發布時間：2023-03-17 18:00:24
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的光傳輸通信技術論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
為了適應網絡發展和傳輸流量提高的需求，傳輸系統供應商都在技術開發上不懈努力。富士通公司在150km、1.3μm零色散光纖上進行了55x20Gbit/s傳輸的研究，實現了1.1Tbit/s的傳輸。NEC公司進行了132x20Gbit/s、120km傳輸的研究，實現了2.64Thit/s的傳輸。NTT公司實現了3Thit/s的傳輸。目前，以日本為代表的發達國家，在光纖傳輸方面實現了10.96Thit/s(274xGbit/s)的實驗系統，對超長距離的傳輸已達到4000km無電中繼的技術水平。在光網絡方面，光網技術合作計劃(ONTC)、多波長光網絡(MONET)、泛歐光子傳送重疊網(PHOTON)、泛歐光網絡(OPEN)、光通信網管理(MOON)、光城域通信網(MTON)、波長捷變光傳送和接入網(WOTAN)等一系列研究項目的相繼啟動、實施與完成，為下一代寬帶信息網絡，尤其為承載未來IP業務的下一代光通信網絡奠定了良好的基礎。
(一)復用技術
光傳輸系統中，要提高光纖帶寬的利用率，必須依靠多信道系統。常用的復用方式有：時分復用(TDM)、波分復用(WDM)、頻分復用(FDM)、空分復用(SDM)和碼分復用(CDM)。目前的光通信領域中，WDM技術比較成熟，它能幾十倍上百倍地提高傳輸容量。
(二)寬帶放大器技術
摻餌光纖放大器(EDFA)是WDM技術實用化的關鍵，它具有對偏振不敏感、無串擾、噪聲接近量子噪聲極限等優點。但是普通的EDFA放大帶寬較窄，約有35nm(1530～1565nm)，這就限制了能容納的波長信道數。進一步提高傳輸容量、增大光放大器帶寬的方法有：(1)摻餌氟化物光纖放大器(EDFFA)，它可實現75nm的放大帶寬；(2)碲化物光纖放大器，它可實現76nm的放大帶寬；(3)控制摻餌光纖放大器與普通的EDFA組合起來，可放大帶寬約80nm；(4)拉曼光纖放大器(RFA)，它可在任何波長處提供增益，將拉曼放大器與EDFA結合起來，可放大帶寬大于100nm。
(三)色散補償技術
對高速信道來說，在1550nm波段約18ps(mmokm)的色散將導致脈沖展寬而引起誤碼，限制高速信號長距離傳輸。對采用常規光纖的10Gbit/s系統來說，色散限制僅僅為50km。因此，長距離傳輸中必須采用色散補償技術。
(四)孤子WDM傳輸技術
超大容量傳輸系統中，色散是限制傳輸距離和容量的一個主要因素。在高速光纖通信系統中，使用孤子傳輸技術的好處是可以利用光纖本身的非線性來平衡光纖的色散，因而可以顯著增加無中繼傳輸距離。孤子還有抗干擾能力強、能抑制極化模色散等優點。色散管理和孤子技術的結合，凸出了以往孤子只在長距離傳輸上具有的優勢，繼而向高速、寬帶、長距離方向發展。
(五)光纖接入技術
隨著通信業務量的增加，業務種類更加豐富。人們不僅需要語音業務，而且高速數據、高保真音樂、互動視頻等多媒體業務也已得到用戶青睞。這些業務不僅要有寬帶的主干傳輸網絡，用戶接人部分更是關鍵。傳統的接入方式已經滿足不了需求，只有帶寬能力強的光纖接人才能將瓶頸打開，核心網和城域網的容量潛力才能真正發揮出來。光纖接入中極有優勢的PON技術早就出現了，它可與多種技術相結合，例如ATM、SDH、以太網等，分別產生APON、GPON和EPON。由于ATM技術受到IP技術的挑戰等問題，APON發展基本上停滯不前，甚至走下坡路。但有報道指出由于ATM交換在美國廣泛應用，APON將用于實現FITH方案。GPON對電路交換性的業務支持最有優勢，又可充分利用現有的SDH，但是技術比較復雜，成本偏高。EPON繼承了以太網的優勢，成本相對較低，但對TDM類業務的支持難度相對較大。所謂EPON就是把全部數據裝在以太網幀內傳送的網絡技術。現今95％的局域網都使用以太網，所以選擇以太網技術應用于對IP數據最佳的接入網是很合乎邏輯的，并且原有的以太網只限于局域網，而且MAC技術是點對點的連接，在和光傳輸技術相結合后的EPON不再只限于局域網，還可擴展到城域網，甚至廣域網，EPON眾多的MAC技術是點對多點的連接。另外光纖到戶也采用EPON技術。
二、光纖通信技術的發展趨勢
對光纖通信而言，超高速度、超大容量、超長距離一直都是人們追求的目標，光纖到戶和全光網絡也是人們追求的夢想。
(一)光纖到戶
現在移動通信發展速度驚人，因其帶寬有限，終端體積不可能太大，顯示屏幕受限等因素，人們依然追求陸能相對占優的固定終端，希望實現光纖到戶。光纖到戶的魅力在于它有極大的帶寬，它是解決從互聯網主干網到用戶桌面的“最后一公里”瓶頸現象的最佳方案。隨著技術的更新換代，光纖到戶的成本大大降低，不久可降到與DSL和HFC網相當，這使FITH的實用化成為可能。據報道，1997年日本NTT公司就開始發展FTTH，2000年后由于成本降低而使用戶數量大增。美國在2002年前后的12個月中，FTTH的安裝數量增加了200％以上。在我國，光纖到戶也是勢在必行，光纖到戶的實驗網已在武漢、成都等市開展，預計2012年前后，我國從沿海到內地將興起光纖到戶建設。可以說光纖到戶是光纖通信的一個亮點，伴隨著相應技術的成熟與實用化，成本降低到能承受的水平時，FTTH的大趨勢是不可阻擋的。
(二)全光網絡
傳統的光網絡實現了節點間的全光化，但在網絡結點處仍用電器件，限制了目前通信網干線總容量的提高，因此真正的全光網絡成為非常重要的課題。全光網絡以光節點代替電節點，節點之間也是全光化，信息始終以光的形式進行傳輸與交換，交換機對用戶信息的處理不再按比特進行，而是根據其波長來決定路由。全光網絡具有良好的透明性、開放性、兼容性、可靠性、可擴展性，并能提供巨大的帶寬、超大容量、極高的處理速度、較低的誤碼率，網絡結構簡單，組網非常靈活，可以隨時增加新節點而不必安裝信號的交換和處理設備。當然全光網絡的發展并不可能獨立于眾多通信技術，它必須要與因特網、ATM網、移動通信網等相融合。目前全光網絡的發展仍處于初期階段，但已顯示出良好的發展前景。從發展趨勢上看，形成一個真正的、以WDM技術與光交換技術為主的光網絡層，建立純粹的全光網絡，消除電光瓶頸已成未來光通信發展的必然趨勢，更是未來信息網絡的核心，也是通信技術發展的最高級別，更是理想級別。
三、結語
關鍵詞：光纖 通信 信息 技術
光纖通信就是利用光導纖維傳輸信號,以實現信息傳遞的一種通信方式。光導纖維通信簡稱光纖通信。可以把光纖通信看成是以光導纖維為傳輸媒介的“有線”光通信。實際上光纖通信系統使用的不是單根的光纖,而是許多光纖聚集在一起的組成的光纜。隨著信息科學技術的飛速發展,光纖通信技術越來越受到人們的重視,并逐步地開始普及。究竟什么是光纖通信呢？簡單地說,光纖通信就是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式。和以往的通信方式不同,光纖的材料是玻璃的,因其是電氣絕緣體,不需要擔心接地回路,所以光纖之間的串繞非常小;光纖通信系統的通信載體是光波,它的頻率要比以往的電波高得多,再加上光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多,光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍,光纖的芯很細,由多芯組成光纜的直徑也很小,因此光纖通信的傳輸系統所占空間較小,很好地解決了地下管道擁擠的問題;另外,光波在光纖中傳輸,還不會因為光信號泄漏而擔心傳輸的信息被人竊聽,可謂好處多多。
