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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篇通信技术论文,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。
1双向通信技术的工作原理及应用优势
1.1双向通信技术的工作原理双向通信技术在高速公路的应用指的是复合通行卡和标识站相互发送有关标识信息,标识站再将信息上传至分中心数据库系统,供收费现场或后台查询使用,具体交互图如图1所示。
1.2在高速公路管理中的应用优势首先,它不仅复合通行卡的精细化和智能化管理,而且可以通过复合通行卡上的时间戳对车辆的通过时间进行标记,防止丢卡或倒卡,有效分离出通过复合通行卡进行逃费的车辆,如此在数据源头即极大地缩小了数据分析的范围,进一步减少了后期大数据分析的工作量,并能进一步区分逃费车辆的种类,起到事半功倍的作用;其次,双向通信技术在高速公路交通流量调查,流量对账、拥堵预警、出行指导等领域也具备相应的功能;再者,双向通信技术的应用能在心理上对逃费行为威慑,使其最大限度地减少,同时改善高速公路的整体服务水平与使用效果发挥实际管理价值。双向通信技术不仅能实现接收高速公路主线标识站发出的信号进行路径标识,而且能自动向附近标识站发出信号,使高速公路管理者能较容易掌握逃费车辆的动向和实现复合通行卡的精细化管理。
2高速公路中应用双向通信技术的策略
根据国内某条高速公路的车流量和收费数据不完全统计显示,货车占各种通行车辆的比例仅达20%左右,而收费额却达到50%左右,而客车则恰恰相反。这足以揭示了劳动成本和收益的关系,并且近年来高速公路偷逃费的车辆大多是货车,原因就在于通行费的额度较大。因此,如何能利用现有的管理手段或技术更好地打击逃费行为,且针对逃费的货运车辆的打逃行动更是迫在眉睫,以下从基础保障、立体式稽核、联动分析处理等方面对双向通信技术在高速公路防逃费方面的应用策略进行简要的阐述。
2.1基础保障涵盖思想认识和技术管理保障两层含义。首先要在业内取得打击逃费的共识,上下齐心。力保收费秩序正常化。其次是技术管理保障,一方面是发卡规则,对客货车实行区分发卡,即客车发放单向复合通行卡,货车发放双向复合通行卡;另一方面是设备选型,尽量选择市场上主流设备,确保设备的成熟稳定、技术的先进可靠性。再者是设备和合理安装位置,在出入口安装路侧标识单元,用以接收或发送信号,采集相关车辆信息;最后是避免其他客观存在的电磁干扰行为。众所周知,433MHZ段频率属于民用的,其很容易受到已存在的电磁信号的干扰,致使结果不理想。因此,信号覆盖范围和发射强度在一定程度上将会受到环境是否恶劣的影响。
2.2建立全网全时段的稽核机制通过事前、事中和事后的全网全时段的稽核可以有效遏制日益猖獗的偷逃费行为,进一步净化高速公路正常运营秩序,为司乘人员营造安全、高效、有序的行车环境。事前的稽核是利用具备双向通信的复合通行卡和路侧标识单元可以相互通信的优势在高速公路出入口,实现对货车的提前预检,如果发现其存在多余的复合通行卡,提示司乘人员上缴,并产生相应的藏匿记录,形成车辆黑名单;事中的跟踪稽核,在高速公路出入口车辆侥幸规避检查之后,可以应用沿线路侧标识单元与复合通行卡进行通信,通过路侧标识单元上传的流水数据对车辆实时跟踪,实现实时的打击;事后的全网的稽核,即对事前和事中检查发现的逃费车辆可以进一步形成车辆黑名单,则可在高速公路网任何一个收费站打击逃费车辆,并辅以合法合理的行政管理手段,迫使其遵守国家及地方的有关收费管理条例和规定。
2.3建立收费数据分析联动处理机制在国家相关公路法律法规的框架内,对高速公路上偷逃费车辆进行打击、惩罚,其中包括但不限于高速公路管理单位开展的打击行动,可同步和地方公路建立数据共享机制,采取必要的管理手段,使该类高速逃费车辆无所遁形,增加其逃费行为所要付出的代价;加强媒体的宣传,最大程度的取得社会和民众的广泛支持。
3结论
综上所述,随着我国高速公路的省内、甚至是全国性联网的逐渐实施,利益驱使下的高速公路逃费行为将会呈现一定的上升趋势,而且呈现更隐蔽性。因此,当前如何能更好地利用现有的类似双向通信等相对成熟的现代通信技术为高速公路打逃工作保驾护航,将成为我们高速公路从业人员重点考虑的工作之一,也希望藉次机会,起到一个抛砖引玉的作用。
作者:王如泽单位:广东开阳高速公路有限公司
1.1定位通信技术
移动GIS中定位通信技术,是指以GPS技术为核心的定位系统,其可在全球范围内实现准确的导航与定位,确保移动GIS的精准定位。基于GPS的定位通信技术,首先要在移动GIS中设计GPS接收器,通过接收器接收定位信息,全面收集定位的数据信息,GPS能够准确地处理接收的信息,对照相关的参数要求进行设定,包括通信参数以及用户信息设定,优化收集的数据信息;然后是稳定的连接GPS的接收设备,便于存储接收的信息,保存重要的数据,重新定义GPS的通信结果,符合移动GIS的需求;最后是按照移动GIS的指令,规划GPS内的通信信息,按照系统的时间段接收通信信息,同时采取Ge-tData的方法,优化GPSData的变量,保障移动GIS内通信数据的真实性。
1.2GPRS通信技术
GPRS通信技术在移动GIS中,表现出了数据与移动通信的融合应用。在原有GSM的基础上,增加系统通信的节点,接入数据网络,组成系统的GPRS通信,为移动GIS通信提供高效率的数据服务,同时还能准确地掌握通信资费,用户利用GPRS,实现移动式的通信,随时随地都可接入数据网络,同时保障移动GIS通信的服务性。移动GIS中的GPRS通信技术的发展速度非常快,目前比较常用的是3G和4G制式,促使移动GIS通信能够适应现代通信的领域。GPRS通信技术中的数据传输速度非常快,其可以分组的形式实现数据连接,确保移动GIS数据在GSM覆盖的领域内传送,能够灵活地接入到互联网内。GPRS通信技术使移动GIS进入了无线传输的时代,依赖于分组交换技术,最大化地传输移动资源,而且基本不会延误移动GIS中数据传输的效率,具有全时在线的优势。
2移动GIS中的端口服务技术
移动GIS中的端口服务技术,主要体现在服务端口和移动终端两个部分,支持移动GIS的通信运行。服务端口的通信技术,用于处理客户端传入的数据,包括数据申请、即时消息等,同时利用服务端口实现数据通信的功能,如:动态数据服务、数据分发、即时消息等,根据服务端的通信协议,安排数据信息的有序进行,防止移动GIS服务端出现数据堵塞或漏发的问题,服务端通信有对应的分区,不同属性的数据在传输后会自动进入到对应的存放区,如:DataPreloadUser039、User100、User190……此存放区代表了数据预装目录,每个移动GIS用户均对应有固定的服务通信存放区,维护数据通信的路径。移动终端及移动GIS的客户端,客户端通信技术相对比较复杂,因为移动GIS客户的需求不同,所以通信属性存在多样化的差别,客户端通信采取多项并联的方式,其可在同一时间内实现申请、发送与接收等多个通信模式,满足了客户对移动GIS的通信需求。
3移动GIS应用中的通信发展
