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1.2光傳播通信技術(shù)存在的問題縱觀光傳播技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展史，從世界上第一條光纖通信系統(tǒng)投入運營到如今突飛猛進的發(fā)展趨勢，整個過程中信息傳輸規(guī)模和安全可靠運行也一直是電力通信部門關(guān)注的重點。光設(shè)備的傳輸雖然具有維護簡單、擴容性較高,以及組網(wǎng)靈活等特點,并且隨著科技的發(fā)展光端機也不斷提升出槽位寬度均勻、增加擴容量等能力。但是,在社會經(jīng)濟不斷發(fā)展的同時,這些光傳輸設(shè)備的老化程度也越來越嚴(yán)重,有大部分設(shè)備的性能甚至已經(jīng)很難滿足電力通信在傳輸方面的要求，當(dāng)緩慢的衰變積累到一定程度時將會產(chǎn)生系統(tǒng)的最終的失效。
2.光傳輸通信技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展研究
2.1光傳輸通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用近幾年我國在高速寬帶光傳輸技術(shù)方面取得了飛躍性的發(fā)展，我國在移動通信技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用方面也逐漸于國際接軌，成為全球高速寬帶光傳輸通信技術(shù)發(fā)展的重要推動力。高速帶寬光傳輸技術(shù)的核心是密集波分復(fù)用技術(shù)，隨著市場需求的消費增長，在短短的時間內(nèi)就成為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重心。[2]OTN和PTN系統(tǒng)作為光傳輸通信技術(shù)的重要組成部分，在實際的核心層部署中得到了廣泛應(yīng)用，其兩者相聯(lián)合的組網(wǎng)模式，為運營商帶來了強大的IP業(yè)務(wù)接入能力和靈活調(diào)度能力。
2.2光傳輸通信技術(shù)的發(fā)展在可預(yù)見的未來光傳輸通信技術(shù)將給人們的生活帶來重大變化，在無線網(wǎng)的環(huán)境中人們的工作、學(xué)習(xí)、出行等可以通過網(wǎng)絡(luò)獲得及時地、豐富地信息，變得更加便捷和簡單。有理由相信，隨著光傳輸通信技術(shù)的進一步發(fā)展以及配套技術(shù)的進一步完善，并且積極整合各方面的通信技術(shù)的優(yōu)勢，光傳輸通信技術(shù)在4G移動通信新時代的潛力將是無限的。光傳輸通信技術(shù)的發(fā)展推動著城域傳輸網(wǎng)不斷統(tǒng)一和融合，是運營商共同組建扁平化網(wǎng)絡(luò)的最佳選擇。光傳輸通信技術(shù)不斷的發(fā)展使得其生命周期大大延長。光傳輸技術(shù)100Gb/s的發(fā)展也突破了一定范圍下數(shù)字信號中光載波攜帶信息量無法提高的問題，并且將光載波能夠攜帶的信息量提高了一倍。
2.3光傳輸通信技術(shù)前景分析隨著社會需求的不斷增長，4G新時代下光傳輸通信技術(shù)的研究為綜合業(yè)務(wù)數(shù)字的發(fā)展帶來了迅猛的發(fā)展。在未來的光傳輸通信技術(shù)的發(fā)展中，源節(jié)點至目的節(jié)點之間的信號傳輸與交換過程中將會采用以光交換技術(shù)和波分復(fù)用傳輸技術(shù)作為核心基礎(chǔ)技術(shù)。隨著科技人員的不斷研發(fā)，以WDM技術(shù)為主導(dǎo)結(jié)OTN、PTN系統(tǒng)的應(yīng)用必定會逐漸取代取代DWDM和MST的地位成為光傳輸通信技術(shù)的主流技術(shù)。其自身所具有的優(yōu)勢順應(yīng)了業(yè)務(wù)IP化和網(wǎng)絡(luò)扁平化的趨勢，因此受到越來越多的運營商的重視，到目前為止，中國通訊運營商三大巨頭移動、電信、聯(lián)通已經(jīng)積極的投入設(shè)計制造。
一、引言
上世紀(jì)70年代末，誕生了被稱為第一代蜂窩移動通信系統(tǒng)的雙工FDMA模擬調(diào)頻系統(tǒng)，但由于模擬系統(tǒng)固有的先天缺陷，在90年代初被以TDMA為基礎(chǔ)的第二代數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)所取代，相對FDMA系統(tǒng)有諸多優(yōu)點，如頻譜利用率高，系統(tǒng)容量大、保密性好等。與此同時產(chǎn)生了以CDMA為基礎(chǔ)的數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)，相比TDMA系統(tǒng)具有低發(fā)射功率、信道容量大、軟容量、軟切換、采用多種分集技術(shù)等優(yōu)點。
隨著網(wǎng)絡(luò)的廣泛普及，圖像、話音和數(shù)據(jù)相結(jié)合的多媒體和高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)量大大增加，人們對通信業(yè)務(wù)多樣化的要求也與日俱增，而一代二代系統(tǒng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶的這些需求，所以誕生了第三代移動通信技術(shù)，它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁瀏覽、電話會議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。國際上承認(rèn)的3G標(biāo)準(zhǔn)有三個：CDMA2000、WCDMA以及TD-SCDMA，這里主要從各個方面做WCDMA和CDMA2000的對比研究。
二、WCDMA和CDMA2000的綜合比較
由于WCDMA和CDMA2000這兩種技術(shù)都是將CDMA技術(shù)用于蜂窩系統(tǒng)，許多的思想都是源于CDMA系統(tǒng)，因此WCDMA和CDMA2000有許多相試之處：從雙工方式上看，WCDMA和CDMA2000屬于FDD模式。WCDMA和CDMA2000都滿足IMT-2000提出的技術(shù)要求，支持高速多媒體業(yè)務(wù)、分組數(shù)據(jù)和IP接入等。但它們在技術(shù)實現(xiàn)、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)演進等方面都存在較大差異。
WCDMA和CDMA2000各有優(yōu)勢和缺點。WCDMA技術(shù)較成熟，能同廣泛使用的GSM系統(tǒng)兼容；相比第二代通信系統(tǒng)能提供更加靈活的服務(wù)；而且WCDMA能靈活處理不同速率的業(yè)務(wù)。其缺點是只能共用現(xiàn)有GSM系統(tǒng)的核心網(wǎng)部分，無線側(cè)設(shè)備可以共用的很少。
CDMA2000的優(yōu)勢是可以和窄帶CDMA的基站設(shè)備很好地兼容，能夠從窄帶CDMA系統(tǒng)平滑升級，只需增加新的信道單元，升級成本較低，核心網(wǎng)和大部分的無線設(shè)備都可用。容量也比IS-95A增加了兩倍，手機待機時間也增加了兩倍。缺點是CDMA2000系統(tǒng)無法和GSM系統(tǒng)兼容。
1.WCDMA與CDMA2000的物理層技術(shù)比較
WCDMA和CDMA2000物理層技術(shù)細(xì)節(jié)上有相似也有差異，由于考慮出發(fā)點不同，造成了不同的技術(shù)特點。WCDMA技術(shù)規(guī)范充分考慮了與第二代GSM移動通信系統(tǒng)的互操作性和對GSM核心網(wǎng)的兼容性；CDMA2000的開發(fā)策略是對以IS-95標(biāo)準(zhǔn)為藍(lán)本的窄帶CDMA的平滑升級。
（1）這兩個標(biāo)準(zhǔn)的物理層技術(shù)相似點可以歸納為以下幾點：
①內(nèi)環(huán)均采用快速功率控制。CDMA系統(tǒng)是干擾受限系統(tǒng)，因此為了提高系統(tǒng)容量，應(yīng)盡可能的降低系統(tǒng)的干擾。功率控制技術(shù)可以減少一系列的干擾，這意味著同一小區(qū)內(nèi)可容納更多的用戶數(shù)，即小區(qū)的容量增加。因此CDMA系統(tǒng)中引入功率控制技術(shù)是非常必要的。
②系統(tǒng)都支持開環(huán)發(fā)射分集，信道編碼采用卷積碼和Turbo碼。
③系統(tǒng)均采用軟切換技術(shù)。所謂軟切換是指移動臺需要切換時，先與新的基站連通再與原基站切斷聯(lián)系，而不是先切斷與原基站的聯(lián)系再與新的基站連通。軟切換只能在同一頻率的信道間進行，因此模擬系統(tǒng)、TDMA系統(tǒng)不具有這種功能。軟切換可以有效地提高切換的可靠性，大大減少切換造成的掉話。
④WCDMA工作頻段：1900～2025MHz頻段分配給FDD上行鏈路使用，2110～2170MHz頻段分配給FDD下行鏈路使用，2110～2170MHz頻段分配給TDD雙工方式使用。其中WCDMA和CDMA2000利用1900～2025MHz頻段(上行)，2110～2170MHz(下行)。
（2）兩個標(biāo)準(zhǔn)的物理層技術(shù)差異可以歸納為以下幾點：
①擴頻碼片速率和射頻帶寬。WCDMA根據(jù)ITU關(guān)于5MHz信道基本帶寬的劃分規(guī)則，將基本碼片速率定為3.84Mcps。WCDMA使用帶寬和碼片速率是CDMA2000-1X的3倍以上，能提供更大的多路徑分集、更高的中繼增益和更小的信號開銷。CDMA2000分兩個方案，即CDMA2000-1X和CDMA2000-3X兩個階段。CDMA2000系統(tǒng)可支持話音、分組數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)，并且可實現(xiàn)QoS的協(xié)商。室內(nèi)最高數(shù)據(jù)速率達(dá)2Mbit/s，步行環(huán)境384kb/s，車載環(huán)境144kb/s。CDMA2000在前向和反向CDMA信道在單載波上采用碼片速率1.2288Mcps的直接序列擴頻，射頻帶寬為1.25MHz。
②支持不同的核心網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。WCDMA要求實現(xiàn)與GSM網(wǎng)絡(luò)的兼容，所以它把GSMMAP協(xié)議作為上層核心網(wǎng)絡(luò)議；CDMA2000要求兼容窄帶CDMA，因此它把ANSI-41作為自己的核心網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。
③WCDMA進行功率控制的速度是CDMA2000的2倍，能保證更好的信號質(zhì)量，并支持多用戶。
④為了使支持基于GSM的GPRS業(yè)務(wù)而部署的所有業(yè)務(wù)也支持WCDMA業(yè)務(wù)，為了完善新的數(shù)據(jù)話音網(wǎng)絡(luò)，CDMA2000-1x需要添加額外的網(wǎng)元或進行功能升級。
2.WCDMA與CDMA2000網(wǎng)絡(luò)接口的比較
3G標(biāo)準(zhǔn)的基本目標(biāo)是能在車載、步行和靜止各種不同環(huán)境下為多個用戶分別提供最高為144kbit/s、384kbit/s和2048kbit/s的無線接入數(shù)據(jù)速率。為多個用戶提供可變的無線接入數(shù)率是3G標(biāo)準(zhǔn)的核心要求。CDMA2000可分別用于900MHZ和2GHZ兩個頻段CDMA2000的碼片速率與IS-95相同，兩系統(tǒng)可以兼容。WCDMA的碼片速率為3.84Mcps，顯然WCDMA系統(tǒng)中低速率用戶或語音用戶的移動臺成本會大幅上升，在CDMA2000系統(tǒng)中則不會如此。
