关于EDFA在光纤有线电视系统中的应用

第一篇：关于EDFA在光纤有线电视系统中的应用

Easy-Link杭州易联电子 关于ＰＤＦＡ在光纤有线电视系统中的应用

胡小波 葛逢春 郑鸿章

摘要：由于PDFA在1300nm波长窗口优良的放大性能，工程实用型的ＰＤＦＡ的出现，相对与1550nm的光纤ＣＡＴＶ系统，以其优异的性能价格比对我国当前大量铺设的1310nm的ＣＡＴＶ统的兴建、低成本改造与系统升级有着重大的实际意义。本文介绍了工程实用型PDFA的性能参数、应用ＰＤＦＡ后的ＨＦＣ系统的组网方式、应用ＰＤＦＡ后的1310nm波长ＣＡＴＶ系统与1550nm波长ＣＡＴＶ系统的比较。

关键词：ＰＤＦＡ，ＨＦＣ，ＣＡＴＶ

我国是有线电视大国。有线电视入网用户迄今已近九千万户。而由于国家CATV光纤干线网的建成，全国统一的光纤ＣＡＴＶ网络的实现指日可待，也使光纤局域网的建设迫在眉睫，可以肯定，今后几年会掀起一个光纤有线电视建设与改造的高潮，而工程实用型PDFA的出现将以其优异的性能价格比使现有的光纤ＣＡＴＶ网络建设的格局发生根本性的改变。本文将介绍ＰＤＦＡ的原理、性能参数、应用ＰＤＦＡ后的ＨＦＣ系统的组网方式、应用PDFA后的1310nm波长ＣＡＴＶ系统较1550nm波长ＣＡＴＶ系统在性能价格比上的优势。

一、镨光纤放大器（PDFA）的原理与技术性能参数

掺镨光纤放大器（ＰＤＦＡ）是工作于1300nm波长窗口的，以掺镨光纤作为增益介质，以1017nm附近波长的激光器作为泵浦光源的一种光纤放大器。ＰＤＦＡ的性能主要决定于掺镨光纤、泵浦光源的性能及ＰＤＦＡ的光路设计。

本公司的O-Band工程化实用型ＰＤＦＡ是采用高可靠性半导体泵浦源与高效率的PDF设计技术，并对ＰＤＦＡ光路结构进行优化设计而制造的整机，其功率可高达17dBm以上，工作带宽为1290nm至1320nm，非常低的模拟失真，可广泛适用于1310nm ＣＡＴＶ系统，数字光通信系统，DWDM系统，及光器件性能的测试。

二、应用ＰＤＦＡ的光纤ＣＡＴＶ系统组网方式

光纤通信技术的发展给有线电视网络带来革命性的变化，光纤对信号格式、信号速率传输透明的特性、极大的带宽使在光纤有线网络上传输所有的业务（数据通信、语音、视频等）信号成为可能。光纤有线电视网的宽带资源和网络物理结构为建设三网合一的新型多媒体互联网络提供了良好的物理基础。

一个完整的有线电视互联网络由信息源系统、骨干网系统、接入网系统、用户端系统组成。信息源系统包括所有提供给网络的视音频信息，Internet信息和高速数据广播信息及将这些信息发送到有线电视互联网络上的一切前端设备。信息源一般要位于省（或国家）网络总前端。骨干网系统指的是由国家--省（市）--市（地）--县的光纤有线电视传输网。为环形自愈结构，以利于网络的高稳定性和高可靠性。采用同步数字体系ＳＤＨ或密集波分复用ＤＷＤＭ系统作为传输信号的技术手段，采用的网络传输协议为地址：杭州市登云路639号杭州电子市场(文化商城)二楼2D217号(杭州易联电子商行)邮编：310011 电话：0571-89902217(传真)手机：***邮箱：y-sw@163.com网址：www.xiexiebang.comR、CSO、CTB是在进行有线电视系统设计时首先要考虑的最重要的三个参数。计算方法如下：

CNR=CNR额(44)+10LG(N额/N实)(dB)

CNR额是查表所得的载噪比，N实是实际工作的频道数。

CTB实=CTB额(-55)+20LG(N额/N实)(dB)

