通讯技术论文

2022-03-21 版权声明 我要投稿

写论文没有思路的时候,经常查阅一些论文范文,小编为此精心准备了《通讯技术论文(精选5篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。摘要:介绍蓝牙、GPRS、UWB、Wi-Fi这4种常用无线网络技术的主要特点、应用领域及存在的不足,阐述其相互关系和融合问题,描述不同无线传输协议的辐射问题,为无线个域网(WPAN)和数据采集与监控系统(SCADA)领域的迅速发展提供参考。

第一篇:通讯技术论文

光纤通讯技术的发展浅析

摘 要 光纤通信是利用光波作载波,以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的一种通信方式,光纤通讯技术以其独特的优势得到了快速的发展。文章简要的介绍了光纤通讯技术,并对此技术的发展现状进行了分析,进而展望了光纤通讯技术的发展趋势。

关键词 光纤通讯;技术现状;发展趋势

光纤通讯技术是电信史上的一次伟大变革,是我国发展较快的一项通讯技术,并成为当今通讯的主力军之一,带领了新技术革命的发展和前进,因为其优越性,才会得到如此迅速的发展,应用范围也在不断的扩大。

1 光纤通讯技术简介

光纤通信就是利用光波作信息传输过程中的载波,以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式。从光纤通讯技术本身讲,包括:光纤光缆技术、光交换技术传输技术、光有源器件、光无源器件以及光网络技术等几个主要部分。具有传输频带宽,通信容量大;损耗低,传输距离远,通信质量高;抗干扰能力强,应用范围广;线径细,重量轻的特点。

2 光纤光缆的分类研究

2.1 普通式光纤

普通光纤中的单模光纤是比较常用的光纤形式,是只能在指定波长下传插一种模式的光纤,只能传一种模式的光,单模光纤相比于多模光纤可支持更长传输距离,在100 Mbps的以太网以至1 G千兆网,单模光纤都可支持超过5000 m的传输距离。从成本方面考虑,单模光纤的价格比较昂贵,过去我们在建设网络时的传统观念是局域网只用双绞线,只有高速连接互联网时才用到光纤,有些企业或是厂矿局域网的范围很大,而且对网络稳定性要求更高,在这里我们就建议使用光纤了,使用光纤的成本不比使用达标的超五类双绞线高多少。而且不必担心雷击,不用考虑局域网的有效距离问题。

2.2 核心网光缆

我国在干线上已经采用了光缆的形式,单模光纤也已经全面取代了多模光纤形式而发挥作用,干线光缆采用的是分立的光纤,不会使用光纤带,这种光纤主要是室外之用,而以前的紧套层绞式和骨架式的结构现在已经几乎不被应用了。

2.3 接入网式光缆

接入网的光缆距离比较短、分支较多、分插也较复杂。可以采用增加光纤芯数的手段来扩大网容量,与此同时,还可以通过增加光纤集装密度和减小光纤的直径、重量的方法解决存在的问题。

2.4 室内光纤形式

室内光缆是根据光缆的使用环境来分类的,室内光缆的抗拉强度小,保护层较差,但也更轻便经济,室内光缆主要适用于建筑物内的布线,以及网络设备之间的连接,包括局内光缆和综合布线用光缆两部分。

2.5 通讯光缆

光纤是一种电介质,通讯光缆在结构上与电缆主要的区别是光缆必须有加强构件去承受外界的机械负荷,以保护光纤免受各种外机械力的影响。通讯光缆正广泛地用于电信、电力、广播等各部门的信号传输上,并将逐步成为未来通讯网络的

主体。

3 光纤通讯技术的前景展望

3.1 向超高速方向发展

高速系统的出现会增加业务的传输容量,为宽带业务和多媒体这样的新业务提供实现的可能性,10 Gbps的系统对光缆极化模色散较敏感,已敷设的光缆又不一定会满足10 Gbps系统的要求,还需要经过实际的测试,经验证合格后才能开通使用。更现实的方法是采用光的复用方式,波分复用的方式是目前众多种类中已经被大规模的进行商用使用的方式。

3.2 更先进的传输技术

波分复用技术是一种高效的传输技术,能够扩大光纤传输系统的传输容量,若能将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一级光纤上进行传送,就能大大增加光纤的信息传输容量,这是波分复用(WDM)的基本思路,目前1.6 Tbit/s的WDM系统已经被商用了,而另外一种提高传输容量的方式就是采用光时分复用技术,它是通过提高单信道上的速率来扩大整体的传输容量,最高的速率可以达到640 Gbit/s。

3.3 全光网络技术时代

全光网络将实现数据以更快的速度传输,因为数据仅以光的形式进行编码,它成为了光纤通信技术的最高级形式,也是光纤通讯技术发展的一个理想阶段,实现全光网络是发展的必然,全光网络具有透明性、兼容性、开放性、可扩展性等优点,会提高容量和速度,目前全光网络的发展还处在一个低级的阶段,但是它的发展前景是十分乐观的,是值得深入研究的,并要与因特网、移动通信网等做好融合工作。

3.4 全波光纤时代

城域网需要的业务量疏导和宽带管理能力比较强,其传输的距离比较短,很少使用光纤放大器,全波光纤是在这种应用形式下产生的,它采用了一种全新的生产工艺,可以将由水峰导致的衰减完全消除,水峰的消除可以将可用的波长范围增加了100 nm;可以实现高比特率长距离的传输;可以改进网络的管理现状;可以降低整个系统的成本。全波光纤的最大优点就是极大程度地加宽了光纤通信的带宽,由于全波光纤是单模光纤形式,和现用的单模光纤有很多相似的特性,所以完全可以与现有的光纤系统兼容,现有的光纤通信设备都可以继续使用,这就为它的推广应用创造了一个有利的条件。

3.5 光弧子通信

光弧子就是一种特殊的ps数量级上的超短光脉冲,光脉冲是不同频率的光波组成的电磁波形式,在光纤通讯中,损耗和色散会缩短光纤传输距离和降低传输容量,损耗使光信号在传输过程中能量逐渐减弱,而色散会使光脉冲在传输中逐渐变宽,针对这一原理,若有有效的方法使得光脉冲变宽和变窄,恰好使两种效应相互抵消,那就会提高光纤传输的质量,光脉冲可以在光纤传输过程中保持不变,并实现超长距离和超大容量的传输,光弧子的优点是在传输时传输速率极高、传输容量极大,光弧子凭借着它的这个优点,将会在光纤通讯技术的发展中获得更广阔的发展空间。

4 结束语

光纤通讯技术是信息技术的重要支撑,占据了信息社会中的重要地位,它不仅可以应用在通信的主干线路上,在电力通信控制系统中也可以发挥重要的作用,从现代通信的发展趋势分析,光纤通讯技术将会成为未来通讯业的主力军,全光网络的时代也许就在不久的将来可以实现。

参考文献

[1]郝晓宇.光纤通讯技术及其发展[J].硅谷,2012(22).

