時間：2022-06-02 23:19:18
序論：在您撰寫接入技術(shù)論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
對于未來,電力線上網(wǎng)技術(shù)將面臨技術(shù)和市場的雙重考慮,由于電壓變化所帶來的干擾影響上網(wǎng)質(zhì)量,用電高峰時期數(shù)率波動大,PLC芯片主要來自歐美,以及國家法律法規(guī)不明確等因素,都將嚴(yán)重制約著電力線上網(wǎng)技術(shù)的良性發(fā)展,其未來之路絕非一帆風(fēng)順。
技術(shù)還需重大改進(jìn)。在帶寬、傳輸距離以及信號干擾方面雖已取得了長足進(jìn)步,但由于電力網(wǎng)使用的是非屏蔽線,用它來傳輸數(shù)據(jù)不可避免地會形成電磁輻射,影響數(shù)據(jù)的保密性,因此信息安全性能差。多數(shù)電力線接入產(chǎn)品采用帶寬共享,導(dǎo)致用戶數(shù)量增加之后帶寬下降,電力線接入時數(shù)據(jù)需要通過電表傳輸,帶寬在電表處產(chǎn)生衰減,用電高峰期傳輸數(shù)率嚴(yán)重下降等方面還亟待改進(jìn)。
商業(yè)模式不成熟。由于受到有關(guān)政策的限制,目前還沒有相關(guān)業(yè)務(wù)的支持,而且在商業(yè)模式方面也只是處于摸索階段。此外,中國廠商在產(chǎn)品芯片技術(shù)方面的缺乏,最終用戶的認(rèn)可、接受,市場的培育以及與該技術(shù)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈等問題也必須重點考慮。
與其他寬帶技術(shù)相比,競爭優(yōu)勢并不明顯。除了安全性這一眾所周知的致命弱點外,PLC在價格方面也暫時處于劣勢?！半娏ω垺蹦壳皟r格在800元至1200元之間,比ADSL還要貴很多,現(xiàn)有電信運營商的上網(wǎng)資費已經(jīng)很低,PLC如不能解決設(shè)備的成本問題,制定相對低的資費標(biāo)準(zhǔn),是不具備競爭力的。而與此相關(guān)的是PLC的經(jīng)營成本問題。另外,PLC所宣揚的最大優(yōu)點是其便利性,無需任何布線,無需挖溝和穿墻打洞,通過遍布各個房間的插座就可上網(wǎng)。而無線局域網(wǎng)(WLAN)與3G無線互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展,已經(jīng)令PLC的這一優(yōu)勢黯然失色。
在市場接受程度上,據(jù)近期的一項調(diào)查顯示,只有14.62%的網(wǎng)民表示對這項技術(shù)較為熟悉,其他的表示僅了解一點或一無所知。對于電力線上網(wǎng)技術(shù)在中國的商用,則有73.26%的網(wǎng)民持謹(jǐn)慎態(tài)度,其中有12.21%的人則明確表示不會使用,這反映了大部分用戶對直接騎在電老虎背上上網(wǎng)還是心存疑慮的,畢竟是直接連在220V的電力線上,要想用戶沒有顧慮是不現(xiàn)實的,這就需要一邊進(jìn)一步的提高安全系數(shù),一邊加大宣傳力度和市場推廣力度,使用戶對PLC有更多深入的了解,從而充分信任和接受PLC。
總之,PLC作為一項有潛力的寬帶網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù),相關(guān)電力部門如果充分發(fā)揮其潛力,并和原來自身的電力通訊網(wǎng)相連接互補,很可能形成四網(wǎng)合一的大好形勢。另一方面,如果因缺乏長遠(yuǎn)戰(zhàn)略眼光、市場運作不利、技術(shù)等原因也有可能失去進(jìn)入寬帶市場的最佳時間,流于一種輔助的上網(wǎng)手段。
PLC的優(yōu)點
首先是其無可比擬的網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)勢,居民家里可以沒有五類線,可以沒有雙絞線,也可以沒有DDN,但誰都離不開電力線。據(jù)了解,我國目前電話用戶不到3億,但用電用戶已超過10億。在廣闊的農(nóng)村地區(qū),特別是那些電話網(wǎng)絡(luò)不太發(fā)達(dá)的地區(qū),PLC會更有用武之地。畢竟,電力網(wǎng)規(guī)模之大,是其他任何網(wǎng)都不可比擬的。雖然這些地區(qū)上網(wǎng)短期需求量并不大,市場發(fā)展成熟較慢,但會存在電力線上網(wǎng)先入為主的局面,可以有先行之利,對PLC的長遠(yuǎn)發(fā)展和擴張非常有利。
其次是它可充分利用現(xiàn)有的低壓配電網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,不再需要任何新的線路鋪設(shè),隨意接入,是一種“NoNewWires”技術(shù),簡單方便的安裝設(shè)備以及使用方式,節(jié)約了資源和費用;無需挖溝和穿墻打洞,避免了對建筑物和公用設(shè)施的破壞,同時也節(jié)省了人力;共享互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接;可以在任何客戶進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接;移動計算機至任意位置,簡單使用;高通訊速率,可達(dá)到14Mbps(將來通過升級設(shè)備可達(dá)100Mbps),可使用VOD點播;數(shù)據(jù)加密,提供高安全性和高可靠性能。
高速訪問可以為用戶提供高速因特網(wǎng)訪問服務(wù)、話音服務(wù),從而為用戶上網(wǎng)和打電話增加了新的選擇,有利于其它電信服務(wù)商改善服務(wù)、降低價格。家居自動化的生力軍通過遍布各個房間的墻上插座將智能家電聯(lián)網(wǎng),提前享用數(shù)字化家庭的舒適和便利。物理安全性強利用電力線的永久在線連接,構(gòu)建的防火、防盜、防有毒氣體泄漏等的保安監(jiān)控系統(tǒng),讓上班族高枕無憂。構(gòu)建的醫(yī)療急救系統(tǒng),讓有老人、孩子和病人的家庭倍感放心。遠(yuǎn)程讀取方便遠(yuǎn)程自動讀出水、電、氣表數(shù)據(jù),使公用事業(yè)公司節(jié)省大量費用,也方便了用戶。
無所不在的電力功能,比較容易實現(xiàn)或者說推動智能化大廈和家庭智能化。這就是電力貓的競爭力。
PLC的缺點
首先,技術(shù)瓶頸尚待突破。PLC與電話線上網(wǎng)從本質(zhì)上來講并沒有區(qū)別,都是利用銅線作為傳輸媒質(zhì)。而銅線上網(wǎng)的最大問題就是不能解決傳輸帶寬的問題,這是電力線上網(wǎng)面臨的首道關(guān)卡。PLC試驗網(wǎng)絡(luò)接入速度較快,不但遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通撥號和ISDN,也已超過ADSL,上網(wǎng)桌面速率達(dá)到2Mpbs。但這個速度只是理想情況下的最高速度,電力線上網(wǎng)就是銅線上網(wǎng),在銅線上不可能無限制地提升傳輸數(shù)據(jù)通訊容量的潛能。其次,電力線上網(wǎng)所產(chǎn)生的輻射問題不易解決。因為電力網(wǎng)使用的大多是非屏蔽線,用它來傳輸數(shù)據(jù)不可避免地會形成電磁輻射,從而會對其他無線通信,如公安部門或軍事部門的通信造成干擾。再次,電力線上網(wǎng)存在著不穩(wěn)定的問題。電力線不同于普通的數(shù)據(jù)通信線路,當(dāng)作為一種數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿浇闀r,會遇到許多干擾。電力線上有許多不可預(yù)料的噪聲和干擾源,如吸塵器、電冰箱、洗衣機等;其次,電力線通訊具有時間上不可控、不恒定的特點。與信號潔凈、特性恒定的Ethernet電纜相比,電力線上接入了很多電器,這些電器任何時候都可以插入或斷開、開機或關(guān)閉電源,因而導(dǎo)致電力線的特性不斷變化。最后,在網(wǎng)絡(luò)管理上也有麻煩。PLC并非如一般用戶所想象的只要安裝PLC調(diào)制解調(diào)器即可,事實上還是要一個通信骨干網(wǎng)支撐,由骨干網(wǎng)連接到PLC局端設(shè)備(MDU),再連接到用戶PLC調(diào)制解調(diào)器。
關(guān)鍵詞：寬帶接入網(wǎng)電力線通信技術(shù)無線寬帶接入技術(shù)
一、引言
隨著電子政府、電子商務(wù)、電子社區(qū)以及各類Ieternet相關(guān)應(yīng)用的飛速發(fā)展，應(yīng)用對帶寬的需求越來越大，網(wǎng)上流量每6～9個月就翻一番。再加上由單一信息形式、單一業(yè)務(wù)向數(shù)據(jù)、語音、圖像“三合一”多媒體信息形式以及綜合業(yè)務(wù)方向發(fā)展，也即所謂交互式多媒體信息時代的到來，對網(wǎng)絡(luò)容量提出了越來越高的要求。目前骨干網(wǎng)速度已經(jīng)達(dá)到了上百Gbps，并且在很多城市已經(jīng)實現(xiàn)了光纖到大樓、小區(qū)。
