第一篇：光通信技術(shù)在用戶(hù)接入網(wǎng)中的應(yīng)用及發(fā)展

光通信技術(shù)在用戶(hù)接入網(wǎng)中的應(yīng)用及發(fā)展

（200910330118 09電子一班 杜伯昱）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)通信業(yè)務(wù)的需求量也越來(lái)越大，業(yè)務(wù)種類(lèi)早已由電話語(yǔ)音業(yè)務(wù)擴(kuò)展到數(shù)據(jù)、傳真、計(jì)算機(jī)、圖像等業(yè)務(wù)，如何經(jīng)濟(jì)、高效地提供用戶(hù)滿意的接入網(wǎng)，已經(jīng)成為通信業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。接入網(wǎng)是指用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)接口與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)傳送承載功能的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體。隨著接入網(wǎng)傳送全業(yè)務(wù)的需要和光纖通信技術(shù)的日趨完善和發(fā)展，用光纖構(gòu)成接入網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)傳送承載功能已成為接入網(wǎng)的發(fā)展方向，光纖寬帶接入網(wǎng)將以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在全業(yè)務(wù)寬帶通信接入網(wǎng)中發(fā)揮主要作用。

一、光纖接入網(wǎng)的拓樸結(jié)構(gòu)

電信網(wǎng)絡(luò)最基本的拓樸結(jié)構(gòu)有線形、星形和環(huán)形，由這3種基本結(jié)構(gòu)組合而成的有雙星形。環(huán)形／星形、雙環(huán)形、樹(shù)形、網(wǎng)狀網(wǎng)等等。其中線形、星形（包括多星形）、樹(shù)形、網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)是適用于光纖接入網(wǎng)的拓樸結(jié)構(gòu)。

1．線形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上、下業(yè)務(wù)靈活，可以節(jié)省光纖，簡(jiǎn)化設(shè)備，因此有廣泛的應(yīng)用前景。

2.星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)無(wú)論是其容量還是其業(yè)務(wù)服務(wù)內(nèi)容都可以根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)容、升級(jí)；并且，多星形結(jié)構(gòu)饋線部分的復(fù)用系數(shù)很大，所以，采用星形類(lèi)結(jié)構(gòu)，可以大大節(jié)省光纖數(shù)量和建設(shè)成本，是光纖投入網(wǎng)發(fā)展中最主要的網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)。

3．樹(shù)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)適用于廣播式信息傳遞，其應(yīng)用有一定的局限性。但是在有線電視或采用TDMA或CDMA技術(shù)的電信光源光網(wǎng)絡(luò)（PON）中有很大的應(yīng)用前景。

4.網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)、靈活、維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用低，網(wǎng)絡(luò)升級(jí)方便，在接入網(wǎng)中具有很大的優(yōu)越性。

二、光纖用戶(hù)接入系統(tǒng)的組成

目前，接入網(wǎng)的用戶(hù)終端設(shè)備都屬于電氣設(shè)備（如計(jì)算機(jī)。電話機(jī)、傳真機(jī)、電話機(jī)等），所以在局端和用戶(hù)端之間，以光波作為載波，光纖作為傳輸媒介時(shí)，在兩端都要進(jìn)行光信號(hào)與電信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。光通信系統(tǒng)的組成主要有光源、光纖、光檢測(cè)器。

發(fā)端的光源在電信號(hào)的作用下，發(fā)出與之時(shí)應(yīng)的光信號(hào)，完成電／光轉(zhuǎn)換的任務(wù)。常用的光源有半導(dǎo)體激光二極管和半導(dǎo)體發(fā)光二極管。

接收端收到從發(fā)端經(jīng)過(guò)光纖送來(lái)的光載波時(shí)，首先由光檢測(cè)器把收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)放大均衡，還原成所需要的電信號(hào)。可見(jiàn)，光檢測(cè)器是光信號(hào)接收的關(guān)鍵器件。在光纖通信中，常用的光檢測(cè)器有PIN光電二極管和雪崩光電二極管。

光纖在信號(hào)的傳輸過(guò)程中起著媒介的作用。光纖按其傳輸模式可分為單模光纖和多模光纖。在光纖中只能傳送一個(gè)模式時(shí)稱(chēng)為單模光纖，同時(shí)傳送多個(gè)模式時(shí)稱(chēng)為多模光纖。目前，在光纖通信系統(tǒng)中使用的載波波長(zhǎng)有3個(gè)：0.85pm、1.31pm、1.55pm。第1代光纖通信系統(tǒng)使用的是0.85pm波長(zhǎng)，多模光纖；第2、3代光纖通信系統(tǒng)使用的是1.31pm波長(zhǎng)，多模光纖和單模光纖；最新的第4代光纖通信系統(tǒng)是用1.55pm波長(zhǎng)，單模光纖。光纖的工作頻帶寬，傳送的信號(hào)頻率高，能滿足全業(yè)務(wù)傳輸?shù)男枰?/p>

三、光信號(hào)的復(fù)用技術(shù)

利用光纖作為傳輸媒介，其最重要的特點(diǎn)是光纖可以傳輸很高速率的數(shù)字信號(hào)，并且容量大。光纖的傳輸容量取決于光信號(hào)的復(fù)用技術(shù)。

1．波分復(fù)用（WDM）和密集波分復(fù)用（DWDM）技術(shù)

利用波分復(fù)用器件，將多個(gè)波長(zhǎng)不同的光載波合路后在一根光纖卜傳送的方法，稱(chēng)為波分復(fù)用。利用不同波長(zhǎng)的光載波沒(méi)不同方向傳輸，還可以實(shí)現(xiàn)單根光纖的雙向傳輸。波分復(fù)用的容量與相鄰兩個(gè)光載波波長(zhǎng)之間的間隔有關(guān)。通常將波長(zhǎng)間隔比較大（50－100nm）的系統(tǒng)，稱(chēng)為WDM系統(tǒng)；波長(zhǎng)間隔比較小（1一10nm）的系統(tǒng)，稱(chēng)為密集的波分復(fù)用（DWDM）系統(tǒng)；波長(zhǎng)間隔小于是1nm時(shí)，稱(chēng)為光頻分復(fù)用（FDM）系統(tǒng)。

實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用技術(shù)的關(guān)鍵在于波分復(fù)用器件，即分波和合波器。它們的作用是在發(fā)端將同一系統(tǒng)中各光源產(chǎn)生的不同波長(zhǎng)的光合路到一根光纖上傳輸，在接收端將接收到的光信號(hào)分成不同波長(zhǎng)的光信號(hào)送到光檢測(cè)器進(jìn)行光／電轉(zhuǎn)換。

光波分復(fù)用技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，利用光波分復(fù)用技術(shù)可以根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，在原有光纜容量的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)容；波分復(fù)用器件具有方向可逆性，即同一個(gè)器件可用作合波和分波，所以在同一根光纖上可以實(shí)現(xiàn)雙向傳輸；在光波分復(fù)用技術(shù)中，各個(gè)波長(zhǎng)工作系統(tǒng)所用的調(diào)制方式、傳輸速率、傳送的信號(hào)類(lèi)型彼此沒(méi)有關(guān)系，但相互兼容。采用WDM技術(shù)可以增加用戶(hù)接入網(wǎng)組網(wǎng)的靈活性。WDM技術(shù)在高速寬帶通信網(wǎng)發(fā)展中將占有重要地位，它將促使全光通信網(wǎng)成為現(xiàn)實(shí)。

2．頻分復(fù)用（FDM）技術(shù)

頻分復(fù)用與波分復(fù)用本質(zhì)上沒(méi)有什么區(qū)別，因?yàn)樾盘?hào)的頻率與波長(zhǎng)互為倒數(shù)關(guān)系。通常把光載波波長(zhǎng)間隔小于1nm的系統(tǒng)稱(chēng)為光頻分復(fù)用系統(tǒng)。

與光波分復(fù)用系統(tǒng)類(lèi)似，光頻分復(fù)用的關(guān)鍵在于頻分復(fù)用器件。由于FDM的波長(zhǎng)間隔很密，必須用分辨率很高的技術(shù)來(lái)選取不同波長(zhǎng)的光信號(hào)。目前主要采用兩種方法：可調(diào)諧的光濾波器和相干光通信技術(shù)。FDM技術(shù)成熟，復(fù)用系數(shù)高，在混合光纖／同軸接入網(wǎng)（HFC）中得到廣泛應(yīng)用。

3．空分復(fù)用（SDM）技術(shù)

空分復(fù)用就是利用不同的空間（不同的線路）構(gòu)成不同的信道傳送各路光信號(hào)的方式。例如在多芯光纜中利用不同的芯纖傳送不同的信號(hào)或者傳送不同方向的信號(hào)。可見(jiàn)，SDM系統(tǒng)的容量與光纜的芯數(shù)成正比，因此，在光接入網(wǎng)建設(shè)初期，業(yè)務(wù)容量小時(shí)采用SDM技術(shù)是即簡(jiǎn)單又方便的方式。當(dāng)業(yè)務(wù)容量增大，需要擴(kuò)容時(shí)，只要在原有的光纜線路上采用適當(dāng)?shù)墓鈴?fù)用方式，就可以達(dá)到目的。4．光時(shí)分復(fù)用（OTDM）技術(shù)