[2]才宏宇.光纤通讯技术的发展与展望[J].信息技术与标准化,2002(5).

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

作者:王影

第二篇:浅谈红外通讯技术

摘要:本文主要介绍红外通讯技术,简单阐述了红外通讯技术的优点、缺点和应用,并从软件和硬件的角度介绍了一种比较容易掌握的红外通讯技术。

关键词:红外通讯;通讯协议;PIC1018SCL

一、引言

红外通讯技术是一种点对点的数据传输协议,是传统设备之间连接线缆的一种替代。它的通讯距离一般在0~1m之间,传输速率最快可達16Mbps,通讯介质为波长为900nm左右的近红外线。红外通讯技术是目前在世界范围内广泛使用的一种无线连接技术,它主要通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换来实现无线的数据收发,可用来取代点对点的线缆连接。

目前,4Mbps速率的FIR技术已被广泛使用,16Mbps速率的VFIR技术也已经发布。红外数据通讯技术的应用领域红外通讯技术通常被应用在笔记本电脑、台式电脑和手持电脑、打印机、键盘鼠标等计算机外围设备,以及电话机、移动电话、寻呼机、数码相机、计算器、游戏机、机顶盒、手表、工业设备和医疗设备、网络接入设备(如调制解调器)等方面。红外通讯技术已被全球范围内的众多软硬件厂商所支持和采用。目前,各主流软件和硬件平台均提供了对它的支持。红外技术已被广泛应用在移动计算和移动通讯等设备中,而且巨大的装机量使红外无线通讯技术有了庞大的用户群体。

二、红外通讯技术

(一)红外通讯技术简介

红外通信是利用红外线作为传递信息的媒体,即通信信道。红外线是波长在750nm~--1mm之间的电磁波,是人眼看不到的光线。红外数据传输一般采用红外波段内的近红外线,波长在0.75m~25m之间。发送端将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列,并驱动红外发射管以光脉冲的形式发送出去。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。简言之,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。

1、红外通讯技术的优点。它的小型化和低成本,很适合应用在手机、电子商务、数字照相机等便携式产品中。相对简单的红外连接使它能适应不同的操作系统和大范围的传输速率红外连接比有线连接更安全可靠,它避免了因线缆和连接器磨损和断裂造成的检修。通常两个红外设备必须在视线上直接对准,才能进行数据交换,这就提供了一个固有的安全品质保证。不像无线电频率,红外光不会穿墙而过,因而在一个封闭的区域内,红外光是一种安全的传输媒介。

2、红外通讯技术的缺点。红外通信技术的主要缺点是通讯距离短。通讯过程中不能移动,遇到障碍物时,通信就会中断,另外目前广泛使用的SIR标准,其通讯速率也较低。事实上,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,因而功能单一、扩展性差。

3、红外通讯技术的应用。红外通讯有着成本低廉、简单易用和结构紧凑的特点,因此在小型移动设备中获得了广泛的应用。从应用领域来看,红外通讯主要应用于遥控和数据通信这两方面。红外遥控的特点为距离较近,但所需传输的数据量较小,一般仅为几个至十几个字节的控制码。而数据的红外通讯乃是最近几年刚兴起的一种较新的技术,它具有数据传输量大,传输速率高等特点。

(二)红外发射

红外发射电路主要由红外发光二极管、调制电路和驱动电路组成,其功能是将存储在单片机中的数据和指令通过发射电路传送给接收电路。

1、调制及驱动电路设计。红外通讯是将所要传输的数据以编码的方式加载到红外信号中,编码方式是多种多样的,目前国际上还没有一个统一标准。编码的实质是二次调制,按调制方式分类:目前常采用的编码方式有频率调制(FM)和脉宽调制(PWM)。FM调制是通过调制改变载波信号的周期实现“0”、“1”,PWM调制是在周期不变的情况下通过改变脉冲的宽度来实现“0”、“1”。就PWM编码方式而言,一套完整的通讯码结构也未必完全相同,大体上分为两种:一种是发出一组通讯码之后,就不断发出只有一组高低电平的重复码;另一种就是发出通讯码后间隔一定时间,再重发通讯码。就通讯码而言,通常是由引导码、系统码、数据码、奇偶校验位和结束码等信号组成,如图1所示。其中,引导码也叫起始码,是用来标志通讯编码脉冲信号的开始。系统码也叫识别码,它用来指示通讯系统的种类,以区别于其他通讯系统,这样做可以防止各通讯系统之间相互干扰(对于室内使用的设备,由于所处的环境比较简单,有时也是可以省略的)。数据码也叫指令码,它代表了相应的控制功能,接收器中的微控制器可根据数据码的数值去完成各种功能操作。奇偶校验位是提供前面奇偶校验的,能校对接收器在传输过程中是否产生差错。

2、红外通讯协议的制定。根据以上的分析,并结合国内外红外通讯所使用的协议,制定了红外通讯协议,通讯码由起始码、数据码、奇偶校验位和结束码四个部分组成,其中的起始码完成了引导码和系统码的功能。

现将所制定的红外通讯协议详细描述如下:

(1)定义1000Hz,3/4占空比的脉冲为D1(相当于数据“1”),1000Hz,1/4占空比的脉冲波为D0(相当于数据“0”),D0和D1的波形如图2所示;

