宽带与宽带化（精选7篇）
宽带与宽带化 篇1
一、宽带化的需求
科学计算、数字医疗和工业化都驱动宽带化发展,电子产品功能的提高和成本的下降也为宽带化提供了技术基础。从手机看功能的扩展,2000年手机装了MP3,2001年有了彩屏,2002年手机上装了照相机,2005年手机可以看电视,2006年可以玩三维游戏,与功能扩展相伴的是带宽的扩展。存储技术的快速发展也推动了宽带化,2003年500美元买的PDA只能做到32-bit RISC,400 MHz,128 MB RAM,64 MB ROM,2.5G蜂窝移动或11 Mbps Wi-Fi;到2008年同样以500美元买PDA,里面有了32-hit RISC,7 CHz,2048 MB RAM,1024 MB ROM,有了3G,有GPS,有50G的硬盘。2004年我们用400美元买的iPod可以歌曲和照片,现在同样的价钱则可以存电影,如果到2025年,同样400美元将可以买到40 PByte容量的iPod,一个PByte等于1000个TByte,而10个TByte可装下美国国会图书馆馆藏全部图书的内容,相当于1美元能买到可存10个美国国会图书馆的图书容量的存储能力,存储能力越强,传输所存信息所需的带宽将越来越宽。无数网民在使用网络视频、网络音乐、网络游戏,使用这些业务的网民比例在中国远高于美国,2008年9月份统计,中国网民中下载视频和音乐的分别占到70%和80%,网民家里有PC也有电视机,网民78%在网上看电视,从传统广播网收看电视的仅为61%。中国电信提供的资料可以看到无论是在国际的输出口还是国际的输入口,在运营商之间的输入输出口以及本地网的输入输出口,P2P的业务都占到总业务流量的50%左右,白天略低一点,晚上还更高。中国宽带用户占互联网用户的比例从2004年初算起几乎每个月增加一个百分点,到2008年底已经超过85%。
二、支持宽带化的技术
光传送网(OTN)技术从基于时分复用(TDM)技术向IP技术转移,宽带接入技术从宽带无源光网络(BPON)向基于以太网的无源光网络(EPON)和千兆无源光网络(GPON)发展。光纤的宽带化能力随着密集波分复用(DWDM)技术发展而不断提高,目前比较高的实验室记录是160个波长,每个波长传送160Gb/s,合起来就是一根光纤上传送25.6Tb/s,对光纤来讲传输能力现在还没有达到理论极限,按照仙农理论,通信容量C与带宽B的关系是C/B=log2(1+S/N),其中S/N是信噪比,如果认为需要S/N=15dB,可算出C/B=5 bits/sec/Hz,即每赫兹每秒传5个比特,前述25.6Tb/s系统仅是3.2 bits/sec/Hz,但今后会不断地逼近极限。提高传输效率的方法是采用多电平调制和多载波技术,实验室成功试验了134路X111Gb/s=13.4Tb/s的3600km传输,该系统采用相干正交频分复用(COFDM)技术,使用如RZ-DQPSK(差分四相相移键控)等多电平码,这与在光传输系统原来使用两电平码即不归零码(NRZ)和归零码(RZ)不同,现在还同时采用偏振复用(PDM)。正交频分复用(OFDM)技术首先用在金属线宽带接入系统,也被提议用在宽带移动通信上,可以看到光网络上现在用的传输技术与金属线和无线等频带受限的系统相当,过去在比特率不高的情况下可认为光纤通信带宽不受限制,但随着波长数增多比特率提高,光纤的非线性和偏振影响不能忽略,提高光纤的带宽利用率成为研究重点。光网络从点到点发展到环网和网状网,网络节点使用分插复用器(ADM)和数字交叉连接设备(DXC),现在自动交换光网络(ASON)也在网上使用,目前它们都是基于电路交换技术工作的,光网络的上层几乎都是基于IP的分组业务,有没有可能光网络也分组化呢?对于光网络的未来,目前有人研究光的突发交换,有人提出光的分组交换,但它是光通信的未来吗?现在还看不清楚,因为光的存储是很大的难题,而且直接在光域监控传输系统的开销也非常困难。日本的AKARI项目研究把光的电路交换和分组交换结合起来,还有一些研究项目在试验动态光电路交换路由器和光分组路由器。
关于移动通信,我们经历了第一代移动通信、第二代移动通信到现在第三代移动通信(3G),2009年国际电信联盟(ITU)开始征集第四代移动通信标准的提案,在第四代移动通信标准出来之前有增强型的3G和演进型的3G。移动通信的多址技术也不断演进,1G时代是基于频分多址(FDMA)技术,2G有时分多址(TDMA,以GSM为代表)与码分多址(CDMA),3G主要基于CDMA技术,它又可分为WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三大标准,演进型的3G也称为3G的LTE(长期演进),它已转到正交频分多址(OFMA)技术。从技术上发现每一代跟下一代都有非常大的演进,移动通信的峰值速率几乎平均每年加倍,使移动通信支持宽带的能力不断加强。除了峰值速率的提高外,频谱效率也在提高,通过采用新的信道编码、多输入多输出天线(MIMO)技术、降低开销的功率、头的压缩,还有多用户集合、对不同的业务类型采用不同的队列和系统调度方案等技术可进一步提高频谱效率,不过目前商用的水平离仙农的理论极限还是有相当的距离,因为我们很难准确地知道无线信道特性,如果知道信道特性就有可能逼近这个极限,因此在移动通信现在要想办法了解信道的特性,例如采用自适应技术,包括信道预测、自适应调制、混合ARQ、快速切换、系统调度、自适应去抖动缓存以及认知无线电技术。
相对于光纤技术和移动通信比较明朗的发展方向来说,网络的演进路线还没那么清楚。网络会聚是方向,包括从计费开始的业务捆绑,到话音与数据的会聚、有线与无线的会聚、通信与广播的会聚、专用网与公用网的会聚等等,但怎么支持这些会聚的技术还在探索。现在有很多关于新一代网络的探索研究项目,例如美国的GENI(全球网络创新环境)计划、100×100(—亿家庭100Mb/s上网)的计划,欧洲也有一些计划,日本也有一些计划,中国有CNGI(中国下一代互联网示范工程)项目等,这些计划大多瞄准10年、20年以后适应当时发展的网络技术。在这些计划中比较有名的是GENI,希望在数据报、分组和电路交换之外,设计出新的命名、寻址和识别体系以及新的网管方案,实际上从目前GENI项目运行的情况看,GENI离这种革命性的目标还是相当地远。GENI提出的实现方案是把网络资源逻辑上分片,例如将分组和电路模式进行资源分割,把它虚拟化,再个性化可编程,这种方式是否能支持未来互联网的发展,还在探索之中。中国电信则试物理上分开两个互联网,原有的互联网支持一般的应用,他们新建(:N2网络,CN2使用多协议标签交换(MPLS)支持面向大客户的应用,目前CN2本身已经具有支持IPv6的能力,当然还具有一些业务管理能力。在CNGI项目里我们试验了IPv4/IPv6双栈网,也试验了大规模纯IPv6的核心网,开发了基于IPv6源地址认证技术和IPv4 over IPv6的隧道协议。国际电信联盟ITU研究制定下一代网络(NGN)的标准,它将NGN分为基于IPv6与不基于IPv6两类,其中在基于IPv6的NGN中在寻址、QOS、安全和移动性方面IPv6给出有意义的影响。为了支持安全和鲁棒的IPv6传送,IPv6使能的端用户功能可以从应用层获得例如IP安全性密钥管理信息,通过资源预留,应用层可以请求传送层保持高质量服务,基于IPv6的NGN允许灵活使用各种接入设施来处理多个异构接入接口和多个IPv6地址。有一些应用同时需要多个IP地址,建立多个网络连接或多个会晤连接,在这种情况下,IPv4很难支持这么多地址的应用,用网络地址翻译(NAT)的私有地址也是困难的,可以说多归属的应用呼吁IPv6。
