激光数据调制传输技术在CTP系统中的应用--《长春理工大学》2013年硕士论文
激光数据调制传输技术在CTP系统中的应用
【摘要】：伴随着经济与科技的高速发展,社会对印刷质量、生产效率、资源利用率,以及环境保护的要求越来越高。CTP制版技术以其独特的优势,得到了迅速发展,并且越来越受到印刷制版企业的关注。本文根据CTP制版系统的实际需求,结合无线光通信技术,提出采用激光数据调制传输技术实现CTP制版过程中的数据高速实时传输的功能。详细介绍了常用的激光调制方法,着重分析了各种调制方式的调制原理与符号结构,并对各种调制方法在功率利用率、单位传信比和差错特性进行仿真研究,为选择合适的调制方式铺垫了理论基础。本文阐述了RS码的编解码过程,从数学的角度对常用的解码过程给出了详细分析,并对RS码的纠错能力进行了仿真分析。本文还对激光发射与接收的硬件电路进行了详细设计,以FPGA为核心控制器,外加激光器驱动模块、接收前级放大模块和信号恢复模块等,从而实现激光信号发射、接收和恢复信号的功能。同时运用VHDL硬件描述语言对FPGA进行编程,完成了数据缓存控制、PPM调制与解调、RS码编码与解码和整体时序控制,并对其中的关键模块进行仿真。
【关键词】：
【学位授予单位】：长春理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2013【分类号】：TN911.3【目录】：
摘要4-5Abstract5-7第一章 绪论7-10 1.1 研究背景与意义7 1.2 国内外研究现状7-9 1.3 本文的主要工作9-10第二章 激光数据调制技术研究10-23 2.1 引言10 2.2 激光调制技术理论概述10-14 2.3 几种调制方式性能分析对比14-18 2.4 差错特性分析18-22 2.5 本章小结22-23第三章 数据编码技术及性能分析23-33 3.1 引言23-24 3.2 纠错码码型选择24-25 3.3 RS编码算法25-26 3.4 RS码译码算法26-31 3.5 RS码的纠错性能分析31-32 3.6 小结32-33第四章 激光数据传输系统硬件设计33-43 4.1 激光数据传输系统硬件总体设计33-34 4.2 FPGA主控单元设计34-36 4.3 FPGA与外部数据存储器接口设计36-37 4.4 编码器接口电路设计37-38 4.5 激光器驱动电路设计38-39 4.6 光电接收电路设计39-43第五章 软件设计与仿真测试43-54 5.1 软件开发环境简介43 5.2 软件需求分析43-44 5.3 数据存储控制模块设计44-45 5.4 RS编解码模块设计45-48 5.5 PPM调制解调模块设计48-50 5.6 整体时序控制设计50-54第六章 总结与展望54-55 6.1 本文工作总结54 6.2 工作展望54-55致谢55-56参考文献56-57
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2011中国报业CTP的跨越式成长
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　14年前，羊城晚报报业集团引进了中国首台CTP设备，叩响了中国印刷企业应用CTP的大门。那以后的很长一段时间里，“尝鲜早、推进缓”成为描述中国报业印刷厂应用CTP的关键词。然而，最近几年，情况开始有所转变。 中国论文网 /8/view-3473551.htm　　为了追踪CTP技术在报业领域的发展变化，2011年6月，本刊曾经根据中国报业协会印刷工作委员会对全国报业印刷厂CTP制版量的调查统计数据，剖析了2010年中国报业CTP的应用水平。今年，我们再次将中国报业协会印刷工作委员会对全国报业印刷厂CTP制版量的最新调查统计数据作为窗口，深度观察2011年中国报业印刷厂CTP应用水平的发展与变化。 　　报业CTP制版总量 迅速增长 　　与上年一样，2012年4月，中国报业协会印刷工作委员会完成了中国报业印刷厂的CTP制版量调查统计工作，调查范围涵盖中央各报、各省市自治区、计划单列市、主要地市报印刷厂，此次共有139家报业印刷厂提供了有效数据。 　　