光纖傳輸與無線傳輸?shù)募夹g解析

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    按照傳統(tǒng)通信系統(tǒng)模型來看，它的基本框架是：信源-發(fā)送器-傳輸系統(tǒng)-接收器-信宿。傳輸系統(tǒng)(信道)，也就是我們所說的傳輸媒體所構成的系統(tǒng)模型。由于信號在信道中的傳輸是單向性的，而且會受到噪聲的影響與干擾，所以，恰當選擇傳輸媒體，對提高信號傳輸?shù)男阅?，即可靠性和有效性，有著極其重要的意義。通信質量取決于信號的特性和傳輸媒體的性質，關鍵就是能否匹配好信號頻譜特性和信道傳輸特性。傳輸媒體從狹義上來說，指的是發(fā)送器與接收器之間的傳輸系統(tǒng)，它針對的是信號;從廣義上來說，指的是信源和信宿之間的系統(tǒng)，它針對的是信息。我們將傳輸媒體分為導向和非導向兩種，二者的區(qū)別分別為受制于媒體自身特性和受制于信號本身。導向與非導向也就是我們常說的有線通信和無線通信。有線通信分為雙絞線、同軸電纜、架空明線和光纖四類。光導纖維，也就是光纖，是一種能夠傳導光信號的極細(50μm～100μm)而柔軟的介質。光纖的橫截面為圓形，從外到內(nèi)由三部分組成：外殼、包層、纖芯。三者的光學性能不同：纖芯常由二氧化硅構成，為光通路;。包層由多層反射玻璃纖維構成，目的是將光線反射到纖芯上。從傳輸點模數(shù)來分，光纖可以分為單模和多模兩種傳輸方式，單模提供單條光通路;多模光纖，即發(fā)散為多路光波，每一路光波走一條通路。單模光纖因為衰減小而具有更大的容量，但是它的生產(chǎn)要比多模光纖昂貴。光纖在任何時間都只能單向傳輸，因此，要實行雙向通信，它必須成對出現(xiàn)，一個用于輸入，一個用于輸出，光纖兩端接到光學接口上。

　　光纖有四大顯著優(yōu)點：一、帶寬大，容量大?，F(xiàn)在，光纖已基本實現(xiàn)工程實用化，不僅能滿足電話、數(shù)據(jù)、文字、圖像等綜合業(yè)務信息的傳輸需求，而且也適應將來信息化社會的發(fā)展。比起其它有線傳輸方式來說，光纖是目前性能最良好的傳輸介質，通過頻分，時分和波分復用，它將會越來越多的應用在日常生活中。二、損耗小，中繼距離長。光纖傳輸損耗不會隨頻率和溫度改變而改變，所以光纖的安裝不需要嚴格的穩(wěn)定;而其中繼距離長的性能，就可使其應用于海底光纜通信和國防長途通信，這對解決海底通信有著重要的意義。三、抗干擾性好。光纖是絕緣材料，只能導光而不能導電，所以光纖不受電磁干擾，因此，其既可以防止電磁波輻射而受到竊聽，又可以防止外部干擾信號的影響，這對提高現(xiàn)代通信的安全性和保密性有極重要的作用。四、體積小，質量輕。由于光纖可進行復用，容量又大，只需要極小極細的光纖就可以傳輸大量信號，也就降低了運輸和搭建等成本。

