發(fā)布時間：2024-01-16 10:23:10
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的無線激光通信技術(shù)樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：FSO技術(shù)；光纖；成本節(jié)約
光通信分為有限光通信和無線光通信兩種，有線光通信即光纖通信，已經(jīng)成為廣域網(wǎng)，城域網(wǎng)的主要傳輸方式之一。無線光通信又稱為自由空間光通信。（FSOfreespaceopticalcommunication）。FSO技術(shù)以激光為載體，用點對點或者點對多點的方式來實現(xiàn)連接。
一、無線光通信的簡介。
光通信的出現(xiàn)其實比無線電通信還要早一些。波波夫發(fā)送與接收第一封無線電報是在1896年。但是已發(fā)明電話而著名的，家喻戶曉的貝爾，在1876年發(fā)明電話之后，就想到了利用光來通電話的問題。1880年，他利用太陽光作為光源，用硒晶體（為一種鏈狀自然金屬單質(zhì)礦物、三方晶系，空間群為93.21，晶體沿Z軸延長呈針狀、柱狀、灰色、條痕紅色，解理平行三組完全，晶體易彎曲，具撓性。莫氏硬度2.25～3。密度4.8克/立方厘米，為硒化物的風化產(chǎn)物，由硒鉛礦變來，常與褐鐵礦共生。）作為光的接收器件，成功的完成了光電話的試驗。而通話的最長距離已經(jīng)達到了213米。在筆者看來，在貝爾畢生的發(fā)明中，光電話應該當之無愧為最偉大的發(fā)明。
無線光通信的系統(tǒng)組成可如圖所示
如圖可以看出，一個無線光通信系統(tǒng)包括三個基本的組成部分，發(fā)射機，信道和接收機。FSO系統(tǒng)的傳播介質(zhì)是大氣，它是憑借大氣進行光的信號傳播。所以，只要在發(fā)射機和接收機之間存在足夠的光發(fā)射功率，并且存在無遮擋的視距路徑，就可以完成FSO的通信了。
對于一個無線光通信的系統(tǒng)來說，最經(jīng)常使用的光學波長為近紅外光譜―850nm，如若要支持更大的系統(tǒng)功率的話，也可以使用紅外光譜―1500nm的波長。在FSO點對點的傳輸過程中，發(fā)射機和接收機的設(shè)置都是雙向的，即每一端都可發(fā)射光信號和接受光信號。以便于實現(xiàn)雙邊通信。而FSO所采用基本技術(shù)則是光電的轉(zhuǎn)換（photovoltaicconversion），光電轉(zhuǎn)換過程的原理是光子將能量傳遞給電子使其運動從而形成電流。這一過程有兩種解決途徑，最常見的一種是使用以硅為主要材料的固體裝置，另一種則是使用光敏染料分子來捕獲光子的能量。染料分子吸收光子能量后將使半導體中的帶負電的電子和帶正電的空穴分離。
二、FSO系統(tǒng)的一些關(guān)鍵技術(shù)。
FSO的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：高功率激光光源技術(shù)，光收發(fā)天線和精密可靠的光束控制技術(shù)，大氣信道的研究，高靈敏度的信號探測和處理技術(shù)，高精度的捕獲、跟蹤和瞄準（ATP）技術(shù)等。
高功率激光器的選擇是FSO技術(shù)中十分重要的一環(huán)，激光器是用來產(chǎn)生激光信號，并形成光束射向空間。激光器的好壞直對通信質(zhì)量及通信距離有著十分重要的影響，對系統(tǒng)整體性能影響更大，因而對它的選擇是一個重點?？臻g光通信的傳輸距離長，空間損耗大，因此激光器輸出功率大，調(diào)制速率高是對光發(fā)射器的一個重要要求。
一般用于空間通信的激光器有三類，其中的.二氧化碳激光器。，輸出功率最大（>10kw），輸出波長有10.6m、9.6m，但缺點是體積較大，壽命較短，因為它只適合于衛(wèi)星與地面間的通信而不適合FSO系統(tǒng)的運用。
快速、精確的捕獲、跟蹤和瞄準（ATP）技術(shù)，是保證實現(xiàn)空間遠距離光通信的必要核心技術(shù)。該系統(tǒng)的組成包括兩個部分：捕獲（粗跟蹤）系統(tǒng)?！八容^適合在較為寬廣的范圍內(nèi)捕獲目標，捕獲范圍約達±1°～±20°或更大。通常采用CCD陣列來實現(xiàn)，并常與帶通光濾波器、信號實時處理的伺服執(zhí)行機構(gòu)共同完成粗跟蹤，即目標的捕獲。捕獲的視場角為幾mrad，靈敏度約為10pW，跟蹤精度為幾十mrad；”跟蹤、瞄準（精跟蹤）系統(tǒng)。該系統(tǒng)是在最終完成目標捕獲后，對相應目標進行瞄準和實時跟蹤。通常采用四象限紅外探測器（QD）或Q-APD高靈敏度位置傳感器來實現(xiàn)，并配以相應伺服控制系統(tǒng)。精跟蹤要求視場角為幾百ad，跟蹤精度為幾rad，跟蹤靈敏度大約為幾nW。
大氣信道：對于大氣對激光通信信號的干擾的分析比比較有局限性，目前僅存在于大氣的吸收和散射等，很少涉及到大氣湍流所引起的一系列問題比如閃爍、光束漂移、擴展以及大氣色散等。其實這些因素都直接影響著接收端信號的信噪比，進而影響系統(tǒng)的誤碼率和通信距離、通信帶寬。因此，筆者認為有必要在這方面進行更加深入的探討，并合理提出以上問題的解決方案。例如，采用自適應光學技術(shù)就是一個非常不錯的研究方向。
三、FSO系統(tǒng)的優(yōu)點與不足。
FSO系統(tǒng)是不需要向無線管理委員會申請頻率執(zhí)照的，所有比其他的技術(shù)都要便捷很多，而且該系統(tǒng)所使用的機型小巧，容易架設(shè)。能夠很便捷的解決寬帶接入的問題，不失為一種省錢省時省力的好方法。
1.FSO系統(tǒng)的頻帶很寬，速率很高。這是由于FSO系統(tǒng)的傳輸介質(zhì)與其他的不同，它是以空氣為傳輸介質(zhì)的，所以所產(chǎn)生的阻礙會相對于光纖傳輸會更小，在相同的帶寬之下，有著更大的優(yōu)勢。
2.FSO系統(tǒng)適合多種通信協(xié)議，在之前的通信系統(tǒng)中，一個普遍的比較麻煩的問題就是依賴與某種協(xié)議，但是FSO系統(tǒng)完全突破了這一限制，在現(xiàn)今通用的通信網(wǎng)絡(luò)中，比如以太網(wǎng)，ATM等，都支持FSO的傳輸速率。
因此又節(jié)約了一大批的資源成本。
3.FSO系統(tǒng)的搭建相當方便，不論是在江河海灘上，還是辦公大樓，屋頂上均能方便的架設(shè)，除了能實行地面架設(shè)以外，更不可思議的是可以直接進行空間架設(shè)。并且架設(shè)時間相當短，一般幾個小時之內(nèi)便可以完成，大大節(jié)約了人力資源成本。
4.FSO系統(tǒng)的安全性能高，由于該系統(tǒng)具有非常窄的波束以及良好的方向性，因此很難以擾或者竊聽。同時，相對于價格昂貴的光纖網(wǎng)絡(luò)來說，F(xiàn)SO系統(tǒng)的成本很低，大概只有光纖系統(tǒng)的百分之二十的成本。
此外，F(xiàn)SO系統(tǒng)在很多方面都可以得到合理的運用，比如可以用于軍事設(shè)施或者國家保密部門的內(nèi)部系統(tǒng)，用于施工難度高，技術(shù)難度大的省市或者邊遠地區(qū)，還可以作為防止光纖通信服務(wù)以外中斷的后備計劃，以及用于公司內(nèi)部，家庭內(nèi)部的局域網(wǎng)的連接。
當然，任何的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)都是有自身的缺點和不足的，F(xiàn)SO作為一種通信技術(shù)，自然界對其影響還是很大的。因為激光對位置的精準度要求很高，如果由于大自然的風，雨，雷等原因而造成了激光發(fā)射器或者接收器位置的稍微偏離，便會影響光信號的對準與接收。除了惡劣的天氣，空氣質(zhì)量也是影響其工作的因素之一，空氣中的散射粒子同樣的會使發(fā)出的光信號產(chǎn)生偏差，所以FSO系統(tǒng)對于空氣質(zhì)量也是有一定的要求的。
由于FSO系統(tǒng)多半是用于短距離的傳輸，因此長距離傳輸也就成為了它的弱點。這使得該系統(tǒng)的運用范圍變得很窄。同時，由于是采用激光技術(shù)，對人體的安全也是不容忽視的因素之一。
中國的FSO技術(shù)引進時間比較晚，所以無線光技術(shù)到目前為止仍然處于研究起步的階段，尚未投入到大規(guī)模的使用和生產(chǎn)。少數(shù)的幾家公司率先實驗制制作出了成品，但是也還沒有投入到生產(chǎn)。究其主要的原因，還是對該技術(shù)存在著技術(shù)拿捏上的不足以及對其可靠性有所懷疑，因而不敢進行大規(guī)模的使用。但是，在筆者看來，無線光通信在國外已經(jīng)有了良好的發(fā)展，說明其大規(guī)模的使用已經(jīng)成為了必然的趨勢。它的便捷性，快速性以及對成本的要求較低，使得其成為了不可代替的一種通信技術(shù)手段。筆者相信，經(jīng)過廣泛的研究和對突出問題的解決，F(xiàn)SO技術(shù)將在國內(nèi)有著非常大的發(fā)展前景。（作者單位：華中科技大學文華學院）
