有線傳輸技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用研究

鄭文彬

（福建省郵電工程有限公司 福建 福州 350011）

1 引言

有線傳輸技術(shù)具有很多分類，不同領(lǐng)域和業(yè)務(wù)可以根據(jù)需求進(jìn)行選擇，充分保證信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性、高效性和安全性。在通信工程的發(fā)展過(guò)程中，需要深化了解不同有線傳輸技術(shù)的原理，并分析其中的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)相關(guān)的有線傳輸技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，提升其性能，最大程度地發(fā)揮有線傳輸技術(shù)的作用。最后還需要通過(guò)分析有線傳輸技術(shù)在通信工程領(lǐng)域的具體應(yīng)用，并根據(jù)社會(huì)行業(yè)的需求和發(fā)展方向，預(yù)測(cè)有線傳輸技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，這對(duì)于通信工程的發(fā)展乃至社會(huì)的進(jìn)步都具有十分重要的意義。

2 有線傳輸技術(shù)的分類

2.1 光纖傳輸技術(shù)

光纖傳輸技術(shù)在當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代得到了充分的發(fā)展，在通信工程領(lǐng)域發(fā)揮出了很大的應(yīng)用價(jià)值。光纖傳輸依賴光導(dǎo)纖維作為信息傳輸?shù)拿浇椋洳牧铣煞种饕獮槎趸瑁哂休p便、絕緣、抗腐蝕的特性。并且光纖傳輸?shù)乃俣确浅？欤垢蓴_能力也很強(qiáng)，因此在大速率的寬帶業(yè)務(wù)中占據(jù)著核心位置[1]。光纖傳輸技術(shù)分為單模光纖和多模光纖兩種，不同形式的光纖原理不同，主要應(yīng)用場(chǎng)景也不同。其中單模光纖顧名思義，信息傳輸是通過(guò)單一模式光作為載體的，由此對(duì)光源質(zhì)量要求較高，常被應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。而多模光纖只需要設(shè)定固定的波長(zhǎng)，就能使分布在該波長(zhǎng)上的多種模式光作為信息傳輸?shù)妮d體，因此具有實(shí)施簡(jiǎn)單、效率高、距離遠(yuǎn)等優(yōu)勢(shì)，在電視網(wǎng)和廣播網(wǎng)業(yè)務(wù)當(dāng)中發(fā)揮著巨大的作用。

2.2 同軸電纜傳輸技術(shù)

同軸電纜的材質(zhì)主要由銅線構(gòu)成，具有很好的傳導(dǎo)率，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾室草^高。并且電纜會(huì)在銅線外圍覆蓋單護(hù)套或者雙護(hù)套的絕緣層，在有效避免銅線氧化的同時(shí)，也隔絕了外界電磁場(chǎng)和載波的干擾，這種封閉性的優(yōu)勢(shì)使得同軸電纜傳輸技術(shù)常被應(yīng)用于通信和電視行業(yè)。同軸電纜分為基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜兩種類型，不同的特性使得這兩種電纜被用于不同的領(lǐng)域。其中，基帶同軸電纜相較于傳統(tǒng)的電纜傳輸，能夠覆蓋更寬的信號(hào)頻段，因此常被利用于基帶數(shù)字信號(hào)傳輸，其優(yōu)點(diǎn)是數(shù)字化傳輸有效提升速度，降低能耗，缺點(diǎn)是抗干擾能力稍弱。而寬帶同軸電纜由于采用的是模擬信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)信息，具有更好的抗干擾能力，在傳輸信號(hào)時(shí)，能夠減少信息的失真，因此對(duì)于有高質(zhì)量視頻需求的有線電視網(wǎng)是很大的優(yōu)勢(shì)。

2.3 對(duì)稱電纜傳輸技術(shù)

