时间:2023-06-11 09:33:15
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇通信技术的基本概念,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
一、课程的结构体系和教学内容的优化
目前,《通信技术》这门课讲解内容有:(1)均匀传输线理论与天线的基本概念,主要介绍均匀传输线方程及其解,传输线的阻抗与状态参数、无耗传输线的状态分析,评价天线性能的几个主要指标,基本振子辐射和天线常用的各种电参数;(2)微波中继通信系统,主要介绍数字微波中继通信的概念,工作原理,设备组成,微波中继站的转接方式;(3)卫星通信系统,主要介绍通信卫星和地球站,卫星通信的分类、工作频率及其特点;(4)光纤通信系统,主要介绍光纤的结构与分类,光纤的导光原理和传输特性,光纤通信的主要特点,数字光纤通信系统的组成和工作原理;(5)移动通信系统,主要介绍移动通信的特点和工作方式,移动通信中无线电波的传播特性,移动通信组网技术,数字调制技术,蜂窝移动通信系统.
参照国内外重点大学此类相关课程教材,结合自身的特点,需适当调整《通信技术》这门课程的结构体系和教学内容,尤应增加当今最前沿的通信技术及其发展趋势,拓宽学生的知识面,如3G通信技术在现实中的应用及其市场发展前景,认知无线电技术基本概念及其主要研究成果,激光通信技术,可见光通信技术等.《通信技术》课程大部分相关教材内容很少揭示通信问题所对应的数学模型,很少用数学的理论去解释一些通信中的结论,而数学类专业学生的数学理论基础扎实,教学中可以补充相应内容引导学生应用数学理论、方法研究通信中的问题.比如,讲解均匀传输线理论时,可以与学生一起建立均匀传输线系统数学模型,得到传输线上任意一点z处电压和电流的基本方程式中:U、I分别为电压、电流,Z=R+jwL为单位长度的串联阻抗,Y=G+jwC为单位长度的并联导纳.
数学类专业学生求解上式方程的稳态解是件容易的事,因此可以安排学生自己求出方程的解,最后再将方程解中各个参量的物理意义解释清楚.这样,学生不仅可以体会到学习数学的用途和运用数学理论、方法解决问题的快乐,而且对通信知识的理解更加深刻.再比如,卫星通信系统按轨道分类有低轨道和中高轨道,可以引导学生推导轨道高低与通信卫星电波覆盖地球表面的关系,使学生了解需要多少颗卫星才能实现全球通,进一步考虑通信卫星使用寿命、发射成本、维护难易、干扰的抑制以及保密性能等因素,建立一个多目标评估系统,根据多目标优化理论,建立数学模型,通过数学方法分析模型,结合软件进行数值仿真验证,最终提出实际可行的参考报告.《通信技术》课程每个章节都有这方面的内容,在教学过程中应注意挖掘这样的教学素材.
二、教学观念、手段的更新
以往教师讲授《通信技术》这门课主要是单向说教,老师唱独角戏,形式单调,调动学生主观能动性、培养学生创新能力的方法欠缺.教学应从单纯的知识传授转变为研究式的教学,用研究式的教学作为提高教学质量和教学水平的重要手段.
研究式教学要求充分发挥师生双方的主动性和创造性,这对于习惯了“模仿+记忆”的教学模式的学生来说必然会碰到更大的困难.在讲授天线、卫星通信、光纤通信以及移动通信等内容时,老师可以先布置课外查询任务,查阅这些技术的起源、发展、现状及未来趋势,然后让学生在课堂上交流对这些内容的认识、理解.老师根据学生交流情况汇总那些理解不清的概念、技术等内容,然后详细讲明白“是什么”和“为什么”.现在网上有大量的新技术科普片,观看科普片同样可以获得新知识,也是丰富课堂教学方式的途径之一.因此可以收集天线、卫星通信、移动通信、激光通信等新技术的科教宣传片,在授课过程中穿插科教宣传片,使学生能更加直观理解通信相关技术.
三、课外专题的研讨
组织兴趣小组,分组进行课外专题研究,最终各小组形成讨论专题报告,并在全班进行研究结果的回报.其目的是进一步强化运用数学理论、方法解决实际问题的能力,同时培养学生的科研、创新能力.课外讨论专题具体如下:1.智能天线在实际中的应用,采用智能天线提高系统容量及服务质量的数学模型,解决该模型的数学方法及其性能分析.2.为什么要使用MIMO系统?如何做到在不增加总的发射功率或者带宽的情况下,使MIMO信道容量随发送、接收天线数有显著增长.3.同步卫星的轨道高度计算,低轨道小卫星通信中信道公平合理切换策略,卫星通信技术的信号覆盖问题所对应的数学模型,结合性能、实用性、成本、市场价值等因素如何优化模型.4.编码技术被认为是克服由噪声、自然干扰、人为干扰、衰落以及其他信道损耗所造成的不良影响的一种有效方法,研究编码问题中的数学方法应用.5.频率复用是通信中一项重要技术,建立频率分配优化方案,在实际应用系统中如何通过优化的数学模型参数设置,减少系统整体信道间的总干扰,提高通信系统的通信质量.6.MIMO信号检测就是按照一定的准则从被噪声和干扰所污染的接收矢量r中译出发射符号矢量s.根据MIMO信号发送方式的不同,往往会采取不同的检测算法.建立MIMO系统的信号检测的系统模型,比较不同的检测算法的性能,针对某些算法不足,提出改进的方法.
作者:戴建新蒋志芳殷晓晖单位:南京邮电大学理学院
曲箫扬 长江职业学院 430074
【文章摘要】
随着社会科学技术的不断发展以及智能手机的逐渐普及,社会大众越来越关注4G 移动通信的相关技术。在本文中,简单阐述了4G 移动通信技术的基本概念,并介绍了相应的通信系统和比较核心的技术,此外,还具体剖析了4G 移动通信技术存在的安全方面的一些问题,并提出了一些相应的有效解决策略。
【关键词】
4G ;移动;通信技术;概念;安全;系统;策略
全球上第一代的移动通信系统是在上个世纪的美国研制成功的,进而拉开了移动通信时代的序幕,同时在逐渐进步的科技当中得到了快速的发展。一直到现在,4G 移动通信网络在移动通信这个领域开始崭露头角,与3G 移动通信技术相同,都广泛应用在世界的范围之内。相比于2G 移动通信,3G 通信系统有着许多方面的优势,但是在电路交换、统一标准、业务管理、接入速率、网络安全以及视频应用等各个方面都出现了不足,所以,人们将大部分的希望寄托于4G 的移动通信。
1 简述4G 移动通信技术的基本概念
一般来讲,4G 移动通信技术能够被定义成分布网络以及广带接入,它的非对称的那种数据传输的能力应该保持在2Mb/s 以上,能够对4G 移动通信的相关用户提供大概150Mb/s 的清晰视频的相关服务,还能够实现传输三维图像。同时, 4G 移动通信能够实现两个不同的频带网络或者无线平台之间的无线传输,并能够不分地点时间,可以对互联网宽带进行随时介入,除了网络的基本信息之外,还能够为用户有效提供数据整理、地点定位以及远程遥控等各种功能。除此之外,4G 的移动通信系统也属于是一种更加高级的移动宽带的通信系统,具体的特点是多功能进行一定的集成,属于宽带接入的一种IP 系统。
2 4G 移动通信的相关系统
2.1 接入系统
一般情况下,4G 移动通信网络的接入系统主要包括:1)无线系统(比如DECT 等);2)无线的蜂窝移动通信系统( 如2G 等) ;3)短距离的连接系统( 例如蓝牙等) ;4)固定无线接入以及无线环路系统;5)无线的局域网系统;6)相应的卫星系统;7)有线系统;8)广播电视的接入系统( 如DVB - T、DAB 等) ;9)STS 平流层的相关通信系统。同时,4G 移动通信网络的相关接入系统存在的比较显著的特点为:智能化的模式终端在一定程度上基于公共的一种平台,利用各种相应的接入技术,实现网络平台间的协作以及无缝连接,运用最优化的工作方式有限满足用户的各种需求。
2.2 核心网络
通常来讲,4G 移动通信系统当中的核心网是基于全IP 的一个网络,也就是基于IP 的网络维护管理、基于IP 的承载机制、基于IP 的应用服务以及基于IP 的网络资源控制。相比于3G 移动网络,4G 移动系统有着很多根本性的优点,具体表现为:能够实现不同网络之间的无缝连接。其中,核心网相对独立于无线接入的具体方案,可以有效提供端、端之间的IP 业务, 可以兼容已经存在的核心网。核心网有着相对比较开放的一种结构,基本允许空中接口可以接入到核心网;此外,核心网可以将传输、控制以及业务等分开。
2.3 移动终端
我们知道,4G 移动通信系统的特征在一定程度上决定了4G 移动通信系统的移动终端和3G 系统的不同。而4G 移动终端应该可以有效支持广带宽以及高速率的相应要求,与此同时,4G 移动通信终端还应该能够保证可以适应不同的QoS 指标要求、不同的空中接口要求以及终端用户在移动性能方面的一些要求来对用户的相关需求进行一定的满足。为了能够对不同的空中接口进行兼容,那么移动终端应该具备更新软件方面的能力,并能够利用软件的下载来实现更新。除此之外,在4G 系统当中,存在着多样化的终端形式, 化妆盒、手表或者眼镜都有一定的可能会成为4G 系统的终端。在未来,4G 移动终端会具有下面的一些具体特征:1)更高的网络联通性( 无线设备能够利用Adhoc 方式来进行组网) ;2)更强的交互性能( 更加方便的网络和个人接口) ;3)更加丰富的个性化服务( 更加支持GPS 定位、蜂窝电话以及寻呼等业务) ;4)更强的安全保障功能( 比如嵌入式的那种指纹的认证) ; 5)更强的动态自重构的能力( 能够对业务要求和网络条件进行自我适应) ;6)更强的识别语音的功能。
