三个无线覆盖小区、六个无线接入点组成，具有在移动环境下支持蜂值速率为100Mb/S的无线传输及高清晰度交互式图像业务演示等功能。

“FUTURE计划”负责人之一、国家“863”计划未来移动通信总体组组长尤肖虎表示，我国已经在国内外申请移动通信技术发明专利100余项，我国在第四代移动通信技术上已经处于世界前沿。

2009年，我国对4G的发展步伐明显加快。大唐移动联合中兴通讯、华为以及相关高校和科研院所完成了4G相关白皮书。相关业内人士透露，我国已经完成了4G标准的技术方案起草工作，目前正在进行4G关键技术的系统验证。我国目前正在更多地区进行4G系统的测试工作，且要赶在2010年前对其进行商业化测试，以便在2011年世界无线电通信大会时向国际电信联盟提交有着自主知识产权的4G标准。

3.4G移动通信技术未来预测

随着目前3G移动通信技术的全面商用化的开始，我国大部分的手机用户将感受到3G技术给我们带来的便捷，同时也能明显的感到3G技术的不足与缺陷。这些不足与缺陷将成为移动通信技术不断进步的动力。

光纤通信及其关键技术研究 第7篇

1 光纤通信与移动通信的异同

从相同点来看, 首先两种通信方式都是属于现代通信方式, 并且在现代的电信网中起着不可替代的作用。其次, 在通信方面都具有着传输距离远、通信容量大、通信质量好的优点。

从不同点来看, 首先光纤通信传播信息的载体是光波, 而移动通信的载体是电磁波。其次, 就产生及发展的时间来讲, 移动通信远远超过了光纤通信, 并且移动通信已经从利用FDMA技术的第一代移动通信系统发展到了现今的第三代移动多媒体通信系统, 并且有着继续发展的趋势。而光纤通信虽然是一种新兴的技术, 其发展史仅有一二十年, 但其发展速度之迅猛, 应用范围之广也是不容忽视的。不仅可以用作市话中继线, 还能够用于全球通信, 高清晰度、彩色、高质量的电视传输, 交通监视, 光线局域网以及其他军事、矿井中使用。

2 光纤通信的关键技术研究

光纤通信之所以能够得到如此广泛的应用, 与其本身所应用的载体和采用的关键技术是分不开的。下面对于光纤通信中的波分复用、光源波长稳定、光纤的性能改善、光纤接入以及EDFA等关键技术进行介绍。

2.1 波分复用技术

波分复用技术可以通过对单模光纤通信低损耗区的充分利用带来巨大的宽带资源, 可以将两种或者是多种各自携带信息的不同波长的光载波信号, 在发射端经波分复用器汇合, 并将其耦合在一根光线中进行传输, 速率可以达到40G-100Gbit/s, 在接收端在通过波分复用器对各波长的光载波信号进行分析, 然后由光机收机作进一步处理。密集波分复用技术是为了能够解决超高速率、超大容量和超长中继距离等问题而产生的。密集波分复用技术的应用, 不仅使得每对光纤的传输容量得到了大幅度的提升, 还达到了经济节约的效果。

2.2 光源波长稳定技术

在波分复用的光纤通信中, 光发送机所用半导体激光刺激器光源, 其工作线宽必须窄, 波长必须具有稳定性, 这样才能够充分的避免信道间信号的相互串扰的情况的出现。但在目前的条件下, 显然是无法满足这样的条件的。因此在光纤通信中为了能够提供稳定的光源波长, 就需要开发出光源波长稳定技术, 让波分复用光纤通信系统可以可靠、稳定的进行工作。目前主要采用的两种方法:一是波长反馈控制法, 一是温度反馈控制法。

2.3 光纤的性能改善技术

光纤性能的好坏, 也成为了波分复用光纤通信技术中一个决定复用的信号传输速率高低和复用路数多少的因素。光纤作为波分复用光纤通信系统的一个传输的媒介, 其自身的非线性、色散以及损耗等特性对于光纤通信有着举足轻重的影响。而现在目前所采用的单模光纤其因为衰减变化太大、衰减度偏高的原因都无法将其应用到波分复用中, 使得复用路数的提高受到限制。应用EDFA后, 虽然损耗以及传输距离问题都得到了解决, 但是色散度的增大也限制了高速率的信号传输。所以为了能够从整体上改变光纤性能, 目前出现了由浪迅技术制成的全波光纤和色散补偿光纤。其中全波光纤实现了消除单薄光线中存在的水吸收峰的问题, 让可用光谱得到了极大的拓展。

2.4 光纤接入

光纤接入就是将光网络单元安装在住家用户或者是企业用户处。其显著技术特点时不但提供更大的宽带, 而且增强了网络对数据格式、波长、速率和协议的透明性, 放宽了对供电和环境条件等问题的要求, 简化了安装和维护等操作。光纤接入将光线的距离延伸到了终端用户家里, 让家庭内能提供各种不同的宽带服用, 像在家购物、VOD等。

在光线接入的应用中, 我们主要采用了两种技术, 即光纤有源接入和光纤无源接入技术。光纤有源接入技术主要采用媒介转换器来实现用户和局端的直接连接, 为用户提供了比较方便的高宽带的接入。

2.5 掺铒光纤放大器 (EDFA)

掺铒光纤放大器 (EDFA) 的研制成功是推动波分复用技术发展的重要因素, 它让高速率、大容量以及长距离的光纤通信成为了可能。EDFA在光纤系统中也得到了广泛的应用。首先在前段将发射机的输出光进行方法, 然后在进行分配以提供各个方向的光纤干线传输, 然后再远离前端处接入EDFA, 来作为线路的放大器, 实现对于分支损耗的补偿。

3 总结

光纤通信凭借其独特的优越性, 已经成为了世界范围内的现代通信技术研究热点之一。随着研究的不断深入, 光纤通信也将朝着超高速系统、超大容量、全光网络以及光接入网的的方向发展, 对于推动我国乃至全球的通信事业的发展有着不可取代的作用。

参考文献

[1]王立新, 王辉.光纤通信系统中的PMD补偿技术[J].光线与电缆及其应用技术, 2007, (2) .[1]王立新, 王辉.光纤通信系统中的PMD补偿技术[J].光线与电缆及其应用技术, 2007, (2) .

