對通信工程中有線傳輸技術(shù)的應(yīng)用及改進(jìn)的研究

王令侃

（中國移動通信集團(tuán)上海有限公司，上海 200000）

1 當(dāng)前常見的有線傳輸技術(shù)

1.1 光纖傳輸技術(shù)

光纖技術(shù)主要用于光信號的傳播，該技術(shù)的優(yōu)勢十分突出，應(yīng)對干擾的能力強(qiáng)、通信容量大、質(zhì)量突出，帶寬條件十分理想，傳輸能力是傳統(tǒng)技術(shù)條件下各項有限傳輸技術(shù)的10倍甚至百倍以上，在當(dāng)前骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用廣泛。我國于21世紀(jì)初期開始進(jìn)行光纖網(wǎng)絡(luò)的范圍化建設(shè)和推廣，該項技術(shù)經(jīng)過約20年的應(yīng)用發(fā)展已經(jīng)較為成熟，現(xiàn)階段很多大城市的4G網(wǎng)絡(luò)以光纖為核心進(jìn)行建設(shè)和擴(kuò)展，光纖技術(shù)所需材料較為常見、充沛，而且建設(shè)難度不大，是未來我國以及其他國家有線傳輸技術(shù)的主要形式之一。就我國而言，自2008年到2018年10年間，光纖業(yè)務(wù)增加量突破了200%，未來商業(yè)前景十分依然廣闊。

1.2 架空明線傳輸技術(shù)

架空明線傳輸技術(shù)是一種較為傳統(tǒng)的有線傳輸技術(shù)，也是應(yīng)用時間最長的有線傳輸技術(shù)技術(shù)之一。該技術(shù)是將傳輸用導(dǎo)線（通常為金屬內(nèi)芯線路）架設(shè)在桿塔上部，以金屬內(nèi)芯作為通信信道進(jìn)行信號的傳輸。該技術(shù)的優(yōu)勢是具備良好的適用性，但在傳輸能力上，架空明線傳輸技術(shù)較光纖技術(shù)存在一定的差距，嘗試實現(xiàn)大容量傳輸時，需要增加線路金屬內(nèi)芯的截面積，該方式造價較高而且會增加線路自重，運(yùn)維上也存在難度。架空明線傳輸技術(shù)最早用于電報機(jī)和電話機(jī)的通信作業(yè)，其通信里程較短，效率也不夠理想，未來的應(yīng)用空間較為有限。

1.3 同軸電纜傳輸技術(shù)

同軸電纜傳輸技術(shù)是對傳統(tǒng)通信技術(shù)的一種優(yōu)化，除光纖技術(shù)外，大部分有線傳輸技術(shù)借助金屬材料作為信道，金屬材料比較容易受到電磁環(huán)境的干擾，同軸電纜傳輸技術(shù)對這一問題做出了應(yīng)對。該技術(shù)條件下，在金屬內(nèi)芯外圍應(yīng)用相同材質(zhì)的材料進(jìn)行包裹，外圍材料可以在通信干擾產(chǎn)生時起到保護(hù)作用，電磁信號依然在管軸內(nèi)部進(jìn)行傳輸，不會受到嚴(yán)重影響。同軸電纜傳輸技術(shù)的主要優(yōu)勢是能夠較為有效的應(yīng)對干擾，增加了傳輸?shù)木嚯x，其弊端在于，通信效率在較遠(yuǎn)距離上仍難以保證，而且傳輸效率受到金屬線路截面積影響，存在與架空明線傳輸技術(shù)類似的問題[1]。

2 通信工程中有線傳輸技術(shù)的應(yīng)用

2.1 DWDM技術(shù)

DWDM技術(shù)在有線傳輸技術(shù)中的應(yīng)用時間并不長，可以看做是一種依托光纖技術(shù)出現(xiàn)的新式技術(shù)。該技術(shù)的核心原理是利用多個波長作為載波，允許各載波信道在同一根光纖內(nèi)同時傳輸。換言之，此前只能傳輸單一信號的光纖實現(xiàn)了傳輸內(nèi)容的擴(kuò)大化，在實驗室條件下，應(yīng)用DWDM技術(shù)作為支持，單一光纖的傳輸量可以增至傳統(tǒng)模式下的100倍以上[2]。目前DWDM技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于我國部分城市，結(jié)合對應(yīng)工程建設(shè)和技術(shù)應(yīng)用資料，可以發(fā)現(xiàn)DWDM技術(shù)下組網(wǎng)條件較為靈活，安全性比較理想。