3 4G 移动通信的相关技术
通常来讲,4G 通信技术主要包括MIMO、OFMD 以及智能天线等一些技术, 有着信息量比较大、可容性比较强以及传输速度非常快等各种优势。4G 移动通信相比于3G 来讲,有着相对比较高质量的视频通信,有着清晰化的视频图像以及高速率的传播,能够为视频通话以及直播论坛等有效提供更加稳定的一种信号支持, 与此同时,使用没有固定地点的无线网络服务来有效提供定时、通讯定位、远程控制以及信息收集等服务。
3.1 MIMO 技术
该技术的效能主要在于改善通信质量以及提升通信效率,设置多副发射天线并将其接入到天线当中来有效实现该技术的相应功能,本质上来讲是以空间分集以及空间复用的增益作为信息系统来有效提供支持,这就能够使用空间分集的可靠性以及空间复用技术的容量性,实现支持信道。因为该技术的主要功能在于将比较传统恶通信系统当中的衰落因素转化通讯性能方面的增加,能够实现提升传输业务的速率,从而可以有效实现提升无限通信的性能。
3.2 OFMD 技术
这种技术一般指的就是正交频分复用的一种技术,属于4G 技术的一种核心, 能够把信道大体分成多个正交的子信道, 转换高速数据信号为低速的数据流,进而实现调整每个子道方面的信息传输,这就会对频谱效率进行有效提升,实现抗码以及高速传输之间的干扰。
3.3 智能天线技术
智天线技术主要由天线阵、波束形成网络以及波未形成算法三个部分组成, 基本功能为信号干扰防御,为了有效实现该功能,应该有效借助于各阵元信号的调整相位以及加权幅度,天线阵列方向的图形进行改变的情况下将其抗干扰的功能有效实现,在该功能的相应刺激之下,该技术应该被应用到缓解资源、提升信息容量、提升通讯质量以及提升传速当中。
4 4G 通信技术在安全方面存在的威胁
目前,存在着非常多的对4G 通信技术安全造成威胁的因素,最为主要的是一些无意识的人为的错误、故意的人为的破坏以及攻击、泄露密码以及系统的漏洞等一些因素,进行了如下的总结:
4.1 软件安全以及应用系统方面的漏洞
网络的浏览器以及网络服务器出现问题是一种极其正常的现象,很难做到不出问题,由于它刚刚进行研制,目前还处在进行试验的阶段,还不是非常的成熟, 同时还因为存在很多人不能充分把握该技术等,很容易会出现很多问题尤其是系统方面的问题,死机属于极其正常的现象,因此主要的问题是系统以及软件的不成熟,应该对系统以及软件进行大力研发。
4.2 黑客一般来讲,黑客是编辑程序的人员, 他们可以进行程序的编辑以及系统的操作,同时具有非常高级的知识,并通过安全漏洞非法进入到他人的计算机系统之内,有着非常大的危害。 4.3 病毒
通常情况下,很多网络方面的东西基本都比较怕病毒,所以4G 通信技术也存在这样的问题,非常多的病毒会对传输路径进行一定的破坏,进而在传播的过程当中出现问题,会出现乱码或者会接不到信号,根本不能预防病毒,只有对自己的系统进行更新,在一定程度上限制病毒,有效防止病毒入侵。
5 解决安全问题的有效策略
只存在检查以及防范的通信系统对于保证可靠以及安全是远远不够的,该系统还应该具有自动恢复以及抗病毒侵袭方面的能力。由于系统根本就做不到所谓的万无一失,一旦发生检漏以及防漏等事情,那么一定会产生灾难性的结果。同时, 也不可避免天灾人祸,这也会造成毁灭性的通信技术系统方面的破坏。系统容灾技术,就算有系统灾难发生,也会对系统以及数据进行快速的恢复,能够有效完整地保护网络信息系统方面的安全。
目前,主要是为了进行数据的备份以及基于系统容错的一种系统容灾方面的技术。在系统当中,最后的屏障是数据备份,不容许出现任何一点闪失。但是,离线的介质根本就不能有效保证不会出现差错,数据容灾进行数据安全的保证主要利用的技术是IP 容灾技术,在使用数据容灾时应该存在两个存储器,在两个存储器间建立复制方面的关系,同时,两个存储器不可以放在相同的地方,应该是分别放在本地和异地。放在本地的那个存储器应该服务本地,供本地进行使用,而放在异地的存储器应该进行关键数据的实时的复制以及备份。两者之间通过IP 进行相互连接,会构成相对比较完整的数据方面的容灾系统,同时也可以提供数据库当中的容灾功能。
6 结束语
随着科学技术的迅猛发展,在对待通信的新技术时,我们应该有意识的保持更加的冷静以及理智,一定不会有一帆风顺的4G 演进的道路,未来我们会面临着机遇以及挑战。所以,我们应该抓紧进行先进软件以及系统的研发,有效满足现代时代的一些实际要求。
【参考文献】
[1] 白曙光. 基于4G 移动通信技术的安全缺陷研究[J]. 中国新通信,2014(15):56–57.
[2] 李强. 刍议4G 移动通信技术与安全缺陷[J]. 通讯世界,2014 (1):34–35.
[3] 伍伟化.4G 移动通信技术与安全缺陷研究[J]. 信息通信,2014(9):78–79.
【关键词】 认知无线电技术 军事通信领域 应用价值
认知无线电是以软件无线电为基础的一种智能无线通信系统,认知无线电能够适应好周围的环境变化,动态识别没有被占用的合法频谱,在空闲频谱信号传输过程中不会对合理合法用户造成有害干扰。
一、认识无线电的基本概念和基本分类
1.1认知无线电的基本概念
随着无线通信技术的发展,软件无线电的概念被人们所熟知,并且将其逐步引入到军事通信领域中来。无线通信技术通过软件编程来实现对无线电台的各种操作功能,以软件无线电为媒介来实现无线调制解调算法[1]。也就是说,软件无线电的出现将改变目前基于硬件和面向用途的产品设计方法。在不断完善的军事通信领域过程中,应用认知无线电技术能够显著提高军事通信系统的信息化水平。另外一个角度来看,军事无线通信的需求在迅猛增长,军事通信系统对无线频谱资源的需求也在不断地增长中。针对上述问题,软件无线电和协同通信等技术不断推陈出新,导致无线频谱的利用率越来越低,从而降低了军事无线的通信性能。认知无线电的使用则有效解决了上述问题,认知无线电能够通过贫谱感知技术进入到授权频段,从而最大限度地提高无线频谱的利用效率,提高军队的作战能力。
1.2认知无线电的基本分类
1、频谱感知技术。主要指的是对电磁环境的感知能力,从而发现出频谱空洞,再从中熟悉好无线信号的基本特性,再进行合理利用。
2、频谱分配技术。频谱感知探测到的频谱空洞资源随着用户的需求而进行相应改变的,按照不规律的频谱资源进行整合能够实现频谱资源的合理分配与应用。
3、功率控制技术。军事通信系统中,频谱发射功率一旦不合适势必会影响到通信水平。在清楚认知传统功率控制方法基础上,再将信息论和对策论等互为结合,取长补短,不断 改善军事通信过程中的功率控制。
二、认知无线电的基本特点
现阶段来看,认知无线电技术的主要特点包括以下几个方面:(1)信息认知能力;(2)频谱管理能力。认知无线电技术是在无线电技术上的创新与进步,无线电的信息认知能力主要体现在能够有效感知或者捕获到所在工作环境中的相关信息,再从中挑选出最为合适的工作参数和频谱。频谱管理能力主要体现在对频谱的感知方面和判决方面,在很大程度上能够有效提高频谱的管理能力。除此之外,频谱感知能够通过监测可以用的频段,再发F其中的频谱空洞[2]。总而言之,认知无线电技术能够对无线电磁环境进行有效分析,再快速感应出相关数据信息,最终有利于提高军事通信系统的传输能力。一旦频谱管理不当或者分配方案不够灵活,势必会贻误战机,使得认知无线电技术无法快速且有效的完成频谱资源的合理分配,在通信过程中能够根据战场的频谱需要而进行相关调整,不仅仅能够提高军事通信系统对频谱的管理效率,而且还能够提高系统的抗干扰能力。
三、认知无线电在军事领域中的主要优势和面临的阻碍
认知无线电是一种能够感知军事无线环境,且通过对环境的理解与学习等实时调整内部配置,从而最终适应外部战场环境变化的一项技术[3]。
认知无线电目前面临的主要障碍。首先,认知无线电技术的终端研制制约其发展;其次,认知无线电软件技术的研究需要针对各种战场的实际环境进行相应的算法处理,最终应用到军用终端上,但是目前的技术尚未达到有关水平。随着通信技术的发展,高性能且软件化的射频终端将应用在军用认知无线电领域中。
主要优势。军用无线电电子对抗通过感知战场电磁频谱特性能够提取出干扰信号的特征,从而准确且快速地进行敌我识别。与此同时,进行电磁频谱侦察能够大大提高电子对抗效率,当敌方采用扫频式干扰模式时,能够采用更换频率集的对抗战略。一旦敌方变换姿势,采用跟踪式干扰方式时,我方可以采用变速跳频的对抗策略。在军用认知无线电抗干扰策略中主要应用的是抗敌方干扰策略,敌方干扰的常见方式有以下几种:其一,阻塞式;其二,扫描式;其三,瞄准式。认知无线电技术能够通过对频谱的感知,将敌方的干扰信号所在频段划分在门限以上,将没有干扰的信号频段划分在门限以下,基于此能够避开信号干扰。
四、结束语
综上所述,认知无线电技术具有接入非常灵活的特点,能够有效提高频谱的利用效率,在军事通信领域中发挥出很大的作用。
参 考 文 献
[1] 费利军,王亚鸽.认知无线电技术及在军事通信中的应用[J].现代电子技术,2014,15(17):36-38,42.