光時(shí)分復(fù)用就是讓經(jīng)電／光轉(zhuǎn)換后的各路光信號(hào)在不同的時(shí)間占用同一根光纖傳輸。實(shí)現(xiàn)OTDM技術(shù)的關(guān)鍵在于超短脈沖光源、光調(diào)制器、光時(shí)分復(fù)用器、全光解復(fù)用器。

采用OTDM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)超大容量的傳輸，傳輸速率可達(dá)幾百Gbit／S，如日本NTT的160Gbit／s，200kmOTDM光孤子通信系統(tǒng)。OTDM技術(shù)與WDM技木相結(jié)合，還可以達(dá)到更高的容量。但是目前，當(dāng)光傳輸速率較高時(shí)，很難實(shí)現(xiàn)發(fā)送端與接收端的時(shí)鐘頻率和相位的精確向步，所以在光接入網(wǎng)上OTDM通信系統(tǒng)還未進(jìn)入實(shí)用化階段。由于OTDM采用高速光信號(hào)處理技術(shù)，易于與未來(lái)全光網(wǎng)兼容，所以在未來(lái)的高速通信網(wǎng)發(fā)展中，也將占有很重要的地位。

5.副載波復(fù)用（SCM）技術(shù)

副載波復(fù)用技術(shù)是讓各路基帶電信號(hào)光經(jīng)過(guò)一次電載波（射頻波）的調(diào)制，既電的頻分復(fù)用，再將已頻分復(fù)用的電信號(hào)對(duì)光載波即光源進(jìn)行調(diào)制，然后經(jīng)光纖進(jìn)行傳輸。在接收端，憑經(jīng)過(guò)光／電轉(zhuǎn)換，恢復(fù)出電頻分復(fù)用信號(hào)群，再經(jīng)過(guò)電解調(diào)，恢復(fù)原來(lái)的各路基帶電信號(hào)。第一次調(diào)制用的電載波被稱(chēng)為副載波。

利用副載波復(fù)用技術(shù)，所傳送的信號(hào)可以相互獨(dú)立，互不相干，因而可以實(shí)現(xiàn)模擬電話、數(shù)字電話、圖像信號(hào)以及各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的兼容。目前，SCM技術(shù)多用于CATV多頻道傳輸系統(tǒng)的用戶(hù)接入網(wǎng)方案。

光纖通信技術(shù)以其大容量、高速率的特點(diǎn)在信息傳輸中已獲得廣泛應(yīng)用。但是，在信號(hào)的整個(gè)傳輸過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)多次光信號(hào)與電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。由于電子器件存在帶寬限制、功率損耗大、易受電磁波干擾等缺點(diǎn)，使信號(hào)在傳輸過(guò)程中產(chǎn)生“電子瓶頸”現(xiàn)象，限制了系統(tǒng)的容量和速率的進(jìn)一步提高。為此人們正在研究開(kāi)發(fā)用于代替現(xiàn)有電器件的光器件，如光開(kāi)關(guān)、光放大器、光濾波器、波長(zhǎng)路由器、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器、光交叉連接設(shè)備、光ATM設(shè)備等，全光通信網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)已指日可待。

第二篇：光纖通信技術(shù)在寬帶接入網(wǎng)中的應(yīng)用

光纖通信技術(shù)在寬帶接入網(wǎng)中的應(yīng)用

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，人與人之間的通信也越來(lái)越頻繁，對(duì)速度，容量的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的電纜通信已經(jīng)慢慢滿足不了人們的需求。在這種需求下，光纖通信技術(shù)在原有的傳統(tǒng)通信技術(shù)中脫穎而出,已成為現(xiàn)代通信的主要支柱之一,在現(xiàn)代電信網(wǎng)中起著舉足輕重的作用。本文首先解釋了光纖通信的定義，以及它的特點(diǎn)和發(fā)展情況。重點(diǎn)論述了寬帶接入的基本定義、常見(jiàn)的寬帶接入方式及特點(diǎn)、寬帶接入的發(fā)展及應(yīng)用情況，最后以配合實(shí)例的方式介紹了光纖接入技術(shù)在寬待接入網(wǎng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：光纖通信；寬帶接入技術(shù)；寬帶接入網(wǎng)。光纖通信技術(shù)的基本概念

所謂光纖通信技術(shù)，即以光纖為主要傳播媒介，通過(guò)光學(xué)纖維傳輸信息的通信技術(shù)。自1970年美國(guó)康寧公司首次研制成功損耗為20dB/km的光纖，光纖通信時(shí)代到來(lái)。與傳統(tǒng)的電纜通信不同，它有許多電纜通信所不具備的優(yōu)點(diǎn)。1.1光纖通信的優(yōu)點(diǎn)

1.1.1頻帶極寬，通信容量大。

光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，光纖通信系統(tǒng)的于光源的調(diào)制特性、調(diào)制方式和光纖的色散特性。對(duì)于單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)，由于終端設(shè)備的電子瓶頸效應(yīng)而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢(shì)。通常采用各種復(fù)雜技術(shù)來(lái)增加傳輸?shù)娜萘浚貏e是現(xiàn)在的密集波分復(fù)用技術(shù)極大地增加了光纖的傳輸容量。目前，單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps。

1.1.2損耗低，中繼距離長(zhǎng)。

目前，商品石英光纖損耗可低于0～20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質(zhì)的損耗都低；若將來(lái)采用非石英系統(tǒng)極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過(guò)光纖通信系統(tǒng)可以跨越更大的無(wú)中繼距離；對(duì)于一個(gè)長(zhǎng)途傳輸線路，由于中繼站數(shù)目的減少，系統(tǒng)成本和復(fù)雜性可大大降低。1.1.3抗電磁干擾能力強(qiáng)。

光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯(lián)系的一個(gè)重要特性是光波導(dǎo)對(duì)電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽(yáng)黑子活動(dòng)的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設(shè)或與電力導(dǎo)體復(fù)合構(gòu)成復(fù)合光纜。這一點(diǎn)對(duì)于強(qiáng)電領(lǐng)域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統(tǒng)特別有利。由于能免除電磁脈沖效應(yīng)，光纖傳輸系還特別適合于軍事應(yīng)用。

1.1.4無(wú)串音干擾，保密性好。

在電波傳輸?shù)倪^(guò)程中，電磁波的泄漏會(huì)造成各傳輸通道的串?dāng)_，而容易被竊聽(tīng)，保密性差。光波在光纖中傳輸，因?yàn)楣庑盘?hào)被完善地限制在光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，而任何泄漏的射線都被環(huán)繞光纖的不透明包皮所吸收，即使在轉(zhuǎn)彎處，漏出的光波也十分微弱，即使光纜內(nèi)光纖總數(shù)很多，相鄰信道也不會(huì)出現(xiàn)串音干擾，同時(shí)在光纜外面，也無(wú)法竊聽(tīng)到光纖中傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

除以上特點(diǎn)之外，還有光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè)；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)。由于以上優(yōu)點(diǎn)，光纖剛一發(fā)明，就備受業(yè)內(nèi)人士青睞，發(fā)展非常迅速，光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量從1980年到2000年增加了近一萬(wàn)倍，傳輸速

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度在過(guò)去的10年中，大概提高了100倍。如今，光纖通信技術(shù)除了應(yīng)用于國(guó)家軍事事業(yè)，科研的發(fā)展，電力設(shè)備的監(jiān)控與傳輸?shù)龋幼哌M(jìn)了千家萬(wàn)戶(hù)，如FTTB（光纖到樓）技術(shù)，為我們的生活、生產(chǎn)帶來(lái)了高效，便捷的服務(wù)。寬帶接入技術(shù)的基本概念

要了解什么是寬帶接入技術(shù)，就必須先知道何為寬帶。對(duì)于寬帶，其實(shí)并沒(méi)有很?chē)?yán)格的定義，一般是以目前撥號(hào)上網(wǎng)速率的上限 56Kbps為分界，將 56Kbps及其以下的接入稱(chēng)為“窄帶”，之上的接入方式則歸類(lèi)于“寬帶”。而寬帶接入技術(shù)就是通過(guò)各種技術(shù)手段，在節(jié)省材料，盡可能大的降低損耗，做到現(xiàn)有資源的最大利用率為前提的一種技術(shù)。就目前來(lái)說(shuō)，寬帶接入主要有以下幾種技術(shù): 2.1 ADSL

ADSL是英文Asymmetrical Digital Subscriber Loop(非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)環(huán)路)的英文縮寫(xiě)，ADSL技術(shù)是運(yùn)行在原有普通電話線上的一種新的高速寬帶技術(shù)，它利用現(xiàn)有的一對(duì)電話銅線，為用戶(hù)提供上下行非對(duì)稱(chēng)的傳輸速率（帶寬）。非對(duì)稱(chēng)主要體現(xiàn)在上行速率(最高640Kbps)和下行速率(最高8Mdps)的非對(duì)稱(chēng)性上。上行(從用戶(hù)到網(wǎng)絡(luò))為低速的傳輸，可達(dá)640Kbps；下行(從網(wǎng)絡(luò)到用戶(hù))為高速傳輸，可達(dá)8Mbps。它最初主要是針對(duì)視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)的，隨著技術(shù)的發(fā)展，逐步成為了一種較方便的寬帶接入技術(shù)，為電信部門(mén)所重視。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)電視的機(jī)頂盒，可以實(shí)現(xiàn)許多以前在低速率下無(wú)法實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。2.2 DSL