2.2 DXC技術(shù)

DXC技術(shù)也被稱為數(shù)字交叉連接技術(shù)，該技術(shù)最初出現(xiàn)于20世紀(jì)的美國，能夠應(yīng)用于不同級別的有線傳輸作業(yè)中，是較為重要和常見的有線通信模式。該技術(shù)的最大特點是具備多個信號端口，因此當(dāng)存在通信需求時，不同端口之間接口速率信號是可控的，也可以在已有連接的基礎(chǔ)上實現(xiàn)層次化蔓延，建立蛛網(wǎng)式連接系統(tǒng)，使有限的通信資源發(fā)揮最大作用。DXC技術(shù)的實現(xiàn)對技術(shù)的要求已經(jīng)不高（現(xiàn)有技術(shù)可以實現(xiàn)），但對設(shè)備的需求卻相對較高，網(wǎng)線、光纖以及對應(yīng)的中間設(shè)備是DXC技術(shù)能夠得到大范圍應(yīng)用的關(guān)鍵。在美國和德國部分地區(qū)，DXC技術(shù)借助光纖技術(shù)同步實施，當(dāng)?shù)貢ζ溥M(jìn)行分級處理，以實現(xiàn)資源分配的合理性和可控性，避免資源被某一個后者少數(shù)幾個節(jié)點大量占用、導(dǎo)致信道擁堵和延時過長的問題。

2.3 SDH技術(shù)

SDH技術(shù)也被稱為同步數(shù)字體系技術(shù)，該技術(shù)與DXC技術(shù)帶有一定的相似性，可以看做是DXC技術(shù)的一個分支。SDH技術(shù)對廣信通信有一定的要求，可以實現(xiàn)不同數(shù)位信號的同步傳輸，在傳輸作業(yè)進(jìn)行前，要求技術(shù)人員對相關(guān)數(shù)位信號進(jìn)行處理，使其呈現(xiàn)等級化特色，再利用波分復(fù)用技術(shù)、映射技術(shù)和同步傳輸技術(shù)進(jìn)行信號的集成和同步傳播。融合在一起的信號利用有線信道（一般為光纖）進(jìn)行傳輸，在不同的接受節(jié)點得到提純和處理，即便信號強(qiáng)度不理想，也可以進(jìn)行降噪和加工，使其變得容易辨識。SDH技術(shù)的主要優(yōu)勢是能夠?qū)崿F(xiàn)大量信號的同步傳輸和異步處理，業(yè)務(wù)能力較強(qiáng)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎挽`活性較為理想。

3 通信工程中有線傳輸技術(shù)的改進(jìn)

3.1 工程概況

工程位于上海市，主要內(nèi)容為進(jìn)行現(xiàn)有的有線傳輸技術(shù)革新，實現(xiàn)4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，并達(dá)成4G全覆蓋的目標(biāo)。工程目的為上海外環(huán)內(nèi)連續(xù)，外環(huán)外重要場景F+D的雙頻網(wǎng)覆蓋，要求對網(wǎng)絡(luò)承載能力進(jìn)行預(yù)算規(guī)劃，并為后續(xù)的5G網(wǎng)絡(luò)時代做好準(zhǔn)備。與其他地區(qū)相比，上海市的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)情況較為理想，4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣，且基站數(shù)目是全國平均水平的2.5倍，設(shè)備完善程度也比較樂觀。工程建設(shè)的難點體現(xiàn)在宏觀和微觀兩個層面。宏觀層面上，人口密集區(qū)的深度覆蓋缺乏技術(shù)支持，擬應(yīng)用低頻頻段資源暫時應(yīng)對，寬帶提速基本要求下，低頻資源能否滿足要求似乎無法保證。此外，改進(jìn)工程面臨市場方面的威脅，聯(lián)通、電信等業(yè)務(wù)發(fā)展也造成了競爭態(tài)勢的緊張。微觀層面，如何處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋盲區(qū)、覆蓋深度不足的問題依然困擾著技術(shù)人員，如果增加基站數(shù)目又會帶來運(yùn)維上的困難和開支增加，擬通過分期建設(shè)的方式加以應(yīng)對。