1、光纖通信的發展歷程
1966年,美籍華人高錕同霍克哈姆發表了關于傳輸介質新概念的論文,這篇論文具有劃時代的意義,它奠定了利用光纖進行通信的基礎,指明了利用光纖進行通信的可能性。1970年,美國康寧公司成功了研制出了損耗20dB/km的石英光纖。促使光纖通信研究的進一步發展。1976年,NTT公司繼續將光纖損耗度降低,達到了0.47dB/km。1977年,美國首先推出了用多模光纖進行光纖通信實驗。實現了第一代光纖通信系統。1981年,實現了第二代光纖通信系統。1984年,實現了第三代光纖通信系統。80年代后期,實現了第四代光纖通信系統。而后,利用光波分復用提高速率,利用光波來增長傳輸距離的系統,即第五代光纖通信系統。
2、光纖通信技術的特點
2.1 大容量、高速度
光纖通信的第一特點就是容量大,光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬,雖然現在的單波長光纖通信系統由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發揮光纖帶寬大的優勢,但是經過一系列的技術處理,單波長光纖通信系統的傳輸容量也在大幅增加,目前,光纖的傳輸速率一般在2.5Gbps 到10Gbps,還有很大的擴展空間。
2.2 損耗低
和以往的任何傳輸方式相比,光纖傳輸的損耗都是最低的,目前,商品石英光纖損耗可低于0～20dB/km,隨著科技的進步,將來采用非石英系統極低損耗光纖,那么,它的損耗可能更低,這就意味著通過光纖通信系統可以跨越更大的無中繼距離,這無疑就減少了中繼站數目,成本也就可以大幅降下來。
2.3 保密性好
大家都知道,電波傳輸時容易出現電磁波的泄漏,保密性差,而光波在光纖中傳輸,光信號被完善地限制在光波導結構中,泄漏的射線則被環繞光纖的不透明包皮所吸收,不會出現泄漏,因而光纖通信不會造成串音,也不會被竊聽,保密性非常好。
2.4 抗電磁干擾能力強
光纖材料由石英制成的,不僅絕緣性好,抗腐蝕,更重要的是抗電磁干擾能力強,它既不受雷電、電離層和太陽黑子的變化和活動的干擾,也不受人為釋放的電磁干擾,可以與高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構成復合光纜,也特別適合于軍事應用。
另外,光纖還有很多其他的優點,比如光纖徑細、輕柔、易于鋪設,其原料資源豐富,成本低,其自身溫度穩定性好、壽命長等等,這些特點決定了光纖將在各個領域得到廣泛應用。
3、光纖通信技術的應用
3.1 光纖通信技術的分類
(1)光纖傳感技術。因為光纖傳感器具有耐腐蝕、寬頻帶、防爆性、體積小、耗電少的優點,所以其可分為功能型傳感器和非功能型傳感器;(2)波分復用技術。根據每一信道光波的頻率不同,利用單模光纖低損耗區帶來的巨大寬帶資源,可以將光纖的低損耗窗口劃分成為若干個信道,采用分波器來實現不同光波的耦合與分離;(3)光纖接入技術。光纖接入技術的應用十分廣泛,已經應用到千家萬戶。光纖接入技術不僅僅可以解決窄帶的業務,也可以解決多媒體圖像等業務。
3.2 光纖通信技術的現實應用
現今,我國的光纖通信產業發展十分迅速,尤其是廣播電視網、電信干線傳輸網、電力通信網等發展極其迅速,使得對于光纖光纜的需求量急劇地增加。因為廣電綜合信息網規模的擴大和系統的復雜難度的提升,讓我們在對于全網的管理和維護以及設備故障的判定等問題上存在著很大的難度。為了解決以上存在的問題,采用了ATM+或者是SDH+光纖組成寬帶數字傳輸系統。對于這個傳輸網,我們可以采用環網傳輸系統,也可以采用鏈路系統或者是用它們組成的各種不同形式滿足不同需要的符合網絡。我們可以采用寬帶傳輸系統,可以將通道設置為廣播的方式,這樣的話,可以讓人們在任何地方都可以對同樣的電視節目進行下載,也可以讓工作人員對下載的權限進行統一設置,更有利于管理。在全國各地目前已經具有基本規模的有線電視網絡的基礎上,寬帶多媒體傳輸網絡是比較容易實現的。我們可以通過數據通道或者是電信網中的語音通道來形成上行信號,也可以通過語音接入系統來完成上行信號的傳送。
4、光纖通信技術發展趨勢
4.1 向超高速、超大容量發展
目前10Gbps系統已開始大批量裝備網絡,在理論上,基于時分復用的高速系統的速率還有望進一步提高,例如在實驗室傳輸速率已能達到4OGbps,然而,采用電的時分復用來提高傳輸容量的作法已經接近硅和鎵砷技術的極限,電的40Gbps系統在性能價格比及在實用中是否能成功也還是個未知因素,可以說采用電的時分復用系統的擴容潛力已盡,然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用了不到1％,99％的資源尚待發掘。于是人們將目光轉向波分復用,采用波分復用系統可以將光纖容量迅速擴大幾倍乃至上百倍,可以大大降低成本,可以方便快捷的引入寬帶新業務,有望實現光聯網,基于此,近幾年波分復用系統發展十分迅速,預計不久實用化系統的容量即可達到1Tbps的水平。
4.2 實現光聯網的全面發展
盡管波分復用系統技術有諸多好處,但依舊是以點到點通信為基礎的系統,其靈活性和可靠性還不夠理想,如果在光路上也能實現類似SDH 在電路上的分插功能和交叉連接功能的話,無疑將增加新一層的威力。根據這一基本思路,光的分插復用器（OADM）和光的交叉連接設備（OXC）均已在實驗室研制成功,并已投入商用。實現光聯網的基本目的是:(1)實現超大容量光網絡;(2)實現網絡擴展性,允許網絡的節點數和業務量的不斷增長;(3)實現網絡可重構性,達到靈活重組網絡的目的;(4)實現網絡的透明性,允許互連任何系統和不同制式的信號;(5)實現快速網絡恢復,恢復時間可達100ms。光聯網的全面發展將對21世紀的中國產生重要的影響。
4.3 新一代的光纖
近幾年來隨著IP 業務量的爆炸式增長,傳統的單模光纖已暴露出力不從心的態勢,目前已出現了兩種不同的新型光纖,即非零色散光纖（G.655光纖）和無水吸收峰光纖（全波光纖）。
4.3.1 新一代的非零色散光纖
非零色散光纖（G.655光纖）的基本設計思想是在1550 窗口工作波長區具有合理的較低色散,足以支持10Gbps的長距離傳輸而無需色散補償,從而節省了色散補償器及其附加光放大器的成本;同時,其色散值又保持非零特性,具有一起碼的最小數值（如2ps/（nm.km）以上）,足以壓制四波混合和交叉相位調非線性影響,適宜開通具有足夠多波長的DWDM系統,同時滿足TDM和DWDM兩種發展方向的需要。
4.3.2 全波光纖
與長途網相比,城域網面臨更加復雜多變的業務環境,要直接支持大用戶,因而需要頻繁的業務量疏導和帶寬管理能力,顯然開發具有盡可能寬的可用波段的光纖成為關鍵。全波光纖就是在這種形勢下誕生的,全波沒有了水峰,光纖可以開放第5 個低損窗口,從而使可復用的波長數大大增加,使元器件特別是無源器件的成本大幅度下降,從而降低了整個系統的成本;另外上述波長范圍內,光纖的色散僅為1550nm 波長區的一半,因而,容易實現高比特率長距離傳輸。
5、結語
在新世紀的信息技術發展中,光纖通信技術將成為重要的支撐平臺,光纖通信也將成為未來通信發展的主流,光纖通信有著巨大的潛力等待人們的開發。
參考文獻
[1]蘇賜民.從光纖通信技術的發展中看前景[J].工業設計,2011(05).
