第一篇：無線光通信技術(shù)發(fā)展及其應用

無線光通信技術(shù)發(fā)展及其應用

一、無線光通信技術(shù)發(fā)展歷史

光在空氣中直接傳輸?shù)耐ㄐ欧绞椒Q之為無線光通信。也就是利用激光束作為信道在空間（近地或外太空）中直接進行語音、數(shù)據(jù)、圖像等信息雙向傳送的一種技術(shù)。又稱為“自由空間光通信”（Freespace opticalunicanon）或虛擬光纖（VirtualFiler）。無線光通信的出現(xiàn)比無線電通信要早得多。在兩千七百年前的周幽王時代，就有了利用烽火臺通信的方法。這是人類最早利用無線光通信的典型方式。后來，雖然人類社會的文明程度和科學技術(shù)得到了很大的提高，但是簡單的利用光傳遞信息的方式仍然在廣泛使用，例如紅黃綠交通信號燈、旗語等。不論是烽火臺，還是交通紅綠燈、旗語，它們都是利用大氣來傳播可見光，由人眼來接收。這些都是非常原始的無線光通信方式。其后許多年，無線光通信幾乎沒有什么太大的發(fā)展。

盡管如此，人們?nèi)匀粵]有對無線光通信失去興致。以發(fā)明電話而著名的貝爾，在1876年發(fā)明了電話之后，就想到利用光來通電話。1880年，他利用太陽光作光源，大氣為傳輸媒質(zhì)，用硒晶體作為光接收器件，成功地進行了光電話的實驗，通話距離最遠達到了213m。1881年，貝爾宣讀了一篇題為《關(guān)于利用光線進行聲音的產(chǎn)生與復制》的論文，報導了他的光電話裝置。在貝爾本人看來：在他的所有發(fā)明中，光電話是最偉大的發(fā)明。這被認為是近代無線光通信的開始。1930年至1932年間，日本在東京的日本電報公司與每日新聞社之問實現(xiàn)了3 6kn，的無線光通信，但在大霧大雨天氣里效果很差。第二次世界大戰(zhàn)期間，無線光電話發(fā)展成為紅外線電話，因為紅外線肉眼看不見，更有利于信息保密。

利用光在大氣中傳送信息方便簡單，所以人們開始研究的光通信都是這種方式。但是光在大氣中的傳送要受到氣象條件的很大限制，比如在遇到下雨、下雪、陰天、下霧等情況，信號傳輸受到很大阻礙。此外，太陽光、燈光等普通的可見光源，都不適合作為通信的光源，因為從通信技術(shù)上看，這些光都是帶有“噪聲”的光。也就是說，這些光的頻率不穩(wěn)定、不單一，光的性質(zhì)也很復雜。因此，要用光來通信，必須找到高強度的、可靠的光源。在此后的幾十年中，由于這項關(guān)鍵技術(shù)沒有得到解決，無線光通信就一直裹足不前。也正因此，貝爾的光話始終沒有走上實用化的階段。

1960年7月8日，美國科學家梅曼發(fā)明了紅寶石激光器，從此人們便可獲得性質(zhì)與電磁波相似而頻率穩(wěn)定的光源。激光器的發(fā)明對無線光通信的研究工作產(chǎn)生了重大的影響。研究現(xiàn)代化無線光通信的時代也從此開始。20世紀60年代后，隨著人們對通信的要求變得越來越強烈，無線光通信獲得了突飛猛進的發(fā)展。許多實驗室用氫-氖氣體激光器做了傳送電視信號和20路電話的實驗。也有的公司制成了語言信道試驗性通信系統(tǒng)，最大傳輸距離為600米。到70年代初無線激光通信己進入應用發(fā)展階段。然而1970年半導體激光器和低損耗光纖這兩項關(guān)鍵技術(shù)的重大突破，使光纖通信開始從理想變成可能，這立即引起了各國電信科技人員的重視，他們競相進行研究和實驗。1977年，世界上第一條光纖通信系統(tǒng)在美國芝加哥市投入商用，速率為45Mb/s。這也同時標志著無線光通信的研發(fā)開始轉(zhuǎn)向外太空光通信，近地的無線光通信工作幾乎停滯。20世紀90年代后期，隨著全光接入網(wǎng)的發(fā)展，對固定無線應用的關(guān)注和對高速率的要求，無線光通信技術(shù)因其具有獨到的優(yōu)勢，在固定無線寬帶接人技術(shù)中，能為寬帶接人的快速部署提供一種靈活的解決方案，又得到了極大的關(guān)注。其應用范圍己從軍用和航天逐漸邁人民用領(lǐng)域，技術(shù)也在得以逐步完善。

二、基本工作原理

1880年，貝爾的光電話用弧光燈或者太陽光作為光源，光束通過透鏡聚焦在話筒的震動片上。當人對著話筒講話時，震動片隨著話音震動而使反射光的強弱隨著話音的強弱作相應的變化，從而使話音信息調(diào)制在光波上。在接收端，裝有一個拋物面接收鏡，它把經(jīng)過大氣傳送過來的載有話音信息的光波反射到硅光電池上，硅光電池將光能轉(zhuǎn)換成電流。電流送到聽筒，就可以聽到從發(fā)送端送過來的聲音了。這是無線光通信的基本工作原理。現(xiàn)代無線光通信設備的每一端分別包括專用光學望遠鏡、激光收發(fā)器、線路接口、電源、機械支架等部分組成。一些廠商的設備還包括伺服機構(gòu)、監(jiān)控裝置、微波備份及遠程管理軟件等部分。