如何使千家萬戶上網(wǎng)，便是大家都在談?wù)摰乃^“最后一公里”的接入問題。接入網(wǎng)建設(shè)投資約占信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施總投資的一半以上，可以說這是寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的瓶頸、熱點和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，各種寬帶接入技術(shù)的發(fā)展正方興未艾，競爭激烈。
目前國際上主流并且比較成熟的技術(shù)包括xDSL技術(shù)、以太網(wǎng)技術(shù)、光纖接入技術(shù)、Cable技術(shù)、電力線通信技術(shù)以及無線接寬帶接入技術(shù)等。但xDSL技術(shù)覆蓋面有限（只能在短距離內(nèi)提供高速數(shù)據(jù)傳輸），并且一般高速傳輸數(shù)據(jù)是非對稱的，僅僅能單向高速傳輸數(shù)據(jù)（通常是網(wǎng)絡(luò)的下行方向）。因此xDSL技術(shù)只適合一部分應(yīng)用。此外，xDSL技術(shù)對銅纜用戶線路的質(zhì)量也有一定要求，因此實踐中實施起來有一定難度。以太網(wǎng)的帶寬管理能力先天不足，光纖接入技術(shù)的價格昂貴，Cable技術(shù)在實現(xiàn)雙向傳輸上面臨大幅度的改造，并且這三種技術(shù)在設(shè)置終端接口時都存在極大的不便，必須給各個終端預(yù)留相應(yīng)的接口，這樣每個房間都必須預(yù)埋線路，對于未預(yù)埋線路的樓房來說線路改造工程浩大。
最近幾年出現(xiàn)了電力線通信和無線寬帶接入技術(shù)，其中無線部分包括IEEE8002.11和藍(lán)牙技術(shù)。與上述幾種技術(shù)比較，它們具有易建設(shè)、見效快等優(yōu)勢，下文將詳細(xì)介紹這三種技術(shù)。
二、電力線通信技術(shù)
電力線通信PowerLineCommunication技術(shù)簡稱為PLC技術(shù)，是利用配電網(wǎng)低壓線路傳輸高速數(shù)據(jù)、話音、圖像等多媒體業(yè)務(wù)信號的一種通信方式。因為它具有無需新線、覆蓋范圍廣、連接方便的顯著特點，被認(rèn)為是提供“最后一公里”解決方案最具競爭力的技術(shù)之一。
其接入方法十分簡單，用戶通過特定的PLCModem聯(lián)結(jié)到戶內(nèi)電源插座，通過電力線進(jìn)行互連或者接入相應(yīng)的PLC主控設(shè)備，然后連接到網(wǎng)絡(luò)。用戶只需裝設(shè)一臺PLC－Modem，不用撥號，就能在線地接收和發(fā)送Internet信息。PLC調(diào)制解調(diào)器主要由接口、調(diào)制解調(diào)和耦合等三部分組成。接口部分是指電力線調(diào)制解調(diào)器同用戶設(shè)備間的雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌?，這些接口包括同智能設(shè)備之間的RS－232接口、同計算機之間的RJ－45以太網(wǎng)接口或USB接口、同模擬電話之間的RJ－11接口。
采用高速的PLC技術(shù)具有很多的優(yōu)點：
首先，PLC充分利用現(xiàn)有的低壓配電網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，無需任何布線，是一種無需布置新線路的技術(shù)，節(jié)約了資源。無需挖溝和穿墻打洞，避免了對建筑物和公用設(shè)備的破壞，同時也節(jié)省了人力。
PLC可以為用戶提供高速因特網(wǎng)訪問服務(wù)、話音服務(wù)，從而為用戶上網(wǎng)和打電話增加了新的選擇：
另外，PLC對家庭聯(lián)網(wǎng)也提供支持，使人們可以盡享由PLC技術(shù)帶來的家庭音、視頻網(wǎng)絡(luò)，多人對抗游戲等娛樂。
同時，PLC技術(shù)是家居自動化的生力軍，通過遍布各個房間的墻上插座將智能家電聯(lián)網(wǎng)，提前享用數(shù)字化家庭和舒適和便利；利用PLC技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程自動讀出水、電、氣表數(shù)據(jù)，可以用一張收費單解決用戶生活的所有收費項目，節(jié)省大量人力、物力，也極大地方便了用戶；并且，可以為電力公司提供負(fù)荷控制、需求側(cè)管理的新手段，提高電力公司管理水平。
為此，國際上有眾多的公司先后投資這個領(lǐng)域，如美國的Intellon、InariIntelogis、ITRAN等公司，韓國的Xeline公司，歐洲的ASCOM、Polytrax等公司，PLC芯片的傳輸速率從1Mbps發(fā)展到2Mbps、14Mbps、45Mbps。目前PLC技術(shù)已經(jīng)形成兩種發(fā)展模式：其一為以美國為代表的家庭聯(lián)網(wǎng)模式，這種模式的PLC只提供家庭內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)，戶外訪問使用其它傳統(tǒng)的通信方式，支持該模式的國際組織為Home－Plug，是一個為高速家用電力線通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和服務(wù)提供開放規(guī)模而成立的論壇。另一種模式是面向歐洲和亞洲市場的，提供自配電變壓器或樓邊至用戶家庭的全面PLC解決方案。該模式的國際組織為國際電力線通信論壇。2000年3月23－24日，在瑞士的Interlaken召開了國際電力線通信技術(shù)論壇成立大會，該論壇著重制定了與PLC有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、討論并解決相關(guān)問題，以促進(jìn)PLC技術(shù)的發(fā)展，來自17個國家和51個廠商、用戶、投資者成為論壇成員，其中包括北電網(wǎng)絡(luò)、思科系統(tǒng)等IT行業(yè)的巨頭。目前在北京的華景園小區(qū)和廣華軒小區(qū)都已經(jīng)采用了第二種方式。
三、IEEE802.11和藍(lán)牙技術(shù)
無線接入技術(shù)（WirelessAccessTechnology）也稱無線接續(xù)技術(shù)，或稱無線本地環(huán)路（WirelessLocalLoop），主要功能是以無線技術(shù)（大部分是移動通信技術(shù)）為傳輸媒介向用戶提供固定的或移動的終端用戶。無線用戶環(huán)路的宗旨和目標(biāo)是提供與有線接入網(wǎng)相同的業(yè)務(wù)種類和更廣泛的服務(wù)范圍，無線用戶環(huán)路由于具有應(yīng)用靈活，安裝快捷等特點，目前已也是接入技術(shù)中熱門的話題。IEEE802.11和藍(lán)牙技術(shù)是針對小的或者更?。ㄎⅲ┑臒o線網(wǎng)絡(luò)而發(fā)展的技術(shù)。
802.11是IEEE最初制定的一個無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，主要用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中，用戶與用戶終端的無線接入，業(yè)務(wù)主要限于數(shù)據(jù)存取，速率最高只能達(dá)到2Mbps。目前，3Com等公司都有基于該標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)卡。
由于802.11在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要，因此，802.11工作組相繼推出了802.11b和802.11a兩個標(biāo)準(zhǔn)。802.11b規(guī)范指定在2.4GHz通信頻帶，物理層采用高速直接序列擴頻技術(shù)（HR－DSSS），保持與最初802.11DSSS標(biāo)準(zhǔn)的兼容性。調(diào)制方式有兩種：第一種是高效率的“補碼鍵控”（CCK）調(diào)制方案，從而達(dá)到了11Mbps的頂端數(shù)據(jù)速率。第二種調(diào)制方案是“信息包二進(jìn)制回旋式編碼”（PBCCTM），憑借其能夠提供3dB的編碼增益，延伸了通信的距離。因此作為在5.5和11Mbps速率的范圍內(nèi)獲得更高性能的一個選擇。802.11a工作在5GHzU－NⅡ頻帶，并被指定高達(dá)54Mbps的數(shù)據(jù)速率。與單個載波系統(tǒng)載波調(diào)制技術(shù)。由于802.11a運用5GHz射頻頻譜，因此它與802.11b或最初的802.11WLAN標(biāo)準(zhǔn)均不能進(jìn)行互操作。
