第一篇:无线传输技术在家庭影院中的应用和发展
如果问,你构想中未来的数字家庭影院系统会是怎么样的,相信很多朋友都会说那将是一个相当智能化的统一整体,影院中每个环节能够很好地连接和配合,用户可以通过一个遥控器控制整套影院系统的工作状态,同时享受到优质高效的视听感觉。一套完整的家庭影院系统包括信号源、放大器、视频显示终端(如电视、投影机等)和音频输出终端(如音箱)几部分,当然,它们之间要建立良好的对应连接和信号传输,还必须依靠传输介质。传统的传输介质,就是我们经常提及的各种各样的线材,而这里我们要着重介绍的是另一种新型传输手段——无线传输技术
相信不少朋友在家庭影院装修的时候都会为视听布线的问题烦恼过,既要考虑当前的器材连接需要,也要为将来可能进行的升级或者室内布局变动预留调整空间,同时线材的选购也是伤脑筋的事情。那么,为什么不考虑彻底抛开布线烦恼,来组建一个无线的家庭影院呢?下面,长沙云庭装饰就和大家共同来学习组建无线影院的基础知识,同时来关注了解一下目前无线传输技术在家庭影院中的应用和发展。
在无线家庭影院的组建中,目前主要有三种信号传输方式:红外线传输、蓝牙传输和Wi-Fi传输。红外线传输是一种短距离无线传输技术,发展历史可以追溯到1974年,它是利用人眼看不到的红外线波段的电磁波来传送数据的,通讯距离在0-4米之间,传输速率最快可达16Mbps,通讯介质为波长为900nm左右的近红外线。
不过红外线传输受空间限制条件较大,例如信号对应接收角度比较小,一般在30°左右,同时收发双方之间不允许有障碍物阻隔,而且在不同类型或者品牌设备之间会存在串扰现象,其中一个遥控器发出的指令除了被对应设备接收以外,还可能同时被第三方设备错误读取和解析,发生误操作的情况。
第二篇:光纤通信技术在广播电视传输中的应用
光纤通信技术在广播电视传输中的应用
姓名:王海朋
学号:1008509271219
班级:2010电子信息13班
河 北 工 专 电 气 自 动 化 系
一、光纤通信系统
1.系统基本构成光纤通信系统是以光波作为载波,以光纤作为传输媒介的通信系统。光纤通信系统由光发射机、光接收机、光中继器、光纤连接器及耦合器的无源器件等五个部分组成。
光端机是光纤通信系统的核心设备,光端机分为光发射机和光接收机,它们的性能直接影响整个通信系统的传输质量。光纤通信系统中对来自信息源的信号传送到发送端的光端机,光发射机则是将光源通过电信号调制成光信号,输入光纤传输至远方;接收端的光端机内有光检测器将来自光纤的光信号还原成电信号,经放大、整形、再生后恢复还原输出。对于长距离的光纤通信系统还需中继器,其作用是将经过长距离光纤衰减和畸变后的微弱光信号经放大、对失真的脉冲波形进行整形、校正生成一定强度的光信号,继续向前方以保证良好的通信质量。
光纤通信系统中各部分的功能作用:
(1)光发射机:光发射机是实现电/光信号转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于信号源(视频、音频或射频)的电信号对光源发出的光波进行调制,成为已调光波,然后再将已调的光信号耦合到光纤去传输。
(2)光接收机:光接收机是实现光/电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号,经光检测器转变为电信号(视频、音频或射频),然后,再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平,送到用户接收端去。
(3)光纤或光缆:光纤或光缆构成光的传输通路。其功能是将发射端发出的已调光信号,经过光纤或光缆的远距离传输后,耦合到接收端的光检测器上去,完成传送信息任务。
(4)中继器:中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个:一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减;另一个是对波形失真的脉冲进行校正。
