微波通信技术论文范文

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1微波通信技术概述

微波通信技术是利用微波进行信息传递的一项高科技，主要是利用1m～0.1mm的波长、频率为0.3～3000GHz的无线波进行信息传递。微波通信的工作系统主要是由发信机、收信机、用户设备和反馈线等若干个机械设备组成。微波通信中微波具有频率高、波长短的特点，因此，在应用过程中要通过抛物面天线来进行信息传递。另外，微波通信不受地形、距离和建筑物的阻碍和影响，可以准确传输信息。

2微波通信技术在广播电视中的应用

第一，在广播电视信号传输过程中，应用微波通信技术可以加快信号的传输速率，扩大信号传播的覆盖范围，降低设备维护的难度，进而减少信号传输工作的成本消耗。正因如此，在广播电视中应用微波通信技术可以轻易实现多通路的传输，同时满足多个用户的不同需求。第二，利用微波通信技术进行信号传输时需要先将信号传播到控制中心，再由控制中心向各个卫星进行发送。这种借助地面微波和卫星进行传播的方式对信号形式没有限制，所以微波通信技术可以实现对音频及视频等信号的采集、转换与传播。第三，由于微波通信技术是借助卫星与地面微波的形式进行传播，且传播速度快、覆盖面积广，所以广播电视行业可以利用微波通信技术进行大型现场直播。除此之外，微波通信技术还能为有线数据通信提供技术服务，或者作为电台网站的多路视频指标信号采集系统，为观众接收节目提供方便。第四，微波通信系统可以应用在干线光钎传输中，在干线光钎传输中做到备份和补充，当发生自然灾害或环境恶劣等情况时，微波通信系统利用点对点的SDH微波以及PDH微波等各种微波对传输过程中遭到破坏的部分及时修复，保证信息的正常传输。

3广播电视微波通信技术的优点

3.1图像传输画质良好

再生中继技术是微波通信技术的核心，该技术能够减少广播电视的微波信号在传输过程中受到的外界各种因素的干扰，降低干扰强度，从而保证图像画质良好。

3.2传输信息的安全性有保障

由于自然环境的影响或者人为因素的破坏，广播电视信号在传输过程中可能受到干扰或损害，从而无法正常传输。尤其是当前社会形势下，很多不法分子贪图利益或恶作剧心理作祟，蓄意破坏传输信号，导致广播电视节目无法正常播出。而微波通信技术可以有效避免此类问题发生，微波通信技术将图像、声音等信号转化为微波进行传输，因微波难以破解，使信号的稳定性与安全性有了保障，进而提升了广播电视节目的质量。

4广播电视微波通信技术应用注意事项

4.1信号源配备

为保证信号传输的安全性，在利用微波通信技术进行广播电视信号传输时，广播电视台的微波站内一定要配备两种或多种不同路由的信号源，每一个信号源都要根据需要配置相应的仪器设备。并且，为了使广播电视的设备管理端口与所有的信号处理设备相吻合，一定要严格控制应急人工跳线端口。除此之外，需要在微波首站内设置完善的监测系统，时刻监测信号码流的设置，从而保证微波信号传输系统涉及到的各项设备运行情况都在微波首站的监控范围之内，保证微波信号传输的稳定性。

4.2外接电源配备

为从根本上促使使用的方便性与快捷性，微波站需要接入两种不同的外接电源，并且在整个接收过程中，严格降低配电行业的基本标准与要求。微波播出符合供电主要采用独立低压的回路方式，为保障微波电路首站能够按照相应的配置进行电源自备，需要不间断运行，并且微波站的直流电源需要设置得比较冗余，还要保证蓄电池组的后备时间超过8h。

总而言之，微波通信技术在广播电视信号传输中具有传统信号传输技术无法比拟的优势，为保证微波通信技术能够在广播电视行业得到更加广泛的应用，并真正提高信号传输的质量和效率，相关工作人员必须严格遵守微波通信技术应用注意事项，正确配备并连接电源和信号源，避免发生传输故障。

作者:赵志强 单位:新疆广电局节传中心694台

参考文献：

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论文关键词：扩频通信原理特点发展应用

论文摘要：扩频通信是现代通信系统中新的通信方式，它具有较强的抗干扰、抗衰落和抗多径性能，频谱利用率高。本文介绍了扩频通信的工作原理、特点、及其发展应用。

一、扩频通信的工作原理

在发端输人的信息先调制形成数字信号，然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱，展宽后的信号再调制到射频发送出去。在接收端收到的宽带射频信号，变频至中频，然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩，再经信息解调，恢复成原始信息输出。可见，一般的扩频通信系统都要进行3次调制和相应的解调。一次调制为信息调制，二次调制为扩频调制，三次调制为射频调制，以及相应的信息解调、解扩和射频解调。与一般通信系统比较，多了扩频调制和解扩部分。扩频通信应具备如下特征：(1)数字传输方式；(2)传输信号的带宽远大于被传信息带宽；(3)带宽的展宽，是利用与被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息的信元重新进行调制实现的；(4)接收端用相同的扩频函数进行相关解调(解扩)，求解出被传信息的数据。用扩频函数(也称伪随机码)调制和对信号相关处理是扩频通信有别于其他通信的两大特点。

