淺談通信工程中有線傳輸技術(shù)的改進(jìn)分析

文 / 李杰

通信是社會(huì)生產(chǎn)生活不可或缺的重要元素，自電報(bào)機(jī)發(fā)明以來(lái)，長(zhǎng)途有線傳輸技術(shù)進(jìn)入生活并開始發(fā)揮作用，在不到200年時(shí)間里，電話、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)借助有線設(shè)備得到了快速發(fā)展。本質(zhì)上看，有線傳輸是利用有形介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)囊环N通信方式。進(jìn)入21世紀(jì)后，通信在社會(huì)生活中的作用越發(fā)明顯，因此，設(shè)法對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)化和改進(jìn)也十分必要。本文就相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析，希望為后續(xù)工作提供一定的幫助。

一、通信工程與有線傳輸技術(shù)

（一）通信工程

通信工程是電子工程的分支之一，其研究的重點(diǎn)為信息傳輸和信號(hào)處理的原理以及具體應(yīng)用。廣義的通信可以追溯至幾千年前，現(xiàn)代意義上的通信工程則一般取狹義，也即電子通信，在數(shù)字移動(dòng)通信、光纖通信、Internet網(wǎng)絡(luò)通信等方面，相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用和未來(lái)發(fā)展具有廣闊的前景，進(jìn)一步理解和研究通信工程，對(duì)于推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步意義重大。

（二）有線傳輸技術(shù)

有線傳輸技術(shù)是傳輸技術(shù)、通信技術(shù)的一種，金屬導(dǎo)線、光纖等有形實(shí)體介質(zhì)往往是其核心設(shè)備，發(fā)送端將聲音、文字、圖像等數(shù)據(jù)內(nèi)容以信號(hào)的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)化，利用線路傳輸，接收端同樣利用線路對(duì)信號(hào)加以收集加工，即可完成通信。電報(bào)機(jī)、電話機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信等均可以應(yīng)用有線傳輸技術(shù)，有線傳輸技術(shù)目前依然占據(jù)大量市場(chǎng)份額，數(shù)字電視、固定電話、網(wǎng)絡(luò)寬帶等依然采用有線傳輸?shù)姆绞健?/p>

二、通信工程中常用的有線傳輸技術(shù)

（一）絞合電纜傳輸技術(shù)

絞合電纜傳輸技術(shù)是常見有線傳輸技術(shù)之一，也被稱為對(duì)稱電纜，廣泛應(yīng)用于對(duì)頻率要求較高的通信工程中。絞合電纜傳輸技術(shù)的核心線路由高頻率和低頻率電纜共同組成，本質(zhì)上是一種高頻對(duì)稱電纜。其在傳輸工作中的優(yōu)勢(shì)是能夠較好地保持信號(hào)的完整性，具有較好的抗干擾能力。實(shí)際應(yīng)用中，為了保證通信效果，人員會(huì)在雙絞線結(jié)構(gòu)中額外增加屏蔽層，雖然這一做法能夠提升通信效果，并使應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，但也導(dǎo)致了造價(jià)費(fèi)用的升高，尤其是低頻段的通信活動(dòng)，其本身受限于寬帶較窄的帶寬水平，信道傳輸能力有限，應(yīng)用范圍也因此被壓縮，額外增加的造價(jià)費(fèi)用往往導(dǎo)致不理想的投入產(chǎn)出比。不過(guò)絞合電纜傳輸技術(shù)較高的通信質(zhì)量依然確保其擁有良好的市場(chǎng)前景，未來(lái)新式材料的應(yīng)用也有利于降低造價(jià)成本。

（二）同軸電纜傳輸技術(shù)