(1)移动GIS中的通信发展,应该解决通信硬件的制约问题,促使硬件能够满足移动GIS的需求,保障硬件能够承载移动GIS中的通信技术,全面落实先进技术的应用。由于移动GIS所处的数据环境十分复杂,所以硬件成为通信技术发展的重要设备,其可维护移动GIS通信的稳定性,优化移动GIS的通信环境。
(2)通信技术在移动GIS中提出了智能化的建设,按照不同标准的通信模式,研发具有智能特性的通信技术,满足移动GIS中的多制式需求,促使移动GIS通信的过程中,能够主动监督数据传输的路径,防止数据被盗取,还能杜绝数据恶意更改的行为,加强通信数据安全控制的力度。
(3)移动GIS通信技术受到无线网络的影响,限制了通信的范围,导致移动GIS依赖于无线网络的空间位置。移动GIS在未来通信的过程中,应该打破空间限制,不能仅限于无线网络覆盖的位置,尝试不同的通信方式,安排操作系统的实践应用,由此既可以优化移动GIS的通信条件,又可以保障移动GIS的灵活性,适应复杂的互联网环境,消除通信中的固定性以及环境差异,提高移动数据资源的利用效率。
4结语
【论文关键词】移动通信;3G;发展;展望
伴随着移动通信市场的快速发展,用户对更高性能的移动通信系统提出了更高要求,希望享受更为丰富和高速的通信业务。第二代移动通信运营商发展速度趋于缓和而竞争越加激烈,为寻找新的增长点,通过发展数据业务来提高自身的服务质量和业务类型,需要3G的支持。同时由于第二代移动通信无线频率资源日趋紧张,已不能满足长期的通信需求发展需要。
1移动通信的发展历程
第一代移动通信系统是在20世纪80年代初提出的,它完成于20世纪90年代初。第一代移动通信系统是基于模拟传输的,其特点是业务量小、质量差、交全性差、没有加密和速度低。
第二代移动通信系统(2G)起源于90年代初期。欧洲电信标准协会在1996年提出了GSMPhase2+,目的在于扩展和改进GSMPhase1及Phase2中原定的业务和性能。它主要包括CMAEL(客户化应用移动网络增强逻辑),SO(支持最佳路由)、立即计费,GSM900/1800双频段工作等内容,也包含了与全速率完全兼容的增强型话音编解码技术,使得话音质量得到了质的改进;半速率编解码器可使GSM系统的容量提高近一倍。在GSMPhase2+阶段中,采用更密集的频率复用、多复用、多重复用结构技术,引入智能天线技术、双频段等技术,有效地克服了随着业务量剧增所引发的GSM系统容量不足的缺陷;自适应语音编码(AMR)技术的应用,极大提高了系统通话质量;GPRS/EDGE技术的引入,使GSM与计算机通信/Internet有机相结合,数据传送速率可达115/384kbit/s,从而使GSM功能得到不断增强,初步具备了支持多媒体业务的能力。尽管2G技术在发展中不断得到完善,但随着用户规模和网络规模的不断扩大,频率资源己接近枯竭,语音质量不能达到用户满意的标准,数据通信速率太低,无法在真正意义上满足移动多媒体业务的需求。
2第三代移动通信系统概述
第三代移动通信业务主要是话音和中低速数据,码率为384kb/s(局域网可达2Mb/s),因而可传送比目前GSM(第二代移动通信)更高码率的信息。随着多媒体业务的发展,2Mb/s的码率将越来越不能满足用户各种新的宽带业务的需要,因此国际上已开始研究第四代移动通信系统,第一步目标是10Mb/s以上。我们国内则尚未启动。因此需尽早开始研究其关键技术。需要解决的关键技术有:宽带多媒体移动通信系统的体系结构,包括频段、多址方法、无线接入技术、软件无线电的硬件和软件、多载波调制和OFDM技术、自适应天线阵、高效信道编码技术(如Turbo码)等。
第三代移动通信系统(3G),也称IMT2000,是正在全力开发的系统,其最基本的特征是智能信号处理技术,智能信号处理单元将成为基本功能模块,支持话音和多媒体数据通信,它可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务,例如高速数据、慢速图像与电视图像等。如WCDMA的传输速率在用户静止时最大为2Mbps,在用户高速移动时最大支持144Kbps,所占频带宽度5MHz左右。但是,第三代移动通信系统的通信标准共有WCDMA,CDMA2000和TD-SCDMA三大分支,共同组成一个IMT2000家庭,成员间存在相互兼容的问题,因此已有的移动通信系统不是真正意义上的个人通信和全球通信;再者,3G的频谱利用率还比较低,不能充分地利用宝贵的频谱资源;第三,3G支持的速率还不够高,如单载波只支持最大2Mbps的业务,等等。这些不足点远远不能适应未来移动通信发展的需要,因此寻求一种既能解决现有问题,又能适应未来移动通信的需求的新技术(即新一代移动信:nextgenerationmobilecommunication)是必要的。
第三代移动通信技术的基本特点:(1)全球统一频段,统一标准,全球无缝覆盖和漫游。(2)频谱利用率高。(3)在144kbps(最好能在384kbps)能达到全覆盖和全移动性,还能提供最高速率达2Mbps的多媒体业务。(4)支持高质量话音、分组多媒体业务和多用户速率通信。(5)有按需分配带宽和根据不同业务设置不同服务等级的能力。(6)适应多用户环境,包括室内、室外、快速移动和卫星环境。(7)安全保密性能优良。(8)便于从第二代移动通信向第三代移动通信平滑过渡。(9)可与各种移动通信系统融合,包括蜂窝、无绳电话和卫星移动通信等。(10)终端(手机)结构简单,便于携带,价格较低。
3第四代移动通信系统
4G系统中有两个基本目标:一是实现无线通信全球覆盖;二是提供无缝的高质量无线业务。目前正在构思中的4G通信具有以下特征:(1)网络频谱更宽。要想使4G通信达到100Mbps的传输速率,通信运营商必须在3G网络的基础上进行大幅度的改造,以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的带宽高出许多。据研究,每个4G信道将占有100MHz的频谱,相当于W-CDMA3G网络的20倍;(2)通信速度更快。人们研究4G通信的最初目的是为了提高蜂窝电话和其他移动终端访问Internet的速率,因此,4G通信最显著的特征就是它有更快的无线传输速率。据专家估计,第四代移动通信系统的传输速率速率可以达到10M~20Mbps,最高可以达到100Mbps;(3)通信更加灵活。从严格意义上说,4G手机的功能已不能简单划归“电话机”的范畴,因为语音数据的传输只是4G移动电话的功能之一而已。而且4G手机从外观和式样上看将有更惊人的突破,可以想象的是,眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋都有可能成为4G终端;(4)智能性更高。第四代移动通信的智能性更高,不仅表现在4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化,更重要的是4G手机可以实现许多目前还难以想象的功能;(5)兼容性更平滑。要使4G通信尽快地被人们接收,还应该考虑到让更多的用户在投资最少的情况下较为容易地过渡到4G通信。因此,从这个角度来看,4G通信系统应当具备全球漫游、接口开放、能跟多种网络互联、终端多样化以及能从3G平稳过渡等特点。超级秘书网