參考文獻：
[1]辛化梅、李忠，論光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].山東師范大學學報（自然科學版），2003，（04）。
自上個世紀以來，由于通信技術(shù)發(fā)展極為迅速，中波、長波、超長波、短波、超短波以及微波通信以驚人的速度向前發(fā)展。然而事物的發(fā)展總是離不開矛和盾，隨著電子通信技術(shù)的發(fā)展，電子對抗也就隨之產(chǎn)生并發(fā)展起來了，電子偵察已成為現(xiàn)代作戰(zhàn)獲取情報的重要手段。無線電通信的電磁波猶如空氣一樣遍及全球，給敵方的無線電偵聽帶來了十分便利的條件，很容易泄密，給軍事行動造成意想不到的損失。 因此世界各國無不在保密方面狠下功夫，制定了各種保密措施防止無線電通信泄密。利用有線電通信的信號電流是沿著金屬導線流動的，雖然比無線電通信保密，但也不是萬無一失的。因為信號電流在導線周圍會產(chǎn)生磁場，根據(jù)電磁感應原理：電生磁，磁生電，同樣也很容易遭到敵方的竊聽造成泄密。無線電波很容易被敵方接收，即使是加密的電波，在現(xiàn)代電子計算機技術(shù)充分發(fā)展的年代里也很容易被破譯，于是人們感到必須改變傳統(tǒng)的通信手段，才能適應保密的需要。1960年7月，光家族的新秀―――激光問世了，伴隨激光的產(chǎn)生，一種新穎奇特的通信―――激光通信也進入了人們的視野。這位現(xiàn)代通信家族中的后起之秀，以其獨有的通信容量大、保密性好、抗干擾能力強、通信質(zhì)量好的特點給通信業(yè)的發(fā)展帶來了明媚的春天，成為現(xiàn)代通信領(lǐng)域中引人入勝的“熱門”。激光作為一種光波，雖然和電磁波有所不同，但是它仍屬于電磁波家族中的成員，具有電磁波的特性，能在空間以波動的形式傳播。但是它和電磁波又有區(qū)別，它的頻率極高，具有奇特的粒子性。
隨著激光技術(shù)的發(fā)展，激光通信也出現(xiàn)了兩種方式：一是“有線”的光纖通信；二是“無線”的大氣激光通信。這兩種通信方式都具有自己的保密特性。
光纖通信是使光信號在極細的玻璃絲光纜中傳播，光纜深埋地下、江、河、海底或敷設(shè)在管道中，不易被發(fā)現(xiàn)和破壞，尤其是玻璃絲不向外輻射電磁波，不會招惹是非，使截獲和偵聽無可乘之機。即使碰巧被發(fā)現(xiàn)，它也不像金屬導線那樣容易“旁路”竊聽；弄不好纖細的玻璃纖維竟會立即斷成幾節(jié)，散落四處，使偵聽的企圖落空，可謂“寧碎不泄密”。
大氣激光通信中激光傳輸是一束平行而準直的細線，發(fā)散角小、方向性好，不像電磁波那樣在空中到處亂竄，不掌握其傳播方向是無法接收到它的信號的。即使發(fā)現(xiàn)激光通信信號，由于激光通信的頻率極高，比微波的頻率起碼高10萬倍以上，用現(xiàn)代的電子設(shè)備無法偵聽，難以截獲和破譯。
因此看來，激光通信具有天然的保密性，它將給軍事通信事業(yè)開辟嶄新而廣闊的天地。
【關(guān)鍵詞】自由空間；光通信；帶寬；發(fā)展
The Applied and Development of Optical Communication in Free Space
YANG Qing-li
（Department of Electronic and Information Engineering of Chengdu College University of Electronic Science and Technology of China， Chengdu Sichuan 611731， China）
【Abstract】Free-Space Optical Communication is a communication system which uses the laser as the carrier wave， and transmits laser from source to over distance through atmosphere without fiber cable. The paper introduces the basic theory and applied fields of Free-Space Optical Communication， and its present situation and future development.
【Key words】Free-Space； Optical Communication；Broadband；Devecopment
0 引言
激光通信是當今社會信息傳播的最重要、最常規(guī)的手段。按照傳輸介質(zhì)的不同，激光通信可分為光纖通信、自由空間光通信和水下通信。自由空間光通信（Free-Space Optical Communication，簡稱FSO），也稱為無線激光通信，是一種通過激光在無需光纖的情況下實現(xiàn)點對點、點對多點或多點對多點間語音、數(shù)據(jù)、圖像信息的雙向通信技術(shù)。在寬帶接入、廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)擴展、局域網(wǎng)互聯(lián)、深空通信等領(lǐng)域有廣泛的應用前景，是當前光通信研究的熱點之一。
1 FSO簡介
FSO技術(shù)具有與光纖技術(shù)相同的帶寬傳輸能力，能以千兆的速度進行全雙工通信且具有成本上的優(yōu)勢。它的工作原理與光纖通信系統(tǒng)類似，包括光發(fā)送、光傳輸和光接收3個部分，所用的基本技術(shù)也就是光電的轉(zhuǎn)換。在點對點傳輸?shù)那闆r下，在發(fā)送端和接收端之間，必須是互相可視的，兩終端之間不能有阻擋。FSO結(jié)合了光纖通信和無線通信各自的優(yōu)勢，具有頻帶寬的特點。由于激光具有直線性和窄波束的特點，F(xiàn)SO主要用于點對點視距傳輸。與光纖通信不同的是，F(xiàn)SO以大氣為媒質(zhì)，光載波信號通過大氣而不是通過光纖來傳送。系統(tǒng)還需要保證收發(fā)兩點之間，光信號良好的準直穩(wěn)定。
自由空間光通信系統(tǒng)是以大氣作為傳輸媒質(zhì)來進行光信號的傳送的。只要在收發(fā)兩個端機之間存在無遮擋的視距路徑和足夠的光發(fā)射功率，通信就可以進行。
圖1 自由空間光通信系統(tǒng)原理圖
FSO系統(tǒng)主要由光發(fā)送機、光接收機、光學天線（透鏡組和濾波片）和大氣信道以及捕獲、跟蹤及瞄準（ATP）子系統(tǒng)組成，如圖1所示。電信號經(jīng)過調(diào)制器調(diào)制到由激光器產(chǎn)生的光載波上，再通過光學發(fā)射天線對光束整形將光信號發(fā)射到大氣空間。光信號經(jīng)大氣信道傳輸，到達接收端，光學天線將接收到的光信號聚焦至光電探測器轉(zhuǎn)化成電信號，經(jīng)放大濾波處理，再解調(diào)成原信息。自動跟蹤系統(tǒng)的主要功能是確保兩個通信終端的精確定向，完成通信鏈路的建立[1]。
和其他無線通信相比，它具有不需要頻率許可證、帶寬高、成本低廉、保密性好，低誤碼率、鏈路部署快速、協(xié)議透明、抗電磁干擾組網(wǎng)方便靈活等優(yōu)點[2]。特別適合骨干網(wǎng)的擴建、光纖網(wǎng)絡(luò)的備援、寬頻接入、企業(yè)應用、無線基地臺數(shù)據(jù)的回傳等領(lǐng)域以及其他需要高速接取的終端。隨著光通信器件制造技術(shù)的飛速發(fā)展，企業(yè)對短距離高速率傳輸?shù)男枨笤絹碓礁?，使得無線光通信技術(shù)又受到了各國軍事和民用的關(guān)注。
2 FSO的應用領(lǐng)域
FSO具有以上技術(shù)優(yōu)勢，以其獨特的性質(zhì)，在很多領(lǐng)域都能有廣泛的應用，例如：
1）城域網(wǎng)的擴展[3]，通信服務(wù)廠商在骨干網(wǎng)建設(shè)上花費大量資金，以提升網(wǎng)絡(luò)整體性能與快速發(fā)展的市場需求。FSO可以用于擴展已有的城域網(wǎng)，將新的網(wǎng)絡(luò)與骨干網(wǎng)相連接。