為了提高802.11b的性能，802.11工作組進(jìn)而提出了802.11g標(biāo)準(zhǔn)，這一初步標(biāo)準(zhǔn)是T1公司、美國Intersil等數(shù)家公司提出的妥協(xié)方案，在確保與IEEE802.11b相互兼容的情況下，實現(xiàn)2.4GHz頻帶下的多種數(shù)據(jù)傳輸速度（最大54Mbps）。調(diào)制方式遵循CCK－OFDM與T1公司的“PBCC－22”，PBCC－22技術(shù)使得22Mbps與現(xiàn)有支持11Mbps的IEEE802.11b產(chǎn)品間相互兼容。
藍(lán)牙（IEEE802.15）取自10世紀(jì)丹麥國王哈拉爾德的別名。藍(lán)牙技術(shù)是一種用于替代便攜或固定電子設(shè)備上使用的電纜或連線的短距離無線連接技術(shù)。其設(shè)備使用全球通行的、無需申請許可的2.4GHz頻段，可實時進(jìn)行數(shù)據(jù)和語音傳輸，傳輸速率可達(dá)到10Mbps，在支持3個話音頻道的同時還支持高達(dá)723.2Kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。也就是說，在辦公室、家庭和旅途中，無需在任何電子設(shè)備間布設(shè)專用線纜和連接器，通過藍(lán)牙遙控裝置可以形成一點到多點的連接，即在該裝置周圍組成一個“微網(wǎng)”，網(wǎng)內(nèi)任何藍(lán)牙收發(fā)器都可與該裝置互通信號。而且，這種連接無需復(fù)雜的軟件支持。藍(lán)牙收發(fā)器的一般有效通信范圍為10米，強的可達(dá)到100米左右。正如愛立信藍(lán)牙組負(fù)責(zé)人所說，設(shè)計藍(lán)牙的最初想法是“結(jié)束線纜噩夢”。
對于802.11來說，藍(lán)牙的出現(xiàn)不是為了競爭而是相互補充。由于它和IEEE802.11b采用相同的工作頻率，造成了相互之間的干擾，并且由于其芯片價格相對昂貴，所以在藍(lán)牙技術(shù)發(fā)展的初期，其前景并不光明。隨著技術(shù)的發(fā)展，一種新設(shè)置的芯片和編制的軟件可以讓藍(lán)牙無線網(wǎng)絡(luò)避免與其他使用相同頻率的無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)生干涉，而且在802.11a（工作在5GHz）迅速發(fā)展的情況下，藍(lán)牙技術(shù)又重新獲得了新生。
1.1銅線接入技術(shù)
銅線接入技術(shù)起源較早，是先期通過已經(jīng)搭建好的電話線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳輸，然后將傳輸?shù)男畔⒔?jīng)過編碼等處理輸送到用戶。但是受到銅質(zhì)材料的物理性質(zhì)的局限，使得這種技術(shù)的信息傳輸速度較為緩慢，因此，難以適應(yīng)現(xiàn)代快速的信息傳輸要求，已經(jīng)逐漸應(yīng)用市場，未來一段時間內(nèi)將會被其他技術(shù)所取代。
1.2同軸電纜接入技術(shù)
同軸電纜是本世紀(jì)初最為常見的一種信息傳輸媒介，分為網(wǎng)絡(luò)同軸電纜和視頻同軸電纜兩大部分，網(wǎng)絡(luò)同軸電纜主要用于傳輸數(shù)字信息，提供網(wǎng)絡(luò)使用，而視頻同軸電纜主要用于傳輸各類音頻文件。同軸電纜即Coaxial；由兩個同心導(dǎo)體組成，由于導(dǎo)體層和屏蔽層之間共用一個軸心電纜，因而得名。最常見的同軸電纜可分為四層：中心銅線層、塑料層，網(wǎng)狀導(dǎo)電層和電線外皮層；其中中心銅線可與網(wǎng)狀導(dǎo)電層形成電流回路。同軸電纜傳導(dǎo)的是交流電，中心銅線發(fā)射出來的無線電波將會被網(wǎng)狀導(dǎo)電層隔離，網(wǎng)狀導(dǎo)電層接地來控制發(fā)射出的無線電波。同軸電纜的信息傳輸媒介是電纜，電纜在鋪設(shè)的過程中必然會發(fā)生彎曲，所以應(yīng)該具有一定的柔韌性。但是同軸電纜的使用原理是將中心信息以網(wǎng)狀的形式進(jìn)行傳遞，一旦某一區(qū)域發(fā)生損壞，那么整體的信息傳輸工作就會受到干擾，因此，人們不得不在電纜的外部進(jìn)行保護(hù)層處理，以確保信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性，保護(hù)層又與電纜的柔韌性發(fā)生沖突，因此只有處理好這一問題才能拓寬同軸電纜的應(yīng)用范圍。
1.3光纖接入技術(shù)
光纖接入技術(shù)是面向的FTTC和FTTH的寬帶網(wǎng)絡(luò)接人技術(shù)；光纖接入網(wǎng)技術(shù)即OAN技術(shù)是目前電信網(wǎng)中發(fā)展最快的接入網(wǎng)技術(shù)。光纖接入技術(shù)指將交換機與用戶之間的饋線段、配線或者及引入線段的全部或部分引入光纖以實現(xiàn)信息傳輸。由于光纖具有高頻寬、高抗干擾力、低成本以及許多其它傳輸介質(zhì)無法達(dá)到的優(yōu)良性能使得光纖成為目前應(yīng)用最為廣泛的傳輸媒介意；光纖也是目前傳輸速率最高的傳輸介質(zhì)，光纖已大量用于主干網(wǎng)中。用戶環(huán)路中應(yīng)用光纖可以滿足用戶未來對各種寬帶業(yè)務(wù)的需求；寬帶接入網(wǎng)的最終形式也是光纖接入技術(shù)。
1.4無線接入技術(shù)
無線用戶環(huán)路是指利用無線技術(shù)為固定用戶或移動用戶提供電信業(yè)務(wù)，因此無線接入可分為固定無線接入和移動無線接入，采用的無線技術(shù)有微波、衛(wèi)星等。無線接入的優(yōu)點有：初期投入小，能迅速提供業(yè)務(wù)，不需要鋪設(shè)線路，因而可以省去浦縣的大量費用和時間；比較靈活，可以隨時按照需要進(jìn)行變更、擴容，抗災(zāi)難性比較強。無線接入技術(shù)即RIT，是RadioInterfaceTechnologies的簡寫；另外，無線接人技術(shù)也被稱空中接口。無線接人技術(shù)通過無線介質(zhì)將用戶終端與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點相連以實現(xiàn)用戶在網(wǎng)絡(luò)中與有線技術(shù)一樣通信的技術(shù)。無線信道傳輸?shù)男盘栕裱詷?gòu)成無線接人技術(shù)的主要內(nèi)容作為傳輸協(xié)議，無線接入技術(shù)可以向用戶提供移動接入業(yè)務(wù)，而這是有線接入技術(shù)無法做到的。無線接入網(wǎng)就是指全部或部分采用無線電作波為傳輸媒介以連接用戶、交換中心的一種接入技術(shù)；無線接人系統(tǒng)的定位作為通信網(wǎng)的一部分，是本地有線網(wǎng)的延伸與補充，也可作為臨時應(yīng)急系統(tǒng)。
2、實際應(yīng)用
因為上述四種傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)各有利弊，所以其未來的發(fā)展前景和實際應(yīng)用范圍也有所差異，下面進(jìn)行詳細(xì)的介紹和分析：
2.1銅線接入技術(shù)的實際應(yīng)用
從目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展來看，高速度傳遞是一個必然趨勢，也是用戶的基本需求，所以銅線接入技術(shù)的應(yīng)用范圍就會大大的縮減，以至于最終被完全取代?，F(xiàn)階段而言，可以利用已經(jīng)鋪設(shè)好的電話線，通過銅線接入技術(shù)完成一些相對簡單的信息傳輸例如傳真等。
2.2同軸電纜接入技術(shù)的實際應(yīng)用
同軸電纜接入技術(shù)是目前應(yīng)用最為廣泛的一種，該項技術(shù)的使用年限高、對外部環(huán)境的抵御性較強，但是最終會被越來越高端的技術(shù)做取代，短時間內(nèi)還會有一定的發(fā)展空間，主要集中在蜂窩移動通信系統(tǒng)等。
2.3光纖接入技術(shù)的實際應(yīng)用
光纖接入技術(shù)的使用比較靈活，用戶可以根據(jù)實際需要進(jìn)行恰當(dāng)?shù)倪x擇，例如如果是辦公區(qū)使用信息傳輸，可以申請使用光纖到具體辦公室，如果是獨立用戶使用可以選擇光纖到家庭等。所以未來光纖接入技術(shù)會得到很好的發(fā)展，但是其使用費用相對高昂，普及起來尚需要一段時間。
2.4無線接人技術(shù)的實際應(yīng)用
