光电子技术论文范文

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Internet应用的飞速增长对电信骨干网带宽提出越来越高的需求，为满足需求的增长，人们可以铺设更多的光纤，或靠提高单路光的信息运载量（现在主干网可以分别工作在2.5Gbps和10Gbps，并已有40Gbps的演示性设备）。但更主要的方法却是靠发展波分复用技术，增加光纤内通光的路数（光波分复用的实验记录已经达到2.64Tbps）。波分复用技术的普遍运用为光电子器件和部件提供了广阔的、快速增长的市场。无限战略公司的报告指出：“信号传输用1.31μm和1.55μm激光器市场1999年达到13亿美元，比去年增加23%；1.48μm信号放大用激光器1999年市场份额达到1.6亿美元，比去年增加33%；980nm信号放大用激光器销售额达2.9亿美元，比去年增长121%。整个激光器市场的份额1999年达18亿美元，预期2003年将达到30亿美元”。美国通信工业研究公司（CIR）的研究预测，北美市场光电子部件的市场规模将由目前的28亿美元增长到2003年的61亿美元，约每年增长18.5%。密集波分复用设备销售额也将从1998年的22亿美元增加到2004年的94亿美元。报告称虽然10年内全光通信还不会全面商业化，但是全光交换将在几年内成为市场主流，报告也指出尽管光学部件市场被大公司所占据，但仍有创新性公司进入的可能。

2我国的光电子技术和产业

近10年来我国光电子技术研究在国家“863”计划和有关部门的支持下有了突飞猛进的进展，在很多领域同国外先进国家只有两三年的距离，个别领域还处于世界领先地位。

国内光电子有关产业基地在光电子器件、部件和子系统（如激光器、探测器、光收发模块、EDFA、无源光器件）等已经占领了国内较大的市场份额，初步具备同国外大公司竞争的能力，在毫无市场保护的情况下，靠自己的力量争得了一席之地，市场营销逐年有较大的增长，个别产品还取得国际市场相关产品中的销量最大的成绩。我国相应研究发展基地和本领域高技术公司的许多产品填补了国内相关产品的空白，打破国外产品在市场上的垄断地位，同时争取进入国际市场。

掺铒光纤放大器（EDFA）是高速大容量光纤通信系统必需的关键部件，国内企业产品占国内市场40%的份额。我国也是目前国际上少数几个有能力研制PIC和OEIC的国家。808nm大功率激光器及其泵浦的固体绿光激光器，670nm红光激光器已产品化和商品化并批量占领国际市场。国内移动通信的光纤直放站所用的光电器件，90%使用国产器件，国产1.55μmDFB激光器战胜了国外器件，占领了100%的国内市场。

但是，我们应当认识到在我国光电子技术发展中，光电子器件、部件虽是光通信、光显示、光存储等高技术产业的关键部分，但在整个系统和设备成本中所占的比重较小，其产值较低，目前科研开发主要处于跟踪和小批量生产阶段，光电子产业所需的规模化、产业化生产技术目前还未有实质突破；国内研究生产的光电器件和部件有相当部分还未能满足整机和系统的要求，导致国外器件占据国内市场相当多的份额；在机制上仍未摆脱科研、生产、市场相互脱离的状况。

我国在光电子技术方面是与国际水平差距相对较小的一个领域，与世界发达国家几乎同时起步。但是我们应该清醒地认识到我国制造技术的落后和材料水平有限，而国际上光电子产业已经进入加速发展阶段，留给我们的时间只有三到五年，如果我们不在目前产业化的技术发展阶段进入，就会失去大好时机。机不可失，时不再来，到产业化后期时将要花数倍的力量才能弥补，也许会彻底失去时机，受制于人。