总之,随着新问题、新要求的不断出现,第四代移动通信技术将会相应地调整、完善和进一步发展。纵观移动通信技术的发展规律和第四代通信技术的优点,我们相信,不远的将来,人们将不受时间、地点限制,可以自由自在地利用移动网络获取和传递信息。从而人们的学习、工作、生活将会发生更深刻的变化。
参考文献:
[1]胡可刚,王树勋,刘立宏.移动通信中的无线定位技术[J].吉林大学学报,2005,23(4)
1.1SDH传输技术
SDH是取代PDH的新数字传输网体制,主要针对光纤传输,是在SONET的标准基础上形成的。它把信号固定在帧结构中,复用后以一定的速率在光纤上传送。SDH是在电路层上对信号进行复用和上下。当带着信号的光纤通ODF(光纤分配架)进入ADM时,信号必须通过O/E转换和设备上的支路卡才能下成2Mb/s的基本电信号,并经过通信电缆和DDF(数字配线架)接到用户接口或基站BTS(基站收发信机)。
1.2ATM网络传输技术
ATM是一种基于信元的交换和复用技术,即一种转换模式,在这一模式中信息被组织成信元。它采用固定长度的信元传输声音、数据和视频信号。每个信元有53个字节,开头的五个字节为信头,用以传输信元的地址和其他一些控制信息,后面的48个字节用以传输信息。利用标准长度的这种数据包,通过硬件实现数据转换,这比软件更快速、经济、便宜。同时,ATM工作速度有很大的伸缩性,在光缆上可以超过2.5Gbps。
在网络传输中,为了使多个用户共享高速线路,通常采用时分复用方式。时分复用方式又可分为同步传输模式和异步传输模式。在数字通信中通常采用同步传输模式,这种传输模式把时间划分为一个个相等的片段,成为时隙,一定量的时隙组成一个帧,一个信道在一个帧里占用一个时隙,一个用户占用一个或多个信道。而在异步传输模式中,各终端之间不存在共同的时间参考,各个时隙没有固定的占用者。在ATM中时隙有固定的长度而且比较短,一个时隙传输一个信元,每一个信元相当一个分组。各信道根据业务量的大小和排列规则来占用时隙,信息量大的信道占用的时隙多。
1.3MSTP传输技术
MSTP依托于SDH平台,可基于SDH多种线路速率实现,包括l55Mb/s、622Mb/S、2.5Gb/s和10Gb/s等。一方面,MSTP保留了SDH固有的交叉能力和传统的PDH业务接口与低速SDH业务接口,继续满足TDM业务的需求;另一方面,MSTP提供ATM处理、以太网透传、以太网二层交换、RPR处理、MPLS处理等功能来满足对数据业务的汇聚、梳理和整合的需求。
1.4RTKGPS网络传输技术
随着GPS无验潮测深技术应用的不断深入,传统电台数据链的传输模式已不能满足长距离RTK作业的需要。而网络RTK技术则是利用网络来取代UHF电台进行数据传输,它传输距离远,信号稳定,抗干扰性强,已成为数据链传输的新宠。
通用分组无线业务GPRS,是在GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务,GSM是一种使用拨号方式连接的电路交换数据传送方式。GPRS利用现有通信网的设备,通过在GSM网络上增加一些硬件和软件升级,形成一个新的网络逻辑实体。
1.5WDM传输技术
WDM(或DWDM)是在光纤上同时传输不同波长信号的技术。其主要过程是将各种波长的信号用光发射机发送后,复用在一根光纤上,在节点处再对耦合的信号进行解复用。WDM(或DWDM)系统在信号的上下上既可以使用ADM、DXC,也可以使用全光的OADM和0XC,WDM(或DWDM)是基于光层上的复用,它和SDH在电层上的复用有着很大的区别。同时,通过OADM进行光信号的直接上下,无需经过O/E转换,而拥有EDFA的WDM(或DWDM)可以进行较长距离的光传输而不需要光中继。
2接入网技术
随着通信技术的快速发展,人们对铁路通信技术提出了更高的要求,铁路部门必须采用先进的、现代化的有线和无线通信的传输和接入方式,实现铁路通信网的升级,发挥铁路通信网在国民经济中的社会效益和经济效益。
接入网技术是铁路通信中一项关键技术,由于原有用户铜缆接入的普遍性和现在光纤技术的发展,接入网建设就必须考虑通信网络的现状与发展,这就决定了接入网技术的多样化。接入网从接入方式上可分为有线接入和无线接入。
2.1有线接入技术
(1)高速率数字用户环路技术。
通过2-3对双绞线双向对称传送基群数字速率信号,传送距离为3km-5km,上行速率与下行速率相等。通过回波抵消技术实现在一对双绞线上全双工传输,通过特定的编码和调制方式提高传输质量,用多线对并行传输,以降低每对双绞线上的传输速率,增加无中继传输距离。
(2)非对称数字用户环路技术。
它的上行速率和下行速率不相等,下行速率可高达(9-10)Mbit/s,上行速率只有数十或数百kbit/s,此技术适用于视频点播VOD系统;其高速下行信道可向家庭用户提供多路的数字图像信号及低速语音信号,而上行信道用于传送用户控制信号。ADSL的优势在于它几乎不需要对现有的对1双绞线作任何改动就可获得高传输速率。
(3)混合光纤同轴电缆接入技术。
它是基于有线电视系统CATV发展起来的。在有线电视中心与地区中心、地区中心与光节点之间采用光纤连接,光节点与用户设备之间采用同轴电缆连接。其主要是使用副载波调制,将CATV原有的单向传输系统改造成双向传输系统。HFC可以充分利用现有的CATV网络,进行少量投资,就可形成一个支持多种业务的宽带综合业务网。
(4)光纤用户环路技术。
以光纤为主要传输媒介,根据光纤向用户延伸的距离,可以分为FTTC(光纤到路边),FTTB(光纤到大楼),FTTH(光纤到家)等。FTTB是用户接入信息高速公路的最终理想目标,但根据现有通信发展的实际,FTTC、FTTB与铜缆相结合的用户接入,虽然是有过渡性质的折衷方案,但价格相对经济,并且在时机成熟时易扩展到FTTH,所以是现实并且可行的。
2.2无线接入技术
无线接入网是在接入网中部分或全部引人无线传输媒介,为用户提供固定终端业务和移动终端业务。无线接入可分为固定接入和移动接入两大类。其基本结构由控制器、基站和用户终端设备构成。应用技术主要包括微波1点多址技术、蜂窝技术和微蜂窝技术等。无线接人由于其灵活方便易于建设,目前已得到极大的重视。
集群通信系统是一种功能强大的专用移动通信系统,是通信与微处理机技术、程控交换技术、计算机网络技术紧密结合的产物。它集交换、控制、通信于一体,通过无线拨号的方式把一组信道自动最优地动态分配给系统内部用户,最大限度地利用系统资源和频率资源,降低系统内呼损,提高服务质量。由于它具有群呼、组呼、强插、强拆等功能,特别适合于调度指挥以及应急、抢险等场合,并较好地解决了通信频率合理分配的问题,因而倍受专业运营管理部门的青睐,被确定为现行铁路移动通信方式的首选类型。
3结语
铁路通信网是保证行车安全、提高运输效率的有力工具,我国铁路引入现代通信技术还不久,对铁路通信工程建设还需要一段时间对其了解、分析和试验,对其中所要注意的问题,特别是技术问题要认真对待,只有这样才能为铁路通信现代化作出贡献。
参考文献
[1]梁培超.浅析铁路通信工程应用接入网技术[J].科技资讯,2008.
[2]毛文铎.浅析铁路通信工程应用接入网技术[J].信息科学,2008.
[3]廖旭波.论传输技术在通信工程中的应用及发展方向[J].科技资讯,2009.
