通信工程中有線傳輸技術(shù)的應用及改進

馬晨光 遼寧翔宇順科技有限公司

1 光纖通信中的信號工作原理

光信號的本源是激光，也就是一個高頻（比如193.1THz）的光載波，本質(zhì)和電載波性質(zhì)一樣，都是電磁波，只不過頻率很高而已。和電載波一樣，激光本身不帶有信息，你需要把信號給調(diào)制上去，通過調(diào)制激光的幅度（amplitude）或者/以及相位（phase）的形式。那么我們需要首先產(chǎn)生基帶（0頻）的電信號，然后通過光電調(diào)制器把基帶信號調(diào)制到光載波上，這樣光載波就攜帶了信息，成為了光信號。在接收的時候，需要吧光信號通過光電二極管轉(zhuǎn)換到基帶，然后再進行電處理。

2 關(guān)于通信過程中有線傳輸技術(shù)的相關(guān)應用

2.1 關(guān)于有線傳輸中同軸電纜的相關(guān)應用

關(guān)于同軸電纜，其出現(xiàn)的時間較早，主要是用同軸的銅管和銅網(wǎng)來包裹銅線來進行相關(guān)的形成。同時，同軸電纜分為兩種類型，即寬帶同軸電聯(lián)以及基帶同軸電纜，而后者基帶同軸電纜只在數(shù)字傳輸中進行使用。在通信工程的的初期發(fā)展階段，同軸電纜的使用量十分廣泛，也是被應用量最多的傳輸技術(shù)。關(guān)于同軸電纜，我們可以發(fā)現(xiàn)的是，同軸電纜作為有線的傳輸形式之一，其帶寬范圍較大，并且抗干擾能力也比較強。不過關(guān)于同軸電纜，在對其進行安裝和維修的過程中都會比較困難，并且由于價格較高，因此隨著通信過程中有線傳輸技術(shù)在不斷發(fā)展，而同軸電纜逐漸在通信市場上少見蹤跡。

2.2 關(guān)于有線傳輸中光纖的相關(guān)應用

提及光纖傳輸?shù)南嚓P(guān)技術(shù)，現(xiàn)代科技感撲面而來，而其也正是現(xiàn)代科技的相關(guān)產(chǎn)物，并且就目前而言，是在通信工程中最為廣泛應用的一種有線傳輸技術(shù)。關(guān)于光纖傳輸，也分為兩種類型，即多模光纖以及單模光種，從字面上可以理解并且感受到，多模光纖的通信傳輸效率會更快，不僅如此，與普通的有線的傳輸方式相比，多模光纖的損耗率也更低。并且整體而言，光纖本身具有很強的抗電磁的干擾能力、很強的絕緣能力以及抗腐蝕的能力，由此可見，光纖傳輸技術(shù)的優(yōu)勢十分明顯，在實際生活中，在電視網(wǎng)以及跨海王等通信工程中被廣泛應用，其具有十分明顯的應用價值，并且發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

2.3 關(guān)于有線傳輸中雙絞線電纜傳輸技術(shù)的相關(guān)應用

關(guān)于雙絞線電聯(lián)，其本質(zhì)上是屬于一種介質(zhì)材料，其被應用于傳輸模擬信號以及數(shù)字信號。但是雙絞線的短板也較為明顯，即其的傳輸距離也十分有限，最大距離也僅為一百米，不過由于其的外層被金屬材料包裹，很大程度上減少了輻射，并且也大大提升了傳輸?shù)陌踩裕酥猓涞膫鬏斝室彩窒踩恕４騿问胰绻捎闷帘坞p絞線，一方面其的價格比較高，另一方面對其進行安裝的過程也較為困難并且使用的相關(guān)器械也比較局限，而關(guān)于非屏蔽雙絞線卻是能更適合于綜合布線的系統(tǒng)當中。