WCDMA的接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、制定嚴(yán)謹(jǐn)、組織嚴(yán)密，而CDMA2000的接口標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)謹(jǐn)性有待加強。IS-95廠家設(shè)備難以互通，給運營商設(shè)備選型帶來了較大問題；3G許諾的高速無線數(shù)據(jù)服務(wù)必須可以和話音一樣實現(xiàn)無縫的漫游，這是至關(guān)重要的。多媒體信息要漫游、視頻通話也要漫游，沒有這些基本要素，3G就不能稱其為3G。漫游涉及到的不僅僅是技術(shù)問題，更重要的是商業(yè)利益。在這方面WCDMA顯然更勝一籌，它支持全球漫游，全球移動用戶均有唯一標(biāo)識，而CDMA2000尚不能很好做到這一點。
3.WCDMA和CDMA2000網(wǎng)絡(luò)演進的比較
（1）WCDMA的網(wǎng)絡(luò)演進技術(shù)
現(xiàn)有的GSM系統(tǒng)利用單一時隙可提供9.6kbit/s的數(shù)據(jù)服務(wù)。如果復(fù)用多個時隙就能升級為HSCSD（高速電路交換數(shù)據(jù)）方式；此后出現(xiàn)了GPRS（通用分組無線業(yè)務(wù)），首次在核心網(wǎng)中引入了分組交換的方式，可提供144kbit/s的數(shù)據(jù)速率。接著繼續(xù)升級采用8PSK調(diào)制，這樣傳輸速率可以上升至384kbit/s這就是EDGE；WCDMA的數(shù)據(jù)傳輸速率將高達(dá)2M/s。
（2）CDMA2000網(wǎng)絡(luò)演進技術(shù)
主要的CDMA2000運營商將來自現(xiàn)在的窄帶CDMA運營商。窄帶CDMA向CDMA2000過渡的方式為IS-95AIS95BIS-95CIMT2000。IS-95A的數(shù)據(jù)傳輸速率為14.4kbit/s，為了提供更高的速率，1999年部分廠商開始采用IS-95B標(biāo)準(zhǔn)，理論上支持115.2kbit/s的速率。IS-95C進一步使容量加倍，最后升級為CDMA2000。
窄帶CDMA系統(tǒng)向CDMA2000系統(tǒng)的演進分為空中接口、網(wǎng)絡(luò)接口及核心網(wǎng)絡(luò)演進等方面。
①目前窄帶CDMA系統(tǒng)的空中接口是基于IS295A，其支持的數(shù)據(jù)速率為14.4kbit/s，由IS295A升級到IS295B，可支持64kbit/s。
②窄帶CDMA網(wǎng)絡(luò)接口的演進主要指窄帶CDMA系統(tǒng)A接口的升級和演進。對于窄帶CDMA系統(tǒng)，以前其A接口不是規(guī)范接口(即不是開放接口)，窄帶CDMA和GSM的A接口的規(guī)范相比較，GSM是先有A接口標(biāo)準(zhǔn)，然后廠家依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)；窄帶CDMA是廠家各自開發(fā)，然后廣泛宣傳，最后憑借自身影響修改標(biāo)準(zhǔn)。
③窄帶CDMA的核心網(wǎng)在美國經(jīng)過多年發(fā)展后，從IS241A到IS241B到IS241C，我國CDMA試驗網(wǎng)和紅皮書以IS241C為基礎(chǔ)，IS241D規(guī)范在1999年底，目前IS241E規(guī)范還未正式。
三、WCDMA和CDMA2000在我國的前景
對3G標(biāo)準(zhǔn)的選擇不僅要看其技術(shù)原理及成熟程度，還要結(jié)合本國國情、市場運作狀況等因素進行考慮。按目前的進展來看，兩種標(biāo)準(zhǔn)最后不能融合成一種，但可以共存。
在我國，GSMMAP網(wǎng)絡(luò)已形成巨大的規(guī)模，歐洲標(biāo)準(zhǔn)的WCDMA在網(wǎng)絡(luò)上充分考慮到與第二代的GSM的兼容性，在技術(shù)上也考慮了與GSM的雙模切換兼容，向WCDMA體制的第三代系統(tǒng)演進，從一開始就解決了全網(wǎng)覆蓋的問題。而且CDMA2000采用GPS系統(tǒng)，對GPS依賴較大；在小區(qū)站點同步方面，CDMA2000基站通過GPS實現(xiàn)同步，將造成室內(nèi)和城市小區(qū)部署的困難，而WCDMA設(shè)計可以使用異步基站，運營者獨立性強；對于電信設(shè)備制造行業(yè)，我國在GSM蜂窩移動通信方面發(fā)展成熟，而窄帶CDMA系統(tǒng)尚未形成規(guī)模和產(chǎn)業(yè)。
WCDMA采用全新的CDMA多址技術(shù)，并且使用新的頻段及話音編碼技術(shù)等。因此GSM網(wǎng)絡(luò)雖然可采用一些臨時的替代方案提供中等速率的數(shù)據(jù)服務(wù)，卻不能提供一種相對平滑的路徑以過渡到WCDMA。而CDMA2000的設(shè)計是以IS-95系統(tǒng)的豐富經(jīng)驗為依據(jù)的，因此窄帶CDMA向CDMA2000的演進無論從無線還是網(wǎng)絡(luò)部分都更為平滑。在基站方面只需更新信道板，并將系統(tǒng)軟件升級，即可將IS-95基站升級為CDMA2000基站。
由此可見,WCDMA和CDMA2000還將長時間在我國共存，鹿死誰手？尚未分曉。
參考文獻：
一、鐵路傳輸技術(shù)
1.1SDH傳輸技術(shù)
SDH是取代PDH的新數(shù)字傳輸網(wǎng)體制，主要針對光纖傳輸，是在SONET的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上形成的。它把信號固定在幀結(jié)構(gòu)中，復(fù)用后以一定的速率在光纖上傳送。SDH是在電路層上對信號進行復(fù)用和上下。論文百事通當(dāng)帶著信號的光纖通ODF(光纖分配架)進入ADM時，信號必須通過O/E轉(zhuǎn)換和設(shè)備上的支路卡才能下成2Mb/s的基本電信號，并經(jīng)過通信電纜和DDF(數(shù)字配線架)接到用戶接口或基站BTS(基站收發(fā)信機)。
1.2ATM網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)
ATM是一種基于信元的交換和復(fù)用技術(shù)，即一種轉(zhuǎn)換模式，在這一模式中信息被組織成信元。它采用固定長度的信元傳輸聲音、數(shù)據(jù)和視頻信號。每個信元有53個字節(jié)，開頭的五個字節(jié)為信頭，用以傳輸信元的地址和其他一些控制信息，后面的48個字節(jié)用以傳輸信息。利用標(biāo)準(zhǔn)長度的這種數(shù)據(jù)包，通過硬件實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，這比軟件更快速、經(jīng)濟、便宜。同時，ATM工作速度有很大的伸縮性，在光纜上可以超過2.5Gbps。
在網(wǎng)絡(luò)傳輸中，為了使多個用戶共享高速線路，通常采用時分復(fù)用方式。時分復(fù)用方式又可分為同步傳輸模式和異步傳輸模式。在數(shù)字通信中通常采用同步傳輸模式，這種傳輸模式把時間劃分為一個個相等的片段，成為時隙，一定量的時隙組成一個幀，一個信道在一個幀里占用一個時隙，一個用戶占用一個或多個信道。而在異步傳輸模式中，各終端之間不存在共同的時間參考，各個時隙沒有固定的占用者。在ATM中時隙有固定的長度而且比較短，一個時隙傳輸一個信元，每一個信元相當(dāng)一個分組。各信道根據(jù)業(yè)務(wù)量的大小和排列規(guī)則來占用時隙，信息量大的信道占用的時隙多。
1.3MSTP傳輸技術(shù)
MSTP依托于SDH平臺，可基于SDH多種線路速率實現(xiàn)，包括l55Mb/s、622Mb/S、2.5Gb/s和10Gb/s等。一方面，MSTP保留了SDH固有的交叉能力和傳統(tǒng)的PDH業(yè)務(wù)接口與低速SDH業(yè)務(wù)接口，繼續(xù)滿足TDM業(yè)務(wù)的需求；另一方面，MSTP提供ATM處理、以太網(wǎng)透傳、以太網(wǎng)二層交換、RPR處理、MPLS處理等功能來滿足對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的匯聚、梳理和整合的需求。
1.4RTKGPS網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)
隨著GPS無驗潮測深技術(shù)應(yīng)用的不斷深入，傳統(tǒng)電臺數(shù)據(jù)鏈的傳輸模式已不能滿足長距離RTK作業(yè)的需要。而網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)則是利用網(wǎng)絡(luò)來取代UHF電臺進行數(shù)據(jù)傳輸，它傳輸距離遠(yuǎn)，信號穩(wěn)定，抗干擾性強，已成為數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)男聦櫋?/p>
通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS，是在GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)，GSM是一種使用撥號方式連接的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式。GPRS利用現(xiàn)有通信網(wǎng)的設(shè)備，通過在GSM網(wǎng)絡(luò)上增加一些硬件和軟件升級，形成一個新的網(wǎng)絡(luò)邏輯實體。
1.5WDM傳輸技術(shù)
WDM(或DWDM)是在光纖上同時傳輸不同波長信號的技術(shù)。其主要過程是將各種波長的信號用光發(fā)射機發(fā)送后，復(fù)用在一根光纖上，在節(jié)點處再對耦合的信號進行解復(fù)用。WDM(或DWDM)系統(tǒng)在信號的上下上既可以使用ADM、DXC，也可以使用全光的OADM和0XC，WDM(或DWDM)是基于光層上的復(fù)用，它和SDH在電層上的復(fù)用有著很大的區(qū)別。同時，通過OADM進行光信號的直接上下，無需經(jīng)過O/E轉(zhuǎn)換，而擁有EDFA的WDM(或DWDM)可以進行較長距離的光傳輸而不需要光中繼。
二、接入網(wǎng)技術(shù)
隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，人們對鐵路通信技術(shù)提出了更高的要求，鐵路部門必須采用先進的、現(xiàn)代化的有線和無線通信的傳輸和接入方式，實現(xiàn)鐵路通信網(wǎng)的升級，發(fā)揮鐵路通信網(wǎng)在國民經(jīng)濟中的社會效益和經(jīng)濟效益。
接入網(wǎng)技術(shù)是鐵路通信中一項關(guān)鍵技術(shù)，由于原有用戶銅纜接入的普遍性和現(xiàn)在光纖技術(shù)的發(fā)展，接入網(wǎng)建設(shè)就必須考慮通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀與發(fā)展，這就決定了接入網(wǎng)技術(shù)的多樣化。接入網(wǎng)從接入方式上可分為有線接入和無線接入。
2.1有線接入技術(shù)
(1)高速率數(shù)字用戶環(huán)路技術(shù)。
通過2-3對雙絞線雙向?qū)ΨQ傳送基群數(shù)字速率信號，傳送距離為3km-5km，上行速率與下行速率相等。通過回波抵消技術(shù)實現(xiàn)在一對雙絞線上全雙工傳輸，通過特定的編碼和調(diào)制方式提高傳輸質(zhì)量，用多線對并行傳輸，以降低每對雙絞線上的傳輸速率，增加無中繼傳輸距離。
(2)非對稱數(shù)字用戶環(huán)路技術(shù)。
