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（一）普通光纖
普通單模光纖是最常用的一種光纖。隨著光通信系統(tǒng)的發(fā)展，光中繼距離和單一波長信道容量增大，G.652.A光纖的性能還有可能進一步優(yōu)化，表現(xiàn)在1550rim區(qū)的低衰減系數(shù)沒有得到充分的利用和光纖的最低衰減系數(shù)和零色散點不在同一區(qū)域。符合ITUTG.654規(guī)定的截止波長位移單模光纖和符合G.653規(guī)定的色散位移單模光纖實現(xiàn)了這樣的改進。
（二）核心網(wǎng)光纜
我國已在干線(包括國家干線、省內(nèi)干線和區(qū)內(nèi)干線)上全面采用光纜，其中多模光纖已被淘汰，全部采用單模光纖，包括G.652光纖和G.655光纖。G.653光纖雖然在我國曾經(jīng)采用過，但今后不會再發(fā)展。G.654光纖因其不能很大幅度地增加光纖系統(tǒng)容量，它在我國的陸地光纜中沒有使用過。干線光纜中采用分立的光纖，不采用光纖帶。干線光纜主要用于室外，在這些光纜中，曾經(jīng)使用過的緊套層絞式和骨架式結(jié)構(gòu)，目前已停止使用。
（三）接入網(wǎng)光纜
接入網(wǎng)中的光纜距離短，分支多，分插頻繁，為了增加網(wǎng)的容量，通常是增加光纖芯數(shù)。特別是在市內(nèi)管道中，由于管道內(nèi)徑有限，在增加光纖芯數(shù)的同時增加光纜的光纖集裝密度、減小光纜直徑和重量，是很重要的。接入網(wǎng)使用G.652普通單模光纖和G.652.C低水峰單模光纖。低水峰單模光纖適合于密集波分復用，目前在我國已有少量的使用。
（四）室內(nèi)光纜
室內(nèi)光纜往往需要同時用于話音、數(shù)據(jù)和視頻信號的傳輸。并目還可能用于遙測與傳感器。國際電工委員會(IEC)在光纜分類中所指的室內(nèi)光纜，筆者認為至少應包括局內(nèi)光纜和綜合布線用光纜兩大部分。局用光纜布放在中心局或其他電信機房內(nèi)，布放緊密有序和位置相對固定。綜合布線光纜布放在用戶端的室內(nèi)，主要由用戶使用，因此對其易損性應比局用光纜有更嚴格的考慮。
（五）電力線路中的通信光纜
光纖是介電質(zhì)，光纜也可作成全介質(zhì)，完全無金屬。這樣的全介質(zhì)光纜將是電力系統(tǒng)最理想的通信線路。用于電力線桿路敷設的全介質(zhì)光纜有兩種結(jié)構(gòu)：即全介質(zhì)自承式(ADSS)結(jié)構(gòu)和用于架空地線上的纏繞式結(jié)構(gòu)。ADSS光纜因其可以單獨布放，適應范圍廣，在當前我國電力輸電系統(tǒng)改造中得到了廣泛的應用。ADSS光纜在國內(nèi)的近期需求量較大，是目前的一種熱門產(chǎn)品。
二、光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢
對光纖通信而言，超高速度、超大容量和超長距離傳輸一直是人們追求的目標，而全光網(wǎng)絡也是人們不懈追求的夢想。
（一）超大容量、超長距離傳輸技術(shù)波分復用技術(shù)極大地提高了光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量，在未來跨海光傳輸系統(tǒng)中有廣闊的應用前景。近年來波分復用系統(tǒng)發(fā)展迅猛，目前1.6Tbit/的WDM系統(tǒng)已經(jīng)大量商用，同時全光傳輸距離也在大幅擴展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時分復用(OTDM)技術(shù)，與WDM通過增加單根光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù)來提高其傳輸容量不同，OTDM技術(shù)是通過提高單信道速率來提高傳輸容量，其實現(xiàn)的單信道最高速率達640Gbit/s。
僅靠OTDM和WDM來提高光通信系統(tǒng)的容量畢竟有限，可以把多個OTDM信號進行波分復用，從而大幅提高傳輸容量。偏振復用（PDM）技術(shù)可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零（RZ）編碼信號在超高速通信系統(tǒng)中占空較小，降低了對色散管理分布的要求，且RZ編碼方式對光纖的非線性和偏振模色散（PMD）的適應能力較強，因此現(xiàn)在的超大容量WDM/OTDM通信系統(tǒng)基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)基本上都包括在OTDM和WDM通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)中。
（二）光孤子通信。光孤子是一種特殊的ps數(shù)量級的超短光脈沖，由于它在光纖的反常色散區(qū)，群速度色散和非線性效應相互平衡，因而經(jīng)過光纖長距離傳輸后，波形和速度都保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實現(xiàn)長距離無畸變的通信，在零誤碼的情況下信息傳遞可達萬里之遙。
光孤子技術(shù)未來的前景是：在傳輸速度方面采用超長距離的高速通信，時域和頻域的超短脈沖控制技術(shù)以及超短脈沖的產(chǎn)生和應用技術(shù)使現(xiàn)行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上；在增大傳輸距離方面采用重定時、整形、再生技術(shù)和減少ASE，光學濾波使傳輸距離提高到100000km以上；在高性能EDFA方面是獲得低噪聲高輸出EDFA。當然實際的光孤子通信仍然存在許多技術(shù)難題，但目前已取得的突破性進展使人們相信，光孤子通信在超長距離、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系統(tǒng)中，有著光明的發(fā)展前景。
（三）全光網(wǎng)絡。未來的高速通信網(wǎng)將是全光網(wǎng)。全光網(wǎng)是光纖通信技術(shù)發(fā)展的最高階段，也是理想階段。傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡實現(xiàn)了節(jié)點間的全光化，但在網(wǎng)絡結(jié)點處仍采用電器件，限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康倪M一步提高，因此真正的全光網(wǎng)已成為一個非常重要的課題。
全光網(wǎng)絡以光節(jié)點代替電節(jié)點，節(jié)點之間也是全光化，信息始終以光的形式進行傳輸與交換，交換機對用戶信息的處理不再按比特進行，而是根據(jù)其波長來決定路由。
目前，全光網(wǎng)絡的發(fā)展仍處于初期階段，但它已顯示出了良好的發(fā)展前景。從發(fā)展趨勢上看，形成一個真正的、以WDM技術(shù)與光交換技術(shù)為主的光網(wǎng)絡層，建立純粹的全光網(wǎng)絡，消除電光瓶頸已成為未來光通信發(fā)展的必然趨勢，更是未來信息網(wǎng)絡的核心，也是通信技術(shù)發(fā)展的最高級別，更是理想級別。
三、結(jié)語
光通信技術(shù)作為信息技術(shù)的重要支撐平臺，在未來信息社會中將起到重要作用。雖然經(jīng)歷了全球光通信的“冬天”但今后光通信市場仍然將呈現(xiàn)上升趨勢。從現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢來看，光纖通信也將成為未來通信發(fā)展的主流。人們期望的真正的全光網(wǎng)絡的時代也會在不遠的將來到來。
參考文獻：
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論文摘要:短波通信由于其天波傳播特性，在通信領(lǐng)域具有其它通信手段無法替代的地位，特別是在民用航空地空通信中，短波通信對于航線覆蓋與極地飛行，起著重要的保障作用。文章介紹了短波的傳播方式與通信特點，并就短波通信在民用航空中的應用進行了論述。
應用短波按照國際無線電咨詢委員會(CCIR)的劃分是指波長在10m～100m，頻率為3MHz～30MHz的電磁波。短波通信又稱高頻(HF)通信，實際上，為了充分利用短波近距離通信的優(yōu)點，其實際使用的頻率范圍為1.5MHz～30MHz。由于短波通信的固有特點，長期以來，短波通信始終是軍事指揮的重要手段之一，一直被廣泛地應用于外交、氣象、郵電、交通等各個部門，用以傳送圖像、數(shù)據(jù)、語言、文字等信息。同時，它也是海上航行和高空飛行的必備通信方式。短波通信是無線通信的基礎，盡管目前無線通信新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，短波通信有逐漸退出通信領(lǐng)域的趨勢，但是自身所擁有的優(yōu)勢和長處并不能被完全取代，在國際通信、防汛救災、海難救援及軍事等領(lǐng)域依然發(fā)揮著重要作用。
一、短波的傳播方式
民航通信中使用到的短波實質(zhì)為無線電波，主要用于地面與飛機間的通信，其通信傳播方式主要有以下三種:
1.1地面波。地面波是沿著地球表面?zhèn)鞑サ牟ǎ刂雽щ娦再|(zhì)和起伏不平的地表面進行傳播，一方面使電波的場結(jié)構(gòu)不同于自由空間傳播的情況而發(fā)生變化并引起電波吸收，另一方面使電波不像在均勻媒質(zhì)中那樣以一定的速度沿著直線路徑傳播，而是由于地球表面呈現(xiàn)球形使電波傳播的路徑按繞射的方式進行。
1.2天波。天波是經(jīng)過地面上空40~800公里高度含有大量自由電子離子的電離層的反射或折射后返回地面的電波傳輸方式。天波是短波的主要傳播途徑，可實現(xiàn)長距離的傳播，短波信號由天線發(fā)出后，經(jīng)電離層的多次反射，傳播距離可以由幾百公里達到上萬公里，且不受地面障礙物阻擋。在天波傳播的過程中，路徑衰耗、大氣噪聲、時間延遲、電離層衰落、多徑效應等因素，都會造成信號的畸變與弱化，影響短波通信的效果。
1.3直接波。直接波是從發(fā)射天線到接收天線之間，不經(jīng)過任何發(fā)射，直接到達，電波就象一束光一樣，所以有人稱它為視線傳播。由于民航中，飛機大多數(shù)時間都是在飛行，所以有些時候地、空之間的短波通信，實際上是可以靠直接波完成的。
二、短波通信的特點
與衛(wèi)星通信、地面短波等通信手段相比，無線電短波通信有許多顯著的優(yōu)點:(1)短波通信無需建立中繼站即可實現(xiàn)遠距離通信，(2)短波通信元器件要求低、技術(shù)成熟、制造簡單、設備體積小、價格便宜，建設和維護費用低；(3)設備簡單，目標小、架設容易、機動性強，即使遭到損壞也容易修理，由于其造價相對較低，可以大量裝備，因而系統(tǒng)頑存性強。(4)電路調(diào)度容易，靈活性強，可以使用固定設置，進行定點固定通信，也可背負或裝入車輛，實現(xiàn)移動中的通信。這些優(yōu)點是短波通信被長期保留、至今仍被廣泛應用的主要原因。同時，短波通信也存在著一些明顯的缺點:(1)信道擁擠、頻帶窄；(2)短波的天波信道是變參信道，故信號傳輸不穩(wěn)定；(3)大氣和工業(yè)無線電噪聲干擾嚴重；(4)天線匹配困難。
三、短波通信系統(tǒng)的主要用途是使飛機在飛行的各階段中和地面的航行管制人員、簽派、維修等相關(guān)人員保持雙向的語音和信號聯(lián)系，當然這個系統(tǒng)也提供了飛機內(nèi)部人員之間和與旅客的聯(lián)絡服務。
