時間：2022-05-10 10:25:54
序論：在您撰寫通信系統原理論文時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
隨著信息化社會的到來，信息與通信日益廣泛地滲入到各行各業和各個學科，“通信系統原理”不僅成為通信工程專業的一門重要專業基礎課程，而且也成為信息工程、電子工程、計算機應用、自動化以及其他相近專業的必修課程。高職院校由于受傳統教育和教學方法的影響，基本沿用過去強調學科本位的本科教學模式，未對課程內容進行有效整合，照搬本科教材及內容，或只是對某些部分內容進行刪減，沒有結合學生實際情況傳授基本的且適合于高職學生發展的知識，而是將超越高職學生理解范圍的繁、難、偏的知識點填鴨式地教授給學生，導致學生學得累、學不懂、學不會、厭學直至放棄本課程的學習。為了滿足培養工程高層次應用型技術人才的目標，突出操作技能培養，廣東輕工職業技術學院對“通信系統原理”課程進行了一次教學改革與實踐。
一、教學進程的改革
“通信系統原理”課程的內容是介紹通信系統的基本理論、基本分析方法和各項性能指標。該課程的特點是內容抽象、理論性強，需要較強的數學基礎，其先修課程有“高等數學”、“線性代數”、“信號與系統”、“概率論”、“高頻電子線路”等。后續課程有“移動通信”、“程控交換機”、“光纖通信”、“移動終端設備原理”等。因此，該課程是一門承前啟后的課程，也是通信專業最重要的課程之一，其教學質量的好壞對通信工程、信息工程專業的學生有著重大的影響。傳統的強調學科本位的本科教學模式是嚴格按照完整的“先修課程通信系統原理后續課程”的教學模式進行，在開展本課程之前，必須把前面的所有先修課程全部講授完畢。其教學進程如表1所示：
表1所示的教學進程在該院進行的時候遇到了以下問題：
第一，第三學期進行的“概率論”、“信號與系統”課程內容過于抽象、深奧，高職院校學生基礎較差存在厭學情緒，教學效果不理想。
第二，隨著高職院校的改革和發展，“工學結合”、“頂崗實習”已經成為教學活動中最重要的一個環節。為了保證“工學結合”、“頂崗實習”活動的正常開展，必須要大力對過于抽象的理論教學時間進行壓縮，而且為了實現高職院校的教學與就業的“零過渡”，越來越多的高職院校從第五學期開始就安排學生到企業實習了。因此，將通信工程的核心專業課程設計在第五學期，是不能滿足高職院校教學改革發展的需要的。
鑒于此，學院進行了教學進程方面的改革嘗試，將專業核心課程提前一個學期，刪掉“概率論”、“信號與系統”課程，重新調整了教學計劃，如表2所示：
“高頻電子線路”課程的先修課有“模擬電路”等。“通信系統原理”的內容里面在模擬調制系統這一章節與“高頻電子線路”有較強的相關性，如果學生先學習“高頻電子線路”，再學習“通信系統原理”，那么學生理解這一章節也許會好一些。不過由于時間緊湊，因此，只能將“模擬電路”安排在第二學期開展，而將“高頻電子線路”與“通信系統原理”課程同時在第三學期開展。結果發現，學生在學習“通信系統原理”課程關于模擬調制系統原理的時候，感覺到需要掌握對應的高頻電子線路的知識，而在學習具體電子線路時，也能加深對通信系統的理解，從而取得相輔相承、互相促進的效果。
二、教學內容的改革
把“概率論”、“信號與系統”課程全部刪除，不利于學生對通信系統原理課程的理解。不講授“信號與系統”的基本內容，學生無法理解通信系統課程中關于頻譜和傳遞函數等方面的基本概念；不講授“概率論”的基本內容，學生無法理解課程中關于信道與噪聲以及誤碼率方面的推導過程。因此，在講授本課程之前，需要適當地補充相關的基本內容，將“概率論”、“信號與系統”的主要內容作扼要的介紹，將其精髓濃縮出來，并無縫地插入到通信原理的相應內容中去，力求對于那些沒有接觸過這些先修課程的對象也能夠沒有困難地理解其中的內容。
通信系統原理課程本來基本學時數為64學時（4學時/周），我們的嘗試是將其學時數增加到96學時（6學時/周），增加了32學時。其中約24學時用于講授“信號與系統”的基本知識，8學時講授“概率論”的基本知識。課程教學的順序是先講授“信號與系統”，繼而講授“通信系統原理”，然后在講授中遇到與“概率論”有關的知識時補充必要的基本內容。將三門先修課程的內容高度濃縮，不遺留必要的知識點，同時凡是與“通信系統原理”無關的章節一概跳過，達到“少而精”的目的。
三、教材的選擇與編寫
教材乃授課之本，好的教材對教、學活動都產生良好的促進作用。高職院校要根據學生的特點及其培養目標選擇適合于高職學生定位的教材，最好采用高職高專規劃教材。在本次實踐中，我們選擇張會生主編的《現代通信系統原理》作為教材，至于“信號與系統”和“概率論”方面則參考以上的教材中相關章節內容，將需要補充的知識點抽取出來，然后采用電子教案和印發補充資料的形式發放給學生，既達到教學目的，也節約教材成本。
高等職業教育的發展是日新月異的，“通信系統原理”課程教學改革是時代賦予我們的重任，意義深遠。課程改革創新的路還有很長，要做的事還很多，應遵循教學規律，不斷改革創新，為培養掌握通信技能的高等職業技術人才做出新的努力。
（作者單位：廣東輕工職業技術學院電子通信工程系）
摘要: 本文論述了光纖通信的原理,并說明了光纖通信系統的構成,并就光纖通信的未來發展趨勢進行簡要闡述。
[關鍵詞] 光纖；通信原理；光纖通信系統；發展前景
1前言
光纖通信是現代通信網的主要傳輸手段，它的快速發展歷史只有二十多年，已經歷三代：短波長多模光纖、長波長多模光纖和長波長單模光纖。進入21 世紀后，由于因特網業務的迅速發展和音頻、視頻、數據、多媒體應用的增長，對大容量（超高速和超長距離） 光波傳輸系統和網絡有了更為迫切的需求。光是一種頻率極高的電磁波，因此用光作為載波進行通信容量極大，是過去通信方式的千百倍，具有極大的吸引力，光通信是人們早就追求的目標，也是通信發展的必然方向。
2 通信原理
2.1 光纖的優點
光纖是由中心的纖芯和外圍的包層同軸組成的圓柱形細絲。光纖通信是以光波作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。從原理上看，構成光纖通信的基本物質要素是光纖、光源和光檢測器。光纖除了按制造工藝、材料組成以及光學特性進行分類外，在應用中，光纖常按用途進行分類，可分為通信用光纖和傳感用光纖。傳輸介質光纖又分為通用與專用兩種，而功能器件光纖則指用于完成光波的放大、整形、分頻、倍頻、調制以及光振蕩等功能的光纖，并常以某種功能器件的形式出現。光纖通信之所以發展迅猛。主要原于它具有以下特點：
1） 通信容量大、傳輸距離遠。一根光纖的潛在帶寬可達20THz，無中繼傳輸距離可達幾十、甚至上百公里；
2） 信號串擾小、保密性能好；
3） 絕緣、抗電磁干擾性能強，傳輸質量佳；
4） 光纖線徑細、重量輕，原料為石英，節省有色金屬銅材料，有利于資源合理使用；
5） 具有抗腐蝕能力強、抗輻射能力強、可繞性好、無電火花、泄露小、保密性強等優點；
6） 無輻射，難于竊聽，因為光纖傳輸的光波不能跑出光纖以外；
7） 光纜適應性強，壽命長。
2.2 光纖通信的原理
所謂光纖通信，就是在發送端首先要把傳送的信息（如話音） 變成電信號，然后調制到激光器發出的激光束上，使光的強度隨電信號的幅度（頻率） 變化而變化，并通過光纖發送出去；在接收端，檢測器收到光信號后把它變換成電信號，經解調后恢復原信息。然而，由于目前技術水平所限，對光波進行頻率調制與相位調制等仍局限在實驗室內，尚未達到實用化水平，因此目前大都采用強度調制與直接檢波方式（IM- DD）。又因為目前的光源器件與光接收器件的非線性比較嚴重，所以對光器件的線性度要求比較低的數字光纖通信在光纖通信中占據主要位置。
基本的光纖通信系統是由數據源、光發送端、光學信道和光接收機組成。數據是數字，聲音，圖像等各種信號的數字化。光發送機和調制器則負責將信號轉變成適合于在光纖上傳輸的光信號，先后用過的光波窗口有0.85、1.31 和1.55。光學信道包括最基本的光纖，還有中繼放大器EDFA等;而光學接收機則接收光信號，并從中提取信息，然后轉變成電信號，最后得到對應的話音、圖像、數據等信息。
2.3 光纖通信系統
光纖通信系統的主要工作流程如圖2- 1
圖2-1 光纖通信系統
2.3.1 PCM電端機
在光纖通信系統中，光纖中傳輸的是二進制光脈沖“0”碼和“1”碼，它由二進制數字信號對光源進行通斷調制而產生。而數字信號是對連續變化的模擬信號進行抽樣、量化和編碼產生的，稱為PCM（Pulsecodemodulation），即脈沖編碼調制。這種電的數字信號稱為數字基帶信號，由PCM電端機產生。
2.3.2 光發信機
光發信機是實現電/ 光轉換的光端機。它由光源、驅動器和調制器組成。其功能是將來自于PCM 電端機的電信號對光源發出的光波進行調制，成為已調光波，然后再將已調的光信號耦合到光纖或光纜去傳輸。電端機就是常規的電子通信設備。
2.3.3 光中繼器
光中繼器由光檢測器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個：一個是補償光信號在光纖中傳輸時受到的衰減；另一個是對波形失真的脈沖進行整形。
2.3.4 光收信機
光收信機是實現光/電轉換的光端機。它由光檢測器和光放大器組成。其功能是將光纖或光纜傳輸來的光信號，經光檢測器轉變為電信號，然后，再將這微弱的電信號經放大電路放大到足夠的電平，送到接收端的電端機去。
2.3.5 光纖連接器、耦合器等無源器件
