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無線局域網(Wirelesslocal-area network,WLAN)是計算機網絡與無線通信技術結合的產物。在不采用傳統電纜線的同時,提供傳統有線局域網的所有功能。利用射頻技術取代傳統的雙絞線構成局域網絡,提供傳統有線網絡的所有功能。無線局域網的基礎還是傳統的有線局域網,通過無線訪問節點、無線網橋、無線網卡等設備使無線通信得以實現,是有線局域網的擴展和彌補。
在組建無線局域網之前,首先通過調研了解需求,明確網絡覆蓋目標、應用背景,分析用戶對象群及數量等;并對WLAN覆蓋現場進行勘查,獲得現場環境參數、及點位等基本資源情況。在此基礎上制定合理的WLAN網絡規劃。
那么,我們為什么要組建無線局域網呢?那些場合需要呢?無線可以讓局域網的組建即節省時間又比有線網絡更經濟,通信更便利。布線及設備可以很方便的安裝,快速而簡單,終端與交換設備之間省去布線,允許網絡到達以前有線不能到達或者不方便到達的地方,整個的安裝費用和維護成本都明顯低于有線的網絡。無線WLAN的可拓展性較強,可以配成不同的拓補圖。在企業內的任何地點都可以存取實時信息,移動辦公可以很方便的實現。通過無線網絡可以不受限于時間和地點,滿足于各行各業對于網絡應用的需求,工作效率得到極大的提高。目前為止,無線網主要應用于縱向行業應用。未來無線網的應用主要在,醫療,教育,大型企業的辦公區域。公司,會議廳,公共區域,分支辦公室都是適合使用無線網絡的場合。
無線網絡的傳輸需要中心接入點(無線路由器)、 “傳輸介質”(無線電波)、接收器(無線網卡)等。跟有線的網絡在硬件上也基本一致。
無線網絡中心接入點可以是無線局域網接入點(Access Point,AP) ,也可以是無線路由器,主要負責無線信號的分發及各無線終端的互連。無線網絡中,AP就相當于有線網絡的集線器(交換機),通過客戶端的無線網卡把它們連起來。無線電波是它們的傳輸介質,不能通過它來共享上網,只是把客戶端連接在一起。而無線路由器可以實現無線網絡中的的Internet連接共享。無線路由器具有AP的功能以及無線客戶端通過它實現共享上網的功能。
無線網絡的終端信號的接收設備,根據應用的不同也可分為無線局域網卡、無線上網卡以及藍牙適配器等。論文參考,AP。無線的局域網卡的作用跟有線網卡類似,主要分為PCI卡、USB卡和筆記本專用的PCMIA卡三類,都內置有無線天線,以實現信號的接收。
無線網絡已經在現代化時尚辦公中占有重要地位,但單個AP的覆蓋面積有限,一些較大的單位為了能達到在公司范圍內都能使用WLAN,都會安置兩個或兩個以上AP。論文參考,AP。這樣就會產生新的問題,當移動用戶再不同的AP之間切換時每次都要查找不同的無線網絡,重新連接,非常麻煩。而如果我們在AP上面做恰當的設置就可以實現不用每次在不同AP間切換時而不用重新連接AP。
無線局域網的漫游其實是跟手機的漫游原理是一樣的。那么我們應該如何設置AP才能實現移動用戶的漫游?
無線的漫游必須是在不同的AP間實現的,所以要給每個AP都要配置IP地址,在同一個網段,使用相同的ESSID。如果需要實現漫游,還必須把兩個或者多個AP的信號覆蓋范圍互相重疊,有相互重疊的區域的AP不能選擇同一信道,因此各個AP覆蓋區域占有的信道要遵循一定的規則,從而減少相互之間的干擾,提高WLAN的網絡性能和效率。
無線AP的放置的位置一般的盡可能的放到高處,因為無線信號是直線傳播的遇到障礙物信號就會被衰減,這樣可以保證無線網絡的覆蓋范圍。在實際安裝的時候,為保證無線信號的強度,如果無線AP與客戶端超過達到兩堵墻室就要考慮增加AP數量。同時如果要實現漫游,就要盡可能避免無線信號盲區,各個AP之間無縫連接,AP間重疊區域大小取決于區域中的用戶數量和網絡使用率。
這樣,對于移動用戶來說,無線漫游就和用一個AP的鏈接沒什么區別。論文參考,AP。輕松實現了 “無論任何時間、任何地點都可以輕松上網”。
WLAN采用的是公共的電磁波作為傳輸媒體的。只要有條件都可以去竊聽或干擾信息,對行為也不容易防備。有安全專家就指出,無線網絡將成為黑客攻擊的另一塊熱土。所以,我們在應用無線局域網的時候也應該考慮到其安全性。論文參考,AP。
服務區標識符(SSID)匹配無線客戶端必須出示正確的SSID,與無線訪問點AP的SSID相同,才能訪問AP;否則AP將拒絕它通過本服務區上網。論文參考,AP。我們可以這樣認為SSID是一個簡單的口令,從而提供口令認證機制,實現一定的安全。 在AP上對此項技術的支持是可不讓AP廣播其SSID號,這樣無線客戶端就必須主動提供正確的SSID號才能與AP進行關聯。
我們還可以在AP中手工維護一組允許訪問的MAC地址列表(因為每個網卡都有一個且唯一的物理地址),從而實現物理地址過濾。