CSO=CSO额(-55)+10lG(N额/N实)(dB)

其中CNR的指标可以通过提高光功率，提高设备的设计指标，使其在光缆部分中的比例减小，来满足电缆分配系统的要求。但是CSO和CTB的指标完全取决于设备，一般发射机CSO和CTB的设计指标在满信道时为-65dB，在“光-电-光”转换模式下各级光网络中均被占去约20%和30%，那么在二级光网络后留给电缆分配系统中的比例仅为非作50%和30%，根据CTB＝CTB(单台指标)＋201gN(N是放大器的串联级数)，如果采用较为理想的功率倍增式放大器，按单台CTB为-74dB计算得出电缆分配系统经不起3级放大。

因为有线电视系统的性能要求，和“光--电--光” 转换方式本身对传输信号格式、速率的不透明限制了将来的数据通信、语音、视频业务的融合，决定了这种方式在“县-乡镇-村”的联网中不应当存在。

因此最佳的解决方案是利用光纤放大器。利用光放大器直接光信号放大，对于CSO和CTB指标几乎没有影响，只是CNR指标有所劣化，但只要考虑将放大器的输入光功率Pin设计大一些（如Pin>3.5dBm），就可将劣化值控制在1dB以内。

2．应用ＰＤＦＡ后的1310nm与1550nm波长系统的性能价格比较

适合于有线电视系统传输的有1310nm和1550nm光波两个窗口，目前在我国已敷设的有线电视光纤网90％以上都工作在1310nm波段这一窗口。现在运行的“县--乡（镇）”光纤ＣＡＴＶ网要改造成“县--乡--村”光纤ＣＡＴＶ网，在工程实用型ＰＤＦＡ没有出现之前，要进行远距离传输，只能采用全部更换成1550nm系统。但是ＰＤＦＡ使1310nm波长光纤ＣＡＴＶ系统取代1550nm波长光纤ＣＡＴＶ系统具有更优的性价比。

首先，1310nm波长的模拟调制的光信号传输的距离比1550nm波长更远。这是由1550nm波长光在G.652光纤中的色散效应决定的。单模光信号在光纤中传播时，由于其频率不可能是严格的单一频率，其光信号有一定的谱宽，而不同频率的光在光纤中折射率不同造成传播速度略有差别，使光信号的谱宽展宽称之为色散。当调制波形是模拟信号时，则检波后电平随信号频率的增高而降低，表现为非线性失真，使基波的谐波分量增加，ＣＡＴＶ信号在光纤网中传输造成CSO和CTB指标的劣化，从而引起系统性能劣化。1550nm模拟系统由于存在着色散特性制约了其传输距离即使是在加EDFA中继后，也不能超过150公里（虽然其损耗为0.25dB/Km,较1310nm光少0.1dB）。而1310nm波段为G.652的零色散窗口，有实验证明，加ＰＤＦＡ进行中继后，1310nm模拟系统的传输距离可以轻易的达到210公里以上，整个系统的CNR、CSO、CTB指标相比1550nm系统无任何的逊色。

其次，应用ＰＤＦＡ的1310nm系统价格较应用ＥＤＦＡ的1550nm系统远为便宜，特别是在对原有1310nm系统改造时更是如此。对我国一些经济欠发达的中西部地区这一点显的尤为重要。目前1550nm设备昂贵，一台10mW的1550nm光发射机的价格为人民币20万左右，而传输同等距离的1310nm光发射机需要14mW的输出功率，其价格大约为5万人民币；一台17dBm的ＥＤＦＡ价格进口机在人民币16万左右，国产在14万左右。而一台17dBm的ＰＤＦＡ的价格在人民币18万左右。这样，按上述主要设备来考虑：在新建系统时，1550nm系统比1310nm系统造价要高人民币13万左右；而在原有的1310nm系统基础上进行改造，1550nm系统比1310nm系统造价要高18万

左右，这还没有考虑用1550nm系统整个更换1310系统的工程量远远超出1310nm系统基础上直接改造的工程量。尤其在规模中等的改造工程中使用带ＰＤＦＡ的1310nm系统性价比更高，更为经济科学。