無線接入技術(shù)的原理已經(jīng)在上文中進(jìn)行了詳細(xì)的論述，這里不再重復(fù)。通過上述論述分析我們可以獲悉，這種無線接入技術(shù)使用起來更方便，用戶不再受到線路的限制，能夠?qū)崿F(xiàn)某一區(qū)域內(nèi)的靈活移動，對于用戶來說使用更為方便舒適。在這種巨大優(yōu)勢的推動之下，越來越多的用戶傾向于選擇無線接入技術(shù)，這也促進(jìn)了無線接入技術(shù)的快速發(fā)展?，F(xiàn)如今無線接入技術(shù)已經(jīng)覆蓋了電話信息業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)信息業(yè)務(wù)等諸多方面，成為人們生活工作中不可缺少的一項重要信息傳輸方式。除此之外，人們推崇無線接入技術(shù)的關(guān)鍵在于其使用成本較低。利用蜂窩數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行的信息傳輸不涉及網(wǎng)絡(luò)，所以網(wǎng)絡(luò)費用可以得到降低，使用成本低廉。未來的發(fā)展前景將會越來越廣。
3、結(jié)束語
目前上網(wǎng)有多種技術(shù),第一種是電話線的撥號(即xDSL方式),第二種是有線電視線路的CableModem方式,第三種是雙絞線的以太網(wǎng)方式,第四種是電力線上網(wǎng),也叫PLC(英文全稱是PowerLineCommunication),即電力線通信。盡管目前電力通信沒有話音業(yè)務(wù)的許可經(jīng)營權(quán),但是,隨著技術(shù)的進(jìn)步,在寬帶上提供語音服務(wù)將越來越簡單。本文從技術(shù)選擇與市場競爭的層面分析電力線上網(wǎng)的優(yōu)點、缺點、現(xiàn)狀與未來。
PLC的現(xiàn)狀與未來
電力線上網(wǎng)技術(shù),簡稱PLC,是指利用電力線傳輸高頻數(shù)據(jù)和話音信號的一種通信方式。電力線上網(wǎng)的調(diào)制解調(diào)器簡稱“電力貓”,它一端插在用戶的電腦上,另一端插入家中任何一個電源插座,就可以實現(xiàn)高達(dá)14Mbps或45Mbps的傳輸數(shù)率,從而實現(xiàn)因特網(wǎng)接入,電視頻道接收節(jié)目,打電話或者是可視電話。
對于未來,電力線上網(wǎng)技術(shù)將面臨技術(shù)和市場的雙重考慮,由于電壓變化所帶來的干擾影響上網(wǎng)質(zhì)量,用電高峰時期數(shù)率波動大,PLC芯片主要來自歐美,以及國家法律法規(guī)不明確等因素,都將嚴(yán)重制約著電力線上網(wǎng)技術(shù)的良性發(fā)展,其未來之路絕非一帆風(fēng)順。
技術(shù)還需重大改進(jìn)。在帶寬、傳輸距離以及信號干擾方面雖已取得了長足進(jìn)步,但由于電力網(wǎng)使用的是非屏蔽線,用它來傳輸數(shù)據(jù)不可避免地會形成電磁輻射,影響數(shù)據(jù)的保密性,因此信息安全性能差。多數(shù)電力線接入產(chǎn)品采用帶寬共享,導(dǎo)致用戶數(shù)量增加之后帶寬下降,電力線接入時數(shù)據(jù)需要通過電表傳輸,帶寬在電表處產(chǎn)生衰減,用電高峰期傳輸數(shù)率嚴(yán)重下降等方面還亟待改進(jìn)。
商業(yè)模式不成熟。由于受到有關(guān)政策的限制,目前還沒有相關(guān)業(yè)務(wù)的支持,而且在商業(yè)模式方面也只是處于摸索階段。此外,中國廠商在產(chǎn)品芯片技術(shù)方面的缺乏,最終用戶的認(rèn)可、接受,市場的培育以及與該技術(shù)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈等問題也必須重點考慮。
與其他寬帶技術(shù)相比,競爭優(yōu)勢并不明顯。除了安全性這一眾所周知的致命弱點外,PLC在價格方面也暫時處于劣勢?！半娏ω垺蹦壳皟r格在800元至1200元之間,比ADSL還要貴很多,現(xiàn)有電信運營商的上網(wǎng)資費已經(jīng)很低,PLC如不能解決設(shè)備的成本問題,制定相對低的資費標(biāo)準(zhǔn),是不具備競爭力的。而與此相關(guān)的是PLC的經(jīng)營成本問題。另外,PLC所宣揚的最大優(yōu)點是其便利性,無需任何布線,無需挖溝和穿墻打洞,通過遍布各個房間的插座就可上網(wǎng)。而無線局域網(wǎng)(WLAN)與3G無線互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展,已經(jīng)令PLC的這一優(yōu)勢黯然失色。
在市場接受程度上,據(jù)近期的一項調(diào)查顯示,只有14.62%的網(wǎng)民表示對這項技術(shù)較為熟悉,其他的表示僅了解一點或一無所知。對于電力線上網(wǎng)技術(shù)在中國的商用,則有73.26%的網(wǎng)民持謹(jǐn)慎態(tài)度,其中有12.21%的人則明確表示不會使用,這反映了大部分用戶對直接騎在電老虎背上上網(wǎng)還是心存疑慮的,畢竟是直接連在220V的電力線上,要想用戶沒有顧慮是不現(xiàn)實的,這就需要一邊進(jìn)一步的提高安全系數(shù),一邊加大宣傳力度和市場推廣力度,使用戶對PLC有更多深入的了解,從而充分信任和接受PLC。
總之,PLC作為一項有潛力的寬帶網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù),相關(guān)電力部門如果充分發(fā)揮其潛力,并和原來自身的電力通訊網(wǎng)相連接互補,很可能形成四網(wǎng)合一的大好形勢。另一方面,如果因缺乏長遠(yuǎn)戰(zhàn)略眼光、市場運作不利、技術(shù)等原因也有可能失去進(jìn)入寬帶市場的最佳時間,流于一種輔助的上網(wǎng)手段。
PLC的優(yōu)點
首先是其無可比擬的網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)勢,居民家里可以沒有五類線,可以沒有雙絞線,也可以沒有DDN,但誰都離不開電力線。據(jù)了解,我國目前電話用戶不到3億,但用電用戶已超過10億。在廣闊的農(nóng)村地區(qū),特別是那些電話網(wǎng)絡(luò)不太發(fā)達(dá)的地區(qū),PLC會更有用武之地。畢竟,電力網(wǎng)規(guī)模之大,是其他任何網(wǎng)都不可比擬的。雖然這些地區(qū)上網(wǎng)短期需求量并不大,市場發(fā)展成熟較慢,但會存在電力線上網(wǎng)先入為主的局面,可以有先行之利,對PLC的長遠(yuǎn)發(fā)展和擴張非常有利。
其次是它可充分利用現(xiàn)有的低壓配電網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,不再需要任何新的線路鋪設(shè),隨意接入,是一種“NoNewWires”技術(shù),簡單方便的安裝設(shè)備以及使用方式,節(jié)約了資源和費用;無需挖溝和穿墻打洞,避免了對建筑物和公用設(shè)施的破壞,同時也節(jié)省了人力;共享互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接;可以在任何客戶進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接;移動計算機至任意位置,簡單使用;高通訊速率,可達(dá)到14Mbps(將來通過升級設(shè)備可達(dá)100Mbps),可使用VOD點播;數(shù)據(jù)加密,提供高安全性和高可靠性能。
高速訪問可以為用戶提供高速因特網(wǎng)訪問服務(wù)、話音服務(wù),從而為用戶上網(wǎng)和打電話增加了新的選擇,有利于其它電信服務(wù)商改善服務(wù)、降低價格。家居自動化的生力軍通過遍布各個房間的墻上插座將智能家電聯(lián)網(wǎng),提前享用數(shù)字化家庭的舒適和便利。物理安全性強利用電力線的永久在線連接,構(gòu)建的防火、防盜、防有毒氣體泄漏等的保安監(jiān)控系統(tǒng),讓上班族高枕無憂。構(gòu)建的醫(yī)療急救系統(tǒng),讓有老人、孩子和病人的家庭倍感放心。遠(yuǎn)程讀取方便遠(yuǎn)程自動讀出水、電、氣表數(shù)據(jù),使公用事業(yè)公司節(jié)省大量費用,也方便了用戶。
無所不在的電力功能,比較容易實現(xiàn)或者說推動智能化大廈和家庭智能化。這就是電力貓的競爭力。
PLC的缺點