激光收發(fā)器的光源主要采用LD和LED，其中的LD多采用鋁砷化鉀二極管、DFB，接收器主要采用PIN或APD。

三、技術(shù)優(yōu)勢與劣勢

1、技術(shù)優(yōu)勢 相對于常用的數(shù)字微波、銅纜數(shù)字用戶線、光纖等其他幾種接入方式，無線光通信主要優(yōu)勢有：①良好的安全保密性，由于激光的高指向性使它的發(fā)射光束極窄，方向性很好。通常激光光束的發(fā)散角都在毫弧度，甚至微弧度數(shù)量級，因此具有數(shù)據(jù)傳遞極高的保密性。②無微波頻段的許可證，因為無線光通信的工作頻段在350THz，設備間無射頻信號干擾前無需申請頻率使用許可證。③運營成本相對低廉，由于無須進行昂貴的管道工程鋪設和維護，使得其造價約為光纖通信工程的五分之一。④架設迅速無線光通信架設、組網(wǎng)速度快，只須在通信節(jié)點上進行設備安裝，工程建設以小時或天為計量單位，尤其適合作為光纖通信的應急故障后備及臨時構(gòu)造大容量的通信鏈路。重新撤換部署也很方便。⑤透明的傳輸協(xié)議對于任何傳輸協(xié)議均可容易的迭加，電路和數(shù)據(jù)業(yè)務都可透明傳輸。⑥設備尺寸小，由于光波的波長短，在同樣功能情況下，光收發(fā)天線的尺寸比微波、毫米波通信天線尺寸要小許多，同時功耗小，體積小，重最輕。⑦信息容量大，光波作為信息載體可輕易傳輸高達10Gb/s的數(shù)據(jù)。目前已經(jīng)商用無線激光設備，最高速率已達2 5Gb/s。實驗室里最高傳輸速率已達160Gb/s。

2、技術(shù)劣勢

當然，無線光通信也有其固有的劣勢：①天氣影響通信質(zhì)量天氣因素尤其是大霧、沙塵暴等所引起的光的色散、漫反射將極大影響光通信的質(zhì)量。②通信距離受限目前用于近地的民用無線光通信的設備所能達到的距離受人眼安全的發(fā)射功率、成本、數(shù)據(jù)速率、天氣條件等的限制，一般為100m-5kmm，延長傳輸距離也可以通過建立中繼站的方法。③只能在視距范圍內(nèi)建立通信鏈路兩個通信節(jié)點之間視距范圍內(nèi)必須無遮擋。對于中間存在障礙物而不可直視的兩點之間的傳輸，可以通過建立一個中繼站實現(xiàn)連接。④安裝點的震動影響樓頂搖晃、振動可能會影響兩個節(jié)點之間的激光對準，使通信質(zhì)量下降甚至暫時中斷。⑤意外因素可能使通信鏈路中斷如飛鳥等障礙物經(jīng)過鏈路空問，通信可能會瞬間中斷。

總之，由于無線光通信設備固有的特點，在眾多接入方式中具有比較明顯的優(yōu)勢。

四、應用領(lǐng)域

與傳統(tǒng)的租用線路比較，無線光通信綜合了光纖通信與微波通信的優(yōu)點，根據(jù)其最大優(yōu)勢（寬帶寬）與最大劣勢（短距離），定位在城域接入網(wǎng)、交換機和移動基站等設備的連接、閉路監(jiān)視系統(tǒng)、廣播電視信號的單、雙工的傳輸中使用。可以很靈活的接人數(shù)據(jù)、話音、視頻業(yè)務。其益處在于長期費用的節(jié)約和對數(shù)據(jù)吞吐能力的增長。目前的主要應用場合包括：①對于特殊要求的線路進行冗余備份以及應急時鏈路和意外恢復：在突發(fā)的自然或人為意外災害中，原有通信線路被破壞，難以立即恢復時，或者在一些特殊地方發(fā)生突發(fā)事件，需要應急通信，采用無線光通信進行快速的部署。②提供室內(nèi)外、臨近局域網(wǎng)之間的互連互通：當分布在兩座樓宇之間的辦公室需要建立一條企業(yè)內(nèi)部通信鏈路，受價格、帶寬、線路資源等因素和其他通信方式不能較好地解決時，采用無線光通信就可快速解決。③解決綜合業(yè)務網(wǎng)（FSN）接入的“最后一公里”：對智能小區(qū)的寬帶接入，大企業(yè)Intmnet的互連，校園網(wǎng)的互連，大客戶的寬帶接入等提供一種快速靈活的方案，可提供2Mb／s～2.5Gb／s的帶寬。④在不具備接入條件或帶寬不足時提供高效的接入方案：在通信鏈路跨越高速公路、鐵路、河流、峽谷、海灣或擁擠的城區(qū)時，由于地理條件的限制無法敷設光纖線路時，采用無線光通信可以有效解決。⑤用于移動通信蜂窩網(wǎng)基站與交換中心的互聯(lián)。⑥用于一些大型集會如運動會、展覽會、慶祝會等需要快速建立一些臨時鏈路用于現(xiàn)場通信的場合。

五、結(jié)束語

無線光通信填補了受頻率資源許可、價格、帶寬等限制的無線通信方式與受地形、建網(wǎng)時間等特殊限制的光纖通信方式之間的空白。在一些情況下可以解決其他方式無法解決的問題。可以靈活、快速地以較小的投資建立寬帶通信鏈路。因此，在調(diào)查和了解使用過程中的不同條件和要求如傳輸?shù)木嚯x、速率、誤碼率、可通率以及當?shù)氐镍B群和氣象條件如降雨、雪、霧、沙塵的天數(shù)及程度等情況下，可以充分考慮利用無線光通信的方式組阿，迅速建立一個有效覆蓋且能夠為用戶提供端到端的綜合接入服務能力的寬帶接入網(wǎng)絡。

