传输距离（共9篇）
传输距离 篇1
(2015-120-俄罗斯-9)
该技术利用2条0.5—50千赫谐振电路以及两条谐振电路间的单股导线实现电压谐振模式下的10—100千伏电压电力传输。
该技术的优势主要有:
1、无需使用中继变压器实现长距离电能传输;
2、降低了电能输送的建设成本;
3、减少了电能传输过程中的损耗;
4、不会出现瞬间短路以及坏天气导致的事故;
5、节省了制造导线的铜金属;
6、可在照明系统中灵活调整照明电能。
此外, 该技术拥有“太阳能及风能单导线谐振外部照明系统”、“移动式照明设备”等2项发明专利和“节能型单导线谐振电能传输系统”、“单导线太阳能谐振外部照明系统”等2项实用新型设计专利。
该技术已申请专利, 可规模生产, 外方期望以转让技术、技术入股、合作生产等方式开展合作。
传输距离 篇2
据美国宇航局太空网9月15日报道，一位曾供职美宇航局的科学家利用无线电波，将太阳能在两个夏威夷岛屿之间传输了92英里(约合148公里)的距离。他宣称，实验成果证明这一技术可以将太阳能从卫星传回地球。
约翰〃曼金斯(JohnC.Mankins)向《探索频道》演示了这项太阳能传输技术。《探索频道》为这次历时4个月的实验提供了经费，并于美国东部时间9月12日晚9点播出了实验结果。曼金斯的构想是将重达1102磅(约合500公斤)的轨道卫星收集的太阳能传输至地面一个大型接收站。
曼金斯曾在美宇航局工作25年之久，长期负责宇航局太空太阳能项目，直至该项目被取消。今年5月，他成功将20瓦的太阳能在两个岛屿之间传输。据曼金斯介绍，由于岛上的接收站过于小，只有千分之一的能量被接收到。这次实验耗资约100万美元，曼金斯表示，他要是有更多的资金，那么就能造出更大的太阳能阵列。
传输距离 篇3
【关键词】光纤通信；传输距离；因素；功率；改善措施
光纤通信是我国重要的信息传输方式，其应用的范围比较广，而且通讯信号比较强，有着较好的通信效果。延长光纤通信的传输距离，可以提高通信的效率以及信息传输的质量，所以，相关技术人员一定要了解与掌握影响光纤通信传输距离的因素，还要通过相关的措施降低光信号的损耗，提高信号出阿叔的质量，防止通信距离遭到限制。延长光纤通信传输距离的方式很多，常见的是在光纤线路上增设中继器，其可以起到扩大信号的作用，而且提高了信号传输的速率，是一种较为经济的改善措施。
1.影响光纤通信传输距离的因素
光纤通信的方式应用范围比较广，在通信传输的过程中，信号的强弱影响了信息传输的质量，另外，光纤的损坏、电子器件的性能以及光网络结构的优化程度，都是影响光纤通信传输距离的重要的因素。
1.1光发送机与光接收机
光纤通信的信息载体主要是光，其传输通讯的方式主要是光纤，所以，光接收灵敏度、发送机效率以及光纤光缆线路的质量，都对光纤传输系统有着较大影响，这些因素决定了系统的中继长度。计算光纤传输系统中继距离的公式是：
L=Ps-PR-Me-∑Ac/Af+As+Mc（km）
该公式中，Ps是指发送光功率，PR：出纤光功率即接收灵敏度。这里减除了耦合器的衰减和色散的影响；Me：设备富余度；∑Ac：其他耦合器引起的衰减；Af：光纤的衰减系数；As：光纤固定接头的平均熔接衰减；Mc：光缆富余度。
从上述公式中可以看出，光发送机以及接收机的入纤光功率是影响光纤通信传输距离的主要因素。
1.2功率消耗情况
光纤通信系统中，光发射机的发射功率有限，而光接收机在运作的过程中会产生一定噪声，为了保证系统接收信号的质量与能力，必须保证信号光功率的稳定输出，还要降低光纤传输的损耗，这样才能避免光纤通信传输距离受到限制，才能降低功率的损耗。当光纤系统带宽大于信号带宽时，光纤传输系统的传输距离最远，其计算公式可以表示为：
L=[Ltotal-（Lcoup+Lc+L（fm）+Lm）]/α
其中：假设光源发射的平均光信号功率为Ps，光接收机接收的最小平均光功率为PRmin，那么系统从光发射机到接收机之间允许的光功率总损耗为：
Ltotal=10lg（Ps/PRmin）
Ltotal表示光源与光纤的耦合损耗和光纤与光探测器的耦合损耗的和；Lc表示光纤之间各种连接损耗的总和；L（fm）表示由于光源和传输光纤的有限频带宽度导致的光信号强度下降的等效损耗；Lm表示光纤系统设计时留的富余量；L为传输距离，α为每公里光纤传输损耗系数；αL表示光纤的传输损耗。光在传输过程中的各种损耗也是影响光通信系统传输距离的主要因素。
2.改善光纤通信传输距离受到限制的措施
2.1提高光发送机的性能与质量
光纤通信传输距离的大小与光发送机入纤光功率有关，所以，相关工作人员要努力改善光发送机的性能，并提高其质量，避免强光对光纤折射率的影响，还要注意对光信号相位的调整，避免光脉冲频率出现较大变化。如果光脉冲的宽度过大，则会限制系统的带宽，进而影响光纤通信传输的距离。为了改善光发送机的性能，相关人员必须选择码型适合的光发送机，这样可以保证在增加其他设施后，有效延长光纤传输距离。当光纤传输距离较长，而且传输速率较高时，发送机色度色散、光纤非线性效应都会发生较为明显的物理效应，这会严重影响传输容量的增加，也会降低信号的覆盖范围。所以，工作人员必须对光发送机的码型进行调制。由于RZ码对光纤非线性效应有着一定免疫能力，所以改变其脉冲，则可以减小信道间的制约作用。此外，为了尽可能利用全部的光源功率输出、延长系统传输距离，通信系统应采用外调制技术。
2.2增强光接受机的性能