3.1民航短波通信基本設備
民航短波地空通信設備由短波單邊帶發(fā)信機、短波單邊帶收信機、遙控器及地空選擇呼叫器組成，設備一律使用單邊帶抑制載波、模擬單信道無線電話工作方式。短波單邊帶發(fā)、收信機均采用全固態(tài)電路及頻率合成技術(shù)，頻率范圍為2.8～22MHz，發(fā)信機功率不大于6KW。
3.2民航短波通信地面站
民航短波通信地面站系統(tǒng)由三部分組成:短波機房設備、天線和饋線以及操作臺設備。短波機房設備作為大功率發(fā)射設備，通常設置在遠端，以減少對其他電子設備的干擾以及對操作員健康的影響。操作臺設備設置在操作終端附近，便于操作與管理。
3.2.1短波機房設備。短波機房設備的主要設備包括短波通信電臺、功放、預后選器、交流穩(wěn)壓電源、光端機及一整套控制電纜，主要功能是傳送選呼信號和語音信號。短波電臺是整個系統(tǒng)的核心設備，地面與航空器上均有配備，用于收發(fā)信號，包括選呼信號和音頻信號。電臺的性能直接決定了整個系統(tǒng)的性能，電臺選型依據(jù)主要有兩點:符合用戶需求并且與飛機上電臺匹配。預后選器是為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力而選擇的設備。光端機是地面站系統(tǒng)中實現(xiàn)遠程控制的接口設備，起著連接短波機柜和操作臺的作用。
3.2.2操作臺設備。操作臺設備由操作終端及監(jiān)控軟件、選呼器、選呼控制器和光端機組成。操作員的所有操作都在監(jiān)控軟件上進行。監(jiān)控軟件實現(xiàn)對選呼器和短波電臺的遠程遙控，控制選呼器產(chǎn)生選呼代碼，呼叫對應的飛機，控制電臺的調(diào)制方式轉(zhuǎn)換和音頻信號收發(fā)，同時監(jiān)測電臺的工作狀態(tài)。選呼器的功能是通過發(fā)射4個單音信號選擇通知某個飛機。選呼器提供了一個7針的音頻接口，包括一對平衡的選呼音頻輸出口、一個PTT輸出口和一個地線，其余3個口經(jīng)改造用于同選呼控制器通信。選呼控制器作為選呼器、電臺和控制終端的中間設備，是實現(xiàn)系統(tǒng)自動化的關(guān)鍵，其基本作用是實現(xiàn)對電臺、選呼器、控制終端、音頻設備的信號轉(zhuǎn)接、電平匹配、遠程控制和狀態(tài)感知，并自動轉(zhuǎn)換調(diào)制方式。
3.2.3天線。天線的選擇具體根據(jù)用途來確定:近距離固定通信:選擇地波天線或天波高仰角天線。點對點通信或方向性通信:選擇天波方向性天線等。組網(wǎng)通信或全向通信:選擇天波全向天線。車載通信或個人通信:選擇小型鞭狀天線。3.3短波地空通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)在民用航空領(lǐng)域，由于我國地理復雜、疆域遼闊、超短波網(wǎng)絡尚不能實現(xiàn)完全覆蓋，短波依然是地空通信的主要手段。短波地空通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)作為民航數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的子系統(tǒng)，在當前興起的極地飛行中，有效解決了飛行盲區(qū)問題，對飛行安全起著非常重要的保障作用。短波地空通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)用于航空器飛行中保持與基地和遠方航站的聯(lián)絡。其系統(tǒng)構(gòu)造由短波/超短波通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信站、地空數(shù)據(jù)網(wǎng)及機載通信系統(tǒng)組成，短波地空通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)通過短波、超短波與衛(wèi)星實現(xiàn)了近、中、遠程地空實時話音和數(shù)據(jù)通信。
四、結(jié)束語
近年來，隨著微型計算機、移動通信和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，短波通信技術(shù)有了新的突破性進展，出現(xiàn)了實時選頻、自適應、跳頻、差錯控制、多載波正交頻分復用(OFDM)調(diào)制及軟件無線電等新技術(shù)，使短波通信很好地彌補了它的缺點，還使短波通信的設備更加小型化、更加靈活方便，進一步發(fā)揮了短波通信設備簡單、造價低廉、機動靈活等固有的優(yōu)點。短波通信必將在應急通信、抗災通信、特別是在軍事通信中發(fā)揮更重要、更廣泛的作用。因此。短波通信作為民航內(nèi)部通信的重要手段，必將在今后較長時間內(nèi)得到保持和發(fā)展。
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為了適應網(wǎng)絡發(fā)展和傳輸流量提高的需求，傳輸系統(tǒng)供應商都在技術(shù)開發(fā)上不懈努力。富士通公司在150km、1.3μm零色散光纖上進行了55x20Gbit/s傳輸?shù)难芯浚瑢崿F(xiàn)了1.1Tbit/s的傳輸。NEC公司進行了132x20Gbit/s、120km傳輸?shù)难芯浚瑢崿F(xiàn)了2.64Thit/s的傳輸。NTT公司實現(xiàn)了3Thit/s的傳輸。目前，以日本為代表的發(fā)達國家，在光纖傳輸方面實現(xiàn)了10.96Thit/s(274xGbit/s)的實驗系統(tǒng)，對超長距離的傳輸已達到4000km無電中繼的技術(shù)水平。在光網(wǎng)絡方面，光網(wǎng)技術(shù)合作計劃(ONTC)、多波長光網(wǎng)絡(MONET)、泛歐光子傳送重疊網(wǎng)(PHOTON)、泛歐光網(wǎng)絡(OPEN)、光通信網(wǎng)管理(MOON)、光城域通信網(wǎng)(MTON)、波長捷變光傳送和接入網(wǎng)(WOTAN)等一系列研究項目的相繼啟動、實施與完成，為下一代寬帶信息網(wǎng)絡，尤其為承載未來IP業(yè)務的下一代光通信網(wǎng)絡奠定了良好的基礎。
(一)復用技術(shù)
光傳輸系統(tǒng)中，要提高光纖帶寬的利用率，必須依靠多信道系統(tǒng)。常用的復用方式有：時分復用(TDM)、波分復用(WDM)、頻分復用(FDM)、空分復用(SDM)和碼分復用(CDM)。目前的光通信領(lǐng)域中，WDM技術(shù)比較成熟，它能幾十倍上百倍地提高傳輸容量。
(二)寬帶放大器技術(shù)
摻餌光纖放大器(EDFA)是WDM技術(shù)實用化的關(guān)鍵，它具有對偏振不敏感、無串擾、噪聲接近量子噪聲極限等優(yōu)點。但是普通的EDFA放大帶寬較窄，約有35nm(1530～1565nm)，這就限制了能容納的波長信道數(shù)。進一步提高傳輸容量、增大光放大器帶寬的方法有：(1)摻餌氟化物光纖放大器(EDFFA)，它可實現(xiàn)75nm的放大帶寬；(2)碲化物光纖放大器，它可實現(xiàn)76nm的放大帶寬；(3)控制摻餌光纖放大器與普通的EDFA組合起來，可放大帶寬約80nm；(4)拉曼光纖放大器(RFA)，它可在任何波長處提供增益，將拉曼放大器與EDFA結(jié)合起來，可放大帶寬大于100nm。
(三)色散補償技術(shù)
對高速信道來說，在1550nm波段約18ps(mmokm)的色散將導致脈沖展寬而引起誤碼，限制高速信號長距離傳輸。對采用常規(guī)光纖的10Gbit/s系統(tǒng)來說，色散限制僅僅為50km。因此，長距離傳輸中必須采用色散補償技術(shù)。
(四)孤子WDM傳輸技術(shù)
超大容量傳輸系統(tǒng)中，色散是限制傳輸距離和容量的一個主要因素。在高速光纖通信系統(tǒng)中，使用孤子傳輸技術(shù)的好處是可以利用光纖本身的非線性來平衡光纖的色散，因而可以顯著增加無中繼傳輸距離。孤子還有抗干擾能力強、能抑制極化模色散等優(yōu)點。色散管理和孤子技術(shù)的結(jié)合，凸出了以往孤子只在長距離傳輸上具有的優(yōu)勢，繼而向高速、寬帶、長距離方向發(fā)展。
(五)光纖接入技術(shù)
隨著通信業(yè)務量的增加，業(yè)務種類更加豐富。人們不僅需要語音業(yè)務，而且高速數(shù)據(jù)、高保真音樂、互動視頻等多媒體業(yè)務也已得到用戶青睞。這些業(yè)務不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡，用戶接人部分更是關(guān)鍵。傳統(tǒng)的接入方式已經(jīng)滿足不了需求，只有帶寬能力強的光纖接人才能將瓶頸打開，核心網(wǎng)和城域網(wǎng)的容量潛力才能真正發(fā)揮出來。光纖接入中極有優(yōu)勢的PON技術(shù)早就出現(xiàn)了，它可與多種技術(shù)相結(jié)合，例如ATM、SDH、以太網(wǎng)等，分別產(chǎn)生APON、GPON和EPON。由于ATM技術(shù)受到IP技術(shù)的挑戰(zhàn)等問題，APON發(fā)展基本上停滯不前，甚至走下坡路。但有報道指出由于ATM交換在美國廣泛應用，APON將用于實現(xiàn)FITH方案。GPON對電路交換性的業(yè)務支持最有優(yōu)勢，又可充分利用現(xiàn)有的SDH，但是技術(shù)比較復雜，成本偏高。EPON繼承了以太網(wǎng)的優(yōu)勢，成本相對較低，但對TDM類業(yè)務的支持難度相對較大。所謂EPON就是把全部數(shù)據(jù)裝在以太網(wǎng)幀內(nèi)傳送的網(wǎng)絡技術(shù)。現(xiàn)今95％的局域網(wǎng)都使用以太網(wǎng)，所以選擇以太網(wǎng)技術(shù)應用于對IP數(shù)據(jù)最佳的接入網(wǎng)是很合乎邏輯的，并且原有的以太網(wǎng)只限于局域網(wǎng)，而且MAC技術(shù)是點對點的連接，在和光傳輸技術(shù)相結(jié)合后的EPON不再只限于局域網(wǎng)，還可擴展到城域網(wǎng)，甚至廣域網(wǎng)，EPON眾多的MAC技術(shù)是點對多點的連接。另外光纖到戶也采用EPON技術(shù)。
二、光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢
對光纖通信而言，超高速度、超大容量、超長距離一直都是人們追求的目標，光纖到戶和全光網(wǎng)絡也是人們追求的夢想。
(一)光纖到戶
現(xiàn)在移動通信發(fā)展速度驚人，因其帶寬有限，終端體積不可能太大，顯示屏幕受限等因素，人們依然追求陸能相對占優(yōu)的固定終端，希望實現(xiàn)光纖到戶。光纖到戶的魅力在于它有極大的帶寬，它是解決從互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)到用戶桌面的“最后一公里”瓶頸現(xiàn)象的最佳方案。隨著技術(shù)的更新?lián)Q代，光纖到戶的成本大大降低，不久可降到與DSL和HFC網(wǎng)相當，這使FITH的實用化成為可能。據(jù)報道，1997年日本NTT公司就開始發(fā)展FTTH，2000年后由于成本降低而使用戶數(shù)量大增。美國在2002年前后的12個月中，F(xiàn)TTH的安裝數(shù)量增加了200％以上。在我國，光纖到戶也是勢在必行，光纖到戶的實驗網(wǎng)已在武漢、成都等市開展，預計2012年前后，我國從沿海到內(nèi)地將興起光纖到戶建設。可以說光纖到戶是光纖通信的一個亮點，伴隨著相應技術(shù)的成熟與實用化，成本降低到能承受的水平時，F(xiàn)TTH的大趨勢是不可阻擋的。
