有線傳輸技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

彭先碩

（湖南省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

0 引 言

近些年來(lái)，有線傳輸技術(shù)經(jīng)歷了多次改革和創(chuàng)新，不斷有新技術(shù)產(chǎn)生，并且呈現(xiàn)出多元化和市場(chǎng)化的發(fā)展動(dòng)向，在通信工程中的應(yīng)用也越發(fā)深入。基于此，企業(yè)應(yīng)該不斷研究有線傳輸技術(shù)在通信工程中的使用方式和使用內(nèi)容，改良信息傳輸線路，促進(jìn)通信技術(shù)更新?lián)Q代[1-5]。

1 有線傳輸技術(shù)的發(fā)展過(guò)程及種類

1.1 有線傳輸技術(shù)的發(fā)展過(guò)程

有線傳輸技術(shù)通過(guò)電纜完成信號(hào)傳輸，電纜能夠接收并處理信號(hào)，完成信息傳遞。早在1876年，電話通信設(shè)備就已經(jīng)產(chǎn)生，該通信設(shè)備采用有線傳輸?shù)姆绞剑ㄟ^(guò)同軸電纜完成通信，使設(shè)備具有電話功能。1946年，第一臺(tái)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生，雙絞線也隨之發(fā)展起來(lái)，成為有線傳輸技術(shù)中廣泛應(yīng)用的介質(zhì)。20世紀(jì)60年代，光纖理論被提出，后來(lái)商用光纖通信系統(tǒng)被創(chuàng)造出來(lái)，光纖傳輸技術(shù)得到發(fā)展。第一臺(tái)光纖通信系統(tǒng)運(yùn)用的是多模光纖傳導(dǎo)方式，內(nèi)部的兩根玻璃絲只有0.1 mm。光纖通信系統(tǒng)讓通信技術(shù)迎來(lái)了新的發(fā)展局面，光纖傳輸最終成為信息化產(chǎn)業(yè)的重要支撐技術(shù)。有線傳輸技術(shù)的原理如圖1所示。

圖1 有線傳輸技術(shù)的原理

1.2 有線傳輸技術(shù)的種類

1.2.1 同軸電纜傳輸

同軸電纜將銅線作為導(dǎo)體，銅線的外部是絕緣材料，由于導(dǎo)體和屏蔽層采用一個(gè)軸心，所以被稱為同軸電纜。同軸電纜自身的構(gòu)造能夠有效防止外部電磁波的干擾，傳輸效能較強(qiáng)，無(wú)論是模擬信號(hào)還是數(shù)字信號(hào)，它都能完成傳輸工作。同軸電纜在社會(huì)生活中的應(yīng)用十分廣泛，包括長(zhǎng)途電話傳輸、電視傳播、近距離計(jì)算機(jī)系統(tǒng)傳輸以及局域網(wǎng)信息傳輸?shù)榷喾N類型。生活中的有線電視就是依靠同軸電纜的傳輸方法，但同軸電纜會(huì)占用大量空間，在實(shí)際使用過(guò)程中彎曲程度不強(qiáng)，使用范圍比較狹窄[6-8]。

1.2.2 絞合電纜傳輸

絞合電纜擁有多條絕緣線芯，通過(guò)雙絞線的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，最終所形成的電纜在外觀上與繩索相似。在社會(huì)生活中，這種電纜傳輸方式主要用在電話線和網(wǎng)線中，是常見(jiàn)的有線傳輸方法。絞合電纜自身的柔韌性高，可以進(jìn)行彎曲和折疊，并且還能有效抵消干擾，但是會(huì)受到電容和電阻的影響，傳輸距離和傳輸速率都有較大限制。

1.2.3 光纖傳輸

光纖傳輸可以根據(jù)應(yīng)用途徑進(jìn)行分類，細(xì)分為單模光纖和多模光纖。其中，單模光纖能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸，多模光纖則主要運(yùn)用在較短距離中，實(shí)現(xiàn)信號(hào)和數(shù)據(jù)的傳輸。光纖傳輸是一種更為先進(jìn)的有線傳輸方法，這種方法需要將純度較高的玻璃拉成極細(xì)的細(xì)絲，形成玻璃光導(dǎo)纖維，進(jìn)而運(yùn)用光脈沖完成信號(hào)的傳輸，在技術(shù)上也十分先進(jìn)。在傳輸內(nèi)容上，這種有線傳輸方法能夠完成模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)以及視頻的傳輸，且傳輸速率非常高，傳輸距離可以到達(dá)幾十千米外。光纖傳輸技術(shù)過(guò)程示意如圖2所示。