對(duì)稱電纜傳輸技術(shù)又被稱為咬合電纜傳輸技術(shù)。該技術(shù)主要分為高頻對(duì)稱電纜和低頻對(duì)稱電纜兩種類型。對(duì)于低頻對(duì)稱電纜而言，由于其通信頻帶較窄，往往一條線路只能傳輸單一的信號(hào)，在信息傳輸時(shí)具有很強(qiáng)的保密性，因此常被應(yīng)用于電話專線等專用通信服務(wù)當(dāng)中。高頻對(duì)稱電纜中，屏蔽電纜在數(shù)據(jù)傳導(dǎo)時(shí)具有很高的穩(wěn)定性，但是成本太高，因此比較適用于有特殊數(shù)據(jù)傳輸要求的行業(yè)，例如安保、監(jiān)測(cè)行業(yè)。相對(duì)的，非屏蔽雙絞線雖然穩(wěn)定性稍差，但是具有價(jià)格低、質(zhì)量輕的優(yōu)勢(shì)，因此能夠適用于絕大部分的行業(yè)，應(yīng)用前景十分廣闊。

2.4 架空明線傳輸技術(shù)

架空明線技術(shù)顧名思義就是將傳輸信息的電信線架設(shè)在電線桿上，實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的通信線路。在以前網(wǎng)絡(luò)還不發(fā)達(dá)的時(shí)代，該技術(shù)常被應(yīng)用于電話、傳真等信息速率要求較低的業(yè)務(wù)上。隨著科技的進(jìn)步，該信息傳輸技術(shù)的應(yīng)用范圍還在不斷收縮，發(fā)展前景十分有限[2]。并且在使用該技術(shù)時(shí)，還需要注意距離不能太長(zhǎng)，否則會(huì)大大影響到數(shù)據(jù)信息的傳輸質(zhì)量。盡管進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)正在不斷發(fā)展充實(shí)人們的生產(chǎn)生活，傳統(tǒng)的架空明線技術(shù)已經(jīng)難以滿足海量、高速的信息傳輸需求，但是在我國(guó)一些經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，當(dāng)前還具有比較完善的架空明線網(wǎng)絡(luò)，且網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)程度不高，因此架空明線技術(shù)也能夠較好地豐富這些地區(qū)的通信需求。

3 有線傳輸技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

在通信工程中，信息的傳輸技術(shù)分為有線傳輸和無(wú)線傳輸。有線傳輸技術(shù)的信息傳輸載體依賴光纖、電纜等實(shí)體材料，需要布置線路網(wǎng)絡(luò)。而無(wú)線傳輸技術(shù)通常依靠空氣中的電磁波作為信息載體。隨著21世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)化的信息時(shí)代到來(lái)，無(wú)線傳輸技術(shù)在很多領(lǐng)域上已經(jīng)進(jìn)入、甚至是取代了傳統(tǒng)的有線傳輸技術(shù)。但是在很多情況下，無(wú)線傳輸技術(shù)存在一些難以避免的缺陷。首先無(wú)線傳輸技術(shù)在遠(yuǎn)距離傳輸過(guò)程中，信號(hào)會(huì)減弱，導(dǎo)致信息缺失，其次在開(kāi)闊的環(huán)境中，電磁波也非常容易受外界干擾，造成信息失真，使結(jié)果發(fā)生誤判。并且信息傳輸會(huì)被其他設(shè)施截取，導(dǎo)致信息泄露，因此無(wú)線傳輸技術(shù)的安全性也較差。有線傳輸技術(shù)因?yàn)槭且蕾噦鹘y(tǒng)材料媒介支撐信息的傳輸，由材料的限制使得傳輸過(guò)程受到限制，比如在航空領(lǐng)域無(wú)法建立有線信息傳輸[3]。但是在大部分場(chǎng)景下，有線傳輸技術(shù)的信息傳輸穩(wěn)定性和可靠性都要好于無(wú)線傳輸技術(shù)，因此在通信工程的不同領(lǐng)域和不同業(yè)務(wù)中，在選擇傳輸技術(shù)時(shí)需要根據(jù)自身的需求和條件進(jìn)行合理選擇。