首先,技術(shù)瓶頸尚待突破。PLC與電話線上網(wǎng)從本質(zhì)上來講并沒有區(qū)別,都是利用銅線作為傳輸媒質(zhì)。而銅線上網(wǎng)的最大問題就是不能解決傳輸帶寬的問題,這是電力線上網(wǎng)面臨的首道關(guān)卡。PLC試驗網(wǎng)絡(luò)接入速度較快,不但遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通撥號和ISDN,也已超過ADSL,上網(wǎng)桌面速率達(dá)到2Mpbs。但這個速度只是理想情況下的最高速度,電力線上網(wǎng)就是銅線上網(wǎng),在銅線上不可能無限制地提升傳輸數(shù)據(jù)通訊容量的潛能。其次,電力線上網(wǎng)所產(chǎn)生的輻射問題不易解決。因為電力網(wǎng)使用的大多是非屏蔽線,用它來傳輸數(shù)據(jù)不可避免地會形成電磁輻射,從而會對其他無線通信,如公安部門或軍事部門的通信造成干擾。再次,電力線上網(wǎng)存在著不穩(wěn)定的問題。電力線不同于普通的數(shù)據(jù)通信線路,當(dāng)作為一種數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿浇闀r,會遇到許多干擾。電力線上有許多不可預(yù)料的噪聲和干擾源,如吸塵器、電冰箱、洗衣機等;其次,電力線通訊具有時間上不可控、不恒定的特點。與信號潔凈、特性恒定的Ethernet電纜相比,電力線上接入了很多電器,這些電器任何時候都可以插入或斷開、開機或關(guān)閉電源,因而導(dǎo)致電力線的特性不斷變化。最后,在網(wǎng)絡(luò)管理上也有麻煩。PLC并非如一般用戶所想象的只要安裝PLC調(diào)制解調(diào)器即可,事實上還是要一個通信骨干網(wǎng)支撐,由骨干網(wǎng)連接到PLC局端設(shè)備(MDU),再連接到用戶PLC調(diào)制解調(diào)器。
要想使上述構(gòu)想成為現(xiàn)實，就必須打破常規(guī)的鐵路通信網(wǎng)的接入方式，采用先進(jìn)的、現(xiàn)代化的有線和無線通信的傳輸和接入方式，實現(xiàn)鐵路通信網(wǎng)的升級，適應(yīng)信息社會的發(fā)展，發(fā)揮鐵路通信網(wǎng)在國民經(jīng)濟中的社會效益和經(jīng)濟效益。
一、鐵路接入網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)狀
由于鐵路列車具有高速運動的特點，因而無線（移動通信）接入網(wǎng)在鐵路通信網(wǎng)中占有相當(dāng)大的比重。當(dāng)然，固定位置的車站（場）、單位以及各種固定設(shè)施之間的通信方式，首選方案仍是采用SDH光同步數(shù)字傳輸設(shè)備進(jìn)行組建，同時應(yīng)考慮采用ATM交換以及網(wǎng)絡(luò)IP通信等先進(jìn)技術(shù)來構(gòu)成通信主干網(wǎng)及光纖用戶接入網(wǎng)。比如采用“雙纖單向環(huán)”接入方式，其不僅具有高速、安全、傳輸質(zhì)量高、價格合理等光纖通信特有的優(yōu)點，而且還具有路由迂回、設(shè)備備用等特點，從而具備自愈合功能，并使系統(tǒng)的可靠性大大提高。另外，采用遠(yuǎn)端用戶單元（RSU）和數(shù)字環(huán)路載波（DLC）設(shè)備，組網(wǎng)更靈活、方便。組網(wǎng)的過程中要把投資與效益綜合統(tǒng)籌來考慮，使系統(tǒng)不僅滿足現(xiàn)在乃至幾年內(nèi)鐵路通信的需求，而且還能夠為出行的旅客及地面用戶提供先進(jìn)的電信業(yè)務(wù)，并且還需具備便于擴容的功能。
按照通信網(wǎng)被分為主干網(wǎng)，局域網(wǎng)和接入網(wǎng)等三部分的構(gòu)思來看，鐵路通信網(wǎng)也可以通過上述劃分方法進(jìn)行。就鐵路的通信網(wǎng)來看，接入網(wǎng)占有相當(dāng)大的比重，包括有線接入網(wǎng)和無線接入網(wǎng)兩大部分。鐵路有線接入網(wǎng)的情況與電信的接入通信網(wǎng)相似，鐵道部將在未來的1～2年內(nèi)建成可覆蓋全國大中城市的鐵路互聯(lián)網(wǎng)，它是由鐵路部門依托于基礎(chǔ)鐵路電信網(wǎng)，組織建設(shè)的可以支持眾多信息服務(wù)的、具有多媒體通信能力的全國范圍的計算機網(wǎng)絡(luò)，鐵道部將有可能成為我國第六個面向大眾的計算機信息互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)單位，為鐵路通信走向市場做準(zhǔn)備。關(guān)于有線接入這里不再敘述，下面主要討論鐵路的無線接入網(wǎng)，為此首先回顧一下移動通信的發(fā)展過程。
1．移動通信的發(fā)展過程
移動通信技術(shù)經(jīng)歷了由模擬到數(shù)字，由頻分多址到頻分+時分多址，再到碼分多址（CDMA）的發(fā)展過程，并即將向?qū)拵Щ?、智能化和個人化的方向發(fā)展。移動通信系統(tǒng)大體可分為二代，第一代是以模擬技術(shù)為主，頻分多址，工作在400～800MHz頻段。由于模擬系統(tǒng)存在頻譜利用率低、容量小、設(shè)備復(fù)雜、抗干擾性能差、保密性不強、價位高、業(yè)務(wù)面窄等固有缺點，不能滿足通信市場急速發(fā)展的需要，因此誕生了第二代移動通信系統(tǒng)。第二代移動通信系統(tǒng)采用數(shù)字化、時分多址方式等全數(shù)字化技術(shù)，克服了第一代移動通信的缺點，得到了迅速發(fā)展，目前的移動通信數(shù)模兼容，以數(shù)字系統(tǒng)為主。隨著用戶對信息接入量的需求呈指數(shù)的增長，電信工作者們著手建立最新一代的移動通信第三代移動通信系統(tǒng)。
第三代移動通信系統(tǒng)具有全球化、智能化、個人化和綜合化的特點，工作在2000MHz波段，采用寬帶的CDMA技術(shù)，涵蓋地面系統(tǒng)和衛(wèi)星系統(tǒng)，包括海陸空三維服務(wù)面，集成話音、數(shù)據(jù)、視像、ISDN和多媒體多種業(yè)務(wù)。這一系統(tǒng)以多種空中接口和接入方式，可向高速和慢速移動用戶提供服務(wù)。
2．鐵路無線接入網(wǎng)現(xiàn)狀
鐵路通信網(wǎng)是為旅客和鐵路公務(wù)、應(yīng)急搶險、行車維修等人員提供及時可靠的通信，以提高服務(wù)等級和運輸效率。保證列車的安全，達(dá)到高效運營而建立的，它是一種集列車公務(wù)通信和區(qū)間移動作業(yè)通信為一體的列車移動通信系統(tǒng)。但是鐵路結(jié)構(gòu)自身的特點，決定了該系統(tǒng)與公用移動通信網(wǎng)和區(qū)域性的專業(yè)移動通信網(wǎng)的差別，它是一種屬于線面結(jié)合、以線為主的鏈狀網(wǎng)。
鐵路通信的無線接入部分目前僅有的是400MHz的無線列調(diào)系統(tǒng)，它完成車站值班員與進(jìn)入其管轄區(qū)段的列車車長以及列車司機之間的通話聯(lián)系。當(dāng)列車即將進(jìn)站或即將出站時，這些通話才進(jìn)行，否則如果沒有特殊的情況，則在列車運行于區(qū)間時，通話一般不進(jìn)行，這主要是從節(jié)約頻率資源，減少同頻干擾的角度出發(fā)的。但是，隨著鐵路現(xiàn)代化改造進(jìn)程的迅速推進(jìn)，從前單一的無線列調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足鐵路無線通信的需要，這樣就迫切需要建設(shè)一套適合于鐵路現(xiàn)代化運營指揮需要的先進(jìn)的無線通信系統(tǒng)。這一系統(tǒng)應(yīng)該采用小區(qū)制，并完成大三角功能。也就是說，系統(tǒng)必須可以實現(xiàn)調(diào)度中心與車站值班員之間、車站值班員與列車司機之間、列車司機與調(diào)度中心之間的通話功能，必須可以實現(xiàn)線路管理區(qū)間的公務(wù)移動通信功能，同時還必須能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)度中心與列車司機室之間實時的雙向數(shù)據(jù)通信功能?；谶@一想法，構(gòu)成鐵路無線通信接入網(wǎng)的方式可以采用現(xiàn)有的無線通信方式的集群通信方式、GSM（全球移動通信系統(tǒng)）移動通信方式、CDMA移動通信方式。
集群通信系統(tǒng)是一種功能強大的專用移動通信系統(tǒng)，是通信與微處理機技術(shù)、程控交換技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物。它集交換、控制、通信于一體，通過無線撥號的方式把一組信道自動最優(yōu)地動態(tài)分配給系統(tǒng)內(nèi)部用戶，最大限度地利用系統(tǒng)資源和頻率資源，降低系統(tǒng)內(nèi)呼損，提高服務(wù)質(zhì)量。由于它具有群呼、組呼、強插、強拆等功能，特別適合于調(diào)度指揮以及應(yīng)急、搶險等場合，并較好地解決了通信頻率合理分配的問題，因而倍受專業(yè)運營管理部門的青睞，被確定為現(xiàn)行鐵路移動通信方式的首選類型。但是這一系統(tǒng)還具有一定的缺點，主要包括采用動態(tài)的頻率分配，沒有考慮與周圍公用網(wǎng)的有效融合問題，沒有先進(jìn)的路由合理選擇功能，并且在建立通路和自動過網(wǎng)時存在信息丟失現(xiàn)象，保密性不強，容易受干擾等，這些缺點對于話音通信的影響不大，但是會對列車與調(diào)度指揮中心之間的實時雙向數(shù)據(jù)通信造成較大的誤碼，因而對于要求較高數(shù)據(jù)通信誤碼率的場合并不適合。
