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【關(guān)鍵詞】光纖通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的飛速發(fā)展,通信技術(shù)在近幾年得到了迅猛發(fā)展。光纖通信的應(yīng)用給了人們很大的便利,備受人們的廣泛關(guān)注。然而,人們并沒(méi)有局限于當(dāng)前的光纖通信技術(shù)水平,而是不斷開(kāi)拓進(jìn)取,積極創(chuàng)新,開(kāi)發(fā)與利用新的光纖通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
一、光纖通信的特點(diǎn)
1.通信容量大。
2.中繼距離長(zhǎng)。
3.保密性能好。
4.抗電磁干擾能力強(qiáng)。
5.體積小、重量輕、便于施工維護(hù)。
二、光纖通信的應(yīng)用
光纖一方面可以傳輸數(shù)字信號(hào),另一方面可以傳輸模擬信號(hào)。因此,光纖應(yīng)用非常廣,目前在廣播通信網(wǎng)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)都得到了很好的應(yīng)用。光纖通信的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:一是通信網(wǎng),比如全球通信網(wǎng)、公共電信網(wǎng)、電力、鐵道等各種專(zhuān)用的通信網(wǎng)、石油與化工等領(lǐng)域的特殊通信手段等。二是計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)以及廣域網(wǎng)。比如光纖以太網(wǎng)以及路由器間光纖傳輸鏈路等。三是電視干線(xiàn)與分配網(wǎng),工廠(chǎng)與銀行等電視系統(tǒng)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)?。四是綜合業(yè)務(wù)的有源接入網(wǎng)與無(wú)源接入網(wǎng)。綜合業(yè)務(wù)是指可以實(shí)現(xiàn)電話(huà)與視頻,還有多媒體技術(shù)業(yè)務(wù)等綜合接入的核心網(wǎng)絡(luò),以提供多種的社區(qū)服務(wù)。
三、光纖通信系統(tǒng)的基本組成
要讓光波可以成為攜帶各種信息的有效載體,就應(yīng)該對(duì)其給予調(diào)制,可以在接收端再將信息于光波中正確檢測(cè)出來(lái)。但是,當(dāng)前檢測(cè)技術(shù)水平是有所限制的,對(duì)光波給予頻率調(diào)制以及相位調(diào)制僅僅在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行,還沒(méi)有達(dá)到實(shí)用化的水平,所以目前多數(shù)運(yùn)用強(qiáng)度調(diào)制跟直接檢波的方式。
光纖通信系統(tǒng)(數(shù)字)一般來(lái)說(shuō),由光發(fā)送機(jī)、光纖以及光接收機(jī)等部分組成。
光發(fā)送機(jī)之功能就是將輸入電信號(hào)順利轉(zhuǎn)換成光信號(hào),并運(yùn)用耦合技術(shù)將光信號(hào)盡量全部注入光纖的線(xiàn)路中。光發(fā)送機(jī)主要是由光源與驅(qū)動(dòng)器,以及調(diào)制器等部分組成的,其中光源屬于光發(fā)射機(jī)之核心部分。光纖線(xiàn)路之功能就是將從光發(fā)送機(jī)發(fā)出的光信號(hào),以比較小的失真與衰減成功傳輸?shù)焦饨邮諜C(jī)當(dāng)中。光纖線(xiàn)路主要由光纖與光纖接頭以及光纖連接器等部分組成。光接收機(jī)之功能就是將從光纖線(xiàn)路輸出、產(chǎn)生失真與衰減的微弱的光信號(hào)順利轉(zhuǎn)換成為電信號(hào),并且經(jīng)過(guò)放大以及其他處理以后恢復(fù)成原來(lái)發(fā)射前的電信號(hào)。光接收機(jī)主要由光檢測(cè)器以及放大器等部分組成。其中,光檢測(cè)器屬于光接收機(jī)之核心部分。
四、光纖通信系統(tǒng)新技術(shù)探索
1.全光網(wǎng)的光復(fù)用。波分復(fù)用、光時(shí)分復(fù)用與光碼分復(fù)用是當(dāng)前光網(wǎng)絡(luò)的光復(fù)用技術(shù)的主要種類(lèi)。波分復(fù)用比較簡(jiǎn)單,也比較實(shí)用,在現(xiàn)代通信網(wǎng)中可以說(shuō)發(fā)揮了非常大、積極的作用。
2.光通信用微波副載波復(fù)用。光通信用微波副載波復(fù)用系統(tǒng)(SCM),它是把微波設(shè)備跟光纖傳輸技術(shù)進(jìn)行復(fù)用的一種新的通信方式。事實(shí)上,它是將基帶信號(hào)先調(diào)制于一個(gè)頻率為幾吉赫(微波頻率)的副載波,接著使用數(shù)個(gè)不同的頻率的副載波進(jìn)行合起來(lái),對(duì)一個(gè)光源給予光強(qiáng)度的調(diào)制。此種微波頻率一般叫做副載波頻率,這個(gè)光波就叫做光載波,那么整個(gè)復(fù)用方式則叫做微波副載波的復(fù)用。此種復(fù)用系統(tǒng)有許多優(yōu)點(diǎn):一是微波信號(hào)并不是空間傳送,它是在光纖當(dāng)中進(jìn)行傳輸,這樣可以有效避免微波信號(hào)受到其他微波的信號(hào)餓干擾。二是一個(gè)光源能夠同時(shí)承載數(shù)個(gè)微波副載波,每一個(gè)副載波能夠分別傳送出各種類(lèi)型不一樣的的業(yè)務(wù)信號(hào),所以是容易實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)以及數(shù)字信號(hào)之混合性傳輸,并且信號(hào)之間容易分離。三是傳輸容量比較大、抗干擾能力強(qiáng)、所傳送信號(hào)的質(zhì)量比較高等。
總之,光纖已經(jīng)成為當(dāng)前全球信息寬帶傳輸?shù)囊环N非常重要的媒質(zhì),相信光纖通信系統(tǒng)必會(huì)成為將來(lái)全球信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要支柱。
參考文獻(xiàn)
[1]邱昆.光纖通信系統(tǒng)[M].電子科技大學(xué)出版社,2005.