2）企業(yè)、校園互連。由于FSO是以小功率的紅外激光束為載體，可將收發(fā)器裝設(shè)在樓頂或窗外傳輸數(shù)據(jù)。FSO的靈活性使它可以應用于許多企業(yè)和學校，例如企業(yè)LAN到LAN的連接及校園網(wǎng)的連接。以FSO來代替光纖接取各局端，不但能降低成本，而且具有更高的傳輸速度，主干傳輸速率可以達到1Gbps甚至10Gbps[4]。
3）軍事應用以其高保密性和安裝快捷的特性廣泛的應用于軍事場所。
4）作為光纖的補充。目前大多數(shù)電信運營商都采用兩條光纖連接來保證所構(gòu)建的商業(yè)應用網(wǎng)的安全，現(xiàn)在，運營商無需部署兩條光纖鏈路，可以選擇FSO系統(tǒng)作為備份光纖的冗余鏈路，以節(jié)省投資。
5）無線基地臺數(shù)據(jù)的回傳。FSO也可用來接入移動電話基地臺與交換中心，將基地臺接收的信號傳至與有線公用電話網(wǎng)相連的交換中心設(shè)備[5]。
3 FSO的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
早在20世紀60年代，人們就對自由空間光通信進行過研究，但當時主要用于軍事及實驗目的，其商業(yè)應用是在最近這些年才在美國興起。
國外在自由空間光通信（FSO）領(lǐng)域已經(jīng)開始了將近10年的研究，但是FSO產(chǎn)品真正投人使用也就是最近幾年的事情。美國、英國、加拿大等國的十幾家廠商正在從事FSO的相關(guān)研發(fā)工作。目前，國際市場上AirFiber、LightPointe等公司是推廣FSO技術(shù)的先行者。比較典型產(chǎn)品有AstroTerra公司的TERRALINK4-155系列產(chǎn)品、Air-Optica公司的UWIN802、PLH802系列和PAV數(shù)據(jù)系統(tǒng)公司的SKY系列產(chǎn)品。而Terabeam公司和Airriber公司已將FSO應用于商業(yè)服務(wù)；尤其是Terabeam公司，在2000年悉尼奧運會上成功地使用FSO設(shè)備進行圖像傳送，在西雅圖的四季飯店也成功地利用FSO設(shè)備向客戶提供100Mb/s的數(shù)據(jù)連接。大部分的FSO系統(tǒng)的設(shè)計均處于較短距離100～500m的技術(shù)水平，大多采用的是中等功率10～100mW激光二極管或小型光電二極管的低成本解決方案[6]。
就國內(nèi)FSO的發(fā)展來說，還基本在起步階段。在國內(nèi)，從事FSO研究的主要有中國電子科技集團公司第34研究所（桂林）、成都光電技術(shù)研究所及上海光機所等單位。中國電子科技集團公司第34研究所早在1971年就開始進行FSO技術(shù)研究。FSO設(shè)備最初來到中國應該在2000年前后，那時國內(nèi)從事FSO研究的主要是一些具有軍方研究項目的研究所。后來，F(xiàn)SO獲得了較好的發(fā)展，主要FSO設(shè)備公司不斷取得技術(shù)和商業(yè)上的進展。清華同方公司的FSO產(chǎn)品TFOW100-1已經(jīng)面世，它能提供100Mbps的帶寬，定位在1000m之內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)連接應用。但是還沒有一家公司規(guī)模性的生產(chǎn)FSO設(shè)備。當然這也有FSO設(shè)備由于本身的可靠性，在國內(nèi)暫時不被運營商看好的因素。
FSO技術(shù)原理比較簡單，關(guān)鍵的問題是如何提高傳輸?shù)目煽啃?，使其盡量達到用戶的要求?，F(xiàn)在的研究方向大多是提高可靠性，然后提高傳輸距離與速率，大致有以下幾個方面。
（1）大氣信道的研究
對于大氣對通信信號的干擾分析，不能僅局限于大氣的吸收和散射等，還要注意大氣湍流引起的閃爍、光束漂移、擴展以及大氣色散等問題。這些因素都會影響接收端信號的信噪比，從而影響系統(tǒng)的誤碼率和通信距離、通信帶寬。其主要目的是準確掌握某地的氣候等通信條件，同時找到氣象條件影響通信質(zhì)量的規(guī)律，為通信的實現(xiàn)提供參考數(shù)據(jù)。因此，必須在這方面做更深入詳盡的分析，提出解決方案。
（2）傳輸可靠性的研究
這個方面主要是對信號源和接收技術(shù)的研究。對于信號源，除了要求輸出光束質(zhì)量好、工作頻率高、出射光束窄以外，還要考慮激光器的輸出功率穩(wěn)定性、頻率穩(wěn)定性、光束方向穩(wěn)定性和工作壽命等。有一些公司，比如LightPointe公司，采用多光束（四個）發(fā)射技術(shù)，既可以克服氣穴的影響，同時可以克服小鳥等引起的光路的突然割斷。還有比較重要的一種技術(shù)就是跟蹤技術(shù)，這方面cannon公司是代表。它一般采用CCD利用光強度或者波形來自動定位、調(diào)整發(fā)射端的位置?，F(xiàn)在幾個大的FSO生產(chǎn)廠家都有自己的一些自己的專利技術(shù)來解決這個問題。據(jù)統(tǒng)計，MRV公司現(xiàn)在擁有最多的FSO專利，達16項之多?，F(xiàn)在電路部分的做法一般是采取大功率連續(xù)單縱模激光器加高靈敏度Si光電二極管來克服大氣信道帶來的衰減，減少誤碼。
（3）傳輸速率的提高
FSO相對于其他接入設(shè)備最大的優(yōu)勢之一就是帶寬?，F(xiàn)在FSO產(chǎn)品的速率從2M開始，形成多個系列，比較典型的有10Mb/s，100Mb/s，155Mb/s，622 Mb/s。有的公司采用波分復用（WDM）技術(shù)，速率可以達到2.5Gb/s，10Gb/s。
（4）FSO設(shè)備網(wǎng)絡(luò)拓撲的研究
FSO網(wǎng)可以有三種拓撲，即點到點、點到多點（星型）和網(wǎng)狀網(wǎng)，也可以把他們組合起來使用，既可以單獨使用，也可以組合使用。目前已使用的系統(tǒng)多采用點到點結(jié)構(gòu)，其原因是大多數(shù)系統(tǒng)只是用來連接企業(yè)內(nèi)部的各幢大樓，作為高帶寬的專線連接。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是可以把業(yè)務(wù)集中到一點再接入核心網(wǎng)，效率較高、比較經(jīng)濟。但缺點是能提供的帶寬較少，可靠性差。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是通過多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可以提供幾乎實時的迂回選路，使服務(wù)得到保護。隨著自由空間光通信技術(shù)的不斷完善，由點對點系統(tǒng)向光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展是大勢所趨。有專家預測，未來的自由空間光網(wǎng)絡(luò)將形成一個立體的交叉光網(wǎng)，可在大氣層內(nèi)外和外太空衛(wèi)星上形成龐大的高容量通信網(wǎng)，再與地面上的光纖網(wǎng)絡(luò)相溝通，滿足未來的各種通信業(yè)務(wù)需求。
（5）保密性的研究
自由空間光通信的安全保密性較好，因為紅外激光的波束窄且不可見，很難在空中發(fā)現(xiàn)其通信鏈路。同時，激光束定向性好，如果想截取，一般需要在鏈路中插入，這是很難做到的，而即使被截取，用戶也會發(fā)現(xiàn)，因為鏈路被中斷。因此，自由空間光通信系統(tǒng)比微波系統(tǒng)安全得多。但是經(jīng)分析論證，由于自由空間光通信信道的開放性，竊聽信號而又不阻斷光束的傳播，也是可以做到的，所以深入研究自由空間光通信的保密方法和技術(shù)是十分必要的[7]。
從以上看來，現(xiàn)在FSO的發(fā)展方向是：首先提高系統(tǒng)的可靠性，然后在此基礎(chǔ)上增加系統(tǒng)的傳輸速率，傳輸距離，從而找尋FSO更多的使用領(lǐng)域；同時研究FSO的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，以使得FSO設(shè)備發(fā)揮最大得潛能。
隨著通信需求和設(shè)備技術(shù)的進步，自由空間光通信系統(tǒng)已開始進入實用化研究階段。相信不久的將來，激光通信將取代微波通信成為星際間通信的主要手段。無線電系統(tǒng)和光無線系統(tǒng)在許多方面可互為補充，光無線系統(tǒng)能提供小區(qū)域的高速連接，而無線電系統(tǒng)能提供大區(qū)域內(nèi)低速通信。各種系統(tǒng)的無縫連接將能使用戶得到更方便的服務(wù)。