(二)全光網(wǎng)絡
傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡實現(xiàn)了節(jié)點間的全光化，但在網(wǎng)絡結(jié)點處仍用電器件，限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康奶岣撸虼苏嬲娜饩W(wǎng)絡成為非常重要的課題。全光網(wǎng)絡以光節(jié)點代替電節(jié)點，節(jié)點之間也是全光化，信息始終以光的形式進行傳輸與交換，交換機對用戶信息的處理不再按比特進行，而是根據(jù)其波長來決定路由。全光網(wǎng)絡具有良好的透明性、開放性、兼容性、可靠性、可擴展性，并能提供巨大的帶寬、超大容量、極高的處理速度、較低的誤碼率，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)簡單，組網(wǎng)非常靈活，可以隨時增加新節(jié)點而不必安裝信號的交換和處理設備。當然全光網(wǎng)絡的發(fā)展并不可能獨立于眾多通信技術(shù)，它必須要與因特網(wǎng)、ATM網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等相融合。目前全光網(wǎng)絡的發(fā)展仍處于初期階段，但已顯示出良好的發(fā)展前景。從發(fā)展趨勢上看，形成一個真正的、以WDM技術(shù)與光交換技術(shù)為主的光網(wǎng)絡層，建立純粹的全光網(wǎng)絡，消除電光瓶頸已成未來光通信發(fā)展的必然趨勢，更是未來信息網(wǎng)絡的核心，也是通信技術(shù)發(fā)展的最高級別，更是理想級別。
三、結(jié)語
論文摘要：21世紀移動通信技術(shù)和市場飛速發(fā)展，在新技術(shù)和市場需求的共同作用下，未來移動通信技術(shù)將呈現(xiàn)以下幾大趨勢：網(wǎng)絡業(yè)務數(shù)據(jù)化、分組化，移動互聯(lián)網(wǎng)逐步形成；網(wǎng)絡技術(shù)數(shù)字化、寬帶化；網(wǎng)絡設備智能化、小型化；應用于更高的頻段，有效利用頻率；移動網(wǎng)絡的綜合化、全球化、個人化；各種網(wǎng)絡的融合；高速率、高質(zhì)量、低費用。這正是第四代（4G）移動通信技術(shù)發(fā)展的方向和目標。
一、引言
移動通信是指移動用戶之間，或移動用戶與固定用戶之間的通信。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，特別是半導體、集
成電路和計算機技術(shù)的發(fā)展，移動通信得到了迅速的發(fā)展。隨著其應用領(lǐng)域的擴大和對性能要求的提高，促使移動通信在技術(shù)上和理論上向更高水平發(fā)展。20世紀80年代以來，移動通信已成為現(xiàn)代通信網(wǎng)中不可缺少并發(fā)展最快的通信方式之一。
回顧移動通信的發(fā)展歷程，移動通信的發(fā)展大致經(jīng)歷了幾個發(fā)展階段：第一代移動通信技術(shù)主要指蜂窩式模擬移動通信，技術(shù)特征是蜂窩網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)克服了大區(qū)制容量低、活動范圍受限的問題。第二代移動通信是蜂窩數(shù)字移動通信，使蜂窩系統(tǒng)具有數(shù)字傳輸所能提供的綜合業(yè)務等種種優(yōu)點。第三代移動通信的主要特征是除了能提供第二代移動通信系統(tǒng)所擁有的各種優(yōu)點，克服了其缺點外，還能夠提供寬帶多媒體業(yè)務，能提供高質(zhì)量的視頻寬帶多媒體綜合業(yè)務，并能實現(xiàn)全球漫游。現(xiàn)在用的大多是第二代技術(shù)，第三代技術(shù)還不太成功，但已有了第四代技術(shù)的設想。第四代移動通信系統(tǒng)（4G）標準比第三代具有更多的功能。
二、4G移動通信簡介
第四代移動通信技術(shù)的概念可稱為寬帶接入和分布網(wǎng)絡，具有非對稱的超過2Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸能力。它包括寬帶無線固定接入、寬帶無線局域網(wǎng)、移動寬帶系統(tǒng)和交互式廣播網(wǎng)絡。第四代移動通信標準比第三代標準擁有更多的功能。第四代移動通信可以在不同的固定、無線平臺和跨越不同的頻帶的網(wǎng)絡中提供無線服務，可以在任何地方用寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)（包括衛(wèi)星通信和平流層通信），能夠提供定位定時、數(shù)據(jù)采集、遠程控制等綜合功能。此外，第四代移動通信系統(tǒng)是集成多功能的寬帶移動通信系統(tǒng)，是寬帶接入IP系統(tǒng)。目前正在開發(fā)和研制中的4G通信將具有以下特征：
（一）通信速度更快
由于人們研究4G通信的最初目的就是提高蜂窩電話和其他移動裝置無線訪問Internet的速率，因此4G通信的特征莫過于它具有更快的無線通信速度。專家預估，第四代移動通信系統(tǒng)的速度可達到10-20Mbit/s，最高可以達到100Mbit/s。
（二）網(wǎng)絡頻譜更寬
要想使4G通信達到100Mbit/s的傳輸速度，通信運營商必須在3G通信網(wǎng)絡的基礎上對其進行大幅度的改造，以便使4G網(wǎng)絡在通信帶寬上比3G網(wǎng)絡的帶寬高出許多。據(jù)研究，每個4G信道將占有100MHz的頻譜，相當于W-CDMA3G網(wǎng)絡的20倍。
（三）多種業(yè)務的完整融合
個人通信、信息系統(tǒng)、廣播、娛樂等業(yè)務無縫連接為一個整體，滿足用戶的各種需求。4G應能集成不同模式的無線通信——從無線局域網(wǎng)和藍牙等室內(nèi)網(wǎng)絡、蜂窩信號、廣播電視到衛(wèi)星通信，移動用戶可以自由地從一個標準漫游到另一個標準。各種業(yè)務應用、各種系統(tǒng)平臺間的互聯(lián)更便捷、安全，面向不同用戶要求，更富有個性化。而且4G手機從外觀和式樣上看將有更驚人的突破，可以想象的是，眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋都有可能成為4G終端。
（四）智能性能更高
第四代移動通信的智能性更高，不僅表現(xiàn)在4G通信的終端設備的設計和操作具有智能化，更重要的是4G手機可以實現(xiàn)許多難以想象的功能。例如，4G手機將能根據(jù)環(huán)境、時間以及其他因素來適時提醒手機的主人。
（五）兼容性能更平滑
要使4G通信盡快地被人們接受，還應該考慮到讓更多的用戶在投資最少的情況下輕易地過渡到4G通信。因此，從這個角度來看，4G通信系統(tǒng)應當具備全球漫游、接口開放、能跟多種網(wǎng)絡互聯(lián)、終端多樣化以及能從2G、3G平穩(wěn)過渡等特點。
（六）實現(xiàn)更高質(zhì)量的多媒體通信
4G通信提供的無線多媒體通信服務將包括語音、數(shù)據(jù)、影像等，大量信息透過寬頻的信道傳送出去，為此4G也稱為“多媒體移動通信”。
（七）通信費用更加便宜
由于4G通信不僅解決了與3G的兼容性問題，讓更多的現(xiàn)有通信用戶能輕易地升級到4G通信，而且4G通信引入了許多尖端通信技術(shù)，因此，相對其他技術(shù)來說，4G通信部署起來就容易、迅速得多。同時在建設4G通信網(wǎng)絡系統(tǒng)時，通信運營商們將考慮直接在3G通信網(wǎng)絡的基礎設施之上，采用逐步引入的方法，這樣就能夠有效地降低運營成本。
三、4G移動通信的接入系統(tǒng)
4G移動通信接入系統(tǒng)的顯著特點是，智能化多模式終端（multi-modeterminal）基于公共平臺，通過各種接技術(shù)，在各種網(wǎng)絡系統(tǒng)（平臺）之間實現(xiàn)無縫連接和協(xié)作。在4G移動通信中，各種專門的接入系統(tǒng)都基于一個公共平臺，相互協(xié)作，以最優(yōu)化的方式工作，來滿足不同用戶的通信需求。當多模式終端接入系統(tǒng)時，網(wǎng)絡會自適應分配頻帶、給出最優(yōu)化路由，以達到最佳通信效果。目前，4G移動通信的主要接入技術(shù)有：無線蜂窩移動通信系統(tǒng)（例如2G、3G）；無繩系統(tǒng)（如DECT）；短距離連接系統(tǒng)（如藍牙）；WLAN系統(tǒng)；固定無線接入系統(tǒng)；衛(wèi)星系統(tǒng)；平流層通信（STS）；廣播電視接入系統(tǒng)（如DAB、DVB-T、CATV）。隨著技術(shù)發(fā)展和市場需求變化，新的接入技術(shù)將不斷出現(xiàn)。
不同類型的接入技術(shù)針對不同業(yè)務而設計，因此，我們根據(jù)接入技術(shù)的適用領(lǐng)域、移動小區(qū)半徑和工作環(huán)境，對接入技術(shù)進行分層。
分配層：主要由平流層通信、衛(wèi)星通信和廣播電視通信組成，服務范圍覆蓋面積大。
蜂窩層：主要由2G、3G通信系統(tǒng)組成，服務范圍覆蓋面積較大。
熱點小區(qū)層：主要由WLAN網(wǎng)絡組成，服務范圍集中在校園、社區(qū)、會議中心等，移動通信能力很有限。
個人網(wǎng)絡層：主要應用于家庭、辦公室等場所，服務范圍覆蓋面積很小。移動通信能力有限，但可通過網(wǎng)絡接入系統(tǒng)連接其他網(wǎng)絡層。
固定網(wǎng)絡層：主要指雙絞線、同軸電纜、光纖組成的固定通信系統(tǒng)。
網(wǎng)絡接入系統(tǒng)在整個移動網(wǎng)絡中處于十分重要的位置。未來的接入系統(tǒng)將主要在以下三個方面進行技術(shù)革新和突破：為最大限度開發(fā)利用有限的頻率資源，在接入系統(tǒng)的物理層，優(yōu)化調(diào)制、信道編碼和信號傳輸技術(shù)，提高信號處理算法、信號檢測和數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，并在頻譜共享和新型天線方面做進一步研究。為提高網(wǎng)絡性能，在接入系統(tǒng)的高層協(xié)議方面，研究網(wǎng)絡自我優(yōu)化和自動重構(gòu)技術(shù)，動態(tài)頻譜分配和資源分配技術(shù)，網(wǎng)絡管理和不同接入系統(tǒng)間協(xié)作。提高和擴展IP技術(shù)在移動網(wǎng)絡中的應用；加強軟件無線電技術(shù)；優(yōu)化無線電傳輸技術(shù)，如支持實時和非實時業(yè)務、無縫連接和網(wǎng)絡安全。
四、4G移動通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)
（一）定位技術(shù)
定位是指移動終端位置的測量方法和計算方法。它主要分為基于移動終端定位、基于移動網(wǎng)絡定位或者混合定位三種方式。在4G移動通信系統(tǒng)中，移動終端可能在不同系統(tǒng)（平臺）間進行移動通信。因此，對移動終端的定位和跟蹤，是實現(xiàn)移動終端在不同系統(tǒng)（平臺）間無縫連接和系統(tǒng)中高速率和高質(zhì)量的移動通信的前提和保障。