光接受机是光纤通信系统中重要的设备，其可以将光纤传输后衰减的脉冲信号转变为电脉冲信号，还可以对光纤进行放大以及再生还原，使其成为标准的数字脉冲信号。数字光接收机的输入光功率和误码率两者是互相矛盾的，因此必须对其中一个进行人为的规定，一般规定误码率为10-9.根据这一要求，就可以找到数字光接收机所接收到的最小光功率作为其性能指标，即接收灵敏度。提高光接收机的灵敏度也可以延长光纤通信的传输距离。
色散导致脉冲展宽，当脉冲展宽超过分配给它们的时隙时，一部分脉冲能量进人相邻时隙而导致码间干扰。而本时隙内脉冲能量降低，使判决电路的SNR降低，从而导致接收机灵敏度的恶化。因此要尽量减小通信系统中的色散。
频率啁啾是限制广播系统性能的重要因素。对半导体激光器进行调制时，有源区的折射率、传播常数及光脉冲的相位均发生变化，这种由调幅到调相的转换导致光谱的加宽，称为频率啁啾。带有频率啁啾的光脉冲在色散光纤中传输时，脉冲形状将发生变化。由于光谱移动，当脉冲在光纤中传输时，包含在脉冲啁啾分量的部分功率将逸出比特时隙。该功率损耗降低了接收机的SNR，使灵敏度恶化。可采用EAM和MZ-M等预啁啾调制技术来改善系统性能。
2.3减小系统传输损耗
影响系统传输距离的损耗主要有连接损耗、传输损耗和耦合损耗。现在光纤连接器技术发展已经比较成熟，连接损耗可以忽略。传输损耗与光纤传输损耗系数有关，可以通过选择合适的通信窗口来减小传输损耗。光耦合器又叫光分波合波器，分波器合波器的插入损耗小、隔离度大、带内损耗平坦、带外插入损耗变化陡峭、低的偏振相关性、温度稳定性好、复用道路多等。目前在WDM系统中使用的光分波合波器主要有阵列波导光栅（AWG）、相控阵列分波器、可调谐滤波器、干涉膜滤波器、光栅耦合器等。
3.结语
光纤通信传输是我国当前信号传输的主要方式，其传输速率比较高，而且信号覆盖面比较广，提高光纤通信传输的距离，可以有效促进通讯行业的发展。影响光纤通信传输距离的因素很多，利用光纤放大器这一设备，可以有效延长光纤传输系统的传输距离；通过在光纤中增加中继器的方式，可以拓宽信号的覆盖率，使光网络传输体系得到更好的优化，还可以提高新型光器件的生产效率，使超长距离的通信传输成为可能。本文对改善光纤通信传输距离受限的对策进行了介绍，希望对相关技术人员改善传输技术有所帮助。
【参考文献】
[1]李伟新，汪晓岩.P型环网结构的配电线载波组网方式研究[J].电力系统通信，2006（11）.
[2]孙强，庞翠珠，文冀萍.一种新的实现光通信传输的系统[J].铁道学报，1995（02）.
图像压缩与远距离传输研究 篇4
关键词：传输,图像,压缩,变换
0 引言
在战场前沿,观察所采集的目标图像和声音数据的最大特点是数据量大。为了保障发射机和接收机之间数据的实时传输,必须对图像进行压缩[1]。在依据微光图像特征分析的基础上,兼顾压缩比和压缩后图像质量,提出了一种改进的基于嵌入小波零树编码的图像压缩算法,该算法既保证了压缩后微光图像的质量,又提高了压缩编码的速度。给出了给出了图像压缩发射方案,最后对结果进行了分析。
1 压缩算法总体框架
算法基于TMS320C6455 实现时,主要分为2 个部分,如图1 所示。第一部分为提升db5 /3 小波变换模块,它将输入图像数据变换为一系列的小波系数; 第二部分为改进的EZW算法模块,将量化后的小波系数编码生成压缩码流。
1.1 滤波器的选择
在压缩算法的实际应用过程中,基于傅里叶变换的离散小波变换( DWT) 存在一些问题: 信号经过第一代小波变换后产生的是浮点数。由于计算机有限字长的影响,往往不能实现信号的精确重构; 同时,对DSP内存的需求量大,不适于专用DSP芯片实时实现[2,3]。所以,本文用不依赖于傅里叶变换的新的小波构造方法———提升格式,来获取小波系数,从而取代DWT。TMS320C6455 是定点型DSP器件,而一般小波滤波器的参数均为浮点型。如果使用长整型的数据格式结合移位的方法来仿浮点运算,将消耗大量的处理时间,所以,要选取合适的滤波器实现高效的定点小波算法[4]。系统选择了提升db5 /3 小波,原因如下:
① 小波分解滤波器的系数为h0= [3/ 4,1/ 4,1/ 8] ,g0= [-1 / 2,1 / 4] ,为“整型滤波器”,卷积运算可以用加和移位操作代替原来的加乘操作,便于实现定点算法;
② 比较有效地抑制了小波压缩算法重建图像中常见“振铃效应”;
③滤波器长度较小,运算量有很大的降低;
④基于整型滤波器的快速小波算法。
1.2 内存分配
对于图像数据的处理,往往涉及到大量的复杂的数据寻址计算,对于复杂的寻址计算,其耗费CPU的计算量可能比实际数据操作的计算量还大,所以要加快CPU对数据的访问速度,不但要求存储器本身的速度快,而且还需要一个合理的数据结构来简化CPU对地址的计算。另外,C6455 对数据的访问技术,如Cache、EDMA和宽bit数据直接读写等,都是基于存储地址的连续性。基于以上考虑,本文在内存分配及定位时,依据以下大的原则: ① 在满足精度要求的情况下,使用较短的数据类型;② 大的数据块,如原始图像和重构图像存储在片外SDRAM; ③ 关键数据和小的数据块,比如运算时的系数、系统堆栈和3 个通道扫描都需要频繁的访问数据区和上下文标志区等,存放到片内存储器;④ 对L2 级配置足够的Cache以便CPU对数据的快速读写; ⑤ 对于具有运算相关性的数据,应在内存中按序连续排放。当涉及到片内外数据块的搬移操作时,可由C6455 的DMA单元去完成,它可与CPU并行工作,不占用CPU的计算周期。
1.3 算法实现过程