【关键词】教学内容;教学手段;通信网
随着网络通信技术和通信产业的快速发展,通信网已深入到社会生活的各个层面,成为现代社会重要的关键基础设施,通信产业也成长为国家的支柱产业。高校将《通信网》课程列为电子信息类专业的专业必修课,部分高校将其确定为专业核心课程,通过该课程的学习,使学生建立现代通信网系统的概念,掌握现代通信网的基本概念、组成、通信网要解决的基本问题;掌握现代通信网的工作原理、关键技术、体系结构、现状及发展趋势。为学生从事相关专业的工作打下基础。
1.课程存在的问题
以往《通信网》课程主要的教学内容是以电话通信网和电路交换原理为核心,展开介绍各种电信网的组成原理和主要技术。目前,电信业务已经从话音通信时代过渡到信息和多媒体通信时代,通信网的网络体系架构产生了较大改变,所以要对《通信网》课程的教学内容以及配套教学方法进行调整和改革。
2.教学内容调整
《通信网》课程的教学内容决定了学生对通信网络的理解和认知,而通信行业自身的特点是发展速度快,所以我们要随时对课程内容进行调整。
教学内容的改革,采取“由大到小”的方法,即先建立通信网的基本概念,再详细介绍通信网中主要技术的细节。整体分为三大部分:
第一部分主要介绍各种业务网和支撑网的网络拓扑结构,体系结构、控制机理等关键技术,旨在给学生建立全程全网的概念;这部分内容以电话网为核心,作为《通信网》课程的入门网络,由于学生对电话网的并不陌生,所以很多抽象的知识点可以通过相关的实例帮助学生理解。学生对电话网有了较深入的理解和认知后,“传输网”部分的内容可以结合电话网中的PDH技术引出SDH技术,“接入网”强调光纤接入技术以及HFC技术, 然后介绍“支撑网”的内容。
第二部分主要介绍各种主流的交换技术,包括电路交换技术,分组交换技术,ATM交换技术,IP网的交换技术,MPLS交换技术,光交换技术等,旨在详细地介绍各种交换技术。
第三部分着重介绍分组数据网的内容。目前,数据通信已经超过了电话业务成为现代通信网的主要业务。在教学内容上,应适当缩小电话通信网和电路交换技术的比重,增加大IP 技术的授课学时,以适应现代通信网的发展趋势[1]。
3.教学手段改革
传统课堂理论教学主要采用板书的形式,随着多媒体教学手段的丰富,理论教学采用以多媒体手段为主 ,板书讲授为辅的方式,形象而且直观地将现代通信网的最新科技成果和发展趋势引入到教学中,保持新鲜的教学内容,启发学生对该课程的兴趣。多媒体教学中的教学内容主要以动画、图片、视频和文字的形式展示,切“忌板书搬家”现象的出现。在授课过程中,教师应注意学生的反馈信息,观察学生的表情、动作等来感受学生的理解程度,及时地做出调整,保证学生能及时地消化课程内容[2]。同时在教学过程中针对典型通信网的发展趋势采用讲座与课堂教学相结合的方式,拓展学生的知识面。
在教学过程中引入网络教学,搭建了通信技术课程群网络教学平台,利用其中一个模块作为《通信网》课程教学区,任课教师将与课程相关的视频、参考材料以及试题库等信息源加载到网络教学平台上,学生可以通过此平台在线浏览或下载材料。该平台具有资源丰富、内容新颖、人机界面良好、交互性强、灵活多样、更新及时、使用方便等特点,如图 1所示。网络教学模式比传统教学模式更有利于能培养学生的信息获取、加工、分析、创新、利用、交流能力;能够培养学生良好的信息素养,把信息技术作为支持终身学习和合作学习的手段,为适应信息社会的学习、工作和生活打下必要的基础。
4.结论
通过对《通信网》课程教学内容和教学手段的优化改革,解决了课程的教学内容较新技术滞后和知识点结构混乱的问题,学生在理论知识的学习过程中,能够接触到最新的通信技术并轻松地掌握相关知识点,网络教学平台的利用,激发了学生的学习主动性,取得了良好的教学效果。
参考文献
[1]郭娟,廖亮.通信工程专业通信网系列课程教学改革的探索与实践[J].西安邮电学院学报,2006(9).
[2]赵泓扬.《现代通信网》课程教学网络建设与教学研究[J].教育技术,2011(6).
[3]邱恭安,章国安,杨永杰.基于项目设计的现代通信网教学模式探讨[J].长春理工大学学报,2010.
[4]秦岭,杜永兴,杨立东,高鹭.现代通信网课程体系的改革[J].科技资讯,2008.
关键词:物联网;概念;关键技术
中图分类号:TN929.5;TP391.44
物联网技术是指通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按照内部的信息交换与传输协议,实现物与物、物与人、人与环境的信息网络化连接,从而实现智能化的对象识别、定位、追踪、管理、服务等综合化的网络管理技术。
1 物联网的相关概念
物联网是现代科学技术信息的重要产物,指的是“物物相连的互联网”。物联网是在现代互联网技术、信息通信技术、管理技术、传感技术、服务与管理技术上发展起来的,将应用拓展到任何物体与物体之间的信息交换与通信。狭义上的物联网技术指的是物品与物品之间的网络连接,实现的功能为物品的智能化识别与管理;广义上的物联网可以延伸理解为信息空间与物理空间的相互融合,实现一切事物的数据化、网络化,在物与物之间、物与人之间、人与现实环境之间构建起新型的信息交换与传输体系,建立起一个真正意义上的“万维网”,这是网络信息技术在人类社会发展的最高境界。从物联网通信的对象以及技术实现过程来分析,实现物与物之的信息交互、人与物之间的信息交互是物联网技术的核心内容。由此,我们可以整体的将物联网概括为三个方面的技术特征:全面感知、智能处理和可靠传送。结合现代对象识别技术对物体信息进行采集,如激光扫描技术、射频识别技术(RFID)等;通过信息感知、分析、处理与捕获技术是采集的物体信息接入网络数据库,利用网络通信技术、传输技术、共享技术等,实现随时随地的、高效的、可靠的信息交换、传输与共享;最后通过数据处理技术、智能管理技术与密码保护技术实现物联网的智能化管理与集中化控制。
2 物联网关键技术分析
2.1 感知与识别技术
感知与识别技术是物联网的基础组成部分,负责采集物理世界中一切“物”具体数据信息,实现对“物”的对象感知与识别功能,目前主要应用的感知与识别技术有射频识别技术(RFID)、传感器技术、现代智能扫描技术和二维码技术等。
2.1.1 传感技术。传感技术是利用传感器和多跳自组织传感网络技术,来采集待处理对象的物体信息。传感器技术依附于现代信息敏感处理材料、敏感数据采集设备和计算机数据处理技术,对基础技术和综合信息处理能力要求比较高。目前,传感器技术在对“物”的数据采集精度、稳定度和可靠性方面仍存在着欠缺,我国的传感器技术仍缺乏自主创新,是我国物联网产业化的发展瓶颈之一。
2.1.2 识别技术。识别技术主要包括物体识别技术、地理位置识别技术。对物体信息进行识别是实现物与物互联的基本条件和前提。物联网识别技术是以射频标识技术、二维码技术为基础的。从应用需求的角度来分析,物联网识别技术首先要解决的是对“物”的全网内标识问题,需要建议一套系统且可靠的物联网物体标识体系,以实现物与物之间的数据准确传输与交换。
2.2 网络通信技术
物联网的传感器通信技术是实现信息数据传输的重要方式。而如何对先用的网络体制进行重组和改建,适应物联网的业务开展要求,如实现低数据率、低移动性等要求是现代物联网技术领域的研究重点。传感器的网络通信技术可以大体的分类两类:广域网通信体系和近距离信息传输体系。在近距离传输技术方面,以IEEE 802.15.4为代表的近距离传输协议是目前最广泛应用的技术规范,其免许可证的2.4GHZ频段在全世界范围内可以实现通用,为物联网的信息传输与交换的实现提供协议支持。就广域网通信技术而言,以现代TCP/IP传输协议,3G网络通信技术,卫星通信技术为物联网远程信息传输的实现提供技术支撑,其中以IPV6信息传输协议为核心的下一代通信网络将成为物联网远程传输的主要研究课题。
2.3 计算与服务技术
对海量数据进行存储、处理、传输是物联网要实现的核心功能。而数据信息的服务与实际应用是物联网技术要实现的根本目的。
2.3.1 信息计算。对海量数据信息的感知计算与大数据的集成化处理技术将是物联网应用普及化应用所面对的重要挑战之一。对海量感知信息的大数据整合、云存储、多设备共享、高速率下载、有用数据发现与数据挖掘等关键技术的攻克,采用现阶段兴起的云计算大数据处理与共享技术为物联网海量信息传输提供技术支撑。
2.3.2 服务计算。物联网的发展方向应该以实际应用为最终目的。随着时代的不断发展,涌现出许多新型的应用模式,这对物联网的服务模式和应用开发带来了巨大的挑战。传统的技术路线已经束缚了物联网的发展,在新时代的环境下,服务的内涵将得到革命性扩展。为了适应环境和服务模式的变化,物联网对行业普遍存在和要求的核心技术进行提炼总结,面对不同的需求,研究针对不同应用需求的规范化、通用化服务体系结构以及应用支撑环境等
2.4 安全管理技术
由于物联网终端感知网络的私有特性,网络信息的安全就成为一个必须攻克的难题。物联网中的传感节点部署的环境通常不会有人看守或者一些不可控制的环境,在这种环境下传感节点比较容易被攻击者获取,盗取节点中存储的信息,进而侵入到网络。除了这方面的威胁,物联网终端感知网络还受到一般无线网络所面临的信息的泄漏、篡改、重放攻击等多种威胁。从安全技术角度来看,需要加强的相关技术包括:(1)认证技术――对使用者的身份进行确认;(2)密钥建立及分发机制――确保信息传输的安全;(3)数据加密等数据安全技术――以保证数据自身的安全性等。因此在物联网安全领域,上面提到的几项安全技术就成为加强安全管技术的关键组成部分。
3 结束语
物联网是在现代网路基础上而发展起来的新型技术体系,在未来的社会生活活动中具有极大的可应用潜力。物联网技术的发展必将推动人类文明朝着更智能化、网络化、现代化的方向发展。我国的物联网技术仍处于初级发展阶段,各技术层面仍缺乏自主创新技术,要建设我国的物联网战略规划体系,需要国家各行业的共同努力,以推动我国的信息化社会建设。
参考文献
[1]刘伟,张益铭.物联网关键技术[J].数字技术与应用,2011(06).