（二）切換技術(shù)
切換技術(shù)適用于移動終端在不同移動小區(qū)之間、不同頻率之間通信或者信號降低信道選擇等情況。切換技術(shù)是未來移動終端在眾多通信系統(tǒng)、移動小區(qū)之間建立可靠移動通信的基礎和重要技術(shù)。它主要有軟切換和硬切換。在4G通信系統(tǒng)中，切換技術(shù)的適用范圍更為廣泛，并朝著軟切換和硬切換相結(jié)合的方向發(fā)展。
（三）軟件無線電技術(shù)
在4G移動通信系統(tǒng)中，軟件將會變得非常繁雜。為此，專家們提議引入軟件無線電技術(shù)，將其作為從第二代移動通信通向第三代和第四代移動通信的橋梁。軟件無線電技術(shù)能夠?qū)⒛M信號的數(shù)字化過程盡可能地接近天線，即將A/D和D/A轉(zhuǎn)換器盡可能地靠近RF前端，利用DSP進行信道分離、調(diào)制解調(diào)和信道編譯碼等工作。它旨在建立一個無線電通信平臺，在平臺上運行各種軟件系統(tǒng)，以實現(xiàn)多通路、多層次和多模式的無線通信。因此，應用軟件無線電技術(shù)，一個移動終端，就可以實現(xiàn)在不同系統(tǒng)和平臺之間，暢通無阻的使用。目前比較成熟的軟件無線電技術(shù)有參數(shù)控制軟件無線電系統(tǒng)。
（四）智能天線技術(shù)
智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能，能滿足數(shù)據(jù)中心、移動IP網(wǎng)絡的性能要求。智能天線成形波束能在空間域內(nèi)抑制交互干擾，增強特殊范圍內(nèi)想要的信號，這種技術(shù)既能改善信號質(zhì)量又能增加傳輸容量。
（五）交互干擾抑制和多用戶識別
待開發(fā)的交互干擾抑制和多用戶識別技術(shù)應成為4G的組成部分，它們以交互干擾抑制的方式引入到基站和移動電話系統(tǒng)，消除不必要的鄰近和共信道用戶的交互干擾，確保接收機的高質(zhì)量接收信號。這種組合將滿足更大用戶容量的需求，還能增加覆蓋范圍。交互干擾抑制和多用戶識別兩種技術(shù)的組合將大大減少網(wǎng)絡基礎設施的部署，確保業(yè)務質(zhì)量的改善。
（六）新的調(diào)制和信號傳輸技術(shù)
在高頻段進行高速移動通信，將面臨嚴重的選頻衰落（frequency-selectivefading）。為提高信號性能，研究和發(fā)展智能調(diào)制和解調(diào)技術(shù)，來有效抑制這種衰落。例如正交頻分復用技術(shù)（OFDM）、自適應均衡器等。另一方面，采用TPC、Rake擴頻接收、跳頻、FEC（如AQR和Turbo編碼）等技術(shù)，來獲取更好的信號能量噪聲比。
五、OFDM技術(shù)在4G中的應用
若以技術(shù)層面來看，第三代移動通信系統(tǒng)主要是以CDMA為核心技術(shù)，第四代移動通信系統(tǒng)技術(shù)則以正交頻分復用（OrthogonalFreqencyDivisionMultiplexer，OFDM）最受矚目，特別是有不少專家學者針對OFDM技術(shù)在移動通信技術(shù)上的應用，提出相關(guān)的理論基礎。例如無線區(qū)域環(huán)路（WLL）、數(shù)字音訊廣播（DAB）等，都將在未來采用OFDM技術(shù)，而第四代移動通信系統(tǒng)則計劃以OFDM為核心技術(shù)，提供增值服務。
在時代交替之際，舊有系統(tǒng)之整合與升級是產(chǎn)業(yè)關(guān)心的話題，目前大家談的是GSM如何升級到第三代移動通信系統(tǒng)；而未來則是CDMA如何與OFDM技術(shù)相結(jié)合。可以預計，CDMA絕對不會在第四代移動通信系統(tǒng)中消失，而是成為其應用技術(shù)的一部份，或許未來也會有新的整合技術(shù)如OFDM/CDMA產(chǎn)生，前文所提到的數(shù)字音訊廣播，其實它真正運用的技術(shù)是OFDM/FDMA的整合技術(shù)，同樣是利用兩種技術(shù)的結(jié)合。因此未來以OFDM為核心技術(shù)的第四代移動通信系統(tǒng)，也將會結(jié)合兩項技術(shù)的優(yōu)點，一部份將是以CDMA的延伸技術(shù)。
六、結(jié)束語
對于現(xiàn)在的人來說，未來的4G通信的確顯得很神秘，不少人都認為第四代無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)是人類有史以來最復雜的技術(shù)系統(tǒng)。總的來說，要順利、全面地實施4G通信，還將可能遇到一些困難。
首先，人們對未來的4G通信的需求是它的通信傳輸速度將會得到極大提升，從理論上說最高可達到100Mbit/s，但手機的速度將受到通信系統(tǒng)容量的限制。據(jù)有關(guān)行家分析，4G手機將很難達到其理論速度。
其次，4G的發(fā)展還將面臨極大的市場壓力。有專家預測，在10年以后，2G的多媒體服務將進入第三個發(fā)展階段，此時覆蓋全球的3G網(wǎng)絡已經(jīng)基本建成，全球25%以上的人口使用3G，到那時，整個行業(yè)正在消化吸收第三代技術(shù)，對于4G技術(shù)的接受還需要一個逐步過渡的過程。
因此，在建設4G通信網(wǎng)絡系統(tǒng)時，通信運營商們將考慮直接在3G通信網(wǎng)絡的基礎設施之上，采用逐步引入的方法，使移動通信從3G逐步向4G過渡。
參考文獻：
1、謝顯忠等.基于TDD的第四代移動通信技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社,2005.
筆者認為,光纖通信技術(shù)尚有很大的發(fā)展空間,今后會有很大的需求和市場。主要是:光纖到家庭FTTH、光交換和集成光電子器件方面會有較大的發(fā)展。在此主要討論光纖通信的發(fā)展趨勢和市場。
光纖通信的發(fā)展趨勢
1、光纖到家庭(FTTH)的發(fā)展
FTTH可向用戶提供極豐富的帶寬,所以一直被認為是理想的接入方式,對于實現(xiàn)信息社會有重要作用,還需要大規(guī)模推廣和建設。FTTH所需要的光纖可能是現(xiàn)有已敷光纖的2～3倍。過去由于FTTH成本高,缺少寬帶視頻業(yè)務和寬帶內(nèi)容等原因,使FTTH還未能提到日程上來,只有少量的試驗。近來,由于光電子器件的進步,光收發(fā)模塊和光纖的價格大大降低;加上寬帶內(nèi)容有所緩解,都加速了FTTH的實用化進程。
發(fā)達國家對FTTH的看法不完全相同:美國AT&T認為FTTH市場較小,在0F62003宣稱:FTTH在20-50年后才有市場。美國運行商Verizon和Sprint比較積極,要在10—12年內(nèi)采用FTTH改造網(wǎng)絡。日本NTT發(fā)展FTTH最早,現(xiàn)在已經(jīng)有近200萬用戶。目前中國FTTH處于試點階段。
FTTH[遇到的挑戰(zhàn):現(xiàn)在廣泛采用的ADSL技術(shù)提供寬帶業(yè)務尚有一定優(yōu)勢。與FTTH相比:①價格便宜②利用原有銅線網(wǎng)使工程建設簡單③對于目前1Mbps—500kbps影視節(jié)目的傳輸可滿足需求。FTTH目前大量推廣受制約。
對于不久的將來要發(fā)展的寬帶業(yè)務,如:網(wǎng)上教育,網(wǎng)上辦公,會議電視,網(wǎng)上游戲,遠程診療等雙向業(yè)務和HDTV高清數(shù)字電視,上下行傳輸不對稱的業(yè)務,AD8L就難以滿足。尤其是HDTV,經(jīng)過壓縮,目前其傳輸速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技術(shù)開發(fā),可壓縮到5～6Mbps。通常認為對QOS有所保證的ADSL的最高傳輸速串是2Mbps,仍難以傳輸HDTV。可以認為HDTV是FTTH的主要推動力。即HDTV業(yè)務到來時,非FTTH不可。
FTTH的解決方案:通常有P2P點對點和PON無源光網(wǎng)絡兩大類。
F2P方案一一優(yōu)點:各用戶獨立傳輸,互不影響,體制變動靈活;可以采用廉價的低速光電子模塊;傳輸距離長。缺點:為了減少用戶直接到局的光纖和管道,需要在用戶區(qū)安置1個匯總用戶的有源節(jié)點。
PON方案——優(yōu)點:無源網(wǎng)絡維護簡單;原則上可以節(jié)省光電子器件和光纖。缺點:需要采用昂貴的高速光電子模塊;需要采用區(qū)分用戶距離不同的電子模塊,以避免各用戶上行信號互相沖突;傳輸距離受PON分比而縮短;各用戶的下行帶寬互相占用,如果用戶帶寬得不到保證時,不單是要網(wǎng)絡擴容,還需要更換PON和更換用戶模塊來解決。(按照目前市場價格,PEP比PON經(jīng)濟)。
PON有多種,一般有如下幾種:(1)APON:即ATM-PON,適合ATM交換網(wǎng)絡。(2)BPON:即寬帶的PON。(3)OPON:采用通用幀處理的OFP-PON。(4)EPON:采用以太網(wǎng)技術(shù)的PON,0EPON是千兆畢以太網(wǎng)的PON。(5)WDM-PON:采用波分復用來區(qū)分用戶的PON,由于用戶與波長有關(guān),使維護不便,在FTTH中很少采用。
發(fā)達國家發(fā)展FTTH的計劃和技術(shù)方案,根據(jù)各國具體情況有所不同。美國主要采用A-PON,因為ATM交換在美國應用廣泛。日本NTT有一個B-FLETts計劃,采用P2P-MC、B-PON、G-EPON、SCM-PON等多種技術(shù)。SCM-PON:是采用副載波調(diào)制作為多信道復用的PON。
中國ATM使用遠比STM的SDH少,一般不考慮APON。我們可以考慮的是P2P、GPON和EPON。P2P方案的優(yōu)缺點前面已經(jīng)說過,目前比較經(jīng)濟,使用靈活,傳輸距離遠等;宜采用。而比較GPON和EPON,各有利弊。GPON:采用GFP技術(shù)網(wǎng)絡效率高;可以有電話,適合SDH網(wǎng)絡,與IP結(jié)合沒有EPON好,但目前GPON技術(shù)不很成熟。EPON:與IP結(jié)合好,可用戶電話,如用電話需要借助lAD技術(shù)。目前,中國的FTTH試點采用EPON比較多。FTTH技術(shù)方案的采用,還需要根據(jù)用戶的具體情況不同而不同。
近來,無線接入技術(shù)發(fā)展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g協(xié)議,傳輸帶寬可達54Mbps,覆蓋范圍達100米以上,目前已可商用。如果采用無線接入WLAN作用戶的數(shù)據(jù)傳輸,包括:上下行數(shù)據(jù)和點播電視VOD的上行數(shù)據(jù),對于一般用戶其上行不大,IEEES02.11g是可以滿足的。而采用光纖的FTTH主要是解決HDTV寬帶視頻的下行傳輸,當然在需要時也可包含一些下行數(shù)據(jù)。這就形成“光纖到家庭+無線接入”(FTTH+無線接入)的家庭網(wǎng)絡。這種家庭網(wǎng)絡,如果采用PON,就特別簡單,因為此PON無上行信號,就不需要測距的電子模塊,成本大大降低,維護簡單。如果,所屬PON的用戶群體,被無線城域網(wǎng)WiMAX(1EEE802.16)覆蓋而可利用,那么可不必建設專用的WLAN。接入網(wǎng)采用無線是趨勢,但無線接入網(wǎng)仍需要密布于用戶臨近的光纖網(wǎng)來支撐,與FTTH相差無幾。FTTH+無線接入是未來的發(fā)展趨勢。
2、光交換的發(fā)展什么是通信?