(2)起始码由D1、D1、D0组成;

(3)数据码由4位二进制数组成。

(4)奇偶校验位为D1或D0,保证起始码、数据码和奇偶码中的D1的个数总共为偶数即可;

(5)结束码为持续2ms的低电平。

红外通讯信号:起始码的长度为3,数据码的长度为4,奇偶校验位的长度为1,构成了一个8位的二进制数。

如果数据码分别为:0001、0010、0011、0100、0101。

其通讯码分别为:11000011、11000101、11000110、11001001、11001010。

CPU将要发送的通讯码传到P2.0,经红外发射电路驱动红外发光管向外发射红外信号。红外发射电路如图3所示。

3、红外发射子程序。

ir_send:mov r7,bitnum;bitnum初始化为8

mov a,signalnum;通讯信号送A

rlc a;发射信号从高位先送

mov signalnum,a

jc ir_sendlp1

mov tl0,time0L;发送位为“0”时,送给

mov th0,time0H;计时器0的数

ajmp ir_sendlp2

ir_sendlp1:mov tl0,time1L;发送位为“1”时,送给

mov th0,time1H;计时器0的数

ir_sendlp2:djnz r7,ir_sendquit;8位还没发送完,跳出

setb sendfinish;发送完,设置标志

Mov r7,#8

ir_sendquit:mov bitnum,r7

ret

(三)红外接收

红外接收电路的作用就是将红外通讯信号接收过来,通过放大、限幅和滤波,解调为原始信号后再发送给单片机进行处理。

以往的接收电路都是由红外接收二极管与放大电路组成,这样的接收电路联机焊接点较多,使用不够方便。一种用于红外接收的小型一体化接收头PIC1018SCL,它将红外接收管与放大电路集成为一体,这样做的优点是它体积小,密封性好,灵敏度高,抗干扰性好并且价格低廉,可以说是接收红外信号的一种理想装置。PIC1018SCL仅有三个管脚,分别是电源正极、电源负极以及信号输出端,其工作电压在2.4~6.5V之间,只要给它接上电源即是一个完整的红外接收放大器,使用十分方便。它的主要功能包括放大、选频、解调几个部分,红外接收头的输出有反向作用,即发射代码和接收代码是反向的,输出电平则兼容TTL,CMOS。应用PIC1018SCL的红外接收电路如图4所示。

三、小结

红外通讯可用于许多需短距离传输数据的场合,特别适用于那些有线通讯无法实现或者便携性要求较高的场

合。本文就基于单片机的红外通讯系统,主要针对红外发送接收的电路原理设计以及红外通讯协议进行了制定,该系统可用在红外遥控的场合。

参考文献

1、魏永广.现代传感技术[M].哈尔滨:东北大学出版社,2001.

2、罗志增.机器人感觉与多信息融合[M].北京:机械工业出版社,2002.

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5、何立民.单片机应用系统设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.

6、欧阳杰.红外电子学.北京理工大学出版社,1997.

7、赵海兰.红外学习机的设计原理与应用.电子元器件应用,2004.

8、裴颜纯,陈志超.基于单片机系统的红外遥控器设计.电子与封装[M],2005.

(作者简介:郑志聪,莆田,1982.11.11,福建农林大学金山学院,助教,研究方向:电气工程及其自动化,机械工程计算机应用技术,邮箱:xiaowa706@tom.com)

作者:郑志聪

第三篇:常用无线通讯技术与应用

摘要:介绍蓝牙、GPRS、UWB、Wi-Fi这4种常用无线网络技术的主要特点、应用领域及存在的不足,阐述其相互关系和融合问题,描述不同无线传输协议的辐射问题,为无线个域网(WPAN)和数据采集与监控系统(SCADA)领域的迅速发展提供参考。

关键词:蓝牙;GPRS;UWB;Wi-Fi;无线网络

接入技术主要分为有线接入和无线接入两种,其中无线接入技以电磁波为媒介,省去了繁琐的布线问题。随着无线个域网(WPAN)的升温,计算机、通信与家电的融合逐步走进人们日常生活,促使短距离数据业务迅速膨胀。数据采集与监控系统(SCADA)可对设备进行实时监视和控制,实现数据采集、设备管控、参数设定及信息报警等功能。但通信技术在很大程度上限制了其发展。无线接入技术的不断发展更新,为WPAN组成无线、高速、互联的个人化信息网络和SCADA发展提供了新机遇。

1 蓝牙技术

为除去设备间的“最后”连接,满足移动设备在WAPN内的通讯。1994年,瑞典爱立信公司在“多通信链路(Multi-Communicator Link,MC Link)课题中,通过无线电射频技术实现移动设备与周围器件互连,并将这种无线互连技术规范命名为蓝牙(Bluetooth)。SIG为推广蓝牙技术,将其标准全部公开,只要产品最终通过SIG蓝牙产品兼容性测试,就可推向市场。这使得蓝牙成为一种开放性的、短距离无线数据和语音通信全球规范。

1.1 特点

蓝牙设备间可快速方便地建立无线连接,具有较强的移植性、安全性,且设备地址唯一,支持皮可网与分散网等组网方式。

1) 低功耗,体积小,便于集成。蓝牙设备有4种通信模式,其中除激活模式为正常工作状态外,呼吸、保持和休眠模式为低功耗模式。蓝牙设备的体积较小,可以很方便的嵌入和集成。

2) 采用跳频扩频技术。将2.402~2.480 GHz频段分成79个频点,通过频点间跳转来发送数据,频点排列顺序采用伪随机方式,每秒频率改变1 600次。跳频技术使蓝牙的无线链路具备更高的安全性和抗干扰能力,但目前蓝牙设备的传输距离仅10 m。

3) 采用时分复用多路访问技术。蓝牙设备通过数据包的形式按时隙传送数据,在很大程度上避免了无线通信中的“碰撞”和“隐藏终端”等问题。

4) 可同传语音和数据。蓝牙使用电路交换和分组交换技术,支持异步数据信道、三路语音信道,以及异步数据与同步语音同时传输。

5) 对人体安全影响不大。经世界卫生组织和IEEE等专家检测,蓝牙辐射不会对人体产生危害。其输出功率仅为移动电话功率的一小部分(1 mW),只有微弱部分被人体吸收。

