光通信技术在用户接入网中的应用及发展

第一篇：光通信技术在用户接入网中的应用及发展

光通信技术在用户接入网中的应用及发展

（200910330118 09电子一班 杜伯昱）

随着社会经济的发展，人们对通信业务的需求量也越来越大，业务种类早已由电话语音业务扩展到数据、传真、计算机、图像等业务，如何经济、高效地提供用户满意的接入网，已经成为通信业关注的焦点。接入网是指用户网络接口与业务节点之间实现传送承载功能的网络实体。随着接入网传送全业务的需要和光纤通信技术的日趋完善和发展，用光纤构成接入网来实现传送承载功能已成为接入网的发展方向，光纤宽带接入网将以其独特的优点，在全业务宽带通信接入网中发挥主要作用。

一、光纤接入网的拓朴结构

电信网络最基本的拓朴结构有线形、星形和环形，由这3种基本结构组合而成的有双星形。环形／星形、双环形、树形、网状网等等。其中线形、星形（包括多星形）、树形、网状网结构是适用于光纤接入网的拓朴结构。

1．线形网络结构上、下业务灵活，可以节省光纤，简化设备，因此有广泛的应用前景。

2.星形网络结构无论是其容量还是其业务服务内容都可以根据需要进行扩容、升级；并且，多星形结构馈线部分的复用系数很大，所以，采用星形类结构，可以大大节省光纤数量和建设成本，是光纤投入网发展中最主要的网络拓朴结构。

3．树形网络结构适用于广播式信息传递，其应用有一定的局限性。但是在有线电视或采用TDMA或CDMA技术的电信光源光网络（PON）中有很大的应用前景。

4.网状网结构经济、灵活、维护运行费用低，网络升级方便，在接入网中具有很大的优越性。

二、光纤用户接入系统的组成

目前，接入网的用户终端设备都属于电气设备（如计算机。电话机、传真机、电话机等），所以在局端和用户端之间，以光波作为载波，光纤作为传输媒介时，在两端都要进行光信号与电信号之间的转换。光通信系统的组成主要有光源、光纤、光检测器。

发端的光源在电信号的作用下，发出与之时应的光信号，完成电／光转换的任务。常用的光源有半导体激光二极管和半导体发光二极管。

接收端收到从发端经过光纤送来的光载波时，首先由光检测器把收到的光信号转换成对应的电信号，再经过放大均衡，还原成所需要的电信号。可见，光检测器是光信号接收的关键器件。在光纤通信中，常用的光检测器有PIN光电二极管和雪崩光电二极管。

光纤在信号的传输过程中起着媒介的作用。光纤按其传输模式可分为单模光纤和多模光纤。在光纤中只能传送一个模式时称为单模光纤，同时传送多个模式时称为多模光纤。目前，在光纤通信系统中使用的载波波长有3个：0.85pm、1.31pm、1.55pm。第1代光纤通信系统使用的是0.85pm波长，多模光纤；第2、3代光纤通信系统使用的是1.31pm波长，多模光纤和单模光纤；最新的第4代光纤通信系统是用1.55pm波长，单模光纤。光纤的工作频带宽，传送的信号频率高，能满足全业务传输的需要。

三、光信号的复用技术

利用光纤作为传输媒介，其最重要的特点是光纤可以传输很高速率的数字信号，并且容量大。光纤的传输容量取决于光信号的复用技术。

1．波分复用（WDM）和密集波分复用（DWDM）技术

利用波分复用器件，将多个波长不同的光载波合路后在一根光纤卜传送的方法，称为波分复用。利用不同波长的光载波没不同方向传输，还可以实现单根光纤的双向传输。波分复用的容量与相邻两个光载波波长之间的间隔有关。通常将波长间隔比较大（50－100nm）的系统，称为WDM系统；波长间隔比较小（1一10nm）的系统，称为密集的波分复用（DWDM）系统；波长间隔小于是1nm时，称为光频分复用（FDM）系统。

实现波分复用技术的关键在于波分复用器件，即分波和合波器。它们的作用是在发端将同一系统中各光源产生的不同波长的光合路到一根光纤上传输，在接收端将接收到的光信号分成不同波长的光信号送到光检测器进行光／电转换。

光波分复用技术具有很多优点，利用光波分复用技术可以根据业务发展的需要，在原有光缆容量的基础上进行扩容；波分复用器件具有方向可逆性，即同一个器件可用作合波和分波，所以在同一根光纤上可以实现双向传输；在光波分复用技术中，各个波长工作系统所用的调制方式、传输速率、传送的信号类型彼此没有关系，但相互兼容。采用WDM技术可以增加用户接入网组网的灵活性。WDM技术在高速宽带通信网发展中将占有重要地位，它将促使全光通信网成为现实。

2．频分复用（FDM）技术

频分复用与波分复用本质上没有什么区别，因为信号的频率与波长互为倒数关系。通常把光载波波长间隔小于1nm的系统称为光频分复用系统。

与光波分复用系统类似，光频分复用的关键在于频分复用器件。由于FDM的波长间隔很密，必须用分辨率很高的技术来选取不同波长的光信号。目前主要采用两种方法：可调谐的光滤波器和相干光通信技术。FDM技术成熟，复用系数高，在混合光纤／同轴接入网（HFC）中得到广泛应用。

3．空分复用（SDM）技术

空分复用就是利用不同的空间（不同的线路）构成不同的信道传送各路光信号的方式。例如在多芯光缆中利用不同的芯纤传送不同的信号或者传送不同方向的信号。可见，SDM系统的容量与光缆的芯数成正比，因此，在光接入网建设初期，业务容量小时采用SDM技术是即简单又方便的方式。当业务容量增大，需要扩容时，只要在原有的光缆线路上采用适当的光复用方式，就可以达到目的。4．光时分复用（OTDM）技术