DSL(Digital Subscriber Line數(shù)字用戶(hù)環(huán)路)技術(shù)是基于普通電話線的寬帶接入技術(shù)，它在同一銅線上分別傳送數(shù)據(jù)和語(yǔ)音信號(hào)，數(shù)據(jù)信號(hào)并不通過(guò)電話交換機(jī)設(shè)備，減輕了電話交換機(jī)的負(fù)載；并且不需要撥號(hào)，一直在線，屬于專(zhuān)線上網(wǎng)方式。DSL包括ADSL、RADSL、HDSL和VDSL等等。2.3 VDSL

VDSL(Very-high-bit-rate Digital Subscriber loop)是高速數(shù)字用戶(hù)環(huán)路，簡(jiǎn)單地說(shuō)，VDSL就是ADSL的快速版本。使用VDSL，短距離內(nèi)的最大下傳速率可達(dá)55Mbps，上傳速率可達(dá)19.2Mbps，甚至更高。2.4光纖接入網(wǎng)

光纖接入網(wǎng)(OAN)是采用光纖傳輸技術(shù)的接入網(wǎng),即本地交換局和用戶(hù)之間全部或部分采用光纖傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)。光纖具有寬帶、遠(yuǎn)距離傳輸能力強(qiáng)、保密性好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),是未來(lái)接入網(wǎng)的主要實(shí)現(xiàn)技術(shù)。FTTH方式指光纖直通用戶(hù)家中，一般僅需要一至二條用戶(hù)線，短期內(nèi)經(jīng)濟(jì)性欠佳，但卻是長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展方向和最終的接入網(wǎng)解決方案。

2.5 FTTX+LAN接入方式

這是一種利用光纖加五類(lèi)網(wǎng)絡(luò)線方式實(shí)現(xiàn)寬帶接入方案，實(shí)現(xiàn)千兆光纖到小區(qū)(大樓)中心交換機(jī)，中心交換機(jī)和樓道交換機(jī)以百兆光纖或五類(lèi)網(wǎng)絡(luò)線相連，樓道內(nèi)采用綜合布線，用戶(hù)上網(wǎng)速率可達(dá)10Mbps，網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性強(qiáng)，投資規(guī)模小。另有光纖到辦公室、光纖到戶(hù)、光纖到桌面等多種接入方式滿足不同用戶(hù)的需求。FTTX+LAN方式采用星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌脩?hù)共享帶寬。2.6 ISDN

ISDN綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)是數(shù)字傳輸和數(shù)字交換綜合而成的數(shù)字電話網(wǎng)，英文縮寫(xiě)為ISDN。它能實(shí)現(xiàn)用戶(hù)端的數(shù)字信號(hào)進(jìn)網(wǎng)，并且能提供端到端的數(shù)字連接，從而可以用

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同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)承載各種話音和非話音業(yè)務(wù)。ISDN基本速率接口包括兩個(gè)能獨(dú)立工作的64Kb的B信道和一個(gè)16Kb的D信道，選擇ISDN 2B+D端口一個(gè)B信道上網(wǎng)，速度可達(dá)64Kb/s，比一般電話撥號(hào)方式快2.2倍(若Modem的傳輸速率為28.8Kb/s)。若兩個(gè)B信道通過(guò)軟件結(jié)合在一起使用時(shí)，通信速率則可達(dá)到128Kb/s。

在未來(lái)，以電纜為傳播媒介的接入方式必定會(huì)被社會(huì)淘汰，漸漸淡出我們的視線，而光纖接入技術(shù)，以其寬帶、遠(yuǎn)距離傳輸能力強(qiáng)、保密性好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，終將取而代之，特別是其中的FTTX+LAN接入方式，具有帶寬大，資源利用率高等特點(diǎn)，無(wú)疑是其中的一個(gè)主力軍。光纖通信技術(shù)在寬帶接入網(wǎng)中的應(yīng)用

雖然光纖通信具有很多優(yōu)點(diǎn)，但是要想充分發(fā)揮光纖接入技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，資源的分配和施工工程過(guò)程中的注意事項(xiàng)也是很重要的。

下面就以某樓層為例，來(lái)說(shuō)明光纖接入技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)以及設(shè)計(jì)，施工的具體細(xì)節(jié)。3.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

小區(qū)內(nèi)有5個(gè)單元，每個(gè)單元有17戶(hù)住戶(hù)，主要網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以下圖為例：根據(jù)用戶(hù)需求，該樓層采用FTTB+LAN的接入技術(shù)。

因?yàn)樵摌菍佑? 個(gè)單元，每個(gè)單元有17戶(hù)住戶(hù)，所以設(shè)計(jì)一共安裝10個(gè)ONU，每個(gè)單元2個(gè)，所以接入網(wǎng)機(jī)房里采用1：16光分路器。再用五類(lèi)線從ONU中接出來(lái)，分到每個(gè)用戶(hù)家中。

局端到樓層接入網(wǎng)機(jī)房為一根12芯光纜，從接入網(wǎng)機(jī)房到各個(gè)單元之間為一個(gè)6芯光纜。就樓層目前的需求來(lái)說(shuō)，1：16的光分一共只要跳5芯就夠了，也就是說(shuō)，每個(gè)單元的6芯光纜只用了一芯。3.2設(shè)計(jì)方案優(yōu)點(diǎn)

該方案用盡可能少的資源解決了整個(gè)樓層每個(gè)用戶(hù)的需求，為了節(jié)省光纜資源，為以后樓層的擴(kuò)容需要，所以采用了光分路器。這種為樓層，小區(qū)設(shè)計(jì)的方案叫EPON系統(tǒng)，EPON系統(tǒng)具備良好的可擴(kuò)展性，只要針對(duì)小區(qū)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的情況，增加分光器

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/板卡等設(shè)備，可方便快捷的實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展，且不會(huì)對(duì)現(xiàn)有業(yè)務(wù)造成任何影響。例如，針對(duì)本方案，可以對(duì)該樓層部分高端客戶(hù)提供FTTH(光纖到戶(hù))接入以及迅速接入周邊客戶(hù)(只需要部署光分路器到該用戶(hù)之間的光纖即可)。3.3施工中的注意事項(xiàng)

雖然光纖有很高的傳輸速率，但是如果因?yàn)樵谑┕ぶ胁蛔⒁馐┕な马?xiàng)，也會(huì)造成光纖的損耗過(guò)大，從而大大削弱光纖本來(lái)的傳輸功能。所以，為了降低這種失誤，應(yīng)遵守以下原則：

3.3.1一條線路上盡量采用同一批次的優(yōu)質(zhì)名牌裸纖

對(duì)于同一批次的光纖，其模場(chǎng)直徑基本相同,光纖在某點(diǎn)斷開(kāi)后,兩端間的模場(chǎng)直徑可視為一致，因而在此斷開(kāi)點(diǎn)熔接可使模場(chǎng)直徑對(duì)光纖熔接損耗的影響降到最低程度。所以要求光纜生產(chǎn)廠家用同一批次的裸纖，按要求的光纜長(zhǎng)度連續(xù)生產(chǎn)，在每盤(pán)上順序編號(hào)并分清A,B端不得跳號(hào)。敷設(shè)光纜時(shí)須按編號(hào)沿確定的路由順序布放，并保證前盤(pán)光纜的B端要和后一盤(pán)光纜的A端相連，從而保證接續(xù)時(shí)能在斷開(kāi)點(diǎn)熔接,并使熔接損耗值達(dá)到最小。

3.3.2光纜架設(shè)按要求進(jìn)行

在光纜敷設(shè)施工中，嚴(yán)禁光纜打小圈及折，扭曲3km的光纜必須80人以上施工，4km必須100人以上施工，并配備6～8部對(duì)講機(jī)；另外“前走后跟,光纜上肩”的放纜方法,能夠有效地防止打背扣的發(fā)生。牽引力不超過(guò)光纜允許的80%，瞬間最大牽引力不超過(guò)100%，牽引力應(yīng)加在光纜的加強(qiáng)件上。敷放光纜應(yīng)嚴(yán)，格按光纜施工要求，從而最低限度地降低光纜施工中光纖受損傷的幾率，避免光纖芯受損傷導(dǎo)致的熔接損耗增大。

3.3.3挑選經(jīng)驗(yàn)豐富訓(xùn)練有素的光纖接續(xù)人員進(jìn)行接續(xù)

現(xiàn)在熔接大多是熔接機(jī)自動(dòng)熔接，但接續(xù)人員的水平直接影響接續(xù)損耗的大小。接續(xù)人員應(yīng)嚴(yán)格按照光纖熔接工藝流程圖進(jìn)行接續(xù)，并且熔接過(guò)程中應(yīng)一邊熔接一邊用OTDR測(cè)試熔接點(diǎn)的接續(xù)損耗。不符合要求的應(yīng)重新熔接，對(duì)熔接損耗值較大的點(diǎn)，反復(fù)熔接次數(shù)以3～4次為次為宜，多根光纖熔接損耗都較大時(shí)，可剪除一段光纜重新開(kāi)纜熔接.。