第二篇：未來光通信技術(shù)發(fā)展

未來光通信技術(shù)的研究與探索

隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展,通信手段已經(jīng)從電通信技術(shù)演變?yōu)楣馔ㄐ偶夹g(shù)。從20世紀80年代開始,光纖通信的高速發(fā)展超乎了人們的想象,光通信網(wǎng)絡逐漸成為現(xiàn)代通信網(wǎng)的基礎(chǔ)平臺。光通信技術(shù)以其巨大的帶寬潛力、優(yōu)越的傳輸特性和非凡的聯(lián)網(wǎng)能力而倍受青睞,成為支撐當今信息基礎(chǔ)設施的支柱。如何培養(yǎng)具有專業(yè)特色的高等技術(shù)人才,既掌握先進的科學理論和知識,又具備很強的實踐能力,學以致用,將來更好地立足和服務于社會,光纖通信不僅可以應用在通信的主干線路中，還可以應用在電力通信控制系統(tǒng)中，進行工業(yè)檢測，控制，而且在軍事領(lǐng)域中的用途也越來越為廣泛。光纖通信技術(shù)作為信息技術(shù)的重要支撐平臺，在未來信息社會中將起到十分重要的作用。

光纖通信的定義

光纖通信是利用光作為載體，以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健Ｔ诠饫w通信系統(tǒng)中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質(zhì)的光纖又比同軸電纜或?qū)Рü艿膿p耗低得多，所以說光纖通信的容量比微波通信大幾十倍。光纖通信是用玻璃材料構(gòu)造的它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路光纖之間的中繞非常小，廣播在光線中傳輸，不會因為光信號泄露而擔心傳輸?shù)男畔⒈桓`聽，光纖的芯很細，由多芯組成光纜的直徑也很小，所以光纜作為傳輸信道，使傳輸系統(tǒng)所占的空間少，解決了地下管道擁擠的問題

光纖通信技術(shù)的特點

1，頻帶極寬，通信容量大

2，低損耗，中繼距離長

3，抗電磁干擾能力強

4，無串音干擾，保密性好

5，光纖芯細，重量輕，柔軟，易于鋪設

6，不斷發(fā)展的光通信技術(shù)

7，SDH系統(tǒng)

8，不斷增加的信道容量

9，光光纖傳輸距離

10，想城域網(wǎng)發(fā)展

11，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求與下一代全光網(wǎng)發(fā)展趨勢

12，光纖接入技術(shù)

在FTTH應用中，主要采用兩種技術(shù)，即點到點的P2P技術(shù)和到多點的XPON技術(shù)，亦可稱為光纖有源接入和光纖無源接入技術(shù)，目前，國內(nèi)的技術(shù)可以為用戶提供FE或GE的寬

帶，對大中型企業(yè)用戶來說，是比較理想的接入方式。

結(jié)束語

從光纖通信問世到現(xiàn)在，光的傳輸速率以指數(shù)增長，光傳輸?shù)乃俾试谶^去的10年中大約提高了100倍，層出不窮的光通信新技術(shù)將成為市場復蘇的源泉，而人類對通信容量的無止境需求將是市場恢復的原動力。隨著光通信技術(shù)的進一步發(fā)展，必將對21世紀通信行業(yè)的進步，乃至整個社會經(jīng)濟的發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響。

第三篇：第七課、中國寬帶無線技術(shù)發(fā)展走勢分析

第七課、中國寬帶無線技術(shù)發(fā)展走勢分析

當前，中國寬帶無線產(chǎn)業(yè)在整體上呈現(xiàn)出理性務實、健康有序的發(fā)展態(tài)勢，其發(fā)展前景被普遍看好。從技術(shù)上看，寬帶無線的崛起是發(fā)展下一代網(wǎng)絡（NGN）的必然結(jié)果。而先行規(guī)劃頻率、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)合作將會對發(fā)展寬帶無線產(chǎn)業(yè)起到關(guān)鍵的推進作用。

當今，圍繞NGN問題的辯論與討論，首先推進與揭示了一系列以IP為基礎(chǔ)的新一代網(wǎng)絡的QoS性能、安全性、智能網(wǎng)管改進及由現(xiàn)今TDM/SDH/ATM為主導的網(wǎng)絡向新一代IP網(wǎng)絡平滑演進的務實途徑。這是一種前后向兼容、有效創(chuàng)造增值效益的演進，而寬帶無線亦將按這一概念向前發(fā)展。特別從個性化含義上看，未來NGN及GII的接入與應用層面，必將是無線通信的世界，寬帶無線已日益呈現(xiàn)出其重要性。

在邁向NGN途徑中，全球無線/移動通信的發(fā)展呈現(xiàn)出六大趨勢，即傳送寬帶化、應用個性化、接入多樣化、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)化、系統(tǒng)互補化及有線/無線一體化。對此，寬帶無線接入將成為NGN、NGBW（下一代寬帶無線）及3G演進的重要的接入與傳送支撐技術(shù)。