同軸電纜傳輸技術(shù)是目前最主要的有線傳輸技術(shù)之一，也是應(yīng)用范圍最廣的有線傳輸技術(shù)，所謂同軸電纜，是指選取合適的金屬內(nèi)芯（通常為銅或者銅合金），再根據(jù)傳輸需要確定其截面積，作為傳輸?shù)挠芯€信道，通過(guò)剛度更高的鋼制材料在其外圍形成保護(hù)層，大面積應(yīng)用于傳輸活動(dòng)中，即為同軸電纜。同軸電纜在提高電磁波的傳輸效率方面優(yōu)勢(shì)十分突出，其頻帶寬度遠(yuǎn)大于其他有線傳輸方式，最大值可以超過(guò)10GHz。目前電視信號(hào)、各類高頻反饋信號(hào)均應(yīng)用同軸電纜傳輸技術(shù)。在實(shí)際工作中，要求不同通信段、數(shù)據(jù)發(fā)送端和輸出端的信道能夠基本保持一致，以保證傳輸?shù)臅惩?。由于同軸電纜傳輸技術(shù)的抗干擾能力較弱，傳輸端和接收端的頻率也需保持高度的一致。同軸電纜傳輸技術(shù)較為成熟而且方法簡(jiǎn)單、適宜大規(guī)模應(yīng)用，其未來(lái)發(fā)展前景也較為廣闊。

（三）架空明線傳輸技術(shù)

架空明線傳輸技術(shù)也是主要的有線傳輸技術(shù)之一，其特點(diǎn)是在短距離傳輸方面優(yōu)勢(shì)突出，能夠?qū)崿F(xiàn)多路載波、單路電話傳輸?shù)取?shí)際應(yīng)用中，人員將導(dǎo)線架設(shè)在電線桿等處，使每一條導(dǎo)線均能夠形成獨(dú)立信道，如無(wú)特殊情況，這類信道中頻帶低端可以達(dá)到300Hz，高端頻率視線徑實(shí)際尺寸大小而定，往往為1Hz。這一特征可以保證其能夠滿足書信、電報(bào)、傳真等多種傳輸工作。傳輸?shù)乃俣确矫?，架空明線傳輸較同軸電纜傳輸、絞合電纜傳輸略小，這是由信道的物理特質(zhì)所決定的。傳輸距離方面，盡管架空明線傳輸技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)短距離高校、精準(zhǔn)傳輸，但如果傳輸?shù)姆秶鷶U(kuò)大、距離變長(zhǎng)，架空明線傳輸技術(shù)會(huì)受到周圍各類信號(hào)和磁場(chǎng)的干擾，傳輸效果大為下降，這是其主要的不足之處。

三、通信工程中有線傳輸技術(shù)的改進(jìn)

（一）光纖通信傳輸技術(shù)

光纖通信傳輸技術(shù)在有線傳輸中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)突出，其信號(hào)傳遞效率高、質(zhì)量可靠、能夠適應(yīng)多種環(huán)境，而且傳輸?shù)哪芰δ壳皝?lái)看是最強(qiáng)的。現(xiàn)有的光纖通信傳輸技術(shù)廣泛應(yīng)用于軍事、工業(yè)、商業(yè)、民用等諸多方面，了解其狀況并設(shè)法改進(jìn)十分必要。光纖通信諸多優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)的光信號(hào)傳播的高速度，其主要不足則是容易受到干擾，相關(guān)改進(jìn)也在此基礎(chǔ)上進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)光信號(hào)在有形信道中傳播時(shí)，不必過(guò)于擔(dān)心信道外的破壞，但如果信道內(nèi)部出現(xiàn)斷裂、扭曲等情況，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)傳輸?shù)闹袛啵罄m(xù)工作中應(yīng)加以重視。在進(jìn)行光纖線路鋪設(shè)時(shí)，嚴(yán)格給出施工標(biāo)準(zhǔn)，并在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定監(jiān)督人員，要求施工規(guī)范，使光纖線路不存在扭曲情況。用料方面，所選材料應(yīng)具備較好的物理性能，如果在戶外工作，還需保證抗風(fēng)沙能力等。做好上述工作是保持光纖通信傳輸技術(shù)能夠有效發(fā)揮作用的基礎(chǔ)。此外，還應(yīng)進(jìn)一步提升線路防屏蔽、抗干擾的能力可在線路外層額外增加保護(hù)，改進(jìn)其防屏蔽、抗干擾能力，從而穩(wěn)步改進(jìn)光纖通信傳輸技術(shù)。