圖2 光纖傳輸技術(shù)的過(guò)程示意圖

1.2.4 綜合電纜傳輸

綜合電纜能夠?qū)⒉煌吞?hào)的電纜結(jié)合起來(lái)，傳播音頻和視頻等信號(hào)模式，結(jié)構(gòu)更加緊湊，使用方法更加方便，能夠應(yīng)用于不同場(chǎng)合。當(dāng)前，居住小區(qū)監(jiān)控和綜合樓大廳監(jiān)控等一般采用綜合電纜的傳輸方式，產(chǎn)品種類比較復(fù)雜，用途也無(wú)法得到統(tǒng)一，因此使用過(guò)程中通常需要量身定制，并且對(duì)應(yīng)用領(lǐng)域有極高的要求。

2 有線傳輸技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用

2.1 本地骨干線網(wǎng)的應(yīng)用

本地骨干線網(wǎng)的傳輸具有區(qū)域局限性高和傳遞數(shù)量小的特點(diǎn)。隨著通信工程的不斷發(fā)展，本地信息傳輸呈現(xiàn)出較大的局限性，需要傳輸?shù)男畔⒖偭枯^少，通信工程會(huì)受到區(qū)域面積的限制。為了解決這些問(wèn)題，很多城市采用鋪設(shè)光纜管道的方法來(lái)保持通信工程的有效性，利用四通八達(dá)的管道使城市內(nèi)部的通信暢通無(wú)阻。本地骨干線網(wǎng)的連接和傳輸形式通過(guò)管道來(lái)完成，信息和數(shù)據(jù)的傳遞速度和傳遞質(zhì)量都比較高，能夠進(jìn)行自動(dòng)升級(jí)和更新，管理也更加方便。將有線傳輸技術(shù)運(yùn)用于本地骨干線網(wǎng)中，管理人員可以結(jié)合區(qū)域內(nèi)的現(xiàn)實(shí)需求控制通信工程的成本，讓城市居民享受到低價(jià)優(yōu)質(zhì)的信息傳輸服務(wù)，促進(jìn)城市通信工程發(fā)展。現(xiàn)如今，大部分城市都實(shí)現(xiàn)了光纜入戶，光纜為城市通信工程建設(shè)作出了巨大貢獻(xiàn)，這可以充分體現(xiàn)出有線傳輸技術(shù)的應(yīng)用效果[9,10]。

2.2 長(zhǎng)途干線網(wǎng)的應(yīng)用

長(zhǎng)途干線網(wǎng)與本地骨干線網(wǎng)具有較大差別，它的信息總量非常大，并且涉及到的信息種類繁雜多樣，必須要采用高質(zhì)量的傳輸方式才能確保信息的傳輸質(zhì)量和效率。現(xiàn)如今，長(zhǎng)途線網(wǎng)中比較常見(jiàn)的是SDH和WDM相結(jié)合的傳輸技術(shù)，該技術(shù)能夠進(jìn)一步完善資源配置，提高信息傳輸容量，保障通信工程的各個(gè)環(huán)節(jié)，優(yōu)化信息傳輸效果。在長(zhǎng)途干線網(wǎng)中，技術(shù)人員還可以將DWDM技術(shù)與ASON技術(shù)相結(jié)合，ASON技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)單區(qū)域控制，這樣不僅可以進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信功能，而且還能讓信息傳輸更加靈活、快捷。針對(duì)長(zhǎng)途干線網(wǎng)來(lái)說(shuō)，安全性和可靠性最為重要，通信工程的建設(shè)應(yīng)該不斷優(yōu)化傳輸方式，加強(qiáng)對(duì)有線傳輸技術(shù)的應(yīng)用，不斷提高信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性和靈活性，為信息安全保駕護(hù)航。