数据显示，2011年，这139家报业印刷厂CTP制版量约为918万张，制版总量为1673万张，CTP制版量占比达54.87%。而2010年，135家报业印刷厂参与调查，其CTP制版量仅为605万张，制版总量为1554万张，CTP制版量占比38.93%。尽管两年来参与调查的样本企业不完全相同，比较CTP制版量的绝对值增长并无实际意义，但是考虑到样本企业数量相近，且参与调查的均为地市级以上报业印刷厂，所以其CTP制版量占比的变化基本能够真实地反映出CTP技术在我国报业印刷厂的应用普及程度。对比两年数据，CTP制版量占比由2010年的38.93%跃增为2011年的54.87%，这有力地说明了在2011年中，CTP技术在我国报业应用的蓬勃发展之势。 　　另一个能说明CTP技术在我国报业印刷厂呈跨越式发展的数据是拥有CTP设备的企业数量。2010年，135家报业印刷厂上报制版量数据，共有94家企业拥有CTP，占比69.63%。而2011年，在139家上报制版量数据的报业印刷厂中，有116家企业都已经引进了CTP，占比83.45%。考虑到全国共有报业印刷厂400家左右，这两年参与调查的130多家样本企业仅占30%，所以，我们并不能简单地将样本企业中拥有CTP的企业的占比放大到全国，但是经过本刊记者多方求证，给我国报业印刷厂的CTP应用程度贴上“普及”的标签也已经不为过了。 　　不可否认，CTP制版质量高，能够实现生产数字化，可大幅节省人力、提高生产效率，这些都是促进CTP在我国报业印刷领域快速发展的原因，但是推动报业印刷厂应用CTP的最大功臣仍是使用成本的下降。据了解，2011年，随着银价的飙涨，软片的价格约为55元/平方米，PS版多是25元/张，因此若采用传统制版方式，制一张版的成本约为80元；反观CTP制版成本，由于技术成熟、市场铺开、国产版材竞争力提升等因素，CTP版材价格一路走低，一张热敏CTP版材只要30多元，即便是报业应用较多的光敏CTP版材，价格也仅约50元，这一上一下的发展模式，也使CTP制版的成本优势愈发明显。 　　地区业绩 强者恒强 　　 　　从地理分区上分析CTP的应用差异，是我们观察中国报业印刷领域CTP技术应用水平的重要视角。如图1所示，在139家样本企业中，华南地区14家报业印刷厂，CTP制版量约208万张，为CTP制版总量（918万张）贡献了22.66%的份额；华东地区41家报业印刷厂，CTP制版量约318万张，占34.64%，这两个地区几乎拿走了CTP制版总量约60%的份额。接下来依次是华北地区34家报业印刷厂，CTP制版量约为123万张，占13.40%；华中地区16家报业印刷厂，CTP制版量约为87万张， 占9.48%；东北地区11家报业印刷厂，CTP制版量约为76万张，占8.28%；西南地区12家报业印刷厂，CTP制版量约为62万张，占6.75%；西北地区11家报业印刷厂，CTP制版量约为45万张，占4.90%。 　　值得一提的是，华南地区不仅对全国CTP制版总量的贡献较大，在接触CTP的时间以及技术先进性方面，也优势明显。首先，全国第一家使用CTP的报业印刷厂——羊城晚报报业集团便地处华南，我国报业对新技术的应用有一个很明显的特点——带动效应强大，一个地区有一家报业印刷厂引进了先进技术并取得成功，很快就会带动该地区其他报业印刷厂跟进。其次，近年来华南地区引进的CTP设备大多配置齐全，功能先进，很多都是报商两用机型，一台CTP设备既可以适用于报业的1200dpi低分辨率出版，也可适用于商业的2400dpi高分辨率出版。 　　为更准确地动态分析年，我国报业领域CTP应用的变化情况，这里我们对连续两年均申报了制版量数据的企业（共126家）进行比对分析。如表1所示，从地区分布上看，全国各大区CTP制版量占比继续全面大幅上扬，其中华南地区依旧最高，CTP制版量占比达73.77%；华东地区紧随其后，CTP制版量占比62.88%；值得一提的是，即便是排在最后一位的华北地区，其CTP制版量占比也已达41.13%。而在2010年，排在第二位的华东地区，其CTP制版量占比也不过40.72%，足见2011年我国报业CTP制版量的增速之快！ 　　