（二）相干光通信技術(shù)

光發(fā)送端可以為相干光技術(shù)提供光源，有助于保證相干光通信技術(shù)的頻率、相位的穩(wěn)定，這是相干光通信技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)，在最新的研究中，人員嘗試通過(guò)SK等技術(shù)進(jìn)行調(diào)制，并將光混頻器與光耦合器應(yīng)用于光接收端，發(fā)先混頻傳輸在相干光通信技術(shù)條件下也有了實(shí)踐的空間，只需在接收端加設(shè)信號(hào)放大器和提純器即可。具體而言，首先將需要傳輸?shù)墓庑盘?hào)通過(guò)光混頻器進(jìn)行有序的混合，使不同頻段的信號(hào)同一信道內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)同步傳輸，接收端的光耦合器對(duì)信號(hào)做出反應(yīng)，放大器則將混合信號(hào)進(jìn)行放大，使其便于識(shí)別和捕捉，最后利用提純器對(duì)不同頻率的信號(hào)進(jìn)行分離，逐一提取。相干光通信技術(shù)的合理使用，將會(huì)增強(qiáng)光纖通信發(fā)展中信號(hào)傳輸量的合理性，使有限信道發(fā)揮更大的通信價(jià)值，為光接收器靈敏度的提高帶來(lái)了重要的保障，其技術(shù)的核心是光耦合器對(duì)信號(hào)的靈敏反映，也是后續(xù)工作研究的重點(diǎn)內(nèi)容。

（三）波分復(fù)用技術(shù)

波分復(fù)用技術(shù)能夠提升傳輸?shù)男?，這是其得到廣泛應(yīng)用的根本原因。簡(jiǎn)言之，如果需要進(jìn)行兩個(gè)以上不同信號(hào)的傳播，傳統(tǒng)模式下，人員需要兩根以上光纖，或者先后發(fā)送各個(gè)信號(hào)，這導(dǎo)致了工作效率的降低，而在波分復(fù)用技術(shù)條件下，不同波長(zhǎng)的光波能夠在技術(shù)的支持下實(shí)現(xiàn)在一根光纖中的正常傳輸，擴(kuò)大光纖通信信道容量。實(shí)際工作中，各種信號(hào)可以通過(guò)光發(fā)送端轉(zhuǎn)換器的作用下，轉(zhuǎn)換為符合要求的不同波長(zhǎng)的光波，并在性能可靠的合波器的作用下將所有的光波匯聚為一條光波，進(jìn)而在一根光線中完成正常傳輸，接收端通過(guò)濾波器、分離器等對(duì)接收的信號(hào)統(tǒng)一進(jìn)行加工，完成分離和提純。

波分復(fù)用技術(shù)面臨的主要問(wèn)題是信號(hào)之間的干擾，目前通過(guò)小波降噪等方式能夠一定程度上將這一不利影響降低至可以接受的水平。合理地使用波分復(fù)用技術(shù)，有利于推動(dòng)相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)分析通信工程中有線傳輸技術(shù)的改進(jìn)，了解了相關(guān)基本內(nèi)容。目前來(lái)看，通信工程中常用的有線傳輸技術(shù)包括同軸電纜傳輸技術(shù)、絞合電纜傳輸技術(shù)、架空明線傳輸技術(shù)等，相關(guān)改進(jìn)可以著手于強(qiáng)化和應(yīng)用相干光通信技術(shù)、光纖通信傳輸技術(shù)、波分復(fù)用技術(shù)等。后續(xù)工作中，應(yīng)用上述理論對(duì)于通信工程中有線傳輸技術(shù)的改進(jìn)有一定的積極作用，可予以重視。