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通信技术发展与集成电路和集成光路

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2017/7/27     浏览次数:    

  当前无线通信技术的几个热点是:第三代移动通信(3G)、移动因特网、“蓝牙(Bluetooth)”和无线局域网(WLAN)等。

  集成电路对无线通信的影响是巨大、深远和关键的。一个很具体的实例就是软件无线电(SoftwareRadio)的应用。目前,无线通信领域存在着以下主要矛盾:首先,新的通信体制和标准不断被提出,通信产品的生命周期在缩短、开发费用在上升;其次,各种通信体制并存,对多种体制间的互联要求日趋强烈;第三,频带更加拥挤,要求更高的频带利用率和抗干扰能力。软件无线电尽可能地把无线及个人通信功能用软件来实现,以可编程的通用DSP芯片和可编程逻辑器件取代专用集成电路,使系统中的专用硬件含量下降,提高系统设计的灵活性、兼容性和可升级能力。例如,快速发展的城市建设会导致无线网络的特性变坏,虽然传统的网络优化方法可以改善网络的性能,但是尽管花费了很多人力和财力,还是很难获得满意的结果。采用软件无线电技术,则可以随时监控无线网络的性能,适时对网络进行升级,保证网络的优化性能。显然,软件无线电技术需要具备强大数字信号处理能力的硬件DSP芯片平台作支持,通过在DSP芯片上运行不同的软件来支持多种通信体制,提高系统的兼容性和可升级能力。可以预见,具备并行浮点运算能力的DSP芯片将会取代定点DSP芯片,以适应通信领域高精度、大动态范围、大运算量、日益复杂的数据处理要求。

  在交换领域,目前通信网络的主流交换设备仍然是工作在电子域、实现电子交换的电子设备。在这类网络中,尽管已经实现了信号的光纤传输,但是在进行交换前需要用光电转换器件将从光纤传输来的光信号转化成电信号,用电子交换设备实现信号交换,再用电光转换器件将电信号转换成光信号,通过光纤传送出去。由于光电转换和电光转换的效率非常有限,通信网中实际上存在着“电子瓶颈”。为了提高信号交换速度和减少变换损耗克服通信网中的“电子瓶颈”,人们正在研究实现光信号的直接交换(波长到波长的交换),即光交换。光交换有两种基本模式:基于定长分组和同步节点操作的光透明分组网路(OTPN)和基于可变长分组和异步节点操作的光突发交换(OBS)。目前,OTPN还存在着成本和技术的障碍。

  实现光交换的另外一项关键技术是集成光路技术,因为光交换设备的核心元器件是集成光路,如:光开关、光耦合器、光存储器和波长控制器等。目前研究开发人员正在集中精力研制大容量廉价的光器件与集成光路,包括可变波长激光器、高频调制器、波分复用/解复用器/滤波器、增益平坦和锁定的SGL波段放大器、喇曼放大器、高频光探测器、MEMS光开关等。象集成电路中的开关晶体管一样,光交换中的核心是光开关。光开关以光的方式为信息选路。实现光开关的主要技术有微机械技术、气泡技术、液晶技术、全息技术等。目前,实用化的主要有三类:电光开关、机械光开关、热光开关等。近年来,基于MEMS技术的光开关被许多厂家看好。

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