时间:2022-04-04 21:09:14
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇传输技术论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
摘要:
网络同步和时钟产生是高速传输系统设计的重要方面。为了通过降低发射和接收错误来提高网络效率,必须使系统的各个阶段都要使用的时钟的质量保持特定的等级。网络标准定义同步网络的体系结构及其在标准接口上的预期性能,以保证传输质量和传输设备的无缝集成。有大量的同步问题,系统设计人员在建立系统体系结构时必须十分清楚。本文论述了时钟恶化的各种来源,如抖动和漂移。本文还讨论了传输系统中时钟恶化的原因和影响,并分析了标准要求,提出了各种实现技巧。
基本概念:抖动和漂移
抖动的一般定义可以是“一个事件对其理想出现的短暂偏离”。在数字传输系统中,抖动被定义为数字信号的重要时刻在时间上偏离其理想位置的短暂变动。重要时刻可以是一个周期为T1的位流的最佳采样时刻。虽然希望各个位在T的整数倍位置出现,但实际上会有所不同。这种脉冲位置调制被认为是一种抖动。这也被称为数字信号的相位噪声。在下图中,实际信号边沿在理想信号边沿附近作周期性移动,演示了周期性抖动的概念。
图1.抖动示意
抖动,不同于相位噪声,它以单位间隔(UI)为单位来表示。一个单位间隔相当于一个信号周期(T),等于360度。假设事件为E,第n次出现表示为tE[n]。则瞬时抖动可以表示为:
一组包括N个抖动测量的峰到峰抖动值使用最小和最大瞬时抖动测量计算如下:
漂移是低频抖动。两者之间的典型划分点为10Hz。抖动和漂移所导致的影响会显现在传输系统的不同但特定的区域。
抖动类型
根据产生原因,抖动可分成两种主要类型:随机抖动和确定性抖动。随机抖动,正如其名,是不可预测的,由随机的噪声影响如热噪声等引起。随机抖动通常发生在数字信号的边沿转换期间,造成随机的区间交叉。毫无疑问,随机抖动具有高斯概率密度函数(PDF),由其均值(μ)和均方根值(rms)(σ)决定。由于高斯函数的尾在均值的两侧无限延伸,瞬时抖动和峰到峰抖动可以是无限值。因此随机抖动通常采用其均方根值来表示和测量。
图2.以高斯概率密度函数表示的随机抖动
对抖动余量来讲,峰到峰抖动比均方根抖动更为有用,因此需要把随机抖动的均方根值转换成峰到峰值。为将均方根抖动转换成峰到峰抖动,定义了随机抖动高斯函数的任意极限(arbitrarylimit)。误码率(BER)是这种转换中的一个有用参数,其假设高斯函数中的瞬时抖动一旦落在其强制极限之外即出现误码。通过下面两个公式,就可以得到均方根抖动到峰到峰抖动的换算。3
由公式可得到下表,表中峰到峰抖动对应不同的BER值。
确定性抖动是有界的,因此可以预测,且具有确定的幅度极限。考虑集成电路(IC)系统,有大量的工艺、器件和系统级因素将会影响确定性抖动。占空比失真(DCD)和脉冲宽度失真(PWD)会造成数字信号的失真,使过零区间偏离理想位置,向上或向下移动。这些失真通常是由信号的上升沿和下降沿之间时序不同而造成。如果非平衡系统中存在地电位漂移、差分输入之间存在电压偏移、信号的上升和下降时间出现变化等,也可能造成这种失真。
图3,总抖动的双模表示
数据相关抖动(DDJ)和符号间干扰(ISI)致使信号具有不同的过零区间电平,导致每种唯一的位型出现不同的信号转换。这也称为模式相关抖动(PDJ)。信号路径的低频截止点和高频带宽将影响DDJ。当信号路径的带宽可与信号的带宽进行比较时,位就会延伸到相邻位时间内,造成符号间干扰(ISI)。低频截止点会使低频器件的信号出现失真,而系统的高频带宽限制将使高频器件性能下降。7
正弦抖动以正弦模式调制信号边沿。这可能是由于供给整个系统的电源或者甚至系统中的其他振荡造成。接地反弹和其他电源变动也可能造成正弦抖动。正弦抖动广泛用于抖动环境的测试和仿真。不相关抖动可能由电源噪声或串扰和其他电磁干扰造成。
考虑抖动对数字信号的影响时,需要将整个确定性抖动和随机抖动考虑在内。确定性抖动和随机抖动的总计结果将产生另外一种概率分布4:双模响应,其中部表示确定性抖动,尾部为高斯响应,表示随机抖动分量。
抖动测量—TIE、MITE和TEDV
时间间隔误差(TIE)是通过对实际时钟间隔的测量和对理想参考时钟同一间隔的测量得到的。在给定时间t,以一个称为观测间隔的时间间隔产生时间T(t)的时钟,其相对于时钟Tref(t)的TIE可通过下面公式表示。(x(t)称为误差函数。)
TIE表示信号中的高频相位噪声,提供了实际时钟的每个周期偏离理想情况的直接信息。TIE用于计算大量统计派生函数如MTIE、TDEV等。
最大时间间隔误差(MTIE)定义为,在一个观测时间(t=nt0)内,一个给定时钟信号相对于一个理想时钟信号的最大峰到峰延迟变化,其中该长度的所有观测时间均在测量周期(T)之内。使用下面公式进行估计:
MTIE是针对时间的缓变或漂移而定义的。当需要分析时钟的长期特性时,就需要对MTIE进行测量。MTIE值是对一个时钟信号的长期稳定性的一种衡量。
图4.TIE的图形表示
TDEV是另外一个统计参数,作为集成时间的函数对一个信号的预期时间变化的测量。DEV也能提供有关信号相位(时间)噪声频谱分量的信息。TIE图中每个点的标准偏差是对一个观测间隔计算的,该观测间隔滑过整个测量时间。该值在整个上述测量时间内进行平均以得到该特定间隔的TDEV值。增大观测间隔,重复测量过程。TDEV是对短期稳定性的一种衡量,在评估时钟振荡器性能时有用。TDEV属于时间单位。
高速传输系统中抖动和漂移的原因
最常用的一种时钟体系结构是,在备板上运行一个低频时钟,在每个传输卡上产生同步的高频时钟。低频时钟在集成电路内或通过分立PLL实现进行倍频以产生高频时钟。通过典型的PLL倍频,倍频后时钟上的相位噪声增大为原来时钟相位噪声的20*log(N)次方,其中N为倍频系数。此外,PLL参考时钟输入上的抖动将延长锁定时间,且当输入抖动过大时高速PLL甚至无法实现锁定。在备板上采用一种更高速的差分时钟将比采用低速单端时钟具有更好的抖动性能。
由于VCO对输入电压变化较为敏感,因此电源噪声是增大时钟抖动的一个主要因素。输出时钟抖动幅度与电源噪声幅度、VCO增益成正比,与噪声频率成反比。因导线电阻形成的电阻下降和因导线电感形成的电感噪声而造成的电源或接地反弹,会对上述输出时钟抖动产生相似的影响。在系统板上对电源进行充分过滤,靠近集成电路电源引脚提供去耦电容,可以确保PLL获得更高的抖动性能。
在系统板内,时钟和数据相互独立,发射和接收端在启动、保持和延迟时间方面的变化对高速率非常关键。因数据和时钟路径中存在不同有源元件而使数据和时钟路径之间出现传播延迟差异,时钟路径之间的接线延迟差异,数据位之间的接线延迟差异,数据和时钟路径之间不同的负载情况,分组长度差异等等,均可能造成上述变化。在规划系统抖动余量时,必须将不同信号路径的变化考虑在内。
当在一段距离上进行传输时,在发射机和接收机中的很多点上存在抖动累积。在发射机物理层实现中,DAC非线性或激光非线性等非线性特性会加重信号失真。在传输介质和接收机中,除了外部乱真源(大多在铜导线中)之外,因不同频率和调制效应而导致的光纤失真、因接收机实现(主要与带宽有关)和时钟提取电路实现而导致的信号相关相位偏离,会加重信号流的抖动。
图5.来自TIE图的MTIE偏差
具体到SDH(同步数字系列)传输,有大量的系统级事件会导致抖动。在将PDH(准同步数字系列)支路映射为SDH帧并通过SDHNE(网络组件)进行传输的典型传输系统中,在PDH支路于SDH的终端多路分配器解映射之前,将在每个中间节点处出现VC(虚拟容器)的重新同步。有间隙的时钟用于将各个支路映射到STM-N帧和从STM-N帧解映射,发出与开销、固定填充和调整位相应的脉冲,因而造成映射抖动。采用调整机会位补偿PDF支路中频率偏移的方法会造成等待时间抖动。还有指针调整机制,用于对来自初始NE的输入VC与本地产生的输出STM-N帧之间的相位波动进行补偿。根据频率偏离,VC在STM-N帧中前后移动。这将使VC提取点看到位流中的突然变化,导致称为指针抖动的类型抖动。所有上述系统级抖动都将加重总的确定性抖动。
尽管所有上述因素都会加重从源到目的地之间信号传播的抖动,标准要求仍然规定在传输点需具有比理论值更低的抖动数值。这样,考虑到时钟倍频、电源变化、电-光-电转换、发射和接收影响以及其他致使实际信号恶化的失真信号的影响,在源处驱动信号的时钟将具有一个相对很低的抖动数值。
抖动对收发器的影响
理想情况下,数字信号是在两个相邻电平转换点的中点进行采样的。抖动之所以会造成误码,是由于相对于理想中点,它改变了信号的边沿转换点。误码可能由于信号流边沿变化太晚(在时间上比理想中点晚0.5UI(单位间隔相当于信号的一个周期))或太早(在时间上比理想中点早0.5UI)所致。当时钟采样边沿在信号流的任何一侧错过0.5UI时,将出现50%的误码概率,假设平均转换密度为0.5。7如果分别知道确定性抖动和随机抖动,可通过上述两个数字和将峰到峰抖动值与均方根抖动值联系在一起的表,来估计误码率。校准抖动,定义为数字信号的最佳采样时刻与从其提取出来的采样时钟之间的短期变化,可以造成上述误码。对于商业应用,源时钟和源发射接口抖动规范将远远低于1UI。
