微波通信技術論文范文

導語：如何才能寫好一篇微波通信技術論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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1微波通信技術概述

微波通信技術是利用微波進行信息傳遞的一項高科技，主要是利用1m～0.1mm的波長、頻率為0.3～3000GHz的無線波進行信息傳遞。微波通信的工作系統主要是由發信機、收信機、用戶設備和反饋線等若干個機械設備組成。微波通信中微波具有頻率高、波長短的特點，因此，在應用過程中要通過拋物面天線來進行信息傳遞。另外，微波通信不受地形、距離和建筑物的阻礙和影響，可以準確傳輸信息。

2微波通信技術在廣播電視中的應用

第一，在廣播電視信號傳輸過程中，應用微波通信技術可以加快信號的傳輸速率，擴大信號傳播的覆蓋范圍，降低設備維護的難度，進而減少信號傳輸工作的成本消耗。正因如此，在廣播電視中應用微波通信技術可以輕易實現多通路的傳輸，同時滿足多個用戶的不同需求。第二，利用微波通信技術進行信號傳輸時需要先將信號傳播到控制中心，再由控制中心向各個衛星進行發送。這種借助地面微波和衛星進行傳播的方式對信號形式沒有限制，所以微波通信技術可以實現對音頻及視頻等信號的采集、轉換與傳播。第三，由于微波通信技術是借助衛星與地面微波的形式進行傳播，且傳播速度快、覆蓋面積廣，所以廣播電視行業可以利用微波通信技術進行大型現場直播。除此之外，微波通信技術還能為有線數據通信提供技術服務，或者作為電臺網站的多路視頻指標信號采集系統，為觀眾接收節目提供方便。第四，微波通信系統可以應用在干線光釬傳輸中，在干線光釬傳輸中做到備份和補充，當發生自然災害或環境惡劣等情況時，微波通信系統利用點對點的SDH微波以及PDH微波等各種微波對傳輸過程中遭到破壞的部分及時修復，保證信息的正常傳輸。

3廣播電視微波通信技術的優點

3.1圖像傳輸畫質良好

再生中繼技術是微波通信技術的核心，該技術能夠減少廣播電視的微波信號在傳輸過程中受到的外界各種因素的干擾，降低干擾強度，從而保證圖像畫質良好。

3.2傳輸信息的安全性有保障

由于自然環境的影響或者人為因素的破壞，廣播電視信號在傳輸過程中可能受到干擾或損害，從而無法正常傳輸。尤其是當前社會形勢下，很多不法分子貪圖利益或惡作劇心理作祟，蓄意破壞傳輸信號，導致廣播電視節目無法正常播出。而微波通信技術可以有效避免此類問題發生，微波通信技術將圖像、聲音等信號轉化為微波進行傳輸，因微波難以破解，使信號的穩定性與安全性有了保障，進而提升了廣播電視節目的質量。

4廣播電視微波通信技術應用注意事項

4.1信號源配備

為保證信號傳輸的安全性，在利用微波通信技術進行廣播電視信號傳輸時，廣播電視臺的微波站內一定要配備兩種或多種不同路由的信號源，每一個信號源都要根據需要配置相應的儀器設備。并且，為了使廣播電視的設備管理端口與所有的信號處理設備相吻合，一定要嚴格控制應急人工跳線端口。除此之外，需要在微波首站內設置完善的監測系統，時刻監測信號碼流的設置，從而保證微波信號傳輸系統涉及到的各項設備運行情況都在微波首站的監控范圍之內，保證微波信號傳輸的穩定性。

4.2外接電源配備

為從根本上促使使用的方便性與快捷性，微波站需要接入兩種不同的外接電源，并且在整個接收過程中，嚴格降低配電行業的基本標準與要求。微波播出符合供電主要采用獨立低壓的回路方式，為保障微波電路首站能夠按照相應的配置進行電源自備，需要不間斷運行，并且微波站的直流電源需要設置得比較冗余，還要保證蓄電池組的后備時間超過8h。

總而言之，微波通信技術在廣播電視信號傳輸中具有傳統信號傳輸技術無法比擬的優勢，為保證微波通信技術能夠在廣播電視行業得到更加廣泛的應用，并真正提高信號傳輸的質量和效率，相關工作人員必須嚴格遵守微波通信技術應用注意事項，正確配備并連接電源和信號源，避免發生傳輸故障。

作者:趙志強 單位:新疆廣電局節傳中心694臺

參考文獻：

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論文關鍵詞：擴頻通信原理特點發展應用

論文摘要：擴頻通信是現代通信系統中新的通信方式，它具有較強的抗干擾、抗衰落和抗多徑性能，頻譜利用率高。本文介紹了擴頻通信的工作原理、特點、及其發展應用。

一、擴頻通信的工作原理

在發端輸人的信息先調制形成數字信號，然后由擴頻碼發生器產生的擴頻碼序列去調制數字信號以展寬信號的頻譜，展寬后的信號再調制到射頻發送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號，變頻至中頻，然后由本地產生的與發端相同的擴頻碼序列去相關解擴，再經信息解調，恢復成原始信息輸出。可見，一般的擴頻通信系統都要進行3次調制和相應的解調。一次調制為信息調制，二次調制為擴頻調制，三次調制為射頻調制，以及相應的信息解調、解擴和射頻解調。與一般通信系統比較，多了擴頻調制和解擴部分。擴頻通信應具備如下特征：(1)數字傳輸方式；(2)傳輸信號的帶寬遠大于被傳信息帶寬；(3)帶寬的展寬，是利用與被傳信息無關的函數(擴頻函數)對被傳信息的信元重新進行調制實現的；(4)接收端用相同的擴頻函數進行相關解調(解擴)，求解出被傳信息的數據。用擴頻函數(也稱偽隨機碼)調制和對信號相關處理是擴頻通信有別于其他通信的兩大特點。

