袁曉明
摘 要:首先,簡述現(xiàn)代通信系統(tǒng)由通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實體、通信傳輸系統(tǒng)、通信交換系統(tǒng)、實時監(jiān)控系統(tǒng)組成。其次,結(jié)合通信產(chǎn)業(yè),實際分析通信信息工程包含的異步傳輸模式(ATM)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、準(zhǔn)同步數(shù)字系列(PDH)傳輸技術(shù)、同步數(shù)字系列(SDH)傳輸技術(shù)、波分復(fù)用(WDM)傳輸技術(shù)。最后,分析常見的非對稱數(shù)字用戶線路(ASDL)接入網(wǎng)技術(shù)、寬帶光纖接入網(wǎng)技術(shù)、基于異步轉(zhuǎn)移模式技術(shù)的無源光網(wǎng)絡(luò)(APON)接入網(wǎng)技術(shù)、無線接入網(wǎng)技術(shù)。
關(guān)鍵詞:通信信息工程;傳輸技術(shù);接入網(wǎng)技術(shù)
進入21世紀后,通信技術(shù)迅速發(fā)展,深刻影響和改變了人們的生活。人們足不出戶也能接收各種信息,主要就是依賴通信信息工程的傳輸技術(shù)、接入網(wǎng)技術(shù)。為了推進現(xiàn)代通信行業(yè)的發(fā)展,應(yīng)繼續(xù)深入研究信息傳輸技術(shù)、接入網(wǎng)技術(shù),提升通信效率。
1 ? ?現(xiàn)代通信系統(tǒng)組成
現(xiàn)代通信系統(tǒng)主要包括通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實體、通信傳輸系統(tǒng)、通信交換系統(tǒng)、通信實時監(jiān)控系統(tǒng)。其中,現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信實體是指遍布全世界的通信信號傳輸網(wǎng)、光電纜或無線網(wǎng)絡(luò)、通信終端用戶形成的網(wǎng)絡(luò)傳媒實體。其主要功能是提供信息通道,確保信息傳輸通暢。通信傳輸系統(tǒng)是能夠傳輸終端用戶信息且能滿足最大容量信息傳輸?shù)南到y(tǒng)[1],需要選擇高效、可靠、容量大的傳輸方式、媒介,如今最典型的是光纖光纜、無線網(wǎng)絡(luò)。同時,所用通信傳輸也在不斷發(fā)展。通信交換系統(tǒng)的主要作用是尋找通道進行信息交換。當(dāng)前,主流的信息交換模式為結(jié)語寬帶互聯(lián)網(wǎng)通信平臺的網(wǎng)際互連協(xié)議(Internet Protocol,IP)數(shù)字分組交換模式。
2 ? ?通信信息工程傳輸技術(shù)
2.1 ?ATM網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)
異步傳輸模式(Asynchronous Transfer Mode,ATM),是一種建立在電路交換、分組交換基礎(chǔ)上的交換技術(shù),主要運用統(tǒng)計時分復(fù)用方式進行數(shù)據(jù)傳輸。統(tǒng)計復(fù)用方式具有可動態(tài)分配網(wǎng)絡(luò)帶寬、穩(wěn)定等特點。
該技術(shù)在應(yīng)用信號元交換進行數(shù)據(jù)傳遞時,內(nèi)部信號元在復(fù)合之時,能夠?qū)⑴旁谛盘栐暗淖帜缸鳛閿?shù)據(jù)控制方式。應(yīng)用ATM傳輸技術(shù)的主要基礎(chǔ)是標(biāo)準(zhǔn)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)[2],其與傳統(tǒng)的軟件信息傳輸方法存在很大區(qū)別。隨著人們對信息需求和要求的不斷提高,各大運營商為了提供更好的服務(wù),會將所有信息傳遞規(guī)劃到同一條線路中,應(yīng)用同步、異步方式避免信號干擾,提升信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性、可靠性,降低成本投入。
2.2 ?PDH傳輸技術(shù)
數(shù)字通信系統(tǒng)中的傳送信號基本都是數(shù)字化的脈沖序列。但是若想保證信息傳送準(zhǔn)確,就要保證數(shù)字信號流在傳輸過程中保持一定的傳輸速率。數(shù)字通信系統(tǒng)包含準(zhǔn)同步數(shù)字系列(Plesiochronous Digital Hierarchy,PDH)和同步數(shù)字系列(Synchronous Digital Hierarchy,SDH)。