4 結(jié)語
作為一種寬帶接入技術(shù)，F(xiàn)SO以其靈活方便的接入方式，較短距離的情況下，以低廉的成本投資可獲得光纖傳送的速率。同時在最后一公里接入等領(lǐng)域也有著相當?shù)母偁巸?yōu)勢。自由空間光通信的任務(wù)不是取代已經(jīng)發(fā)展成熟的光纖通信和微波通信，而是發(fā)揮自己特色，成為整個通信網(wǎng)絡(luò)中的一個環(huán)節(jié)，與其他通信方式互相補充、互相配合、發(fā)揮重要作用，F(xiàn)SO在未來的通信領(lǐng)域中必將占據(jù)重要地位。自由空間光通信技術(shù)受到越來越多用戶的認可，我們相信兼有光通信和無線通信優(yōu)勢的FOS技術(shù)會有廣闊的、迷人的前景。
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從20世紀90年代初以來，全球向信息密集的工作方式和生活方式的轉(zhuǎn)變，推動了通信技術(shù)的發(fā)展。無論對于經(jīng)濟社會還是國防保衛(wèi)，搶險救災，均發(fā)揮著重要而不可替代的作用。只有實現(xiàn)通信系統(tǒng)在技術(shù)科技方面不斷更新，加快通信系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、服務(wù)化、體系化與融合化方向的演進，才能突顯通信系統(tǒng)在社會生活領(lǐng)域支撐引領(lǐng)的作用和地位，創(chuàng)造更好的發(fā)展空間。
ATP系統(tǒng)在光通信系統(tǒng)中的應用隨著科技發(fā)展的日新月異，自由激光空間光通信已經(jīng)成為現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展的新熱點。但從技術(shù)實現(xiàn)方面來講，由于激光通信具有信號光束窄、發(fā)散角小這樣的特點，從而導致APT（Acquisition Pointing Tracking）捕獲、跟蹤、瞄準相距較遠的運動體上的較窄信號光束相當困難。ATP系統(tǒng)是由粗跟蹤和精跟蹤單元構(gòu)成的復合跟蹤系統(tǒng)，其主要功能是在粗跟蹤單元實現(xiàn)初始的捕獲和跟蹤，并將信標光引入精跟蹤的視場范圍內(nèi)，然后精跟蹤單元實現(xiàn)更高帶寬的跟瞄，再將信標光穩(wěn)定在可通信的視場之內(nèi)，為最終空間站光通信系統(tǒng)工程實現(xiàn)奠定了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。
粗跟蹤單元。粗瞄準單元由一個安裝在精密光機組件上的收發(fā)天線，萬向支架驅(qū)動電機以及粗跟蹤探測器（CCD）組成，主要作用是捕獲目標和完成對目標的粗跟蹤。在捕獲階段，粗瞄準機構(gòu)接收由上位機根據(jù)已知的衛(wèi)星運動軌跡或星歷表給出的命令信號，將望遠鏡定位到對方通信終端的方向上。為確保入射的信標光在精跟瞄控制系統(tǒng)的動態(tài)范圍內(nèi)，必須根據(jù)粗跟蹤探測器給出的目標脫靶量來控制萬向支架上的望遠鏡，使它的跟蹤精度必須保證系統(tǒng)的光軸處于精跟蹤探測器視場內(nèi)，從而把信標光引入精跟蹤探測器的視場內(nèi)。
精跟蹤單元。精跟蹤單元的跟蹤精度將決定整個系統(tǒng)的跟蹤精度，它要求帶寬非常高，帶寬越高，對干擾的抑制能力就越強，從而可加快系統(tǒng)的反應速度，加強跟蹤精度。因此，設(shè)計一個高帶寬高精度的精跟蹤環(huán)是整個ATP系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。在這一單元我們可采用高幀頻、高靈敏度、具有跳躍式讀出模式的面陣電荷耦合器件（CCD）傳感器。它基于深埋溝道移位寄存器技術(shù)，可以獲得非常高的讀出速率、非常低的噪聲和非常高的動態(tài)范圍。通過由捕獲探測器（CCD）和定位探測器（OPIN）組成探測接收單元轉(zhuǎn)換，CCD完成捕獲與粗跟蹤，并將接收光引導至OPlN上，在OPIN中進行誤差信號的檢測，從而提高信標光捕捉精度。
控制單元。將捕捉的信號經(jīng)放大、整形和A/D變換處理后，在計算機中按一定的數(shù)據(jù)分配流程將信號輸入。然后通過計算機給出的速度控制信號和加速度控制信號，又經(jīng)數(shù)據(jù)分配接口送入D/A轉(zhuǎn)換與處理網(wǎng)絡(luò)，使伺服電機按要求轉(zhuǎn)動并帶動天線轉(zhuǎn)動機構(gòu)分別在水平和俯仰兩個方位轉(zhuǎn)動，以調(diào)整天線的位置，達到自動捕獲、跟蹤、瞄準的目的。分數(shù)階Fourier變換技術(shù)在有線通信系統(tǒng)中的應用
有線通信是利用電線或者光纜作為通訊傳導的通信形式，它通過對現(xiàn)有各類網(wǎng)絡(luò)進行技術(shù)改造，與下一代新建網(wǎng)絡(luò)互通和融合，成為現(xiàn)代通信系統(tǒng)的重要支柱。要消除不理想信道和噪聲對信號的影Ⅱ向，必須應用新技術(shù)。分數(shù)階Fourier變換（FRFT）的通信技術(shù)原理是以線性調(diào)頻信號（chirp）作為調(diào)制信號，利用線性調(diào)頻信號在分數(shù)階里變換域的能量聚焦特性，從而提高系統(tǒng)的抗噪聲干擾和頻率選擇性衰減的能力。具體應用程序如下：
信號檢測與參數(shù)估計。分數(shù)階Fourier變換作為一種新型的線性時頻工具，其實質(zhì)是信號在時間軸上逆時針旋轉(zhuǎn)任意角度到u軸上的表示（U軸被稱為分數(shù)階Fourier（FRF）域），而該核是u域上的一組正交的chirp基，這就是分數(shù)階Fourier變換的chirp基分解特性。所以，在適當?shù)姆謹?shù)階Fourier域中，一個chirp信號將表現(xiàn)一個沖擊函數(shù)。因此，在信號檢測與參數(shù)估計中，我們的基本思路是以旋轉(zhuǎn)角口為變量進行掃描，求出觀測信號乒斤有階次的分數(shù)階Fourier變換，于是形成信號能量在由分數(shù)階域u和分數(shù)階次P組成的二維參數(shù)平面上的分布。根據(jù)最大峰值坐標可以檢測出chirp信號，并估計出峰值所對應的分數(shù)階次P和分數(shù)階域坐標，估計出信號的參數(shù)。
分集接收技術(shù)。分集接收是利用信號和信道的性質(zhì)，將接收到的多徑信號分離成互不相關(guān)的多路信號，然后將多徑衰落信道分散的能量更有效的接收起來，處理之后進行判決，從而達到抗衰落的目的。在通信系統(tǒng)中，RAKE接收機由N個并行相關(guān)器和個合并器組成，每個相關(guān)器與發(fā)射信號的一個多徑分量匹配。在N個相關(guān)器前增加時移單元，就可在時間上將所有分量對齊，從而采用相同的本地參考信號。然后，相關(guān)器組的輸出送給合并器，將合并器輸出的判決變量送到檢測器進行判決。在選擇性合并方式下，在多支路接收信號中，選取信噪比最高的的支路信號作為輸出信號。
峰值輸出。信噪比系數(shù)呈現(xiàn)出一個典型的振蕩特性，且振蕩頻率與振蕩幅度與時頻面的旋轉(zhuǎn)角度和輸入信號相關(guān)。因此在采用分數(shù)階Fourier變換技術(shù)的實際使用中，在進行近似計算處理時需要特別注意，必須對近似處理帶來的誤差進行評估。
衛(wèi)星通信系統(tǒng)高新技術(shù)
【關(guān)鍵詞】電子通信；安全防護技術(shù)；衛(wèi)星通信；網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架
0 引言
21世紀是一個信息爆炸的時代，信息技術(shù)的迅速發(fā)展改變了人們生活和工作方式，推動經(jīng)濟不斷向前發(fā)展。作為通信系統(tǒng)中的重要部分，電子通信在信息社會中占有支柱性的地位，電子通信關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展和應用也不斷促進信息技術(shù)向前進步。
1 電子通信系統(tǒng)概述