常見的無線網絡的安全技術還有連線對等保密(WEP)、Registration Authority審查并獲得認可、端口訪問控制技術(802.1x)、虛擬專用網絡(VPN)等等。
“三網融合”是指電信網、廣播電視網、互聯網在向寬帶通信網、數字電視網、下一代互聯網演進過程中,其技術功能趨于一致,業務范圍趨于相同,網絡互聯互通、資源共享,能為用戶提供話音、數據和廣播電視等多種服務的一種新體系。
綜觀“三網融合”精神,最主要的切入點就是要加快推動廣電、電信業務的雙向進入。論文寫作,切入點。也就是廣電、電信企業按照國家廣電總局“三網融合”總體方案中明確的雙向進入的業務范圍,開展相關業務。其中IPTV、手機電視的集成播控業務由廣電部門負責,宣傳部門指導。廣播電視播出機構要做好IPTV、手機電視集成播控平臺的建設和管理;國有電信企業在廣電部門的監管下,可從事IPTV傳輸和手機電視分發服務。
顯而易見,隨著政策和體制的理順,廣電網的核心—有線電視網絡必將在“三網融合”中發揮主導作用,而電信網在廣電部門的監管下,從事相關業務。有線電視網有著其它網無法替代的優勢,主要體現在以下四個方面:其一,途徑便捷,有線電視網從自己的傳統的視頻傳輸業務出發,通過雙向化改造和業務平臺的搭建,實現對數據和話音業務的承載,不僅可以在家庭擁有量最大最普遍的電視機上,而且還能夠在多屏(電視機、手機、電腦)之間實現業務切換;其二,信息權威,有線電視網絡是黨和政府宣傳輿論和信息傳播的主陣地,是政策法規、公共信息的權威傳播者,具有公認的信息公信力,擁有保障信息的正確性、權威性的體制和機制,由有線電視網絡主導的三網融合在信息服務提供、利于各行各業和個人有效使用信息方面具有獨天得厚的優勢;其三,安全可控,不同于電視網和計算機網等其它基礎網絡,有線電視網是獨立、安全的網絡體系,從建網之初就被賦予了極強的政治屬性;其四,內容豐富,依靠廣播電視播出機構雄厚的音視頻資源,通過內容和服務的集成和分發平臺和海量的媒體資源系統,充分發揮廣電內容服務的優勢。
廣電網雖有獨特的優勢,但就“三網融合”后的全新一代互聯網還需進一步完善和提升,目前有個別城市真在試點,但大多數特別縣級城市還應加強和加快網絡建設的改造和統籌規劃,重點是加快有線數字電視網絡建設和整合,推進有線電視網絡數字化和雙向化升級改造,就國家管理部門加緊培育和建立合格的市場主體,從而組建國家級有線電視網絡公司,實現全國有線電視網絡統一規劃、統一建設、統一運營、統一管理,構建適度競爭的產業格局。論文寫作,切入點。為了迎接三網融合,零散分布在國內各地的網絡需要整合起來。
廣電網要進一步強化網絡信息安全和文化安全監管。要把確保網絡安全、文化安全貫穿于“三網融合”的全過程,要做到同步同進、并重并舉。按照屬地化管理,誰主管、誰負責,建立健全相關安全監管機構和技術監管系統,落實網絡信息安全和文化安全管理職責。廣電主管部門要將IPTV、手機電視業務納入安全播出和行業管理范圍,切實加強監管。論文寫作,切入點。
同時切實推動產業發展,要創新產業形態和市場推廣模式,大力發展新興產業,加強信息技術產品研發和制造,加快建立適應“三網融合”的國家標準體系。
隨著數字化,網絡化等高新技術的快速發展,“三網融合”的步伐明顯加快,廣電要利用“三網融合”的契機,加快改革步伐,進行機制體制創新,充分運用高新技術,改造提升傳統媒體傳播能力和影響力,積極發展新興媒體,滿足各類終端和用戶對廣播影視的需求,牢牢把握未來發展的主動權,使廣播影視贏得用戶,贏得市場。論文寫作,切入點。
廣電網要適應“三網融合”后的新體系,要在三個方面進行創新:
(1)技術創新,就是改造現有的網絡,建設下一代廣播電視網(NGB);
(2)體制創新,就是通過組建的國家級網絡公司來打造適應“三網融合”的運營主體;
(3)服務創新,就是在內容方面要開發多種業務形態。
下一代廣播電視網(NGB)是多個層面的,它不光是一個網絡的技術和物理的轉變。論文寫作,切入點。它應有以下六個方面的轉變:
(1)在網絡方面要加快升級改造推動廣電網的傳播方式,從過去的模擬單向傳輸向數字雙向互動轉變,往寬帶化、雙向化、全程全網方向發展;
(2)在業務方面克服過去的互聯互通不足、開放性不夠,往開放化、共享化、聯通化方向發展;
(3)在終端方面要克服過去網絡分散、規范不統一的問題,加強網絡的支持,向具有互相跨平臺的多種終端、多種接入、標準化、智能交互化方面發展;
(4)在用戶方面要轉變過去的單一服務方式,向市場化、多樣化的綜合服務轉變,滿足用戶的個性化、多層次的需求;
(5)在運營方面要完善廣電網的體制機制,要從小規模分散經營向集約化、規模化方向發展;
(6)在管控安全方面最終實現在內容、業務、網絡上可管、可控、可信的網絡。論文寫作,切入點。
下一代廣播電視網(NGB)的建設要在上述六個方面進一步完善提高。建設下一代廣電網要達到的目的:形象地說從用戶的角度來講它可以跨區域、跨網絡、跨平臺、跨系統去獲取他想要的內容和信息,通俗的講就是在全國的廣電網上建一張互聯網。