由于光纖或光纜的長度受光纖拉制工藝和光纜施工條件的限制，且光纖的拉制長度也是有限度的。因此一條光纖線路可能存在多根光纖相連接的問題。于是，光纖間的連接、光纖與光端機的連接及耦合，對光纖連接器、耦合器等無源器件的使用是必不可少的。
2.4 光纖通信的應用領域
光纖通信的應用領域很廣泛，主要用于通信中繼網和用戶接入網。光纖通信的優點在這里可以充分發揮，逐步取代電纜，得到廣泛應用。長途干線通信過去主要靠電纜、微波、衛星通信，現已全面使用光纖通信，并形成了占全球優勢的比特傳輸方法。光纖通信還可用于全球通信網、各國的公共電信網（如我國的國家一級干線、各省二級干線和縣以下的支線）、高質量彩色電視傳輸、工業生產現場監視和調度、交通監視控制指揮、城鎮有線電視網、共用天線（CATV） 系統等。
3 光纖通信技術的發展前景
過去有人對光纖通信的發展情景，有些困惑。其一，在2000 年IT行業的泡沫，使光纖通信的生產規模投入過大，生產過剩，IT行業中許多小公司倒閉。特別是光纖，國外對中國傾銷。其二，有人認為光纖通信的傳輸能力已經達到10Tbps，幾乎用不完，而且現在大干線已經建設得差不多，埋地的剩余光纖還很多，光纖通信技術不需要更多的發展。
3.1 光纖到家庭（FTTH） 的發展
FTTH可向用戶提供極豐富的帶寬，所以一直被認為是理想的接入方式，對于實現信息社會有重要作用，還需要大規模推廣和建設。FTTH所需要的光纖可能是現有已敷光纖的2～3 倍。過去由于FTTH 成本高，缺少寬帶視頻業務和寬帶內容等原因，使FTTH還未能提到日程上來，只有少量的試驗。近來，由于光電子器件的進步，光收發模塊和光纖的價格大大降低；加上寬帶內容有所緩解，都加速了FTTH的實用化進程。
近來，無線接入技術發展迅速?？捎米鱓LAN 的IEEE802.11g協議，傳輸帶寬可達54Mbps，覆蓋范圍達100 米以上，目前已可商用。如果采用無線接入WLAN作用戶的數據傳輸，包括上下行數據和點播電視VOD的上行數據，對于一般用戶其上行不大，IEEES02.11g是可以滿足的。而采用光纖的FTTH主要是解決HDTV寬帶視頻的下行傳輸，當然在需要時也可包含一些下行數據。這就形成“光纖到家庭+ 無線接入”（FTTH+ 無線接入） 的家庭網絡。這種家庭網絡成本大大降低，維護簡單。接入網采用無線是趨勢，但無線接入網仍需要密布于用戶臨近的光纖網來支撐，與FTTH相差無幾。FTTH+ 無線接入是未來的發展趨勢。
3.2 光纖通信的市場
FTTH畢竟是信息社會的需求，光纖通信的市場一定有美好的情景。目前，我國大量建設FTTH的社會環境和條件尚未具備，可能需要等待一段時間。不過也有些大城市的所謂中心商業區CBD，有比較強的經濟力量，現在已經采用光纖到住地PTTP 來建設。總的來說,目前中國的FTTH處于起步試點階段。試點的作用，一方面是摸索技術和建設的經驗，另一方面,還起競爭搶占用戶的作用。所以，現在電信運行商，地方業主都積極對FTTH試點，以便發展寬帶業務。因此，廣播運行商受到巨大的挑戰，廣播商應加快發展數字電視的進程，并且要充實節目內容和采取有競爭力的商業模式。如果廣播商要發展VOD點播電視，還需要對電纜電視網雙向改造，如果采用光纖網，可更充分地適應未來的技術發展和市場需求。
摘要：本文先對這一網絡結構作一個總體上的技術原理的描述，然后再對三種主流技術作一個各自的分析，通過對這些技術的學習使我們對未來的通信方向有一個基本上的了解。
關鍵詞：第三代移動通信；網絡結構；技術原理
1. 3G基本的網絡結構和功能
跟我們以前所認識的GSM網絡一樣，在3G的網絡里，也有交換，傳輸和用戶終端，根據IMT-2000系統的基本標準，第三代移動通信系統主要由4個功能子系統構成，它們是核心網（CN）、無線接入網（RAN）、移動臺（MT）和用戶識別模塊（UIM），且基本對應于GSM系統的交換子系統（SSS）、基站子系統（BBS）、移動臺（MS）和SIM卡。
如圖所示,3G網絡系統主要是UMTS無線接入系統，包括：CN(核心網)、UTRAN（無線接入網）、UE（用戶裝置）。NodeB(BS)、RNC(BSC)其中RNC可以看成GSM網絡中的基站控制器，而NodeB可以看成GSM網絡中的基站收發信臺。對某個NodeB來說，控制其的RNC稱為控制RNC（CRNC）。
CN核心網部分包括UMSC、SGSN、GGSN等功能實體，支持3G并發業務、高速電路業務和分組業務的MSC/VLR/HLR框架實現傳輸管理，移動性管理，呼叫控制，基本電信業務和補充業務等功能。
RNC無線網絡控制器提供IU、IUb、IUr接口，管理和控制Node-B與CN信息傳遞，實現技術標準中的控制平面和用戶平面的一些功能。
Node-B基站系統通過IUb接口，接收來自RNC無線資源控制命令，完成標準中的專用和物理信道的接收和發送功能。我們從這里知道，其實3G網絡的各功能結構和GSM有相似之處，那么3G網絡是怎么在GSM網絡功能模塊中演進的呢？其實3G網絡的演進包括RNC和CN部分的演進：UMTS無線接入部分RAN，采用UTRAN作為基站側，以新建的方式實現3G寬帶數據業務的無線接入；3G的演進主要的是核心網部分的演進，UMTS CN演進根據3GPP標準分為兩個階段，第一個階段為3GPP R-99的演進基于GPRS網絡，第二階段為3GPP演進基 于全IP網絡。由于網絡的這些種種演進，因此有了區別于2G（GSM）網絡的3G的一個基本特征：
（1）具有全球范圍設計的，與固定網絡業務及用戶互連，無線接口的類型盡可能少和高度兼容性；
（2）具有與固定通信網絡相比擬的高話音質量和高安全性；
（3）具有在本地采用2Mb/s高速率接入和在廣域網采用384kb/s接入速率的數據率分段使用功能；
（4）具有在2GHz左右的高效頻譜利用率，且能最大程度地利用有限帶寬；
（5）移動終端可連接地面網和衛星網，可移動使用和固定使用，可與衛星業務共存和互連；
（6）能夠處理包括國際互聯網和視頻會議、高數據率通信和非對稱數據傳輸的分組和電路交換業務；
（7）支持分層小區結構，也支持包括用戶向不同地點通信時瀏覽國際互聯網的多種同步連接；
（8）語音只占移動通信業務的一部分，大部分業務是非話數據和視頻信息；
（9）一個共用的基礎設施，可支持同一地方的多個公共的和專用的運營公司；
（10）手機體積小、重量輕，具有真正的全球漫游能力；
（11）具有根據數據量、服務質量和使用時間為收費參數，而不是以距離為收費參數的新收費機制。
2.3G的技術原理
2.1 雙工方式
頻分雙工(FDD): 頻分雙工收發信各占用一個頻率(段):收發同時進行，時延小技術成熟
時分雙工(TDD): 時分雙工收發信用同一頻率，收發使用不同時隙:只占用一段頻率；上下行信道對稱，利于智能天線：設備簡單，成本低；不對稱FDD工作，數據傳輸使用時效率高。
WCDMA和CDMA2000都采用FDD模式，只有TD-SCDMA采用TDD模式。FDD模式的特點是在分離的兩個對稱頻率信道上，系統進行接收和發送，用頻段來分離接收和傳送信道；采用包交換等技術，可突破第二展的瓶頸，實現高速數據業務，并可提高頻譜利用率，增加系統容量。但FDD必須采用成對的頻率，即在每2×5MHz的帶寬內提供第三代業務。該方式在支持對稱業務時，能充分利用上下行的頻譜，但在非對稱的分組交換（互聯網）工作時，頻譜利用率則大大降低，在這點上，TDD模式有著FDD無法比擬的優勢。
2.2 多址方式
通信的多址方式：碼分多址 (CDMA)、空分多址 (SDMA)、頻分多址 (FDMA)、時分多址 (TDMA)。
2.3 CDMA在無線信道中傳輸的優勢
采用RAKE接收機，有效利用了信道相干時間形成的時間分集效應；寬帶傳輸系統，利用了信道的頻率分集效果；碼字的多址傳輸，利用了多用戶分集的效果；信號在信道中傳輸功率低，降低了干擾，提高了保密性；擴頻因子靈活變換，有助于多媒體等多速率并發業務的傳輸；頻譜效率高，優于以往的AMPS和GSM，頻率復用系統WCDMA為1，GSM為1~~18；支持軟切換和更軟切換；支持新技術的應用，如多用戶檢測；WCDMA有下行發射分集，而GSM沒有。
2.4 智能天線
智能天線是基于自適應天線陣原理，利用天線陣的波束賦形產生多個獨立的波束，并自適應地調整波束方向來跟蹤每一個用戶，達到提高信號干擾噪聲比SINR，增加系統容量的目的。采用智能天線技術，實際上就是通過數字信號處理，使天線陣為每個用戶自適應地進行波束賦形，相當于為每個用戶形成了一個可跟蹤他的高增益天線，從而既可以進行全方位通信，又可以用較小的發射功率覆蓋相同的范圍。在3G系統中，其他新的功能技術如多用戶檢測技術、聯合檢測、空時碼、HDR等等，在這里就不多做闡述了。下面對這些技術基礎的三種主流標準作介紹，還有一種新標準的簡單介紹。
2.5 CDMA2000技術標準