現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展離不開電子通信技術(shù)的進步，電子通信在當前的信息社會中有著舉足輕重的地位，作為現(xiàn)代重要的高新技術(shù)之一，電子通信還與國民經(jīng)濟的發(fā)展命脈息息相關(guān)，因此電子通信技術(shù)的發(fā)展和進步是社會進步不可缺少的推動力。電子通信系統(tǒng)設(shè)計到社會生活生產(chǎn)中的很多領(lǐng)域，在移動通信、電視廣播、遙感遙測中都有很廣泛的應用，現(xiàn)代軍事的發(fā)展更離不開電子通信系統(tǒng)的運用。在我們的日常生活中，最常見的電子通信技術(shù)的運用就是移動電話和衛(wèi)星通信，另外還有集群系統(tǒng)、無線電傳呼系統(tǒng)等很多領(lǐng)域都有應用，可以說沒有電子通信技術(shù)的應用，我們的社會就不會擁有如此快速的信息交流速度，正是電子通信系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)造出了這個生機勃勃的社會。
2 電子通信關(guān)鍵技術(shù)的應用與網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架展望
2.1 通信網(wǎng)絡(luò)的安全防護技術(shù)
（1）防火墻技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)安全的保障離不開防火墻的保護，在通信網(wǎng)絡(luò)中采用防火墻技術(shù)可以很大程度上限制黑客的入侵，確保信息數(shù)據(jù)的安全性。
（2）身份認證技術(shù)。信息的機密性要求特定身份的人才可獲取，而身份認證的應用能夠為信息提供保護，限制其他人對信息的非法獲取。
（3）入侵檢測技術(shù)。信息系統(tǒng)存在內(nèi)部保護和外部保護兩個保護方面，防火墻的應用主要作為信息的保護屏障，抵御來自外部的供給，而入侵檢測則可以對信息系統(tǒng)的內(nèi)部和外部進行實時監(jiān)控和保護，杜絕入侵的各種途徑，極大程度地提高信息安全度。
（4）漏洞掃描技術(shù)。信息網(wǎng)絡(luò)的復雜性使得僅憑網(wǎng)絡(luò)管理員人為地進行安全管理是很困難的，而漏洞掃描技術(shù)能夠?qū)π畔⑾到y(tǒng)進行全面而細致的掃描，更高效率地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的漏洞和缺陷，有時候利用一定的黑客工具對安全度很低的網(wǎng)絡(luò)進行模擬化的攻擊，可以更準確地暴露出網(wǎng)絡(luò)的缺陷和漏洞所在，然后采取專門的手段消除缺陷和隱患，為信息網(wǎng)絡(luò)漏洞做好彌補。
（5）虛擬專用網(wǎng)技術(shù)。虛擬專用網(wǎng)技術(shù)可以為特定網(wǎng)絡(luò)通過建立專門的鏈接，從而提供一條安全通道，這個專用網(wǎng)絡(luò)通道在復雜的公用網(wǎng)絡(luò)中無疑具有重要的意義。
2.2 APT系統(tǒng)在光通信系統(tǒng)中的應用
作為一種新型通信方式，自由空間激光通信結(jié)合光纖通信和無線通信，已發(fā)展為當今的通信技術(shù)的一個重要部分。APT即對準和跟蹤技術(shù)，在自由空間激光通信中有著十分關(guān)鍵的作用。APT系統(tǒng)通過粗跟蹤單元和精跟蹤單元的復合跟蹤，再借助控制單元，可以把信標光穩(wěn)定到可以進行通信的視場之中，這是空間站光通信不可缺少的技術(shù)基礎(chǔ)。
（1）粗跟蹤單元。粗跟蹤單元在萬向支架驅(qū)動電機的驅(qū)動之下，通過光機組件上裝設(shè)的收發(fā)天線和粗跟蹤探測器來對目標進行粗跟蹤。在上位機由衛(wèi)星的運動軌跡并根據(jù)星歷表發(fā)出命令后，粗瞄準機構(gòu)接收到信號之后就把望遠鏡進行定位，使其對準通信終端方向來對信號進行捕獲。在捕獲過程中，萬向支架上的望遠鏡的移動要以粗跟蹤探測器給出的目標脫靶量為要求進行嚴格的控制移動，這樣能夠使信標光準確進入精跟蹤探測器的視場從而實現(xiàn)信號的精跟蹤。
（2）精跟蹤單元。精跟蹤單元的跟蹤精度決定了跟蹤系統(tǒng)能夠具有的精度，而提高帶寬可以減少干擾，加快系統(tǒng)反應速度，提高跟蹤的精度，所以高帶寬是精跟蹤單元十分重要的一個設(shè)計要求。精跟蹤單元的構(gòu)件要求具有高靈敏度以及較高的幀頻，而面陣電荷耦合器能夠滿足這些要求，并且還帶有跳躍式的讀出模式。利用深埋溝道移位寄存器技術(shù)，能夠得到很高的讀出速率和動態(tài)范圍，同時降低了噪聲，通過捕獲探測器的跟蹤，以及定位探測器對誤差信號的檢測，顯著提高了信標光的捕捉精度。
（3）控制單元。通過跟蹤單元對信號的捕捉，在進行放大整形和A/D變化等一系列處理之后，信號被按照一定的分配流程被輸入到計算機中，然后有計算機給出速度和加速度的控制信號，通過數(shù)據(jù)分配接口將信號輸入到D/A轉(zhuǎn)換和處理網(wǎng)絡(luò)之中，伺服電機接收到命令后帶動天線在水平和俯仰兩個方位進行轉(zhuǎn)動，這樣天線就能對信號進行自動跟蹤和捕獲了。
2.3 衛(wèi)星通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
在不斷發(fā)展的信息技術(shù)支持下，衛(wèi)星通信技術(shù)逐漸成為當前時代最為先進的通信技術(shù)，有著許多其他通信技術(shù)不具有的優(yōu)點，諸如通信距離遠、通信質(zhì)量高并且機動性能靈活等，衛(wèi)星通信系統(tǒng)的發(fā)展?jié)M足了人們在信息通信上越來越復雜的需求。衛(wèi)星通信系統(tǒng)采用的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：①數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。通過對數(shù)據(jù)的壓縮，有效提高通信系統(tǒng)的工作效率；②多址連接技術(shù)；③數(shù)字調(diào)制及信道編碼技術(shù)；④寬帶IP衛(wèi)星通信技術(shù)；⑤智能衛(wèi)星天線系統(tǒng)；⑥衛(wèi)星激光通信技術(shù)。在各種衛(wèi)星通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)中，激光的通信優(yōu)勢將會使衛(wèi)星激光通信技術(shù)在未來得到廣泛的應用，衛(wèi)星所在的外層空間不會受到大氣層的干擾，因此激光作為信息通信的載體有著很大的發(fā)展空間。
2.4 未來的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架
電子技術(shù)的快速發(fā)展和市場上需求的不斷變化，使得網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的未來發(fā)展趨勢存在著各種可能性，但是隨著市場上競爭越來越激烈，如果對相應的管制政策進行調(diào)整，將促使電視、電信和互聯(lián)網(wǎng)這三大網(wǎng)絡(luò)的融合速度不斷加快，并最終成為一個整體，作為三網(wǎng)融合的技術(shù)支撐，寬帶IP技術(shù)將在融合過程中起到十分重要的推動作用，并且自身也會得到較大的發(fā)展。將來的通信網(wǎng)絡(luò)將更加智能、快捷，同時不同用戶會擁有自己個性化的通信網(wǎng)絡(luò)，最終形成統(tǒng)一的一個綜合寬帶通信網(wǎng)絡(luò)，逐步演變成為業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)分離開來，由核心骨干層和接八層的組合構(gòu)架。
3 總結(jié)
電子通信系統(tǒng)的發(fā)展離不開關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展和進步，在這個通信技術(shù)不斷前進的信息社會，電子通信系統(tǒng)的完善和國家的強弱程度息息相關(guān)。國家和社會需要對電子通信的關(guān)鍵技術(shù)加強重視，深入研究和改進、完善電子通信系統(tǒng)，促進不同通信網(wǎng)絡(luò)的相互融合，推動信息系統(tǒng)更加先進和現(xiàn)代化。