[2]李中滿.我國光纖通信技術發展現狀及趨勢探討[J].現代商貿工業,2010(24).
一、光纖通信的概況
光纖通信技術的誕生給通信領域帶來了一場革命。學者C﹒K﹒Kao和HC﹒A﹒Hock在1966年發表傳遞新概念的論文，才建立光纖通信的基礎，光纖通信學習使用方面的發展是非常快的。技術是不斷革新，應用范圍不斷擴大，現在新技術的光通信仍然是新興不斷，現在光通信追求的目標是超長距離的高速和廣闊的能力，主要是利用放大器延長傳輸距離，它是依靠單波長時分復用（etdm）來提高利率的，利用密集波分復用（DWDM）以改善單一光的纖傳輸能力，并采取了一些新的技術，如新形式的調節，利用光電技術以改善裝備的性能，以促進不同更新的光纖通信系統。
二、光纖通信技術發展的現狀
1.波分復用技術。波分復用技術可以充分利用單模光纖低損耗區帶來的巨大帶寬資源。根據每一信道光波的頻率(或波長)不同，將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道，把光波作為信號的載波，在發送端采用波分復用器(合波器)，將不同規定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸。在接收端，再由一波分復用器(分波器)將這些不同波長承載不同信號的光載波分開。由于不同波長的光載波信號可以看作互相獨立(不考慮光纖非線性時)，從而在一根光纖中可實現多路光信號的復用傳輸。
2.光纖接入技術。光纖接入網是信息高速公路的“最后一公里”。實現信息傳輸的高速化，滿足大眾的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網絡，用戶接入部分更是關鍵，光纖接入網是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中，由于光纖到達位置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的應用，統稱FTTx。FTTH(光纖到戶)是光纖寬帶接入的最終方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纖的寬帶特性，為用戶提供所需要的不受限制的帶寬，充分滿足寬帶接入的需求。目前，國內的技術可以為用戶提供FE或GE的帶寬，對大中型企業用戶來說，是比較理想的接入方式。
三、光纖通信技術的發展趨勢
1.向超高速系統的發展。從過去20多年的電信發展史看，網絡容量的需求和傳輸速率的提高一直是一對主要矛盾。傳統光纖通信的發展始終按照電的時分復用(TDM)方式進行，每當傳輸速率提高4倍，傳輸每比特的成本大約下降30％～40％：因而高比特率系統的經濟效益大致按指數規律增長，這就是為什么光纖通信系統的傳輸速率在過去20多年來一直在持續增加的根本原因。目前商用系統已從45Mbps增加到10Gbps，其速率在20年時間里增加了2000倍，比同期微電子技術的集成度增加速度還快得多。高速系統的出現不僅增加了業務傳輸容量，而且也為各種各樣的新業務，特別是寬帶業務和多媒體提供了實現的可能。
2.向超大容量WDM系統的演進。采用電的時分復用系統的擴容潛力已盡，然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用了不到1％，99％的資源尚待發掘。如果將多個發送波長適當錯開的光源信號同時在一極光纖上傳送，則可大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復用(WDM)的基本思路。采用波分復用系統的主要好處是：①可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，使容量可以迅速擴大幾倍至上百倍；②在大容量長途傳輸時可以節約大量光纖和再生器，從而大大降低了傳輸成本：③與信號速率及電調制方式無關，是引入寬帶新業務的方便手段；④利用WDM網絡實現網絡交換和恢復可望實現未來透明的、具有高度生存性的光聯網。
3.實現光聯網。上述實用化的波分復用系統技術盡管具有巨大的傳輸容量，但基本上是以點到點通信為基礎的系統，其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實現類似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能的話，無疑將增加新一層的威力。根據這一基本思路，光的分插復用器(OADM)和光的交叉連接設備(OXC)均已在實驗室研制成功，前者已投入商用。實現光聯網的基本目的是：①實現超大容量光網絡；②實現網絡擴展性，允許網絡的節點數和業務量的不斷增長；③實現網絡可重構性，達到靈活重組網絡的目的；④實現網絡的透明性，允許互連任何系統和不同制式的信號；⑤實現快速網絡恢復，恢復時間可達100ms。鑒于光聯網具有上述潛在的巨大優勢，發達國家投入了大量的人力、物力和財力進行預研。光聯網已經成為繼SDH電聯網以后的又一新的光通信發展。
4.新一代的光纖。近幾年來隨著IP業務量的爆炸式增長，電信網正開始向下一代可持續發展的方向發展，而構筑具有巨大傳輸容量的光纖基礎設施是下一代網絡的物理基礎。傳統的G.652單模光纖在適應上述超高速長距離傳送網絡的發展需要方面已暴露出力不從心的態勢，開發新型光纖已成為開發下一代網絡基礎設施的重要組成部分。目前，為了適應干線網和城域網的不同發展需要，已出現了兩種不同的新型光纖，即非零色散光纖(G.655光纖)和無水吸收峰光纖(全波光纖)。
【關鍵詞】傳輸技術；通信工程應用；發展趨勢