不同的有線傳輸技術(shù)雖然在材料使用上不同，但是不管是光纖、雙絞線還是同軸線，其信息傳輸?shù)拿浇榛具€是通過(guò)光信號(hào)或者電信號(hào)完成的，也能夠達(dá)到較好的通信效率和通信質(zhì)量。當(dāng)前限制有線傳輸技術(shù)的主要因素是傳導(dǎo)材料的發(fā)展受限，以及信息數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸導(dǎo)致的減弱和失真。但是隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，有線傳輸技術(shù)也在不斷地更新發(fā)展，不僅能夠?qū)ψ陨淼南到y(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化升級(jí)，使得傳輸更加簡(jiǎn)便和高效。而且在科技不斷創(chuàng)新的過(guò)程中，不同的傳輸材料正在被發(fā)掘，結(jié)構(gòu)線路也在不斷地更新優(yōu)化，其傳輸技術(shù)水平也在不斷提高。在當(dāng)前條件下，有線傳輸技術(shù)依然保持傳輸穩(wěn)定安全、效率高的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)不同種類的特性，使得用戶能夠根據(jù)不同行業(yè)的不同需求，對(duì)傳輸材料和傳輸架構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)更加契合的應(yīng)用。

4 有線傳輸技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

4.1 本地骨干線網(wǎng)中的應(yīng)用

在通信工程中，有線傳輸技術(shù)的應(yīng)用主要有本地骨干線網(wǎng)傳輸和長(zhǎng)途干線網(wǎng)傳輸兩種形式。其中本地骨干線網(wǎng)中的應(yīng)用場(chǎng)景是在一些本地網(wǎng)絡(luò)中，傳輸較小數(shù)據(jù)量的信息數(shù)據(jù)。例如光纜入戶，各大運(yùn)營(yíng)商通過(guò)光纜為用戶提供便捷可靠的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。本地線路傳輸依賴固定的管道模式實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸，這種傳輸方式可以有效降低外界干擾，提升傳輸效率和質(zhì)量。然而隨著信息化網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái)，傳統(tǒng)的管道模式靈活性較差，已經(jīng)不能很好地滿足當(dāng)前應(yīng)用需求，因此可調(diào)可控的網(wǎng)絡(luò)化信息傳輸方式在本地骨干線網(wǎng)中已成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)[4]。向著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展也就是要求有線傳輸技術(shù)向數(shù)字化發(fā)展，在保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定安全的前提下，要讓有線傳輸技術(shù)突破時(shí)間區(qū)域等因素的限制，在降低信息傳輸成本的同時(shí)，也要提升本地骨干線網(wǎng)的靈活性。

4.2 長(zhǎng)途干線網(wǎng)中的應(yīng)用

相對(duì)于本地骨干線網(wǎng)的小數(shù)據(jù)量的信息傳輸，長(zhǎng)途干線網(wǎng)中則有著更高質(zhì)量、更穩(wěn)定的信號(hào)，以及更安全的數(shù)據(jù)要求。并且在長(zhǎng)途傳輸過(guò)程中，情況往往比較復(fù)雜，因此對(duì)傳輸信息的靈活性和擴(kuò)展性也有一定需求。基于這些原因，在遠(yuǎn)距離干線網(wǎng)中應(yīng)用有線傳輸技術(shù)時(shí)，往往會(huì)通過(guò)結(jié)合其他技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如結(jié)合WDM與SDH技術(shù)，縮短長(zhǎng)途干線的傳輸距離，減少中繼設(shè)備的安裝。如此，信號(hào)傳遞的中間環(huán)節(jié)就減少了，在增加傳輸數(shù)據(jù)量和傳輸速率的同時(shí)，還能使傳輸成本大幅降低。同時(shí)也保證了信號(hào)的安全性與穩(wěn)定性。而且單節(jié)點(diǎn)交叉也讓信號(hào)的傳輸具備更強(qiáng)的靈活性。結(jié)合DWDM技術(shù)和ASON技術(shù)，有線傳輸系統(tǒng)擁有更加完善的功能，數(shù)據(jù)信息業(yè)務(wù)也將會(huì)變得更加便捷靈活、穩(wěn)定安全，所以經(jīng)常被用于政府機(jī)構(gòu)和金融機(jī)構(gòu)等對(duì)信息安全有著高要求的群體中。除此之外，將有線傳輸技術(shù)與MSTP技術(shù)在長(zhǎng)途干線網(wǎng)中有機(jī)結(jié)合起來(lái)，還可以增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹悄芑剑ㄟ^(guò)數(shù)據(jù)之間的智能連接，提高多元傳輸業(yè)務(wù)的運(yùn)行效率。為了增強(qiáng)有線傳輸技術(shù)在長(zhǎng)途干線網(wǎng)的應(yīng)用，數(shù)字復(fù)分接技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)等新的傳輸技術(shù)不斷涌現(xiàn)和成熟，雖然在技術(shù)進(jìn)步的過(guò)程中，相應(yīng)的研發(fā)成本會(huì)增高。但是美好的研究成果可以有效促進(jìn)科技經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，改善人們的生活方式，這些既能作為成果，又能為有線傳輸技術(shù)的高效化發(fā)展提供動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)循環(huán)進(jìn)步。