關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng);通信技術(shù);光纖通信
一、通信網(wǎng)概念
通信網(wǎng)是將地理位置不同的用戶(hù)終端設(shè)備通過(guò)交換、傳輸設(shè)備連接起來(lái),以達(dá)到可以通信和信息交換的一種系統(tǒng)形式;通信和通信網(wǎng)的概念有區(qū)別,通信最基本的形式只是點(diǎn)與點(diǎn)之間的對(duì)接建立通信系統(tǒng),而只有將眾多的通信傳輸系統(tǒng)通過(guò)交換設(shè)備的中間介質(zhì),組合成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)才能把它稱(chēng)作通信。換而言之,必須要產(chǎn)生交換系統(tǒng)這個(gè)中間介質(zhì),把不同區(qū)域的任意終端客戶(hù)相互連接,這才能組成有效的通信網(wǎng)。通信網(wǎng)的基本組成就是由三個(gè)部分,一是用戶(hù)終端設(shè)備;二是交換設(shè)備;三是傳輸設(shè)備,三者缺一不可。
二、網(wǎng)絡(luò)通信的主要內(nèi)容
1.網(wǎng)絡(luò)通信形式
網(wǎng)絡(luò)通信的形式目前有三種,一是單工通信,數(shù)據(jù)只能單向傳輸,有固定的發(fā)送者和接受者,如:遙控器;二是半雙工通信,數(shù)據(jù)可雙向交替?zhèn)鬏?,但不能同時(shí)作用,如:對(duì)講機(jī);三是全雙工通信,數(shù)據(jù)可同時(shí)雙向傳輸,雙向作用;如移動(dòng)電話(huà)等。
2.網(wǎng)絡(luò)通信內(nèi)容
(1)數(shù)據(jù)通信。數(shù)據(jù)通信的主要功能是借助可靠手段來(lái)實(shí)現(xiàn)傳輸信號(hào);數(shù)據(jù)通信的發(fā)展,不僅使得包括人民生活質(zhì)量得到提升,也使得全球技術(shù)綜合體有了進(jìn)一步的飛躍,最直接的體現(xiàn)就是航空技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、以及資源探測(cè)開(kāi)發(fā)、遙感技術(shù)、甚至是軍事技術(shù)方面;其數(shù)據(jù)通信是軟硬件的結(jié)合,包含內(nèi)容有信號(hào)傳輸、傳輸媒體、信號(hào)編碼、接口、數(shù)據(jù)鏈路控制以及復(fù)用等項(xiàng)目。 (2)網(wǎng)絡(luò)連接。網(wǎng)絡(luò)連接是指將各種通信設(shè)備技術(shù),通過(guò)某種方式和連接介質(zhì)聯(lián)系在一起的結(jié)構(gòu)體系;這個(gè)體系相互關(guān)聯(lián)、相互組成、相互影響,具有協(xié)調(diào)統(tǒng)一性和分類(lèi)多功能性;連接介質(zhì)通常是電纜、雙絞線(xiàn)、光纖、微波、載波或通信衛(wèi)星。連接介質(zhì)在功能上要具有獨(dú)立的特點(diǎn),能夠保證網(wǎng)絡(luò)連接的可靠性;目前連接介質(zhì)的發(fā)展相當(dāng)受局限,也許在不久的將來(lái),我們會(huì)找到更好的連接介質(zhì)。
(3)協(xié)議。這里所說(shuō)的協(xié)議并非我們?nèi)粘I钪兴f(shuō)的文字合同;它是在通信過(guò)程中,對(duì)不同體系總體結(jié)構(gòu)以及各不同層次分體結(jié)構(gòu)的一種具體分析和解析,通過(guò)解析的“密碼”來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的開(kāi)放性和融合性;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通常就是按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,將不同個(gè)體、不同位置的計(jì)算機(jī)相互連接起來(lái)的一個(gè)分散集合體。 三、光纖通信技術(shù)
1.光纖通信技術(shù)介紹
科學(xué)發(fā)展使人們對(duì)光纖技術(shù)有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí),基于通信領(lǐng)域,光纖本身具有比一般金屬或其他電纜較強(qiáng)的傳輸性能,進(jìn)而能產(chǎn)生數(shù)據(jù)較大的傳輸寬帶,如散波長(zhǎng)窗口,單模光纖具有幾十GHz km的寬帶;光纖通信系統(tǒng)利用的是光源的調(diào)制特性、調(diào)制方式和光纖的色散特性。這里存在一些問(wèn)題,在單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)中,由于終端設(shè)備不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢(shì),借助其他技術(shù)擴(kuò)大傳輸容量;據(jù)現(xiàn)代科學(xué)證實(shí),密集波分復(fù)用技術(shù)是目前最實(shí)用的技術(shù)之一,從效果和數(shù)據(jù)來(lái)看,傳輸容量可達(dá)單波長(zhǎng)光纖通信的數(shù)十倍,可將單波長(zhǎng)光纖通信的2.5Gbps到10Gbps的數(shù)據(jù)最高增加至100Gbps。
2.光纖通訊的優(yōu)點(diǎn)
(1)抗磁干擾性強(qiáng)。光纖通信主要應(yīng)用的材料是石英,它最重要的特點(diǎn)就是具有超強(qiáng)的抗電磁干擾性能,對(duì)于外界的電磁干擾有著更有效的抗性,可以讓信息在經(jīng)過(guò)通信傳輸時(shí)有著更穩(wěn)定的數(shù)據(jù)流,光纖通信不會(huì)受到外部環(huán)境影響,更不會(huì)受人為架起電纜等外界的干擾。(2)通信容量大。光纖的通信容量可以達(dá)到微波通信容量的幾十倍甚至更高,而且光纖的帶寬卻要比電纜或者銅線(xiàn)大很多。因此,光纖通信技術(shù)具有通信傳輸距離遠(yuǎn)、容量大、速度快等特點(diǎn),是其他的通信傳輸媒介無(wú)法比擬的。(3)良好的保密性。電磁波傳播很容易被泄露,而光纖傳輸過(guò)程中絕對(duì)不會(huì)出現(xiàn)串?dāng)_情況,也不會(huì)因?yàn)楣庑盘?hào)的泄露而丟失或者被盜信息,更不會(huì)被人竊聽(tīng),這方面可以保證用戶(hù)信息的安全性和保密性,這也為個(gè)人或者國(guó)家的機(jī)密信息提供了保障。
四、通信信號(hào)的衰弱和再生
1.通訊信號(hào)的衰弱
通訊信號(hào)在“長(zhǎng)途跋涉”的路途上,不免產(chǎn)生光波能耗的損失,因此信號(hào)放大器成為組成光纖系統(tǒng)的必要組成元件。光波能耗損失的主要原因在于物質(zhì)吸收、瑞立散射、米氏散射以及連接器造成的損失等。即便是石英的性能的優(yōu)越,也不免內(nèi)在雜質(zhì)會(huì)讓吸收的可比系數(shù)加大。光纖變形、光纖密度不均衡,接合技術(shù)也是通訊信號(hào)衰退的其他原因。
2.通訊信號(hào)的再生
通訊信號(hào)的衰退使得通訊傳輸受到阻滯,可能會(huì)造成惡劣的后果;為了避免此矛盾的產(chǎn)生和發(fā)展,現(xiàn)代光纖技術(shù)采用眾多技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)通訊信號(hào)的衰退,由此產(chǎn)生了通訊信號(hào)的再生技術(shù),再生技術(shù)的發(fā)展,使得光纖通訊系統(tǒng)成本大幅降低;體現(xiàn)出最優(yōu)越的就是海底光纖,老式海底光纖傳輸借助中繼器,而中繼器維護(hù)成本高,再生技術(shù)的發(fā)展從根本上解決這個(gè)矛盾。
計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)及光纖通信的發(fā)展依附于高科技,隨著科技不斷發(fā)展,計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)及光纖通信將會(huì)更緊密融合在一起;推動(dòng)通信事業(yè)不斷發(fā)展,給人類(lèi)文明譜寫(xiě)更美麗的篇章。
參考文獻(xiàn):
[1]段愛(ài)軍.淺析光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J].甘肅科技,2011(07).
