短波通信

　　1、短波通信概述

　　短波通信（high frequency communication，HF），是指利用頻率在3 M～30 MHz的電磁波經過電離層的反射后無須建立中繼站而進行遠距離通信的無線電通信技術，它既可以通過天波來進行遠距離通信，又可以利用地波進行近距離通信，但主要是利用天波。

　　2、短波通信的特點

　　短波通信具有多種優點，如傳播距離遠、靈活性高和抗毀性較強等。由于電離層對短波吸收少，天波經電離層的反射后可以傳播到很遠距離；短波通信設備簡單，組網方便迅速；短波通信設備小易隱蔽，破壞后易恢復。但是短波通信也不足之處，如其衰落現象比較嚴重、信號不穩定等。

　　3、短波通信的發展現狀

　　短波通信近些年發展勢頭迅猛，在技術上已經取得一系列的突破與進展。迄今影響短波通信的主要難題已經得到解決，短波通信性能已經大大提升。其發展趨勢主要表現如下：由單一自適應技術向全自適應技術方向發展；由窄帶低速數據通信技術向高帶寬高速數據通信技術發展；短波終端技術向自適應調制解調技術發展；短波通信系統由數字化向軟件化發展；新型短波天線向自適應、智能化發展。

　　4、短波通信技術的應用

　　海洋石油行業是傳統的高風險行業，海上各種通信手段在海洋石油生產中顯得至關重要。目前，短波通信在海洋石油生產中的作用仍然是不可替代的。短波通信具有低成本、高機動性和超遠距離通信等優勢，然而令短波通信在海洋石油生產中廣泛使用的主要原因是其超強抵抗惡劣環境的能力。同時，通過技術創新，對短波通信系統進行改造，進行系統聯網，可實現對短波發射機遠程監測及遠程遙控。為海洋石油作業船舶提供安全生產和應急保障，提高了短波通信系統的接通率與覆蓋范圍，尤其是隨著南海和南沙油田的開發，可以為南海及南沙作業船舶提供短波通信保障，同樣該技術可為海洋漁業發展提供技術支撐。

　　微波通信

　　1、微波通信技術的基本概念

　　微波通信指的是利用波長為1 mm～1 m或頻率為300 MHz～300 GHz的電磁波作為載波攜帶信息，通過無線電波空間進行中繼（接力）通信的方式。

　　我國微波通信廣泛應用L、S、C、X諸頻段，K頻段的應用尚在開發之中。由于微波的頻率極高，其在空中的傳播特性與光波相近，即直線前進，遇到阻擋就被反射或被阻斷，因此微波通信的主要方式是視距通信，超過視距以后需要中繼轉發。一般說來，由于地球曲面的影響及空間傳輸的損耗，每隔50 km左右，就需要設置中繼站，將電波放大轉發而延伸。這種通信方式，也稱為微波中繼通信或稱為微波接力通信。長距離微波通信干線可以經過幾十次中繼而傳至數千千米仍可保持很高的通信質量。

　　2、數字微波通信的相關技術

　　由于經濟建設和國防建設的發展，許多專用通信網（如石油、電力、水利、礦山和部隊等）都有一定要求，如要求對傳輸數據和信息進行加密；要求工作高度可靠和運行維護方便。這就要求微波通信必須實現全數字化、全固態化和無人值守，而滿足這些要求的數字微波通信系統被提到日程上來了。

　　數字微波通信是用微波作為載體傳送數字信息的一種通信手段，可以用來傳輸電話信號，也可以用來傳輸數字信號和圖像信號。

　　微波站按工作性質可分成數字微波終端站、數字微波中繼站和數字微波分路站，其中數字微波中繼站最為重要。同步數字體系（synchronous digItal hierarchy，SDH）微波中繼站主要完成信號的雙向接收和轉發。有調制、解調設備的中繼站，稱為再生中繼站。需要上、下話路的中繼站稱為微波分路站，它必須與SDH的分插復用設備連接。再生中繼站具有全線公務聯絡能力，并向網管系統匯報站信息。

　　3、微波通信技術的特點

　　微波通信技術具有通信容量大、接力傳輸、信號穩定、不易受干擾和保密性好的特點。

　　4、微波通信技術的應用場合

　　隨著技術的發展，微波技術也越來越受到人們的重視，其仍具有良好的市場前景。具體應用場合如下：可作為干線光纖傳輸的備份及補充，用于不適合使用光纖的地段和場合；可用于農村、海島等邊遠地區和專用通信網中為用戶提供基本業務的場合；也可用于都市農業、現代農業園區等短距離支線連接。