它的上行速率和下行速率不相等，下行速率可高達(dá)(9-10)Mbit/s，上行速率只有數(shù)十或數(shù)百kbit/s，此技術(shù)適用于視頻點播VOD系統(tǒng)；其高速下行信道可向家庭用戶提供多路的數(shù)字圖像信號及低速語音信號，而上行信道用于傳送用戶控制信號。ADSL的優(yōu)勢在于它幾乎不需要對現(xiàn)有的對1雙絞線作任何改動就可獲得高傳輸速率。
(3)混合光纖同軸電纜接入技術(shù)。
它是基于有線電視系統(tǒng)CATV發(fā)展起來的。在有線電視中心與地區(qū)中心、地區(qū)中心與光節(jié)點之間采用光纖連接，光節(jié)點與用戶設(shè)備之間采用同軸電纜連接。其主要是使用副載波調(diào)制，將CATV原有的單向傳輸系統(tǒng)改造成雙向傳輸系統(tǒng)。HFC可以充分利用現(xiàn)有的CATV網(wǎng)絡(luò)，進行少量投資，就可形成一個支持多種業(yè)務(wù)的寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)。
(4)光纖用戶環(huán)路技術(shù)。
以光纖為主要傳輸媒介，根據(jù)光纖向用戶延伸的距離，可以分為FTTC(光纖到路邊)，F(xiàn)TTB(光纖到大樓)，F(xiàn)TTH(光纖到家)等。FTTB是用戶接入信息高速公路的最終理想目標(biāo)，但根據(jù)現(xiàn)有通信發(fā)展的實際，F(xiàn)TTC、FTTB與銅纜相結(jié)合的用戶接入，雖然是有過渡性質(zhì)的折衷方案，但價格相對經(jīng)濟，并且在時機成熟時易擴展到FTTH，所以是現(xiàn)實并且可行的。
2.2無線接入技術(shù)
無線接入網(wǎng)是在接入網(wǎng)中部分或全部引人無線傳輸媒介，為用戶提供固定終端業(yè)務(wù)和移動終端業(yè)務(wù)。無線接入可分為固定接入和移動接入兩大類。其基本結(jié)構(gòu)由控制器、基站和用戶終端設(shè)備構(gòu)成。應(yīng)用技術(shù)主要包括微波1點多址技術(shù)、蜂窩技術(shù)和微蜂窩技術(shù)等。無線接人由于其靈活方便易于建設(shè)，目前已得到極大的重視。
集群通信系統(tǒng)是一種功能強大的專用移動通信系統(tǒng)，是通信與微處理機技術(shù)、程控交換技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物。它集交換、控制、通信于一體，通過無線撥號的方式把一組信道自動最優(yōu)地動態(tài)分配給系統(tǒng)內(nèi)部用戶，最大限度地利用系統(tǒng)資源和頻率資源，降低系統(tǒng)內(nèi)呼損，提高服務(wù)質(zhì)量。由于它具有群呼、組呼、強插、強拆等功能，特別適合于調(diào)度指揮以及應(yīng)急、搶險等場合，并較好地解決了通信頻率合理分配的問題，因而倍受專業(yè)運營管理部門的青睞，被確定為現(xiàn)行鐵路移動通信方式的首選類型。
三、結(jié)語
鐵路通信網(wǎng)是保證行車安全、提高運輸效率的有力工具，我國鐵路引入現(xiàn)代通信技術(shù)還不久，對鐵路通信工程建設(shè)還需要一段時間對其了解、分析和試驗，對其中所要注意的問題，特別是技術(shù)問題要認(rèn)真對待，只有這樣才能為鐵路通信現(xiàn)代化作出貢獻。
參考文獻：
在被稱為信息時代的今天，為適應(yīng)信息化的高速發(fā)展，高速處理器、多媒體、虛擬現(xiàn)實以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對信號的帶寬要求越來越大，多信道應(yīng)用日益普及，所需傳送的數(shù)據(jù)量越來越大，速度越來越快。目前存在的點對點物理層接口如RS-422、RS-485、SCSI以及其它數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，由于其在速度、噪聲/EMI、功耗、成本等方面所固有的限制越來越難以勝任此任務(wù)。在轉(zhuǎn)達(dá)領(lǐng)域，隨著技術(shù)的發(fā)展，新體制雷達(dá)的出現(xiàn)和普及，如DBF體制雷達(dá)、相控陣?yán)走_(dá)等，所需處理的信號帶寬和信號通道數(shù)大幅度增加，同樣面臨著大數(shù)據(jù)量的傳輸問題。因此采用新的技術(shù)解決I/O接口總是成為必然趨勢，LVDS這種高速低功耗接口標(biāo)準(zhǔn)為解決這一瓶頸問題提供了可能。目前LVDS技術(shù)在通信領(lǐng)域的應(yīng)用日益普及，本文結(jié)合雷達(dá)中的數(shù)據(jù)傳輸特點介紹LVDS技術(shù)，分析LVDS技術(shù)在雷達(dá)中的應(yīng)用前景。
1LVDS技術(shù)介紹
LVDS（LOWVOLTAGEDIFFERENTIALSIGNALING）是一種小振幅差分信號技術(shù)，使用非常低的幅度信號（約350mV）通過一對差分PCB走線或平衡電纜傳輸數(shù)據(jù)。它允許單個信道傳輸速率達(dá)到每秒數(shù)百兆比特，其特有的低振幅及恒流源模式驅(qū)動只產(chǎn)生極低的噪聲，消耗非常小的功率。同時，LVDS也是對高速/低功耗數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粋€多任務(wù)接口標(biāo)準(zhǔn)，在ANSI/TIA/EIA-644-1995標(biāo)準(zhǔn)中被標(biāo)準(zhǔn)化。
1.1LVDS工作原理
圖1為LVDS的原理簡圖，其驅(qū)動器由一個恒流源（通常為3.5mA）驅(qū)動一對差分信號線組成。在接收端有一個高的直流輸入阻抗（幾乎不會消耗電流），所以幾乎全部的驅(qū)動電流將流經(jīng)100Ω的終端電阻在接收器輸入端產(chǎn)生約350mV的電壓。當(dāng)驅(qū)動狀態(tài)反轉(zhuǎn)時，流經(jīng)電阻的電流方向改變，于是在接收端產(chǎn)生一個有效的"0"或"1"邏輯狀態(tài)。
1.2LVDS技術(shù)的特點
LVDS技術(shù)之所以能夠解決目前物理層接口的瓶頸，正是由于其在速度、噪聲/EMI、功耗、成本等方面的優(yōu)點。
1.2.1高速傳輸能力
LVDS技術(shù)的恒流源模式低擺幅輸出意味著LVDS能高速驅(qū)動，例如：對于點到點的連接，傳輸速率可達(dá)800Mbps；對于多點互連FR4背板，十塊卡作為負(fù)載插入總線，傳輸速率可達(dá)400Mbps。
1.2.2低噪聲/低電磁干擾
LVDS信號是低擺幅的差分信號。眾所周知，差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸方式比單線數(shù)據(jù)傳輸對共模輸入噪聲有更強的抵抗能力，在兩條差分信號線上電流以方向及電壓振幅相反，噪聲以共模方式同時耦合到兩條線上。而接收端只關(guān)心兩信號的差值，于是噪聲被抵消。由于兩條信號線周圍的電磁場也相互抵消，故比單線信號傳輸電磁輻射小得多。而且，恒流源驅(qū)動模式不易產(chǎn)生振鈴和切換尖鋒信號，進一步降低了噪聲。
1.2.3低功耗
(1)LVDS器件是用CMOS工藝實現(xiàn)的，這就提供了低的靜態(tài)功耗；
（2）負(fù)載（100Ω終端電阻）的功耗僅為1.2mW；
（3）恒流源模式驅(qū)動設(shè)計降低系統(tǒng)功耗，并極大地降低了Icc的頻率成分對功耗的影響。與其相比，TTL/CMOS收發(fā)器的動態(tài)功耗相對頻率呈指數(shù)上升。
1.2.4節(jié)省成本
（1）經(jīng)濟的COMS工藝實現(xiàn)技術(shù)；
（2）低成本實現(xiàn)高性能，對電纜、連接器和PCB材料無荷刻要求；
（3）低能耗；
（4）TTL/CMOS信號能被串行或混合到單個LVDS通道，減少板面、層數(shù)、接插件和電纜。
另外，由于是低擺幅差分信號技術(shù)，其驅(qū)動和接收不依賴于供電電壓，如5V；因此，LVDS能比較容易應(yīng)用于低電壓系統(tǒng)中，如3.3V甚至2.5V，保持同樣的信號電平和性能。LVDS也易于匹配終端。無論其傳輸介質(zhì)是電纜還是PCB走線，都必須與終端匹配，以減少不希望的電磁輻射，提供最佳的信號質(zhì)量。通常一個盡可能靠近接收輸入端的100Ω終端電阻跨在差分線上即可提供良好的匹配。目前LVDS技術(shù)在傳輸距離上其局限性，一般應(yīng)用在20m以上。
2LVDS的典型結(jié)構(gòu)和常用產(chǎn)品
目前LVDS產(chǎn)品主要有美國國家半導(dǎo)體公司全系列的LVDS產(chǎn)品和德州儀器半導(dǎo)體司的LVDS產(chǎn)品系列。美國國家半導(dǎo)體公司這方面更具優(yōu)勢，其產(chǎn)品主要有四種典型結(jié)構(gòu)，是目前數(shù)據(jù)傳輸和交換常用的四種方式。
2.1典型結(jié)構(gòu)
（1)點到點結(jié)構(gòu)?；镜陌l(fā)展和接收結(jié)構(gòu)，用于兩點間固定方向信號傳輸；
(2)點到多點結(jié)構(gòu)。廣播式總線結(jié)構(gòu)連接多個接收端到一個發(fā)送端，常用于數(shù)據(jù)分配；
(3)多點到多點結(jié)構(gòu)。多點互連總線使點到點之間互連降到最少，同時提供雙向，半雙工通訊能力，在同一時間，只能有一個發(fā)送器工作；
（4)矩陣開關(guān)結(jié)構(gòu)。通常應(yīng)用于需要非常高的信號交換通路的系統(tǒng)中，實現(xiàn)全雙工通信。
2.2常用產(chǎn)品
對應(yīng)點到點或點到多點結(jié)構(gòu)，有LVDS線路驅(qū)動/接收器和LVDS串行/解串器（Channellink）系列產(chǎn)品。對于多通道、寬帶、大動態(tài)的數(shù)據(jù)傳輸，LVDS串行/解串器將是很好的解決方案。雷達(dá)系統(tǒng)中，分系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸，分系統(tǒng)內(nèi)通過背板的數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用LVDS串行/解串器將大大減少電纜、接插件以及PCB背板的復(fù)雜度。這種產(chǎn)品在雷達(dá)系統(tǒng)中有很好的應(yīng)用前景。
(2)對應(yīng)點對多點或多點到多點結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，BusLVDS技術(shù)能最好地適應(yīng)這些應(yīng)用。BusLVDSjLVDS線路驅(qū)動/接收器系列的擴展，為多點應(yīng)用場合而設(shè)計，這時總線兩端都終接電阻。BusLVDS驅(qū)動器提供約10mA的輸出電流，因而能被用于重負(fù)載的背板上，那里的等效阻抗低于100Ω,這里驅(qū)動器會有30～50Ω范圍的負(fù)載。在一些大的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，要構(gòu)造大的高速背板，LVDS技術(shù)是最理想的解決方案。
3LVDS的應(yīng)用
了解LVDS技術(shù)的特性后，下面的問題就是如何在設(shè)計中應(yīng)用好LVDS產(chǎn)品充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)點，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計。這里結(jié)合華東電子所某型號雷達(dá)系統(tǒng)中LVDS技術(shù)的應(yīng)用來闡述用LVDS做設(shè)計的一些原則和技巧。