发射接口抖动规范通常与接收端的输入抖动容限相匹配。对于抖动测量回路滤波器截止频率,尤其如此。例如,在SDH系统中,有两种抖动测量带宽,分别规定:一个用于宽带测量滤波器(f1到f4),一个用于高频带测量滤波器(f3到f4)。数值f1指可在线路系统的PLL中使用的输出时钟信号的最窄时钟截止频率。低于此带宽的频率的抖动将通过系统,而较高频率的抖动则被部分吸收。数值f3表示输入时钟捕获电路的带宽。高于此频率的抖动将导致校准抖动。校准抖动造成光功率损失,需要额外光功率以防各种恶化。因此限制发射机端高频带频谱的抖动十分重要。
漂移对收发器的影响
市场上销售的大多数电信接收机都使用了一个缓冲器,以适应线路信号中存在的随机波动。下面框图6详细表示出这一概念。恢复时钟将数据送入富有弹性的缓冲器,而系统时钟则将数据送出到设备的核心部位。
在准同步传输系统中,发射机和接收机工作在相互独立而又极为接近的频率上,fL和Fs分别表示发射机和接收机的频率。当两者之间存在相位或频率差异时,弹性存储会将其消除,否则缓冲器将出现欠载或溢出(取决于差异的幅度和弹性缓冲器的大小),造成一次可控的帧滑动(基本速率传输)或一次位调整(高阶异步多路复用器)。
在准同步应用中,根据可接受的缓冲滑动对频率变化和缓冲器深度进行了标准化。最初的网络主要用于语音传输,在一定的频率门限之下不会造成语音质量下降。ITU-T规范规定该变化为+/-50ppm。但是随着网络开始传送压缩语音、传真格式的数据、视频以及其他种类的媒体应用,对于差错和重传以及刚刚兴起的同步网络,滑动使效率严重下降。
在同步传输系统中,系统时钟通常同步到用于接收更高时钟等级信号的接口的恢复时钟上。恢复时钟和系统时钟之间相位和频率的瞬时和累积差异将被弹性缓冲器吸收,否则将导致弹性存储器溢出/欠载(取决于缓冲器大小和变化的幅度),造成指针调整而延迟或提前帧传输、帧滑动或系统中某处出现位调整。
在同步系统中,所有网络组件工作在同一平均频率,可以通过指针机制消除帧恶化。这些指针机制将提前或延迟有效载荷在传输帧中的位置,从而调整接收和系统时钟中存在的频率和相位变化。SDH收发器中的缓冲器比PDH收发器中的要小,而且对于SDH系统中可能导致的指针移动等不规则性有限制。因此,与PDH系统相比,同步系统的要求更为严格。由于网络发展的历史和不同网络之间的互操作连接,在某些阶段或其他阶段,这些同步网络会通过准同步网络来连接。因此PDH网络的时钟体系结构也要考虑在内。
MTIE提供了时钟相对于已知理想参考时钟的峰值时间变化。在同步传输和交换设备的弹性缓冲器的设计中将用到MTIE值。在弹性存储中,缓冲器填充水平与输入数字信号和本地系统时钟之间的TIE成正比。确保时钟符合有关MTIE的时钟规范,将保证不会超过一定的缓冲器门限。因此,在缓冲器设计中,其大小取决于MTIE的规定极限。
图6,典型传输系统的接收机接口
系统时钟输出相位扰动对收发器的影响
一个时钟的输出相位变化可以通过分析其MTIE信息获得。漂移产生(在自由振荡模式和同步模式中)主要指系统中所用时钟振荡器的长期稳定性,在自由振荡模式中系统的稳定性仅受振荡器的稳定性影响。除了漂移产生之外,输出时钟相位还受到大量系统不规则特性的影响。
特别是对一个系统同步器而言,将参考源从一个不良或恶化参考时钟转换到一个正常参考时钟可能会导致输出相位扰动。传输用高速PLL中使用的传统VCO(压控振荡器)在改变参考时钟时采用了切换电容器组的方法。这种切换转换会对输出时钟造成暂时的相位偏移。采用超低抖动时钟倍频器电路可以解决这个问题。
高性能网络时钟在系统的所有参考时钟都失去时采用一种称为“保持”的机制。这是通过记忆存储技术产生系统最后一个已知良好参考时钟来实现的。进入和退出保持模式可能会对输出造成相位扰动。当处于保持模式中时,由于准确频率的再生不够精确,因此会继续产生输出相位误差。集成电路技术的进步已使保持精度达到了0.01ppb。输入参考时钟恶化和对系统的维护测试(不会导致参考时钟切换)过少,也会造成输出相位扰动。
系统输出扰动是有限的,取决于系统在较低层次可以接受的输入容限。例如,符合G.813选项1的时钟,其相位扰动中所允许的相位斜率和最大相位误差被限制为1μS,最大相位斜率为7.5ppm,两个120ns相位误差段,其余部分的相位斜率为0.05ppm。这些数字对应于G.825标准规定的输入抖动容限,该标准描述了在SDH网络内对抖动和漂移的控制。
当输出相位被扰动时,将相位误差的幅度和速率保持在标准组织所建议的极限之内,可确保在端到端系统中对信号恶化进行妥善处理,从而避免数据损坏或丢失。例如,当系统同步器进行参考时钟切换时,如果输出相位误差位于规范要求之内,同步器就可实现“无间断”参考时钟切换,指示存在缓冲器溢出或欠载,造成指针移动、位调整或滑动。
关键词:LVDS数据传输PCB阻抗匹配
在被称为信息时代的今天,为适应信息化的高速发展,高速处理器、多媒体、虚拟现实以及网络技术对信号的带宽要求越来越大,多信道应用日益普及,所需传送的数据量越来越大,速度越来越快。目前存在的点对点物理层接口如RS-422、RS-485、SCSI以及其它数据传输标准,由于其在速度、噪声/EMI、功耗、成本等方面所固有的限制越来越难以胜任此任务。在转达领域,随着技术的发展,新体制雷达的出现和普及,如DBF体制雷达、相控阵雷达等,所需处理的信号带宽和信号通道数大幅度增加,同样面临着大数据量的传输问题。因此采用新的技术解决I/O接口总是成为必然趋势,LVDS这种高速低功耗接口标准为解决这一瓶颈问题提供了可能。目前LVDS技术在通信领域的应用日益普及,本文结合雷达中的数据传输特点介绍LVDS技术,分析LVDS技术在雷达中的应用前景。
1LVDS技术介绍
LVDS(LOWVOLTAGEDIFFERENTIALSIGNALING)是一种小振幅差分信号技术,使用非常低的幅度信号(约350mV)通过一对差分PCB走线或平衡电缆传输数据。它允许单个信道传输速率达到每秒数百兆比特,其特有的低振幅及恒流源模式驱动只产生极低的噪声,消耗非常小的功率。同时,LVDS也是对高速/低功耗数据传输的一个多任务接口标准,在ANSI/TIA/EIA-644-1995标准中被标准化。
1.1LVDS工作原理
图1为LVDS的原理简图,其驱动器由一个恒流源(通常为3.5mA)驱动一对差分信号线组成。在接收端有一个高的直流输入阻抗(几乎不会消耗电流),所以几乎全部的驱动电流将流经100Ω的终端电阻在接收器输入端产生约350mV的电压。当驱动状态反转时,流经电阻的电流方向改变,于是在接收端产生一个有效的"0"或"1"逻辑状态。
1.2LVDS技术的特点
LVDS技术之所以能够解决目前物理层接口的瓶颈,正是由于其在速度、噪声/EMI、功耗、成本等方面的优点。
1.2.1高速传输能力
LVDS技术的恒流源模式低摆幅输出意味着LVDS能高速驱动,例如:对于点到点的连接,传输速率可达800Mbps;对于多点互连FR4背板,十块卡作为负载插入总线,传输速率可达400Mbps。
1.2.2低噪声/低电磁干扰
LVDS信号是低摆幅的差分信号。众所周知,差分数据传输方式比单线数据传输对共模输入噪声有更强的抵抗能力,在两条差分信号线上电流以方向及电压振幅相反,噪声以共模方式同时耦合到两条线上。而接收端只关心两信号的差值,于是噪声被抵消。由于两条信号线周围的电磁场也相互抵消,故比单线信号传输电磁辐射小得多。而且,恒流源驱动模式不易产生振铃和切换尖锋信号,进一步降低了噪声。
1.2.3低功耗
(1)LVDS器件是用CMOS工艺实现的,这就提供了低的静态功耗;
(2)负载(100Ω终端电阻)的功耗仅为1.2mW;
(3)恒流源模式驱动设计降低系统功耗,并极大地降低了Icc的频率成分对功耗的影响。与其相比,TTL/CMOS收发器的动态功耗相对频率呈指数上升。
1.2.4节省成本
(1)经济的COMS工艺实现技术;
(2)低成本实现高性能,对电缆、连接器和PCB材料无荷刻要求;
(3)低能耗;
(4)TTL/CMOS信号能被串行或混合到单个LVDS通道,减少板面、层数、接插件和电缆。
另外,由于是低摆幅差分信号技术,其驱动和接收不依赖于供电电压,如5V;因此,LVDS能比较容易应用于低电压系统中,如3.3V甚至2.5V,保持同样的信号电平和性能。LVDS也易于匹配终端。无论其传输介质是电缆还是PCB走线,都必须与终端匹配,以减少不希望的电磁辐射,提供最佳的信号质量。通常一个尽可能靠近接收输入端的100Ω终端电阻跨在差分线上即可提供良好的匹配。目前LVDS技术在传输距离上其局限性,一般应用在20m以上。
2LVDS的典型结构和常用产品
目前LVDS产品主要有美国国家半导体公司全系列的LVDS产品和德州仪器半导体司的LVDS产品系列。美国国家半导体公司这方面更具优势,其产品主要有四种典型结构,是目前数据传输和交换常用的四种方式。
2.1典型结构
(1)点到点结构。基本的发展和接收结构,用于两点间固定方向信号传输;
(2)点到多点结构。广播式总线结构连接多个接收端到一个发送端,常用于数据分配;
(3)多点到多点结构。多点互连总线使点到点之间互连降到最少,同时提供双向,半双工通讯能力,在同一时间,只能有一个发送器工作;
(4)矩阵开关结构。通常应用于需要非常高的信号交换通路的系统中,实现全双工通信。
2.2常用产品
对应点到点或点到多点结构,有LVDS线路驱动/接收器和LVDS串行/解串器(Channellink)系列产品。对于多通道、宽带、大动态的数据传输,LVDS串行/解串器将是很好的解决方案。雷达系统中,分系统之间的数据传输,分系统内通过背板的数据传输应用LVDS串行/解串器将大大减少电缆、接插件以及PCB背板的复杂度。这种产品在雷达系统中有很好的应用前景。