3.3.4接續(xù)光纜應(yīng)在整潔的環(huán)境中進(jìn)行

嚴(yán)禁在多塵及潮濕的環(huán)境中露天操作，光纜接續(xù)部位及工具、材料應(yīng)保持清潔，不得讓光纖接頭受潮，準(zhǔn)備切割的光纖必須清潔，不得有污物。切割后光纖不得在空氣中暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)尤其是在多塵潮濕的環(huán)境中。

3.3.5選用精度高的光纖端面切割器來(lái)制備光纖端面

光纖端面的好壞直接影響到熔接損耗大小，切割的光纖應(yīng)為平整的鏡面，無(wú)毛刺，無(wú)缺損。光纖端面的軸線傾角應(yīng)小于1度，高精度的光纖端面切割器不但提高光纖切割的成功率，也可以提高光纖端面的質(zhì)量。這對(duì)OTDR測(cè)試不著的熔接點(diǎn)(即OTDR測(cè)試盲點(diǎn))和光纖維護(hù)及搶修尤為重要。3.3.6熔接機(jī)的正確使用

熔接機(jī)的功能就是把兩根光纖熔接到一起，所以正確使用熔接機(jī)也是降低光纖接續(xù)損耗的重要措施。根據(jù)光纖類(lèi)型正確合理地設(shè)置熔接參數(shù)，預(yù)放電電流，時(shí)間及主放電電流，主放電時(shí)間等，并且在使用中和使用后及時(shí)去除熔接機(jī)中的灰塵，特別是夾具,各鏡面和v型槽內(nèi)的粉塵和光纖碎末的去除。每次使用前應(yīng)使熔接機(jī)在熔接環(huán)境中放置至少十五分鐘，特別是在放置與使用環(huán)境差別較大的地方(如冬天的室內(nèi)與室外)，根據(jù)當(dāng)時(shí)的氣壓,溫度,濕度等環(huán)境情況，重新設(shè)置熔接機(jī)的放電電壓及放電位置，以及使v型槽驅(qū)動(dòng)器復(fù)位等調(diào)整。

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4結(jié)束語(yǔ)

由于光纖通信的一系列優(yōu)點(diǎn)，電纜通信的運(yùn)用正慢慢得從我們的視線中消失。國(guó)家也制定了“光進(jìn)銅退”的發(fā)展目標(biāo)。在不久的將來(lái)，光纖通信必定取代電纜通信，為我們的生活，科技的發(fā)展，國(guó)家的軍事事業(yè)帶來(lái)便利又穩(wěn)定的通信基礎(chǔ)，光通信技術(shù)也必定會(huì)越來(lái)越先進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

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第三篇：GPON技術(shù)在通信接入網(wǎng)中的應(yīng)用研究

GPON技術(shù)在通信接入網(wǎng)中的應(yīng)用研究

摘 要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)寬帶的需求逐年提升，而傳統(tǒng)的接入網(wǎng)技術(shù)因?yàn)槠渲斜旧磔^多，實(shí)現(xiàn)改革已成為必然。目前，以GPON接入網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用最為常見(jiàn)，已成為同新入網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其有著速度快、頻率高且覆蓋面積廣的優(yōu)勢(shì)，為整個(gè)通信事業(yè)發(fā)展提供了理想的技術(shù)依據(jù)。本文從GPON的概念和特點(diǎn)入手，深入闡述了它在通信接入網(wǎng)中的應(yīng)用情況，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)；接入網(wǎng)技術(shù)；通信技術(shù)；GPON技術(shù)

近年來(lái)，隨著科技的高速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的普及，人們對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的依賴(lài)性越來(lái)越強(qiáng)烈，小到個(gè)人聊天、信息交流，大到企業(yè)業(yè)務(wù)商談、合作等都已經(jīng)涉及到網(wǎng)絡(luò)信息，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息的優(yōu)化發(fā)展已成為當(dāng)今研究重點(diǎn)，是整個(gè)工作中不容忽視的內(nèi)容。在這種時(shí)代背景下，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸速度提出要求的同時(shí)，也對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)信息研究提出了新內(nèi)容，其中最關(guān)鍵的一環(huán)就是網(wǎng)速。網(wǎng)速作為目前討論最多的話題，網(wǎng)速的快慢已成為目前人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的一印象，也是目前國(guó)內(nèi)數(shù)億網(wǎng)民共同追求的目標(biāo)。在這種時(shí)代背景下，更快的額網(wǎng)速已經(jīng)應(yīng)運(yùn)而生了，這也就是我們目前所說(shuō)的GPON技術(shù)，它的廣泛使用為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。

一、GPON技術(shù)概述

自從上個(gè)世紀(jì)九十年代開(kāi)始，ATMPON技術(shù)的出現(xiàn)為GPON技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件，為FSAN組織的提出給予了新的標(biāo)準(zhǔn)，成為目前人們關(guān)心和研究的焦點(diǎn)。這種技術(shù)改進(jìn)改變了傳統(tǒng)的寬帶連接方式，極大的提高了寬帶通信傳輸速度，它必然成為未來(lái)廣泛使用的新技術(shù)，為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。

1、GPON技術(shù)概念

GPON技術(shù)也就是目前我們常說(shuō)的千兆無(wú)源光網(wǎng)，也就是網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商提供的10的9次方網(wǎng)速，這一技術(shù)的應(yīng)用代表著2的30次方，也就是網(wǎng)絡(luò)信息傳輸信號(hào)的高度。這種千兆網(wǎng)線網(wǎng)絡(luò)速度到底有多快，根據(jù)業(yè)內(nèi)工作人員研究發(fā)現(xiàn)，這種技術(shù)在2G電影的下載中，僅僅需要1分鐘就可以了。這與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)速相比較速度非常快，且整個(gè)速度應(yīng)用時(shí)間非常的充足。

2、GPON技術(shù)特點(diǎn)

GPON技術(shù)主要是將光纖技術(shù)、光纖分配技術(shù)、光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)三個(gè)部分共同組合，它是通過(guò)采用點(diǎn)到多點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將光纖接入到其中，從而引進(jìn)GEM技術(shù)的現(xiàn)代化格式，這種技術(shù)的應(yīng)用能有效的滿足眾多用戶(hù)的新要求，對(duì)整個(gè)語(yǔ)音功能、使用功能和傳輸功能的普及提出了新的標(biāo)準(zhǔn)。目前，我們常見(jiàn)的GPON技術(shù)按照其應(yīng)用特點(diǎn)主要可以分為：

首先，寬帶頻率高，傳輸速度快、傳輸距離長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。GPON技術(shù)的應(yīng)用能使得網(wǎng)速達(dá)到1.244Gbit/s，下載速度能夠達(dá)到2.448Gbit/s，一般來(lái)說(shuō)傳輸距離一旦超過(guò)20km那么這種網(wǎng)速完全可以滿足人們網(wǎng)絡(luò)使用的任何要求，從而達(dá)到提高工作效率的目的。

其次、光纖接入，光纖接入的應(yīng)用能夠通過(guò)一根簡(jiǎn)單的光纖讓用戶(hù)的需求得到滿足，不僅節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)企業(yè)的運(yùn)用成本，而且提高了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率。

再次，QOS要保證全部業(yè)務(wù)的接入，通過(guò)GPON技術(shù)的應(yīng)用能讓ATM和GEM兩者的優(yōu)點(diǎn)達(dá)到交融，從而保證了網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的服務(wù)質(zhì)量，他可以有效的能保證通話功能和多重視頻以及高速發(fā)展的業(yè)務(wù)功能要求，這樣將有利于GPON技術(shù)在社會(huì)生產(chǎn)中的利用，從而達(dá)到提高工作效益的目的。

二、GPON在通信接入網(wǎng)中的案例研究

目前的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用中存在著覆蓋范圍窄、寬帶面積小且容易掉線等問(wèn)題，不僅不適合大規(guī)模發(fā)展和應(yīng)用，而且隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，這種技術(shù)在應(yīng)用上存在著許多問(wèn)題。我們到底該以什么樣的現(xiàn)代化技術(shù)來(lái)解決當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)中存在的種種問(wèn)題，這就需要我們對(duì)GPON技術(shù)的通信接入網(wǎng)應(yīng)用進(jìn)行研究，從而達(dá)到預(yù)計(jì)工作目的。

1某小區(qū)的GPON接入應(yīng)用

1.1用戶(hù)帶寬需求設(shè)計(jì)

在該小區(qū)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究中，通過(guò)采用GPON技術(shù)有效的提高了網(wǎng)絡(luò)速度，而且將這一技術(shù)的應(yīng)用理念同實(shí)際結(jié)合了起來(lái)，從而達(dá)到共同提升的現(xiàn)代化階段，為整個(gè)管理事業(yè)發(fā)展走出了應(yīng)有貢獻(xiàn)。

1.2OLT規(guī)劃

OLT即千兆無(wú)源光網(wǎng)中的光纜終端設(shè)備，我們也可以將其稱(chēng)之為終端設(shè)備，但是這種設(shè)備一般都不會(huì)出現(xiàn)在家里，而是通過(guò)設(shè)備的大小來(lái)直接決定接入用戶(hù)的多少，從而在實(shí)際的工作中組建科學(xué)的終端設(shè)備，選擇合理的網(wǎng)絡(luò)連接方式。

