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第1篇
異步延遲采樣（ADS）
ADS通過(guò)加入延遲線對(duì)光信號(hào)在一個(gè)比特周期內(nèi)進(jìn)行兩次采樣，獲取信號(hào)的相圖［10］，即二維幅度直方圖，并進(jìn)行傳輸損傷分析。采用ADS技術(shù)的OPM模塊結(jié)構(gòu)如圖1（a）所示，待測(cè)的WDM光信號(hào)以帶寬為1nm的光帶通濾波器（BPF）進(jìn)行選通，濾除相鄰信道光信號(hào)功率，但不影響選通信道的被監(jiān)測(cè)光信號(hào)的波形狀態(tài)；光電探測(cè)器（PD）輸出電信號(hào)經(jīng)帶寬為0．8倍信號(hào)符號(hào)率的低通電濾波器（LPF）消除帶外噪聲干擾；再進(jìn)行3dB分路，一路以可調(diào)電延遲線（VDL）引入Δt延遲；最后以外部圖1ADS原理。（a）ADS光性能監(jiān)測(cè)器結(jié)構(gòu)圖；（b）10Gb／sNRZ－OOK半比特ADS示意圖Fig．1PrincipleofADS．（a）StructureofthedelaytapsamplingOPMmonitor；（b）halfbitdelaytapsamplingof10Gb／sNRZ－OOK時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)的低采樣速率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）對(duì)兩路電信號(hào)進(jìn)行采樣并對(duì)采樣后數(shù)據(jù)做進(jìn)一步處理。以10Gb／sNRZ－OOK信號(hào)為例說(shuō)明半比特ADS原理，如圖1（b）所示。其中Tb＝100ps為信號(hào)比特周期；以可調(diào)電延遲線設(shè)定3dB分路之后的一路電信號(hào)延遲時(shí)間為Δt＝50ps，即半比特延遲；如采用80MSPS的14－bit分辨率雙輸入ADC，例如AD9644，進(jìn)行異步降頻采樣，則采樣周期Ts＝12．5ns，Ts與Tb無(wú)關(guān)，且TsTb；雙路ADC的每次采樣包含兩個(gè)采樣點(diǎn)E（xi）和E（yi），對(duì)應(yīng)的時(shí)間差為Δt，將兩路采樣點(diǎn)進(jìn)行幅度值的歸一化，之后再以X－Y模式做二維散點(diǎn)圖可得ADS相圖。在NRZ－OOK半比特ADS相圖中，沿45°對(duì)角線的兩端代表0、1電平的不同組合狀態(tài)（0，0）和（1，1）；其間的過(guò)渡點(diǎn)對(duì)應(yīng)眼圖中波形的上升和下降沿，沿－45°對(duì)角線的最大寬度反映其斜率。ADS相圖中包含被測(cè)信號(hào)相同或相鄰比特周期間的過(guò)渡態(tài)信息，能夠反映信號(hào)波形受傳輸損傷影響的狀態(tài)，可用作OPM。
OPM仿真驗(yàn)證
對(duì)光信號(hào)速率、碼型調(diào)制格式透明，并能同時(shí)監(jiān)測(cè)多種傳輸損傷是OPM技術(shù)的核心要求。在10Gb／s及更低速率系統(tǒng)中，NRZ－OOK為代表的強(qiáng)度調(diào)制直接檢測(cè)（IM－DD）系統(tǒng)因調(diào)制和接收器件簡(jiǎn)單、成本低而占據(jù)主導(dǎo)地位。但在40Gb／s及更高速率的系統(tǒng)中，由于CD和PMD容限的降低和對(duì)頻譜效率要求的提高，NRZ－OOK調(diào)制不再適用于長(zhǎng)距離傳輸。而以相位輔助強(qiáng)度調(diào)制，如ODB，也稱相位整形二進(jìn)制傳輸（PSBT）和相位調(diào)制，如RZ－DPSK等為代表的先進(jìn)調(diào)制格式由于損傷閾值高、頻譜效率高而受到重視［20］。以上述三種碼型調(diào)制格式為監(jiān)測(cè)對(duì)象，基于OptiSIM4．0商業(yè)仿真軟件平臺(tái)構(gòu)建采用ADS和ANN技術(shù)的OPM仿真系統(tǒng)，驗(yàn)證所提出方案的透明性和損傷參數(shù)集總監(jiān)測(cè)能力。
110Gb／sNRZ－OOK
