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  • 为了完成超远距离传输,必须在终端和线路两个方面采取相应技术进行处理。 长距离传输电域处理技术 当动态光路由要求与长距离传输要求同时出现时,仅仅依靠终端调制技术来提高色散容限有时仍不能解决问题。此时...

    近年来,波分复用技术主要朝超长距离和大容量传输两个方向发展,鉴于超长距离传输的市场需求和网络趋势,大容量超长距离传输的解决方案应运而生。

           超长距离传输相关技术
           超长距离传输受到色散效应、非线性效应等物理障碍的限制。

           为了完成超远距离传输,必须在终端和线路两个方面采取相应技术进行处理。

           长距离传输电域处理技术

           当动态光路由要求与长距离传输要求同时出现时,仅仅依靠终端调制技术来提高色散容限有时仍不能解决问题。此时,可以考虑采用电域处理方式,辅助提高系统的色散容限。

            电色散补偿是将光域DCM模块色散补偿的功能转移到电域来处理,通过采用有限冲击响应滤波器(FIR)等技术,把在光纤中远距离传输的光信号经光电转换成电信号后作均衡处理的一种新方法。目前,已知的电域色散补偿的处理方法有前向均衡技术(FFE)、后向均衡技术(DFE)、最大似然序列估计(MLSE),FFE与DFE也可以级联起来使用。

            WDM系统传送的光是不可见光,但它们都在一根光纤中传输,每束光占用了一段带宽,各自无干扰地传输,在接收端采用解复用器(等效于光带通滤波器)将各种颜色的光信号分开。由于在光域上信号频率差别比较大,人们更喜欢采用波长来定义频率上的差别,因而称为波分复用。WDM本质上是光域上的频分复用FDM技术。每个波长通路通过频域的分割实现,每个波长通路占用一段光纤的带宽。WDM系统采用的波长都是不同的,也就是特定标准波长,为了区别于SDH系统普通波长,有时又称为彩色光接口,而称普通光系统的光接口为“白色光口”或“白光口”。      

            人们在谈论WDM系统时,有时会谈到DWDM。WDM和DWDM是在不同发展时期对WDM系统的称呼。在20世纪80年代初,人们想到并首先采用的是在光纤的两个低损耗窗口1310nm窗口和1550nm窗口各传送1路光波长信号,也就是1310nm、1550nm两波分的WDM系统。随着1550nm窗口EDFA的商用化,WDM系统的相邻波长间隔变得很窄(一般小于1.6nm),且工作在一个窗口内,共享EDFA光放大器。

            为了区别于传统的WDM系统,人们称这种波长间隔更紧密的WDM系统为密集波分复用系统。所谓密集,是指相邻波长 间隔而言,过去WDM系统是几十个nm的波长间隔,现在的波长间隔只有0.4-20nm。密集波分复用技术其实是波分复用的一种具体表现形式。如果不特指1310nm、1550nm的两波分WDM系统外,人们谈论的WDM系统就是DWDM系统。

           WDM系统除了极大地提高传送容量外,还可以降低系统成本,其主要特点是:

         (1)可以节约成本。EDFA的透明性可以同时放大多路波长,从而大大减少SDH再生器的数目,降低系统成本。在国家骨干网的传输时,距离越长节省成本越多。特别适合于国土庞大的国家。

         (2)提高系统的可靠性。由于WDM系统大多数是光电器件,而光电器件的可靠性很高,因此系统的可靠性也可以保证。

         (3)可以提高承载信号的传输性能。由于WDM系统大大减少了电子电路的处理,特别是SDH再生中继器的使用,因此,减少了抖动的积累,另外WDM系统良好的光路设计可以保证SDH客户信号无误码运行。

         (4)可以充分利用光纤的巨大带宽资源,使一根光纤的传输容量比单波长传输增加几倍至几十倍。

          (5)波分复用通道对数据格式是透明的,即与信号速率有电调制方式无关。一个WDM系统可以承载多种格式的“业务”信号,ATM,IP或者将来有可能出现的信号,WDM系统完成的是透明传输,对于“业务”层信号来说,WDM的每个波长就像“虚拟”的光纤一样。     

            WDM技术并不能保证信号无限距的全光中继传输,目前,2.5G或10G的WDM信号经过400-600多km传输后,还需要进行电再生中继,依赖电再生设备保证传输进行再生后重新进行传输,但不可避免的是整个系统结构复杂,成本昂贵。

           对于WDM系统传输来说,目前对传输距离造成限制的主要因素是:光信噪比OSNR、色散和非线性。色散的问题可以通过色散补偿光纤完成。光信噪比OSNR的受限是通过RAMAN放大器、超强FEC技术的引进而解决的。

           超长距离传输是向光传输迈出的重要一步,也是RAMAN放大器、超强FEC、色散补偿等新技术应用发展的必然结果,超长距离传输将大大降低传输成本,提高系统的传输质量和可靠性。特别对于中国这样田土面积庞大的国家,该技术有着广阔的市场和应用前景。

    深圳纤亿通科技有限公司

    吴桐

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  • 远距离车载高速网络通讯方案

    千次阅读 2021-02-23 14:25:01
    随着自动驾驶技术的发展,以及对于ADAS和人机交互的需求增加,传统的车载网络(如:CAN、LIN等)在带宽和传输速率方面显得越来越 “力不从心”,因此具有高传输速率的CAN FD、车载以太网这些新型车载网络的应用也...