1.2 应用领域及產品

目前,蓝牙标准提供多种应用模型,包括蓝牙芯片、蓝牙适配器、蓝牙耳机、蓝牙数码相机和蓝牙标签等。将上述设备组成一个微微网(Piconet),多个微微网间可以相互传输信息,设备间可随时随地进行通信。蓝牙技术广泛地应用于无线医疗监护、电力抄表、智能交通和智能家居控制等多种领域。

1.3 存在的问题

1) 干扰问题。蓝牙和ZigBee,RFID,HomeRF,WLAN等共同工作在2.4 GHz免费ISM频段,所以彼此间的干扰不可避免。同时,蓝牙皮可网之间数据的同频和邻频干扰也同样存在。

2) 蓝牙技术数据传输安全问题。单元密钥的使用容易受外界针对性攻击;蓝牙单元提供的个人识别码存在安全问题。谭永亮等在分析蓝牙加密算法的基础上,提出另一种以IDEA为基础的蓝牙加密算法;徐向东等通过充分分析蓝牙数据安全加密算法中的不足,提出用DES加密算法替代原有EO加密算法。

2 GPRS技术

GPRS是General Packet Radio Service(通用无线分组业务)的缩写,为叠加在GSM网络上的二级网络,因此系统升级较为方便,只需做软件升级,硬件变动较少。设备通过接入GPRS网络与在Internet互联网上的服务器完成数据交换。

2.1 技术优势

1) 永远在线,快速登录。用户开通GPRS业务功能后,开机就会建立联系并附着在网络上保持连接,发出请求即可实现数据通信。之后使用只需激活就可快速登陆到互联网。

2) 高速传输。实际速率受编码和软硬件限制,在同时启用8个信道进行GPRS数据传输时,速率可达115 kb/s。实际应用中为保证GSM话音优先传送,最多只用4个信道进行GPRS数据传输,因此实际速率约为30~56 kb/s。

3) 按量收费。只有用户在实际收发数据时才占用GPRS网络资源,平时挂在网上并不会产生任何数据流量和收费。GPRS数据传输与话音传输可同时进行,也可以切换进行。

4) 资源利用率高。为解决传统电路交换中的信道占用问题,GPRS采用“分组”技术,仅在数据通信时占用信道资源,使信道利用率得到提高。增加分层网络功能,与计算机网络有很好的兼容性,支持TCP/IP协议,可快速将数据从远端传送到服务器上。

2.2 应用

采用GPRS技术的SCADA,在实现对无线分布式系统监控管理的同时,使系统部署的灵活性大大增强。同时嵌入式GPRS模块的研制,使其应用更加便捷。

GPRS个人业务有移动商务、移动办公、娱乐休闲、定位服务等。

GPRS行业应用有:1) 分散数据采集。GPRS发送和接收数据可以在端到端分组转移模式下进行,从而节省电路交换模式的网络资源。特别适用于采集点分散,间断的、突发性的、频繁的、少量的数据传输或偶尔的大数据量传输。2) 智能公交管理。公交管理主要按照调度中心时刻表进行,而采用GPS和GPRS相结合的移动终端后,车辆可实时向调度中心汇报自身位置,并通过电子站牌发布,方便市民出行。3) 银行交易。移动无线POS机的出现,摆脱了传统线路束缚,使银行业务得到拓展。4) 家居智能化。通过手机实时操纵家庭中的各种设备,如音视频设备、照明系统、空调和安防系统,使家居生活更加安全舒适。

2.3 技术缺陷

1) 终端不支持无线终止功能。目前GPRS终端尚不具备无线终止接收来电服务,可能限制其在非语音服务市场的推广。同时GPRS装载的WAP手机浏览器,未经授权内容也会发送给用户并收费。

2) 干扰问题。所有无线通信技术都面临网内和网外干扰问题。干扰会造成空中接口信息扭曲或破坏,而且接受方难以还原,造成GSM话音质量下降和GPRS错误数据包重传。如果干扰时间过长,可能造成服务中断。

3) 分组数据信道(PDCH)分配失败。PDCH作为GPRS传送数据包信道,具有固定和动态分配两种方式。在固定分配情况下,专用的PDCH仅给使用GPRS的用户提供业务;在动态分配时,利用多余话音信道为用户提供业务。GPRS用户的PDCH分配量取决于所在区域空闲的话音信道。此外,PCU资源短缺也会引起PDCH分配失败。

3 UWB技术

超宽带(UWB)技术是一种能够实现无线局域网(WLAN)和WAPN无线互联的技术。2002年美国联邦通信委员会(FCC)修订了第15标准,将UWB定义为:相对带宽大于0.2或在传输的任何时刻绝对带宽不小于500 MHz的信号;将信号带宽定义为:低于最高发射功率10 dB的截止频率间的带宽。UWB的频段在3.1G~10.6 GHz之间,发射功率需控制在1 mW以下。

UWB是一种无载波通信技术,通过冲击脉冲的陡峭上升和下降时间的对数据进行直接调制,而非传统的把信号从基带调制到载波上。因此UWB技术又被称作无载波传输技术、基带传输技术或冲激无线电技术。其基本原理是信息论中的“香农公式”,即:。从式中可以看出,带宽B的增加使信道容量C的升高远远大于信号功率S上升所带来的效应。

3.1 技术优势

1) 传输速率高。UWB高速数据传输具有两层含义。一是普通意义上的高速数据传输:即在室内同时激活5~10台UWB设备,以12.5~62.5 Mb/s的速率传输1~10 m;其二为极高速数据传输,在几米范围内可实现几G/s的传输速率。

2) 多径分辨能力强。从时域角度讲,UWB系统的脉冲宽度仅为纳秒级,具有较高的时间分辨力;从频域角度分析,多径衰落只存在某些频点处,而UWB极宽的带宽使能量衰落只占很小一部分。通过多径环境试验对比,在常规无线电信号衰落达到10~30 dB时,UWB的衰落不到5 dB。