10Gb／sNRZ－OOK光性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)如圖3（a）所示，1550nm連續(xù)光源（CW）經(jīng)工作于正交傳輸點(diǎn)的無(wú)啁啾馬赫－曾德?tīng)栒{(diào)制器（MZM）進(jìn)行外調(diào)制產(chǎn)生NRZ信號(hào)，數(shù)據(jù)源為10Gb／s偽隨機(jī)二進(jìn)制序列（PRBS），其序列長(zhǎng)度為27－1。級(jí)聯(lián)的摻鉺光纖放大器（EDFA）和可調(diào)光衰減器（VOA）用于調(diào)整系統(tǒng)的OSNR值，通過(guò)設(shè)置不同單模光纖（SMF）的傳輸距離和CD、PMD系數(shù)來(lái)模擬不同程度的CD和DGD傳輸損傷，入纖光功率保持為0以消除非線性效應(yīng)影響。包含損傷的光信號(hào)一部分經(jīng)PD光電轉(zhuǎn)換后以示波器（OSC）顯示眼圖作為參考，另一部分經(jīng)ADS監(jiān)測(cè)器進(jìn)行Δt＝50ps，即半比特延遲采樣和數(shù)據(jù)采集，最后通過(guò)提取相圖特征參量對(duì)ANN模型進(jìn)行多損傷監(jiān)測(cè)的訓(xùn)練和測(cè)試。光通信性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)圖中的細(xì)實(shí)線代表電路連接，粗實(shí)線代表光路，而虛線代表信號(hào)數(shù)據(jù)，下同。NRZ信號(hào)在不同損傷條件下的眼圖與相圖如圖3（b）所示，OSNR導(dǎo)致信號(hào)1電平和過(guò)渡點(diǎn)幅度分布展寬；CD和DGD均導(dǎo)致信號(hào)時(shí)域展寬，但CD導(dǎo)致信號(hào)消光比降低，相圖點(diǎn)沿45°對(duì)角線外擴(kuò)，而DGD導(dǎo)致信號(hào)波形三角化，相圖出現(xiàn)非對(duì)稱性。根據(jù)不同損傷參數(shù)特點(diǎn)，提取相圖特征參數(shù)，其中珡m和σm分別為相圖采樣點(diǎn)到原點(diǎn)距離的均值和標(biāo)準(zhǔn)差；珋θ為相圖采樣點(diǎn)角度平均值；Qd＝（μ1－μ0）／（σ1＋σ0）類似眼圖中Q值的定義，以相圖中沿45°對(duì)角線上采樣點(diǎn)區(qū)分0、1電平，求其均值和標(biāo)準(zhǔn)差得對(duì)角線Q值。以上述4個(gè)參數(shù)構(gòu)成如圖3（c）所示ANN模型的輸入向量，OSNR，CD，DGD參數(shù)構(gòu)成輸出向量，MLP－3包含26個(gè)隱元，采用擬牛頓（Quasi－Newton）算法作為訓(xùn)練算法，ANN的訓(xùn)練使用張齊軍教授開(kāi)發(fā)的NeuroModeler軟件包。為了驗(yàn)證ANN模型監(jiān)測(cè)傳輸損傷的性能，以125組不同損傷條件下相圖參數(shù)構(gòu)成訓(xùn)練樣本，其中OSNR分別為40，36，32，28，24dB；CD分別為0，200，400，600，800ps／nm；DGD分別為0，12，24，36，48ps，對(duì)ANN進(jìn)行訓(xùn)練。在訓(xùn)練完成后，以另外的64組不同損傷參數(shù)，其中OSNR分別為38，34，30，26dB；CD分別為100，300，500，700ps／nm；DGD分別為6，18，30，42ps，構(gòu)成測(cè)試樣本對(duì)ANN的預(yù)測(cè)輸出進(jìn)行測(cè)試。10Gb／sNRZ－OOK光性能監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖4所示，其中ANN模型在200次迭代之后的訓(xùn)練誤差Etrain＝0．008，ANN模型預(yù)測(cè)輸出與測(cè)試樣本相關(guān)系數(shù)Rc＝99．3％，損傷參數(shù)監(jiān)測(cè)的均方根誤差分別為EOSNR＝0．1dB，ECD＝8．34ps／nm和EDGD＝0．92ps，在監(jiān)測(cè)損傷參數(shù)的測(cè)量范圍內(nèi)，監(jiān)測(cè)誤差小于5％。
240Gb／sODB