即將動工的秦沈客運專線的移動通信系統(tǒng)主要包括400MHz的無線列調(diào)系統(tǒng)和800MHz的集群移動通信系統(tǒng)，考慮到集群移動通信系統(tǒng)在越區(qū)切換過程中會存在信息的損傷，因此將數(shù)據(jù)通信部分交由無線列調(diào)系統(tǒng)來完成，集群移動通信系統(tǒng)僅進(jìn)行區(qū)間通信（如大三角功能的話音通信，公務(wù)通信以及應(yīng)急搶險通信等），并留有調(diào)度電話進(jìn)入的余地和接入公用通信網(wǎng)的功能。這一系統(tǒng)也是我國鐵路以集群通信的方式為無線接入系統(tǒng)的第一例，是我國鐵路通信史上的一個重大變革。
二、鐵路無線接入網(wǎng)未來的發(fā)展趨勢
隨著改革的進(jìn)一步深入和社會信息化的進(jìn)展，不僅要求鐵路通信網(wǎng)具有更強的保障鐵路安全運營的通信功能，以適應(yīng)高速列車通信的需求，而且要以鐵道部的全程全網(wǎng)的優(yōu)勢全力發(fā)展電信增值服務(wù)及經(jīng)營與中國電信業(yè)務(wù)范圍一樣的電信業(yè)務(wù)，參與同中國電信的競爭，使旅客和網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)的廣大用戶方便地享受信息的服務(wù)。比如隨時隨地的提供鐵路客貨運輸資訊信息、訂購火車票等服務(wù)，在列車就能享受語音、傳真、數(shù)據(jù)、視頻、移動通信及Internet等服務(wù)。不過，鐵路現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施龐大而落后，這是目前該網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的最大障礙。
80年代開發(fā)應(yīng)用的集群移動通信系統(tǒng)具有信道利用率高、組網(wǎng)靈活等優(yōu)點，能夠確保旅客通話的高質(zhì)量和優(yōu)先等級，可供列車公務(wù)人員進(jìn)行業(yè)務(wù)通信，也可利用調(diào)度功能組成臨時的應(yīng)急通信和收容沿線的移動作業(yè)通信，基本上能夠滿足目前的鐵路通信的需要，秦沈客運專線就是采用這一系統(tǒng)來實現(xiàn)鐵路移動通信的功能。但從更高的通信目標(biāo)來說，比如為了實現(xiàn)列車的實時定位、追蹤，讓列車上和列車下的公務(wù)人員都能夠隨時隨地獲得整個路況信息，實現(xiàn)列車運行、調(diào)度等自動控制，能夠為廣大旅客提供除語音服務(wù)外，還能提供傳真、數(shù)據(jù)、視頻、移動通信及Internet等服務(wù)，還有向鐵路沿線的居民提供電信業(yè)務(wù)，隨著這些業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，原有的通信系統(tǒng)就不能滿足要求，應(yīng)該應(yīng)用先進(jìn)的移動通信技術(shù)，對鐵路通信網(wǎng)進(jìn)行改造，建立新的、必要的移動通信系統(tǒng)，比如微蜂窩移動通信系統(tǒng)，或者是第三代的移動通信系統(tǒng)。當(dāng)然，建造鐵路通信網(wǎng)，應(yīng)根據(jù)鐵路的實際情況，在不同的地區(qū)要因地制宜地發(fā)展有線和無線接入系統(tǒng)。
考慮到未來鐵路發(fā)展對通信的需求，認(rèn)為在通信系統(tǒng)壽命期內(nèi)，運輸會出現(xiàn)明顯的增加，作為用戶聯(lián)絡(luò)手段的通信系統(tǒng)，在規(guī)劃其指標(biāo)構(gòu)成時，必須計算一定的彈性需求。此外還要考慮通信系統(tǒng)的容量擴充性問題，選擇便于擴容的通信方式。從系統(tǒng)高可靠性的要求出發(fā)，還必須與別的系統(tǒng)（如微波／租用線路等）結(jié)合起來構(gòu)成一個統(tǒng)一的整體，以此提供必要的備份。
在歐洲，經(jīng)過長期的研究和決策，最初確定的是兩種系統(tǒng)，一個是GSM，另一個是TETRA（泛歐集群無線通信）。后來由于GSM的技術(shù)日趨成熟，使用范圍迅速擴大，造價逐漸下降，并且又由于在用戶迅速擴展的情況下，集群移動通信解決方案所存在的問題日趨突出。鑒于此，歐洲的鐵路移動通信系統(tǒng)最后定位于GSM的方式，并將鐵路移動通信所具有的特色（群呼、組呼、優(yōu)先級別、強插、強拆等功能）加進(jìn)去，構(gòu)成GSMR（用于鐵路的全球移動通信系統(tǒng)）的解決方案。
鐵路通信網(wǎng)未來的發(fā)展趨勢應(yīng)該是向著與公用網(wǎng)相融合的方向，并達(dá)到與公用網(wǎng)的統(tǒng)一。從而使得用戶無比是在運行中的列車上，還是在鐵路網(wǎng)的覆蓋區(qū)域均能夠通過鐵路通信網(wǎng)進(jìn)行如同辦公室一樣方便的信息交流，如進(jìn)行電話聯(lián)絡(luò)，寬帶的數(shù)據(jù)通信和圖像傳輸，接入Internet等。而要滿足這一要求，集群移動通信系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，GSM（R）和現(xiàn)行的CDMA技術(shù)也不能達(dá)到這一要求。從現(xiàn)在的發(fā)展情況看，惟有第三代的CDMA技術(shù)才可能擔(dān)當(dāng)起這一重任。因此，鐵路通信網(wǎng)的無線接入部分今后的發(fā)展方向也必須是朝著第三代CDMA的方向。當(dāng)然，并不是說第三代的CDMA技術(shù)就可以直接用來完成未來的鐵路無線接入系統(tǒng)的功能，如同GSMR一樣，必須將鐵路通信所必備的功能（如群呼、組呼、優(yōu)先級別、強插、強拆等功能）融入這一技術(shù)之中，形成具有鐵路通信特有要求的公用無線通信接入網(wǎng)。
關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù)優(yōu)勢接入技術(shù)
引言
近年來隨著傳輸技術(shù)和交換技術(shù)的不斷進(jìn)步，核心網(wǎng)已經(jīng)基本實現(xiàn)了光纖化、數(shù)字化和寬帶化。同時，隨著業(yè)務(wù)的迅速增長和多媒體業(yè)務(wù)的日益豐富，使得用戶住宅網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求也不只局限于原來的語音業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的需求已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢，現(xiàn)有的語音業(yè)務(wù)接入網(wǎng)越來越成為制約信息高速公路建設(shè)的瓶頸，成為發(fā)展寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的障礙。
一、光纖通信技術(shù)定義
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ帕κ?。在光纖通信系統(tǒng)中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質(zhì)的光纖又比同軸電纜或?qū)Рü艿膿p耗低得多，所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構(gòu)造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔(dān)心接地回路，光纖之間的中繞非常小，光波在光纖中傳輸，不會因為光信號泄漏而擔(dān)心傳輸?shù)男畔⒈蝗烁`聽，光纖的芯很細(xì)，由多芯組成光纜的直徑也很小，所以用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題。
二、光纖通信技術(shù)優(yōu)勢
2.1頻帶極寬，通信容量大
光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，光纖通信系統(tǒng)的于光源的調(diào)制特性、調(diào)制方式和光纖的色散特性。散波長窗口，單模光纖具有幾十GHz·km的寬帶。對于單波長光纖通信系統(tǒng)，由于終端設(shè)備的電子瓶頸效應(yīng)而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢。通常采用各種復(fù)雜技術(shù)來增加傳輸?shù)娜萘?，特別是現(xiàn)在的密集波分復(fù)用技術(shù)極大地增加了光纖的傳輸容量。采用密集波分復(fù)術(shù)可以擴大光纖的傳輸容量至幾倍到幾十倍。目前，單波長光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps，采用密集波分復(fù)術(shù)實現(xiàn)的多波長傳輸系統(tǒng)的傳輸速率已經(jīng)達(dá)到單波長傳輸系統(tǒng)的數(shù)百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的首選介質(zhì)。
