时间:2023-10-30 10:29:35
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卫星光通信是人们经过多年探索并于近几年取得突破性进展的新技术。它是一种崭新的空间通信手段,利用人造地球卫星作为中继站转发激光信号,从而实现在多个航天器之间以及航天器与地球站之间的通信。由于卫星光通信具有诸多优点,所以吸引着各国专家锲而不舍的探索。近几年,美国、欧空局各成员国、日本等国都对卫星光通信技术极其重视,对卫星光通信系统所涉及的各项关键技术展开了全面深入的研究,目前在卫星光通信领域已取得突破性进展,成功的实现了卫星-地面、卫星-卫星之间的光通信试验,预计最近几年就将进入实用化阶段。
随着遥感器分辨率不断提高,对传输速率的要求也越来越高,因此用传统的微波数据传输方式难度很大。在这种情况下,倘若改用激光通信传输,那么便可比较容易的满足要求,就其通道终端设备自身而言实现难度相对较小。当然,事物都有两面性,由于激光通信的波束很窄(一般为几十微弧度),对两个都处于运动的通信系统来说,激光束的捕获、跟踪和瞄准都具有较大的挑战性,是急待攻关解决的难题。激光通信可以用于地球同步卫星之间(GEO-GEO)、地球同步卫星与中轨道卫星之间(GEO-MEO)、地球同步卫星与低轨道卫星之间(GEO-LEO)、低轨道卫星之间(LEO-LEO)以及卫星、飞机与地面之间的信息交换。
我国曾开展过激光大气通信理论、技术与系统的研究,但这些工作是以实现地-地之间大气传输光通信为应用背景的。近年来对原子滤波器的研究,为实现强背景干扰情况下的空间光通信提供了技术支持,然而要想达到实际应用还有相当的距离。对于卫星间光通信技术的研究也已经开展,进行了卫星光通信系统的计算机模拟仿真分析以及初步的实验室模拟实验研究,目前正在进行卫星光通信关键技术的研究。随着卫星光通信技术的不断成熟,我国也应将这种通信技术应用于未来各种卫星组网,以便实现它们相互配合协同工作。
空间光通信系统的主要优点
相比与传统的微波空间通信,激光空间通信由于波长比微波波长明显短,具有高度的相干性,良好的单色性和空间定向性,这决定了它具有通信容量大、设备体积小、质量轻、功耗低、安全性(可靠性)高、保密性好等特点,此外,还有传输速率高、可用频带宽、建造和维护经费低廉等优势。下面分别详细叙述:
1、通信容量大
激光的频率比微波要高许多,作为通信的载波有更宽的利用频带。光纤通信技术可以移植到空间通信中来,目前光纤通信每束光波的数据率可达20Gb/s以上,并且能采用波分复用技术,使得通信容量上升几十倍。因此,在通信容量上,光通信比微波通信具有巨大的优势。
2、体积小、质量轻
由于空间激光通信的能量利用率高,使得发射机及其供电系统的重量减轻;由于激光的波长短,在同样的发散角和接收视场要求下,发射和接收望远镜口径都可
以减小。摆脱了微波系统巨大的碟形天线,重量减轻,体积减小。
3、功耗低
激光的发散角很小,能量高度集中,落在接收机望远镜天线上的功率密度高,发射机的发射功率可大大降低,功耗相对较低。这对应于能源成本高昂的空间通信来说,是十分适用的。
4、可靠性高
由于光通信系统使用激光作为光源,其发散角很小,能量集中在很窄的光束中。窄光束意味着和邻近卫星间的通信干扰将会减小,这对于卫星较多的低轨道星座群之间相互通信非常重要,因为它的可靠性高,所以避免了相互影响冲突,稳定性增强,提高通信效率。
5、保密性好
由于激光具有高度的定向性,发射波束纤细,激光的发散角通常在毫弧度,这使得激光通信具有良好的保密性,可有效的提高抗干扰、防窃听的能力。
6、其它优点
光通信的频段不像射频那样由国家或国际机构管理,光频段的使用现今没有受到限制。此外,空间激光通信的建造费用和维护费用十分低廉。
空间光通信系统的结构组成
我们按照功能不同将空间光通信系统分为光源分系统,发射和接收分系统,信标分系统,捕获、瞄准和跟踪分系统四大模块,下面分别讨论如下:
1、光源分系统
在卫星光通信中,通信光源至关重要。它直接影响天线的增益、探测器件的选择、天线直径、通信距离等参量,因此对光源子系统研究十分必要。美国、欧洲、日本在低轨道-低轨道和低轨道-静止轨道卫星的空间通信链路试验中,都采用800~850nm波长范围的AlGaAs(砷镓化铝)激光器,因为该范围的APD(雪崩光电二极管)探测器件工作在峰值,量子效率高、增益高。而在星地通信链路试验中,地面装置采用半导体泵浦倍频Nd:YAG激光器或氩离子激光器作为光源,波长在514~532nm,该波段具有较强的抗干扰能力,能穿过大气而不使通信中断。从抗太阳干扰因素和半导体激光器的发展来看,将来卫星光通信采用的光源有向更短波段发展的趋势。半导体泵浦倍频Nd:YAG激光器由于不仅具有良好的相干性,而且可以做得体积很小,因此也是将来星上激光器的一个良好选择。
2、发射和接收分系统
发射、接收分系统是卫星光通信系统的关键子系统之一。光发射机大致可认为是光源、调制器和光学天线的级联,而光接收机则可看成是光学接收天线和探测器、解调器的级联。
调制的作用是将需要发射的信号调制到光载波上;探测、解调是通过光电转换器件将光信号转换为电信号。探测部分还包括滤波、放大部分,该部分也是卫星光通信系统中必不可少的。
3、信标分系统
由于在空间光通信系统中,通信信号光束发散角非常小,因此如果利用信号光束进行捕获、瞄准将会是非常困难的过程。所以在卫星光通信系统中都要单独设立一个激光信标分系统。信标光束主要是给瞄准、捕获过程提供一个较宽的光束,以便在扫描过程中易于探测到信标光束,然后进行后面的调整过程。
4、捕获、瞄准和跟踪分系统
捕获、瞄准、跟踪分系统是空间光通信系统中非常重要的分系统之一,也是空间光通信的难点、重点。各国在对空间光通信系统的研究中,都提出了一些捕获、瞄准、跟踪系统的方案,并对相当一部分方案进行了实验室模拟。这些方案在探测时的扫描方式以及探测、跟踪传感器的选择等方面都有所不同,但实际采用的捕获、瞄准、跟踪方案是基本一致的。
空间光通信系统的主要技术指标
空间光通信系统的主要技术指标如表1所示。
影响空间光通信系统性能
的因素以及对策
1、大气影响
大气对空间光通信的影响主要表现为两个方面:大气衰减以及光束闪烁、扩散、弯曲。
大气衰减是指因大气对光束的吸收和散射而引起的信号能量减弱。吸收是由水蒸气、二氧化碳、臭氧分子等对光有吸收作用造成的。克服大气衰减的方法有三种:一是选择工作波长,使其处于透过率高的大气窗口之内;二是提高激光器的输出功率;三是提高接收机的灵敏度(其中包含优化光学系统设计、增大接收天线口径、对光学天线作镀膜处理、选择高灵敏度的光敏感器件、降低接收机的噪声等)。
光束闪烁、扩散、弯曲是由传播过程中大气湍流和大气折射引起的波前失真造成的。大气湍流的影响是造成传输的误码率增加。散射是由悬浮粒子引起的米氏散射、瑞利散射造成的。光束扩散、弯曲的影响是造成接收到的光功率下降。克服光束闪烁、扩散、弯曲的方法是增加接收天线面积和在发射与接收两端分别使用自适应光学技术。
2、温度影响
光通信系统的终端处在平台的不同位置,设备之间总存在有温度梯度。而设备又是用多种材料制成的,不同材料有不同的膨胀系数,温度梯度势必会造成机械结构变形,从而影响系统的安装和指向精度。克服的方法有两种:一是选用膨胀系数小的材料,二是采用主动温控措施。
3、背景光的干扰
太阳光、月光、星光及地面的反射光,都可能对通信链路的建立和正常的通信产生干扰。克服背景光干扰的方法是采用窄带滤光器和缩小接收视场。
4、恶劣天候的干扰
雾、雨、雪、雹等气象条件都会对光的传播造成衰减。典型气象条件下的传播衰减情况如表2所示。克服的方法同大气衰减项。
5、飞行平台的姿态变化
飞行平台的姿态变化会改变光束指向。光束指向的随机变化给捕获、瞄准和跟踪带来困难。即使飞行平台姿态变化小到不影响捕获、瞄准和跟踪,但也会引起接收信号的质量下降。接收信号质量下降的直接表现是信号噪声比的降低和误码率的增加。因此对飞行平台姿态变化和振动要采取措施。克服的方法是用稳定平台和采取隔振措施。
6、飞行平台的相对运动
飞行平台的相对运动将造成光束指向的不确定性。克服此影响的方法是用星历表
和实时的轨道预报,以设置超前瞄准参数。
实现空间光通信系统的关键
技术及难点
1、捕获、跟踪、瞄准技术