40Gb／s光通信系統(tǒng)與10Gb／s系統(tǒng)相比，CD容限減小16倍，PMD容限減小4倍，NRZ－OOK調(diào)制的無(wú)電中繼再生可傳輸距離大大縮短。ODB調(diào)制格式采用三電平調(diào)制，非連續(xù)的相鄰1電平之間相位相差π，在CD、PMD或?yàn)V波器效應(yīng)引入波形展寬時(shí)，產(chǎn)生干涉相消，使0電平保持低電位，從而大幅提高其對(duì)色散損傷的閾值，而且其頻譜較NRZ－OOK調(diào)制更窄，有利于窄信道間隔的WDM傳輸［20］。同時(shí)，ODB調(diào)制格式只需改動(dòng)發(fā)射機(jī)，而接收機(jī)不變，在性能和復(fù)雜度之間實(shí)現(xiàn)折中。40Gb／sODB光性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)如圖5（a）所示，信號(hào)源產(chǎn)生40Gb／sPRBS，其序列長(zhǎng)度為27－1，首先進(jìn)行雙二進(jìn)制預(yù)編碼，之后經(jīng)帶寬為10GHZ的低通濾波器產(chǎn)生三電平驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在工作于傳輸零點(diǎn)的MZM中對(duì)1550nm的CW光源進(jìn)行外調(diào)制得ODB信號(hào)，入纖功率保持為0，消除非線性效應(yīng)影響。光纖鏈路中OSNR、CD和PMD三種傳輸損傷的模擬與眼圖監(jiān)測(cè)部分與4．1中相同，ADS監(jiān)測(cè)器的延遲為半比特，即Δt＝12．5ps。不同損傷條件下的ODB信號(hào)眼圖與ADS相圖如圖5（b）所示，OSNR降低導(dǎo)致0、1電平和過(guò)渡點(diǎn)幅度值均勻展寬；CD導(dǎo)致波形三角化，相圖中第3象限采樣點(diǎn)外擴(kuò)；DGD導(dǎo)致波形斜率降低，消光比減小，相圖點(diǎn)沿對(duì)角線方向閉合。根據(jù)相圖變化特點(diǎn)提取特征參數(shù)，其中珡m、σm、珋θ和Qd與4．1中相同，σm3為相圖第3象限采樣點(diǎn)到原點(diǎn)距離的標(biāo)準(zhǔn)差。以相圖特征參數(shù)為輸入向量，監(jiān)測(cè)損傷參數(shù)為輸出向量構(gòu)造ANN模型如圖5（c）所示，采用擬牛頓訓(xùn)練算法，隱元數(shù)目為32個(gè)。以125組不同的傳輸損傷組合構(gòu)成訓(xùn)練樣本，其中有OSNR分別為42，38，34，30，26dB；CD分別為0，40，80，120，160ps／nm；DGD分別為0，4，8，12，16ps，對(duì)ANN進(jìn)行訓(xùn)練。以64組不同的傳輸損傷組合構(gòu)成測(cè)試樣本對(duì)訓(xùn)練完成的ANN模型進(jìn)行預(yù)測(cè)輸出的檢驗(yàn)，其中有OSNR分別為40，36，32，28dB；CD分別為20，60，100，140ps／nm；DGD分別為2，6，10，14ps。監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖6所示，ANN模型訓(xùn)練誤差Etrain＝0．031，預(yù)測(cè)輸出與測(cè)試樣本相關(guān)系數(shù)Rc＝97．6％，損傷監(jiān)測(cè)均方根誤差為EOSNR＝0．72dB，ECD＝3．24ps／nm和EDGD＝0．49ps，測(cè)量范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)誤差小于5％。
340Gb／sRZ－DPSK
在RZ－DPSK調(diào)制格式中，由于采用了平衡光電探測(cè)（BPD），其達(dá)到相同誤碼率所需的OSNR值要求比OOK調(diào)制格式要低3dB，即接收機(jī)靈敏度提高一倍。對(duì)于受到光放大器自發(fā)輻射噪聲限制的長(zhǎng)距傳輸系統(tǒng)而言，使用RZ－DPSK調(diào)制可使無(wú)電再生中繼可傳輸距離增加一倍，2003年以后的陸基和海纜長(zhǎng)距大容量光通信系統(tǒng)中，DPSK和差分四相移鍵控（DQPSK）調(diào)制逐漸取代OOK而成為主流［21］。40Gb／sRZ－DPSK光性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)如圖7（a）所示，序列長(zhǎng)度為27－1的40Gb／sPRBS經(jīng)差分預(yù)編碼后在工作于傳輸零點(diǎn)的MZM1中對(duì)CW光源進(jìn)行相位信息加載，再采用40GHz正弦時(shí)鐘信號(hào)在工作于正交傳輸點(diǎn)的MZM2中進(jìn)行RZ碼型調(diào)制，最終獲得50％占空比的RZ－DPSK信號(hào)。