2.2損耗低，中繼距離長目前，實用的光纖通信系統(tǒng)使用的光纖多為石英光纖，此類光纖損耗可低于0.20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質(zhì)的損耗都低，因此，由其組成的光纖通信系統(tǒng)的中繼距離也較其他介質(zhì)構(gòu)成的系統(tǒng)長得多。
如果將來采用非石英系統(tǒng)極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統(tǒng)可以跨越更大的無中繼距離;對于一個長途傳輸線路，由于中繼站數(shù)目的減少，系統(tǒng)成本和復(fù)雜性可大大降低。目前，由石英光纖組成的光纖通信系統(tǒng)最大中繼距離可達(dá)200多km，由非石英系極低損耗光纖組成的通信系至數(shù)公里，這對于降低通信系統(tǒng)的成本、提高可靠性和穩(wěn)定性具有特別重要的意義。
2.3抗電磁干擾能力強我們知道光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯(lián)系的一個重要特性是光波導(dǎo)對電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設(shè)或與電力導(dǎo)體復(fù)合構(gòu)成復(fù)合光纜。它是一種非導(dǎo)電的介質(zhì)，交變電磁波在其中不會產(chǎn)生感生電動勢，即不會產(chǎn)生與信號無關(guān)的噪聲。這樣，就是把它平行鋪設(shè)到高壓電線和電氣鐵路附近，也不會受到電磁干擾。這一點對于強電領(lǐng)域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統(tǒng)特別有利。
2.4光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè)光纖的芯徑很細(xì)，約為0.1mm，由多芯光纖組成光纜的直徑也很小，8芯光纜的橫截面直徑約為10mm，而標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜為47mm。這樣采用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題，節(jié)約了地下管道建設(shè)投資。此外，光纖的重量輕，柔韌性好，光纜的重量要比電纜輕得多，在飛機、宇宙飛船和人造衛(wèi)星上使用光纖通信可以減輕飛機、輪船、飛船的重量，顯得更有意義。還有，光纖柔軟可繞，容易成束，能得到直徑小的高密度光纜。
2.5保密性能好對通信系統(tǒng)的重要要求之一是保密性好。然而，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電通信方式很容易被人竊聽，只要在明線或電纜附近設(shè)置一個特別的接收裝置，就可以獲取明線或電纜中傳送的信息，更不用去說無線通信方式。光纖通信與電通信不同，由于光纖的特殊設(shè)計，光纖中傳送的光波被限制在光纖的纖芯和包層附近傳送，很少會跑到光纖之外。即使在彎曲半徑很小的位置，泄漏功率也是十分微弱的。并且成纜以后光纖在外面包有金屬做的防潮層和橡膠材料的護(hù)套，這些均是不透光的，因此，泄漏到光纜外的光幾乎沒有。更何況長途光纜和中繼光纜一般均埋于地下。所以光纖的保密性能好。此外，由于光纖中的光信號一般不會泄漏，因此電通信中常見的線路之間的串話現(xiàn)象也可忽略。
三、光纖接入技術(shù)
隨著通信業(yè)務(wù)量的不斷增加，業(yè)務(wù)種類也更加豐富，人們不僅需要語音業(yè)務(wù)，高速數(shù)據(jù)、高保真音樂、互動視頻等多媒體業(yè)務(wù)也已經(jīng)得到了更多用戶的青睞。光纖接入網(wǎng)可分為有源光網(wǎng)絡(luò)A(ON)和無源光網(wǎng)絡(luò)((PON。)采用SDH技術(shù)、ATM技術(shù)、以太網(wǎng)技術(shù)在光接入網(wǎng)系統(tǒng)中稱為有源光網(wǎng)絡(luò)。若光配線網(wǎng)(ODN全)部由無源器件組成，不包括任何有源節(jié)點，則這種光接入網(wǎng)就是無源光網(wǎng)絡(luò)。
現(xiàn)階段，無源光網(wǎng)絡(luò)P(ON)技術(shù)是實現(xiàn)FT－Tx的主流技術(shù)。典型的PON系統(tǒng)由局側(cè)OLT光(線路終端)、用戶側(cè)ONUO/NT(光網(wǎng)絡(luò)單元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配網(wǎng)絡(luò))組成。PON技術(shù)可節(jié)省主干光纖資源和網(wǎng)絡(luò)層次，在長距離傳輸條件夏可提供雙向高帶寬能力，接入業(yè)務(wù)種類豐富，運維成本大幅降低，適合于用戶區(qū)域較分散而每一區(qū)域內(nèi)用戶又相對集中的小面積密集用戶地區(qū)。
為實現(xiàn)信息傳輸?shù)母咚倩?，滿足大眾的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)，用戶接入部分更是關(guān)鍵，光纖接入網(wǎng)是高速信息流進(jìn)千家萬戶的關(guān)鍵技術(shù)。在光纖寬帶接入中，由于光纖到達(dá)置的不同，有FTB、FTTC，F(xiàn)TTCab和FTTH等不同的應(yīng)用，統(tǒng)稱FTTx。
FTTH(光纖到戶)是光纖寬帶接入的最終方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纖的寬帶特性，為用戶提供所需要的不受限制的帶寬，充分滿足寬帶接入的需求。我國從2003年起，在“863”項目的推動下，開始了FTTH的應(yīng)用和推廣工作。迄今已經(jīng)在30多個城市建立了試驗網(wǎng)和試商用網(wǎng)，包括居民用戶、企業(yè)用戶、網(wǎng)吧等多種應(yīng)用類型，也包括運營商主導(dǎo)、駐地網(wǎng)運營商主導(dǎo)、企業(yè)主導(dǎo)、房地產(chǎn)開發(fā)商主導(dǎo)和政府主導(dǎo)等多種模式，發(fā)展勢頭良好。不少城市制定了FTTH的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，有的城市還制門了相應(yīng)的優(yōu)惠政策，這此都為FTTH在我國的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。
在FTTH應(yīng)用中，主要采用兩種技術(shù)，即點到點的P2P技術(shù)和點到多點的xPON技術(shù)，亦可稱為光纖有源接入技術(shù)和光纖無源接入技術(shù)。P2P技術(shù)主要采用通常所說的MC(媒介轉(zhuǎn)換器)實現(xiàn)用戶和局端的自接連接，它可以為用戶提供高帶寬的接入。目前，國內(nèi)的技術(shù)可以為用戶提供FE或GE的帶寬，對大中型企業(yè)用戶來說，是比較理想的接入方式。
1.1首先,話音通信和寬帶數(shù)據(jù)通信逐漸無線化。隨著固定無線接入系統(tǒng)和移動通信系統(tǒng)在技術(shù)和市場方面的發(fā)展,通過無線方式進(jìn)行通信的用戶數(shù)量急劇增長,在幾年后,無線話音通信和窄帶數(shù)據(jù)通信的用戶數(shù)量將可能超過有線用戶。目前在中國的部分地區(qū),移動電話用戶的增長數(shù)量已超過有線電話用戶的增長。
1.2無線通信須適應(yīng)IP業(yè)務(wù)的發(fā)展。隨著計算機的普及和電子商務(wù)等新業(yè)務(wù)的發(fā)展,數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)量正以指數(shù)規(guī)律增長,其中使用IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的業(yè)務(wù)量更是急劇增加。固定無線接入系統(tǒng)和移動通信系統(tǒng)須適應(yīng)IP通信業(yè)務(wù)發(fā)展的需求,并逐漸向高速、寬帶通信網(wǎng)推進(jìn)。
1.3無線通信與有線通信始終在互補支持發(fā)展。與無線通信相比,有線通信具有容量大、速率高、寬頻帶和傳輸質(zhì)量穩(wěn)定的特點,能滿足高速數(shù)據(jù)通信和寬帶多媒體業(yè)務(wù)的通信需求。在無線通信方面,第三代移動通信擬達(dá)到的目標(biāo)是靜止?fàn)顟B(tài)下為2Mbit/s,10GHz頻段下的固定無線接入通信已可實現(xiàn)20Mbit/s左右或更高速率。更高頻段的無線接入亦在向更高速率邁進(jìn),無線通信正利用其實現(xiàn)個人通信的優(yōu)勢始終與有線通信在互補支持發(fā)展著。