3) 电磁兼容性好。FCC规定,UWB的发送功率谱密度需低于41.3 dBm/MHz,仅相当于普通非UWB接收机的宽带白噪声。

4) 发射功率低、功耗小,绿色环保。UWB信号无需载波,略去了发射连续载波时消耗的大量能量,打破了过去任何一项传输技术的功耗和带宽成正比的定律。UWB高速通信时的功耗仅为几毫瓦至几十毫瓦。民用设备的功率约为传统移动电话的1/10、蓝牙设备的1/20,不会对人体产生影响。

5) 系统安全性好。UWB信号隐蔽在环境噪声和其它信号中,解调时必须采用与发端一致的扩频码脉冲序列,具有低截获能力。

3.2 应用

UWB具有很高的定位精度和极强的穿透能力,可以将定位与通信合一。与GPS卫星可视范围内的绝对地理位置定位不同,UWB可在室内和地下进行精确定位并给出相对位置,因此在穿墙成像、信息通信、车载雷达、医疗电子、近距离高精度定位等领域广泛应用。

3.3 局限性

首先,UWB技术的脉冲持续时间较短,对检测接收脉冲具有一定影响。其次,传统收发信机只需控制外噪声,而UWB板载微控制器噪声是一个亟待解决的问题。再次,UWB系统需在灵活支持多速率、复杂度、发送峰值功率、带宽效率和用BER表示性能间达成折衷。

4 Wi-Fi技术

Wi-Fi即“无线保真”(Wireless Fidelity),指802.11标准的IEEE802.11b子集。多用的IEEE802.11b与IEEE802.11g设备使用2.400 0~2.483 5 GHz的免许可频段。现IEEE802.11标准被统称作Wi-Fi。作为一种在百米内支持互联网接入的重要技术,与蓝牙同属短距离无线技术。

Wi-Fi网架结构是在Wi-Fi网络在有线宽带网络基础上,配备无线网卡和一台AP(Access Point),即“无线访问接入点”或“桥接器”。通过配置多个接入点AP形成一个连续覆盖区域,实现移动漫游。

4.1 技术优势

1) 业务可集成。Wi-Fi技术在OSI参考模型的数据链路层上与以太网完全一致,因此可以利用已有的有线资源进行Wi-Fi网络部署,快速形成无缝网络覆盖。

2) 无需布线。通过在人员密集的公共场所设置无线网络“热点”进行互联网连接,只要用户处于“热点”范围内,即可快速便捷接入。

3) 覆盖范围广,传输速度快。网络覆盖半径可达100 m。在传输速率方面,IEEE802.11n可以将WLAN的传输速率由目前的54 Mbp提高到300 Mbp,甚至达600 Mbp。

4) 兼容性好且绿色环保。802.11n是一个完全可编程硬件平台,不同系统可通过不同软件在802.11n上兼容,使802.11n兼容所有802.11系列协议。Wi-Fi应用中,IEEE802.11实际发射功率约60~70 mW,且不会与人体直接接触。较发射功率为0.2~1.0 W的蜂窝电话更健康、安全。

4.2 应用

1) Wi-Fi技术的市场发展。WiFi组网方式多种多样,不但个人家庭中可以用到,医疗保健、企业办公、休闲会所、图书馆等人员密集场所均可用到。最值得一提的是,在具有Wi-Fi模块的智能手机上安装相应VOIP软件后,可实现语音通话。

2) Wi-Fi定位技术的发展。实时定位系统(RTLS)可在一定区域内對车辆和人员进行实时定位跟踪。Wi-Fi快速定位特别是首次快速定位的实时性较好。

3) Wi-Fi可作为有线接入技术和蜂窝移动通信技术的补充。鉴于家庭网络及小型办公网络对Wi-Fi技术的大量需求,电信运营商一般都在安装网络时架设了Wi-Fi网络。4G代表的蜂窝网络和Wi-Fi凭借各自无可取代的特点共存互补,是发展的必然趋势。

4.3 技术瓶颈

1) Wi-Fi单点覆盖半径仅100 m,且信号随距节点距离增加而减弱,移动性能也不佳。在室内较为复杂的环境,容易导致信号多径效应。

2) Wi-Fi网络的安全性差强人意。802.11提供一种名为WEP的加密算法,但由于Wi-Fi缺少有线网络的物理结构,因此对方在信号覆盖范围内通过无线网卡就可以访问网络,占用带宽,造成信息泄露。Wi-Fi使用无线网络频率无需显式申请,容易网络饱和及受到攻击。

5 WiMAX技术

随着IPTV、流媒体等业务的快速发展,用户对“最后一公里”宽带化的需求越发强烈。WiMAX(Worldwide Interoperability forMicrowave Access)全球微波接入互操作性,作为“最后一公里”的无线接入手段,可以使网络部署的灵活性和可搬移性得到提高,常被作为802.16的代名词。其既可以提供数据接入业务,也可实现基于宽带的NGN话音业务。

WiMAX工作频率在2~66 GHz之间,信道带宽可在1.5~20 MHz范围内调整,使其在所分配的信道带宽内更好的利用频谱资源。采用宏小区方式的WiMAX技术,覆盖半径最大可达50 km。使用20 MHz信道带宽时,共享数据的传输速率可达70 Mbit/s(覆盖半径为3~5 km)。同时,可采用多扇区技术提高系统容量。

5.1 特点

WiMAX相比传统有线宽带具有以下特点:

1) 灵活性强。WiMAX可快速在任何临时站点建立,省去繁琐的线路布置。而且系统资源可依据用户需求和信道状况进行动态调整,使资费更加合理,同时也避免了资源的浪费。

