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通信技术基础知识TXT-第5部分
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（4）由于大量减少了光纤的使用量；大大降低了建设成本、由于光纤数量少；当出现故障时；恢复起来也迅速方便。
（5）有源光设备的共享性；对多个信号的传送或新业务的增加降低了成本。
（6）系统中有源设备得到大幅减少；这样就提高了系统的可靠性。目前；由于多路载波的光波分复用对光发射机、光接收机等设备要求较高；技术实施有一定难度；同时多纤芯光缆的应用对于传统广播电视传输业务未出现特别紧缺的局面；因而WDM的实际应用还不多。但是；随着有线电视综合业务的开展；对网络带宽需求的日益增长；各类选择性服务的实施、网络升级改造经济费用的考虑等等；WDM的特点和优势在CATV传输系统中逐渐显现出来；表现出广阔的应用前景；甚至将影响CATV网络的发展格局。
什么是卫星通信？
卫星通信简单地说就是地球上（包括地面和低层大气中）的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。卫星通信的特点是：通信范围大；只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内；从任何两点之间都可进行通信；不易受陆地灾害的影响（可靠性高）；只要设置地球站电路即可开通（开通电路迅速）；同时可在多处接收；能经济地实现广播、多址通信（多址特点）；电路设置非常灵活；可随时分散过于集中的话务量；同一信道可用于不同方向或不同区间（多址联接）。
卫星在空中起中继站的作用；即把地球站发上来的电磁波放大后再反送回另一地球站。地球站则是卫星系统形成的链路。由于静止卫星在赤道上空3600千米；它绕地球一周时间恰好与地球自转一周（23小时56分4秒）一致；从地面看上去如同静止不动一样。三颗相距120度的卫星就能覆盖整个赤道圆周。故卫星通信易于实现越洋和洲际通信。最适合卫星通信的频率是1一10GHz频段；即微波频段、为了满足越来越多的需求；已开始研究应用新的频段；如12GHz；14GHz；20GHz及30GHz。
在微波频带；整个通信卫星的工作频带约有50OMHz宽度；为了便于放大和发射及减少变调干扰；一般在卫星上设置若干个转发器。每个转发器的工作频带宽度为36MHz或72MHL目前的卫星通信多采用频分多址技术；不同的地球站占用不同的频率；即采用不同的载波。它对于点对点大容量的通信比较适合。近年来；已逐渐采用时分多址技术；即每一地球站占用同一频带；但占用不同的时隙；它比频分多址有一系列优点；如不会产生互调干扰；不需用上下变频把各地球站信号分开；适合数字通信；可根据业务量的变化按需分配；可采用数字话音插空等新技术；使容量增加5倍。另一种多址技术使码分多址（CDMA）；即不同的地球站占用同一频率和同一时间；但有不同的随机码来区分不同的地址。它采用了扩展频谱通信技术；具有抗干扰能力强；有较好的保密通信能力；可灵活调度话路等优点。其缺点使频谱利用率较低。它比较适合于容量小；分布广；有一定保密要求的系统使用。
近年来卫星通信新技术的发展层出不穷。例如甚小口径天线地球站（VSAT）系统；中低轨道的移动卫星通信系统等都受到了人们广泛的关注和应用。卫星通信也是未来全球信息高速公路的重要组成部分。它以其覆盖广、通信容量大。通信距离远、不受地理环境限制、质量优、经济效益高等优点；1972年在我国首次应用；并迅速发展；与光纤通信、数字微波通信一起；成为我国当代远距离通信的支柱。
什么是卫星移动通信系统？