[2]李中伟,金靖芝.物联网中的关键技术[J].价值工程,2011(19).
【关键词】 电子信息技术 应用特征 发展方向
前言:在市场经济快速发展背景下,无论企业或个人都需依托于信息技术完成较多生产生活活动,如在通信设备领域、IT产业以及人们日常生活方式中,都可发现有信息技术的存在,充分说明电子信息技术能够对社会发展起到很大的推动作用。因此,本文对电子信息技术特征与发展趋势研究具有十分重要的意义。
一、电子信息技术的相关概述
关于电子信息技术的内涵,首先可从“信息”的概念进行分析,其主要指描述事物形态的重要形式,如数据、文字等,其都可作为被传递与处理的内容。在此基础上便可引申出电子信息技术的基本概念,其可理解为以计算机技术为依托形成的用于传递与处理信息的技术,包括信息或信号处理、传感以及通信等技术。
从目前电子信息应用现状看,其在微电子制造业、计算机技术领域、通信行业以及的制造业等方面都有所涉及。而且在科学技术的推动下,电子信息技术将以会不断创新与突破,更好的为各行业领域提供技术支撑[1]。
二、电子信息技术应用特征研究
2.1网络化与快捷化特征
目前,电子信息技术应用中多以网络数字结构的形式呈现出现,如无线通信技术、光纤通信技术等都可作为网络化的重要体现。而且有较多网络平台与系统如云数据平台等,其都可通过网络技术帮助用户进行信息的存储与使用。同时,电子信息技术网络化特征也表现在较多沟通交流工具方面,用户仅需利用相关软件便可达到信息传输的目标。
另外,在快捷化特征方面,电子信息技术本身表现为速度快、效率高等优势上,无论在信息处理或传感技术的应用等方面都极为快捷,如现代智能手机、平板电脑,为人们生活带来较多便利。
2.2微型化与集成化特征
在半导体技术高速发展的背景下,电子信息技术开始呈现出集成化的特征,如电网建设中对于电路的设计多以集成电路为主。再如传感器的设计,其要求将更多高端技术与复合材料引入其中,整个传感器结构在体积上减小许多,如毫米级传感器,成为现代传感器的典型代表。另外,从计算机制造看,当前应用较为广泛的技术主要以纳米技术为主,尽管计算机在体积上较小,但却容纳较多的技术能力。这些都可充分说明,当前电子信息技术具有集成化、微型化等特征。
2.3数字化与智能化特征
智能化作为现代电子信息技术的重要特征体现,在许多应用技术上都有所体现,如云技术、自动导航技术,都表现出明显的智能化特点,既可使用户工作量减少,同时使数据信息的安全系数得以增加。再如智能传感器的应用,其改变传统信息获取中耗时多、用户工作量大等难题,能够在信息传输后第一时间进行获取。另外,现代电子信息技术应用中,对于各行业领域中累积的数据,都可进行高效处理与存储,如云计算平台等,仅需保证相关数据转化为系统或平台可接受的形式,便能达到存储与处理的目标[2]。
三、电子信息技术发展趋势分析
电子信息技术在未来发展中将表现在多核方向、高集成化方向、光电子技术等方面。其中多核方向,主要表现在处理器由单核向多核过渡,多核心将逐渐取代单核心,且其他技术如图像处理、语言识别以及多媒体技术等都将以人工智能作为核心。而在高集成化方向方面,纳米加工将逐步取代原有的集成电路技术,22nm与32nm等纳米级技术也开始投入使用。
在光电子技术方面,目前大多发达国家致力于对光电子技术给入较多投入,如激光器的设计,其在工业、农业以及医疗行业等许多领域都有所涉及。再如常见的LED灯具,其是优化高耗能照明系统的重要体现。此外,通信技术方面也将趋向于高效化特征,如CDMA数字通信,其成为现代数字移动通信的典型代表[3]。
四、结论
电子信息技术以其自身的优势被广泛用于现代各行业领域中。从其现代应用特征看,多表现在智能化、网络化、集成化以及微型化等特征上,能够为人们的生产生活带来极大便利。
而在科学技术的推动下,电子信息技术也将向多核方向、高集成化方向以及光电子技术等方面发展,可为现代生产生活活动提供更多优质服务,推动社会的全面发展。
参 考 文 献
[1]方静. 试论电子信息技术的应用特点与未来发展趋势[J]. 信息与电脑(理论版),2011,01:167.