2) 应用范围广。由于WiMAX具有足够的覆盖范围,因此在有线宽带不便部署的区域,WiMAX表现出更大的技术优势,打破ADSL接入必须在5 km以内的距离限制。

3) 成本低。在距离市区较远的城郊和农村地区,布线问题使传统宽带接入成本迅速提升。而WiMAX通过单个基站就可为成千上万用户提供不同服务,有效解决成本问题。

5.2 应用

WiMAX的应用主要定位在两个方面:一是依据WiMAX无线专线速度快、建设周期短、接入方式简单、资费便宜的优点,将其作为有线宽带接入方式的有力补充,扩展宽带接入范围并增加其灵活性;另一个是与WiFi技术分别致力于城域网与局域网2个互补领域,WiMAX解决“最后一公里”,WLAN解决“最后一百米”。WiMAX的出现,为宽带无线接入提供了理论基础和技术支持,为宽带无线接入技术的发展指明了方向。

5.3 存在的问题

1) 严格来讲,WiMAX不是真正意义上的移动通信系统标准,只是无线城域网的一项技术。只有达到802.16 m才能成为具有无缝切换功能的移动通信系统,但相关进展尚有不确定性。

2) 频率分配是WiMAX发展的前提,而世界各国对WiMAX的频段尚没有明确一致的意见。为增加信号的移动性能,802.16e将频率限制在6 GHz以下需许可证频段,全球范围内的6 GHz以下频率资源非常紧张,频率分配同样存在不确定性因素。

6 ZigBee技术

ZigBee作为新一代无线通讯技术,之前也被称为HomeRF Lite,RF- EasyLink,fireFly无线电技术。基于IEEE802.15.4标准和ZigBee网络协议而设计的ZigBee无线传感器网络,主要适用于短距离、低功耗且传输速率不高及具有典型周期性、间歇性数据和低反应时间的电子设备间无线数据传输。

6.1 特点

1) 低功耗。ZigBee技术采用休眠唤醒工作模式,有较低的传输速率和较近的传输距离,发射功率仅为1 mW。

2) 网络容量大。ZigBee网络具有三种网络拓扑结构,每种结构都包括一个协调器和若干不同数量的路由器或终端设备,协调器可以带有255个激活节点(蓝牙只有8个),理论上可以组建65 535个节点的无线传感器网络。

3) 支持自组网,自恢复能力强。由ZDO定义的Coordinator发起网络,其它设备会自动搜寻网络并加入其中。当预先确定的网络路径发生变化或中断时,动态路由结合网状拓扑结构模块会重新寻找通信对象并构建新的网络通道,保证数据传输可靠性。

6.2 技术瓶颈

ZigBee的网络封包格式与IP网络不同,导致其不能与IP网络互连互通,这在很大程度上阻碍着ZigBee的应用和发展。

目前,国内ZigBee技术主要采用ISM频段中的2.5 GHz频率,存在衍射能力弱的问题,导致室内信号质量较差。有些厂家使用射频功放增加信號强度,但会造成额外的辐射污染,与ZigBee节能的初衷背道而驰。

6.3 应用

ZigBee作为近距离、低成本、低功耗、低数据速率的双向无线通信技术,已广泛应用于物联网产业链中的M2M行业,如智能电网、智能家居、井下人员定位、供应链自动化、工业自动化、数字化医疗、农业自动化监控系统等领域。

7 结语

虽然无线网络存在传输效率、可靠性及安全性问题,但其优势显而易见。伴随着移动通信和互联网技术的高速发展,二者之间的融合越来越明显,移动通信逐步走向宽带化,宽带接入逐步走向无线化,通信技术和计算机技术融合成为必然趋势。

参考文献

[1] 钱志鸿,刘丹.蓝牙技术数据传输综述[J].通信学报,2012(4):143-151.

[2] 许涛.超宽带定位系统中基带信号的设计与实现[D].厦门:厦门大学,2013.

[3] 李娟.基于ZigBee技术的收费站人员设备定位系统研究[D].长安:长安大学,2012.

作者:盛会 郭辉 陈恒峰 杨相飞

第四篇:通讯工程提高工程质量的技术措施

摘要:通讯工程系统主要由传输设备、程控交换设备、通讯电缆、电源设备等组成,通讯线缆和整套设备的安装质量是保证正常通讯的基础,如果工程的施工质量出现问题,会造成比较大的质量安全事故,造成严重的经济损失,因此在通讯工程建设的过程中,要严格按照相关的规定标准进行执行,进行实地的勘测和考察,同时,要建立出科学的管理方案,根据具体的施工情况,制定合理的施工方案。确保施工质量达到规定要求。本文根据通讯工程的施工特点,对实施通讯工程时提高工程质量的措施提出一些见解。

关键词:通讯工程;工程质量;机械设备;

1 通讯工程的施工特点

现如今,随着通讯技术的飞速发展以及工程建设技术的不断推进,再加上人们生活水平的不断提高,通讯成为了人们生活中不可或缺的一个重要部分,而其中的通讯工程施工直接影响着通讯质量。所以,在通讯工程施工基础建设中,通讯工程施工质量就起着决定性作用。对于通讯工程建设而言,也属于信息系统的工程建设,其中涉及的范围极广,涵盖了计算机、网络通信、智能大厦以及综合布线等各个方面。实施通讯工程时,其技术上的特点主要表现为:一是流动性较强。基于通讯工程自身的不可移动性,所以施工队要在完成一个站点的工程任务后转移到另一个工程站点上实施新工程,并且施工队在转移时,其自身也会产生很多的不可预计的变动与流动。二是重复性低。基于通讯工程上所需产品的种类与数量上的多样性与单件性,所以在实施通讯工程时不会大批量的生产某一产品,每个施工环节都必须是一次性完成的,否则该环节就得重头做起,进而为通讯工程的顺利施工增加了困难。三是难度高。与普通工程相比,实施通讯工程时的作业条件与外界制约因素都是十分艰苦的,这在很大程度上都会对工程的质量与进度产生影响。四是复杂性强。基于通讯工程牵涉的专业多、涉及的范围广,且实际施工中涉及到的工种种类繁多,需要直接合作的单位较多,因此在实施工程期间要将这些复杂的合作关系协调到位,否则就会严重制约工程的质量与进度。