一方面，固定無線接入比移動通信容易操作和實現(xiàn)，智能天線、軟件無線電以及一系列現(xiàn)代編碼調(diào)制及自適應信號處理技術(shù)等能夠提高功率/頻譜有效性的新技術(shù)往往首先在固定無線接入中試驗與裝備應用，因此，固定無線接入往往成為新一代移動通信的技術(shù)先導；另一方面，NGN、NGBW及3G演進需要寬帶無線接入作連接、中繼支撐，而且新一代寬帶無線接入與新一代移動通信之間的移動性的界面正在模糊，一些新的寬帶無線接入技術(shù)本身即具備良好的非直視（N－LoS）及移動能力，甚至可構(gòu)成廣域移動覆蓋。由此產(chǎn)生了NGN系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一種重要設想，即對各種新老交替的無線通信提供接入手段，包括新一代FWA技術(shù)及移動通信技術(shù)，以及各種有線和無線接入手段，公用、專用及共用，地面、空間及海上，廣播、交互、移動、半移動、游牧、可搬移，或靜止/固定式等等，覆蓋域可涉及WBAN/WPAN/WLAN/WMAN/WWAN等各種類別，經(jīng)過中介匯聚橋接途徑，均統(tǒng)一、協(xié)同、互補地工作于NGN的以IP為基礎(chǔ)的核心平臺之上，形成有線與無線、固定與移動，以及通信網(wǎng)、計算機網(wǎng)與廣播電視網(wǎng)這三網(wǎng)的有機融合。

中國在寬帶無線技術(shù)的應用與發(fā)展方面，無論是寬帶無線接入或者是3G與3G演進，均在“冷靜、穩(wěn)妥、科學、求實”及“積極跟進、試驗先行、培育市場、支持發(fā)展”的基本原則與方針指導下，以頻率規(guī)劃資源先行為前提，正積極準備、冷靜處理、務實發(fā)展著。

頻率規(guī)劃先行，面向?qū)拵У念l率規(guī)劃及管理思路，主要體現(xiàn)在以下三個方面。

首先是全面修訂中國無線電頻率劃分規(guī)定。這是因為，對發(fā)展新技術(shù)、新業(yè)務而言，頻譜資源規(guī)劃與分配必須先行。為使我國無線電頻率規(guī)劃適應國際、國內(nèi)電信新環(huán)境并與國際接軌，必須首先使我國“無線電頻率劃分規(guī)定”與國際電聯(lián)ITU的最新世界無線電通信大會（WRC）及其確定的國際無線電規(guī)則

（RadioRegulation）相接軌。按照這一思路，信息產(chǎn)業(yè)部無線電管理局于1999年初開始，做了大量工作和不懈努力，六易其稿，最終完成了對1982年版本的“無線電頻率劃分規(guī)定”（試行）文本的全面修訂。

2001年8月，新的“中華人民共和國無線電頻率劃分規(guī)定”得到國務院和中央軍委最高領(lǐng)導簽批通過，并于2001年11月12日以中華人民共和國信息產(chǎn)業(yè)部令第14號正式向社會發(fā)布。在此總框架基礎(chǔ)上，無線電管理部門將積極按市場需求進行各類多樣化的新一代寬帶無線接入與寬帶移動通信的細節(jié)頻率規(guī)劃。

其次要積極進行新一代寬帶無線接入與寬帶移動通信的頻率規(guī)劃。按已投入業(yè)務運營的無線接入頻段的頻率再規(guī)劃、新的中高速率（中寬帶）無線接入頻率規(guī)劃、高頻段寬帶無線接入（包括LMDS、HDFS、HDFSS、FSO等）頻率規(guī)劃、Bluetooth/Pico－cell等無線接入頻率規(guī)劃、平流層高空氣艇平臺（HAPS或STS）的頻率規(guī)劃及Unlicensed（無執(zhí)照）無線接入頻率規(guī)劃等六個方面來考慮新一代寬帶無線接入的頻率規(guī)劃，這一寬帶無線接入的頻率規(guī)劃的總體思路為積極鼓勵多樣化高效率新寬帶無線接入技術(shù)與系統(tǒng)的試驗與投入應用，以提高資源利用效率；為今后大規(guī)模普及應用的無執(zhí)照運行技術(shù)與系統(tǒng)尋找和創(chuàng)造合理的運作環(huán)境；分析、汲取LMDS系統(tǒng)國外不成功運作的一些經(jīng)驗教訓，結(jié)合中國國情，盡可能做好有利其業(yè)務發(fā)展的頻率規(guī)劃、頻率分配與頻譜管理工作，并鼓勵多頻段、多層次統(tǒng)一平臺集成的高效能工作模式運行；積極進行包括擴展新頻譜在內(nèi)的各類前瞻性頻率規(guī)劃的考慮。

再者，在新一代寬帶移動通信的頻率規(guī)劃方面，中國始終與國際社會標準化組織保持緊密合作，并結(jié)合中國國情積極展開工作。具體的頻率規(guī)劃工作按IMT－2000核心頻段的頻率規(guī)劃、IMT－2000附加頻段的移動通信應用的頻率規(guī)劃、430MHz～806MHz頻帶IMT－2000演進運用及＜6GHz～8GHz頻率范圍內(nèi)進一步作3G＋/4G移動通信應用的頻率規(guī)劃、高頻段新一代更高速率的寬帶移動通信的頻率規(guī)劃等四個層次積極地進行。

寬帶無線接入從WBAN/WPAN/WLAN/WMAN/WWAN多樣化協(xié)同發(fā)展、互補支持運作來看，3.5GHz頻段是典型的MMDS頻段，在某些方面比26GHz頻段LMDS存在較大優(yōu)勢，覆蓋及性價比較好，傳播雨衰性能好，是寬帶無線接入的上乘之選。3.5GHz頻段寬帶無線接入一方面非常適合地縣市級單位低價位、較大面積覆蓋的應用場合，另一方面還可與WLAN、LMDS等搭配，形成覆蓋面積大小配合、用戶密度稀密配合的一種多層運行的有機互補模式，對移動通信及衛(wèi)星通信也具有類似的應用。我們應特別珍惜此類極有限的頻率資源，實現(xiàn)高效率的利用。