由于在系統(tǒng)中有幾十路接收通道和數(shù)字中頻接收機，數(shù)據(jù)線近500路。如應(yīng)用傳統(tǒng)的TTL/CMOS信號用雙絞線并行傳輸，則需近千根導(dǎo)線，勢必造成系統(tǒng)和背板都很復(fù)雜，其噪聲/EMI性能的保證令設(shè)計者頭痛，功耗也將很大。于是筆者在系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)用了LVDS串行/解串器技術(shù)（Channellink產(chǎn)品），將數(shù)據(jù)線壓縮到幾十對差分線，完成了數(shù)據(jù)傳輸，并在多種型號雷達(dá)中成功應(yīng)用。在選定了產(chǎn)品后，用好LVDS技術(shù)關(guān)鍵就在于PCB板的設(shè)計。PCB布線總的原則是：阻抗匹配是非常重要的，差分阻抗的不匹配會產(chǎn)生反射，會減弱信號并增加共模噪聲，線路上的共模噪聲將得不到差分線路磁場抵消的好處而產(chǎn)生電磁輻射。所以要盡量在信號離開IC后控制差分阻抗的走向，盡力保持尾端<12mm。
3.1PCB板差分布線的設(shè)計
側(cè)耦合的微帶線、側(cè)耦合的帶狀線、寬邊的帶狀線都可作為很好的差分線。根據(jù)實際情況，應(yīng)用中選擇了側(cè)耦合的微帶線，示意如圖2。
布線中注意了以下幾點：
（1)應(yīng)用微波傳輸線理論設(shè)計差分阻抗Zdiff或利用以下方程設(shè)計：
其中Z0為微帶線的特性阻抗；
（2）所布的差分線對一離開IC就盡早盡可能靠近在一起走線，布線越近磁場的抵消就越好，有助于消除反射并保證噪聲以共模方式耦合。也即圖2中的S越小越好。
(3)對于差分布線不要依賴于自動布線功能，要匹配一對差分線的長度，確保各組差分線間的間隔；并使線上過孔最少；
(4)避免90°轉(zhuǎn)彎（以防造成阻抗不連續(xù)），用弧線或45°斜線代替。
3.2PCB板的設(shè)計
（1）至少用4層PCB板，將LVDS信號、地、電源、TTL信號分層布局。在實現(xiàn)設(shè)計中采用了8層板以盡量滿足要求；
(2)將陡的CMOS/TTL信號與LVDS信號隔離，最好能布在不同層上，并用電源和地層隔開；
（3）保持發(fā)送器和接收器盡可能靠近接插件，連線長度愈短愈好（<1.5英寸），以保證板上噪聲不會被帶到差分線上，而且避免電路板及電纜線間的交叉EMI干擾；
(4)旁路每個LVDS器件，分布式散裝電容或表貼電容放在盡量靠近電源和地線引腳處；
（5）電源和地線應(yīng)用寬的布線(低阻抗)，并保持地線PCB回路短而寬；
（6）終端負(fù)載用100Ω（誤差<2%）表貼電阻靠近接收器輸入端來匹配傳輸線的差分阻抗，終端電阻到接收器輸入端的距離應(yīng)小于7mm；
（7）將所有空閑引腳開路（懸空）。
3.3電纜和接插件的選擇
應(yīng)用中選擇了雙絞線平衡電纜，并在外層加屏蔽；接插件選擇標(biāo)準(zhǔn)連接器，在連接器上差分信號通常連接在一行中靠近的兩個連接腳上，示意如圖3所示。
總之，應(yīng)用LVDS技術(shù)在系統(tǒng)設(shè)計之前，應(yīng)優(yōu)先考慮以下幾點：
(1)必須優(yōu)先考慮電源和地在系統(tǒng)中的分布；
1.2計算機通信技術(shù)的原理計算機通信技術(shù)應(yīng)用的基本原理是通過使用計算機語言二進制數(shù)中的0和1來表示高壓電平的轉(zhuǎn)換方式，把電信號初步轉(zhuǎn)換成邏輯信號，再把所有的信息用具差異性的二進制序列予以表示，即用二進制數(shù)中0和1的比特流電壓來表示信息數(shù)據(jù)，產(chǎn)生的脈沖電流通過通訊設(shè)備來完成數(shù)據(jù)的傳輸，達(dá)到通信功能。
2計算機通信中的傳輸控制技術(shù)研究
2.1數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)MAC（介質(zhì)訪問控制子層協(xié)議）處于OSI七層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層下半部分，主要負(fù)責(zé)連接與控制物理層中的物理介質(zhì)。進行數(shù)據(jù)發(fā)送時，該協(xié)議可預(yù)判發(fā)送數(shù)據(jù)可能性，若能發(fā)送則在數(shù)據(jù)上附加部分控制信息，最終將數(shù)據(jù)和控制信息按照規(guī)定方式發(fā)送至物理層；進行數(shù)據(jù)接收時，協(xié)議在判斷輸入信息內(nèi)容未發(fā)生傳輸錯誤的前提下，將原先附加的控制信息去掉，將數(shù)據(jù)發(fā)送至LLC層。MAC在傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)與當(dāng)前無線局域網(wǎng)中均得到廣泛應(yīng)用，MAC層中，數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)分為包含總線爭用技術(shù)與令牌控制技術(shù)的主導(dǎo)技術(shù)和其他輔助技術(shù)，輔助技術(shù)須得配合主導(dǎo)技術(shù)一同使用。以下主要針對數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的代表性主導(dǎo)技術(shù)進行簡要介紹。（1）CSMA技術(shù)。作為一種總線爭用技術(shù)，CSMA（載波偵聽多路訪問）利用分散式的控制方法來使附接總線附近的各節(jié)點以競爭方式來獲取總線使用權(quán)，任意節(jié)點無特定發(fā)送時間，節(jié)點向總線發(fā)送數(shù)據(jù)具隨機性，通過偵聽檢測媒體空閑狀態(tài)來決定是否發(fā)送數(shù)據(jù)，若總線處于忙碌狀態(tài)則需延遲發(fā)送時間。該技術(shù)的優(yōu)點是技術(shù)易實現(xiàn)、響應(yīng)較及時，缺點在于數(shù)據(jù)發(fā)送效率不穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載一旦增大，發(fā)送時間就會增長。（2）集中式輪詢技術(shù)。輪詢技術(shù)是實現(xiàn)集中式數(shù)據(jù)控制的主要方法，分為傳遞輪詢與輪叫輪詢，前者主機通過向某子站發(fā)送輪詢信息來檢測該子站是否無數(shù)據(jù)傳輸或完成數(shù)據(jù)傳輸，再向其臨站發(fā)送輪詢，以此方式依次處理所有站點，控制最終回到主機；后者主機則是按照順序逐個詢問各子站是否存在數(shù)據(jù)。（3）分散式令牌技術(shù)。實現(xiàn)分散式控制的方法主要是令牌技術(shù)，作為最典型的令牌技術(shù)，令牌環(huán)網(wǎng)的基本原理是網(wǎng)上各主機地位平等，只有獲得令牌的主機才能發(fā)送數(shù)據(jù)。
2.2差錯控制技術(shù)（1）ARQ方式。數(shù)據(jù)接收端一旦檢測出差錯，就會設(shè)法通知發(fā)送端對碼字進行重發(fā)，直至接收到正確的碼字為止。ARQ方式中使用檢錯碼，只可檢測出數(shù)據(jù)在傳輸過程中發(fā)生的差錯，依靠雙向通道把差錯信息反饋給發(fā)送端，并且要求發(fā)送端設(shè)有數(shù)據(jù)緩沖區(qū)來儲存已發(fā)送數(shù)據(jù)，以便對出錯數(shù)據(jù)進行重發(fā)。（2）FEC方式。與ARQ方式相比，F(xiàn)EC方式中數(shù)據(jù)接收端不但可以檢測出差錯，還能對二進制碼元中發(fā)生錯誤的位置進行判斷，從而對差錯加以自動、及時的糾正。該方式中使用的是糾錯碼，無需反向通道來傳輸請示重發(fā)的信息，發(fā)送端也無需設(shè)置數(shù)據(jù)緩沖區(qū)來儲存原始數(shù)據(jù)，但與ARQ相比，其編碼效率較低，且糾錯設(shè)備較為復(fù)雜?；旌霞m錯是將以上兩種糾錯方式進行綜合，傳輸設(shè)備較為復(fù)雜，不作重點說明。
3計算機通信中的數(shù)據(jù)傳輸控制技術(shù)實施要點
3.1傳輸控制軟件的功能模塊松散耦合設(shè)計數(shù)據(jù)傳輸控制服務(wù)功能模塊主要包括信道檢測與優(yōu)選、協(xié)議封裝與解析、信息與安全處理等，各模塊之間的選擇和配置可根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸具體需求來定。功能模塊松散耦合設(shè)計突破了以往設(shè)計中存在的功能模塊間相互依賴、邊界不清的緊密耦合限制，增加了各功能模塊的獨立性、可調(diào)性，并給予了系統(tǒng)集成人員安裝功能構(gòu)建的可選擇性，使功能模塊更符合信息傳遞要求，維護人員也能準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)問題所在，對網(wǎng)絡(luò)傳輸控制服務(wù)進行有針對性的修復(fù)和優(yōu)化。
3.2傳輸控制軟件的信息傳輸?shù)目缙脚_設(shè)計跨平臺設(shè)計能使程序語言、硬件和軟件設(shè)備在不同硬件架構(gòu)的計算機上或不同的作業(yè)系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)無障礙運作。信息傳輸?shù)目缙脚_設(shè)計主要包括信息跨平臺傳輸與軟件跨平臺移植，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸控制軟件來封裝不同平臺下的驅(qū)動機制與通信接口，進而形成統(tǒng)一的接口，以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行Ч芾怼?/p>
3.3多協(xié)議透明封裝和解析采用多個相對立協(xié)議封裝和解析模塊能實現(xiàn)協(xié)議封裝和解析功能與業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件的有效分離，以多協(xié)議封裝和解析來使業(yè)務(wù)軟件應(yīng)用更為透明，核心處理技術(shù)更為簡明。這種多協(xié)議透明封裝和解析的實現(xiàn)要以上層信息安全處理軟件為基礎(chǔ)，在交換服務(wù)中完成相應(yīng)格式轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)傳輸協(xié)議在傳輸服務(wù)層中的封裝和解析。
3.4可靠與實時傳輸相結(jié)合不同類型信息在傳輸要求的側(cè)重上存在差異，指令類信息傳輸要求可靠性，態(tài)勢感知類信息傳輸注重實時性，無線信息傳輸信道的特殊性對數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量有較大影響，為保證傳輸?shù)目煽啃院蛯崟r性，可在無線信道上采用三級緩沖機制，使信息數(shù)據(jù)依次經(jīng)過發(fā)送緩沖區(qū)、等待區(qū)與回執(zhí)等待區(qū)，增加人工確認(rèn)。
銅線接入技術(shù)起源較早，是先期通過已經(jīng)搭建好的電話線網(wǎng)絡(luò)進行信息傳輸，然后將傳輸?shù)男畔⒔?jīng)過編碼等處理輸送到用戶。但是受到銅質(zhì)材料的物理性質(zhì)的局限，使得這種技術(shù)的信息傳輸速度較為緩慢，因此，難以適應(yīng)現(xiàn)代快速的信息傳輸要求，已經(jīng)逐漸應(yīng)用市場，未來一段時間內(nèi)將會被其他技術(shù)所取代。
1.2同軸電纜接入技術(shù)