三、宽带化的挑战
首先是IP地址的问题,2008年底中国的互联网用户达到2.98亿,中国获得1.81亿个IPv4地址,平均每个互联网网民仅有0.6个IPv4地址。这还没有考虑移动互联网所需的地址,因为目前移动互联网用户使用私有地址,但现在已发现移动互联网的私有地址也不够了。在中国的网民中90.6%使用宽带接入,宽带化意味着永远在线,将消耗更多的IP地址,此外还有泛在网络和多归属的应用,也都会消耗更多的IP地址。按照目前国际上IPv4地址的分配速度,到2012年就没有新的IPv4地址可分配了,所以向IPv6的过渡是必然的,对中国来讲向IPv6的过渡迫切性更为突出。
挑战之二是频谱资源的限制。现在中国的移动通信的普及率还低于世界平均水平,但在中国城市里居民的密度比世界其他国家都高,因此对我们中国来讲移动的频谱问题更突出。2008年前九个月我国移动通信用户增了14%,收入增了15%,不论本地还是长途的移动通信时长增加了30%,通信时长的增长率比用户数增长率高一倍,可见移动通信的业务量发展非常之快,而且近年来新增的移动用户中农村用户占显著比例,发展潜力很大。我国移动分组数据用户占总的移动用户数的38%,移动互联网用户占所有移动用户的1/4。中国的城市人口特别密集,假设在中国城市移动通信普及率按70%算(北京移动通信用户密度普及率98%),在中国城市的中央商业区(CBD)的单位平方公里内,在房间里拿手机的将多达68800人,在同样这一平方公里内在马路上走路拿手机的有48000人,在汽车上拿手机的可能是900人,即一平方公里内拿着手机的将近12万人,按每个人在忙时通话时间不超过108秒算,并且假定蜂窝小区的半径只有50米,在高速路上600米,在马路上300米,可算出需要2G上行31MHz和下行36MHz,同时还需要3G上行7MHz和下行14MHz。可见中国对移动通信的频谱需求的迫切性,未来移动的宽带对频谱的需就更严重了。
挑战之三是可扩展性的问题。路由表的容量比例于ISP的数目与POP点的数目及用户数三者之积,全世界BGP的路由增长非常快,因此路由表的爆炸问题不得不考虑,有人提出将核心网与接入网地址分离来应对路由表爆炸问题。可扩展性问题还表现在带宽的指数增长上,日本统计其主要干线流量13年涨了1000倍,美国也类似,到2010年20个美国家庭产生的流量相当于互联网1995年的水平,全世界到2012年流量会是美国2000年的流量390倍。中国的国际干线带宽,十年增长了五千多倍,即便如此,我们中国网民所能拿到的国际带宽平均每个网民只有2kb/s,而2007年香港是24.5Kb/s,我们和香港比还差十倍以上。
挑战之四是体制问题。宽带化主要的应用是视频业务,IPTV是很好的业务类型,它跟传统的广播电视并不矛盾,应该是互补的,但目前的体制问题限制了IPTV和三网融合的发展,我们希望通过体制的创新能够解决三网融合的问题,这需要电信部门和广电部门的合作。
挑战之五是商业模式问题。现在用户产生内容的网站已经成为关注的热点,据调查美国年轻人中一半上网是看由用户产生内容的网站。但往往用户产生的内容质量并不高,这样的网站难以吸引广告商投入,以美国的YouTube网站为例,现在每天消耗的带宽租用费高达100万美元,目前YouTube依然是亏损的,类似地中国的优酷网一个月要付2400万人民币,相当于每天大概是80万,长此下去营业还是很难继续支持的。因此现在有些视频网站已经开始转型,内容不是完全由用户产生的,很多节目是有版权的,这是一种内容有版权控制的基于P2P的按需广播网络电视模式,像美国的PPS、HULU、JOOST等网站,国内一些网站像优酷、土豆、酷6等等都在往这个方向转型。美国5%的用户消耗了互联网50%的带宽,如何对带宽优化管理以及适当的计费模式对运营商尤为关键。不同的业务同样的带宽消耗给运营商带来的收益差别很大,美国有资料介绍,以1MB带宽的收入为例,最有价值的是短信(20美元),VOIP为0.07美元,Internet为0.007美元,视频为0.00017美元。视频虽然对运营商的收入贡献不大,但它是一个很主要的应用,而且通过与话音捆绑会帮助运营商留住客户,因此运营商还是希望发展视频业务,当然更希望是能带来更多增值的交互方式的IPTV。另外现在可以注意到一些统计,2006年有代表的内容/搜索引擎的供应商(如微软、Google、雅虎、Ebay、Amazon公司)平均市值与年销售收入之比为7.02倍,运营商(沃达丰、中国移动、AT&T、Verizon、Telefonic)平均市值与年销售收入之比为2.27倍,设备制造商(IBM、Intel、思科、惠普、诺基亚)平均市值与年销售收入之比为1.78倍,可以看到内容产生平台的公司,比做运营的公司市盈率更高,而运营公司比设备制造公司市盈率更高,所以内容产业具有更高的市值,所以运营商希望发展成为综合信息服务提供商,但如何演进是一个非常大的挑战。
挑战之六是能耗问题。信息通信技术(ICT)产业的单位GDP能耗远优于其他产业,但现在ICT产品的使用越来越多了,ICT产业已经成为全球第5大耗能产业,ICT设备的C02排放与全球航空运输业相当,即占全球2%～2.5%,在ICT的能耗中电信约占1/4,也就是说电信占全球C02排放的0.5%～0.6qo。互联网的应用离不开搜索引擎和数据中心,Google公司在美国Oregon的数据中心每天的耗电与日内瓦市相当。2008年思科公司的大容量路由器CRS-1的容量为1.2Tb/s,功耗15kW左右,按照日本和美国的估计,大概十年后互联网的带宽会比现在增加800倍,假设我们用现在的技术可以开发出比现在容量大800倍的路由器(即920Tb/s),该路由器的功耗将达到10MW,如果全国需要有一百个这样的路由器,算出来的功耗需要一万兆瓦,这将需要一个核电站来支持,可见能耗也是一个非常大的挑战。开发节能的绿色通信产品应该成为通信科技界的努力方向。另外从能源上需要反思我们的网络,我们的网络不管有没有人打电话和上网,我们的网络所有设备永远是工作的,是不是随着用户少了可以关掉一些机器呢?我们网络的设备处于满载工作的比例是否应该随着用户数或流量而自适应呢?就像手机有休眠的机制那样,在用户流量不大时网络中部分设备可以转到休眠。