(5)光纤连接器、耦合器等无源器件:由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制,且光纤的拉制长度也是有限度的(如1Km)。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是,光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合,对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。
2.光纤(光缆)传输特性
光纤是用高纯度的玻璃材料制造而成。光纤线路由光纤、光纤接头、光纤连接器组成。光纤是光纤线路的主体,实际中使用的是容纳许多根光纤的光缆(每根光纤都有自己的包层)。光纤线路的性能主要由光缆内光纤的传输特性决定。目前使用的石英光纤有多模光纤和单模光纤。单模光纤(Single-Mode)只传输主模,也就是说光线只沿光纤的内芯进行传输。由于完全避免了模式射散使得单模光纤的传输频带很宽,因而适用与大容量,长距离的光纤通迅。多模光纤(Multi-Mode)在一定的工作波长下,有多个模式在光纤中传输。由于色散,这种光纤的传输性能较差频带比较窄,传输容量也比较小,距离比较短。单模光纤使用的光波长为1310nm或1550 nm。单模光纤的传输特性比多模光纤好,价
格比多模光纤便宜,而得到了广泛的应用。对于光纤的基本要求是损耗和色散这两个传输特性参数尽可能地小。
产生光纤损耗的原因主要分为三种:吸收损耗、散射损耗和辐射损耗。光纤损耗关系到光纤通信传输距离的长短和中继距离的选择。即光纤损耗限制了光纤通信的最大直通距离。目前光纤通信中常用三个低损耗窗口。0.85(850nm)、1.31(1310nm)和1.55(1550nm)左右是光纤通信中常用三个低损耗窗口。
光纤色散是指输入光脉冲在光纤中传输时由于各波长光波的群速度不同而引起光脉冲展宽的现象。光纤色散的存在使传输的信号脉冲发生畸变,从而限制了光纤的传输带宽。
3.SDH传输技术简介
SDH(Synchronous Digital Hierarchy)是一种同步数字体系,一种高速传输的数字通信技术。在SDH网中,有主从同步方式和相互同步方式,二者各有优缺点。SDH的传输速率分级称为同步传输模块STM,其中STM—1的传输速率为155.520Mb/s,STM—4的传输速率为622.080 Mb/s,STM—6的传输速率为2488.320 Mb/s,STM—64的传输速率为9953.280 Mb/s等。
SDH网络中的设备主要有终端复用器、分插复用器、交叉连接设备和再生器等。
终端复用器(TM)是在网络的终端把多路底速信号复用成一路高速信号,或反过来把一路高速信号分接成多路底速信号的设备。
分插复用器(ADM)用于网络交叉节点,从输入的高速信号中分接部分低速信号(或向输出的高速信号中插入部分低速信号)。
数字交叉连接设备(DXC)是具有一个或多个信号端口,可以对任意之间的信号进行可控连接的设备,它兼有复用、配线、保护/恢复、监控和网管多次功能。
再生器(RG)位于传输链路中途,是能够接收STM—N信号,并经过适当的处理,使信号按照规定的幅度、波形和定时特性继续向前传送的设备。在SDH网中,常采用环型自愈网的方式来进行保护,以增强通信的可靠性。所谓环型自愈网保护就是把各个ADM节点组成一个环型,在某段线路或某个网元出现故障时,利用ADM的智能,寻找替代路由,为所传输的信号提供保护。
SDH传输网是由一些SDH网络单元组成,在光纤、微波或卫星上进行同步信息传送,融复接、传输、交换功能于一体,由统一的网络管理操作的综合信息网。可实现网络有效管理、动态网络维护、对业务性能监视等功能,能有效的提高网络资源的利用率,能满足广播电视干线传输网的信息传输和交换的要求,对提高广播电视传输质量有了质的飞跃,因而SDH技术正成为广播电视领域传输技术方面的发展和应用热点。