同軸電纜是本世紀(jì)初最為常見的一種信息傳輸媒介，分為網(wǎng)絡(luò)同軸電纜和視頻同軸電纜兩大部分，網(wǎng)絡(luò)同軸電纜主要用于傳輸數(shù)字信息，提供網(wǎng)絡(luò)使用，而視頻同軸電纜主要用于傳輸各類音頻文件。同軸電纜即Coaxial；由兩個同心導(dǎo)體組成，由于導(dǎo)體層和屏蔽層之間共用一個軸心電纜，因而得名。最常見的同軸電纜可分為四層：中心銅線層、塑料層，網(wǎng)狀導(dǎo)電層和電線外皮層；其中中心銅線可與網(wǎng)狀導(dǎo)電層形成電流回路。同軸電纜傳導(dǎo)的是交流電，中心銅線發(fā)射出來的無線電波將會被網(wǎng)狀導(dǎo)電層隔離，網(wǎng)狀導(dǎo)電層接地來控制發(fā)射出的無線電波。同軸電纜的信息傳輸媒介是電纜，電纜在鋪設(shè)的過程中必然會發(fā)生彎曲，所以應(yīng)該具有一定的柔韌性。但是同軸電纜的使用原理是將中心信息以網(wǎng)狀的形式進行傳遞，一旦某一區(qū)域發(fā)生損壞，那么整體的信息傳輸工作就會受到干擾，因此，人們不得不在電纜的外部進行保護層處理，以確保信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性，保護層又與電纜的柔韌性發(fā)生沖突，因此只有處理好這一問題才能拓寬同軸電纜的應(yīng)用范圍。
1.3光纖接入技術(shù)
光纖接入技術(shù)是面向的FTTC和FTTH的寬帶網(wǎng)絡(luò)接人技術(shù)；光纖接入網(wǎng)技術(shù)即OAN技術(shù)是目前電信網(wǎng)中發(fā)展最快的接入網(wǎng)技術(shù)。光纖接入技術(shù)指將交換機與用戶之間的饋線段、配線或者及引入線段的全部或部分引入光纖以實現(xiàn)信息傳輸。由于光纖具有高頻寬、高抗干擾力、低成本以及許多其它傳輸介質(zhì)無法達(dá)到的優(yōu)良性能使得光纖成為目前應(yīng)用最為廣泛的傳輸媒介意；光纖也是目前傳輸速率最高的傳輸介質(zhì)，光纖已大量用于主干網(wǎng)中。用戶環(huán)路中應(yīng)用光纖可以滿足用戶未來對各種寬帶業(yè)務(wù)的需求；寬帶接入網(wǎng)的最終形式也是光纖接入技術(shù)。
1.4無線接入技術(shù)
無線用戶環(huán)路是指利用無線技術(shù)為固定用戶或移動用戶提供電信業(yè)務(wù)，因此無線接入可分為固定無線接入和移動無線接入，采用的無線技術(shù)有微波、衛(wèi)星等。無線接入的優(yōu)點有：初期投入小，能迅速提供業(yè)務(wù)，不需要鋪設(shè)線路，因而可以省去浦縣的大量費用和時間；比較靈活，可以隨時按照需要進行變更、擴容，抗災(zāi)難性比較強。無線接入技術(shù)即RIT，是RadioInterfaceTechnologies的簡寫；另外，無線接人技術(shù)也被稱空中接口。無線接人技術(shù)通過無線介質(zhì)將用戶終端與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點相連以實現(xiàn)用戶在網(wǎng)絡(luò)中與有線技術(shù)一樣通信的技術(shù)。無線信道傳輸?shù)男盘栕裱詷?gòu)成無線接人技術(shù)的主要內(nèi)容作為傳輸協(xié)議，無線接入技術(shù)可以向用戶提供移動接入業(yè)務(wù)，而這是有線接入技術(shù)無法做到的。無線接入網(wǎng)就是指全部或部分采用無線電作波為傳輸媒介以連接用戶、交換中心的一種接入技術(shù)；無線接人系統(tǒng)的定位作為通信網(wǎng)的一部分，是本地有線網(wǎng)的延伸與補充，也可作為臨時應(yīng)急系統(tǒng)。
2、實際應(yīng)用
因為上述四種傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)各有利弊，所以其未來的發(fā)展前景和實際應(yīng)用范圍也有所差異，下面進行詳細(xì)的介紹和分析：
2.1銅線接入技術(shù)的實際應(yīng)用
從目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展來看，高速度傳遞是一個必然趨勢，也是用戶的基本需求，所以銅線接入技術(shù)的應(yīng)用范圍就會大大的縮減，以至于最終被完全取代?，F(xiàn)階段而言，可以利用已經(jīng)鋪設(shè)好的電話線，通過銅線接入技術(shù)完成一些相對簡單的信息傳輸例如傳真等。
2.2同軸電纜接入技術(shù)的實際應(yīng)用
同軸電纜接入技術(shù)是目前應(yīng)用最為廣泛的一種，該項技術(shù)的使用年限高、對外部環(huán)境的抵御性較強，但是最終會被越來越高端的技術(shù)做取代，短時間內(nèi)還會有一定的發(fā)展空間，主要集中在蜂窩移動通信系統(tǒng)等。
2.3光纖接入技術(shù)的實際應(yīng)用
光纖接入技術(shù)的使用比較靈活，用戶可以根據(jù)實際需要進行恰當(dāng)?shù)倪x擇，例如如果是辦公區(qū)使用信息傳輸，可以申請使用光纖到具體辦公室，如果是獨立用戶使用可以選擇光纖到家庭等。所以未來光纖接入技術(shù)會得到很好的發(fā)展，但是其使用費用相對高昂，普及起來尚需要一段時間。
2.4無線接人技術(shù)的實際應(yīng)用
無線接入技術(shù)的原理已經(jīng)在上文中進行了詳細(xì)的論述，這里不再重復(fù)。通過上述論述分析我們可以獲悉，這種無線接入技術(shù)使用起來更方便，用戶不再受到線路的限制，能夠?qū)崿F(xiàn)某一區(qū)域內(nèi)的靈活移動，對于用戶來說使用更為方便舒適。在這種巨大優(yōu)勢的推動之下，越來越多的用戶傾向于選擇無線接入技術(shù)，這也促進了無線接入技術(shù)的快速發(fā)展。現(xiàn)如今無線接入技術(shù)已經(jīng)覆蓋了電話信息業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)信息業(yè)務(wù)等諸多方面，成為人們生活工作中不可缺少的一項重要信息傳輸方式。除此之外，人們推崇無線接入技術(shù)的關(guān)鍵在于其使用成本較低。利用蜂窩數(shù)據(jù)平臺進行的信息傳輸不涉及網(wǎng)絡(luò)，所以網(wǎng)絡(luò)費用可以得到降低，使用成本低廉。未來的發(fā)展前景將會越來越廣。
二、通信工程傳輸技術(shù)的具體應(yīng)用
以往的通信工程技術(shù)功能比較簡單，只能用于信息或信號的傳輸，應(yīng)用范圍比較局限。隨著通訊工程技術(shù)的發(fā)展，通信產(chǎn)品的一體化進程在加快，我們可以將更多的功能集中在一臺設(shè)備上，大大提高了信息傳送的便捷性，因此其應(yīng)用范圍得打了極大的拓展。下面，我們從長途干線傳輸和本地骨干傳輸兩方面對通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用進行了探討。
2.1通信工程傳輸技術(shù)在長途干線傳輸中的應(yīng)用
通信工程傳輸技術(shù)在長途干線傳輸中發(fā)揮著重要作用。同步數(shù)字信息通訊擁有強大的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、靈活的電路以及同步復(fù)用能力，是通信傳輸技術(shù)應(yīng)用最為普遍的。同步數(shù)字技術(shù)在技術(shù)應(yīng)用、設(shè)備功能、結(jié)構(gòu)等級以及傳輸結(jié)構(gòu)等方面都有成熟的標(biāo)準(zhǔn)，大大提高了長途干線的管理性能和經(jīng)濟效益。同步數(shù)字體系不僅與目前所有的網(wǎng)絡(luò)兼容，而且還可以容納新的業(yè)務(wù)信號，實現(xiàn)了通信信息傳輸?shù)母咝Ш挽`活化。后臺的工作人員可以及時跟蹤同步數(shù)字體系中的信息傳輸過程，實現(xiàn)了傳輸信號的無盲區(qū)覆蓋，提高了長途干線的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)效果，受到很多用戶的一致好評。但同時我們也發(fā)現(xiàn)，由于同步數(shù)字體系采用電域復(fù)用技術(shù)，使其只能處理臨近用戶的信號，在長途干線運輸過程中，由于相隔距離較遠(yuǎn)，在信息傳輸過程中，同步數(shù)字傳輸體系的性能會開始減弱，降低了傳輸效果。為了解決該問題，一來可以提高傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)容量；二來可以結(jié)合密集波分復(fù)用技術(shù)，密集波分復(fù)用技術(shù)可以在一定程度上提升光纖頻率帶寬的利用率，可以實現(xiàn)長距離的大容量信息傳輸。密集波分復(fù)用技術(shù)與同步數(shù)字體系的有機結(jié)合可以實現(xiàn)傳輸容量的幾十倍的增容，保證了傳輸?shù)男Ч?。但隨著寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展，對信息傳輸穩(wěn)定性和便捷性的要求越來越高，運營商們應(yīng)該不斷創(chuàng)新和發(fā)展傳輸技術(shù)，將發(fā)展自動交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）設(shè)備等作為未來發(fā)展的主要方向。
2.2通信工程傳輸技術(shù)在本地傳輸網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
本地傳輸網(wǎng)基本上都在城市的重點區(qū)域或者中心地帶密集，與長途干線傳輸網(wǎng)絡(luò)有所區(qū)別，本地骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)的容量相對較小，在利用光纖資源時比較局限，一般只能從管道內(nèi)進行傳輸，這不僅是通信工程的設(shè)計問題，更是通信工程傳輸部門需要面對的難題。根據(jù)經(jīng)驗，在通訊信息傳播中利用密集波分復(fù)用性價比較高，可以將光纖資源最大化的加以利用，而且在系統(tǒng)升級、管理、維護方面都有優(yōu)勢。應(yīng)用密集型光波復(fù)用系統(tǒng)過程中，通過技術(shù)人員的技術(shù)擴展，能夠有效降低經(jīng)濟成本，從而豐富其支持種類，滿足社會公眾的通信需求。傳送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時應(yīng)用密集型光波復(fù)用技術(shù)，對于光纖技術(shù)、骨干層管道資源比較欠缺的傳輸網(wǎng)絡(luò)非常必要。網(wǎng)絡(luò)投入運行后，故障維護人員要以實時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運行為重點，不斷更新原有的維護方法，確保維護好網(wǎng)絡(luò)，同時提出各種網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化需求。
2.光纖傳感器的類型及特點
光纖傳感器的類型很多，按光纖傳感器中光纖的作用可分為傳感型和傳光型兩種類型。
傳感型光纖傳感器又稱為功能型光纖傳感器，主要使用單模光纖，光纖不僅起傳光作用，同時又是敏感元件，它利用光纖本身的傳輸特性經(jīng)被測物理量作用而發(fā)生變化的特點，使光波傳導(dǎo)的屬性(振幅、相位、頻率、偏振)被調(diào)制。因此，這一類光纖傳感器又分為光強調(diào)制型，偏振態(tài)調(diào)制型和波長調(diào)制型等幾種。對于傳感型光纖傳感器，由于光纖本身是敏感元件，因此加長光纖的長度可以得到很高的靈敏度。
傳光型光纖傳感器又稱非功能型光纖傳感器，它是將經(jīng)過被測對象所調(diào)制的光信號輸入光纖后，通過在輸出段進行光信號處理而進行測量的。在這類傳感器中，光纖僅作為傳光元件，必須附加能夠?qū)饫w所傳遞的光進行調(diào)治的敏感元件才能組成傳感元件。
3.光纖傳感器的應(yīng)用
光纖傳感器的應(yīng)用范圍很廣，幾乎涉及國民經(jīng)濟的所有重要領(lǐng)域和人們的日常生活，尤其可以安全有效地在惡劣環(huán)境中使用，解決了許多行業(yè)多年來一直存在的技術(shù)難題，具有很大的市場需求。主要表現(xiàn)在以下幾個方面的應(yīng)用:
