接入网技术在铁路通信中的应用解析

第一篇：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

第二篇：浅谈GIS技术在消防通信中的应用

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中文摘要

GIS作为消防通信指挥系统功能的主要支持模块,是现代通信技术的一个辅助系统,可实现消防地理信息的查询。利用GIS,配合其他系统模块,在灭火救援现场就可以得到大量有用信息,为现场指挥员临机指挥、定下决心等环节提供有力依据。

Chinese Summary

GIS as a fire command system communications function of the main support module, is a modern communications technology support system, enabling the fire geographic information query.The use of GIS, in conjunction with other system modules, the fire scene, you can get a lot of useful information for the ad hoc command of the scene commander, will be determined to provide a strong basis for such links

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目 录

前言………………………………………………………………………………2 GIS技术简介……………………………………………………………………3 当前消防通信指挥面临的问题…………………………………………………3 基于GIS技术的新型通信指挥系统……………………………………………4 GIS在消防信息化中的应用……………………………………………………4 结论………………………………………………………………………………6 参考文献…………………………………………………………………………7

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前 言

随着社会经济的飞速发展,城市规模不断扩大,人口密度越来越高,各种燃烧物的种类与性质日趋复杂,建筑结构、道路布局、水源分布等要素中的不定因素大大增多,这些都给消防部队灭火救援工作增加了难度。消防部门担负着保护生命和财产安全的重任,但其可利用的资源却十分有限。如何有效利用可获取的、有价值的信息对消防工作是至 关重要的,而GIS恰恰为消防部门提供了宝贵信息。

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浅谈GIS技术在消防通信中的应用

一、GIS技术简介

GIS技术是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件技术的支持下,用于对地理空间数据的获取、存储、管理、传输、检索、分析和显示,以提供对空间对象进行决策和研究的人—机系统。在这种方法原理的引导下,加拿大测量学家建立了世界上第一个实用的地理信息系统“加拿大地理信息系统”。由于GIS技术的显着成效和良好的发展前景,在1998年,时任美国副总统的戈尔提出了“数字地球”这一新概念,更掀起了应用研究的新高潮。

我国自20世纪70年代中后期开展地理信息的研究与应用工作以来,GIS技术已几乎渗透到国民经济的各个部门,影响和改变着我们的生产、生活和工作方式。目前GIS已经在地形图与专题制图、城市规划与市政工程、土地利用与规划、资源环境评价、地震灾害预测研究、生物资源保护与利用等诸多领域得到了广泛的应用。

二、当前消防通信指挥面临的问题

长期以来,灾害现场的指挥员主要靠经验和直觉指挥部队实施灭火救援活动,现场指挥往往具有一定的盲目性,缺少临场指挥的科技依据。因此灭火救援的成功率和效率较低。为了把人员伤亡和火灾损失控制在最小程度,这就要求消防部队具有高效的指挥系统和科学的决策系统。

目前,我国大部分省市的消防指挥中心都建设了GIS和GPS,并在此基础上建立符合本地情况的消防通信指挥辅助决策系统,取得了一定的实际应用效果。通过简单易用的人机交互界面, GIS技术为消防工作提供强大的功能。因此,GIS技术可以被非 GIS 专业人士使用,用于完成火情分析,行动计划制定和快速行动实施。这些工具使指挥人员迅速准确地得到相关信息,如:抢险救援防护设备,消防实力,车辆状态,行动路线等。

不过,基于GIS技术的消防指挥调度系统大多具有技术先进、功能多、系统大、十分昂贵等特点,对于遍布全国各地的许多区县级消防部队来说,人员紧张、经费有限、火灾 3

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起数较少且火灾数据量相对不大,如果也应用上述系统,会造成一定浪费,不符合地方建设和部队发展的需要。因此如何兼顾通信指挥系统功能的完善性和前瞻性,又做到最大限度地节省财力、物力和人力,是当前消防指挥系统中存在的重要问题之一。

三、基于GIS技术的新型通信指挥系统

基于GIS技术构建消防通信指挥系统,首要因素是具备消防电子地图。我国大部分城市的消防指挥中心都购买了城市电子地图,但这些地图并不包括或包括很少消防信息,因此,必须按照消防通信指挥的要求对地图重新组织和不断修订,才能为灭火救援所用。目前普遍采用世界标准信息可视化系统MapInfo技术作为 GIS系统平台,并结合MapBasic、OLE自动化和MapX等开发GIS应用系统。

Mapinfo产品定位在桌面地图信息系统上,与Arc/Info等大型GIS系统相比,因Mapinfo图元数据不含拓扑结构,它的制图及空间分析能力相对较弱,但对大众化的PC桌面数据可视及信息地图化应用来说,Mapinfo易学易用,价位较低,是一个优选GIS产品。Mapinfo提供了自己的二次开发平台,用户可以在平台上开发各自的GIS应用。二次开发方法归结起来有三种,它们是基于MapBasic的开发、基于OLE自动化的开发及利用 MapX控件的开发。