二、光纤在电视传输的应用
1.传输在广播电视领域中的应用
在广播电视领域,以光缆网络为基础的网络建设,是事业发展的主要基础。我省东南广播电视网络有限公司已建成了以光缆为传输介质,SDH为传输平台的传输网络。东南网络是覆盖全省,连接全国,高度信息化的广播电视传输网。光缆网络是城市最可靠的数字电视和数据传输链路,现在,从电视台总控机房到
卫星上行站、有线电视网或发射台传输信号都选择使用光缆,其质量高、效果好。通过光纤网络传输电视直播信号,改变了以往只靠微波中继传输的方法,也消除了由于微波中继引起的噪声,而保证了信号的可靠性。
2004年12月,我省五地市高速公路通车的开通典礼上,我们就是利用光纤传输进行直播的,将四个地方的现场信号通过光纤网传输到福州主会场和转播车,同时各地分会场通过光纤接收主会场的信号;转播车导播的通话信号都是建立在光纤的第二路音频通路上。再如,今年四月份,我台的《新闻启示录》栏目进行了一次通过光纤实施三地同时互动的节目录制过程。三地之间信号都是互通。可以是一地与另一地互通,将本地信号送给其他两地,同时接收其他两地的信号,也可以是一地与两地互通或者是三地同时互通。主持人与三地的嘉宾可以互通交流,以及导播与主持人也可以互通,这些都是通过光纤来传送实现的。当然,通过光纤实现两地传送或直播是最经常的一种电视传送方式。但是,光纤传输时要注意的是视频与音频信号的同步问题,这经过调整可以解决。
光纤传输系统具有传输频带极宽,通信容量很大,衰减低,串扰小,抗干扰能力强的特点,不象微波传送使用中继会产生因中继引起的噪声,而影响信号质量;也不象卫星传送那样接收时信号延时较大,而且容易受干扰。因此,光纤传输系统的优越性是明显的。
2.注意的问题
光纤系统的主要故障来自接头不清洁、连接不良,光纤断裂、裸露、变形,光发射机和光接收机调试不正确等,要根据实际情况及时处理。对于光纤部分的故障,一般都可以通过OTDR(光时域反射计)的测试来找出故障。
前端的光发射机应有良好的工作环境,注意防潮,防止灰尘的进入,要保证其工作电压的稳定可靠,要经常检查光纤是否变形和断裂,光纤尾纤不能过于弯曲,要有一定的曲度,对于光接收机,要检查其输出电平。
光纤传输系统与同轴电缆有线电视系统一样都有技术指标的。光纤传输系统除光端机、光纤外还有各类连接器所组成,这些组成都会是光纤传输链路中噪声的主要来源,而连接头引起的噪声是主要原因。光纤连接可分为固定接头和活动连接器。在敷设光缆时,需要将每段光纤进行连接,通常是采用熔接技术将其熔接形成光纤的固定接头。而在光纤链路中,光纤与设备的连接,光端机内部连接,光纤与其他光源器件的连接以及光配线架的连接需要采用活动连接器。光纤活动连接器的主要光学性能要求是插入损耗小,一般小于0.5dB,后向反射损耗要大,一般大于40dB,在要求比较严格的地方,后向反射损耗要大于60 dB,重复拔插1000次后损耗变化量小于0.2dB。插入损耗主要由两根光纤接触不良造成的。活动连接器按光纤的种类或是传输特性分类,有单模和多模型。按光纤芯数有单芯、多芯及带状连接器。两根光纤的活动连接是靠活动连接适配器(尾纤)来连接的,单模光纤活动连接器按其结构或连接方式分为FC(平面对接)?pSC(矩形)pST(压接式)等,端面接触方式有PC(直接接触)、UPC、APC(斜面对接)型。
所以采用何种连接器,插头应配置相应的适配器才能完好的将两根光纤连接起来,使用时要将其结构以及端面的处理情况一起结合起来考虑,比如FC适配器只适用于两个FC?uPC或两个FC?uAPC?p两个FC?uUPC插头的连接。在有线电视系统中,由于只用单模光纤,为了减少光纤的反射影响,单模斜面(APC)活动连接器是最常用的一种。为了加大反射损耗避免反射光对光发射机性能的影响,一般都要采用FC/APC或SC/APC连接器。连接时,一定要保证端面的清洁,可先用脱水酒精擦洗干净,尾纤斜面对齐,再与插座拧紧或插紧,否则使用不当会使光纤传输系统指标下降,甚至劣化。在光纤链路中,串接的活动连接器过多,不但增加了插入损耗,且由于使用不当,易造成连接器端面接触不紧,以及连接器端面不干净,都会造成光反射增大使C/N值下降。