二、扩频通信技术的特点

扩频信号是不可预测的、伪随机的宽带信号，其带宽远大于要传输的数据(信息)带宽，同时接收机中必须有与宽带载波同步的副本。扩频系统具有以下特点。

1．抗干扰性强

扩频信号的不可预测性，使扩频系统具有很强的抗干扰能力。干扰者很难通过观察进行干扰，干扰起不了太大作用。扩频通信系统在传输过程中扩展了信号带宽，所以即使信噪比很低，甚至在有用信号功率低于干扰信号功率的情况下，仍能不受干扰、高质量地进行通信，扩展的频谱越宽，其抗干扰性越强。

2.低截获性

扩频信号的功率均匀分布在很宽的频带上，传输信号的功率密度很低，侦察接收机很难监测到，因此扩频通信系统截获概率很低。

3.抗多路径干扰性能好

多路径干扰是电波传播过程中因遇到各种非期望反射体(如电离层、高山、建筑物等)引起的反射或散射，在接收端的这些反射或散射信号与直达路径信号相互干涉而造成的干扰。多路径干扰会严重影响通信。扩频通信系统中增加了扩频调制和解扩过程，利用扩频码序列间的相关特性，在接收端解扩时，从多径信号中分离出最强的有用信号，或将多径信号中的相同码序列信号叠加，这样就可有效消除无线通信中因多径干扰造成的信号衰落现象，使扩频通信系统具有良好的抗多径衰落特性。

4.保密性好

在一定的发射功率下，扩频信号分布在很宽的频带内，无线信道中有用信号功率谱密度极低，这样信号可以在强噪声背景下，甚至在有用信号被噪声淹没的情况下进行可靠通信，使外界很难截获传送的信息，要想进一步检测出信号的特征参数就更难了．所以扩频系统可实现隐蔽通信。同时，对不同用户使用不同码，旁人无法窃听通信，因而扩频系统具有高保密性。

5.易于实现码分多址

在通信系统中，可充分利用在扩频调制中使用的扩频码序列之间良好的自相关特性和互相关特性，接收端利用相关检测技术进行解扩，在分配给不同用户不同码型的情况下，系统可以区分不同用户的信号，这样同一频带上许多用户可以同时通话而互不干扰。

三、扩频技术的发展与应用

在过去由于技术的限制，人们一直在走增加信号功率，减少噪声，提高信噪比的道路。即使到了70年代，伪码技术已经出现，但作为相关器的“码环”的钟频只能做到几千赫兹也无助于事．近几年，由于大规模集成电路的发展，几十兆赫兹，甚至几百兆赫兹的伪码发生器及其相关部件都已成为现实，扩频通信获得极其迅速的发展．通信的发展史又到了一个转折点，由用信噪比换带宽的年代进入了用宽带换信噪比的年代．从最佳通信系统的角度看扩频通信．最佳通信系统一最佳发射机+最佳接收机．几十年来，最佳接收理论已经很成熟，但最佳发射问题一直没有很好解决，伪码扩频是一种最佳的信号形式和调制制度，构成了最佳发射机．因此，有了最佳通信系统一伪码扩频+相关接收这种认识，人们就不难预测扩频通信的未来前景．从9O年代无线通信开始步人扩频通信和自适应通信的年代．扩频通信的热浪已经波及短波、超微波、微波通信和卫星通信，码分多址(CDMA)已开始广泛用于未来的峰窝通信、无绳通信和个人通信以及各种无线本地环路，发挥越来越大的作用．接入网是由传统的用户线、用户环路和用户接入系统，逐步发展、演变和升级而形成的．现代电信网络分为3部分：传输网、交换网和接入网．由于接入网发展较晚，往往成为电信发展的“瓶颈”，各国都很重视接入网的发展，因此各类接人技术和系统应运而生．由于ISM(IndustryScientificMedica1)频段的开放性，经营者和用户不需申请授权就可以自由地使用这些频段，而无线扩频技术所使用的频段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM频段，包括IEEE802.11协议架构的无线局域网也大部分选用此频段．在无线接人系统中，扩频微波与常规微波相比有着3个显著的优点：抗干扰性强、频点问题容易处理、价格比较便宜．而且，扩频微波接入技术相对有线接入技术来说，有成本低、使用灵活、建设快捷的优势，在接入网中起着不可替代的作用．

扩频微波主要应用在以下几个方面．语音接入(点对点)；数据接入；视频接入；多媒体接入；因特网(Internet)接入。

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论文摘要：光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中，还可以应用在电力通信控制系统中，进行工业监测、控制，而且在军事领域的用途也越来越为广泛。本文探讨了光纤通信技术的主要特征及应用。