为使消防指挥员可以更方便的在电子地图上了解一些专题情况,如市区的建筑位置、道路布局、消防水源(消火栓)的分布情况等,可以利用MapX控件制作专门的消防专题地图。目前消防部队推广使用的《化学灾害事故辅助决策系统》就是运用此控件维护电子地图信息,效果很好。与传统GIS专业性开发环境相比,像MapX这类组件式GIS系统具有小巧灵活、开发简捷、价格便宜等特点,而且以后会越来越大众化。用MapX开发的GIS系统运行速度快,但MapX并没能实现所有的Mapinfo功能(据称95%以上),使用过程中也发现其存在生成或编辑地图能力及地理分析能力不足等缺陷。

四、GIS在消防信息化中的应用

(1)在119接处警中的应用。

GIS作为在119中运用的最早也是最能体现成果的技术,目前运用得比较成熟。GIS

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作为火警受理和智能决策系统有力的辅 助手段,主要完成报警信息定位、GPS定位、信息查询统计、数据的分析显示,能够利用GIS系统准确、迅速确定报警人的地点及火灾位置,通过优化择选和计算能确定最佳行车路线,另外通过车辆GPS定位系统,能够在地图上实时观察车辆的行车轨迹,以判断车辆是否按照指定的路线行驶。

(2)在消防规划中的应用。

由于GIS基于图形方式,相关信息内容比较详细、精确,并且在计算机上能比较直观地反映各种数据实图,可以及时进行各种消防重点单位的选址、规划、建设,消防站点的规划,以及消防水源的建设规划。通过将各种规范数据输入计算机,GIS系统将自动判断出规划的合理性及计算间距。以改变传统人为判断的失误和不准确。

(3)在分析消防信息数据中的应用。

利用GIS可以在地图上直观地反映区域、行业火灾分布情况统计分析火灾数据,以便于制定科学的措施和对策,减少火灾事故的发生。同时,通过建立基于GIS的火灾隐患信息管理系统进行火灾隐患分析,既能形象地反映情况,又能便于动态管理,通过一些信息查询、分析评价与科学决策,能够对于城市突发性事件进行科学预测,便于消防、安监等部门有针对性地加强督查工作。

(4)制定灭火预案中的应用。

由于GIS内容丰富,目前许多系统采用的是影像甚至立体图形,便于指挥人员从空中了解观察周围情况。对于指挥员综合各种因素,制定有效的灭火预案有极大的帮助。

(5)GIS正朝着网络化、虚拟现实、多媒体及三维方向发展,开发网络模拟演练系统将是不远的现实,通过网上各种综合数据,实现对火灾的判断、力量调度、车辆布置以及进攻方向等战术措施,可以测出火灾扑救成功与否。

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结 论

新型消防通信指挥系统是建立在GIS技术的基础上,综合了多种学科和现代科技成果,相互的关联关系错综复杂。要确保系统流畅运行,还得进一步增强GIS 技术的实用性,建立并完备系统的智能化模式结构、基础数据库、操作平台和应用软件等内容。为提高我国公安消防部队应对各种突发性灾害事件的能力,减少社会承受的灾害损失,大力建设合理科学的新型消防通信指挥系统,对于从理论体系、应用价值以及发展前景等方面, 都将有着非常重要的意义。

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参考文献

<1>邬伦,刘瑜《地理信息系统原理、方法和应用》,科学出版社,2001:10-12。

第三篇：无线电管理在应急通信中的应用

无线电管理在应急通信中的作用

近年来，无线电技术的发展和应用突飞猛进，对社会的信息化进程起到了巨大的推动作用，无线电通信作为信息传输的重要手段得到越来越广泛的应用，各种无线电技术和业务已广泛应用到电信、广电、民航、交通、气象、医疗、遥测等领域。新技术、新业务不断涌现，推动了社会经济的可持续发展，深刻改变着人们的生活方式。无线电管理工作在保障人民群众生命和财产安全、服务国防建设、国家安全、维护社会稳定、促进国民经济发展和改善人民生活水平等方面发挥着越来越重要的作用。如何管理好无线电磁频谱，使之能在各种场合、各种环境中发挥作用是当前一大难题。面对日益复杂的无线电电磁环境和各种应急任务，研究无线电管理在应急通信中的作用，对于应急准备、应急通信调度、提高无线电管理的地位作用、提高无线电管理机构的应急能力都具有重大意义。