快速、精确的捕获、跟踪和瞄准是保证空间远距离光通信的前提,属于空间远距离光通信的核心技术。由于卫星之间的相对运动和为了减少发射功率,激光信标发射采用的是微弧度量级的窄波束,所以更使得捕获、跟踪、瞄准的难度进一步加大。因此,在相距极远的两颗卫星之间,必须保证信标光的发射波束覆盖接收机的接收天线,这样才能保证接收端捕获和跟踪发射端的窄光束,并且非常有必要进行深入透彻的分析空间飞行条件,从而制订合理的、切实可行的ATP方案,同时优化设计,最终实现快速、精确的捕获、跟踪、瞄准,达到或者满足系统所要求的指标。
为了缓解对空间瞄准、捕获和跟踪系统苛刻的要求,同时加快通信链路建立速度,接收机的视场角一定要宽,为几个毫弧度,灵敏度为-110dBW,跟踪精度为几十个毫弧度。然而这样接收的背景辐射功率就会迅速上升,掩埋其中的信标信号。解决这一问题的关键在于在接收机中使用超窄带宽、高透射率的光学滤波器。
系统完成目标捕获后,就要对目标进行瞄准和实时跟踪。通常采用四象限红外探测器QD或Q-APD高灵敏度位置传感器来实现,并配以相应的电子学伺服控制系统。精跟踪要求视场角为几百微弧度,跟踪灵敏度为-90dBW,跟踪精度为几微弧度。
2、发射机激光器超高速率调制技术
目前各国空间激光通信实验的码率都在1Gb/s以上,而且在不断提高,为了增大通信容量,在一些方案中采用同一波长两路旋向相反的圆偏振光同时传送,从而使通信容量加倍。在超高速调制的同时,又要产生足够的功率用于广阔的空间传输距离,因此除了要研究大功率半导体激光器以外,国外还在研究采用激光二极管阵列的方案。
3、高灵敏度且抗干扰的接收机技术
众所周知,光在自由空间的传播,其强度与波长的平方成正比,与传输距离的平方成反比,传输的距离越长,光能量衰减越严重。卫星之间的距离可能会长达40000千米,在这种情况条件下,激光波束的强度会衰减相当严重。过大的损耗使得可接收的信号十分微弱,因此必须研制高灵敏度且抗干扰的接收机才行,否则背景辐射等噪声会使误码率大到不可接收的程度。目前,除了提高检测器本身的灵敏度以外,还正在研究探讨外差接收、纠错编码等途径。
4、精密且有高增益的收发天线技术
为完成系统的双向互逆跟踪,光通信系统采用收发合一天线,隔离度近100%的精密光机组件(又称万向支架)。由于半导体激光器光束质量一般较差,要求天线增益要高,另外,为适应空间系统,天线(包括主副镜,合束,分束滤光片等光学元件)总体应满足结构紧凑、轻巧、稳定可靠的要求。国际上现有系统的天线口径一般为几厘米至25厘米。
5、卫星与地面设备之间的传输技术
空间数据通信网最终还是要与地面设备连接,若卫星与地面设备之间不采用激光通信,便无法和卫星之间通信的高速率匹配,以致卫星-地面链路将成为全球通信整体网络中的制约环节。前面曾经说过,由于激光在大气中传输会受到散射、折射、背景辐射等多种因素的影响,除了衰减大大增强之外,波前畸变、强度抖动、多径效应、云层遮断等现象均可发生,这些不利因素会导致通信距离急剧下降,使光信号受到严重干扰,甚至脱靶。所以,这里再次提出注意,如何保证随机信道条件下系统能正常工作是非常重要的。
6、地面测试以及实验验证技术
发射功率、接收功率、工作波长、天线增益、扫描范围、数据率、误码率等部件和系统性能指标都必须进行测试和实验验证,以此判定设计的正确性、合理性,并外推出在轨运行是否能满足系统指标要求。地面测试和实验验证技术的研究内容一般包含研究测试和实验方法,制订合理的、切实可行的地面测试和实验验证方案以及研制用于地面测试和实验的专用设备。
7、防辐照技术
宇宙空间中的电子、中子、质子等高能粒子时刻都在威胁着空间飞行器的安全。光学天线镀膜、光电敏感器及电子元器件等长期受到高能粒子的轰击,会造成性能下降或者损坏。因此,开展高能粒子分析及制订防辐照措施是提高工作效率与延长寿命所必不可少的。
8、防冷焊技术
关键词:光纤通信技术特点发展趋势光纤链路现场测试
一、光纤通信技术
光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。可以把光纤通信看成是以光导纤维为传输媒介的“有线”光通信。光纤由内芯和包层组成,内芯一般为几十微米或几微米,比一根头发丝还细;外面层称为包层,包层的作用就是保护光纤。实际上光纤通信系统使用的不是单根的光纤,而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。由于玻璃材料是制作光纤的主要材料,它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路;光波在光纤中传输,不会发生信息传播中的信息泄露现象;光纤很细,占用的体积小,这就解决了实施的空间问题。
二、光纤通信技术的特点
2.1频带极宽,通信容量大。光纤的传输带宽比铜线或电缆大得多。对于单波长光纤通信系统,由于终端设备的限制往往发挥不出带宽大的优势。因此需要技术来增加传输的容量,密集波分复用技术就能解决这个问题。
2.2损耗低,中继距离长。目前,商品石英光纤和其它传输介质相比的损耗是最低的;如果将来使用非石英极低损耗传输介质,理论上传输的损耗还可以降到更低的水平。这就表明通过光纤通信系统可以减少系统的施工成本,带来更好的经济效益。
2.3抗电磁干扰能力强。石英有很强的抗腐蚀性,而且绝缘性好。而且它还有一个重要的特性就是抗电磁干扰的能力很强,它不受外部环境的影响,也不受人为架设的电缆等干扰。这一点对于在强电领域的通讯应用特别有用,而且在军事上也大有用处。
2.4无串音干扰,保密性好。在电波传输的过程中,电磁波的传播容易泄露,保密性差。而光波在光纤中传播,不会发生串扰的现象,保密性强。除以上特点之外,还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设;光纤的原材料资源丰富,成本低;温度稳定性好、寿命长。正是因为光纤的这些优点,光纤的应用范围越来越广。
三、不断发展的光纤通信技术
3.1SDH系统光通信从一开始就是为传送基于电路交换的信息的,所以客户信号一般是TDM的连续码流,如PDH、SDH等。伴随着科技的进步,特别是计算机网络技术的发展,传输数据也越来越大。分组信号与连续码流的特点完全不同,它具有不确定性,因此传送这种信号,是光通信技术需要解决的难题。而且两种传送设备也是有很大区别的。
3.2不断增加的信道容量光通信系统能从PDH发展到SDH,从155Mb/s发展到lOGb/s,近来,4OGB/s已实现商品化。专家们在研究更大容量的,如160Gb/s(单波道)系统已经试验成功,目前还在为其制定相应的标准。此外,科学家还在研究系统容量更大的通讯技术。
3.3光纤传输距离从宏观上说,光纤的传输距离是越远越好,因此研究光纤的研究人员们,一直在这方面努力。在光纤放大器投入使用后,不断有对光纤传输距离的突破,为增大无再生中继距离创造了条件。
3.4向城域网发展光传输目前正从骨干网向城域网发展,光传输逐渐靠近业务节点。而人们通常认为光传输作为一种传输信息的手段还不适应城域网。作为业务节点,既接近用户,又能保证信息的安全传输,而用户还希望光传输能带来更多的便利服务。
3.5互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势近年来,互联网业发展迅速,IP业务也随之火爆。研究表明,随着IP业的迅速发展,通信业将面临“洗牌”,并孕育着新技术的出现。随着软件控制的进一步开发和发展,现代的光通信正逐步向智能化发展,它能灵活的让营运者自由的管理光传输。而且还会有更多的相关应用应运而生,为人们的使用带来更多的方便。
综上所述,以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心,并面向IP互联网应用的光波技术是目前光纤传输的研究热点,而在以后,科学家还会继续对这一领域的研究和开发。从未来的应用来看,光网络将向着服务多元化和资源配置的方向发展,为了满足客户的需求,光纤通信的发展不仅要突破距离的限制,更要向智能化迈进。
四、光纤链路的现场测试
4.1现场测试的目的
对光纤安装现场测试是光纤链路安装的必须措施,是保证电缆支持网络协议的重要方式。它的目的在于检测光纤连接的质量是否符合标准,并且减少故障因素。
4.2现场测试标准
目前光纤链路现场测试标准分为两大类:光纤系统标准和应用系统标准。
①光纤系统标准:光纤系统标准是独立于应用的光纤链路现场测试标准。对于不同的光纤系统,它的标准也不同。目前大多数的光纤链路现场检测应用的就是这个标准。
