通信工程中有线传输技术的应用及改进

马晨光 辽宁翔宇顺科技有限公司

1 光纤通信中的信号工作原理

光信号的本源是激光，也就是一个高频（比如193.1THz）的光载波，本质和电载波性质一样，都是电磁波，只不过频率很高而已。和电载波一样，激光本身不带有信息，你需要把信号给调制上去，通过调制激光的幅度（amplitude）或者/以及相位（phase）的形式。那么我们需要首先产生基带（0频）的电信号，然后通过光电调制器把基带信号调制到光载波上，这样光载波就携带了信息，成为了光信号。在接收的时候，需要吧光信号通过光电二极管转换到基带，然后再进行电处理。

2 关于通信过程中有线传输技术的相关应用

2.1 关于有线传输中同轴电缆的相关应用

关于同轴电缆，其出现的时间较早，主要是用同轴的铜管和铜网来包裹铜线来进行相关的形成。同时，同轴电缆分为两种类型，即宽带同轴电联以及基带同轴电缆，而后者基带同轴电缆只在数字传输中进行使用。在通信工程的的初期发展阶段，同轴电缆的使用量十分广泛，也是被应用量最多的传输技术。关于同轴电缆，我们可以发现的是，同轴电缆作为有线的传输形式之一，其带宽范围较大，并且抗干扰能力也比较强。不过关于同轴电缆，在对其进行安装和维修的过程中都会比较困难，并且由于价格较高，因此随着通信过程中有线传输技术在不断发展，而同轴电缆逐渐在通信市场上少见踪迹。

2.2 关于有线传输中光纤的相关应用

提及光纤传输的相关技术，现代科技感扑面而来，而其也正是现代科技的相关产物，并且就目前而言，是在通信工程中最为广泛应用的一种有线传输技术。关于光纤传输，也分为两种类型，即多模光纤以及单模光种，从字面上可以理解并且感受到，多模光纤的通信传输效率会更快，不仅如此，与普通的有线的传输方式相比，多模光纤的损耗率也更低。并且整体而言，光纤本身具有很强的抗电磁的干扰能力、很强的绝缘能力以及抗腐蚀的能力，由此可见，光纤传输技术的优势十分明显，在实际生活中，在电视网以及跨海王等通信工程中被广泛应用，其具有十分明显的应用价值，并且发展潜力巨大。

2.3 关于有线传输中双绞线电缆传输技术的相关应用

关于双绞线电联，其本质上是属于一种介质材料，其被应用于传输模拟信号以及数字信号。但是双绞线的短板也较为明显，即其的传输距离也十分有限，最大距离也仅为一百米，不过由于其的外层被金属材料包裹，很大程度上减少了辐射，并且也大大提升了传输的安全性，除此之外，其的传输效率也十分喜人。打单室如果要采用屏蔽双绞线，一方面其的价格比较高，另一方面对其进行安装的过程也较为困难并且使用的相关器械也比较局限，而关于非屏蔽双绞线却是能更适合于综合布线的系统当中。

3 不同结构的网络之间的关系

设计文件总有以太网、ATM、SDH、ISDN、PSTN等等，以太网是用于计算机互联用的，既是网络结构，也包括一堆协议，PTSN就是以前的电话网，和互联网没有关系，ISDN最早是为在电话线上传输互联网数据的技术和协议。而sdh是现在普遍应用的光缆传输网技术，是一个底层的网络，可以传输语音、数据。atm也是一种数据传输的技术，数据传输的稳定性较好，但应用的较少，一般都是利用以太网。电话线是可以传输模拟全双工信号的，作为模拟信号，无所谓方向，双方的语音交流信号，都调制在电话线上，也就是说，如果电话终端对信号不做处理，那么自己说的话和对方说的话都会被听见，这便是所谓的“测音”，因此电话机里都会设计一个“消测音”的线路，把自己的语音在己方听筒中尽量削弱，这样听到的就是对方的声音。最终所有数据都是通过最底层的物理层面的电信号来传递，传输媒介就是实体的光纤，电缆。高压和低压的电信号来表示bit流。再往上所谓的帧，数据包只是有规定格式的bit流而已。所以分层和传输的单位是逻辑层面的划分。

4 有线网络环境快速发展背景下如何优化有线传输技术

凭借多媒体技术的发展，无线数据传输以及无线通信工程的确在日新月异的发展，的确在一定程度上对通信工程有线传输技术的更新换代带来了影响，但是从目前的的科技水平来看，以无线完全替代有线是根本行不通的。毕竟带宽高的无线路由器都是多根天线的，所以大多数无线路由器标称的带宽都要除以天线个数才等于单根天线的带宽，具体算法还要考虑2.4G和5G路由器的带宽分配，不是简单的除法，这种技术被称为MIMO（多入多出技术）。而无线路由器的接入端比如手机或者平板电脑等，一般内置只有一根天线，也就是这些设备最多能享受一根天线的最大带宽，比无线路由器的最大带宽差很多，而在有线网络里，千兆以太网正在慢慢普及，WiFi想赶超还没那么容易。况且一般无线路由器的背板带宽，相当于整体转发能力，非常有限，接入设备一旦比较多的时候速度影响较大，并且还存在着互相干扰的问题（2.4G信号非常繁忙），有线网络几乎不存在互相干扰的问题。最典型的例子是两个电脑互传文件，如果用WiFi的话，速度可能在1～2MB/s左右，如果网络比较繁忙的话，速度会更低。但如果是有线网络的话，如果双方都是百兆网络，速度达到10MB/s不成问题。

5 结论

在当前的无线通信系统中，智能天线技术不仅包含AAA，Beamforming，通常还会指代多进多出（MIMO）等等。就技术本身而言，毫无疑问是好技术，Beamforming和MIMO的数学模型都很精彩。但在实际应用中，应用智能天线技术引入了相当的复杂度，能否带来相应的性能提升，还要考量很多因素。实用性的水准根据不同技术的特点和应用场景而定，技术的发展在解决旧问题的同时，也会带来新问题。以MIMO为例，它对于HSPA+和LTE而言，都是接入侧的关键技术之一。目前无论是WCDMA，还是LTE采用的OFDM调制技术，在频域，码域复用的带宽潜力已经基本用尽。因此依靠MIMO的多天线达成更大的时空域复用，是提升无线带宽最有效的方法之一。MIMO从最早的Alamouti2×2，到4×4乃至8×8，以致到将来会采用更庞大的天线阵列，理论性能提升的同时，带来的是明显的复杂度提升，对于实际性能会造成相当大的挑战。