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論文摘要：現(xiàn)今的電子通信技術(shù)屬于一種尖端的且應用性極強的技術(shù)，一個國家的科技發(fā)展水平和進度關(guān)鍵看電子通信技術(shù)水平的高低。電子通信產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)不可或缺的一部分，電子通信技術(shù)的進步和發(fā)展直接帶動先進的生產(chǎn)力和科技實力。電子通信技術(shù)涉及的領(lǐng)域和范圍較廣，特別突出在移動電話和衛(wèi)星通信兩個方面，本文也將重點通過這兩個方面來分析電子通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的問題。
隨著電子通信技術(shù)的發(fā)展，它同時在很大程度上改變著人們的生活和方式。人們也能很好地運用電子通信技術(shù)突破時間和空間的局限來學習和工作。電子通信技術(shù)不僅改變著人們，它還在改變著社會和國家，使得國家不斷發(fā)展，特別表現(xiàn)在衛(wèi)星通信技術(shù)上。當然我國的電子通信技術(shù)還存在一些關(guān)鍵技術(shù)的問題，有待人們改善和加強。
一、電子通信系統(tǒng)概述
電子通信技術(shù)屬于現(xiàn)代通信技術(shù)中的一大部分。電子通信技術(shù)還是信息社會的主要支柱，是現(xiàn)代高新技術(shù)的重要組成部分，甚至是國家國民經(jīng)濟的神經(jīng)系統(tǒng)和命脈。在現(xiàn)代化信息社會，電子通信技術(shù)無處不在，它涉及的范圍也很廣，包括移動電信、廣播電視、雷達、聲納、導航、遙控與遙測以及遙感等領(lǐng)域，還有軍事和國民經(jīng)濟各部門的各種信息系統(tǒng)都要運用到電子通信技術(shù)。
電子通信系統(tǒng)中最具代表性也最常見的就是移動通信和衛(wèi)星通信。其中移動通信就包括了衛(wèi)星通信，此外還有蜂窩系統(tǒng)、集群系統(tǒng)、分組無線網(wǎng)、無繩電話系統(tǒng)、無線電傳呼系統(tǒng)等多個領(lǐng)域。
二、電子通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題
近幾年來，電子通信技術(shù)應用十分廣泛，就其最具代表性的移動通信和衛(wèi)星通信來看，就存在很多關(guān)鍵性的技術(shù)問題，有待加強和改善。移動通信技術(shù)在電子通信技術(shù)中發(fā)展范圍最大最迅速，傳統(tǒng)的蜂窩通信因為可用無線頻譜資源的增加和無線信號的衰弱而變得越來越受局限。不斷縮小的小區(qū)半徑代表著基站的密度也在不斷增加。除此之外，頻繁的越區(qū)切換導致空中資源的浪費和頻譜效率降低，這也使得網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成本也是越來越高。從以上各種因素可以看出，要想獲得更高的頻譜效率和更大更充足的系統(tǒng)容量，就應該突破傳統(tǒng)蜂窩體制，應用新的移動通信技術(shù)。
1、移動通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題
在移動通信系統(tǒng)中采用分布式天線是很有效也很成功的一種方式，每個小區(qū)內(nèi)都有很多個無線信號處理單元，這些單元距離都比載波波長要遠得多，并且它們都能進行功放變頻和信號預處理。要在核心處理單元實現(xiàn)信號處理的功能，首先就要完成信號的收發(fā)功能和一些簡單的信號預處理，然后就要與核心處理單元連接，通過光纖和同軸電纜或微波無線信道來實現(xiàn)。有兩種方式可以實現(xiàn)分布式移動通信，第一種就是在所有的無線信號處理單元上所有相同的下行鏈路信號同時發(fā)射，然后小區(qū)內(nèi)的無線信號處理單元接收到上行鏈路信號之后直接傳送到中心處理單元。這種方案優(yōu)點是簡單，缺點則是會不斷干擾系統(tǒng)，阻礙了系統(tǒng)容量的擴大。第二種方式則是在整個業(yè)務(wù)區(qū)域內(nèi)完成無線覆蓋的分布式天線結(jié)構(gòu)，通過用大量的無線信號處理單元來實現(xiàn)，從而突破傳統(tǒng)蜂窩小區(qū)的理念。這種方式也可稱之為“受控天線子系統(tǒng)”，即“僅與移動臺相近的信號處理單元負責與移動臺進行通信”的方式。第二種較之第一種更理想，但同時它也更復雜。
分布式移動通信較傳統(tǒng)的移動通信技術(shù)有幾點優(yōu)勢，第一是小區(qū)間干擾低、SIR高且系統(tǒng)容量大，第二是它內(nèi)部的分集能力不僅能用來抵抗陰影效應，還能夠保證不衰落和擴大系統(tǒng)的容量。第三是它能全面提高其自身切換性能和接受信號的功率，還能降低其切換次數(shù)。第四是它對其他通信系統(tǒng)的干擾小并且在相同發(fā)射功率下覆蓋的區(qū)域更大，反之其發(fā)射功率更低。第五是它不僅能更方便快捷地實現(xiàn)任意形狀的無線業(yè)務(wù)服務(wù)區(qū)，還能核心處理單元集中處理信號。更能有效利用無線資源。
子通信系統(tǒng)分為5層：應用層、驅(qū)動層、傳輸層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。這5層之間功能劃分應明確，接口應簡單，從而為硬軟件的設(shè)計實現(xiàn)奠定良好的基礎(chǔ):應用層是通信系統(tǒng)的最高層次，它實現(xiàn)通信系統(tǒng)管理功能（如初始化、維護、重構(gòu)等）和解釋功能（如描述數(shù)據(jù)交換的含義、有效性、范圍、格式等）。驅(qū)動層是應用層與底層的軟件接口。為實現(xiàn)應用層的管理功能，驅(qū)動層應能控制子系統(tǒng)內(nèi)多路傳輸總線接口（簡稱MBI）的初始化、啟動、停止、連接、斷開、啟動其自測試，監(jiān)控其工作狀態(tài)，控制其和子系統(tǒng)主機的數(shù)據(jù)交換。傳輸層控制多路傳輸總線上的數(shù)據(jù)傳輸，傳輸層的任務(wù)包括信息處理、通道切換、同步管理等。數(shù)據(jù)鏈路層按照MIL—STD一1553B規(guī)定?？刂瓶偩€上各條消息的傳輸序列。物理層按照MIL—STD一1553B規(guī)定，處理1553B總線物理介質(zhì)上的位流傳輸。應用層、驅(qū)動層在各個子系統(tǒng)主機上實現(xiàn)，傳輸層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層在MBI上實現(xiàn)。
2、衛(wèi)星通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題
衛(wèi)星通信在電子通信技術(shù)中最為先進，它也有很大的優(yōu)勢，包括通信距離遠并且容量大，通信線路質(zhì)量穩(wěn)定可靠以及機動性能優(yōu)越和靈活地組網(wǎng)等這些都是別的技術(shù)沒有的特點。但隨著不斷快速發(fā)展的全球信息化產(chǎn)業(yè)，人們對信息的需求也越來越復雜多樣，電子通信技術(shù)已進入高速、多媒體、業(yè)務(wù)多樣化和可移動的個性化時代。
目前的衛(wèi)星通信的一些關(guān)鍵技術(shù)也存在一些問題，它包括高速數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)需求。以及衛(wèi)星通信應用寬帶IP的難點。現(xiàn)代衛(wèi)星通信技術(shù)采用一些關(guān)鍵技術(shù)來解決問題，一個就是數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，它能讓靜態(tài)和動態(tài)的數(shù)據(jù)壓縮都能有效提高通信系統(tǒng)在時間、頻帶、能量上的工作效率；第二個就是智能衛(wèi)星天線系統(tǒng)；第三個就是寬帶IP衛(wèi)星通信技術(shù)的研究；第四個就是新型高效的數(shù)字調(diào)制及信道編碼技術(shù)；第五個就是多址連接技術(shù)的改進和發(fā)展；第六個就是衛(wèi)星激光通信技術(shù)。
未來的衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)率會通過激光通信來實現(xiàn)，激光的優(yōu)勢會在互聯(lián)衛(wèi)星網(wǎng)中得到充分發(fā)揮，因為在那里經(jīng)常會應用到激光通信技術(shù)，它在外層空間進行，所以不會受到大氣層的影響。還可以利用“星際激光鏈路”技術(shù)來縮短全球衛(wèi)星通信中的“雙跳”法的信號時長。有專家提出“在衛(wèi)星激光通信在比微波通信數(shù)據(jù)速率高一個數(shù)量級的理想情況下，天線孔徑尺寸會比微波通信衛(wèi)星減小一個數(shù)量級”的觀點。那么如果在空間無線電通信中以激光作為載體來進行工作和運行未來的衛(wèi)星之間進行激光通信是很有前途的。