(2)对应点对多点或多点到多点结构的应用,BusLVDS技术能最好地适应这些应用。BusLVDSjLVDS线路驱动/接收器系列的扩展,为多点应用场合而设计,这时总线两端都终接电阻。BusLVDS驱动器提供约10mA的输出电流,因而能被用于重负载的背板上,那里的等效阻抗低于100Ω,这里驱动器会有30~50Ω范围的负载。在一些大的数据通信系统中,要构造大的高速背板,LVDS技术是最理想的解决方案。
3LVDS的应用
了解LVDS技术的特性后,下面的问题就是如何在设计中应用好LVDS产品充分发挥其技术优点,优化系统设计。这里结合华东电子所某型号雷达系统中LVDS技术的应用来阐述用LVDS做设计的一些原则和技巧。
由于在系统中有几十路接收通道和数字中频接收机,数据线近500路。如应用传统的TTL/CMOS信号用双绞线并行传输,则需近千根导线,势必造成系统和背板都很复杂,其噪声/EMI性能的保证令设计者头痛,功耗也将很大。于是笔者在系统设计中应用了LVDS串行/解串器技术(Channellink产品),将数据线压缩到几十对差分线,完成了数据传输,并在多种型号雷达中成功应用。在选定了产品后,用好LVDS技术关键就在于PCB板的设计。PCB布线总的原则是:阻抗匹配是非常重要的,差分阻抗的不匹配会产生反射,会减弱信号并增加共模噪声,线路上的共模噪声将得不到差分线路磁场抵消的好处而产生电磁辐射。所以要尽量在信号离开IC后控制差分阻抗的走向,尽力保持尾端<12mm。
3.1PCB板差分布线的设计
侧耦合的微带线、侧耦合的带状线、宽边的带状线都可作为很好的差分线。根据实际情况,应用中选择了侧耦合的微带线,示意如图2。
布线中注意了以下几点:
(1)应用微波传输线理论设计差分阻抗Zdiff或利用以下方程设计:
其中Z0为微带线的特性阻抗;
(2)所布的差分线对一离开IC就尽早尽可能靠近在一起走线,布线越近磁场的抵消就越好,有助于消除反射并保证噪声以共模方式耦合。也即图2中的S越小越好。
(3)对于差分布线不要依赖于自动布线功能,要匹配一对差分线的长度,确保各组差分线间的间隔;并使线上过孔最少;
(4)避免90°转弯(以防造成阻抗不连续),用弧线或45°斜线代替。
3.2PCB板的设计
(1)至少用4层PCB板,将LVDS信号、地、电源、TTL信号分层布局。在实现设计中采用了8层板以尽量满足要求;
(2)将陡的CMOS/TTL信号与LVDS信号隔离,最好能布在不同层上,并用电源和地层隔开;
(3)保持发送器和接收器尽可能靠近接插件,连线长度愈短愈好(<1.5英寸),以保证板上噪声不会被带到差分线上,而且避免电路板及电缆线间的交叉EMI干扰;
(4)旁路每个LVDS器件,分布式散装电容或表贴电容放在尽量靠近电源和地线引脚处;
(5)电源和地线应用宽的布线(低阻抗),并保持地线PCB回路短而宽;
(6)终端负载用100Ω(误差<2%)表贴电阻靠近接收器输入端来匹配传输线的差分阻抗,终端电阻到接收器输入端的距离应小于7mm;
(7)将所有空闲引脚开路(悬空)。
3.3电缆和接插件的选择
应用中选择了双绞线平衡电缆,并在外层加屏蔽;接插件选择标准连接器,在连接器上差分信号通常连接在一行中靠近的两个连接脚上,示意如图3所示。
总之,应用LVDS技术在系统设计之前,应优先考虑以下几点:
(1)必须优先考虑电源和地在系统中的分布;
(2)考虑传输线的结构及其布局布线;
一、通信工程传输技术的重要性
可以满足不同用户对多种信息及多项业务的信息及时输送要求,大大提高了信息传输的效率。而且整个传输过程仅靠一台终端就可以完成,分散的边际用户也可以随时介入到传输网络中来,降低了光缆芯数的占用率。再加上通信工程传输相关的设备体积小、耗材少,有的仅有手掌般大小,极大的节约了信息传输成本。另外,随着通讯技术的发展,通讯工程传输设备的功能也在不断强化,很多设备增加了远端监控功能,减少了机房的建设量,提高了工程进度,降低了投资成本,因而得到了广泛的应用。正是基于通讯工程传输技术的强大功能,运营商们利用传输设备的以太网信号传送和业务接入功能开发出很多信息业务类型,例如我们熟悉的ADSL宽带的接入和IP电话等业务等。同时通信设备制造商也在不断的加大投资力度,不断扩容站点设备,来增加通信网络的覆盖面,从而大大提高了通讯工程事业的发展。
二、通信工程传输技术的具体应用
以往的通信工程技术功能比较简单,只能用于信息或信号的传输,应用范围比较局限。随着通讯工程技术的发展,通信产品的一体化进程在加快,我们可以将更多的功能集中在一台设备上,大大提高了信息传送的便捷性,因此其应用范围得打了极大的拓展。下面,我们从长途干线传输和本地骨干传输两方面对通信传输技术的应用进行了探讨。
2.1通信工程传输技术在长途干线传输中的应用
通信工程传输技术在长途干线传输中发挥着重要作用。同步数字信息通讯拥有强大的网络管理系统、灵活的电路以及同步复用能力,是通信传输技术应用最为普遍的。同步数字技术在技术应用、设备功能、结构等级以及传输结构等方面都有成熟的标准,大大提高了长途干线的管理性能和经济效益。同步数字体系不仅与目前所有的网络兼容,而且还可以容纳新的业务信号,实现了通信信息传输的高效和灵活化。后台的工作人员可以及时跟踪同步数字体系中的信息传输过程,实现了传输信号的无盲区覆盖,提高了长途干线的网络建设效果,受到很多用户的一致好评。但同时我们也发现,由于同步数字体系采用电域复用技术,使其只能处理临近用户的信号,在长途干线运输过程中,由于相隔距离较远,在信息传输过程中,同步数字传输体系的性能会开始减弱,降低了传输效果。为了解决该问题,一来可以提高传输的网络容量;二来可以结合密集波分复用技术,密集波分复用技术可以在一定程度上提升光纤频率带宽的利用率,可以实现长距离的大容量信息传输。密集波分复用技术与同步数字体系的有机结合可以实现传输容量的几十倍的增容,保证了传输的效果。但随着宽带业务的发展,对信息传输稳定性和便捷性的要求越来越高,运营商们应该不断创新和发展传输技术,将发展自动交换光网络(ASON)设备等作为未来发展的主要方向。
2.2通信工程传输技术在本地传输网络中的应用
本地传输网基本上都在城市的重点区域或者中心地带密集,与长途干线传输网络有所区别,本地骨干传输网络的容量相对较小,在利用光纤资源时比较局限,一般只能从管道内进行传输,这不仅是通信工程的设计问题,更是通信工程传输部门需要面对的难题。根据经验,在通讯信息传播中利用密集波分复用性价比较高,可以将光纤资源最大化的加以利用,而且在系统升级、管理、维护方面都有优势。应用密集型光波复用系统过程中,通过技术人员的技术扩展,能够有效降低经济成本,从而丰富其支持种类,满足社会公众的通信需求。传送数据业务时应用密集型光波复用技术,对于光纤技术、骨干层管道资源比较欠缺的传输网络非常必要。网络投入运行后,故障维护人员要以实时监控网络运行为重点,不断更新原有的维护方法,确保维护好网络,同时提出各种网络优化需求。
三、结语
总之,随着我国信息化进程的加快,我国通讯工程取得了跨越式发展,现代社会生产和生活对信息的需求越来越高,给通讯工程传输提出了压力和挑战。这就需要我们不断加强传输技术在通信工程中的应用,促进通信工程系统的优化,实现通信行业更加完善的发展。
作者:纪义鹏 单位:沈阳铁道勘察设计院有限公司
摘要的主要内容:
说明本课题的目的、意义、研究范围及要达到的技术要求;
简述本课题在国内外的发展概况及存在的问题;
说明本课题的指导思想;
阐述本课题应解决的主要问题。
论文摘要虽然要反映以上内容,但它是论文的缩影,文字要简练、明确,因此,论文摘要不要列举例证,不讲研究过程,不用图表,也不要作自我评价。
需要用中、英文两种形式书写。
摘要的长度一般1-2段,在文字量上以300字左右为宜。
摘要写作方法
1.1常见问题
研究生毕业论文,尤其是硕士毕业论文,摘要一般都要500字以上。按照《读者》杂志每千字稿费150元计,这毕业论文的摘要怎么也值75块钱。可是实际上,很多论文的摘要都只能算是“赔钱货”。
这些“赔钱货”大多是这样的:
通篇都是“为啥要做论文所述工作”,写得像懒婆娘的裹脚布,又臭又长;至于到底做了啥,根本不提或者只有几句;
像“领导发言稿”:“在XXX的英明决策下,我充分发挥了X员的主观能动性,......,克服万难,完成了本系统的分析、设计、实现和测试,运行效果良好,得到了上级领导的表扬”
像“科普文章”:“本文利用了J2EE技术,这是由Sun公司(现在已经被Oracle收购)创建的一种企业信息化开发技术,并且使用IBMWebSphere作为容器,构建了可以扩展的体系结构。J2EE是一种跨平台技术,能够一次编写,多次运行......”
1.2摘要的目的
大论文摘要,是对毕业论文主要内容的概括叙述,使得读者能够仅仅依据摘要,即可了解作者的研究目标、研究方法和手段。
所以,在撰写大论文摘要时,要不时地问自己:
读者知道我要做什么吗?----------------------doWHAT?
读者知道我是怎么做的吗?---------------------HOWtodo?
1.3摘要的结构
对于计算机/通信领域的硕士毕业论文来说,论文摘要的结构大致可分为3个部分,其中1、2两个部分所占篇幅不超过摘要的50%,第3部分所占篇幅不少于摘要的50%:
1.3.1第一部分.论文工作的背景
i.论文的来源,可能包括:来源于何种项目、何种部门?由谁实施
ii.论文工作实施所要达到的目标,可能包括:要解决什么问题?要达到什么样的效果?
1.3.2第二部分.论文工作所使用的技术方法
i.论文使用了哪些技术?只需简单罗列即可。
ii.论文遇到了/解决了哪些技术问题及困难?