挑战之七是宽带化的投资问题。美国提出”宽带应当是本世纪国家的需要,就像在上世纪将人送上月球那样重要"。美国制定国家宽带发展战略—-2010年实现一亿家庭用100Mb/s上网,将来可扩展到1Gbps。美国新任总统奥巴马提出振兴美国经济的计划,除了节能建筑、改善学校和医院以及交通设施外,重要的是推动使用宽带网络,让每个儿童都能接入互联网,即宽带化作为振兴美国经济的五个措施之一。有资料分析,由于视频和多媒体业务发展,到2015年美国的互联网IP业务量将是2006年的50倍,为了扩容网络,美国到2010年可能需要1000亿美元的投资。美国宽带化估计城市每户需250美元,农村每户需1100美元,美国有1.15亿户,目前还有9700万户未达此目标,未来几年需要970亿美元投资,由于运营商还不可能从宽带化部署中获利,完全依靠运营商来实现宽带化将进展很慢,为此美国有些组织认为宽带化需要政府行为,建议联邦政府、州政府和运营商各出1/3的投资。日本政府拥有NTT公司34%的股权,要求NTT不管盈利与否都要部署FTTH(光纤到户),NTT为此已经投入了2000亿美元,日本政府提供无息贷款并承担了FTTH部署的1/3成本。欧洲国家也纷纷出台例如税收激励或直接投资的政策来推动宽带化。由此可见,宽带化对拉动内需保持经济增长提高国家竞争力的重要性,美国专家认为鼓励在通信方面的投资与创新的策略应当是美国最高的国家战略之一。
工业化、城市化、市场化、全球化、信息化推动了宽带化的发展,宽带化的发展推动了下一代网络的发展。我们必须很好地理解宽带化的需求,我们必须准备好迎接宽带的挑战,我们应该认识到宽带的普及部署作为拉动内需的一个很重要的措施。我们必须有国家的宽带发展战略,宽带化需要相应体制改革来支持。
宽带数字信道化设计 篇2
在现代电子环境中, 信号一般都具有密集化、复杂化的特点, 而且占用的频谱越来越宽, 从而对宽带数字信道化接收机实现高概率接收提出了高的要求。实现全概率信号截获的接收机是非常需要的, 而其关键是实时处理。由于宽带信号接收系统的采样速率很高, 很难直接进行实时处理, 采用多相滤波结构后, 信道化滤波器被分解成多个支路, 每个支路的数据经过抽取后可以降低数据率, 便于实现并行处理。
1 数字信道化原理
所谓的数字滤波器组是指具有一个共同输入, K个输出端的一组滤波器。如果这K个滤波器的功能是把宽带信号s (n) 均匀分成若干个 (K个) 子频带信号输出, 那么就把这种滤波器叫作信道化滤波器。
实现数字信道化的直接方法是设计多个单独的滤波器, 每个滤波器具有特定的中心频率和带宽。从理论上来说, 每个滤波器都可以独立设计, 它们可具有不同的带宽或滤波器特性。这种方法在滤波器组工作时的运算很复杂。
对滤波器组的另一种实现形式就是所谓的低通型实现, 如图1所示, 其结构与模拟信道化相似。图1中, HLP (n) 为原型低通滤波器, 加权系数的作用是把第k个子频带 (信道) 移至基带 (零中频) 。
由于数字信道化接收机的抽取器位于滤波器之后, 故当抽取率D很大或滤波器的阶数比较高时, 图1所示的信道化结构效率将非常低, 利用多相滤波的概念将可以得到上述结构的高效实现。
2 数字信道化设计
2.1 复信号无盲区设计
基于多相滤波器结构的数字信道化方法由图1所示的结构推导而来, 所有运算在抽取以后进行, 因此大大降低了后面数字信号处理的实现难度。
一般多相滤波器在监视整个频段时, 由于相邻信道间往往会存在盲区, 有可能丢失信号, 为了实现无盲区信号接收, 信道划分采用如图2所示。
对于复信号, 均匀信道常见的划分方式有偶型划分和奇型划分2种。在偶型划分中第k个带通滤波器中心频率为ωk=2πk/K, 在奇型划分中第k个带通滤波器中心频率为ωk=2πk/K+π/K。
2.2 实信号无盲区设计
上面的数字模型是针对输入信号x (n) 为复信号时的结果, 但实际系统中接收到的信号大多是实信号, 针对实信号的特点, 无盲区信道划分可采取如图3所示的信道划分方法。这种划分方法只取信道的正边带或负边带, 不损失信息。在这种划分方式下, 第k个信道的频移因子可表示为:ωk=2πk/K+π/ (2K) , k=0, 1, …, K-1。
2.3 非严格抽样设计
大部分文献中, 数字信道化模型数学推导都是假设数字滤波器是理想的, 即滤波器不存在过渡带。然而, 由于实际滤波器过渡带的存在以及不同信道划分方法, 易产生盲区。为了解决这个问题, 设计滤波器时令其过渡带宽度不大于通带宽度, 并且相邻信道的频谱按50%重叠, 使各信道的通带拼接后覆盖整个监视频带同时降低接收机的抽取倍数, 下面推导实信号非严格抽样数字信道化设计数学模型。
第k个信道的输出为:
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若假定N=KL, K为总的子信道数, L为某个整数, 则上式可以用多相形式表示为:
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若子信道数K与抽取率D的关系可以表示为K=FD, F为某个整数, 则对上式进行D倍抽取有:
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令 xp (m) =x (mD-p) , hp (m) =hLP (mK+p) 。则上式可以改写为:
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式中, h′p=h (l/F) ;h′p为hLP (n) 的多相支路hp (l) 经F倍内插后的结果。进一步可把上式写成卷积的形式:
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子信道数K与抽取率D的关系可以表示为K=FD, ωk=2πk/K+π/ (2K) , 代入上式得:
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由上式可以获得非严格抽样数字信道化多相滤波结构, 如图4所示。图4所示的数字信道化多相滤波器结构, 为滤波器组的高效实现形式, 根据需要可设定接收机的抽取倍数, 为工程实现具有一定的指导意义。
2.4 仿真
针对实信号无盲区信道划分方式以及非严格抽样信道化设计进行了算法仿真, 仿真条件:8路数字信道化, 4倍抽取, 即F=2, 采样频率Fs=640 MHz, 输入信号为线性调频信号, 带宽B=320 MHz (覆盖范围Fs/2) , 8路信道化输出时域包络图形如图5所示。从图5中可以看出, 8路信道输出通带相连, 实现了无盲区信道划分。
3 虚假信号判断
无盲区信道划分方式虽然可以实现整个频段监视, 但容易产生虚假信号。单信道窄带接收机的设计和有多个窄带信道宽带接收机的设计, 二者有明显的区别。在窄带接收机中, 通过改变本地振荡器的频率可以把信道调谐到滤波器的中心, 一旦信号移到滤波器中心, 瞬态响应的影响将会最小化。在宽带信道化接收机中, 本振的频率和滤波器的频率都是固定的, 信号可能落到滤波器的中央, 也可能位于2个信道之间。此时, 需进行虚假信号判断, 这也是数字信道化设计的一个关键问题。
当信道中存在信号时, 可根据信号的幅度及相位信息进行综合判断。当信号同时处于2个信道时, 相位值会存在2π模糊问题, 这时可增大输出数据速率以消除相位模糊问题。
根据信号的幅度信息可进行信号有无的判决, 但易出现虚假信号。此时结合相位信息特征, 可进行虚假信号的判断。如果信号相位值在[-π/2F, +π/2F]外, 则认为信号为虚假信号, 可根据需要选择是否给予剔除。
如采样频率为320 MHz, 输入信号频率为2*π*fs/2/8*4.1的雷达脉冲信号, 信号经过8倍抽取的8路信道化 (f=1) , 在信道4、5均有输出, 相位统计值分别为1.885 0、-1.256 8, 根据[-π/2F, +π/2F]原则, 可把信道4输出进行剔除, 信道4和信道5输出时域包络图形如图6所示。