②現(xiàn)代光傳輸設(shè)備大多是和微機(jī)/微處理器相結(jié)合,有智能化等先進(jìn)功能,只有具備一定的計(jì)算機(jī)應(yīng)用和理論水平才能充分管好用好它。
③現(xiàn)代光傳輸設(shè)備多屬精細(xì)密集型,集成化程度高,電路復(fù)雜,表面安裝器件難以接近(不可達(dá)性),常規(guī)的測(cè)試測(cè)量手段和方法已不能適用。
1光傳輸設(shè)備故障分析
光纖通信系統(tǒng)的基本組成,包括計(jì)算機(jī)、電光轉(zhuǎn)換器、光纖中繼器、光電轉(zhuǎn)換器、光纜幾部分。由于計(jì)算機(jī)輸出的是電信號(hào),而在光纖上傳輸?shù)氖枪庑盘?hào),所以在計(jì)算機(jī)終端系統(tǒng)上需要添加光電轉(zhuǎn)換設(shè)備,以實(shí)現(xiàn)不同信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。電光轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到光信號(hào)的轉(zhuǎn)換,而光電轉(zhuǎn)換器則實(shí)現(xiàn)光信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。由于光纖采用單工通信模式,如果在2個(gè)終端系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)全雙工通信,則需要2根光纖。光纖中繼器用來(lái)延伸光纖的長(zhǎng)度,防止信號(hào)的衰減,以傳輸更遠(yuǎn)的距離。
①光發(fā)射機(jī)部分。通常最為常見(jiàn)的故障類(lèi)型是光傳輸設(shè)備的電光輸出失真,導(dǎo)致光信號(hào)傳輸失真,信號(hào)丟失較大。電光輸出特性受溫度和其他因素的影響,光強(qiáng)度或偏置電流發(fā)生變化時(shí),電光輸出曲線(xiàn)的工作區(qū)間將改變,上移或下移都產(chǎn)生光輸出失真,接收機(jī)的輸出信號(hào)有干擾。②光分路器部分。分路器負(fù)責(zé)光發(fā)射機(jī)的信號(hào)合理分配,平時(shí)沒(méi)有搬移或動(dòng)過(guò)分路器的端口,基本不會(huì)發(fā)生故障,若搬移或動(dòng)過(guò)端口,就會(huì)使端口接觸耦合不好或尾纖頭沾染灰塵,導(dǎo)致光功率下降而使接收功率下降,針對(duì)這種情況,應(yīng)使端口接觸良好或用專(zhuān)用清潔劑清洗尾纖頭。③光接收機(jī)部分。接收機(jī)分散在各處,工作環(huán)境不如前端機(jī)房,發(fā)生故障的類(lèi)型也較多,常見(jiàn)的故障主要集中在電源部分和尾纖接頭部分。光節(jié)點(diǎn)如果沒(méi)有穩(wěn)壓設(shè)備或供電電壓超出允許的工作范圍,將引起接收機(jī)工作不正?;螂娫床糠謿摹?應(yīng)注意通風(fēng)散熱。拔插后纖頭沾染灰塵,將引起輸入光功率下降,輸出電平降低,使得整個(gè)光節(jié)點(diǎn)的電平降低,信號(hào)的載噪比下降,收視質(zhì)量差。所以要使接頭接觸牢靠或清除尾纖頭的灰塵。
2光傳輸設(shè)備維修與維護(hù)措施
2.1光傳輸設(shè)備維修
①系統(tǒng)級(jí)、整機(jī)維修。系統(tǒng)級(jí)、整機(jī)維修是要從整個(gè)光傳輸系統(tǒng)的角度來(lái)分析判斷故障原因。當(dāng)系統(tǒng)中斷時(shí),我們要通過(guò)現(xiàn)象和一些必要的操作,分析是系統(tǒng)中的哪—部分、哪些設(shè)備造成的,進(jìn)行初步的故障定位。如一條載波電路中斷,是高頻通道問(wèn)題還是載波機(jī)問(wèn)題造成的;高頻通道問(wèn)題中是高頻電纜、結(jié)合濾波器還是其他問(wèn)題,載波機(jī)問(wèn)題是本端機(jī)還是對(duì)端機(jī),等等。
這些故障位置的確定,當(dāng)然要通過(guò)儀器儀表進(jìn)行測(cè)量測(cè)試。傳輸通路中信號(hào)電平是否正常、頻率有多大偏差、波形是否正確……,這些都是判斷的依據(jù)。
進(jìn)行這一階段工作,首先要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的組成、工作原理以及每一部分的功能和作用、信號(hào)在設(shè)備上的處理流程有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)和完整的掌握,否則就無(wú)法做出正確的判斷。
②板級(jí)、元器件級(jí)維修。通過(guò)第一階段的分析判斷,我們已找出了故障的設(shè)備,緊接著就是二級(jí)維修,即板級(jí)、元器件級(jí)維修。實(shí)際上這兩個(gè)階段并無(wú)明顯的界限,第二階段是第一階段的繼續(xù),即對(duì)故障設(shè)備進(jìn)一步確定故障板直至故障元器件。
故障點(diǎn)集中在某一具體設(shè)備,就要對(duì)此設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。按信號(hào)在設(shè)備中的流向一步步跟蹤測(cè)試,找出中斷點(diǎn),確定出故障盤(pán)。例如信號(hào)流人某盤(pán),正常情況下信號(hào)在盤(pán)內(nèi)得到處理后輸出為一固定數(shù)值或一數(shù)值范圍,如果測(cè)出此盤(pán)沒(méi)有輸出或輸出與標(biāo)稱(chēng)值相差甚大,基本上就可斷定此盤(pán)出了故障。
找出了故障盤(pán),再定位故障元器件。一般用萬(wàn)用表測(cè)量元器件工作電壓、電流是否正常,斷電情況下測(cè)量其阻值大小、有無(wú)開(kāi)路(短路)現(xiàn)象,也可按信號(hào)流程找出斷點(diǎn)位置,根據(jù)具體情況而異。
進(jìn)行板級(jí)、元器件級(jí)維修需要熟悉具體設(shè)備工作原理、構(gòu)成以及各電路單元的電路原理乃至元器件作用、特征等,并能對(duì)各部分的信號(hào)特征做出正確判定。
很多情況我們可以從設(shè)備面板指示表計(jì)、告警信號(hào)燈等現(xiàn)象直接發(fā)現(xiàn)故障盤(pán)位,當(dāng)然,這還是需要對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)的熟悉和長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)。
2.2光傳輸設(shè)備維護(hù)措施
和維護(hù)模擬式傳統(tǒng)通信設(shè)備和系統(tǒng)一樣,熟悉掌握設(shè)備及整個(gè)系統(tǒng)的組成、工作原理、信號(hào)流程等是維護(hù)檢修的基礎(chǔ)。除此以外,在實(shí)際維護(hù)工作還應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題:
①保持良好的設(shè)備運(yùn)行環(huán)境。包括設(shè)備供電質(zhì)量的好壞,機(jī)房環(huán)境溫度、濕度、防塵等等是否符合要求。這些是保證設(shè)備壽命、降低故障率的重要前提。一般說(shuō)來(lái),現(xiàn)代通信設(shè)備對(duì)環(huán)境的要求更為苛刻。
②現(xiàn)代通信設(shè)備往往不需再做那些日常繁瑣的調(diào)整測(cè)試工作,如日測(cè)試、月測(cè)試、季度測(cè)試等,只需定期利用監(jiān)控手段作預(yù)防性監(jiān)視,在無(wú)故障或無(wú)明顯故障跡象時(shí),不提倡隨意亂動(dòng)機(jī)器設(shè)備,盡量減少人為障礙。
③檢查設(shè)備和處理故障時(shí)要特別注意不能帶電插拔機(jī)盤(pán)和防靜電。插拔機(jī)盤(pán)一定要先關(guān)斷電源,工作時(shí)要養(yǎng)成戴防靜電手鈞的習(xí)慣。