融合通信技术属于计算技术和传统通信技术融合的一种新型通信技术,其融合了计算机网络和通信网络,在网络平台上实现传真、短信、电话、实时通信以及多媒体会议等众多网络通信服务。随着电网业务不断改革,对于通信平臺的信息交换要求变得更高,电力通信通过互联网实现不同方式的网络信息交换服务。融合通信技术将通信系统和IP设备集成到一起,创建一个涵盖整个企业的通信平台,将用户像电一样实现实时沟通。本文针对电网企业中采用融合通信技术的应用进行讨论,分析了融合通信技术基本概念、发展现状以及融合通信平台构建等内容,为相关研究者提供参考。
一、融合通信简介
融合通信技术实现了计算机技术和传统通信技术融一种新型整合通信模式和解决方案,融合通信技术构建的网络平台具有较强的灵活性、集成性以及实用性较强的特点。融合通信技术实现了企业客户之间进行网络交流全新体验,简化了交流方式和提高了沟通效率。融合通信技术将会把持企业内部所有的通信模式,将固定电话通信、电子邮件通信以及移动设备通信等实现数据相互交换。融合通信技术将固定通信和移动通信模式整合到一个平台,实现了提高数据交互效率和节约交流沟通成本,并最终实现电网企业的综合实力提升。融合通信技术具有通信网络的融合性、扩展性和多样性,网络通信的融合性将终端统一到一个网络之上,并实现网络统一管理和维护;网络通信扩展性将通信功能更好的嵌入应用系统之中;网络的多样性使得网络不仅是IP网络、固定网络,还包含了GSM网络和无线网络。
二、电网企业通信环境现状
随着人们对电力网络的需求日益增多,电网企业的通信网络服务负担越来越大,如何实现高效通信将变得越来越重要。现代的电网企业故障造成的损害非常大,要求电力用户必须要快速高效寻找应对策略。电网企业的员工和业务合作伙伴之间的沟通方式主要有下面几种:移动电话、语音通信、邮件通信、传真通过信、即时软件通信以及短消息等方式。伴随着电话会议、视频会议、Web会议、移动互联网和多媒体的普及,人们对于沟通交流的网络通信质量也正在不断提高。通过融合通信技术构建起组织结构,在组织机构中工作人员的沟通,通信的核心数据的准确性和数据来源相当重要。目前,核心数据主要来源于LDAP目录。其主要的内容包含了组织机构人员的固定电话、邮件信息、Ip电话、手机号等重要信息。通过组织机构、个人组织和公共组进行分析和统计,使得用户可以更加方便查询。
三、融合通信技术应用效果
3.1优化工作人员及业务流程效率
融合通信技术可以帮助企业员工更加高效合作,通过融合通信技术来开拓员工之间的关系,使得员工关系更具有价值。按照电网企业的分布式通信对象进行集中统一综合,从而获得更加高效的通信模式。融合通信技术可以帮助电网企业员工协助工作。
3.2拓展电网企业价值
融合通信技术可以充分利用现代的企业资源设备,并创造出新的价值。传统的通信模式迁移到IP电话,用户的所有设备均能够得到大部分保留。通过融合通信技术扩展资源能力,充分发挥出企业的价值。
3.3更好发挥软件应用价值
融合通信技术不仅可以为电网企业提供更加全面的多厂协作通信服务,而且还可以更大限度的发挥出企业的价值。将企业的更多资源集中到企业的核心文化之中,并且通过企业的核心业务来实现资源集中。
四、结束语
【关键词】微波与卫星通信;多维立体互动;教学模式
《微波与卫星通信》是电子信息工程无线通信方向必须的一门核心专业基础课程。该课程介绍微波与卫星通信的基本原理、微波与卫星通信技术以及电波传播原理等三大部分的知识,具有极强的理论性和抽象性。通过本课程的系统学习将有助于移动通信、射频通信电路、无线通信电波传播与天线技术等后续专业课程的开展。为此,本文就该课程的理论与实践的联合培养模式、专业知识衔接、多维立体互动教学和对分易教学平台的应用开展探讨。
一、理论与实践联合培养模式探究
本课程的教学目标在于:通过对《微波与卫星通信》基本原理的剖析式分析,要求学生掌握微波与卫星的基本概念、特征和系统结构,了解微波与卫星通信区别于其他无线通信技术的最基本的特点;通过学习微波与卫星通信的基本技术,要求学生掌握《微波与卫星通信》常用的调制与解调原理、信道编码技术、多址技术;通过学习《微波与卫星通信》无线电波传播原理,要求学生掌握电磁波的传播特性、电波传播链路的计算与设计。可以看出,《微波与卫星通信》也是一门实践性较强的实训课程,若学生仅限于学习书本上的基本原理、常用通信技术以及电波传播等理论知识,并不能解决与《微波与卫星通信》相关的复杂工程问题。鉴于此,该课程需要开设一定课时量的实验,学生可以熟悉微波与卫星通信的基本技术,掌握常用微波电路系统的测试方法和设计思想,实地测量并分析实用的微波电路部件,包括放大器、各种滤波器、混频器和功放器等输出的时域和频域信号。通过使用卫星通信收发平台、测试软件及分析仪器,对微波电路系统进行测量和设计可以培养学生的操作能力、分析能力、知识的应用能力、协作能力等综合素质,使学生对工程性实践操作有更明确、更深刻、更直观的认识,从而为学生的工程实践应用奠定基础。
二、专业知识衔接,提高教学效果
该课程需要扎实的数理基础和抽象思维,因此在前期导向课程的教学活动中,比如大学物理、通信原理、移动通信等,应对相关的基本知识点做介绍。例如大学物理中的麦克斯韦方程组知识点在电波传播中的衔接;地面移动通信中常用的调制解调技术与卫星通信背景下调制解调方案的指标差异。除了与前导向课程的衔接,还需要结合空天地海一体化技术的发展,增加该技术领域的发展前言,激发学生对课程的兴趣,比如增加卫星定位、导航、深空通信、临近空间、水声通信等相关背景和关键技术的介绍。
三、以学生为主体,激发能动性
近年来,高等院校在教育教学改革方面进行了积极探索,取得了一定的成绩,但仍是在以往教育机制上做的延续,因而教育模式还存在弊端,这种弊端主要体现在忽视了学生的主体地位,未能激发学生学习的主动性和能动性。为此,我们应该结合日常的教学活动,将创新性的多维立体互动式教学模式应用到理论与实践课程教学活动中[1][2]。《微波与卫星通信》课程中的重点知识点的理论性比较强,仅在有限的学时中,让学生对微波与卫星通信的基本原理有深入的理解尤为困难。若将学生作为课堂教学的主体,结合多样化、多维度和互动式的教学模式,将会改变原有的一些固定教育方法。举例来说,在讲授卫星通信中的信道分配和多址接入时,可以等效为各楼层教室的使用时间、使用群体和群体语言等。
四、使用现代多媒体技术改革教学模式
随着通信技术的快速发展,各种先进的现代化多媒体技术应运而生。这些技术改变了传统的灌输式教学方法,不再只强调教师对课堂的主导。对分易是一种新型的教学平台,适合多种教学模式,是一款服务于高校教师的技术平台。在《微波与卫星通信》课程管理中,利用此平台能够将课堂教学中的框架、重点、难点和讲解内容展示给学生,同时,学生课后也能自主性、个性化的独立学习或者开展小组讨论和交流。此外,在课程中,还可以利用平台的灵活性、快捷性、实时性和可控性等特色进行作业批阅、课后师生互动、课堂反馈和课堂分组等管理。结论:通过以上对《微波与卫星通信》课程内容设计与教学模式的探索研究,我们以学生为主体,结合电子与信息专业应用型学生的特点调整理论与实践教学环节,重点开展理论与实践的联合培养。同时,采用多维立体互动的教学模式,以线上慕课微课、线下对分易平台提高学生对课程的热情和学习的积极性,管理课程教学,获得较好的教学效果。同时,通过前向与后续课程的衔接,使学生掌握电子技术基础知识体系和信息通信领域的基本理论与方法,从而具有运用理论知识解决复杂工程问题的能力。
参考文献
[1]邱格磊.“多维互动式”教学机制的探索与实践—以《金融法》课程为例[J].海峡法学,2016,第1期,99-104页.
计算机网络己经成为高等学校普遍开设的核心专业课程。它立足于电子信息基础之上,在信息技术主要专业课程(如操作系统数据库、通信技术、软件工程、程序设计等)的支持下,直接为电子商务、电子政务、金融、远程测控、MISCMIS远程教育和医疗等应用服务,在电子信息类专业的知识结构中起着承上启下的关键作甩基于上述认识,在四川省实施的《新世纪四川省高等教育教学改革工程》的“高等教育人才培养方案及课程体系和教学内容的改革项目”中,我们申报并承担了“《计算机网络》课程教学内容体系改革与实验环境建设研究”项目,在理论上和实践上作了初步探讨。
一、加强计算机网络教材建设的必要性和指导思想
(一)加强计算机网络建设的必要性
国与国外相比有较大的局限,原因在于我国的经济实力和信息技术水平与国外有一定的差距■具体表现为缺乏好的适合国情的教材,实验条件差。
当前计算机网络课程教学方面存在的问题,从学生与教师两方面都有所反映一些研究生在学过多门计算机网络课程(如计算机网络、计算机网络理论与设计、网络工程网络通信基础网络编程Internet技术等)之后,才认为真正学懂了计算机网络;一些本科生又从另一极端反映:“计算机网络就是些概念,太简单”,但一接触实际,很多概念又不大清楚,动手能力差而教师们则深感要在有限时间(例如48学时把计算机网络的概念、原理讲清楚,且能结合实际,并非易事这些情况表明,社会迫切需要较好的计算机网络教材。
根据教育部教高[2001]4号文关于大力提倡编写、引进和使用先进教材的精神,我们决定努力编写一本较好的计算机网络教材,作为“《计算机网络》课程教学内容体系改革与实验环境建设研究”项目的重点工作之一。该项工作的成果是《计算机网络原理与设计》一书(87万字,高等教育出版社,2003.12)
要编写一本较好的计算机网络教材,我们深感责任重大如何用有限的篇幅系统而又全面地介绍计算机网络技术全貌,使读者能在较短时间内掌握计算机网络的基本原理体系结构、网络技术的发展趋势和网络应用研究的基本方法,这就是我们编写本书的目的。计算机技术和通信技术的快速发展使计算机网络的新技术和新标准不断面世,用技术爆炸来形容,一点也不过分在这种技术进步日新月异的情况下,编写教材最难的就是内容的选取
(—■)加强计算机网络教材建设的指导思想
通过对《中国计算机科学与技术学科教程2002〉的深入领会和20多年来从事计算机网络教学科研的实践,我们认为,重要的是在教材中把基本原理讲清楚具体地说,就是要把计算机网络的体系结构(包括ISO/OSIRM和“?/正协议族)讲清楚,这是学好计算机网络的关键这种观点正逐步被越来越多的人士所共识;理论必须与实际相结合,但不应该把教材写成网络产品的说明书;教材不应写成计算机网络标准文档的缩写本;而要强调严谨性,要重视理论分析和应用;内容要贴近教学,应该有利于教师组织课堂教学,容易转变为教师的讲稿,也应有利于学生的复习和自学;适当介绍新的技术发展,以开阔读者的眼界。
1.教材的取材原则