信息社會的不斷發展進步，人們對通信的要求不再僅僅是手機和其他一些簡單的方法，尤其是在最近幾年各種通信業務都在不斷的進步。如何探索目前新業務成為市場競爭中的成功或失敗的關鍵因素。傳輸業務進行各種基于業務的物理平臺，得到比較平穩的發展。更為靈活，安全，高效，網絡建設等業務的傳輸網絡的主要工作。
1. SDH和DWDM技術現狀
最近兩年普遍應用的基于單波道的最高傳輸容量一直停留在SDH9.9Gb/s。459.9Gb/s仍然在繼續應用。但它在一些方面存在的問題還沒有很好的解決，比如在網絡應用、系統的性能價格以及節點技術等方面存在的問題。影響459.9Gb/sSDH系統走向商用的原因是因其存在著具有部分可替代性的解決方案，例如DWDM，DWDM技術提高光傳送容量的最高水平基本上都保持在 10Tb/s 。根據OFC2001和OFC2002 報導光纖傳輸系統最高傳輸容量的記錄已達到9.9Tb/s 而OFC2003 報導的光纖傳輸系統最高傳輸的記錄僅為6.3 Tb/s。
2.SDH傳輸技術的原理
SDH 是新數字傳輸網體制，它是在SONET的標準的基礎上形成，主要是針對光纖傳輸，信號固定的地方是幀結構中，以一定的速度在光纖上傳送，帶著信號的光纖再通過光纖分配架進入 ADM時信號必須要通過 O/E 轉換和設備上的支路卡，這時才能形成基本電信號，然后通過數字配線架和通信電纜接到用戶接口。SDH 傳輸系統在國際上有著統一的幀結構，數字的傳輸有著標準的光路接口以標準速率，它可以使網絡管理系統相互聯通，所以SDH 系統有著很好的橫向兼容特性，它還可以和已存在的PDH完全兼容，并且可以容納各種新的業務信號，形成一個全球完全統一的數字傳輸體制的標準，以此提高網絡的可靠性。
3.當前通信傳輸應用技術的熱點
小型化：小型化的直觀體現就是產品外型的減小，比如信號延伸類傳輸產品、光纖收發器現在已經可以做到比巴掌還要小，產品的高度不會超過1.5個U。產品外形的縮小會給制造商帶來很多方面的好處，材料成本會降低，運輸費用也會減少，這對提高產品的性能價格比帶來了空間。
一體機：傳輸的一體機技術可以將各個同速率的單板機集成為一體，使多臺設備共用一框，方便實施統一的監控管理，可以分散供電也可以集中供電。這種設備不是簡單的物理集合，一套監控管理系統使他們成為有機的整體，還可以在重要的路由器上設備備用系統，方便及時的控制倒換的實施。
多功能：多功能也就是多業務傳輸。小型化是多業務傳輸的基礎，把過去分由各個獨立設備傳送的信號，或者實現的功能集中到一臺設備上，這將大減少了對光纜芯數的占用，而且還提高了傳輸線路容量的利用率，這也會因此而增加了同一對線纜傳送的業務類別。多功能的優勢特性主要是它能使過去純粹用于傳送信號的設備具有了直接的接入功能。提高了設備的技術含量，給傳輸設備提供了增值業務的能力。
4.本地傳輸網與長途干線傳輸網的應用
4.1本地傳輸網
本地傳輸網是的主要節點都是在一些縣市中心，進入市區后的光纜一般都是以管道形成敷設，SDH急需要解決的問題就是如何利用光纖資源。本地傳輸網容量相對比較小，采用DWDM的經濟價值會比較高。 做到一個環網的連接甚至不需要 EDFA 就可以，數量中等的波長的設備本身也是升級、備份、管理等方面，這些方面都有潛力可挖。在價格方面也更容易接受一些。
4.2長途干線傳輸網
早期的 SDH一直都是以其強大的網管和同步復用能力得到用戶的好評，但是SDH 產品在反射、色度色散以及偏振膜色散方面的要求的太高，因此受到限制，導致擴大網絡容量成本比較高。假如使用WDM與SDH結合的系統只需要新開幾個波長的信號就可滿足要求，不必增加光纜和對設備升級，它們結合后可形成Nx2.5Gb/s的光通道，傳輸容量可以擴大到幾倍到幾十倍。EDFA 的商用化還可以在省去大量的SDH中繼設備后依然完成超長距離的傳輸，這將大在節約成本。
使用ASON 加DWDM組網方式，利用DWDM系統的長途傳輸能力和寬帶容量，以及ASON 節點的靈活調度能力和寬帶容量建成一個功能強大的網絡，在骨干匯聚層面ASON 可以完成傳統 SDH設備所能完成的一切功能，而且還可以提供更大的節點寬帶容量和靈活快捷的電路高度能力。ASON 節點提供的單節點交叉容量能緩解網絡節點關鍵問題。
5.傳輸技術在通信工程中的發展趨勢
5.1發展ASON傳輸技術
ASON技術將WDM高容量同SDH系統的保護能力相互結合，能夠同智能網絡進行交接；其能能自動搜索可用的網絡資源；并滿足客戶多樣化的通信需求，構建暢通的通信網絡。所以SAON通信技術在未來通信傳輸系統建設時，發展潛力很大。
5.2通信設備體積小型化
隨著城市現代建設進程的不斷深入，大量的建筑設施占據城市大量的土地資源，人們居住的城市也更加擁擠，通信建設小型化是未來通信技術發展必然趨勢。在保持將通信設備功能的同時，盡可能的控制設備積體，有利于設備運輸、安裝，降低設備制作材料的消耗。目前通信設備小型化的發展在很大程度上促進了通信傳輸技術推廣和使用，顯著的降低了通信網絡建設周期，更加有效的利用城市緊缺的土地資源。
5.3通信技術的多功能化
通信技術的多功能化也是該領域發展的一個主流趨勢，通常基于設備小型化的發展，普通大小的通信設備上，往往能夠集成多個功能各異的獨立通信設備，也就可以提升傳輸線路的使用效率，降低通信成本。通信設備多功能化的另一優勢在于，可以讓傳統的信號傳輸的設備具有接受和傳輸的多種功能，提高了通信傳輸設備開展增值業務的能力，也更有利于通信網絡的接入以及通信傳輸。
6.結束語
隨著進步的時代，技術驅動型企業的網絡驅動器方向的業務發展勢頭越來越明顯。在這個領域，如何實現更好的創新自己的業務，其新穎性和實用性構建企業的競爭力，以不斷滿足客戶的需求，市場競爭已成為不可忽視的一個熱點。
參考文獻：
[1] 漆強.SDH 和DWDM傳輸技術在江西網通省內長途傳輸網上的工程應用[ D ].碩士學位論文.2009.