④設(shè)備電路故障處理的主要方法是更換故障插件/插盤(pán)。有可能的條件下盡量備留些易損易壞的插件/插盤(pán)。由于機(jī)盤(pán)集成度高、裝配密集、導(dǎo)線(xiàn)細(xì),多數(shù)情況下我們不能自行修復(fù),否則很可能會(huì)造成機(jī)盤(pán)整盤(pán)報(bào)廢性損傷。找出故障盤(pán)后應(yīng)及時(shí)和生產(chǎn)廠(chǎng)家聯(lián)系,返廠(chǎng)修理。
⑤軟件技術(shù)在通信中起著越來(lái)越重要的作用。設(shè)備很多功能要靠軟件來(lái)實(shí)現(xiàn),不掌握相關(guān)技術(shù)就不可能掌握現(xiàn)代通信技術(shù)。
⑥要充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的作用?,F(xiàn)代通信系統(tǒng)都有比較完善的網(wǎng)絡(luò)管理功能,它能在不中斷業(yè)務(wù)的情況下監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)性指標(biāo),可進(jìn)行故障監(jiān)側(cè)、故障類(lèi)型判定及故障定位等,是預(yù)防性維護(hù)和故障處理的有效工具。
3結(jié)語(yǔ)
光傳輸設(shè)備維護(hù)工作人員在進(jìn)行工作第一步要找出設(shè)備出故障的地方,并找出原因,并能對(duì)故障進(jìn)行合理有效的處理,只有及時(shí)準(zhǔn)確地判斷和處理這些故障,才能給用戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),只有不斷提高維護(hù)水平,才能保障網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全穩(wěn)定。
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關(guān)鍵詞:三峽通信,信息系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)資源,應(yīng)用功能
開(kāi)發(fā)為了滿(mǎn)足三峽工程建設(shè)的需要,我們從施工開(kāi)始前的論證準(zhǔn)備階段就著手規(guī)劃和建設(shè)一個(gè)先進(jìn)而完善的通信和計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)?,F(xiàn)在這個(gè)系統(tǒng)已基本建成,經(jīng)過(guò)幾年實(shí)際運(yùn)行和使用的考驗(yàn),證明該系統(tǒng)的技術(shù)方案和使用功能均達(dá)到了國(guó)內(nèi)同類(lèi)專(zhuān)網(wǎng)的先進(jìn)水平,為三峽工程的建設(shè)和施工管理起到了不可替代的積極作用。
1三峽通信、信息系統(tǒng)的基本組成
(1)宜昌至三峽的數(shù)字微波通信和光纖通信。其中施工初期建成的微波通信是當(dāng)時(shí)三峽工地對(duì)外通信的唯一手段,為解決大批施工人員進(jìn)駐工地后的應(yīng)急通信起到了關(guān)鍵性的作用。而光纖通信由于受到路由的制約直到1997年大江截流前才建成開(kāi)通。這是連結(jié)三峽工地和宜昌公司總部的兩條互為備用的主干通信線(xiàn)路。特別是高速光纖通信系統(tǒng)的建成不僅大大提高了通信的速率,增加了三峽通信網(wǎng)的容量,而且也使通信系統(tǒng)的可靠性得到了很大的提高。
(2)分別在宜昌公司總部和三峽工地建成了總?cè)萘拷蝗f(wàn)門(mén)的數(shù)字程控交換機(jī)通信系統(tǒng)。各交換機(jī)之間統(tǒng)一用數(shù)字中繼線(xiàn)組網(wǎng)、網(wǎng)內(nèi)統(tǒng)一編號(hào)、直撥通話(huà)。并于1997年初與宜昌電信局實(shí)現(xiàn)了數(shù)字光纖中繼聯(lián)網(wǎng)(DID),專(zhuān)網(wǎng)與公網(wǎng)之間可以直撥呼入、呼出,徹底消除了過(guò)去企業(yè)網(wǎng)與電信公網(wǎng)之間通信的瓶頸,大大提高了呼通率和通信質(zhì)量。
(3)建設(shè)了800Mhz集群無(wú)線(xiàn)通信和一點(diǎn)多址微波通信網(wǎng),從而為三峽工程施工現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)建了一套靈活而快捷的施工調(diào)度指揮通信系統(tǒng)。
(4)為適應(yīng)三峽工程信息管理的需要,建立了宜昌至三峽的兩套155Mbps光纖通信系統(tǒng)(ATM光纖通信為主通道,SDH光纖通信為熱備用)和高速ATM數(shù)據(jù)交換機(jī),實(shí)現(xiàn)了三峽工地和宜昌的寬帶數(shù)據(jù)通信。另外在三峽和宜昌兩端有近20條分枝光纜延伸至各個(gè)信息點(diǎn),加上前、后方幾座辦公大樓內(nèi)的五類(lèi)結(jié)構(gòu)化布線(xiàn)系統(tǒng),構(gòu)成了一個(gè)無(wú)阻塞的高速信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。網(wǎng)內(nèi)連接了800多臺(tái)計(jì)算機(jī),它們之間通過(guò)交換式集線(xiàn)器(HUB)能以高達(dá)100Mbps的速度進(jìn)行通信。
(5)通過(guò)宜昌公司總部至北京的衛(wèi)星通信系統(tǒng)將我公司的計(jì)算機(jī)網(wǎng)與因特網(wǎng)相聯(lián),從而使專(zhuān)網(wǎng)內(nèi)的任何計(jì)算機(jī)用戶(hù)除了具有網(wǎng)內(nèi)通信、查詢(xún)、共享網(wǎng)內(nèi)資源功能外還能訪(fǎng)問(wèn)英特網(wǎng)并具有因特網(wǎng)用戶(hù)的各項(xiàng)功能。衛(wèi)星通道的速率現(xiàn)在為雙向128Kbps(下行192Kbps,上行64Kbps),如需要可以方便地提升至2Mbps(雙向)。
2三峽通信、信息系統(tǒng)的主要功能
(1)對(duì)內(nèi)對(duì)外的電話(huà)直撥通信。其中網(wǎng)內(nèi)通信免費(fèi),由于專(zhuān)網(wǎng)連通了宜昌與三峽壩區(qū),故使得三峽對(duì)宜昌市的區(qū)間通信變?yōu)槭袃?nèi)通信,不僅大大方便了公司和三峽建設(shè)者對(duì)內(nèi)對(duì)外的通信聯(lián)絡(luò),而且每年可為公司節(jié)約一筆可觀的通信費(fèi)(區(qū)間通信比市內(nèi)通信費(fèi)率要高)。
(2)實(shí)現(xiàn)了三峽前、后方800多臺(tái)計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng),為三峽工程的計(jì)算機(jī)信息化管理提供了先進(jìn)而可靠的寬帶網(wǎng)絡(luò)支持平臺(tái)和運(yùn)行環(huán)境。
(3)由我公司與加拿大Moneco公司合作研究開(kāi)發(fā)的三峽工程管理系統(tǒng)(TGPMS)已成功地在該網(wǎng)上運(yùn)行,它作為大型水電工程管理軟件其內(nèi)容包括了三峽工程的各個(gè)方面,形成了較完整的工程設(shè)計(jì)文檔資料、施工計(jì)劃進(jìn)度、合同文檔管理、財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)、質(zhì)量安全、大型施工設(shè)備以及科研項(xiàng)目的共享信息資源庫(kù)。它的全面使用不僅節(jié)省了工程管理的人力、物力,而且也大大提高了工作效率,集中體現(xiàn)了三峽工程現(xiàn)代化管理的水平。
(4)在這個(gè)寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)上還運(yùn)行著notes辦公事務(wù)處理系統(tǒng),它包含了總公司的公文系統(tǒng)、電子郵件、會(huì)議通知和會(huì)議紀(jì)要、人事檔案等內(nèi)容。該系統(tǒng)在全公司和各參建單位的成功應(yīng)用改善了辦公條件,提高了辦公效率,得到了普遍地歡迎和好評(píng)。