二、擴頻通信技術的特點

擴頻信號是不可預測的、偽隨機的寬帶信號，其帶寬遠大于要傳輸的數據(信息)帶寬，同時接收機中必須有與寬帶載波同步的副本。擴頻系統具有以下特點。

1．抗干擾性強

擴頻信號的不可預測性，使擴頻系統具有很強的抗干擾能力。干擾者很難通過觀察進行干擾，干擾起不了太大作用。擴頻通信系統在傳輸過程中擴展了信號帶寬，所以即使信噪比很低，甚至在有用信號功率低于干擾信號功率的情況下，仍能不受干擾、高質量地進行通信，擴展的頻譜越寬，其抗干擾性越強。

2.低截獲性

擴頻信號的功率均勻分布在很寬的頻帶上，傳輸信號的功率密度很低，偵察接收機很難監測到，因此擴頻通信系統截獲概率很低。

3.抗多路徑干擾性能好

多路徑干擾是電波傳播過程中因遇到各種非期望反射體(如電離層、高山、建筑物等)引起的反射或散射，在接收端的這些反射或散射信號與直達路徑信號相互干涉而造成的干擾。多路徑干擾會嚴重影響通信。擴頻通信系統中增加了擴頻調制和解擴過程，利用擴頻碼序列間的相關特性，在接收端解擴時，從多徑信號中分離出最強的有用信號，或將多徑信號中的相同碼序列信號疊加，這樣就可有效消除無線通信中因多徑干擾造成的信號衰落現象，使擴頻通信系統具有良好的抗多徑衰落特性。

4.保密性好

在一定的發射功率下，擴頻信號分布在很寬的頻帶內，無線信道中有用信號功率譜密度極低，這樣信號可以在強噪聲背景下，甚至在有用信號被噪聲淹沒的情況下進行可靠通信，使外界很難截獲傳送的信息，要想進一步檢測出信號的特征參數就更難了．所以擴頻系統可實現隱蔽通信。同時，對不同用戶使用不同碼，旁人無法竊聽通信，因而擴頻系統具有高保密性。

5.易于實現碼分多址

在通信系統中，可充分利用在擴頻調制中使用的擴頻碼序列之間良好的自相關特性和互相關特性，接收端利用相關檢測技術進行解擴，在分配給不同用戶不同碼型的情況下，系統可以區分不同用戶的信號，這樣同一頻帶上許多用戶可以同時通話而互不干擾。

三、擴頻技術的發展與應用

在過去由于技術的限制，人們一直在走增加信號功率，減少噪聲，提高信噪比的道路。即使到了70年代，偽碼技術已經出現，但作為相關器的“碼環”的鐘頻只能做到幾千赫茲也無助于事．近幾年，由于大規模集成電路的發展，幾十兆赫茲，甚至幾百兆赫茲的偽碼發生器及其相關部件都已成為現實，擴頻通信獲得極其迅速的發展．通信的發展史又到了一個轉折點，由用信噪比換帶寬的年代進入了用寬帶換信噪比的年代．從最佳通信系統的角度看擴頻通信．最佳通信系統一最佳發射機+最佳接收機．幾十年來，最佳接收理論已經很成熟，但最佳發射問題一直沒有很好解決，偽碼擴頻是一種最佳的信號形式和調制制度，構成了最佳發射機．因此，有了最佳通信系統一偽碼擴頻+相關接收這種認識，人們就不難預測擴頻通信的未來前景．從9O年代無線通信開始步人擴頻通信和自適應通信的年代．擴頻通信的熱浪已經波及短波、超微波、微波通信和衛星通信，碼分多址(CDMA)已開始廣泛用于未來的峰窩通信、無繩通信和個人通信以及各種無線本地環路，發揮越來越大的作用．接入網是由傳統的用戶線、用戶環路和用戶接入系統，逐步發展、演變和升級而形成的．現代電信網絡分為3部分：傳輸網、交換網和接入網．由于接入網發展較晚，往往成為電信發展的“瓶頸”，各國都很重視接入網的發展，因此各類接人技術和系統應運而生．由于ISM(IndustryScientificMedica1)頻段的開放性，經營者和用戶不需申請授權就可以自由地使用這些頻段，而無線擴頻技術所使用的頻段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM頻段，包括IEEE802.11協議架構的無線局域網也大部分選用此頻段．在無線接人系統中，擴頻微波與常規微波相比有著3個顯著的優點：抗干擾性強、頻點問題容易處理、價格比較便宜．而且，擴頻微波接入技術相對有線接入技術來說，有成本低、使用靈活、建設快捷的優勢，在接入網中起著不可替代的作用．