當(dāng)采用PDH時,需在數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上設(shè)置高精度時鐘,并使所有時鐘保持統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)速率。但是每個時鐘仍存在細微差別。這種并非真正同步的數(shù)字通信方式稱為準(zhǔn)同步。在具體應(yīng)用中多選擇PDH設(shè)備。但是,在數(shù)字通信業(yè)務(wù)不斷發(fā)展的背景下,轉(zhuǎn)接傳輸信息越來越多,PDH已無法適應(yīng)通信業(yè)務(wù)發(fā)展。
2.3 ?SDH傳輸技術(shù)
現(xiàn)如今,隨著通信容量不斷增大,信號傳輸所需帶寬越來越寬,使得同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)復(fù)接層次不斷增加,所需高速電路量增加,以致于設(shè)備成本增加。SDH傳輸技術(shù)應(yīng)運而生。
SDH傳輸技術(shù)具有以下優(yōu)點:(1)光接口標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,可使用各種業(yè)務(wù)通信信號。該技術(shù)定義的標(biāo)準(zhǔn)同步復(fù)用格式屬于一種面向固定連接標(biāo)準(zhǔn)的通信傳輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn),并且采用全網(wǎng)統(tǒng)一的傳輸模式。這種模式既能兼容PDH傳輸網(wǎng)絡(luò)體系,又能促進各種同步或異步業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)幀傳送。如ATM信元。(2)網(wǎng)管功能強大,能夠用于各種光傳輸組網(wǎng)模式,強化網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控。(3)既采用了同步復(fù)用,又使用了復(fù)用映射結(jié)構(gòu)。
目前,只在業(yè)務(wù)節(jié)點之間創(chuàng)建通道鏈路組是無法搭建光纖數(shù)字傳輸網(wǎng)的,還需要搭建通道層、傳輸介質(zhì)層,實現(xiàn)大范圍傳輸數(shù)字網(wǎng)建設(shè),適應(yīng)光纖線路傳輸,延長光纖線路傳輸距離。其中,通道層的主要作用是為多個電路層提供透明通道服務(wù)。傳輸介質(zhì)層主要包括傳輸復(fù)用段層、再生光信號段層。傳輸復(fù)用段層的作用是組成可滿足不同通信容量、傳輸速率且足夠靈活的傳輸網(wǎng)。在實際應(yīng)用中,可根據(jù)區(qū)域劃分,將傳輸復(fù)用段層分為本地和全國性的傳輸網(wǎng),以此加強通信傳輸。再生光信號段層的作用是進行信號再生放大,以提高信號傳輸效率。
2.4 ?WDM傳輸技術(shù)
波分復(fù)用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)傳輸技術(shù),主要應(yīng)用在光纖通信中,基本原理是在發(fā)送端將不同波長光信號組合在一起,并耦合到同一個光纖中進行傳輸,然后在接收端將不同波長光信號分解開,將其輸入不同的用戶終端。應(yīng)用這種技術(shù),可以實現(xiàn)超高速通信,滿足現(xiàn)代通信工程的需求。
WDM傳輸技術(shù)的特點包括:(1)可最大限度地利用光纖帶寬資源,使光纖傳輸容量增加到原來的幾十倍,以此降低通信成本。(2)不同波長的光信號是獨立的,能夠傳輸不同特性的信號,實現(xiàn)混合信號傳輸。(3)可以節(jié)省大量路線、投資成本。(4)應(yīng)用形式多樣化。例如可搭建長途干線網(wǎng)、多路多地局域網(wǎng)。(5)可降低通信對某些器件的性能要求,保證傳輸速率。(6)能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交換、恢復(fù)[3]。
3 ? ?通信信息工程接入網(wǎng)技術(shù)
3.1 ?ADSL接入網(wǎng)技術(shù)
非對稱數(shù)字用戶線路(Asymmetric Digital Subscriber Line,ADSL)接入技術(shù),最早用于支持基于ATM的視頻點播業(yè)務(wù),然后在互聯(lián)網(wǎng)的帶動下才逐漸發(fā)展起來?,F(xiàn)如今,其已成為主流的寬帶接入技術(shù)。
ADSL接入網(wǎng)技術(shù)以普通電話雙絞線為傳輸媒介,同時,采用頻分多路復(fù)用(Frequency-Division Multiplexing,F(xiàn)DM)、離散多音頻(Discrete Multi-Tone,DMT)技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳輸。為了進一步提高頻帶利用率,ADSL技術(shù)可將頻帶分為子信道,并依據(jù)信道性能自動分配數(shù)據(jù)。需要注意的是,子信道在雙絞線中的傳輸效果決定子信道上調(diào)制數(shù)據(jù)信號的效率。如果某子信道上串音信號強或背景干擾大,則可以關(guān)閉該子信道,能有效保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)男始百|(zhì)量。以ASDL為基礎(chǔ)的寬帶接入網(wǎng)包括局端設(shè)備、用戶端設(shè)備。兩種設(shè)備相互協(xié)作完成信號傳輸、調(diào)制解調(diào)以及信號復(fù)用,主要應(yīng)用在個人住宅、小型辦公室中。