稅源監控系統是稅務機關利用現代信息技術對稅源信息進行全面采集、分析和利用的稅務信息化應用系統。一般由企業端和稅局端組成。安裝在企業的企業端系統功能是用于對企業進行稅源信息監控、采集和數據傳輸;安裝在稅務機關的稅局端系統功能是用于接收所采集的稅源信息,并對信息進行分析和利用。稅源監控系統是稅務機關對重點稅源企業進行實時監管的重要工具,應用先進信息技術提高系統功能,對稅務機關降低稅源監控成本,提高稅源監控實效,從源頭堵塞稅收流失具有重大意義。
一、無線監控技術簡介及3G-EVDO優勢分析
1. 無線監控技術簡介
目前無線監控技術實現上有下面幾種方式:
(1)模擬無線數據收發模塊實現。該類監控數據傳輸距離主要由發射機的發射功率來決定,監控范圍受發射距離的限制,范圍小;數據在空中傳播,易受電磁等干擾,數據可靠性不好;模擬傳輸沒有很好的加密模式,安全性不好;數據傳輸率很低,不能滿足稅源監控要求的從企業原料采購到成品銷售的多個重要環節產生的數據采集及時性、準確性、安全性等要求。
(2)GSM網絡實現。這類監控通信方式是依托全球的GSM網絡,它的最大特點是打破了距離的限制,從而可以實現遠程監控。主要是利用GSM短消息業務或語音業務進行業務監控。語音業務就是利用語音信道進行通信,把各種信息轉化成語音信號計算機論文,通過語音信道發送。缺點是:由于網絡傳輸不穩定,短信中心容量等問題,信息發送不可靠,并且缺乏安全性;消息的發送到接受很多情況會有較大時延,加上內容長度限制和GSM上網速度只能達到9.6kbps,這種網絡環境無法滿足企業稅源實時監控和準確性的要求。
(3)GPRS網絡實現。GPRS是由中國移動推出的2.5G服務,是在現有的GSM系統上發展出來的一種新的分組數據承載業務論文服務。GPRS與GSM語音的根本區別是,GSM的基礎是電路交換,GPRS的基礎是分組交換。因此,GPRS特別適用于突發性的、少量的數據傳輸,也適用于偶爾的大數據量傳輸。和GSM相比的優點是傳輸速度較快,缺點是數據傳輸速度偏低,有跳躍性,只能滿足部分視頻監控的要求。
(4)3G-EVDO即CDMA2000 1x EVDO,是3G系統CDMA2000的演進版本,基于CDMA的集群技術。3G-EVDO系統設計的基本思想是將高速分組數據業務與低速語音及數據業務分離開來,利用單獨載波提供高速分組數據業務,而傳統的語音業務和中低速分組數據業務仍由 CDMA2000 1x系統提供,這樣可以獲得更好的頻譜利用效率,網絡設計也比較靈活,抗干擾能力強、信號穿透能力強、系統容量大。1x EV-DO 于2001 年被ITU-R 接受為3G 技術標準之一。
2. 3G-EVDO技術優勢分析
3G-EVDO是基于CDMA系統的升級,兼容了IS-95系統的空中接口技術,在升級上只需進行軟件方面的升級。而CDMA網絡經過7年多的建設,通信網絡覆蓋全國,基礎設備完善齊全,將會是最快升級到3G網絡的系統。通信過程中不會產生脈沖式射頻,當在周圍各種強電設備密布的情況下,不會給其他電器設備造成射頻破壞。3G-EVDO通信網絡覆蓋全國,并成為成熟和穩定的網絡,為無線局域網絡稅源監控系統提供一個穩定、安全的接入環境。3G-EVDO系統本身網絡的安全性就好,傳輸過程中滿足IP化和多媒體化的需求,系統具備視頻編解碼處理、網絡通信、自動控制等強大功能計算機論文,直接支持網絡視頻傳輸和網絡管理,使得監控范圍達到前所未有的廣度。比較符合以后的發展方向。3G-EVDO可提供高達153.6kps的無線數據通訊帶寬,采用信道資源分配方式,可確保基于無線局域網絡的稅源監控系統企業信息傳輸的實時性。目前從技術先進性上來看,3G-EVDO是各種無線網絡通訊技術中最新的改良技術,在網絡安全、傳輸、解碼、分配、覆蓋等方面都有著明顯的優勢。
二、3G-EVDO技術在稅源監控中應用的意義
伴隨著網絡技術3G業務應用范圍不斷擴大,基于3G系統的無線局域網絡監控系統將會用到各個領域,3G技術與稅務信息化的結合也是大勢所趨。目前國內有關無線局域網稅源監控系統產品多數為針對2G無線網絡系統進行開發的,由于稅源監控圖像所包含的信息量非常大,而2G通信系統本身又具有帶寬小、抗干擾能力差、衰落嚴重、誤碼率高等特點,稅源監控數據傳輸容易掉包的問題沒有得到很好解決,無法達到實時監控的作用。如何將遠程的監視、系統遙控、監控無線化有機地結合起來,做到既可以基于無線網絡進行遠程的監視、遙控和圖像的傳輸,又具備通常稅源管控的功能,并且投入費用合理,能夠更加有效地確保系統運行穩定,將安全防范技術提高到一個新的水平,是目前稅源監控信息化的應用的最大需求. 開發基于3G-EVDO無線局域網絡的稅源監控系統實現稅源監控管理網絡化、無線化、遠程化具有積極的現實意義,主要體現在以下幾個方面:
1.有利于實施全方位的稅源動態監控