擴頻微波主要應用在以下幾個方面．語音接入(點對點)；數據接入；視頻接入；多媒體接入；因特網(Internet)接入。

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論文摘要：光纖通信不僅可以應用在通信的主干線路中，還可以應用在電力通信控制系統中，進行工業監測、控制，而且在軍事領域的用途也越來越為廣泛。本文探討了光纖通信技術的主要特征及應用。

1.光纖通信技術

光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式。在光纖通信系統中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多，所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路，光纖之間的串繞非常小；光波在光纖中傳輸，不會因為光信號泄漏而擔心傳輸的信息被人竊聽；光纖的芯很細，由多芯組成光纜的直徑也很小，所以用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題。

光纖通信在技術功能構成上主要分為：(1)信號的發射；(2)信號的合波；(3)信號的傳輸和放大；(4)信號的分離；(5)信號的接收。

2.光纖通信技術的特點

(1)頻帶極寬，通信容量大。光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，光纖通信系統的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。對于單波長光纖通信系統，由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發揮光纖帶寬大的優勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸的容量，特別是現在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。目前，單波長光纖通信系統的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps。

(2)損耗低，中繼距離長。目前，商品石英光纖損耗可低于0～20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低；若將來采用非石英系統極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統可以跨越更大的無中繼距離；對于一個長途傳輸線路，由于中繼站數目的減少，系統成本和復雜性可大大降低。

(3)抗電磁干擾能力強。光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構成復合光纜。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統特別有利。由于能免除電磁脈沖效應，光纖傳輸系還特別適合于軍事應用。

(4)無串音干擾，保密性好。在電波傳輸的過程中，電磁波的泄漏會造成各傳輸通道的串擾，而容易被竊聽，保密性差。光波在光纖中傳輸，因為光信號被完善地限制在光波導結構中，而任何泄漏的射線都被環繞光纖的不透明包皮所吸收，即使在轉彎處，漏出的光波也十分微弱，即使光纜內光纖總數很多，相鄰信道也不會出現串音干擾，同時在光纜外面，也無法竊聽到光纖中傳輸的信息。

除以上特點之外，還有光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩定性好、壽命長。由于光纖通信具有以上的獨特優點，其不僅可以應用在通信的主干線路中，還可以應用在電力通信控制系統中，進行工業監測、控制，而且在軍事領域的用途也越來越為廣泛。

3.光纖通信技術在有線電視網絡中的應用

20世紀90年代以來，我國光通信產業發展極其迅速，特別是廣播電視網、電力通信網、電信干線傳輸網等的急速擴展，促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網規模的擴大和系統復雜程度的增加，全網的管理和維護，設備的故障判定和排除就變得越來越困難。可以采用SDH＋光纖或ATM＋光纖組成寬帶數字傳輸系統。該傳輸網可以采用帶有保護功能的環網傳輸系統，鏈路傳輸系統或者組成各種形式的復合網絡，可以滿足各種綜合信息傳輸。對于電視節目的廣播，采用的寬帶傳輸系統可以將主站到地方站的所需數字，通道設置成廣播方式，同樣的電視節目在各地都可以下載，也可以通過網絡管理平臺控制不同的站下載不同的電視節目

有線電視網絡在全國各地已基本形成，在有線電視網絡現有的基礎上，比較容易地實現寬帶多媒體傳輸網絡，因此在目前的情況下，不應完全廢除現有的有線電視網，而用少量的投資來完善和改造它，滿足人們的目前需要。很多地區的CATV已經是光纖傳輸，到用戶端也是同軸電纜進入千萬家。但是現在建設的CATV大多是單向傳輸，上行信號不能在現有的有線電視網中傳送。可以通過電信網PSTN中語音通道或數據通道形成上行信號的傳送，也可以通過語音接入系統來完成。將電話接到各用戶，這樣各用戶間即可以打電話，也可以利用廣電自己的綜合信息網中的寬帶傳輸系統構成廣電網中自己的上行信號的傳送，組成了雙向應用的Internet網。

現在光通信網絡的容量雖然已經很大，但還有許多應用能力在閑置，今后隨著社會經濟的不斷發展，作為經濟發展先導的信息需求也必然不斷增長，一定會超過現有網絡能力，推動通信網絡的繼續發展。因此，光纖通信技術在應用需求的推動下，一定不斷會有新的發展。

參考文獻：

[1]王磊，裴麗.光纖通信的發展現狀和未來[J].中國科技信息，2006，(4)

[2]何淑貞，王曉梅.光通信技術的新飛躍[J].網絡電信，2004，(2)

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    論文摘要:隨著電力通信新技術的發展,電力通信網作為保持電力系統安全穩定運行的支柱之一,在我國發揮著不可忽視的作用。為了保證我國電力系統的安全與穩定,需要對電力通信行業的發展歷程和現狀有一個準確客觀的認識,并提出發展方向和建議。本文從我國電力通信的發展歷程、面臨的現狀和未來發展方向三個方面,對其做出了闡釋。