總而言之，電子通信系統(tǒng)在這個信息化時代無處不在。在電子通信系統(tǒng)中范圍最廣最常見的就是移動通信技術(shù)和衛(wèi)星通信技術(shù)，移動通信技術(shù)體現(xiàn)在日常的電視廣播網(wǎng)絡(luò)等各種電子傳輸工具上，而衛(wèi)星通信系統(tǒng)則運用在比較大型的工程上。電子通信系統(tǒng)的發(fā)達和完善與否直接決定了一個國家和社會的強弱，所以對其關(guān)鍵技術(shù)問題的分析和研究是很有必要的，掌握了其關(guān)鍵技術(shù)就能很好地運用和完善它。
參考文獻
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【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代通信 智能電網(wǎng) 應用前景
隨著我國社會進步以及經(jīng)濟發(fā)展，同時伴隨著資源壓力逐漸增加，我國居民以及企業(yè)生產(chǎn)等都給用電安全和可靠提出了更高的要求。這就要求我國建設(shè)更為安全、可靠和更具環(huán)保性的電力系統(tǒng)。智能電網(wǎng)這種起步于美國逐步開始在全球得以重視的新型電網(wǎng)系統(tǒng)也開始登陸我國，我國于2007年開始啟動對于智能電網(wǎng)的研究。
在智能電網(wǎng)中，對數(shù)據(jù)的采集以及保護等都需要建立完善的、高速的、雙向的通信系統(tǒng)。所以說智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)之一就是集成通信，也是逐步實現(xiàn)智能電網(wǎng)建設(shè)的第一步。本文就分析現(xiàn)代通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用前景。有線通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用
在我國電力通信專用的網(wǎng)絡(luò)中有線通信可以分為電力線載波通信plc以及光纖通信兩種。第一種電力系統(tǒng)中較為傳統(tǒng)的一種通信方式，其以輸電線路為傳輸通道，其優(yōu)點就是投資較少并且有較高的可靠性并且見效較快，這是之前電力系統(tǒng)通信的主要方式之一。但是其也有較為明顯的缺陷，就是受到了電力線強磁場的干擾所以其雜音電平較高。并且傳輸性能會受到電力線結(jié)構(gòu)的強烈影響，并且線路故障會導致電線損耗增加。所以這種通信方式已經(jīng)逐步被淘汰，被其他通信方式所取代。
第二種光纖通信，其優(yōu)點就是傳輸頻帶寬并且通信容量較大，并且在傳輸中的損耗較低。這是因為光纖其原材料是石英，這就可以節(jié)省許多金屬材料，也更加利于資源利用。除此之外其還具有絕緣性較高以及抗電磁干擾型的能力較高、抗輻射性較強等優(yōu)勢。這種通信方式目前在智能電網(wǎng)中使用較為普遍。無線通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用
目前在智能電網(wǎng)中應用到的現(xiàn)代通信無線技術(shù)有衛(wèi)星通信以及短波通信以及無線局域網(wǎng)wlan等。
第一種衛(wèi)星通信就是利用地球上的通信站之間來利用衛(wèi)星作為中繼通信。衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成部分包括了衛(wèi)星以及地球站兩個部分。其特點就是通信范圍非常大，在衛(wèi)星發(fā)射電波可以覆蓋到的范圍之內(nèi)都可以進行通信。其次就是衛(wèi)星通信還可以不受到任何災害環(huán)境的影響，同時還可以在多處接收，可以更為方便的實現(xiàn)多址通信。從這幾點優(yōu)勢可以看出衛(wèi)星通信更加適合遠距離的通信，而對于市內(nèi)的電力通信來說目前還不適用。
微波通信技術(shù)就是以波長在0.1-1000mm之間電磁波的通信方式，這種通信方式的優(yōu)勢就是可以不適用固體介質(zhì)，只需要兩個點之間不存在障礙物就可以進行微波的傳送。同時，微波通信的好處還在于其抗災性較好，但是因為微波是經(jīng)過空中傳送的所以很容易受到干擾。因為在同一個方向上，不可以使用多個同頻率來傳送微波所以微波通信必須要在有關(guān)部門管理下進行建設(shè)使用。
超短波通信技術(shù)就是使用1-10m之間的波長進行電磁波的傳送，跟微波通信較為類似。其提出的要求就是在波束方向上不可以有高樓阻擋，所以在城市中無法使超短波通信技術(shù)，一般都是在郊野地區(qū)作為遠距離通信的輔助載體進行使用。
短波通信，就是波長在10-50m之間，發(fā)射出的電波需要經(jīng)過電離層反射才可以達到另一個終端設(shè)備，因為其通信距離較遠所以是遠程通信的主要技術(shù)手段。但是因為電離層的高度以及密度等會受到晝夜、日期以及氣候影響所以其穩(wěn)定性較差，噪聲比較大。但是短波通信是遠程通信手段中唯——個不會受到網(wǎng)絡(luò)樞紐以及有緣中繼體影響的。但是其抗毀能力以及自主通信能力都是比其他通信方式更有優(yōu)勢的，但是在城市電網(wǎng)中不適用，可以作為輔助手段在其他地區(qū)加以使用。
自由空間光通信技術(shù)，就是以激光光波為載波，利用大氣為傳輸介質(zhì)。兩臺激光通信組成了一個大氣傳輸激光通信系統(tǒng)，其作用就是可以向?qū)Ψ桨l(fā)射出被調(diào)制的激光脈沖光信號來實現(xiàn)雙工通信。微波通信和空間光通信是一種互相補充的關(guān)系，但是因為其受到天氣因素影響較多所以穩(wěn)定性較差。
無限局域網(wǎng)無法完全取代有線局域網(wǎng)絡(luò)，但是可以彌補目前有線網(wǎng)絡(luò)的不足來達到眼神網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的目的。通常來說無線網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋到的范圍都會視環(huán)境是否開放而定。通常無線局域網(wǎng)都會作為一個接入部分連接到傳輸網(wǎng)絡(luò)中。
最后就是3g無線通信技術(shù)，目前我國已經(jīng)正式進入到3g時代，利用現(xiàn)在以及將來的3g商業(yè)運營商提供的蜂窩數(shù)據(jù)可以提供高性價比的服務(wù)，但是這種技術(shù)還處于起步階段，但是相信在政府的大力支持下一定會有巨大發(fā)展?jié)摿?。智能電網(wǎng)中現(xiàn)代通信技術(shù)應用問題
目前我國智能電網(wǎng)中應用現(xiàn)代通信技術(shù)的前景是非常廣闊的，但是還是存在很多問題需要我們?nèi)ソ鉀Q。
首先就是我國通信技術(shù)建設(shè)需要考慮到之后資源數(shù)量以及數(shù)據(jù)量的增加。隨著接入站點的不斷增加以及采集數(shù)據(jù)量的大量匯聚對于傳輸帶寬以及傳輸?shù)目煽啃缘榷继岢隽烁叩囊?。所以說在進行通信平臺建設(shè)的初期就需要考慮到這些因素，這樣才可以為之后網(wǎng)絡(luò)擴展以及維護工作。
其次就是對通信基礎(chǔ)平臺的建設(shè)不是獨立的，而是需要考慮到智能電網(wǎng)公司全面業(yè)務(wù)需求，所以說數(shù)字化的通信平臺建設(shè)應該全面考慮到技術(shù)、管理以及安全等各種因素，還需要考慮到技術(shù)進步以及投資效益來選擇最為適合的方向。
第三就是如果要形成一個集成的通信系統(tǒng)僅僅有載體是不夠的，還需要發(fā)展以及實施被供應商和其他主體所廣泛使用和接受的通信標準。目前我國在配電自動化等領(lǐng)域都已經(jīng)建立了統(tǒng)一的通信標準，但是標準化工作還需要繼續(xù)進行。結(jié)語：通信技術(shù)作為實現(xiàn)智能電網(wǎng)建設(shè)的一個基礎(chǔ)隨著我國智能電網(wǎng)的大規(guī)模建設(shè)必然成為一種趨勢，擁有巨大的發(fā)展空間。但是仍然存在很多問題急需解決來讓現(xiàn)代通信技術(shù)更好的服務(wù)于智能電網(wǎng)。不論是有線通信技術(shù)還是無線通信技術(shù)，都各有優(yōu)勢，也都各自存在缺陷，至于如何選擇具體技術(shù)則需要考慮技術(shù)安全性以及實用性。在這個發(fā)展過程中通信技術(shù)還存在很多發(fā)展空間需要我國通信技術(shù)部門對此多做研究。