3.5GHz/5.8GHz/26GHzLMDS等頻段無線接入屬于寬帶業(yè)務類別，超越了常規(guī)的單一語音業(yè)務，包括數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務、非實時業(yè)務、流媒體及視頻業(yè)務等在內(nèi)。因此要開展好這些業(yè)務并形成良好的業(yè)務體系，就必須處理好“產(chǎn)業(yè)鏈”與“生態(tài)系統(tǒng)”之類“IndustryEco－x”問題，處理好“殺手锏技術(shù)、應用與服務”之類“Killer－x”問題，并最終實現(xiàn)持續(xù)創(chuàng)新與發(fā)展。只有花大力氣進行探索和推進，才能做大、做好，從而打造出細分市場的更多的切實有效的業(yè)務類別模式。從產(chǎn)業(yè)鏈及保持持續(xù)創(chuàng)新與發(fā)展的角度看，運營商必須切實重視和處理好與設備供應商的利益平衡、唇齒相依的共贏合作關(guān)系。此外，極為有限的3.5GHz頻段的頻率資源，將影響寬帶無線接入的規(guī)模化有效發(fā)展。因此，從資源管理的角度看，隨著現(xiàn)有3.5GHz頻段無線接入資源的不斷開發(fā)和使用，管理部門還應積極與相關(guān)部門協(xié)調(diào)，按共贏原則對該頻率資源進行適當擴展，以便進一步做大、做好中國的寬帶無線市場。

同樣，以3G為主要對象的寬帶移動通信，正積極地進行技術(shù)試驗，在完成了包括相應手機終端試驗

及一些互操作性試驗在內(nèi)的以室內(nèi)為主的第一階段全面技術(shù)試驗測試基礎(chǔ)上，已進入第二階段的網(wǎng)絡技術(shù)試驗，包括野外試驗及必要的網(wǎng)絡互聯(lián)互通的試驗。同時，在已發(fā)布的3G頻率規(guī)劃總框架基礎(chǔ)上進行執(zhí)照發(fā)放的頻率細規(guī)劃、IPR談判，包括手機終端在內(nèi)的3G系統(tǒng)設備的商用化、產(chǎn)業(yè)化工作，以及市場培育思考和可贏利商業(yè)模式探索等工作也均在積極地推進中。綜上所述，產(chǎn)業(yè)合作實現(xiàn)共贏，頻率資源進一步推進，是寬帶無線發(fā)展的關(guān)鍵所在。正像許多外國朋友十分看好的那樣，中國寬帶無線市場潛力巨大、十分誘人，發(fā)展前景一片光明。

第四篇：鐵路行業(yè)無線應用

鐵路行業(yè)無線應用

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鐵路是中國國民經(jīng)濟的大動脈,鐵路運輸長期以來起著舉足輕重的作用。為有效降低列車運行中治安事故和意外事故的發(fā)生率，必須采用先進的技術(shù)手段，建立鐵路列車運行安全監(jiān)控系統(tǒng)。

●列車車廂無線監(jiān)控方案

一、系統(tǒng)設計要求

1、實現(xiàn)列車各個車廂的監(jiān)控圖像通過無線的方式傳輸?shù)搅熊囬L和乘警辦公室，集中監(jiān)控。

2、當列車車廂重新編組時，系統(tǒng)能自動重新建立，無需人員調(diào)整每節(jié)車廂的無線設備參數(shù)。

3、列車行進中，系統(tǒng)能穩(wěn)定工作。

4、設備架設方便，不會對列車的行進安全造成影響。

二、系統(tǒng)構(gòu)成

1、系統(tǒng)示意圖

2、系統(tǒng)構(gòu)成說明

上圖中，每個紅點代表一套設備，包括攝像機、網(wǎng)絡視頻服務器和無線網(wǎng)橋。為適應多路圖像傳輸對網(wǎng)絡帶寬的高要求，系統(tǒng)設計選擇使用了54M的無線網(wǎng)橋。

在9號車廂（通常為列車長和乘警的辦公車廂）安排了兩臺無線網(wǎng)橋，分別通過5類網(wǎng)線連接至交換機，并與監(jiān)控用計算機相連。每個車廂的無線網(wǎng)橋配備有高增益的特制吸頂天線，經(jīng)過低損耗高頻饋線連接，固定在該車廂內(nèi)適當位置。系統(tǒng)設計采用54M室外無線網(wǎng)橋，并根據(jù)鐵路系統(tǒng)應用模式的需要特別定制了網(wǎng)橋的自動識別組網(wǎng)功能。當若干臺無線網(wǎng)橋分別放置在相互的天饋系統(tǒng)覆蓋范圍之內(nèi)時，具有相同SSID設置的無線網(wǎng)橋?qū)⒆詣优袆e并認證對端的無線設備，符合組網(wǎng)條件的無線網(wǎng)橋?qū)⒆詣舆B接成點對點或者點對多點的網(wǎng)絡，而不必事先將對方設備的參數(shù)設置到本機。這樣，完全可以滿足列車車廂任意重新編組后，系統(tǒng)無需人工干預而自動重新建立的功能要求。

3、實際測試數(shù)據(jù)