卫星移动通信系统；其最大特点是利用卫星通信的多址传输方式；为全球用户提供大跨度、大范围、远距离的漫游和机动、灵活的移动通信服务；是陆地蜂窝移动通信系统的扩展和延伸；在偏远的地区、山区、海岛、受灾区、远洋船只及远航飞机等通信方面更具独特的优越性。卫星移动通信系统；按所用轨道分；可分为静止轨道（GEO）和中轨道（MEO）、低轨道（LEO）卫星移动通信系统。GEO系统技术成熟、成本相对较低；目前可提供业务的GEO系统有INMARSAT系统、北美卫星移动系统MSAT、澳大利亚卫星移动通信系统Mobilesat系统；LEO系统具有传输时延短、路径损耗小、易实现全球覆盖及避开了静止轨道的拥挤等优点；目前典型的系统有Iridium、Globalstar、Teldest等系统；MEO则兼有GEO、LEO两种系统的优缺点；典型的系统有Odyssey、AMSC、INMARSMT…P系统等。另外；还有区域性的卫星移动系统；如亚洲的AMPT、日本的N…STAR、巴西的ECO…8系统等。
目前；卫星移动通信主要采用TDMA和CDMA多址联接技术；不过CDMA技术被认为是更有发展前途的技术；只是还处于试验开发阶段。WARC…92为卫星移动业务划分了频率；其中空到地链路84。2MHz带宽（1525…1530MHz、2170…2200MHz、2483。5…2500MHz、2500…2520MHz、1613。8…1626。5MHz）；地到空链路66。5MHz带宽（1610…1626。5MHz、1980一2010MHz、2670…2690MHz）。由于卫星移动通信系统繁多；相互竞争十分激烈；许多系统要到21世纪才能商用；而且我国最需要卫星移动通信的地区；往往是不发达地区；作为陆地蜂窝移动通信市场潜力巨大；但涉及我国频率使用权益、通信主权、经营管理等诸多方面问题；目前不能操之过急。国家无线电委员会已对我国的“无线电频率划分表”进行修改；相信对卫星移动业务的使用频率的规划和分配会有所考虑。非对地静止卫星的使用；增加了卫星间协调的难度；不仅非静止卫星之间需要进行频率协调；非静止卫星与静止卫星之间、与地面无线电业务之间都需要频率协调。
卫星有着巨大的覆盖面积；一颗同步通信卫星就可以覆盖地球面积的1/3；只要有三颗同步卫星就可以实现全球除南北极之外地区的通信。这已成为世界上洲际以及远距离的重要通信方式；并且在部分地区的陆、海、空领域的车、船、飞机移动通信中也占有市场。但是同步通信卫星无法实现个人手机的移动通信。解决这个问题可以利用中低轨道的通信卫星。中低轨道卫星距离地面只有几百千米或几千千米；它在地球上空快速绕地球转动；因此叫做非同步地球卫星；或称移动通信卫星；这种卫星系统是以个人手机通信为目标而设计的。比较典型的有“依星”系统、“全球星系统”等。这些系统用几十颗中、低轨道小型卫星把整个地球表面覆盖起来；就好像把一个覆盖全球的蜂窝移动通信系统“倒过来”设置在天空上。每颗卫星可以覆盖直径为几百千米的面积；比地面蜂窝小区基站的覆盖面积大得多。
卫星形成的覆盖站区在地球表面上是迅速移动的；大约两个小时就绕地球一周；因此对用户的手机来说；也有“过区切换”的问题。与地面蜂窝系统不同的是：地面蜂窝系统中是用户移动通过小区；而卫星移动通信系统则是小区移动通过用户；这种不同使卫星移动通信系统解决“过区切换”问题比地面蜂窝系统还要简单一些。
卫星移动通信系统覆盖全球；能解决人口稀少、通信不发达地区的移动通信服务；是全球个人通信的重要组成部分。但是它的服务费用较高；目前还无法代替地面蜂窝移动通信系统。
我国的卫星通信发展如何？
我国卫星通信自1972年起步以来；经过30年来的发展；在科研；开发；制造及运行等方面培养了一支有相当水平的队伍；成为地面业务传输网的不可缺少的补充和延伸。目前；我国的卫星通信网已初具规模；在国民经济、国防和教育等领域发挥着越来越重要的作用。