光纖鏈路中OSNR、CD和PMD三種傳輸損傷的模擬與4．1中相同，在加入傳輸損傷之后，部分光信號(hào)經(jīng)過(guò)延遲干涉儀（DLI）解調(diào)和BPD平衡探測(cè)后，在OSC1中顯示解調(diào)信號(hào)眼圖；部分光信號(hào)直接PD檢測(cè)，在OSC2中顯示線路傳輸眼圖；部分光信號(hào)進(jìn)入ADS監(jiān)測(cè)器，其延遲量設(shè)置為1bit，即Δt＝25ps。不同損傷條件下的RZ－DPSK信號(hào)的解調(diào)后眼圖、線路傳輸傳輸眼圖和ADS相圖如圖7（b）所示，OSNR降低導(dǎo)致信號(hào)波形和相圖點(diǎn)幅度值的展寬；CD導(dǎo)致波形幅度值和消光比降低，相圖點(diǎn)局部外擴(kuò)；DGD導(dǎo)致兩偏振態(tài)的信號(hào)產(chǎn)生相位差，在PD檢測(cè)中干涉相消，使信號(hào)波形幅度值降低，相圖點(diǎn)沿對(duì)角線方向縮短。根據(jù)相圖變化的特點(diǎn)，提取與傳輸損傷變化有關(guān)的特征參量，其中珡m和σm與4．1中相同，珋θhalf為相圖45°對(duì)角線以上采樣點(diǎn)到原點(diǎn)的角度平均值，σθ為全部采樣點(diǎn)到原點(diǎn)角度值的標(biāo)準(zhǔn)差，M為采樣點(diǎn)到原點(diǎn)幅度最大值與最小值之差。以上述特征參數(shù)為輸入向量，損傷參數(shù)為輸出向量構(gòu)造ANN模型如圖7（c）所示，隱元數(shù)目為30，采用擬牛頓訓(xùn)練算法。以125組傳輸損傷組合構(gòu)成訓(xùn)練樣本，包括OSNR分別為36，32，28，24，20dB；CD分別為0，12，24，36，48ps／nm；DGD分別為0，3，6，9，12ps，對(duì)ANN進(jìn)行訓(xùn)練。以64組不同的傳輸損傷組合構(gòu)成測(cè)試樣本對(duì)訓(xùn)練完成的ANN模型進(jìn)行預(yù)測(cè)輸出的檢驗(yàn)，包括OSNR分別為34，30，26，22dB；CD分別為6，18，30，42ps／nm；DGD分別為1．5，4．5，7．5，10．5ps。監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖8所示，ANN模型訓(xùn)練誤差Etrain＝0．06，預(yù)測(cè)輸出與測(cè)試樣本相關(guān)系數(shù)Rc＝95．8％，監(jiān)測(cè)均方根誤差為EOSNR＝0．15dB、ECD＝1．74ps／nm和EDGD＝0．61ps，測(cè)量范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)誤差小于5％。
第2篇
光纖通信技術(shù)特點(diǎn)
文章將光通信傳輸介質(zhì)的四種不同技術(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，這四種技術(shù)是：RPR技術(shù)（也叫光以太網(wǎng)彈性分組環(huán)技術(shù)）、ATM技術(shù)、OTN技術(shù)（光傳送網(wǎng)技術(shù)）、SDH及基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)(MSTP技術(shù))。SDH也稱為同步數(shù)字體系。
1光以太網(wǎng)彈性分組環(huán)技術(shù)
光以太網(wǎng)彈性分組環(huán)技術(shù)（RPR技術(shù)）對(duì)于實(shí)時(shí)性的時(shí)分復(fù)用業(yè)務(wù)，RPR技術(shù)定義了協(xié)議，在實(shí)際中需要得到進(jìn)一步的驗(yàn)證。對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而言，RPR技術(shù)具備絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，可以根據(jù)用戶的需求來(lái)分配帶寬，該技術(shù)支持統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)和空間復(fù)用技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)營(yíng)的情況下，可使帶寬利用率相對(duì)SDH網(wǎng)絡(luò)提高3-4倍。RPR技術(shù)還可以對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)化，能有效的支持IP的突發(fā)特性。