按照前述設計，我們在各個車廂內(nèi)分別放置成套無線監(jiān)控設備，每套包括攝像機、網(wǎng)絡視頻服務器和無線網(wǎng)橋及配套天饋部件，測試系統(tǒng)中9車廂和17車廂無線設備--即最遠的兩臺設備之間的無線傳輸帶寬。實測得最遠兩臺無線網(wǎng)橋的鏈路，其凈數(shù)據(jù)帶寬高達約14Mbps（理想條件下，去除無線傳輸協(xié)議占用的帶寬后，54Mbps的無線網(wǎng)橋?qū)嶋H有效數(shù)據(jù)傳輸帶寬可以到20Mbps以上）。完全滿足系統(tǒng)傳輸多路圖像的帶寬要求。

啟動全部車廂上的無線監(jiān)控設備，到9號車廂上觀察由各個車廂上傳輸來的圖像畫面，測試畫面流暢，系統(tǒng)設計和測試取得圓滿成功。

進一步，對列車運行中的起步、停車、轉(zhuǎn)彎、通過橋梁和隧道等情況都做了測試。測試結(jié)果令人滿意，完全適應列車運行環(huán)境下的系統(tǒng)使用要求。

經(jīng)過理論設計和列車實際系統(tǒng)調(diào)試及測試，本方案設計和設備選型完全滿足列車無線監(jiān)控系統(tǒng)對于系統(tǒng)各項技術(shù)指標的要求，具有技術(shù)先進性和實用性，適合在鐵路行業(yè)大面積推廣。

●鐵路車站/貨場/道口無線監(jiān)控系統(tǒng)

鐵路系統(tǒng)部門眾多、地點分散，現(xiàn)場環(huán)境復雜，在鐵路系統(tǒng)內(nèi)部建立遠程無線寬帶網(wǎng)絡系統(tǒng)，不僅可以實現(xiàn)作業(yè)數(shù)據(jù)的實時傳輸，而且可以實現(xiàn)對全部重點區(qū)域現(xiàn)場，如當?shù)氐牡揽凇⒇泩觥④囌竞丸F路沿線環(huán)境的監(jiān)控，便于及時發(fā)現(xiàn)危險隱患，保障生產(chǎn)安全。

系統(tǒng)設計方案：

1、建立無線寬帶傳輸系統(tǒng)：本系統(tǒng)設計選用室外無線網(wǎng)橋，配合高增益定向天線，建立起監(jiān)控中心與車站/貨場/道口等作業(yè)現(xiàn)場的點對多點無線寬帶傳輸系統(tǒng)。如果有特別的地方無法覆蓋，再考慮使用中繼方式，針對實際需求做到無線信號的全面覆蓋。

2、監(jiān)控點：各監(jiān)控點采用一體化攝像機，通過一個視頻服務器把模擬視頻信號編碼成符合TCP/IP協(xié)議的數(shù)字信號，利用無線局域網(wǎng)將監(jiān)控數(shù)據(jù)傳回監(jiān)控中心。

3、監(jiān)控中心：無線網(wǎng)絡最終與監(jiān)控中心內(nèi)部的有線網(wǎng)絡相結(jié)合，監(jiān)控中心可以遠程控制攝像機及其配套的云臺設備。遠端傳回的數(shù)字圖像信息，可以通過解碼器還原成視頻圖像，通過計算機同時觀看多路實時監(jiān)控圖像，或者投射到大屏幕或投影儀上，供多人觀看和現(xiàn)場集中指揮等。根據(jù)需要，還可以通過數(shù)字硬盤錄像機，將現(xiàn)場的圖像錄制下來，作為存檔或回放資料。

系統(tǒng)建成后，實現(xiàn)了轄區(qū)晝間可視監(jiān)控和重點地段夜間監(jiān)控，監(jiān)控中心可以遠程控制各瞭望塔上攝像機焦距的調(diào)整和云臺的運動，可同時觀察多個監(jiān)控點的現(xiàn)場實時圖像，并實現(xiàn)圖像資料的錄制、存檔和檢索，保障了邊情的及時發(fā)現(xiàn)、上報和處理，為邊檢部門掌握轄區(qū)動態(tài)，及時部署和調(diào)度邊檢力量，提供了強有力的技術(shù)支持。

第五篇：無線應用通訊協(xié)議

無線應用通訊協(xié)議

目錄 概述

WAP（Wireless Application Protocol)為無線應用協(xié)議，是一項全球性的網(wǎng)絡通信協(xié)議。WAP使移動Internet 有了一個通行的標準，其目標是將Internet的豐富信息及先進的業(yè)務引入到移動電話等無線終端之中。WAP定義可通用的平臺，把目前Internet網(wǎng)上HTML語言的信息轉(zhuǎn)換成用WML（Wireless Makeup Language)描述的信息，顯示在移動電話的顯示屏上。WAP只要求移動電話和WAP代理服務器的支持，而不要求現(xiàn)有的移動通信網(wǎng)絡協(xié)議做任何的改動，因而可以廣泛地應用于GSM、CDMA、TDMA、3G等多種網(wǎng)絡。隨著移動上網(wǎng)成為Internet時代新的寵兒，出現(xiàn)了WAP的各種應用需求。比如中國移動認證型SI（認證型合作伙伴）北京萬企通聯(lián)科技有限公司致力于打造的中國第一手機移動互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)門戶——WAP網(wǎng)門戶。就是典型的例子。應用和原理