(1)城市建設(shè)中橋梁、大壩、油田等的干涉陀螺儀和光柵壓力傳感器的應(yīng)用。光纖傳感器可預(yù)埋在混凝土、碳纖維增強塑料及各種復(fù)合材料中，用于測試應(yīng)力松弛、施工應(yīng)力和動荷載應(yīng)力從而來評估橋梁短期、施工階段和長期營運狀態(tài)的結(jié)構(gòu)性能。
(2)在電力系統(tǒng)，需要測定溫度、電流等參數(shù)，如對高壓變壓器和大型電機的定子、轉(zhuǎn)子內(nèi)的溫度檢測等，由于電類傳感器易受強電磁場的干擾，無法在這些場合中使用，只能用光纖傳感器。分布式光纖溫度傳感器是近幾年發(fā)展起來的一種用于實時測量空間溫度場分布的高新技術(shù)，分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)不僅具有普通光纖傳感器的優(yōu)點，還具有對光纖沿線各點的溫度的分布式傳感能力，利用這種特點我們可以連續(xù)實時測量光纖沿線幾公里內(nèi)各點的溫度，定位精度可達(dá)米的量級，測溫精度可達(dá)1度的水平，非常適用于大范圍多點測溫的應(yīng)用場合。
(3)在石油化工系統(tǒng)、礦井、大型電廠等，需要檢測氧氣、碳?xì)浠衔铩O等氣體，采用電類傳感器不但達(dá)不到要求的精度，更嚴(yán)重的是會引起安全事故。因此，研究和開發(fā)高性能的光纖氣敏傳感器，可以安全有效地實現(xiàn)上述檢測。
(4)在環(huán)境監(jiān)測、臨床醫(yī)學(xué)檢測、食品安全檢測等方面，由于其環(huán)境復(fù)雜，影響因素多，使用其它傳感器達(dá)不到所需要的精度，并且易受外界因素的干擾，采用光纖傳感器可以具有很強的抗干擾能力和較高的精度，可實現(xiàn)對上述各領(lǐng)域的生物量的快速、方便、準(zhǔn)確地檢測。目前，我國水源的污染情況嚴(yán)重，臨床檢驗、食品安全檢測手段比較落后，光纖傳感器在這些領(lǐng)域具有極好的市場前景。
(5)醫(yī)學(xué)及生物傳感器。醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用光纖輻射劑量計、呼吸系統(tǒng)氣流傳感系統(tǒng);圓錐形微型FOS測量氧氣濃度及其他生物參數(shù);用FOS探測氫氧化物及其他化學(xué)污染物;光纖表面細(xì)胞質(zhì)?；蚪M共振生物傳感器;生物適應(yīng)FOS系統(tǒng)應(yīng)用于海水監(jiān)測、生化技術(shù)、醫(yī)藥。
光纖傳感器在實踐中運用到的例子舉不勝舉，這些技術(shù)都是多學(xué)科的綜合，涵蓋的知識面廣，象光纖陀螺，火花塞光纖傳感器，光纖傳感復(fù)合材料，以及利用光纖傳感器對植物葉綠素的研究等等；隨著科技的不斷進步，越來越多的光纖傳感器將面世，它將被應(yīng)用到生產(chǎn)生活的每一個角落。
4.光纖傳感器的技術(shù)發(fā)展方向
光纖傳感技術(shù)經(jīng)過20余年的發(fā)展也已獲得長足的進步，出現(xiàn)了很多實用性的產(chǎn)品，然而實際的需要是各種各樣的，光纖傳感技術(shù)的現(xiàn)狀仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實際需要。目前，光纖傳感器技術(shù)發(fā)展的主要方向是。
(1)傳感器的實用化研究。即一種光纖傳感器不僅只針對一種物理量，要能夠?qū)Χ喾N物理量進行同時測量。
(2)提高分布式傳感器的空間分辨率、靈敏度，降低其成本，設(shè)計復(fù)雜的傳感器網(wǎng)絡(luò)工程。注意分布式傳感器的參數(shù)，即壓力、溫度，特別是化學(xué)參數(shù)(碳?xì)浠衔?、一些污染物、濕度、PH值等)對光纖的影響。
(3)傳感器用特殊光纖材料和器件的研究。例如:增敏和去敏光纖、熒光光纖、電極化光纖的研究等。這些將是以后傳感器進一步發(fā)展的趨勢。
(4)在惡劣條件下(高溫、高壓、化學(xué)腐蝕)低成本傳感器(支架、連接、安裝)的開發(fā)和應(yīng)用。
(5)新傳感機理的研究，開拓新型光纖傳感器。
參考文獻
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1.1傳感器節(jié)點的設(shè)計本系統(tǒng)中，傳感器節(jié)點的主要任務(wù)是實時監(jiān)測相關(guān)環(huán)境參數(shù)，并對其他節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)進行存儲和轉(zhuǎn)發(fā)，使數(shù)據(jù)通過WSN傳輸?shù)絽R聚節(jié)點處，其處理能力、存儲能力和通信能力要求不高，因此采用簡單節(jié)約的設(shè)計方案。如圖3所示，傳感器節(jié)點由傳感器模塊、處理器模塊、射頻模塊、電源模塊和電路等部分組成。傳感器模塊負(fù)責(zé)對所需參數(shù)進行采集和模數(shù)轉(zhuǎn)換。處理器模塊負(fù)責(zé)控制整個傳感器節(jié)點的操作，存儲和處理傳感器模塊采集的以及射頻模塊發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。射頻模塊負(fù)責(zé)與其他節(jié)點之間的通信，對數(shù)據(jù)進行發(fā)送或接收。電源模塊負(fù)責(zé)為整個節(jié)點提供運行所需的能量，是決定節(jié)點壽命的關(guān)鍵因素之一。電路則包括聲光電路、復(fù)位電路及接口電路等。（1）處理器模塊。處理器模塊是傳感器節(jié)點的核心部分，本設(shè)計方案中，處理器選用德州儀器（TI）公司的16位超低功耗微控制器MSP430F135，該處理器采用1.8V-3.6V的低電壓供電，可以在低電壓下以超低功耗狀態(tài)工作，非常適合應(yīng)用在對功耗控制要求甚高的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。該處理器同時擁有較強的處理能力和較豐富的片內(nèi)資源，擁有16kB閃存、512BRAM、2個16位的定時器、1個通用同步異步接口（USART）、12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和6個8位并行接口。（2）射頻模塊。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實際應(yīng)用中，傳感器節(jié)點既需要發(fā)射又需要接收數(shù)據(jù)，因此本設(shè)計方案中的射頻模塊采用收發(fā)一體的無線收發(fā)機。射頻模塊采用Chipcon公司推出的無線收發(fā)芯片CC2420，它的工作電壓位于2.1~3.6V之間，收發(fā)電流不超過20mA，功耗低；其具有很高的集成度，只需要較少的電路就可工作，天線設(shè)計采用PCB天線，進一步減小模塊體積。CC2420工作在2.4GHz頻段上，支持IEEE802.15.4和Zig-Bee協(xié)議；采用O-QPSK調(diào)制方式，抗鄰道干擾能力強；128B接收和128B發(fā)射用的數(shù)據(jù)緩存空間，數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)250kb-ps。（3）傳感器模塊。傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)采集部分根據(jù)實際需要選擇相應(yīng)的傳感器，如溫度、濕度、振動、光敏、壓力等傳感器。本文的研究重點不在傳感器上，因此僅以溫濕度傳感器作為例子。本方案采用Sensirion公司的SHT15溫濕度傳感器，該傳感器將傳感元件和信號處理電路集成在一起，輸出完全標(biāo)定的數(shù)字信號[3]。其工作溫度范圍在-40℃-123.8℃之間，其在-20℃-70℃范圍內(nèi)，溫度測量精度在±1℃以內(nèi)；濕度范圍在0%-100%之間，在10%-90%范圍內(nèi)，濕度測量精度在±2%以內(nèi)。
1.2匯聚節(jié)點的設(shè)計在本系統(tǒng)中，匯聚節(jié)點的主要任務(wù)是接收傳感器節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)，進行存儲和處理后傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)節(jié)點處，同時，接收來自網(wǎng)關(guān)節(jié)點的信息，向傳感器節(jié)點監(jiān)測任務(wù)。匯聚節(jié)點是連接WSN和外部網(wǎng)絡(luò)的接口，實現(xiàn)兩種協(xié)議間的轉(zhuǎn)換，使用戶能夠訪問、獲取和配置WSN的資源，對其處理能力、存儲能力和通信能力要求較高。而為了與傳感器節(jié)點匹配，匯聚節(jié)點的硬件結(jié)構(gòu)與傳感器節(jié)點基本相似，如圖4所示，匯聚節(jié)點沒有傳感器模塊，增加了存儲器模塊和藍(lán)牙通信模塊。（1）處理器模塊。同樣的，處理器模塊也是匯聚節(jié)點的核心部分，主要負(fù)責(zé)控制整個匯聚節(jié)點的操作，存儲和處理來自射頻模塊或者藍(lán)牙通信模塊的數(shù)據(jù)，再將處理結(jié)果交給射頻模塊或者藍(lán)牙通信模塊發(fā)送出去。本設(shè)計方案中，處理器選用TI公司的16位超低功耗微控制器MSP430F1611，該處理器和MSP430F135一樣，可以在1.8V~3.6V的低電壓下以超低功耗狀態(tài)工作，但其擁有更強的處理能力和更豐富的片內(nèi)資源，48kB閃存和10KBRAM、2個16位定時器、1個快速12位ADC、雙12位DAC、2個USART接口和6個8位并行I/O接口。（2）存儲器模塊?？紤]到物流運輸過程中環(huán)境多變，容易帶來一些不確定因素，這些不確定因素可能引起處理器自帶的存儲器中的數(shù)據(jù)丟失，因此匯聚節(jié)點需要存儲一些重要的數(shù)據(jù)。本設(shè)計方案中，匯聚節(jié)點的外部存儲器芯片選用由Mi-crochip公司生產(chǎn)的24AA64，工作電壓低至1.8V，它采用低功耗CMOS技術(shù)，工作時電流僅為1mA，而且可以在惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定工作。由于匯聚節(jié)點對存儲容量要求不高，而且24AA64芯片的存儲容量為64KB，擦寫次數(shù)可達(dá)到百萬次，因此一塊芯片即可滿足本系統(tǒng)的存儲要求。（3）藍(lán)牙通信模塊。本系統(tǒng)采用智能手機作為后臺系統(tǒng)和WSN之間的網(wǎng)關(guān)，來實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸。為了使匯聚節(jié)點與智能手機能夠進行通信，采用藍(lán)牙通信協(xié)議。而在匯聚節(jié)點使用藍(lán)牙通信方式需要增加一個藍(lán)牙通信模塊。本設(shè)計方案中，采用SparkFun公司的BlueSMiRF模塊，其工作電壓為3.3V-6V，工作電流最大為25mA，功耗較低；其最大傳輸距離為100m，通信速率最高可達(dá)115200bps；其天線為PCB天線，所需器件很少，故模塊的體積很小，可以通過串行接口直接與處理器模塊相連。