2光傳送網(wǎng)
光傳送網(wǎng)也就是OTN技術(shù)，它是采用基于TDM體制的一種復(fù)用技術(shù)，每路信號(hào)占用在時(shí)間上固定的比特位組，信道通過(guò)位置進(jìn)行標(biāo)識(shí)，有獨(dú)特的幀結(jié)構(gòu)，可以區(qū)分不同等級(jí)速率，還能在同一網(wǎng)絡(luò)中綜合不同的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，對(duì)于非實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)和實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)都能提供相應(yīng)的承載，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從窄帶到寬帶的綜合業(yè)務(wù)傳輸。該技術(shù)的傳輸設(shè)備可以直接提供工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議接口，不需要借助其他的接入設(shè)備。缺點(diǎn)是該技術(shù)被壟斷，設(shè)備的維護(hù)受原廠家的束縛，與其他非OTN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接總會(huì)有些莫名其妙的故障，設(shè)備的兼容性比較差。
3異步傳輸模式
異步傳輸模式技術(shù)也稱為ATM技術(shù)，ATM雖然可以承載實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)中的時(shí)分復(fù)用業(yè)務(wù)，但每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的延時(shí)都要大于SDH傳輸制式，特別是故障時(shí)系統(tǒng)切換時(shí)間較SDH傳輸制式長(zhǎng)，所以一般在時(shí)分復(fù)用業(yè)務(wù)的承載方面不用ATM技術(shù)。另外，ATM技術(shù)沒(méi)有低速率的接口，需要增加新的接入設(shè)備，這些設(shè)備的價(jià)格高其協(xié)議也復(fù)雜。對(duì)于視頻業(yè)務(wù)，由于其具有很高的突發(fā)度，而ATM技術(shù)能夠很好地支持具有突發(fā)性的可變比特率業(yè)務(wù),并且其固有的設(shè)計(jì)已經(jīng)充分考慮了業(yè)務(wù)QOS(服務(wù)質(zhì)量)問(wèn)題，因此可以實(shí)現(xiàn)承載。在非實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)的傳輸中，由于ATM技術(shù)存在帶寬利用率較低的問(wèn)題，它也沒(méi)有音頻等低速接口，這就需設(shè)接入新的設(shè)備。
4MSTP技術(shù)
MSTP技術(shù)是SDH及基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)的縮寫(xiě)，該技術(shù)也是一種光纖傳輸體制，它以同步傳送模塊為基本概念，其模塊由三部分構(gòu)成：段開(kāi)銷(SOH)、管理單元指針（AU）和信息凈負(fù)荷。MSTP技術(shù)的特點(diǎn)有：第一，克服了SDH設(shè)備中的一些不足，多數(shù)情況下不需要額外的接入設(shè)備，但新技術(shù)產(chǎn)品的增加可能會(huì)需要增加新的接入設(shè)備。第二，能利用虛容器方式來(lái)兼容各種PDH的體系。第三，SDH傳輸網(wǎng)具有智能化的路由配置能力、能方便的上下電路、監(jiān)控維護(hù)管理的能力比較強(qiáng)、光接口的標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)統(tǒng)一。