用戶可以借助無線手持設備，如掌上電腦，手機，呼機，雙向廣播，智能電話等，通過WAP獲取信息。WAP支持絕大多數(shù)無線網(wǎng)絡，包括GSM, CDMA, CDPD, PDC, PHS, TDMA, FLEX, ReFLEX, iDen, TETEA, DECT, DataTAC, 和Mobitex。所有操作系統(tǒng)都支持WAP，其中專門為手持設備設計的有PalmOS, EPOC, Windows CE, FLEXOS, OS/9及JavaOS。一些手持設備，如掌上電腦，安裝微型瀏覽器后，借助WAP接入Internet。微型瀏覽器文件很小，可較好的解決手持設備內(nèi)存小和無線網(wǎng)絡帶寬不寬的限制。雖然WAP能支持HTML和XML，但WML才是專門為小屏幕和無鍵盤手持設備 服務的語言。WAP也支持WMLScript。這種腳本語言類似與JavaScript，但對內(nèi)存和CPU的要求更低，因為它基本上沒有其他腳本語言所包含的無用功能。

WAP協(xié)議

WAP（無線通訊協(xié)議）是在數(shù)字移動電話、互聯(lián)網(wǎng)或其他個人數(shù)字助理機（PDA）、計算機應用乃至未來的信息家電之間進行通訊的全球性開放標準。這一標準的誕生是

WAP論壇成員努力的結(jié)果，WAP論壇是在1997年6月，由諾基亞、愛立信、摩托羅拉和無線星球（Unwi redPlanet）共同組成的。

通過WAP這種技術(shù)，就可以將Internet 的大量信息及各種各樣的業(yè)務引入到移動電話、PALM等無線終端之中。無論你在何地、何時只要你需要信息，你就可以打開你的WAP手機，享受無窮無盡的網(wǎng)上信息或者網(wǎng)上資源。

WAP能夠運行于各種無線網(wǎng)絡之上，如GSM、GPRS、CDMA等。WML是無線注標語言（Wireless Makeup language）的英文縮寫。支持WAP技術(shù)的手機能瀏覽由WML描述的Internet內(nèi)容。

WML是以XML為基礎(chǔ)的標記語言，用在規(guī)范窄頻設備，如手機、呼叫器等如何顯示內(nèi)容和使用者接口的語言。因為窄頻使得WML受到部分限制，如較小型的顯示器、有限的使用者輸入設備、窄頻網(wǎng)絡聯(lián)機、有限的內(nèi)存和資源等。

WML支持文字和圖片顯示，內(nèi)容組織上，一個頁面為一個Card，而一組Card則構(gòu)成一個Deck。當使用者向服務器提出瀏覽要求后，WML會將整個Deck發(fā)送至客戶端的瀏覽器，使用者就可以瀏覽Deck里面所有Card的內(nèi)容，而不需要從網(wǎng)絡上單獨下載每個Card。

通過WAP這種技術(shù)，就可以將Internet的大量信息及各種各樣的業(yè)務引入到移動電話、PALM等無線終端之中。無論在何時、何地只要需要信息，打開WAP手機，用戶就可以享受無窮無盡的網(wǎng)上信息或者網(wǎng)上資源。如：綜合新聞、天氣預報、股市動態(tài)、商業(yè)報道、當前匯率等。電子商務、網(wǎng)上銀行也將逐一實現(xiàn)。通過WAP手機用戶還可以隨時隨地獲得體育比賽結(jié)果、娛樂圈趣聞等，為生活增添情趣，也可以利用網(wǎng)上預定功能，把生活安排的有條不紊。

WAP協(xié)議包括以下幾種：

1、WirelessApplicationEnvironment（WAE）

2、WirelessSessionLayer（WSL）

3、WirelessTransactionLayer（WTP）

4、WirelessTransportLayerSecurity（WTLS）

5、Wireless Datagram Protocol（WDP）

其中，WAE層含有微型瀏覽器、WML、WMLSCRIPT的解釋器等等功能。WTLS 層為無線電子商務及無線加密傳輸數(shù)據(jù)時提供安全方面的基本功能。

WAP論壇一個很重要的指導思想是讓WAP盡可能多的與現(xiàn)有的標準一致，以最大限度地保護制造商和應用開發(fā)者的投資。在很大程度上利用了現(xiàn)有的WWW編程模型，應用開發(fā)人員可以繼續(xù)使用自己熟悉的編程模型、能夠利用現(xiàn)有的工具（如Web 服務器、XML工具）等。另外，WAP 編程模型還針對無線環(huán)境的通信特點，對原有的 WWW編程模型進行了優(yōu)化和擴展。

在帶寬考慮方面，WAP用“輕量級協(xié)議棧”優(yōu)化現(xiàn)在的協(xié)議層對話，將無線手機接入Internet的帶寬需求降到最低，保證了現(xiàn)有無線網(wǎng)絡能夠符合WAP規(guī)范。手機通過使用WAP協(xié)議棧可以為無線網(wǎng)絡節(jié)省大量的無線帶寬，例如，完成一個股票指數(shù)的查詢操作，如果通過使用HTTP1.0的臺式機瀏覽器來完成要比通過一個WAP

瀏覽器來完成所涉及的包通信量要大一倍以上。WAP 協(xié)議使用的包數(shù)量不到標準的 HTTP /TCP/IP協(xié)議棧使用的一半。

目前，WAP在很多方面還不夠成熟，但是已經(jīng)足夠打開一個新的通訊領(lǐng)域，為無線網(wǎng)絡提供了足夠的技術(shù)標準基礎(chǔ)，讓互聯(lián)網(wǎng)能夠真正無所不在。

WAP目前主要使用1.2和2.0兩個版本,后者是趨勢,低端手機只能瀏覽1.2版本,目前主流的手機都已經(jīng)支持2.0版本.有了2.0版本使用手機瀏覽的內(nèi)容更生動,也可以像電腦站一樣有背景音樂,有背景圖片,使原本單調(diào)的手機網(wǎng)頁變得色彩斑斕。技術(shù)特點