当突发灾害事件发生时，电缆光缆、电力线路、通信中心或基站等公共通信设施可能遭受破坏，造成救灾的困难和社会秩序的失常，而此时无线电通信就能在各类应急通信中发挥重要作用。这一事实已经在美国9.11恐怖袭击事件、美国森林大火、英国龙卷风、印度洋海啸、台湾大地震、以及2008年我国的雨雪冰冻灾害等大量突发灾害事件中得到验证。

下面我们将探讨无线电管理在应急通信中的作用。

一、相关概念

无线电管理：国家通过专门机关，对无线和卫星轨道资源的研究、开发、使用所实施的，以实现合理、有效利用无线电频谱和卫星轨道资源的行为、活动和全过程。

应急：应急是一种要求立即采取行动(超出了一般工作程序范围)的状态，以避免事故的发生或减轻事故的后果。应急可以定义为启动应急响应计划的任何状态。

应急通信：在原有通信系统遭到严重破坏或发生紧急情况时，为保障通信联络，采用已有的机动通信设备进行的通信。其中包括有线应急通信和无线应急通信两种方式。

应急预案：是指为了有效预防控制突发公共事件的发生，或者在突发公共事件发生后能够采取有效应对处理措施，防止事态和不良影响扩大，最大限度减少人民生命财产损失，而预先制定的事前预防和事后处置的工作方案。

二、无线电通信的优势

回顾近年来在特殊时期、在灾难救助中所使用的通信方式可以看出无线电通信是应急通信必不可少的手段：1987年4月大兴安岭发生特大火灾，无线单边带通信车及时沟通了灾区与上级的通信联络；1995年4月，C频段卫星车承担了中日海底光缆的应急支撑任务；1996年5月，内蒙古包头市发生6.4级地震，单边带通信车、特高频通信车、海事卫星通信设备及时奔赴现场，为抗震救灾提供了应急通信保障；1998年夏季，长江、嫩江、松花江全流域发生特大洪水，国家相关部门共调海事卫星、便携式微波、VSAT卫星移动站、900兆移动通信等数百台（套）通信设备为各地抗洪救灾指挥提供了有力的应急通信保障。国际海事组织（IMO）从1992年开始实施全球海上遇险和安全系统（GMDSS、以前的SOS），还有现在时下流行的GPS系统，业余无线电电台等无线电通信系统都在应急通信中发挥着重要作用。

无线应急通信相比有线应急通信，具备以下优势：

1、有线通信的开通必须架设电缆，或挖掘电缆沟或架设架空明线；而无线电通信只需要发信机、收信机、频率资源就可以组成通信系统；

2、有线通信受地势影响，不能任意铺设；而无线通信覆盖范围大，几乎不受地理环境限制；

3、有线通信铺设时电缆数量固定，通信容量有限；而无线通则可以随时架设，随时增加链路，安装、扩容方便；

4、无线通信可以迅速（数十分钟内）组建起通信链路，实现临时、应急、抗灾通信的目的，而有线通信则需要较长的时间；

三、无线电管理在应急通信的作用

我国目前的应急主要以自然灾害、事故灾难、突发公共事件为主，而无线电管理在这其中应该做什么？怎么做？

1、建立高效无线应急网络系统

三大运营商的公众通信网络、公安、航空、铁路、海事、医疗、消防、电业、城建、三防、电视台、业务无线电爱好者等很多部门和民间组织都有自己专业通信系统和应急通信系统，这些无线电通信系统手段灵活多样，它们涵盖短波、超短波、微波、卫星等多个频段。但是各个专业通信系统涉及单位不同、行业不同，使用频率不同、通信方式不同、使用场合也不同。要在应急通信中保持国家、政府、企业、组织和个人之间的通信，也就是如何较好发挥这些网络的作用，必须科学地实施统一指挥调度，需要有架构在地理信息上的详实的频率台站资料作基础，需要利用信息技术对各种无线通信资源进行整合，同时还要有严格的制度，详细周密的保障预案。

无线电管理部门掌握着无线电频率资源，同时还掌握着各种公共通信网络、专业通信网络的网络布局、台站数据、工作技术参数、联系方式等详细的无线电台站资料，在建立无线电应急通信协调机制方面有着得天独厚的有利条件，可以按政府应急指挥中心要求建立相应的数据库，在应急的时候迅速组织各通信系统形成高效、稳定的无线应急网络,为政府应急处置机构做好无线通信应急保障工作和维护无线通信行业稳定的应急工作。

无线电通信是应急通信中必不可少的手段，无线电管理部门更是在应急中起着重要的作用。作为无线电管理机构如何为政府建立高效通畅联动的无线应急通信网络，目前还处于探索阶段。