    在通信技術和電力技術飛速發展的今天,我國的電力通信行業,隨著電力工業的發展,正不斷擴展和完善。我國的電力通信網,是為保證我國電力系統的安全穩定優質運行而產生的,經歷了從無到有,從簡單到當今先進技術的運用,從單一到多種通信手段共用覆蓋的發展過程。電力通信在為電網的自動化控制、商業化運營和自動化管理的過程中發揮著巨大的聯通和服務作用。

    1 我國電力通信系統的發展歷程

    我國的電力通信系統,經歷了一個較快的發展時期,幾十年內,經歷了一個從縱橫交換到程控交換、從明線和同軸電纜到光纖傳輸、從模擬網到數字通信網、從定點通信到移動通信以及從主要面向硬件到主要面向軟件技術的發展階段變化。

    1.1 四十年代至五六十年代

    電力通信的發展始終與電網的發展相同步,互相支持、互相配合。在我國,四十年代,主要以東北輸電線為主,除城市外,其他地區都較為孤立,且明線電話在當時占主要地位,長距離調度所使用的載波機主要依靠日本機器。隨著五六十年代我國用電量的明顯劇增,東北電網又向華北地區擴散,建成了華北電網,但我國的公網通信仍然較為落后。此階段我國使用的電力線載波機仍是國外進口,在向蘇聯進口的同時我國開始自行研發生產。

    1.2 七十年代

    七十年代初期開始,我國的電力通信系統開始在一些信息需求量大和重要部門采用微波通信;到末期,我國的電力通信系統又有了進一步發展,電力線載波通信占主導地位,其它有小容量(120路以下)FDM模擬微波、郵電多路載波、電纜及架空明線等,我國的電網已經擴大到擁有華北、東北和華東三大電網,部分地區開始形成自己的獨立通信網絡。此階段我國電力通信以音頻、載波、模擬微波等通信方式為主。不過全國范圍內,大多地區十萬千瓦以上的電網沒有通信干線,且通信電路不太健全、自動化水平不高,部分地區還經常出現停電現象,通信系統的落后成為我國電力工作的薄弱環節之一,給我國的工農業生產帶來了較大影響,與國外差距仍然較大。

    1.3 八十年代

    八十年代是我國電力通信的高速發展時期,隨著大規模集成電路的發展,出現了數字微波、光纖通信和程控交換機等,大電站、大機組、超高壓輸電線路不斷增加,電網規模越來越大。承接七十年代末的電力系統數字化網絡的建設,八十年代,我國開始建設電力專用通信網。此階段,數字微波、衛星通信、光纖通信、移動通信、對流層散射通信、特高頻通信、數字程控交換機等得到了推廣與運用。當然,電網的飛速發展也為電網的管理和技術提出了新的要求,我國緊跟時代腳步,自上而下成立了電力通信網建設和管理的專門機構,并逐步形成和完善了一套指導建設電力通信網的技術政策,制訂了有關通信的規章制度和技術要求,培養出了一批熟悉通信設計、建設、運行、維護、管理的人才,在政策和制度方面加強了力量建設。

    1.4 九十年代

    九十年代,我國的電力通信系統發展較快,有了進一步提高,新技術和新設備的應用更快更靈活,在其他網絡上,例如傳輸網和交換網等得到了進一步的完善,并開始引入一批高新網絡技術,為現在的電力通信發展打下了良好基礎。

    2 我國電力通信的現狀

    2.1 電力通信網的主要業務形式

    在我國,電力通信網是一種專業性極強的通信網,是電網的重要組成部分,在網絡通信技術不斷發展的今天,電力通信網的業務形式也在不斷擴大和發展,其主要業務形式表現在以下幾個方面:

    2.1.1 電網安全監視和穩定控制方面

    在我國各個城市中經常出現電力系統崩潰的現象,其中一個重要原因就是電力網絡結構過于薄弱,而且使用極不合理。對此,許多地區在電網的安全監視和穩定性控制方面給予了不少投入。例如,購置了及時定位線路故障點的線路故障測距裝置;對通信網絡不穩定的地方設置了實時監控系統,監視通信網路的健康狀況;通過全球衛星定位系統的實時相量測量,在電力系統中實施相量控制等手段,使得我國大部分地區的電力系統穩定運行成為了可能。

    2.1.2 氣象與新能源方面

    電力通信系統目前在氣象監測方面正發揮著日益增大的作用,例如:對于常年無人監守的戶外水電站,可借助電力通信系統在水電站的上游選取合適位置安放監測臺,對一年降水情況進行采集和網絡分析,然后通過網絡將信息傳播,對數據進行全面具體的分析。同時,它在新能源方面的作用也正不斷突出,對太陽能、風能、潮汐等新能源的發電技術研究正是今后國家電力進程的一個長期方向,因此電力通信系統對新能源的開發利用也是今后電力通信網絡的業務方向之一。

    2.1.3 環境保護方面

    在環境保護力度不斷加大的今天,對各個領域的各種排放物的監控要求正不斷提高,目前,我國電力通信系統在對部分火電廠、核電站的廢氣、煙塵、放射線等的排放上已形成全面的監測系統。此系統綜合利用GPS系統、地理信息系統(GIS)、遙感技術(RS)等先進技術,將采集到的數據和實物樣本就地進行分析處理,并通過網絡,傳輸到總部統一備案處理,大大提高了效率,對環境保護做出了巨大貢獻。