3.2 改進(jìn)過程

改進(jìn)過程中，主要采用增加有線通信技術(shù)覆蓋面和傳輸速度，強(qiáng)化社會效益三條措施。覆蓋面的擴(kuò)大依托蛛網(wǎng)狀延伸實現(xiàn)，加強(qiáng)現(xiàn)有光纖技術(shù)的改善，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，首先對當(dāng)?shù)貥I(yè)務(wù)需要進(jìn)行全面分析，結(jié)合通信需求的迫切性和業(yè)務(wù)量劃定三個需求等級，需求量最大的商業(yè)區(qū)為一級，需求量居中的生活區(qū)為二級，需求量較小的城郊、鄉(xiāng)村以及工業(yè)區(qū)為三級。應(yīng)用DXC技術(shù)對不同需求等機(jī)地區(qū)進(jìn)行資源配置安排，使固定資源能夠滿足多個節(jié)點的連接需要，再以固定節(jié)點作為二級端口，開放更多的連接通道，滿足不同通信需求群體的永旺要求。上述工作均依賴有線通信技術(shù)實現(xiàn)。借助DXC技術(shù)的情況下，有限的資源得到最大程度的有效利用，其在二級、三級應(yīng)用區(qū)域的蛛網(wǎng)狀延伸擴(kuò)大了應(yīng)用的范圍，滿足了改進(jìn)需求。社會效益方面，通過合理的規(guī)范增加基站和線路與人群的平行距離和垂直距離，降低輻射的不利影響，在建設(shè)活動具體進(jìn)行前，對電場強(qiáng)度、磁場強(qiáng)度進(jìn)行綜合模擬，確保其輻射危害滿足國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。為實現(xiàn)工程改造的綠色化，本次改造工程監(jiān)理了通用、高效、節(jié)約的包裝運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)和體系，有效實現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)，提升了社會效益。

3.3 結(jié)果分析

從改造結(jié)果上看，整體工程如期完工，造價支出與預(yù)算支出基本相當(dāng)，質(zhì)量方面也基本得到有效保證。改進(jìn)過程主要依靠有線傳輸技術(shù)實現(xiàn)，通信工程的使用價值較改進(jìn)前實現(xiàn)了有效提升。在實驗室條件下，改進(jìn)完成后，通信作業(yè)平均延遲率由之前的1.32%降低至0.29%，平均延遲時間由432毫秒將至103毫秒。4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋總面積從規(guī)劃區(qū)97.2%增加至99.7%（剩余部分將在二期和三期規(guī)劃中實現(xiàn)全覆蓋），基站數(shù)目增加6個，百兆光纖理想通信效率為每秒鐘15.5Mb，實際同喜速度達(dá)到10.9Mb，滿足設(shè)計要求。本次工程發(fā)揮了有線通技術(shù)的優(yōu)勢，尤其是DXC技術(shù)，可以作為后續(xù)工作的參考，提升通信工程建設(shè)水平。

4 結(jié)束語

通過分析通信工程中有線傳輸技術(shù)的應(yīng)用及改進(jìn)，獲取了相關(guān)理論內(nèi)容。通信作業(yè)在現(xiàn)代社會生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用越發(fā)廣泛，常見有線通信技術(shù)包括光纖傳輸技術(shù)、架空明線傳輸技術(shù)、同軸電纜傳輸技術(shù)等，其應(yīng)用的主要形式包括DWDM技術(shù)、DXC技術(shù)、SDH技術(shù)三大類。有線傳輸技術(shù)優(yōu)勢突出，其在通信工程中的改進(jìn)則體現(xiàn)在覆蓋面、傳輸速度、社會效益等方面，借以實現(xiàn)持續(xù)優(yōu)化。