3 不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡之間的關(guān)系

設計文件總有以太網(wǎng)、ATM、SDH、ISDN、PSTN等等，以太網(wǎng)是用于計算機互聯(lián)用的，既是網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，也包括一堆協(xié)議，PTSN就是以前的電話網(wǎng)，和互聯(lián)網(wǎng)沒有關(guān)系，ISDN最早是為在電話線上傳輸互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的技術(shù)和協(xié)議。而sdh是現(xiàn)在普遍應用的光纜傳輸網(wǎng)技術(shù)，是一個底層的網(wǎng)絡，可以傳輸語音、數(shù)據(jù)。atm也是一種數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性較好，但應用的較少，一般都是利用以太網(wǎng)。電話線是可以傳輸模擬全雙工信號的，作為模擬信號，無所謂方向，雙方的語音交流信號，都調(diào)制在電話線上，也就是說，如果電話終端對信號不做處理，那么自己說的話和對方說的話都會被聽見，這便是所謂的“測音”，因此電話機里都會設計一個“消測音”的線路，把自己的語音在己方聽筒中盡量削弱，這樣聽到的就是對方的聲音。最終所有數(shù)據(jù)都是通過最底層的物理層面的電信號來傳遞，傳輸媒介就是實體的光纖，電纜。高壓和低壓的電信號來表示bit流。再往上所謂的幀，數(shù)據(jù)包只是有規(guī)定格式的bit流而已。所以分層和傳輸?shù)膯挝皇沁壿媽用娴膭澐帧?/p>

4 有線網(wǎng)絡環(huán)境快速發(fā)展背景下如何優(yōu)化有線傳輸技術(shù)

憑借多媒體技術(shù)的發(fā)展，無線數(shù)據(jù)傳輸以及無線通信工程的確在日新月異的發(fā)展，的確在一定程度上對通信工程有線傳輸技術(shù)的更新?lián)Q代帶來了影響，但是從目前的的科技水平來看，以無線完全替代有線是根本行不通的。畢竟帶寬高的無線路由器都是多根天線的，所以大多數(shù)無線路由器標稱的帶寬都要除以天線個數(shù)才等于單根天線的帶寬，具體算法還要考慮2.4G和5G路由器的帶寬分配，不是簡單的除法，這種技術(shù)被稱為MIMO（多入多出技術(shù)）。而無線路由器的接入端比如手機或者平板電腦等，一般內(nèi)置只有一根天線，也就是這些設備最多能享受一根天線的最大帶寬，比無線路由器的最大帶寬差很多，而在有線網(wǎng)絡里，千兆以太網(wǎng)正在慢慢普及，WiFi想趕超還沒那么容易。況且一般無線路由器的背板帶寬，相當于整體轉(zhuǎn)發(fā)能力，非常有限，接入設備一旦比較多的時候速度影響較大，并且還存在著互相干擾的問題（2.4G信號非常繁忙），有線網(wǎng)絡幾乎不存在互相干擾的問題。最典型的例子是兩個電腦互傳文件，如果用WiFi的話，速度可能在1～2MB/s左右，如果網(wǎng)絡比較繁忙的話，速度會更低。但如果是有線網(wǎng)絡的話，如果雙方都是百兆網(wǎng)絡，速度達到10MB/s不成問題。

5 結(jié)論

在當前的無線通信系統(tǒng)中，智能天線技術(shù)不僅包含AAA，Beamforming，通常還會指代多進多出（MIMO）等等。就技術(shù)本身而言，毫無疑問是好技術(shù)，Beamforming和MIMO的數(shù)學模型都很精彩。但在實際應用中，應用智能天線技術(shù)引入了相當?shù)膹碗s度，能否帶來相應的性能提升，還要考量很多因素。實用性的水準根據(jù)不同技術(shù)的特點和應用場景而定，技術(shù)的發(fā)展在解決舊問題的同時，也會帶來新問題。以MIMO為例，它對于HSPA+和LTE而言，都是接入側(cè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前無論是WCDMA，還是LTE采用的OFDM調(diào)制技術(shù)，在頻域，碼域復用的帶寬潛力已經(jīng)基本用盡。因此依靠MIMO的多天線達成更大的時空域復用，是提升無線帶寬最有效的方法之一。MIMO從最早的Alamouti2×2，到4×4乃至8×8，以致到將來會采用更龐大的天線陣列，理論性能提升的同時，帶來的是明顯的復雜度提升，對于實際性能會造成相當大的挑戰(zhàn)。