CDMA2000是國際電信聯盟（ITU）規定的第三代移動通信無線傳輸技術之一，是從窄頻CDMA one數字標準衍生出來的，CDMA2000是美國ITU提出的第三代移動通信空中接口標準的建議，是IS-95標準向第三代演進的技術體制方案，是一種寬帶CDMA技術。前反向同時采用導頻輔助相干解調;在擴頻碼選擇采用相同M序列，通過不同的相位偏置區分不同的小區和用戶;射頻帶寬從1.25MHz到20MHz可調;快速前向和反向功率控制;下行信道中采用公共連續導頻方式進行相干檢測，提高系統容量;在下行信道傳輸中，定義直擴和多載波傳輸兩種方式，碼片速率分別為3.6864Mcps和1.22Mcps，多載波方式能很好地兼容IS-95網絡;支持F-QPCH，可延長手機待機時間;核心網絡給予ANSI-41網絡的演進，并保持與ANSI-41網絡的兼容性;支持軟切換和更軟切換;設計了兩類碼復用業務信道，基本信道用于傳送語音、信令和低速數據，是一個可變速率信道，補充信道用以傳送高速率數據，在分組數據傳送上應用了ALOHA技術，改善傳輸性能;在同步方式上cdma2000與IS-95相同，基站間同步采用GPS方式。CDMA2000標準是一個體系結構，按照使用的帶寬來區分，CDMA2000可以分為1x系統和3x系統。其中1x系統使用1.25MHz的帶寬，提供的數據業務速率最高只能達到307kbit/s。在1x系統以后，國際上比較公認的發展方向是1x EV-DO和1x EV-DV系統。其中1x EV-DO系統重點提高了數據業務的性能，將用戶的最大數據業務傳送速率提高到2.4Mbit/s。而1x EV-DV系統在將數據業務最大速率提高到3.1Mbit/s的同時，又進一步提高了語音業務的容量。
3.結語
綜述所述，隨著經濟的發展，各種技術發展, 第三代移動通信技術將會相應地調整、完善和進一步發展?？v觀移動通信技術的發展規律和第三代通信技術的優點,我們相信,不遠的將來,第三代移動通信系統將產生一個容量更大、利潤更豐厚的市場。
【摘要】結合輕軌采用的美國USSI列車自動控制系統ATC系統，對TWC車地通信設備的原理、應用和維護進行介紹。
【關鍵詞】輕軌；信號；TWC
1.系統簡介
TWC車地通信設備是輕軌采用的美國USSI列車自動控制系統ATC系統的一部分，用于車載設備MicrocabⅡ和軌旁設備之間的數據通信。洛杉磯綠線就是應用此系統。USSI的TWC2000單元為現地軌旁和經過列車間提供了無線、帶有多種數據的移頻鍵控通信。TWC可以實現以下系統功能：（1）ATO模式下，列車計劃精確站臺停車（2）非安全數據交換。
每列車上都裝有車載TWC系統，軌旁裝有軌旁TWC系統。軌旁TWC系統鏈接在整個通信網絡一部分的中央處理器上。車載TWC系統鏈接在包括車載ATC、ATO和TCMS（列車監控系統）在內的車載系統上。車載ATC、ATO和TCMS通過車載和軌旁的TWC系統與軌旁CPU形成數據鏈接。
在運營車內TWC信號傳送入TWC環線中，TWC系統從軌旁向列車傳送非安全控制職責，包括車次號、檢車等；從列車向軌旁傳送數據狀態，包括車次號、檢車、列車長度等。本文介紹的是軌旁TWC的功能。TWC系統能夠在車載和軌旁之間進行非故障安全的雙向通信。
TWC車地通信設備組成如圖1所示：
2.軌旁TWC系統組成及原理
軌旁TWC機籠可以放置在標準的19英寸機柜內。每套機籠包括A、B兩組電路板，分別與軌旁兩組環線單獨連接。按作用分為四種不同類型：負責電源控制的開關電路板（共用），負責信息處理和FSK解調功能的TX/RX電路板和串行通信控制電路板（SCC PCB），最后還有一塊電源電路板。機籠內還有四個起屏蔽作用的板，間隔插入它們用來防止PCB間的互相干擾。
在軌旁設備站與通行列車之間，車對地通信系統提供無線、串行數據和FSK的通信。每個軌旁設備站都有一個軌旁TWC系統，它與軌旁CPU連接，這個CPU又是列車控制系統的一部分，每列車上還裝有車載TWC設備與ATC和ATO連接，車載ATC和ATO系統通過車載和軌旁TWC系統與軌旁CPU數據鏈接。
如圖2所示，車載TWC系統由車載TWC機籠和安裝在底部的TWC天線組成。軌旁TWC系統由軌旁的TWC機籠、TWC環線和耦合單元的PCB。一條長1.1英里（約合1.7Km）的傳輸線將耦合單元與機籠連接，耦合單元傳輸線與TWC環線連接提供合適的阻抗，當列車通過時，TWC環線與TWC天線間進行電磁耦合，實現無線的數據傳輸。
車載TWC機籠可以與ATC和ATO系統進行信息交換，也可以通過TWC天線與軌旁TWC機籠交換信息。軌旁TWC系統可以與軌旁CPU PCB進行信息交換，也可以通過TWC環線和車載TWC設備通信。為實現車載系統（ATO、ATC）和軌旁CPU間的半雙工數據通信，所有的TWC PCB提供FSK調制和信息處理的功能。TWCW可以設為CTM，這樣使得機車容易檢測到交叉點位置，來實現精確的計劃停車。
3.故障處理
通常的，TWC通信由機籠內的PCB完成，包括（PS PCB，SCC PCB，RX/TX PCB）。如果任一塊板子發生故障后，就必須將它更換以恢復操作。表1列出了典型的故障查找及解決步驟。表中列出最常見的問題，可能的造成原理和有效的處理辦法。技術人員最好按照給出的處理辦法步驟操作，除非遇到比較特殊的故障原因。
4.結束語
經過津濱輕軌近6年的運營，TWC車地通信充分展示了它的穩定性能和便于維修的特點，是信號系統不可或缺的重要部分。有理由相信，將來它還會在日益發展的軌道交通中扮演著重要的角色。
作者簡介：張大鵬，天津濱?？焖俳煌òl展有限公司中級工程師。
摘要: 本文論述了光纖通信的原理,并說明了光纖通信系統的構成,并就光纖通信的未來發展趨勢進行簡要闡述。
[關鍵詞] 光纖；通信原理；光纖通信系統；發展前景
1前言
光纖通信是現代通信網的主要傳輸手段，它的快速發展歷史只有二十多年，已經歷三代：短波長多模光纖、長波長多模光纖和長波長單模光纖。進入21 世紀后，由于因特網業務的迅速發展和音頻、視頻、數據、多媒體應用的增長，對大容量（超高速和超長距離） 光波傳輸系統和網絡有了更為迫切的需求。光是一種頻率極高的電磁波，因此用光作為載波進行通信容量極大，是過去通信方式的千百倍，具有極大的吸引力，光通信是人們早就追求的目標，也是通信發展的必然方向。
2 通信原理
2.1 光纖的優點
光纖是由中心的纖芯和外圍的包層同軸組成的圓柱形細絲。光纖通信是以光波作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。從原理上看，構成光纖通信的基本物質要素是光纖、光源和光檢測器。光纖除了按制造工藝、材料組成以及光學特性進行分類外，在應用中，光纖常按用途進行分類，可分為通信用光纖和傳感用光纖。傳輸介質光纖又分為通用與專用兩種，而功能器件光纖則指用于完成光波的放大、整形、分頻、倍頻、調制以及光振蕩等功能的光纖，并常以某種功能器件的形式出現。光纖通信之所以發展迅猛。主要原于它具有以下特點：
1） 通信容量大、傳輸距離遠。一根光纖的潛在帶寬可達20THz，無中繼傳輸距離可達幾十、甚至上百公里；
2） 信號串擾小、保密性能好；
3） 絕緣、抗電磁干擾性能強，傳輸質量佳；
4） 光纖線徑細、重量輕，原料為石英，節省有色金屬銅材料，有利于資源合理使用；
5） 具有抗腐蝕能力強、抗輻射能力強、可繞性好、無電火花、泄露小、保密性強等優點；
6） 無輻射，難于竊聽，因為光纖傳輸的光波不能跑出光纖以外；
7） 光纜適應性強，壽命長。
2.2 光纖通信的原理
所謂光纖通信，就是在發送端首先要把傳送的信息（如話音） 變成電信號，然后調制到激光器發出的激光束上，使光的強度隨電信號的幅度（頻率） 變化而變化，并通過光纖發送出去；在接收端，檢測器收到光信號后把它變換成電信號，經解調后恢復原信息。然而，由于目前技術水平所限，對光波進行頻率調制與相位調制等仍局限在實驗室內，尚未達到實用化水平，因此目前大都采用強度調制與直接檢波方式（IM- DD）。又因為目前的光源器件與光接收器件的非線性比較嚴重，所以對光器件的線性度要求比較低的數字光纖通信在光纖通信中占據主要位置。
基本的光纖通信系統是由數據源、光發送端、光學信道和光接收機組成。數據是數字，聲音，圖像等各種信號的數字化。光發送機和調制器則負責將信號轉變成適合于在光纖上傳輸的光信號，先后用過的光波窗口有0.85、1.31 和1.55。光學信道包括最基本的光纖，還有中繼放大器EDFA等;而光學接收機則接收光信號，并從中提取信息，然后轉變成電信號，最后得到對應的話音、圖像、數據等信息。
2.3 光纖通信系統
光纖通信系統的主要工作流程如圖2- 1
圖2-1 光纖通信系統
2.3.1 PCM電端機
在光纖通信系統中，光纖中傳輸的是二進制光脈沖“0”碼和“1”碼，它由二進制數字信號對光源進行通斷調制而產生。而數字信號是對連續變化的模擬信號進行抽樣、量化和編碼產生的，稱為PCM（Pulsecodemodulation），即脈沖編碼調制。這種電的數字信號稱為數字基帶信號，由PCM電端機產生。
2.3.2 光發信機
光發信機是實現電/ 光轉換的光端機。它由光源、驅動器和調制器組成。其功能是將來自于PCM 電端機的電信號對光源發出的光波進行調制，成為已調光波，然后再將已調的光信號耦合到光纖或光纜去傳輸。電端機就是常規的電子通信設備。
2.3.3 光中繼器
光中繼器由光檢測器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個：一個是補償光信號在光纖中傳輸時受到的衰減；另一個是對波形失真的脈沖進行整形。
2.3.4 光收信機
光收信機是實現光/電轉換的光端機。它由光檢測器和光放大器組成。其功能是將光纖或光纜傳輸來的光信號，經光檢測器轉變為電信號，然后，再將這微弱的電信號經放大電路放大到足夠的電平，送到接收端的電端機去。
2.3.5 光纖連接器、耦合器等無源器件
由于光纖或光纜的長度受光纖拉制工藝和光纜施工條件的限制，且光纖的拉制長度也是有限度的。因此一條光纖線路可能存在多根光纖相連接的問題。于是，光纖間的連接、光纖與光端機的連接及耦合，對光纖連接器、耦合器等無源器件的使用是必不可少的。