1.3.3第三部分.论文工作的具体内容
i.如果是软件开发项目,则按照需求分析、[架构/方案设计]、概要/详细设计、[实现]、[测试]、部署实施(注:中括号中的内容可选)的次序说明所做工作;
ii.说明分析设计的结果,要列出结果的内容。例如“分析了XX局资产管理系统的需求,其中功能需求包括资产录入、资产核对、资产报废等,对性能需求、可靠性需求和安全需求做了描述;”,“设计了系统方案,其中包括利用EJB实现5个功能模块、以基于XML的数据交换协议对外提供数据交换接口、利用开源数据库MySQL存储资产信息;”,“设计了5个功能模块,主要包括资产录入界面、资产管理模块、数据库封装模块、......”
iii.说明实现的步骤方法。例如“利用jQuery、JSP实现了基于web的界面,利用EJB实现了5个功能模块的业务逻辑、利用iBatis实现了数据库读写,......”
iv.说明测试的内容。例如“设计了15个测试用例,测试了系统的5项功能、数据库访问性能以及系统安全性,其中5项功能测试均已通过,1项性能测试无法满足要求,需要改进”
v.说明部署实施的内容。例如“本系统在xx市政务系统中部署运行”。【特别注意】在这一部分,绝对不能对自己的工作做任何评价。评价你的论文工作的水平,是论文评审专家、答辩委员会、论文的读者才能做的,你自己是没有资格评价自己的论文的。例如:“该系统的需求分析和系统设计符合xx业务平台维护管理实际需要,获得公司内部各级相关人员的一致认可,同时也为今后的xx系统建设提供了一个可参考和借鉴的模式”这类文字是绝对不能出现在摘要以及论文正文中的。
1.4摘要的段落
一般情况下,大论文的摘要分成三段,分别对应上一节“摘要的结构”中1、2、3三个部分,也就是俗称的“摘要三段论”。过多或者过少均不合适。
下述例子的主要问题是:
1.段落划分不合理;
2.起承转合僵硬,不符合中文行文习惯。
【错误的例子】
摘要
近些年来有线数字电视出现了新的发展趋势,基于双向传输网络的互动电视成为引领新时代电视业发展的新潮流,有线数字互动电视系统广泛采用了IP技术进行传输并能够为用户提供点播、直播、回看和各种增值业务,使用户在家中就可以享受各种各样定制化服务。作为互动电视这个新型庞大系统的运营商来说,如何能够有效针对网络中传输的各种码流进行统一监测就成为一个很有价值的研究课题,因为各种点播业务发生的时间随机,充满了不确定性,如何实时地掌握各个链路的流分组的状态和发现问题时准确的定位发生问题的节点正是本论文所要研究的重点。
本文使用了J2EE技术、Flex技术、C++语言等技术设计并实现了一个可以对整个网络的TSoverIP流进行检测管理的系统。
首先对整个码流监测系统的需求进行了分析,其中功能需求包括MonitorServer管理平台和DataCollector数据处理程序两部分,还以示意图的形式给出了系统的界面需求。
在系统设计部分对码流监测系统的总体架构进行了设计,对系统数据库的表和字段进行了详细设计,并列举出相关字段含义。然后分别对MonitorServer的实时监测模块、查询统计模块和业务配置模块,DataCollector的调度模块、配置模块、HTTP长连接模块、HTTP短连接模块、汇聚模块和入库模块进行了详细设计,包括处理流程和相关类的设计等。章节的最后介绍了各个子模块之间的通信协议的设计,整个协议是基于XML实现的。
在系统的实现章节中,本文给出了部分核心模块的算法设计和代码实现,并以文字的方式阐述了相关调用过程。
接下来的章节阐述了整个系统的部署环境和最终的运行结果,展示了最终的用户界面。
最后,对本文和作者在课题期间的工作成果进行了总结,并提出了进一步的改进方向。
【正确的例子】
摘要
近些年来有线数字电视出现了新的发展趋势,基于双向传输网络的互动电视成为引领新时代电视业发展的新潮流,有线数字互动电视系统广泛采用了IP技术进行传输并能够为用户提供点播、直播、回看和各种增值业务,使用户在家中就可以享受各种各样定制化服务。作为互动电视这个新型庞大系统的运营商来说,如何能够有效针对网络中传输的各种码流进行统一监测就成为一个很有价值的研究课题,因为各种点播业务发生的时间随机,充满了不确定性,如何实时地掌握各个链路的流分组的状态和发现问题时准确的定位发生问题的节点正是本论文所要研究的重点。
本文使用了J2EE技术、Flex技术、C++语言等技术设计并实现了一个可以对整个网络的TSoverIP流进行检测管理的系统。
首先对整个码流监测系统的需求进行了分析,其中功能需求包括MonitorServer管理平台和DataCollector数据处理程序两部分,还以示意图的形式给出了系统的界面需求。基于前述需求分析,设计了码流监测系统的总体架构,详细说明了系统数据库的表和字段并列举出相关字段含义;分别对MonitorServer的实时监测模块、查询统计模块和业务配置模块,DataCollector的调度模块、配置模块、HTTP长连接模块、HTTP短连接模块、汇聚模块和入库模块进行了详细设计,包括处理流程和相关类的设计等;此外,介绍了各个子模块之间的通信协议的设计,整个协议是基于XML实现的。在系统的实现章节中,本文给出了部分核心模块的算法设计和代码实现,并以文字的方式阐述了相关调用过程。继而,在随后的章节阐述了整个系统的部署环境和最终的运行结果,展示了最终的用户界面。最后,对本文和作者在课题期间的工作成果进行了总结,并提出了进一步的改进方向。
1.5英文摘要
英文摘要绝对不允许使用GoogleTranslate直接翻译中文摘要。这种翻译出来的摘要,是不可能被导师或者匿名评审专家通过的。
英文摘要不必全部直译。只要中文摘要中主要的流程、方法、结论、成果保持直译,其它内容采用意译的方式也无不可。
英文摘要不要使用长句。中文摘要的长句,完全可以通过意译,或者句子切分,翻译为英文短句。摘要写作过程中,要注意连词的使用。
英文摘要写不好,说明工程硕士阶段的英语水平不过关,是未达到工程硕士毕业要求的。以下的示例,几乎每个句子都有语法错误,到处充斥着不知所云的词汇,是绝对不会被通过的。
论文导读:网络整改上花大力气严把工艺流程关。有线电视主要是接头工程。网络整改,县级有线电视网络整改。
关键词:有线电视,网络整改
三网融合启动在即,作为省网络公司下县级分公司,无论是网络传输水平还是用户规模与电信部门相比都有相当的差距,而数字用户的整转数量还很小。数字电视整体转换工作的启动与逐步实施,进行数字化网络改造工作已成为各网络公司工作的重中之重。只有一个科学的,先进,的合理的有线网络才可以完成数字电视以及综合数据业务信号的传输。即要使网络更可靠稳定,能支撑将来的多功能业务,又要根据公司的经济实力,依靠当前运行的网络进行整改,逐步达到双向传输的要求,实现广播电视业务和交互业务。
我们县是一个人口不到三十万的小县,拥有有线用户三万户。我们的有线网络分城区和农村两部分。城区网络采用光纤同轴混合网,是一个以前端为中心、光纤延伸到小区并以光节点为终点的光纤星形布局,同时,以一个星树型同轴电缆网络从光节点延伸覆盖用户。网络拓扑是一个星一树形结构。主城区建有地埋管道,实现了光缆入地,老城区采用电力杆路架空。分区布局光节点,共22个。农村是租借联通光纤,依托联通机房,杆路建设的光纤同轴混合网。对城区网络采用的是模数混传,85-550mhz为87-550mhz为普通广播电视业务,安排36个频道的模拟电视节目。550-750mhz为下行数字通信信道,用于传输数字广播电视,采用qpsk调制。远远满足不了人们的精神文化需要。
我们在2005年进行了网络升级,更换了所有的线路器材,实现了光缆入地以及光节点的重新规划。但只是采用前端是普通光发,单个光纤单向传输模数混合信号。每个光点覆盖500用户,延长放大器的级联2至四级,电缆网是750的单向放大器,和分支分配器构成的星树形拓扑结构覆盖用户。而hfc接入网,真正实现信号的双向传输,是采用空分复用,频分复用和时分复用技术。在器材使用上,不仅在前端构建数字信号源,前端cmts,反向回传光发,双向放大器和用户端的cable mode。在从光节点至前端(或骨干网的分前端)的光纤传输链路中,上下行信号采用空分复用,即上下信号分别使用不同的光纤传输。为确保信号安全稳定传输,每个光点的光纤数量至少应为4至8根。从光节点到用户的电缆网中,上下行信号采用频分复用,合理规划频道,充分利用资源。5-65为上行通道,87-1000为下行通道。博士论文,网络整改。数据传输采用时分复用。博士论文,网络整改。在hfc的网络中,反向通道的汇集噪声是影响双向数据传输的主要问题。解决的办法主要是每个光接点严格控制在300户以内,且放大器级连不超过三级。
在充分调查研究的基础上,我认为网络改造必须根据公司的总体规划,分批分片分主次,轻重缓急进行从而达到整改目的。对线路长用户多的片点,要重新规划设计,光节点。特别是楼群加设光站,保证用户容量低于500户,延长放大器最多为3级。根据网络改造的实际情况,原有的网络质量可以,进行整理,使其更合理、更可靠。如果网络质量确实达不到要求,线路又老化严重的话,我们就进行更换,以达到网络的需要。因为资金的关系,可以暂不进行双向设备的更替,主要进线路的整改升级。如果说良好的设计是网络可靠的关键,那么,施工工艺则是网络可靠的保证。网络整改上花大力气严把工艺流程关,有线电视主要是接头工程,光缆的熔接,接线盒的挂放倒要做到规范,做好防水和防雷工作。以及选用优质的线缆器材。保证改造一处,信号达标一处。设计,施工,验收要分步进行,根据技术规范严格实施。