實際上可表示為:通信輸+交換。
光纖只是解決傳輸問題,還需要解決光的交換問題。過去,通信網(wǎng)都是由金屬線纜構(gòu)成的,傳輸?shù)氖请娮有盘?交換是采用電子交換機。現(xiàn)在,通信網(wǎng)除了用戶末端一小段外,都是光纖,傳輸?shù)氖枪庑盘枴：侠淼姆椒☉摬捎霉饨粨Q。但目前,由于目前光開關(guān)器件不成熟,只能采用的是“光-電-光”方式來解決光網(wǎng)的交換,即把光信號變成電信號,用電子交換后,再變還光信號。顯然是不合理的辦法,是效串不高和不經(jīng)濟的。正在開發(fā)大容量的光開關(guān),以實現(xiàn)光交換網(wǎng)絡,特別是所謂ASON-自動交換光網(wǎng)絡。
通常在光網(wǎng)里傳輸?shù)男畔?一般速度都是xGbps的,電子開關(guān)不能勝任。一般要在低次群中實現(xiàn)電子交換。而光交換可實現(xiàn)高速XGbDs的交換。當然,也不是說,一切都要用光交換,特別是低速,顆粒小的信號的交換,應采用成熟的電子交換,沒有必要采用不成熟的
大容量的光交換。當前,在數(shù)據(jù)網(wǎng)中,信號以“包”的形式出現(xiàn),采用所謂“包交換”。包的顆粒比較小,可采用電子交換。然而,在大量同方向的包匯總后,數(shù)量很大時,就應該采用容量大的光交換。目前,少通道大容量的光交換已有實用。如用于保護、下路和小量通路調(diào)度等。一般采用機械光開關(guān)、熱光開關(guān)來實現(xiàn)。目前,由于這些光開關(guān)的體積、功耗和集成度的限制,通路數(shù)一般在8—16個。
電子交換一般有“空分”和“時分”方式。在光交換中有“空分”、“時分”和“波長交換”。光纖通信很少采用光時分交換。
光空分交換:一般采用光開關(guān)可以把光信號從某一光纖轉(zhuǎn)到另一光纖。空分的光開關(guān)有機械的、半導體的和熱光開關(guān)等。近來,采用集成技術(shù),開發(fā)出MEM微電機光開關(guān),其體積小到mm。已開發(fā)出1296x1296MEM光交換機(Lucent),屬于試驗性質(zhì)的。
光波長交換:是對各交換對象賦于1個特定的波長。于是,發(fā)送某1特定波長就可對某特定對象通信。實現(xiàn)光波長交換的關(guān)鍵是需要開發(fā)實用化的可變波長的光源,光濾波器和集成的低功耗的可靠的光開關(guān)陣列等。已開發(fā)出640x640半導體光開關(guān)+AWG的空分與波長的相結(jié)合的交叉連接試驗系統(tǒng)(corning)。采用光空分和光波分可構(gòu)成非常靈活的光交換網(wǎng)。日本NTT在Chitose市進行了采用波長路由交換的現(xiàn)場試驗,半徑5公里,共有43個終端節(jié),(試用5個節(jié)點),速率為2.5Gbps。
自動交換的光網(wǎng),稱為ASON,是進一步發(fā)展的方向。
3、集成光電子器件的發(fā)展
如同電子器件那樣,光電子器件也要走向集成化。雖然不是所有的光電子器件都要集成,但會有相當?shù)囊徊糠质切枰沂强梢约傻摹Ｄ壳罢诎l(fā)展的PLC-平面光波導線路,如同一塊印刷電路板,可以把光電子器件組裝于其上,也可以直接集成為一個光電子器件。要實現(xiàn)FTTH也好,ASON也好,都需要有新的、體積小的和廉價的和集成的光電子器件。
日本NTT采用PLO技術(shù)研制出16x16熱光開關(guān);1x128熱光開關(guān)陣列;用集成和混合集成工藝把32通路的AWG+可變光衰減器+光功率監(jiān)測集成在一起;8波長每波速串為80Gbps的WDM的復用和去復用分別集成在1塊芯片上,尺寸僅15x7mm,如圖1。NTT采用以上集成器件構(gòu)成32通路的OADM。其中有些已經(jīng)商用。近幾年,集成光電子器件有比較大的改進。
中國的集成光電子器件也有一定進展。集成的小通道光開關(guān)和屬于PLO技術(shù)的AWG有所突破。但與發(fā)達國家尚有較大差距。如果我們不迎頭趕上,就會重復如同微電子落后的被動局面。
光纖通信的市場
眾所周知,2000年IT行業(yè)泡沫,使光纖通信產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模爆炸性地發(fā)展,產(chǎn)品生產(chǎn)過剩。無論是光傳輸設備,光電子器件和光纖的價格都狂跌。特別是光纖,每公里泡沫時期價格為羊1200,現(xiàn)在價格Y100左右1公里,比銅線還便宜。光纖通信的市場何時能恢復?
根據(jù)RHK的對北美通信產(chǎn)業(yè)投入的統(tǒng)計和預測,如圖2.在2002年是最低谷,相當于倒退4年。現(xiàn)在有所回升,但還不能恢復。按此推測,在2007-2008年才能復元。光纖通信的市場也隨IT市場好轉(zhuǎn)。這些好轉(zhuǎn),在相當大的程度是由FTTH和寬帶數(shù)字電視所帶動的。
工業(yè)設計是現(xiàn)代社會新發(fā)展起來的一門學科，它是隨著社會的發(fā)展和人類文明的進步逐漸發(fā)展而成立的學科，是現(xiàn)代社會對美學追求的表現(xiàn)。拋開過去人們對產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)注，工業(yè)設計在如今社會上更是成為占據(jù)市場的關(guān)鍵因素，它在現(xiàn)有的物質(zhì)條件下創(chuàng)造出更能滿足市場要求的產(chǎn)品，把產(chǎn)品的物質(zhì)需求和外觀要求進行完美的結(jié)合，給消費者帶來良好的體驗以適應市場的需要。工業(yè)設計是社會進步的重要體現(xiàn)。在1980年巴黎年會上國際工業(yè)設計協(xié)會聯(lián)合會(ICSID)把工業(yè)設計定義為：“就批量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品而言，憑借訓練、技術(shù)知識、經(jīng)驗及視覺感受而賦予材料、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、色彩、表面加工及裝飾以新的品質(zhì)和資格，叫做工業(yè)設計。”產(chǎn)品的設計目的決定著工業(yè)設計的原則，產(chǎn)品的設計是為了滿足消費者的需求，迎合市場的需要，工業(yè)設計的原則也就是實用、美觀、創(chuàng)新性和經(jīng)濟性，做到質(zhì)量和美學的良好結(jié)合為原則。在工業(yè)設計的過程中，人機工程學的應用也占據(jù)著重要的地位。“人機工程學是研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學、生理學和心理學等方面的因素；研究人、機器及環(huán)境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中和休閑時怎樣統(tǒng)一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的學科。”人機工程學主要研究兩個方面的內(nèi)容：人機系統(tǒng)和人機界面。主要是良好的處理人、機器和環(huán)境之間的關(guān)系，為解決產(chǎn)品的可操作。
二、國內(nèi)外工業(yè)設計的現(xiàn)狀
工業(yè)設計是隨著政治、經(jīng)濟、文化和科學技術(shù)水平的發(fā)展而發(fā)展的，工藝的進步和新材料的開發(fā)是工業(yè)設計的基礎，同時受藝術(shù)風格和大眾的審美指引發(fā)展方向。工業(yè)設計為社會帶來了不可估量的社會效益和經(jīng)濟效益，受到各行各業(yè)的重視，然而工業(yè)設計在國內(nèi)外的發(fā)展狀況各不相同。在國外，工業(yè)設計被有些國家強制推行并具有法律的制約，對于企業(yè)來說，他們積極利用工業(yè)設計帶來的良好商機來增強競爭力，積極地進行產(chǎn)品的開發(fā)和設計，蘋果公司在世界的影響力便是一個典型的例子。工業(yè)設計在世界上已經(jīng)是各國加強競爭力的一個有效途徑和平臺。在國內(nèi)，工業(yè)設計正在隨著經(jīng)濟的發(fā)展而迅速的崛起，政府相當支持設計機構(gòu)模式，專業(yè)的工業(yè)設計公司也在全國各地迅速發(fā)展，“中國制造”也在向“中國創(chuàng)造”一步步地邁進，我國的工業(yè)在國際市場中的競爭力也大步提高。
三、通信產(chǎn)品設計的現(xiàn)狀
隨著社會的發(fā)展和科技的進步，通信產(chǎn)品設計周期在大大的縮短，設備的操作性和功能越來越豐富，然而產(chǎn)品的外觀設計卻跟不上產(chǎn)品功能的步伐，設計單調(diào)而缺乏創(chuàng)新；廠家之間為了尋找捷徑相互借鑒抄襲同類產(chǎn)品的外觀和形式，國內(nèi)的產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象愈發(fā)嚴重。相對于國內(nèi)工業(yè)設計的發(fā)展，國外的產(chǎn)品外觀和質(zhì)量同步發(fā)展，在保證外形簡潔新穎的同時還不斷在材料上研發(fā)和創(chuàng)新，充分考慮人機工程學給消費者帶來良好的操作體驗，工業(yè)設計達到了很高的水平。于是越來越多國內(nèi)的設計廠家紛紛開始抄襲國外產(chǎn)品的設計，導致中國的“山寨”產(chǎn)品日益增多。我國的工業(yè)設計的發(fā)展步伐便相對落后，工業(yè)設計的研究與發(fā)展也就迫在眉睫了。
四、工業(yè)設計在通信產(chǎn)品設計中的應用
現(xiàn)如今國內(nèi)的通信產(chǎn)品的設計壓力越來越大，企業(yè)大多以生存為目的，多數(shù)在仿制國外的產(chǎn)品。而要想設計出能夠占有大的市場份額并且收到良好的社會效果的產(chǎn)品，要通過充分而深入的市場調(diào)研、設計定位、創(chuàng)意構(gòu)思、設計效果圖、模型制作等過程，每一個步驟都要進行詳細的分析和實施。還要將原本的工程結(jié)構(gòu)設計轉(zhuǎn)化為工業(yè)設計，使設計充分的結(jié)合藝術(shù)元素和大眾的審美，把產(chǎn)品的質(zhì)量和外觀統(tǒng)一起來，并充分考慮人機工程學、美學、設計心理學等設計因素，還需要充分了解符號語言、價值概念和市場營銷的理論知識，最終才能得出一個完整的產(chǎn)品設計。在充滿競爭力的通訊產(chǎn)品市場，企業(yè)需要改變“通信產(chǎn)品設計只需要在工程技術(shù)上尋求突破”的舊觀念，要在產(chǎn)品的設計上尋求突破，將產(chǎn)品的內(nèi)在技術(shù)和外觀設計相結(jié)合，以用戶需求為出發(fā)點，為用戶而進行設計，只有摒棄舊觀念，不斷接觸新的設計理念，才能設計出能夠在消費市場占據(jù)一席之地的通信產(chǎn)品。
五、優(yōu)秀產(chǎn)品分析