光纤通信关键技术研究综述 第8篇

关键词：光纤,相干光,光孤子,光交换,全光通信

一、概述

1.1光纤通信原理概述

顾名思义, 光纤通信是以光波为信息载体进行的通信。利用光纤进行通信需要先把传送的信息变成电信号, 然后将其调制到由激光器发出的激光束上, 使光的强度随电信号幅度或频率的变化而变化, 并通过光纤发送出去。信息接收端将接收到的光信号再变成电信号, 经解调后即可得到恢复出的原信息。

1.2光纤通信的特点

当今世界, 已有不少国家开始宣布不再建设电缆通信线路, 而是致力于发展光纤通信。目前使用光的频率比微波频率还要高103~104倍, 传输频带得到了明显的拓宽, 通信容量也因此增加约103~104倍, 同时也实现了更快的数据传输速率, 允许信道中复用更多的信号。由于用于传输的载体是光信号, 那么较电流载体而言, 线缆之间就不会出现串扰。其实最常使用的光纤就是一根很细的玻璃或塑料线, 因此光缆的质地十分的轻, 运用起来也十分方便。而且光纤通信无中继的直通距离比金属线缆要远的多, 所以它的中继距离远, 故传输同样的距离它所需要的中继站少, 从而减少了工程量。综上可以看出利用光纤通信具有很高的经济效益, 其发展前景非常好。

1.3光纤通信系统

光纤通信系统主要由光发送设备, 光传输设备和光接收设备三大部分组成。光发送设备主要有驱动器和光源, 其作用是把电端机输入的电信号对光源进行调制, 使光源产生随电信号幅度或频率变化而变化的光信号进入光纤。光接收设备主要有光检测器和放大器, 光检测器把由光纤传输过来的光信号转化成相应的电信号, 经放大后再进入电端机变为相应的电信号。远距离通信时, 为了补偿光纤的损耗并消除信号失真与噪声的影响, 光缆经过一定的距离需要加装中继器。其工作原理图如图1所示。

二、光纤通信系统关键技术

2.1相干光通信

通常我们采用的光纤通信系统都是通过电信号对光波进行强度的调制, 然后在接收端直接检测光信号的强度, 再转化成相应的电信号, 这种方法称为光强度调制-直接检测方式 (IM-DD) 。尽管这种方式十分简单方便, 但其接收机检测灵敏度, 传输容量和中继距离受限制等弊端却不容忽视。为了更加优化通信系统, 人们很自然地想到采用单一频率的相干光做光源, 不仅可以通过电信号对光载波的振幅参量进行调制, 还可以对其频率或相位进行调制, 然后在接收端利用本振光与信号光进行相干, 最后再通过零差或外差检测技术实现对调制电信号的恢复。同时为保证接收机具有较高的灵敏度, 需要信号光和本振光混频时满足严格的匹配条件。相干光通信技术的优点显而易见, 其市场前景不可估量。基于相干光技术的相干光通信系统如图2所示。

2.2光孤子通信

为了增大传输中继距离, 不仅需要克服光纤的传光损耗和光接收机灵敏度方面的障碍, 还需要克服光纤色散使脉冲展宽方面的障碍。光孤子通信运用而生。孤子是物质非线性效应的一种特殊产物, 光孤子便是非线性光学研究中提出的问题。光孤子通信便是利用提高输入光脉冲功率产生的非线性压缩, 补偿由光纤色散效应导致的脉冲展宽, 以保持脉冲幅度和形状不变。发送端由孤子激光器产生一串光孤子序列, 电脉冲源通信通过调制器对光孤子流进行调制, 将信号加载于光孤子上, 被调制的光孤子流经过EDEA放大和光隔离器后进入光纤传输。传输途中要增加若干个光放大器, 以补偿光脉冲的能量损失, 来克服因光纤损耗而引起的光孤子减弱。

2.3光子交换

前面所描述的相干光通信, 光孤子通信都是利用光的波动性, 众所周知, 光具有波粒二象性, 若利用光的粒子性来实现通信便是光子通信。目前, 光子通信的理论研究已经比较成熟, 其基本思想就是让一个个光子传输“0”和“1”的数字信息。理论上, 它的传输能量将进一步扩大, 同时它还有一个绝对优势就是可以用来开发无法破译的密码, 保密性极强。当然, 任何一种新生事物的发展壮大都要经历一段漫长而曲折的路程, 光子通信若想大范围应用于人类通信还有许多问题和困难需要去克服。