农村是一个大的市场,我们在改造城区的同时积蓄能量,就是攒钱,加大投入建设自己的路由,同网通合作,除技术束缚自己进行新业务的开展,如宽带,电话等,因他的光纤老化,故障频发,停信号的次数频发。博士论文,网络整改。博士论文,网络整改。受人家机房位置影响,农村干线五级以上的村有20多个,信号质量随着电缆的老化也一步一步恶化,CSO,CTO指标严重恶化,电的不同步问题至今困扰这我们的维护人员。博士论文,网络整改。基于现状,建立自己的HFC农网显得犹为重要,目标,主干线采用星型结构到乡镇,分支树形到村,保证大村1或2个光点,小村一个光点,每个光点四芯,1550光主线传输,1330分支,最远处1550二此放大。博士论文,网络整改。路由以公路为坐标,架设线杆,架空钢绳,每公里造价2万元。供电采用集中供电,中心乡镇建设机房,UPS 不间断电源保证信号的畅通。机房处一定要做好地线防雷接地。每个光点采用室外接收机,减少了电缆的使用,提高了信号质量也节省了电费,符合光进铜退的时展。对农村用户来说,提高收视费可能很难,增加节目后,可以适当提高一点。同时降低工程费,达到与非法卫星天线抢夺用户的优势,一优良的服务,及清晰的电视节目,使用户自动的缴费,以达到事业发展的目的。在管理上,进一步加大奖罚力度,保证一线人员的工资待遇,付出同回报成正比,使人们气顺工作干劲高。
有线电视数字化是大势所趋,进行双向网络改造,是实现信息化的必备条件,HFTT+LAN模式是近几年各地成功的经验,我们的目标是不仅是让用户观看丰富多彩的电视节目,而且实现信息互动,冲浪上网等多彩的内容。我相信,在我们广大县级有线电视工作者的努力工作下,一定会建设一个优良的,科学的,先进的数字化网络。
【关键词】互联网技术电力保护通信系统设计
随着电力工业及互联网技术的迅速发展,电力企业对线路的保护也提出了越来越高的要求。通信系统作为高频保护的一种重要的组成部分被要求具有更高的可依赖性、安全性及快捷性。同时,通信技术越来越发达,特别是光纤通信的日益普及为数字保护通信系统的发展提供了强有力的动力。
一、电力保护通信系统的概述
随着人力资本成本的不断提高,电力系统变电所逐步开展和普及无人值班的运作方式。所以传输各类信息的远动通道便成为了解和控制变电所运行状况的唯一窗口。因此,通道的建设、保持及维护成了工作的重点及难点。一般来说,远动通道分为接收变电所各类信息的“上行”通道和下发各类控制信息的“下行”通道这两种通道。上行通道一般可以直接通过主站显示屏的画面查看其运行情况,而对传输遥控命令的下行通道,至今所有的调度自动化系统、厂站端的RTU或变电站综合自动化装置均不具备对下行通道的检测功能,这严重影响着整个电力系统的运行安全[1]。基于此为了提高电力系统运行的安全性,对线路保护提出了更高的要求。而作为线路保护重要组成部分的远方保护信号设备的安全性、可靠性及快速性必须要可以保证。
二、电力保护通信系统的运用现状及趋势分析
2.1电力保护通信系统的运用现状分析
目前,我国电力保护通信系统的运用主要集中在一些大型的电力企业中,而对于小型的发电企业则很少使用,造成这种现象的原因是多方面的。首先,对于一些小型的电力企业来说采用电力保护通信系统的必要性比较弱。其次,系统的运行对人才与资金的要求比较高,小型电力企业不具有具备专业知识的系统建设及维护的专业技术人员。就目前我国电网中运行的远方保护信号设备而言,大部分的电力企业采用的都是模拟系统,这个系统主要包括使用电力线为载体的保护专用收发信机和电力线音频复用通信系统两个部分[2]。
2.2电力保护通信系统的运用趋势分析
随着互联网技术的不断发展,数字保护通信系统必然代表保护信号设备的发展方向。原因主要体现在以下几个方面。第一,数字保护通信系统符合全球数字化的潮流,第二,数字系统抗干扰的能力强,第三,数字设备可靠性比较高,调试和维护非常方便,从长远来看,可以降低使用成本。第四,数字设备可以提供良好的人机界面。
三、复用式数字保护通信系统的设计分析
通过上面的分析可以看出复用式数字保护通信系统必然代表保护信号设备成为未来的发展方向。在电网改造中SDH、ATM等新的光纤通信技术在电力系统通信中都得到了普遍应用,这无疑可以看出复用式数字保护通信系统的运用潜力[3],同时电网改造也给复用式数字保护通信系统的运用提供了前所未有的发展机遇。现在高电压等级的变电站的保护信号通信设备首选是数字保护通信设备,而且实现的方式主要是将保护信号复用到SDH通信设备的时隙中,利用SDH设备的快速自愈性能进一步提高保护信号通信的可靠性[4]。基于此论文对复用式数字保护通信系统进行一个系统的设计。为了提高系统的整体性能,这套系统设计方案采用了特别的纠错编码解码方案,同时结合采用一些比较先进的技术设备,比如高速CPU、CPLD和流行的Windows人机界面等。这些都可以很大程度上提高设备的可靠性,使调试、维护和使用过程更加方便安全。复用式数字保护通信系统以具有自愈功能的SDH环状网为核心,提供行政电话、调度电话、远动数据和保护命令的全方位接入和传输。
四、结语
通过论文的分析可以看出数字保护通信系统必然代表保护信号设备的发展方向,这种数字保护通信系统不仅可以提高系统的整体性能,还可以提供行政电话、调度电话、远动数据和保护命令的全方位接入和传输,在实际运用中值得推广。最后,希望论文的研究为相关工作者及研究人员提供一些参考与借鉴价值。
参考文献
[1]吴玲燕.广域保护通信系统可靠性及其路由选择研究[D].重庆:重庆大学,2011
关键词:太赫兹,折射率,吸收系数,介电常数
引言
近年来,随着人们在太赫兹波技术上取得了一系列进展,全世界范围内已经形成了一个太赫兹科学技术的研究热潮,然而低损耗、低色散的长距离传输太赫兹波,仍是研究人员面临的一项困难的工作[1-2]。聚合物在太赫兹波段吸收较少,制作材料价钱便宜等优点,使得聚合物材料成为了制作波导的理想选择[3]。
本文选取聚乙烯和聚丙烯两种聚合物材料,对它们在太赫兹波段的吸收系数进行了测试和分析,得到了聚乙烯和聚丙烯在0.23~0.375THz频段范围内的光学特性。研究表明,在太赫兹频段下,聚合物材料具有损耗低、色散小的优异特性。实验结果表明聚乙烯的最小吸收系数为2.8879×10-4cm-1,聚丙烯的最小吸收系数为3.7516×10-4cm-1。
一. 实验材料和测试结果
在本次实验中,选取两段不同长度的聚乙烯样品,分别为样品1:L1=20.40mm,D=21.58mm;样品2:L2=40.14mm,D=21.58mm;选取两段不同长度的聚乙烯样品,分别为:样品3:L3=20.28mm,D=15.58mm;样品4:L4=40.22mm,D=15.58mm。论文写作,折射率。根据实验所得的数据,得到这四份样品的参考谱和测试谱如下:
图1无样品的太赫兹波参考谱与样品1和样品2的测试谱
从上图中可以看出,样品1的频域波形相对于参考频域波形的振幅出现了一定程度的衰减,这是由于样品1对太赫兹波的吸收造成的。其中,频率在8.7cm-1与8.9cm-1附近时,样品1对太赫兹波的吸收较其他的频率点来说明显要多一点。论文写作,折射率。论文写作,折射率。样品2对太赫兹波也产生了一定程度吸收。论文写作,折射率。其中,当频率在8.7cm-1与8.8cm-1附近时,样品2对太赫兹波的吸收较其他频率点来说要多一些。论文写作,折射率。
图2 无样品的太赫兹波参考谱与样品3和样品4的测试谱
从上图中可以看出,样品3和样品4也对太赫兹波产生了一定吸收,当频率在8.4cm-1与8.7cm-1附近时,样品3对太赫兹波吸收最大。频率在8.7cm-1和-8.8cm-1附近时,样品4对太赫兹波的吸收最为明显。四份样品的吸收系数k如图3所示。样品 1 吸收系数变化范围从2.1102×10-4cm-1到3.109×10-4cm-1;样品 2 吸收系数变化范围从1.89×10-4cm-1到2.888×10-4cm-1;样品 3 吸收系数变化范围从8.89×10-4cm-1到3.7516×10-4cm-1;样品 4 吸收系数变化范围从1.3073×10-4cm-1到4.15309×10-4cm-1。论文写作,折射率。
图3 太赫兹波段样品 1 至样品 4 的吸收系数k
二. 总结
研究结果表明聚乙烯和聚丙烯这两种材料的吸收系数均较小,对太赫兹波的吸收都较小。聚乙烯和聚丙烯这两种聚合物材料将成为潜在的太赫兹波波导最佳候选材料。
致谢
作者非常感谢李博士在实验测试方面给以的技术支持!
参考文献
[1]许景周,张希成.太赫兹科学技术和应用.北京.北京大学出版社,2007.
[2]R.W.McGowan, G.Gallot, D.Grischkowsky, etal.Propagation of Ultrawideband Short Pulses of Reraherba Radiation ThroughSubmillimeter-diameter Circular Waveguides. Opt. Lett.1999. 24(20)1431-1433.
[3]G.Gallot, S.P.Jamsion, R.W.McGowan et al. THzWaveguides. Opt. Soc. Am. B. 2000. 17(5). 851-863.