基于3G-EVDO的企業無線局域網絡稅源監控系統,可深入企業生產經營全部環節,進行實時監控、采集企業生產、經營真實信息,實施全方位的稅源動態監控和納稅評估,對提高稅源信息采集質量、加強信息共享和綜合分析利用、查找和堵塞征管漏洞、提高稅源管理實效具有重大意義。
2.有利于解決復雜工業環境下有線網絡稅源監控技術難題
有關稅源監控系統的開發與應用,在國內也已有少量報道,但企業現有的局域網絡都是有線網絡,在工業環境復雜的企業生產環境中有線網絡的應用受到環境的很大限制,存在布局困難、損耗大、傳輸距離短、分布范圍有限、運行成本高的缺陷。無線局域網絡監控系統具有無限的無縫擴展能力,可組成非常復雜的監控網絡。無線網絡監控系統是監控和無線網絡傳輸技術的結合,它可以將不同地點的現場信息實時通過無線通訊手段傳送到無線監控中心。
3.有利于降低稅源監控成本
目前從技術先進性上來看,3G-EVDO是各種無線網絡通訊技術中最新的改良技術,在網絡安全、傳輸、解碼、分配、覆蓋等方面都有著明顯的優勢,具有綜合成本低計算機論文,只需一次性投資,性能穩定可靠,維護費用低,無需專人管理的特點。建立無線局域網絡稅源監控系統,有利于提高稅收行政管理的效率、降低稅源監控成本,解決有線局域網絡下監控中存在的監控點多、傳輸距離遠、覆蓋范圍寬、實時性強、適應復雜的生產環境等技術瓶頸。。
三、基于3G-EVDO的無線局域網絡稅源監控系統設計
1.總體目標
在目前已有的基于有線網絡傳輸的企業稅源監控系統基礎之上,以3G-EVDO集群技術替代現有的有線網絡監控、數據采集與傳輸,設計實現基于3G-EVDO集群技術的無線局域網絡稅源監控系統。相比現有的有線網絡稅源監控系統,系統功能可在以下方面達到提升:
(1)稅源監控范圍擴大。基于3G-EVDO集群技術的無線局域網絡稅源監控系統可實施全方位的動態稅源監控,對企業生產經營的采購、生產、庫存到銷售都進行了全方位的動態監控,實現對企業生產經營的全過程的數據信息進行實時采集傳輸和分析利用。使稅務管理部門能夠全面了解企業的實時經營情況,全面掌握稅源信息,減少稅收流失論文服務。
(2)稅源監控能力提高。基于3G-EVDO集群技術的無線局域網絡稅源監控系統不再受企業地理位置的限制,適合遠距離傳輸,數字信息抗干擾能力強,不易受傳輸線路信號衰減的影響,能夠進行加密傳輸,可以在數千公里之外實時監控現場。特別是在現場環境惡劣或不便于直接深入現場的情況下,數字視頻監控能達到親臨現場的效果。即使現場遭到破壞,也照樣能在遠處得到現場的真實記錄。
(3)稅源監控實效提升。系統采用3G-EVDO集群技術、視頻壓縮編碼等諸多先進的信息化技術進行信息采集與傳輸,由于對視頻圖像進行了數字化,可以充分利用計算機的快速處理能力,對其進行壓縮、分析、存儲和顯示。通過視頻分析,可以及時發現異常情況并進行聯動報警,從而實現無人值守。提高稅源監控范圍、質量和效率。
2.技術路線與技術關鍵
(1)技術路線:系統從設計到開發采用基于無線局域網絡稅源管理思想,利用3G-EVDO集群技術、視頻壓縮編碼等諸多先進的信息化技術進行數據無線網絡傳輸的新型系統,運用H.264視頻壓縮編碼技術和3G-EVDO無線網絡數據傳輸解決方案,通過建立統一的信息采集機制、統一的數據信息監控機制,構建面向應用監控、預警的信息化系統。采用跨平臺跨數據庫的設計技術、J2EE技術、三層/多層結構技術、3G通訊標準、TCP/IP協議等技術進行分析設計和數據交換標準。
(2)技術關鍵:基于3g-EVDO無線局域網絡技術稅源監控應用研究,提供3G網絡接口實現數據傳輸、共享、分析、預警;網絡帶寬自適應技術,根據網絡帶寬自動調整視頻幀率計算機論文,適應爆發性、大容量數據傳輸;基于無線網絡的點對點、點對多點、多點對多點的遠程實時企業生產經營現場監視;具有面向異構網絡環境的綜合管理能力。
3.技術創新
(1)采用3G-EVDO 、H.264視頻壓縮編碼技術等網絡通訊新技術,實現企業生產經營“購、產、存、銷”關鍵經營環節監控,解決傳統網絡傳輸方式的無法適應監控點多、傳輸距離遠、覆蓋范圍寬、實時性強、適應復雜等網絡稅收監控瓶頸問題,實現實時數據傳輸、接收,保證信息的安全性、穩定性、準確性、及時性;
(2)采用3G-EVDO 、H.264視頻壓縮編碼技術等網絡通訊新技術在企業生產關鍵環節實現實時的稅源信息采集,從源頭控制發票開票信息的不實,通過技術手段對企業真實的經營信息的分析,測算銷售數據,與納稅申報信息比對,實現異常預警。
(3)采用3G-EVDO網絡通訊新技術通過一個系統將多種系統整合在一起,將信息自動化,財務分析,稅源監控功能集于一身,實現對各類稅源信息的傳遞、交流、共享、存儲、協同,實現數據集成及數據的集中展現,做到全方位稅源實時控管,有效解決企業,稅務機關,政府,生產者之間信息不對稱問題。真正實現了監控系統的數字化、網絡化和智能化。
【參考文獻】
[1]尹遜政,路勇.一種基于GPRS技術的遠程監控解決方案[J].計算機應用,2006,Vol.15(5):27-30.