光时分复用就是让经电／光转换后的各路光信号在不同的时间占用同一根光纤传输。实现OTDM技术的关键在于超短脉冲光源、光调制器、光时分复用器、全光解复用器。

采用OTDM技术可以实现超大容量的传输，传输速率可达几百Gbit／S，如日本NTT的160Gbit／s，200kmOTDM光孤子通信系统。OTDM技术与WDM技木相结合，还可以达到更高的容量。但是目前，当光传输速率较高时，很难实现发送端与接收端的时钟频率和相位的精确向步，所以在光接入网上OTDM通信系统还未进入实用化阶段。由于OTDM采用高速光信号处理技术，易于与未来全光网兼容，所以在未来的高速通信网发展中，也将占有很重要的地位。

5.副载波复用（SCM）技术

副载波复用技术是让各路基带电信号光经过一次电载波（射频波）的调制，既电的频分复用，再将已频分复用的电信号对光载波即光源进行调制，然后经光纤进行传输。在接收端，凭经过光／电转换，恢复出电频分复用信号群，再经过电解调，恢复原来的各路基带电信号。第一次调制用的电载波被称为副载波。

利用副载波复用技术，所传送的信号可以相互独立，互不相干，因而可以实现模拟电话、数字电话、图像信号以及各种数据业务的兼容。目前，SCM技术多用于CATV多频道传输系统的用户接入网方案。

光纤通信技术以其大容量、高速率的特点在信息传输中已获得广泛应用。但是，在信号的整个传输过程中，要经过多次光信号与电信号的转换。由于电子器件存在带宽限制、功率损耗大、易受电磁波干扰等缺点，使信号在传输过程中产生“电子瓶颈”现象，限制了系统的容量和速率的进一步提高。为此人们正在研究开发用于代替现有电器件的光器件，如光开关、光放大器、光滤波器、波长路由器、波长转换器、光交叉连接设备、光ATM设备等，全光通信网的实现已指日可待。

第二篇：光纤通信技术在宽带接入网中的应用

光纤通信技术在宽带接入网中的应用

摘要：随着科学技术的日益发展，人与人之间的通信也越来越频繁，对速度，容量的要求也越来越高，传统的电缆通信已经慢慢满足不了人们的需求。在这种需求下，光纤通信技术在原有的传统通信技术中脱颖而出,已成为现代通信的主要支柱之一,在现代电信网中起着举足轻重的作用。本文首先解释了光纤通信的定义，以及它的特点和发展情况。重点论述了宽带接入的基本定义、常见的宽带接入方式及特点、宽带接入的发展及应用情况，最后以配合实例的方式介绍了光纤接入技术在宽待接入网中的应用。

关键词：光纤通信；宽带接入技术；宽带接入网。光纤通信技术的基本概念

所谓光纤通信技术，即以光纤为主要传播媒介，通过光学纤维传输信息的通信技术。自1970年美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/km的光纤，光纤通信时代到来。与传统的电缆通信不同，它有许多电缆通信所不具备的优点。1.1光纤通信的优点

1.1.1频带极宽，通信容量大。

光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽，光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量，特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps。

1.1.2损耗低，中继距离长。

目前，商品石英光纤损耗可低于0～20dB/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低；若将来采用非石英系统极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离；对于一个长途传输线路，由于中继站数目的减少，系统成本和复杂性可大大降低。1.1.3抗电磁干扰能力强。

光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，不易被腐蚀，而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受人为释放的电磁干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。由于能免除电磁脉冲效应，光纤传输系还特别适合于军事应用。

1.1.4无串音干扰，保密性好。

在电波传输的过程中，电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰，而容易被窃听，保密性差。光波在光纤中传输，因为光信号被完善地限制在光波导结构中，而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收，即使在转弯处，漏出的光波也十分微弱，即使光缆内光纤总数很多，相邻信道也不会出现串音干扰，同时在光缆外面，也无法窃听到光纤中传输的信息。

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。由于以上优点，光纤刚一发明，就备受业内人士青睐，发展非常迅速，光纤通信系统的传输容量从1980年到2000年增加了近一万倍，传输速

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度在过去的10年中，大概提高了100倍。如今，光纤通信技术除了应用于国家军事事业，科研的发展，电力设备的监控与传输等，更加走进了千家万户，如FTTB（光纤到楼）技术，为我们的生活、生产带来了高效，便捷的服务。宽带接入技术的基本概念

要了解什么是宽带接入技术，就必须先知道何为宽带。对于宽带，其实并没有很严格的定义，一般是以目前拨号上网速率的上限 56Kbps为分界，将 56Kbps及其以下的接入称为“窄带”，之上的接入方式则归类于“宽带”。而宽带接入技术就是通过各种技术手段，在节省材料，尽可能大的降低损耗，做到现有资源的最大利用率为前提的一种技术。就目前来说，宽带接入主要有以下几种技术: 2.1 ADSL

ADSL是英文Asymmetrical Digital Subscriber Loop(非对称数字用户环路)的英文缩写，ADSL技术是运行在原有普通电话线上的一种新的高速宽带技术，它利用现有的一对电话铜线，为用户提供上下行非对称的传输速率（带宽）。非对称主要体现在上行速率(最高640Kbps)和下行速率(最高8Mdps)的非对称性上。上行(从用户到网络)为低速的传输，可达640Kbps；下行(从网络到用户)为高速传输，可达8Mbps。它最初主要是针对视频点播业务开发的，随着技术的发展，逐步成为了一种较方便的宽带接入技术，为电信部门所重视。通过网络电视的机顶盒，可以实现许多以前在低速率下无法实现的网络应用。2.2 DSL

DSL(Digital Subscriber Line数字用户环路)技术是基于普通电话线的宽带接入技术，它在同一铜线上分别传送数据和语音信号，数据信号并不通过电话交换机设备，减轻了电话交换机的负载；并且不需要拨号，一直在线，属于专线上网方式。DSL包括ADSL、RADSL、HDSL和VDSL等等。2.3 VDSL