②光纤应用系统标准:光纤应用系统标准是基于安装光纤的特定应用的光纤链路现场测试标准。这种测试的标准是固定的,不会因为光纤系统的不同而改变。
4.3光纤链路现场测试
光纤通信应用的是光传输,它不会受到磁场等外界因素的干扰,所以对它的测试不同于对普通的铜线电缆的测试。在光纤的测试中,虽然光纤的种类很多,但它们的测试参数都是基本一致的。在光纤链路现场测试中,主要是对光纤的光学特性和传输特性进行测试。光纤的光学特性和传输特性对光纤通信系统对光纤的传输质量有重大的影响。但由于光纤的特性不受安装的影响,因此在安装时不需测试,而是由生产商在生产时进行测试。
4.4现场测试工具
①光源:目前的光源主要有LED(发光二极管)光源和激光光源两种。
②光功率计:光功率计是测量光纤上传送的信号强度的设备,用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗。在光纤系统中,测量光功率是最基本的。光功率计的原理非常像电子学中的万用表,只不过万用表测量的是电子,而光功率计测量的是光。通过测量发射端机或光网络的绝对功率,一台光功率计就能够评价光端设备的性能。用光功率计与稳定光源组合使用,组成光损失测试器,则能够测量连接损耗、检验连续性,并帮助评估光纤链路传输质量。
③光时域反射计:OTDR根据光的后向散射原理制作,利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息,可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等。从某种意义上来说,光时域反射计(OTDR)的作用类似于在电缆测试中使用的时域反射计(TDR),只不过TDR测量的是由阻抗引起的信号反射,而OTDR测量的则是由光子的反向散射引起的信号反射。反向散射是对所有光纤都有影响的一种现象,是由于光子在光纤中发生反射所引起的。
虽然目前光通信的容量已经非常大,但仍有大量应用能力闲置,伴随着社会经济和科学技术的进一步发展,对信息的需求也会随之增加,并会超过现在的网络承载能力,因此我们必须进一步努力研究更加先进的光传输手段。因此,在经济社会发展的推动下,光通信一定会有更加长久的发展。
参考文献:
[1]王磊,裴丽.光纤通信的发展现状和未来[J].中国科技信息.2006.(4).
[2]何淑贞,王晓梅.光通信技术的新飞跃[J].网络电信.2004.(2).
关键词:网络;通信技术;发展;趋势
中图分类号:TP3 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 16-0000-01
Network and Communication Technology Development Status and Trend Analysis
Su Hongde,Huang Jingbo
(Guilin Branch of Guangxi China Unicom,Guilin541000,China)
Abstract:The development of network communication technology,social progress has played a huge role in promoting,in addition to traditional multimedia technology,mobile communications networks,optical communications and other existing development and breakthroughs,it also appeared in satellite communications,nano-optical communications and other new trends.
Keywords:Network;Communication technology;Development;Trend
一、引言
计算机网络技术与通信技术结合形成了网络与通信技术,其在社会的发展过程中起到了巨大的推动作用,它是信息社会最根本的基础设施,也是构建人类文明的首要科技条件。当前,随着计算机网络技术的快速发展、通信技术的奋起直追,以及人们对信息传播和处理的快速化需求,都促使计算机网络与通信技术迅猛发展。此外,随着互联网的广泛渗透及普及,极大地丰富了网络与通信技术的内涵,其概念不仅包含过去的计算机网络、通信网络、互联网络、移动网络,还增加了下一代网络、家庭网络、网格、语义网、传感网络、卫星网络等一系列新的内容。
二、网络与通信技术发展现状
(一)多媒体技术。人们对于多媒体的要求不断提高,这也促使了计算机网络和通信技术的迅猛发展。当前的多媒体技术除了包括常见的语音数字化技术和图像数字化技术,还包含海量储存技术及无线技术等高端科技成果。三重播放业务是应用最广泛的多媒体技术之一,是一种集数据、语音、视频于一体的综合性业务,主要包括数据流、语音流和视频流,具有高传输速率、强大的服务质量等特点。多媒体技术的广泛应用为促进计算机网络和通信技术的发展带来了巨大的市场驱动力。网络电视、网上音乐、网上广播等多媒体应用已经越来越普及。
(二)移动网络通信技术。网络与通信技术的发展最重要的产物之一便是移动网路通信技术。全球移动通信,从第一代模拟技术,第二代GSM和CDMA技术,最后到当前被人们广为熟知的3G网络通信,这不仅仅代表着电信行业的技术发展,更是网络与通信技术的发展。移动网络通信技术也称之为个人化通信,是指任何人可以不受时间和地域的影响以各种方式进行实行通信。移动网络通信系统是以移动通信技术的发展为前提的,并且通过个人通信号码PTN来识别用户,而不是通过通信设备。利用智能化的网络体系时候,在网络内进行任何主叫,此时,并不需要知道对方在何处,也可以实现自动跟踪找寻地址,联系上被叫,这种技术可以实现跨区域的不固定信息的传输。
(三)光通信技术。随着人们对于数据处理及数据传输的更高要求,传统的电缆传输已经不能满足使用者的要求了,代表网络与通信技术里程碑式飞跃发展的光通信技术面世了,它不仅满足了用户对于数据快速处理的需求,更是网络通信技术在卫星系统、无线通信等领域的发展前提条件。光通信主要包括光纤、光节点、光缆、光传输系统及光接入技术等领域。常规单模光纤、色散位移光纤、非零色散位移光纤、高性能低成本多模光纤及塑料光纤技术逐步成熟。另外主用于航天航空领域的纳米光纤技术的研究也已经取得了长足的进步,已经有部分国家开始了生产试用阶段。
三、网络与通信技术发展趋势
(一)移动通信。未来的移动通信技术仍然是是第三代通信技术(3G技术)为主流发展趋势,增强型WCDMA技术HSDPA,CDMA2000lxEV-Do,TD-SCDMA上述三种主流3G标准技术的各种增强型技术将走向规模商用阶段。
(二)无线通信。无线通信是网络通信技术的变革方向,代表无线通信革新的WiFi受到广大网络用户的好评,居于开拓性的市场,也将变革网线连接上网的传统“有限”模式,真正实现“无限”模式。经过多年的发展,无线局域网技术已经日渐成熟,应用广泛。无线局域网将从小范围应用成为主流应用,未来无线局域网技术将更加成熟,产品性能愈发稳定,市场也会持续不断地增长。同时,大型设备提供商将进入这个市场,大多数企业将采用无线局域网进行内部网络建设。面对如此良好的发展前景,我们应该大力推动无线局域网技术的研究和实用化,抓住无线局域网发展的契机,不仅可极大地推动国家信息化的发展进程,还将为我国信息产业和通信市场步人国际市场提供大好机遇。
(三)网络融合。为了更好地推动网路通信技术的发展,使得当前的三大相关网络:电信网、广播电视网、计算机通信网能够充分发挥各自的功用,为广大的用户提供切实、高效的服务,三大网络的融合已经发展成了一种必然的趋势。通过对电信网、广播电视网和计算机通信网进行相互渗透、兼容,并逐步整合成全世界通用的信息网络。网络融合不仅实现了网络资源信息的共享,加强网络的实用性,促进网络的维护性能,同时降低费用,节约成本。