[2]任雷.固定監控與移動無線圖像傳輸技術[J].赤子, Vol.2009(16).
[3]范文博,姚遠,張其善.基于GPRS技術的數據采集遠程網絡監控系統.無線電工程[J],2004,Vol.34(1):21-24.
中圖分類號:U472文獻標識碼:A
CBM是隨著狀態監控和故障診斷技術的不斷發展而逐步出現的,通過內置傳感器或便攜式外部檢測設備進行測試,獲取裝備運行的特征量信息,借助各種智能推理算法(如物理模型、神經網絡、數據融合、模糊邏輯、專家系統等)實時評估裝備的技術狀態,在裝備故障發生前對其剩余壽命進行預測,并根據各種可利用的資源信息結合不同的決策目標實施決策的維修過程。
在CBM理論研究方面,主要是以狀態監測和故障診斷為主,對維修決策研究不夠。特別是對狀態模型、維修決策模型的建立、求解以及應用都缺乏深入系統的研究。但仍然取得了一些成績,如唐紅芳對汽輪機轉子和汽缸的二維模型進行了分析,建立了有限元模型,并采用C++語言編制了汽輪機以及缸體的溫度場實時在線監測程序[1];張秀斌、王廣偉等應用比例風險模型(PHM)建立系統運行狀態與故障率之間的關系,并給出了維修狀態閾值[2];袁志堅提出了一種電力變壓器狀態維修策略的模糊多屬性群決策方法,并通過某一變壓器狀態維修方案的決策過程,采用折衷型群決策方法具體探討了模糊多屬性群決策方法在變壓器狀態維修決策中的應用[3];董玉亮提出了多狀態特征參數變權模糊綜合狀態評價方法,利用設備的監測診斷、維修歷史數據等信息,使狀態評價的結果更貼近設備的實際運行狀態,并利用這些結果建立了維修任務決策及優化模型[4];呂文元、楊遠濤等利用濾波理論建立設備預測維修的優化模型[5];北京航空航天大學曾聲奎結合故障預測與健康管理(PHM)的技術發展過程,闡述了PHM的應用價值[6];邱立鵬在其碩士論文中闡述了基于各種指標的預測分析技術,并使用C++開發了一套完整的基于Microsoft Window9x對設備剩余壽命進行分析和預測的軟件[7]。
1先進傳感器技術
精確、及時、高效的數據是應用CBM的基礎,而傳感器作為獲取裝備狀態數據的一種有效工具,在CBM系統中具有重要的作用。傳感器技術作為一門專項技術,是以傳感器為核心,涉及測量技術、功能材料、微電子技術、精密與微細加工技術、信息處理技術和計算機技術等相互融合的技術密集型綜合技術,其發展趨勢主要體現在:發現新效應,開發新材料、新功能;向多功能集成化和微型化發展;傳感器的數字化、智能化和網絡化發展趨勢日益明顯。
目前有很多先進的傳感器技術被應用于CBM系統中,如光纖傳感器、壓電傳感器、碳納米管、微電子機械系統等,這些新型的傳感器具有精度高、使用范圍廣、工作溫度范圍大、智能化程度高等特點。在CBM系統中應用傳感器主要涉及兩個問題:
1.1傳感器的選擇
傳感器的選擇是獲取裝備狀態數據的首要環節,這是因為傳感器一旦確定,與之相匹配的數據處理、故障診斷及其相關儀器設備也就確定。因此測試結果的好壞,在很大程度上取決于傳感器的選取是否恰當。傳感器選擇的一般步驟如圖1所示。
1.2傳感器的安裝與使用
傳感器作為一種精密器件,只有正確的安裝與使用才能發揮其應有的工作性能,因而在其安裝與使用過程中,除了要遵循精密器件一般安裝使用規定外,還需要特別遵守如下注意事項:1)選擇合適的測試點并正確安裝傳感器;2)為確保被測信號的有效、準確傳輸,傳感器的電源電纜、數據傳輸線要符合規定,正確安裝;3)傳感器的定期標定與校準是保證數據采集系統正常功能的必要步驟。
2數據傳輸與預處理技術
2.1數據傳輸技術
目前主要有兩種數據傳輸方式,即有線傳輸和無線傳輸。有線傳輸是較為成熟的一種傳輸方式,主要是通過各種有線數據總線和各種網絡如Internet、Ethernet LAN(local area network)等進行數據的傳輸,并且大多都有各種通信標準、網絡協議如TCP/IP、UDP/IP等可以遵循。其數據傳輸的一般過程是,首先通過各種線纜將傳感器的數據采集并存儲在部件級的監測系統中,然后通過特定的有線網絡將部件級的監測數據傳輸到中央級存儲和監測處理系統。圖2為兩種數據傳輸方式的簡單系統構成。
2.2數據預處理技術
由于不同的狀態監測、健康評估和故障預測方法要求不同的數據類型,需要對采集的原始數據信息進行各種預處理,以使數據格式滿足后續處理的要求,同時也將便于傳輸和存儲。預處理包括數據的模數轉換、去噪聲、高通濾波、壓縮、信號自相關等。數據處理方式和技術要根據不同的目的進行選擇,如特征提取技術是為了進行故障識別和故障隔離;數據簡化是為了剔除不必要冗余的原始數據便于進一步處理;循環計數方法則是為了便于將連續的數據信息轉化為離散的數據信息等。