(5)網(wǎng)內(nèi)每個(gè)用戶(hù)均能通過(guò)衛(wèi)星專(zhuān)線(xiàn)與因特網(wǎng)相連,能以較快的速度上網(wǎng)。享受英特網(wǎng)所提供的豐富多彩的信息資源和電子郵件服務(wù)。
(6)申請(qǐng)注冊(cè)了中國(guó)三峽總公司的域名(),在北京代表處建立了3W服務(wù)器和網(wǎng)站主頁(yè)??梢酝ㄟ^(guò)In-ternet網(wǎng)向全世界三峽工程及其相關(guān)的各種信息。
3利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源,開(kāi)發(fā)新的服務(wù)功能
計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)飛速發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)域,網(wǎng)絡(luò)帶寬在不斷展寬,新的應(yīng)用功能也如雨后春筍般涌現(xiàn)。三峽通信、信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)雖已基本形成,而應(yīng)用還遠(yuǎn)未完善。為了充分利用已有的網(wǎng)絡(luò)資源潛力,為三峽工程的建設(shè)乃至建成后的運(yùn)行管理提供更完善的信息服務(wù),產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益,就不僅要繼續(xù)推廣已取得的應(yīng)用成果,加強(qiáng)系統(tǒng)硬、軟件的維護(hù),使之處于良好的運(yùn)行狀態(tài),而且還要不斷地開(kāi)發(fā)新的應(yīng)用領(lǐng)域和增值業(yè)務(wù)。
3.1加強(qiáng)三峽網(wǎng)站的建設(shè)管理,使之成為宣傳三峽工程的第三大新聞媒體
利用三峽網(wǎng)站在因特網(wǎng)上適時(shí)三峽工程的建設(shè)成果和與之有關(guān)的信息是向全國(guó)及全世界宣傳三峽最快捷、最方便的途徑和手段。因?yàn)樗粌H傳播速度快,而且覆蓋范圍廣。這是一般報(bào)刊雜志所不能比擬的。但現(xiàn)在的三峽網(wǎng)站一是布局設(shè)置不太合理,二是管理力量薄弱,所以信息較少,內(nèi)容陳舊,更新不及時(shí),形式也不夠靈活新穎。
為了改變這種現(xiàn)狀,建議該網(wǎng)站的日常業(yè)務(wù)包括信息、資料的采訪(fǎng)、編輯和錄入,網(wǎng)頁(yè)制作、更新等劃歸新聞中心管理,而信息中心則負(fù)責(zé)網(wǎng)站的技術(shù)支持。這樣就把三峽工程的報(bào)刊、雜志和網(wǎng)站作為三大新聞媒體提到同等重要的位置并統(tǒng)一管理起來(lái)。起到事半功倍的效果。另外,鑒于目前北京和宜昌還沒(méi)有專(zhuān)用通信線(xiàn)路,故需要在宜昌另建一臺(tái)3W服務(wù)器及相應(yīng)的連接設(shè)備和軟件,而將北京的3W服務(wù)器作為數(shù)據(jù)備份。上網(wǎng)內(nèi)容要作到全面、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí),要定時(shí)更新。以增加它的新聞性和可讀性,也就增加了宣傳效果。
3.2開(kāi)發(fā)專(zhuān)網(wǎng)IP電話(huà)業(yè)務(wù)
IP電話(huà)是因特網(wǎng)和電話(huà)交換機(jī)相結(jié)合的—項(xiàng)全新的應(yīng)用成果。它的最大好處就是能夠節(jié)省電話(huà)費(fèi)。根據(jù)現(xiàn)在的國(guó)家政策,在企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)內(nèi)部開(kāi)通IP電話(huà)業(yè)務(wù)是允許的。三峽通信、信息網(wǎng)不僅已與電信公眾網(wǎng)聯(lián)網(wǎng),而月也已通過(guò)吉通網(wǎng)絡(luò)公司的金橋網(wǎng)與國(guó)際瓦聯(lián)網(wǎng)聯(lián)通,這為開(kāi)通IP電話(huà)提供了十分便利的條件。
(1)1P電話(huà)系統(tǒng)在三峽信息網(wǎng)的構(gòu)成
由此圖可以看出,在現(xiàn)有設(shè)備配置情況下,為了使我公司和三峽工地的用戶(hù)都能打IP電話(huà),只需增加少量設(shè)備。
(a)電話(huà)網(wǎng)關(guān)
電話(huà)網(wǎng)關(guān)是實(shí)現(xiàn)IP電話(huà)的最關(guān)鍵的設(shè)備,通過(guò)它把模擬話(huà)音信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),并變換為可以在因特網(wǎng)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包。此外它還能提供路由器功能、優(yōu)先級(jí)別限制功能等。根據(jù)不同要求,安裝時(shí)需對(duì)電話(huà)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行內(nèi)存升級(jí)、更新路由器操作系統(tǒng)IOS.電話(huà)網(wǎng)關(guān)的聯(lián)網(wǎng)調(diào)試包括設(shè)定IP地址、設(shè)置H.323網(wǎng)關(guān)參數(shù)、配置計(jì)費(fèi)命令等。由于IP電話(huà)語(yǔ)音數(shù)據(jù)流對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高,為了防止上網(wǎng)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)流對(duì)語(yǔ)音數(shù)據(jù)流的影響,必需在電話(huà)網(wǎng)關(guān)上將語(yǔ)音數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級(jí)設(shè)置為高于計(jì)算器數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級(jí)。
(b)電話(huà)網(wǎng)關(guān)與電話(huà)交換機(jī)的接口
電話(huà)網(wǎng)關(guān)可直接與交換機(jī)的數(shù)字中繼板相接。根據(jù)話(huà)務(wù)量大小可按30路(一塊E1板)或60路(兩塊E1板)數(shù)字中繼線(xiàn)配置。并在交換機(jī)上進(jìn)行軟件設(shè)置,定義IP電話(huà)的路由號(hào)(例如設(shè)為“10”),這樣用戶(hù)撥“0”就是通過(guò)公用電信網(wǎng)打市話(huà)和長(zhǎng)途電話(huà),撥“10”就是通過(guò)因特網(wǎng)打國(guó)內(nèi)或國(guó)際長(zhǎng)途電話(huà)。當(dāng)然交換機(jī)的計(jì)費(fèi)軟件也得進(jìn)行相應(yīng)的定義,調(diào)整相應(yīng)IP路由的費(fèi)率。這樣只是在交換機(jī)上增加了一條出口路由,故交換機(jī)原有的功能完全不受影響。
(c)增加三峽專(zhuān)網(wǎng)與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)之間的通信帶寬
為了節(jié)約上英特網(wǎng)的信號(hào)帶寬,語(yǔ)音數(shù)據(jù)要經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)壓縮處理,將每路64K的語(yǔ)音數(shù)據(jù)壓縮為4K左右的數(shù)據(jù),因此有30路中繼線(xiàn)的IP電話(huà)系統(tǒng)需占用128K的上網(wǎng)帶寬,且這個(gè)通道只用于國(guó)際和國(guó)內(nèi)的出中繼通話(huà)業(yè)務(wù),市話(huà)和入中繼通話(huà)仍通過(guò)電信公網(wǎng)的中繼線(xiàn)進(jìn)行??傊梢愿鶕?jù)經(jīng)濟(jì)、適用的原則靈活配置中繼線(xiàn)數(shù)量和上網(wǎng)帶寬。