4 信道合并
数字信道化后存在的另一个问题是跨信道问题, 这将直接导致某些信号频谱发生改变。同时对于脉冲信号来说, 将影响脉冲宽度等参数测量, 解决办法是信道合并。相邻信道通带相连, 信道合并前如经过一个低通滤波器, 对通带相连处进行3 dB衰减, 之后进行合并, 这样既不损失单个信道的增益, 合并后通带又比较平坦, 特性较优, 如图7所示。
5 硬件实现
通过上述设计仿真很好地解决了系统设计中的多层次开发问题, 能够在统筹总体设计的同时兼顾算法和真实复杂信号状态的系统性能分析, 大大加深了设计的深度和广度, 充分地进行了全数字仿真 。使用Simulink设计工具, 对硬件实现起到很好的指导作用。
设计流程主要有3步:① 原理模型设定。在该设计中根据实际需求以及前面的数学推导模型, 得到数字信道化接收机的原理框图, 为仿真提供理论依据;② 搭建设计Simulink模型。主要完成原理模型向Simulink仿真框图的转变, 通过Simulink仿真, 可对算法以及硬件设计的正确性进行验证, 同时对硬件实现起到指导作用;③ FPGA实现。参考Simulink框图, 实现硬件语言转换。
6 结束语
为实现无盲区全频段监测, 该文采用了无盲区信道划分方式, 同时针对实信号非严格抽样模式进行了严密的数学推导, 解决了虚假信号检测以及信号跨信道问题, 对工程设计具有一定的指导意义。
参考文献
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宽带卫星通信数字信道化技术研究 篇3
1958年12月,我国成功发射了低轨Project SCORE(Signal Communications by Orbiting Relay Equipment)试验通信卫星,这是TI卫星的发展历史开端。之后的几十年里,通信系统不断完善,最初有限地面站来承担提供信息任务的画面一去不复还,取而代之的是更为广泛、复杂的通信系统。通信卫星经过几十年的研究,其技术和结构上都多少得到改善,并且能多方位的工作。随着经济的发展、人们生活水平的提高,通信卫星在日常生活中的影响越来越大。因此,卫星的制造商和运营商不断增加,他们想借助卫星的发展前景来谋取暴利。但是为获利而降低投入、减小成本的方法却成为了现在卫星行业发展的一大问题。
1 数字信道化技术发展概况
为了能让上行波束的某些个体信号能够路由到不同或相同频段的一个下行波束中,以至于成功完成星间交链,经过多年以来的努力,研发出来了数字信道化器,而它的核心作用就是在一个FDMA(或者MF-TDMA)上行信道中,提取出有用的的用户信号,然后交换到所预期的的某个下行信道。例如,可以将上下行均为X频段或是上行为X频段、下行为Ka频段的上行波传入同一个下行波中。除此之外,数字信道化技术还有许多应用,在一些商业或是军事中也尤为重要,比如ACe S(Garuda-1),Thuraya,Inmarsat-4、移动用户目标系统MOUS,Sky Terra这些卫星通信系统都在商业和军事中广泛应用。这些卫星都属于窄带卫星,具有均匀的带宽,而美国的通信卫星则是非均匀带宽,总而言之,无论信号带宽是否均匀,都可以顺利完成交换。
2 现有的数字信道化方法及其局限性
(1)现有的数字信道化方法
随着经济的发展,宽带卫星通信交换技术也不断提高,同样也面临着许许多多的挑战,例如信道带宽的配置不统一,或是带宽不均匀等一系列的问题,就拿带宽“非均匀”情况来说,数字信道化技术实现非均匀带宽交换的示意图如图3-1所示。
图1中,不同的形状表示不同的用户子信道。具体地说,我们所讨论的问题中,上行信道基于FDMA方式。假设一个上行信道被均匀划分成V个基本子信道,而基本子信道带宽等于2π/V,任何一个用户可以占用一个或者相邻的几个基本子信道。
(2)现有的数字信道化的局限性
现有的信道化方法要求用户子信号带宽相同,或者要求用户数不能太高,因此不能满足宽带卫星通信中非均匀带宽星载交换的需求,存在着局限性。现有数字信道化方法的局限性见下表3-1
3 对现有数字信道化技术的改进
3.1 调制滤波器组的数字信道化方法
调制滤波器组是一种较为理想的滤波器组,它可以完成较多信道的转化,通过改变中心频率和带宽使其有效的对各个信道进行分解,使复杂的工作变得简单。普通的滤波器没有这种可调节的特性,所以他们无法完成成百上千信道的转化。而调制滤波器则是源自一个具有线性相位的低通滤波器,通过对常见的滤波器进行余弦调制而做出的,通过计算得到第k个分析和综合滤波器分别表示为:
3.2 非均匀带宽星载数字信道化器
根据上文1和2节中讲述的数字信道化方法,我们提出数字信道化器原理结构,实现非均匀带宽星载交换功能。非均匀带宽数字信道化器共有四部分组成,分别是速率变换模块、分析滤波模块、交换模块和综合滤波模块。首先是上行信号x(z)进入,经过速率变换这一结构,不断增加上行基本子信道的数量,由最基础的V扩展到V'=2log(v);然后,便是经过分析滤波,不同滤波器组分出的路数不同,通常上讲,信号都是经过2M相分析滤波器组Hk(z),k=0,1,2M-1后,被均分为2M路,这样分出的信号经M倍降采样后便离开了分析滤波模块,进入下一模块;经过交换模块,会将得到的信号进行排序,根据规定好的路数,将各个用户子信道排在自己设定的位置上,最后进入综合滤波模块,得到下行信号X(z)。
3.3. 数字信道化卫星通信系统的链路可支持性
(1)链路可支持性
链路可支持性是表示通信系统中频率资源和功率资源利用率的概念。对于一个卫星通信系统,它的功率资源极为重要。功率资源影响着转化率的高低,即指转化器的功率越高,系统对资源的利用率越高,从而获得的链路余量相对较多,而这一切都和系统的链路数有关,只有将链路可支持性的问题解决,使正常通信的链路数增多,才能极大地提高系统对资源的利用率。
(2)逐信道增益控制
信道都会分离成独立的数字信道,可以以此解决对容量的抑制问题,从而可以大大的提高系统的容量。
5 总结
在滤波器这一设计中,优化理论起着重要的作用,一直应用在这个领域当中。不仅如此,在许多方面,优化理论也起着至关重要的作用,如星载交换、处理等方面。我们还可以利用优化理论来解决一些建模的问题,或是找寻一种简单高效的解题方法等。总而言之,优化理论在数字信道化微信通信的应用无可限量,值得每一个学者研究和探索。
摘要：自从《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》提出以后,航天事业越来越对国家发展起着重要作用。十一五以来,数字信道化卫星有效载荷技术不断革新,且取得显著改观,不仅如此,它还对我国未来移动卫星通信系统中卫星的有效载荷设计的发展影响深远。
关键词：宽带卫星通信,数字信道化,技术研究
参考文献
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宽带与宽带化 篇4