1光纤通信技术在铁路通信系统中的应用分析
1.1PDH光纤通信在铁路通信系统中的应用
光纤通信技术之所以在铁路通信系统里发挥重要作用,是因为当前对光纤通信技术的划分十分精细,在各个铁路通信系统里都会使用相应的光纤通信技术,达到最理想的通信效果。PDH光纤通信作为十分重要和关键的方面,能有效清除铁路通信系统里存在的隐患以及漏洞,确保铁路通信系统的正常与稳定。但PDH存在标准不一、复用结构过于复杂以及网络管理功能较弱的问题,所以其难以得到长远、有效的发展。
1.2SDH光纤通信在铁路通信系统中的应用
SDH光纤通信在铁路通信系统里的使用解决了PDH光纤通信使用存在的问题,并在此基础上有所突破,让铁路通信系统更加稳定和流畅。借助SDH设备构成的具备自愈保护作用的环网形式,能在传输媒体主要信号中断的时候自动利用自愈网及时恢复正常的通信状态。相较于与PDH技术,SDH技术有四个显著优点:一是网络管理能力更强;二是比特率和接口标准均统一,让各个厂家设备间的互联成为了可能;三是提出“自愈网”这一新理论,能在传输媒体主要信号中断时及时恢复正常;四是运用字节复接技术,简化网络各个支路信号。鉴于SDH光纤通信技术有诸多优点,所以在铁路通信网发展规划里,已经明确提出了要着重发展基于同步数字系列(SDH)基础上的传送网。就以xx铁路为例,该铁路基于新敷设20芯光缆里的其中4芯光纤基础上,开设SDH2.5Gb/s(1+1)光同步传输系统为长途传输网,在铁路的相应经过点均设置了SDH2.5Gb/sADM设备,并借助622Mb/s光口同接入层传输设备相连,发挥上联和保护作用。此外,还借助2芯光纤开设了SDH622Mb/s(1+0)光同步传输系统,将其作为当地的中继网,并在铁路相应经过点以及新开设的各个中间站和线路新设置了SDH622Mb/s设备。
1.3DWDM光纤通信在铁路通信系统中的应用
DWDM光纤通信技术是借助单模光纤宽带与损耗低的特点,由多个波长构成载波,许可各个载波信道能同时在同一条光纤里传输,如此一来,在给定信息传输容量的情况西夏,就能降低所需光纤的总量。使用DWDM技术,单根光纤能传输的最大数据流量可以高达400Gb/s。DWDM技术最显著的优点就是其协议与传输速度是没有关联的,以DWDM技术为基础的网络可以使用IP协议、以太网协议、ATM等进行数据传输,每秒处理数据流量在100Mb~2.5Gb之间。也就是说,以DWDM技术为基础的网络能在同一个激光信道上以各种传输速度传输各种类型的数据流量。当前,在国内铁路通信网里DWDM技术得到了广泛应用,其中沪杭-浙赣铁路干线就是国内第一条使用DWDM光纤传输系统的铁路。此外,京九、武广等铁路的DWDM光纤传输系统也在建设与使用中。就拿京九铁路来说,京九铁路线使用的是具有开放性的DWDM系统和设备,能兼容各种工作波长以及厂商的SDH设备。波道数量为16,波道速率基础为每秒2.5Gb,借助京九线20芯光缆里的2芯G.652单模光纤,使用单纤单向传输的方式,也就是说相同波长在两个方向上都能多次使用,光接口满足ITU-TG.692协议的标准。
2结语
综上所述,光纤通信技术在铁路通信系统中占有重要地位,发挥着重要作用,本文主要基于光纤通信结构和原理的基础上,分析了PDH、SDH和DWDM三种光纤通信技术在铁路通信系统中的应用情况,其中应用较多和值得推广使用的就是SDH和DWDM两种光纤通信技术,望能给铁路通信工作者提供一定借鉴。
作者:李士军 单位:通号工程局集团天津交通信息技术有限公司
1.1系统技术是电子计算机的核心技术在电子计算机技术中,系统技术处于核心地位,能够保证计算机系统的完整性,主要包含了系统中的结构、管理、维护和应用技术,系统技术不同,发挥的功能和承担的任务也不尽相同。结构技术的任务是保证解题速度的提高,代替由人工完成的计算工作,在性能比方面比较突出;管理技术存在于操作系统中,借助操作行为完成处理,这一技术能够大幅度提高计算机的计算水平,十分迅速地得出计算结果,减少大量人力财力的支出,节省开支;维护技术的功能是对计算机的程序进行积、全面的检查,及时发现问题,处理故障;应用技术涉及的领域比较广,主要是设计方面的自动化以及相关软件的开发和利用。
1.2机器件技术是电子计算机技术的基础电子计算机是由很多不同作用的电子器材组合而成,它们是计算机得以形成的基本元素。因此,为了实现计算机有效、安全、稳定、可靠的运行,需要科学、先进的机器件作为基础。在计算机内部,最为关键的就是复杂的逻辑关系,其最高级的逻辑就是在电子器材的协助下实现的,由此可以看出,计算机的发展进步与电子器材本身的更新、探索和革新是分不开的。
1.3部件技术是电子计算机技术不可缺少的组成部分对于计算机而言,其组成十分复杂,除了必不可少的器材以外,还含有诸多的部件,每一个部件发挥着不同的作用,为此,部件技术对于计算机的稳定运行也至关重要。
1.4组装技术是电子计算机的重要技术随着电子元器件领域水平的不断进步,需要计算机的组装技术加以配合,实现与元器件技术的一致性。鉴于计算机在外观和构造的小型化发展趋势,在组装技术方面需要加大科研投资,使其也向微型化发展迈进。
1.5电子计算机的综合分析技术是未来的发展前景电子计算机技术的发展处于不断的完善和进步中,需要坚持不懈地探求更加强的可靠性、稳定性和应用性,这是其在实践中不断追求的目标。但是,面对经济高速发展的趋势,很多计算机技术无法满足社会的需要,为此,寻求具有更强运算能力的计算机应用系统是当前一项重要的研究内容。要对计算机技术进行不断的创新,开拓思路,革新技术,实现功能的专业化以及各种配件的高度结合,将计算机对数据的信息处理变成对知识的转化和处理,将知识进行整理,代替数据库,使计算机技术更具综合分析的能力,实现功能的全面升级。
2通信技术概述
在当前的通信业中,业务类型比较多,通信方式各不相同。但是就其本质,仍是对信息时间和空间的转移的追求,也就是说,把不同形式的信息通过网络,快速、准确地进行传送。
(1)根据通信产业的不断发展,其包含诸多业务类型,通信手段和方式呈现不断的更新和完善。通信技术的目标就是将信息进行原始的传输和转移,也就是说,借助通信手段,网络作为传播的途径,实现信息准确、迅速、可靠地传递。
(2)当前,通信技术发展不断进行更新和升级,主要是针对数据传输的信道、传输技术以及传输的全方位进行改进。在数据传输的信道方面,主要是开发和研究了多种信道类型,拓展了光纤、微波信道以及卫星通信等多种渠道;针对数据传输技术,主要开发和应用了数据交换技术、频带传输以及数据通信网等技术;另外,多媒体技术彰显优势,移动和数字通信技术在社会生产生活中的应用更加广泛。
3计算机技术与通信技术的融合发展
3.1计算机技术与通信技术融合的表现通信技术和计算机技术的融合和发展是现代通信技术发展的里程碑。信息技术发展主要借助计算机技术的不断完善来实现,使计算机技术进步,引起了通信技术的飞跃,人们所享受到的通信业务更加丰富,品质更加高端。
3.1.1计算机通信技术计算机通信技术是计算机与通信技术的统一。在这一研究领域,主要的技术热点是计算机通信网络技术和多媒体通信技术两种。计算机通信的研究方向和目标是数据,因此,也被称为数据通信。信息存在的方式多种多样,主要有文本、表格、图像以及语音等。这些信息要以数据的形式进行呈现,也就实现了计算机通信的目的。如果通信的距离短,只需要借助电缆,将设备端口进行连接,实现通信的目的;如果距离较大,要在计算机通信网络的整个系统中,将计算机与通信设备进行连接,利用不同媒介,达到数据信息的输送。计算机通信的形成实现了用户之间信息的分享,最大发挥每台计算机的利用率,通信的变通性特点表现得淋漓尽致。