关键词:云台;无线传输,Mini2440;局域网
中图分类号:TP277
目前在视频传输系统领域中,有线视频系统应用广泛,但有很多缺点,只适用于小范围的区域。尤其对于一些特殊的勘探场合,很难布线,因此有线视频传输系统受物理布线的限制无法实现。无线视频传输系统却不受限制,可以克服有线视频传输系统的缺点。同时随着自动化,通信技术的飞速发展,一种以嵌入式系统为主要处理手段的视频无线传输系统的实现已经成为可能。
随着信息技术的发展,市场上出现很多基于嵌入式的有线和无线两种视频传输系统。它们有很多突出的优点:系统提供良好的用户接口,设置了用户权限,只有有权限的用户才能操作或控制该系统;可以用手机浏览网页的方式查看实时视频画面。因此基于嵌入式技术的网络视频传输系统将有很好的发展空间。
1 云台控制视频无线传输系统的硬件结构
设计的系统由两个大模块组合而成:一个是控制摄像头捕捉足够大的视频画面的云台控制器,此部分的设计是本论文的重点;另一个是基于Mini2440开发板的视频无线传输模块,此部分是实现整个系统功能的一个重要辅助工具,也是本系统以后发展、延伸的部分。基于云台的视频无线传输系统中硬件是实现整个系统功能的关键,由以下几个部分构成:云台控制器、视频采集模块、mini2440微处理器、无线传输模块,GSM开关、手机终端模块。
1.1 云台控制器。云台控制器是基于STC12C5A60S2 单片机设计的一个机体结构,通过单片机控制X轴和Y轴方向的两个舵机,一个是X轴方向的旋转,通过延时程序的设置可以以任意速度旋转;Y轴方向的舵机可分三个档位,当X轴舵机旋转一个来回时Y轴方向的舵机才旋转一个档位,如此周而复始地旋转,当X轴旋转6个来回时Y轴舵机的三个档位才能循环一次,如此的程序设计是为了云台上的摄像头能扫描到足够大的视频画面。
1.2 mini2440微处理器。Mini2440是性价比较高的一款开发板。因采用了稳定性特别强的电源芯片供电,再加上专业的复位电路,使得整体的电路板运行非常稳定。其PCB是采用先进的四层板制板技术,布线合理,整个电路板的信号流非常流畅、完整,符合电路信号原理,而且具有很多先进性,支持基本的操作系统,不仅具有极强的视频图像处理功能,还有丰富的硬件资源。
1.3 视频采集模块。数字摄像头可以直接捕捉视频图像,然后传送到计算机里储存或进一步的处理。本文涉及到视频采集模块是一款USB摄像头。
1.4 无线传输模块。本次设计是通过网页浏览的方式将摄像头捕捉到的视频图像经过友善之臂开发板进行处理后经过一个由路由器组建的局域网内实现视频数据无线传输。在本次设计中选择TP-LINK无线路由器作为无线传输模块来搭建本次设计所用到的一个局域网。TP-LINK无线路由器有很多优点,适合于本次设计的视频数据传输要求。
1.5 GSM开关。整个系统中控制摄像头扫描范围的云台控制器是通过单片机控制两个平面的舵机转角来实现摄像头的画面捕捉范围的。云台控制器耗电量比较大,而且长时间运行会缩短舵机的寿命,所以需要一种开关来控制云台控制器的开通与关断,所以对一个GSM开关进行了改装,从而实现了在任何一个位置,任何一个时间都可以控制云台控制器的开通与关断。查看视频画面扫不到的范围时才打开云台控制器运行,否则就关掉,这样不仅节省电能,还能做到延长云台控制器的寿命。
2 云台控制器的设计
2.1 云台机体设计。云台是为了能使其上面搭载的摄像头扫描到的范围更广泛而设计的。它的机械结构一般有两个自由度即可,一般是指在水平方向即X轴和垂直方向即Y轴即可满足要求。
2.2 云台控制电路的设计。云台电路结构如下图1所示,本次云台共用2路舵机,但考虑到某些端口发生故障而影响研究进程,再考虑到节约资源,避免浪费,此主控板可以对以后的扩展有所帮助,所以我预留了20个接口,主控板共有22路舵机接口,并且在云台主控板上预留了其他传感器接口,可以进行一些附加功能的扩展。
图1 云台电路结构
2.3 云台动作程序。程序分两个子程序:一个是单片机初始化子程序,另一个是云台动作规划控制程序。其中云台动作规划控制程序又分两个动作,一个是X轴方向的旋转,通过延时程序的设置可以以任意速度旋转,Y轴方向的舵机可分三个档位,当X轴舵机旋转一个来回时Y轴方向的舵机才旋转一个档位,如此周而复始地旋转,当X轴旋转6个来回时Y轴舵机的三个档位才能循环一次,如此的程序设计是为了云台上的摄像头能扫描到足够大的视频画面。
3 视频无线传输的实现
3.1 视频的无线传输。随着科学技术的不断发展,各种无线设备如同雨后春笋,得到了很广泛的应用。在本次论文设计中我主要采用目前技术比较成熟的无线局域网技术,无线局域网的通信标准是802.11a/b/g。通过无线路由器搭建一个局域网,使用TCP/IP协议再将摄像头采集到的视频数据经过Mini2440开发板处理后通过局域网可以查看到动态的视频画面。
3.2 视频数据压缩处理程序的实现。在本次设计中视频数据的采集及压缩处理程序是Mini2440-bin,可以与本次论文所选用的摄像头驱动程序很好地匹配使用。此程序可实现的是实时视频数据的传输,不需要用大量的存储空间去保存大量的视频数据,这也是本次毕业论文所设计系统区别与监控录像的地方。
然后可以通过智能安卓系统的手机在终端通过浏览网页的方式查看实时的视频画面,同时也通过手机拨通GSM开关的方法来控制云台的开通与关断,即可以用手机查看实时画面的同时也可以灵活的无线控制云台轻松得到自己想要看到的视频画面角度。
3.3 手机查看视频画面。前期的设计和调试工作完成后,就可以通过手机查看系统传输的实时画面。打开手机的浏览器,键入系统的IP地址,可以在手机上显示动态的视频画面,同时还可以通过手机控制云台的开通与关断,从而得到自己想看的画面角度,找好位置后可以通过手机发送指令关掉云台,这样可以节省电能。
4 结论
本次论文设计运用自动控制技术和信息通信技术的一些成熟的技术作为理论依据,成功地完成了基于云台控制的视频无线传输系统的设计工作。因为在设计云台控制器主控板时预留了很多传感器输入,并且主控板还可以控制20路舵机,所以可以在系统上加一个湿度检测传感器,通过湿度检测传感器检测雨点,同时驱动另几路舵机来控制遮雨装置工作,保护整个系统不会受雨水淋湿,这样系统的安装位置就不受环境限制了,不仅可以用在室内,还可以用在户外。如此改装,完善后我们可以将本系统用在实验室,老师可以随时随地查看学生的做实验状况。经过长时间运行测试,系统工作稳定可靠,对于画面运动变化检测灵敏,能够满足一般用途的视频防盗监控的需要。同时系统价格低廉,可以根据不同的应用改变智能监控算法,具有广泛的应用前景。
参考文献:
[1]张秀玲.视频监控系统研究现状与发展趋势[J].工程技术,2011,1(3):1-2.
[2]张杰.嵌入式无线视频监控系统的设计与实现[J].科学技术,2010,2(1):1-2.
[3]石晓栋,李全虎.嵌入式实时视频传输系统的设计与实现[D].呼和浩特:内蒙古大学,2012.
关键词:家庭设备,高增值服务
1. IPTV内涵及特点
IPTV,也叫网络电视,是指基于IP协议的电视广播服务。该业务以电视机或个人计算机为显示终端,通过机顶盒接入宽带网络,可以向用户提供数字广播电视、VOD点播、视频录像等诸多宽带流媒体业务。论文参考网。
IPTV的主要特点在于其交互性和实时性。相对于传统的电视业务,IPTV业务具有如下一些优势:
(1)用户可以根据个人的喜好选择使用IPTV业务所提供的高质量(接近DVD水平的)内容。
(2)用户可以在任何时间观看已经播放的视频节目或已经存在的内容信息。
(3)从技术和业务本身的特点来看,IPTV业务可以向用户提供无限数量的不同信息,为用户提供个性化信息。论文参考网。
(4)IPTV业务实现了媒体提供者和媒体消费者的实质性互动。
2. IPTV的热点技术
2.1流媒体技术
所谓流媒体是指采用流式传输的方式在Inter-net/Intranet播放的媒体格式,如音频、视频或多媒体文件。流媒体在播放前并不下载整个文件,只将开始部分内容存入内存,在计算机中对数据包进行缓存并使媒体数据正确地输出。流媒体的数据流随时传送随时播放,只是在开始时有些延迟。显然,流媒体实现的关键技术就是流式传输,流式传输主要指将整个音频和视频及三维媒体等多媒体文件,经过特定的压缩方式解析成一个个压缩包,由视频服务器向用户计算机顺序或实时传送。在采用流式传输方式的系统中,用户不必像采用下载方式那样等到整个文件全部下载完毕,而是只需经过几秒或几十秒的启动延时,即可在用户的计算机上利用解压设备对压缩的A/V、3D等多媒体文件解压后进行播放和观看。此时多媒体文件的剩余部分将在后台的服务器内继续下载。与单纯的下载方式相比,流媒体可以边下载边播放,这种流式传输方式不仅使启动延时大幅度地缩短,而且对系统缓存容量的需求也大大降低,极大地减少了用户在线等待的时间。论文参考网。与平面媒体不同。流媒体最大的特点在于互动性,这也是运用了流媒体技术的IPTV最具吸引力的地方。
2.2 音、视频压缩标准
众所周知,媒体传输系统之间的互操作性至关重要,而保持这种互操作性的关键,就是需要制定传媒设备制造商及运营商在制造产品及提供服务过程中必须遵守的开放标准。在提供网络流媒体服务方面,已经有数个音、视频压缩标准得到较充分的发展。
2.2.1视频编码标准
通过对视频编码标准的压缩效率、可扩展性、容错能力及占用的运算资源等因素加以折衷考虑,最适合目前IPTV网络传输及终端制造水平的应该是M PEG-4视频编码标准。M PEG-4标准的制定开始于1995年,于1999年2月M PEG专家组正式公布了M PEG-4(ISO/IEC 14496)V1.0版本。同年底M PEG-4V2.0版本亦告完成,且于2000年年初正式成为国际标准,是第一个基于音视频内容或对象的编码标准,它从音视频场景中,按照人的直观感受分为若干个音视频对象,并分别对这些对象进行形状、纹理及运动矢量等编码,而不是象传统编码方式那样是基于像素进行编码。M PEG-4视频编码标准,作为MPEG-4标准的一部分,通常称为M PEG-4视频。它提供了大量视频编码工具,而这些工具都要占用一定的运算资源。设备的复杂度及成本较高。为了满足不同层次的应用,在不损失互操作性的前提下,M PEG-4定义了由对象类型,类(Profile)及等级(Level)组成的分级策略。M PEG的类规定了用于协同操作点(interoperability point)的技术,等级规定了一个类的范围或大小。
2.2.2 音频编码标准
在音频编码标准的制定上,目前人们将注意力集中到几个现存的蜂窝通信语音编码标准上。这些标准包括AM R(Adaptive M ulti-R ate)编码算法以及EVRC(Enhanced Variable R ate C oder)编码算法等,这两种算法都具有良好的抗误码能力。M PEG-4音频包括如M PEG-4 AAC(Advanced Audio Coding)等音频编码标准,以支持宽带、可扩展音频通信。
2.2.3 网络传输标准
流媒体的含义即按照实时或点播方式通过网络向通用媒介进行音视频广播,而面向连结的TC P需要较多的开销,故不太适合传输实时数据。流媒体传输一般采用实时传输协议R TP/U D P来传输实时多媒体数据。
2.2.4 显示终端设备制造技术
2005年7月海尔在青岛国际消费电子博览会上,正式对外国内第一款拥有自主知识产权的流媒体电视新品“美高美”系列数字平板电视。美高美可以通过流媒体接口实现与多种外设的无缝连接,并读取16种流媒体文件,而且还可以同时接驳两个外部存储设备,不同存储器中的流媒体文件可以经由电视平台互动转存,必将推动IPTV更广泛使用。
3. IPTV最新动态与开发展望