　　紅外通信

　　紅外通信是指利用紅外線來傳輸信號的一種通信方式。紅外線的波長范圍為0.70 μm～1 mm，其中300 μm～1 mm，也稱為亞毫米波。在許多基于單片機的應用系統中，系統需要實現遙控功能，而紅外通信則是被采用較多的一種方法。

　　1、紅外通信的原理

　　紅外通信利用950 nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的通信信道。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（pulse widthmodulation，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（pulse position modulation，PPM）兩種方法。

　　紅外信號的調制與解調：為了避免紅外控制信號在傳輸過程中受到其他紅外雜光的干擾，一般將紅外控制信號調制在固定的載波頻率上，接收端就可以濾除其他頻率的雜光而只接收固定頻率的紅外光，再將其還原成相應的二進制編碼。通常的載波頻率在30～60 kHz，普通家用電器的載波頻率一般為38 kHz。

　　2、紅外通信技術的特點

　　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；主要是用來取代點對點的線纜連接；新的通信標準兼容早期的通信標準；小角度（30°錐角以內），短距離，點對點直線數據傳輸，保密性強；傳輸速率較高，4M速率的FIR技術已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術已經發布；無有害輻射，綠色產品特性：科學實驗證明，紅外線是一種對人體有益的光譜，所以紅外線產品是一種真正的綠色產品。

　　然而紅外通信技術也有不足之處，其受視距影響傳輸距離短；要求通信設備的位置固定；其點對點的傳輸連接無法靈活地組成網絡等。

　　3、紅外通信技術的應用

　　紅外光雨水傳感器由集雨器、導流管、紅外光發射器、紅外光接收器和微控制器組成，集雨器為一個漏斗，用于收集雨水。

　　導流管將雨水導入傳感器內部的由紅外光發射器和接收器組成的紅外光通信系統中，紅外光發射器和接收器使用的紅外光路與導流管導入雨水的水流方向在同一平面且相互垂直，流入的雨水能干擾甚至阻斷光反射器和接收器之間的光通信。微控制器控制紅外光發射器發送特定數據碼，將接收器接收的數據碼與發送的數據碼進行比較，判斷是否產生誤碼，進而感知導流管中是否有雨水流過。

　　衛星通信

　　1、衛星通信技術

　　衛星通信以人造地球衛星作為中繼站，在地面通信站之間轉發無線電信號，從而實現各通信站之間的信息交換和信息傳輸的通信方式。衛星通信是宇宙通信方式之一，采用的是微波頻段。

　　2、衛星通信的特點

　　與其他通信方式相比，衛星通信具有很多不可比擬的優勢，如覆蓋區域大，通信距離遠，且投資費用與距離無關；工作頻帶寬，通信容量大，適用于多種通信業務傳輸；不會受地質災害影響，通信線路穩定可靠，通信質量高；以廣播方式工作，可以實現多址通信和信道按需分配，組網靈活；可以自發、自收進行檢測。

　　當然衛星通信也有它的不足之處，由于電波需要傳輸很長的距離而產生長的延時；10 GHz以上頻帶受氣象條件的影響；當太陽穿過面向衛星的地球站天線波束時，容易受到太陽噪聲的干擾。

　　3、衛星通信的應用

　　a.衛星固定通信

　　我國的衛星固定通信網主要建設在比較大型的工程上，或者關系到國家安全和建設的方面，如交通、電力、水利、能源、銀行、報社或地震局和氣象局等需要實時監測的地方。

　　b.衛星移動通信

　　衛星移動通信系統機動性好，覆蓋范圍大，廣泛應用于軍事于民生工程中，我國應用最多的是便攜式移動通信系統，并且運營狀態良好。雖然，這些衛星通信網絡使用比較方便，安全性高，但是價格要略高于普通通信網絡，而且應用也受到一定限制。

　　c.衛星電視廣播

　　我國衛星電視廣播系統一直是衛星通信技術中應用最廣的系統。衛星電視廣播應用廣泛的原因是其服務范圍大、傳播遠、信息容量大、信號質量高，所以，在一些山區或者偏遠地區信號差的地方，衛星電視廣播系統可發揮著巨大的作用。

　　d.衛星寬帶通信

　　寬帶的發展不僅解決了數據處理傳輸問題，同時也真正意義上將世界連成了一個“整體”。衛星與寬帶的結合可以有效擴展寬帶覆蓋面積，使寬帶的應用更加廣泛，同時衛星通信具有可靠、靈活、機動等特點，寬帶和衛星的聯合還能有效保證寬帶網絡的安全，實現整個寬帶網絡的有效運行。