VDSL(Very-high-bit-rate Digital Subscriber loop)是高速数字用户环路，简单地说，VDSL就是ADSL的快速版本。使用VDSL，短距离内的最大下传速率可达55Mbps，上传速率可达19.2Mbps，甚至更高。2.4光纤接入网

光纤接入网(OAN)是采用光纤传输技术的接入网,即本地交换局和用户之间全部或部分采用光纤传输的通信系统。光纤具有宽带、远距离传输能力强、保密性好、抗干扰能力强等优点,是未来接入网的主要实现技术。FTTH方式指光纤直通用户家中，一般仅需要一至二条用户线，短期内经济性欠佳，但却是长远的发展方向和最终的接入网解决方案。

2.5 FTTX+LAN接入方式

这是一种利用光纤加五类网络线方式实现宽带接入方案，实现千兆光纤到小区(大楼)中心交换机，中心交换机和楼道交换机以百兆光纤或五类网络线相连，楼道内采用综合布线，用户上网速率可达10Mbps，网络可扩展性强，投资规模小。另有光纤到办公室、光纤到户、光纤到桌面等多种接入方式满足不同用户的需求。FTTX+LAN方式采用星型网络拓扑，用户共享带宽。2.6 ISDN

ISDN综合业务数字网是数字传输和数字交换综合而成的数字电话网，英文缩写为ISDN。它能实现用户端的数字信号进网，并且能提供端到端的数字连接，从而可以用

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同一个网络承载各种话音和非话音业务。ISDN基本速率接口包括两个能独立工作的64Kb的B信道和一个16Kb的D信道，选择ISDN 2B+D端口一个B信道上网，速度可达64Kb/s，比一般电话拨号方式快2.2倍(若Modem的传输速率为28.8Kb/s)。若两个B信道通过软件结合在一起使用时，通信速率则可达到128Kb/s。

在未来，以电缆为传播媒介的接入方式必定会被社会淘汰，渐渐淡出我们的视线，而光纤接入技术，以其宽带、远距离传输能力强、保密性好、抗干扰能力强等优点，终将取而代之，特别是其中的FTTX+LAN接入方式，具有带宽大，资源利用率高等特点，无疑是其中的一个主力军。光纤通信技术在宽带接入网中的应用

虽然光纤通信具有很多优点，但是要想充分发挥光纤接入技术的优势，网络的设计，资源的分配和施工工程过程中的注意事项也是很重要的。

下面就以某楼层为例，来说明光纤接入技术的优点以及设计，施工的具体细节。3.1网络拓扑结构

小区内有5个单元，每个单元有17户住户，主要网络架构以下图为例：根据用户需求，该楼层采用FTTB+LAN的接入技术。

因为该楼层有5 个单元，每个单元有17户住户，所以设计一共安装10个ONU，每个单元2个，所以接入网机房里采用1：16光分路器。再用五类线从ONU中接出来，分到每个用户家中。

局端到楼层接入网机房为一根12芯光缆，从接入网机房到各个单元之间为一个6芯光缆。就楼层目前的需求来说，1：16的光分一共只要跳5芯就够了，也就是说，每个单元的6芯光缆只用了一芯。3.2设计方案优点

该方案用尽可能少的资源解决了整个楼层每个用户的需求，为了节省光缆资源，为以后楼层的扩容需要，所以采用了光分路器。这种为楼层，小区设计的方案叫EPON系统，EPON系统具备良好的可扩展性，只要针对小区当前网络规划的情况，增加分光器

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/板卡等设备，可方便快捷的实现对网络的扩展，且不会对现有业务造成任何影响。例如，针对本方案，可以对该楼层部分高端客户提供FTTH(光纤到户)接入以及迅速接入周边客户(只需要部署光分路器到该用户之间的光纤即可)。3.3施工中的注意事项

虽然光纤有很高的传输速率，但是如果因为在施工中不注意施工事项，也会造成光纤的损耗过大，从而大大削弱光纤本来的传输功能。所以，为了降低这种失误，应遵守以下原则：

3.3.1一条线路上尽量采用同一批次的优质名牌裸纤

对于同一批次的光纤，其模场直径基本相同,光纤在某点断开后,两端间的模场直径可视为一致，因而在此断开点熔接可使模场直径对光纤熔接损耗的影响降到最低程度。所以要求光缆生产厂家用同一批次的裸纤，按要求的光缆长度连续生产，在每盘上顺序编号并分清A,B端不得跳号。敷设光缆时须按编号沿确定的路由顺序布放，并保证前盘光缆的B端要和后一盘光缆的A端相连，从而保证接续时能在断开点熔接,并使熔接损耗值达到最小。

3.3.2光缆架设按要求进行

在光缆敷设施工中，严禁光缆打小圈及折，扭曲3km的光缆必须80人以上施工，4km必须100人以上施工，并配备6～8部对讲机；另外“前走后跟,光缆上肩”的放缆方法,能够有效地防止打背扣的发生。牵引力不超过光缆允许的80%，瞬间最大牵引力不超过100%，牵引力应加在光缆的加强件上。敷放光缆应严，格按光缆施工要求，从而最低限度地降低光缆施工中光纤受损伤的几率，避免光纤芯受损伤导致的熔接损耗增大。

3.3.3挑选经验丰富训练有素的光纤接续人员进行接续

现在熔接大多是熔接机自动熔接，但接续人员的水平直接影响接续损耗的大小。接续人员应严格按照光纤熔接工艺流程图进行接续，并且熔接过程中应一边熔接一边用OTDR测试熔接点的接续损耗。不符合要求的应重新熔接，对熔接损耗值较大的点，反复熔接次数以3～4次为次为宜，多根光纤熔接损耗都较大时，可剪除一段光缆重新开缆熔接.。