現(xiàn)如今,ADSL技術(shù)得到了極大的發(fā)展,衍生出ADSL2+、VDSL2+接入網(wǎng)技術(shù)。ADSL2+相比于原有的標(biāo)準(zhǔn),其頻譜范圍、最大子載波數(shù)目、凈數(shù)據(jù)速率等都有所改變。最重要的是,其應(yīng)用范圍得到了拓展,在語音、視頻、數(shù)據(jù)、互動游戲等業(yè)務(wù)中都可應(yīng)用VDSL2+標(biāo)準(zhǔn)。
3.2 ?寬帶光纖接入網(wǎng)技術(shù)
光纖接入網(wǎng)主要是指以光纖傳輸技術(shù)為基礎(chǔ)的接入網(wǎng)技術(shù)。通常情況下,多是在本地交換機、用戶之間應(yīng)用光纖通信接入系統(tǒng)。按照用戶端光網(wǎng)絡(luò)單元放置位置,可將光纖接入網(wǎng)細分為光纖到路邊、光纖到大樓、光纖到戶等。在應(yīng)用寬帶光纖接入網(wǎng)技術(shù)時,需配備光線路終端(Optical Line Terminal,OLT)、光網(wǎng)絡(luò)單元(Optical Network Unit,ONU)、光分配網(wǎng)(Optical Distribution Network,ODN)、光分路器(Optical Branching Device,OBD)等設(shè)備。其中,OLT的作用是連接接入網(wǎng)、業(yè)務(wù)節(jié)點(Service Node,SN),ONU的作用是連接用戶端設(shè)備,ODN的作用是連接OLT、ONU,OBD的作用是信號復(fù)用。該技術(shù)的特點是容量大、損耗低、成本低等。
3.3 ?APON接入網(wǎng)技術(shù)
基于異步轉(zhuǎn)移模式技術(shù)的無源光網(wǎng)絡(luò)(ATM Passive Optical Network,APON)是ATM、PON技術(shù)的結(jié)合,主要指在OLT、ONU中間的ODN中應(yīng)用ATM、PON技術(shù)。該技術(shù)原理是當(dāng)OLT接收到外部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)后,采用廣播式-時分復(fù)用方式將數(shù)據(jù)交換給分路器,進行信號廣播、傳輸、接收,其應(yīng)用設(shè)備包括局端OLT、用戶端ONU、光纖等。然而,與其配套的業(yè)務(wù)比較復(fù)雜且成本較高,隨著通信行業(yè)的發(fā)展,該技術(shù)越來越衰落。
3.4 ?無線接入網(wǎng)技術(shù)
無線接入網(wǎng)技術(shù)主要是指從業(yè)務(wù)節(jié)點接口到用戶終端借助無線方式進行電信業(yè)務(wù)接入。該技術(shù)的特點是成本低、安裝便捷、易擴容、無需配備維修人員等。
無線接入網(wǎng)技術(shù)可分為移動和固定無線接入網(wǎng)兩種。其中,固定無線接入網(wǎng)的實現(xiàn)方式可分為無線局域網(wǎng)、直播衛(wèi)星系統(tǒng)等。直播衛(wèi)星系統(tǒng)能夠?qū)D文、聲音等節(jié)目按照從點到面的順序進行廣播,例如數(shù)字電視便是以這種通信技術(shù)為基礎(chǔ)的。通過應(yīng)用直播衛(wèi)星系統(tǒng),將數(shù)字信號直接傳送到用戶端,或者將數(shù)字信號先傳輸?shù)接芯€電視前端,然后進行數(shù)字信號模擬傳送到用戶端。無線局域網(wǎng)是無線通信、計算機網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合產(chǎn)物,能夠應(yīng)用無線傳輸?shù)挠嬎銠C局域網(wǎng)都可稱為無線局域網(wǎng)。在實際應(yīng)用中需配備適配卡、網(wǎng)橋和路由器、接入點設(shè)備。其中,無線接入點可以進行有線及無線局域網(wǎng)之間的幀格式轉(zhuǎn)換、信息加密與解密、調(diào)制與解調(diào)等,保證數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。
4 ? ?結(jié)語
傳輸技術(shù)、接入網(wǎng)技術(shù)是通信信息工程必備的關(guān)鍵技術(shù)。為了推動通信信息工程發(fā)展,有必要深入研究傳輸技術(shù)、接入網(wǎng)技術(shù)。
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