4.3 未來(lái)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

有線傳輸技術(shù)的類型有很多，不同的技術(shù)手段其中的原理和傳輸媒介帶來(lái)的特性與優(yōu)勢(shì)也不盡相同。為了能夠更好地順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展和不同行業(yè)信號(hào)傳輸?shù)男枨螅芯€傳輸技術(shù)的發(fā)展一定是多元化的。在未來(lái)，有線傳輸?shù)氖褂梅秶鷮?huì)變得更加廣泛，成本控制也就變得更加重要。因此，要不斷運(yùn)用合理的新技術(shù)，通過(guò)資源整合，提升有線傳輸技術(shù)的有效利用率。傳統(tǒng)的有線傳輸技術(shù)往往集中在國(guó)有企業(yè)上，運(yùn)營(yíng)方式較為固定。而為了豐富發(fā)展工程應(yīng)用及人們的生活需求，有線傳輸?shù)纳虡I(yè)化運(yùn)營(yíng)一定是未來(lái)通信行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)商業(yè)化模式不僅可以有效提升競(jìng)爭(zhēng)，促進(jìn)科技創(chuàng)新和技術(shù)的多元化發(fā)展，而且運(yùn)營(yíng)成本帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失也會(huì)降低。在實(shí)際運(yùn)用中，不同行業(yè)和業(yè)務(wù)可以選擇不同的有線傳輸方式，能夠有效提高容錯(cuò)率和傳輸效率，對(duì)通信工程的發(fā)展，乃至社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定進(jìn)步都具有長(zhǎng)久意義。同時(shí)，在經(jīng)濟(jì)全球化快速發(fā)展的今天，不管是貿(mào)易往來(lái)還是文化交流，都離不開(kāi)信息數(shù)據(jù)交互。對(duì)于一些要求穩(wěn)定安全的業(yè)務(wù)，就必須依賴到有線傳輸。基于此原因，當(dāng)前的跨地域電纜和跨海電纜的數(shù)量和質(zhì)量正在不斷進(jìn)步。在未來(lái)，有線傳輸技術(shù)將會(huì)不斷向遠(yuǎn)距離的方向發(fā)展，數(shù)據(jù)中繼站將會(huì)減少，遠(yuǎn)距離有線傳輸?shù)某杀具€會(huì)進(jìn)一步降低，數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎头€(wěn)定性進(jìn)一步提升。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)水平以及生活質(zhì)量的提升，人們生產(chǎn)生活已經(jīng)離不開(kāi)通信工程的支持。在通信工程應(yīng)用中，有線傳輸技術(shù)具有傳輸穩(wěn)定、傳輸效率高的優(yōu)勢(shì)，并且其能夠根據(jù)不同行業(yè)的不同需求，對(duì)傳輸材料和傳輸架構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)更加契合的應(yīng)用。為了有效推動(dòng)通信工程的發(fā)展，我們應(yīng)該大力推動(dòng)有線傳輸技術(shù)的多元性和商業(yè)性發(fā)展，使其能夠?yàn)樾畔⒌膫鬏斕峁└臃€(wěn)定和安全的環(huán)境，并有效提升信息傳輸?shù)乃俣群唾|(zhì)量，促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步。