1.光纤通信技术

光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波的频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多，所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路，光纤之间的串绕非常小；光波在光纤中传输，不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听；光纤的芯很细，由多芯组成光缆的直径也很小，所以用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题。

光纤通信在技术功能构成上主要分为：(1)信号的发射；(2)信号的合波；(3)信号的传输和放大；(4)信号的分离；(5)信号的接收。

2.光纤通信技术的特点

(1)频带极宽，通信容量大。光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽，光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量，特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps。

(2)损耗低，中继距离长。目前，商品石英光纤损耗可低于0～20dB/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低；若将来采用非石英系统极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离；对于一个长途传输线路，由于中继站数目的减少，系统成本和复杂性可大大降低。

(3)抗电磁干扰能力强。光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，不易被腐蚀，而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受人为释放的电磁干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。由于能免除电磁脉冲效应，光纤传输系还特别适合于军事应用。

(4)无串音干扰，保密性好。在电波传输的过程中，电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰，而容易被窃听，保密性差。光波在光纤中传输，因为光信号被完善地限制在光波导结构中，而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收，即使在转弯处，漏出的光波也十分微弱，即使光缆内光纤总数很多，相邻信道也不会出现串音干扰，同时在光缆外面，也无法窃听到光纤中传输的信息。

除以上特点之外，还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设；光纤的原材料资源丰富，成本低；温度稳定性好、寿命长。由于光纤通信具有以上的独特优点，其不仅可以应用在通信的主干线路中，还可以应用在电力通信控制系统中，进行工业监测、控制，而且在军事领域的用途也越来越为广泛。

3.光纤通信技术在有线电视网络中的应用

20世纪90年代以来，我国光通信产业发展极其迅速，特别是广播电视网、电力通信网、电信干线传输网等的急速扩展，促使光纤光缆用量剧增。广电综合信息网规模的扩大和系统复杂程度的增加，全网的管理和维护，设备的故障判定和排除就变得越来越困难。可以采用SDH＋光纤或ATM＋光纤组成宽带数字传输系统。该传输网可以采用带有保护功能的环网传输系统，链路传输系统或者组成各种形式的复合网络，可以满足各种综合信息传输。对于电视节目的广播，采用的宽带传输系统可以将主站到地方站的所需数字，通道设置成广播方式，同样的电视节目在各地都可以下载，也可以通过网络管理平台控制不同的站下载不同的电视节目

有线电视网络在全国各地已基本形成，在有线电视网络现有的基础上，比较容易地实现宽带多媒体传输网络，因此在目前的情况下，不应完全废除现有的有线电视网，而用少量的投资来完善和改造它，满足人们的目前需要。很多地区的CATV已经是光纤传输，到用户端也是同轴电缆进入千万家。但是现在建设的CATV大多是单向传输，上行信号不能在现有的有线电视网中传送。可以通过电信网PSTN中语音通道或数据通道形成上行信号的传送，也可以通过语音接入系统来完成。将电话接到各用户，这样各用户间即可以打电话，也可以利用广电自己的综合信息网中的宽带传输系统构成广电网中自己的上行信号的传送，组成了双向应用的Internet网。

现在光通信网络的容量虽然已经很大，但还有许多应用能力在闲置，今后随着社会经济的不断发展，作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长，一定会超过现有网络能力，推动通信网络的继续发展。因此，光纤通信技术在应用需求的推动下，一定不断会有新的发展。

参考文献：

[1]王磊，裴丽.光纤通信的发展现状和未来[J].中国科技信息，2006，(4)

[2]何淑贞，王晓梅.光通信技术的新飞跃[J].网络电信，2004，(2)

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    论文摘要:随着电力通信新技术的发展,电力通信网作为保持电力系统安全稳定运行的支柱之一,在我国发挥着不可忽视的作用。为了保证我国电力系统的安全与稳定,需要对电力通信行业的发展历程和现状有一个准确客观的认识,并提出发展方向和建议。本文从我国电力通信的发展历程、面临的现状和未来发展方向三个方面,对其做出了阐释。

    在通信技术和电力技术飞速发展的今天,我国的电力通信行业,随着电力工业的发展,正不断扩展和完善。我国的电力通信网,是为保证我国电力系统的安全稳定优质运行而产生的,经历了从无到有,从简单到当今先进技术的运用,从单一到多种通信手段共用覆盖的发展过程。电力通信在为电网的自动化控制、商业化运营和自动化管理的过程中发挥着巨大的联通和服务作用。

    1 我国电力通信系统的发展历程

    我国的电力通信系统,经历了一个较快的发展时期,几十年内,经历了一个从纵横交换到程控交换、从明线和同轴电缆到光纤传输、从模拟网到数字通信网、从定点通信到移动通信以及从主要面向硬件到主要面向软件技术的发展阶段变化。