四．结语

工程实用型ＰＤＦＡ的出现，由于其优异的性能价格比，给原有1310nm系统的改造和新建1310nm ＨＦＣ系统提供了一条简捷的、投资少、见效快的途径。使带ＰＤＦＡ的1310nm系统取代1550nm系统成为今后“县--乡--村”ＨＦＣ网络建设的首选方案。对我国特别是相对落后的中西部地区有线电视事业的发展将会起到巨大的推动作用。

第二篇：光纤有线电视试题

填空题（40分，每空1分）

1．有线电视系统中，干线传输按照传输介质来分有光缆

微波、电缆、微波

三种形式。2．目前光纤通信三个低损耗窗口使用的波长分别为

1.310

um

1.550 um

0.85um。3．HFC网是指 光纤电缆混合网

，各业务采用的主要复用方式是

频分复用。4．行业标准GY/T121-95规定：系统输出口电平为

60-80

dBuV;相邻频道间电平差不大于3 dB任意频道间电平差不大于

dB；;载噪比要求

大于43 ；载波复合三次差拍比要求大于54。5.一般来说，环境温度改变1℃，同轴电缆的衰减量改变

0.2%

。6． 同轴电缆的衰减量与频率的平方根

成正比。

7．某放大器工作增益为30dB，输出与输入相比功率提高了

1000

倍。

8．光缆是由

光纤 护套

导电线芯

和

加强筋

等组成。按成缆方式可分为 层胶式

骨干式 中心束管式

叠带式 单位式

等。

9．光纤的损耗包括

吸收损耗

和

散射损耗，它与所传输的光波长有关，1.31um 光波长损耗为

0.35db 1.55um光波长损耗为

0.2db

。10． 光纤的色散包括

模式色散

材料色散

结构色散

11．产生激光的三个条件

实现粒子数反转

满足阈值条件

满足谐振条件

12．有线电视骨干网的拓扑结构主要有

星形

环形

两种形式。分配网的拓扑结构一般有

星形

树形

星树结合 三种形式。

二 选择题（30分，每空1.5分，错选、漏选不得分）

1．均衡器对低频衰减比对高频衰减

A

；它与电缆的衰减特性D。A、大

B、小

C、相同

D、相反

2．匹配不好是指系统的连接部位

D、阻抗匹配不好。

A、电压匹配

B、功率匹配

C、器件物理接口匹配

D、阻抗匹配 3．双工滤波器的作用是将高、低频信号

既混合又分离。

A、混合B、分离

C、既混合又分离

D、既不混合又不分离 4．在测量载噪比时，随着测量带宽的增加，载噪比将

变小

。A、变小

B、变大

C、不变

D、说不准

5．光纤由内外两层光导材料构成，内层折射率

大于

外层折射率。A、大于

B、小于

C、等于

D、无关系

6．单模光纤与多模光纤相比，由于

没有模式色散

，适用于大容量远距离传输。A、损耗小

B、没有模式色散

C、色散小

D、只允许单一波长光束传输 7．光纤有线电视系统中，根据高频副载波预调制方式，可分为：

A、AM-IM、FM-IM和PCM-IM三种

B、直接调制和内调制

C、内调制和外调制 D、直接调制和外调制

8．光纤有线电视系统中产生组合二次失真的因素有

A,B。

A、光纤色散

B、直接调制产生的啁啾效应

C、光纤弯曲半径过小

D、光纤接续损耗大

9．产生1550nm光波长的光发射机包括。

A、DFB直接调制光发射机

B、YAG外调制光发射机

C、DFB外调制光发射机 10．可以直接测量光纤距离的仪器是。

A、光源

B、光功率计

C、OTDR

D、光谱分析仪 11．EDFA应用的工作波长是。

A、0.85um

B、1.31um

C、1.4um

D、1.55um 12．零色散波长在1.55um附近的光纤是。

A、G．652普通光纤

B、G.653色散位移光纤

C、单模光纤

D、多模光纤 13．接收灵敏度较高的光接收机是

光系统接收机。

A、调幅

B、调频

C、1310nm

D、1550nm 14．有线电视系统中，传输的数字电视信号调制方式通常采用

。A、QAM

B、QPSK