在国外,IPTV已进入实质运营阶段,据权威研究机构美国加特纳公司的报告,2006年,欧洲网络电视供应商的收入预计将达到3亿多欧元,而到2010年其收入则可达到30亿欧元。中央电视台2005年正式向全国推出网络电视(IPTV)服务,该业务的内容主要利用中央电视台目前已有的40万小时的电视节目。同时中国两家最大的商业IP网络运营者中国电信和中国网络通信公司也在进行IPTV的试验或试运行。2006年4月,国家广电总局首次正式发放网络电视牌照,而拥有央视背景的中视网络发展有限公司和上海文广旗下的东方网络电视有限公司,成为了首批获准经营网络电视的“幸运儿”。由于网络电视必须依靠宽带运营商传送节目,国内许多电信企业也借机进入了这一市场。
总之,IPTV蕴涵着巨大的商机,是未来广电网新的业务增长点和增值服务。将来三网合一的网络环境还会带来各种融合业务形态。
参考文献:
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关键词:温度传感器,湿度传感器,GSM,远程监测
1、引言
高级别的质量检测需要在高质量的环境中进行。温度和湿度是环境的重要参数,对温湿度的监测是实现优质环境的重要手段。为了避免人为干扰环境和提高效率,远程监测是一种有效的方法。目前的远程监测系统大多采用以太网络、无线数据传输模块或zigbee无线网络传输数据[ 1-6]。但是,以太网是有线传输,需布线,受地理环境影响较大;无线数据传输模块的传输误码率高,可靠性差;zigbee是专用协议无线网络,成本高,开发难,而且覆盖范围有限。本文提出一种基于GSM的温湿度远程监测系统,具有传输误码率低、成本低及覆盖范围广等优点,并且可与监测人员的手机绑定,实现随时、随地,移动监测。
2、传感器的数学模型
2.1 半导体温度传感器原理
根据PN结理论,在一定的电流模式下,PN结的正向电压与温度具有很好的线性关系。对于理想二极管,只要正向电压VF大于几个KT/q,其正向电流IF与正向电压VF和温度T之间的关系可表示为
(1)
式中IS 为二极管反向饱和电流, K 为波尔兹曼常数(1.38×10-23J/K),T 为绝对温度(K), q为电子电荷(1.602×10-19库仑),
整理后,得
(2)
如前所述,晶体管的基极一发射极电压在其集电极电流恒定条件下,可以认为与温度呈线性关系[7]。
2.2 阻抗型高分子湿度传感器原理
阻抗型高分子湿度传感器的感湿原理如下:高分子湿敏膜吸湿后,在水分子作用下,离子相互作用减弱,迁移速度增加;同时吸附的水分子使解离的离子增多,膜电阻随湿度增加而降低,由电阻变化可测知环境湿度。阻抗型高分子湿度传感器复阻抗与空气相对湿度、材料配方和电极结构都有关系: 与我有关系
(3)
其中m为叉指对数,b为单个叉指长度,n为电化学反应电子转移数,f为法拉第常数,c*为氧化剂浓度,D为扩散系数[8]。
但由于传感器的材料配方、电极结构等方面的不同,导致各种不同的阻抗型高分子湿度传感器的特性曲线有较大差别,不能用统一的曲线来概括。
3、远程监测系统
本系统采用先进的GSM无线通信技术、配合以嵌入式解决方案和数据采集等先进技术,构建了一种基于GSM的温湿度远程监测系统。
3.1 系统组成及功能
系统分为监测中心站和远程监测终端两个部分:监测中心站主要有PC主机、GSM通信模块TC35i组成(或用户手机);远程监测终端主要是由LPC2148ARM内核控制器、GSM通信模块TC35i、信号调理电路、人机接口和通信接口电路组成。监测中心站通过GSM网络与监测终端进行无线远程通信,实现了基于GSM的远程监测。系统结构图如图1所示。
图1 远程监控系统框图
系统实现的功能主要包括数据采集、数据传送、报警、实时控制和数据处理。远程监测终端主要负责采集温度、湿度、2项数据,根据监测中心的命令进行实时上传数据。中心对收到的采集数据进行处理,报警,实现实时监控。
3.2 温度检测电路
本系统采用AD公司生产的单片半导体集成模拟型温度传感器AD590。它具有线性度高、精度高、体积小、响应快、价格低等优点,测温范围为-55~+150℃。具有良好的互换性,非线性误差为±0.3℃。此外,AD590的抗干扰能力强,信号的传输距离可达100 m以上[9]。
流过器件AD590的电流(μA)等于器件所处环境的热力学温度(开尔文)度数:
(4)
式中,—流过器件(AD590)的电流,单位K
AD590的灵敏度为1μA/K,0℃时输出273μA电流,每上升1℃输出电流增加1μA ,每下降1℃输出电流减小1μA。AD590基本测温电路如图2所示。
图2 温度检测电路
3.3 湿度监测电路
系统采用CHR-01型阻抗型高分子湿度传感器,其复阻抗与空气相对湿度成指数关系。其基本特性为:工作电压1V AC(50Hz ~ 2 K Hz),检测范围20%~ 90% RH,检测精度±5%,工作温度范围0℃~+85℃,特征阻抗范围21 ~ 40.5KΩ。湿度传感器阻抗变化与温度有关,其关系见规格书中湿度阻抗特性数据表,通常先检测温度,然后按阻抗查表获得湿度值。由于直流电压可使水分子电离,加速老化,所以采用交流电压测试其阻抗[10]。
将CHR-01与555构成多谐振荡器,通过检测频率,进而获得阻抗。湿度检测电路如图3所示。
图3 湿度检测电路
低电平表达式:
高电平表达式:
输出频率表达式:
(5)
利用单片机的定时器/计数器进行频率测量,假设计时时间为T(s),此期间计数值为N,则被测频率f=N/T
则CHR-01的阻抗为
(6)
其中R1与C的选择很关键,电容C要选择高精度电容,一是保证其充放电的能力,二是为了其电容值精确,更方便计算湿敏电阻的返回值。
3.4 GSM模块
本系统采用西门子公司工业级GSM模块TC35i进行远程数据传输。TC35i支持中英文短消息,自带异步串行通信接口,方便与PC机和单片机接口,可传输语音和数据信号,通过AT命令可实现双向传输指令和数据,波特率可达300b/s。它支持Text和PDU格式的SMS(Short MessageService,短消息),电源范围为直流3.3~4.8V,电流消耗为空闲状态为25mA,发射状态平均为300mA。
3.5 微控制器LPC2148
现场监测站采用了PHILIPS公司基于ARM7 TDMI-S 内核的微控制器LPC2148作为主控制器,完成现场监测站的全局控制。论文参考网。LPC2148内嵌32KB 的片内静态RAM 和512 KB 的片内Flash 存储器,片内集ADC、DAC 转换器,实时时钟RTC,2 UART ,及USB2.0等多种接口。具有JTAG调试接口、方便在线调试,而且应用电路相对简单,开发和生产的成本低。芯片可以实现最高60 MHz 的工作频率,能够满足嵌入式系统μC/OS-II 及人性化的人机界面的要求。大容量的内存,方便了收发短消息时的数据缓冲。
4、系统的软件设计
系统采用GSM无线通信模块TC35i实现远程数据通信,TC35i通过AT命令来进行控制,采用短消息方式进行数据传输。系统软件包括现场监测站软件和监测中心站软件两部分。现场监测站软件主要完成短消息收发、PDU数据协议分析、A/D转换、串口通信及人机接口的功能,其中重点是短消息收发和PDU数据协议分析,这是解决现场监测站与监测中心站之间远程无线通信的关键。论文参考网。监测中心站的短消息收发及PDU数据协议分析与现场监测站软件流程基本相同,不再赘述。
4.1 发送短消息
发送短消息的过程:首先将短消息中心号码、对方号码、短消息内容编码成PDU格式;然后计算出短消息的长度,发送AT+CMGS=〈lenghth〉〈CR〉,〈CR〉代表回车即ASCⅡ码0x0D。等待TC35i模块返回ASCⅡ字符“〉”,则可以将PDU数据输入,PDU数据以〈Z〉作为结束符。短消息发送结束后模块返回〈CRLF〉OK〈CRLF〉。发送短消息流程图如图4所示。
图4 发送短消息流程图
4.2 接收短消息
接收短消息使用定时器进行周期性串口查询的方式。短消息到达后,计算机可以接收到指令〈CRLF〉+CMTI:“SM”,INDEX(短消息存储位置)〈CRLF〉。读取PDU数据的AT命令为AT+CMGR=INDEX〈CRLF〉,执行此命令后模块返回刚刚收到的PDU格式的短消息内容。收到PDU格式的短消息后,将这个短消息进行解码,解码出短消息发送方的手机号码、短消息发送时间、发送的短消息内容。接收短消息流程图如图5所示。论文参考网。
图5 接收短消息流程图
6、结论
为了实现质检所需的优质环境,本文研究一种基于GSM的温湿度远程监测系统。设计了以LPC2148为核心的现场监测终端系统,实现温湿度的采集,短消息收发及人机接口等功能,并通过GSM模块TC35i与监测中心站通信,接受指令并实时上传信息,实现了监测中心对现场温湿度的远程监测。实验表明,本系统传输误码率低,通信可靠,具有很好市场前景,也为高效率远程监测系统的实现提供了一种新方法。
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关键词:电视覆盖,电视同步,同频干扰
一、概述
随着全国农村中央广播电视无线覆盖工程的建设实施,以及地面数字电视无线覆盖工程的全面展开,无线电视频道资源紧缺的矛盾日益突出,已成为严重制约无线电视广播发展的瓶颈,采用先进的电视覆盖技术手段实现高效配置频道资源,抑制电视同频干扰,降低电视同频道保护率和最低可用场强,优化无线电视覆盖的组网格局.提高无线电视广播的有效覆盖率。我国电视精密同步广播技术的研究,已完成从理论研究,技术开发,系统参数确定,现场开路试验,直至关键设备的生产制造等全部工作,并形成了一系列具有我国自主知识产权的专利技术,为实现高效无线覆盖规划,突破频道资源瓶颈,其定了全新的技术基础。
电视精密同步广播技术独创性地采用图像载频精密锁定+节目信号精确时统同步的方法,在相同节目同频道组网覆盖的条件下,突破性地实现了RFPR=10dB的同频保护率(普通电视广播RFPR=52dB,非精密载频偏置RFPR=45dB日,精密载频偏置RFPR=27dB),支持构建单频网。
二、电视精密同步广播技术原理
电视同频干扰的研究实践证明:电视同频干扰对接收图像的损伤来自两个方面:
①同频台之间图像载波频差形成的拍频干扰,即接收图像上的“百叶窗”滚动条纹干扰;
②同频台之间的图像内容相互叠加,因图像信号行/场频率与相位的不同步,形成运动的“鬼影.。论文大全。
人的视觉,对“百叶窗’滚动条纹干扰最为敏感。通过控制同频台间的图像载频,并使其精密同步,可以完全消除“百叶窗”滚动条纹的干扰,但仍然存在傀影,且是运动的。此时,可以使同频道射频保护率降低至22dB。进一步控制同频台之间图像信号的行频与场频《行/场相位随机),“鬼影”静止下来,干扰可见度得到进一步的改善,同频道射频保护率进一步降低至15dB。如果再让图像信号的行/场相位完全一致,即收看的图像与“鬼影’完全重回,同频道射频保护率最终降至10dB。论文大全。电视精密同步广播技术的核心就是:
①精密锁定各同步发射机的图像载频,消除图像载频差拍干扰的“百叶窗”。
②精确时统控制各发射台图像节目的行/场频率与相位,消除运动的“鬼影”。
电视精密同步广播技术的实现,就是基于上述理论分析结果。电视精密同步广播发射台之间同频干涉区的合成电波近似为稳定的驻波形态,微小的载频偏差将导致驻波相位的缓慢漂移。当驻波的场强衰落深度小于电视接受机的AGC控制范围,且驻波相位漂移衍生的场强波动速率远小于电视接受机AGC的响应速率,则因载频偏差而导致的接受场强波动,将不再对接受机重现的图像产生影响。图像载波精密锁定同步后,与非同步电视广播相比,射频保护率改善30dB,即保护率降低至RFPR=22dB.