随着多媒体传输业务的飞速发展,对骨干网和城域网的通信容量提出了更高的要求,为了应对大容量通信系统的需求,目前可采用的方法主要有三种:第一种采用密集波分复用(DWDM)技术,让有限的频带能够传输更多频率的信号,如可以将现在信道间隔从几百GHz减少到100GHz、50GHz,甚至25GHz;第二种采用增加单信道通信速率的办法,如将目前的2.5Gb/s、10Gb/s提高到40Gb/s;第三种采用扩展通信带宽方法,即光纤通信频带由目前的C波段向S波段和L波段扩展,甚至覆盖整个1 200~1 600nm波段,这样一来就可以更加有效地利用光纤的整个低损耗波段。当然,也可以将三种办法同时使用,使通信容量得到最大程度增加。由于光纤拉曼放大器对提高通信容量的三种方法都能发挥极其重要作用[1,2,3],因此使它成为了下一代光通信技术发展备受关注的器件。
光纤拉曼放大器的实用化强烈的依赖于两个因素:大功率泵浦源和足够平坦的增益谱。随着大功率激光器制作工艺的日趋成熟,增益谱的平坦特性便成为了光纤拉曼放大器设计中考虑的首要问题[3,4]。目前实现光纤拉曼放大器的增益平坦主要有两种选择,第一种是采用多个不同波长的半导体激光器作为泵浦源,通过优化各个泵浦波的波长及功率来实现宽带、增益平坦的光纤拉曼放大器,这是目前国内外普遍采用的方法[2,3,4,5,6],也是光纤拉曼放大器的优点之一;第二种方法则是先采用单个高功率泵浦源(如光纤激光器,目前其成本已和多对半导体激光器及多波泵浦时所需要的消偏合波器成本总和相当,甚至更低)进行泵浦,结合光纤拉曼增益谱固有的宽带特性,利用一个合适的宽带增益平坦滤波器实现增益平坦[7]。在实际工程运用中,两种方案各有所长。本文采用单个波长高功率光纤拉曼激光器作为泵浦源,用啁啾布拉格光纤光栅作为增益平坦滤波器,然后用两种不同的光源作为信号源分别对光纤拉曼放大器进行增益平坦化实验研究。
2 实验装置及结果
实验装置如图1所示,其中信号源由平坦型宽带ASE光源+波分复用仿真器(WDM-Emulator)组成,光谱范围为1 528~1 565nm;光源的总输出光功率以及功率不平坦度分别为10m W和1.5d B;所使用波分复用仿真器包含两个相互匹配并且可以进行温度调节的法布里-珀罗干涉滤波器(Fabry-Perot interferometer filter),输出的光信号动态范围可以达40d B以上,单信道波的带宽为1.62 GHz,信号间的频率间隔为100GHz,共有46波长信号。泵浦源采用波长为1 455nm的光纤拉曼激光器,频带宽度为0.067nm,输出功率为1 200m W。泵浦信号耦合器采用FWDM,该耦合器对于1 500~1 600nm的信号光损耗为0.7 d B左右,对于泵浦源的耦合损耗为0.8 d B左右。增益介质由50 km G652光纤(标准单模光纤)+5 km DCF(色散补偿光纤)组成,增益平坦滤波器(GFF)采用啁啾布拉格光栅(CFBG)滤波器。实验所采用的光谱分析仪(OSA)的总光谱范围为600~1 700nm,光谱分辨率和动态范围分别为1pm和50d B,泵浦方式采用后向泵浦,泵浦源通过泵浦信号耦合器先进入50km的G652光纤,然后再进入5km的DCF。其初始的输出信号光谱(没有加泵浦及增益平坦滤波器之前的光谱)如图2所示。
图3是经过光纤拉曼放大器放大以后的输出信号光谱(此时未加增益平坦滤波器)。由图2和图3对比可以看出,所有输出信号光均被同时放大,但是由于拉曼增益系数在不同的频移位置大小不同,导致处在光纤拉曼放大器增益带宽范围之内的信号光增益大小不一,其中开关增益的最大值出现在波长为1 555nm的位置(该波长和泵浦源波长刚好相差100nm,这个波长差也正好和泵浦光频率下移13.2THz的频率位置相对应),其开关增益可以高达30d B。由于DWDM系统对光纤拉曼放大器开关增益谱的不平坦度有严格要求(尤其是对于超长距离超大容量光纤通信系统,该要求更加严格,本来平坦的信号光如果经过多级增益谱不平坦的放大器级联放大以后,整个信号谱将会变得非常的不平坦,这样就很容易使功率过小的信号光被湮没在噪声当中,而功率过大的信号光则可能会产生非线性失真),因此需要采用宽带平坦滤波器对单泵浦的光纤拉曼放大器进行平坦滤波。
对于宽带平坦滤波器,一般来说可以有三种选择,分别是啁啾布拉格光纤光栅、长周期光纤光栅及薄膜滤波器。对于这三种滤波器,如果单从宽带滤波角度考虑,长周期光纤光栅是最理想的选择,但可惜的是长周期光纤光栅作为宽带滤波器时尺寸太大很难进行封装并且有较明显的温漂效应;而对于薄膜滤波器而言,其插入损耗相对较大,且存在较大的误差函数[8],因此本实验最终选择啁啾布拉格光纤光栅作为光纤拉曼放大器的增益平坦滤波器。啁啾布拉格光纤光栅可以等价为一系列具有不同周期但长度相同的均匀型布拉格光纤光栅的组合,每一段被视为均匀型光栅的传输特性可以用一个矩阵Fi来表示[9]:
其中:i代表第i段被分隔的啁啾布拉格光纤光栅,∆L代表啁啾布拉格光纤光栅被平均分隔以后每一小段光纤光栅的长度,γ=ki2-σˆ2,ki、σˆi分别代表第i段光栅的耦合系数和自耦合系数,定义如下:
在上述等式当中,δneff代表每段光纤光栅折射率的空间变化,ν代表折射率变化的条纹可见度,dφ/d2z描述光栅的啁啾程度。经过前后两小段光纤光栅的反射谱和透射谱振幅之间的关系如下:
其中Ri和Si分别代表前向传输和后向传输的光模式振幅。若已知各段光纤光栅的输出特性矩阵,就可以在输出端获得啁啾布拉格光纤光栅的输出振幅:
在设计增益平坦滤波器的时候,有如下重要因素需要考虑:1)确定拉曼放大器的增益谱平坦化的目标带宽、基准增益值及平坦度;2)根据目标带宽和基准增益值设计出目标损耗谱;3)根据目标损耗谱和所要求的最小不平坦度设计增益平坦滤波器(该平坦度必须满足波分复用系统的要求)。
实验所得到的最终增益平坦滤波效果如图4所示,该光纤拉曼放大器在波长范围为1 528nm到1 565nm之内的平均开关增益大小为15.5d B,增益不平坦度为±0.6d B,所测得的放大器噪声指数均小于-2d B。其中,最大开关增益出现在第36信道,该信道的中心波长为1 555.157nm,开关增益大小为16.4d B;最小开关增益则出现在第20信道,该信道的中心波长为1 543.336nm,开关增益大小为15.2d B。由于本实验所感兴趣的光纤拉曼放大器带宽范围为1 519~1 574nm(共55nm),但是上述实验装置中所使用的宽带ASE光源总共只有37nm(1 528~1 565nm),因此为了能够测量整个55nm范围内的光纤拉曼放大器开关增益和噪声指数谱,本实验还采用了另外一套实验装置,如图5所示。
该实验装置中,信号源改为由四个通道的外腔可调谐式半导体激光器组成,每个信道波长调谐的范围为80nm,总的光谱调谐范围为1 440~1 600nm,输出功率调谐范围为-7d Bm到3d Bm,信号的光谱带宽<100MHz,信噪比优于45d B,信号源采用FWDM进行信号合波输出。实验时,每个信道的输出功率大小为-5d Bm,泵浦源输出同样为1200m W。这套实验装置的最终测量结果如图6及图7所示,其中图6为光纤拉曼放大器的初始信号开关增益大小以及噪声指数大小,图7为光纤拉曼放大器在加增益平坦滤波器前、后的信号开关增益谱比较。结果显示,该光纤拉曼放大器在55nm的带宽范围内(1 519nm~1 574nm),开关增益可以达到15.2d B,不平坦度可以控制在±0.8d B之内,并且所有信道的噪声指数均低于-1.8d B。
3 讨论