C、FSK

D、CDMA 15．有线电视数字化以后，省级干线一般采用

传输。HFC

B、SDH

C、ATM

D、IP 16．对于CableModem上网采用的调制方式通常为下行

B、64QAM

方式，上行D、QPSK

方式。

A、16QAM

B、64QAM

C、256QAM

D、QPSK 17．光纤有线电视系统采用的复用方式有

ABCD。

A、频分复用

B、波分复用

C、时分复用

D、空分复用

18．在数字广播电视系统选用的编解码设备一般采用

标准。A、MPEG-1

B、MPEG-2

C、JPEG

D、MPEG-4 19．数字电视系统中调制效率最高的方式是

。A、QPSK

B、16QAM

C、64QAM

D、256QAM 20．在有线电视系统中属于非线性失真指标的是

。A、C/N

B、平坦度

C、A/V

D、CTB和CSO

三、判断题（10分，每题1分）（只需判断每道题的正误）

1．温度补偿器是放大器中改善频响的器件，它与电缆的温度特性相反。

（T）2．为防止上行通道的噪声汇聚，我们常在未开通双向的支路加装低通滤波器。

（F）3．光的强度调制方式，根据其原理不同，可分为直接调制、内调制和外调制三种。（T）4．光系统有源设备主要包括光发射机、光接收机和光分路器。

（F）5．光的放大有直接放大和间接放大两类，EDFA属于直接放大，PDFA属于间接放大。（F）6．PDFA和EDFA的高增益工作波长均为1550nm。

（F）7．由于受SBS阈值的限制，使1.31um系统入射光功率最大不超过17dBm。

（F）8．光放大器输出的光功率随着输入光功率的增加而增大。

（F）9．我们常用的数字电视编码是PCM编码，主要分为取样、置化、编码三个步骤。

（T）10．OTDR只能用来测量光纤的距离，光功率计只能测量光功率。

（F）

四、计算题（15分）

某有线电视系统中一台1.31um 光发射机共给4台接收机，各路光缆长度L1=5km，L2=12km，L3=10km，L4=8km，计算各支路的链路损耗。注：在计算时每个活接头的损耗按0.5dB计算（5分）光链路L1： 0.4*5 + 2*0.5 = 3 dBm

光链路L2： 0.4*12 + 2*0.5=5.8dBm

光链路L3： 0.4*10 + 2*0.5= 5 dBm 光链路L4： 0.4*8 + 2*0.5= 4.2dBm 2．设系统输出口载噪比指标为43dB，将系统载噪比指标分给前端40%，干线50%，用户分配系统10%。求它们各部分应满足的指标。（5分）（写出表达式即可）前端

（C/N）1= 43-10lg(40%)干线

（C/N）2= 43-10lg(50%)分配

（C/N）3= 43-10lg(10%)2

第三篇：关于光纤通讯在电力系统中的应用

光纤通讯技术在电力系统中的应用

【摘 要】随着经济的不断发展，各行各业对电力的需求越来越大，要求电力系统不断应用新材料、新技术，提高服务质量。光纤通信具有电绝缘性能高、抗干扰能力强、容量大、传输质量高等优点，提高了电力通信能力，成为电力系统的重要技术和信息的主要运输方式。

【关键词】光纤通讯技术；电力系统；应用

电力通信承载着数据、语音、宽带、IP 等常规业务，是电力系统重要而关键的组成部分。电力通信的安全保障与工作效率的提升对整个电信系统的高效、安全运行起着重要的作用。在电力系统中应用光纤通信技术，就可以实现系统的高效、安全和稳定运行。而且，随着光纤通信技术的不断进步，能够促进电信通信行业的快速发展。

1光纤通讯技术

光纤通讯技术是光导纤维通讯技术的简称，就是利用光导纤维传输信号、实现信息传递的一种通信方式。光纤由纤芯、包层和涂层组成，内芯非常细，包层对纤芯起保护作用，涂层的作用就是增加光纤的韧性，达到保护光纤的目的。光纤通讯传输的介质是光纤，在电力信息传输过程中，系统中所采用的光纤不是单独的一根，而是由许多单根光纤组合在一起，完成信息的传递。从技术上分析，光纤通讯技术主要包括以下几个过程：