2.無線接入系統(tǒng)在通信網(wǎng)中的定位
無線接入技術(shù)的主要作用是,在一定條件下,用于提供本地交換局至用戶終端之間的通信傳輸,但不提供局間漫游服務(wù)。在建筑物內(nèi)或局部區(qū)域,可通過移動終端提供服務(wù)。在地形復(fù)雜的山區(qū)、海島或用戶稀少、分散的農(nóng)村地區(qū),鋪設(shè)有線電纜比較困難、投資大,用戶經(jīng)濟實力較低,只有選用無線接入技術(shù),才能解決電話普及與運營企業(yè)的經(jīng)濟效益的矛盾。在遇到洪水、地震、臺風(fēng)等自然災(zāi)害時,無線接入系統(tǒng)可作為有線通信網(wǎng)的臨時應(yīng)急系統(tǒng)快速提供基本業(yè)務(wù)服務(wù)。
在通信網(wǎng)中,無線接入系統(tǒng)的定位是:本地通信網(wǎng)的部分是本地有線通信網(wǎng)的延伸、補充和臨時應(yīng)急系統(tǒng)。
3.無線接入技術(shù)
3.1MMDS接入技術(shù)
MMDS多路微波分配系統(tǒng)已成為有線電視系統(tǒng)的重要組成部分,MMDS是以傳送電視節(jié)目為目的,模擬MMDS只能傳8套節(jié)目,隨著數(shù)字圖像/聲音技術(shù)和對高速數(shù)據(jù)的社會需求的出現(xiàn),模擬MMDS正在向數(shù)字MMDS過渡。MMDS的頻率是2.5～2.7MHz。它的優(yōu)點是:雨衰可以忽略不計;器件成熟;設(shè)備成本低。它的不足是帶寬有限,僅200MHz。許多通信公司看中用LMDS技術(shù)來作為數(shù)據(jù)、話音和視頻的雙向無線高速接入網(wǎng)。但由于MMDS的成本遠(yuǎn)低于LMDS,技術(shù)也更成熟,因而通信公司愿意從MMDS入手。它們正在通過數(shù)字MMDS開展無線雙向高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),主要是雙向無線高速英特網(wǎng)業(yè)務(wù)。
近年,我國有的大城市已經(jīng)成功地建成了數(shù)字MMDS系統(tǒng),并且已經(jīng)投入使用。不僅傳送多套電視節(jié)目,同時還將傳送高速數(shù)據(jù),成為我國數(shù)字MMDS應(yīng)用的先驅(qū)。數(shù)字MMDS不應(yīng)該單純?yōu)榱硕鄠麟娨暪?jié)目,而應(yīng)該充分發(fā)揮數(shù)字系統(tǒng)的功能,同時傳送高速數(shù)據(jù),開展增值業(yè)務(wù)。高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展,同時也為MMDS經(jīng)營者帶來更大的經(jīng)濟效益。因為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的收入遠(yuǎn)高于電視業(yè)務(wù)的收入。
3.2LMDS接入技術(shù)
本地多點分配業(yè)務(wù)LMDS工作于24GHz～38GHz頻段,帶寬在1.3GHz左右,傳輸容量大和應(yīng)用靈活等特點使其成為目前倍受矚目的天線寬帶接入技術(shù)。
一個完整的LMDS系統(tǒng)由四部分組成,分別是本地光纖骨干網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)運營中心(NOC)、基站系統(tǒng)、用戶端設(shè)備(CPE)。
寬帶無線接入技術(shù)主要有多通道多點分配業(yè)務(wù)(MMDS)和本地多點分配業(yè)務(wù)(LMDS)兩種。它們是在成熟的微波傳輸技術(shù)上發(fā)展起來的,所采用的調(diào)制方式與微波傳輸相似,主要為相移鍵控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度調(diào)制QAM(包括4-QAM、16-QAM、64-QAM等)。不同之處是MMDS和LMDS均采用一點多址方式,微波傳輸則采用點對點方式。
LMDS的特點是:
(1)LMDS的帶寬可與光纖相比擬,實現(xiàn)無線“光纖”到樓,可用頻帶至少1GHz。與其他接入技術(shù)相比,LMDS是最后一公里光纖的靈活替代技術(shù)。
(2)光纖傳輸速率高達(dá)Gb/s,而LMDS傳輸速率可達(dá)155Mb/s,穩(wěn)居第二。
(3)LMDS可支持所有主要的話音和數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn),如ATM、TCP/IP、MPEG-2等。
(4)LMDS工作在毫米波波段、20~40GHz頻率上,被許可的頻率是24GHz、28GHz、31GHz、38GHz,其中以28GHz獲得的許可較多,該頻段具有較寬松的頻譜范圍,最有潛力提供多種業(yè)務(wù)。
LMDS的缺點是:
(1)傳輸距離很短,僅5～6Km,因而不得不采用多個小蜂窩結(jié)構(gòu)來覆蓋一個城市。
(2)多蜂窩系統(tǒng)復(fù)雜。
(3)設(shè)備成本高。
(4)雨衰太大,降雨時很難工作。
3.3WCDMA接入技術(shù)
WCDMA技術(shù)能為用戶帶來最高2Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率,在這樣的條件下,現(xiàn)在計算機中應(yīng)用的任何媒體都能通過無線網(wǎng)絡(luò)輕松地傳遞。WCDMA的優(yōu)勢在于,碼片速率高,有效地利用了頻率選擇性分集和空間的接收和發(fā)射分集,可以解決多徑問題和衰落問題,采用Turbo信道編解碼,提供較高的數(shù)據(jù)傳輸速率,FDD制式能夠提供廣域的全覆蓋。下行基站區(qū)分采用獨有的小區(qū)搜索方法,無需基站間嚴(yán)格同步;采用連續(xù)導(dǎo)頻技術(shù),能夠支持高速移動終端。相比第二代的移動通信技術(shù),WCDMA具有:更大的系統(tǒng)容量
、更優(yōu)的話音質(zhì)量、更高的頻譜效率、更快的數(shù)據(jù)速率、更強的抗衰落能力、更好的抗多徑性、能夠應(yīng)用于高達(dá)500Km/h的移動終端的技術(shù)優(yōu)勢,而且能夠從GSM系統(tǒng)進(jìn)行平滑過渡,保證運營商的投資,為3G運營提供了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。WCDMA通過有效地利用寬頻帶,不僅能順暢地處理聲音、圖像數(shù)據(jù)、與互聯(lián)網(wǎng)快速連接,而且WCDMA和MPEG-4技術(shù)結(jié)合起來還可以處理真實的動態(tài)圖像。
3.43G通信技術(shù)
在上述通信技術(shù)的基礎(chǔ)之上,無線通信技術(shù)將邁向3G通信技術(shù)時代。3G強大的帶寬和傳輸速率給多媒體通信提供了高速傳輸?shù)目赡苄?。從通信容量?3G較第二代移動通信系統(tǒng)有大幅提升。另外,3G有效地利用了頻率選擇性分集和空間的接收和發(fā)射分集,可以解決多徑問題和衰落問題,使傳輸速率有了大幅提高,該技術(shù)又稱為國際移動電話2000,該技術(shù)規(guī)定,移動終端以車速移動時,其傳轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)速率為144Kbps,室外靜止或步行時速率為384Kbps,而室內(nèi)為2Mbps。但這些要求并不意味著用戶可用速率就可以達(dá)到2Mbps,因為室內(nèi)速率還將依賴于建筑物內(nèi)詳細(xì)的頻率規(guī)劃以及組織與運營商協(xié)作的緊密程度。然而,無線LAN一類的高速業(yè)務(wù)的速率已可達(dá)54Mbps。
3.54G通信技術(shù)
在3G技術(shù)還沒有最終成型時,人們又開始提出了4G技術(shù)。該技術(shù)目前還只有一個主題概念,就是無線互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),隨著互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展4G也會繼續(xù)高速發(fā)展;電腦日趨向小型化、簡便化,最終將所有技術(shù)整合為一個類似PDA的產(chǎn)品,將來4G在業(yè)務(wù)上、功能上、頻寬上均有別于3G,應(yīng)該是將所有無線服務(wù)聯(lián)合在一起,能在任何地方接入互聯(lián)網(wǎng),包括衛(wèi)星通訊、定位定時、數(shù)據(jù)收集遠(yuǎn)程控制等綜合功能。4G將會是多功能集成的寬帶流動通訊系統(tǒng),是寬帶接入IP的系統(tǒng)。