論文摘要:隨著計算機技術的廣泛普及與計算機遠程信息處理應用的發展，數據通信應運而生，它實現了計算機與計算機之間，計算機與終端之間的傳遞。由于不同業務需求的變化及通信技術的發展使得數據通信經過了不同的發展歷程。
數據通信是以“數據”為業務的通信系統，數據是預先約定好的具有某種含義的數字、字母或符號以及它們的組合。數據通信是20世紀50年代隨著計算機技術和通信技術的迅速發展，以及兩者之間的相互滲透與結合而興起的一種新的通信方式，它是計算機和通信相結合的產物。隨著計算機技術的廣泛普及與計算機遠程信息處理應用的發展，數據通信應運而生，它實現了計算機與計算機之間，計算機與終端之間的傳遞。由于不同業務需求的變化及通信技術的發展使得數據通信經過了不同的發展歷程。
1通信系統傳輸手段
電纜通信:雙絞線、同軸電纜等。市話和長途通信。調制方式:SSB/FDM。基于同軸的PCM時分多路數字基帶傳輸技術。光纖將逐漸取代同軸。
微波中繼通信:比較同軸，易架設、投資小、周期短。模擬電話微波通信主要采用SSB/FM/FDM調制，通信容量6000路/頻道。數字微波采用BPSK、QPSK及QAM調制技術。采用64QAM、256QAM等多電平調制技術提高微波通信容量，可在40M頻道內傳送1920~7680路PCM數字電話。
光纖通信:光纖通信是利用激光在光纖中長距離傳輸的特性進行的，具有通信容量大、通信距離長及抗干擾性強的特點。目前用于本地、長途、干線傳輸，并逐漸發展用戶光纖通信網。目前基于長波激光器和單模光纖，每路光纖通話路數超過萬門，光纖本身的通信纖力非常巨大。幾十年來，光纖通信技術發展迅速，并有各種設備應用，接入設備、光電轉換設備、傳輸設備、交換設備、網絡設備等。光纖通信設備有光電轉換單元和數字信號處理單元兩部分組成。
衛星通信:通信距離遠、傳輸容量大、覆蓋面積大、不受地域限制及高可靠性。目前，成熟技術使用模擬調制、頻分多路及頻分多址。數字衛星通信采用數字調制、時分多路及時分多址。
移動通信:GSM、CDMA。數字移動通信關鍵技術:調制技術、糾錯編碼和數字話音編碼。
2 數據通信的構成原理
數據終端(DTE)有分組型終端(PT)和非分組型終端(NPT)兩大類。分組型終端有計算機、數字傳真機、智能用戶電報終端(TeLetex)、用戶分組裝拆設備(PAD)、用戶分組交換機、專用電話交換機(PABX)、可視圖文接入設備(VAP)、局域網(LAN)等各種專用終端設備;非分組型終端有個人計算機終端、可視圖文終端、用戶電報終端等各種專用終端。數據電路由傳輸信道和數據電路終端設備(DCE)組成，如果傳輸信道為模擬信道，DCE通常就是調制解調器(MODEM)，它的作用是進行模擬信號和數字信號的轉換;如果傳輸信道為數字信道，DCE的作用是實現信號碼型與電平的轉換，以及線路接續控制等。傳輸信道除有模擬和數字的區分外，還有有線信道與無線信道、專用線路與交換網線路之分。交換網線路要通過呼叫過程建立連接，通信結束后再拆除;專線連接由于是固定連接就無需上述的呼叫建立與拆線過程。計算機系統中的通信控制器用于管理與數據終端相連接的所有通信線路。中央處理器用來處理由數據終端設備輸入的數據。
3 數據通信的分類
3.1 有線數據通信
數字數據網(DDN)。數字數據網由用戶環路、DDN節點、數字信道和網絡控制管理中心組成。DDN是利用光纖或數字微波、衛星等數字信道和數字交叉復用設備組成的數字數據傳輸網。也可以說DDN是把數據通信技術、數字通信技術、光遷通信技術以及數字交叉連接技術結合在一起的數字通信網絡。數字信道應包括用戶到網絡的連接線路，即用戶環路的傳輸也應該是數字的，但實際上也有普通電纜和雙絞線，但傳輸質量不如前。
分組交換網。分組交換網(PSPDN)是以CCITTX.25建議為基礎的，所以又稱為X.25網。它是采用存儲——轉發方式，將用戶送來的報文分成具用一定長度的數據段，并在每個數據段上加上控制信息，構成一個帶有地址的分組組合群體，在網上傳輸。分組交換網最突出的優點是在一條電路上同時可開放多條虛通路，為多個用戶同時使用，網絡具有動態路由選擇功能和先進的誤碼檢錯功能，但網絡性能較差。
幀中繼網。幀中繼網絡通常由幀中繼存取設備、幀中繼交換設備和公共幀中繼服務網3部分組成。幀中繼網是從分組交換技術發展起來的。幀中繼技術是把不同長度的用戶數據組均包封在較大的幀中繼幀內，加上尋址和控制信息后在網上傳輸。
3.2 無線數據通信
無線數據通信也稱移動數據通信，它是在有線數據通信的基礎上發展起來的。有線數據通信依賴于有線傳輸，因此只適合于固定終端與計算機或計算機之間的通信。而移動數據通信是通過無線電波的傳播來傳送數據的，因而有可能實現移動狀態下的移動通信。狹義地說，移動數據通信就是計算機間或計算機與人之間的無線通信。它通過與有線數據網互聯，把有線數據網路的應用擴展到移動和便攜用戶。
4網絡及其協議
4.1計算機網絡
計算機網絡(ComputerNetwork)，就是通過光纜、雙絞電話線或有、無線信道將兩臺以上計算機互聯的集合。通過網絡各用戶可實現網絡資源共享，如文檔、程序、打印機和調制解調器等。計算機網絡按地理位置劃分，可分為網際網、廣域網、城域網、和局域網四種。Internet是世界上最大的網際網;廣域網一般指連接一個國家內各個地區的網絡。廣域網一般分布距離在100-1000公里之間;城域網又稱為都市網，它的覆蓋范圍一般為一個城市，方圓不超過10-100公里;局域網的地理分布則相對較小，如一棟建筑物，或一個單位、一所學校，甚至一個大房間等。
局域網是目前使用最多的計算機網絡，一個單位可使用多個局域網，如財務部門使用局域網來管理財務帳目，勞動人事部門使用局域網來管理人事檔案、各種人才信息等等。
4.2網絡協議
網絡協議是兩臺計算機之間進行網絡對話所使用的語言，網絡協議很多，有面向字符的協議、面向比特的協議，還有面向字節計數的協議，但最常用的是TCP/IP協議。它適用于由許多LAN組成的大型網絡和不需要路由選擇的小型網絡。TCP/IP協議的特點是具有開放體系結構，并且非常容易管理。