（1）发射信号。就是使用特定波长的激光器并采用密集波分复用技术发射信号的过程。在这个过程中，要求有足够大的带宽，能够保证光源输出波长的相对稳定，从而避免了浪费，降低了运行成本。

（2）合波。在信号传输之前，使用波分复用器对信号进行结合，这一过程主要包括输入波导过程、耦合波导过程、阵列波导过程以及最后的输出波导过程。

（3）放大信号。就是应用专用设备对信号进行放大。通过放大的信号，便于传输，便于接收，有利于整个光纤传输系统灵活、高效和稳定运行。

（4）分离有效信号。就是按照有效原则，对原来合成一组的光信号进行精确分离的过程。经过分离后的信号，分别与相对应的耦合器进行耦合。

（5）接受有效信号。有效信号经过解复用过程，再经过滤波器，然后传送到接收器中，完成一级传输，并根据实际情况进行下一级传输。

2光纤通讯技术用于电力系统的优点

相对于其他材料和技术，光纤用于电力系统的通信有明显的技术优势：

（1）通信容量大。相对于电缆或铜线，光纤有较大的传输带宽，光纤通信的容量要比微波通信大几十倍，光纤的传输带宽比铜线或电缆大得多。电力系统的信息传输具有单个信息量小、总数据量大的特点，而且对信息传输的准确性要求较高。采用光纤通讯技术可以实现每一路信号都由特定的波长进行传送，大大提升了传输的准确性。光纤通信具有的这种容量大和传输距离远等优势是其它传输介质所不能企及的。

（2）损耗低，中继距离长。在电力通信系统应用中，应用的光纤通常为石英光纤。石英光纤的传输损耗小，比其它任何传输介质的损耗都低。从中继距离来比较，由石英光纤组成的光纤通信系统比其他介质构成的系统要长得多。

（3）保密性能好，抗电磁干扰能力强。石英制成的光纤不易被腐蚀，绝缘性好，对电磁干扰有较强的免疫力，也不受其他人为释放的电磁的干扰。在实际应用中，光纤往往与高压输电线路平行架设，与电力导体进行复合构成复合光缆，石英光纤能够避免线路之间的干扰，能够实现信号的保真。同时，石英是一种绝缘介质，交变电磁波在石英光纤中既不会产生感生波动电压，也不会产生与传输信号无关的其他噪声。

（4）光纤直径纤细、质地柔软。光纤的芯径极细，由多芯光纤组成的光缆直径小，采用这种光纤作为传输信道，占用空间小，解决了地下传输管道难于铺设的问题，节约了施工成本。而且，光纤重量轻，柔韧性好，在飞机、火箭、人造卫星和宇宙飞船等特殊领域有着广泛的应用。

（5）保密性能好。信息是共享的，但同时也是需要保密的。这不仅仅是电力通信的需要，更是个人信息安全保证的需要。采用光纤通讯技术，能够保证每一组信号都用专有的频率和波段进行传送，有较好的保密效果。

（6）原材料资源丰富。用于生产光纤的原材料资源比较丰富，生产成本低，而且光纤具有温度稳定性好、寿命长等特点，因此，成为各个行业、各个系统广泛应用的优质材料。

3电力通信系统中常用光纤的特点和应用

在电力通信系统中，最常用的光纤有光纤复合地线、光纤复合相线和自承式光缆等。

（1）光纤复合地线。含有一定光纤单元的地线称作光纤复合地线。这种光纤单元具有地线的作用，可以防止输电线路发生雷击现象，使用起来安全可靠。而且还具有光纤的优点，能够利用地线中的光纤传输信息，在使用过程中不需要特别的维护，比较适用旧电路的改造和新线路的建设。

（2）光纤复合地线。光纤复合地线就是将光纤单元复合在输电线路的一种电力光缆，有效解决了架空线路的受限问题，充分利用了电力系统的线路资源，节约了电能和资源。

（3）自承式光缆。自承式光缆分为金属自承式和全介质自承式两种。金属自承式光缆结构简单、生产成本低，在实际应用中不需要考虑热容量和短路电流等因素。全介质自承式光缆直径小、质量轻，绝缘性能强，具有稳定的光学性能，特别是在事故状态下能够减少停电造成的损失。