(四)卫星通信。卫星通信是指利用通信卫星作为中间站,在地面站之间转发高速率通信业务,是宽带业务需求与现代卫星通信技术相结合的产物,更是当前卫星通信的主要发展方向之一,是网络通信技术的发展新方向。卫星通信具有大覆盖范围、是以广播和组播模式工作的特性,使得它能够提供高速因特网连接和多媒体远距离传输,但要充分发挥这些优势除了人们所熟知的采用大型星载可展开式天线和多波束相控阵天线、增大卫星功率和带宽、使用更高效的星上电源系统、采用更先进的高效调制和编码技术等常规措施外还需要进一步晚上网络通信技术。
作为卫星通信系统中间站的通信卫星,也叫多媒体卫星,一般具有较宽的带宽,很高的EIRP等效全向辐射功率和G/T品质因数值,并且通常具备星上处理和交换能力,利用宽带通信卫星可由USAT极小口径终端,提供双向高速因特网接入和多媒体业务。
参考文献:
[1]高宗义.当前世界通信与网络技术及发展之一瞥[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2003,2:6
[2]曲阳.浅析无线通信网络主要技术及发展前景[J].中国新技术新产品,2011,12
关键词:无线通信系统 通信技术发展趋势
中图分类号:TS801文献标识码: A
1无线通信技术概述
1.1无线通信的定义
电磁波信号可以在自由空间中传播,无线通信利用电磁波的这一特性实现了空间中的信息交换。近年来无线通信技术飞速发展,应用领域也不断拓宽。无线通信分为微波通信和卫星通信两种模式。微波通信的优点是频带宽、通信容量大;缺点则是传送的距离比较短,一般只有几十千米,因此每隔几十千米就要建立微波中继站来保障通信网络的畅通。而卫星通信是通过通信卫星作为中继站来实现地面上不同通信体之间的微波通信联系,其优点是通信距离较远。
1.2无线通信发展的特点
①公众移动通信不断增长,但世界各地发展不均衡。一方面,在许多移动通信普及率已经很高的发达国家和地区,新增移动用户的数量增长在不断萎缩;另一方面,在许多移动通信刚刚开始发展的发展中国家和地区,移动用户数量猛量增长;但是,发达国家用户创造的ARPU值却要比发展中国家要高得多,而且,韩日等国在数据新业务方面的增长迅速,成为全球移动通信发展的新热点。
②无线宽带通信技术飞速发展,技术不断更新升级。伴随着传统公众移动通信的不断发展,近年来全球宽带无线接入技术领域的研究和应用也十分活跃,各种宽带无线接入技术的出现,如:宽带固定无线接入技术、WLAN技术、UWB技术等等,给无线通信产业的发展注入了新的活力。
2无线通信技术的发展趋势分析
通过对无线通信技术发展阶段的了解和分析可以发现,当前,我国的无线通信技术正处在一个技术过渡的关键转折时期,全球信息化社会的兴起,以及IP技术的广泛采用,都在改变着无限通信技术的面貌。影响着无线通信技术的发展趋势,未来无线通信技术的发展趋势主要有以下几个方向:
(1)从移动通信网络技术的发展情况来看,3G已经成为世界移动通信运营商所关注的焦点问题。通过对欧美发达国家移动技术的变更和发展情况来看,由于移动电话业务在全球的普及,想通过发展更多的用户来实现本行业的经济效益增长的模式已经跟不上信息技术变化的脚步,因此,他们需要通过3G业务,来为运营商和用户搭建另一个沟通平台,从而为实现运营商的利润带来新的商机。通过一段时间的试运行,我国相关政府部门已经考虑3G牌照的发放问题和商用问题,这对全国的移动运营商来说,无疑起着巨大的推动作用。
(2)无线通信领域内各种技术的互补性增强。由于无线通信技术,在不同的应用领域,有不同的接入技术,有不同的覆盖范围和适用区域,这就体现出领域内各种技术的互补性。从公众的移动通信技术发展情况来看,3G技术将是无线接入技术的主导技术,而其他类型的宽带接入技术,将根据其具有的不同特点,在不同的领域和覆盖范围内,与公众的3G技术形成有效的互补。在政策上,需要推广各种无线接入技术的发展,以实现不同领域不同覆盖面积内不同用户对移动业务的需要,最大限度的解决移动通信技术发展不平衡的问题。
(3)宽带化仍然是通信技术发展的一个重要方向。随着光纤等传输技术的快速发展,有线网络的宽带化在全球范围内普及,而无线通信技术也在朝着无线接入宽带化的方向发展,从无线宽带接入技术的目前发展情况来看,全球范围内发展迅速,在宽带接入速度和覆盖面积上,都呈现出前所未有的扩张趋势。在未来无限通信技术的发展过程中,宽带接入技术仍然是其一个重要的发展趋势。
(4)核心网络向综合化发展,接入网络向多样化发展。在无线通信技术的发展中,其信息网络接入模式将向着综合化和多样化发展,网络向着分组化的趋势发展,使得在同一个核心网络上进行多种数据和信息的传递成为可能,网络的综合化发展是为了适应市场竞争的需要,将推动传统的电信业务与新兴的计算机业务进行有机融合,促进移动业务与IP业务的融合,推动无线通信技术的发展。
(5)信息个人化的发展趋势,将是信息行业进一步发展的一个重要方向。IP技术是实现信息个人化的一个重要技术手段,在手机上能够实现各种IP应用已经成为当前人们所关注的一个重要问题,因此,将移动智能网络与IP技术相结合,将是推动无线通信技术向全球个人通信方向发展的重要技术支持。
3未来无线通信领域的发展趋势
3.1无线通信领域技术互补性日益明显
不同的无线通信技术具有不同的特点,各自都有自身的优势和劣势。比如3G比较适合广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求,WLAN则比较适合中距离的高速数据传输,UWB技术则能实现近距离的超高速无线数据接入。因此,在推进未来无线网络通信技术发展的过程中,应根据不同用户的不同需求,选择比较合适的无线通信技术,促进无线通信业务的多元化发展,解决移动通信发展的不均衡问题。未来无线宽带接入技术领域将会逐步向高带宽、覆盖范围更广的方向发展。
3.2蓝牙技术将革新无线通信业的发展
基于蓝牙技术的发展,越来越多的公司都在研发和生产基于蓝牙技术的各种产品。相关开发芯片的厂商开发出了针对蓝牙技术的专用集成电路,并配合了对应的开发工具包,使越来越多采用该技术的厂商能够更快更容易地生产出采用蓝牙技术的新产品。另外,许多软件开发公司也开发出了许多利用蓝牙技术的软件,这些产品可以通过蓝牙技术用无线链路连接起来,将计算机技术与通信技术紧密的结合起来,使人们能够随时随地进行数据信息的交换与传输。蓝牙技术的出现革新了无线通信业的发展,不论是电信业、计算机业还是家电业都对蓝牙技术未来的发展和应用愈加重视。
4无线网络通信技术的融合趋势
(1)无线技术与蜂窝网技术的融合。短距离无线通信技术一直广泛应用于电子产品领域,主要是为了实现其计费和检测功能,近年来,随着无线通信技术的不断发展,出现了更多更新的短距离无线接入技术,比如蓝牙的应用,实现了短距离无线技术和蜂窝网技术的有效融合。
(2)移动通信技术和无线宽带接入技术走向融合。移动通信业务的成功发展,以及宽带业务的迅速增加,促成了多种宽带接入技术的产生和成熟,WLAN技术的发展,促进了3G增强型业务和技术的迅速发展,为此,移动通信技术和无线宽带接入技术将在竞争和互补中,促进发展,最终在4G时代实现二者的有机融合。
(3)无线通信技术与视频等多媒体技术的融合。利用地面数字系统,刺激数字电视广播技术,和视频等多媒体业务的需求,为移动通信业务提供语音和视频等多功能集成的综合节目,这也是无限通信技术与地面数字媒体有机融合的一个表现。就视频业务来说,还存在着在现有的移动网络上开展视频业务,以及适合的商业模式等问题。
5结语
随着信息时代的发展,无线通信技术成为了通信行业领域中最为重要一种方式,时刻在发生着变化,无线通信一直是通信行业以及相关人员研究的重点内容,在这样的大时代背景下,无线通信技术的发展前景是所有人员所共同关注的焦点问题,对此本文简单地分析了无线通信技术的趋势及美好前景。
关键词:有线通信技术;现状;发展趋势
中图分类号:E271文献标识码: A 文章编号:
引言
随着人类信息技术的不断发展,未来将是一个现代通信技术、计算机网络技术和多媒体技术广泛应用的社会,信息交流已经成为人们生活的基本需要。有线通信作为信息传输渠道的主要手段,是人类文明进步的先导和旗帜,更是推动人类社会前进的巨大动力。有线通信技术的发展经历了一个漫长的过程,从1876年贝尔发明了电话,到现在光纤通信技术的应用,都是随着技术的不断进步和变革而一步一步地发展而来的,从起初的光纤原理到相应的发明,直到现在的高速光纤通信技术的应用。光纤通信技术以其特有的优势在通信领取取得了长足的发展和进步,同时给通信领域以及人们的生活带来了翻天覆地的变化。下面我们就以有线通信技术的代表——光纤通信技术,来分析我国有线通信技术的现状及发展趋势。