    车载网络的发展

    随着电子、半导体、通讯等行业的快速发展,汽车智能化的诉求也越来越强。越来越多的传感器和处理器的应用推动了汽车的智能化和电气化,与此同时,也使得ECU(电子控制单元)的数量快速增加。随着自动驾驶技术的发展,以及对于ADAS和人机交互的需求增加,传统的车载网络(如:CAN、LIN等)在带宽和传输速率方面显得越来越 “力不从心”,因此具有高传输速率的CAN FD、车载以太网这些新型车载网络的应用也越来越多。

    高速的CAN FD/车载以太网

    CAN FD是CAN的升级版,它继承了CAN总线的主要特点(例如较小的物理层改动、基于非破坏性仲裁技术、分布式实时控制、可靠的错误处理和检测机制等)的同时对带宽和数据长度进行了优化,使其支持高达8Mbps的数据传输率。

    P1清晰版.png

    车载以太网是连接车内电子单元的新型局域网技术,它在单对非屏蔽双绞线上可实现100Mbit/s甚至1Gbit/s的传输速率,同时还能满足汽车行业高可靠性、低电磁辐射、低功耗、带宽分配、低延迟和同步实时性等方面的要求。该项技术是汽车网络的一个颠覆性的革新。

    P2.png

    高传输速率的伴生问题

    众所周知,波特率和通讯距离成反比,CAN FD和车载以太网在有着高传输速率的同时,也伴随着通讯距离受限的缺点。传输速率2Mbps的CAN FD上限通信距离为33米,子节点与干线上限距离为 1.7米;车载以太网通过非屏蔽双绞线传输时传输距离为15米(屏蔽双绞线传输时传输距离为40米)。CAN FD和车载以太网较短的通讯距离在车辆测试中会造成很多不便。

    风丘的解决方案

    标准以太网在支持高波特率的同时也支持高达100米的通讯距离,风丘科技结合标准以太网的特性以及上述问题,推出了分布式安装设备的解决方案。

    CAN FD分布式测试方案:

    IPETRONIK CAN FD Satellite Interface可支持4路CAN FD,并通过标准以太网和数据记录仪连接,支持多款记录仪设备:ETHOS, ARCOS 1.5, IPElog2, M-LOG V3,并且体积小巧便于安装。

    P3.png

                                    CAN FD Satellite Interface

    P4.png

                                     CAN FD数据测试系统示意图

     

    车载以太网分布式测试方案:

    Technica Engineering转换模块用作于汽车产品开发和测试电子控制单元ECU的100/1000M BASE-T1工具,创建了基于100/1000M BASE-T1的车载以太网和数据记录仪之间的连接,设备不存储或修改任何数据包,这个过程是一个纯物理层转换,时延低,支持AVB采集。通过100/1000BASE-T1到标准以太网(100/1000BASE-TX)的协议转换,实现了记录仪对车载以太网的数据记录。

     

                       Technica Engineering转换模块

                         车载以太网数据测试系统示意图

     

    分布式方案的优势:

    • 利用标准以太网传输距离长的优势,有效解决了CAN FD、车载以太网通讯距离受限的问题。

    • Sattlite/转换模块体积小重量轻,方便就近安装。

    • 可在记录仪已有的通讯接口的基础上按需求拓展接口。

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      搭建网络时,能用有线当然首选有线,不能有线呢,就要使用无线了。无线的缺点是明显,带宽小、易被干扰等等,可是有时必须用无线啊,也是不得不用。

      无线方案一般有两种:

      中继。一般的无线路由器都能当中继。接收远处的WIFI信号,然后再放大,其他无线设备链接上。无线中继的特点是发射没有方向性,自然的距离上有据限制。

      网桥。如果距离远,就必须使用网桥了。网络是定向天线,传输距离自然就远多了。看了个资料,说是可以达到5公里,带宽可以达到1G左右。好,宣传是宣传,咱打个折扣,1公里500M,那也很好啦。而且可以一对多(有角度限制)。

     

      说到这里,有的朋友就会想到:咱远距离当然用网桥,之后再用无线路由中继,可以多接几个无线设备。皆大欢喜。

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    以320×240大小的视频传输为例
    [table]
    |方案|压缩率|压缩/传输方式|实时性|平均流量消耗|传输距离|

    |用camera的回调函数发送原始的yuv420数据|0|无压缩,按帧传输|高(20~30 fps)|很高(6.5 Mbps)|近距离有线或无线|

    |用MediaRecorder对yuv420进行H264硬编码后发送|高(95%)|帧间压缩,视频流传输|高(20 fps)|低(30~70 Kbps)|可以远距离|

    |调用本地H264编码库(JNI)对一帧YUV420数据编码后发送|高(97%)|帧间压缩,按帧传输|低(2 fps)|低(20 Kbps)|可以远距离|

    |对一帧数据用GZIP库压缩后发送|较高(70%~80%)|帧内压缩,按帧传输|低(5 fps)|较高(300 Kbps)|可以远距离|

    |对一帧数据用JPEG方式压缩后传输|一般(60%左右)|帧内压缩,按帧传输|高(25 fps)|高(170 Kbps)|可以远距离(带宽允许的话)|

    [/table]
    注:MediaRecorder有很强的硬件依赖性,因此不同的手机表现是不一样的,有的手机数据传输的时候会出现阻塞现象,实时性就降低了
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    2013-07-31 18:46:58
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远距离网络传输方案