TCP/IP實際上是一種標準網絡協議，是有關協議的集合，它包括傳輸控制協議(Transport Control Protocol)和因特網協議(InternetProtocol)。TCP協議用于在應用程序之間傳送數據，IP協議用于在程序與主機之間傳送數據。由于TCP/IP具有跨平臺性，現已成為Internet的標準連接協議。網絡協議分為如下四層:網絡接口層:負責接收和發送物理幀;網絡層:負責相鄰節點之間的通信;傳輸層:負責起點到終端的通信;應用層:提供諸如文件傳輸、電子郵件等應用程序要把數據以TCP/IP協議方式從一臺計算機傳送到另一臺計算機，數據需經過上述四層通信軟件的處理才能在物理網絡中傳輸。
目前的IP協議是由32位二進制數組成的，如202.0.96.133就表示連接到因特網上的計算機使用的IP地址，在整個因特網上IP地址是唯一的。
紅外通信是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，即通信信道。發送端將基帶二進制信號調制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發射管發射紅外信號。接收端將接收到的光脈轉換成電信號，再經過放大、濾波等處理后送給解調電路進行解調，還原為二進制數字信號后輸出。常用的有通過脈沖寬度來實現信號調制的脈寬調制（PWM）和通過脈沖串之間的時間間隔來實現信號調制的脈時調制（PPM）兩種方法。
簡而言之，紅外通信的實質就是對二進制數字信號進行調制與解調，以便利用紅外信道進行傳輸；紅外通信接口就是針對紅外信道的調制解調器。
2.紅外通訊技術的特點
紅外通訊技術是目前在世界范圍內被廣泛使用的一種無線連接技術，被眾多的硬件和軟件平臺所支持：
⑴通過數據電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉換實現無線的數據收發;
⑵主要是用來取代點對點的線纜連接；
⑶新的通訊標準兼容早期的通訊標準；
⑷小角度（30度錐角以內），短距離，點對點直線數據傳輸，保密性強；
⑸傳輸速率較高，目前4M速率的FIR技術已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術已經。
3.紅外數據通訊技術的用途
紅外通訊技術常被應用在下列設備中：
⑴筆記本電腦、臺式電腦和手持電腦；
⑵打印機、鍵盤鼠標等計算機設備；
⑶電話機、移動電話、尋呼機；
⑷數碼相機、計算器、游戲機、機頂盒、手表；
⑸工業設備和醫療設備；
⑹網絡接入設備，如調制解調器。
4.紅外數據通訊技術的缺點
⑴通訊距離短，通訊過程中不能移動，遇障礙物通訊中斷;
⑵目前廣泛使用的SIR標準通訊速率較低（115.2kbit/s）;
⑶紅外通訊技術的主要目的是取代線纜連接進行無線數據傳輸，功能單一，擴展性差。
5.紅外通信技術對計算機技術的沖擊
紅外通信標準有可能使大量的主流計算機技術和產品遭淘汰，包括歷史悠久的調制解調器。預計，執行紅外通信標準即可將所有的局域網(LAN)的數據率提高到10Mb/s。
紅外通信標準規定的發射功率很低，因此它自然是以電池為工作電源的標準。目前，惠普移動計算分公司正在開發內置式端口，所有擁有支持紅外通信標準的筆記本計算機和手持式計算機的用戶，可以把計算機放在電話機的旁邊，遂行高速呼叫，可連通本地的因特網。由于電話機、手持式計算機和紅外通信連接全都是數字式的，故不需要調制解調器。
紅外通信標準的廣泛兼容性可為PC設計師和終端用戶提供多種供選擇的無電纜連接方式，如掌上計算機、筆記本計算機、個人數字助理設備和桌面計算機之間的文件交換；在計算機裝置之間傳送數據以及控制電視、盒式錄像機和其它設備。
6.紅外通信技術開辟數據通信的未來
目前，符合紅外通信標準要求的個人數字數據助理設備、筆記本計算機和打印機已推向市場，然而紅外通信技術的潛力將通過個人通信系統(PCS)和全球移動通信系統(GSM)網絡的建立而充分顯示出來。由于紅外連接本身是數字式的，所以在筆記本計算機中不需要調制解調器。便攜式PC機有一個任選的擴展插槽，可插入新式PCS數據卡。PCS數據卡配電話使用，建立和保持對無線PCS系統的連接；擴展電纜的紅外端口使得在PCS電話系統和筆記本計算機之間容易實現無線通信。由于PCS、數字電話系統和筆記本計算機之間的連接是通過標準的紅外端口實現的，所以PCS數字電話系統可在任何一種PC機上使用，包括各種新潮筆記本計算機以及手持式計算機，以提供紅外數據通信。而且，由于該系統不要求在計算機中使用調制解調器，所以過去不可能維持高性能PC卡調制解調器運行所需電壓的手持式計算機，現在也能以無線方式進行通信。紅外通信標準的開發者還在設想在機場和飯店等地點使用步行傳真機和打印機，在這些地方，掌上計算機用戶可以利用這些外設而勿需電纜。銀行的ATM(柜員機)也可以采用紅外接口裝置。
預計在不久的將來，紅外技術將在通信領域得到普遍應用，數字蜂窩電話、尋呼機、付費電話等都將采用紅外技術。紅外技術的推廣意味著膝上計算機用戶不用電纜連接的新潮即將到來。由于紅外通信具有隱蔽性，保密性強，故國外軍事通信機構歷來重視這一技術的開發和應用。這一技術在軍事隱蔽通信，特別是軍事機密機構、邊海防的端對端通信中將發揮出重要的作用。正如前面所述，它還將對計算機技術產生沖擊，對未來數據通信產生重大影響。
參考文獻
[1]蔣俊峰.基于單片機的紅外通訊設計[J].電子設計應用,2003,11.
[2]曾慶立.遠距離紅外通訊接口的硬件設計與使用[J].吉首大學學報(自然科學版),2001,4.
[3]鄧澤平.一種多用途電度表的紅外通訊問題[J].湖南電力,2003,4.
[4]朱磊,郭華北,朱建.單片機89C52在多功能電度表中的應用研究[J].山東科技大學學報(自然科學版),2003,2.
[5]羅兆虹,詹學文,戴學安.紅外通訊技術在電能表數據交換中的應用[J].電測與儀表,2002,12.
[6]吳葉蘭,廉小親,石芹俠.電能計量芯片組AT73C500和AT73C501及其應用[J].電測與儀表,2002,7.