( 1) 图像数据的加载和输出
CCS提供了数据加载和输出功能,但必须使图像数据符合CCS的文件格式。编码结束后,也要将压缩后的数据转换为实际的图像格式[5]。
( 2) 连接命令文件( .CMD文件) 的编写
这个文件包含了DSP和目标板的存储器空间的定义以及代码段和数据段的分配。此外,由于堆和栈直接影响到程序运行的正确性和效率,因此需要严格考察程序中对堆和栈的要求,为其分配合适的大小。
( 3) 程序结构优化[6]
DSP器件的运算处理能力不容质疑,而且强大的优化工具能够将指令的并行操作发挥到极致。但是,这些是建立在所有操作均使用片内存储器的基础之上的。实践证明,访问片内扩展存储器的速度要明显小于访问片外存储器的速度,时间比大约为1 ∶ 20。但是,由于图像数据量非常巨大,一次性地将所有图像数据都搬到片内存储器中作运算是不可行的[7]。
为了解决上述问题,设计了一种数据搬移和小波分解运算并行的程序结构[8]。
首先,在片内存储器中预留32 kb的空间作为数据缓冲区。采用DMA通道实现数据的搬运。C6455 中有5 个DMA通道,在搬运大量的数据方面,使用DMA通道比直接读写省时的多( 时间比大约为1 ∶ 10) ; 而且使用DMA方式搬运数据不占系统时钟,即在数据搬移的过程中,CPU可以不受影响。
然后,将32 k B的数据缓冲区分为2 个部分,每个为16 kb,分别记为Buffer0 和Bufferl,图像数据可以分成若干块依次搬进2 个缓冲区。在向Bufferl搬移数据的同时,可以对Buffer0 中的数据进行小波分解运算; Buffer0 的计算结果搬到片外的同时,开始处理Buffer1 中的数据,并在Buffer0 中的计算结果搬出结束后,将下一块数据向Buffer0 搬移。这样,只要安排合理,精确控制时间,就可以实现数据搬移和小波运算的并行操作,有效地降低了处理时间。
( 4) 部分代码
软件编程流程可分为3 个阶段,每个阶段完成的任务如下:
第一阶段: 可以不考虑C6455 的有关知识,完全根据任务编写C语言程序,在CCS环境下,用C6455 的代码产生工具,编译产生在C6455 内运行的代码,证明其功能正确。然后再用CCS的调试工具,如debug和profiler等,分析确定代码中可能存在的、影响性能的低效率段。
第二阶段: 优化C语言程序。重复第一阶段,检查所产生的C6455 代码性能。如果产生的代码仍不能达到所期望的效率,则进入第三阶段。
第三阶段: 从C语言程序中抽出对性能影响很大的程序段,使用线性汇编,重新编写这段程序,使用汇编优化器优化该段代码。
改进EZW算法的原理,实际的编程中主要分为小波变换、DPCM编码、零树编码以及huffman熵编码几个主要部分,VC++语言实现算法的流程,具体实现步骤可概括如下: ① 输入源图像,主要格式是512×512×8 bit的微光图像; ② 整数提升5 / 3 滤波器组对图像进行小波变换; ③ 对变换后的低频系数子带进行DPCM编码; ④ 对变换后的其他系数子带进行嵌入零树小波编码; ⑤ 对剩余的像素系数误差进行比特面编码。
2 图像压缩发射方案和结果分析
2.1 图像压缩发射方案
系统由发送端和接收端两部分组成,通过无线收发模块ZT-623T建立数据联系通道。观察所以DSP为控制核心,包括CCD图像传感器、FPGA控制模块和数据发射模块,观察所CCD图像压缩与发射方案如图2 所示。
为了检验系统是否达到预期的效果,在系统联调完毕后进行了多项测试,包括系统通信距离和图像压缩效果的测试。为了检验系统发射机和接收机性能,将发射机置于A点,接收机分别置于B点和C点,进行了图像的传输试验。 AB直线距离2.2 km,AC距离2.8 km。如图3 和图4 所示,在城市背景下,实时完成了图像采集和图像传输。
2.2 结果分析
由表1 可以看到,高频系数经算法量化后,零树出现的比例明显增大,使得在微光图像的压缩过程中能够根据人眼视觉的特征,有效降低微光图像噪声对图像信号像素间相关性的干扰,提高了解压后微光图像的视觉质量。
表2 为EZW和本文算法对微光图像在阈值为32 时符号个数、符号百分比和编码时间的比较,改进算法的主扫描中零树根ZTR的概率为50%左右,其次孤立零IZ出现的概率为13%左右,而重要系数的概率大大减少,相应的运算时间也缩短较多,节省了系统的硬件资源,提高了图像传输的实时性。
为了验证本文算法的整体性能,使用该算法与EZW算法进行比较,相关性能指标数据( PSNR、编码时间和解码时间) 表明: ① 在相同压缩比情况下,采用本文算法方法获得的图像压缩效果要明显优于EZW算法,图像恢复质量更高; ② 图像编/ 解码速度比EZW算法的速度更快; ③ 兼顾了微光图像的分辨率要求,重构图像数据损失小,信噪比较高。对于较大的微光图像的存储,可以节省很大的磁盘空间,有很好的实际使用价值。
3 结束语
系统测试结果表明: 图像和声音信息传输可靠,实时性好,图像清晰流畅,在系统设计要求的范围内有良好的实时传输性能和图像质量,达到了预期的效果,可以胜任图像传输任务。
参考文献
[1]杨云升,杜超广,赵顺利.接收机非线性测试分析[J].无线电工程,2011,(41)10:27-30.
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[7]卢冀,张之义,王俊芳,等.基于Openflow网络的可分级视频流分发方法[J].无线电工程,2014,44(1):1-3,9.