2.4 光纖通信的應用領域
光纖通信的應用領域很廣泛，主要用于通信中繼網和用戶接入網。光纖通信的優點在這里可以充分發揮，逐步取代電纜，得到廣泛應用。長途干線通信過去主要靠電纜、微波、衛星通信，現已全面使用光纖通信，并形成了占全球優勢的比特傳輸方法。光纖通信還可用于全球通信網、各國的公共電信網（如我國的國家一級干線、各省二級干線和縣以下的支線）、高質量彩色電視傳輸、工業生產現場監視和調度、交通監視控制指揮、城鎮有線電視網、共用天線（CATV） 系統等。
3 光纖通信技術的發展前景
過去有人對光纖通信的發展情景，有些困惑。其一，在2000 年IT行業的泡沫，使光纖通信的生產規模投入過大，生產過剩，IT行業中許多小公司倒閉。特別是光纖，國外對中國傾銷。其二，有人認為光纖通信的傳輸能力已經達到10Tbps，幾乎用不完，而且現在大干線已經建設得差不多，埋地的剩余光纖還很多，光纖通信技術不需要更多的發展。
3.1 光纖到家庭（FTTH） 的發展
FTTH可向用戶提供極豐富的帶寬，所以一直被認為是理想的接入方式，對于實現信息社會有重要作用，還需要大規模推廣和建設。FTTH所需要的光纖可能是現有已敷光纖的2～3 倍。過去由于FTTH 成本高，缺少寬帶視頻業務和寬帶內容等原因，使FTTH還未能提到日程上來，只有少量的試驗。近來，由于光電子器件的進步，光收發模塊和光纖的價格大大降低；加上寬帶內容有所緩解，都加速了FTTH的實用化進程。
近來，無線接入技術發展迅速?？捎米鱓LAN 的IEEE802.11g協議，傳輸帶寬可達54Mbps，覆蓋范圍達100 米以上，目前已可商用。如果采用無線接入WLAN作用戶的數據傳輸，包括上下行數據和點播電視VOD的上行數據，對于一般用戶其上行不大，IEEES02.11g是可以滿足的。而采用光纖的FTTH主要是解決HDTV寬帶視頻的下行傳輸，當然在需要時也可包含一些下行數據。這就形成“光纖到家庭+ 無線接入”（FTTH+ 無線接入） 的家庭網絡。這種家庭網絡成本大大降低，維護簡單。接入網采用無線是趨勢，但無線接入網仍需要密布于用戶臨近的光纖網來支撐，與FTTH相差無幾。FTTH+ 無線接入是未來的發展趨勢。
3.2 光纖通信的市場
FTTH畢竟是信息社會的需求，光纖通信的市場一定有美好的情景。目前，我國大量建設FTTH的社會環境和條件尚未具備，可能需要等待一段時間。不過也有些大城市的所謂中心商業區CBD，有比較強的經濟力量，現在已經采用光纖到住地PTTP 來建設?？偟膩碚f,目前中國的FTTH處于起步試點階段。試點的作用，一方面是摸索技術和建設的經驗，另一方面,還起競爭搶占用戶的作用。所以，現在電信運行商，地方業主都積極對FTTH試點，以便發展寬帶業務。因此，廣播運行商受到巨大的挑戰，廣播商應加快發展數字電視的進程，并且要充實節目內容和采取有競爭力的商業模式。如果廣播商要發展VOD點播電視，還需要對電纜電視網雙向改造，如果采用光纖網，可更充分地適應未來的技術發展和市場需求。
摘 要 本文從GSM-R系統本身的結構出發，對工作流程和特征做出了必要說明，而后從日常運營角度，對該通信系統的維護和分析手段進行了討論。
關鍵詞 GSM-R；通信；原理；維護
鐵路移動通訊系統（GSM-R，Global System of Mobile communication for Railways），從本質上看是GSM技術在鐵路工作環境中的應用。GSM-R技術的這種獨特的應用環境，決定了它在鐵路工作過程中的重要地位，也因此必須承擔起鐵路工作環境所賦予它的相應職能。以安全需求為首的通信職能，對于GSM-R網絡的穩定性而言提出了相比常規GSM網絡更高的要求，也正因為如此，GSM-R的維護工作才更需要得到重視。
1 GSM-R系統工作特征
想要針對GSM-R通信系統做出有效的維護工作，首先應當對其自身的結構做出必要了解。對于一個典型的GSM-R通信系統而言，基本上由網絡子系統（NSS，Network Sub-System）、基站子系統（BSS，Base Station Sub-system）、運行與支持子系統（OSS，Operation-Support System）和終端設備（MS，Mobile Station）四個部分構成，其典型的結構以及互聯狀況參見圖1。
在GSM-R系統中，BSS部分包括基站控制器BSC和基站收發信臺BTS，負責將MS傳輸上來的信號經由BTS實現無線通信中繼，并交由BSC處理和實現區域內的無線電資源管理與移動性管理等相關職能。NSS部分的主要職責則在于面向用戶數據、移動性以及網絡連接等方面實現管理，而OSS則需要實現整個GSM-R系統與工作人員之間的交流和溝通，負責實現通信系統的可控性和易用性等目標。
2 GSM-R通信系統的維護手段
為了確保GSM-R系統在實際工作的過程中能過穩定的發揮其作用，實現應有職責，就必須切實依據GSM-R系統的工作原理和結構特征，以及其在實際工作中的具體表現，提出相應的維護對策，確保能夠在故障發生之前對其實現有效排除，提升系統的健康水平。
對于GSM-R系統核心網絡而言，常見的幾種主要維護測試手段主要包括信息追蹤、異常呼叫記錄、話務分析以及告警分析四種。
信息追蹤是GSM-R系統核心網絡最為常用的維護手段，其本質在于通過發送專門用于測試的信令，來實現對于網絡中故障可能存在的位置進行定位的一種維護方法。這種測試手段不僅僅可以用于GSM-R系統健康狀況的深入檢查，對于故障情況下的故障定位也有所幫助。此種方式可以用于GSM-R系統中任何業務流程各個層面的測試，相對而言具有良好的普適特征，并且可以依據多種信令進行跟蹤，包括鏈路、鏈路集、用戶MSISDN號碼、用戶IMSI、以及各種網元間接口等，都可以作為已知條件進行追蹤。
異常呼叫記錄在GSM-R通信系統中，主要用于針對異常結束的數據呼叫展開記錄和分析，重點工作是對出現異常狀況的標準接口消息執行流程操作。這種維護方式并不能直接用于故障的排除，因為它更多是傾向于對于系統異常狀況的一種記錄，通過這種工作方式所獲得的記錄雖然對于GSM-R系統分析的深入展開有著極大的推動作用，但是對于故障的排除和定位并沒有直接作用。雖然如此，異常呼叫記錄的維護方式，對于深入發現存在系統中的“亞健康”狀態仍然有著積極意義，對于小概率重現或者不重現事件的記錄，在一個相對較長的時間閾中必然有著實踐意義。
話務分析的本質在于對GSM-R核心系統中各項業務流和數據狀況進行統計并且加以分析。和異常呼叫記錄一樣，都不能直接用于故障的定位和排除，但是能夠更好的了解到整個系統的工作狀況，對于數據潮汐等方面的需求也會有一個較好的掌握。這一方面的分析結構，可以廣泛用于GSM-R系統健康狀況分析和通信資源優化等方面。并且對于潛藏在系統內不合理的網絡優化問題以及信息基站和移動端以及自然環境之間的不契合問題都能夠有效發現。
最后，告警分析的關鍵職能在于針對GSM-R系統中的告警進行記錄和反映，同時還需要對觸發告警的故障進行深入的分析，并且對故障排除狀況和過程進行跟蹤。在形成了一定容量的告警數據庫的基礎上，進一步反作用于GSM-R系統，能夠幫助GSM-R從管理層面實現更快的故障判斷，并且對于觸發自動保護以及故障隔離等方面的系統自動行為優化有著積極意義。
這樣的幾種維護分析手法，對于大多數存在于GSM-R系統中的故障和不足等問題都能夠有效發現。但是除此以外也必須認識到，GSM-R系統所面對的鐵路工作環境，與常規的GSM系統所面對的社區環境不同，鐵路環境橫跨地域廣大并且面對的自然環境更為復雜，與此同時GSM-R系統與GSM以及CDMA系統也會在邊界上存在一定的干擾，這些都會成為GSM-R通信網絡服務質量下降的主要原因。針對于此類問題還應當重點展開有針對性的分析和監測，而不僅僅依賴于常規的維護分析手法，有的放矢才能獲得最優效果。
3 結論
GSM-R維護管理體系相對繁雜，必然會包括多方面的內容，在實際工作過程中，隨著GSM-R系統的深入運用以及GSM-R業務的廣泛開展，對其維護管理體系還需不斷深入探索，以達到對網絡運行狀況實時監控、網絡運行數據及時分析、網絡及業務故障迅速發現，將網絡維護逐步實現預防修的目標。
摘 要 數字通信系統原理課程是電子信息和通信類專業的基礎課程。結合高職學生特點，從教學方式、考核方法、實踐教學等不同環節進行改革探索，激發學生學習的主動性、創造性，培養學生的創新意識。
關鍵詞 高職；數字通信系統原理；教學改革
數字通信系統原理作為電子通信的一門入門課程，是重慶電訊職業學院移動通信專業的一門主干課。本課程主要介紹通信系統的基本結構、信源編碼、信道編碼、數字基帶信號傳輸、數字信號的調制和解調及信道編碼的原理與方法。通過該課程，可使得學生掌握基礎的數字通信知識，熟悉當前通信技術的特點和發展的趨勢。同時有效培養學生在通信知識方面的素養，為后續做準備。
本課程的先修課程有高等數學、線性代數、概率論、信號與系統、通信電子電路等，后續課程有移動通信、光纖通信、衛星通信、程控交換等。綜合來講，該課程為銜接專業與基礎的課程，同時也為通信專業的主要課程。該課程典型的特點為直觀性比較差、內容比較抽象，同時理論性的東西非常強，需要較強的數學分析能力，對原本基礎比較薄弱的高職學生的學習而言，存在很大的難度。因此，如何做好對該門課程的教學成為當前思考的重點，也是本課程改革的重點。
1 注重教學理念，改革教學內窖