(2)IP電話(huà)經(jīng)濟(jì)性分析
由此可見(jiàn),兩者平均價(jià)格差為62%,也就是說(shuō)IP電話(huà)話(huà)費(fèi)只為公網(wǎng)話(huà)費(fèi)的38%.根據(jù)我公司2000年上半年電話(huà)費(fèi)單統(tǒng)計(jì),國(guó)際、國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途話(huà)費(fèi)為121.5萬(wàn)元(推算全年長(zhǎng)途話(huà)費(fèi)是243萬(wàn)元)。如果開(kāi)通了IP電話(huà)業(yè)務(wù),則一年少付通信費(fèi)150萬(wàn)元。扣除因特網(wǎng)信道租費(fèi)每年為24萬(wàn)元(128K)。則實(shí)際每年可節(jié)約話(huà)費(fèi)120萬(wàn)元以上??梢?jiàn)它的經(jīng)濟(jì)效益是非常明顯的。
3.3工地監(jiān)視實(shí)時(shí)圖像在網(wǎng)上的傳輸和查閱
前面已經(jīng)提到,三峽信息網(wǎng)內(nèi)主干線(xiàn)路傳輸速率已達(dá)155Mbps,不久還將建設(shè)622M甚至更快的三峽永久光纖通信網(wǎng),局網(wǎng)內(nèi)到桌面速率達(dá)100Mbps.是一個(gè)可以進(jìn)行雙向多媒體信號(hào)傳輸?shù)母咚贁?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)?,F(xiàn)在的情況是,一方面在網(wǎng)上能夠查看的信息較少,另外也還有一些部門(mén)的信息資源,例如物資部的散裝水泥/粉煤灰信息系統(tǒng)、工程建設(shè)部的公共工程信息系統(tǒng)、工地圖像監(jiān)視系統(tǒng)等未能進(jìn)入信息主網(wǎng)。如能將這些信息特別是圖像信息納入到公司的主網(wǎng)中,則不僅可以豐富公司信息網(wǎng)的使用功能,提高其使用效率,而且能把三峽工程的建設(shè)、管理提高到一個(gè)更高的水平。下面主要介紹大壩監(jiān)視活動(dòng)圖像在網(wǎng)上傳輸和查看的方案。
現(xiàn)在工地圖像監(jiān)視系統(tǒng)有兩套。一套是模擬圖像監(jiān)視系統(tǒng),已接入有線(xiàn)電視網(wǎng);另一套是數(shù)字圖像監(jiān)視系統(tǒng),主要用于大型施工機(jī)械如塔帶機(jī)等的安全監(jiān)視,(當(dāng)然也可方便地用于大壩澆筑現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視,將來(lái)還可用于船閘閘門(mén)及以電站機(jī)組運(yùn)行的監(jiān)控)。它共有八臺(tái)攝像機(jī),分別用微波或視頻電纜將攝像機(jī)的圖像信號(hào)傳輸至集中監(jiān)控室進(jìn)行圖像的模/數(shù)變換、壓縮、存儲(chǔ)、顯示。它采用了高性能多媒體監(jiān)控平臺(tái),集高速矩陣切換、硬盤(pán)圖像存儲(chǔ)和防盜報(bào)警等功能于一身。主要性能指標(biāo)如下:
(1)在監(jiān)控中心顯示器上有八個(gè)畫(huà)面,顯示八路彩色實(shí)時(shí)活動(dòng)圖像(可以擴(kuò)充至16路實(shí)時(shí)畫(huà)面)。一點(diǎn)監(jiān)視八點(diǎn),并可分別對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行控制;
(2)中心在監(jiān)視的同時(shí)可硬盤(pán)錄像和檢索回放。基本配置可以記錄一周的活動(dòng)圖像信息,增加硬盤(pán)容量可記錄更長(zhǎng)時(shí)間的信息;
(3)NT28套件(高速視、音頻采集/壓縮卡+高速PCI網(wǎng)卡),適用于LAN/WAN中多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的視頻監(jiān)控。支持TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議;
(4)視頻采集格式為MPEG-1,視頻采集速率256K~3Mbps,具有實(shí)時(shí)圖像變化監(jiān)測(cè)功能,利用畫(huà)面運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)脑恚饶軌嚎s帶寬,又不影響畫(huà)面質(zhì)量(清晰度);
根據(jù)設(shè)計(jì)要求,該圖像監(jiān)視系統(tǒng)應(yīng)能具備網(wǎng)上傳輸功能。只要在網(wǎng)上各計(jì)算機(jī)內(nèi)裝入多媒體軟件就可在辦公室計(jì)算機(jī)上觀看施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)活動(dòng)圖像。
現(xiàn)在需要解決的問(wèn)題是計(jì)算機(jī)網(wǎng)和監(jiān)控中心之間的傳輸通道及接口界面。原來(lái)已規(guī)劃并架設(shè)了一條光纜到覃家坨變電站,只要再架設(shè)一條2km左右的連結(jié)光纜即可解決。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)則要配置一套多媒體軟件包,使顯示器上增加一個(gè)圖像查詢(xún)欄,點(diǎn)擊查詢(xún)欄內(nèi)攝像機(jī)編號(hào)或所在位置名稱(chēng)即可選擇你所需要的一路圖像進(jìn)行觀察。通過(guò)查詢(xún)回放還可查看過(guò)去一周甚至一個(gè)月內(nèi)某個(gè)施工位置的任意時(shí)段的圖像,這對(duì)于分析施工質(zhì)量及安全事故是非常有用的。
【關(guān)鍵詞】 衛(wèi)星通信系統(tǒng) 通信技術(shù) 發(fā)展趨勢(shì)
在科技與信息化時(shí)代,個(gè)人移動(dòng)通信和信息高速公路通信需求的快速增長(zhǎng),要達(dá)到通信網(wǎng)絡(luò)全球覆蓋,衛(wèi)星通信是當(dāng)前最好的工具。衛(wèi)星通信與傳統(tǒng)的通信方式相比,其在技術(shù)和成本上占據(jù)很大的優(yōu)勢(shì),其成本低,信息信號(hào)比較強(qiáng),覆蓋范圍比較廣,通信容量比較大,通信距離比較遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn),已成為當(dāng)前最為主要的信息化手段之一。
1 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基本組成
衛(wèi)星在通信中起著中轉(zhuǎn)作用,把地球站傳送來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)變頻和放大轉(zhuǎn)送到另一端的地球站,地球站是衛(wèi)星與地面信息系統(tǒng)的鏈接點(diǎn),用戶(hù)通過(guò)地球站途徑進(jìn)入衛(wèi)星通信系統(tǒng)中,形成鏈接的電路信號(hào)鏈,為了確保系統(tǒng)的運(yùn)行正常,衛(wèi)星通信系統(tǒng)必須和地面的監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)和測(cè)控系統(tǒng)想鏈接,測(cè)控系統(tǒng)能夠?qū)νㄐ判l(wèi)星運(yùn)行的軌道進(jìn)行檢測(cè)和控制,以保證地面檢測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)πl(wèi)星所傳送的通信信息進(jìn)行有效的監(jiān)控,保證系統(tǒng)安全與穩(wěn)定的運(yùn)行。衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成圖如圖1所示。