3.3.4接续光缆应在整洁的环境中进行

严禁在多尘及潮湿的环境中露天操作，光缆接续部位及工具、材料应保持清洁，不得让光纤接头受潮，准备切割的光纤必须清洁，不得有污物。切割后光纤不得在空气中暴露时间过长尤其是在多尘潮湿的环境中。

3.3.5选用精度高的光纤端面切割器来制备光纤端面

光纤端面的好坏直接影响到熔接损耗大小，切割的光纤应为平整的镜面，无毛刺，无缺损。光纤端面的轴线倾角应小于1度，高精度的光纤端面切割器不但提高光纤切割的成功率，也可以提高光纤端面的质量。这对OTDR测试不着的熔接点(即OTDR测试盲点)和光纤维护及抢修尤为重要。3.3.6熔接机的正确使用

熔接机的功能就是把两根光纤熔接到一起，所以正确使用熔接机也是降低光纤接续损耗的重要措施。根据光纤类型正确合理地设置熔接参数，预放电电流，时间及主放电电流，主放电时间等，并且在使用中和使用后及时去除熔接机中的灰尘，特别是夹具,各镜面和v型槽内的粉尘和光纤碎末的去除。每次使用前应使熔接机在熔接环境中放置至少十五分钟，特别是在放置与使用环境差别较大的地方(如冬天的室内与室外)，根据当时的气压,温度,湿度等环境情况，重新设置熔接机的放电电压及放电位置，以及使v型槽驱动器复位等调整。

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4结束语

由于光纤通信的一系列优点，电缆通信的运用正慢慢得从我们的视线中消失。国家也制定了“光进铜退”的发展目标。在不久的将来，光纤通信必定取代电缆通信，为我们的生活，科技的发展，国家的军事事业带来便利又稳定的通信基础，光通信技术也必定会越来越先进。

参考文献：

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第三篇：GPON技术在通信接入网中的应用研究

GPON技术在通信接入网中的应用研究

摘 要：随着信息技术的发展，人们对宽带的需求逐年提升，而传统的接入网技术因为其中本身较多，实现改革已成为必然。目前，以GPON接入网技术的应用最为常见，已成为同新入网技术标准，其有着速度快、频率高且覆盖面积广的优势，为整个通信事业发展提供了理想的技术依据。本文从GPON的概念和特点入手，深入阐述了它在通信接入网中的应用情况，以供同行参考。

关键词：网络；接入网技术；通信技术；GPON技术

近年来，随着科技的高速发展和互联网的普及，人们对互联网的依赖性越来越强烈，小到个人聊天、信息交流，大到企业业务商谈、合作等都已经涉及到网络信息，实现网络信息的优化发展已成为当今研究重点，是整个工作中不容忽视的内容。在这种时代背景下，人们对网络传输速度提出要求的同时，也对整个网络信息研究提出了新内容，其中最关键的一环就是网速。网速作为目前讨论最多的话题，网速的快慢已成为目前人们对网络的一印象，也是目前国内数亿网民共同追求的目标。在这种时代背景下，更快的额网速已经应运而生了，这也就是我们目前所说的GPON技术，它的广泛使用为网络技术发展做出了重大贡献。

一、GPON技术概述

自从上个世纪九十年代开始，ATMPON技术的出现为GPON技术的发展创造了条件，为FSAN组织的提出给予了新的标准，成为目前人们关心和研究的焦点。这种技术改进改变了传统的宽带连接方式，极大的提高了宽带通信传输速度，它必然成为未来广泛使用的新技术，为网络技术的发展做出了重大贡献。

1、GPON技术概念

GPON技术也就是目前我们常说的千兆无源光网，也就是网络供应商提供的10的9次方网速，这一技术的应用代表着2的30次方，也就是网络信息传输信号的高度。这种千兆网线网络速度到底有多快，根据业内工作人员研究发现，这种技术在2G电影的下载中，仅仅需要1分钟就可以了。这与传统的网络网速相比较速度非常快，且整个速度应用时间非常的充足。

2、GPON技术特点

GPON技术主要是将光纤技术、光纤分配技术、光纤网络技术三个部分共同组合，它是通过采用点到多点的拓扑结构将光纤接入到其中，从而引进GEM技术的现代化格式，这种技术的应用能有效的满足众多用户的新要求，对整个语音功能、使用功能和传输功能的普及提出了新的标准。目前，我们常见的GPON技术按照其应用特点主要可以分为：

首先，宽带频率高，传输速度快、传输距离长的优点。GPON技术的应用能使得网速达到1.244Gbit/s，下载速度能够达到2.448Gbit/s，一般来说传输距离一旦超过20km那么这种网速完全可以满足人们网络使用的任何要求，从而达到提高工作效率的目的。

其次、光纤接入，光纤接入的应用能够通过一根简单的光纤让用户的需求得到满足，不仅节约了网络企业的运用成本，而且提高了网络运行效率。

再次，QOS要保证全部业务的接入，通过GPON技术的应用能让ATM和GEM两者的优点达到交融，从而保证了网络通信技术的服务质量，他可以有效的能保证通话功能和多重视频以及高速发展的业务功能要求，这样将有利于GPON技术在社会生产中的利用，从而达到提高工作效益的目的。

二、GPON在通信接入网中的案例研究

目前的通信网络技术应用中存在着覆盖范围窄、宽带面积小且容易掉线等问题，不仅不适合大规模发展和应用，而且随着网络技术的快速发展，这种技术在应用上存在着许多问题。我们到底该以什么样的现代化技术来解决当前网络运营中存在的种种问题，这就需要我们对GPON技术的通信接入网应用进行研究，从而达到预计工作目的。

1某小区的GPON接入应用

1.1用户带宽需求设计

在该小区的互联网技术研究中，通过采用GPON技术有效的提高了网络速度，而且将这一技术的应用理念同实际结合了起来，从而达到共同提升的现代化阶段，为整个管理事业发展走出了应有贡献。