仔细分析表1，以下几点不得不提。首先是华中地区CTP制版量增速迅猛，达81.06%，居各地区之首，再仔细盘点，其中的10家样本企业中，有6家均是2011年引进的CTP设备，有的更是一引进就实现了100%的CTP制版。其次，东北地区成长迅速，2010年，其CTP制版量占比排在最后一名，而2011年则仅次于华东、华南地区，据业内人士透露，这可能源于CTP设备供应商对这一地区销售政策的倾斜。记者也发现这一地区中的多家报业印刷厂在2011年都实现了CTP制版量零的突破。然而，让人有些意外的是，华北地区在2011年的CTP制版量占比排在最后一名，仔细分析，主因是该地区印量在10亿对开张以上、制版量大的几家报业印刷厂CTP制版量占比无一例外地均有倒退，背后原因不一而足，有业内人士分析：“有的大型报业印刷厂引进CTP技术较早，经过几年使用，CTP设备故障率提高，当时的CTP设备对版材的要求也较为苛刻，这使得有些印厂经过几年的努力，CTP制版量占比好不容易有所上升，结果由于未及时更新设备，考虑到综合成本原因，就降低了CTP的使用率，出现了短时期的‘断档’问题。” 　　 　　规模视角 谁是下一个增长极？ 　　我们再来分析不同规模企业对CTP的应用差异。延续以往中国报业协会印刷工作委员会对印量的分档方式，表2显示了2011年不同规模报业印刷厂的CTP制版量占比情况，我们发现排在第一位的是印量1亿～2亿印张的报业印刷厂，其CTP制版量占比达68.00%；紧随其后的是印量为1亿印张以下的报业印刷厂，CTP制版量占比为64.72%；排在最后一位的是印量为2亿～5亿印张报业印刷厂，占比也已过半，达51.56%。 　　 　　通过表2，我们还可以看出不同规模的报业印刷厂中拥有CTP的企业数量的占比情况，印量为10亿印张以上的大型报业印刷厂的CTP普及率最高，达94.44%；接下来依次是印量为1亿～2亿印张的报业印刷厂，拥有CTP的企业数量的占比90.48%；印量为5亿～10亿印张的报业印刷厂，拥有CTP的企业数量的占比81.82%；印量为2亿～5亿印张报业印刷厂，拥有CTP的企业数量的占比77.42%；印量为1亿印张以下报业印刷厂，拥有CTP的企业数量的占比 66.67%。由此可见，CTP在各规模报业印刷厂可谓全面推进，多点开花。此外，我们还注意到，尽管小型报业印刷厂对CTP技术应用的普及程度不及大型报业印刷厂，但是仍占比过半，其对CTP技术报以极大热忱的原因除了版材成本下降、国产CTP设备逐渐成熟等原因外，“租赁”以及“买CTP版材送设备”等供应商销售政策的推行也大大降低了他们引进CTP设备的门槛。 　　表3显示的是2011年全部采用CTP制版的报业印刷厂，与2010年全部采用CTP制版的报业印刷厂中1亿印张以下的小型企业居多的情况有所不同，除年印量在10亿印张以上的企业仅有1家外，其余各规模企业势均力敌，均为5家。这也可以从一个侧面反映CTP在我国各规模报业印刷厂全面推进的态势。但在表3中，有一点值得注意，对比2010年和2011年两年的统计数据，我们发现，有不少企业之前已经实现了100%的CTP制版，在2011年又部分恢复了传统制版。究其原因，是CTP设备应用不够成熟？抑或是受业务类型变化的影响？还有待进一步观察。 　　此外，据业内人士分析，之所以会出现印量在10亿印张以上的企业普遍没有全部采用CTP制版的情况，很大程度上是由于以当前的传统制版成本与CTP制版成本计算，一叠报纸晒一套印版时，虽然CTP成本优势明显，但是对于主要报纸品种多、印量大的企业，通常一叠报纸要晒4套版，而此时再使用CTP制版的成本优势不复存在。由此可见，随着CTP版材成本的进一步下降，这一军团的CTP设备购买能量仍将得到巨大释放。 　　对于中国报业CTP的发展速度，业界普遍持乐观的态度，来自2011年报纸印刷厂厂长会议的消息称，“有望在3年内基本实现我国报纸印刷CTP工艺的改革。”也有观点认为，最多5年，我国报业印刷厂将全面采用CTP制版。无论如何，引进CTP仅仅是个开始，如何用好才是下一个焦点。 　　
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