1.3網(wǎng)關(guān)節(jié)點的設(shè)計本系統(tǒng)要求在后臺系統(tǒng)和WSN部署點間進行雙向通信，為了實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸功能，有兩種方案，一是匯聚節(jié)點增加移動通信模塊，如GPRS模塊[4]；二是采用智能手機作為后臺系統(tǒng)和匯聚節(jié)點之間的網(wǎng)關(guān)。方案一對匯聚節(jié)點的要求進一步提高，不僅處理過程更加復(fù)雜，其能量消耗也大大提高；另一方面要實現(xiàn)物流過程的跟蹤，還需有定位功能，一般采用GPS模塊[5]，這樣成本也將大大提高。相比之下，方案二優(yōu)勢明顯，采用智能手機可以進行各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，進行大量數(shù)據(jù)的存儲，使用移動通信網(wǎng)絡(luò)與后臺系統(tǒng)進行通信，使用內(nèi)置的GPS定位功能，后臺用戶可以在緊急事件發(fā)生時直接聯(lián)系貨車司機等。因此，本系統(tǒng)采用智能手機作為網(wǎng)關(guān)節(jié)點。本設(shè)計方案中，采用中國移動M811手機作為測試對象，其支持4G/3G/GPRS等移動網(wǎng)絡(luò)，可以方便地使用移動網(wǎng)絡(luò)與后臺系統(tǒng)進行通信；其具有GPS定位功能，可以實現(xiàn)貨車定位；具有藍(lán)牙通信功能，可與匯聚節(jié)點間采用藍(lán)牙通信；使用An-droid4.0操作系統(tǒng)，擁有豐富的開源資源，方便軟件的設(shè)計。
2系統(tǒng)軟件部分設(shè)計
本系統(tǒng)使用WSN中的傳感器節(jié)點檢測物流過程中相關(guān)環(huán)境參數(shù)并發(fā)送到匯聚節(jié)點處，由其將數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙連接傳輸?shù)街悄苁謾C，智能手機通過移動通信網(wǎng)絡(luò)將加入GPS信息的數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_服務(wù)器。系統(tǒng)各部分的工作任務(wù)不一，硬件條件也有很大差別，因此系統(tǒng)的軟件設(shè)計也十分關(guān)鍵。
2.1傳感器節(jié)點程序設(shè)計傳感器節(jié)點主要承擔(dān)數(shù)據(jù)采集和發(fā)送的工作，由于其能量及處理資源有限，因此需要采取節(jié)能和減少數(shù)據(jù)處理的設(shè)計方案。本設(shè)計方案中，傳感器節(jié)點采取按需求喚醒的工作方式，檢測等待時間（等待時間可由后臺設(shè)置）未到或者沒有收到匯聚節(jié)點命令時節(jié)點處于休眠狀態(tài)；當(dāng)?shù)却龝r間一到或者收到命令時，立刻開始工作，進行采集數(shù)據(jù)并發(fā)送，或者根據(jù)命令完成相應(yīng)操作，完成后又進入休眠狀態(tài)，等待下一次激活，其程序流程如圖5所示。
2.2匯聚節(jié)點程序設(shè)計匯聚節(jié)點的主要任務(wù)是接收傳感器節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)，處理后通過藍(lán)牙傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)節(jié)點處，同時接收來自網(wǎng)關(guān)的命令，完成相應(yīng)的操作。相比于傳感器節(jié)點，匯聚節(jié)點的工作更加復(fù)雜，而且其能量和處理資源也不多，因此采取與傳感器節(jié)點相似的節(jié)能設(shè)計方案，將復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理工作交予網(wǎng)關(guān)節(jié)點，其程序流程如圖6所示。
2.3智能手機APP設(shè)計智能手機作為本系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點，承擔(dān)協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理等復(fù)雜工作，因此開發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用程序（Applica-tionProgram，簡稱APP）來實現(xiàn)上述功能，其流程圖如圖7所示。該APP實現(xiàn)對智能手機內(nèi)部藍(lán)牙模塊的調(diào)用，通過藍(lán)牙連接與匯聚節(jié)點通信；利用智能手機的GPS模塊獲取位置信息，加入到接收到的傳感器數(shù)據(jù)中，再通過移動通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng)；接收后臺系統(tǒng)的命令，完成相應(yīng)的操作；同時通過智能手機對應(yīng)的界面提供數(shù)據(jù)顯示、告警提醒以及日志功能。
我國文化部《關(guān)于加強非物質(zhì)文化遺產(chǎn)生產(chǎn)性保護的指導(dǎo)意見》對生產(chǎn)性保護的概念作了界定，即在具有生產(chǎn)性質(zhì)的實踐過程中，以保持非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的真實性、整體性和傳承性為核心，以有效傳承非物質(zhì)文化遺產(chǎn)技藝為前提，借助生產(chǎn)、流通、銷售等手段，將非物質(zhì)文化遺產(chǎn)及其資源轉(zhuǎn)化為文化產(chǎn)品的方式。傳統(tǒng)技藝保護是建立在非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的保護平臺之上的。2009年中國申報成功的28項世界級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)中有6項屬于傳統(tǒng)技藝類，分別是中國蠶桑絲織技藝、南京云錦、浙江龍泉青瓷、傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)營造技藝、安徽宣紙和雕版印刷等。在我國已經(jīng)公布的1219項國家級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄中，有17.4%也就是212個項目屬于傳統(tǒng)技藝，在311項擴展目錄中有52項傳統(tǒng)技藝項目，占總數(shù)的16.7%。這種保護蘊含了兩個層面的含義，一方面為了保護，甚至進行“搶救”；另一方面為了利用，不斷發(fā)展。這兩個層面相輔相成，共同構(gòu)成了非物質(zhì)文化遺產(chǎn)“生產(chǎn)性保護”的完整內(nèi)涵。
（二）傳統(tǒng)技藝的生產(chǎn)性保護模式
生產(chǎn)性保護是傳統(tǒng)技藝保護基本方式和原則。傳統(tǒng)技藝在傳播過程中與周圍環(huán)境不斷融合，不斷創(chuàng)新，體現(xiàn)了傳統(tǒng)技藝的活態(tài)流變性特質(zhì)。所以，傳統(tǒng)技藝的保護不可以是靜止的、一成不變的，而是在遵循其內(nèi)在衍變規(guī)律的同時又能繼續(xù)向未來發(fā)展的。因此，傳統(tǒng)技藝的生產(chǎn)性保護模式首先就是充分利用傳統(tǒng)技藝的活態(tài)流變性帶來的豐富的文化資源，將其轉(zhuǎn)化為文化生產(chǎn)力，作為經(jīng)濟資源或為持有者或所在地帶來相應(yīng)的經(jīng)濟效益；其次在做好搶救與保護的前提下，對非物質(zhì)文化遺產(chǎn)中的經(jīng)濟資源加以合理開發(fā)，科學(xué)利用其經(jīng)濟價值，在市場化、商品化的時代背景下發(fā)揮其經(jīng)濟價值，實現(xiàn)文化保護與經(jīng)濟發(fā)展的良性循環(huán)互動，以保護帶動發(fā)展，以發(fā)展促進保護。
二、傳統(tǒng)技藝在設(shè)計類教學(xué)中的價值體現(xiàn)
傳統(tǒng)技藝的傳承和發(fā)展，如果還停留在初始狀態(tài)的口口相傳或師徒相授的形式，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此，在加強傳承人的傳習(xí)活動以外，還要通過社會教育和學(xué)校教育，使公眾了解傳統(tǒng)技藝的內(nèi)涵與意義，并學(xué)會享用傳統(tǒng)技藝帶來的社會價值和經(jīng)濟價值，同時也使傳統(tǒng)技藝后繼有人，不斷發(fā)展。這是保護傳統(tǒng)技藝極為重要的一條路徑。首先，在設(shè)計類教學(xué)中融入傳統(tǒng)技藝的生產(chǎn)性保護內(nèi)容，既是對設(shè)計類專業(yè)教育資源的補充，為設(shè)計類教學(xué)提供肥沃的文化土壤，也能在教學(xué)的課程設(shè)置、教學(xué)體系上體現(xiàn)地域教學(xué)特色，體現(xiàn)出獨到的文化特色和競爭優(yōu)勢。其次，通過在教學(xué)中融入傳統(tǒng)技藝，還能增加學(xué)生的興趣，拓寬學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生的綜合運用能力。將生產(chǎn)性保護的理念融入到設(shè)計類教學(xué)中，可以啟發(fā)師生設(shè)計的思路，提供創(chuàng)作的靈感，“越是民族的，越是世界的”，有利于設(shè)計出真正具有民族文化精神與內(nèi)涵的現(xiàn)代藝術(shù)設(shè)計作品。
三、在設(shè)計類教學(xué)中融入傳統(tǒng)技藝的創(chuàng)新實驗
（一）在設(shè)計類人才培養(yǎng)目標(biāo)中引入傳統(tǒng)技藝文
化以無錫為例，該地區(qū)傳統(tǒng)技藝內(nèi)容豐富，種類較多，其中大量的代表性項目已分別被列入國家級、省級以及市、縣級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)項目名錄。在探索將傳統(tǒng)工藝融入到設(shè)計教學(xué)的過程中，整合無錫的傳統(tǒng)技藝資源，讓無錫的傳統(tǒng)藝術(shù)作品走進校園，使之服務(wù)于藝術(shù)設(shè)計課程的教學(xué)。首先，聘請掌握這些傳統(tǒng)技藝的大師走進課堂，將高超的技藝展示給學(xué)生，開拓學(xué)生的視野，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。2013年，無錫展開了非物質(zhì)文化傳承的“社會化、基地化、常態(tài)化、項目化”運行嘗試，由中國泥人博物館牽頭，與無錫市教育科學(xué)研究院攜手，與無錫市區(qū)、江陰、宜興的8所幼兒園、小學(xué)、大學(xué)建立了國家級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)教學(xué)活動基地，并開展一系列教學(xué)活動，讓國家級工藝美術(shù)大師不定期的走進學(xué)校，面對面，手把手的，對學(xué)生進行輔導(dǎo)和培訓(xùn)。其次，結(jié)合第二課堂的開設(shè)，將更深層次的傳統(tǒng)技藝研究課程融入教學(xué)中，使學(xué)生更深入的了解、掌握無錫的傳統(tǒng)技藝以及地域文化。利用學(xué)校、政府、企業(yè)和行業(yè)的緊密合作關(guān)系，建立校內(nèi)外實訓(xùn)基地或藝術(shù)家工作室入校，強化學(xué)生實踐能力的同時，充分利用本地資源為設(shè)計教學(xué)服務(wù)。2013年，無錫市文化廣播新聞出版局與無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院正式簽訂了政校深化全面合作協(xié)議，建立了無錫傳統(tǒng)文化設(shè)計人才培養(yǎng)基地和無錫市非物質(zhì)文化遺產(chǎn)傳承創(chuàng)新與文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)設(shè)計研發(fā)中心，針對無錫非物質(zhì)文化遺產(chǎn)傳承與創(chuàng)新的發(fā)展戰(zhàn)略、文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級、無錫地域文化產(chǎn)品開發(fā)與營銷等主題，開展無錫地區(qū)傳統(tǒng)技藝文化人才培養(yǎng)的專項研究與合作。同時，還建立了首個高校“非遺”班，無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院藝術(shù)學(xué)院藝術(shù)設(shè)計專業(yè)的27位學(xué)生成為這個班的首批學(xué)員。