光纤传输系统具有传输频带极宽,通信容量很大;传输速率高,衰减低,串扰小,抗干扰能力强,信号传输质量高;同时光纤尺寸小,重量轻,便于传输和铺设;光纤是石英玻璃拉制成形,原材料来源丰富,并节约了大量有色金属等特点。它是高性能通信网络的重要组成部分,在电视台的节目数字化制作网中,它是高质量的视音频实时业务的最理想传输介质。因此,光纤在通信网,广播电视网,计算机网,以及在其他数据传输系统中,都得到了广泛应用。光纤宽带干线传送网和接入网发展迅速,是当前研究开发应用的主要目标。
三、结束语:
光及光纤的应用正给人类的生活带来深刻的影响与变革,光纤通信是当今世界上发展最快的领域之一,它的的发展将成为未来通信发展的主流。光纤通信系统中存在的一些不足与缺陷,将会随着科学技术的不断发展被一一克服。实现光纤到户、全光网络的时代将不会遥远了。
四、参考文献:
1乔桂红主编光纤通信人民邮电出版社2005年5月 2王雷光纤通信的发展现状和未来中国科技信息出版社2006年4月
3吴重庆光通信导论清华大学出版社2008年
第三篇:COFDM无线数字图像传输系统典型应用
COFDM无线数字图像传输系统典型应用
一、概述
伴随着国际通信技术的迅猛发展,COFDM调制技术也应运而生,以及TDS-OFDM技术为基础的DMB-TH国家标准推行,使得“高速运动中”和“非视通条件下”实现高质量实时图像和数据传输得到了长足的发展。无线数字图像传输系统采用了先进的OFDM调制解调技术、信道编码技术,并结合数字图像压缩MPEG2/MPEG4等多媒体网络传输技术,能够在高速移动环境下实现视频、语音、数据等宽带多媒体业务的实时、同步传输。具有覆盖范围广、灵敏度高、移动性好、抗干扰和抗衰落能力强、传输数据率高、稳定性和可靠性突出等显著优点,为指挥、抢险、侦察、野外作战等应急通信提供远距离、高质量、高速率、无线实时传输的理想解决方案,广泛应用于公安、武警、消防、野战部队等军事部门和广电、城市管理、人防、交通、海关、油田、矿山、水利、电力、地质、金融等国家相关部门。
二、系统特点和优势
无线数字图像传输系统设备采用先进的COFDM(信道编码的正交频分复用)全数字调制解调技术,具备以下特点:
1、绕射功能:在城区内车辆之间支持2-5公里移动中传输;在建筑屋顶与车车辆/人员这间支持5-30公里移动中传输。
2、移动速度:支持200公里/小时高速移动传输。
3、传输速率:支持高清晰度音视频和高速数据。
4、水面传输:在海岸与船艇这间传输距离40公里以上。
5、远距离传输:支持地面全向传输100公里以上,机载传输200公里以上。
6、携带方式:发射机可单兵背负、车载、船载、机载使用。
7、电池工作:设备内置电池可工作180分钟以上。
系统优势:
1、抗多径能力,适合在城区、城郊、建筑物内等非通视和有阻挡的环境中应用,表现出卓越的“绕射”“穿透”能力
2、适合高还移动传输,可应用 于车辆、船舶、直升机/无线人机等平台
3、适合高速数据传输,满足高清晰度音视频的传输
4、在复杂电磁环境中,抗干扰能力和抗衰落能力强
5、系统设计实用性好、可靠性高
三、系统传输结构
根据系统传输结构特点,可以分为以下4类:点对点应用,点对多点应用、多点对多点应用和多点接力
1、点对点:使用一套无线数字图像传输系统,同一个前端发射系统和一个接收系统组成,这种应用最为广泛,大部分使用都是采用该结构
2、点对多点
点对多点应用一般有两种方式:
一发多收,即一点发多点收
其实这种方式为点对点应用的延伸。一个发射前端只占有一个传输通道,接收系统由多个频段接收机组成。
多发一收