　　與有線通信相對的就是無限通信，包括無線電波通信，紅外通信和微波通信三種。由于它們都是沿直線傳播的，都需要在發(fā)送方面和接受方面有一條視線通路，所以也稱它們?yōu)橐暰€媒體。無線電波具有全向性，頻率較小;紅外線頻率最小，常用于與溫度有關的事物的探測;微波的頻率介于二者間，其具有定向性，主要利用的是它會穿透電離層而進入宇宙空間的特性?，F(xiàn)在微波應用最廣，主要分為兩種類型，即地面微波接力通信和衛(wèi)星通信。由于微波在空間中是以直線傳播的，而地球表面是曲面，所以其在地面的傳播距離受到限制。為了增加傳輸距離，就增大天線塔的高度，塔越高，傳輸距離越遠。地面微波通信有以下主要特點：頻率高，帶寬大，傳輸距離遠，抗干擾能力強，可靠性高。但正由于其頻率高的特性，所以在相鄰站點間不能有障礙物，而且容易受到天氣的影響而造成失真。衛(wèi)星通信和地面微波通信的原理類似，其實質是利用位于36000km高空的人造同步地球衛(wèi)星作為中繼的一種微波接力通信。采用三個適當配置的衛(wèi)星，就可以覆蓋全球除兩級音區(qū)以外的所有地方。衛(wèi)星通信最大的優(yōu)點就是通信為面覆蓋式的，同步衛(wèi)星發(fā)射的電磁波能輻射到地球的三分之一的區(qū)域，因而便于實現(xiàn)多址和移動通信，也便于組成通信網(wǎng)。因此，其廣泛應用于傳輸多路長距離電話、電報、電視等業(yè)務，我們在不同的地域，也可以欣賞到其他地區(qū)的現(xiàn)場直播。然而，它也有它的缺點，那就是它的延時太大。無論地面上兩站的距離有多遠，從發(fā)射器通過衛(wèi)星轉載到接收器的延時有270us，這相對于其他無線通信要長得多，也正因為如此，衛(wèi)星通信的保密性也較差。

　　通過有線通信的代表——光纖與無線通信的代表——微波的對比，我們可以看出二者各有自己的優(yōu)缺點。光纖受制于媒體自身的特性，它要求信號與信道的匹配，是路的概念;而無線通信它憑借的是信號自身的特性，是一種場的概念。這是它們的外觀上最基本的差別。隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，對傳輸介質的研究也越來越深刻。光纖可以高速、準確的傳輸信號，而且質量輕、易搭建、造價低，但是正是由于它的這些優(yōu)點，它也有很大的缺點，那就是不一定能滿足構建要求。例如當通信線路要通過某些建筑物、山體、施工挖掘、電纜鋪設等工程時，只能繞行，這樣既費時又費力，所以，光纖需要自由空間來施展自己的才能。而無線通信就掩蓋了這個缺點，它通過選擇不同的波來作為載體，可以通過不同的障礙物而自由傳輸。可是，衛(wèi)星通信也有很大的缺點。它不是靠實在的介質來傳輸信號，這樣就會有可能產(chǎn)生誤差。例如在微波通信中，有時一個天線發(fā)射出的信號也會分成幾條略有差異的路徑到達天線，因而造成失真;在傳輸過程中，也會相對有線傳輸受到更大的天氣等環(huán)境因素的干擾。

　　那么，如何選擇傳輸信號方式呢?例如：當要建設一棟辦公樓時，我們就要選擇網(wǎng)絡的覆蓋方式，是選擇鋪設高速、輕巧的光纖，還是選擇無線網(wǎng)絡覆蓋：如果我們是定點辦公的話，那么我們當然是選擇光纖，因為它傳輸速率極高，穩(wěn)定;如果需要移動辦公的話，那就選擇無線通信，這樣可以隨時隨地上網(wǎng)不用受到地點限制，可是這樣的話網(wǎng)絡就不太穩(wěn)定。如果選擇海底與陸地間通信方式，我們一般選擇光纖，雖然這樣鋪設會需要大量材料，信號會有極大時間的延遲，需要大量人力、物力，可是若選擇無線通信的話，由于海水阻力極大，信號會有很大的衰減，導致傳輸距離極短……頻恒通訊技術專家建議，應當按需選擇，因地制宜。

　　按照目前對傳輸介質的研究水平來看，光纖不論是在民用或是軍事上都有極大的應用前景。

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