3.1.2信息技术对于信息时代的今天,对不同信息的收集和处理已经成为社会发展的决定性因素。现代信息技术集合了多种高科技技术,充分体现了系统性、综合性和复杂性的特点。例如,计算机技术与电信技术的结合,实现了对图像、信号等信息的获取,同时进行及时的分类和有针对性的处理,满足整个社会不同领域的需求。同时,信息技术也影响了人们的生活和工作,改变着人们的生存方式,信息产业逐渐跃居全球规模最大的产业类型,影响着诸多领域的发展速度。
3.1.3蓝牙技术蓝牙技术是通信与计算机技术融合的重要体现之一。其主要特点是实现了小范围内的无线连接,传输的内容上文件、信息和数据,不需要耗费过高成本。同时,蓝牙技术能够实现一点对多点数据的传输,操作简单,效率较高。蓝牙技术主要包含两个方面的内容,即专用IC和通信协议栈,而基带处理和射频模块构成了专用性的蓝牙,是蓝牙的硬件部分,也就是发挥接收装置的作用。蓝牙的核心协议主要有RFCOMM、SDP等,主要用于主机或者处理器上,实行对设备的确认和安全处理。当前,蓝牙技术被广泛应用在手机和电脑上,很多企业参与相关组织,制定相关的技术标准。蓝牙技术正在逐步向计算机、电信等多个领域扩展,是通信领域一个新的发展趋势。
3.1.4实时远程通信在无线或者有线方式的应用下,将终端连接成为一个网络结构,使得信息传输的范围被扩大,尤其是无线通信技术,能够弥补有线的不足,在一些难以达到通讯的地方建立网络系统。
3.1.5多媒体通信技术的应用采用多媒体形式的通信技术,主要的控制核心为计算机,运行手段比较多,能够达到多媒体信息的收集、整理、储存和传输。多媒体通信突破了原有信息类型的局限,实现数据通信的统一化,为相关领域的相关服务提供技术支持,如远程教育等。
3.1.6数据库计算机通信技术所形成的数据库系统的内容更加广泛、结构更加灵活,呈分布式,能够将不同的管理项目进行有机的整合,同时体现一定的规则性,排列有序,条理清晰地表现在数据库的平台之上,提高了数量管理的效率,同时对办公条件进行协调和处理。
3.2现代计算机通信的优势
3.2.1为用户提供更加优质、迅速的信息传达服务计算机与通信技术的有机结合,使得计算机形成网络模式,在其内部各个终端实现数据的传达,打破原有设备信息处理的局限,传递的质量和效率得以提升。
3.2.2应用的领域更加广对于计算机通信技术,其对网络资源的处理和使用为企业的发展策略提供依据,实现决策的合理性和准确性。同时,在办公系统中的应用,使得对数据的处理能力得以提升,实现资源在不同领域内的共享。
3.2.3通信服务的安全性提高计算机与通信技术的融合,使得对信息的处理和保存使用了加密的技术,提高了数据传输的安全性。同时,强化了编码技术使得数据通信服务的精确性,整体上提高了服务的优质性。
4对未来计算机通信技术的发展趋势的展望
某运站处于国家铁路运输网和城市运输网的枢纽位置,决定着该城市交通业的发展,是经济发展最迅速的区域。因此,该客运站的存在使得这一城市成为了经济发达、城市化水平高的国际化大都市,这便又反过来促进了运输业的发展。但这一现状的存在,也使得城市用地十分紧张,并且环境污染也比较严重。这便需要我们发展绿色、环保、占地面积小、运输效率高的铁路干线。
2客运专线通信技术介绍
现今,应用范围较广的数据通信网技术包括纯IP技术、IP/ATMoverSDH技术、纯ATM技术等。2.1纯ATM技术这一技术发展的基础是光纤网络的成熟,在光纤基础上设立的ATM数据网可以承载多项业务,并且能促进QOS的发展,在我国发展的也比较成熟。可是,这一技术的协议存在很大的缺点,比如IP传输效率过低、成本高、推广性差等。2.2纯IP技术这一技术是在前兆以太网路由器的基础上发展起来的,所建成的纯IP数据网,有着端口容量大、传输方便、协议便捷等多方面的优势,不过它所产生的QOS不够严谨,很多协议也不够科学,所以安全性低、管理难度也很高。2.3IP/ATMoverSDH技术这一技术是在MSTP的基础上发展进步的,借助光纤产生数据传输平台后,再制造出IP/ATM接口,并将其联系起来组成数据网,以完成数据的传输工作。IP/ATMoverSDH技术现今已经十分完善和健全,并且可调动性很强,管理水平也比较高,发展前景良好。
3客运专线通信技术的应用方案
3.1传输网的架构
在设立传输组网时,要将工作分为三层逐步开展,这三层是汇聚层、骨干层和接入层。这三者中的重点是骨干层,其中的多个传输核心节点主要是为了进行多业务处理以及大颗粒业务的调度工作,骨干层对于安全性和稳定性的要求是很高的,通常用10Gb/s的网络来完成传输工作。传输设施中存在很多核心节点和汇聚节点,它们可以完成业务的疏导以及聚集工作。接入层中的各个网络可以通过汇聚节点来聚集到一处,这样便能够使接入节点有运输通道。汇聚层必须具有很强的汇聚性能和处理交叉业务的功能,并且需要有很好的扩展性,通常将622Mb/s的网络作为传输设施。接入层包括多个业务节点,因此接入方式也十分多样,可以处理好多种业务,必须在接入层安装多种多样的接口。现今,网络传输业务的发展趋势是由语音传输转变为数字传输,因此,要结合数字传输的各项要求要对整体网络结构进行完善,并结合业务的流向以及流量来开展组织工作,不断提高传输水平。最重要的是,要增加大颗粒组织管理的比重,实现高速度下的通道连接工作。需跨环的业务多或者是调度大时,通常选择多光口的SDH设施作为节点。
3.2汇聚层的组网设计
顾名思义,汇聚层的组成就是汇聚节点,它主要是梳理、聚集该范围中的各种业务,以增强业务的调度能力,并且该层次能够避免接入点直接引入核心层而产生的主干光纤消耗、跨度增大等问题。建设汇聚层的网络是多采取分波工艺、RPR以及MSTP工艺,尤其是MSTP工艺的应用,能够促进TDM性能的发挥,并且使数据业务传输的效率提高,保证宽带良好的工作性能。借助MSTP的汇聚以及交换性能,能够减少汇聚节点的数量,降低建设成本。今后铁路的发展进步中,将广泛地应用TDM业务,为了顺应这一发展趋势,我们便会将MSTP作为重要工作传输工艺。在处理IP数据业务时,便会应用到RPR技术,这样能够使数据业务的传输效率显著提高,并且能够产生不同级别的业务类型,能够更好地满足用户的多样化要求。
3.3骨干层的组网设计
骨干层网络的组成为核心节点,它的功能是联系铁路枢纽区域以及容量较大的中继电路,所以要求其工作时有很高的稳定性,并且对于安全等级的要求也很高。在建设骨干层时我们大多使用MSTP或者是波分工艺,但是核心设施的节点不多时,它的收敛度便会增强,这时便可应用40G设施来完成10G大颗粒业务的传输。我国的SDH设施起步较早,在这一前提下,MSTP的建设成本也大大减小,并且有着很完善的网络宽带和网络保护功能,可承载POS端口、IP端口和传统的SDH端口。若地区的业务量很多,则使用波分技术建设骨干层较为适宜。这种技术能够把传输层的骨干层和组网IP宽带聚集到一个波分物理平台内,然后借助这个平台内的波长完成MSTP业务、SDH业务、IP宽带业务的承载工作。这样的工作方式不仅能够最大化地利用资源,还能提升宽带的效率。另外,波分技术能够产生一个具有保护作用的波长通道,并借助QOS来完成业务的传输,保证IP网络的安全工作。使用波分技术构件的骨干层可以保证以后物理平台进化工作的顺利进行,避免各种融合问题的产生。骨干层网络的分布式控制方式,可以使用OXC技术完成组网的工作。但这一业务还不够完善,所以要不断提高其工作质量。结合该客运站的运行状况,分别在A、B、C三个区域各设置一套10G传输设备,共同构成两个STM-641+1自愈性链性传输系统。在建设骨干层的传输系统时要用到OPtixOSN7500设施,它不仅有着MSTP技术的优势,还能够和之前的MSTP、SDH网络很好地融合,所以在现今的工作过程中应用广泛。
3.4接入层的组网设计