（二）在構(gòu)建設(shè)計類課程體系中融入傳統(tǒng)技藝
文化傳統(tǒng)技藝的地域文化特色要融入到設(shè)計類課程，不能局限于某門課程，還要從整個課程體系入手，將傳統(tǒng)技藝的精神內(nèi)涵滲透于整個教育教學(xué)課程體系。無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院藝術(shù)設(shè)計學(xué)院，在無錫市非物質(zhì)文化遺產(chǎn)傳承創(chuàng)新與文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)設(shè)計研發(fā)中心的平臺上，創(chuàng)建了一套完整體現(xiàn)無錫傳統(tǒng)技藝傳承的教學(xué)體系。在藝術(shù)設(shè)計學(xué)院的室內(nèi)設(shè)計專業(yè)、服裝設(shè)計專業(yè)以及建裝裝飾專業(yè)中，都融入了傳統(tǒng)技藝的主題，建立了各專業(yè)之間既互相聯(lián)系又各有特色的課程體系，拓寬了學(xué)生的視野，提高了學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和實踐應(yīng)用能力，同時也傳承了無錫的傳統(tǒng)技藝文化。
（三）在設(shè)計類課程教學(xué)過程中切入傳統(tǒng)技藝文化
我國的傳統(tǒng)技藝形式多樣、資源豐富，但更多的是特定歷史文化背景的產(chǎn)物，要在藝術(shù)創(chuàng)作中運用，就必須將其中的元素或工藝經(jīng)過加工、解構(gòu)以及藝術(shù)再創(chuàng)作，設(shè)計出既體現(xiàn)地域文化特色又符合現(xiàn)代人審美情趣及實用要求的作品，在設(shè)計類的教學(xué)中，就是要在教學(xué)的過程中找到兩者完美契合的方式，找到結(jié)合點。如無錫的惠山泥人，2006年被正式列入國家第一批非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄。其無論是捏造技藝還是彩繪技藝，都有獨特的魅力。在教學(xué)中，鼓勵學(xué)生通過收集相關(guān)資料了解惠山泥人的制作流程和工藝要求，掌握惠山泥人相關(guān)的造型特點、色彩形式、紋樣以及作品蘊含的地域相應(yīng)人文背景，如阿福的傳說、春牛的故事、蠶貓的由來等，并深入發(fā)掘惠山泥人更多的價值，在后期的教學(xué)過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生將其中的部分元素提煉、加工，在廣告設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計、多媒體設(shè)計以及室內(nèi)設(shè)計教學(xué)中加以運用，使惠山泥人成為設(shè)計的創(chuàng)意來源，從而創(chuàng)作出既富地域特色又有鮮明個性的作品。
在傳播學(xué)領(lǐng)域，媒介分析作為一個大的研究部分，主要包括：媒介產(chǎn)生發(fā)展的歷史，各種媒介的特點，媒介同人類社會變遷和文明發(fā)展史的關(guān)系，媒介文化等等。開媒介分析先河的英尼斯和麥克盧漢提出了如“媒介即訊息”等著名的觀點，使人們逐漸認(rèn)識到媒介技術(shù)及其發(fā)展的巨大作用。然而，在傳播學(xué)的研究領(lǐng)域，傳播技術(shù)與媒介作為信息傳遞和接受的手段、載體，并非總是研究的重點。人們的注意力主要傾注在媒介所傳遞的信息內(nèi)容和其產(chǎn)生的效果上。但近些年來，信息傳播新技術(shù)革命席卷全球的浪潮使我們看到技術(shù)在傳播中起著不可估量的作用。從一定意義上說，只有掌握了先進的傳播手段才能在激烈的競爭中立于不敗。
一、傳播技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展
人類誕生之初，由于生存的需要，必須實現(xiàn)個體之間的交流。在漫長的時期
內(nèi)，人類只能依靠原始而古老的傳播方式如表情、動作等來相互了解。隨著勞動和生活中傳播活動的需要，人類發(fā)明了使自己徹底完成從猿到人的轉(zhuǎn)變的傳播工具——語言，然后又發(fā)明了使信息可以保存下來并使文化有效積累成為可能的傳播工具——文字。最初的文字刻在甲骨、金器上，后來又有了絹、帛，東漢的畢昇借鑒前人的經(jīng)驗發(fā)明了紙。雕版印刷術(shù)，活字印刷術(shù)的發(fā)明使傳播手段先進，傳播內(nèi)容豐富了起來。但是，這些還無法實現(xiàn)真正意義上的大規(guī)模的迅速的社會傳播，還需要有技術(shù)上的更大突破。這種突破，于15世紀(jì)中葉拉開了序幕，其標(biāo)志是金屬活字印刷術(shù)和金屬活字印刷機的問世。
德國人古登堡發(fā)明了世界上第一臺手搖金屬活字印刷機，開始了活字版印刷書籍，這說明人類在信息傳遞技術(shù)上的進步。到了19世紀(jì)初倫敦《泰晤士報》首先于公元1814年開始以蒸汽為動力的機器印報，使得知識與資訊得以普及，這是一項相當(dāng)重要的進展。1833年,第一張廉價報紙紐約《太陽報》的誕生標(biāo)志著真正的大眾傳播時代的到來。它采用當(dāng)時最先進的滾筒印刷機，每小時印報4000份，為大量發(fā)行提供了技術(shù)保證。
在19世紀(jì)，美國人莫爾斯發(fā)明通訊電碼，開始了有線電報時代。1870年出現(xiàn)電話，1895年意大利人馬可尼發(fā)明無線電，使人類的通訊技術(shù)大幅改進。第一次世界大戰(zhàn)后，以此技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)明了民用無線電。在此同時，電影工業(yè)在歐美亦成為另一種有力的大眾傳媒。電視是在1924年首次問世，而英國定期播放電視則始于公元1936年。電視時至今日，仍是一般人主要吸收資訊、常識，作為休閑娛樂，或作為消磨時間打發(fā)孤寂的工具。
20世紀(jì)40年代計算機的出現(xiàn)為大眾傳播帶來了一次新的機遇。數(shù)字化技術(shù)的運用，通過與通訊的巧妙結(jié)合，在加工處理信息方面改變了以往直接參與的方式，是信息處理第一次超越了人類自身而實現(xiàn)，真正達(dá)到了信息的傳遞、存儲和加工處理的一體化和自動化，完成了人類歷史上的最先進的傳播革命，大眾傳播進入了數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)傳播的嶄新時代。
電腦促進辦公室自動化、產(chǎn)業(yè)自動化及家庭自動化；鐳射科技，如磁碟機、碟片、影像傳真機及文件處理系統(tǒng)普及；有線電視與通訊衛(wèi)星結(jié)合，使電視的功能發(fā)揮更佳；資訊社會應(yīng)用許多新的傳播媒體，如電視、電話、電子郵件、電子報訊、電視傳訊、電話影視、電子會議等等，正締造全面電子化的環(huán)境。特別是互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，整合了多種技術(shù)，它不但能統(tǒng)一處理文字、聲音、圖形、影像等各種符號形式，而且打破了地域界限和國家界限。信息技術(shù)的應(yīng)用范圍已深入到社會的各個方面，正悄然改變著人們習(xí)以為常的傳媒環(huán)境。
二、傳播技術(shù)在我國媒介中的應(yīng)用
近年來，我國的傳播事業(yè)迅速發(fā)展。為順應(yīng)世界建設(shè)信息高速公路的潮流，
縮小與發(fā)達(dá)國家傳媒業(yè)的差距，我國傳媒業(yè)積極采用新技術(shù)，對媒介內(nèi)部從業(yè)人員進行培訓(xùn)，改革舊有的觀念，使之跟上國際步伐，成為我國傳媒業(yè)的一個新趨勢。
以《文匯報》為例，對我國媒介使用新技術(shù)的情況可窺見一斑?！段膮R報》于1998年1月26日開始推出網(wǎng)絡(luò)版，迅速引起了公眾的興趣，當(dāng)時的數(shù)據(jù)表明，每天平均有近千人上網(wǎng)訪問瀏覽。與該報印刷版相比，網(wǎng)絡(luò)版提供了優(yōu)秀的檢索服務(wù)，讀者只要鍵入自己想找的指令，很快就能得到許多相關(guān)資料。此外，對于外省市不能及時看到印刷版《文匯報》的地方，網(wǎng)絡(luò)版更能顯示出它的優(yōu)勢。網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用還能使讀者的反饋瞬間傳回報社，讀者和報社的距離大大拉近，從而使報社更清楚的知道讀者的要求，把報紙辦得更有貼近性。
此外，除了報紙媒體使用新技術(shù)外，電臺、電視臺也在大量使用。上海人民廣播電臺使用電腦工作室，實現(xiàn)了采訪、制作、編排、播出的電腦化運作。在“數(shù)字化儲存、數(shù)字化傳輸、電子化交換”原則的指引下，該電臺在其傳輸系統(tǒng)中運用光纖技術(shù)，采用一種自愈式光纖環(huán)網(wǎng)，將廣播節(jié)目從控制中心傳輸?shù)桨l(fā)射臺，該光纖環(huán)網(wǎng)還可同時傳送數(shù)字化節(jié)目和模擬節(jié)目。我國電視媒體正在邁進一個數(shù)字化的時代，各電視臺都在加快數(shù)字化進程。中央電視臺采用多種電腦技術(shù)，尤其是多媒體技術(shù)，包括非線性編輯技術(shù)、虛擬技術(shù)、三維技術(shù)和動畫技術(shù)，采用機械手自動裝帶播出系統(tǒng)等，在節(jié)目的制作和播出上更加自動化和智能化。
總之，我國傳媒機構(gòu)使用電子技術(shù)的用途大致有以下幾點：①文字處理（寫稿、改稿、編輯、排版、電腦字幕等）；②電腦激光照排；③掃描；④管理－信息存儲與資料管理；⑤建立內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，進行稿件和圖片的傳輸?shù)龋虎奕S動畫；⑦非線性編輯，特技剪輯；⑧聯(lián)網(wǎng)查詢；⑨播出等。
三、新形勢下我國傳媒業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和對策
首先，傳統(tǒng)媒體報紙、廣播、電視要加快數(shù)字化進程，實現(xiàn)信息處理的全面數(shù)字化?；ヂ?lián)網(wǎng)的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)媒體的界限，為從事跨媒體經(jīng)營提供了現(xiàn)實的可能。在互聯(lián)網(wǎng)上看報紙，聽廣播，看電視已經(jīng)實現(xiàn)，現(xiàn)在需要加快發(fā)展的是廣播的數(shù)字音頻技術(shù)和數(shù)字電視。
其次，還須加快信息高速公路的建設(shè)進程，使信息傳播數(shù)字化。媒體要抓住機遇，謀求新的發(fā)展。我國政府近年來十分強調(diào)科教興國的發(fā)展戰(zhàn)略，人們因而十分敏感的關(guān)注科技創(chuàng)新事物對其他領(lǐng)域發(fā)展的推動作用。所以，我們要對能夠采納最新信息傳播技術(shù)持樂觀態(tài)度，抓住這個難得的發(fā)展契機。
總而言之，傳播技術(shù)在媒介的發(fā)展中起著巨大的作用，我們決不能忽視它。但是我們也應(yīng)該看到，技術(shù)在媒介的發(fā)展中并不是惟一起作用的力量，社會制度、經(jīng)濟發(fā)展水平、歷史文化等都會對媒介產(chǎn)生影響。我們在努力創(chuàng)新傳播技術(shù)并應(yīng)用它的時候，也要注意與其他方面的協(xié)調(diào)，使先進技術(shù)發(fā)揮出最大的能量，促使媒介不斷向前發(fā)展。
參考文獻：