    2.1.4 電網商業化運營方面

    電網商業化運營主要依托于全國的聯網工程,在我國電力改革深入發展的今天,要求形成與國際互聯網企業接軌的大的網絡環境。電子商務系統安全性大、快捷方便,收益空間大,建立互動式電子商務平臺,不僅能擴展業務范圍,還能擴大信息交流。高速而又安全的電力通信網絡,對電子商務的實時交易和電力網絡環境的安全維護,發揮著越來越重要的作用。

    2.2 我國電力通信的主要問題

    2.2.1 電力通信網絡管理標準不完善

    我國的電力通信網絡,其標準和體制雖然符合國家和國際標準,但在電力系統的特點和要求下,其通信網發展的標準和規范都極不完善,規劃等制定和更新也不及時。這在新技術更新發展速度如此迅速的今天,電力通信網絡的管理標準不完善對電力通信網的整體全面發展影響較大。

    2.2.2 區域發展不平衡

    在我國,各地受經濟發展水平、政策貫徹落實程度和科技運用程度的差異,每個地區的電力通信發展水平極不平衡。部分地區和單位早已實現數字化和光纖化環網,該地區的電網及通信業務服務能力大大加強;而有些地區受地理和經濟因素的共同制約,在發展速度上落后于發達地區,有的甚至偏遠到變電站連成最基本的調度電話都難以保證,各地區發展極不平衡。

    3 電力通信的發展方向

    3.1 加快光纖傳輸網的設置,加大全面網絡建設

    我國部分地區的電力通信系統中,電力光纖通信網存在著纖芯容量不足、設備容量小的情況。因此很有必要加大投入在加快傳輸網的建設上。要對該地區主干光纖傳輸網加大改造和建設力度,吸引投資,以點帶面,在工程建設上做好工作。而且,要在電力通信和動作流程中加大網絡的全面、系統建設。例如,在通信網的非話業務方面和網內IP技術等方面要加大開拓和推廣力度,努力擴大電力通信網絡的覆蓋面,在各交換機制的組網工作中做好相關完善工作,把信息交換網絡朝著高速高效率、安全性強、穩定性高的方向建設。

    3.2 加大科研力度和技術研究

    我國的電力傳輸技術有待提高,要在維護已有的傳統傳輸模式的基礎上,加強改造和新技術的研發,增加業務管理力度和方面,在研究和建設電力通信網絡的同時,要鼓勵科技創新,將寬帶IP等新技術的運用深入到現代通信網絡的建設當中,多角度加大經費投入和科研技術的研究。

    3.3 各地嚴抓電力通信電路的建設質量

    在我國電力通信發展速度飛快的現狀下,要努力減少通信電路誤碼率高、公務監控不力、監控系統不通等系列問題,杜絕電力通信網絡工程中的低質量工程項目的出現。各個地區應避免“地方保護”、“門戶觀念”對工程選擇和決定的不良影響。且在網絡系統的建設過程中,加大科研力度和投入,其工程項目負責人還要實行責任制,做好檢測和監管工作,及時驗證工程指標是否合格,確保建設質量。

    3.4 積極建設寬帶多業務數字網絡平臺

    在電力通信發展規劃中,要積極地建設寬帶多業務數字網絡平臺,在語音、圖像、數據、媒體、新聞等各業務領域為現在和今后的發展打好基礎,提供統一的多優先等級,確保業務質量。

    3.5 致力于國內和國際市場的開發

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關鍵詞：光纖通信技術優勢接入技術

近年來隨著傳輸技術和交換技術的不斷進步，核心網已經基本實現了光纖化、數字化和寬帶化。同時，隨著業務的迅速增長和多媒體業務的日益豐富，使得用戶住宅網的業務需求也不只局限于原來的語音業務，數據和多媒體業務的需求已經成為不可阻擋的趨勢，現有的語音業務接入網越來越成為制約信息高速公路建設的瓶頸，成為發展寬帶綜合業務數字網的障礙。

一、光纖通信技術定義

光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信力式。論文百事通在光纖通信系統中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多，所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路，光纖之間的中繞非常小，光波在光纖中傳輸，不會因為光信號泄漏而擔心傳輸的信息被人竊聽，光纖的芯很細，由多芯組成光纜的直徑也很小，所以用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題。

二、光纖通信技術優勢

2.1頻帶極寬，通信容量大光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，光纖通信系統的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。散波長窗口，單模光纖具有幾十GHz?km的寬帶。對于單波長光纖通信系統，由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發揮光纖帶寬大的優勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸的容量，特別是現在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。采用密集波分復術可以擴大光纖的傳輸容量至幾倍到幾十倍。目前，單波長光纖通信系統的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps，采用密集波分復術實現的多波長傳輸系統的傳輸速率已經達到單波長傳輸系統的數百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業務網的首選介質。

2.2損耗低，中繼距離長目前，實用的光纖通信系統使用的光纖多為石英光纖，此類光纖損耗可低于0.20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低，因此，由其組成的光纖通信系統的中繼距離也較其他介質構成的系統長得多。如果將來采用非石英系統極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統可以跨越更大的無中繼距離；對于一個長途傳輸線路，由于中繼站數目的減少，系統成本和復雜性可大大降低。目前，由石英光纖組成的光纖通信系統最大中繼距離可達200多km，由非石英系極低損耗光纖組成的通信系至數公里，這對于降低通信系統的成本、提高可靠性和穩定性具有特別重要的意義。