2.4光交换技术

在传统的光纤通信中, 为解决长距离传输光纤的损耗和色散, 需要在特定距离中继站采用电子中继器进行光-电转换, 电放大和电-光转换。正是由于在光纤通信系统中加入了这些电子线路, 极大限制了光纤通信优势的充分发挥。而光交换技术正是针对这一问题发展而来。其是指对送来的光信号直接进行交换, 不需要经过光-电-光的变换方式, 并且还能在交换的过程中充分发挥光信号的高速, 宽带, 并行处理, 抗干扰能力强等突出优点。近些年, 随着光交换的新型结构和交换技术的逐渐成形, 还有与IP技术融合的光标记交换, 兼顾电路交换与分组交换的光突发交换, 有在光域中实现的光子IP路由, 基于分布式网管的软交换及基于GMPLS的多粒光交换, 智能光交换等等。

2.5全光网络技术

为了使光网络的信息量进一步增加, 在采用光交换与选路的同时, 进一步采用其他的光信息处理技术, 如全光再生和全光波长转换等, 就可以实现全光网络通信, 即信息网在网络中传输时, 从源点到目的节点的过程中不需要再经过光-电-光转换, 始终以光的形式存在。它可以让光信号处理过程完全摆脱对电处理的依赖, 极大的提高网络的性能。要构成这样一个成熟可以运用实际的网络体系涉及多种技术的综合, 不仅需要漫长的时间, 还需要更多通信人的共同努力。

三、光纤通信的发展展望

毋庸置疑, 光纤通信的出现改变了以往的通信格局, 形成了以光纤通信为主, 微波, 卫星, 电缆通信为辅的通信格局, 而且它的地位也会在未来通信领域中得到进一步提升。目前, 它的应用领域已有长途网进入局域网并进一步向接入网延伸, 全光网络的研究与应用得到了人们普遍的重视, 智能光网的概念也被提出, 同时人们也在想将光通信引入到宇宙空间站中。新的技术还处于研究, 发展阶段, 其距实用化商用化还有很长一段路要走, 但它对人类生活的进一步改变的力量却不可估量。

参考文献

[1]李履信, 沈建华编著.光纤通信系统.机械工业出版社, 2003.7

[2]Royblake著, 张晋峰译.现代通信系统.电子工业出版社, 2003.8

[3]王秉钧, 王少勇编著.通信系统.西安电子科技大学出版社, 2004.5

基于通信网络安全的关键技术 第9篇

目前我们的生活中已经完全融入了网络通信,并且在通信、交友、购物等方面都渗透了网络通信,同时工作、学习等已经和网络联系越来越紧密,网络已经成为必不可少的东西。正因为如此,网络成为了很多利益熏心的人谋取利益的工具,造成网上诈骗、信息泄露等现象频频发生,通信网络安全问题亟待解决。

1 网络通信安全的含义及意义

1.1 网络通信安全的含义

网络通信安全在含义分析上要从不同的发展角度上来分析,根据国际组织的相关定义,网络通信安全是保障信息在传输形式中实现的可用性、完整性、可靠性以及具有较大的保密性。利用相关的保障措施能防止计算机网络通信在人为因素、自然因素中的破坏,使网络通信系统能够正常运行服务。

计算机通信网络技术,主要是指网络通信技术和计算机技术进行有效结合的一种信息技术。计算机技术目前主要应用在对网络数据和信息的收集,以及分析和储存等,通信技术主要是对相关的数据和信息进行交换和传送,有效的实现信息资源的共享和利用。计算机通信网络安全,就是指在特定的网络条件下,要应用相关的计算机安全技术和防护措施,对计算机网络通信技术使用中出现的计算机软件和硬件、信息泄露等问题,进行有效的安全防护,保证信息的安全性。

1.2 计算机通信网络安全与防护的意义

计算机的通信网络能够在互联网的系统中存储大容量的信息,通信网络的存在是对信息的提取、传输以及处理等而为计算机提供的一种传递信息的通道。互联网所存储的大容量信息主要是用户的资料以及个人保密的信息,还有一些网络运营商提供的服务。它的安全、防护等技术旨在维护计算机通信系统及网络存储信息、传递信息过程中的安全。因此,计算机的通信网络在安全方面采取的防护措施,能够确保该系统在网络环境下正常、安全运行。计算机网络通信系统在运行中必然会出现一定的问题或者缺陷,而这些问题会给网络通信带来很大的威胁,从而造成一系列不同程度的后果。为此,应当加强网络安全的监控,及时发现漏洞并且及时处理。所以,为了保证通信信息的安全性和完整性,应当加强对计算机通信漏洞的监测和安全防护。

2 网络通信安全的影响因素

2.1 硬件与软件设施

在网络通信中,硬件与软件设施也能影响网络通信的安全性。硬件与软件设施为了实现更方便的管理,就会在远程终端留下控制通道,这会为病毒、黑客提供便捷通道。而且,很多软件在设计期间并没有安装一些防范措施,长时间运行就会出现较大缺陷和漏洞问题,如果用户在使用期间发现该类问题,他们就会利用一些补丁方式、升级软件新版本来对该项问题进行解决。特别是一些商用软件,不仅使网络通信系统面临一定的威胁性,也降低了该系统在运行期间的安全性。所以说,要实现网络通信的安全效果,就要在计算机硬件、软件设施上采取有效的防范措施。

2.2 人为与IP协议

在网络通信运行期间,首先对于人为因素的影响来说,由于一些技术人员、管理人员对系统运行没有一定的安全意识。一些不法分子利用不同身份对网络展开攻击,不仅对一些网络数据进行篡改,还要对网络数据进行攻击、破坏,从而对网络通信造成严重的威胁。对于互联网基础协议来说,TCP/IP协议在设计期间也没有安装一些保障措施,为了提升代码量,可以引入安全措施,进而保证系统在运行中TCP/IP协议充分发挥作用。可以说,TCP/IP协议有着非常高的安全性,很多的应用服务都能够为网络安全提供保障。