在固定通信业务方面；1972年；我国开始建设第一个卫星通信地球站；1984年成功地发射了第一颗试验通信卫星；1985年先后建设了北京、拉萨、乌鲁木齐、呼和浩特、广州等5个公用网地球站；正式传送中央电视台节目。此后又建成了北京、上海、广州国际出口站；开通了约2。5万条国际卫星直达线路；建设了以北京为中心；以拉萨、乌鲁木齐、呼和浩特、广州、西安、成都、青岛等为各区域中心的37个地球站；国内线路达2万条以上。
在卫星电视广播业务方面；1984年“东方红”卫星发射成功；开创了我国利用卫星传送广播电视节目的新纪元。目前；中央电视台全套、教育台、新疆、西藏、云南、贵州、四川、浙江、山东、湖南、河南、广东、广西、河北等十几个省级台的电视节目和40多种语言广播节目已通过卫星传送；卫星电视地面收转站已达10多万个；电视专收站（TVRO）约30万个。实践证明；卫星电视广播具有服务区域大、传播远、质量高、投资省、见效快和经济效益高等一系列优点；是提高我国（特别是边远山区）电视广播节目覆盖率最有效最先进的技术手段。
在卫星移动通信业务方面；我国作为国际海事卫星组织（INMARSAT）成员国；有近5000部机载、船载和陆地终端；在北京建有岸站；可为太平洋、印度洋和亚太地区提供通信服务。另外；我国实现并逐步开展机载卫星移动通信服务；石油、地质、新闻、水利、外交、海关、体育、抢险救灾、银行、安全、军事和国防等部门均配备了相应业务终端。
在VSAT业务方面；1993年；国家开放甚小卫星地球站（VSAT）业务。由于VSAT具有简单、可靠、实用、经济等优点；成为卫星通信业务重要的发展方向之一。在我国；VSAT主要用于话音通信和数据通信；随着信息化社会发展需求；会议电视、Internet接入、远程教育、远程培训、远程医疗等业务也逐步开展起来。VSAT专用网建设发展非常迅速；人民银行、新华社；交通、石油天然气、经贸、铁道、电力、水利、民航等部门；中核总公司、国家地震局、气象局；云南烟草、深圳股票公司以及国防、公安等有关单位已建立了20多个卫星通信网。
从整体发展水平来看；我国卫星通信与世界先进水平还有一定差距。评估卫星通信发展情况的指标是每百万人平均占有的卫星空间段带宽（以MHz；即兆赫兹为单位）。目前；美国是120MHZ/百万人口；我国则仅为2。4MHZ/百万人口；是美国的五十分之一。
目前正处在卫星通信大发展的前夜；我们要抓住良机；适应社会经济发展需要；赶上发达国家水平。
什么是无线接入技术？
线接入技术（也称空中接口）是无线通信的关键问题。它是指通过无线介质将用户终端与网络节点连接起来；以实现用户与网络间的信息传递。无线信道传输的信号应遵循一定的协议；这些协议即构成无线接入技术的主要内容。无线接入技术与有线接入技术的一个重要区别在于可以向用户提供移动接入业务。
无线接入网是指部分或全部采用无线电波这一传输媒质连接用户与交换中心的一种接入技术。在通信网中；无线接入系统的定位：是本地通信网的一部分；是本地有线通信网的延伸、补充和临时应急系统。
无线接入系统可分以下几种技术类型：
（1）模拟调频技术：工作在470MHz频率以下；通过FDMA方式实现；因载频带宽小于25KHz；其用户容量小；仅可提供话音通信或传真等低速率数据通信业务；适用于用户稀少、业务量低的农村地区。在超短波频率已大量使用的情况下；在超短波频段给无线接入技术规划专用的频率资源不会很多。因此；无线接入系统在与其他固定、移动无线电业务互不干扰的前提下可共用相同频率。
（2）数字直接扩频技术：工作在1700MHz频率以上；宽带载波可提供话音通信或高速率、图像通信等业务；其具有通信范围广、处理业务量大的特点；可满足城市和农村地区的基本需求。