本实验虽然采用了两种完全不同的信号源,但是从最后结果来看,第一,在相同的波段范围内(1 528~1 565nm)几乎获得了完全相同的开关增益和噪声指数,说明实验所设计的光纤拉曼放大器对信号各异及大小不同的信号均能进行有效放大。第二,由于泵浦光功率较大,该方案不适合采用前向泵浦方式进行放大,因此实验采用后向泵浦[10],以避免信号产生非线性失真;另外,实验将色散补偿光纤放置于普通单模光纤前端也是为了防止高增益的色散补偿光纤在强泵浦情况下令信号产生失真。第三,在使用增益平坦滤波器时,不能简单地将其直接放到光纤拉曼放大器的输出端,这主要是因为该方案采用的是啁啾布拉格光纤光栅;当用它进行滤波时,所滤光谱实际上已变成和信号光方向相反的反射光谱,这些反射光谱很可能会对前向传输的信号光以及背向泵浦的泵浦源产生潜在的影响,并且可能会带来其它噪声,因此设计时在泵浦源和增益平坦滤波器之间增加了一个光隔离器(如图1和图5所示),将反向传输的光谱进行隔离。第四,该方案虽然采用单泵浦的方式,在一定程度上限制了其有效平坦增益带宽的进一步增加,但是该方案在55nm带宽范围内,具有15.2d B平坦增益的效果,相比许多多泵浦的方案(如文献[3]采用了4个半导体激光器作为泵浦源(总功率约为600m W)在35nm(1 530~1 565nm)范围内实现了10d B左右的平坦增益;文献[4]采用了4个半导体激光器(总功率为560m W)作为泵浦源在40nm(1 525~1 565 nm)范围内仅实现了6.5 d B左右的平坦增益;文献[5]采用了2个大功率的半导体激光器(总功率为800 m W)作为泵浦源在34nm(1 530~1564nm)范围内实现了13d B左右的平坦增益),仍具有较大的优势。第五,对于多泵浦方案而言,增益谱的平坦是由所有泵浦源所决定的,只要其中一个泵浦源发生问题,整个增益谱就会受到影响而变得不平坦,而对于单泵浦的光纤拉曼放大器而言就没有该问题存在。当然如果需要带宽(60nm以上)更宽的拉曼放大器,多泵浦方案是必然的选择,但即便如此也要综合考虑如何解决多泵浦结构复杂性所带来的不稳定因素。
4 结论
本文采用了单波长、高功率的光纤拉曼激光器作为泵浦源,啁啾布拉格光纤光栅作为增益平坦滤波器,两种不同的光源作为信号源分别对光纤拉曼放大器进行了增益平坦化实验研究,最终获得了平坦增益带宽为55nm(1 519~1 574nm)、平均开关增益大小为15.2d B、增益不平坦度为±0.8d B的宽带光纤拉曼放大器,通过实验研究表明,该方案为带宽低于60nm的光纤拉曼放大器的增益平坦化设计提供了一种较好的选择。
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宽带与宽带化 篇5
关键词：ADSL,光纤,宽带,特点
近几年, 国家出台了前所未有的“危房改造补贴”政策, 很多城镇迅速启动“跨越发展工程”, 强力推进城市化建设。据不完全统计, 仅黑龙江省牡丹江市周边5个林业局将新建270幢楼房, 整体搬迁居民点达到92个, 拆迁房屋面积68.5万平方米, 拆迁户数9800户, 转移人口1.56万人。随着城镇城市化建设的快速步伐, 光纤入户也成为各通信公司抓住机遇, 加快发展的靓点。
1 ADS L和光纤各自的含义
1.1 ADSL
ADSL的全称是Asymmetric Digital Subscriber Line, 中文意思是“非对称数字用户线路”。它是DSL (Digital Subscriber Line, 即数字用户线路, 是以铜质电话线为传输介质的传输技术组合) 技术的一种。它以现有普通电话线为传输介质, 能够在普通电话线, 即铜双绞线上提供高达8Mbit/s的高速下行速率, 远高于ISDN速率;而且上行速率有1Mbit/s, 传输距离则达到3000～5000m, 拓扑结构为点到点方式。因此我们只要在线路两端加装ADSL设备即可使用ADSL提供的高宽带服务。通过一条电话线, 便可以比普通MODEM快一百倍的速度浏览因特网。ADSL的另外一个优点在于它可以与普通电话共存于一条电话线上, 使上网与接听、拨打电话互不影响。由于利用现有的双绞线资源, 所以特别适合为住宅用户提供宽带接入。
1.2 光纤
光纤通信 (optical fiber communication) 是以激光为光源, 以光导纤维为传输介质进行的通信。具有传输容量大、抗电磁干扰能力强等突出优点, 是构成未来信息高速公路骨干网的主要通信方式。
光纤在接入网中也占有传输媒介的主导位置, 特别是当带宽成为业务瓶颈的时候。光纤接入是指局端与用户之间完全以光纤作为传输媒体。光纤接入可以分为有源光接入和无源光接入。光纤用户网的主要技术是光波传输技术。目前光纤传输的复用技术发展相当快, 多数已处于实用化。复用技术用得最多的有时分复用 (TDM) 、波分复用 (WDM) 、频分复用 (FDM) 、码分复用 (CDM) 等。
2 ADS L宽带和光纤宽带的不同特点
2.1 ADSL的技术的特点
ADSL接入技术具有许多优点, 可直接利用现有用户电话线, 无需另铺电缆, 而且上网和打电话互不干扰, 适合于集中与分散的用户。能为用户提供上、下行不对称的传输带宽。采用点点的拓扑结构, 保证用户独享高带宽, 适合视频业务及高速Internet等数据的接入。具体来说有以下特点:
(1) 可享受超高速的网络服务, 为用户提供上、下行不对称的传输带宽。ADSL具有下行2～8Mbit/s, 上行64～640kbit/s的传输速度, 为普通拨号Modem的百倍以上。
(2) 节省费用, 上网和打电话互不干扰。ADSL使用电话线传递电话语音和数据, 但数据并不通过电话交换机, 使用ADSL上网不需要缴纳拨号上网的电话费用。ADSL数据信号和电话音频信号以频分复用原理调制于各自频段互不干扰。上网的同时可以使用电话, 避免了拨号上网的烦恼。
(3) 独享带宽安全可靠。Cable Modem下行虽可达到20Mbit/s, 但由于是一种粗糙的总线型广播网络, 结点下的成千上万用户挣抢20Mbit/s的带宽, 其效果就可想而知了。更为严重的是由于总线型网络先天的广播特性, 造成了信息传输的不安全性。
(4) 安装快捷方便。在现有电话线上安装ADSL, 只需在用户侧安装一台ADSL Modem和一只电话分离器 (由电信部门免费提供) , 用户线路不用改动, 极其方便。
2.2 光纤的技术的特点
(1) 频带极宽, 通信容量大。光纤比铜线或电缆的带宽大很多。
(2) 体积小, 重量轻。同时有利于施工和运输。
(3) 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。
(4) 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。
(5) 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, 同时在光缆外面, 也无法窃听到光纤中传输的信息。
(6) 节约有色金属。一般通信电缆要耗用大量的铜、铅或铝等有色金属。光纤本身是非金属, 光纤通信的发展将为国家节约大量有色金属。
(7) 扩容便捷。一条带宽为2Mbps的标准光纤专线很容易就可以升级到4M、10M、20M, 最大可达100Mbps, 其间无需更换任何设备。