3 通信网络安全现状及存在的问题

3.1 信息泄露

由于网络在生活中频繁使用,而人们一般在使用网络时首先就会进行信息的输入,因此,我们的私人信息就有很多留在了网络上,而现在的网络安全做得并不完善,信息泄露成为常见的问题。例如在某网站进行了建筑工程师考试报名,输入了个人信息,报名之后没多久就可能会有工程师培训机构的员工联系你,询问是否需要培训。这种现象在现在的网络上习以为常,这就是信息泄露。

3.2 信息数据被破坏

在通信网络中,可能会出现信息被破坏的现象,造成当事人双方收到的信息不一致,给生活带来了不小的困扰,也可能威胁到人们的财产安全。造成这种现象可能是通信网络遭到人为破坏,在信息在传递过程中被改动,不法人员为了获得利益而违反相关法律法规。

3.3 诈骗等现象

在人们的日常生活工作中,通信网络凭借其自身的便捷性为人们提供了很大的方便,越来越多的用户使用并且相信网络,同时用户在网络信息识别能力上有所欠缺,这非常容易为不法分子提供诈骗等行为提供便捷,为用户自身带来严重的财产损失。

3.4 非授权使用

有些重要网站一般对用户的要求比较高或者比较特殊,就会授权给适合的用户使用,但是有些时候网站就会被非授权的人员破译,强行进入网站,给网站的管理带来了难度,同时也造成了网站的拥堵,给授权用户的使用带来了不便,导致网络最后产生非预期的结果,例如信息拥塞,管理失控等等。

3.5 不守信用等现象

有些用户可能会利用通信网络进行各种合作,但是网络与现实毕竟不同。首先,可能对合作伙伴了解并不是很详细,或者提供的信息根本就是虚假的,缺乏辨别的人可能就会信以为真。还有就是在现实中进行合同签订,可以对双方行为进行约束,但是通过网络很多时候没办法达成这种约定。这就造成对方可能出现不守信用的情况,否认自己的行为,最后造成用户财产受到损失。

4 通信网络安全关键技术

4.1 身份认证技术

认证技术是指通过电子手段确认信息传输双方的身份以及传输数据的完整性,其主要目的是对信息数据进行确认。当前在计算机通信网络安全中得以应用的认证技术主要包括数字签名、数字证书两种方式。数字签名的作用是对文件信息进行认证、核准,在确定信息的真实性和完整性之后还需要负责文件生效工作。数字签名技术的实现需要借助散列函数与公开密钥算法两种数学技术的结合,在这一过程中信息发送方会按照散列函数的形式将相关信息转换为散列值并进行加密,经过发送方私钥加密的散列值就会自动成为数字签名形式并传送给接收方。接收方在达到信息提醒后首先要利用发送方的公开密钥破解数字签名,然后将解密达到的散列值与自己推断出的散列值进行比对,只有两个散列值完全吻合时才说明信息传输正确。数字签名技术是对信息内容的一种有效鉴别方式,在这一技术的应用下任何经过篡改、伪造或者破坏的信息都无所遁形。与数字签名相比数字证书更像是一个身份识别符,只有在得到专业机构认证考核的前提下用户才能够得到相关证书。数字证书可以提供验证对方身份信息的有效数据,可以在很大程度上保证通信网络信息的真实性。

4.2 数字签名技术与访问控制机制

数字签名技术在网络通信信息方式中是主要的手段,在传送方式中是利用单项函数来实现的,从而保障相关信息的核实情况和变化情况。在数字网络通讯期间,数字签名技术是一项认证技术,它能够解决一些伪造信息、冒充的信息以及被篡改的信息等,保障信息在传输期间的完整性,从而实现良好的认证效果[4]。数字签名技术在当前发展期间,实现电子政务、电子商务得到广泛应用,在技术应用领域上也比较成熟,不仅具有较高的操作性,在实践应用领域也保障程序在运行期间的科学性和规范性,从而保障信息内容的真实、有效性,实现良好的控制。而且,网络通信在运行期间也实现了访问控制机制,不仅对一些实体能力、标识的确定具有一定的限制作用,也使计算机在运行期间实现更大的安全、可靠性,从而防止一些违规操作行为和攻击行为的出现。

4.3 信息加密技术

信息安全可以分为两个层面,一方面是指网络信息传播安全,另一方面则是指网络信息内容安全。网络信息传播安全需要对信息传播之后引起的后果负责,在这一过程中需要对非法、有害的信息进行过滤筛选,以此保证对网络信息的有效控制。网络信息内容安全则主要负责保护信息的真实、完整、保密,以此避免不法分子利用网络系统安全漏洞攻击用户信息。信息加密技术是保护通信网络安全最为常用的一种手段,运用这一方式可以有效降低现象传输过程中意外事故的发生,在这项技术中可以选择在传递信息的两个节点间进行加密,如此一来不仅可以同时加强对节点之间控制协议和管理信息的保密性也能够提高密码分析难度。信息加密技术在商务交易中应用最为广泛,主要有对称加密和非对称加密两种技术方式。对称加密是指信息传输双方具有相同的加密和解密数据,适用于数据量较多的信息,非对称加密是指信息传输双方使用一对密钥分别完成信息加密和解密操作。