2.3 5G物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

隨著5G時(shí)代的到來(lái)，人們能夠在現(xiàn)實(shí)生活中享受更加人性化的服務(wù)，擁有更加舒適的社會(huì)生活體驗(yàn)。有線傳輸技術(shù)擁有高精準(zhǔn)同步傳輸?shù)墓δ埽梢赃M(jìn)一步優(yōu)化人們的生活質(zhì)量。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有廣泛的覆蓋面，能夠?qū)⒉煌瑘?chǎng)景中的變電設(shè)施連接起來(lái)，方便信息管理和傳輸。當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)生問(wèn)題或者故障，管理人員就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的方法及時(shí)處理，為人們提供更加方便快捷的服務(wù)。

3 有線傳輸技術(shù)中的新型技術(shù)

3.1 波分光交換技術(shù)

波分光交換技術(shù)能夠直接傳遞光的波長(zhǎng)中所攜帶的信息，讓信息在不同波長(zhǎng)中傳遞，此外該技術(shù)還能對(duì)信息數(shù)據(jù)的波長(zhǎng)進(jìn)行處理。通過(guò)運(yùn)用該新型技術(shù)，能夠大大提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜萘浚瑐鞑ニ俣纫材艿玫斤w躍式發(fā)展。在未來(lái)的通信工程建設(shè)中，這種技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于城域網(wǎng)建設(shè)，強(qiáng)化城域網(wǎng)質(zhì)量。

3.2 硅光子技術(shù)

硅光子技術(shù)具有速率高和能耗低的特點(diǎn)，主要運(yùn)用CMOS微電子工藝，能夠有效提高光子器件的集成性，豐富通信工程的功能。目前，硅光子技術(shù)還沒(méi)有投入商用，但是該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)十分明顯，能夠平衡技術(shù)發(fā)展和成本控制之間的矛盾，是未來(lái)有線傳輸技術(shù)的重要發(fā)展內(nèi)容。

3.3 光通信SDN技術(shù)

光通信SDN技術(shù)是通信行業(yè)重要的發(fā)展內(nèi)容，該技術(shù)能夠?qū)⒖刂坪娃D(zhuǎn)發(fā)功能區(qū)分開(kāi)來(lái)，運(yùn)用開(kāi)放式架構(gòu)擴(kuò)大通信工程的布置面積，優(yōu)化通信工程自身的性能。在信息技術(shù)的支持下，SDN技術(shù)將與云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)相結(jié)合，對(duì)通信工程實(shí)現(xiàn)全面控制，優(yōu)化通信工程應(yīng)用功能，讓數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的效果得到大幅度提升。

3.4 OTN通信技術(shù)

OTN通信技術(shù)兼具SDN和DWDM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，可以將信息傳輸?shù)倪^(guò)程在光層組織網(wǎng)絡(luò)中完成，讓信息得到傳送和交換，是一種比較先進(jìn)的傳輸技術(shù)。當(dāng)前OTN通信技術(shù)已經(jīng)廣泛投入到通信業(yè)務(wù)當(dāng)中，是通信工程建設(shè)的重要支撐力量。

4 通信工程中有線傳輸技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 商業(yè)化發(fā)展趨勢(shì)

未來(lái)有線傳輸技術(shù)在通信工程方面的發(fā)展將會(huì)進(jìn)入商業(yè)化模式。現(xiàn)如今，各行各業(yè)都采用商業(yè)化的運(yùn)作方法，有線傳輸技術(shù)的應(yīng)用也同樣如此。商業(yè)化的發(fā)展形式能夠最大限度地控制通信成本，實(shí)現(xiàn)資源整合優(yōu)化。當(dāng)前的通信工程大量使用光纖傳播技術(shù)，包括本地骨干網(wǎng)絡(luò)的鋪設(shè)和長(zhǎng)途干線網(wǎng)的應(yīng)用等都會(huì)擴(kuò)大傳輸成本，同時(shí)也會(huì)刺激有線傳輸技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程，推動(dòng)傳輸技術(shù)創(chuàng)新。SDH技術(shù)可以與ASON技術(shù)融合起來(lái)，減少信息傳遞的環(huán)節(jié)，增強(qiáng)信息傳遞效率，降低造價(jià)成本，這種信息傳遞方式可以實(shí)現(xiàn)大容量傳輸，有效提高信息傳遞的靈活性，拓展信息傳遞功能，讓多種信息數(shù)據(jù)和信號(hào)在同一時(shí)間進(jìn)行傳播。在未來(lái)的商業(yè)化過(guò)程中，有線傳輸技術(shù)首先要保證本地骨干線網(wǎng)的傳輸數(shù)量，此外還應(yīng)該最大程度地減少長(zhǎng)途干線網(wǎng)的中間傳輸環(huán)節(jié)，通過(guò)這種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)通信工程的進(jìn)步，提高信息傳遞速率。推動(dòng)有線傳輸技術(shù)的商業(yè)化，首先需要采用OEO交換模式來(lái)完成ASON傳輸，運(yùn)營(yíng)商需要運(yùn)用NNI接口完成信息和數(shù)據(jù)的交流。