過去，無線Internet接入一直受到手機設備和無線網(wǎng)絡的限制。WAP充分利用了諸如XML，UDP和IP等Internet 標準，它的許多規(guī)程建立在HTTP和TLS等Internet標準之上，但進行了優(yōu)化，克服了原無線環(huán)境下低帶寬、高延遲和連接穩(wěn)定性差的弊病。

原來的Internet標準諸如HTML，HTTP，TLS和TCP用于移動網(wǎng)絡是遠遠不能滿足要求的，因為極大的文本數(shù)據(jù)信息需要傳送。標準的HTML內(nèi)容已不可能有效地顯示在袖珍手機和尋呼機狹小的屏幕上。

WAP采用二進制傳輸以更大地壓縮數(shù)據(jù)，同時它的優(yōu)化功能適于更長的等待時間（long latency）和低帶寬。WAP的會話系統(tǒng)可以處理間歇覆蓋（intermittent coverage），同時可在無線傳輸?shù)母鞣N變化條件下進行操作。

WML和WML Script用于制作WAP內(nèi)容，這樣可最大限度地利用小屏幕顯示。WAP的內(nèi)容可從一個最新式的智能電話或其它通信器的兩行文字的屏幕上顯示出來，也可以轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€全圖像屏幕顯示。

輕巧的WAP規(guī)程棧式存儲器的設計可使需要的帶寬達到最小化，同時使能提供WAP內(nèi)容的無線網(wǎng)絡類型達到最多。它適用于多種網(wǎng)絡，諸如全球移動通信系統(tǒng)GSM900，GSM1800和GSM1900；過渡性標準（IS）－136；歐洲制式DECT；時分多址接入；個人通信業(yè)務，高速尋呼（FLEX）和碼分多址等。同時它也支持所有的網(wǎng)絡技術(shù)和承載業(yè)務，包括短消息業(yè)務（SMS）、非結(jié)構(gòu)式輔助業(yè)務數(shù)據(jù)（USSD）、電路交換蜂窩移動數(shù)據(jù)（DSD）、蜂窩移動數(shù)字分組數(shù)據(jù)（CDPD）和通用分組無線業(yè)務（GPRS）。由于WAP建立在可升級的分層結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，每一個分層可獨立于其它分層而發(fā)展。這就使得在不需要對其它分層改變的情況下就可以引進其它承載業(yè)務或使用新的傳輸規(guī)程。

WAP使得那些持有小型無線設備諸如可瀏覽Internet的移動電話和PDA等的用戶也能實現(xiàn)移動上網(wǎng)以獲取信息。WAP顧及到了那些設備所受的限制并考慮到了這些用戶對于靈活性的要求。手持式WAP設備的局限性 WAP設備與PC相比： 低分辨率的小顯示屏 輸入裝置容量有限，重要的是沒有提供定點裝置 低功率CPU，內(nèi)存較少及能量較不穩(wěn)定 網(wǎng)絡帶寬較窄且連接較不穩(wěn)定 WAP帶來的靈活性 與HTML-C相比，WAP標準沒有規(guī)定WAP設備應為何種形態(tài)。這對設備制造商極為有利，可使其能夠生產(chǎn)出各種不同類型的設備以滿足不同需要。在不久的將來，市場對

WAP設備的要求會以瀏覽器的顯示屏尺寸、輸入裝置及內(nèi)存大小等不同為根據(jù)，從而促使WAP設備在新技術(shù)及解決方案上得以發(fā)展進步。

通過使用移動電話連上互聯(lián)網(wǎng)不久將成為一種標準，而WAP就是實現(xiàn)這一標準的技術(shù)工具。如今，移動電話上網(wǎng)數(shù)量的增長速度要比PC上網(wǎng)數(shù)量的增長速度更快。這也就意味著不久以后，大多數(shù)新的移動電話都將配有WAP瀏覽器。持有WAP設備的無線用戶可得到通過互聯(lián)網(wǎng)提供的相關(guān)服務，網(wǎng)絡頁面的編制采用HTML格式。屆時對許多甚而是絕大多數(shù)用戶而言，WAP設備將成為其獲取這些服務的常用工具。WAP能做什么

WAP能給生活帶來極大的便利,使不方便使用電腦的你也可以通過WAP上網(wǎng)下載手機圖片,手機軟件,手機主題,與世界各地的網(wǎng)友進行無線互動,也可上BBS灌水與好友分享自己新拍的照片仍至可以通過WAP購買你需要的東西。

抵御惡意攻擊方法

該方法為：在ＷＡＰ網(wǎng)關(guān)中設置ＩＰ控制內(nèi)容，其中，設置ＩＰ控制內(nèi)容包括：設置允許使用ＷＡＰ網(wǎng)關(guān)的ＩＰ和該ＩＰ允許訪問的服務提供商ＳＰ；ＷＡＰ網(wǎng)關(guān)根據(jù)設置的ＩＰ控制內(nèi)容對該用戶請求判斷該用戶的ＩＰ是否為允許使用ＷＡＰ網(wǎng)關(guān)的ＩＰ，如不允許，則該ＷＡＰ網(wǎng)關(guān)直接拒絕該用戶請求；否則再判斷請求訪問的ＳＰ是否允許訪問，如允許，則該ＷＡＰ網(wǎng)關(guān)向該ＳＰ轉(zhuǎn)發(fā)該用戶請求，該ＷＡＰ網(wǎng)關(guān)繼續(xù)后續(xù)流程；否則該ＷＡＰ網(wǎng)關(guān)拒絕該用戶請求。