4.4 网络入侵检测技术

网络入侵对通信网络带来的破坏无疑是巨大的,很多重要性强、敏感度高的信息都会在网络入侵的时候遭到泄露甚至被销毁。随着计算机通信网络技术的不断发展人们对其安全性的要求也越来越高,网络入侵检测技术是确保计算机网络安全的重要手段也是预防安全风险的关键技术之一。在设计网络入侵检测技术时必须要以通信网络安全系统设计为主要依据,根据计算机通信网络的隐患来源统筹设计思路。现代社会对网络入侵检测技术的要求已经不仅仅局限于拦截入侵程序和网络安全定期检测,网络入侵检测技术是识别网络安全状态的基础,因此在网络入侵技术的设计中首先需要对计算机内部管理和信息协议进行分析,逐渐实现对通信网络安全的实时性检测和智能化发展,根据检测到的入侵行为具体状况作出相应的安全防范措施。

5 加强通信网络安全的对策

5.1 改善计算机通信系统的基本性能

由于计算机的通信网络在设计方面采用了比较简单的方式,也就产生了不安全的因素。所以为了保证计算机的通信网络安全性,有必要通过改善和提升计算机具有的基础性能。譬如:对计算机病毒的检测与防护、恢复瘫痪的网络、对安全作出应急的处理、对信息实施加密的管理工作等,不断开发出具有安全性的新技术,提升系统的安全性能与防护性能,并减少漏洞的出现。另外,还可通过设计增加防护对策,制定有关安全的管理制度,实施检查与监督,避免由于漏洞的存在导致系统降低安全性,全面提升计算机的安全性能。

5.2 进行计算机网络通信安全的宣传

计算机应用在当前的社会生活中应用以及很广泛,但是在计算机通信网络安全方面,还存在许多的问题是人们不太注意的,因此,加强对计算机通信网络的安全教育和宣传是非常重要的。在进行计算机通信网络安全宣传的过程中,就要充分的发挥计算机人才的重要作用,必须让人们意识到计算机网络通信安全的重要性,加强安全防护意识。另外,计算机网络管理人员是实现计算机通信网络安全的重要影响因素,需要具备一定的管理能力和意识,并组织这些管理人员进行不断的学习和培训,学习先进的安全管理手段,实现对网络通信技术的安全防护。

5.3 加强用户的自我保护意识

很多不安全问题的发生都是因为用户缺乏辨别真伪的能力,容易被某些虚假信息所引诱,从而进入不安全的网站,造成钱财的损失。要对用户进行宣传,传播识别真伪的方法,增强自我保护意识,避免上当受骗。

5.4 制定网络安全防护

对计算机制定相关的安全防护内容包括:制定访问网络的权限,限制网络用户对加密信息的访问,体现安全防护的措施。在用户访问计算机信息时,通过控制的功能模块阻止用户对计算机部分信息的访问。即使要访问也要有身份的验证,才能允许用户实施访问的行为。对于非法的用户在访问时,网络就会实施拦截,阻止其对信息的访问;制定使用网络的权限,为了避免计算机通过通信网络的传输而泄露具有价值的信息,应该对用户制定使用网络的权限,以此控制对部分资源的查询,进而有效提升通信网络的安全;对信息制定加密的保护,对信息实施加密的方法主要是为实现对数据以及信息的保护,不但防止不法分子偷窃计算机的数据信息,还提升了通信网络的安全性,达到了防护的目的。

5.5 安装计算机集中管理软件

目前,在计算机应用中,软件开发比较多,而且应用非常广泛,关系到了整个计算机通信网络信息和数据的安全性,因此,安装相应的集中管理软件是非常必要的。安装集中管理软件,是对当前计算机通信网络安全防护的重要内容,也在一定程度上增加了计算机网络通信的安全性。另外,对计算机通信网络进行安全防护,还需要结合一定的计算机系统检测技术,进行综合使用。现在的计算机网络安全检查软件,功能都比较强大,能够试下对多个软件和信息进行安全检测,从而保证计算机通信网络之间信息共享和传递的安全性,对用户的使用实现了实时监控,保证了用户的使用安全。

6 结束语

目前,计算机通信网络已经成为人们生活中不可缺少的一部分,对人们的工作和社会的发展都有着重要的影响,因此,人们要提高对计算机通信网络安全防护的认识。这些安全问题不仅计算机通信网络技术的发展有着一定的影响,同时可能对人们的通信数据和信息产生不良影响,甚至造成经济损失,为此,本文以计算机网络通信为基础,对安全防护关键技术进行了分析,希望能够为相关的人员提供参考。

参考文献

[1]丁颜彦,李红双,赵瑞,崔续彪.浅析现代通信网络安全防护技术[J].信息系统工程,2015.

[2]杨中威.移动通信网络安全发展前景[J].电信快报,2015.

[3]邓棚超.通信网络安全技术探讨[J].山东工业技术,2015.

[4]唐景丽.现代通信网络安全防护技术分析[J].电子测试,2015.

[5]杨敏.基于4G通信技术的网络安全问题及对策研究[J].激光杂志,2015.

[6]郑博熙,程达王.试论通信网络安全关键技术[J].电子技术与软件工程,2015.