當代職業教育的特點是培養具有職業性和應用能力的專門型人才。因此，在教育中通常采用就業作為培養的導向。對此，在課程內容的選擇上，首先非常注意教材的選取，主要原因在于教材作為教學的根本，將對教學起著最為直接的影響，也會對激發學生學習積極性起到很大的作用。
當前，數字通信系統原理課程的教材比較豐富，研究的理論也比較深，但是實踐方面的內容比較少，使得教材對高職學生來講存在一定的差距。經過對比，重慶電訊職業學院移動通信專業選用人民郵電出版社出版的21世紀高職高專通信教材《數字通信系統原理》。該教材的特點是以現代數字通信系統為背景，從共性出發，系統介紹數字通信系統的基本概念、基本原理和相關技術。通過本書學習，能對數字通信系統建立起總體上的概念。本書側重于系統，不強調電路細節和數學分析，在內容的處理上強調物理概念，用直觀的方法解釋問題；對于重難點問題，均給出應用示例，通過示例說明原理與實際應用的關系，并通過應用加深對基本概念和基本原理的理解，理論知識緊密聯系實際。該教材對于高職學生易學易懂，適合高職院校數字通信系統原理課程教學。
其次，本著在教學中應有所建樹的思想，突出以人為本的教學理念和注重應用的教學。在教學中一方面著手對基礎內容、方法等的引導；另一方面突出重點，對學習中的難點和要點進行解決。對此，在教學中提出通過“以線帶點”的方式，實現點線的關聯，從容實現課程內容體系的改革。
確定課程教學的主線 如何結合高職院校的特定教學內容進行選擇性的教學，成為改革的第一步。對此，刪除教材中理論性比較強的內容，盡量回避其中比較繁瑣的公式。同時結合應用的實際，對通信系統的模型進行選擇性學習。強調通信系統整體概念的建立，根據信號的產生、傳輸、接收和恢復過程，用一個典型數字通信系統的組成框圖作為學習的總路線圖，將各功能框圖稱為“節點”，各功能框圖的有向線段稱為“線”。以路線圖中的節點涉及的典型技術理論分析為重點，以信號流程為主線，以線帶點，培養學生通信系統的宏觀分析和微觀分析方法。
在教學過程中，首先通過精心制作教學課件，對教學內容中的“點”和“線”進行詳細的講解，以此查看其中的內在聯系，從而使得學生充分理解通信的本質――就是將大量的信息進行高效和無失真的傳輸，并在傳輸中實現信息安全。從微觀上精選典型技術，重點分析基本理論模塊。其次，對各個不同的知識點進行均勻分配，明確重點，對不同知識點進行不同教學，強調各個知識點的聯系，從而深化“點線關聯”的思維。
注重典型技術和基本理論 從微觀的角度選擇實用的、典型的技術和基礎的理論模塊；從宏觀上來講則是以數字信號傳輸作為主線，通過逐步開展典型技術的學習從而實現對具體的技術的分析。在教學活動中，針對高職學生的特點，對通信技術的實現不貪多求全，而是精選典型技術進行微觀分析，注意激發學生學習的興趣，關鍵是引導學生掌握數字通信的基本結構體系。具體的做法是將全課程分為通信系統概論、信號與通信信道、信源編碼、數字信號的基帶傳輸、信道編碼、差錯控制編碼、信道復用與多址技術及數字信號的調制傳輸、定時與同步八個核心模塊。對其中不同的模塊進行不同的分析，并對其中實用性的技術進行講解。
2 更新教學方法，培養學生自主學習能力
在進行通信學原理教學時，一定要采取有效的教學方法在課堂上吸引學生的注意力，增強教學效果，從而激發學生的創新思維能力。選擇教學方式時要避免采用“灌輸式”等讓學生處于被動地位的教學方法，課堂上要以學生為主體，采用提問的方式積極引導學生進行思考，從而引起他們的學習興趣，讓他們主動去思考，激發他們的創造性思維。讓學生在掌握知識的同時，還能探索適合自己的學習方法，使他們由“學會”轉向“會學”。
“啟發式”教學 教師作為課堂教學的媒介，采用啟發式的教學方式，并通過循序漸進的方式引導學生進行思考和討論，最后再通過教師進行總結和分析。通過采用啟發式教學可以有效地避免概念出現混淆，明白知識點的具體應用和通過分析歸納出相應的原理等，以此來提高學生學習的主動性和積極性，此外還可以使學生分析、解決問題的能力得到培養和提高。啟發式教學是一種互動、討論式的教學方法，這種方式的教學不僅有助于提高學生學習的積極性、主動性及分析問題、解決問題的能力，更可有效提高學生團隊合作、表達能力等。
“研討式”教學模式 “研討式”教學是一種新的教學模式。它以解決問題為主題思想，教師設立相關的課題或者是創造相關的問題情境，學生進行集體討論、查找相關資料，并且進行實踐、探索，然后提出解決問題的方法策略。教師在這個過程中不直接參與，只是給予一定的指導。在這個過程中，學生既掌握了知識，還鍛煉了自己的思維能力和解決問題的能力，從“學會”的層面邁向“會學”的層面。比如隨著通信網絡技術的發展，人們的生活與其聯系越來越緊密，我國已經進入第三代移動通信全面運行的階段，形成了移動、聯通、電信三大運營商三足鼎立的局面。隨著網絡通信技術的發展，目前三大運營商為了追求更高的信息承載能力，已經紛紛由3G網絡向4G網絡發展，并且不斷爭相占領市場份額。教師可以在現代移動技術發展的基礎上，引導學生對其中的課題進行研究。
結合當前移動通信的發展情況，引導學生選擇相關的課題進行研究，如“移動通信新技術研究”“3G在中國”“3G之后物聯網”等。通過這些課題的研究，讓學生利用知網下載相關文獻，在圖書館查閱相關資料，上網搜集相關技術的最新信息，給學生提供思考及討論問題的機會。這樣的學習方式可以開闊學生視野、拓寬知識面，利于提高他們的綜合能力，最重要的是吸引他們主動學習，培養創新型人才。
學生主導式教學模式 對通信課程來說，它擁有相對完整的理論體系，前后內容聯系緊密，理論性非常強，抽象度高，并且涉及很多數學知識，對于學生來說學習難度非常大。因此，在對學生進行教學的時候，應首先注重對學生各項基礎理論知識的靈活應用，并將其進行融會貫通。學生主導式教學法提倡學生主動學習，采用靈活的學習方法，使學生靈活運用已經掌握的基本知識體系，從而在整體上對通信系統理論體系進行把握。
任務驅動式教學模式 “任務驅動式教學”也是近年興起的全新教學模式。采用這種方式進行教學，可以給學生安排一些相對具體的任務，在任務完成的過程中了解基礎的技能、知識。以該課程為例進行論述，課程的學習任務以工作任務為目標進行設計，設計好之后，以工作任務和情景描述為開端具體引入。在對課程的學習中，以實際的系統作為教學樣板，先對系統的特征、功能、工作方式等引導學生進行學習，再采用項目分解的方式，將相關的知識體系傳遞給他們。
3 對教學手段和考核方法進行改進，提高學生學習積極性
結合多媒體技術手段 通信課程在一定的程度上非常抽象，且具有很強的理論性。因此，在教學中，簡單的口述等方式不能將知識完全表達出來。在教學中必須借助現代多媒體的方式，通過電腦制作的課件、錄制教學錄像和短片等，直觀表述一些抽象、不易理解的內容。此外，利用多媒體進行教學，尤其是播放一些動畫效果，可以吸引學生的注意力，提高教學效率。
加強實踐教學，培養學生創新意識 學生在課堂上學習的理論知識可以通過實驗實踐教學進行鞏固，同時通過實驗還能提高學生的分析能力和創新能力。由于數字通信系統原理課程具有抽象性和理論性強等特點，所以最好安排隨堂實驗鞏固該課時所學的知識。尤其是PAM、FSK等驗證性的實驗，更要和課堂內容緊密結合?？梢詰{借仿真軟件如MATLAB仿真相關的知識點，使這些抽象原理更加形象，并能在課堂上直觀地展現在學生面前，幫助他們進行理解。
充分利用數字通信系統原理課程網絡教學資源 數字通信系統原理課程教學網站上有豐富的學習資源，并為教師和學生提供了學習討論的平臺。該教學網站包括課程介紹模塊、授課PPT模塊、課后練習模塊、師生互動模塊等，學生可以隨時下載學習資源，還可以和教師進行在線交流。
改革考核形式，發揮學生主觀能動性 傳統的數字通信系統原理課程的考核方式為期末筆試，這種考核方式能全面地考查學生對知識體系的掌握程度，但是不能全面評價學生的學習情況。因此，要對考核形式進行改革，采取筆試、面試和實踐三者結合的考核方式，分別考核學生的理論知識掌握情況、利用知識分析和解決問題的能力、所學知識在實踐中的運用能力。
4 結束語
隨著現代科學技術的不斷發展，出現了很多新的教學手段和教學方法。因此，如何利用這些新的教學手段和教學方法達到課程培養目標是高職教育面臨的新問題。為了保證高職院校培養的人才適應社會需求，數字通信系統原理課程教學要進行改革，采用新的教學方法手段，提高學生學習興趣，從而促進學生的全方面發展。
摘要：針對當前社會對信息科學技術人才的創新能力需求及社會經濟發展的需要，在教學實踐中對通信系統原理實驗課程的教學方法做了大的改進，實驗不再采用實驗箱來完成，而是采用軟件仿真來實現，不僅可以使學生在較短的時間內掌握該課程的理論知識，而且通過實驗的操作提高他們的動手能力和創新能力。
關鍵詞：計算機仿真；教學改革；通信系統原理；創新能力