2制约通讯工程质量的因素

由于通讯工程是一个系统性非常强的建设工程,所以工程施工中的每一个环节都与工程的整体质量紧密相连,任何一个环节都不能出现问题,那怕是小问题也会影响到整个工程的建设,由此实施通讯工程时要注意每个施工环节的建设,要高度重视下面几个因素,以预防其制约工程质量与进度。

2.1 原材料与设备因素。在实施通讯工程时,材料与设备是整个工程的物质保证,是保障工程质量的基本要素之一,所以要严格控制,防止因材料与设备问题而影响通讯工程质量。一般通讯工程中的原材料以光缆(光导纤维)为主,其是一种规格较多、柔韧性较强的材料,如果在施工过程中使用了劣质光缆,就会制约整个工程的质量,影响整体工程的进度;仪器仪表是实施通讯工程时的常用设备。基于通讯工程是一项较为严密的项目工程,所以施工时即会用到那些常用仪器,还会用到一些较为精密的仪器,而操作精密仪器时,由于其自身的先进性,有可能在功能、数据、应运上产生偏差,而这些偏差就可能是制约工程质量的因素。

2.2 施工方式与工艺因素。在实施通讯工程时,施工方式与工艺是整个工程的技术保证,也是保障工程质量的基本要素之一。在很大程度上,合理的选择施工方式与

工艺也是保障工程质量和进度的手段。通常通讯工程在设计阶段就确定了施工方式与工艺。然而随着科学技术的飞速发展,实施通讯工程时也使用了新科技的研究成果,如各类的新材料、新设备、新技术,所以实施工程时,并不是一定要死板硬套的遵循原定的施工工艺,而是要随着科学技术的发展而发展、更新。

1.2.3 人为因素。在实施通讯工程时,人也是制约工程质量与进度的基本要素之一。所谓的人指的是与通讯工程建设有关的人员,例如工程设计师、工程管理者、工程

现场监理、工程施工人员等。由于整个工程从设计到施工都与这些人息息相关,是凝聚了他们全部能力的产物,所以在很大程度上他们的能力、意识、技能、道德以及状态等都是制约通讯工程质量的重要因素。

2.4 环境因素。在实施通讯工程时,环境也是制约工程质量与进度的基本要素之一。基于通讯工程的施工周期长、涉及范圍广,所以施工现场的环境在很大程度上会

制约工程进度,影响工程质量,由此在实施通讯工程时要格外注意施工现场的环境情况。

3 实施通讯工程时提高工程质量的技术措施

3.1 明确责任制。基于通讯工程的整体性,所以工程要想在合同期内保质保量的完工,就要明确工程的责任制,依据分项保分部、分布保单位的工程准则,将与工程

相互牵制的关系与工程责任目标细化分解到各部、各项,同时依据责任制与工程中各个项目的技术要求、要点,结合施工人员的综合素质与技术水平,将各项责任再细化到责任人,以便做好通讯工程质量的控制及责任目标的落实,进而实现通讯工程的设计目标。

3.2 强化监督管理机制。就近些年内发生在中国的通讯工程安全事故来说,大多数是由于其建设单位的监督管理机制不够完善而造成的,因此要想有效控制通讯工程的质量,其建设单位就要构建出一套完善的、行之有效的监督管理机制,并且将其实际应用于工程的施工过程中。通常实施通讯工程时,工程建设单位要与监理、施工等单位合作,由于是多方合作,所以协作关系会比较复杂,因此要想有效协作,

各个合作单位就要共同研究,制定出一个有效的、统一的监督机制,为了有效监督,监督内容中要把招投标、论证、项目立项等重要环节列入。并且要求各个单位高度重视监督机制,只有这样才能确保其在监督管理过程中被层次落实,才能够有效监督管理通讯工程的整体质量。

3.3 利用新型的科学技术设备,提高施工水平。随着科学技术的快速发展,各类新型的科技设备层出不穷,由于其具有非常高效的工作效率,并且我国正处于技术改革转型期,正在各个领域推广使用新型技术,如节能技术、新型的混凝土和钢筋技术等,在加上通讯工程自身的先进性,所以为了适应时代步伐,提高施工水平,通讯工程的施工也应借助当前的科学技术来优化配置工程的各个阶段,使整个工程建设实现专业化、机械设备自动化、管理现代化。

3.4 强化各合作单位的协作关系。通讯工程的建设是一个系统性非常强的建设工程,其中还包括了水、电、土建等基础项目建设,建设这些项目时需要多个工种、全方

位的、交叉式的作业,因此无论是管理,还是协作都要谨慎处理,一旦那个环节出现问题,都会影响整个工程建设,所以为了确保通讯工程的质量,在开展各项工作时,就要处理好各分包单位、各岗位、各职位间的关系,要强化各合作单位的协作。在通讯工程的实施工程中,如果遇到那些没有明确规定、规范的要求,建设单位应安排专业人员或者经验丰富的技术人员进行现场指导施工。如果遇到交叉作业或者分项施工时,施工人员要格外的注意,以便确保通讯工程的质量与进度。

4 结束语

总而言之,在通讯工程的管理生产中,要严格遵循国家的相关政策,根据具体的施工情况制定合理的施工流程,要提高相关施工单位之间的合作关系,使用先进的科学技术水平,做好监督工作,并对员工的安全意识进行提高,从而来保证通讯工程施工的顺利开展,建设出符合质量标准的通讯工程。

参考文献:

[1] 彭勇彬.通讯及自动化工程质量控制[J].科技致富向导,2013,(15):158-160.

[2] 胡朝晖.浅析通信工程建设项目的安全管理[J].企业技术开发,2012,(24):162-164.