在电视精密同步广播中,电视同频干扰的图像损伤主要来自于图像载频的差拍干扰,即“百叶窗”滚动条纹干扰。论文大全。精密同步广播的发射机播送相同的节目内容(包括行频/场频完全同步),因传输路径差异形成的稳定“鬼影”不是造成图像损伤的主要因素。但是,节目传输分配的路径主要是数字卫星链路或数字光缆传输链路,数字卫星接收机或数字电视解码器“再生”的行频/场频,有可能使节目的时基产生很大的偏差(5X10-5量级),这将使“鬼影”飘动起来,从而增加了人眼对“鬼影”干扰的敏感度。尤其是行、场逆程的“消隐十字”,在移动中会相当程度地影响图像质量。解决这个问题的措施是对节目信号进行精确的时统同步控制,锁定同步发射机间图像信号的时序相关性。
经过电视节目信号时统均衡的电视精密同步广播系统,在D/U=0dB的完全等场强区接收电视图像,其干扰“鬼影’与欲收图像是重合的,这种“鬼影”的干扰几乎不可见。随着接收点偏离等场强区,“鬼影”与图像逐渐错位,但由于这种“鬼影”是静止的,其敏感性极低。随着偏离等场强区距离愈远,D/U亦随之提高,“鬼影’亦在随之变淡。干扰“鬼影”与欲收图像锁定了时序相关性后,在单纯图像载波锁定的基础上,可以再改善射频保护率12dB,即RFPR=10dB。
三、电视精密同步广播实验室保护率测试
通过射频混合器对三路发射机的射频输出信号叠加,实现空间电波混叠的模拟。其中,模拟两路干扰信号的发射机,输出端接有精密可调射频衰减器和精密可设定空间传输延迟网络,模拟空间电波的传输衰耗和传输延迟,精确地再现等场强交叠覆盖区的合成驻波场强分布及偏离等场强区一定距离内的电视精密同步广播合成信号。三路发射机的输出电平,在混合器输出端经过标定后,衰减器的读值,实际就是射频保护率数值。电视精密同步广播试验发射机的载频(图像中频与上变频本振).锁定于北斗/GPS双路径溯源同步的枷原子基准源,实现了三路模拟发射机射频载频的精密同步。图像节目信号,则经过图像信号时统同步机重构时基同步序列,将行/场相位精确同步于北斗,GPS溯源的UTC标准时间的1PPS。实现了三路模拟发射机节目信号的精确时统同步。不同发射机的节目图像信号取自于完全独立的卫星接收链路。各路卫星接收机输出的节目信号之间,存在严重的行/场相位摄动《卫星接收机解码器初始状态的随机性造成)以及行频/场频偏差(卫星接受机PAL编码器的时机误差造成)。其节目信号特征,已非常接近工程实际。
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关键词:光纤,光纤业务,FTTH
计算机工业界很多人士引以为自豪的是计算机技术的快速发展,同时,数据通信速率也在快速发展,最终,在计算机能力和通信能力的竞赛过程中,通信赢了。数据通信传输速率的快速发展更是让人难以想象,这样的发展速度要依靠光纤作为传输媒介的问世。光纤技术现已相对成熟,下面就光纤的优点和业务上的需求来研究一下光纤的发展趋势。
一、光纤优点
1。频带宽
频带的宽窄代表传输容量的大小。载波的频率越高,可以传输信号的频带宽度就越大。目前,采用先进的相干光通信可以在30000GHz范围内安排2000个光载波,进行波分复用,可以容纳上百万个频道。
2.重量轻
因为光纤非常细,单模光纤芯线直径一般为4um~10um,外径也只有125um,。论文格式。比标准同轴电缆的直径47mm要小得多,加上光纤是玻璃纤维,比重小,使它具有直径小、重量轻的特点,安装十分方便。
3.抗干扰能力强
因为光纤的基本成分是石英,只传光,不导电,不受电磁场的作用,故光纤传输对电磁干扰、工业干扰有很强的抵御能力。因此,在光纤中传输的信号不易被窃听,因而利于保密。
4.保真度高
因为光纤传输一般不需要中继放大,不会因为放大引人新的非线性失真。只要激光器的线性好,就可高保真地传输电视信号。
5.工作性能可靠
一个系统的可靠性与组成该系统的设备数量有关。设备越多,发生故障的机会越大。因为光纤系统包含的设备数量少(不像电缆系统那样需要几十个放大器),可靠性自然也就高,故一个设计良好、正确安装调试的光纤系统的工作性能是非常可靠的。
6.成本不断下降
目前,有人提出了新摩尔定律,也叫做光学定律(Optical Law)。该定律指出,光纤传输信息的带宽,每6个月增加1倍,而价格降低1倍。光通信技术的发展,为Internet宽带技术的发展奠定了非常好的基础。这就为大型有线电视系统采用光纤传输方式扫清了最后一个障碍。由于制作光纤的材料(石英)来源十分丰富,随着技术的进步,成本还会进一步降低;而电缆所需的铜原料有限,价格会越来越高。显然,今后光纤传输将占绝对优势,成为建立全省、以至全国有线电视网的最主要传输手段。
7.损耗低
在同轴电缆组成的系统中,最好的电缆在传输800MHz信号时,每公里的损耗都在40dB以上。相比之下,光导纤维的损耗则要小得多,传输1、31um的光,每公里损耗在0.35dB以下若传输1.55um的光,每公里损耗更小,可达0.2dB以下。这就比同轴电缆的功率损耗要小一亿倍,使其能传输的距离要远得多。此外,光纤传输损耗还有两个特点,一是在全部有线电视频道内具有相同的损耗,不需要像电缆干线那样必须引人均衡器进行均衡;二是其损耗几乎不随温度而变,不用担心因环境温度变化而造成干线电平的波动。
二、业务上的需求和市场的竞争
伴随着计算机的广泛应用,计算机网络数目在不断的增加,Internet用户数量也在不断增加,使得通信容量不断的加大,因此,数据通信的带宽要求显得更加重要。目前,为了解决数据能够在主干网络中顺利的传输,在通信介质方面,对于主干网络都采用了光纤作为传输媒介。光纤作为主干网络的传输媒介,解决了主干线路数据负载问题,使得数据能够顺利传输。光纤在主干网络中取代了传统的铜线介质,但“最后一英里”问题上,还没有完全的普及光纤,这就造成本地回路成为主干网络的瓶颈。随着3G网络的不断发展,用户“最后一英里”问题应该尽快解决。目前,采用的接入方式有:FTTH、FTTB、FTTC。
相关数据表明,2002年至2006年,我国宽带上网用户比例由9%上升到52%。宽带用户成为大多数,这标志着我国互联网已经进入宽带时代。宽带接入已经成为固网运营商增长的第一驱动力。而宽带业务的需求必然刺激相关宽带技术的发展和应用,光纤具有近似于无限的带宽,端到端的全光网络是宽带接入的最终解决方案。随着光纤接入成本不断下降、铜缆接入网运维成本的攀升,运营商网络将向以宽带为特征的下一代网转型。论文格式。随着今后更多高带宽业务的出现,FTTH上马也是大势所趋。论文格式。
正是基于这种共识,各固网运营商在铺网时都遵循光进铜退的准则,将投资重心转向光纤接入网。新建商业楼宇与住宅区原则上采用光纤覆盖,控制铜缆投资。FTTH已经从实验室中走出,真正贴近普通用户,迎来了快速增长的新时期。
在最近几年,FTTH已经出现了良好的发展势头。FTTH,一方面受到了企业用户和高端家庭用户的欢迎,与将来可能需要一次次地带宽升级相比,一劳永逸的光纤接入更受他们的青睐。FTTH使得在家里能享受各种不同的宽带服务,如VOD、在家购物、在家上课等。 另一方面,铜线和光纤价格的一涨一跌,也使得部署FTTH的成本正呈现下降的趋势。长远来看,DSL的成本已经基本上达到了极值点,但FTTH还有很大的下降空间,而且从运维成本上来说,与DSL相比FTTH有更加明显的优势。