电子通信系统关键技术问题的分析 第10篇

1 电子通信系统的基本内容

电子通信系统是我国现代通信技术发展过程中的重要内容, 其与电子技术和计算机技术相互促进、相互发展, 备受人们的关注。随着现代电子通信技术的不断发展, 人们的生活发生了巨大的改变。无论是在生活中, 还是工作和学习中, 电子通信技术的应用都为人们带来了不小的影响, 促使其改变了生活方式、工作模式和学习方法。电子通信系统的运用, 使人们在工作和学习中不再受到时间和空间的限制, 有效地提高了人们的工作效率和学习能力, 节约了时间, 能促使人们获得更多的效益。电子通信系统结合了通信技术和信息技术, 是我国科学技术发展的具体体现, 其不仅仅促进了移动通信的发展, 还改善了生物技术和计算机技术, 使其获得更大的进步。电子通信系统是现代通信系统中的重要分支, 是现代信息发展中的重要内容, 既促进了我国科学技术的发展, 又拉动了我国经济的增长。

2 电子通信系统在各个领域中应用的关键技术

2.1 电子通信系统在卫星通信中应用的关键技术

在全球一体化的形成下, 信息技术的发展也逐渐全球化, 世界各国人民对信息的需求量越来越多, 所需要的信息也逐渐呈现出复杂性和多样性。在这种情况下, 为满足人们对信息的需求, 必须不断地创新通信技术, 让其与时俱进, 适应当今这个业务繁多、多媒体发展的全新时代。电子通信技术在卫星系统中的应用比较多, 而卫星系统通常是在航空领域中使用。卫星通信是我国电子通信系统中具有巨大优势的系统之一, 其所拥有的通信技术较为先进, 具有通信容量大的特点。卫星通信系统可进行远距离传输, 传输的线路十分稳定, 具有很强的抗干扰性, 其拥有灵活的组网, 激动性能十分好。电子系统在卫星系统中需要应用到卫星极光通信。数据压缩和新型数字调制等关键技术。为解决卫星通信系统中存在的问题即宽带IP难点和高速业务等方面的问题, 可应用这些关键技术来解决, 具体如下:可以压缩处理所传输的动态或静态信息, 以简化信息的复杂度, 促进信息传输效率的提高;在传输处理信息技术时, 可采用智能卫星天线系统;可调整宽带IP, 创新IP选择方式;利用编码来改进所传输的信息;进行多个地址的关联处理, 以避免IP地址出现故障;在处理信息时, 可采用卫星激光技术, 以提高信息处理效果。

2.2 电子通信系统在移动通信中应用的关键技术

电子通信系统在移动通信中应用的关键技术是分布式天线技术, 这种技术的应用具有良好的效果。无线信号处理单元、移动交换中心和虚拟小区中央控制器, 构成了采用分布式天线技术的移动通信系统。在移动通信系统中存在许多虚拟小区, 而每个虚拟小区都有无线信号处理单元, 而且每个无线信号处理单元之间相距较远, 其作用在于预处理所接受的信号。对每个虚拟小区中的信号进行预处理, 发挥收发功能之后, 要将其与核心处理单元相连接, 并通过光纤、微波无线信道等来处理信号。采用分布式天线技术的移动通信系统主要是依靠一下两种方式来实现通信:第一种方式是将每个无线信号处理单元中的上行链路信号在同一时间内法发射, 要强调的是所发射的上行链路信号与下行链路信号相同。当信号被无线信号处理单元接收之后, 则可直接利用核心处理单元来进行处理。这种方法具有可实行性, 并不复杂, 具有简便性, 但是其缺点在于无法扩展移动通信系统的信息容量, 干扰系统;第二种方式则是在整个业务区域中全面覆盖分布式大结构无线, 通过无线信号来处理信号, 以改变蜂窝小区的形式。这种方式要比第一种方式复杂, 但是效果要高于第一种方式。分布式移动通信系统传输信息量比较多, 在系统的内部能进一步的扩大容量, 能保证信号的稳定性, 不受阴影效应的影响。另外, 这种系统所覆盖的区域比较广泛, 能促进切换性能的提高, 具有较强的信息抗干扰力, 可有效地保障信息传输的及时性和准确性。

3 结语

随着时代的发展、社会的进步, 世界已步入信息化时代, 高科技为人们的生活带来了便利。在这个新环境下, 电子通信系统普及于人们的生活之中, 最为常见的应用则是移动通信和卫星通信。移动通信主要是指人们生活中的所听的广播, 所看的电视以及人们最为常用的网络。这些都是电子通信系统的具体应用, 其已成为人们生活中不可或缺的一部分, 是人们娱乐、工作和学习的重要工具。而卫星通信技术则主要是利用于航空领域, 极大的促进了我国航天事业的高速发展。现阶段, 电子通信技术的发展已成为衡量国家科学技术发展的重要指标, 必须对其加以改进和完善, 掌握电子通信系统中的关键技术, 以更好的录用电子通信系统。

参考文献

[1]杨兴.电子通信系统关键技术问题的分析[J].无线互联科技, 2013, (5) .

[2]陈耕.电子通信系统关键技术问题的浅析[J].信息通信, 2011, (5) .

[3]赵峰, 丛成帅.电子通信系统关键技术问题的浅析[J].大观周刊, 2012, (3) .

