副载波(subcarrier)是一种电子通信信号
载波,它携带在另一载波的上端,从而,两个信号能够同时有效传播。副载波光纤通信系统是将所要传输的信号先用来调制一个射频(超短波到微波的频率)波,再将射频波来调制发射光源。在接收处是通过光检测器恢复带有信号的射频波,再通过射频检测器以还原成为原信号。这里有两重载波,一重是光波,另一重是射级波,也称作副载波。
副载波简介
为区别光载波,把受模拟基带信号预调制的RF电载波称为副载波。副载波(subcarrier)是一种电子通信信号载波,它携带在另一载波的上端,从而,两个信号能够同时有效传播。在接收端,主载波和副载波信号分别解调。副载波能用作与主载波完全不同的用途。例如,AM和FM范围的广播音频信号能够沿着主音频信号传递副载波。根据
美国联邦通信委员会,这些副载波信道能用作许多不同目的,“包括(但不限至于)无线电寻呼、存货发送、公交出车、股票市场报告、交通控制信号灯转换以及衬托音乐”。
光纤通信
副载波光纤通信系统是将所要传输的信号先用来调制一个射频(超短波到微波的频率)波,再将射频波来调制发射光源。在接收处是通过光检测器恢复带有信号的射频波,再通过射频检测器以还原成为原信号。这里有两重载波,一重是光波,另一重是射级波,也称作副载波。
图1表示副载波多路光纤通信系统。在发送端,信号和直流输入到电压控制频率的射频振荡器(VCO)。直流控制所发副载波的频率,信号对VCO进行调制(调频)。将几个带有信号的副载波混合起来调制(调幅)发射光源。在接收端,带有信号的光通过光检测器得出全部副载波。通过本机的VCO所发射频和副载波拍频而得出中频。事实上
中频放大器也起着滤波的作用,通过鉴频器得出原信号。
事实上副载波多路系统也是通过增加频带宽度来得到多路作用。工作带宽是随着副载波的频率和频道数目而增加的。
副载波多路光纤通信和相干式的多路光纤通信比较有许多的优越处。基本的一点它是用射频毖波分路而不是在光频滤波分路。这便可以避免使用光频滤波器而改用射频谁波器。尖锐的光频滤波器到现在还只是在实验室中研究的项目,但射频滤波器在技术上早已成熟,而且对于千兆赫频率的滤波设备在国际市场上已有成套的成品出售。因为不是在光频滤波,这样光源的线宽和
频率稳定度的要求,便可以大大放松。这是十分重要的,因为半导体光源在这两个方面还未能基本解决。
从多路的观点,副熟波比纯粹的频分(相千)也是方便灵活得多。对于副载波多路通信如需要增加一路,只需在发射端增加一套VCO,在接收端增加一套VCO及中频和鉴频器。这都纯属电的系统,技术巳是成熟的,而且费用也不大。但是对于相干多路系统,便要增加一套光系统,需要很大的改动及很大的费用。
和时分多路系统比较副载波有很大的灵活性。它可以增加或减少信道。但是时直流翔率控制分多路设备在制成后信道的路数便不能改变。当时分多路的码速已高到几百兆比特/秒时,如果要再加多路数,速度受到电子设备的限制,很难再高上去。从噪声方面考虑,副载波比时分多路系统有优点。时分多路接收机所需要的工作带宽是按总码速的带宽,但是副载波接收机所接收的带宽只是中频的带宽。由于噪声功率是和带宽成正比的,所以副载波的信号噪声比值要比时分多路为高,这也就可以提高通信质量。
副载波多路系统的一个重要困难是副载波之间的千扰问题。由于几个不同频率的副载波合起来共同调制
半导体激光器,如果激光器的输出光和输入电流_之间完全是线性关系,各个载波之间可以互不干扰。但是激光器总有一定程度的非线性,使输出处产生副载波之间的拍频。抑止这种互串的干扰成为副载波通信的一个重要课题,这将在下面作进一步讨论。
从频带利用来看,因为副载波通信需要加入一项副载波,它所占用的频带要比信号所占的宽。因此传输同样的信息使用副载波所需的频段便要宽些。光纤通信可以有很宽的频段,使用副载波的这项缺欠,不会发生大的困难。