3 在小城镇城市化建设中积极推进光纤入户
受传输速度、传输距离、体积以及成本的影响, “光进铜退”已成为当前通信企业的发展的必然趋势。近几来, 各通信公司通过转型调整, 紧紧跟进“城镇城市化建设”的步伐, 从拓展偏远连队宽带业务, 到撤队并区的“小城镇建设”, 以此来紧跟市场的变化。大力发展光纤接入技术、普及光纤宽带网络对开展创收途径具有积极意义。纷纷推出“提挡升级, 光纤宽带”业务, 在新建小区铺设光缆, 利用从撤队并区连队撤下来的原有接入网和宽带设备, 实现“百兆到小区、十兆到用户”为基础的光纤+局域网接入方式, 小区内的交换机和局端交换机以光纤相连, 小区内采用局域网综合布线, 用户就可通过5类网线实现高速上网和高速互联。每个用户可以根据需要享受到2M、4M、10M及最高100M的互联网接入。这种高速、稳定、简便宽带接入方式获得了广大用户的交口称赞, 赢得了一大批忠诚客户。
通过ADSL上网, 性能高, 价格便宜的特点以深入人心。丰富的用户资源和用户接入的铜缆资源是其优势所在, 只需投入一定数量的资金, 即可利用ADSL为用户提供宽带接入的业务, 不失为一种很好的组建宽带接入网的方式。
然而由于铜线接入网受一些不可克服因素的限制, 这使得信息高速公路在用户接入段形成了“瓶颈”。在这种情况下, 人们自然想到了光纤, 无疑问, 光纤是接入网的理想传输媒介。光纤可以克服铜线电缆无法克服的一些限制因素。光纤损耗低、频带宽, 解除了铜线电缆网径小的限制。光纤接入方式使宽带真正实现“光的速度, 海的容量”。
此外, 光纤不受电磁干扰, 保证了信号传输质量, 用光缆替换铜线电缆, 可以解决地下通信管道拥挤的问题。随着光纤接入的性能不断提高, 价格不断下降, 光纤接入必将越来越受欢迎。对所有的宽带应用, 光纤接入方式是非常具有发展前景的。
参考文献
宽带与宽带化 篇6
关键词：宽带应用,业务,终端
宽带业务和终端的发展对于整个宽带应用的发展具有十分重要的意义, 对于宽带运行商的收益具有直接的影响。宽带业务对于运营商经营状况的影响主要体现在能否为互联网带来顶级的应用;而终端给运营商带来的影响则主要集中在价格、功能以及供应上。因此, 对于宽带运营商来说, 如果想要从宽带运营当中获取更多的收益, 那么就应该积极推进宽带业务以及宽带终端的发展, 促使二者能够完美结合。
1 宽带终端和宽带业务的关系
宽带终端是对宽带进行利用的工具, 也是各种业务得以实现的基础, 宽带业务能够顺利实现在很大程度上受到宽带终端的影响。
1.1 终端的价格将直接影响宽带业务的开展
运营商需要投入大量的资金用于移动宽带网络的基础设施建设, 只有这样才能够保证相应业务的开展。为了能够将一定规模的用户吸引到宽带网络上, 首先要解决终端问题。尤其是在宽带互联网发展的初级阶段, 大量的用户都使用窄带网络, 其终端也是对应窄带网络的。对于一些追求高端的用户来说, 想要使用宽带只需要更新终端设备就可以, 但是对于一些初级用户来说往往不具备足够的实力去更换更好的终端, 而仅仅依靠少数的高端用户根本无法达到相应的用户规模, 宽带运行商也就无法赢利。这就使得很多运营商为了吸引足够多的低端用户而对其提供相应的补贴, 从而使其能够下定决心转移到宽带网络上来。
1.2 终端的可用性对于用户具有直接影响
对于用户来说, 首先接触的就是终端, 因此终端的可用性是用户最直接的感受。根据相关的统计数据, 大部分用户更加倾向于操作比较简单的业务, 特别是当一些用户使用一些新的业务的时候, 往往更加倾向于简单明了而不是功能强大复杂。因此对于一些新的业务来说, 用户使用的直观感受就显得十分的重要, 用户的认可程度对于用户的黏着度具有直接的影响。而用户在使用业务首先要通过终端来进行, 如果终端本身操作复杂、繁琐, 就直接影响用户对于业务的使用感受, 即使业务再优秀、价格再具有竞争力, 用户也会因为终端糟糕的体验而放弃这项业务。相反一个操作简单明快的宽带终端对于用户的使用感受具有直接的影响。用户通过终端能够感受到业务的优秀, 甚至良好的终端体验能够掩盖业务在某些方面存在的不足, 增强业务对于用户的黏着度。因此, 运营商可以制作相应的使用指南, 对用户使用终端进行相应的指导, 使用户能够方便的使用终端。
1.3 终端的功能也直接影响宽带业务的发展
对于宽带业务来说, 其具体的实现还是需要终端具备相应的功能。如果终端本身不具备对于某项业务的支持功能, 那么业务即使本身再优秀, 价格再具有竞争力也是一种空谈。宽带终端必须不断的丰富其功能, 从而更好的支持宽带业务的开发, 同时宽带业务在开发的过程当中也要充分的考虑当前终端的实际情况, 否则脱离了终端支持的业务也就没有了表现自己的舞台。
2 未来宽带业务的发展方向
当前世界范围之内的宽带业务发展十分迅速, 而我国具有世界上最多的人口, 也为我国宽带业务的发展带来了广阔的发展空间。游戏、娱乐已经逐渐成为宽带业务的主体, 不断的推动宽带业务向前发展, 主要呈现出以下几种趋势。
2.1 娱乐化
宽带业务朝着娱乐方向发展, 主要是由于越来越多的个人用户对于娱乐的需求不断增加。当前随着人们对于精神文化生活要求的日趋多样化, 宽带业务也朝着娱乐化的方向发展。很多用户上网主要就是为了放松精神, 寻求娱乐, 这在一定程度上反映了人们对于互联网要求的多元化。宽带运营商为了更好的迎合用户对于娱乐的需求, 开辟了在线视频、音乐以及游戏类的业务, 这些都很好的满足了人们对于互联网的娱乐需求, 推动了宽带业务的发展。
2.2 行业化
随着信息技术的迅速发展, 各个行业都为了更好的适应信息社会的发展形势, 纷纷引进相应的技术, 加速自身的信息化建设, 提高信息化的程度, 从而使自身在激烈的市场竞争当中能够保持优势。这在很大程度上推动宽带互联网朝着行业化的方向发展。很多企业纷纷开展在线服务、电子商务等这些都需要宽带网络业务能够提供有力的支持。为了满足这些特定行业的需要, 大量的互联网业务被开发出来, 投入市场, 如各种网络会议业务、电子商务平台等, 在很大程度上存进了该行业的发展, 同时也增加了宽带网络自身的活力。
当前宽带终端已经逐渐朝着行业专用化的方向发展, 但是由于行业之间的需求存在很大的差异, 很难开发具有广泛针对性的宽带终端, 这在一定程度上阻碍了宽带终端行业化的发展。因为专门开发一个行业的终端, 由于使用面的狭窄势必增加开发的成本。因此在这方面应该继续加大研究力度, 从而开发出具有广泛应用性的行业终端, 提升市场竞争力, 进一步促进宽带业务的发展。
3 未来宽带终端的发展方向
宽带是一个以规模为基础的产业, 只有庞大的用户基数才可能实现整个产业链的共赢和良性循环。在用户业务需求向多元化发展的同时, 在系统提供商、网络运营商、业务/内容服务商、终端设备制造商组成的产业发展链条中, 终端正在成为整个产业“木桶”中的“短板”, 由此带来的短板效应制约了宽带产业向多元化进一步发展。
显然, 单一计算机形式的宽带业务终端已经无法满足用户日益增长的多元化业务需求。近几年, 微软的“Media Center” (媒体中心) 、英特尔的数字家庭战略以及盛大的“用遥控器上网”, 都不约而同地阐述了一个观念:通信技术和消费电子、IT的融合是不可阻挡的趋势, 而融合和智能化将成为宽带业务终端的发展方向。随着宽带业务向着娱乐化和行业化的发展, 宽带终端也势必伴随着业务的发展而发展。