1、光纤通信技术
1.1 光纤通信技术
光纤通信是以光为信息载体,利用光导纤维传输信号,实现信息传递的一种通信方式。可以把光纤通信看成是以光导纤维为传输媒介的“有线”光通信。光纤由纤芯,包层和涂层组成,利用纤芯和包层的折射率不同,实现光信号在纤芯内的全反射也就是光信号的传输。
1.2 光纤通信技术的特点
1.2.1 频带极宽,传输容量大
与电缆和铜线相比,光纤的传输带宽要大得多。 通信容量的大小与光纤的直径没有关系。 对光纤通信系统而言,随着终端设备的改进和密集波分复用技术的应用, 又给它增添了带宽和传输容量大的优势。
1.2.2 损耗低,中继距离长
与其它传输介质相比,光导纤维的损耗是最低的;在信号传输距离相等的情况下, 光缆中用的信号再生中继器要比电缆中少得多;这就表明通过光纤通信系统可以减少系统的成本, 带来更好的经济利益。
1.2.3 抗电磁干扰能力强
石英有较强的绝缘性和抗腐蚀性。 它还是电气绝缘体,抗电磁干扰的能力比较强,不用担心形成接地回路。 光纤传输过程中不受外部环境的影响,也不受人为架设的电缆的干扰。 特别适用于强电领域的通讯应用。
1.2.4 无串音干扰,保密性好
在电波传输的过程中,电磁波的传播容易泄露,保密性差。而光波在光纤中传播,不会发生串扰的现象,保密性强。此外,光纤还有纤径细、重量轻、易于铺设;原材料丰富,成本低;耐温性好、使用寿命长等特点。
2、光通信设备的维护
熟悉掌握光纤通信系统的组成、通信的工作原理以及信号流程是设备维护和检修的基础。此外,在实际维护工作还要注意下面的问题:
(1)保持设备运行环境良好。 包括良好的设备供电质量 ,适宜环境温度、湿度、注意防尘等。 这些是延长设备使用寿命、降低设备故障的重要前提。
(2)通信设备不需做日常的调整测试工作 ,如日测试、月测试 、季度测试等,只需定期利用监控手段作预防性监视即可,因此不提倡随意乱动机器设备,以尽量减少人为障碍。
(3)检查设备和处理故障时要特别注意不能带电插拔机盘 。 插拔机盘前一定要先关断电源,工作时要养成戴防静电手套的习惯。
(4)更换故障插件/插盘是处理设备电路故障的主要方法 。 在合适的情况下要尽量预留些易损坏的插件/插盘。 找出故障盘后应及时和厂家联系,返厂修理。
(5)要充分发挥网络管理系统的作用 。 现代通信系统都有较完善的网络管理功能,它可以在不中断业务的情况下进行实时性监测,如故障监测、故障类型判定及故障定位等,是预防性维护和处理故障的有效工具。
3、光纤通信技术的发展现状及趋势
光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。当前光纤通信技术已得到了长足的发展,不断涌现新的技术,大大提高了其通信能力,应用范围也不断扩大。
3.1 光纤通信技术的发展现状
3.1.1 波分复用技术
波分复用技术指的是在同一条光纤上运用多束激光进行不同波长同时传输的一种光波技术。该技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源。 根据每一信道光波的频率或波长不同,将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道,把光波作为信号的载波,在发送端采用波分复用器,将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。 在接收端,再由一波分复用器将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。 由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立(不考虑光纤非线性时), 从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。
3.1.2 光弧子通信技术
光弧子是一种特殊的超短波脉冲,它位于 ps 数量级上。 因其位于光纤的反常色散区,使得在长距离的传输过程中,信号的传输速度和波形保持不变。 当前,保证长距离通信的信号无畸变是光弧子通信技术的主要应用方向。 因光弧子通信具备远距离传输的能力,所以在海底光缆通信中应用广泛。此外,同波分复用系统相结合,使得光弧子通信兼具了大容量、超高速的特点。 当单信道的传输速率大于几十 G 比特每秒时,它的技术优势方就会得到充分的体现。虽然,现在光弧子通信技术在某些技术方面存在着一些问题,例如如何减少系统中的放大器数量、怎样延长放大间距等方面,但它将来必然会成为新一代主流的光纤通信技术。
3.1.3 光纤接入技术
在光纤接入技术中,无源光网络(PON)技术优势明显,且较早就已出现,可同多种技术加以结合,例如以太网、同步数字体系(SDH)和异步传输(ATM)等,分别产生 EPON、GPON 和 APON。 但是受限于 IP 技术,APON 技术的发展呈现出停滞不前,甚至走下坡路的态势。 GPON适合对电路交换性业务提供支持,但成本较高、技术也较复杂。比较而言,EPON 成本较低, 且继承了以太网帧内传送的优势。 总体来讲EPON 和 GPON 各有利弊 ,在未来的光纤通信中 ,谁将发挥更大的作用,仍待用事实说明。
3.2 光纤通信技术的发展趋势
3.2.1 超大容量、超长距离传输技术
波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量, 近些年来,随着这一技术从长途网向城域网的扩展,粗波分复用应运而生,并以其低成本、短传输距离、超大容量等优势而被广泛的应用。 当前,为了更大程度低提升光通信系统的容量和传输速率, 密集波分复用(DWDM)技术及光时分复用(OTDM)新技术和波分复用相结合的形式被提了出来,从而实现了 Tbit/s 以上的传输。
仅凭借光时分复用技术和波分复用技术来提高光纤通信系统的容量是很有限的, 因此可以把多个光时分复用信号进行波分复用,从而进一步提高系统的传输容量。由于归零编码信号在超高速通信系统中占空较小,而且其编码方式对光纤的非线性和偏振模色散的适应能力较强,因此现在的超大容量光时分和波分通信系统大部分都采用归零编码方式。
3.2.2 全光网络
全光网络是光纤通信技术发展的最高阶段,也是理想阶段。 未来的高速通信网也将是全光网络。传统的光网络虽然实现了节点间的全光化,但在网络结点处采用的仍是电器件,限制了通信网总容量的提高,因此真正的全光网现在已成为一个重点研究的课题。全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性和可扩展性,并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度和较低的误码率,网络结构简单,组网非常灵活,可以在不安装信号的交换和处理设备的情况下增加新节点。当然全光网络的发展不可能独立于众多通信技术之外,它必须要与因特网、ATM 网、移动通信网等相融合。 现在,全光网络仍处于初期发展阶段,却已显示出了优良的发展前景。
结束语
光纤通信技术的发展是推动我国有线通讯技术的重要动力,光纤通信技术作为信息技术的重要支撑平台,在未来信息社会中将起到重要作用。 随着光纤通信技术的日益进步和发展,对传输设备维护工作人员也提出了更高的要求,只有对故障进行合理有效的处理,及时准确地判断和处理这些故障,才能给用户提供优质的网络服务,只有不断提高维护水平,才能保障网络运行的安全稳定。 以促进光纤通信行业更好更快的发展。 从现代通信的发展趋势来看,光纤通信必将成为未来通信发展的主流。
参考文献:
【关键词】无线通信;智能天线;多用户分集
前言:
智能天线技术与20世纪60年代开始发展,并于90年代初无线通信系统中开始应用。相较于传统的全向或者定向天线来说,智能天线可以灵活的使用波束,体现了自选择、自优化和自适应的特点,它可以成倍地扩展通信容量,在无线通信中有极广阔的应用前景。
一、物理层的可重配置性
在无线通信工作过程中,为了使无线信息收发器可在多参数,连续变化不稳定的工作环境中正常工作,因此需要信息收发器运用其内部可重构的自适应技术,来不断对其结构进行调整,以保障在工作过程中,具备最佳的性能。可以将智能天线中收发器的自适应重构技术视为无线信息收发器在工作过程中,适应不同环境的智能切换装置。实现智能天线的物理层可重配置性,可以使其在任何工作环境下都可正常工作,并可以迅速的适应环境,保障了无线通信的稳定性[1]。