2.3抗電磁干擾能力強我們知道光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構成復合光纜。它是一種非導電的介質，交變電磁波在其中不會產生感生電動勢，即不會產生與信號無關的噪聲。這樣，就是把它平行鋪設到高壓電線和電氣鐵路附近，也不會受到電磁干擾。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統特別有利。

2.4光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設光纖的芯徑很細，約為0.1mm，由多芯光纖組成光纜的直徑也很小，8芯光纜的橫截面直徑約為10mm，而標準同軸電纜為47mm。這樣采用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題，節約了地下管道建設投資。此外，光纖的重量輕，柔韌性好，光纜的重量要比電纜輕得多，在飛機、宇宙飛船和人造衛星上使用光纖通信可以減輕飛機、輪船、飛船的重量，顯得更有意義。還有，光纖柔軟可繞，容易成束，能得到直徑小的高密度光纜。

2.5保密性能好對通信系統的重要要求之一是保密性好。然而，隨著科學技術的發展，電通信方式很容易被人竊聽，只要在明線或電纜附近設置一個特別的接收裝置，就可以獲取明線或電纜中傳送的信息，更不用去說無線通信方式。光纖通信與電通信不同，由于光纖的特殊設計，光纖中傳送的光波被限制在光纖的纖芯和包層附近傳送，很少會跑到光纖之外。即使在彎曲半徑很小的位置，泄漏功率也是十分微弱的。并且成纜以后光纖在外面包有金屬做的防潮層和橡膠材料的護套，這些均是不透光的，因此，泄漏到光纜外的光幾乎沒有。更何況長途光纜和中繼光纜一般均埋于地下。所以光纖的保密性能好。此外，由于光纖中的光信號一般不會泄漏，因此電通信中常見的線路之間的串話現象也可忽略。

三、光纖接入技術

隨著通信業務量的不斷增加，業務種類也更加豐富，人們不僅需要語音業務，高速數據、高保真音樂、互動視頻等多媒體業務也已經得到了更多用戶的青睞。光纖接入網可分為有源光網絡A(ON)和無源光網絡((PON。)采用SDH技術、ATM技術、以太網技術在光接入網系統中稱為有源光網絡。若光配線網(ODN全)部由無源器件組成，不包括任何有源節點，則這種光接入網就是無源光網絡。

現階段，無源光網絡P(ON)技術是實現FT－Tx的主流技術。典型的PON系統由局側OLT光(線路終端)、用戶側ONUO/NT(光網絡單元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配網絡)組成。PON技術可節省主干光纖資源和網絡層次，在長距離傳輸條件夏可提供雙向高帶寬能力，接入業務種類豐富，運維成本大幅降低，適合于用戶區域較分散而每一區域內用戶又相對集中的小面積密集用戶地區。

為實現信息傳輸的高速化，滿足大眾的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網絡，用戶接入部分更是關鍵，光纖接入網是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中，由于光纖到達置的不同，有FTB、FTTC，FTTCab和FTTH等不同的應用，統稱FTTx。

FTTH(光纖到戶)是光纖寬帶接入的最終方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纖的寬帶特性，為用戶提供所需要的不受限制的帶寬，充分滿足寬帶接入的需求。我國從2003年起，在“863”項目的推動下，開始了FTTH的應用和推廣工作。迄今已經在30多個城市建立了試驗網和試商用網，包括居民用戶、企業用戶、網吧等多種應用類型，也包括運營商主導、駐地網運營商主導、企業主導、房地產開發商主導和政府主導等多種模式，發展勢頭良好。不少城市制定了FTTH的技術標準和建設標準，有的城市還制門了相應的優惠政策，這此都為FTTH在我國的發展創造了良好的條件。

在FTTH應用中，主要采用兩種技術，即點到點的P2P技術和點到多點的xPON技術，亦可稱為光纖有源接入技術和光纖無源接入技術。P2P技術主要采用通常所說的MC(媒介轉換器)實現用戶和局端的自接連接，它可以為用戶提供高帶寬的接入。目前，國內的技術可以為用戶提供FE或GE的帶寬，對大中型企業用戶來說，是比較理想的接入方式。

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關鍵詞：衛星通信 民航KU衛星系統 地面站 ODU

中圖分類號：TN927.2 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）02-0203-02

1 概述

衛星通信是指地球上的無線電通信站之間以人造通信衛星作為中繼的一種微波通信方式。地面站是指設在地球表面的通信站，而通信衛星的作用相當于離地面很高的中繼站。轉發器的主要作用是接收地面站發來的信號（上行載波），經放大、變頻、或處理，放大電平后再發回地面站（下行載波）。一條通信線路由發端地面站、上行線路、衛星轉發器、下行線路和收端地面站組成（見圖1）。衛星通信的主要特點是：頻率高、電平大，通信距離遠，建站成本與通信距離無關；