4.2 多元化發(fā)展趨勢(shì)

近些年來(lái)，有線傳輸技術(shù)在通信工程中的發(fā)展呈現(xiàn)出多元化趨勢(shì)，并且絕大部分的傳輸技術(shù)都能夠滿足社會(huì)發(fā)展和生產(chǎn)生活的需求，使數(shù)據(jù)和信號(hào)傳輸更加高效、穩(wěn)定。有線傳輸技術(shù)中包含了很多傳輸類型，每一種傳輸類型的原理和應(yīng)用形式都具有較大差別。現(xiàn)如今，越來(lái)越多的新型技術(shù)層出不窮，多元化的發(fā)展方向能夠滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求，不斷提高信息傳遞效果，豐富信息傳遞的功能，并且不斷降低通信工程建設(shè)和信息傳遞的成本。多元化趨勢(shì)能夠進(jìn)一步推動(dòng)有線傳輸技術(shù)的發(fā)展，增強(qiáng)擴(kuò)展有線傳輸?shù)陌l(fā)展空間，真正發(fā)揮不同傳輸技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，讓有線傳輸適應(yīng)生產(chǎn)生活，同時(shí)也讓通信技術(shù)得到完善和提升。

4.3 安全化發(fā)展

安全是通信工程建設(shè)的第一要素，在有線傳輸技術(shù)當(dāng)中，無(wú)論是電纜還是光纖都屬于傳輸介質(zhì)的一種，能夠直接連接設(shè)備，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩头€(wěn)定。在未來(lái)通信工程的發(fā)展過(guò)程中，有關(guān)部門需要不斷對(duì)其升級(jí)和改進(jìn)，優(yōu)化線路，更新傳輸技術(shù)，區(qū)分不同的信息傳輸業(yè)務(wù)區(qū)域，增強(qiáng)信息傳輸管理的針對(duì)性。在區(qū)域劃分過(guò)程中，相關(guān)人員首先要明確區(qū)域內(nèi)的信息傳輸特點(diǎn)，了解通信工程的任務(wù)，進(jìn)一步確保信號(hào)穩(wěn)定，提高信息傳輸?shù)陌踩潭取Ｔ谝欢▍^(qū)域內(nèi)的信息傳輸業(yè)務(wù)穩(wěn)定后，技術(shù)人員需要對(duì)本區(qū)域的通信工程設(shè)備進(jìn)行規(guī)劃，保證信號(hào)傳輸處于最佳狀態(tài)，為各部門提供方便。此外，有關(guān)人員還應(yīng)該高度重視通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，結(jié)合區(qū)域內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r，適時(shí)更新傳輸線路，保證通信系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。

5 結(jié) 論

信息傳輸是通信工程的核心，只有保證信息傳輸?shù)乃俾屎唾|(zhì)量，通信工程才能真正為人們提供便利。有線傳輸技術(shù)具有信號(hào)傳輸穩(wěn)定和傳播速率高的優(yōu)勢(shì)，能夠應(yīng)用于廣泛的生產(chǎn)生活領(lǐng)域，包括醫(yī)療和消防等，是通信工程領(lǐng)域的重要技術(shù)。近些年來(lái)，有線傳輸技術(shù)逐漸受到人們的重視，在通信工程中的地位有增無(wú)減，各種高端、新穎的傳輸技術(shù)層出不窮，并且呈現(xiàn)出多元化和商業(yè)化的發(fā)展模式。為了提高我國(guó)通信工程質(zhì)量，優(yōu)化信息傳遞速率，相關(guān)企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)有線傳輸技術(shù)的使用，不斷優(yōu)化傳輸線路，改善傳輸方式。