    1.1 四十年代至五六十年代

    电力通信的发展始终与电网的发展相同步,互相支持、互相配合。在我国,四十年代,主要以东北输电线为主,除城市外,其他地区都较为孤立,且明线电话在当时占主要地位,长距离调度所使用的载波机主要依靠日本机器。随着五六十年代我国用电量的明显剧增,东北电网又向华北地区扩散,建成了华北电网,但我国的公网通信仍然较为落后。此阶段我国使用的电力线载波机仍是国外进口,在向苏联进口的同时我国开始自行研发生产。

    1.2 七十年代

    七十年代初期开始,我国的电力通信系统开始在一些信息需求量大和重要部门采用微波通信;到末期,我国的电力通信系统又有了进一步发展,电力线载波通信占主导地位,其它有小容量(120路以下)FDM模拟微波、邮电多路载波、电缆及架空明线等,我国的电网已经扩大到拥有华北、东北和华东三大电网,部分地区开始形成自己的独立通信网络。此阶段我国电力通信以音频、载波、模拟微波等通信方式为主。不过全国范围内,大多地区十万千瓦以上的电网没有通信干线,且通信电路不太健全、自动化水平不高,部分地区还经常出现停电现象,通信系统的落后成为我国电力工作的薄弱环节之一,给我国的工农业生产带来了较大影响,与国外差距仍然较大。

    1.3 八十年代

    八十年代是我国电力通信的高速发展时期,随着大规模集成电路的发展,出现了数字微波、光纤通信和程控交换机等,大电站、大机组、超高压输电线路不断增加,电网规模越来越大。承接七十年代末的电力系统数字化网络的建设,八十年代,我国开始建设电力专用通信网。此阶段,数字微波、卫星通信、光纤通信、移动通信、对流层散射通信、特高频通信、数字程控交换机等得到了推广与运用。当然,电网的飞速发展也为电网的管理和技术提出了新的要求,我国紧跟时代脚步,自上而下成立了电力通信网建设和管理的专门机构,并逐步形成和完善了一套指导建设电力通信网的技术政策,制订了有关通信的规章制度和技术要求,培养出了一批熟悉通信设计、建设、运行、维护、管理的人才,在政策和制度方面加强了力量建设。

    1.4 九十年代

    九十年代,我国的电力通信系统发展较快,有了进一步提高,新技术和新设备的应用更快更灵活,在其他网络上,例如传输网和交换网等得到了进一步的完善,并开始引入一批高新网络技术,为现在的电力通信发展打下了良好基础。

    2 我国电力通信的现状

    2.1 电力通信网的主要业务形式

    在我国,电力通信网是一种专业性极强的通信网,是电网的重要组成部分,在网络通信技术不断发展的今天,电力通信网的业务形式也在不断扩大和发展,其主要业务形式表现在以下几个方面:

    2.1.1 电网安全监视和稳定控制方面

    在我国各个城市中经常出现电力系统崩溃的现象,其中一个重要原因就是电力网络结构过于薄弱,而且使用极不合理。对此,许多地区在电网的安全监视和稳定性控制方面给予了不少投入。例如,购置了及时定位线路故障点的线路故障测距装置;对通信网络不稳定的地方设置了实时监控系统,监视通信网路的健康状况;通过全球卫星定位系统的实时相量测量,在电力系统中实施相量控制等手段,使得我国大部分地区的电力系统稳定运行成为了可能。

    2.1.2 气象与新能源方面

    电力通信系统目前在气象监测方面正发挥着日益增大的作用,例如:对于常年无人监守的户外水电站,可借助电力通信系统在水电站的上游选取合适位置安放监测台,对一年降水情况进行采集和网络分析,然后通过网络将信息传播,对数据进行全面具体的分析。同时,它在新能源方面的作用也正不断突出,对太阳能、风能、潮汐等新能源的发电技术研究正是今后国家电力进程的一个长期方向,因此电力通信系统对新能源的开发利用也是今后电力通信网络的业务方向之一。

    2.1.3 环境保护方面

    在环境保护力度不断加大的今天,对各个领域的各种排放物的监控要求正不断提高,目前,我国电力通信系统在对部分火电厂、核电站的废气、烟尘、放射线等的排放上已形成全面的监测系统。此系统综合利用GPS系统、地理信息系统(GIS)、遥感技术(RS)等先进技术,将采集到的数据和实物样本就地进行分析处理,并通过网络,传输到总部统一备案处理,大大提高了效率,对环境保护做出了巨大贡献。

    2.1.4 电网商业化运营方面

    电网商业化运营主要依托于全国的联网工程,在我国电力改革深入发展的今天,要求形成与国际互联网企业接轨的大的网络环境。电子商务系统安全性大、快捷方便,收益空间大,建立互动式电子商务平台,不仅能扩展业务范围,还能扩大信息交流。高速而又安全的电力通信网络,对电子商务的实时交易和电力网络环境的安全维护,发挥着越来越重要的作用。