第3篇
近年來(lái)，由于數(shù)據(jù)通信需求的推動(dòng)，加上半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)等相關(guān)電子技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展，短距離無(wú)線與移動(dòng)通信技術(shù)也經(jīng)歷了一個(gè)快速發(fā)展的階段，WLAN技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、UWB技術(shù)，以及紫蜂(ZigBee)技術(shù)等取得了令人矚目的成就。短距離無(wú)線通信通常指的是100m以內(nèi)的通信，分為高速短距離無(wú)線通信和低速短距離無(wú)線通信兩類。高速短距離無(wú)線通信最高數(shù)據(jù)速率>100Mbit/s，通信距離<10m，典型技術(shù)有高速UWB、WirelessUSB;低速短距離無(wú)線通信的最低數(shù)據(jù)速率<1Mbit/s，通信距離<100m，典型技術(shù)有藍(lán)牙、紫蜂和低速UWB。
2藍(lán)牙(Bluetooth)技術(shù)
“藍(lán)牙(Bluetooth)”是一個(gè)開(kāi)放性的、短距離無(wú)線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也是目前國(guó)際上最新的一種公開(kāi)的無(wú)線通信技術(shù)規(guī)范。它可以在較小的范圍內(nèi)，通過(guò)無(wú)線連接的方式安全、低成本、低功耗的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，使得近距離內(nèi)各種通信設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)縫資源共享，也可以實(shí)現(xiàn)在各種數(shù)字設(shè)備之間的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信。由于藍(lán)牙技術(shù)可以方便地嵌入到單一的CMOS芯片中，因此特別適用于小型的移動(dòng)通信設(shè)備，使設(shè)備去掉了連接電纜的不便，通過(guò)無(wú)線建立通信。
藍(lán)牙技術(shù)以低成本的近距離無(wú)線連接為基礎(chǔ)，采用高速跳頻(FrequencyHopping)和時(shí)分多址(TimeDivisionMulti-access—TDMA)等先進(jìn)技術(shù)，為固定與移動(dòng)設(shè)備通信環(huán)境建立一個(gè)特別連接。藍(lán)牙技術(shù)使得一些便于攜帶的移動(dòng)通信設(shè)備和計(jì)算機(jī)設(shè)備不必借助電纜就能聯(lián)網(wǎng)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線連接因特網(wǎng)，其實(shí)際應(yīng)用范圍還可以拓展到各種家電產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品和汽車(chē)等信息家電，組成一個(gè)巨大的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。打印機(jī)、PDA、桌上型計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)、鍵盤(pán)、游戲操縱桿以及所有其它的數(shù)字設(shè)備都可以成為藍(lán)牙系統(tǒng)的一部分。目前藍(lán)牙的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.15，工作在2.4GHz頻帶，通道帶寬為lMb/s，異步非對(duì)稱連接最高數(shù)據(jù)速率為723.2kb/s。藍(lán)牙速率亦擬進(jìn)一步增強(qiáng)，新的藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)2.0版支持高達(dá)10Mb/s以上速率(4、8及12～20Mb/s)，這是適應(yīng)未來(lái)愈來(lái)愈多寬帶多媒體業(yè)務(wù)需求的必然演進(jìn)趨勢(shì)。