WDM波分系统传输距离设计 篇5
1 衰耗设计
波分系统衰耗设计主要是为了确定中继距离, 尤其是长途光纤通信系统, 中继距离的设计对系统的性能和经济效益影响很大。确定衰耗设计的方法很多, 我们一般采用最坏值设计法计算。
最坏值设计法的计算公式和参数如下:
以上衰耗受限的设计解决了一个跨段的传输距离问题, 而WDM系统再生段一般包括多个跨段。衰耗受限传输距离的计算一般按跨段进行, 即对每个复用通路的每个跨段分别进行衰耗方面的计算, 其方法类似于人们熟悉的单波长SDH的光功率预算公式, 不同的是在式 (1-1) 中并未考虑光通道代价的影响。光通道代价的影响将放在计算接收端Rn的光信噪比 (OSNR) 时考虑。
2 色散设计
2.1 色散限制距离计算公式
根据码间串扰的容限值可以推到出系统的色散限制距离:
式中, Dm为单模光纤的色散系数, 单位为ps/ (nm·km) ;λ为光源的谱线宽度;fb为光通路传送速率, fb=1/T, T为码元宽度。
由式 (2-1) 可以计算出光通道的色散限制距离, 但是在实际的工程设计中如果确定了系统代码, 则可以按下面的公式进行估算, L=允许色散/光纤色散系统, 允许色散 (色散容限, 其单位为ps/nm) 可以从相应的光接口规范中查找到。例如, 5×30 d B的主光通道的色散容限为12000ps/nm, 如果光纤的色散系数Dm为17 ps/ (nm·km) , 则光纤限制距离为L=12000/17=705.88 (km) 。
对于复用通路传输速率为2.5Gb/s的系统, 光源的色散容限可以做的比较大, 为12800ps/nm, 能满足一般的需求, 它可以进行640公里 (8~22 d B) 的长距离传输而不需要进行任何色散补偿, 但是超过640公里, 就需要考虑色散补偿的问题了。
对于复用通路传输速率为10 Gb/s的系统, 光源的色散容限值仅为1000 ps/nm左右, 按G.652光纤的色散系数为17 ps/ (nm·km) 计算, 最大传输距离仅为60公里, 所以对于传输速率为10 Gb/s的系统一般需要进行色度色散补偿。
2.2 色度色散补偿计算公式
WDM波分系统的色散补偿通常采用色散补偿光纤DCF, 主要是因为技术成熟、成本低廉、工程施工简便, 避免了每个复用通路都要进行色散补偿的麻烦。
每个DCF基本模块的色散值约为-340ps/nm, 工程中根据传输距离可配置由多个基本模块组成的DCM。因为DCF有一定的插损 (约为4 d B) , 所以长距离的色散补偿最好分段进行, 避免因采用集中补偿而付出过大的功率代价。
3 OSNR设计
3.1 光信噪比OSNR和EDFA
WDM波分系统光信噪比OSNR为在满足一定误码率BER (一般为1×10-12) 要求的条件下, 复用通路接收端的平均光信号功率与噪声功率之比, 即:
式中, Pi为第i通路的光信号功率 (W) ;Ni为第i通路在等效噪声带宽内的噪声功率 (W) 。
EDFA不仅可以大大的提高WDM系统的可用功率, 增加系统的衰减范围, 延长无中继的传输距离, 还可以取代一些光/电/光的电中继器, 只进行光/光转换, 减少设备的复杂程度, 提高系统的可靠性。EDFA可以级联, 级联的个数越多, 系统的传输距离就越长, 但是EDFA也不能无限制的级联, 因为EDFA工作时本身也产生一定的噪声。一方面, EDFA在放大信号的同时, 也发生自发辐射 (amplifi ed spontaneous emission, ASE) , 产生自发辐射噪声, 而ASE噪声是会逐渐积累的, 即本级EDFA产生的ASE噪声将和光信号一起沿光纤传送到下游的EDFA, 直到接收端;另一方面, EDFA不仅可以对光信号进行放大, 同时也会将ASE噪声进行放大。
数字微波长距离传输信号工程实践 篇6
数字微波是用微波作为载体传送数字信息的一种通信手段, 在我国的广播电视信号传输中发挥着重要作用。但是, 由于微波在空间无线传输, 特别是在长距离传输过程中, 极易遇到气候、环境以及电磁干扰等影响, 所以, 如何提高微波的抗干扰性、让数据在长距离传输后仍然具有很高的可靠性, 成为广播电视传输工程中需要解决的问题。
1背景情况
2009年, 湖南广电移动电视开始建设全省统一的国标移动电视网络。通过4年的建设, 目前已形成以全省前端播控中心集中提供信号源, 经过光纤干线网传达至湖南全省12个地区网络, 全省共有33座移动电视发射基站, 信号覆盖大中城市及农村近5000万人口。该网络为湖南省的“数字化”、“新农村建设”发挥着日益重要的作用。
湖南省属于丘陵地带, 多山且地形复杂, 大多数广播电视发射台远离城镇, 建设在具有一定海拔高度的山上, 只采用光纤作为单一传输链路, 在运行中存在着诸多隐患。为了保障安全播出, 我们决定以数字微波作为现有光纤传输网的备份。
微波传输网的特点是受地理条件的限制小, 在视距条件下可跨越山区、江河、高速公路、城市干道传输, 当出现特大洪灾等重大自然灾害时, 当其他通信手段失效时, 微波还可保证广播电视信号的畅通。
2传输路由
2010年, 湖南广电移动电视开始建设SDH数字微波干线传输网, 该微波采用SDH 155Mbps大容量速率, 频率波段在7GHz~8GHz, 传输中央、卫视、省地面频道共45套数字电视节目, 目前完成一期工程建设, 如图1所示。
信号路由从长沙老电视台向南北方向延伸, 途经常德、益阳、长株潭、衡阳、最后到达南部郴州, 全长约为500km。其中老电视台至达摩岭、达摩岭至会龙山、老电视至韶山、韶山至南岳、泗洲山至苏仙岭由于距离短, 我们采用了哈里斯分体式微波。
太阳山至会龙山距离长达89km、南岳至泗洲山更是达到129km的超长距离, 对于这种长距离微波我们选用全室内型微波设备, 同时优化传输方案, 在充分考虑传输衰落和功率储备的前提下进行分集设计, 尽可能地减少电磁环境、雨衰、气温等因素影响, 保证长距离传输过程中的信号稳定性与可靠性。
3技术特点
湖南省多山地形复杂, 气候多变, 数字微波在长距离传输过程中, 各种衰落综合作用将引起传输波形失真, 严重时会导致传输中断, 解决这个问题的最有效方法是采用分集技术。