隨著計算機的廣泛應用和通信技術的不斷發展和更新，通信系統的復雜度迅速增長，這就要求掌握現代通信理論和技術的高級技術人才日益增多。因此，如何讓本科學生更好地掌握現代數字通信中以調制解調技術和通信信道的性能分析為代表的新技術及其應用能力，適應市場需要，拓寬就業渠道，是電子信息工程專業實踐教學面臨的緊迫任務。因此，在普通高校我們的教育目標就是要培養具有扎實的專業理論基礎、有較寬領域的工程技術基礎和有一定專業知識的高級工程技術人才，尤其是作為電子信息工程專業的學生，他們將來是國家信息科學技術行業的中流砥柱，因此，他們不僅要掌握好電子專業方面的基礎知識和實用技術，還必須要掌握一些有關通信技術方面的基礎知識和實用技術?？紤]到通信技術的發展和更新速度，采取以往購買硬件實驗設備來提高學生實踐能力的方式，一方面購買設備需要申報的時間相對較長，往往難以跟得上學生的實際需求；另一方面購入的設備淘汰較快，容易造成浪費。如某大學在進行本科教學評估時購入了價值400萬的通信原理教學實驗設備，不到4年這批設備已面臨淘汰的困境。因此，解決上述問題的一個有效方法是采用虛擬技術來實現，即采用計算機仿真實驗技術來實現。也就是通過建立器件、部件乃至系統的模型，并用模型在計算機上進行仿真，利用計算機的高速運算處理能力，完成對通信設備與系統的分析、設計以及性能優化與評估測試。更為重要的是由于采用軟件技術仿真實現實驗項目，實驗項目的更新更容易。有專家指出利用計算機進行建模理論和方法是推動仿真技術進步發展的重點研究方向。美國等發達國家在仿真領域一直是將建模理論和方法的研究工作列為重中之重。計算機仿真實驗技術的優良特性，將成為今后人們特別重視和大力發展的綜合技術。
一、教學中存在的問題
目前在大多數開設通信原理實驗課的高校，所有的通信原理實驗仍然全部采用實驗箱來完成，但是由于實驗設備的性能問題，在實驗操作過程中會導致某些實驗無法得出正確的結果，而且學生也無法對實驗原理框圖進行逐點的波形分析，實驗效果并不理想。而且綜合性創新性實驗項目很少，無法給學生提供更大的實驗平臺，更談不上創新能力的培養。采用實驗箱做實驗屬于傳統實驗，實驗的正確與否依靠實驗箱的性能，而實驗箱設備由于操作的學生較多，出現損壞的情況比較嚴重，而廠家來維修的時間有限，所以會導致上實驗課能用的實驗箱的數目大大減少，極大地影響了實驗課的教學質量。而如果采用虛擬實驗來做這些實驗項目，它與傳統實驗相比，虛擬實驗除了在性能、易用性、用戶可定制性等方面具有更多優點外，在工程應用和社會經濟效益方面也具有突出優勢。此外，傳統的通信原理實驗主要通過硬件電路實現各功能模塊，由信號發生器產生信號，用示波器觀察各點波形。由于實驗條件的限制，往往得不到準確的實驗結果，而且學生面對復雜的電路板難以從系統的觀點去分析各點波形關系。因此，設計出一套與傳統實驗相配合的虛擬實驗軟件，采用軟件模擬的方法，通過靈活調節各個實驗參數，靈活控制實驗進程，便可很好地彌補傳統通信原理實驗的不足，同時可降低實驗設備成本和節省經費，實現在沒有購買新模塊的情況下完成實驗項目。
二、教學改革探索
1.教學內容的改革?！锻ㄐ畔到y原理實驗》課所包含的內容很廣，里面涉及有基礎性實驗內容和綜合性創新性實驗內容，實驗學時又短，如何在學時有限的情況下，掌握如此多的實驗內容，如果采用傳統的實驗箱來做，是全部完成不了的，只有選取有代表性的實驗來完成，而如果采用計算機仿真來實現的話，就有大量的時間來完成，而且即使上課時間完成不了，學生還可以回家繼續來完成。這樣對掌握基礎理論知識提供了強有力的實驗支持。目前，雖然傳統通信實驗中有部分實驗采用計算機仿真來實現，但只是采用軟件編譯出結果，看不到原理框圖，無法進行全面分析。為了讓教學內容更豐富多彩，在實驗教學內容中將所有的實驗內容采用統一軟件仿真平臺，全部實驗內容采用計算機仿真的方法在同一個平臺下進行調用來完成。學生在該軟件平臺下完成課程大綱所要求的基礎性實驗項目，而且能根據教師要求完成綜合性創新性實驗項目的仿真，并能根據不斷出現的新技術如3G等，及時實現計算機仿真，讓學生真正掌握通信原理技術。軟件平臺界面如圖1所示。
基本實驗有眼圖實驗、AMI/HDB3編譯碼過程實驗、抽樣定理與PAM調制解調實驗、PCM編譯碼實驗、？蓀M實驗、FSK實驗、BPSK實驗等。針對現代調制解調新技術實驗項目仿真，包括GSM蜂窩移動通信使用的GMSK技術，CDMA使用的QPSK和擴頻技術，無線局域網用到的QAM等。綜合性實驗項目有計算機數據傳輸通信系統綜合實驗，使學生適應不斷發展的通信技術，幫助通信專業的學生在通信系統領域建立一個較為完整的框架體系，有利于對其所學的知識進行綜合和提高。創新性實驗項目要求學生根據教師要求自動建模，提高學生的創新能力和動手能力。
2.教學手段的改革。采用軟件仿真的實驗手段突破了傳統的實驗教學模式，由于將通信原理實驗課程大綱所要求的實驗項目采用計算機仿真來實現，提高了學生應用計算機仿真軟件的能力，而且它與實驗箱配合起來使用可以使學生更好地掌握通信系統的構成及原理。①教學方式的改革：在教學實驗過程中，教師在上課前指導學生先進行理論知識的復習，在每個實驗的軟件仿真界面中都有理論的內容；教師根據實驗內容讓學生進行框圖的搭建，讓學生可以從系統的觀點去分析原理框圖中各點的波形圖及各點之間關系，而且還可以靈活設置各個實驗參數，進而分析不同參數為何會有不同的結果，最后寫出分析報告。②增加通信新技術的虛擬仿真，使學生適應現代通信技術的發展，滿足社會對這方面人才的需求。③利用計算機網絡的優勢，虛擬實驗可以實現實驗項目的遠程操作，彌補了實驗場地和實驗時間的不足。使學生上實驗課不再受時間、地點及實驗設備的限制，從而提高了學生學習的主動性，提高教師的教學效率。④考核方式：采用上課提問和分析報告兩項來給成績，而不是采用以前那種實驗報告的方式，杜絕了學生抄襲的行為，真正做到公平公正，從而促進學生真正動手動腦去做實驗。
隨著科學技術的不斷發展和社會競爭的日益激烈，我們教學的總目標就是要讓學生能夠真正學到知識，并在今后的工作中能學以致用，成為國家所需的高級工程技術人才，因此在教學過程中教師要不斷地根據實際情況對教學內容和教學方法作一些改進，培養學生綜合應用能力，增強分析問題、解決問題和動手的能力。通過自己在任教實踐過程中對《通信系統原理實驗》課進行的一些改革探索，在教學中也取得了一定的效果，但是，課程教學改革是一項長期而艱巨的任務，目前還只處于探討和實踐階段，并不完善，需要在今后的工作實踐中不斷地加以總結和完善。
摘 要 基于“興趣是最好的老師”這一原理，本文提出將課題討論法運用于課堂，激發學生對課程的學習興趣。按照分階段、遞進式的教學改革思路，構建光纖通信系統課程的一系列子課題，創新課程的教學和實踐方案。實踐表明：課題討論法在課程中的靈活運用，有利于培養學生的綜合素質、探索精神和自學能力，提高教學效率。
關鍵詞 課題討論法 光纖通信原理與系統 教學改革
1960年梅曼發明了世界上第一臺激光器，隨后科學家高錕提出光纖，伴隨兩者發展促進了光纖通信的不斷進步。目前國家級的電信網骨干大部分采用光纖通信系統，相關技術也已深入社會各層面，是現代社會基礎設施中的關鍵。近年來，“光纖通信原理與系統”課程作為國內外高校電子信息、通信工程、光電子等專業的重要課程，具有較強的實用性、前沿性和探索性，在整個學科建設中占有重要地位。
“光纖通信原理與系統”課程的特點是理論部分難度較大、知識點更新快、具有一定的工程性，還涉及若干現代通信設備?，F實狀況是教材更新慢、實驗設備落后行業發展，課時不斷減少。因此，如何高效利用有限課時，將課程的理論知識、光纖通信系統的最新技術以及相關光器件介紹給學生，是教師面臨的巨大挑戰?；诖耍覀兲岢鰧⒄n題討論法運用于課堂，改變過去單一的課堂講授方法，激發學生的主體性，提高學生對課程的學習興趣。
1 課題討論法的定義
課題討論法是指教師在課堂教學活動中，利用師生以及學生間平等、民主、和諧的時空環境，就與課堂教學內容有關的某一子課題，以小組或者班級為單位開展積極的討論、爭論甚至辯論，拓寬思路，各抒己見，交換看法，互相啟發，取長補短，從而理解知識、掌握真理、受到教育、培養素質與能力的一種教學方法與教學模式。①②
2 課題討論法的運用
課題討論法的實施需要按照兩步走：（1）基礎層次：子課題相關的理論教學，以教師講授為主，輔以相關的教學方法的創新和教學內容的優化;（2）提高層次：子課題相關的拓寬及應用，以學生為主，進行匯報和討論。
2.1 基礎層次
2.1.1 教學方法創新
摒棄傳統教學方法的某些弊端，在課程教授過程中基于不同教學內容，采用不同的教學方法。例如：（1）可以充分發揮多媒體技術在現代教學中的作用，播放與知識點相關的圖片、動畫以及視頻，增強學生的感官印象，使其更容易接受。（2）為了加深學生對光纖器件的理解，掌握器件的類型、特性、參數及用途，盡可能給學生展示器件實物。（3）在課堂中穿插一些合適的例題和隨堂練習，提高學生參與學習的積極性，提高聽課效率。
2.1.2 優化教學內容
本課程中，有些內容在先修課程中已經學過，例如第三章《光發送機》，其中關于光源的物理基礎、半導體激光器和LED 的介紹，以及第四章《光接收機》中的檢測器的介紹，均是對之前課程（“光電子學”和“激光原理”）中知識點的重復。進行教學內容的改革，可以削減已學知識點的學習課時，適當增加光纖通信領域最新的技術和器件的講解。
教材的選用對提高教學質量和學生動手能力有著重要作用，故而應該盡量選擇和教學大綱一致的教材。然而，現實情況是找到這樣教材的機會不多，教學時總要增加或者刪除部分內容，不能達到最佳的教學效果。一方面，在教學中盡量采用新教材，注重新技術和新理論的介紹。另一方面，補充和修訂現有教材，希望能夠通過團隊的努力，編寫出合適的教材。
2.2 提高層次
通過基礎層次的訓練，學生已經掌握了與子課題相關的知識點的理論基礎。提高層次中，要求學生帶著教師設計的子課題任務，進行文獻的查閱、資料的概括、方案制定、可行性分析、設計、仿真以及某些元器件的采購等工作。這個階段應該充分發揮學生的積極性和主動性，分析解決實際問題，培養創新意識和能力。具體實施如下：
2.2.1 學生分組