1.2OLT规划

OLT即千兆无源光网中的光缆终端设备，我们也可以将其称之为终端设备，但是这种设备一般都不会出现在家里，而是通过设备的大小来直接决定接入用户的多少，从而在实际的工作中组建科学的终端设备，选择合理的网络连接方式。

2小区GPON接入应用

2.1小区带宽及组网规划

对小区接入之前先要确定光纤主干的租用情况，目前城市中的通讯用光纤主要分为移动、联通、铁通、电信等。具体的接入可以根据对方的光纤带宽情况以及其目前拥有的总用户的带宽使用情况测算其空余带宽情况是否能够满足目标小区对带宽的需求。

2.2小区工程施工调查及路径规划

已接入小区的机房或小区某一中央位置的ONU到用户的组网方式选择原则是因用户情况而宜。对于部分精装修的用户，只能根据该用户已经接入的线路进行接入考量，比如该用户接入了电话线，那么就可以为其安装ADSL，如果该用户已经在精装修之前铺设了百兆或千兆网线，那么就可以为其安装PPPOE方式的LAN（局域网，即目前供应商们号称光纤的用户端接入方式）。

3无网络覆盖的GPON接入应用

对于机场、车站、宾馆、酒店等大型服务性场所只需接入一至数个ONU即可，然后根据用户集中的方式选择一或几个大功率WiFi覆盖基站即可完成对整个区域的覆盖。对于直排式楼房，即每个房间的窗子均朝向一个方向的，可以选择在ONU后面接一个室外微波天线式大功率无线WiFi发射装置通过窗口对整个建筑物进行WiFi覆盖。

3.1小区组网规划

对小区的组网规划首要问题在于合理选择光纤主干线路。应该选择从供应商到目标小区最近的光纤主干线路。当然租用价格也是考量的因素之一。

3.2接入方案

3.2.1终端设备AP施工方案

首先根据小区内楼房分布确定AP的数量，比如小区有10栋楼房，其中有三栋距离较近，可以考虑共用一个大功率AP，这三栋如果与其他楼房较远，可以考虑进行AP中继。另外，单独的距离较远的楼房使用一个AP。由于AP具有良好的扩展性和中继性，因此，对于分散区域的用户而言非常适合采用这种接入方式。

3.2.2跨接多级放大器施工方案

由于GPON从网络供应商到目标小区的距离较远，因此必须使用放大器。在分支分配网络中如果需要放大的级数超过1级，有时甚至需要3-4级，这种情况下网络中两两相连的放大器之间都要选用回传通道短路的双向放大器。

4结束语

由于目前GPON的极高昂费用，使用GPON最多的还只能是各大电信运营商以及某些超大型企事业单位。GPON的下载速率可达每秒2.488GB，上传速率可达每秒1.244GB（注：1GB=1000MB），这样的“飞速”在目前仍处于个位数（一般是2MB-10MB即通常所说的2兆到10兆，GPON的速度可是2000兆）的互联网接入阶段，对普通用户而言，GPON、“光猫”至少5年（可能更长，10年或者20年）之内都将是遥不可及的梦想而已。虽然是那么的遥不可及，但是有梦想就会有希望。或许就在下一个十年吧，“家有光猫”的时代应该不远了。

参考文献

[1]孙刚.基于GPON技术及应用模式探讨[J].北京：中国新技术新产品，2011（18）.[2]王勇.GPON的应用探究[J].通信与信息技术，2010（4）.[3]刁娜.GPON技术在小区接入中的应用分析[J].科技传播，2011（11）.

第四篇：接入网技术在铁路通信中的应用解析

世纪之交的通信技术是先进的数字技术、计算机技术、微电子技术与光电子技术的有机结合体，它将向着数字化、宽带化、智能化、高速化及个人化的方向发展。未来的通信要彻底克服时间与空间的限制，能够使用户在任何时间、任何地点与任何人进行包括语音、数据和视频等信息的交流。在这种情况下，出行的旅客也需要在列车上享受如同在办公室环境下的信息交流，比如同其它人进行语音、数据、传真、图像等信息交流，还要接入国际互联网。另外，随着铁路列车向高速化与准高速化方向的迈迸，为保证行车安全，实现有效的人机控制和提高运输效率，要求建立一个功能更加完善的，技术构成更加先进的铁路通信网。随着我国电信业垄断格局的打破，拥有仅次于中国电信的庞大铁路通信网络的铁道部，可以利用现有的专用网络设施积极参与竞争，向全社会提供高质量的电信业务。要想使上述构想成为现实，就必须打破常规的铁路通信网的接入方式，采用先进的、现代化的有线和无线通信的传输和接入方式，实现铁路通信网的升级，适应信息社会的发展，发挥铁路通信网在国民经济中的社会效益和经济效益。