目前通信領(lǐng)域產(chǎn)生了好多優(yōu)秀的產(chǎn)品，如蘋果公司的通信設備。蘋果手機的設計可以說是將米斯.凡德羅提倡“Lessismore(少即是多)”的觀念充分運用，無論是iPhone、iPod還是iMac，在蘋果的產(chǎn)品上看不到一個多余的按鍵，簡單至極。蘋果產(chǎn)品設計合理到位，從產(chǎn)品的選材，設備圓角的弧度，邊緣的手感，精妙的icon設計，到看不見的底層效率、甚至包括燈光亮度顏色不那么重要的小角色都經(jīng)過高標準和嚴謹?shù)脑O計，力求每一個細節(jié)都能保持水準，并與整體協(xié)調(diào)。從線以及形狀上可以說是現(xiàn)代主義設計，比如正四邊形，比例控制良好的矩形，在此基礎上引入圓角，引領(lǐng)了時代的風尚。蘋果手機的設計外觀簡潔，功能強大，它不是在形式追隨功能亦或是功能追求形式上面權(quán)衡，而是在二者之中取得了一個平衡點，使二者都能滿足消費者的需求。蘋果的設計并不局限于產(chǎn)品外觀，它的每一個環(huán)節(jié)都為消費者的體驗精心打造的，任何環(huán)節(jié)都不讓顧客感到迷茫或失望，用戶拿到產(chǎn)品后，不需要看說明書便知該如何使用，無論是小孩或老人，都可以在蘋果手機上找到屬于他們的使用方式，用起來得心應手。在此基礎上，它每一次的推陳出新，對舊版本功能的改進，都為用戶準備了超出預期的驚喜。消費者了解產(chǎn)品的存在，去購買商品，并在生活中使用，蘋果手機是以“為用戶進行設計”為目的來推出每一件新產(chǎn)品。正因如此，它才得以在全球暢銷，深受用戶喜愛。
六、結(jié)語
2網(wǎng)絡業(yè)務數(shù)據(jù)化、分組化
2.1無線數(shù)據(jù)——生機無限當前移動數(shù)據(jù)通信發(fā)展迅速，被認為是移動通信發(fā)展的一個主要方向。近年來出現(xiàn)的移動數(shù)據(jù)通信主要有兩種，一種是電路交換型的移動數(shù)據(jù)業(yè)務，如TACS、AMPS和GSM中的承載數(shù)據(jù)業(yè)務以及GSM系統(tǒng)的HSCSD；另外一種是分組交換型的移動數(shù)據(jù)業(yè)務，如摩托羅拉的DataTAC、愛立信的Mobitex和GSM系統(tǒng)的GPRS。
目前，無線數(shù)據(jù)業(yè)務只占GSM網(wǎng)絡全部業(yè)務量中的很小一部分，但是在未來的兩年中這種狀況將開始扭轉(zhuǎn)，并大大改變。1999年以后，隨著HSCSD、GPRS等新的高速數(shù)據(jù)解決方案顯露崢嶸，并成為數(shù)據(jù)應用的新焦點，無線數(shù)據(jù)將成為運營商經(jīng)營計劃中越來越重要的部分，它預示著未來大量的商業(yè)機遇。
（1）應用驅(qū)動市場
無線數(shù)據(jù)業(yè)務的主要驅(qū)動力在于用戶的應用。話音是單一的、易于被大眾所接受的業(yè)務，然而無線數(shù)據(jù)則不同，無線數(shù)據(jù)最初的應用重點放在運輸管理這樣的專業(yè)市場。近期無線數(shù)據(jù)業(yè)務的目標市場是銷售人員或現(xiàn)場工程師這樣的用戶群。從這些先發(fā)目標的應用中積累無線數(shù)據(jù)的經(jīng)驗，并從中受益。
在過去的十年里，傳統(tǒng)的生活方式已經(jīng)在迅速改變，人們更經(jīng)常性地移動，職業(yè)和個人生活之間的分界變得模糊，人們需要不分時間、地點訪問很重要的信息。發(fā)生在用戶身上的這種生活方式的改變將成為驅(qū)動無線數(shù)據(jù)業(yè)務發(fā)展的重要因素。
（2）因特網(wǎng)的影響
和通信的其他領(lǐng)域一樣，無線數(shù)據(jù)業(yè)務的一個最重要的驅(qū)動力來自Internet。根據(jù)最近的研究，未來兩年歐洲的因特網(wǎng)用戶數(shù)量將翻一番。在我國，因特網(wǎng)用戶的年增長率將高達300%，顯然用戶在運動中接入因特網(wǎng)的需求將會增長。
為了滿足接入因特網(wǎng)的需求，一個全球性的開放協(xié)議——無線應用協(xié)議（WAP）應運而生。WAP為將Internet的信息內(nèi)容以及增值業(yè)務傳送到移動終端提供了一種開放的通用標準，實現(xiàn)了IP與GSM網(wǎng)絡的橋接，是一個為廠商提供加速市場增長、避免網(wǎng)絡割接、保護運營商投資的標準，WAP確保任何與WAP兼容的GSM手機都能工作。
（3）數(shù)據(jù)速率的發(fā)展
GSM承載業(yè)務所提供的GSM數(shù)據(jù)速率最高只能達到9.6kbit／s。國際上1998年引入的高速電路交換數(shù)據(jù)（HSCSD）技術(shù)將實現(xiàn)57kbit／s的數(shù)據(jù)速率，對要求連續(xù)比特率和傳輸時延小的應用是理想的，如會議電視、電子郵件、遠程接入企業(yè)的局域網(wǎng)和無線圖像。1999年商用化的GPRS是第一個GSM分組數(shù)據(jù)應用，將實現(xiàn)超過100kbit／s的數(shù)據(jù)速率。對較短的“突發(fā)”類型業(yè)務是理想的，如信用卡認證、遠程測量和遠程事務處理。EDGE（增強數(shù)據(jù)速率GSM改進模式）使用修改過的GSM調(diào)制方式來實現(xiàn)超過300kbit／s的數(shù)據(jù)速率。EDGE會讓GSM運營商特別受益，他們不但可以贏得第三代移動通信的經(jīng)營執(zhí)照，還可以提供有競爭力的寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務。
2.2個人多媒體通信——網(wǎng)絡演進的方向
對隨時隨地話音通信的追求使早期移動通信走向成功。移動通信的商業(yè)價值和用戶市場得到了證明，全球移動市場以超凡的速度增長。移動通信演進的下一階段是向無線數(shù)據(jù)乃至個人移動多媒體轉(zhuǎn)移，這一進展已經(jīng)開始，并將成為未來重要的增長點。個人移動多媒體將根據(jù)地點為人們提供無法想像的、完善的個人業(yè)務和無線信息，將對人們工作和生活的各個方面產(chǎn)生影響。在個人多媒體世界里，話音郵件和電子郵件被傳送到移動多媒體信箱中；短信將成為帶有照片和視頻內(nèi)容的電子明信片；話音呼叫將與實時圖像相結(jié)合，產(chǎn)生大量的可視移動電話，還將實現(xiàn)移動因特網(wǎng)和萬維網(wǎng)瀏覽。像無線會議電視這樣的應用將隨處可見，電子商務將蓬勃開展。對于運動中的用戶還有隨時隨地的各種信箱和娛樂服務。
3網(wǎng)絡技術(shù)的寬帶化
在電信業(yè)歷史上，移動通信可能是技術(shù)和市場發(fā)展最快的領(lǐng)域。業(yè)務、技術(shù)、市場三者之間是一種互動的關(guān)系，伴隨著用戶對數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務需求的增加，網(wǎng)絡業(yè)務向數(shù)據(jù)化、分組化發(fā)展，移動網(wǎng)絡必然走向?qū)拵Щ?/p>
通過使用電話交換技術(shù)和蜂窩無線電技術(shù)，70年代末誕生了第一代模擬移動電話。AMPS（北美蜂窩系統(tǒng)）、NMT（北歐移動電話）和TACS（全向通信系統(tǒng)）是三種主要的窄帶模擬標準。第一代無線網(wǎng)絡技術(shù)的一大成就就是去掉了將電話連接到網(wǎng)絡的用戶線。用戶第一次能夠在他們所在的任何地方無線接收和撥打電話。
第二代系統(tǒng)引入了數(shù)字無線電技術(shù)，它提供更高的網(wǎng)絡容量，改善了話音質(zhì)量和保密性，并為用戶引入了無縫的國際漫游。今天世界市場的第二代數(shù)字無線標準，包括GSM、MMPS、PDC（日本數(shù)字蜂窩系統(tǒng)）和IS95CDMA等，均仍為窄帶系統(tǒng)。
第三代移動系統(tǒng)，即IMT-2000，是一種真正的寬帶多媒體系統(tǒng)，它能夠提供高質(zhì)量寬帶綜合業(yè)務并實現(xiàn)全球無縫覆蓋。2000年以后，窄帶移動電話業(yè)務需求將依然很大，但隨著Internet等高速數(shù)據(jù)通信及多媒體通信需求的驅(qū)動，寬帶多媒體綜合業(yè)務將逐步增長，而且就未來信息高速公路建設的無縫覆蓋而言，寬帶移動通信作為整個移動市場份額的子集將顯得愈來愈重要。
第三代系統(tǒng)預計在2002年投入商用。
從第二代到第三代系統(tǒng)的變化并不像從第一代模擬網(wǎng)絡到第二代數(shù)字網(wǎng)絡那樣存在重大的技術(shù)變遷。從目前的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢來講，第二代系統(tǒng)將逐步子滑過渡到第三代系統(tǒng)，在此演進過程中，移動網(wǎng)絡所能實現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率逐步升級：GSM承載業(yè)務所能提供的數(shù)據(jù)速率為9.6kbit／s，1998年商用的HSCSD技術(shù)實現(xiàn)了57kbit／s的數(shù)據(jù)速率，1999年引入的GPRS將實現(xiàn)超過100kbit／s的數(shù)據(jù)速率，將在2000年引入的EDGE技術(shù)可實現(xiàn)超過300kbit／s的數(shù)據(jù)速率。2001年后投入商用的第三代系統(tǒng)將能夠在廣域網(wǎng)上實現(xiàn)384kbit／s的數(shù)據(jù)速率，在辦公室和家中還可以達到2Mbit／s。
4網(wǎng)絡技術(shù)的智能化
移動通信需求的不斷增長以及新技術(shù)在移動通信中的廣泛應用，促使移動網(wǎng)絡得到了迅速發(fā)展。移動網(wǎng)絡由單純地傳遞和交換信息，逐步向存儲和處理信息的智能化發(fā)展，移動智能網(wǎng)由此而生。移動智能網(wǎng)是在移動網(wǎng)絡中引人智能網(wǎng)功能實體，以完成對移動呼叫的智能控制的一種網(wǎng)絡，是一種開放性的智能平臺，它使電信業(yè)務經(jīng)營者能夠方便、快速、經(jīng)濟、有效地提供客戶所需的各類電信新業(yè)務，使客戶對網(wǎng)絡有更強的控制功能，能夠方便靈活地獲取所需的信息。移動智能網(wǎng)通過把交換與業(yè)務分離，建立集中的業(yè)務控制點和數(shù)據(jù)庫，進而進一步建立集中的業(yè)務管理系統(tǒng)和業(yè)務生成環(huán)境來達到上述目標。通過智能網(wǎng)，運營公司可以最優(yōu)地利用其網(wǎng)絡，加快新業(yè)務的生成；可以根據(jù)客戶的需要來設計業(yè)務，向其他業(yè)務提供者開放網(wǎng)絡，增加收益。
關(guān)于移動智能網(wǎng)的研究，早在1995年就已開始，剛開始并沒有具體的標準協(xié)議出現(xiàn)，各廠商各自制定了自己的標準，并且據(jù)此進行了不少的研究工作，如Alcatel、Nortel、Ericsson等都先后推出了自己的初期產(chǎn)品。這些工作為最終移動智能網(wǎng)標準的形成積累了經(jīng)驗。