技术应用
应急广播需要智能控制功能,当有公共事件发生时,应急广播系统能够及时地发布信息,在应急广播收扩机、应急广播音柱、LED大屏、机顶盒、电视机、计算机和智能手机等信息终端中及时进行文字、声音、图像等提示,起到预警、报警和宣传引导作用,让民众了解事态真相,及时按政府指导进行疏散或防范。
应急广播系统简介
应急广播系统由信息发布、信息处理传送、信息接收等几部分构成,如图7所示。我国应急信息管理部门常设在气象部门,通过政府应急办公室建立各类应急信息的输入,如气象信息、交通信息、治安信息、旅游信息、政务公开信息等通过相关网络输入到应急广播平台。进入信息平台的内容,按事前已经预置的信息分类和审核机制,进行自动或人工审核发布。发布后的信息通过广播、电视、移动通信、互联网等传输网络传输,送达分布在各地的信息终端,系统框图如图7所示。当信息终端收到应急信息时,立即执行应急信息的发布。现在为应急广播系统专项建设且分布最广的是应急广播收扩机、音柱等声音类终端和图文显示的LED终端。
副载波在远程控制终端中的应用
应急广播通过调频副载波技术传送控制信息可以对分布在各地的
智能终端实现定时广播、远程唤醒、远程插播、远程音量调节、分群广播、防插播等智能控制。应急广播智能调频系统示意如图8所示。当应急广播信息发布后,通过交换机既向应急广播系统的播出管理工作站发出,同时通过Internet网络向其他渠道发布。播出管理工作站收到应急信息后,按信息播出的级别,向应急广播智能控制平台发出应急信息,经过平台将应急信息进行副载波调制,携带上RDS或SCA数据信息输出的已调波,通过有线电视网络或FM无线调频网络传送到调频收扩机、调频音柱、收转控制器、室内调频收音机等接收控制器或终端,实现远程寻址管理、音量调节、单播、群播与组播,将应急广播信息按要求发布。系统可具备以下功能:
应急广播调频副载波图文显示系统
应急广播系统为快捷、全面的发布应急信息,其系统终端不仅是收扩机、音箱等声音发布终端,还需要图文信息终端。因为声音系统有工作的时限性,若长期工作,会形成声音扰民行为,造成负面的影响;同时,当在声音嘈杂的环境或屏蔽良好的车内,不利于声音信息的收听。图文信息终端刚好弥补声音终端的不足,可以长时间工作,不间断播出;可以克服声音嘈杂或屏蔽环境,对声音终端形成了有益补充,在应急广播系统中成为必要的功能终端之一。
应急广播调频副载波图文显示终端应用示意如图9所示,当应急信息发布后,经过有线、无线等传输网络送至收转控制器、收扩机或寻址音柱,除了可以通过功放机、高音喇叭将声音信息发布外,还可以通过副载波数据通道,完成广播信息的LED图文信息发布。受时限要求,声音通道需要定时关闭,但LED图文显示屏可以24h不间断显示应急信息和各类事件。发挥“平战结合”功能,此图文信息显示系统闲时还可以发布一些管理类文字信息,如乡镇和村,借助安装在乡镇、村委会的LED显示屏,通过副载波图文显示系统发布镇务公开、村务公开信息,把应急广播系统建设成农村信息化的新平台。又如成都平原秋收季节多发生焚烧秸秆影响航空和空气质量,各地政府将对过LED显示屏发布“合理利用秸秆,变废为宝,交由专门机构回收。禁止随地焚烧”的通知滚动播出,取得良好效果。再如农业部门借助广播LED屏,发布农村综合服务信息,提高对农村的服务指导能力。
综上所述,副载波技术在交通、气象领域已经有应用案例,结合应急广播系统的建设需求,将成熟稳定的副载波技术应用在应急广播领域中,既具有开发周期短、技术风险低、设备成本低的优点,又为应急广播系统增加新的实用功能。了解其技术特征,易于快速推广,加快建设好我国的应急广播系统,提高信息发布能力,让民众及时了解应急事件,做到正确应对,快速响应,减少损失。