2小區(qū)GPON接入應(yīng)用

2.1小區(qū)帶寬及組網(wǎng)規(guī)劃

對(duì)小區(qū)接入之前先要確定光纖主干的租用情況，目前城市中的通訊用光纖主要分為移動(dòng)、聯(lián)通、鐵通、電信等。具體的接入可以根據(jù)對(duì)方的光纖帶寬情況以及其目前擁有的總用戶(hù)的帶寬使用情況測(cè)算其空余帶寬情況是否能夠滿足目標(biāo)小區(qū)對(duì)帶寬的需求。

2.2小區(qū)工程施工調(diào)查及路徑規(guī)劃

已接入小區(qū)的機(jī)房或小區(qū)某一中央位置的ONU到用戶(hù)的組網(wǎng)方式選擇原則是因用戶(hù)情況而宜。對(duì)于部分精裝修的用戶(hù)，只能根據(jù)該用戶(hù)已經(jīng)接入的線路進(jìn)行接入考量，比如該用戶(hù)接入了電話線，那么就可以為其安裝ADSL，如果該用戶(hù)已經(jīng)在精裝修之前鋪設(shè)了百兆或千兆網(wǎng)線，那么就可以為其安裝PPPOE方式的LAN（局域網(wǎng)，即目前供應(yīng)商們號(hào)稱(chēng)光纖的用戶(hù)端接入方式）。

3無(wú)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的GPON接入應(yīng)用

對(duì)于機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、賓館、酒店等大型服務(wù)性場(chǎng)所只需接入一至數(shù)個(gè)ONU即可，然后根據(jù)用戶(hù)集中的方式選擇一或幾個(gè)大功率WiFi覆蓋基站即可完成對(duì)整個(gè)區(qū)域的覆蓋。對(duì)于直排式樓房，即每個(gè)房間的窗子均朝向一個(gè)方向的，可以選擇在ONU后面接一個(gè)室外微波天線式大功率無(wú)線WiFi發(fā)射裝置通過(guò)窗口對(duì)整個(gè)建筑物進(jìn)行WiFi覆蓋。

3.1小區(qū)組網(wǎng)規(guī)劃

對(duì)小區(qū)的組網(wǎng)規(guī)劃首要問(wèn)題在于合理選擇光纖主干線路。應(yīng)該選擇從供應(yīng)商到目標(biāo)小區(qū)最近的光纖主干線路。當(dāng)然租用價(jià)格也是考量的因素之一。

3.2接入方案

3.2.1終端設(shè)備AP施工方案

首先根據(jù)小區(qū)內(nèi)樓房分布確定AP的數(shù)量，比如小區(qū)有10棟樓房，其中有三棟距離較近，可以考慮共用一個(gè)大功率AP，這三棟如果與其他樓房較遠(yuǎn)，可以考慮進(jìn)行AP中繼。另外，單獨(dú)的距離較遠(yuǎn)的樓房使用一個(gè)AP。由于AP具有良好的擴(kuò)展性和中繼性，因此，對(duì)于分散區(qū)域的用戶(hù)而言非常適合采用這種接入方式。

3.2.2跨接多級(jí)放大器施工方案

由于GPON從網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商到目標(biāo)小區(qū)的距離較遠(yuǎn)，因此必須使用放大器。在分支分配網(wǎng)絡(luò)中如果需要放大的級(jí)數(shù)超過(guò)1級(jí)，有時(shí)甚至需要3-4級(jí)，這種情況下網(wǎng)絡(luò)中兩兩相連的放大器之間都要選用回傳通道短路的雙向放大器。

4結(jié)束語(yǔ)

由于目前GPON的極高昂費(fèi)用，使用GPON最多的還只能是各大電信運(yùn)營(yíng)商以及某些超大型企事業(yè)單位。GPON的下載速率可達(dá)每秒2.488GB，上傳速率可達(dá)每秒1.244GB（注：1GB=1000MB），這樣的“飛速”在目前仍處于個(gè)位數(shù)（一般是2MB-10MB即通常所說(shuō)的2兆到10兆，GPON的速度可是2000兆）的互聯(lián)網(wǎng)接入階段，對(duì)普通用戶(hù)而言，GPON、“光貓”至少5年（可能更長(zhǎng)，10年或者20年）之內(nèi)都將是遙不可及的夢(mèng)想而已。雖然是那么的遙不可及，但是有夢(mèng)想就會(huì)有希望。或許就在下一個(gè)十年吧，“家有光貓”的時(shí)代應(yīng)該不遠(yuǎn)了。

參考文獻(xiàn)

[1]孫剛.基于GPON技術(shù)及應(yīng)用模式探討[J].北京：中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（18）.[2]王勇.GPON的應(yīng)用探究[J].通信與信息技術(shù)，2010（4）.[3]刁娜.GPON技術(shù)在小區(qū)接入中的應(yīng)用分析[J].科技傳播，2011（11）.

第四篇：接入網(wǎng)技術(shù)在鐵路通信中的應(yīng)用解析

世紀(jì)之交的通信技術(shù)是先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)與光電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合體，它將向著數(shù)字化、寬帶化、智能化、高速化及個(gè)人化的方向發(fā)展。未來(lái)的通信要徹底克服時(shí)間與空間的限制，能夠使用戶(hù)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)與任何人進(jìn)行包括語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻等信息的交流。在這種情況下，出行的旅客也需要在列車(chē)上享受如同在辦公室環(huán)境下的信息交流，比如同其它人進(jìn)行語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、傳真、圖像等信息交流，還要接入國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)。另外，隨著鐵路列車(chē)向高速化與準(zhǔn)高速化方向的邁迸，為保證行車(chē)安全，實(shí)現(xiàn)有效的人機(jī)控制和提高運(yùn)輸效率，要求建立一個(gè)功能更加完善的，技術(shù)構(gòu)成更加先進(jìn)的鐵路通信網(wǎng)。隨著我國(guó)電信業(yè)壟斷格局的打破，擁有僅次于中國(guó)電信的龐大鐵路通信網(wǎng)絡(luò)的鐵道部，可以利用現(xiàn)有的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)設(shè)施積極參與競(jìng)爭(zhēng)，向全社會(huì)提供高質(zhì)量的電信業(yè)務(wù)。要想使上述構(gòu)想成為現(xiàn)實(shí)，就必須打破常規(guī)的鐵路通信網(wǎng)的接入方式，采用先進(jìn)的、現(xiàn)代化的有線和無(wú)線通信的傳輸和接入方式，實(shí)現(xiàn)鐵路通信網(wǎng)的升級(jí)，適應(yīng)信息社會(huì)的發(fā)展，發(fā)揮鐵路通信網(wǎng)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