3信息融合技術
傳統的信息/數據融合是指多傳感器的信息/數據在一定準則下加以自動分析、綜合以完成所需的決策和評估而進行的信息處理過程。
信息融合系統的結構目前尚無形成統一的分類形式,從信息融合的功能角度,可將信息融合過程分為5層,即:檢測級(判決)融合、狀態級(跟蹤)融合、屬性級(目標識別)融合、態勢評估和威脅估計,如圖3所示,其中狀態評估和威脅估計主要用于軍事領域。
檢測級融合的功能主要是判斷目標的有無;狀態級融合的功能是估計目標的狀態(距離、運動速度等);屬性級融合的目的是確定目標的身份。這3個層次的融合各有特點。在具體的應用中應根據融合的目的和條件選用。
4結論
本文貫穿車輛CBM應用流程的整個環節,利用RCM分析方法確定CBM的實施對象,明確了CBM在車輛維修中的關鍵技術,分析了關鍵技術的具體內容,為車輛開展狀態維修提供了技術支持。
參考文獻:
[1] 唐紅芳. 汽輪機壽命在線監測與管理技術研究[D]. 保定:華北電力大學(碩士論文),2004.
[2] 張秀斌,王廣偉. 應用比例故障率模型進行基于狀態的視情維修決策[J]. 電子產品可靠性與環境試驗,2002(4):19-22.
[3] 袁志堅,孫才新,袁張渝,等. 變壓器健康狀態評估的灰色聚類決策方法[J]. 重慶大學學報,2005,28(3):22-25.
[4] 董玉亮. 發電設備運行與維修決策支持系統研究[D]. 北京:華北電力大學(博士論文),2005.
中圖分類號:TN711 文獻標識碼:A 文章編號:
傳感器最早在軍事等領域應用,傳感器網絡由空間上分布的許多自動裝置構成計算機網絡,通過傳感器,裝置對不同位置的物理或者污染物、運動、壓力、振動、聲音、濕度等環境狀況進行協同監控。雖然傳感器網絡最早起源于軍事監測,現今已經在交通控制、家庭自動化、健康監護、生態監測等很多民用領域應用。傳感器集成了分布式信息處理技術、嵌入式計算技術、通信技術、傳感器技術,具備通信、計算、感知等功能。而論文中的主角傳感器網絡技術可以對網絡分布區域內各種監測或環境對象的感知和采集,并對其進行處理,最后以多跳中繼的方式,通過隨機無線通信網絡,給用戶終端傳輸信息。在交通管理、醫療衛生、環境監測、遠程控制等領域方面都離不開傳感器網絡技術,我們就來了解一下其在水文自動測報系統中的應用。
水文測報系統
傳感器網絡與其他無線網絡的本質區別在于:它是以數據為核心的網絡,它是具有分布式的智能網絡系統。傳感器網絡實現了虛擬計算世界和真實物理世界的耦合。傳感器網絡中,網絡在得到信息后,將其匯報給用戶。社會經濟的飛速發展,科學技術水平的不斷提升,水文測報系統也進入了網絡時代。水文測報系統為一個計算機網絡。而系統按照不同的用戶,將其分為中央機、中樞機、中心機、現場機。在國家防洪防旱調度指揮中心或者國家水利部服務的為中央機,在流域級管理的信息系統稱為中樞機,服務于市級管理部門的信息系統稱為中心機,而布置在現場環境的水文傳輸以及遙測系統稱為現場機。建立水文測報系統的目的就是要將在現場采集的水文數據傳達到數據處理中心,再通過決策和融合處理,滿足系統同于管理與組織的目的。由現地機到中心機、由中心機到中樞機、中樞機到中央機,水文測報系統采用網絡拓撲結構。通過現場裝配的傳感器,將各種水文數據由各個水文測站進行采集后,在進行存儲前,適配器會將不同標準與格式的數據轉變為具有統一標準格式的數據,并通過等無線方式或等有線方式傳輸到中心機,再對各種數據分析、處理、存儲后,通過例如:、等傳輸至上層控制中心。
獲取與處理信息是為了能夠使傳感器資源達到最優工作狀態,用戶除了能夠及時掌握環境內的影響因素數值外,就需要控制與管理資源。管理層與系統組織控制與管理了分布于網絡環境中各個節點上的數據源設備。智能儀表儀器、工作站、計算機等都在網絡節點上體現。其核心設計就是采用分布模式代替了原來集中控制的測控網絡,使其成為具有智能化、網絡化、分散性、可互操作性、開放性的測控系統。
水文測報系統中傳感器網絡技術的應用
由處理、傳遞、收集水文實施數據的各種計算機、通訊設備、傳感器等裝置共同組成了水文自動測報系統。主要用于水利的調度和防汛,其分為中心控制站、信息傳輸通道、遙測站這3部分。水文自動測報系統僅需要幾分鐘的時間就可以處理小流域范圍內的數據收集,并提供出水庫、重點河段的水清和雨情等。