參考文獻：
【關(guān)鍵詞】無線光通信；電力系統(tǒng)；優(yōu)越性；分析
1 電力通信網(wǎng)中無線光通信的重要特點
無線光通信是一種視距傳輸技術(shù)，其基礎(chǔ)是電―光和光―電的轉(zhuǎn)換，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)、影像和等的傳輸，以大氣作為媒質(zhì)。實際上激光出現(xiàn)后最先研制的就是無線光通信系統(tǒng)。無線光通信的優(yōu)點是傳輸距離遠、信道容量大、發(fā)射天線小、保密性好以及抗電磁干擾等。除此以外，無線光通信不需要許可執(zhí)照，不需要鋪設(shè)電纜，不需要挖溝，不需要租用線路，不需要頻譜規(guī)劃，建設(shè)周期短，對環(huán)境沒有影響。寬帶無線光通信的電子頻譜位于極高的光頻段，不存在微波等電磁干擾。無線光通信因為這些優(yōu)點，越來越受到關(guān)注。
2 電力通信網(wǎng)中無線光通信的實際優(yōu)越條件
無線光通信是一種物美價廉的通信技術(shù)，它正在逐漸吸引電信運營商，在電力通信網(wǎng)服務(wù)中不斷地突顯其優(yōu)越性。無線光通信自身的特點決定了在一定的環(huán)境下，它可以最大發(fā)揮自身優(yōu)勢，比如可以用于不便鋪設(shè)光纖的地方和不適宜使用微波的地方；又由于光纖成本過高，用戶無法在短期內(nèi)實現(xiàn)光纖接入，而他們卻渴望享受寬帶接入帶來的便利，結(jié)合我國現(xiàn)階段寬帶網(wǎng)絡(luò)的實際情況____許多企業(yè)和機構(gòu)都不具備光纖線路，但又需要較高速率，無線光通信不失為一種解決“最后一公里”瓶頸問題的有效途徑。雖然DSL、LMDS和以太網(wǎng)是目前電力通信網(wǎng)寬帶接入的主流方式，但和無線光通信相比，它們建設(shè)成本要高、建設(shè)周期要長，所提供的帶寬更是遠遠不及無線光通信。對于有線運營商，無線光通信可以在城域光網(wǎng)之外提供高帶寬連接，而其成本只有地下埋設(shè)光纜的五分之一，而且不需要等6個月才能拿到施工許可證。在目前這個競爭激烈的環(huán)境中，無線光通信無疑為電信運營商以較低的成本加速網(wǎng)絡(luò)部署，提高“服務(wù)速度”并降低網(wǎng)絡(luò)操作費用提供了可能。
無線光通信在電力通信網(wǎng)中實現(xiàn)了光纖到桌面，完成語音、數(shù)據(jù)、圖像的高速傳輸，拉動了聲訊服務(wù)業(yè)和互動影視傳播，實現(xiàn)了“三網(wǎng)融合”，有利于電子政務(wù)、電子商務(wù)、遠程教育及遠程醫(yī)療的發(fā)展，并產(chǎn)生了巨大的效益?？梢?，無線光通信技術(shù)在電路通信網(wǎng)中有廣泛應用前景和巨大市場潛力。
3 電力通信網(wǎng)中無線光通信的技術(shù)重要性
在電力通信系統(tǒng)中，由于大量無線光通信信道的不可預測性，以及電力通信網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化、對寬帶高速率通信的要求和不同異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的無縫互聯(lián)等對無線光通信關(guān)鍵技術(shù)提出了很高的要求。
（1）MIMO技術(shù)：目前MIMO技術(shù)領(lǐng)域的一個研究熱點就是空時編碼，具有廣泛的應用價值。常見的編碼方法主要有空時分組碼、空時格碼和BLAST碼。該技術(shù)本質(zhì)是一種基于空域和時域聯(lián)合分集的通信信號處理方法，有效提高無線光通信的容量。
（2）信道和信源編碼技術(shù)：信道編碼技術(shù)是電力通信系統(tǒng)抗多徑衰落的重要方法。在無線光通信系統(tǒng)中，采用了卷積碼和Turbo碼等信道編碼技術(shù)。無線光通信中信源編碼包含語音編碼和圖像編碼。為了提高系統(tǒng)容量無線光通信采用基于波形和參數(shù)編碼的混合編碼方法，隨著參數(shù)編碼技術(shù)的提高，有可能采用純參數(shù)編碼的聲碼器來實現(xiàn)語音編碼。
（3）OFDM技術(shù)：OFDM是一種多載波調(diào)制技術(shù)，其將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速數(shù)據(jù)流，調(diào)制在每個子信道上進行傳輸。這種調(diào)制傳輸技術(shù)的優(yōu)點在于：一方面可以提高信號的傳輸速率，另一方面又可以減少無線光通信系統(tǒng)信道所帶來的符號間干擾（ISI）；同時，由于每個子載波都保持正交，所以也避免了子信道之間的相互干擾（ICI）。
（4）迭代接收技術(shù)：迭代技術(shù)極大的提高接收系統(tǒng)的可靠性。迭代接收是指在接收端通過多次循環(huán)迭代使得接收機的檢測和解碼性能達到最佳。一般而言，前一次迭代的結(jié)果總是作為本次迭代的部分輸入，而且迭代次數(shù)越多，接收機的解碼性能越好，但系統(tǒng)復雜度也相應增加，因此在實際實現(xiàn)時要在性能和復雜度之間進行折衷。
4 電力通信網(wǎng)中無線光通信的實際應用
目前，近距離固定點間的無線光通信已經(jīng)在電力通信網(wǎng)實際中得到了應用，具體如下：
（1）無線光通信在電力通信網(wǎng)局域網(wǎng)連接中的應用。在電力通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)中，在新建的大樓和原有的大樓之間的局域網(wǎng)中無線光通信均得到了應用。由于無線光通信設(shè)備配備有標準的RJ45接口或光接口，對協(xié)議是透明的，因此非常方便地完成電力通信網(wǎng)局域網(wǎng)的連接。
（2）無線光通信在電力通信網(wǎng)城域網(wǎng)及邊緣網(wǎng)中的應用。電力通信網(wǎng)城域網(wǎng)的建設(shè)可謂日新月異，通信帶寬可達10Gbit/s，已基本上能夠滿足數(shù)據(jù)通信的需求。但隨著城市的發(fā)展，以往的效區(qū)也在逐漸被納入城市之中來，因此如何高效、低成本地對電力通信網(wǎng)城域網(wǎng)進行擴展及迅速占領(lǐng)新市場，已成為各大電信運營商十分關(guān)注的問題。
（3）無線光通信在電力通信網(wǎng)最后一公里接入的應用。隨著對Internet需求不斷地增長，電力通信網(wǎng)要求以寬帶的方式加入Internet。雖然寬帶接入的方式有很多，如ADSL、ISDN、FTTB+LAN等，但由于受各種因互的限制，例如公路開挖，第三地區(qū)無法使用微波等，現(xiàn)有的接入方式在解決寬帶接入方面均有所不足，因此無線光通信就成了一種可知地的解決方案。
（4）對于新興的電信網(wǎng)絡(luò)運營商，快速組建電信網(wǎng)絡(luò)的應用。無線光通信網(wǎng)絡(luò)可以幫助其快速組建本地網(wǎng)，以較少的資金、人力和時間完成城域網(wǎng)建設(shè)；對于傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)運營商來講，無線光通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以作為其光纜傳輸系統(tǒng)的補充，用于不便鋪設(shè)光纜的區(qū)域。無線光通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以實現(xiàn)先組網(wǎng)再銷售的商業(yè)模式。
5 結(jié)束語
在電力系統(tǒng)中無線光通信技術(shù)正以低成本的快速部署能力進入眾人的視線，在城域或局域網(wǎng)中，這種技術(shù)成為了光纖網(wǎng)絡(luò)的有益補充，開始得到廣泛應用，也孕育了巨大商機。無線的網(wǎng)絡(luò)空間可以自由馳騁，無線光通信技術(shù)提供了理想的暢想空間，而這一技術(shù)也在不斷探索、研究中前行發(fā)展，以期待未來應用新的突破。
參考文獻：
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