光纤通信的关键技术 第11篇

关键词：4G移动通信系统；特点；关键技术

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01

随着现代信息技术的快速发展，移动通信技术经历了从第一代移动通信系统（1G）到现在仍在使用的第三代移动通信系统（3G）的高度迈进。3G通信系统拥有很多高质量的多媒体业务和数据处理业务，其通讯速度也达到了相当的高度，带给了用户更多的多元化体验。然而其视频传输速度仍不能满足现代通信数据传输的要求，由此引发了对4G移动通信技术的研究。

一、4G和3G的主要技术参数比较

目前公认的第三代移动通信系统标准有CDMA2000、TD-SCDMA和WCDMA三种，其主要缺陷主要表现在三个方面：无法提供动态范围内的多种速率业务；无法完成多业务环境、多频段的无缝漫游；传输速率仍然较低。4G移动通信技术虽是对3G技术系统的升级，其主要技术参数方面与3G系统技术相比较仍有很多不同。

二、4G移动通信系统的特点

4G通信技术所具有的特点和技术目标主要有：更强的安全性、更快捷的传输速度、更稳定的传输效率、更优质的智能服务、更优良的业务质量、更好的灵活性、高充分的频谱利用率等，具体技术特点为：

（一）更好地灵活性。4G移动通信系统利用强大的智能技术可以自适应完成信息资源的有效分配，能够根据智能信号处理技术在不同信道条件下和各种复杂环境中进行正常发送和接受信号，能够处理通信过程中大小逐步变换的业务流以符合通信标准，具有良好的适应性、智能性和灵活性。

（二）数字宽带技术。4G移动通信系统的传输信号多采用毫米波的传输波段，其产生的较小的蜂窝小区可以大幅度提升用户容量，不过由此也会引发一连串技术难题。

（三）多业务融合。4G移动通信系统能够支持会议电视、高清晰图像处理、虚拟现实业务等更为多样的移动业务，可以保证用户在任何位置都能享受高质量的信息服务；同时其综合广播、信息系统、个人通信、娱乐等行业，可以更方便、安全的提供给用户更为广泛的应用和服务。

三、4G移动通信系统的主要技术

（一）以IP为基础的核心网。3G移动通信系统的网络基础不是IP，如WCDMA是以GSM-MAP为基础；CDMA2000是以ANSI-41为基础。而4G移动通信系统是一个全面以IP为基础的核心网络，能够完成端点之间的IP业务传输，能够同已经存在的PSTN和核心网共存，主要优势有：低成本的集成网络特点；完成不同网络间的无缝连接。其主要解决的难点有：要建立扩展性较高的网络结构，以满足多样接口接入核心网的要求；合理的计费和鉴权；及时把控制、业务和传输等功能分离。

（二）编码和调制。为了确保在较低Eb/N0状态下继续保持优良的性能，4G移动通信系统一般采用级联码、Turbo码和LDPC等较高级的信道编码方案，NTT DoCoMo状态下的4G实现系统通常会采用Turbo码的信号编码方式。[3]

（三）软件无线电技术。软件无线电技术为基础的BS或移动终端会采用由ADC/DAC模块、天线模块、DSP模块、LNA模块、多媒体模块和功率放大器模快等构成的模块化集成结构，其基带器件和RF都可以采用适当的方法进行编程。软件无线电技术拥有更高的适应性和灵活性，其能够支持多种接口方式的基站和多模式手机的连接，能够支持多种应用的可变化QoS，并能够顺利融合多种系统和标准，其在4G移动通信系统中的应用范围有：终端移动过程中的自动配置，如移动终端在移动到不同类型标准的移动系统中时终端可依照该系统标准进行自动配置以完成服务；以软件无线电技术为基础的基站可以实现多个网络间的同时服务。

（四）多址方案和无线接入方式。4G移动通信系统在CDMA、FDMA、OFDM、TDMA等多址方式中最有可能选择OFDM的多址类型，其主要优势包括：相邻小区和用户间不会发生干扰；不同信号间无干扰；可以完成较低成本的单波段接收机；不受多普勒频移和多径衰落问题影响等。较低的功率效率是OFDM的主要缺陷。近年来日本首次采用了VSF-OFCDM的无线接入方式，其属于多载波CDMA类型，具有对多径干扰不敏感和高频谱利用率等优点。

（五）高性能接受机。4G移动通信系统对接受机的要求较高。Shannon定理为我们指出了在带宽固定的信道中要完成容量为C的可靠性传输所需的最小的SNR数值，因此，在3G系统中如果带宽为5MHz，数据传输速度为2Mbps，那么所要求的SNR要达到1.2dB；而在4G移动通信系统中，要在同等带宽上完成20Mbps的数据传输速度，则SNR值至少为12dB，由此可以看出，4G移动通信系统需要更高性能的接收机。[4]

（六）无线电增强技术。主要采用的能够加强覆盖和提高容量的无线电增强技术有：利用多天线技术，如可以采用多输入多输出技术完成接收和发射分集，或采用2或4天线完成发射分集等；利用频率分集、极化分集、时间分集和空间分集等分集技术获取较好的分级性能。

（七）MIMO和智能天线技术。4G移动通信系统利用MIMO和智能天线技术进行空间分集，可以有效降低多址的干扰影响。MIMO天线系统同时采用4个天线来完成接收和发射分集，其结构图如图1所示。智能天线中的机站可以在不同用户间构成一个定向波束，这可以提有效减弱基站发射功率标准，同时还可以减少小区内其他用户的多址影响。

四、结束语

4G移动通信系统相比于3G系统具有更为显著的优势，在现代移动通信中的应用将会越来越广泛。因此，移动通信技术开发和研究人员应当充分发挥4G移动通信技术的优势和特色，在系统的关键技术上实现更高的突破，以满足更高的用户需求和体验。

参考文献：

[1]谢景贤.4G通信技术的创新与发展[J].信息通信，2012（35）：57-58.

[2]孙威.4G移动通信关键技术浅析[J].科技致富向导，2011（10）：61-62.