    2.2 我国电力通信的主要问题

    2.2.1 电力通信网络管理标准不完善

    我国的电力通信网络,其标准和体制虽然符合国家和国际标准,但在电力系统的特点和要求下,其通信网发展的标准和规范都极不完善,规划等制定和更新也不及时。这在新技术更新发展速度如此迅速的今天,电力通信网络的管理标准不完善对电力通信网的整体全面发展影响较大。

    2.2.2 区域发展不平衡

    在我国,各地受经济发展水平、政策贯彻落实程度和科技运用程度的差异,每个地区的电力通信发展水平极不平衡。部分地区和单位早已实现数字化和光纤化环网,该地区的电网及通信业务服务能力大大加强;而有些地区受地理和经济因素的共同制约,在发展速度上落后于发达地区,有的甚至偏远到变电站连成最基本的调度电话都难以保证,各地区发展极不平衡。

    3 电力通信的发展方向

    3.1 加快光纤传输网的设置,加大全面网络建设

    我国部分地区的电力通信系统中,电力光纤通信网存在着纤芯容量不足、设备容量小的情况。因此很有必要加大投入在加快传输网的建设上。要对该地区主干光纤传输网加大改造和建设力度,吸引投资,以点带面,在工程建设上做好工作。而且,要在电力通信和动作流程中加大网络的全面、系统建设。例如,在通信网的非话业务方面和网内IP技术等方面要加大开拓和推广力度,努力扩大电力通信网络的覆盖面,在各交换机制的组网工作中做好相关完善工作,把信息交换网络朝着高速高效率、安全性强、稳定性高的方向建设。

    3.2 加大科研力度和技术研究

    我国的电力传输技术有待提高,要在维护已有的传统传输模式的基础上,加强改造和新技术的研发,增加业务管理力度和方面,在研究和建设电力通信网络的同时,要鼓励科技创新,将宽带IP等新技术的运用深入到现代通信网络的建设当中,多角度加大经费投入和科研技术的研究。

    3.3 各地严抓电力通信电路的建设质量

    在我国电力通信发展速度飞快的现状下,要努力减少通信电路误码率高、公务监控不力、监控系统不通等系列问题,杜绝电力通信网络工程中的低质量工程项目的出现。各个地区应避免“地方保护”、“门户观念”对工程选择和决定的不良影响。且在网络系统的建设过程中,加大科研力度和投入,其工程项目负责人还要实行责任制,做好检测和监管工作,及时验证工程指标是否合格,确保建设质量。

    3.4 积极建设宽带多业务数字网络平台

    在电力通信发展规划中,要积极地建设宽带多业务数字网络平台,在语音、图像、数据、媒体、新闻等各业务领域为现在和今后的发展打好基础,提供统一的多优先等级,确保业务质量。

    3.5 致力于国内和国际市场的开发

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关键词：光纤通信技术优势接入技术

近年来随着传输技术和交换技术的不断进步，核心网已经基本实现了光纤化、数字化和宽带化。同时，随着业务的迅速增长和多媒体业务的日益丰富，使得用户住宅网的业务需求也不只局限于原来的语音业务，数据和多媒体业务的需求已经成为不可阻挡的趋势，现有的语音业务接入网越来越成为制约信息高速公路建设的瓶颈，成为发展宽带综合业务数字网的障碍。

一、光纤通信技术定义

光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信力式。论文百事通在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波的频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多，所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路，光纤之间的中绕非常小，光波在光纤中传输，不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听，光纤的芯很细，由多芯组成光缆的直径也很小，所以用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题。

二、光纤通信技术优势

2.1频带极宽，通信容量大光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽，光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。散波长窗口，单模光纤具有几十GHz?km的宽带。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量，特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。采用密集波分复术可以扩大光纤的传输容量至几倍到几十倍。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps，采用密集波分复术实现的多波长传输系统的传输速率已经达到单波长传输系统的数百倍。巨大的带宽潜力使单模光纤成为宽带综合业务网的首选介质。

2.2损耗低，中继距离长目前，实用的光纤通信系统使用的光纤多为石英光纤，此类光纤损耗可低于0.20dB/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低，因此，由其组成的光纤通信系统的中继距离也较其他介质构成的系统长得多。如果将来采用非石英系统极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离；对于一个长途传输线路，由于中继站数目的减少，系统成本和复杂性可大大降低。目前，由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多km，由非石英系极低损耗光纤组成的通信系至数公里，这对于降低通信系统的成本、提高可靠性和稳定性具有特别重要的意义。

2.3抗电磁干扰能力强我们知道光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，不易被腐蚀，而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受人为释放的电磁干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。它是一种非导电的介质，交变电磁波在其中不会产生感生电动势，即不会产生与信号无关的噪声。这样，就是把它平行铺设到高压电线和电气铁路附近，也不会受到电磁干扰。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。