二、不同层之间的优化
使用由开放系统互连模型定义的各高层之间信息的交互作用,可以提高系统的性能。通过考虑不同层的参数来对智能天线技术进行设计,可以有效提高整个系统的增益。在开放系统互连中不同层之间的信息交互可以分为CSI、QoS相关参数及物理层资源这三种。不同层之间的优化准则对于智能天线技术的发展尤为重要,在实际的系统中,智能天线的链路层使用的媒体接入控制功能、数据监测方法及特定的编码机制均决定着智能天线的链路质量,同时高层线路采用的协议栈性能能对其有一定的决定性作用。因此,在未来的智能天线通信设计中,应对上述的因素进行综合考虑。对于网络端对端时延不敏感的业务,将智能天线技术同混合自动请求重传机制相结合使用,可以有效解决端对端时延问题[2]。
三、多用户分集
现如今的智能天线技术研发中,机会机制的通信方法在多用户通信中得到了广泛的关注。通过机会机制产生的多用户分集,可以是时间分集、频率分集、码分集或者空间分集。该方法主要是为有可能进行连续信息传输的用户提供通道,以此来扩大系统的信息吞吐量。该方法对于反射空间信道中形成机会波束,其会指向具有最高SNR的用户。与此同时,在充分散射的条件下,机会机制的运用也可以将通道供给最高瞬时容量的用户。现如今,在我国自主研发的TD-SCDMA技术中,广泛的应用了软件无限电技术及智能天线技术。在该技术的计划中,采用智能天线技术及数字信号处理技术,对用户的信号进行识别,并提供不同的通道,形成低功率的天线增益模式,减少信号的干扰[3]。
四、实际的性能评估
未来的无线通信系统中,对于智能天线的使用将主要依赖于两方面。第一,在设计未来的无线通信系统时,需要充分考虑智能天线的特性,并不断的对其进行完善及升级,以保障智能天线技术的兼容性,可以很好的承接无线通信技术的发展。第二,需要根据未来无线通信系统的关键参数来对智能天线的实际性能进行评估,确定智能天线的实际性能。因后者的建立需要进行专业的建模仿真,导致该技术的实现具备了一定的难度,故现如今的智能天线发展趋势主要偏向于前者。
五、仿真建模方法
链路级仿真虽然可以评估智能天线收发机在各种干扰、传播及调制编码情况下的单向链路的误帧率性能,但是其没有办法考虑到多用户、多小区的影响,此时就需要采用高层参数作为评估方法。与此同时,系统级的仿真技术主要是利用某种业务图样的吞吐量、SNR的分布以及通过容量来为系统提供其使用性能。为了同时优化这两种仿真技术,研究人员可以在两者之间创建接口,所选择的接口参数用于描述链路级和系统级的性能[4]。智能天线的工作效率受通信环境的影响,因此在建模过程中可建立一个可行的MIMO信道模型,利用该模型来对通信环境的特征进行描述,同时利用干扰模型来对智能天线收发机的性能进行分析。在干扰模型的建立上,应基于系统级的仿真结果进行建立,同时也需要考虑智能天线技术的应用是否会对其所波及到的小区产生影响。
关键词:3G;WiFi;局域网
1 无线通信技术的热点问题
1.1 第三代移动通信技术(3G技术)
3G技术是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术,它能够同时传送声音及数据信息,速率一般在几百kbps以上。3G是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统,目前3G存在四种标准:CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA,WiMAX。在信号上,该技术可以同时支持语音和数据信号。
1.2 3G时代的LTE技术
LTE是现有3G移动通信技术在4G应用前的最终版本,采用了很多原计划用于4G的技术如OFDM、MIMO等,在一定程度上可以说是4G技术在3G频段上的应用。和现有的3G及3G+技术相比,LTE除了具有技术上的优越性之外,改善了小区边缘用户的性能,提高小区容量和降低系统延迟。LTE被广泛采用,有最强的发展潜力。
1.3 准4G技术标准WiMAX
WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access)是全球微波互联接入,它采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、MIMO、AAS等先进技术,随着技术标准的发展,WiMAX逐步实现宽带业务的移动化,而3G则实现移动业务的宽带化,两种网络的融合程度会越来越高。4G(4th-ge ne ration)主要是以正交频分复用(OFDM)为技术核心。理论上,静态传输速率达到1Gbps,用户可以达到100Mbps,就可以作为4G的技术之一。
1.4 无线联网的技术WiFi
Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备(如PDA、手机)等终端以无线方式互相连接的技术。Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌,由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。现时一般人会把Wi-Fi及IEEE 802.11混为一谈。甚至把Wi-Fi等同于无线网际网路。同时也是一种无线联网的技术,理论数据速率可达11Mbps,覆盖范围从100至300米。
2 对新技术的发展趋势分析与展望
2.1 改变无线通信未来技术发展方向
无线通信网络的未来将会呈现一体化、综合化、宽带化的发展趋势。根据目前通信技术发展看,LTE技术将会称为主导地位,形成对全世界移动网络的无缝覆盖;而WiMAX、WLAN等宽带接入技术,因为自己不同的技术特点,在不同的范围内与移动通信网络将形成有效互补。不久的将来,宽带化将成为无线通信技术发展的方向。
2.2 无线通信范围内各种技术互补
不同的接入技术都有着自己不同的技术特点、覆盖范围与接入速率。根据无线接入技术特征,在不同覆盖范围或应用区域内,各种宽带无线技术与移动通信网络形成有效互补,可实现近距离的高速无线接入,并且解决中远距离的高速接入。
2.3 网络融合的发展趋势
网络融合已经成为电信行业发展的趋势,主要特征体现在:移动与固定网络的相互融合,通信网络、计算机网络与有线广播电视网融合(三网融合),信息通信网络与基于传感器和RFID的现实物质网融合。
3 “融合”将成为发展的主旋律
无线通信的快速发展,用户更希望能够通过手中的各种终端设备,按照自己的需求可以随意的接入合适的网络,并在网络上能够进行通信,也就是说在未来各种无线技术间应该是融合在一起的、并且可快速的切换。
3.1 网络推动短距离无线技术与蜂窝网技术走向融合
短距离无线通信技术一直多用于物流和电子商务领域,主要用于计费和监测功能。近年来,随着通信技术和集成电路技术的发展,RFID和蓝牙等短距离无线技术开始和蜂窝网技术相结合。日韩、欧洲在推出的无所不在的网络(泛在网络)中,短距离无线通信也被起到了关键的作用。在香港,首个融合了RFID与3G技术的物业资产管理解决方案已经投入试用,并达到了预期高效的效果。
3.2 宽带无线技术与移动在竞争和互补中逐渐走向融合
移动通信的不断成功发展、宽带业务数量的增加以及Wi-Fi的成功应用,都促成了多种宽带无线技术的诞生。在具体实施上,既要兼顾网络设备端对无线宽带技术与3G的支持,又要对终端产品进行更新。
3.3 数字电视广播和无线通信技术走向融合
利用地面的数字电视广播技术为移动用户提供语音、视频节目也是无线通信技术的一个发展方向。针对视频,在现有的基础上来开展视频业务存在一定的缺陷,如网络带宽、功耗、资费以及商业模式等问题;而我们所应用的数字电视广播则具有很多优点,如高传输码率、大带宽的广播信道,资费相对低廉等,两者的相互结合就可以为移动网络中存在的上述问题提供一种新的思路。
一、4G移动通信技术的概念与特点
(一)4G移动通信技术的概念
现阶段我们所说的4G移动通信技术指的是第四代的移动通信技术,但是由于行业内的研究与使用出发点的不同,因此很难全面统一4G移动通信技术的概念。现阶段主要的4G移动通信技术均能够快速实现无障碍通信网络的接入,而且还可以实现移动互联、移动商务等综合功能,用户不仅具有更多的选择与沟通自由,还能够将4G移动通信技术作为载体和平台,有效支持SOHO以及物联网等业务的开展。