对于地面反射衰落, 通常采用接收天线空间分集;而对于大气多径衰落, 既可采用空间分集也可用频率分集。因为本次工程采用155Mbps大容量SDH传输速率, 多状态调制方式会对频率选择性衰落更加敏感, 我们同时采用了空间分集与频率分集技术, 同时对方案施工过程中的工程质量进行严格把控, 保证系统性能指标达到最优。
4工程实践
国内数字微波的长距离传输一般不超过80km, 而南岳至泗洲山达到129km, 下面以这一跳微波的工程实践为例, 进行相关介绍。
1.频率的选择
微波频率选择要依据国际定义, 对于长站距微波电路, 推荐采用5GHz、6GHz、7GHz和8GHz频段, 频率越高信号绕射能力越低, 抗雨衰能力也越弱。具体选择要视当地的气候条件、传输断面、空间频率、无委意见而定。经过综合论证并在南岳、泗洲山两处现场扫频后, 我们计划采用7142/7296 (MHz) , 7198/7352 (MHz) 两组微波频率。
2.调制方式的选择
微波是一种频带受限的传输媒质, 要在有限的频带内传送尽可能高的比特率, 最有效的办法就是采用多状态调制解调技术。我国在4GHz~11GHz频段大多采用28MHz~30MHz或40MHz的波道间隔配置, 湖南移动电视的SDH微波传输系统干线选用7GHz频段, 波道间隔为30MHz, 调制方式为128QAM。
3.频率分集
频率分集是指采用两个或两个以上具有一定频率间隔的微波频率同时发送和接收同一信息, 然后再进行选择合成, 以减轻传输衰落的影响。频率分集要求两个分集信号相关性小, 才不会使两个微波频率在给定路径上同时发生深衰落现象。
南岳对泗洲山基站一跳选用两组收发频率 (7296/7142MHz、7352/7198MHz) , 收发频率f1与f2相差较大, 对应频率间隔达到56MHz;微波引入环形器, 增加了两组频率间的隔离度;机柜内采用分离滤波器、两组收发信机, 分别处理来自不同组的收发信号, 这些措施有利于降低频率分集信号的相关性, 减少传输性衰落。
4.空间分集
空间分集是指发端用一面天线发射, 收端用两面天线接收同一信号, 当一面天线受到多径干扰时, 另一面天线可以避开干扰, 从而对抗衰落。空间分集要求两面天线在垂直方向有一定的挂高差 (图2) , 垂直间距越大, 信号的相关性就越小, 分集改善的效果也越好, 但是这会要求铁塔有理想的高度。如果下天线离地面太近, 还要考虑地面余隙的损耗问题。
泗洲山基站安装了两面3.2m的天线做分集接收, 7GHz微波的波长λ约为4cm, 分集要求上下天线间距至少达到100λ至200λ, 方可满足分集的技术要求。我们把下天线挂在铁塔的北侧垂直塔柱上, 挂高位置尽可能低 (视前方地面无阻挡即可) , 另一面上天线挂在新建的增高铁架上, 同时要保证此铁架的承载和抗风强度, 两面天线挂高间距达到8.5m, 工程安装达到空间分集的要求。
5.天线调整
对于均匀激励的天线, 主副瓣电平差为17.6d B, 但由于天线的口径遮挡, 加工精度及照射器的非理想性都会提高副瓣电平的幅度, 通常主副瓣电平差在10d B左右。天线调整过程中常常会出现这种情况, 即把某一端的天线对准到另一端的副瓣上, 无论如何调整都只能测到一个很小的电压, 收信电平达不到设计指标。这时候需要两端配合, 先粗调天线大致都对准主瓣, 然后再精细调整。在天线俯仰或水平调整过程中, 会出现图3的电压波形, 此时其电压最大点位置, 即为俯仰或水平方向的主瓣最佳对准位置。
6.时延调整
由于空间分集导致两路信号的路径不一样, 信号间就会存在时延差。虽然微波内部已经设计有鉴相器、移相器、时延均衡器等模块对时延自动处理, 但尽可能通过物理方法减少工程中产生的时延, 可以进一步抑制误码的产生。
泗洲山基站分集的上、下接收天线调整后电平达到计算值, 发现传输仍然不够稳定。经过现场勘察, 发现上、下天线安装不在同一个垂直面, 而是向前移了2m左右, 上下天线的馈线长度差也达到10m, 根据设备安装手册的说明, 良好的IF合成要求对时延做出手工设置, 按照时延等于馈源间距离差 (m) ×3.34 (ns) 关系得到时延修正值, 然后对设备内部的时延跳线进行手工设置, 信号恢复到稳定状态。
7.驻波比指标
南岳基站在安装过程中, 发现主天线达到接收电平值后传输链路仍然不通, 而且有设备告警记录。当交换分集天线的馈线后, 主天线传输正常、设备告警也消失。经过指标对比发现是天线驻波比高引起的, 再次检查主馈线发现在入室位置有明显折压变形, 在变形位置重做好接头, 保证接头密封良好不漏气, 这些工艺有效地降低了驻波比, 主天线接收恢复正常。
实践证明, 如果驻波比大于1.2, 增加的码间干扰将导致解码器失锁, 即使在正常接收电平下也会出现连续误码影响同步。
8.充气机作用
对于高山台站的潮湿山地气候, 充气机可让馈管内保持干燥气体提高驻波比。对于密封不严的馈管接头, 充气压力可以防止雨雾从天线缝隙进驻。充气机应该在天馈工程安装时尽早使用, 防止雨雾天气导致天馈指标变差, 影响系统正常开通。
充气机开机后对馈管进行充气, 当气压到达一定值时 (Min
9.自动功率控制 (ATPC)
据统计, 传输过程发生深衰落的概率一般在1%的时间以下, 设备工作时采用ATPC技术, 让发信功率在一定范围内根据传输条件改变而自动改变。在传输条件较好的情况下, 传输功率可比最大值降低20 d B, 在发生雨衰的情况下, 可自动将发送功率维持在最大, 保证10E-12的误码和99.999%的可用度, 这就使得发信机在绝大多数时间不需要工作在大功率状态, 一方面节省整机功耗, 同时还可减少对相邻系统的干扰。
经过几个月的现场施工与反复优化, 该微波链路开通后, 运行稳定, 指标良好, 为国内数字微波的长距离传输积累了很好的工程应用经验。
5结论
微波在长距离传输过程中, 极有可能出现各种传输衰落, 我们需要对当地气候条件、微波传输断面、空间频率等因素有充分的认识, 通过科学设计、频率分集、空间分集、时延调整、施工质量等技术手段对抗衰落, 改善带内失真, 提高分集增益, 降低信号中断事故。