作者:章岳钢

第五篇:光纤技术通讯技术的应用及发展分析

【摘要】随着社会的发展,我国的各科学技术得到进步,通信工程成为我国发展中的重要技术手段,其应用推动了现代网络的普及,对推动国家的发展有着重要的影响。在通信系统的发展过程中,光纤技术是重要的应用技术之一,其有效降低了信息传输过程中产生的损耗,确保了信息传输的高质量完成。光纤通信可以降低通信工程技术使用中受到的干扰,提升信息传输效率。本文针对通信工程建设中光纤技术的应用进行了分析,并研究了未来建设中光纤技术的发展趋势。

【关键词】通信工程;光纤技术;应用情况;发展趋势

引言

社会以肉眼可见的速度发展着,在过去的几千年里,一封家书来之不易,现在一部手机就能将世界连接。从前一声号角、一封电报打响一场战争,如今世界暗流涌动,国与国之间的战争不再是武力值的高低,更是科技发展的强弱。国家的防卫线不再是高高的城墙,而是无形的电子屏障。光纤通讯技术的出现改变了人类传统的交流方式,也改变了世界发展的途径。

1光纤概念分析

光纤在通信工程行业中发挥着举足轻重的重要作用。这种通讯方式在使用过程中能够把电信号在短时间内转化成光纤激光然后在整个光纤通讯中进行稳定传播,在接收端还可以通过还原设备把各种复杂的激光信号转化成重要信息数据,只有这样才能够为广大客户读取那些复杂的信息内容提供便捷。光纤网络整体结构是一种纷繁复杂综合组成部分。一般情况下,光纤通讯设备里边会包含各种现代化的光发信机、光接收机、无源器件和各种高性能中繼器。尤其光发信机和接收机是整个光纤网络中的重要组成部分。这些通讯设备都是光纤有线通讯技术在现代通信工程中必不可少的重要组成部分。这两中设备也是有效处理与转化光信号的重要设备。光纤接收端设备还具有放大与检测光信号作用,中继器也是光纤网络传输中的重要组成部分。这种设备一般是由再生电路和光检测综合装置的共同组成。然而,无源器件则是耦合器与连接器之间的重要部分。以上这些设备与部件能够形成一套完整的综合光纤网络,光纤网络技术在整个通信传输行业发展中占有举足轻重的重要作用。

2光纤技术的应用

2.1光孤子技术的应用

光孤子技术是光纤技术在通信工程中的主要技术之一。在实际的信息传输过程中,光孤子技术可以借助光脉冲现象来形成信息载体,增强信息传输过程的稳定性和信息传输质量。在通信技术的发展中,技术人员将光孤子技术和通信技术相结合可以极大地提升通信工程信息传输质量,降低光孤子在信息传输中出现的损耗。在通信工程中,光孤子技术可以提升信息传输过程的能量,避免信息传输中出现信息丢失等安全问题。在当前的国家建设中,光孤子技术一般在海底光缆的建设中使用。

2.2改进光缆线路

不同的传输设备之间要实现相互连接,就要通过物理介质建立彼此联系,而光缆线路则是传输设备连接需要的关键物理介质。因此,要改进光纤有线传输技术,也要对光缆线路实现合理改进。在光缆线路改进过程中,需要对运营商实际运行需求进行综合考虑,并科学划分各设备区域,以最大程度的发挥光纤线路的功能和作用。传输结果质量高低,一定程度上受到区域划分因素的严重影响,若中心局方不能清晰的划分实际管辖区域,那么势必会影响到传输结果。针对这一问题,要有效提升传输质量,可以对设备进行适当调整,合理划分实际管辖区域。SDH技术在应用中,光传输网络结构是否稳定,与管线区域的划分也有直接关系,为了保证SDH网络结构的高度稳定性,需要足够清晰且合理的划分中心局方对应的管线区域。

2.3电力通讯保护

因光纤通讯抗干扰能力较强,电力通讯在稳定性和灵活性方面均有欠缺。随着社会的发展,人们便将光纤通讯技术和电力通讯技术复合利用。比如光纤复合地线,利用光纤通讯中对电的绝缘性,保护电路不受雷电干扰。但光纤通讯也有本身的不足,安装、割接、维护等都需要专门的机器,因为结合成本控制和传输速率的双层考虑,就可将电力系统和光纤通讯的优点相结合,即光纤复合相线。

2.4医疗应用

比较常见的就是纤镜、光纤传感器、激光治疗等。纤镜主要是通过光信号在玻璃纤维间的多次反射从而形成一个人体内部器官的结构。光纤传感器是利用光的反射特性来测量人体组成的相关特性,例如血液的流速,通常是使用光纤多普勒测速仪。光纤通讯技术也可用来治疗疾病,光本身就具有能量,且其方向性良好,通过对指定部位传输能量便有助于伤口的愈合。

3通信工程中光纤技术的发展趋势

3.1光纤技术向着超高速系统发展

当前的通信工程建设开始向高速信息传输速率的方向发展。为了满足通信工程的建设需求,光纤技术的研发也应当向着信息传输的高速率方向发展,推动通信质量的发展。在未来的发展中,光纤通信技术将在国家的各个行业中进行使用,推动行业的发展,提升信息传输速度和质量。

3.2改进接入层

目前,接入层面临的主要问题是网络容纳量逐渐降低,接入环容量趋于饱和。为了有效解决这一问题,需要科学改进接入层。首先,要将接入环从一变成二,通过接入环的裂变实现网络容纳量的进一步扩大。其次,要结合实际网络状况,合理设置接入层对应的接点数量。通常情况下,要充分满足网络顺畅运行的需求,需要在接入层设置8个及以下的接点数量。

结语

光纤技术在通信工程中有着重要的作用,在当前我国的电力管理、铁路系统等的运行中有着重要的地位,也方便了人们的生活交流。在未来的发展中,技术人员要进一步优化光纤技术的功能,提升信息传输速率和传输容量,满足当前不断发展的信息传输需求,推动国家信息产业的进一步发展。

参考文献:

[1]王晓乐.通信工程中光纤技术的设计应用和发展趋势[J].通信电源技术,2018,35(2):186-187.

[2]戴淑怡.通信工程中光纤技术的设计应用和发展趋势探析[J].科学与信息化,2019(1):34-35.

[3]许春霞,黄光宇,孙兰.光纤通讯技术特点及其发展应用[J].科技创新导报,2018,15(6):167,173.

[4]白鸣飞,周洁.基于光纤通讯技术的发展趋势与应用的探讨[J].数字技术与应用,2013(12):18.

(作者单位:国网太原供电公司)

作者:刘跃彬

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