作為一個(gè)新興技術(shù)，藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用還存在許多問(wèn)題和不足之處，如成本過(guò)高、有效距離短及速度和安全性能也不令人滿意等。但毫無(wú)疑問(wèn)，藍(lán)牙技術(shù)已成為近年應(yīng)用最快的無(wú)線通信技術(shù)，它必將在不久的將來(lái)滲透到我們生活的各個(gè)方面。
3超寬帶(UWB)技術(shù)
超寬帶(Ultra-wideband—UWB)技術(shù)起源于20世紀(jì)50年代末，此前主要作為軍事技術(shù)在雷達(dá)等通信設(shè)備中使用。隨著無(wú)線通信的飛速發(fā)展，人們對(duì)高速無(wú)線通信提出了更高的要求，超寬帶技術(shù)又被重新提出，并倍受關(guān)注。UWB是指信號(hào)帶寬大于500MHz或者是信號(hào)帶寬與中心頻率之比大于25%的無(wú)線通信方案。與常見(jiàn)的使用連續(xù)載波通信方式不同，UWB采用極短的脈沖信號(hào)來(lái)傳送信息，通常每個(gè)脈沖持續(xù)的時(shí)間只有幾十皮秒到幾納秒的時(shí)間。因此脈沖所占用的帶寬甚至高達(dá)幾GHz，因此最大數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到幾百分之一。在高速通信的同時(shí)，UWB設(shè)備的發(fā)射功率卻很小，僅僅是現(xiàn)有設(shè)備的幾百分之一，對(duì)于普通的非UWB接收機(jī)來(lái)說(shuō)近似于噪聲，因此從理論上講，UWB可以與現(xiàn)有無(wú)線電設(shè)備共享帶寬。UWB是一種高速而又低功耗的數(shù)據(jù)通信方式，它有望在無(wú)線通信領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。UWB的特點(diǎn)如下：
(1)抗干擾性能強(qiáng)：UWB采用跳時(shí)擴(kuò)頻信號(hào)，系統(tǒng)具有較大的處理增益，在發(fā)射時(shí)將微弱的無(wú)線電脈沖信號(hào)分散在寬闊的頻帶中，輸出功率甚至低于普通設(shè)備產(chǎn)生的噪聲。
(2)傳輸速率高：UWB的數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到幾十Mbit/s到幾百M(fèi)bit/s，有望高于藍(lán)牙100倍。
(3)帶寬極寬：UWB使用的帶寬在1GHz以上，高達(dá)幾個(gè)GHz。超寬帶系統(tǒng)容量大，并且可以和目前的窄帶通信系統(tǒng)同時(shí)工作而互不干擾。
(4)消耗電能少：通常情況下，無(wú)線通信系統(tǒng)在通信時(shí)需要連續(xù)發(fā)射載波，因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波，只是發(fā)出瞬間脈沖電波，也就是直接按0和1發(fā)送出去，并且在需要時(shí)才發(fā)送脈沖電波，所以消耗電能少。
(5)保密性好：UWB保密性表現(xiàn)在兩方面：一方面是采用跳時(shí)擴(kuò)頻，接收機(jī)只有已知發(fā)送端擴(kuò)頻碼時(shí)才能解出發(fā)射數(shù)據(jù);另一方面是系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度極低，用傳統(tǒng)的接收機(jī)無(wú)法接收。
(6)發(fā)送功率非常小：UWB系統(tǒng)發(fā)射功率非常小，通信設(shè)備可以用小于1mW的發(fā)射功率就能實(shí)現(xiàn)通信。低發(fā)射功率大大延長(zhǎng)了系統(tǒng)電源工作時(shí)間。
(7)成本低，適合于便攜型使用：由于UWB技術(shù)使用基帶傳輸，無(wú)需進(jìn)行射頻調(diào)制和解調(diào)，所以不需要混頻器、過(guò)濾器、RF/TF轉(zhuǎn)換器及本地振蕩器等復(fù)雜元件，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，成本大大降低，同時(shí)更容易集成到CMOS電路中。
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