分組之前，需要教師做好功課。各組學生由學習好、一般和基礎較差的同學搭配組合。課程內容，除緒論部分，其余章節都會安排子課題任務，任務會提前下達到各組。每組需要自己選舉組長，在組長的組織安排下進行資料的搜集和概括、任務的分解和執行等工作。課堂會安排時間，讓各組匯報、討論各個子課題，老師和各組選派的代表進行打分，分數最終記入期末成績中。在這個過程中，也有一些需要注意的地方：（1）各組的匯報，教師可以要求每次選舉不同的代表上臺進行陳述，這樣就可以使得每個同學都參與其中，每個個體都能得到鍛煉。（2）各組匯報完畢，安排自由討論。在討論過程中，教師要注意把握現場，適當引導，切忌部分討論慢慢偏離主題，或者個別討論太過激烈。有時如果問題較少，需要教師適當提示，將討論進一步深化、細化。（3）各組匯報和討論結束后，教師進行總結。教師應該提前對子課題進行最新前沿的資料調研總結，如果學生在課堂涉及、討論過的部分可以簡略，部分學生未能查閱的內容，可以進行詳細的補充。這樣，經過師生合力，可以將每個子課題討論充分、將其發展了解清楚。（4）各組匯報時，教師和各組代表進行打分，教師可以提前制定打分標準，其中包括：匯報內容的準備情況、PPT的制作精美程度、代表上臺發言的表現（聲音是否洪亮、表達是否清晰、思路是否敏捷等）、各組參與討論的積極程度等，盡量劃分全面細致，有所偏重，體現公平公正。
其次，各個分組也是相應的學習小組，大家除去共同準備完成子課題任務，還增加了相互接觸的機會。利用這樣的機會，小組中基礎差的同學可在學習能力較強的學生幫助下，克服學習中遇到的困難。大家一起學習，一起進步。
此外，多人共同完成一個任務有助于發揮團隊協作精神。這個過程可以培養學生與人相處的能力、遇到問題如何有效溝通、接到任務如何利用團隊的力量完成、學會進行任務的分解和落實到個人以及體驗到集體的榮譽感等。這些能力和品質的培養，比在這過程中學會的一些書本知識更為重要。
2.2.2 設計子課題
課程內容涉及到光纖光纜、光源與光發送機、光檢測器與光接收機、光放大器、光無源器件和光波通信系統的設計。教師需要在子課題任務的設計方面花費心思，下達既有新意又有實際意義的任務。
由于整個課程的授課順序是先介紹構成光纖通信系統的各個部分，后講解系統設計?？梢栽诟鳂嫵刹考闹v解章節中，下達查閱最新光器件發展的任務，例如：新型光纖光纜結構、光源（LD和LED）的發展情況、檢測器件的性能、最新光器件的種類。原本這些知識點，如果采用教師查閱課堂講授的方式，一是無法查閱全面，其次講解只能蜻蜓點水，學生聽得稀里糊涂。現在通過子課題任務的方式，學生在上課之前，已經利用課余時間學習了最新的技術和器件，對其已經有所了解，課堂的匯報討論又將這一子課題的內容擴充完善，印象加深。另外，進行這類光器件的介紹與討論時，可從實驗室借來一些真實的器件，并在子課題中設置一些器件使用方面的任務;也可以采購若干常用的光器件分發到各組，布置與其相關的小任務。這能夠在一定程度上解決理論和實踐脫節的問題，加強學生實際動手能力，幫助其學以致用。最后一章光波系統設計的講解時，受到實際條件的限制，也許無法搭建一個真實的系統，但是此處可以巧用仿真軟件來實現系統的設計。此時子課題就可以布置用軟件仿真進行系統設計的模擬，該任務需要占用較長的課后時間，在具體考核時可以適當增加這部分內容的分數。
2.3 建立全面的評價體系
借助提高層次中課題分組討論環節，打破以往單一的期末閉卷考試方式。建立起既重理論，又重實踐;既重結果，也重過程的考核方式。此外，為了提高學生積極性，減輕學生的負擔，適當提高分組討論環節得分在期末總成績中占的比例。通過這樣的方式，可以增加學生課后學習的積極性，接觸到更多該領域的前沿知識。
3 總結
“光纖通信原理與系統”是一門非常重要的專業課，通過本課程的學習，學生能夠了解光纖通信發展的歷史;知道光纖通信技術及光器件的最新發展動態;掌握光纖、光源、光發送機、光接收機、光放大器等的工作原理和特性;理解光纖通信系統設計的思路、方法及檢驗標準。為學生進行畢業前的職業準備，使學生在畢業后能夠順利地、獨立地從事光纖通信方面的工作。
通過本項目的開展，一方面有利于提高教學水平、促進課程建設;另一方面可以有效提高學生的學習興趣，更好地掌握光纖通信方面的專業知識，為人才培養提供有力的支持。同時可供我校其他院系及國內普通工科高校開設和建設“光纖通信原理與系統”課程的同行們作一個參考。
論文關鍵詞：高速公路；通信；原理
論文摘要：本文主要釷對高速公路通信系統的應用原理進行闡述。
高速公路機電工程中的通信系統屬于基礎類設施，主要為收費、監控系統提供信息(話音、數據、圖像)傳輸通道，由光纜數字傳輸系統、程控數字交換系統、移動通信系統、緊急電話系統等組成。根據其通信系統在高速公路行業的應用特點，高速公路通信網主要由長途通信干線傳輸網、程控數字交換機、數據傳輸網、圖像傳輸網、移動通信網和衛星通信網等部分組成,下面我們重點對其各主要組成部分的使用原理進行詳細介紹。
1收費系統
高速公路收費系統一般采用半自動收費方式，即人工判別車型，車道入口發放通行卷，出口驗卷，計算通行費，人工收費，計算機管理，輔以車輛檢測器校核，閉路電視監視。目前，提倡計算機聯網收費。遠期，逐步實現自動收費方式。通行卷有采用非接觸式IC卡，也有采用磁卡。為便于計算機聯網收費，聯網收費區域內均應采用同一種通行卷。
1.1計算機收費系統
計算機收費系統一般分兩級，即收費中心計算機系統和收費站計算機系統。收費站控制室計算機與該站的收費廣場車道控制計算機組成該站的局域網。收費中心內的計算機構成中心獨立的局域網。各局域網之間、收費中心與區域拆帳中心之間需要通過通信系統實現數據傳輸進行勾通。
1.2收費數據傳輸
收費數據分三級管理:收費中心計算機、收費站計算機及收費車道計算機。收費站與收費中心之間的數據傳輸是通過數據通道直接傳輸的，各通信站的ONU設備提供必要的2Mbps(G.703)數據通道接口。通信與收費系統是通過收費站和收費中心的路由器連接起來的，在區域收費聯網的情況下，路由器至少要具備兩個E1(G.703)接口，一路傳往收費中心，一路傳往區域拆賬中心。
1.3收費圖像傳輸
收費系統在個收費站廣場出口均設置了攝像機，各攝像機的圖像信號既要傳到相應的收費站又要傳到收費/監控中心。從攝像機到收費站的視頻及控制信號傳輸是由收費系統完成的，而圖像及控制信號的遠程傳輸與監控有所不同，未采用復用方式，庵個攝像機圖像對應一芯光纖，而控制信號是經MODEM通過通信系統的話路通道傳輸的。
2通信系統
2.1通信干線傳輸
長途通信干線傳輸系統設計的正確與否，決定著整個通信系統質量，它不僅關系到能否實現現代通信網設計的目的，還關系到工程投資的經濟性、合理性和可靠性。目前，高速公路機電工程基本是采用光纖通信系統。高速公路通信系統長途通信干線傳輸網采用光纖通信，這是因為:
高速公路通信網要求同時傳輸語音、數據和圖像通，信量較大，選用頻帶、通信容量大的光纖通信系統是合理的。
光纖通信具有通信容量大、抗電磁干擾能力強、通信質量高、傳輸距離長等特點，是其它通信傳輸方式無可比擬的。
光纜通信中繼距離長，適應公路沿線各通信站點間距離不一致的實際情況。
采用長波長單模光纜傳輸方式,在中等容量以上長距離傳輸系統中,從經濟上占有優勢。
2.2通信系統的程控交換
根據高速公路通信系統業務的內容和特點，通信系統采用三級程控交換，第一級交換中心設在高速公路總公司通信總中心，其主要職能是完成本局終端的話務接轉，匯接所有來話、去話的轉接任務，并與二級公路網中心聯接，完成本局話務接續與本局以外的話務轉接；第三級交通中心分別設在各高速公路公司下屬的管理所，其主要職能是完成本局的話務接續與出入本局的話務接續。為了提高系統的可靠性、靈活性及話務流向的需要，各級交通交換中心之間均可進行互連，以便組成一個多迂回、多路由的程控數字交換網。
2.3話音通信系統
高速公路通信網話音系統包括業務電話系統、指令電話系統和移動電話系統。業務電話系統為高速公路管理局、各公司、各管理所以及高速公路上各種設施(如監控、收費、服務區、停車場、加油站、維修、交警、通信、供電、配電及養護等)提供內、外業務聯系電話。業務電話為全網自動撥號，業務電話網應與市話公用網匯接。指令電話系統主要是為監控總中心以及監控中心下達交通監控和調度指令。為便于交通控制和交警業務調度，在監控中心和分中心可分別設置兩套指令電話控制臺，以便供公路值班員和交警值班員使用，指令電話應自成系統。指令電話控制臺設置在各路公司內，分監控指令控制臺和交警指令控制臺，分別控制所轄路段各指令電話機和交警用指令電話機；指令電話控制臺具群呼、組呼、單呼功能及自動錄音功能；指令電話控制臺具有轉接功能，即實現指令電話控制臺與指令電話機之間的轉接。
2.4移動通信系統
移動通信，就是指通信雙方至少有一方在移動中進行信息交換。移動通信不僅指雙方的通話,還應包括數據、傳真、圖像等業務。移動通信系統可以自己建網，也可以租用郵電部建立的公用蜂窩移動通信網。郵電部公用蜂窩移動通信網可實現全省漫游，管理也比較方便，可以省去了自己建網的費用，但公用蜂窩移動通信網費用很高，同時不能完成高速公路網要求群呼、組呼等調度功能。自行建立高速公路移動通信專用網，可以解決上述不足，但建網投資很大。建議高速公路移動通信系統自己建立專業移動通信網,采用800MHz集群移動通信系統。據了解，遼寧省高速公路管理系統應用移動通信較為先進，移動通信成為快速應
變能力的強有力手段。
3監控系統