民航KU衛星系統是一個全網同步網絡，各地面站必須在加入網絡（簡稱入網）后才能傳輸各種業務。該系統使用亞洲四號地球同步軌道通信衛星，復用方式采用MF-TDMA（先頻分再時分）。地面站一般包括天饋設備、收、發信機、終端設備、以及電源設備。

根據衛星通信特點、結合民航KU衛星特點，以下就影響KU衛星地面站入網的主要因素加以分析，并針對具體因素進行適當補償和應對。

2 主要因素分析

2.1 天體、氣候等因素

（1）星蝕。衛星上的設備主要依靠太陽能發電，因此當衛星無法接收到太陽光時，星上的設備必須依靠衛星自帶的備用電池供電。當太陽光被地球或月球遮擋時，衛星不能夠接收到太陽光，這種現象稱之為星蝕。相對地球陰影區來說，月球陰影區的影響時間較短和較淺，星上自帶的蓄電池足夠給設備供電，因此一般不予考慮。

地球遮擋的星蝕發生在每年春秋分前后（各約42天）。在衛星子夜時間，太陽，地球、衛星幾乎在同一直線上，當衛星進入地球的陰影區，星蝕現象便會發生。最長時間可達72分鐘。此時星上自帶的蓄電池無法滿足星上所有設備的供電，有可能需要關閉衛星上部分設備減少耗電，因此也有可能造成KU地面站無法入網。而衛星食時會造成的急速降溫，也是設計衛星時必須考慮在內的。

（2）日凌現象。每年春分和秋分前后，在衛星地面站所在地，衛星將處在太陽與地球之間的直線上。這時衛星地面站天線在對準衛星的同時也對準太陽，使太陽產生的強大的電磁波直接投射在地面站天線上。由于太陽產生的電磁波頻譜很寬，因此，對地面站來說，該電磁波是一個巨大的噪聲源，對其所接受的衛星信號造成干擾從而使接收鏈路嚴重惡化導致地面站無法入網，這種現象即稱為日凌現象。

日凌與地面站電氣特性關系：①日凌與接收頻率的關系：接收頻率越高，天線3dB波束寬度越窄.則日凌持續時問越短。②日凌與天線u徑的關系：天線口徑越大，天線3dB波束寬度越窄。則日凌持續時間越短。對一個地面站來講.其日凌干擾最強時間從太陽進入其天線3dB波束寬度開始，以離開其3dB波束寬度結束。因此地面站的日凌持續時間與其接收頻率和天線U徑大小有關。對地面站來說，收東經度越高的衛星，每天日凌開始和結束的時間越早。

（3）雨衰現象。KU頻段最大的缺點是，在暴雨、濃霧、密霧的壞天氣下，傳輸損耗增加且噪聲急劇增加，致使地面站接收的信噪比下降很大，尤其是當天線仰角較小時，更加顯著。

雨衰的機理及影響：當電波穿過降雨的區域時，雨滴會對電波產生吸收和散射，故而造成衰減。在l～50GHz的頻帶內，雨衰值是雨滴半徑與電波波長比值的增函數。Ku波段雨衰影響大，因為Ku波段的波長2-2.5cm左右，比C波段接近于雨滴大小。在Ku波段內，短時間（數分鐘內）大降雨的衰減可高達20dB，顯然如此大的衰減量將使地面站入網暫時中斷。衛星設備日常保障中經常出現因雨衰造成的地面站掉線現象。

考慮到雨衰現象，在Ku波段中整個系統的G，T值就要留有較大的余量。由于Ku衛星的EIRP相對于C頻段的增量（15-20dB）遠高于通常所取得雨衰備余量（6-10dB），根據雨衰曲線可以對衛星Ku波段轉發器天線的波束圖進行優化設計，也可以對衛星接收系統進行合理的設計以減少降雨產生的影響。

（4）雪衰現象。一般情況下，只要地面站天線饋源上面的積雪不太厚，降雪對Ku及其以下頻段的衛星信號不會產生明顯的衰減，但是在雨夾雪、化雪過程中，對于Ku波段的衛星傳輸影響非常顯著，造成天線饋源及主反射面凹凸不平的積雪對電磁波產生不同的散射和吸收，嚴重破壞衛星天線口面場分布均勻性，大大降低了天線的增益，同時也增大了天線的噪聲溫度，上行鏈路的EIRP值或接受系統的G，T值均會因此而大大減小，因此無論是上行站和下行站，均須對此采取積極的預防和克服措施。

（5）同步衛星的運動方式。由于受太陽、月球、地球引力的影響，同步衛星會在一個與地球赤道平臺夾角不斷變化的傾斜軌道上運行。假設衛星軌道的東西位置保持不變，則從地球赤道表面觀察衛星的日漂移軌跡，同步衛星在其軌道定點上以24小時為一周期呈8字形軌道不停地運動著，這會影響衛星信號傳輸的穩定。通過對衛星實現姿態控制，使衛星保持在赤道平面內，有利于衛星信號傳輸的穩定。

2.2 地面站設備等因素

地面站設備主要由室內設備及室外設備組成（見圖2），其中室內設備由Modem板、數據板、DLM板、話音板、E1板組成，室外設備主要由變頻設備、饋源、天線、LNA、HPA等組成。下圖任何一個環節出問題，都將導致地面站站點無法入網，通常需要更換相應故障部件來恢復入網。其常見因素歸納起來，主要有以下幾種。