(二)4G移动通信技术的主要特点
4G移动通信技术主要具有三个特点,分别是:
传输速率高,通过对其大量的分析与实验,我们发现从理论上说能够将通信速率提高至传统3G移动通信速率的50倍以上;
智能化程度高,由于4G移动通信技术的技术含量高,使用了大量的先进设备,而且结构更加合理,因此无论是接口还是终端,无论是服务还是操作都有不同的结构能够进行支持,因此说现阶段4G移动通信技术能够提供更加全面的智能化服务,这不仅充分挖掘了4G移动通信技术的潜力,更是扩大了4G移动通信技术的应用范围;
兼容性更加优秀,由于4G移动通信网络的逐步完善,现阶段已经可以实现向下和向侧的有效兼容,不仅能够快速完成信息的传递,还能够达成超媒体通信目标。
(三)4G移动通信技术的网络构造
现阶段我们适用的4G移动通信网络的关键构造有应用网络层、中间环境层以及物理网络层三种,上述主要构造经过网络输入、输出间数据的传递,充分发挥了4G通信网络的性能。
二、4G移动通信技术的要点
(一) SA技术
现阶段,4G移动通信中适用的SA技术指的是智能天线技术,这种技术的应用能够排除通信系统中的信号干扰,起到有效的干扰抑制作用。此外,还能够跟踪4G移动通信系统的运行状态,充分体现自动化跟踪特点。通过SA技术的应用,4G移动通信系统还能够实现数字波束调节,能够有效保障4G移动通信的整体运行状态。
(二)OFDM技术
OFDM技术就是我们所常说的正交频分复用技术,可以将信道划分成若干个正交子信道,实现低速子数据流和高速数据信号之间的转换,使低速子数据流在子信道内进行稳定传输。通过OFDM技术的应用,4G移动通信技术实现了数据高速传输的目的,而且由于OFDM技术具有自适用的调制机制,因此能够在改变加载、信道方式的同时,有效保证通信信息的传输速率。通过OFDM技术的应用,我们还可以在使用4G移动通信技术的过程中,有效杜绝码间干扰。
(三)SDR技术
SDR技术也称作软件无线电技术,该技术是微型电子技术的代表之一,在4G移动通信系统内的重要性毋庸置疑。通过在4G移动通信系统内应用SDR技术,能够构件一个开放式的平台,在简化移动通信升级方式的同时,促进4G移动通信技术的发展。最为关键的是,SDR技术为4G移动通信提供了标准、规范并且开放的硬件平台,能够有效满足4G移动通信系统的发展要求,促进了技术的不断进步。
(四)IPv6技术
通过IPv6技术的应用,能够在4G移动通信系统内提供唯一地址,因此说虽然移动通信网络的容量较大,但是其中设备以及通信网络都具有唯一的特点,并且表现出自动配置的状态。IPv6技术还能够为4G移动通信系统提供唯一的路由地址,提高通信系统的服务质量,而且最为关键的是还能够转化成更高别服务的运行系统。
三、4G移动通信技术的未来发展趋势
(一) 识别技术
现阶段我国的4G移动通信网络已经实现了全面覆盖,因此用户数量非常多,据不完全统计,仅中国移动的用户在2016年底就达到9亿的数量,因此说鉴于庞大的用户群体,要实现4G移动通信技术的智能化和人性化,我们必须对多用户进行识别,因此需要开发出更加有效地多用户识别技术。因此,我们将其作为重点研究对象,然后通过加强建立4G移动通信基站的方式,增加系统容量。唯有在快速准确的进行用户识别,我们才能够在提高4G移动通信技术服务、通信质量的同时,促进行业的发展。
(二)干扰抑制技术
现阶段对于4G移动通信技术来说,影响使用的最大威胁就是电磁波干扰,而且随着社会的发展,电磁波干扰情况愈发严峻,因此现阶段急需开发新型干扰抑制技术,消除电磁波对4G移动通信的干扰,保证通信技术性能优势的充分发挥。现阶段使用频率最高的干扰抑制技术是交互式干扰抑制技术,这是抗干扰技术的核心,能够有效保证4G移动通信技术免受电磁波的影响。在应用4G移动通信技术的过程中,我们需要加入交互式干扰抑制技术的使用,并通过加大攻关和研究力度的方式,提高4G移动通信的抗干扰效果,充分保证通信质量。
(三)接收技术
为了加速4G移动通信技术的推广语应用,我们必须实现该技术的节能与环保目标,特别是由于4G移动通信技术是在3G通信技术的基础上发展起来的,因此我们需要不断提高信号接收技术的节能效果,充分提高4G移动通信技术的核心竞争力。现阶段4G移动通信技术适用的是微天线接收器,这种接收器是一种嵌入式的无线电,其功耗仅为传统技术的1/10-1/100,在降低了能源消耗的同时,充分实现了加速推广的目标。最后,虽然新型接收技术的能耗降低了,但是其信号接收的稳定性却在稳步增长,因此通过该技术的使用在一定程度上推动了4G移动通信技术的发展与应用,使得我国4G用户数量逐月攀升。
(四)可重构性自愈网络技术
现阶段在4G移动通信技术中应用的都是智能处理器,以便在节点出现故障或者基站超载时能够进行智能处理。此外4G移动通信技术绝大多数采用的都是问答装置,能够及时纠正发现的问题,因此能够实现网络故障的自动排除,进而实现4G移动通信技术服务质量的不断提高。与传统3G移动通信技术相比,4G移动通信技术不仅具有容量更大、成本更低的特点,还具有传输速度快、接入范围广的优势。最后,我们要加速4G移动通信技术的发展,就需要进一步加大对无线接入网技术的研发力度,通过使其从电路交换向基于IP分组交换方向发展,促进设备分集向网络分集阶段迈进。
[论文摘要]会计信息系统在企业管理中的作用极其重要。随着科技的发展,系统软件也在不断改进,系统的功能不断增强,从而提高了企业管理效率,系统的网络化多功能化趋势也更加明显,如何最快地向管理层提供最新的信息,帮助决策者分析、预测、决策,提高经营效率,将是对会计信息系统的更大挑战。
一、会计信息系统的相关概念
会计信息系统是指用计算机技术采集、存储、加工、传输会计数据,完成会计核算任务,并用以为企业管理、分析、决策提供服务的信息系统。它的发展历程包括:手工会计信息系统、电算化会计信息系统、准现代会计信息系统、现代会计信息系统。其中手工会计信息系统的核心是会计恒等式、会计循环、会计科目表、分录和账簿,其缺点是:处理会计数据易出错、效率低、信息孤岛、丢掉了非财务信息,电算化会计信息系统是电子计算机应用于手工会计信息系统之中,该模式正逐步取代手工会计信息系统。电算化会计信息系统横向扩展。最后形成整个企业管理信息系统,纵向发展并按职能结构可分为会计信息处理系统、会计管理信息系统、会计决策支持系统;而e化标志着现代会计信息系统模式的开始,它的核心是集成业务处理、信息处理、实时控制和管理决策,称其为现代会计信息系统。
二、会计电算化的现状及存在的主要问题
由于我国的会计电算化工作起步较晚,各方面发展得还不完善,就现行的会计电算化而言,还明显滞后于现代技术的发展,远远不能适应企业管理的需要。
(一)会计电算化程度不高且会计信息系统在企业内部相对独立
我国电算化事业起步较晚,多数单位电算化都是应用于代替手工核算,仅仅是从减轻会计人员负担、提高核算效率方面入手,根本未认识到建立完整的会计信息系统对企业的重要性,使现有会计提供的信息不能及时、有效地为企业决策及管理服务。同时,在软件更新及硬件投入等方面支持力度不够,更不用说建立企业内部局域网以及注册自己的网站,也无法利用信息技术优势来提高企业的运作效率。
在电算化实施中,财务数据与业务不能共享,致使财务软件只局限于财务部门使用,与企业内部的业务部门没有很好的连接。其他部门如企业领导和管理人员要看财务报告、财务报表,还需要财务软件打印出来。即使是系统内部它的衔接性也很差。由于当前许多财会软件都着重开发账务处理与报表管理,对于其他诸如成本核算、市场预测等功能开发力度小,使得在处理此类输入,就是说从一个处理系统(模块)到另一个处理系统(模块),不能自动转换数据格式,直接使用基础数据。这不仅增加了工作量,而且因为由于人工核算、人工输入等人为因素,必然会增加出错率,使得软件不能充分发挥它的管理功效和预测功能。另外,很多业务如生产、采购、库存、销售、人力资源等等都与会计信息紧紧联系在一起,有业务的发生就有会计信息的产生,但很多的财务软件并没有与业务系统很好连接,结果会计电算化系统往往独立于其他子系统,无法进行数据交换、信息共享和控制管理,不能与企业内其他管理子系统(库存、销售、人事等)集成融为一体,很难形成整个企业管理信息系统,更别说为企业管理者或决策者服务了。
(二)会计电算化滞后于现代信息技术的发展