一、鐵路接入網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)狀由于鐵路列車(chē)具有高速運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，因而無(wú)線（移動(dòng)通信）接入網(wǎng)在鐵路通信網(wǎng)中占有相當(dāng)大的比重。當(dāng)然，固定位置的車(chē)站（場(chǎng)）、單位以及各種固定設(shè)施之間的通信方式，首選方案仍是采用SDH光同步數(shù)字傳輸設(shè)備進(jìn)行組建，同時(shí)應(yīng)考慮采用ATM交換以及網(wǎng)絡(luò)IP通信等先進(jìn)技術(shù)來(lái)構(gòu)成通信主干網(wǎng)及光纖用戶(hù)接入網(wǎng)。比如采用“雙纖單向環(huán)”接入方式，其不僅具有高速、安全、傳輸質(zhì)量高、價(jià)格合理等光纖通信特有的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有路由迂回、設(shè)備備用等特點(diǎn)，從而具備自愈合功能，并使系統(tǒng)的可靠性大大提高。另外，采用遠(yuǎn)端用戶(hù)單元（RSU）和數(shù)字環(huán)路載波（DLC）設(shè)備，組網(wǎng)更靈活、方便。組網(wǎng)的過(guò)程中要把投資與效益綜合統(tǒng)籌來(lái)考慮，使系統(tǒng)不僅滿足現(xiàn)在乃至幾年內(nèi)鐵路通信的需求，而且還能夠?yàn)槌鲂械穆每图暗孛嬗脩?hù)提供先進(jìn)的電信業(yè)務(wù)，并且還需具備便于擴(kuò)容的功能。按照通信網(wǎng)被分為主干網(wǎng)，局域網(wǎng)和接入網(wǎng)等三部分的構(gòu)思來(lái)看，鐵路通信網(wǎng)也可以通過(guò)上述劃分方法進(jìn)行。就鐵路的通信網(wǎng)來(lái)看，接入網(wǎng)占有相當(dāng)大的比重，包括有線接入網(wǎng)和無(wú)線接入網(wǎng)兩大部分。鐵路有線接入網(wǎng)的情況與電信的接入通信網(wǎng)相似，鐵道部將在未來(lái)的1～2年內(nèi)建成可覆蓋全國(guó)大中城市的鐵路互聯(lián)網(wǎng)，它是由鐵路部門(mén)依托于基礎(chǔ)鐵路電信網(wǎng)，組織建設(shè)的可以支持眾多信息服務(wù)的、具有多媒體通信能力的全國(guó)范圍的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，鐵道部將有可能成為我國(guó)第六個(gè)面向大眾的計(jì)算機(jī)信息互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)單位，為鐵路通信走向市場(chǎng)做準(zhǔn)備。關(guān)于有線接入這里不再敘述，下面主要討論鐵路的無(wú)線接入網(wǎng)，為此首先回顧一下移動(dòng)通信的發(fā)展過(guò)程。1．移動(dòng)通信的發(fā)展過(guò)程移動(dòng)通信技術(shù)經(jīng)歷了由模擬到數(shù)字，由頻分多址到頻分+時(shí)分多址，再到碼分多址（CDMA）的發(fā)展過(guò)程，并即將向?qū)拵Щ⒅悄芑蛡€(gè)人化的方向發(fā)展。移動(dòng)通信系統(tǒng)大體可分為二代，第一代是以模擬技術(shù)為主，頻分多址，工作在400～800MHz頻段。由于模擬系統(tǒng)存在頻譜利用率低、容量小、設(shè)備復(fù)雜、抗干擾性能差、保密性不強(qiáng)、價(jià)位高、業(yè)務(wù)面窄等固有缺點(diǎn)，不能滿足通信市場(chǎng)急速發(fā)展的需要，因此誕生了第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)采用數(shù)字化、時(shí)分多址方式等全數(shù)字化技術(shù)，克服了第一代移動(dòng)通信的缺點(diǎn)，得到了迅速發(fā)展，目前的移動(dòng)通信數(shù)模兼容，以數(shù)字系統(tǒng)為主。隨著用戶(hù)對(duì)信息接入量的需求呈指數(shù)的增長(zhǎng)，電信工作者們著手建立最新一代的移動(dòng)通信 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)具有全球化、智能化、個(gè)人化和綜合化的特點(diǎn)，工作在2000MHz波段，采用寬帶的CDMA技術(shù)，涵蓋地面系統(tǒng)和衛(wèi)星系統(tǒng)，包括海陸空三維服務(wù)面，集成話音、數(shù)據(jù)、視像、ISDN和多媒體多種業(yè)務(wù)。這一系統(tǒng)以多種空中接口和接入方式，可向高速和慢速移動(dòng)用戶(hù)提供服務(wù)。2．鐵路無(wú)線接入網(wǎng)現(xiàn)狀鐵路通信網(wǎng)是為旅客和鐵路公務(wù)、應(yīng)急搶險(xiǎn)、行車(chē)維修等人員提供及時(shí)可靠的通信，以提高服務(wù)等級(jí)和運(yùn)輸效率。保證列車(chē)的安全，達(dá)到高效運(yùn)營(yíng)而建立的，它是一種集列車(chē)公務(wù)通信和區(qū)間移動(dòng)作業(yè)通信為一體的列車(chē)移動(dòng)通信系統(tǒng)。但是鐵路結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)，決定了該系統(tǒng)與公用移動(dòng)通信網(wǎng)和區(qū)域性的專(zhuān)業(yè)移動(dòng)通信網(wǎng)的差別，它是一種屬于線面結(jié)合、以線為主的鏈狀網(wǎng)。鐵路通信的無(wú)線接入部分目前僅有的是400MHz的無(wú)線列調(diào)系統(tǒng)，它完成車(chē)站值班員與進(jìn)入其管轄區(qū)段的列車(chē)車(chē)長(zhǎng)以及列車(chē)司機(jī)之間的通話聯(lián)系。當(dāng)列車(chē)即將進(jìn)站或即將出站時(shí)，這些通話才進(jìn)行，否則如果沒(méi)有特殊的情況，則在列車(chē)運(yùn)行于區(qū)間時(shí)，通話一般不進(jìn)行，這主要是從節(jié)約頻率資源，減少同頻干擾的角度出發(fā)的。但是，隨著鐵路現(xiàn)代化改造進(jìn)程的迅速推進(jìn)，從前單一的無(wú)線列調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足鐵路無(wú)線通信的需要，這樣就迫切需要建設(shè)一套適合于鐵路現(xiàn)代化運(yùn)營(yíng)指揮需要的先進(jìn)的無(wú)線通信系統(tǒng)。這一系統(tǒng)應(yīng)該采用小區(qū)制，并完成大三角功能。也就是說(shuō)，系統(tǒng)必須可以實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心與車(chē)站值班員之間、車(chē)站值班員與列車(chē)司機(jī)之間、列車(chē)司機(jī)與調(diào)度中心之間的通話功能，必須可以實(shí)現(xiàn)線路管理區(qū)間的公務(wù)移動(dòng)通信功能，同時(shí)還必須能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)度中心與列車(chē)司機(jī)室之間實(shí)時(shí)的雙向數(shù)據(jù)通信功能。基于這一想法，構(gòu)成鐵路無(wú)線通信接入網(wǎng)的方式可以采用現(xiàn)有的無(wú)線通信方式的集群通信方式、GSM（全球移動(dòng)通信系統(tǒng)）移動(dòng)通信方式、CDMA移動(dòng)通信方式。集群通信系統(tǒng)是一種功能強(qiáng)大的專(zhuān)用移動(dòng)通信系統(tǒng)，是通信與微處理機(jī)技術(shù)、程控交換技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物。它集交換、控制、通信于一體，通過(guò)無(wú)線撥號(hào)的方式把一組信道自動(dòng)最優(yōu)地動(dòng)態(tài)分配給系統(tǒng)內(nèi)部用戶(hù)，最大限度地利用系統(tǒng)資源和頻率資源，降低系統(tǒng)內(nèi)呼損，提高服務(wù)質(zhì)量。由于它具有群呼、組呼、強(qiáng)插、強(qiáng)拆等功能，特別適合于調(diào)度指揮以及應(yīng)急、搶險(xiǎn)等場(chǎng)合，并較好地解決了通信頻率合理分配的問(wèn)題，因而倍受專(zhuān)業(yè)運(yùn)營(yíng)管理部門(mén)的青睞，被確定為現(xiàn)行鐵路移動(dòng)通信方式的首選類(lèi)型。但是這一系統(tǒng)還具有一定的缺點(diǎn)，主要包括采用動(dòng)態(tài)的頻率分配，沒(méi)有考慮與周?chē)镁W(wǎng)的有效融合問(wèn)題，沒(méi)有先進(jìn)的路由合理選擇功能，并且在建立通路和自動(dòng)過(guò)網(wǎng)時(shí)存在信息丟失現(xiàn)象，保密性不強(qiáng)，容易受干擾等，這些缺點(diǎn)對(duì)于話音通信的影響不大，但是會(huì)對(duì)列車(chē)與調(diào)度指揮中心之間的實(shí)時(shí)雙向數(shù)據(jù)通信造成較大的誤碼，因而對(duì)于要求較高數(shù)據(jù)通信誤碼率的場(chǎng)合并不適合。即將動(dòng)工的秦沈客運(yùn)專(zhuān)線的移動(dòng)通信系統(tǒng)主要包括400MHz的無(wú)線列調(diào)系統(tǒng)和800MHz的集群移動(dòng)通信系統(tǒng)，考慮到集群移動(dòng)通信系統(tǒng)在越區(qū)切換過(guò)程中會(huì)存在信息的損傷，因此將數(shù)據(jù)通信部分交由無(wú)線列調(diào)系統(tǒng)來(lái)完成，集群移動(dòng)通信系統(tǒng)僅進(jìn)行區(qū)間通信（如大三角功能的話音通信，公務(wù)通信以及應(yīng)急搶險(xiǎn)通信等），并留有調(diào)度電話進(jìn)入的余地和接入公用通信網(wǎng)的功能。這一系統(tǒng)也是我國(guó)鐵路以集群通信的方式為無(wú)線接入系統(tǒng)的第一例，是我國(guó)鐵路通信史上的一個(gè)重大變革。

二、鐵路無(wú)線接入網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)隨著改革的進(jìn)一步深入和社會(huì)信息化的進(jìn)展，不僅要求鐵路通信網(wǎng)具有更強(qiáng)的保障鐵路安全運(yùn)營(yíng)的通信功能，以適應(yīng)高速列車(chē)通信的需求，而且要以鐵道部的全程全網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)全力發(fā)展電信增值服務(wù)及經(jīng)營(yíng)與中國(guó)電信業(yè)務(wù)范圍一樣的電信業(yè)務(wù)，參與同中國(guó)電信的競(jìng)爭(zhēng)，使旅客和網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)的廣大用戶(hù)方便地享受信息的服務(wù)。比如隨時(shí)隨地的提供鐵路客貨運(yùn)輸資訊信息、訂購(gòu)火車(chē)票等服務(wù)，在列車(chē)就能享受語(yǔ)音、傳真、數(shù)據(jù)、視頻、移動(dòng)通信及Internet等服務(wù)。不過(guò)，鐵路現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施龐大而落后，這是目前該

第五篇：3s技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用及發(fā)展

3S技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)

用論文

班級(jí)：

姓名：

學(xué)號(hào)：

指導(dǎo)老師：

摘要：

農(nóng)業(yè)是在信息技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上,以地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感技術(shù)(RS)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)為核心技術(shù)引發(fā)的一場(chǎng)新農(nóng)業(yè)技術(shù)革命,將對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。因此,應(yīng)在充分了解國(guó)際精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的理論基礎(chǔ)和技術(shù)原則的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國(guó)具體情況,研究發(fā)展適合我國(guó)國(guó)情的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系。3S系統(tǒng)將信息獲取、信息處理、信息應(yīng)用集結(jié)于一身,突出表現(xiàn)在信息獲取與處理的高速、實(shí)時(shí)與應(yīng)用的高精度、可定量化方面。3S系統(tǒng)是三者相互補(bǔ)充相得益彰構(gòu)成的一個(gè)功能完整強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)采集處理分析系統(tǒng)，3S集成技術(shù)已成為農(nóng)業(yè)、生物信息管理的先進(jìn)技術(shù)手段。