讲清计算机网络的原理只要有利于读者建立起计算机网络的概念,即使是计算机网络早期的技术,也不必因其“过时”而轻易抛弃,例如X.25就是这样既要联系实际,又要掌握好“度”,不能把教材写成产品使用说明书重点是关注在实际中经常用到的知识,例如,局域网的冲突域概念,在网络建设中十分重要,应该重点讨论;又例如,路由选择在Internet的建设中也很重要,要把概念讲清楚至于具体的实验、操作、配置则应由与本书配套的《计算机网络应用与实验教程》或其它实验教材去解决本书就不必过细介绍网络产品性能配置等应用细节了。对协议的介绍,重在原理和概念,细节(文本)不必多讲
面对计算机网络涉及到的如此广泛的技术问题,唯一的办法是选材要少而精。例如路由选择,要讲清关键点:物理编址、下一站转发源地址独立性、层次地址与路由的关系、缺省路由等。面对大量具体的路由算法,大可不必介绍,只要把关键的Dijkstra算法和一个典型的VD(矢量距离)算法讲清楚就可以了。而对VD算法又可以分阶段循序渐进逐步深化例如,可在一般地介绍一个网络内的路由选择时,介绍VD的原理(算法);而在学习Internet时,再从互联网角度介绍;最后,在学习路由器时,总结性地介绍在IP中如何具体使用VD算法通过这样安排,学生对路由选择的掌握普遍较好。
2在取材方面的一些具体考虑
具有适当深度的理论内容。对计算机网络教学的最大误解是,把它降低到单纯网络产品的介绍和配置使用以及操作的应用培训课程。大学生和研究生应当掌握适当深度的理论内容,否则,很难说他们真正学懂了计算机网络。为此,本书第2章介绍网络排队模型和自相似通信量,以便为计算机网络资源共享及链路容量优化等设计问题准备适当的理论基础。有限状态机和Petri网模型,则用于对协议的理解和验证。既要覆盖计算机网络的基本内容,但又应重点突出例如,路由选择和局域网的冲突域就应该是重点,但又要设法将计算机网络技术的全貌展现给读者。
对计算机网络通信技术及发展,如ISDN帧中继、ATM接入网技术DWDMRPRNGN软交换、主动网络等进行适当的介绍即可网络应用与设计问题,如链路容量优化,建网技术和方法,IP电话、企业网络管理、网络拓扑搜索、网络入侵检测、计算机网络中的嵌入式系统及应用、网络信息系统的开发等,这些都是网络应用中的重要问题结合我们的研究工作,对上述问题进行了简要的介绍,希望能对读者有所帮助。
二、计算机网络教学实践
1.教学计划建议
通过计算机网络课程的学习,期望读者对计算机网络的体系结构和基本技术有一个初步的掌握,为进一步的学习和研究打下较为坚实的基础。
将《计算机网络原理与设计》一书用于不同层次和专业的教学时,教学计划建议如下:
(1)经济管理类本科(32学时)
教学目的和要求:要求学生掌握计算机网络的基本概念组成和应用。
教学内容:
1.1计算机网络的一般概念,1.2计算机网络体系结构与协议;
3.1数据传输基本原理,3.2常用的物理层标准;
4.6PPP;
5.1广域网的基本概念;
6.1网络互连概念,6.2因特网上的网络层;
7.4TCP,7.5.1影响计算机网络的若干因素;
8.2IEEE802标准概述,8.3IEEE802.3,8.4快速以太网;
9.2TCP/IP协议族的应用层,9.3域名系统DNS,9.4计算机网络管理,9.5计算机网络安全,9.6计算机网络操作系统;
10.1联网设备概述,1Q2调制解调器,10.3网卡,10.4中继器和集线器,10.5网桥,1016交换机,10.7路由器,10.8建网技术,10.9网络建设方法
(2)理工类四年制本科(48学时)
教学目的和要求:要求学生基本掌握计算机网络的体系结构,各层涉及的技术问题及解决方法,为进一步学习和参与网络设计、建设、运行以及网络的应用奠定基础。
教学内容(只列出在经济管理类本科基础上添加的部分):
21概述,22M/M/1排队模型;
4.1数据链路层的基本概念,4.2停止等待协议,4.3连续ARQ协议,4.4选择重传ARQ协议,4.5HDLC;
5.2路径选择,5.3拥塞控制,5.4X.25;
7.1运输层概述,7.2TCP,体系中的运输层,7.3UDP;
9.1ISO/OSIRM的高三层;
11.2帧中继,11.4接入网技术,11.6计算机网络技术的发展;
124网络信息系统开发
(3)理工经管类硕士研究生(48学时)
教学目的和要求:要求学生较好地掌握计算机网络的组成、体系结构、协议、设计和分析等方面的基本理论与方法
教学内容(只列出在理工类四年制本科基础上添加的部分,并注明删除的部分):
23M/M/m排队模型,2.4M/G/1排队模型,25具有不同优先级的排队模型,2.6排队网络,2.7自相似通信量;
4.7协议的形式描述和验证;
删除5.4X.25;
7.5性能问题;
8.1通道访问技术删除8.2和8.3中以太网的冲突域和覆盖范围问题之外的部分,删除8.4快速以太网;
m10计算机网络优化设计研究,删除10.1联网设备概述,10.2调制解调器,1Q3网卡,10.4中继器和集线器,10.5网桥;
删除11.2帧中继,11.4接入网技术,11.6计算机网络技术的发展;
121IP电话12.3网络拓扑搜索,126入侵检测系统的设计与实现。
2采用的辅助教材
作为《计算机网络原理与设计》一书的补充,我们编写了《计算机网络辅助教材》它是按西南交通大学计算机与通信工程学院当前执行的《计算机网络教学大纲》的要求编写的,以满足该大纲对双语教学和习题集的需要若不采用特定的教学大纲,也不采用《计算机网络原理与设计》作为教材时,本书的内容仍然可以
作为其它计算机网络课程的辅助教材本书的主要内容如下:
第一部分:习题及参考答案给出了《计算机网络原理与设计》全部习题及参考答案
第二部分:英文阅读材料。教育部要求积极开展双语教学,在计算机网络课程的教学能够全面采用外文教材之前,应该有一个过渡期,即以中文教材为主,但向学生提供合适的外文阅读材料,在教师的指导下,配合教学的进度学习一方面可以提高学生的外文能力,另一方面也可以通过外文教材借鉴国外的教学方法(即教材不一定很深很艰但要提供大量思考题和练习题,鼓励学生充分利用图书馆和Internet,自己去获取知识,掌握学习方法)为此,首先应有适合作为阅读材料的英文教材。但原则是应选用国外最新版本的著名教材本书选用国外者名教材:BehrouzA.Forouzan,DataCommunicationandNetworking2nded.2001McGraw-HillCompanies,Inc中有关TCP^P协议族的内容,加以编辑整理,作为英文阅读材料
第三部分:英文阅读材料参考译文。给出了本书第二部分的参考中文译文
关键词:卫星测控;无线通信;运用
神舟系列飞船的连续发射成功向全世界昭示出我国航空航天技术的技术能力,也体现我国卫星发射水平与科技攻关能力的强大实力。但许多人却不知道,在每一次成功的背后都有一群人为此付出的艰辛和努力。而其中,中国卫星海上测控部就是工作最为繁重的部门。近几年完成的载人航空航天飞行任务中,由测控部所组成的船队做出了突出的贡献。为了进一步加强工作质量,我国海上卫星监测部门统一使用了无线通信技术来解决在卫星监测过程中所可能遇到的风险和隐患。
1 无线通信技术介绍
1.1 无线通信技术基本概念
无线通信的主要形成原理是通过电磁波传递的信号能在空中进行自由传播并进行信息交换的特性而产生的一种通信技术手段。在目前主要通用的信息通信方法中,无线通信技术是其中发展最快,应用最光的一种技术。
目前无线通信技术主要执行的原理是802.11标准,主要对网络的物理层和访问控制层拟定相关规定。在802.11标准当中,还实现了针对发送和接收的三种先进技术,分别为扩频技术,窄带技术和红外技术。随着无线网络技术的高速发展,无线通信技术也已经渗透到人们的生活之中,3g,wlan,uwb,蓝牙,宽带卫星系统,数字电视等都是无线通信技术为我们日常生活所带来的便利。
1.2 无线通信技术主要应用范围
⑴蓝牙。蓝牙技术是实现移动设备与固定设备之间建立通信环境而建立的一种近距离无线接口,通过蓝牙的使用能将计算机融合到通信技术当中,从而实现近距离的操作与实时通信。⑵wifi技术。在无线通信协议当中,wifi也是其中重要的一种,其正是名称为ieee802.11b,也可实现短距离无线通信操作,而且其速度更快,达到11mb/s。⑶irda技术。irda技术是以红外线来实现点对点无线通信的技术,也是无线通信技术当中最早的一种,在小型移动设备上得到广泛使用。⑷nfc技术。这种技术与非结束时射频识别所形成的无线通信技术标准相类似,其主要是以双向的识别和连接手段,能够实现无线网络的自动获取与建立,还可以为蓝牙、蜂窝以及wifi设备提供支持,形成虚拟连接,形成电子设备的短距离实时通讯。
2 无线通信技术在海洋测控上的具体应用
2.1 无线通信技术适用于海洋测控的原因
因为无线通信技术适用于通信宽带化和高速率的要求,目前已经在许多国家的海洋测控上带来了很大的帮助,我国的卫星海上测控工作也对其进行了有效的利用,建立了专门的海洋测控无线通信系统来加以应用。该系统以ip为基础,实现分组交换网络和软交换核心网络架构,具有覆盖范围广,高保密性,高带宽,支持高速移动等先进优势。能有效满足海上船队之间的高数据业务的传输需要,最远传输距离甚至可以达到50km,调制方式不拘一格,采用了64qam、16qam、8psk等自动调制方式,传输带宽达到了5mhz,数据吞吐率在10mbit/s,分为基站系统和远端用户站系统两种双工方式,既可以单基站组网,又可以双基站组网,实现语音,视频,数据等多种传输功能。
2.2 无线通信技术在海洋测控应用的工作原理
该系统由1个基站和5个船载站构成,通过以太网接口与系统中心进行连接,通过视频传输设备与指挥中心大屏幕实现相互贯通,总指挥员可以在指挥室中就能全面的看到各船的实际情况,提高了准确性和效率。在进行海洋资源监测与管理过程中,我国海上卫星监测相关部门可以第一时间准确的掌握船队工作情况,一旦遇到特殊情况和需要紧急保障的困难,就能第一时间加以调控,保证整个项目的顺利进行。
3 结束语
我国海洋测控执行过程中,无线通信技术所拥有的高速率传输,抗干扰抗多经等技术优势都对我国神舟系列飞船等航空项目的顺利实施起到了重要的保障作用。无线通信技术的覆盖范围更广,保密性更强,移动速度更快,其带宽也更高;同时还拥有非视距传输、终端漫游等功能,使海
洋测控过程中所需要进行的各项任务都能得到很好的完成,它也必将成为未来我国海洋信息系统发展的必然选择和趋势。
[参考文献]
[1]西蒙赫金.现代无线通信[m].北京:电子工业出版社,2007.