2.4光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设光纤的芯径很细，约为0.1mm，由多芯光纤组成光缆的直径也很小，8芯光缆的横截面直径约为10mm，而标准同轴电缆为47mm。这样采用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题，节约了地下管道建设投资。此外，光纤的重量轻，柔韧性好，光缆的重量要比电缆轻得多，在飞机、宇宙飞船和人造卫星上使用光纤通信可以减轻飞机、轮船、飞船的重量，显得更有意义。还有，光纤柔软可绕，容易成束，能得到直径小的高密度光缆。

2.5保密性能好对通信系统的重要要求之一是保密性好。然而，随着科学技术的发展，电通信方式很容易被人窃听，只要在明线或电缆附近设置一个特别的接收装置，就可以获取明线或电缆中传送的信息，更不用去说无线通信方式。光纤通信与电通信不同，由于光纤的特殊设计，光纤中传送的光波被限制在光纤的纤芯和包层附近传送，很少会跑到光纤之外。即使在弯曲半径很小的位置，泄漏功率也是十分微弱的。并且成缆以后光纤在外面包有金属做的防潮层和橡胶材料的护套，这些均是不透光的，因此，泄漏到光缆外的光几乎没有。更何况长途光缆和中继光缆一般均埋于地下。所以光纤的保密性能好。此外，由于光纤中的光信号一般不会泄漏，因此电通信中常见的线路之间的串话现象也可忽略。

三、光纤接入技术

随着通信业务量的不断增加，业务种类也更加丰富，人们不仅需要语音业务，高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已经得到了更多用户的青睐。光纤接入网可分为有源光网络A(ON)和无源光网络((PON。)采用SDH技术、ATM技术、以太网技术在光接入网系统中称为有源光网络。若光配线网(ODN全)部由无源器件组成，不包括任何有源节点，则这种光接入网就是无源光网络。

现阶段，无源光网络P(ON)技术是实现FT－Tx的主流技术。典型的PON系统由局侧OLT光(线路终端)、用户侧ONUO/NT(光网络单元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配网络)组成。PON技术可节省主干光纤资源和网络层次，在长距离传输条件夏可提供双向高带宽能力，接入业务种类丰富，运维成本大幅降低，适合于用户区域较分散而每一区域内用户又相对集中的小面积密集用户地区。

为实现信息传输的高速化，满足大众的需求，不仅要有宽带的主干传输网络，用户接入部分更是关键，光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中，由于光纤到达置的不同，有FTB、FTTC，FTTCab和FTTH等不同的应用，统称FTTx。

FTTH(光纤到户)是光纤宽带接入的最终方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纤的宽带特性，为用户提供所需要的不受限制的带宽，充分满足宽带接入的需求。我国从2003年起，在“863”项目的推动下，开始了FTTH的应用和推广工作。迄今已经在30多个城市建立了试验网和试商用网，包括居民用户、企业用户、网吧等多种应用类型，也包括运营商主导、驻地网运营商主导、企业主导、房地产开发商主导和政府主导等多种模式，发展势头良好。不少城市制定了FTTH的技术标准和建设标准，有的城市还制门了相应的优惠政策，这此都为FTTH在我国的发展创造了良好的条件。

在FTTH应用中，主要采用两种技术，即点到点的P2P技术和点到多点的xPON技术，亦可称为光纤有源接入技术和光纤无源接入技术。P2P技术主要采用通常所说的MC(媒介转换器)实现用户和局端的自接连接，它可以为用户提供高带宽的接入。目前，国内的技术可以为用户提供FE或GE的带宽，对大中型企业用户来说，是比较理想的接入方式。

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关键词：卫星通信 民航KU卫星系统 地面站 ODU

中图分类号：TN927.2 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）02-0203-02

1 概述

卫星通信是指地球上的无线电通信站之间以人造通信卫星作为中继的一种微波通信方式。地面站是指设在地球表面的通信站，而通信卫星的作用相当于离地面很高的中继站。转发器的主要作用是接收地面站发来的信号（上行载波），经放大、变频、或处理，放大电平后再发回地面站（下行载波）。一条通信线路由发端地面站、上行线路、卫星转发器、下行线路和收端地面站组成（见图1）。卫星通信的主要特点是：频率高、电平大，通信距离远，建站成本与通信距离无关；

民航KU卫星系统是一个全网同步网络，各地面站必须在加入网络（简称入网）后才能传输各种业务。该系统使用亚洲四号地球同步轨道通信卫星，复用方式采用MF-TDMA（先频分再时分）。地面站一般包括天馈设备、收、发信机、终端设备、以及电源设备。