光纤通信的关键技术 第12篇

(一) 有线通信技术。有线通信技术主要包括常规的电话网、互联网等, 其中有线公众电信网是全国分布最广泛的信息交换网络, 有线通信技术具有覆盖范围广、适应性强、成本低的显著特点, 在自然灾害应急通信中是最为常用的一种通信技术。但是该技术容易受到地理条件的限制, 而且抗毁能力较差, 一旦被摧毁, 恢复起来就比较困难。

(二) 移动通信技术。移动通信技术具有个人通信的特点, 移动定位技术可以极大地增加受灾人员获救的可能性。一些移动接入技术, 可以通过相应的设备来快速的恢复灾害发生地区的通信, 在应急通信中具有非常重要的地位。

(三) 卫星通信技术。卫星通信技术是当前应用最为广泛的应急通信技术, 卫星通信技术往往不受一般紧急事件的影响, 而且基于卫星通信技术的通信网络覆盖的地域非常广泛, 因而可以很好的满足应急通信广度的需求, 其中卫星通信技术的主要缺点就是通信的容量有限, 而且成本较高。

(四) 专用数字集群网技术。和卫星通信技术一样, 专用数字集群网技术的通信容量也不大。但是专用数字集群网络作为独立的指挥网络, 具有其他应急通信技术所不具备的优势, 如响应速度、群组指挥等。

2 应急通信的关键技术在石油通信专网中的应用分析

(一) 卫星系统的建立。卫星系统作为整个系统的基础, 承担着石油通信专网中车载系统、便携系统与指挥中心之间的任务传输, 因此卫星系统的状况在很大程度上决定了系统传输的质量, 以及系统未来的发展能力。因此, 卫星系统的建立必须要满足应急通信的各种需求。其中卫星系统建立过程中还需要做好如下几个方面的工作:

第一、鉴于突发事故具有突发性强、时间不确定的特点, 要求卫星系统的启动要灵敏和迅速, 同事要求卫星系统能够提供实时的服务。第二、卫星系统在传输视频信号时, 传输带宽较高, 要求链路传输质量稳定, 而且带宽必须以独享的方式进行利用。第三、由于应急现场具有工作复杂和人员配置灵活的特点, 为了保证应急现场工作的顺利处理, 因此要求所配卫星设备应满足现场所需要的任何参数设置, 开机即可自动进入指定的应急带宽工作的要求。第四、为了方便车载的移动, 要求车上的信号接收天线应尽可能的小。第五、卫星系统的建立一定要节约成本, 并且要保证运行的安全和稳定。第六、要求建立的卫星系统可以随时与主控站进行业务的交流和沟通。

(二) 基于应急通信技术的石油通信专网组网方案。基于应急通信技术的石油通信专网是以卫星通信网络为主干、基层数字对讲为主, 并以北斗导航通信以及卫星移动电话为辅的应急指挥调度网络。其中基于应急通信技术的石油通信专网主要由应急指挥网络中心、移动指挥调度中心以及便携式应急卫星通信站所组成的。其中应急指挥网络中心作为全网的指挥调度中心, 承担着对全网的网络管理和通信汇接的工作;移动指挥调度中心一般由应急卫星通信车来实现, 移动指挥调度中心可以为相关的管理人员提供移动指挥调度功能;便携式应急卫星通信站主要用于实现基层数字对讲。

(一) 应急指挥网络中心。基于应急通信技术的石油通信专网的应急指挥网络中心, 正常工作时可以实现与各远端小站进行生产数据的传输以及电话的调度, 远期可以有效的利用视频会议系统, 在中心站和各远端站之间进行视频会议。在应急情况下, 应急指挥网络中心作为指挥中心和调度中心, 有效的实现网络的灵活调度和管理, 从而有效的保证救灾及应急条件下的数据信息的及时传递和处理, 并通过接受小站返回的现场信息, 有针对性的下达指挥和调度命令。

(二) 移动车载指挥通信站。配置一辆应急指挥车, 有效保证对突发事件开展合理的指挥调度。当受灾地区所具有的有效通信手段被毁坏时, 在无法为应急和救灾工作提供通信保障的条件下, 可以将移动车载指挥通信站开赴灾区现场, 即可充当灾区临时卫星的通信节点, 作为现场临时的指挥中心。

(三) 便携式通信站。配置一套便携式卫星站, 保障应急情况下可以及时的赶赴现场, 实现现场与指挥中心或与车载卫星站之间的双向卫星传输。其中便携式通信站上应配置有无线对讲系统、卫星移动电话、卫星通信设备、北斗导航通信系统以及音视频系统等。在站点无法进入现场的情况下, 应将现场视频传回便携站, 通过卫星信道回传到指挥中心, 来为应急指挥提供相应的参考数据。

3 应急通信的关键技术在石油通信专网中的应用前景分析

随着我国石油化工产业的不断发展和壮大, 在石油化工产业大力发展信息管理的今天, 应急通信的关键技术卫星通信技术将不仅仅应用于石油化工产业的应急通信, 还可以在石油化工产业的更加广阔的领域发挥它的作用, 为我国石油化工产业的快速发展提供更加稳定、可靠的通信保障。除此之外, 基于应急通信关键技术的石油通信专网系统在平时还可以用于相关作业所需要的话音和数据的传输, 而在应急时, 基于应急通信关键技术的石油通信专网系统可以充分调动卫星信道资源, 对应急突发现场区域进行重点覆盖, 并为其提高大业务量的传输。

摘要：本文从应急通信的关键技术谈起, 然后就应急通信的关键技术在石油通信专网中的应用进行详细的分析, 最后就应急通信的关键技术在石油通信专网中的应用前景做前瞻性分析。