中心控制站將各個遙測站的水文數據集中,在經過了整理和計算后,對閘門的啟閉進行控制,并及時預報洪水情況,最終實現水利調度。中心控制站的設備主要有電子計算機和通信電臺等組成。信息傳輸通道分為無線和有線兩類,作為電波傳輸線,它將中心控制站與遙測站連接。無線電通道克服了距離或障礙的困難,中繼站在通信距離大于五十公里位置設置,能夠滿足各個方向通信要求。而有線通道可采用電話線為其專用線路,有線通道的不足之處在于受惡劣天氣影響較大,會增加架空線等設備的成本。而有線通道最大的特點就是使用較為可靠方便,抗干擾能力強等。人們往往采用脈沖調制數字通信來作為傳輸信息的方式。遙測站中有電源設備、電臺、數傳機、編碼器、水位計、雨量計等儀器設備,通過中心控制站的控制,遙測站實現自動收集水文參數實時數據,并將這些數據編成脈沖信號,傳遞于中心控制站。
我國的湖泊、江河分布范圍廣,例如太湖、長江等流域范圍內存在著人力難以觀測障礙,而在這些難于達到的流域部署傳感器節點,就可對高精度的數據做到了如指掌,在水文監測中,使用傳感器節點所組成的傳感器網絡,具有著顯著的特點。第一,傳感器的節點可以在節點之間進行監控,且具有通信能力,可以通過環境的變化來實現對復雜情況的控制。無線傳感器節點其自身也具備了一定的存儲功能和計算功能。第二,傳感器的網絡節點具有精度高、采集數據量大等特點,每一個局部區段的具體信息都可以由每個節點檢測,其節點分布的范圍廣、密度高。第三,該傳感器網絡人為影響流域的因素小,因為傳感器節點的部署簡便,僅需要部署一次即可,且體積小。
2.1結構
傳感器節點能夠分布在不相鄰的測控區域中,也可以集中部署在同一個區域內,不管如何布置,都可以形成傳感器網絡。傳感器網絡在水文測報中的應用如圖所示。傳感器節點向網關節點傳送感知到的數據,而將傳感器節點傳輸來的數據傳到基站就是網關節點的任務,期間,數據會經由傳輸網絡進行傳輸。傳輸網
圖傳感器網絡用于水文測報系統的體系結構圖
絡的傳輸方式可以是無線也可以是有線。它負責協同綜合網關節點、傳感器網絡網關節點信息的局部網絡。基站備有本地數據庫,用于傳感數據的存放。通過,基站可以將數據傳輸至用戶數據處理中心。用戶可以在任何時候、任何地方,通過連接了的計算機,發出命令控制基站。
2.2功能
中圖分類號:TP277
目前在視頻傳輸系統領域中,有線視頻系統應用廣泛,但有很多缺點,只適用于小范圍的區域。尤其對于一些特殊的勘探場合,很難布線,因此有線視頻傳輸系統受物理布線的限制無法實現。無線視頻傳輸系統卻不受限制,可以克服有線視頻傳輸系統的缺點。同時隨著自動化,通信技術的飛速發展,一種以嵌入式系統為主要處理手段的視頻無線傳輸系統的實現已經成為可能。
隨著信息技術的發展,市場上出現很多基于嵌入式的有線和無線兩種視頻傳輸系統。它們有很多突出的優點:系統提供良好的用戶接口,設置了用戶權限,只有有權限的用戶才能操作或控制該系統;可以用手機瀏覽網頁的方式查看實時視頻畫面。因此基于嵌入式技術的網絡視頻傳輸系統將有很好的發展空間。
1 云臺控制視頻無線傳輸系統的硬件結構
設計的系統由兩個大模塊組合而成:一個是控制攝像頭捕捉足夠大的視頻畫面的云臺控制器,此部分的設計是本論文的重點;另一個是基于Mini2440開發板的視頻無線傳輸模塊,此部分是實現整個系統功能的一個重要輔助工具,也是本系統以后發展、延伸的部分。基于云臺的視頻無線傳輸系統中硬件是實現整個系統功能的關鍵,由以下幾個部分構成:云臺控制器、視頻采集模塊、mini2440微處理器、無線傳輸模塊,GSM開關、手機終端模塊。
1.1 云臺控制器。云臺控制器是基于STC12C5A60S2 單片機設計的一個機體結構,通過單片機控制X軸和Y軸方向的兩個舵機,一個是X軸方向的旋轉,通過延時程序的設置可以以任意速度旋轉;Y軸方向的舵機可分三個檔位,當X軸舵機旋轉一個來回時Y軸方向的舵機才旋轉一個檔位,如此周而復始地旋轉,當X軸旋轉6個來回時Y軸舵機的三個檔位才能循環一次,如此的程序設計是為了云臺上的攝像頭能掃描到足夠大的視頻畫面。
1.2 mini2440微處理器。Mini2440是性價比較高的一款開發板。因采用了穩定性特別強的電源芯片供電,再加上專業的復位電路,使得整體的電路板運行非常穩定。其PCB是采用先進的四層板制板技術,布線合理,整個電路板的信號流非常流暢、完整,符合電路信號原理,而且具有很多先進性,支持基本的操作系統,不僅具有極強的視頻圖像處理功能,還有豐富的硬件資源。
1.3 視頻采集模塊。數字攝像頭可以直接捕捉視頻圖像,然后傳送到計算機里儲存或進一步的處理。本文涉及到視頻采集模塊是一款USB攝像頭。