一、铁路接入网技术的现状由于铁路列车具有高速运动的特点，因而无线（移动通信）接入网在铁路通信网中占有相当大的比重。当然，固定位置的车站（场）、单位以及各种固定设施之间的通信方式，首选方案仍是采用SDH光同步数字传输设备进行组建，同时应考虑采用ATM交换以及网络IP通信等先进技术来构成通信主干网及光纤用户接入网。比如采用“双纤单向环”接入方式，其不仅具有高速、安全、传输质量高、价格合理等光纤通信特有的优点，而且还具有路由迂回、设备备用等特点，从而具备自愈合功能，并使系统的可靠性大大提高。另外，采用远端用户单元（RSU）和数字环路载波（DLC）设备，组网更灵活、方便。组网的过程中要把投资与效益综合统筹来考虑，使系统不仅满足现在乃至几年内铁路通信的需求，而且还能够为出行的旅客及地面用户提供先进的电信业务，并且还需具备便于扩容的功能。按照通信网被分为主干网，局域网和接入网等三部分的构思来看，铁路通信网也可以通过上述划分方法进行。就铁路的通信网来看，接入网占有相当大的比重，包括有线接入网和无线接入网两大部分。铁路有线接入网的情况与电信的接入通信网相似，铁道部将在未来的1～2年内建成可覆盖全国大中城市的铁路互联网，它是由铁路部门依托于基础铁路电信网，组织建设的可以支持众多信息服务的、具有多媒体通信能力的全国范围的计算机网络，铁道部将有可能成为我国第六个面向大众的计算机信息互联网络单位，为铁路通信走向市场做准备。关于有线接入这里不再叙述，下面主要讨论铁路的无线接入网，为此首先回顾一下移动通信的发展过程。1．移动通信的发展过程移动通信技术经历了由模拟到数字，由频分多址到频分+时分多址，再到码分多址（CDMA）的发展过程，并即将向宽带化、智能化和个人化的方向发展。移动通信系统大体可分为二代，第一代是以模拟技术为主，频分多址，工作在400～800MHz频段。由于模拟系统存在频谱利用率低、容量小、设备复杂、抗干扰性能差、保密性不强、价位高、业务面窄等固有缺点，不能满足通信市场急速发展的需要，因此诞生了第二代移动通信系统。第二代移动通信系统采用数字化、时分多址方式等全数字化技术，克服了第一代移动通信的缺点，得到了迅速发展，目前的移动通信数模兼容，以数字系统为主。随着用户对信息接入量的需求呈指数的增长，电信工作者们着手建立最新一代的移动通信 第三代移动通信系统。第三代移动通信系统具有全球化、智能化、个人化和综合化的特点，工作在2000MHz波段，采用宽带的CDMA技术，涵盖地面系统和卫星系统，包括海陆空三维服务面，集成话音、数据、视像、ISDN和多媒体多种业务。这一系统以多种空中接口和接入方式，可向高速和慢速移动用户提供服务。2．铁路无线接入网现状铁路通信网是为旅客和铁路公务、应急抢险、行车维修等人员提供及时可靠的通信，以提高服务等级和运输效率。保证列车的安全，达到高效运营而建立的，它是一种集列车公务通信和区间移动作业通信为一体的列车移动通信系统。但是铁路结构自身的特点，决定了该系统与公用移动通信网和区域性的专业移动通信网的差别，它是一种属于线面结合、以线为主的链状网。铁路通信的无线接入部分目前仅有的是400MHz的无线列调系统，它完成车站值班员与进入其管辖区段的列车车长以及列车司机之间的通话联系。当列车即将进站或即将出站时，这些通话才进行，否则如果没有特殊的情况，则在列车运行于区间时，通话一般不进行，这主要是从节约频率资源，减少同频干扰的角度出发的。但是，随着铁路现代化改造进程的迅速推进，从前单一的无线列调系统已经远远不能满足铁路无线通信的需要，这样就迫切需要建设一套适合于铁路现代化运营指挥需要的先进的无线通信系统。这一系统应该采用小区制，并完成大三角功能。也就是说，系统必须可以实现调度中心与车站值班员之间、车站值班员与列车司机之间、列车司机与调度中心之间的通话功能，必须可以实现线路管理区间的公务移动通信功能，同时还必须能够实现调度中心与列车司机室之间实时的双向数据通信功能。基于这一想法，构成铁路无线通信接入网的方式可以采用现有的无线通信方式的集群通信方式、GSM（全球移动通信系统）移动通信方式、CDMA移动通信方式。集群通信系统是一种功能强大的专用移动通信系统，是通信与微处理机技术、程控交换技术、计算机网络技术紧密结合的产物。它集交换、控制、通信于一体，通过无线拨号的方式把一组信道自动最优地动态分配给系统内部用户，最大限度地利用系统资源和频率资源，降低系统内呼损，提高服务质量。由于它具有群呼、组呼、强插、强拆等功能，特别适合于调度指挥以及应急、抢险等场合，并较好地解决了通信频率合理分配的问题，因而倍受专业运营管理部门的青睐，被确定为现行铁路移动通信方式的首选类型。但是这一系统还具有一定的缺点，主要包括采用动态的频率分配，没有考虑与周围公用网的有效融合问题，没有先进的路由合理选择功能，并且在建立通路和自动过网时存在信息丢失现象，保密性不强，容易受干扰等，这些缺点对于话音通信的影响不大，但是会对列车与调度指挥中心之间的实时双向数据通信造成较大的误码，因而对于要求较高数据通信误码率的场合并不适合。即将动工的秦沈客运专线的移动通信系统主要包括400MHz的无线列调系统和800MHz的集群移动通信系统，考虑到集群移动通信系统在越区切换过程中会存在信息的损伤，因此将数据通信部分交由无线列调系统来完成，集群移动通信系统仅进行区间通信（如大三角功能的话音通信，公务通信以及应急抢险通信等），并留有调度电话进入的余地和接入公用通信网的功能。这一系统也是我国铁路以集群通信的方式为无线接入系统的第一例，是我国铁路通信史上的一个重大变革。

二、铁路无线接入网未来的发展趋势随着改革的进一步深入和社会信息化的进展，不仅要求铁路通信网具有更强的保障铁路安全运营的通信功能，以适应高速列车通信的需求，而且要以铁道部的全程全网的优势全力发展电信增值服务及经营与中国电信业务范围一样的电信业务，参与同中国电信的竞争，使旅客和网络覆盖区的广大用户方便地享受信息的服务。比如随时随地的提供铁路客货运输资讯信息、订购火车票等服务，在列车就能享受语音、传真、数据、视频、移动通信及Internet等服务。不过，铁路现有的通信网络设施庞大而落后，这是目前该