1997年末，美國蜂窩電信工業(yè)協(xié)會（CTIA）制定了移動智能網(wǎng)的第一個標準協(xié)議——IS-41D協(xié)議。1998年1月，歐洲電信標準研究所（ETSI）在GSMphase2+階段引入了CAMEL協(xié)議（移動通信高級邏輯的客戶化應用程序），當時的版本是Phase1。1998年4月，ITU-T在新推出的智能網(wǎng)能力集一2標準中描述了移動接入的功能實體，稱為CAMELphase2標準。
伴隨著移動網(wǎng)絡向第三代系統(tǒng)的演進，網(wǎng)絡的智能化程度也在不斷地提升。智能網(wǎng)及其智能業(yè)務是構(gòu)成未來個人通信的基本條件。
5更高的頻段
從第一代的模擬移動電話，到第二代的數(shù)字移動網(wǎng)絡，再到將來的第三代移動通信系統(tǒng)，網(wǎng)絡使用的無線頻段遵循一種由低到高的發(fā)展趨勢。1981年誕生的第一個具有國際漫游功能的模擬系統(tǒng)NMT的使用頻段為450MHz，1986年NMT變遷到900MHz頻段。我國目前的模擬TACS系統(tǒng)的使用頻段也為900MHz。在第二代網(wǎng)絡中，GSM系統(tǒng)的開始使用頻段為900MHz，IS-95CDMA系統(tǒng)為800MHz。為了從根本上提高GSM系統(tǒng)的容量，1997年出現(xiàn)了1800MHz系統(tǒng)，GSM900／1800雙頻網(wǎng)絡迅速普及。2002年將投入商用的第三代系統(tǒng)IMT-2000則定位在2GHz頻段。
6更有效利用頻率
無線電頻率是一種寶貴資源。隨著移動通信的飛速發(fā)展，頻譜資源有限和移動用戶急劇增加的矛盾越來越尖銳，出現(xiàn)了“頻率嚴重短缺”的現(xiàn)象。解決頻率擁擠問題的出路是采用各種頻率有效利用技術(shù)和開發(fā)新頻段。
模擬制的早期蜂窩移動通信系統(tǒng)采用頻分多址方式，主要通過多信道共用、頻率復用和波道窄帶化等技術(shù)實現(xiàn)頻率的有效利用。隨著業(yè)務的發(fā)展，模擬系統(tǒng)已遠不能滿足用戶發(fā)展的需求。數(shù)字移動通信比模擬移動通信具有更大的容量。同樣的頻分多址技術(shù)，數(shù)字系統(tǒng)要求的載干比較小，因而頻率復用距離可以小一些，系統(tǒng)的容量可以大一些。而且，數(shù)字移動通信還可采用時分多址或碼分多址技術(shù)，它比模擬的頻分多址制在系統(tǒng)容量上大4-20倍。
GSM作為最具代表性和最為成熟的數(shù)字移動通信系統(tǒng)，其發(fā)展歷程就是一部頻率有效利用技術(shù)的演進史。GSM采用時分多址制式，其對頻率的有效利用主要是通過頻率復用技術(shù)的不斷升級實現(xiàn)的。從傳統(tǒng)的4×3方式，到3×3、1×3、MRP、2×6等新的復用技術(shù)，頻率復用的密集度逐步提升，頻譜效率快速提高，GSM系統(tǒng)的容量得到逐步釋放。1995年開始投入商用的IS－95CDMA（窄帶）系統(tǒng)，以無線技術(shù)的先進性和大容量等特點著稱。它以擴頻技術(shù)為基礎，不同用戶的信號靠不同的編碼序列來區(qū)分，如果從頻域或時域來觀察，多個CDMA信號是相互重疊的，故理論上CDMA系統(tǒng)的頻譜利用率比GSM系統(tǒng)更高，網(wǎng)絡容量更大。同時CDMA系統(tǒng)具有一定的過載能力，即系統(tǒng)具備軟容量。作為未來第三代移動通信系統(tǒng)主流無線接入技術(shù)的WCDMA（寬帶碼分多址）能夠更高效地利用無線電頻率。它利用分層小區(qū)結(jié)構(gòu)、自適應天線陣和相干解調(diào)（雙向）等技術(shù)，網(wǎng)絡容量可得到大幅提高，可以更好地滿足未來移動通信的發(fā)展要求。
7網(wǎng)絡趨于融合，走向統(tǒng)一
7.1第三代移動通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
第三代系統(tǒng)的主要目標是將包括衛(wèi)星在內(nèi)的所有網(wǎng)絡融合為可以替代眾多網(wǎng)絡功能的統(tǒng)一系統(tǒng)，它能夠提供寬帶業(yè)務并實現(xiàn)全球無縫覆蓋。為了保護運營公司在現(xiàn)有網(wǎng)絡設施上的投資，第二代系統(tǒng)向第三代系統(tǒng)的演進遵循平滑過渡的原則，現(xiàn)有的GSM、D-AMPSIS-136等第二代系統(tǒng)均將演變成為第三代系統(tǒng)的核心網(wǎng)絡，從而形成一個核心網(wǎng)家族，核心網(wǎng)家族的不同成員之間通過NNI接口聯(lián)結(jié)起來，成為一個整體，從而實現(xiàn)全球漫游。在核心網(wǎng)絡家族的，形成一個龐大的無線接入家族，現(xiàn)有的幾乎所有的無線接入技術(shù)以及WCDMA等第三代無線接入技術(shù)均將成為其成員。
關(guān)鍵詞：通信電源通信網(wǎng)現(xiàn)狀發(fā)展趨勢
一、通信電源的發(fā)展現(xiàn)狀
（一）供電系統(tǒng)的現(xiàn)狀
通信電源是通信系統(tǒng)必不可少的重要組成部分，其設計目標是安全、可靠、高效、穩(wěn)定、不間斷地向通信設備提供能源。通信電源必須具備智能監(jiān)控、無人值守和電池自動管理等功能，從而滿足網(wǎng)絡時代的需求。通信電源系統(tǒng)由交流配電、整流柜、直流配電和監(jiān)控模塊組成。
（二）通信電源設備的更新?lián)Q代
近年來，隨著技術(shù)的進步，特別是功率器的更新?lián)Q代，新型電磁材料的不斷使用，功率變換技術(shù)的不斷改進，控制方法的不斷進步，以及相關(guān)學科的技術(shù)不斷融合，通信電源在系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性，電磁兼容性，消除網(wǎng)側(cè)電流諧波、提高電能利用率、降低損耗、提高系統(tǒng)的動態(tài)性能等等方面都取得長足的進步。
（三）現(xiàn)行通信電源的電路模型和控制技術(shù)
目前通信電源的變換電路拓撲結(jié)構(gòu)主要采用雙單端電路，半橋電路和全橋電路，各有優(yōu)缺點。一般認為，在中、小功率場合，采用雙單端電路或半橋電路是適宜的；在大功率場合則采用全橋變換電路。
二、通信電源發(fā)展趨勢
（一）開關(guān)器件的發(fā)展趨勢
電源技術(shù)的精髓是電能變換，即利用電能變化技術(shù)將市電或電池等一次電源變換成適用于各種用電對象的二次電源。其中，開關(guān)電源在電源技術(shù)中占有重要地位，從10kHz發(fā)展到高穩(wěn)定度、大容量、小體積、開關(guān)頻率達到兆赫茲級，開關(guān)電源的發(fā)展為高頻變化提供了硬件基礎，促進了現(xiàn)代電源技術(shù)的繁榮和發(fā)展。
（二）通信直流電源產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展市場需求發(fā)展
在需求與技術(shù)的共同推動下，通信直流電源產(chǎn)品體現(xiàn)了如下的發(fā)展態(tài)勢：
體系架構(gòu)相當長的一段時間內(nèi)維持穩(wěn)定。通信直流電源在相當長的時間內(nèi)還是維持現(xiàn)有的交流配電、整流器模塊(并聯(lián))、直流配電、監(jiān)控單元、蓄電池等為主要組成部分的架構(gòu)；功率變換模式也將維持現(xiàn)有的高頻開關(guān)模式，暫時不會出現(xiàn)類似從線性電源到開關(guān)電源的階躍性的變化。
功率密度不斷提高。通信一次電源的核心部件整流器的功率密度不斷提高，推動了通信直流電源整機的功率密度不斷提高，但配電器件、蓄電池等密度基本維持穩(wěn)定，一定程度制約了整機系統(tǒng)的功率密度的提高比率。
更高的可靠性。高可靠性是通信電源的最基本要求。隨著器件技術(shù)、通信電源技術(shù)的成熟，以及各通信直流電源設備廠家在可靠性研究上大力投入，通信直流電源產(chǎn)品可靠性呈不斷提高的趨勢。
按照TRIZ理論(“創(chuàng)造性解決問題的理論”的俄語縮略語)描述的技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展進化規(guī)律，一般而言，技術(shù)的生命周期包含四個階段：嬰兒期、成長期、成熟期和衰退期，種種跡象表明，通信直流電源的核心技術(shù)，開關(guān)電源技術(shù)基本上開始步入成熟期：效率的提升變得緩慢和困難、而電源損耗不能大幅度降低限制了功率密度的進一步提高，未來幾年甚至十幾年內(nèi)，通信直流電源產(chǎn)品將進入一個緩慢發(fā)展的階段，直至有一天，一種新的電源變換技術(shù)出現(xiàn)，通信直流電源產(chǎn)品就會再出現(xiàn)一個階躍性的發(fā)展，就像開關(guān)穩(wěn)壓技術(shù)替代線性穩(wěn)壓技術(shù)，給電源帶來了革命性的變化。
（三）通信用蓄電池技術(shù)研究的新進展
通信用蓄電池作為通信系統(tǒng)后備的能源供應手段，其研制、生產(chǎn)和應用技術(shù)一直備受世界各國通信行業(yè)的重視。隨著科技的發(fā)展和技術(shù)的不斷進步，國外正在研制和試驗新一代的通信用蓄電池，有的已經(jīng)進入商用化階段。這些新的蓄電池，由于其材料、結(jié)構(gòu)和技術(shù)上的先進性，在性能上具有傳統(tǒng)的VRLA電池無可比擬的優(yōu)越性。
1．釩電池（VanadiumRedoxBattery）。釩電池（VRB）是一種電解值可以流動的電池，目前正在逐步進入商用化階段。
2．燃料電池。燃料電池是一種化學電池，也是一種新型的發(fā)電裝置，它所需的化學原料由外部供給，如氫氧燃料電池，只要外部供給氫和氧，經(jīng)過內(nèi)部電極、催化劑和堿性電解液的作用，就能產(chǎn)生0.9V電壓的直流電能，同時產(chǎn)生大量的熱能.
3．電源監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用日益普及和信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展，通信系統(tǒng)從以前的單機或小局域系統(tǒng)逐漸發(fā)展至大局域網(wǎng)系統(tǒng)或廣域網(wǎng)系統(tǒng)，大量人力、物力被投入到網(wǎng)絡設備的管理和維護工作上。不過通信設施所處環(huán)境越來越復雜，人煙稀少、交通不便都會增大維護的難度，這對電源設備的監(jiān)控管理提出了新的需求，保護通信互聯(lián)網(wǎng)終端的電源設備必須具備數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡通信能力。此時，數(shù)字化技術(shù)就表現(xiàn)出了傳統(tǒng)模擬技術(shù)無法實現(xiàn)的優(yōu)勢，數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展逐步表現(xiàn)出傳統(tǒng)模擬技術(shù)無法實現(xiàn)的優(yōu)勢.