根据卫星通信特点、结合民航KU卫星特点，以下就影响KU卫星地面站入网的主要因素加以分析，并针对具体因素进行适当补偿和应对。

2 主要因素分析

2.1 天体、气候等因素

（1）星蚀。卫星上的设备主要依靠太阳能发电，因此当卫星无法接收到太阳光时，星上的设备必须依靠卫星自带的备用电池供电。当太阳光被地球或月球遮挡时，卫星不能够接收到太阳光，这种现象称之为星蚀。相对地球阴影区来说，月球阴影区的影响时间较短和较浅，星上自带的蓄电池足够给设备供电，因此一般不予考虑。

地球遮挡的星蚀发生在每年春秋分前后（各约42天）。在卫星子夜时间，太阳，地球、卫星几乎在同一直线上，当卫星进入地球的阴影区，星蚀现象便会发生。最长时间可达72分钟。此时星上自带的蓄电池无法满足星上所有设备的供电，有可能需要关闭卫星上部分设备减少耗电，因此也有可能造成KU地面站无法入网。而卫星食时会造成的急速降温，也是设计卫星时必须考虑在内的。

（2）日凌现象。每年春分和秋分前后，在卫星地面站所在地，卫星将处在太阳与地球之间的直线上。这时卫星地面站天线在对准卫星的同时也对准太阳，使太阳产生的强大的电磁波直接投射在地面站天线上。由于太阳产生的电磁波频谱很宽，因此，对地面站来说，该电磁波是一个巨大的噪声源，对其所接受的卫星信号造成干扰从而使接收链路严重恶化导致地面站无法入网，这种现象即称为日凌现象。

日凌与地面站电气特性关系：①日凌与接收频率的关系：接收频率越高，天线3dB波束宽度越窄.则日凌持续时问越短。②日凌与天线u径的关系：天线口径越大，天线3dB波束宽度越窄。则日凌持续时间越短。对一个地面站来讲.其日凌干扰最强时间从太阳进入其天线3dB波束宽度开始，以离开其3dB波束宽度结束。因此地面站的日凌持续时间与其接收频率和天线U径大小有关。对地面站来说，收东经度越高的卫星，每天日凌开始和结束的时间越早。

（3）雨衰现象。KU频段最大的缺点是，在暴雨、浓雾、密雾的坏天气下，传输损耗增加且噪声急剧增加，致使地面站接收的信噪比下降很大，尤其是当天线仰角较小时，更加显著。

雨衰的机理及影响：当电波穿过降雨的区域时，雨滴会对电波产生吸收和散射，故而造成衰减。在l～50GHz的频带内，雨衰值是雨滴半径与电波波长比值的增函数。Ku波段雨衰影响大，因为Ku波段的波长2-2.5cm左右，比C波段接近于雨滴大小。在Ku波段内，短时间（数分钟内）大降雨的衰减可高达20dB，显然如此大的衰减量将使地面站入网暂时中断。卫星设备日常保障中经常出现因雨衰造成的地面站掉线现象。

考虑到雨衰现象，在Ku波段中整个系统的G，T值就要留有较大的余量。由于Ku卫星的EIRP相对于C频段的增量（15-20dB）远高于通常所取得雨衰备余量（6-10dB），根据雨衰曲线可以对卫星Ku波段转发器天线的波束图进行优化设计，也可以对卫星接收系统进行合理的设计以减少降雨产生的影响。

（4）雪衰现象。一般情况下，只要地面站天线馈源上面的积雪不太厚，降雪对Ku及其以下频段的卫星信号不会产生明显的衰减，但是在雨夹雪、化雪过程中，对于Ku波段的卫星传输影响非常显著，造成天线馈源及主反射面凹凸不平的积雪对电磁波产生不同的散射和吸收，严重破坏卫星天线口面场分布均匀性，大大降低了天线的增益，同时也增大了天线的噪声温度，上行链路的EIRP值或接受系统的G，T值均会因此而大大减小，因此无论是上行站和下行站，均须对此采取积极的预防和克服措施。

（5）同步卫星的运动方式。由于受太阳、月球、地球引力的影响，同步卫星会在一个与地球赤道平台夹角不断变化的倾斜轨道上运行。假设卫星轨道的东西位置保持不变，则从地球赤道表面观察卫星的日漂移轨迹，同步卫星在其轨道定点上以24小时为一周期呈8字形轨道不停地运动着，这会影响卫星信号传输的稳定。通过对卫星实现姿态控制，使卫星保持在赤道平面内，有利于卫星信号传输的稳定。

2.2 地面站设备等因素

地面站设备主要由室内设备及室外设备组成（见图2），其中室内设备由Modem板、数据板、DLM板、话音板、E1板组成，室外设备主要由变频设备、馈源、天线、LNA、HPA等组成。下图任何一个环节出问题，都将导致地面站站点无法入网，通常需要更换相应故障部件来恢复入网。其常见因素归纳起来，主要有以下几种。