采用这种结构,必须采用频分方式,由多个不同频点的发射机组成前端发射系统,而接收系统内里必须能接收到不同频段发射机传回来的信号。
3、多点对多点
多点对多点,指的是由多个不同频点的发射前端和接收系统组成的应 用网络,系统比较复杂,成本较高,一个中等以上的城市采用多点对多点的网络结构,可以将多个部门的图像共享,传输多路图像。
4、多点接力
多点接力,指的是同多个不同频点的发射前端和接收系统组成的应用网络。
适合军队、边防武警等部队训练和实战中的机动灵活特点,将前方的图像传输到指定后方接收地。
四、系统工作方式
根据系统工作方式则可以分为下列几种方式应用:人到车,车到车,车到指挥中心,人到车到转信台到指挥中心,舰船、飞机到指挥中心和全城联网覆盖(移动基站覆盖方式)
1、人到车应用
一般的,在某些部门使用无线数字图像传输系统,由工作人员携带前端设备,如军队的侦察人员、消防部门的消防和搜救队员以及公安部门的刑侦队员等,工作人员采用专用背架背负发射前端设备,将信号从各种现场(建筑物内,街道,广场,战场等)传到后方的指挥车或者直接传到指挥中心,这种应用方式主要是受到发射机功率的限制,因为人员携带设备在功耗和功率上都必须降低要求,对发射机的供电和天线的长度以及设备的体积和重量都要综合考虑,因此,传输距离较短。
背负式发射前端到指挥车
2、车到车应用
车到车方式,一般在军队和公安等部门使用比较广泛,由于发射前端安装在机动车上,从而能够保证有正常的供电系统,可以在机动车上合用大功率发射机,从而提高传输距离,在地市环境同一路面,有阻挡的情况下,最小传输距离可以达到2公里,最大传输距离可以达到4公里,在城市环境同一路面,无阻挡情况下,车到车之间的最小传输距离可以过到5公里,最大传输距离可以达到7公里。
车载接收系统可以使用带升降杆和高增益全向天线结合的方式,接收天线的高度越高,传输距离越远,因此,车载接收系统使用车载天线也要尽可能的使用高增益天线,并尽可能使用大型车辆及升挂设备。
3、车到指挥中心应用
车到指挥中心,一般指的是发射前端安装在机动车上,而接收系统安装在指挥中心,这和车到车方式类似,但由于接收系统安装在指挥中心,也就有条件安装在比较高的位置上,这样,其覆盖范围大大提高。如果安装接收天线的高度达到100M,则在有楼群阻挡的情况下,无线数字图像实时传输系统能够传输5-10公里,最远传输距离可以达到20公里。如果高度达到200米,则可以在有阻挡的情况下可以传输20公里,而在无阻 挡的情况下,一般有效距离为50公里以上(视距传输),如果传输环境理想,最大可以传输100公里远。车到指挥中心这种工作方式,适合在大、中型城市使用,也可以作为一种中继方式使用,适合公安、消防、人防、军队和城市管理指挥车等应用。
4、人到车、车到转信台、转信到指挥中心应用
人到车、车到转信台、转信到指挥中心方式,一般在军队、公安、城市管理、人防等部门使用比较广泛,工作人员携带前端设备,将信号从各种现场(建筑物内,街道,广场,战场)传到机动指挥车,利用机动车上较大功率发射机,向处安装条件更高的位置上的基地转信台传送信号,并由基地转信台将信号发送到指挥中心,从而极大的提高传输距离。
5、舰船、飞机到指挥中心应用
舰船、飞机到指挥中心和车到指挥中心类似,一般发射前端安装在舰船或飞机上,而接收系统安装在指挥中心。和车到指挥中心相比,飞机离地面较高,舰船水面空间较开阔,所以其传输环境建筑物遮挡相对较轻,同时飞机和舰船移动方向相对来说比较容易定位。所以结合定向高增益全向天线,其覆盖范围大大提高。
6、全城联网覆盖应用(移动基站覆盖方式)
全城联网覆盖是采用以上介绍的点对点、点对多点和多点对多点组网方式,构造各个基站,然后结合COFDM(或微波)中继、卫星中继、光纤和网络中继,以及差频中继,将各个基站连接到中心站,从而构造覆盖整个大城市、特大城市的无线移动视频监控。
第四篇:通信工程中有线传输技术的应用及改进
通信工程中有线传输技术的应用及改进