4光纤通讯技术在电力系统应用中的发展前景

电力系统光纤通信网已经成为我国规模较大、发展较为完善的专用通信网，光纤通信在保障着电力系统安全、稳定运行，满足人民生产和生活方面起到了积极作用，受到了人们的普遍欢迎。总体而言，光纤通讯技术在电力系统中的应用越来越广泛，并朝着超高速、超大容量、超长距离传输的方向发展，提高了光纤传输的承载能力和系统的处理速度。

（1）新型光纤的使用。随着经济和社会的不断发展，传统的单模光纤已经不能满足长距离、高质量的信号传输了，迫切需要研发功能强、质量高、安全性能好的新型光纤。当前，随着干线网、城域网的建设和发展，两种新型光纤得到了广泛认可：①非零色散光纤，它是一种经过改进的色散位移光纤，综合了标准光纤和色散位移光纤最好的传输特性，是新一代光纤通信系统的最佳传输介质。②无水吸收峰光纤。这两种光纤都能实现低损耗、低色散传输，传输容量能够实现几百倍、几千倍甚至上万倍的增长，可以带来巨大的经济效益。

（2）光复用技术。光复用技术是光纤通信技术应用中最活跃的一个领域，它的技术应用和技术进步极大地推动了光纤通信事业的发展。为进一步提高光纤的利用率，人们采用了各种光的复用方法，其中最重要的是波分复用、频分复用和码分复用技术。①波分复用技术。波分复用技术就是在一根光纤上同时传送多个不同波长的光载波，提高了光纤的传输能力，有较强的方便性和灵活性。同时，还可以利用不同波长沿不同方向传输来实现单根光纤的双向传输。②频分复用技术。当相邻两峰值波长间隔小于 1nm 时，称为光频分复用系统。它的光载波间隔非常密，一般用于大容量高速通信系统或分配式网络系统。传统的频分复用系统器件如合波器、分波器等技术已很难对光载波进行区分，要求用分辨力更高的技术来选取各个光载波。目前，采用的主要有可调谐的光滤波器和相干光通信技术等。③光码分复用技术。光码分复用技术通过直接光编码和光解码，实现光信道的复用和信号交换。这种技术较好地解决移动通信中抗多径衰落、抗干扰问题，提高了网络的容量，改善了系统性能，增强了系统的保密性和网络的灵活性。

（3）光联网的应用与发展。光联网有效改善了传统联网中存在的不足和弊端，不仅实现了超大容量的光网络，增加了网络的范围和节点数，而且还增强了网络的透明度，使不同系统、不同信号得到了有效的连接，网络的灵活性大大增强。另一方面，光联网还实现了网络的快速恢复。在发生故障时，因为恢复时间非常短，对电力系统的正常运行不会造成太大的影响，也不会造成太大的损失，降低了建网、运行和维护成本。正是因为光联网有着非常多的优点，适应了电力系统的发展需求，促进电力通信迈上了一个新的发展台阶。（4）光孤子通信。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离、无畸变的通信，在零误码的情况下完成信息传递。光孤子是一种特殊的超短光脉冲，非线性效应和群速度色散相应平衡，即使经过长距离传输后，波形和速度都能够保持不变，完全摆脱了光纤色散对通信容量和传输速度的限制，被认为是最有发展前途的传输方式之一。

（5）全光网络。全光网络是指信号在网络传输和交换过程中始终以光的形式存在。传统的光网络虽然也实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍然采用一些电器件，限制了通信网干线总容量的进一步提高。全光网络系统的传输是以光节点代替电节点，节点之间都是全光化，所有的信息都是以光的形式进行传输与交换的，提高了网络资源的利用率。

（6）光放大技术和光交换技术。光放大器的成功开发及其产业化是光纤通信技术的一项重要成果，大大地促进了光孤子通信、全光网络和光复用技术的发展。采用光交换技术可以克服电子交换有关容量方面的瓶颈问题，能够实现协议透明性和网络的高速率，提高网络的而且能够节省大量的建网和网络升级成本。