高速公路監控系統應用圖像傳輸可將道路現場的活動圖像，利用圖像傳輸系統的能力把圖像信息用電信號的方式傳送到遠方，清楚地再現在屏幕上，有利于管理人員做出控制決策?；顒訄D像傳輸采用光纜傳輸方式，高速公路監控攝像點不太多的特點，一般采用一對一(一攝像頭對一監視器)方式傳輸到各路監控中心。通過視頻切換方式，由總部的控制信號來選取所需的圖像信號，由光纜傳至監控總部的監視器，使總中心也能監視到它所關心的全省高速公路運行情況，以便進行宏觀管理。
監控系統主要由兩部分組成:監控中心計算機系統和外場設備。
3.1監控中心計算機系統
監控中心計算機系統即情報處理系統，它包括通信控制器、網絡服務器、交換式集線器、終端計算機等。這些計算機組成局域網，組網方式:收費站控制室計算機與該站的收費廣場車道控制計算機組成該站的局域網。收費中心內的計算機構成中心獨立的局域網，只是多了一臺通信控制器，它配有多串行接口控制器，用于外場設備與中心的數據通信管理。
3.2監控中心的外場設備
監控的外場設備包括車輛檢測器，可變情報板，可變限速標志，氣像檢測器等。由于這些檢測點(數據采集點)距離通信站較遠，相對分散，且數據量較小，無法采用標準的高速數據接口進行傳輸，因此在每個遠端數據點配一臺MODEM,將數據傳到就近通信站的ONU，最后通過通信系統傳至監控中心通信控制器。
3.3監控數據傳輸
監控數據分二級管理:監控中心、監控外場設備。通信系統在各站綜合業務接人網的ONU設備業務通道中提供足夠的2/4wVF接口，監控數據采用模擬傳輸方式，通過這些音頻接口完成，由監控系統提供MO-DEM進行數模轉換。
3.4監控圖像傳輸
監控系統在全線設置了一定數量的攝像機，各攝像機的圖像和控制信號均要傳至監控中心。通信系統負責為攝像機的圖像和控制信號傳輸提供光電纜，視頻圖像信號和控制信號經過數字/視頻復用光端機復用后，占用一根光纖。
結束語
通信系統在高速公路建設行業中的不斷應用，對其技術的更新有著更高的要求。為了保證高速公路其“快速、安全、便捷、舒適”等功能特點能發揮，務必對其通信設備及通信技術作出更高要求。對此，只有更好地了解及熟悉通信系統的應用原理，才能更好地為高速公路通信技術的不斷發展建立一個正確的認識平臺。
論文 關鍵詞：高速公路；通信；原理
論文摘要：本文主要釷對高速公路通信系統的應用原理進行闡述。
高速公路機電工程中的通信系統屬于基礎類設施，主要為收費、監控系統提供信息(話音、數據、圖像)傳輸通道，由光纜數字傳輸系統、程控數字交換系統、移動通信系統、緊急電話系統等組成。根據其通信系統在高速公路行業的應用特點，高速公路通信網主要由長途通信干線傳輸網、程控數字交換機、數據傳輸網、圖像傳輸網、移動通信網和衛星通信網等部分組成,下面我們重點對其各主要組成部分的使用原理進行詳細介紹。
1 收費系統
高速公路收費系統一般采用半自動收費方式，即人工判別車型，車道入口發放通行卷，出口驗卷， 計算 通行費，人工收費，計算機管理，輔以車輛檢測器校核，閉路電視監視。目前，提倡計算機聯網收費。遠期，逐步實現自動收費方式。通行卷有采用非接觸式ic卡，也有采用磁卡 。為便于計算機聯網收費，聯網收費區域內均應采用同一種 通行卷。
1.1 計算機收費系統
計算機收費系統一般分兩級，即收費中心計算機系統和收費站計算機系統。收費站控制室計算機與該站的收費廣場車道控制計算機組成該站的局域網。收費中心內的計算機構成中心獨立的局域網。各局域網之間、收費中心與區域拆帳中心之間需要通過通信系統實現數據傳輸進行勾通。
1.2 收費數據傳輸
收費數據分三級管理:收費中心計算機、收費站計算機及收費車道計算機。收費站與收費中心之間的數據傳輸是通過數據通道直接傳輸的，各通信站的onu設備提供必要的2mbps ( g . 703)數據通道接口。通信與收費系統是通過收費站和收費中心的路由器連接起來的，在區域收費聯網的情況下，路由器至少要具備兩個e1(g.703)接口，一路傳往收費中心，一路傳往區域拆賬中心。
1.3 收費圖像傳輸
收費系統在個收費站廣場出口均設置了攝像機，各攝像機的圖像信號既要傳到相應的收費站又要傳到收費/監控中心。從攝像機到收費站的視頻及控制信號傳輸是由收費系統完成的，而圖像及控制信號的遠程傳輸與監控有所不同，未采用復用方式，庵個攝像機圖像對應一芯光纖，而控制信號是經modem通過通信系統的話路通道傳輸的。
2 通信系統
2.1 通信干線傳輸
長途通信干線傳輸系統設計的正確與否，決定著整個通信系統質量，它不僅關系到能否實現 現代 通信網設計的目的，還關系到工程投資的 經濟 性、合理性和可靠性。目前，高速公路機電工程基本是采用光纖通信系統。高速公路通信系統長途通信干線傳輸網采用光纖通信，這是因為:
高速公路通信網要求同時傳輸語音、數據和圖像通，信量較大，選用頻帶、通信容量大的光纖通信系統是合理的。
光纖通信具有通信容量大、抗電磁干擾能力強、通信質量高、傳輸距離長等特點，是其它通信傳輸方式無可比擬的。
光纜通信中繼距離長，適應公路沿線各通信站點間距離不一致的實際情況。
采用長波長單模光纜傳輸方式,在中等容量以上長距離傳輸系統中,從經濟上占有優勢。
2.2 通信系統的程控交換
根據高速公路通信系統業務的內容和特點，通信系統采用三級程控交換，第一級交換中心設在高速公路總公司通信總中心，其主要職能是完成本局終端的話務接轉，匯接所有來話、去話的轉接任務，并與二級公路網中心聯接，完成本局話務接續與本局以外的話務轉接；第三級 交通 中心分別設在各高速公路公司下屬的管理所，其主要職能是完成本局的話務接續與出入本局的話務接續。為了提高系統的可靠性、靈活性及話務流向的需要，各級交通交換中心之間均可進行互連，以便組成一個多迂回、多路由的程控數字交換網。
2.3 話音通信系統
高速公路通信網話音系統包括業務電話系統、指令電話系統和移動電話系統。業務電話系統為高速公路管理局、各公司、各管理所以及高速公路上各種設施(如監控、收費、服務區、停車場、加油站、維修、交警、通信、供電、配電及養護等)提供內、外業務聯系電話。業務電話為全網自動撥號，業務電話網應與市話公用網匯接。指令電話系統主要是為監控總中心以及監控中心下達交通監控和調度指令。為便于交通控制和交警業務調度，在監控中心和分中心可分別設置兩套指令電話控制臺，以便供公路值班員和交警值班員使用，指令電話應自成系統。指令電話控制臺設置在各路公司內，分監控指令控制臺和交警指令控制臺，分別控制所轄路段各指令電話機和交警用指令電話機；指令電話控制臺具群呼、組呼、單呼功能及自動錄音功能；指令電話控制臺具有轉接功能，即實現指令電話控制臺與指令電話機之間的轉接。
2.4 移動通信系統
移動通信，就是指通信雙方至少有一方在移動中進行信息交換。移動通信不僅指雙方的通話,還應包括數據、傳真、圖像等業務。移動通信系統可以自己建網，也可以租用郵電部建立的公用蜂窩移動通信網。郵電部公用蜂窩移動通信網可實現全省漫游，管理也比較方便，可以省去了自己建網的費用，但公用蜂窩移動通信網費用很高，同時不能完成高速公路網要求群呼、組呼等調度功能。自行建立高速公路移動通信專用網，可以解決上述不足，但建網投資很大。建議高速公路移動通信系統自己建立專業移動通信網,采用800mhz集群移動通信系統。據了解，遼寧省高速公路管理系統應用移動通信較為先進，移動通信成為快速應變能力的強有力手段。
3 監控系統
高速公路監控系統應用圖像傳輸可將道路現場的活動圖像，利用圖像傳輸系統的能力把圖像信息用電信號的方式傳送到遠方，清楚地再現在屏幕上，有利于管理人員做出控制決策?；顒訄D像傳輸采用光纜傳輸方式，高速公路監控攝像點不太多的特點，一般采用一對一(一攝像頭對一監視器)方式傳輸到各路監控中心。通過視頻切換方式，由總部的控制信號來選取所需的圖像信號，由光纜傳至監控總部的監視器，使總中心也能監視到它所關心的全省高速公路運行情況，以便進行宏觀管理。
監控系統主要由兩部分組成:監控中心 計算 機系統和外場設備。
3.1 監控中心計算機系統
監控中心計算機系統即情報處理系統，它包括通信控制器、 網絡 服務器、交換式集線器、終端計算機等。這些計算機組成局域網，組網方式:收費站控制室計算機與該站的收費廣場車道控制計算機組成該站的局域網。收費中心內的計算機構成中心獨立的局域網，只是多了一臺通信控制器，它配有多串行接口控制器，用于外場設備與中心的數據通信管理。
3.2 監控中心的外場設備
監控的外場設備包括車輛檢測器，可變情報板，可變限速標志，氣像檢測器等。由于這些檢測點(數據采集點)距離通信站較遠，相對分散，且數據量較小，無法采用標準的高速數據接口進行傳輸，因此在每個遠端數據點配一臺modem,將數據傳到就近通信站的onu，最后通過通信系統傳至監控中心通信控制器。
3.3 監控數據傳輸
監控數據分二級管理:監控中心、監控外場設備。通信系統在各站綜合業務接人網的onu設備業務通道中提供足夠的2/ 4wvf接口，監控數據采用模擬傳輸方式，通過這些音頻接口完成，由監控系統提供mo-dem進行數模轉換。
3.4監控圖像傳輸
監控系統在全線設置了一定數量的攝像機，各攝像機的圖像和控制信號均要傳至監控中心。通信系統負責為攝像機的圖像和控制信號傳輸提供光電纜，視頻圖像信號和控制信號經過數字/視頻復用光端機復用后，占用一根光纖。
結束語
通信系統在高速公路建設行業中的不斷應用，對其技術的更新有著更高的要求。為了保證高速公路其“快速、安全、便捷、舒適”等功能特點能發揮，務必對其通信設備及通信技術作出更高要求。對此，只有更好地了解及熟悉通信系統的應用原理，才能更好地為高速公路通信技術的不斷 發展 建立一個正確的認識平臺。