原有的實踐教學環境與現代通信技術的發展不能同步高等院校的實踐教學環境不能完全滿足業內技術人員的素質要求，行業與技術、技術與實際、理論與實踐的脫節相當嚴重．通信技術的幾次更新換代，現存的孤立的各個實驗箱根本無法承擔起通信類專業的實踐教學任務．如果從運營商的角度來分析傳輸網絡的人才需求，電信傳輸網是通信行業的命脈，隨著業務的需求，通信網絡寬帶化的發展，傳輸網絡在不斷擴大，對建設和維護的人才需求增大，通信運營商(中國電信、中國移動、中國聯通)需要大量的機線維護人員、放線員、線路的施工人員、機房巡檢員(機務員)、設備維護工程師等諸多崗位，而在學校里僅僅接觸孤立的幾門課(通信原理、光纖通信、程控交換、移動通信等)的實驗箱的學生遠遠滿足不了企業對人才的需求．通信類相關專業的高校應從中國網絡的應用現狀出發，為學生設計一個完整的現網運營模擬方案，使學生能夠更好地認識電信網絡的現狀，并通過完成各個實驗的二次開發內容掌握主要知識點的應用方法，提高技術開發能力．缺乏具有實踐創新意識和經驗的教師要培養具有創新意識的學生，首先必須有一定數量的具有實踐創新意識和經驗的教師．目前很多院系通信類專業的教師大部分是剛從學校畢業的碩士和博士，一出校門就走上講堂，他們本身沒有機會接觸實際的通信網絡設備，實踐經驗少，雖然理論講的很好，動手能力不一定強，在一定程度上影響了實驗教學的質量．通信類學生實踐類課程比例大，學生忙于應付實驗報告目前通信類學生的培養計劃中實踐類課程所占的比例逐年提高，以我校2012年的本科人才培養方案為例，工科類專業的實踐課程比例要求不低于35%．為達到這個比例要求，實驗課程的安排實行統一的標準，即每門課程的實驗部分安排為0.5學分18課時，以每個實驗3學時計，共6個實驗．學生大部分的課余和周末時間用來做實驗，并且每次實驗都要求有實驗報告，學生疲于應付撰寫實驗報告．其實每門課程的實驗內容可以根據課程需求靈活設置，應結合通信技術的發展與需求，從培養學生的創新精神出發，構建以能力培養為主線的實驗教學體系，才是提高學生動手能力的最佳方案途徑．
教師參與實驗設備的研制或自制實驗設備在確認購買廠家的設備之前，相關課程的教師可與廠家協商共同研制實驗設備，把本課程的重點內容體現在實驗箱的實驗內容中．在一定的條件下，教師可以申請自主研發實驗設備，使實驗內容可以和課堂內容更好地吻合．同時由于自制的實驗設備成本較低，同樣的資金投入可以購買多套設備，以緩解實驗設備不足的現狀．另外由于教師和實驗室技術人員參與實驗設備的研制，也提高了他們的系統知識水平，調動了他們參與教學改革的積極性，同時儀器出現問題后可以自行排除故障，不再依靠廠家的應付性維修，便于實驗教學效果的改進和實驗室的管理［2—3］．建設通信網絡實驗平臺通信網絡實驗平臺是通信工程及相關專業的重要實驗、實習基地，學生通過在實驗平臺上的動手操作，加深其對通信網絡的基本原理的理解和掌握，使他們掌握的知識與社會應用同步．同時可以提高學生對通信網絡規劃、對通信網絡實驗的設計、對通信網絡環境自我配置與調試等方面的綜合能力，培養學生工程實踐的思想意識，鍛煉學生科研與工程實踐的技能，培養學生在通信工程網絡調試方面的動手能力．
以中興網絡通信(networkandcommunica-tion，NC)認證網絡實訓基地為例［4］，其根據中國電信網絡現網的運行狀態，通過簡化、匯集、典型性的研究，對各種NC實訓室進行了最大程度的模擬現網運行，其基礎通訊教育包括程控交換、光傳輸、數據網絡等電信基礎網絡，高端技術教育包括GSM無線移動、TD-SCDMA第三代移動通信技術．以以太網無源光網絡(ethernetpassiveopticalnetwork，EPON)實訓室為例，它是一種應用于接入網，局端設備(opticallineterminal，OLT)與多個用戶端設備(opticalnetworkterminal，ONT)之間通過無源的光纜、光分/合路器等組成的光分配網絡．從internet網絡傳送來的數據在送給終端用戶時，途經的線路終端和光網絡單元之間沒有任何有源電子設備．該實訓室利用現網運營中的設備，真實地模擬出設備調試及維護的各個場景．通過校企合作等多種渠道，提高教師工程實踐能力作為迅速發展的通信技術，實踐校企合作的現代辦學模式十分必要．學校可以根據不同專業學科的實際情況，有計劃地安排青年教師利用寒暑假到相關企業參觀、實習，了解行業發展前沿．企業可以結合本行業的發展趨勢，移植本公司的員工培訓項目，由企業提供設備對教師進行培訓，培養教師在實驗設備上進行再開發的能力，保證教師的知識體系結構和行業最新的技術發展同步．另外可以充分利用學院系內現有人才資源，在充分尊重學科帶頭人、課題負責人和教師意愿的基礎上，將相關教師編入相應學術團隊，承擔研究任務，開展學術活動．協調改進本科生培養方案，調整實驗課程內容實驗課程的安排應采取靈活的機制，根據課程內容調整實驗項目的設置和實驗時間的安排．將驗證性實驗內容整合，同時加大綜合性和創新性實驗項目的比例，創新性實驗的實驗報告可以采取論文形式，鼓勵學生通過創新性實驗發現問題并解決問題，引導學生進行探究性學習．
高校應以內涵建設為依據，依托通信行業的發展需求，使通信專業的學生掌握現代通信系統的基本原理和技術，并具有較強的工程實踐能力，這其中實踐教學是落實高素質應用型人才培養的關鍵．只有創辦適合社會需求的辦學模式，才能使學生就業狀態良好，同時獲得持續發展的機會．
作者：王麗麗 邱相艷 李艷玲 程月波 劉姝延 馬秋明 單位：信息與電氣工程學院
【關鍵詞】照明光源；無線網絡；智能控制
1.前言
目前我國照明用電量占建筑用電的20%-30%，智能照明電氣公司生產的場景控制器和調光產品基本上都采用開環控制，根據區域要求打開光源并調節光的輸出，這樣很難達到該環境最合理的照度，通常調節好一個照度水平后，不會再根據該環境的光線強度來改變照度。這種不合理的控制光源方法，增加了用電量，造成大量污染。無線傳感器網絡技術是本世紀最具影響力的技術之一，如果將無線傳感技術應用到照明控制系統中，不僅會大大減少成本，而且節約資源，避免不必要的浪費。
本文提出的照明控制系統主要利用短距離無線通信和CAN總線技術，應用于小環境光源照明控制，由無線通信基站、無線通信從站和終端節點組成。本方案適合小環境光源控制，克服了自動化程度低、管理比較混亂、控制相對分散的傳統照明控制系統的缺點，為人們生活提供一個更加智能化的環境。
2.原理及技術
本研究方案主要應用到短距離無線通信技術和CAN總線技術。其中，短距離無線通信技術采用低功率短距離無線通信技術，采用nRF905無線射頻收發芯片。無線通信基站由STC89C52和nRF905無線收發器組成。STC89C52為改基站的控制芯片，用來產生控制信號，并對從站返回的狀態做出反應，確保照明光源運轉正常；nRF905無線收發器為基站信號發送設備，通過nRF905完成對控制信號的發送和對從站發送的照明光源狀態信號的接收。
2.1 短距離無線通信
隨著通信和信息技術的不斷發展，短距離無線通信技術的應用步伐不斷加快，正日益走向成熟。一般意義上，只要通信收發雙方通過無線電波傳輸信息且傳輸距離限制在較短范圍（幾十米）以內，就可稱為短距離無線通信。短距離無線通信技術的工作頻段為ISM頻段，使用這類頻段不需要任何許可證，通常只要求發射不超過一定的功率（通常低于1W），只要不干擾其它頻段即可。目前常見的短距離無線通信經常應用于以下幾個ISM頻段：27MHz頻段；2.4GHz頻段和315MHz；433MHz和868MHz等頻段。