（3）数字无绳电话技术：可提供话音通信或中速率数据通信等业务。欧洲的DECT、日本的PHS等技术体制和采用PHS体制的UT斯达康的小灵通等系统用途比较灵活；既可用于公众网无线接入系统；也可用于专用网无线接入系统。最适宜建筑物内部或单位区域内的专用无线接入系统。也适宜公众通信运营企业在用户变换频繁、业务量高的展览中心、证券交易场所、集贸市场组建小区域无线接入系统；或在小海岛上组建公众无线接入系统。
（4）蜂窝通信技术：利用模拟蜂窝移动通信技术；如TACS、AMPS等技术体制和数字蜂窝移动通信技术？如GSM、DAMPS、IS…95CDMA和正在讨论的第3代无线传输技术等技术体制组建无线接入系统；但不具备漫游功能。这类技术适用于高业务量的城市地区。
什么是软件无线电技术？
软件无线电技术；顾名思义是用现代化软件来操纵、控制传统的“纯硬件电路”的无线通信。软件无线电技术的重要价值在于：传统的硬件无线电通信设备只是作为无线通信的基本平台；而许多的通信功能则是由软件来实现；打破了有史以来设备的通信功能的实现仅仅依赖于硬件发展的格局。软件无线电技术的出现是通信领域继固定通信到移动通信；摸拟通信到数字通信之后第三次革命；
软件无线电的基本思想就是将宽带模数变换器（A/D）及数模变换器（D/A）尽可能地靠近射频天线；建立一个具有“A/D…DSP…D/A”模型的通用的、开放的硬件平台；在这个硬件平台上尽量利用软件技术来实现电台的各种功能模块。如使用宽带ADC通过可编程数字滤波器对信道进行分离；使用数字信号处理器（DSP）技术；通过软件编程来实现各种通信频段的选择；如HF、VHF、UHF和SHF等；通过软件编程来完成传送信息抽样、量化、编码/解码、运算处理和变换；以实现射频电台的收发功能；通过软件编程实现不同的信道调制方式的选择；如调幅、调频、单边带、数据、跳频和扩频等；通过软件编程实现不同的保密结构、网络协议和控制终端功能等。软件无线电技术是软件化、计算密集型的操作形式。
DSP技术是软件无线电手机的基础。目前尽管低功耗DSP、超强功能DSP发展迅速；但DSP在速度、功耗上的现状仍然是制约软件无线电发展的关键。DSP的另一研究内容就是软件；软件是软件无线电技术的核心。在目前DSP不能满足软件无线电设计要求的情况下；开发DSP的数字信号处理软件应是软件无线电技术的主攻方向。这其中包括各种FFT算法；调制解调、信源编码、信号编码等各种通信软件；也包括方式控制、信号控制和数据交换软件。
软件无线电技术广泛应用于无线电通信领域；软件无线电技术首先诞生于军事上的应用；由于其优良的特点；软件无线电技术很快渗透到民用的无线移动通信领域；特别是在即将走向商用前夕的第三代移动通信领域的应用。由于软件无线电技术可将模拟信号的数字化过程尽可能地接近天线；即将AD转换器尽量靠近RF射频前端；利用DSP的强大处理能力和软件的灵活性实现信道分离、调制解调、信道编码译码等工作；从而可为第二代移动通信系统向第三代移动通信系统的平滑过渡提供一个良好的无缝解决方案。软件无线电技术还有在卫星通信领域的应用；特别是正在冉冉升起的现代小卫星的应用。
在中国；软件无线电技术受到相当重视；在“九五”和“十五”预研项目和“863”计划中都将软件无线电技术列为重点研究项目。“九五”期间立项的“多频段多功能电台技术”突破了软件无线电的部分关键技术；开发出4信道多波形样机；我国提出的第三代移动通信系统方案TD…SCDMA；就是利用软件无线电技术完成设计。软件无线电需要将现代先进的通信技术、微电子技术和计算机技术结合在一起；是一个中长期的研究项目；需要很强的综合实力
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