湖南广电移动电视在数字微波干线网建设后, 通过近3年的运行实践, 系统的稳定性与安全播出无中断时间达到99.999%。该案例说明, 通过合理的技术控制, 数字微波在长距离信号传输领域, 性能将更加稳定, 信号更加可靠, 可以作为干线网长距离传输及安全播出保障的重要手段。
摘要：湖南广电移动电视采用数字微波作为全省移动电视干线网的传输手段, 通过空间分集、频率分集、时延调整等技术手段提高微波信号长距离传输中的抗衰落能力, 为省干线网的长距离传输和安全播出提供了一种很好的应用解决方案。
关键词：数字微波,传输衰落,分集技术,时延调整
参考文献
传输距离 篇7
一、光传输设备维修与维护措施
1、光传输设备维修
通常在系统、整机维修出现问题时就必须是要从全局的光传输系统来切入, 具体来寻找和分析故障发生的原因。一般来说在系统出现中断的时候, 这时相关的工作人员就要通过一些现象冷静的执行必要的操作, 仔细查找和分析问题是出现在系统中具体的什么部分、什么设备, 然后来把故障进行初步的定位。比如一条载波电路突然发生中断, 这时候是高频通道还是载波机出现了故障而导致的;若是高频通道出现了故障, 这时就要弄清楚是高频电缆和结合滤波器出现了故障还是其他部位出现了故障题, 若是载波机出现了故障, 这时就要分析是本端机出现了故障还是对端机出现了故障。
2、光传输设备维护措施
维护环节中最关键的就是要使设备有一个良好的运行环境和空间。其中一般就有相关设备的供电质量保证, 在机房中的温度、湿度和防尘等工作是否到位且符合要求。通常这些维护措施就能够使设备寿命得到延长, 还可以降低故障率等。从目前实际情况来看, 现代一些相关的通信设备对周边环境的要求越来越高。但是这些现代通信设备也越来越节约人力物力了, 通常情况下就没必要再做那些日常的调整与测试工作, 这时就只需有规律的来使用一些相关的监控方式来进行预防性的监视管理, 若是没有出现故障或没有明显的故障迹象时, 最好不要在无专业人员的指导下随意乱动机器设备, 尽可能的来减少人为操作而导致设备出现故障。在进行插拔机盘的时候, 一定要牢记先断电源后插拔机盘, 在进行相关工作的时候也一定要养成戴防静电手钧的良好习惯。
二、光传输技术发展趋势
近些年来, 中国的光通信产业在政府的扶持下得到了很好的发展, 现在该项的技术已经达到了较先进的水平, 在国际上已经形成了竞争力。在这个时候我们更要清醒意识到, 光通信领域的前景是多么的大, 但我们所做的远远不够, 相当多的关键技术、设备和材料目前只能依赖进口来维持现状, 主要就是大量的核心技术都在外国人手里, 而我们只是在不停的复制。对于发展前景本人做了一下几点建议:
1、现在我国国内在光纤产业中存在很多的问题, 其中关键的问题就是总是在进行不必要的重复建设, 这个问题应当以最快的速度解决好, 这样才能有利于国内的光纤产业稳定顺利的发展[2]。
2、企业一定要具有强劲的动力, 当然这就需要有核心技术来作为支撑, 迅速建立相关的研发中心, 目前就要把中心偏移到研发与开发新产品中去。首先我们要做到充实国内市场, 站位脚步, 然后向国际发展。
3、现在急需把产业的结构做相应的调整, 完善产业链, 然后逐渐扩大产业规模, 把这个产业不仅要做大更要做强, 拥有自主的知识产权和核心技术, 打入国际市场。
总结:作为光传输设备相关的维护人员, 必须要有能力在工作的第一时间, 能够检查出设备哪里出现了故障, 而且要把原因弄清楚, 并要对故障进行最有效的处理, 若想提高维护水平, 给客户最优的服务, 就必须及时且准确地判断故障出现在哪里, 为什么会出现。高效的处理出现的故障, 这样才能使网络运行得到最好的保障。光传输技术的发展前景是不给估量的, 现今社会的每个角落都需要此项技术, 人们的生活与此息息相关, 值得我们百倍的投入。相信我国的光传输技术一定可以得到得更好的发展, 不仅可以满足国内的需求, 而且可以打入国际市场, 在国际市场上将占据一席之位。
参考文献
[1]徐牧.超长距离光纤无中继传输系统的研究[J].科技风, 2012年17期
浅谈光纤通信超长距离传输的方法 篇8
一、关键技术
超长距离光纤传输技术是一系列关键技术的集成部分。
1.1光纤喇曼放大器 (FRA) 可对光纤损耗进行补救
喇曼放大器技术是非常重要的光传输技术, 在超长距离的光纤传输系统中有着非常重要的地位。它能将传输光纤自身变成放大器, 也可方法掺铒光纤放大器 (ED-FA) 所不能放大波段。依靠普通的传输光纤就能实现, 由此提升了光信噪比 (OSNR) 。FRA依靠光纤自身的优点对信号进行放大, 信号在传输的过程中产生的固有损耗可在光纤内部进行补偿。目前应用较为广泛的FRA也称为分布式光纤喇曼放大器 (DFRA) 。利用喇曼放大器的主要目的是提高系统的OSNR, 提高波分复用 (WDM) 系统的通道和抑制光纤非线性效应, 增加系统中继长度[1]。
1.2前向纠错 (FEC) 编码的减少码率
在光传中采用FEC技术, 能有效的减少系统的误码率。由于编码增益给系统提供了一定的富余空间, 由此降低了非线性因素及光链路中线性及对系统性能产生的影响。有光放大器的系统的优点在于:能增大光放大器间隔、提高信道速率、延长传输距离、减小单通道光功率等等。FEC的实现方式有两种, 一是带外FEC系统和带内FEC系统。带内FEC的增益基本在3dB左右, 但带外FEC的增益远比带内要高, 因此, 超长距离系统一般都采用带外FEC编码。在使用带外FEC时, OSNR总体改善情况为7-9dB, 由此大大提高了系统的传输距离。
1.3码型技术对系统的提升作用
由于不同线路调制解码型的光信号在交叉相位调制 (XPM) 、色散容限、自相位调制 (SPM) 等非线性的频谱容纳能力和利用率等方面都有各自的特点。对于超宽频带的超长距离WDM传输系统, 非归零 (NRZ) , 归零 (RZ) 也都是与众不同的。
NRZ码由于操作相对简单、频谱效率高, 成本也相对较低。目前广泛应用与SDH系统和WDM系统中。但NRZ码过渡不归零, 在传输时损伤敏感, 因此在高超长距离光信号的传输中是不适用的。