建设接入层时使用的传输设施是OPTIXOSN2000,这一设施属于较先进的传输设施,有着噪音小、耗能小、环境友好等许多优势,能够为PDH、SDH、Ethernet等设施的工作提供保障,且该设施具备5Gbit/s的低阶交叉能力、10Gbit/s的高阶交叉能力以及4Gbit/s(26*26VC-4)的接入能力。在本客运系统的牵引变电所、通信基站、AT所、分区所、信号中继站等节点均安装了健全的622Mb/s的传输设备,组成了18个STM-4环形传输系统,且相邻信号中继站及站间奇数基站都设立了STM-4复用段保护环,在牵引变电所、AT所、分区所和偶数基站之间建立了STM-4复用段保护环。
4结语
1高速光纤通信系统
随着科学技术的日新月异,互联网的大数据、云计算、平台、移动互联网将人类带入了高速的信息时代,互联网和通信方式改变着人们的生活、工作方式,通信方式发生了质的飞跃。同时,人们对通信系统的传输性能,也提出了更高的要求。通信方式从电缆通信、微波通信、光纤通信,再到目前的研究热点高速光纤通信。光纤通信是三大支柱通信方式的主体。光纤通信系统,顾名思义,是利用光作为载波、以光纤作为传输媒介进行传输信息的通信系统,光纤实际上是一种极细的光导纤维,由纯度很高的玻璃拉制而成。普通光纤通信的传输速率一般是10Gb/s,高速光纤通信的传输速率可达到40Gb/s、160Gb/s甚至更高。事实上,在光纤通信的不同发展阶段,高速的含义是不同的。目前通常把STM-16等级以上的系统称为高速光纤通信系统,也有人称之为超高速光纤通信系统。光纤通信作为当前三大通信方式的主体,有着较为明显的优势:光纤通信的频带较宽,可用带宽约50000GHz,容量大可同时传输更多的路数;光纤通信比任何的传输都具有更小的损耗,损耗小带来的直接好处就是中继距离长,传输稳定可靠;另外抗电磁干扰性强、保密性好。
2高速光纤通信系统面临的挑战
高速光纤通信系统快速发展,并得到广泛应用的同时,也存在着一些问题。比如光信噪比(OSNR),OSNR是光纤信号与噪声的比值,OSNR的大小直接影响传输信号质量的优劣,OSNR过大,传输距离会相应减小。另外,色散、非线性效应等问题也是影响高速光纤通信传输的主要因素。色散会使脉冲展宽、强度降低,增大误码率,信号畸变失真,直接降低通信质量。色散一般分为两类:群速度色散和偏振模色散(PMD)。群速度色散和偏振模色散效应对系统的传输性能、传输速率和传输距离都会有明显的损害。PMD的问题在以往的光纤传输中就存在,传输速率越高,PMD的影响也越加明显。光纤传输的衰减、消耗和色散与光纤长度为线性关系,光纤的带宽与光纤长度为非线性关系,这一非线性关系即为非线性效应。非线性效应分为散射效应、与折射密切相关的自相位调制SPM、交叉相位调制XPM和四波混频效应FWM,其中XPM和FWM对系统影响较为严重。因此,研究OSNR、色散和非线性效应问题是解决高速光纤通信系统高质量传输的关键技术。
3高速光纤通信系统的关键技术
高速光纤通信系统与电缆通信、微波通信相比,在可用带宽、潜在容量、话路数上都显现出了巨大的优势,光纤通信的载波方式为光波,可用带宽达到2000Ghz,潜在容量可达4000G,话路数也可达到6亿个。密集光波分复用技术DWDM、光时分复用技术OTDM等已逐渐成熟,使得光纤通信技术朝高速发展成为可能。因此,要求载体光纤必须具备色散值低、有效面积大、偏振模色散PMD低等特点来有效解决色散问题和非线性效应问题。光纤是光纤通信的物理载体,从G.652单模光纤发展到G.653色散位移光纤,再到现在的性能比较高的G.655非色散位移光纤。G.655具有低色散、大有效面积的特点,对于光纤通信朝高速发展提供了传输的基础。光纤的有效面积越大直接提高了光线中SBS等的非线性效应阈值,阈值的提高使光纤通信系统的传输能力增强,承载功率提高,通道数增多,使误码率降低,容量更大,成本更低。偏振模色散原因多为随机的各种因素造成,偏振模色散是一随机变量,因此需要动态的补偿方式。一般有光域补偿和电域补偿两类。波分复用技术(WDM)在高速光通信系统中已得到普遍应用,PMD补偿是WDM系统中必不可少的一项。但其具有信道单一、成本高等缺点,最差信道补偿法可以弥补这些缺点,其实质是对PMD影响最大的信道进行补偿,对于信道数目较多的情况,可以适当增加检测器,多个检测器可以使得PMD的补偿速度增大。前向纠错编码技术(FEC)是一种自动纠正传输误码的技术,故为“前向”,在传输码列里增加一项冗余纠错码,以此来降低误码率的方法。纠错能力有一定的标准来衡量,一般是WDM中的编码增益,增益值越大则纠错能力越强。在高速光纤通信系统中,还可采用增强型的前向纠错编码技术,以满足高速光纤通信纠错能力特别高的系统。前向纠错编码技术是实现长距离高速光纤通信的关键技术。目前光纤通信中形成标准的两种FEC方案分别采用BCH-3码和RS-8码。FEC编码获得的增益可以改善光纤链路性能、提高抗干扰能力、降低误比特率;另外还可以增大中继传输距离,实现长或超长距离传输。
作者:唐红新 单位:五医院通信站
文本信息可以实现对文本图标的宣传和推广,但SMS的实时性较差。基于图像处理的多媒体通讯其核心技术为数字化的图像压缩、编辑、处理、转换和传输。计算机时代的无线多媒体通讯图像处理可分为实时和非实时两种。在固定无线多媒体通信系统中,其核心设置为空中接口的选择,促使无线多媒体网络在多样化的操作系统下运行,实现无线多媒体的全局优化和部分优化,提高其系统运行效率和服务质量。由于无线多媒体具有如此巨大的市场需求,分析其现状并促进其技术革新是计算机信息时代的主要任务。
二、多媒体通讯需求现状
无线多媒体的发展具有广阔的前景,信息化时代的多媒体技术促进了生产效率、教学效率的提高。目前,数字无线通讯设施已经投入使用并且效果良好。与宽带连接和与卫星移动通信系统连接的无线多媒体也在发展之中,这使得我国电子产品市场处于世界先列,是教育、科技、工业等多个领域的共同需求。我国自身的多媒体技术并不发达,多数相关设备要靠进口。这导致国内一些以技术研发为主的企业面临倒闭,中国的多媒体设备研发技术创新能力较差,不能形成一条完整的通讯产业链。当然,这也预示着我国无线多媒体行业具有较大的发展空间,有丰富的资源可以利用。对于我国多媒体技术发展来说,相关人员应看到优势也尊重其发展现状,逐渐促进我国多媒体技术的发展。
三、无线多媒体的应用和发展趋势
1、与互联网融合。
不仅我国,全世界都将创建多样化的应用服务客户端,发挥互联网在多媒体通信中的积极作用作为主要战略任务。公共电话网络在发展的同
时也存在资源利用率低、网络带宽窄且信号不稳定等问题。同时,受到网络运营商的经验少的影响,公共电话网络无法进一步发展。基于此,无线多媒体技术的发展基于网络这一核心技术,建立完善的网络多媒体通讯平台,扩大互联网技术的影响范围,通过先进的、规范的平台来进行多媒体信息的发送和处理。基于此,国家提出了三网融合技术,其中互联网依然是这一发展中的核心。
2、走向宽带。
宽带的应用可加快对媒体信息的传输和处理速度,尤其是对于音频、视频等多媒体信息。无线宽带加快了信号的访问速度,吸引了大量的投资者和开发商,进一步促进了其发展。目前,N-ISDN上无线多媒体通信业务已经取得一定成效,宽带的应用迫在眉睫。随着科技的发展,光纤通信技术将成为多媒体重要技术之一,它可以实现无线多媒体的信息处理速度大幅度提高,并且不断实现效率的提高,宽带网速的提高将为无线多媒体的发展的重要支柱。
3、无线多媒体与移动技术的结合。
智能手机的发展是无线多媒体与移动技术结合的最佳案例。目前,大部分手机系统已经实现了3G或4G网络传输。并且经历了语音通话、文本信息处理等阶段。这一阶段的手机等移动设备已经成功的实现了数字化语音业务和准确数据服务,但在不同制式中,网络模式的选择受到限制。视频的应用是多媒体向无线通讯发展的重要体现,新一代的智能手机的速度更快,3G网络用户已经可以将手机作为卫星信息系统网络服务的接收者。在这种网络模式下,使用者可以在任何时间和地点实现数据连接,而不受到漫游的影响。
4、与卫星技术结合。