摘要:在我国快速发展的过程中,我国的科技在飞速的发展,背后支持的通信网络技术起到了至关重要的作用,为了进一步满足用户日益增长的需求,在通信行业稳固其竞争地位,运营商开始投入到通信工程技术的研发中,尤其是以光电信号的形式进行的有线传输技术的开发和改进方面,本文主要对有线传输技术进行了分析,并且进行了一定改进,通过改善的创新技术,相信通信业务的连接和传输方面会得到很大的改善,信息传输服务质量进一步提升。
关键词:通信工程;有线传输技术;改进
引言
有线传输技术作为通信工程的运行依据,极大的提升了通信工程的数据传输速率,并增强了数据转换的可靠性,这也为我国通信工程服务质量提升提供了保障,而在信息化建设迅速发展的过程中,传统的通信工程中有线传输技术已经无法满足人们的信息传输需求,为更好的推动我国通信工程事业进步发展,对通信工程中有线传输技术改进措施做出分析十分必要。
1通信工程发展历史概述
在上个世纪九十年代,麦克斯和法拉第提出了电磁波理论,在这一理论基础上,指明了人们可以利用短波长实现宽频带的发展方向,这为通信工程发展提供了保障。而为了能够寻找出最佳的信息通信媒介,科学家们对此做出了深入的探索,如有的科学家曾以大气中的光作为信息传媒,但由于气象条件使得光的传输能力逐渐衰弱,因此并未取得理想的试验效果。随后又有科学家提出使用玻璃纤维管作为信息传播媒介,但由于衰减值不符合要求,试验最终也没有取得成功。直到1996年有科学研究发现,只要将玻璃纤维中的杂质去除,就可以减少衰减值,这使得通信工程发展看见了希望的曙光,随后在1970年有科学家研发出了单模光纤,并在此之后发明了多模光纤,这使得通信发展传输系统的容量不断增大。而到了二十世纪九十年代中期,PDH设备的引进,实现了传输点与点之间的连接,并将传输速率提升到140Mbit/s,而随后SHD的出现,建立在光路基础之上的传输已经成为通信网络的主体,而ASON的出现,则使得人们真正的走入到了网络通信时代,而在未来随着信息的发展成熟,通信工程势必还会得到更好的发展。
2通信工程中有线传输技术的应用
2.1同轴电缆传输技术的应用
同轴电缆出现较早,在通信工程的最初发展阶段,应用十分广泛。利用同轴的铜管与铜网来包裹铜线而形成的同轴电缆,主要有两种类型,分别是基带同轴电缆和宽带同轴电缆,其中基带同轴电缆只用于数字传输。总结同轴电缆的应用效果不难发现,这种有线传输形式的带宽范围较大,且具有良好的抗干扰能力,在实际应用过程中,同轴电缆通过降低外来信号的干扰,能够让自身的频带宽度得到相应提升。但同轴电缆的安装与维修都较为困难,在安装过程中,要求总线的两端必须装有能够与之匹配的终端电阻。加之同轴电缆的价格偏高,导致这种有线传输技术逐渐被通信工程所淘汰。
2.2光纤有线传输技术的应用
光纤传输技术是现代科技的产物,在当前通信工程中的应用最为广泛。光纤有单模光纤和多模光纤两种类型,其中,多模光纤的应用能够在更大程度上提升通信传输效率,相比于普通的有线传输方式,光纤的损耗率更低,约为0.2dB/km,且中继光放大器的间距可超过100km;光纤的原材料是SiO2,其具备极强的抗电磁干扰能力、抗腐蚀能力与较高的绝缘性。在实际应用中,光纤有线传输技术被广泛应用于电视网、跨海网络等通信工程当中,应用价值十分显著。在多种有线传输技术当中,光纤传输技术的发展潜力更大,经过长时间的研究与发展,SDH技术逐渐被应用到通信工程当中,相比于一般光线技术,这种技术更加严密,应用更加灵活,网络传输与处理功能、运行能力与网络维护效果更好,极大弥补了传统光纤有线传输技术的不足。
2.3双绞线电缆传输技术的应用
双绞线电缆属于一种介质材料,可用于传输数字信号与模拟信号。双绞线的传输距离有限,最大仅100m,外层由金属材料包裹,有利于减少辐射,提高信息传输安全性,另外,双绞线还具有较高的传输效率。但若采用屏蔽双绞线,不仅价格高,且安装也较为困难,必须使用特定的连接器,而非屏蔽双绞线仅适合综合布线系统。
3通信工程中有线传输技术的改进