RZ码的缺少点存在于信号频谱宽度相较于NRZ码较大。增加调制器会使系统便的复杂, 且额外增加成本。为了发掘RZ码的传输性能, 今年来还出现了载频抑制RZ (CS-RZ) 和啁啾 (CRZ) 等码型。在CS-RZ码中, 相邻码元的电厂振幅符号是相反的, 以此达到降低光谱宽度的目的。在功率高的情况下。不但增加了色散容限, 且能更好的抵挡SPM和四波混频 (FWM) 等光纤非线性效应的能力[2]。
1.4性能和经济优势
在一定程度上简化了网络结构, 提供端到端传送业务。在超长距离光传输网络中, 每一对收发设备都能对网络中的任意两点进行连接, 以此实现提供端到端传送业务。由于减少了有源器件的使用, 超长距离光传输系统在一定程度上降低了空间占用率和功能消耗的问题。稳定性和运维功能更强, 扩容能力也随之更加灵活[3]。
二、结语
超长距离光纤传输依靠最新的光纤传输技术, 对多种数字业务具有透明的传输特性, 减少网络节点的电中继和光中继, 由此降低了长距离传输的成本。由于传输线在每个传输端站之间是无源的, 所以在系统的可靠性和传输性上都有一定的保证, 性价比很高。
参考文献
[1]A.Sano, Y.Miyamoto, T.Kataoka and K.Hagimoto.Long span Repeaterless Tansmission Systems with Optical Amplifiers Using Pulse Width Management.J.Lightwave Tech.June, 2010
[2]夏江珍, 谢同林.大跨距无中继光纤通信系统——西部电力通信系统的一种技术选择[J].电力系统通信, 2009 (05)
基于互联网的远距离音频传输应用 篇9
传统广播远距离直播传输方式存在的不足
广播,作为“耳朵”的艺术,一直以来都依靠声音来打动听众。对于远距离广播音频传输,由于传输技术、设备或现场条件的限制,声音质量往往难以保证。如何快速而低廉地构建高质量远距离的音频传输平台,满足广播的需要,是我们亟待解决的问题。
传统的广播信号传输方式主要为微波、光纤、调频无线、ISDN (即窄带综合业务数字网)、数字电话传输器、普通电话或GSM移动电话等,但这些传输方式都存在不同程度的缺点。
微波、光纤及无线调频传输方式能提供高质量的音频传输,但对于远距离、直播地点不确定时,往往难以达到快速布点及有效保障。ISDN在我国除北京、上海、广州等少数大城市有一些应用外,目前已经逐渐淡出市场。而且对于跨省市的电信局之间,ISDN还存在调试困难、线路不稳定的情况。用普通电话或GSM移动电话,声音质量太差,做短时间的信息播报尚可,作为大时段长时间的直播就不太合适。用数字电话传输器传输音频信号是一种相对较好的方式,但也存在设备价格昂贵,实际应用中两台机器连接数率在24 kbps以上时容易出现掉线。所以为保障安全连接,一般都选用9.6 kbps至21.6kbps之间的连接速率,故此声音频响只能达到5～12 kHz,从而影响到了节目的传输质量。
基于互联网音频实时传输的原理
在互联网上要实现高质量实时数据连接,主要应用到传输层协议。根据OSI网络标准定义,网络由物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层7层组成。而在实际应用中,网络结构可简化为链路层、网络层、传输层和应用层用户接口,其结构如下图。
在TCP/IP层结构模型中,传输层的功能是使源端主机和目标端主机上的对等实体可以进行会话。在传输层定义了两种服务质量不同的协议。即:TCP (transmission control protocol)传输控制协议和UDP (user datagram protocol)用户数色报协议。
TCP协议是一种面向连接的协议。能够提供可靠的、全双工的网络通信服务,具有确认、数据流控制、多路复用和数据同步等功能,适合无差错高质量数据的传输。由于TCP协议对数据完整性和正确性的苛刻要求,不得不在协议自身中加入大量控制内容。这些控制内容可以用于检验数据包的时序,完整性,正确性等。由于这些数据的加入,导致发送端和接收端的计算量加大,并且,由于这些控制数据的加人,使得传输数据的体积也加大了很多,加重了对网络的负载。这些问题最后都指向一个致命的问题:数据的延迟性被增大了。因此TCP协议不适合传输实时音频数据和突发性的大量数据。
UDP协议是一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。UDP并不提供对IP协议的可靠机制、流控制以及错误恢复功能等。虽然UDP提供的是无连接的、不可靠的数据传送方式,但是相对于TCP协议,UDP协议减少了确认、同步等操作,节省了很大的网络开销,它能够提供高传输效率的数据包服务,能够实现数据的实时性传输,在数据的实时传输中应用广泛。
尽管UDP协议延时较小,但在不可靠网络条件下,这仍然是影响传输的重要因素。在这种情况下,通常在客户端设定一个缓冲区来减少网络的延时。接收到的数据包先压人缓冲区,当缓冲区中达到预定数量的包后,开始解码播放。这样可以减少延时变化的影响,这种缓冲区的大小应该是随着网络的变化而变化。选定缓冲区的大小至关重要,因为如果缓冲区过小,一些最终能到达甚至马上就到达的数据包可能会被认为丢包而遗弃,增大丢包的可能性。相反,如果缓冲区设定过大,将有更大延时,而延时过大将有可能超过人耳能够觉察的门限值。
总结起来,UDP协议被广泛地使用在对网络数据传输实时性很高而对数据准确性要求不是非常高的场合。而当今网络传输物理介质的高速提升(光纤)也降低了数据包丢失的几率。当网络状态很好的时候,UDP协议的这两个缺点又可以很大程度上被克服。因此,UDP协议比较适合作为实时高质量音频数据的传输。所以,只要找到数据传输速度、延时及丢包三者的平衡点,就可实现高质量音频数据的实时可靠传输。
佛山电台基于互联网的音频传输应用情况