[2]刘乃安.无线局域网(wlan)—原理、技术与应用[m].西安:西安电子科技大学出版社,2004.
关键词:通信;光纤;数据传输
中图分类号:E968文献标识码: A
上世纪六十年代的高锟提出了光传输理论,真正实现产品的是在1976年,出现了实用化的光纤传输产品。上世纪八十年代开始有规模的使用PDH了,二十世纪九十年代初组建和完善了SDH标准,其主力仍然为PDH。在1994年,通信传输的首选设备就是SDH了,到了1998年,开始建设了DWDM网络,同时开始探讨ASON技术,也着手研究ASON了。大规模的对DWDM进行组建是在上世纪末的时候,开始,出现了全光网的试验工作。MSTP技术的开始出现是本世纪初,并且在工业生产中逐渐投入了试运行,到了2003年的时候,人们已经在通信技术中使用了ASON/OADM技术。同时在2005年的时候,大规模的建设和运用ASON技术,同时在骨干网络传输介质中也出现了ROADM技术。这时候,很多行业就逐渐出现了光纤通信技术,我国各行业现在都使用过光纤通信传输技术,并且很多地方都是采用光纤技术来进行数据传输的。随着光器件和LIC技术的不断发展,有效地利用了光纤的1.3㎛与1.55㎛的低损耗、低色散特性,使565Mbit/s和相当于565Mbit/s及其以下的光纤通信系统得到普及。1987年左右,1.6 Gbit/s(旧本)、1.7Gbit/s(美国)系统也投入实用。超高速光纤通信的传输方式,除目前广泛应用的光强度调制――直接检波(IM/DD)外,还提出了波分复用、相干光通信、光FDM(光频分复用)及光孤子通信等。由于IM/DD光通信方式简单,调制、解调比较容易,对器件要求比较低,所以在研究速率更高、距离更长的新通信方式的同时,仍在探讨IM/DD的通信潜力。由于近几年来超高速光器件和光电集成器件的研制成功,特别是EDFA(掺饵光纤放大器)的出现,扩大了IM/DD方式的传输能力,在传输速率和传输距离方面,每年都取得新得进展。从目前发表的实验数据看,传输速率可达到20 Gbit/s以上,传输距离超过1万km(2.5 Gbit/s)。
1 通信中的光通信技术
光通信传输技术是近几十年兴起的一种新技术,在网络发达的今天,利用光通信技术来进行数据交换,使用的很频繁。所谓的光通信,是一种以光的波为媒介来进行传输信息的通信方式。无线电波是发源比较早的通信传输数据技术,光波和无线电波一样都属于电磁波,但光波的频率比无线电波的频率高,波长比无线电波的波长要短一些。因此,相比之下光波具有传输频带宽、抗电磁干扰能力强和通信数据量大的优点。根据光波波长的长短,可以分为紫外光、可见光和红外光。其中只有可见光才能为人所看得见,其他波长的光是人看不见的。但是这些不同波长的光都能用来传输数据。如果从光源的特性上来分,可以将光分为非激光通信和激光通信。如果按照广的传输媒介来区分,可以将光分为有线光通信和无线光通信。常说的光通信传输,一般有这五种:紫外线通信、红外线通信、大气激光通信、蓝绿光通信和光纤通信。
2 光纤通信技术内涵
文章中的光通信传输技术在专业领域的应用主要是指在油气田和长输管线上的传输。文章将光通信传输介质的四种不同技术进行对比和分析,这四种技术分别是:RPR技术(也叫光以太网弹性分组环技术)、、OTN技术(光传送网技术)、SDH及基于SDH的多业务传送平台(MSTP技术)。SDH也称为同步数字体系、ATM技术(Asynchronous Transfer Mode顾名思义就是异步传输模式技术)。
2.1 光以太网弹性分组环技术
光以太网弹性分组环技术(RPR技术)对于实时性的时分复用业务,RPR技术定义了协议,在实际中需要得到进一步的验证。对于数据业务而言,RPR技术具备绝对的优势,可以根据用户的需求来分配带宽,该技术支持统计复用技术和空间复用技术,在网络正常运营的情况下,可使带宽利用率相对SDH网络提高3-4倍。RPR技术还可以对数据业务进行优化,能有效的支持IP的突发特性。
2.2 光传送网
光传送网也就是OTN技术,它是采用基于TDM体制的一种复用技术,每路信号占用在时间上固定的比特位组,信道通过位置进行标识,有独特的帧结构,可以区分不同等级速率,还能在同一网络中综合不同的网络传输协议,对于非实时性业务和实时性业务都能提供相应的承载,该技术实现了从窄带到宽带的综合业务传输。该技术的传输设备可以直接提供工业标准的通信协议接口,不需要借助其他的接入设备。缺点是该技术被垄断,设备的维护受原厂家的束缚,与其他非OTN网络进行连接总会有些莫名其妙的故障,设备的兼容性比较差。
2.3 MSTP技术
MSTP技术是SDH及基于SDH的多业务传送平台的缩写,该技术也是一种光纤传输体制,它以同步传送模块为基本概念,其模块由三部分构成:段开销(SOH)、管理单元指针(AU)和信息净负荷。MSTP技术的特点有:第一,克服了SDH设备中的一些不足,多数情况下不需要额外的接入设备,但新技术产品的增加可能会需要增加新的接入设备。第二,能利用虚容器方式来兼容各种PDH的体系。第三,SDH传输网具有智能化的路由配置能力、能方便的上下电路、监控维护管理的能力比较强、光接口的标准相对统一。
2.4 异步传输模式
异步传输模式技术也称为ATM技术,ATM虽然可以承载实时性业务中的时分复用业务,但每一个节点的延时都要大于SDH传输制式,特别是故障时系统切换时间较SDH传输制式长,所以一般在时分复用业务的承载方面不用ATM技术。
3 光纤通信传输技术的应用
根据上文所描述,可知这四种技术各有各自的优缺点。在实际应用中应该充分考虑各个技术的特点综合性的来运用这些技术服务于生产。在实际生产中,一般将光纤通信传输技术与实际的工程情况相结合,进行核算,计算出合理的工程成本。
经过分析在具体的通信传输中,其设计思路如下。先进行优化设计,选择跟实际情况相匹配的数据传输技术,其次根据实际情况和相关费用,计算出合情合理的投资费用,最后根据实际情况来选择相应的光纤传输方式,进行实地使用。既节约了成本,又保证了通信数据传输的顺畅和安全。
参考文献
[1]高嵩,裴丽,祁春慧,安丽靖,李卓轩,赵瑞峰. 色散对ROF系统性能的影响[J].光电技术应用,2009,(06).