第五篇：3s技术在农业中的应用及发展

3S技术在农业中的应

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农业是在信息技术发展的基础上,以地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、遥感技术(RS)和计算机自动控制技术为核心技术引发的一场新农业技术革命,将对我国农业技术的发展产生重大影响。因此,应在充分了解国际精准农业发展的理论基础和技术原则的基础上,结合我国具体情况,研究发展适合我国国情的精准农业技术体系。3S系统将信息获取、信息处理、信息应用集结于一身,突出表现在信息获取与处理的高速、实时与应用的高精度、可定量化方面。3S系统是三者相互补充相得益彰构成的一个功能完整强大的空间数据采集处理分析系统，3S集成技术已成为农业、生物信息管理的先进技术手段。

关键字：

3S技术，精准农业，遥感，信息处理

正文：

一、3S技术的概念：

3S 是全球定位系统(GPS)、地理信息系统(G IS)和遥感(RS)的统称。是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。

二、3S技术在农业中的应用：

1.“3S”技术在农作物中的应用：

农作物是一个国家赖以生存的灵魂，以科学技术发展农业是未来发展的必然趋势。

1.1“3S”技术在农作物估产中的应用。作物估产的主要内容是估算作物种植面积和由单产模型、长势遥感监测来确定估产模式。我国农作物遥感估产最初采用FAO推行的美国农业部的框图面积取样法，该方法是集统计估产、农学估产、气象估产和遥感光谱估产于一体的综合遥感估产，是传统的统计估产方法与遥感估产的结合，简易可行。我国遥感估产的第二阶段是1984年由国家气象局主持的“全国冬小麦NOAA卫星遥感综合估产”项目，这是一种大面积农作物估产方法，在对冬小麦的宏观地理分布了解的基础上，根据气候和生物特点，分区建立绿度修正值，在充分研究了小麦不同生育期的不同绿度值特点之后，利用相应的绿度值日来研究不同的估产模式，在微机网络上实现通讯和产量计算。遥感估产的第三种方法以“八五”攻关项目“重点产粮区主要农作物遥感估产”为代表，估产内容涉及小麦、玉米和水稻，充分利用了TM影像的多波段特性和高几何分辨率”（30m），在农作物套作区进行了提高面积解译精度的研究，同时结合利用NOAA数据，对作物面积、单产和长势变化等进行了估计。

1.2“3S”技术在农业监测和调查的应用。

1.2.1农作物长势监测。作物在生长发育的不同阶段，其内部成分、结构和外部形态特征等都会存在一系列的变化。叶面积指数是综合反映作物长势的个体特征与群体特征的综合指数。遥感具有周期性获取目标电磁波谱的特点，通过建立遥感植被指数和叶面积指数的数学模型，就可监测作物长势，进而根据作物长势能够估测作物产量。

1.2.2土壤水分含量和分布监测。在植被条件和非植被条件下，热红外波段都对水分反应非常敏感，所以利用热红外波段遥感监测对象和作业监测土壤和植被水分十分有效。研究表明，不同热惯量条件下，遥感波谱间的差异性表现最明显，所以通过建立热惯量与土壤水分间的数学模型，就能够监测土壤水分含量和分布状况。

1.2.3土壤养分分布调查。在播种之前，可用一种适用于在农田中运行的采样车辆按一定的要求在农田中采集土壤样品。车辆上配置有 GPS接收机和计算机，计算机中配置地理信息系统软件。采集样品时，GPS接收机把样品采集 点的位置精确地测定出来，将其输入计算机，计算机依据地理信息系统将采样点标定，绘出 一幅土壤样品点位分布图。

1.2.4农作物病虫害监测。应用遥感手段能够探测病虫害对作物生长的影响，跟踪其发生演变状况，分析估算灾情损失，同时还能监测虫源的分布和活动习性。

长期以来对农作物产量的预测都是农业系统的一项重要工作。随着科学技术的发展，预测方法和手段逐步完善和提高，不但能较准确地估测出各种作物的最终产量，也能跟踪监测各类作物在不同生长期的长势，从而根据需要即使采用有效措施，对农作物的生长进行监控，保证当年产量的稳定增长。为了在农作物监测和估产中发挥和利用现代科学技术的成果，提高快速、准确、经济地获得监测和估产信息，为国家经济建设和农业生产服务，虽然农作物估产和监测技术与理论十分复杂、地理信息技术和资料，从不同于传统的统计部门得到信息。1.2.5监测作物产量。在联合收割机上配置计算机、产量监视器和GPS接收机，就构成了作物产量监视系统。对 不同的农作物需配备不同的监视器。例如监视玉米产量的监视器，当收割玉米时，监视器 记录下玉米所接穗数和产量，同时GPS接收机记录下收割该株玉米所处位置，通过计算机最终绘制出 一幅关于每块土地产量的产量分布图。通过和土壤养分含量分布图的综合分析，可以找出 影响作物产量的相关因素，从而进行具体的田间施肥等管理工作。

1.2.6合理施肥，精确农业管理。依据农田土壤养分含量分布图，设置有GPS接收机的“受控应用”的喷施器，在GPS的控制下，依据土壤养分含量分布图，能够精确地给田地的各点施肥，施用的化肥种类和数量由计算机根据养分含量 分布图控制。

在作物生长期的管理中，利用遥感图象并结合GPS可绘出作物色彩变化图。利用GPS定位采集一定数量 的土壤及作物样品进行分析，可以绘制出作物生长的不同时期的土壤含量的系列分布图。这样可以做到精确地对作物生长进行管理。

总之，GPS技术在农业领域将发挥重要作用。在我国，尚需积极开展在农业中的应用研究 以及相关设备的研制，特别在大平原地区，利用大规模的机械化生产的地区，应当重视 GPS技术在农田作业和管理中的应用。