5结 论

光纤通信技术已涉及到电力、交通、广播电视、计算机、军事等各个领域，为各行各业的发展提供了良好的技术基础和发展机遇。而电力信息又是各个系统的基础所在，只有确保电力信息传输的安全，才能发挥光纤通讯技术的独特优势，才能保证各行业、各系统、各领域的高效运行，提高电力通信的质量和能力，从而促进经济的发展。

参考文献

[1]宋维新.光纤通信技术在电力系统中的应用[J].科技传播.2012（24）.[2]杨春华.论光纤通信技术在电力系统中的应用[J].数字技术与 应用.2010（12）.[3]姜 喻.电力通信中光纤通信技术的应用与影响[J].中国新技术新产品.2012（20）.[4]刘生成.论光纤通信技术的特点及应用 [J].中小企业管理与科技.2012（03）.

第四篇：光纤传感器在船舶行业中的应用

船舶航运业是光纤光栅智能复合材料的—个应用广泛的领域。gcrmtc是一个长期为美国海运业提供真实技术评价的机构，它旨在通过主持资助研究 项口，增强美国造船工业的国际竞争力。在gcrmtc的一份报告中对光纤传感系统在船舶制造和船上监测中的应用作了全面的评价。其中提到；随着船载控制系 统复杂件的不断增加，要求有越来越多精巧的传感器引人整个船舶。对传感器的大量需求使得造船工程师对光纤传感器产生了很大兴趣。

光纤智能复合材料研究内容涉及面十分广泛，涉及到复合材料成形工业和复合材料力学、光纤传感器技术、先进信号处理技术、现代控制理论以及电子技 术等领域。尽管近年来光纤智能复合材料研究得到了迅速发展，但当前仍需要解决一些问题，如埋入光纤对复合材料力学性能影响的理论研究问题、信号处理技术问 题、力学建模与仿真等研究问题。

同时，先进的复合材料越来越多地被引入船舶的设计和制造，为了获得复合材料结构的强度和成本的优化，必须了解这种结构的完整行为特性。有人用光 纤光栅传感系统对一个按比例缩小的双体船模型进行了测量，记录了甲板和海浪之间的冲击力、结构的动态荷载以及弯曲力矩。在远洋海运中，船体关键位置的动态 应变监测以及超载条件下的及时报警是非常重要的。美国海军研究实验室和挪威海军联合开展埋入传感系统的复合材料船体的研究，其研究目标是给一艘现役玻璃纤 维排雷船安装 100个以上的光纤光栅传感器，并利用适当的解调和处理方法对船体进行静态和动态的测量。

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第五篇：TD-SCDMA技术在有线电视网络中的应用

TD-SCDMA技术在有线电视网络中的应用

摘要我国广电系统的有线电视网HFC(HybridFiber一coaxial)一光纤同轴电缆混合网自20世纪90年代中期建立,到目前已经遍布全国。随着数字电视技术及网络技术的迅速发展及市场需求的逐步提升,建立一个高带宽的双向HFC系统已成为必须。

关键词有线电视网络应用

中图分类号:TN94文献标识码:A

现在广泛使用的TDMA技术,存在着严重的窄带噪声和漏斗噪声,为了避免HFC上行信道中的噪声干扰,TDMA方案仅采用上行频段的高端,这样就浪费掉一大部分频率资源。而采用时分同步码分多址(TD-SCDMA)方案则不失为一种提高系统上行信道的抗干扰能力和传输容量的解决方法。TD一SCDMA的优势

TD-SCDMA是建立在同步码分多址(S-CDMA)基础上的,它通过有线分配网络提供健全和完善的传输。TD-SCDMA技术在脉冲和窄带噪声、线性和非线性信道损坏、速率的适应能力、宽带高容量以及系统的扩展性和安全性方面,较频分多址(FDMA)和时分多址(CTDMA)技术有优势。

对于TD-SCDMA系统而言,非对称数据传输的频谱效率是一个主要挑战。非对称数据业务(如移动因特网)的显著特征在于下行和上行的话务负载明显不同。因此,第二代移动通信(2G)对称成对频带的FDD系统会导致频谱使用率的降低。解决这种问题的方案之一是通过TDD系统,在不成对频带内的上下行之间,采用灵活的转换点。通过这种灵活的的转换点,TDD方式允许完全的频率使用,并适配于平衡和不平衡的话务负载。在TDD模式下,要保证快速移动的用户终端(UE)可靠运行,必须要有一个新的方法来对抗周期性的码道中断,支持时分(TD-MA)传输方案,因此,TD-SCDMA将是FDMA、TDMA和CDMA技术的综合。