现在internet-intranet技术已发展到我们无法想象的阶段,如果我们还在用孤立的pc处理个案,那么企业的管理决策、预算、投资、生产决策就会因信息量不足而出现失误。
当前部分企业虽然实现了会计信息系统的网络化,但是都不是很强,没有真正为决策者提供到帮助。会计信息系统的网络多功能化,不仅仅是要求企业各项工作都要求网络化,在原有系统的基础上增加功能版块,更应当是利用当前最先进的计算机网络技术,作为管理信息系统的一个子系统,通过某种数据库链接。在一个企业,财务部是中心纽带,通过系统软件收集其他各部门的信息,再通过中心数据库的处理生成各种图表、报表等对决策有用的信息。另外针对外部局势的变化,财务中心纽带也能够即时获取外部信息,通过系统分析、预测反馈给决策者,供决策者使用。
三、会计信息系统的发展趋势——网络多功能化
电算化会计随着电子计算机技术的产生而产生,也必将随着电子计算机技术的发展而逐步完善和发展。会计信息系统的网络多功能化正逐步增强,会计信息系统将出现或可能出现以下发展趋势:
(一)与其他子系统之间的衔接度加强,向企业管理信息系统靠拢
会计信息系统是企业管理信息系统的一个主要子系统,与企业的其他管理子系统是有机联系在一起的,对于一个孤立的会计信息系统,其管理功能是有限的,远不能满足企业对现代管理的需要。在新经济时代,企业经营与管理思想不断创新,这种创新不断对信息系统提出新的要求。在建立会计信息系统时,必须基于现代管理科学理论、经营管理理念和管理活动。纵观管理信息系统的发展,每一代管理信息系统的出现,都和管理思想的创新分不开,都是实现管理思想的载体。例如,mrp(物料需求计划)是为解决制造企业原材料库存管理问题而诞生,mrpⅱ(制造资源计划)为了实现物流和资金流的实时同步更新而诞生。mrpⅱ又发展成为erp(企业资源计划)。erp不仅是一种计算机软件,更是一种管理思想的综合。它的核心就是实现对整个供应链的有效管理,它把企业和供应商、客户等市场要素结合起来,并将企业内部的采购、开发设计、生产、销售进行整合,使企业能够对人、财、物、信息等资源进行有效的管理与调控,提高资源运作效率。在这个系统中体现了系统化计划管理、供需链管理、信息集成、精益生产、敏捷制造和同步工程的现代管理思想。会计信息系统经过多年的发展,已经由核算型向管理型过渡,由部门级发展到企业级,会计信息系统作为企业管理信息系统内部的一个子系统,通过与其他子系统建立各种数据链接,并紧密地融入到基于供应链思想的erp中,综合整个企业各部门最即时的信息,所以网络多功能化会计信息系统是以先进的管理思想为核心,从提高整个企业管理效率、经营效率着手满足现代化管理的需要。
(二)企业网络化促进企业之间信息传递与交流加强
随着网络及电子技术的发展,会计信息系统是依托在互联网环境下对各种交易和事项进行确认、计量和披露的会计活动,是电子商务的重要组成部分。企业在通过内部网、外部网和互联网等电子信息技术进行电子商务的同时,将网络技术应用到会
计中,完全代替人工进行原始数据的收集、原始凭证的录入、复式记账、算账与报账,以及代替人脑完成对会计信息的分析、预测和决策的过程,能够帮助企业加强相互之间的信息传递与交流,实现财务与业务的协同远程报表、报账、查账、审计等远程处理。事中动态会计核算与在线财务管理,支持电子单据与电子货币,改变财务信息的获取与利用方式。使企业会计核算工作走上无纸化的阶段。随着经济的发展及人们对网络技术认识的加深,它必将获得普遍推广和应用,并建立大范围的会计信息处理网络。
(三)功能模块增加
之前的会计信息系统虽然也具备网络化,但因为获取的信息不够充分,与其他部门的联系不够密切,导致分析预测都不够准,仅仅只是起到了核算、综合汇总的功能。在网络多功能化的基础之上,就要求系统不仅仅是核算,更应是通过与市场上的信息交流得出结论再向决策者提供信息,这些功能模块就需要企业根据自身情况增加。财务部作为中心纽带,拥有系统所有的权利,而其他部门视具体职责分配职权,这样,企业内部也相对形成一个局域网;针对外部投资者、债权人所需的信息提供一个阅读功能版块;针对企业与银行出现未达账项的情况,由于企业财务与银行的网络连接,企业系统的已达账会即时发到银行电脑上,银行的入账情况企业也能即时收到,这就需要一个企业与银行建立联系的对账模块;因为企业内部的经营状况、财务信息及其他许多内容都要求具有保密性,那么这就要求企业管理者备份保密或者电脑设置特定保密装置。
四、网络多功能化会计信息系统的优越性
(一)高度自动化,降低人力资源占用成本
会计部门是与企业其他管理部门密切联系的,会计核算的原始数据来自于企业其他部门,如:材料核算的数据来自于物资采购部门;成本核算的数据来自于生产、技术、物资、设备等各部门;固定资产的数据来自于设备管理部门;销售收入的核算数据来自于销售部门。会计信息的处理要经过填制和审核凭证、登记账簿等。各种原始数据、记账凭证在电算化会计管理信息系统下需要由人工收集,并由人工录入原始凭证,因此耗费时间长,需要多个会计人员进行收集、录入工作。而且会计化管理信息系统,利用网络技术,通过企业内部联网、外部联网并采用收发邮件的文件传递方式,会计处理系统自动采集相关的电子原始凭证和数据,并按设定的会计处理方法和流程,自动进行业务处理,生成电子记账凭证,然后自动登账,随时可以根据需要,生成会计报表,还可以通过预测决策系统对会计信息进行分析,从而减少会计人员的工作量,使会计工作所占用的人力资源成本减少。
(二)信息传递及时,大大提高了工作效率
基于网络的多功能化会计信息系统,大大提高了会计事务处理的效率。例如:企业与银行之间的经济往来业务的处理是会计部门经常面对的事、由于凭证传递上的时间差,会出现一方已登记入账而另一方尚未入账的情况,这种未达账项使企业账上银行存款余额与银行账上该企业的存款余额在同一日期出现不一致。因此企业与银行要经常发生对账的繁重工作,增加了会计人员的工作负荷,降低了工作效率。e化的会计信息管理系统,在网上直接交换传递信息,共享数据信息资源,银行与企业可以同步进行信息处理,使未达账情况的发生率降至最低(由于计算机中存在响应时间差,不能完全保证不存在未达账现象,当然这种时间差相对于人工处理来说可以说是无穷小的),并使企业对账的周期相应减少。企业进行定期对账时,首先将从网上获得的本企业在银行账上的账单,然后自动生成存款日记账,再采用账务处理系统自动与企业的账单进行对账。
(三)更高的管理预测能力
由于互联网技术,企业将更及时地获得更大容量的商业信息,可以做到数据共享,硬件、软件资源共享,并且能及时将相关的信息反馈回去。企业会计部门将由于人力资源占用的减少、工作效率的提高而向财务会计、管理会计方面发展,会计部门将与企业各部门联系起来,加强财务预测、决策和控制功能,帮助企业主管部门更好地进行投资、融资和筹资决策,实现财务与业务的协同。更好地帮助企业管理者加强企业管理,即时依据财务中心提供的信息作出预测、决策,从而有助于提高企业经济效益。
(四)电子货币使用更加普遍
现在的商务交易中,支付时大多采用基于纸张的支票、汇票、现金。随着全球网络技术和电子商务的推广,企业间的交易在网上直接进行,企业将使用各种基于网络虚拟技术基础上的支付方式如电子支票、电子货币在网上进行核算。会计事务所处理的对象将不再是现金、支票,而是各种电子货币,将由实物形态变成虚拟形态,效率更高,资金流动快,减少了现金日记账的部分工作和出错率。
(五)可靠性更高,信誉度更强
会计事务处理网络化后,由于计算机网络的采用,信息获得将更加及时,系统响应速度及会计事务处理速度也将大幅提高,会计凭证在传递上的时间差缩短,财务分析的各个指标、报表将更加可靠,企业能更好地进行财务分析、预测、财务管理。此外,企业采用edi技术可以最大程度地减少甚至消除人为因素的介入和信息的录入工作(所谓edi技术,是指机构之间通过计算机网络所进行的统一结构和标准信息的交换。该技术支持计算机系统之间信息的直接交换。但它涉及的企业需要遵循一套大家所公认的文件或商业单据标准)。现代管理的核心是决策,为使计算机应用对管理工作提供更强有力的支持,必须更直接地为管理决策服务,特别是为高、中层管理决策服务。决策可以借助于计算机决策支持系统来完成,即用计算机来辅助确定目标、拟定方案、分析评价以及模拟验证等工作。在此过程中,可用人机交互方式,由决策人员提供各种不同方案的参量并选择方案。通过人机交互合作,接收外部用户建议,调用系统内部功能软件为决策服务,使模型运行、数据调用和知识推理达到有机地统一。
五、结语