2.2 CAN總線
CAN總線是德國BOSCH公司從80年代初為解決現代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數據交換而開發的一種串行數據通信協議，它是一種多主總線，通信介質可以是雙絞線、同軸電纜或光導纖維。通信速率可達1MBPS。CAN總線是具有通信速率高、容易實現、且性價比高等諸多特點的一種已形成國際標準的現場總線，是最有前途的現場總線之一。
3.選用部件
本方案所用設備主要為PHILIPS半導體生產PCA89C250收發器、SJA1000控制器和挪威Nordic公司nRF905無線收發器。
PCA82C250是CAN控制器的物理接口，其主要作用是：給BUS提供差動發送信號，給CAN控制器提供差動接受信號。該芯片采用5V直流電供電，PCA82C50是針對汽車中高速通訊的應用而設計，符合ISO11898標準。
SJA1000是一種CAN獨立控制器，通常用于自動化領域，用來控制區域網絡控制。SJA1000與控制器Basic CAN最主要的不同在于SJA1000提供了Pelican的全新工作模式，在該模式下，CAN總線符合全部的CAN2.0B協議。
挪威Nordic公司的nRF905芯片主要應用于小面積區域。nRF905在無線數據通信、無線報警及安全系統、無線監測、無線開鎖、家庭自動化和玩具等諸多領域得到廣泛應用。
4.系統硬件
4.1 nRF905通訊模塊
nRF905與STC89C52單片機硬件接口如圖1所示。
4.2 CAN控制收發器
本方案用到的PCA82C250芯片是為CAN協議配置的物理總線接口，能夠為CAN總線提供差動發送能力，為SJA1000提供差動接收能力。圖2為SJA1000與PAC82C250組成的硬件圖。
5.系統軟件
硬件操作需要通過軟件來實現。軟件的基本操作包括初始化和常規服務兩部分。初始化服務包括SJA1000和nRF905兩個芯片的初始化，SJA1000發送和接收的配置，nRF905的發送和接收的配置；常規服務包括：無線通信基站、無線通信從站、無線終端節點之間的通信。
5.1 CAN總線操作
初始化SJA1000芯片，配置SJA_MOD寄存器，進入復位模式，確定驗收濾波器模式；配置SJA_CDR0寄存器，選擇PeliCAN模式，禁止SJA1000的CLKOUT引腳；配置總線定時寄存器波特率設置為125Kbps，配置輸出控制寄存器為正常輸出模式，TX0為下拉，TX1為下拉；配置命令寄存器釋放接收緩沖器，配置驗收濾波寄存器。
5.2 無線數據操作
初始化nRF905，nRF905所有配置都是通過SPI接口進行，SPI接口由5個寄存器組成，只有在掉電模式和Standby模式是激活的。置高PWR_UP，置低TRX_CE使nRF905工作于Standby模式。SPI接口包括5個內部寄存器：狀態寄存器、RF配置寄存器、發送地址寄存器、發送有效數據寄存器、接收有效數據寄存器。通過配置RF配置寄存器可使nRF905正常運行。
5.3 CAN總線數據發送
CAN發送：發送緩沖器配置分為描述符區和數據區，描述符區第一個字節是幀信息字節，它說明了幀格式（標準幀格式或擴展幀格式）、遠程或數據幀和數據長度。標準幀格式有兩個字節的識別碼，擴展幀格式有4個字節的識別碼，數據長度最長為8個字節，發送緩沖器長13個字節。配置發送緩沖器工作在擴展幀格式，發送數據幀，數據長度為8個字節，識別碼與下位機匹配，發送數據為nRF905無線接收的數據。檢測狀態寄存器，接收狀態位為0、發送完成狀態位為1且發送緩沖器狀態位為1，則將發送緩沖器數據放入TX緩沖器，命令寄存器SJA_CMR發送請求位置1，發送數據。
5.4 CAM總線數據接收
CAN接收：中斷寄存器SJA_IR接收中斷位置高，開始接收RX緩沖區數據，將數據存入接收緩沖區，存儲完成后接收緩沖器位置高釋放RX緩沖區；釋放仲裁丟失捕捉寄存器和錯誤捕捉寄存器。
5.5 無線數據發送
nRF905發送：TRX_CE=0，TXEN=0，nRF905處于SPI編程；CSN置低，SPI等待一條指令W_TX_PAYLOAD=“00100000”，寫TX有效數據，寫操作從字節0開始；發送TX緩存存放數據；CSN置高；CSN置低，SPI等待一條指令，W_TX_ADDRESS=“00100010”，寫TX地址，全部寫操作從字節0開始；發送TX緩存存放地址；CSN置高；TRX_CE置高開始發送；發送完成后TRX_CE置低。
5.6 無線數據接收
nRF905接收：TRX_CE=1，TXEN=0，nRF905處于接收狀態；DR=1&&TRX_CE==1&&TXEN==0是否為1，判斷是否有新數據傳入且數據接收完成，TRX_CE=0進入Standby模式；CSN置低，SPI等待一條指令，R_RX_PAYLOAD=“00100100”，讀RX有效數據，讀操作從字節0開始；CSN置高；TRX_CE=1。
5.7 無線通信基站控制
常規服務即無線通信基站工作包括：在完成對nRF905芯片的初始化后使TXEN和TRX_CE引腳置低，nRF905處于SPI編程，將nRF905所發地址及數據寫入緩存，置高TRX_CE和TXEN引腳，發送數據，發送不成功則重新發送，如果成功，置低TRX_CE，等待下一個數據發送。
6.系統測試
將CAN收發器單片機的串行接口與PC機串口相連，利用PC機串口通信程序將數據通過串口發送給CAN接收器，實現CAN節點的收發數據測試。串行通信的參數設置為：串口端口號：1；波特率：9600bps；數據位：8位；停止位：1位。
在使用串口時先要打開串口，然后將數據傳給CAN節點單片機。發送數據中要包含無線控制器的下位機地址和其他控制信息，如在實驗中使用的節點地址為0x00020406、其他控制數據為34。34對應的二進制數據為00110100。實驗表明，本方案給出的無線與有線混合的網絡控制系統工作正常。
無線通信基站發送0X34到無線通信從站，從站接收信號后通過CAN總線發送至終端節點，終端節點接收并在數碼管顯示接收數據，并控制下面LED燈相應的暗滅，顯示正常發送RXOK信號通過CAN總線傳輸至無線通信從站，從站將信號發送至基站，基站接收信號并將數碼管置零，等待下一個發送信息。
7.小結
該系統能利用有線與無線網絡相結合完成對光源的控制，取得了較好的效果，綜合了有線和無線網絡的各自優點，使得網絡控制成本更低、網絡利用率更高、系統智能化更強，便于網絡的管理和應用，適合學校、家庭、政府、企業等場所應用，該網絡結構的應用將具有可觀的社會效益和經濟效益。
參考文獻
[1]盧志強.無線控制網絡的研究[D].西安：西安科技大學碩士學位論文，2004.
[2]黃曉霞.無線傳感器網絡在綠色照明系統中的應用[D].上海：同濟大學碩士學位論文，2007.
[3]黃艷玲.智能控制技術在住宅照明控制中的應用研究[D].重慶：重慶大學碩士學位論文，2003.
[4]孫宗智，王濤.一種智能照明控制系統方案的研究[J].信息技術與信息化，2010（1）：55-57.
[5]張岳軍.智能照明系統的研究與開發[D].浙江：浙江大學碩士學位論文，2006.
[6]董珀.智能照明控制系統及其新技術研究[D].上海：東華大學碩士學位論文，2010.