關(guān)鍵字：

3S技術(shù)，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，遙感，信息處理

正文：

一、3S技術(shù)的概念：

3S 是全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(G IS)和遙感(RS)的統(tǒng)稱(chēng)。是空間技術(shù)、傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)相結(jié)合，多學(xué)科高度集成的對(duì)空間信息進(jìn)行采集、處理、管理、分析、表達(dá)、傳播和應(yīng)用的現(xiàn)代信息技術(shù)。

二、3S技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用：

1.“3S”技術(shù)在農(nóng)作物中的應(yīng)用：

農(nóng)作物是一個(gè)國(guó)家賴(lài)以生存的靈魂，以科學(xué)技術(shù)發(fā)展農(nóng)業(yè)是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1.1“3S”技術(shù)在農(nóng)作物估產(chǎn)中的應(yīng)用。作物估產(chǎn)的主要內(nèi)容是估算作物種植面積和由單產(chǎn)模型、長(zhǎng)勢(shì)遙感監(jiān)測(cè)來(lái)確定估產(chǎn)模式。我國(guó)農(nóng)作物遙感估產(chǎn)最初采用FAO推行的美國(guó)農(nóng)業(yè)部的框圖面積取樣法，該方法是集統(tǒng)計(jì)估產(chǎn)、農(nóng)學(xué)估產(chǎn)、氣象估產(chǎn)和遙感光譜估產(chǎn)于一體的綜合遙感估產(chǎn)，是傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)估產(chǎn)方法與遙感估產(chǎn)的結(jié)合，簡(jiǎn)易可行。我國(guó)遙感估產(chǎn)的第二階段是1984年由國(guó)家氣象局主持的“全國(guó)冬小麥NOAA衛(wèi)星遙感綜合估產(chǎn)”項(xiàng)目，這是一種大面積農(nóng)作物估產(chǎn)方法，在對(duì)冬小麥的宏觀地理分布了解的基礎(chǔ)上，根據(jù)氣候和生物特點(diǎn)，分區(qū)建立綠度修正值，在充分研究了小麥不同生育期的不同綠度值特點(diǎn)之后，利用相應(yīng)的綠度值日來(lái)研究不同的估產(chǎn)模式，在微機(jī)網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)通訊和產(chǎn)量計(jì)算。遙感估產(chǎn)的第三種方法以“八五”攻關(guān)項(xiàng)目“重點(diǎn)產(chǎn)糧區(qū)主要農(nóng)作物遙感估產(chǎn)”為代表，估產(chǎn)內(nèi)容涉及小麥、玉米和水稻，充分利用了TM影像的多波段特性和高幾何分辨率”（30m），在農(nóng)作物套作區(qū)進(jìn)行了提高面積解譯精度的研究，同時(shí)結(jié)合利用NOAA數(shù)據(jù)，對(duì)作物面積、單產(chǎn)和長(zhǎng)勢(shì)變化等進(jìn)行了估計(jì)。

1.2“3S”技術(shù)在農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)和調(diào)查的應(yīng)用。

1.2.1農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)。作物在生長(zhǎng)發(fā)育的不同階段，其內(nèi)部成分、結(jié)構(gòu)和外部形態(tài)特征等都會(huì)存在一系列的變化。葉面積指數(shù)是綜合反映作物長(zhǎng)勢(shì)的個(gè)體特征與群體特征的綜合指數(shù)。遙感具有周期性獲取目標(biāo)電磁波譜的特點(diǎn)，通過(guò)建立遙感植被指數(shù)和葉面積指數(shù)的數(shù)學(xué)模型，就可監(jiān)測(cè)作物長(zhǎng)勢(shì)，進(jìn)而根據(jù)作物長(zhǎng)勢(shì)能夠估測(cè)作物產(chǎn)量。

1.2.2土壤水分含量和分布監(jiān)測(cè)。在植被條件和非植被條件下，熱紅外波段都對(duì)水分反應(yīng)非常敏感，所以利用熱紅外波段遙感監(jiān)測(cè)對(duì)象和作業(yè)監(jiān)測(cè)土壤和植被水分十分有效。研究表明，不同熱慣量條件下，遙感波譜間的差異性表現(xiàn)最明顯，所以通過(guò)建立熱慣量與土壤水分間的數(shù)學(xué)模型，就能夠監(jiān)測(cè)土壤水分含量和分布狀況。

1.2.3土壤養(yǎng)分分布調(diào)查。在播種之前，可用一種適用于在農(nóng)田中運(yùn)行的采樣車(chē)輛按一定的要求在農(nóng)田中采集土壤樣品。車(chē)輛上配置有 GPS接收機(jī)和計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)中配置地理信息系統(tǒng)軟件。采集樣品時(shí)，GPS接收機(jī)把樣品采集 點(diǎn)的位置精確地測(cè)定出來(lái)，將其輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)依據(jù)地理信息系統(tǒng)將采樣點(diǎn)標(biāo)定，繪出 一幅土壤樣品點(diǎn)位分布圖。

1.2.4農(nóng)作物病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)。應(yīng)用遙感手段能夠探測(cè)病蟲(chóng)害對(duì)作物生長(zhǎng)的影響，跟蹤其發(fā)生演變狀況，分析估算災(zāi)情損失，同時(shí)還能監(jiān)測(cè)蟲(chóng)源的分布和活動(dòng)習(xí)性。

長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的預(yù)測(cè)都是農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的一項(xiàng)重要工作。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，預(yù)測(cè)方法和手段逐步完善和提高，不但能較準(zhǔn)確地估測(cè)出各種作物的最終產(chǎn)量，也能跟蹤監(jiān)測(cè)各類(lèi)作物在不同生長(zhǎng)期的長(zhǎng)勢(shì)，從而根據(jù)需要即使采用有效措施，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)進(jìn)行監(jiān)控，保證當(dāng)年產(chǎn)量的穩(wěn)定增長(zhǎng)。為了在農(nóng)作物監(jiān)測(cè)和估產(chǎn)中發(fā)揮和利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的成果，提高快速、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)地獲得監(jiān)測(cè)和估產(chǎn)信息，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，雖然農(nóng)作物估產(chǎn)和監(jiān)測(cè)技術(shù)與理論十分復(fù)雜、地理信息技術(shù)和資料，從不同于傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)部門(mén)得到信息。1.2.5監(jiān)測(cè)作物產(chǎn)量。在聯(lián)合收割機(jī)上配置計(jì)算機(jī)、產(chǎn)量監(jiān)視器和GPS接收機(jī)，就構(gòu)成了作物產(chǎn)量監(jiān)視系統(tǒng)。對(duì) 不同的農(nóng)作物需配備不同的監(jiān)視器。例如監(jiān)視玉米產(chǎn)量的監(jiān)視器，當(dāng)收割玉米時(shí)，監(jiān)視器 記錄下玉米所接穗數(shù)和產(chǎn)量，同時(shí)GPS接收機(jī)記錄下收割該株玉米所處位置，通過(guò)計(jì)算機(jī)最終繪制出 一幅關(guān)于每塊土地產(chǎn)量的產(chǎn)量分布圖。通過(guò)和土壤養(yǎng)分含量分布圖的綜合分析，可以找出 影響作物產(chǎn)量的相關(guān)因素，從而進(jìn)行具體的田間施肥等管理工作。

1.2.6合理施肥，精確農(nóng)業(yè)管理。依據(jù)農(nóng)田土壤養(yǎng)分含量分布圖，設(shè)置有GPS接收機(jī)的“受控應(yīng)用”的噴施器，在GPS的控制下，依據(jù)土壤養(yǎng)分含量分布圖，能夠精確地給田地的各點(diǎn)施肥，施用的化肥種類(lèi)和數(shù)量由計(jì)算機(jī)根據(jù)養(yǎng)分含量 分布圖控制。

在作物生長(zhǎng)期的管理中，利用遙感圖象并結(jié)合GPS可繪出作物色彩變化圖。利用GPS定位采集一定數(shù)量 的土壤及作物樣品進(jìn)行分析，可以繪制出作物生長(zhǎng)的不同時(shí)期的土壤含量的系列分布圖。這樣可以做到精確地對(duì)作物生長(zhǎng)進(jìn)行管理。

總之，GPS技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)l(fā)揮重要作用。在我國(guó)，尚需積極開(kāi)展在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究 以及相關(guān)設(shè)備的研制，特別在大平原地區(qū)，利用大規(guī)模的機(jī)械化生產(chǎn)的地區(qū)，應(yīng)當(dāng)重視 GPS技術(shù)在農(nóng)田作業(yè)和管理中的應(yīng)用。