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2广播电视系统中数字技术分析

广播电视系统中应用的数字发射覆盖技术以ATSC技术、DVB技术、ISDB技术与DMB-T技术为主。ATSC技术服务广播电视系统主要是依靠自身组成层面、构成层级的清晰配合实现，第一层定像层确定图像形式，第二层依照MPEG模式压缩图像，第三层完成信号数据传输，前两层图像数据最终由第三层完成发射覆盖。DVB技术是典型的欧洲技术，利用卫星、地面数据交换机数字电视完成信号发射与覆盖，不仅能够接收传送音视频文件信号，还可接收传送图标图像及TRD等节目，不过DVB业务传送条件受限制，需支付一定费用，其业务开展有利有弊，国内参考该技术对广播电视系统进行了改造，为用户提供了更好的服务。ISDB技术来源于日本，核心在于利用计算机与无线信息网络技术为广播电视系统信号传输覆盖提供更加多元化的服务，尤其是在3G、4G业务方面有出众表现。DMB-T技术在我国广播电视系统中的应用可更好的实现数字信号的传导与接收，其采用的FJL技术促使数字电视传输网络逐步向多载波技术领域发展，可在多径时拖延信号扩散避免来自乱码的干扰，保证信号传输的准确与顺畅，其采用的循环前缀填充技术可有效实现保护间隔，并极大的提升了数字电视信号发射覆盖的效率。实现了20dB以上同步保护增益，对于促使我国广播电视行业更好的发展有积极意义。

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相比较而言，数字音频技术优于其他音频技术的一点是其数字化技术，数字化技术能够全面突破传统音频技术工作方式存在的不足之处。数字化音频技术管理与计算机数据存储器类似，能够实现音频资源的存储和共享，不仅能够方便使用者快速找到自己需要的信息，还能够加强对音频信息的管理，实现广播电视现代化管理。因此，数字化广播电视工程必将成为未来电视广播领域的重要发展趋势。

（二）广播系统

数字音频技术中的数字广播系统方面的技术，主要涉及到压缩编码数字、无线传输以及运用组网等，压缩编码数字音频信号主要是依据人耳的特点，对音频码率进行调整和优化，我们的耳朵在受到强度差别较大的音频信号的影响过程中，对音频较低的信号反应并不强烈。因此，将这种特性应用到数字音频广播传输系统中，能够有效避免电视广播工作中的问题，为电视广播工作可持续发展奠定基础。

二、广播电视工程数字音频技术的应用发展

（一）数字调音台

数字调音台作为现代电视广播工程中的重要组成部分，对广播电视节目具有十分重要的作用。因此，在数字调音台处理过程中，不仅要确保原有功能，提高广播电视节目的整体质量，避免电视节目中耳朵噪音、串音等问题的出现，还要将数字技术融入到调音台中，发展新型数字调音台，增加切换模块等功能，丰富数字调音台功能，促使数字调音台能够适应更多的环境，满足个性化需求，发挥通路多，且体积小的作用。

（二）音频嵌入技术的应用

音频嵌入技术以其独特的优势在广播电视节目制作过程中得到了广泛应用，通过运用数字音频技术并建立数字音频工作站，不仅能够有效提高节目制作质量，还能够节约大量时间和人力，提高电视广播工作效率。在视频数据信息传输过程中，音频信号仅能够在特定范围内进行信号传输，也就是嵌入音频。因此，嵌入音频主要是指将数据信息嵌入到特定范围之中，在进行视频传输过程中，通过嵌入音频技术，能够实现声音与画面同步进行，在提高电视节目质量过程中具有十分重要的作用。目前，嵌入音频技术主要应用于电视节目的前期与后期制作过程中，随着科学技术的不断发展，为电视广播工作提供了更多帮助，促使广播电视技术的发展逐渐细化，电视节目制作也会实现数字化建设，并将嵌入音频技术推广和普及。另外，广播电视的管理过程中，要结合自身实际情况与未来发展目标，制定科学、合理的发展战略，建立以嵌入音频技术为基础的管理系统，通过这种方式，不仅能够实现实时监督和控制，还能够确保数据信息的完整性和准确性。从而推动我国广播电视进一步发展。

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二、有线电视接入网技术发展趋势

（一）融合与统一

从根本上说，融合与统一是有线电视接入网发展的必然趋势。由DOCSIS逐渐升级为DOCSIS3.1，由EPOC+EPON逐渐升级为Epoc，EPOC又和DOCSIS3.1中的PHY不断融合与统一。科学技术的迅猛发展对其融合与统一具有促进作用，例如SDR，促使本来极为困难或者说几乎是不可能的互通与融合——各个技术简单化融合。很多厂商与网络运营商都希望统一与同和，这对成本与风险的降低、市场的扩大极为有利，其成本也包括运维成本与设备成本。然而，以往技术通常难以实现统一化，所以急需一种统一架构。统一架构设想:前端多种技术本身属于一个集成统一平台，而CCAP就是其中最为典型的一个例子；基本能够统一光节点中所含的光电转换装置，即：EPOC中继架构与C-DOCSIS2.0中所含PHY架构、C-DOCSIS2.0在OFDM参数与编码调制方式方面具有相近或者一致性，且从设备与芯片生产应用视角来看有完全统一的可能性。