TD-SCDMA使用的特殊技术:一个同步CDMA的系统,用软件和帧结构设计来实现严格的上行同步;一个基于智能天线的系统,充分发挥了智能天线的优势,并在未来可能使用SD-MA;基于软件无线电技术,所有基带数字信号处理均用软件实现,而不依赖ASIC;在基带数字信号处理上,联合使用了智能天线和联合检测技术,达到比UTRATDD高一倍的频谱利用率:基于智能天线,使用接力切换技术,和CDMA的软切换相比,简化了用户终端的设计,克服了软切换要长期大量占用网络资源和基站下行容量资源的缺点。

由此可见,TD-SCDMA使用和实现了智能天线为代表的新技术,表现出独特的优势。TD一SCDMA技术在有线电视网络中的应用

有线电视网络的丰富带宽是电信业无法比拟的。但这一巨大的资源却迟迟没有给有线电视网络带来应有的经济效益,其关键原因是:以往的传统技术无法克服有线电视网络内严重的上行汇集噪声,无法在低投入的情况下实现高效的宽带互联业务。而TD-SCDM八技术具有:超强抗噪声能力;不需要对原有的有线电视网络进行大规模改造,仅需开通普通有线电视网络回传功能即可实现宽带互联等特点,能在低投入的情况下建成一个功能强大的广电综合信息网。

(1)系统频率的分配。双向传输采用频率分割方法。根据系统规模的大小、信息、功能的多少等,可分别采用高、中、低三种分割方式。TD-SCDMA技术占用很窄的频带(1.6MHz),大大节约宝贵的频率资源,为其它业务留下广阔的发展空间。下行频段可在550-750MHz内任选1.6MHz,也可根据有线电视网络现有电视频道情况选出模拟电视频道内其中空余的1.6MHz带宽作为下行频道。上行频道可设在5-42MHz内的任意16MHz频道。(2)TD-SCDMA技术有线电视网络系统的基本组成。基于TD-SCDMA技术的有线电视宽带网络数据接入系统包括:网关、主控器、CableModem、管理软件、DHCP(动态主机配置协议)服务器。网关是一个边缘集中器,提供给终端用户访问远程IP骨干网Clntemet等)以及同一电缆网络的CableModem之间的高效通讯。主控器为CableModem与电缆网络之间的连接提供控制、管理和数据传输功能。CableModem位于用户前端,它与主控器在CATV网络上通讯,并且给用户PC机提供了标准的IEEESO2.3以太口。管理软件提供了对系统的管理。动态主机配置协议归HCP)服务器位于网络运行中心或前端(依赖于网络运行)。它为用户PC机提供了动态lP地址管理和配置服务。(3)TD-SCDMA技术与HFC网络的接入。用户终端在接入网络到开始在TD-SCDMA模式下正式传输数据,还必须经历一个初始化过程。TD-SCDMA技术与HFC网络的接入分为上行接入和下行接入,其上行接入过程要解决同步、功率调整、MAC地址分配、传输参数的获取、编码、扩频等任务;其下行接入要考虑用户终端设备(以750MH2的双向有线电视网络为主)的接入方式和要求服务的内容。(4)完成的功。TD-SCDMA技术接入HFC应完成除有线电视节目外,主要传输符合DOCSIS标准的数据信号、准视频点播(N-VOD)信号,兼可提供IP电话、视频会议、远程教育等增值服务的功能以及区别服务的级别。

TD-SCDMA技术圆满地解决了HFC网络上行路径中的干扰和脉冲噪声,解决了HFC网络中双向高速传输数据时和电缆部分的树状拓扑结构造成的上行通道的噪声;且在经济上具有系统设备成本低、投资少的特点,并且能够提供分层次服务。随着TD-SCDMA技术的成熟,在有线电视网络中将有广阔的应用前景。