2、加强应急时期无线电监测，快速排查干扰

行政手段、法律手段、技术手段、经济手段是无线电管理的4个手段。作为无线电管理工作者必须考虑无线电频率的资源配置问题、解决不同系统之间的电磁兼容问题、保障无线电业务正常使用问题。无线电波的日常监测是管好无线电频率、台（站）的重要技术手段之一，平时通过积极主动加强对无线电波监测，及时掌握无线电频率使用的情况，对一些重要频率（特别是国安、公安、航空导航、列车调度、抢险救灾、防汛抗洪、水上航行等涉及国家安全、社会稳定、人民生命和财产安全相关无线电台站所使用的频率）使用情况要保持高度的警惕性。

应急情况出现时，除全力保障无线电应急通信频率的正常使用外，还要给予应通信系统备用频率。对应急通信频段进行实时跟踪、监听、测量，随时掌握应急地区的电磁环境变化，实施应急电磁环境动态监测与控制，一旦发现有害干扰，第一时间保证人员和设备到场排查，消除有害干扰；对要相关协调配合的单位及时通知，密切协同，直至有效排除干扰。

3、局部电磁频谱管制

应急期间，为使应急通信频率不受其他电磁辐射源的干扰或影响，如有需要，无线电管理机构可在特定的时间、区域、频段范围内实施局部电磁频谱管制，对相应的无线电台站、无线电设备进行管制。合理的控制管制频域、地域、时域，保证电磁频谱管制的效果，确保应急频率的正常使用。

4、建立无线电管理应急保障预案

一般情况下需要应急通信的时间和地点都很难确定，所以必须建立无线电管理应急预案，一旦出现问题，就能立即行动起来，并以最快速度完成应急通信保障任务。

建立健全的深圳市无线电通信保障应急工作机制，可以提高应对突发事件的组织指挥能力和应急处置能力，保证应急通信指挥调度工作迅速、高效、有序地进行，满足突发情况下无线电通信保障工作的需要，确保无线电通信的安全畅通。

5、提高无线电管理人员素质，加强演练

在执行应急通信任务时，需要工作人员能够操作熟练、快速准确。要保证应急情况下拿得出一支技术过硬、作风顽强的无线电管理队伍，必须得加强无线电管理人材的培养、培训，应定期开展应急演练，通过演练，发现自身不足，提高无线电管理人员处理复杂问题、应对无线电干扰突发事件的能力。

四、小结

21世纪是信息社会，电磁空间领域的发展与竞争日渐激烈，无线电通信广泛应用于航空、防汛、电力、铁路、交通、地矿、农林、气象、地震、公安、安全、司法、证券、工商等各行各业。无线电通信事业的发展，对促进经济发展，保障国家安全，维护社会稳定，丰富人民物质文化生活发挥了重要的作用，特别在国防建设和应急抢险等突发应急事件中发挥着特殊重要作用。

面对各种突发事件，减少损失、拯救生命是基本要素，及时、快速的信息传递能充分掌握主动，而我们无线电管理机构应更充分认识到无线电管理在应急中的作用，为应急通信提供强有力的无线电频谱的支援和保障，为国家稳定、经济稳定、人民生活的稳定做出贡献。

第四篇：智能天线在移动通信中的应用探讨

湖南科技大学

毕业设计（论文）任务书

系（教研室）主任:

信息与电气工程学院通信工程系（教研室）（签名）

年月日

专业:学生姓名:学号:设计（论文）题目及专题：智能天线在移动通信中的应用探讨2 学生设计（论文）时间： 自月日开始至月日止 3 设计（论文）所用资源和参考资料：(1)自适应天线原理 石镇 国防工业出版社；

(2)CDMA无线通信原理窦中旭，雷湘编著清华大学出版社；（3）无线通信中的智能天线：IS-95和第3代CDMA应用 马凉等译 机械工业出版社(4)通信信号处理 张贤达，保铮著 国防工业出版社；

（5）中国期刊网等互联网上有关智能天线(或自适应天线阵)方面的参考资料。4 设计（论文）完成的主要内容：（1）掌握智能天线基本原理；

（2）分析智能天线阵在移动通信中抗干扰作用；

（3）建立相应的自适应阵空时模型,采用相应的算法分析智能天线的性能；

（4）建立相应的仿真模型，并对结果进行分析；5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：（1）按学校要求撰写设计报告；

（2）设计报告要求字数达5万字，提供电子版（刻录成光盘）和文字版（按学校要求装订成册）；

（3）设计报告包括目录、中英文摘要、关键词、方案选择及确定、技术要求、设计过程及参数计算、仿真调试结果分析、小结等；

（4）提供所采用智能天线阵及相关算法框图，要求用A0或A1图纸描绘。6 发题时间：年月日

指导教师：（签名）

学生：（签名）

第五篇：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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