（1）Modem板故障。Modem板也稱Modem/Controller（控制板），它是整個地面站室內設備的心臟。主要作用：信號的調制解調；VSATII加電及復位時的初始化，站點入網，同步控制，時基調節；MAP響應；DAMA處理；CSC處理；響應網管詢查等。Modem板故障將直接導致該地面站站點無法入網。通過監控Modem板卡，查看上線狀態 若停在了“數字自環”或“中頻自環”，則判斷為Modem板損壞。若停在了“接收捕獲”或“發射捕獲”，檢查相應支路。Modem板故障是很常見的故障，一般通過中頻自環判斷Modem板的故障與否。

（2）ODU故障。ODU又稱室外單元，是室外設備部分的核心，主要作用是上下變頻及收發功率放大。ODU故障也將直接導致地面站無法入網。ODU故障的概率也不低，日常維護中發現ODU故障通常是ODU電源部件故障導致ODU不工作及ODU風扇故障導致ODU溫度過高保護關閉。ODU故障很容易判斷，一般根據ODU監控是否有告警判斷ODU故障與否。

（3）中頻電纜等故障。中頻電纜：每100米的中頻電纜衰減應不大于5dB，因此可在圖2中4點處判斷中頻發射電纜、在圖2中9點處判斷中頻接收電纜情況。一般通過頻譜儀測試信號電平大小來判斷。通常圖2中4點處信號為-42―-48dBm，在圖2中9點處信號約為-50dBm。此故障不常見。

軟波導：主要有軟波導嚴重扭曲、泄漏及軟波導進水導致信號急劇衰減從而造成遠端站無法入網。衛星設備運行中多次發生因軟波導進水導致站點無法入網的情況。可在圖中13點處利用頻譜儀觀察的發射信號電平來判斷（注：要接波導轉同軸）。

LNA：在低噪聲放大器還未加電時，通過頻譜儀觀察背景噪聲（底噪）約為-107～-110dBm，加電后觀察底噪應該上升15～18dB。如果不符合標準，即可認為是低噪聲放大器故障。方法頻譜儀接在圖2中6點（注意：由于LNA/LNC需要用ODU來供電，所以連接頻譜儀時必須使用三通接頭來連接，不能斷掉與ODU的連線）。

饋源：饋源主要作用是將KU信號發射到衛星或者將接收衛星來的信號傳給LNA。潰源可能出現的故障是進水及表面被異物所覆蓋。常見的現象是表面被異物所覆蓋，因此如果遇到下雪或低溫等天氣，要將饋源除雪裝置打開。

2.3 調試因素

KU衛星地面站要入網，首先要進行天線指向調整（對星）、極化調整（在指定頻率上發單載波）、設置ODU、MODEM板參數、調整發射和接收電平等工作。以上步驟有一步不到位，將直接影響地面站入網。其常見因素主要有：

天線指向不到位：由于地面沉降等原因，會導致天線俯仰角方位角發生變化，導致地面站無法入網，因此根據衛星設備維護規程，年維護時都需要通過頻譜儀觀察接收衛星信標信號以判斷是否需要調整天線。

極化隔離度不足：極化隔離是指同一空間波束，使用相同的頻段，但采用相互正交的極化方式，而頻率復用主要利用空間分割和極化隔離來實現。民航KU衛星系統復用方式采用先頻分再時分方式，因此極化隔離度不足將直接影響地面站入網。判斷地面站極化隔離度方法主要在衛星公司協助下通過發射單載波方式來判斷。

其它參數調試：KU衛星系統是全網同步系統，各地面站站點的同步最初是從加入網絡開始的。站點加入網絡（簡稱入網）的過程被稱為捕獲，捕獲分為兩個階段（簡稱接收捕獲）發射幀捕獲（簡稱發射捕獲）。

加入網絡需要進行時間校準、頻率校準、信號電平校準。時間校準和頻率校準的過程是自動的，只要在入網調試時確定NODE參數、載波參數、本地的經緯度已正確寫入MODEM板，以后的維護工作中一般不需要考慮此因素；信號電平校準主要為了使信號處于可處理范圍的中間，此項校準需要根據天氣因素、功率因素等進行調整，日常維護中如發生地面站掉線后，通常需要在ODU監控上調整發射及接收電平。

2.4 網絡因素

因民航KU衛星系統是一個MF-TDMA系統，采用多載波跳頻技術，全網配置及技術復雜，載波保護帶寬小，地面站多等原因，多次發生網絡原因導致所有地面站無法入網，此時地面站需要等待網控維護或者在網控指導下調整本地相關參數。近年來網控采取了網絡優化、全網調整等手段，目前KU衛星系統穩定度大大上升。

3 結語

民航KU衛星系統是一個復雜的系統，影響各地面站入網的因素有很多，作為空管衛星設備維護保障人員，只有對這些影響因素有了深刻的理解，并針對具體因素制定有效的措施，盡量克服、預防影響地面站入網因素，才能使KU衛星設備運行更加穩定，從而不斷夯實民航空管保障基礎。

參考文獻

[1]劉義.Ku頻段衛星通信鏈路特性分析.吉林大學碩士學位論文.