4．通信電源的環(huán)保要求。環(huán)保問題，一方面的指標是通信電源的電流諧波要符合要求，降低電源的輸入諧波，不但可以改善電源對電網(wǎng)的負載特性，減少給電網(wǎng)帶來嚴重污染的情況，還可減少對其他網(wǎng)絡設備的諧波干擾。另一個重要方面，是材料的可循環(huán)利用和環(huán)境的無污染，這方面需要產(chǎn)品滿足WEEE/ROHS指令。
在通信電源開發(fā)、生產(chǎn)早期，人們主要集中研究電源的輸出特性，較少考慮到電源的輸入特性。例如：傳統(tǒng)的在線式電源輸入AC/DC部分通常采用橋式整流濾波電路，其輸入電流呈脈沖狀，導通角約為π/3，波峰因數(shù)大于純電阻負載的1.4倍。這些諧波電流大的電源給電網(wǎng)帶來了嚴重的污染，使電網(wǎng)波形失真，實際負荷能力降低，對于三相四線制的電網(wǎng)來說，還很有可能因中性線電流過大而出現(xiàn)不安全隱患。
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我國移動通信目前仍以極高的速度在發(fā)展，這是有目共睹的。到2001年9月，我國電話用戶從2000年9月的2億戶到目前已突破3億戶，即在1年之內(nèi)增加用戶1億戶。發(fā)展速度世界罕見。其中移動電話用戶中國移動"全球通"用戶為9580.2萬用戶，聯(lián)通移動用戶為3490萬戶，共計超過1.3億戶，普及率為10%，居世界第一位。據(jù)預測，到"十五"末期，我國電話用戶將超過5億戶，普及率將達到40%。其中固定電話為2.4~2.8億戶，占世界總數(shù)的1/5，居世界第一位。移動電話為2.6~2.9億戶，占世界電話用戶1/4，居世界第一。移動通信用戶數(shù)將超過固定用戶數(shù)。屆時，固定電話的用戶普及率為18%，而移動通信的用戶普及率為21%。中國將是名副其實的通信大國。
從中國移動通信終端市場的發(fā)展來看，據(jù)有關(guān)專家分析，今后3~5年將繼續(xù)保持兩位數(shù)的增長，到2005年，移動終端的銷售額可達到1200億元，這是一個巨大的市場。2000年全球10%的手機是在中國制造的。移動市場對中國GDP所貢獻的產(chǎn)值，到2005年將達到6000億元，在全國GDP中占6%~8%。中國移動通信市場包括三部分，即運營服務收入，手機終端銷售的產(chǎn)值及運營商網(wǎng)絡建設的投資。
國家決定，我國CDMA移動通信網(wǎng)絡由聯(lián)通負責建設和經(jīng)營。它將達到5000億元的整體市場規(guī)模。在"十五"期間聯(lián)通投入CDMA項目的資金達1000億元。國家計委決定，19家企業(yè)獲得了生產(chǎn)CDMA手機的資格，它們是：波導、科健、中興、首信、TCL、海爾、東方通信、康佳、南方高科、中電通信、大唐、貴州振華、浪潮、海信、大連大顯、南京普天、天津電話設備廠、廈華以及摩托羅拉中國公司。按照聯(lián)通的規(guī)劃，5年后CDMA手機用戶將達4000萬左右。
以上簡單的統(tǒng)計數(shù)字表明，我國移動通信的發(fā)展遠遠超出了人們的預料，但應該看到，世界先進國家的移動用戶數(shù)占人口總數(shù)的20%~65%之間，而對于我們13億人口的大國來說，現(xiàn)在只占10%。因此，無庸置疑，在今后10年內(nèi)，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，我國移動通信仍將高速發(fā)展，形勢大好。
2我國移動通信的發(fā)展面臨的機遇與挑戰(zhàn)
在這樣的大好形勢下，我國移動通信的發(fā)展面臨巨大的機遇和嚴峻的挑戰(zhàn)。我國加入WTO后，電信市場的進一步開放，國外運營商的進入和產(chǎn)品低關(guān)稅的涌入，將在我國移動通信市場形成更加激烈的競爭局面。當然，同時也會有大量國外資金、技術(shù)和人才的流入，對我國移動通信產(chǎn)業(yè)也會帶來促進作用。審時度勢，我們只能采取正確的措施和策略迎接進入WTO的機遇與挑戰(zhàn)。總地看來，我們應在以下三個方面認真對待。
第一，對于在我國目前也廣為應用的2G和正在興起的2.5G的發(fā)展，應統(tǒng)籌兼顧，合理布局，大力促進其推廣應用，進一步擴大和占領(lǐng)現(xiàn)有的移動通信市場。
第二，WTO和3G同時到來，我們只能順應時代的潮流，興利除弊，以積極的態(tài)度迎接WTO和3G的到來。
第三，建立我國移動通信產(chǎn)業(yè)（即制造業(yè)），仍然是發(fā)展我國移動通信帶有根本性和戰(zhàn)略的任務。及時開展關(guān)于未來新一代移動通信（或4G）的研究是我們面臨的新的機遇，切不可輕易放過。
下面，對上述三方面的問題再作進一步的討論。
3統(tǒng)籌兼顧，合理布局，大力促進移動通信的推廣應用
我國目前正處在2G的發(fā)展階段，已有1.3億用戶，占世界第一位。但對于13億人口的大國，仍有巨大的發(fā)展空間。中國移動主要發(fā)展GSM系統(tǒng)，現(xiàn)在已有9000萬用戶，很快將超過1億用戶。繼續(xù)發(fā)展GSM無疑是滿足市場需求的有利方針。對于中國聯(lián)通，正在快馬加鞭建設和發(fā)展CDMA網(wǎng)絡，2001年將達到1550萬用戶容量。可以預期，今后10年它將以更高的速度發(fā)展。對于我們這樣一個發(fā)展中的大國，建設CDMA網(wǎng)有利于解決頻率資源緊張、基本建設投資巨大和用戶承受能力相對較弱等實際問題。我們2G發(fā)展的一個可能的格局是GSM與CDMAIS-95平分秋色，同步發(fā)展，這對于各方面來說，都是有利的。
2.5G的發(fā)展正方興未艾。中國移動GPRS網(wǎng)絡的建設目前已覆蓋16個省、直轄市、自治區(qū)，在25個城市投入試商用，容量達到40萬戶。面臨3G能為人們提供高達2Mbit/s的數(shù)據(jù)率和傳送多媒體信息的挑戰(zhàn)，人們致力于使2G采用一些改進技術(shù)以達到提高數(shù)據(jù)速率的目的。從而產(chǎn)生HSCSD、GPRS和EDGE等一系列GSM的演進技術(shù)，采用信包（分組）通信技術(shù)，可提供E-mail、ftp、電子商務等服務。目前運營商推出2.5G也是出于可以盡快滿足市場對移動數(shù)據(jù)服務的需求。同時也為向3G過渡做了技術(shù)上的準備。目前已有愛立信、西門子等國外產(chǎn)品在中國市場推出數(shù)款GPRS手機。廈新公司也推出一款GPRS手機--A8698。另外，諾基亞、摩托羅拉等也紛紛出臺自己的GPRS產(chǎn)品。但不必諱言，一個窄帶系統(tǒng)用來傳送寬帶業(yè)務，即傳送高速數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務，是力不從心的，是要付出一定代價的。在已推出GPRS手機的地區(qū)已出現(xiàn)了上網(wǎng)速度慢和影響電話通話的情況就是證明。因此，雖然2.5G有一定發(fā)展空間和時間，但終究是一種過渡技術(shù)，當人們需要在移動中大量傳送高速數(shù)據(jù)和多媒體信息時，他們將很可能會選擇具有寬帶特性的3G系統(tǒng)。
總之，對國家來講，無論是繼續(xù)擴大2G的應用和發(fā)展2.5G，都需統(tǒng)籌兼顧，合理布局，以避免顧此失彼，才能真正促進我國移動通信的推廣應用。
4興利除弊，迎接進入WTO及3G的到來
我國加入WTO，這對于我國進一步開放、發(fā)展經(jīng)濟將起到積極的推動作用。對于電信業(yè)，特別是移動通信的運營業(yè)和制造業(yè)無疑是機遇與挑戰(zhàn)并存，有利有弊，利大于弊。所謂機遇與挑戰(zhàn)并存，指的是我國面臨國內(nèi)外更為激烈的競爭。如果采取正確的措施和策略，我們將在競爭中取勝，求得更大的發(fā)展。所謂有利有弊，是指如果在競爭中有所失誤，則將嚴重影響我國運營業(yè)和制造業(yè)的發(fā)展。所謂利大于弊，指的是無論如何，國外資金、技術(shù)、產(chǎn)品、人才和管理經(jīng)驗的大量流入，為我國移動通信進一步的發(fā)展提供了一些有利的條件，總體上說，我們將贏得這場競爭。
同樣3G從CCIR提出到今天已15年了。經(jīng)過人們長期的研究開發(fā)和技術(shù)標準之爭，應該是初見分曉的時候了。世界上各國對3G發(fā)展的必要性的共識也是不容質(zhì)疑的。現(xiàn)在的問題是3G付諸實際商用是否能達到人們預期的性能上、技術(shù)上和經(jīng)濟上的目的和要求。我國對3G的發(fā)展應該說起步并不太晚，但決心不大，投資強度不大，動作力度也不大。在國家"863"計劃和"九五"計劃中均有所安排，也有了喜人的成果并提出了TD-SCDMA標準，但與國際上各大國相比，差距較大也是不能否認的。因而，大力發(fā)展3G，仍然是我國發(fā)展移動通信極為重要的戰(zhàn)略決策，其出發(fā)點主要是：
（1）大力發(fā)展3G是建立我國移動通信產(chǎn)業(yè)和占領(lǐng)未來國內(nèi)移動通信市場一次難得的機遇。
（2）應把發(fā)展3G與發(fā)展2G結(jié)合起來一同加以考慮，使二者既能滿足當前國內(nèi)市場的需求又能適應未來的發(fā)展。
（3）容量和頻譜利用率的問題是發(fā)展移動通信的根本性問題。應盡量采用先進的頻譜利用率的系統(tǒng)。3G的基本技術(shù)是寬帶CDMA技術(shù)，因而是有很大優(yōu)勢的。
（4）我國未來2G的發(fā)展可能是GSM與CDMAIS-95平分秋色，因而對于3G的三種主流技術(shù)：WCDMA、cdma2000及TD-SCDMA均應發(fā)展。
（5）我國發(fā)展3G應與建立生產(chǎn)制造業(yè)結(jié)合起來，并盡可能地注入自己的知識產(chǎn)權(quán)。同時，國家要加大投入，使移動通信真正成為國家的經(jīng)濟增長點和支柱產(chǎn)業(yè)。
5發(fā)展未來新一代移動通信（4G），建立我國移動通信產(chǎn)業(yè)
3G尚未商用，為什么人們已開始關(guān)注發(fā)展4G呢？應該說，這種關(guān)注不是沒有道理的。一代技術(shù)的發(fā)展，要經(jīng)歷提出、研究、實驗、形成標準、批量生產(chǎn)直至最后到客戶手里，大概需要10年左右的時間。1G、2G、3G的發(fā)展都是如此。估計4G的發(fā)展沒有10年時間是不行的。中國3G的應用估計可能要到2005年左右。到了2010年左右4G可能登上世界歷史舞臺。一般認為，新一代的產(chǎn)品無論在技術(shù)上和應用上都應比老一代的產(chǎn)品有"革命性"的變革。因而4G要比3G有明顯的進展。目前對4G雖然尚無明確的定義和規(guī)范，但應具備以下一些基本特點：
（1）4G應比3G數(shù)據(jù)傳輸速率高一個數(shù)量級，達到20Mbit/s~150Gbit/s。
（2）主要采用更寬的頻帶，即以廣帶（Broadband）為基礎的技術(shù)。
（3）應具有自適應系統(tǒng)分配和適應變化的業(yè)務流和信道條件，有很強的自組織性和靈活性。
（4）能綜合多種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，如固定、移動、廣播網(wǎng)絡，并能加以控制。
（5）能滿足不同用戶不同業(yè)務和碼率的要求。