2 我國(guó)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
衛(wèi)星固定通信發(fā)展的基本情況。隨著我國(guó)航天技術(shù)的發(fā)展,衛(wèi)星通信網(wǎng)建設(shè)快速發(fā)展,交通、銀行、新聞、地質(zhì)探測(cè)、交通運(yùn)輸、電力傳送、水利興修、航天航空、天氣預(yù)報(bào)、農(nóng)業(yè)種植、金融交易、國(guó)家完全和社會(huì)維穩(wěn)等多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)使用衛(wèi)星通信網(wǎng),在地球上已經(jīng)建立上萬(wàn)座衛(wèi)星通信系統(tǒng)和地球站。
衛(wèi)星移動(dòng)通信。衛(wèi)星通信的建立使陸地、海上和空中各種目標(biāo)之間以及地面民用網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)得到了解決。我國(guó)的便攜式用戶(hù)終端在靜止軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中運(yùn)行較好,只有中低軌道系統(tǒng)的運(yùn)行狀況不佳。在國(guó)際海事衛(wèi)星組織(INMARSAT)成員國(guó)群體中,我國(guó)進(jìn)入了INMARSAT的M站和C站,建立了進(jìn)上萬(wàn)部船載、機(jī)載和陸地終端,能夠?yàn)槲覈?guó)附近的海洋區(qū)域提供通信服務(wù)。在水利、搶險(xiǎn)救災(zāi)、地質(zhì)、海關(guān)、石油、安全、體育、新聞、銀行、軍事、外交和國(guó)防等行業(yè)領(lǐng)域配備了相應(yīng)業(yè)務(wù)終端。
衛(wèi)星電視廣播。事實(shí)證明,衛(wèi)星通信在電視廣播中的應(yīng)用具有傳播遠(yuǎn)、見(jiàn)效快、服務(wù)區(qū)域大、投資省、經(jīng)濟(jì)效益高和質(zhì)量高的優(yōu)勢(shì),特別是提高山區(qū)電視廣播節(jié)目信號(hào)最有效、最先進(jìn)的途徑。國(guó)外衛(wèi)星電視廣播信號(hào)已經(jīng)進(jìn)入了我國(guó),二國(guó)家將衛(wèi)星電視直播系統(tǒng)作為國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目實(shí)施建設(shè)。當(dāng)前,我國(guó)的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋已經(jīng)全面鋪開(kāi),在經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,國(guó)防的鞏固和教育事業(yè)的發(fā)展等領(lǐng)域發(fā)展著重要的作用。
衛(wèi)星寬帶通信。傳統(tǒng)的C和Ku頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)已經(jīng)與各種寬帶通信業(yè)務(wù)的需求不相符合,而且國(guó)外高速率的衛(wèi)星通信線(xiàn)路在國(guó)外已經(jīng)廣泛應(yīng)用。中國(guó)教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)(CER Net)、中國(guó)金橋信息網(wǎng)(China GBN)和中國(guó)科技網(wǎng)(CST Net)等用國(guó)內(nèi)通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器開(kāi)通了數(shù)十條ISP(或區(qū)域網(wǎng)絡(luò))與核心網(wǎng)絡(luò)間中繼鏈路,以C、Ku頻段衛(wèi)星傳輸鏈路起步,以后增加Ka頻段衛(wèi)星鏈路和地面通信設(shè)施,組成覆蓋全國(guó)的無(wú)級(jí)網(wǎng)絡(luò)。這些互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)根據(jù)不同的要求可高速互聯(lián)網(wǎng)接入、遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)、數(shù)據(jù)下載、視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程教學(xué)和多點(diǎn)廣播等業(yè)務(wù)。
3 現(xiàn)代衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展研究
3.1 空間激光通信技術(shù)
空間激光通信是以激光的光波作為載波、大氣作為傳輸介質(zhì)的的光通信技術(shù)??臻g激光通信具有微波通信與光纖通信兩個(gè)的優(yōu)勢(shì),主要體現(xiàn)在尺寸寬、功率小、波段窄、波束小的優(yōu)點(diǎn),很難被障礙物或者其他信號(hào)被截獲和干擾,安全性能較高。
激光通信具有2.5~10Gb/s的傳輸速率,世界各國(guó)的軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng)普遍采用激光通信技術(shù)。
3.2 “動(dòng)中通”技術(shù)
“動(dòng)中通”是指移動(dòng)的載體在移動(dòng)過(guò)程中時(shí)刻跟蹤衛(wèi)星或升空平臺(tái),進(jìn)行數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和圖像的傳遞。在載體的運(yùn)行過(guò)程中,能夠測(cè)量出載體變化的狀況,對(duì)其變化監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,通過(guò)數(shù)學(xué)平臺(tái)的運(yùn)算,變換為天線(xiàn)的誤差角,通過(guò)調(diào)整天線(xiàn)俯仰角、極化角和方位角,確保載體在天線(xiàn)對(duì)星在規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行變化,使載體運(yùn)動(dòng)中不偏離衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)對(duì)地球衛(wèi)星的同步跟蹤。“動(dòng)中通”的跟蹤方式有慣導(dǎo)跟蹤和自跟蹤兩種。美國(guó)軍事的TSAT和“移動(dòng)用戶(hù)目標(biāo)系統(tǒng)”等衛(wèi)星系統(tǒng)都有很強(qiáng)的“動(dòng)中通”能力,其天線(xiàn)的最小口徑可至0.3m,軍隊(duì)在快速的移動(dòng)中不會(huì)影響衛(wèi)星通信,可以隨時(shí)獲取衛(wèi)星通信傳送的信號(hào)和發(fā)送信息。
3.3 空間因特網(wǎng)協(xié)議技術(shù)
空間因特網(wǎng)協(xié)議技術(shù)是指在衛(wèi)星通信系統(tǒng)之間形成一個(gè)酷似因特網(wǎng)裝的信息系統(tǒng),建立空間、地面和空中的聯(lián)系,在全球范圍之內(nèi)接入/部署移動(dòng)用戶(hù)。該技術(shù)通過(guò)IPv6協(xié)議以及衛(wèi)星IP協(xié)議提高信號(hào)的傳送速度和帶寬,通過(guò)衛(wèi)星信息系統(tǒng)將信號(hào)由空中傳送到地面,確保自動(dòng)的、動(dòng)態(tài)的、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài),實(shí)現(xiàn)了通過(guò)一條上行鏈路和一條下行鏈路方式連接地面終端與衛(wèi)星的連接,用戶(hù)可以利用地面的基本設(shè)施和地面系統(tǒng),訪(fǎng)問(wèn)需要方位的任何互用和數(shù)據(jù)。只要安全認(rèn)證的任何用戶(hù)可以利用這種系統(tǒng)建立用戶(hù)之間的通信鏈路。美國(guó)在軍事上就用IP的新型系統(tǒng),將現(xiàn)有的衛(wèi)星通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)和端到端的連接,擴(kuò)大了信息的容量,減少了控制,增加了適應(yīng)性,擴(kuò)大了覆蓋面等。