卫星在近年来的移动过通讯业务中的作用越来越明显。尤其是在环境监测通信服务、国防侦察和导航定位等多个方面。卫星技术将通过提供宽带信号为多媒体信息的数字化提供保障,在未来,多媒体技术与卫星通信技术将结合并构建全球性或区域性的网络,确保多媒体技术的安全性能。
四、总结
光纤通信技术是以光波为信息载体,利用光纤来进行信息传递的一种通信技术。与其它的通信技术相比较,具有非常明显的优势。在信息化进程中,光纤通信技术将会逐渐取缔以往传统的通信技术,成为通信技术的支柱。频谱技术是通信技术的重要内容,在光纤通信技术与频谱技术相结合,可以让数据传输的速度更快,可以在很大程度上屏蔽数据传输过程中受到的干扰。频谱技术的工作原理是通过将正在进行高速传输的数据流串、并联变换,将传输速度快的数据流引入传输速度较慢的子传输通道中,进行数据传输,而在单独的子通信传输通道中设置专门的载波,就可以实现分别调剂,让数据信号在这些子通信传输通道中正常传输。
2 电信光纤通信技术及频谱技术的特点
2.1 电信光纤通信技术的特点
2.1.1 信息容量大
光纤通信技术的主要特点是频带宽,信息容量大。光纤能够承载很多光信息,虽然单模长的光纤通信系统无法将光纤技术的优势完全发挥出来,但是如果将光纤技术与其它复杂技术相互结合,可以在很大程度上扩充传输容量,发挥光纤通信技术的优越性。
2.1.2 传输损耗低
现阶段的光纤通信技术大多是通过石英进行传输,石英传输的最大特点就是,光纤在传输的过程中只有非常小的损耗,并且它的中继距离比其它物质构成的系统要长很多。如果光纤通信技术在以后的发展中,能够找到更加合适的传输介质,那么就可以进一步降低损耗,这对于光纤通信技术的发展意义非凡。
2.1.3抗干扰
光纤采用的材料一般都具有很强的绝缘性能,并且使用周期也较长。这让光纤系统具有很强的抗干扰能力。由于信息在传播的过程中,经常会受到各种电磁波的干扰,影响信息传播的质量。现在通过光纤通信技术,可以在很大程度上提高抗电磁干扰能力,让信息能够安全的环境中传递。
2.2 电信频谱技术的特点
2.2.1 抗衰落性强
频谱技术在通信技术的应用中,最大的特点就是其具有惊人的抗衰落性。这种抗衰落性集中体现在对抵抗以及数据的传输通道上,频谱技术通过其工作原理,让用户信息通过载波的方式进行传递。这样做虽然会增加载波传播信号的时间,但是它的信号之强足以弥补这一缺憾,通过抗衰落性的提高,让整个通信系统具有更强的抗干扰能力。
2.2.2 传输速度快
现在电信广泛运用的频谱技术可以通过数据传输的子传输通道中的载波,降低传输通道以及传输数据中的噪音。在数据传输通道处于正常运行的情况下,可以对数据传输中的子载波进行合理调剂,当数据传输通道环境较差的时候,子载波也具有跟强的抗干扰能力,不会对数据传输造成太大影响。频谱技术运用于通信技术的时候,通过算法在数据传输通道正常运行的情况下让数据快速传输,提高传输速度。
2.2.3 频谱运行速率快
正常情况下,两个相邻载波信号之间的关系应该是相互重叠的。这种相互重叠的关系,可以让频谱的使用率达到最大化,在进行数据传输的时候,极大程度上提升数据传输效率。频谱运行速率快,可以在很大程度上提升数据的传输速度,这样就可以提高整个通信系统的效率。
3 电信光纤通信技术及频谱技术的应用现状
光纤通信技术及频谱技术的发展引起了传统通信方式的一次巨大改变,并且迅速蔓延到全球。电信及时的抓住了这根橄榄枝,找到了适合自己通信系统发展的光纤通信技术及频谱技术。目前,电信光纤通信技术及频谱技术主要应用于三个方面。首先是波分复用技术(WDM)的应用。这种技术的特点是可以通过单模光纤低损耗区,能够获得的宽带资源更加丰富。这种技术作为光纤通信技术的主要体现,为通信行业的发展做成了巨大贡献。它涉及到了通信技术的各个方面,对于提高通信技术的质量、速度效果显著,不仅深受电信公司的青睐,也被其他运营商所关注,成为现代光纤通信技术的主流技术。其次是光纤接入技术,这是光纤通信技术的重点。通过光纤接入技术,能够对以前的模拟系统以及接入网进行适当调节,可以满足用户更多的通信需要,让光纤通信技术正真的走进千家万户,促进光纤通信技术的快速发展。这几年,公司越来越重视光纤通信技术的研究,随着4G网络时代的到来,光纤通信技术的地位也越来越重要。最后是光纤通信技术中的光传输和交换技术的相互结合。光纤通信技术的发展速度非常快,它的传输技术也在不断提升,经过研究工作人员的不断努力,光传输和交换技术取得了显著成绩。虽然光传输与交换技术在某种程度上达到了高度融合,但是在实际操作中仍然存在诸多问题有待解决,如果能够将这些问题有效解决,对于光纤通信技术的发展有着非常重要的作用。
4 电信光纤通信技术及频谱技术的发展方向
通信行业作为我国的一项重要行业,它的发展进步关系着人们生活的方方面面。这几年,我国对于通信行业的扶持力度不断加大,通信行业在这样的环境下已经形成非常完善的体系,电信作为这个体系中的重要组成部分,其发展对于通信行业的影响毋庸置疑。时代在飞速发展,在瞬息万变的市场环境下,电信适时的坐上了光纤通信技术的顺风车,通过不断研究,电信也将迎来光纤通信的时代。因此,只要找准发展方向,未来电信光纤通信技术及频谱技术的发展前景是非常广阔的。光纤通信技术发展的第一步是对原有的系统进行调整,开始走数字化、智能化的网络路线。为此,需要进一步提高光纤通信技术,让整个光纤通信网络能够高效、稳定、快速运行,同时要扩大网络的覆盖范围,让更多的消费者感受到光纤通信技术到来的便捷服务。第二步是提高新一代光纤在光纤通信中的运用范围。让光纤进入通信行业的方方面面,满足各行各业人们的需要,为光纤通信技术的发展打造一个更好的平台。第三步是推动光纤通信技术走向超高系统。从以往通信技术发展的经验我们发展,网络传输速度永远也无法满足网络容量的需要。在信息化高度发达的环境下,提高网络传输速度刻不容缓,只有在提高业务传输容量的基础上,同时提升业务内容,才可以提高业务效率以及满足更多业务需求。最后,电信的光纤通信技术应该向超大容量的WDM 系统推进。增强波分复系统的运用,不但可以提高宽带资源的利用效率,还可以降低运输成本。但是波分复系统的灵活性和可靠性还不是很稳定,存在一些问题,因此,波分复系统只有不断提升系统性能,完善自身的漏洞,充分发挥它的优越性能,才可以为大众提供更优质的服务。
5 结束语
1.1水利自动化监控系统缺乏资金
由于我国水利建设资金来源于政府与国家的投资,虽然国家所下拨的建设资金足以实现水利工程的建设,但是在实际的水利工程建设中,部分水利工程建设管理人员为了获取高额利润,从国家下拨的资金中套取一部分,导致配套建设资金并没有足额到位。由于水利自动化监控一般是在工程建设的末期才进行,工程建设资金可能已经在前期的工程中消耗过多,造成在工程末期往往会因为资金不足而难以实现如期建设,其投入使用也延期,且质量方面并没有达到要求。此外,国家对水利建设中的自动化监控系统投资政策并没有落实到位,在没有政策作为依据的前提下难以将资金有效的应用在水利自动化监控系统建设中。
1.2系统建设质量难以控制
由于水利工程建设项目的质量受多方面因素的影响,工程质量与施工单位的施工技术、管理能力及监理单位的监理力度等方面有关。由于水利工程在很大程度上受施工人员的技术及施工单位人员流动性较强等因素的直接影响,导致有效的水利自动化监督控制工作难以开展,而施工单位缺乏能力较强的技术人员及监督管理人员,导致水利自动化监控系统建设的质量检测技术仍较为落后。水利自动化监督控制涉及到多方面的知识,要求技术人员必须具备工程管理、自动化管理以及自动化控制等综合性知识,然而这种综合性人才比较缺乏,导致水利自动化监控系统建设的质量难以得到有效保障,技术人员的缺乏在很大程度上制约着我国水利建设的发展。
2无线通信技术在水利自动化监控系统中的应用