3.1光纤通信传输技术
光纤通信传输技术在有线传输中的应用优势突出,其信号传递效率高、质量可靠、能够适应多种环境,而且传输的能力目前来看是最强的。现有的光纤通信传输技术广泛应用于军事、工业、商业、民用等诸多方面,了解其状况并设法改进十分必要。光纤通信诸多优势的基础的光信号传播的高速度,其主要不足则是容易受到干扰,相关改进也在此基础上进行。一般来说,当光信号在有形信道中传播时,不必过于担心信道外的破坏,但如果信道内部出现断裂、扭曲等情况,会导致信号传输的中断,后续工作中应加以重视。在进行光纤线路铺设时,严格给出施工标准,并在现场设定监督人员,要求施工规范,使光纤线路不存在扭曲情况。用料方面,所选材料应具备较好的物理性能,如果在户外工作,还需保证抗风沙能力等。做好上述工作是保持光纤通信传输技术能够有效发挥作用的基础。此外还应进一步提升线路防屏蔽、抗干扰的能力可在线路外层额外增加保护,改进其防屏蔽、抗干扰能力,从而稳步改进光纤通信传输技术。
3.2相干光通信技术
光发送端可以为相干光技术提供光源,有助于保证相干光通信技术的频率、相位的稳定,这是相干光通信技术的主要优点,在最新的研究中,人员尝试通过SK等技术进行调制,并将光混频器与光耦合器应用于光接收端,发先混频传输在相干光通信技术条件下也有了实践的空间,只需在接收端加设信号放大器和提纯器即可。具体而言,首先将需要传输的光信号通过光混频器进行有序的混合,使不同频段的信号同一信道内能够实现同步传输,接收端的光耦合器对信号做出反应,放大器则将混合信号进行放大,使其便于识别和捕捉,最后利用提纯器对不同频率的信号进行分离,逐一提取。相干光通信技术的合理使用,将会增强光纤通信发展中信号传输量的合理性,使有限信道发挥更大的通信价值,为光接收器灵敏度的提高带来了重要的保障,其技术的核心是光耦合器对信号的灵敏反映,也是后续工作研究的重点内容。
3.3波分?陀眉际?
波分复用技术能够提升传输的效率,这是其得到广泛应用的根本原因。简言之,如果需要进行两个以上不同信号的传播,传统模式下,人员需要两根以上光纤,或者先后发送各个信号,这导致了工作效率的降低,而在波分复用技术条件下,不同波长的光波能够在技术的支持下实现在一根光纤中的正常传输,扩大光纤通信信道容量。实际工作中,各种信号可以通过光发送端转换器的作用下,转换为符合要求的不同波长的光波,并在性能可靠的合波器的作用下将所有的光波汇聚为一条光波,进而在一根光线中完成正常传输,接收端通过滤波器、分离器等对接收的信号统一进行加工,完成分离和提纯。
结语
综合全文,对通信工程概念,以及几种常见的有有线传输技术类型、应用要点与优势有更为全面的认识。有线传输技术在未来发展中,应秉持兼容、先进等原则,不断与他类通信技术相整合,构建整体化且覆盖数个领域的一类传输技术,为社会经济发展与人类生产生活做出更大贡献。当然,上述目标的实现是一个极为漫长的过程,需要相关人员的不断探索与尝试。
(作者身份证号码:1.***01X;2.***433”)
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
用论文
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摘要:
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:
[1]李德仁,空间信息技术与农业发展[J].大自然探索,(25):11126—11128 [2]张前勇,基于“3S”技术的精准农业[J].安徽农业科学,2006,34(16):4170—4171 [3] 程一松,胡春胜.高光谱遥感在精准农业中的应用.农业系统科学与综合研究.2001,17(3):193-195 [5]刘金铜,陈谋询,蔡虹等.我国精准农业的概念内涵及理论体系的初步构建.农业系统科学与综合研究,2001,17(3):180-182