2．“3S”技术在土壤侵蚀调查中的应用: 土壤侵蚀问题对农业资源和环境问题关系重大。利用卫星遥感影像可提供许多土壤侵蚀因子信息，如地形、坡度、岩性、植被等，据此以通用土壤侵蚀方法为基础建立土壤侵蚀模式，并与相应地区的水文观测站的输沙模式相叠合，进行土壤侵蚀量因子分析和区域侵蚀模数计算，并顾及气象、水文要素与土壤侵蚀的关系。我国利用遥感方法，先后对山西三江河流域、延安地区、永定河上游等进行了土壤侵蚀调查。1993年在水利部遥感中心的组织下，进行了全国土壤侵蚀的遥感制图研究，利用TM图像对全国进行了土壤侵蚀的清查工作，编制了全国1∶50万（部分地区1∶25万—1∶10万）土壤侵蚀图，将全国土壤侵蚀因子编码建模，而且将全国的水蚀、风蚀和融冻侵蚀采用统一的分类标准，统一编码制图，并输入计算机以备检索查询。

另外，土壤空间信息查询有空间定位查询和空间关系查询，对如某种土壤类型的空间分布位置进行查询，查询与某种土壤类型或某一行政区域包括的土壤类型、沿河流与分布的土壤类型等。GIS既有很强的制图功能，可以编绘出所需要的各种要素的专题地图，如土壤肥力图、土壤评级图、土壤类型图、土壤利用图以及一系列社会经济指标统计图等。在可视化方面，这些专题地图叠加在三维DEM上显示，可以直观地看出不同高程的土壤等级分布及N、P、K分布、土壤类型分布等，据此可进行多种专题图的重叠而获得土壤综合信息。同时，课利用RS的实时信息，对土壤空间信息进行动态监测，及时调整和更新各种地图。3．“3S”技术在精准农业中的应用：

“精细农业”技术是用现代高新技术特别是信息技术来改造传统农业，在机械化的基础上，把地理信息系统（GIS）、定位系统（GPS）、决策支持系统、传感技术进行集成，定量获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素（如土壤肥力、含水量、苗情、病虫草害等）实际存在的空间和时间差异性信息，分析影响小区产量差异的原因，采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区别对待，按需实施定位调控的“处方农作”。在“精细农业”技术体系中，DGPS 的定位应用以及 GIS 的应用开发是实施“精细农业”实践的关键技术之一，即利用 DGPS 定位引导定量获取农田内作物产量和影响作物生长的环境因素的差异性信息，在 GIS 中利用各种空间分析方法生成差异性信息分布图，通过分析影响小区产量差异的原因，制定经济、合理的生产决策方案，生成作物管理处方图，指导农田定位作业。

高光谱遥感在精准农业中的应用，主要有以下相关工作：①利用植被指数进行地表覆盖分析或作物长势的动态监测；②对植被的叶面积指数、生物量、全氮量、全磷量等生物物理参数进行估算；③农作物长势监测；④利用多时相的高光谱数据提取出光谱物征对不同植被和作物进行识别和分类；⑤作物个体生长状况与作物叶片光谱关系的研究；⑥遥感信息模型研究。4．“3S”技术在农业气象服务的应用：

农业气象服务系统是在 GIS 和 RS平台上开发的集农业气象、遥感应用于一体的业务运行系统。它集成了农业气象服务为城市“菜篮子、米袋子”服务的科研成果；建立了遥感、地学、气象、农情、社会经济统计等基础数据库；建立适应农业发展新需求的服务产品；将 GIS 分析功能应用于洪涝灾害监测、灾害损失评估、资源合理布局等领域，获取较好的服务效果。建立了下述分析模型。

5.GPS应用于精准农业中应用：

可进行智能化农业机械作业动态定位、农业信息采样定和遥感信息定位。GPS还运用于地震监测系统、气象学、捕鱼业、放牧和狩猎等方面，形成GPS普及应用的缤纷五彩世界

三、精准农业中的“3S”整体集成

在精准农业中，单纯地运用 GPS、RS与 GIS中的某一种技术往往不能满足综合工程的需要，不能提供精准农业实施过程中所需要的对地测量、存储管理、信息处理、分析模拟的综合能力。这就需要把RS、GIS、GPS有机结合，综合应用，构成一个一体化信息获取、信息处理、信息应用技术系统，这是一个充分利用各自技术特点的空间技术应用体系，并逐步成为一个实践性和应用性较强的新学科，简称为“3S”集成技术。在“3S”集成技术中，RS是 GIS的一个重要数据源和强有力的数据更新手段，GIS作为一种空间数据管理、分析的有效技术，可以为RS提供各种有用的辅助信息和分析手段，而GPS则为RS和GIS综合系统中处理的空间数据获得准确的空间坐标提供了获取和定位手段，并且可以作为一个数据源为 GIS提供相关数据，三者已发展成为不可分割的整体，相互渗透相互补充。

四、3S技术的未来发展的前景：

3S技术的发展方兴未艾，将来还可对下列项目进行开发：西南地区土地资源、土地利用（特别是耕地）的动态监则数据库（系统），农业布局、产量数据库，森林、草地数据库及其信息服务和决策支持系统；西南地区水稻、小麦估产，重点地区荒漠化监测分析；长江上游洪水、川东干旱以及贡嘎山植被、冰川动态变化监测；土地详查、变更系统；；建立三峡地区生态环境和持续发展决策支持信息系统土地管理信息系统；参与国家基本资源环境信息分析决策系统的建立等。通过这些项目的开发应用，可为农业的发展提供一条广阔的道路，使农业的发展迈上新的台阶，这就需要人类不断深入研究和探索，以便为农业的未来服务。

五、总结：

经过这一个学期的学习，我了解了很多3S技术和精准农业的知识，虽然我是农业电气化的一名学生，但仍受益匪浅，目前3S技术正在渐渐大众化和商业化，精准农业已经成为继现代农业后的必然，随着我国3S技术的成熟，在将来也一定会实现精准农业，从我们角度来看，我们可以通过3S技术对农业的产量，地区分布提供的信息进行分析和总结，从而对农业生产进行更好的规划，为农民提供更加具体和全面的建议，从而避免现在我国农业的这种资源浪费状况，避免菜贱伤农的发生。并提高农业生产的效率，因地制宜！

参考资料：

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