在技术不断更新与发展的年代,无线通信技术也在不断发展,水利自动化监控系统在技术的支持下也迅速发展。目前我国无线通信技术正在不断发展与完善,实现了水利监控系统的智能化与自动化。无线通信技术在水利监控系统中的应用越来越广泛,在水利监控系统中,包括水利工控监控系统、水利水情自动化监测系统、水利综合监控系统,而这三大系统中又包括多个子系统,因此水利自动化监控系统具备明显的复杂性。
2.1在水利水情自动化监控系统中的应用
水利水情自动化监测系统将农村的雨水、水利情况等情况作为监测对象,因此监控系统建设一般设置在农村或者深山区。水利水情自动化监控系统包括雨水情自动化监测系统及农田水利自动化监测系统,这两个子系统之间既有联系也有一定的区别。前者主要是根据雨水量及雨水期等相关情况对汛期各时段的水位进行监督控制,从而为防汛工作提供重要的数据资料。雨水情自动化监测系统将监控的相关信息上传到上级防汛指挥部门,通过不同的网络间的数据交换系统。而水利水情自动化监测系统中的农田水利自动化监测系统的监测对象具体包括水流的地理位置、水流速度、风速、土壤的含水量、降水量等,这些监测对象所获取的数据具有一定的集中性与分散性,监控点之间的距离较短。由于农村的条件有限,系统规模一般较小,限制了水利水情自动化监控系统的发展,采用无线通信技术能有效地弥补落后地区系统监测数据量少的缺点,发挥无线通信技术的优势。由于建设条件有限,因此系统建设必须一次性完成,因此可以将无线局域网络通信技术与有线网络通信技术相结合,从而组建出数据通信网络,避免高额建设,减少了监控系统的建设费用。
2.2在水利工控自动化监控系统中的应用
在水利自动化监控系统中,水利工控自动化监控系统与企业的自动化监控系统具有一定的相似性。该系统主要是以实时监控视频的方式以实现对数据的有效监督与控制。由于系统建设的技术对系统数据的传输速度、安全性及信道有较高的要求,因此必须加强对系统的实时监测与控制,建立配电室和中央控制室,采用配置较高的工控机及高清摄像机进行视频监控。建立信息化网络平台是水利信息化建设的重要内容,目前我国部分水利工程的自动化监控系统已经建立了小型局域网络系统,局域网的设计与建设已经正式开展。
2.3在水利综合自动化监控系统中的应用
水利综合自动化监控系统主要是应用于大坝的监控,其中包括了河道综合治理与大中型水库的除险加固这两个方面。近年来,我国加强了对水利的综合治理力度,我国政府也在不断加大对水利综合治理的资金支持与技术支持。我国财政资金对水利监控系统建设的大力支持在很大程度上加强了对水库的建设,进一步加快了我国水利自动化监控系统建设的进度。由于河坝是防洪的关键地段,因此在进行水利工程建设时必须加大监管力度,相关技术人员通过不断总结以往经验,吸取教训。水利综合自动化监控系统的组网方式主要采用光缆作为主要的信道,接着再使用光电转换的形式。此种组网方式具有信道宽、防雷击等外部影响、网络速度快等优点,然而这些系统的施工所需成本较高,且难度较大,导致工程建设的后期维护费用较高,且支出费用超过了预算。在河道的综合性管理中,可以采用有线与无线相结合、局域与广域相融通的组网方式进行,在组网方式的选择方面,可以在每一个河坝的监控终端设置无线局域网络,并根据各个监督控制点来选择合适的组网方式,实现对监测数据的有效传输。可以采用直接铺设的方式布置光缆,能有效地减少雷击等外部影响,但这种方式容易导致土建设置被损害,且信道恢复慢,误码率较高。而采用无线局域网络与有线局域网的组网方式具有较大的优势,与其它组网方式相比,其无线局域网的结构比较简单,且安全性较高等,能有效的减少施工量,降低了系统维护率。无线通信技术在水利综合监控系统中的作用很明显,有利于数据的集中上传,实现其实时有效的监测职能。
3结束语
1系统硬件设计
1.1硬件系统硬件系统是将系统进行模块化分解来进行设计,主要包括CC2530芯片模块,电源模块,射频电路模块,控制芯片与机器人对接模块。其中CC2530芯片是一款用于嵌入式应用的系统芯片,由TI公司推出,是一种使用了IEEE802.15.4标准的ZigBee和ZigBeeRF4CE解决方案的系统。CC2530内部已集成了一个8051微处理器与高性能的RF收发器。CC2530能够以非常低的总材料成本建立强大的网络节点,拥有较大的Flash,其存储容量多达256KB,它是理想的ZigBee专业应用芯片[5]。电源模块为3.3V与5V供电,控制芯片与机器人对接模块包括稳压部分,电平转换部分以及串口。各部分原理如图3。
1.2测试平台测试平台以3个轮式智能小车作为智能机器人模型进行搭建,智能小车为飞思卡尔车模改装的,智能小车采用红外传感器、摄像头、超声波定位仪等设备进行信息的反馈,使每个机器人具有自动避障,实时调控和定位功能,图4所示。
2系统软件设计
该软件程序主要包括模块的定义、参数类型的初始化以及各个模块功能的实现方式3个部分。模块的定义是用来确定节点的性质,如其中的协调机器人定义为FFD,向其提供全部的IEEE802.15.4MAC服务,要求其既可以发送和接收数据,还具备路由功能,而其他机器人只需向其提供部分IEEE802.15.4MAC服务,因此只需将它们定义为RFD设备,让它们具备发送和接收数据,而不充当协调点和路由节点。初始化的目的则是配置系统参数,首先定义系统的时钟信号,然后定义ZigBee芯片所连接的MCU类型和型号,接着定义通信模块性质即定义通信模块所在节点为全功能节点还是缩减功能节点及ZigBee网络层和MAC层的参数等[6],如3个轮式机器人的16位PAN地址,无线发送信道的选择,发送接收频率,校验方式等。模块功能的实现是通过将每个模块分配一个16位的PAN标志符,作为区分每个终端设备的唯一标志,人所面对的主控模块终端拥有最高的优先级别,并且可以单独控制每个机器人的行为,也可以向所有机器人发送协作控制命令,让机器人自行协作运动,当协作命令发送后,机器人将以协调机器人作为核心,按照队形坐标进行编队运行,在此过程中软件设定队形坐标检测时间,当实际队形坐标与超声辅助系统提供的坐标信息不符时,协调机器人可以通过发送命令的方式控制其他机器人进行相对位置的调整,从而达到人机通信与机器人间相互通信的目的。具体流程图如图5。
3实验结果与问题分析
3.1实验结果展示通过实验情况可以看到:利用ZigBee无线通信技术设计的通信系统,可以实现多机器人间的组网通信,从而实现编队控制,在此通信系统的控制下,3个轮式机器人不但可以通过人机控制方式进行三角形与直线型编队间的相互变换,还可以在机器人间相互通信的基础上,自动地达到编队的目的。
3.2实验问题分析1)在实验过程中,由于实验测试平台采用超声波辅助定位模块,故实验场地中设有超声定位的固定参考点,因此不同的实验场地智能机器人的定位需经过测试进行调整,当然辅助定位也可以采用其他模块进行,这并不会影响此通信系统的性能,依然可以很好地完成队形间的变换。2)在实验过程中,由于超声定位的坐标返回值与系统设置的相对坐标数值不可能完全吻合,因此在实际应用中,将系统坐标数值设置为区间值,即当超声定位模块返回的坐标值在系统相对坐标值范围内就认为已经运行到指定位置,便进行下一步运行,因此在不同的实验测试过程中队形可能会出现一些误差,但这种误差经过对系统坐标区间值范围的调整可以适当减小,达到误差允许范围内,因而对编队的美观性影响不大。
4结束语
笔者在ZigBee技术的基础上设计了一种将人机通信和多机器人间相互通信相结合的通信系统。在一定的空间范围内,该通信系统既使机器人自身具有一定的智能性,又不脱离人的掌控,不仅发挥了ZigBee技术低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的优点,还使机器人充分利用了时间上空间上的分布性与高效性从而更好的协作,共同完成任务,展示其良好的应用价值。
作者:昶旭阳邓彦松单位:西南民族大学电气信息工程学院