关键词:网络工程;通信工程;课程体系;通信类课程
网络工程专业的发展已近10个年头,目前开设该专业的院校达200多所[1],已有大批毕业生走向社会。但网络工程专业仍属于教育部颁发的本科教育目录外专业(专业代码:080613W);各高校对网络工程专业的理解还存在一定的差异,其专业定位、培养目标、课程体系等都不尽相同,缺乏统一或公认的指导性办学计划。随着网络与通信技术的飞速发展,加之社会对该领域人才的迫切需求,近些年来,网络工程专业建设的研究与报告越来越多,本文主要围绕网络工程专业如何设置通信类系列课程进行探讨。
1网络工程专业课程体系
网络工程专业是在计算机科学与技术、通信工程和电子工程等专业的基础上,通过多专业技术不断地交叉、融合,内涵不断地丰富和扩展,并在社会对各类网络人才需求不断推动下得以产生并发展壮大的一门新的学科和专业[2]。本文将它的专业课程(含专业基础课程)体系大致分为4大方面的系列课程,如图1所示。
其中,电子类课程涵盖电工、电子电路、数字逻辑设计等方面的基本理论和实验技术,是培养学生具备分析和设计计算机硬件系统、通信器件和网络设备等IT产品能力的基本课程,也是学生学习后续计算机类、通信类以及网络类课程的重要基础。由于网络
工程专业主要起源于计算机专业,而且网络和通信设备又是一种特殊而重要的计算机系统,学生只有在掌握好计算机基本原理、体系结构、程序设计的基础上,才能进一步熟悉并掌握网络系统(如交换机、路由器等)的工作原理、体系结构及系统软硬件的开发。因此计算机类课程是网络工程专业最重要的一类系列课程,它和网络类系列课程一起构成网络工程专业的骨干课程体系。
图1网络工程专业课程体系
通信类和网络类系列课程是最能体现网络工程专业特色的系列课程,是培养学生具有网络系统研发、规划、部署、集成、管理、安全防护等技术的重要课程,也是关系到网络工程专业学生是否能最终满足现代各类IT企业对网络人才要求的关键。目前,
各院校在课程设置方面存在的差异也是这两类课程及其教学内容深浅和宽窄的选定,这与各院校在学生培养的目标定位以及通信工程和计算机网络专业方向的教学实力和实验条件有关。
2网络工程专业和通信工程专业的异同点
网络工程专业与通信工程专业同属于网络与通信领域,同跨电子、通信和计算机学科,部分专业课程,尤其是专业基础课程方面开设的课程类似。例如,大多院校的两类专业均开设电工与电路基础、模/数电子技术、信号与系统、通信原理、数据结构、操作系统、数据库、计算机网络、程序设计等课程。尤其是网络工程专业的通信类课程,主要来源于通信工程专业的部分专业基础课程和专业课程,并且两者都强调动手及其工程应用能力的培养,有一定的共性。但毕竟两者的培养目标和专业特点不同,因此,在通信类课程的选定和教学内容的安排上,网络工程专业应着重考虑两者的不同点。这些不同点主要如下:
1) 在专业定位方面,通信工程专业偏重于信号编码、信息的发送、传输和处理以及通信设备、技术和系统的研发和使用;而网络工程专业则关注网络新技术新产品的研发,组网工程的设计、规划、集成,网络应用软件的开发,网络系统的管理与维护等,两者的培养目标不同。因此在内容深浅和学时安排上,两专业的通信类课程应作明显区分。
2) 在数理基础方面,通信工程专业关注信号的变换、传输、处理、检测及编码,其特有的专业基础课程有信号与系统、数字信号处理、随机信号分析、电磁场与电磁波、信息论及编码等。通过学习这些课程,学生可为后续专业课程的学习或将来进一步研发、运营、维护通信设备和系统打下理论基础。而网络工程专业除了注重让学生掌握计算机理论基础知识外,还应让学生加强学习图论、进程代数、排队论、Petri网、线性与非线性规划等知识领域相关的理论课程,为进一步研究网络协议设计、网络拥塞控制、流量控制、网络性能分析等打下基础。因此在专业理论基础方面的教学侧重点应有明显不同。
3) 从网络体系结构方面来看,通信工程专业更注重于学习和研究IP层以下的底层支撑通信网的协议、技术及相关知识点,通常开设通信电子线路或高频电子线路和低频电子线路、微波技术与天线、光纤通信、卫星通信、移动通信、数字程控交换原理等网络工程专业不开或涉及较浅的课程。而网络工程专业则注重IP层以上的网络高层协议及软件的开发和应用,重点涉及的课程有网络工程、网络协议分析、网络编程、网络管理、网络安全、Internet技术[3]等通信工程专业涉及较少的课程。可以说,通信工程专业通常着重于电信或广电等公共网络平台的建设与管理,而网络工程专业则相对偏重于互联网、企业网、专用网、IP网以及接入网络的开发、管理及应用平台的建设和维护。因此,网络工程专业的通信类课程应以基本概念、工作原理、关键技术的教学为重点,以满足网络类系列课程的教学要求为目标,而将复杂的电磁或信号处理等理论分析内容加以精简。有所为,有所不为,以体现专业特色。
4) 课程实验和课程设计的偏重点也不同。通常,通信工程专业将电子系统课程设计、DSP系统课程设计、通信原理课程设计以及通信工程综合课程设计等作为重点的课程设计内容。而网络工程专业关注的课程内容有组网工程课程设计、网络协议或应用软件开发课程设计、网络管理课程设计、网络攻防课程设计等[4]。这也说明了两类专业的毕业生将来要走向的工作岗位有所不同。因此,网络工程专业的实验教学也应与课程教学一样有所侧重。
最后,通信工程专业发展历史悠久,教学内容也相对集中、稳定和成熟(信息与通信工程为一级学科)。而网络工程专业则是个新兴且正在发展中的专业,涉及的知识面较广,内容较多、较新,工程性也相对较强,不但涉及网络设备或系统软、硬件的开发,还涉及网络系统的集成、运营、管理、测试、性能分析、安全等技术内容。因此,网络工程专业如何设计好自己的通信类课程体系,既要重点突出,又要适应面广,是一个非常值得探讨的问题。
3通信类系列课程的设置建议
综上所述,由于两个专业的关注点不同,因此,在网络工程专业的课程体系中开设有关通信方面的课程,应对准网络工程专业的培养目标,以够用和满足网络后续课程的学习和网络系统的研发为原则,以理解并掌握基本的通信理论、概念和工作原理并熟悉现代各种通信网络关键技术为要求,以通信类课程能否支撑网络类课程的学习和工程实践,打下坚实的基础为衡量准则。
3.1通信类专业基础课设置
在通信类专业基础课方面,可开设信号分析与处理和数据通信原理两门课程。其中信号分析与处理课程应涵盖信号与系统的大部内容和数字信号处理的部分内容。其主要知识单元应包括信号分析与处理的基本概念,连续信号分析(时域、频域、复频域),离散信号分析(时域、频域、复频域),信号处理基础,模拟和数字滤波器,信号分析与处理的MATLAB实现等内容。数据通信原理课程来源于通信工程专业的通信原理课程,主要简化了模拟通信原理的有关概念和技术。其主要内容应涵盖数据通信的基本概念(信号、噪声、信道和性能指标等),信源编码,信道编码,基带传输,频带传输,同步等主要知识单元。另外,还可在这两门课程中适当增加随机信号分析与处理基础方面的章节。教师可根据各高校特点及目标定位来设置两门课程具体的教学知识点。
3.2通信类专业课设置
在通信类专业课方面,应使学生了解和掌握现代信息社会各种常见通信网络(光纤通信网、数字程控交换网、宽带IP网络、微波和卫星通信网、移动通信网以及各种接入网等)的基本特点,协议,工作原理,关键技术以及组网和应用方面的内容。保证学生今后无论是进行核心网络还是接入网络、有线网路还是无线网络、电信网络还是IP网络的规划、设计、
运营和软硬件开发,都能具备足够的通信知识背景,并快速了解和熟悉工作环境和岗位要求。
说到具体内容,可开设现代通信网络(可涵盖数字程控交换网、光纤通信网、宽带IP网络、智能网、NGN网等),无线通信与网络(可涵盖无线通信和无线信道方面的基本概念和理论、移动通信网、微波通信和卫星通信等),接入网技术(可涵盖以太接入、xDSL网、HFC网、各种无线接入网)等3门左右的课程。在教学过程中,可简化一些理论性强、学生学习枯燥的内容(通信工程专业可能侧重的内容)。如何确定专业必修课、选修课以及选定教材、内容和知识点,各高校可灵活掌握,有条件的院校还可开设无线传感器网、物联网等新的通信技术课程。
4结语
网络工程专业横跨电子、通信以及计算机专业领域。虽然建设的时间不长,但发展很快。它与通信工程专业既有共同点也有明显的区别,其通信类专业课程主要来源于通信工程专业的有关课程。如何根据网络工程专业的培养目标来进行取舍,是一个值得探讨的问题。本文在对网络工程专业课程体系进行分类以及对网络工程专业和通信工程专业特点进行比对的基础上,给出了开设网络工程专业通信类系列课程的想法和建议,有待于在今后的教学实践中进一步丰富与完善。
参考文献:
[1] 毛羽刚,徐明. 网络工程专业调查及思考[J]. 计算机工程与科学,2010,32(增刊1):60-61.
[2] 曹介南,徐明. 关于增设网络技术(NT)二级学科的雏议[J]. 计算机工程与科学,2010,32(增刊1):76-77.
[3] 逢焕利,常欣等. 网络工程专业课程体系建设研究[J]. 计算机工程与科学,2010,32(增刊1):78-79.
[4] 胡山泉,高守平,于芳. 应用型网络工程本科专业知识体系建设初探[J]. 计算机教育,2009(12):88-89.
Establishment of Communication Serial Courses in Network Engineering
MAO Yu-gang, CAO Jie-nan, XU Ming
(Department of Network Engineering, School of Computer Science, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China)