（二）最需要的架构

一般系统速率等级均为下小上大，该系统具体到接入网，始终希望接入网局端设备速率比设备终端大。且各级速率总容量始终为下大上小，将其收敛、汇聚的特点充分体现出来，FCU一方面起到电与光之间相互转换的作用，另一方面还起到1G-10G相互转换的作用。在已知网络条件下，FCU中各个支路能够频率复用，由此EPOC频谱需求就能够得到完全解决。此外，EPOC局端并未设1G阶段，而无法规模部署10GEPON的重中之重就是ONU光模块有着过高的价格，10GEPOC同样会出现类似性问题，所以10G与1G之间的转换具有必要性。一般由若干个64MHZ的子信道共同组成1GEPOC，这样不仅能够对FBC技术予以采用，同时还能够通过绑定技术实现，而且子信道带宽是终端速率的标准。

（三）逆向思维的EPOC

就现阶段来说，实现EPOC的关键与难点是可变速率和固定频谱的同轴怎样与固定速率光纤相匹配。逆向思维：与固定速率条件相满足，通过可变频谱同轴，同时和同轴信道相适应所导致的速率与调制效率的改变。无线通信与模拟通信是固定频谱信道主要来源，对无线电的感知，势必需要与可变频谱相适应。同轴本身属于一种处于封闭状态的本地信道，能够对频谱进行充分挖掘与灵活配置。数字化，尤其是在进一步深入光纤后，以太网中的同轴信道能且应换一种思路，确保以太网频谱、速率具有可变性，而TDO则在可变频谱更为适用。所有FCU均与一个调制简表相对应：统一对下行进行调制，下行调制后保证速率固定，且匹配于10GEPON速率，根据该FCU应用场景最差的情况对频谱进行配置。如果宽带有多余，可作他用，例如：低等级、非实时的应用。由此光纤段与同轴段相同，均为固定码率，而频谱宽带与调制指数两者可有所不同。在准动态或者静态对上下行宽带进行配置的情况下，FDO和TDD也无根本性差别。基于FTTB(光纤到楼)，除一些频段高端损耗比较大或者有干扰外，设计SNR的指标可超过45dB，能够为调制率最高要求提供有利保障。就算是有太大损耗的频谱，若未受到干扰，那么其信噪比是相对较为平稳的，只是无法上升至调制率要求最高值，然而，基本上调制率处于稳定状态。所以，频谱需求一般不会有特别大的改变。对OLT进行进一步扩展：其中一部分与10GEPON相对应，其速率从头到尾处于固定状态；另一部分则对可变速率技术予以绑定且扩展，像HPAV或者HiNoc。在调制后具有不恒定速率的条件下，同轴段由信道频谱中将(10GEPON)速率通道划分出来，此为固定通道，其余为可变通道。由此能够与EOC演进相适应，同时与前后代技术两者具有兼容性与共存性。一般由OAM统一调度频谱资源。

（四）高度分散与高度集中

由于存储容量、计算能力及传输宽带的不断增大，控制、调度及业务平台逐渐向云端集中，且应用处理与选择也逐渐向终端分散，其中间逐渐简约化，层次也逐渐变少，仅仅剩透明管道。此为有线电视接入网技术高度分散与高度集中的必然发展趋势。首先，接入网部分会出现高度集成，即：功能下降大约2个数量级，基层度上升大约2个数量级，其成本同样会相应下降。某企业在CCBN领域所展出CCAP板卡容量为64(频点)×50(IPQAM)+32(频点)×50Mbit/s×8(DOCSIS3.0端口)=16Gbit/s。如果根据户均静态宽带计算，那么一块板卡就能够支持1301户。如果一个机架有80块板卡的容量，那么一个机架就能够支持大约10万户。就算是静态宽带箱100Mbit/s升级，一个机架也能够支持1万户，这样计算得出，一个10m2的计算机房间能够支持大约10万户。若根据20%的静态宽带渗透率计算，如果一个机架能够为5万户地区服务，那么一个面积为10m2左右的机房就能够为50万户地区服务。由于以太网高度集中带来业务平台与技术平台的不断统一与融合、高度分散所引发的终端融合具有其发展必然性。