（1）Modem板故障。Modem板也称Modem/Controller（控制板），它是整个地面站室内设备的心脏。主要作用：信号的调制解调；VSATII加电及复位时的初始化，站点入网，同步控制，时基调节；MAP响应；DAMA处理；CSC处理；响应网管询查等。Modem板故障将直接导致该地面站站点无法入网。通过监控Modem板卡，查看上线状态 若停在了“数字自环”或“中频自环”，则判断为Modem板损坏。若停在了“接收捕获”或“发射捕获”，检查相应支路。Modem板故障是很常见的故障，一般通过中频自环判断Modem板的故障与否。

（2）ODU故障。ODU又称室外单元，是室外设备部分的核心，主要作用是上下变频及收发功率放大。ODU故障也将直接导致地面站无法入网。ODU故障的概率也不低，日常维护中发现ODU故障通常是ODU电源部件故障导致ODU不工作及ODU风扇故障导致ODU温度过高保护关闭。ODU故障很容易判断，一般根据ODU监控是否有告警判断ODU故障与否。

（3）中频电缆等故障。中频电缆：每100米的中频电缆衰减应不大于5dB，因此可在图2中4点处判断中频发射电缆、在图2中9点处判断中频接收电缆情况。一般通过频谱仪测试信号电平大小来判断。通常图2中4点处信号为-42―-48dBm，在图2中9点处信号约为-50dBm。此故障不常见。

软波导：主要有软波导严重扭曲、泄漏及软波导进水导致信号急剧衰减从而造成远端站无法入网。卫星设备运行中多次发生因软波导进水导致站点无法入网的情况。可在图中13点处利用频谱仪观察的发射信号电平来判断（注：要接波导转同轴）。

LNA：在低噪声放大器还未加电时，通过频谱仪观察背景噪声（底噪）约为-107～-110dBm，加电后观察底噪应该上升15～18dB。如果不符合标准，即可认为是低噪声放大器故障。方法频谱仪接在图2中6点（注意：由于LNA/LNC需要用ODU来供电，所以连接频谱仪时必须使用三通接头来连接，不能断掉与ODU的连线）。

馈源：馈源主要作用是将KU信号发射到卫星或者将接收卫星来的信号传给LNA。溃源可能出现的故障是进水及表面被异物所覆盖。常见的现象是表面被异物所覆盖，因此如果遇到下雪或低温等天气，要将馈源除雪装置打开。

2.3 调试因素

KU卫星地面站要入网，首先要进行天线指向调整（对星）、极化调整（在指定频率上发单载波）、设置ODU、MODEM板参数、调整发射和接收电平等工作。以上步骤有一步不到位，将直接影响地面站入网。其常见因素主要有：

天线指向不到位：由于地面沉降等原因，会导致天线俯仰角方位角发生变化，导致地面站无法入网，因此根据卫星设备维护规程，年维护时都需要通过频谱仪观察接收卫星信标信号以判断是否需要调整天线。

极化隔离度不足：极化隔离是指同一空间波束，使用相同的频段，但采用相互正交的极化方式，而频率复用主要利用空间分割和极化隔离来实现。民航KU卫星系统复用方式采用先频分再时分方式，因此极化隔离度不足将直接影响地面站入网。判断地面站极化隔离度方法主要在卫星公司协助下通过发射单载波方式来判断。

其它参数调试：KU卫星系统是全网同步系统，各地面站站点的同步最初是从加入网络开始的。站点加入网络（简称入网）的过程被称为捕获，捕获分为两个阶段（简称接收捕获）发射帧捕获（简称发射捕获）。

加入网络需要进行时间校准、频率校准、信号电平校准。时间校准和频率校准的过程是自动的，只要在入网调试时确定NODE参数、载波参数、本地的经纬度已正确写入MODEM板，以后的维护工作中一般不需要考虑此因素；信号电平校准主要为了使信号处于可处理范围的中间，此项校准需要根据天气因素、功率因素等进行调整，日常维护中如发生地面站掉线后，通常需要在ODU监控上调整发射及接收电平。

2.4 网络因素

因民航KU卫星系统是一个MF-TDMA系统，采用多载波跳频技术，全网配置及技术复杂，载波保护带宽小，地面站多等原因，多次发生网络原因导致所有地面站无法入网，此时地面站需要等待网控维护或者在网控指导下调整本地相关参数。近年来网控采取了网络优化、全网调整等手段，目前KU卫星系统稳定度大大上升。

3 结语

民航KU卫星系统是一个复杂的系统，影响各地面站入网的因素有很多，作为空管卫星设备维护保障人员，只有对这些影响因素有了深刻的理解，并针对具体因素制定有效的措施，尽量克服、预防影响地面站入网因素，才能使KU卫星设备运行更加稳定，从而不断夯实民航空管保障基础。

参考文献

[1]刘义.Ku频段卫星通信链路特性分析.吉林大学硕士学位论文.