2．“3S”技術(shù)在土壤侵蝕調(diào)查中的應(yīng)用: 土壤侵蝕問(wèn)題對(duì)農(nóng)業(yè)資源和環(huán)境問(wèn)題關(guān)系重大。利用衛(wèi)星遙感影像可提供許多土壤侵蝕因子信息，如地形、坡度、巖性、植被等，據(jù)此以通用土壤侵蝕方法為基礎(chǔ)建立土壤侵蝕模式，并與相應(yīng)地區(qū)的水文觀測(cè)站的輸沙模式相疊合，進(jìn)行土壤侵蝕量因子分析和區(qū)域侵蝕模數(shù)計(jì)算，并顧及氣象、水文要素與土壤侵蝕的關(guān)系。我國(guó)利用遙感方法，先后對(duì)山西三江河流域、延安地區(qū)、永定河上游等進(jìn)行了土壤侵蝕調(diào)查。1993年在水利部遙感中心的組織下，進(jìn)行了全國(guó)土壤侵蝕的遙感制圖研究，利用TM圖像對(duì)全國(guó)進(jìn)行了土壤侵蝕的清查工作，編制了全國(guó)1∶50萬(wàn)（部分地區(qū)1∶25萬(wàn)—1∶10萬(wàn)）土壤侵蝕圖，將全國(guó)土壤侵蝕因子編碼建模，而且將全國(guó)的水蝕、風(fēng)蝕和融凍侵蝕采用統(tǒng)一的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一編碼制圖，并輸入計(jì)算機(jī)以備檢索查詢(xún)。

另外，土壤空間信息查詢(xún)有空間定位查詢(xún)和空間關(guān)系查詢(xún)，對(duì)如某種土壤類(lèi)型的空間分布位置進(jìn)行查詢(xún)，查詢(xún)與某種土壤類(lèi)型或某一行政區(qū)域包括的土壤類(lèi)型、沿河流與分布的土壤類(lèi)型等。GIS既有很強(qiáng)的制圖功能，可以編繪出所需要的各種要素的專(zhuān)題地圖，如土壤肥力圖、土壤評(píng)級(jí)圖、土壤類(lèi)型圖、土壤利用圖以及一系列社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)圖等。在可視化方面，這些專(zhuān)題地圖疊加在三維DEM上顯示，可以直觀地看出不同高程的土壤等級(jí)分布及N、P、K分布、土壤類(lèi)型分布等，據(jù)此可進(jìn)行多種專(zhuān)題圖的重疊而獲得土壤綜合信息。同時(shí)，課利用RS的實(shí)時(shí)信息，對(duì)土壤空間信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，及時(shí)調(diào)整和更新各種地圖。3．“3S”技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用：

“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)是用現(xiàn)代高新技術(shù)特別是信息技術(shù)來(lái)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，在機(jī)械化的基礎(chǔ)上，把地理信息系統(tǒng)（GIS）、定位系統(tǒng)（GPS）、決策支持系統(tǒng)、傳感技術(shù)進(jìn)行集成，定量獲取農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量和影響作物生長(zhǎng)的環(huán)境因素（如土壤肥力、含水量、苗情、病蟲(chóng)草害等）實(shí)際存在的空間和時(shí)間差異性信息，分析影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上有效的調(diào)控措施，區(qū)別對(duì)待，按需實(shí)施定位調(diào)控的“處方農(nóng)作”。在“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系中，DGPS 的定位應(yīng)用以及 GIS 的應(yīng)用開(kāi)發(fā)是實(shí)施“精細(xì)農(nóng)業(yè)”實(shí)踐的關(guān)鍵技術(shù)之一，即利用 DGPS 定位引導(dǎo)定量獲取農(nóng)田內(nèi)作物產(chǎn)量和影響作物生長(zhǎng)的環(huán)境因素的差異性信息，在 GIS 中利用各種空間分析方法生成差異性信息分布圖，通過(guò)分析影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，制定經(jīng)濟(jì)、合理的生產(chǎn)決策方案，生成作物管理處方圖，指導(dǎo)農(nóng)田定位作業(yè)。

高光譜遙感在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，主要有以下相關(guān)工作：①利用植被指數(shù)進(jìn)行地表覆蓋分析或作物長(zhǎng)勢(shì)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；②對(duì)植被的葉面積指數(shù)、生物量、全氮量、全磷量等生物物理參數(shù)進(jìn)行估算；③農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)；④利用多時(shí)相的高光譜數(shù)據(jù)提取出光譜物征對(duì)不同植被和作物進(jìn)行識(shí)別和分類(lèi)；⑤作物個(gè)體生長(zhǎng)狀況與作物葉片光譜關(guān)系的研究；⑥遙感信息模型研究。4．“3S”技術(shù)在農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的應(yīng)用：

農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)系統(tǒng)是在 GIS 和 RS平臺(tái)上開(kāi)發(fā)的集農(nóng)業(yè)氣象、遙感應(yīng)用于一體的業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)。它集成了農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)為城市“菜籃子、米袋子”服務(wù)的科研成果；建立了遙感、地學(xué)、氣象、農(nóng)情、社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)；建立適應(yīng)農(nóng)業(yè)發(fā)展新需求的服務(wù)產(chǎn)品；將 GIS 分析功能應(yīng)用于洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)、災(zāi)害損失評(píng)估、資源合理布局等領(lǐng)域，獲取較好的服務(wù)效果。建立了下述分析模型。

5.GPS應(yīng)用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中應(yīng)用：

可進(jìn)行智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)動(dòng)態(tài)定位、農(nóng)業(yè)信息采樣定和遙感信息定位。GPS還運(yùn)用于地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、氣象學(xué)、捕魚(yú)業(yè)、放牧和狩獵等方面，形成GPS普及應(yīng)用的繽紛五彩世界

三、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的“3S”整體集成

在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中，單純地運(yùn)用 GPS、RS與 GIS中的某一種技術(shù)往往不能滿足綜合工程的需要，不能提供精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)施過(guò)程中所需要的對(duì)地測(cè)量、存儲(chǔ)管理、信息處理、分析模擬的綜合能力。這就需要把RS、GIS、GPS有機(jī)結(jié)合，綜合應(yīng)用，構(gòu)成一個(gè)一體化信息獲取、信息處理、信息應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)，這是一個(gè)充分利用各自技術(shù)特點(diǎn)的空間技術(shù)應(yīng)用體系，并逐步成為一個(gè)實(shí)踐性和應(yīng)用性較強(qiáng)的新學(xué)科，簡(jiǎn)稱(chēng)為“3S”集成技術(shù)。在“3S”集成技術(shù)中，RS是 GIS的一個(gè)重要數(shù)據(jù)源和強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)更新手段，GIS作為一種空間數(shù)據(jù)管理、分析的有效技術(shù)，可以為RS提供各種有用的輔助信息和分析手段，而GPS則為RS和GIS綜合系統(tǒng)中處理的空間數(shù)據(jù)獲得準(zhǔn)確的空間坐標(biāo)提供了獲取和定位手段，并且可以作為一個(gè)數(shù)據(jù)源為 GIS提供相關(guān)數(shù)據(jù)，三者已發(fā)展成為不可分割的整體，相互滲透相互補(bǔ)充。

四、3S技術(shù)的未來(lái)發(fā)展的前景：

3S技術(shù)的發(fā)展方興未艾，將來(lái)還可對(duì)下列項(xiàng)目進(jìn)行開(kāi)發(fā)：西南地區(qū)土地資源、土地利用（特別是耕地）的動(dòng)態(tài)監(jiān)則數(shù)據(jù)庫(kù)（系統(tǒng)），農(nóng)業(yè)布局、產(chǎn)量數(shù)據(jù)庫(kù)，森林、草地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)及其信息服務(wù)和決策支持系統(tǒng)；西南地區(qū)水稻、小麥估產(chǎn)，重點(diǎn)地區(qū)荒漠化監(jiān)測(cè)分析；長(zhǎng)江上游洪水、川東干旱以及貢嘎山植被、冰川動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)；土地詳查、變更系統(tǒng)；；建立三峽地區(qū)生態(tài)環(huán)境和持續(xù)發(fā)展決策支持信息系統(tǒng)土地管理信息系統(tǒng)；參與國(guó)家基本資源環(huán)境信息分析決策系統(tǒng)的建立等。通過(guò)這些項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，可為農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供一條廣闊的道路，使農(nóng)業(yè)的發(fā)展邁上新的臺(tái)階，這就需要人類(lèi)不斷深入研究和探索，以便為農(nóng)業(yè)的未來(lái)服務(wù)。

五、總結(jié)：

經(jīng)過(guò)這一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，我了解了很多3S技術(shù)和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的知識(shí)，雖然我是農(nóng)業(yè)電氣化的一名學(xué)生，但仍受益匪淺，目前3S技術(shù)正在漸漸大眾化和商業(yè)化，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為繼現(xiàn)代農(nóng)業(yè)后的必然，隨著我國(guó)3S技術(shù)的成熟，在將來(lái)也一定會(huì)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，從我們角度來(lái)看，我們可以通過(guò)3S技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)的產(chǎn)量，地區(qū)分布提供的信息進(jìn)行分析和總結(jié)，從而對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行更好的規(guī)劃，為農(nóng)民提供更加具體和全面的建議，從而避免現(xiàn)在我國(guó)農(nóng)業(yè)的這種資源浪費(fèi)狀況，避免菜賤傷農(nóng)的發(fā)生。并提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率，因地制宜！

參考資料：

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