3.4 寬帶衛(wèi)星通信技術(shù)
就目前出現(xiàn)的L,S,C,Ku頻譜資源與GEO衛(wèi)星軌道資源緊缺與擁塞現(xiàn)象,使許多衛(wèi)星通信采用EHF頻段和Q/F(40/60 GHz)頻段。但是,從市場(chǎng)發(fā)展前后相兼容角度看,選擇Ku/Ka混合結(jié)構(gòu)也是解決上述問(wèn)題的一個(gè)很好方式,這個(gè)手段有助于推動(dòng)全球信息高速公路的發(fā)展,使無(wú)縫個(gè)人通信和Internet空中高速通道在全球?qū)崿F(xiàn)。
3.5 星上處理技術(shù)
隨著信息高速公路的發(fā)展,IP業(yè)務(wù)、寬帶傳輸業(yè)務(wù)和個(gè)人PC通信漫游業(yè)務(wù)等業(yè)務(wù)量日益增加,在衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的設(shè)計(jì)中使用衛(wèi)星星上處理技術(shù)處理繁雜的信號(hào),如美國(guó)的THRUYU衛(wèi)星、ACTS衛(wèi)星和亞洲蜂窩移動(dòng)衛(wèi)星等。星上處理技術(shù)能夠?qū)πl(wèi)星波束的調(diào)整和成型,路由的分配和頻率的轉(zhuǎn)換進(jìn)行編程,完成了頻率和時(shí)隙的預(yù)分配,實(shí)現(xiàn)了信道的靈活交換、功率的按需分配、波束的靈活調(diào)整和端到端之間的話(huà)音通信。
3.6 數(shù)字信道選擇器技術(shù)
數(shù)字信道選擇器將上行鏈路帶寬分成2.6MHz的1900個(gè)獨(dú)立子信道,多個(gè)子信道可以達(dá)到任何區(qū)域覆蓋的聯(lián)通能力,實(shí)現(xiàn)了最大靈活度的操作。同時(shí),數(shù)字信道選擇器也支持組播和廣播服務(wù),并為網(wǎng)絡(luò)控制段提供極其有效、靈活的上行鏈路頻譜監(jiān)測(cè)能力。通過(guò)數(shù)字信道選擇器,X頻段和Ka頻段實(shí)現(xiàn)了互連。
3.7 自適應(yīng)信道分配技術(shù)
自適應(yīng)信道分配技術(shù)能夠自動(dòng)適應(yīng)資源的配置,處理變化的業(yè)務(wù)信息,組織性和靈活性很強(qiáng),使高碼率與低碼率的用戶(hù)可實(shí)現(xiàn)共享,可以綜合固定移動(dòng)廣播網(wǎng)絡(luò),能夠?qū)@些網(wǎng)絡(luò)功能體積分布的控制。為交互式的媒體業(yè)務(wù)提供更廣泛的服務(wù)和應(yīng)用,如視頻會(huì)議、無(wú)線(xiàn)因特網(wǎng)等,使移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)多元化發(fā)展。除了以上的衛(wèi)星通信相關(guān)技術(shù)之外,還包括無(wú)縫鏈接技術(shù)、鏈路模擬器技術(shù)、頻率復(fù)用技術(shù)、數(shù)字處理技術(shù)、多址技術(shù)、射頻通信技術(shù)、現(xiàn)代編碼調(diào)制技術(shù)、擴(kuò)頻跳頻技術(shù)、多點(diǎn)波束技術(shù)和同步光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
這些先進(jìn)的技術(shù)正在影響著衛(wèi)星通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì),有助于衛(wèi)星通信能夠?yàn)橛脩?hù)提供更好的服務(wù)。
4 衛(wèi)星通信發(fā)展的前景
隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,衛(wèi)星通信系統(tǒng)能力的提高指日可待,將會(huì)為用戶(hù)提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。但是,衛(wèi)星通信系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)中也存在著不可估計(jì)的難度和風(fēng)險(xiǎn),必須采取防范的措施??傮w來(lái)說(shuō),科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新,在推動(dòng)者衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展,衛(wèi)星通信的發(fā)展前景一片大好。
衛(wèi)星通信可以獨(dú)立成為一個(gè)系統(tǒng)。在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中,將來(lái)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)不再依賴(lài)于地面電信網(wǎng)的接受與發(fā)送信息設(shè)備,可以成為獨(dú)立的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系,直接與用戶(hù)端進(jìn)行鏈接,直接向用戶(hù)提供服務(wù)。這對(duì)無(wú)地面通信設(shè)施的地區(qū)來(lái)說(shuō),可以解決用戶(hù)信息的需求,降低了通信成本。
多種業(yè)務(wù)并存發(fā)展成為趨勢(shì)。建立一個(gè)以衛(wèi)星通信VSAT系統(tǒng)的發(fā)展最主導(dǎo),多種業(yè)務(wù)并存的衛(wèi)星業(yè)務(wù)綜合體系成為衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)發(fā)展的方向,它將與地面多個(gè)業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)鏈接,是對(duì)地面?zhèn)鹘y(tǒng)業(yè)務(wù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充和延伸,建立一個(gè)多元化、多領(lǐng)域、多功能的全球化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體系。
個(gè)人通信和數(shù)字通信的快速發(fā)展。中低軌衛(wèi)星通信在移動(dòng)衛(wèi)星通信中有很大的發(fā)展前景,有助于未來(lái)“全球個(gè)人通信”的實(shí)現(xiàn),是人們真正的進(jìn)入了個(gè)人通信時(shí)代。在衛(wèi)星通信容量和速率增加以及先進(jìn)數(shù)字通信技術(shù)的影響下,衛(wèi)星電視廣播業(yè)務(wù)的發(fā)展空間比較大,數(shù)字衛(wèi)星廣播,使節(jié)目的數(shù)量和質(zhì)量得到很大改善,從而提高人民的文化生活水平。
5 結(jié)語(yǔ)
隨著衛(wèi)星高新技術(shù)的不斷出現(xiàn)、推廣和利用,通信衛(wèi)星的功能將不斷擴(kuò)大,使用的領(lǐng)域?qū)⒉粩嗤貙挕?1世紀(jì)的衛(wèi)星通信,將會(huì)有更大的發(fā)展空間,并占據(jù)重要的地位,與光纖通信一起,成為未來(lái)人類(lèi)通信的重要手段。
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