首先, 宽带终端必须具有更强的支持多媒体的能力, 包括支持更丰富的色彩, 更动听的音乐, 并具有更强大的编解码能力。其次, 宽带终端的定制化需求越来越高。运营商强烈要求能够参与终端标准的制定工作, 以便推出市场的终端能够更好地支持自己的业务, 并且同时起到推广自己的业务和企业品牌的作用。这也是终端厂商推出适应市场需求产品的一个契机。行业应用和普通应用有很大区别, 但行业用户的消费能力高, 创造的利润也高。针对行业应用专门定制宽带终端也是未来的一个发展方向。最后, 更强大的内容组织、投放和交互能力也是宽带终端厂商和运营商追求的目标。随着宽带业务的种类越来越繁多, 对内容投放平台组织和处理能力的要求也越来越高。原有计算机模式下, 内容的组织和投放处于无序状态, 这对于宽带运营商的内容运营极为不利。未来的宽带业务除了稳定可靠的内容运营平台和客户端软件外, 在终端侧也要有强大用户信息收集能力, 以便及时有效地收集用户反馈信息, 开展更深层次的内容运营。
参考文献
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宽带通信与经济 篇7
1 宽带创造更多的财富
可以说, 宽带通信是通信领域中的一大创举, 改变了多年来通信水平不高的现状, 在长期的发展与创新的过程中, 宽带通信正在以其稳健的发展步伐占据着各国的经济领域, 同时还对其他行业产生不小的影响, 宽带通信在改变人们的生活习惯的同时, 也有效的提高了工作效率, 工作效率的提升从一定程度上来讲就是经济效益的提升。因此, 宽带通信为国家提供了更多的经济财富。可以预见, 在未来时代的发展过程中, 各国必将引发一场经济变革的浪潮, 而宽带通信作为重要的手段, 已经成为各国重点培养的焦点。
在互联网如此发达的今天, 人们无论是身处何地, 都可以通过宽带互通有无, 达到交流的目的, 这也是宽带通信改变人们生活的方式的一项重要的内容。将信息的传递变得更加方便、快捷。在时代的发展过程中, 机器必将成为人们生活中必不可少的必需品。人们足不出户就可以利用互联网展开联系, 对于个人来讲, 这一变革可以有效的提高信息的传播速度, 人们不必再长时间的进行等待。从社会意义上来讲, 当前的全球经济较为低迷, 但是丝毫不影响电子商务的发展, 电子商务的发展就是依靠宽带通信实现的, 因此, 其所创造的经济财富是不可估量的。
2 互联网颠覆了传统的工作和生活方式
在传统的生活中, 并不存在互联网, 获取信息的方式就是通过口口相传, 一定程度上造成了信息的闭塞, 但是随着社会的发展, 互联网的应运而生, 为人们的生活带来了更多的色彩, 使人们的生活变得更为丰富, 这是因为互联网技术在短短的几年间就得到了快速的发展, 无论是何种电子设备, 如手机、平板电脑等, 都可以通过一定的方式连接到互联网, 使人们能够在第一时间掌握最新鲜有效的信息。生活中, 人们通过上网的功能浏览娱乐新闻, 玩游戏或是观看影视作品;工作中, 人们利用互联网进行工作的交接, 简化了其中的众多步骤, 所以说互联网为人们的生产生活创造了大量的财富。不仅如此, 在今后的发展中, 人们看病、购物都可以通过互联网进行, 极大的缩短了时间。而这一切的源头就是互联网的宽带技术, 相信只要不断提升互联网的水平, 还能为人们的生产生活创造更多的价值。
3 宽带经济潜力难以估计
当前的世界各国, 都已经将互联网的宽带技术作为发展的重点任务, 没有互联网技术的发展, 对于本国的经济将是一种重大的损失, 因此, 不断提高互联网的发展水平, 就能够获得更高额的经济财富, 并且经济财富的潜力是无法估量的, 可以有效的提升国家在这个方面的影响力。美国就是一个很好的例子, 因为美国的经济发展较快, 尤其是在互联网领域颇有建树, 我国应该向美国学习, 加强对互联网的使用, 为电子商务的发展做出宝贵的贡献。宽带通信的出现不仅能够传递有效的文字信息, 同时还能将图像、声音以及动态的画面等一并进行传输, 从这点可以看出, 宽带通信在未来的发展过程中是不可或缺的因素, 并且具有广泛的发展前景。通过对宽带通信的应用, 企业在今后的日子里必将会进行根本性的改变, 这种改变为企业带来了众多的机遇与挑战, 并且只要认真进行变革, 还会创造更多的社会财富, 形成一种良好的发展趋势。
4 打造崭新的宽带通信服务
将来的某一天, 一位德国经理要坐飞机去巴黎谈生意。他登上前往机场的高速列车后便打开便携电脑, 接通宽带, 像在自己的办公室里一样处理起业务和文件。突然, 电脑屏幕上打出信息:在巴黎的日程将有变动。这位经理立即调整自己的旅行计划, 决定先与比利时的另一客户会面。他与客户商定好新的会面时间, 接着又退掉直飞巴黎的机票, 用电子支票重新购买飞往布鲁塞尔及3 小时后再从那里前往巴黎的机票。火车还没有结束短短的旅程, 这一切都已通过面前的便携电脑办妥。他轻松地靠在椅背上, 带上耳机, 欣赏着电脑根据他的爱好从网站上下载并编排好的音乐。这一切, 都要仰仗宽带通信服务。
当人们在谈论和探索着国内宽带的发展模式时, 韩国捷足先登, 其宽带的高速发展引起了各国的关注。韩国的宽带发展主要基于互联网在韩国的广泛应用。宽带手机已经成为一种多功能、多媒介的工具, 早已不再只是通话工具了。目前, 科学家们正把提高数据的无线传输速率作为主攻方向, 全球移动通信标准将提高到每秒两兆字节以上。以后, 用户无论在世界什幺地方, 都将能够通过手中的移动终端享受宽带通信提供的全面服务, 包括阅读信息、订票、网上购物、观赏影视节目甚至召开视频会议。
5 无线宽带引发行业革命
时下Wi Fi已在许多国家普及, 用户在家中任何地方, 说句话就可以命令电脑工作, 还可以下载宽带网上的精彩影片, 通过电脑、电视或音响设备播放出来;在万里之外以手机、个人电脑遥控家中的电器——种种不可思议的梦想已经成为现实, 尽管其应用还只是停留在“概念期”。专家们的共识是, 实现远距离无线宽带上网, 社会、家庭的信息化生活空间将得以无限延伸。与此同时, 实现远距离无线宽带通信后, 网上商店崭新的商业模式肯定能带来更多商机。同时应该看到, 宽带浪潮造就了通信文化, 也催生出新的创业机会:基础电信服务运营商提供宽带网络“通信传媒”平台, 平台上迫切需要大量内容提供商。可以预见, 宽带浪潮必将产生崭新的媒体形态。
结束语
随着中国宽带用户的高速增长, 不仅表明用户对信息的极大需求, 而且必将有力地推动了宽带通信市场的成长。作为中国宽带市场的主角, 中国电信、中国网通等运营商“好戏”连台, 相继强势出击市场, 宽带市场的热络由此可见一斑。
摘要：过去的通信方式较为单一, 传统的通信方式不仅需要花费大量的时间, 信息的准确性也很难达到保证, 随着通信方式的不断转变, 宽带通信已经成为通信的主流。这种通信方式在全球范围内形成了一种主流化趋势, 并且政府的投资力度每年都在呈现增长的趋势。之所以各国政府如此重视宽带通信, 是因为宽带通信与经济发展具有直接的联系, 能够为国家创造更多的经济财富。重点论述了宽带通信与经济的关系, 并且利用这一关系达成相互促进的目的。
关键词：宽带通信,经济,发展前景
参考文献
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