佛山电台从2004年开始,就尝试进行基于互联网的音频实时传输试验。由于当时市场上基于网络进行音频传输的广播设备很少,而且价格昂贵,因而主要采用以软件编解码的方式进行尝试,即利用电脑进行音频的编解码,然后通过网络进行传输。
佛山电台在实际应用探索过程中,第一种是采取流媒体技术传输方式,分别测试了微软的WindowsMedia、RealNetworks公司RealSystem和苹果公司的QuickTime三个主流媒体软件进行音频传输。流媒体技术也称流式媒体技术,就是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放上服务器,让用户一边下载—边观看、收听,而不要等整个压缩文件下载到自己的计算机上才可以观看的网络传输技术。该技术先在使用者端的计算机上创建一个缓冲区,在播放前预先下一段数据作为缓冲,在网路实际连线速度小于播放所耗的速度时,播放程序就会取用一小段缓冲区内的数据,这样可以避免播放的中断,也使得播放品质得以保证。但这种传输方式音频的延时较长,达到10～30秒。另一种方式是采用了MUSICAM公司的Audiostar双向音频编码软件进行IP点对点的音频传输。这种软件编码方式采用MUSICAM编码方式对音频进行编码,然后进行传输。这种方式传输音质好时延短,但只能通过局域网进行传输音频。
总体来说,限于当时技术条件及网络条件,采用软件编解码方式的音频传输都存在声音质量不高、延时长、调试困难、运行不稳定等缺点,效果一直难以令人满意。
随着网络技术的发展,宽带接人技术已经普遍使用。到2010年,全国已经有3.46亿人使用宽带互联网。宽带互联网的普遍使用为实时高质量音频传输提供了很好的平台,而随着广播技术的发展,市场上也开始出现了基于IP网络音频传输的硬件设备。为此,佛山电台投人更多的资源进行新一轮的研究与试验。
经过对市场上出现的相关产品进行研究及对比,目前法国DIGIGRAM公司出品的PYKO系列设备是一款能较好应用在互联网上的实时高质音频传输设备。由于PYKO设备应用了硬件编解码技术和UDP协议传输,其声音质量参数能达到较好的水平,频率响应为20Hz～20kHz (0/-2dB);总谐波失真小于—84 dB (20 Hz～20KHz);信噪比小于-98 dB (20 Hz～20KHz),完全可以用于广播、高质传输等方面。在设备的连接中,通过一对PYKO设备(分别为PYKO-in和PYKO-out),发端(PYKO-in)将模拟的音频源转换成高质量的MP3或PCM格式的IP码流,经过互联网进行IP地址点对点连接,接收端(PYKO-out)将MP3格式或PCM格式的IP码流还原为模拟音频,一个具体应用如下图。
整个传输系统搭建比较容易,只要经过简单的安装和设置,通过对网络、音频参数的设置,就能快速地应用于各种远距离的户外直播传输。
PYKO-in提供三种应用模式可以选择:分别是流服务应用、全双工应用、播出应用。对于流服务应用,PYKO-in将作为一个立体声输入设备进行使用;全双工应用可以提供一进一出的单声道使用,一般应用在内部通话或者需要双向音频时使用;播出应用可以将PYKO-in当作PYKO-out来使用,一般作为手头没有PYKO-out应急时使用。作为通过互联网传输音频应用,一般选用Stream server application方式。通过以上的基本设置,PYKO设备就能通过互联网进行高质音频传输。
在我们的实际应用中,一般采用2～4M带宽ADSL接人方式,可以达到128kbps mp3声音质量,而延时基本可以忽略。比数字电话传输器回传的信号质量更好更加稳定。当然,当网络质量不高的情况下,需要对设备的“音频格式(Audio Format)”“时延(latency)”“MP3编码质量(mp3 encoding quality)”等参数进行有机组合调整,达到声音质量最高、延时最短的效果。故此PYKO系列设备具有声音传输质量高、延时短、系统搭建容易、调试方便等优点。
佛山电台在2010年元旦的新年倒数活动中,率先使用了基于互联网的音频传输,很好地解决了总台直播室与广州、肇庆、南海、顺德等四个活动地点进行穿插的直播及联动需求,解决了这种远距离异地多点直播活动。
为做好直播,预先在各个活动现场报装了2M或4M的ADSL宽带。通过宽带路由器,接人PYKO音频传输器。同时,也为了满足各直播点之间视频交流的需要,同时采用了网络视频会议系统进行多点可视化的对播,从而使节目生动活泼,语言丰富多彩,促进了节目的收听率。整个活动的互联网音频信号传输拓扑图如上图。
通过采用互联网传输技术,为广播电台远距离直播传输带来的好处显而易见
通过实际应用表明,采用了互联网的音频传输技术手段,相对传统的音频传输方式,具有投人成本较低、线路容易搭建、布点容易、声音传输质量高、扩展性强等优点。
1.系统投入成本较低。
相对传统的传输方式,应用互联网传输音频其硬件投入只是传统电话传输器的六分之一左右,具备良好的性价比,降低了远距离直播传输的成本,使这种传输方式更有推广价值。
2.系统搭建简便。
硬件化的设备和使用宽带互联网作为传输线路,在对于户外活动直播等这些现场技术条件有限的情况下,能简化设备的架设及调试时间,提高工作效率。
3.系统具有实现单播和组播功能。
能随时通过互联网进行点对点、点对多的音频传输。点对多组播功能,特别适合单个直播点向多个转播台进行音频信号的传输,相对传统方式的音频传输,能极大地降低投人成本。
4.具备良好的系统管理功能。
输人系统的音频信号在管理软件的控制下提供灵活的路由选择,音频很容易就改变路线而不需要重新布线,通过管理软件还可以对音频信号进行监测,减少了系统外接设备,提高安全播出质量及工作效率。
5.具备良好的移动传输扩展能力。
按照目前3G无线网络的数据传输速度要求,在室内、室外和行车的环境中3G网络分别支持至少2Mbps、384kbps以及144kbps的传输速度。由于PYKO传输设备在128Kbps的带宽基础上就可稳定传输64Kbps MP3格式码流的音频,完全满足移动直播的需要。随着3G移动通讯的不断发展,将可以提供更加稳定可靠和高质量音频传输的技术平台。