1.4 無線傳輸模塊。本次設計是通過網頁瀏覽的方式將攝像頭捕捉到的視頻圖像經過友善之臂開發板進行處理后經過一個由路由器組建的局域網內實現視頻數據無線傳輸。在本次設計中選擇TP-LINK無線路由器作為無線傳輸模塊來搭建本次設計所用到的一個局域網。TP-LINK無線路由器有很多優點,適合于本次設計的視頻數據傳輸要求。
1.5 GSM開關。整個系統中控制攝像頭掃描范圍的云臺控制器是通過單片機控制兩個平面的舵機轉角來實現攝像頭的畫面捕捉范圍的。云臺控制器耗電量比較大,而且長時間運行會縮短舵機的壽命,所以需要一種開關來控制云臺控制器的開通與關斷,所以對一個GSM開關進行了改裝,從而實現了在任何一個位置,任何一個時間都可以控制云臺控制器的開通與關斷。查看視頻畫面掃不到的范圍時才打開云臺控制器運行,否則就關掉,這樣不僅節省電能,還能做到延長云臺控制器的壽命。
2 云臺控制器的設計
2.1 云臺機體設計。云臺是為了能使其上面搭載的攝像頭掃描到的范圍更廣泛而設計的。它的機械結構一般有兩個自由度即可,一般是指在水平方向即X軸和垂直方向即Y軸即可滿足要求。
2.2 云臺控制電路的設計。云臺電路結構如下圖1所示,本次云臺共用2路舵機,但考慮到某些端口發生故障而影響研究進程,再考慮到節約資源,避免浪費,此主控板可以對以后的擴展有所幫助,所以我預留了20個接口,主控板共有22路舵機接口,并且在云臺主控板上預留了其他傳感器接口,可以進行一些附加功能的擴展。
圖1 云臺電路結構
2.3 云臺動作程序。程序分兩個子程序:一個是單片機初始化子程序,另一個是云臺動作規劃控制程序。其中云臺動作規劃控制程序又分兩個動作,一個是X軸方向的旋轉,通過延時程序的設置可以以任意速度旋轉,Y軸方向的舵機可分三個檔位,當X軸舵機旋轉一個來回時Y軸方向的舵機才旋轉一個檔位,如此周而復始地旋轉,當X軸旋轉6個來回時Y軸舵機的三個檔位才能循環一次,如此的程序設計是為了云臺上的攝像頭能掃描到足夠大的視頻畫面。
3 視頻無線傳輸的實現
3.1 視頻的無線傳輸。隨著科學技術的不斷發展,各種無線設備如同雨后春筍,得到了很廣泛的應用。在本次論文設計中我主要采用目前技術比較成熟的無線局域網技術,無線局域網的通信標準是802.11a/b/g。通過無線路由器搭建一個局域網,使用TCP/IP協議再將攝像頭采集到的視頻數據經過Mini2440開發板處理后通過局域網可以查看到動態的視頻畫面。
3.2 視頻數據壓縮處理程序的實現。在本次設計中視頻數據的采集及壓縮處理程序是Mini2440-bin,可以與本次論文所選用的攝像頭驅動程序很好地匹配使用。此程序可實現的是實時視頻數據的傳輸,不需要用大量的存儲空間去保存大量的視頻數據,這也是本次畢業論文所設計系統區別與監控錄像的地方。
然后可以通過智能安卓系統的手機在終端通過瀏覽網頁的方式查看實時的視頻畫面,同時也通過手機撥通GSM開關的方法來控制云臺的開通與關斷,即可以用手機查看實時畫面的同時也可以靈活的無線控制云臺輕松得到自己想要看到的視頻畫面角度。
3.3 手機查看視頻畫面。前期的設計和調試工作完成后,就可以通過手機查看系統傳輸的實時畫面。打開手機的瀏覽器,鍵入系統的IP地址,可以在手機上顯示動態的視頻畫面,同時還可以通過手機控制云臺的開通與關斷,從而得到自己想看的畫面角度,找好位置后可以通過手機發送指令關掉云臺,這樣可以節省電能。
4 結論
本次論文設計運用自動控制技術和信息通信技術的一些成熟的技術作為理論依據,成功地完成了基于云臺控制的視頻無線傳輸系統的設計工作。因為在設計云臺控制器主控板時預留了很多傳感器輸入,并且主控板還可以控制20路舵機,所以可以在系統上加一個濕度檢測傳感器,通過濕度檢測傳感器檢測雨點,同時驅動另幾路舵機來控制遮雨裝置工作,保護整個系統不會受雨水淋濕,這樣系統的安裝位置就不受環境限制了,不僅可以用在室內,還可以用在戶外。如此改裝,完善后我們可以將本系統用在實驗室,老師可以隨時隨地查看學生的做實驗狀況。經過長時間運行測試,系統工作穩定可靠,對于畫面運動變化檢測靈敏,能夠滿足一般用途的視頻防盜監控的需要。同時系統價格低廉,可以根據不同的應用改變智能監控算法,具有廣泛的應用前景。
參考文獻:
[1]張秀玲.視頻監控系統研究現狀與發展趨勢[J].工程技術,2011,1(3):1-2.
[2]張杰.嵌入式無線視頻監控系統的設計與實現[J].科學技術,2010,2(1):1-2.
對于IPv6技術而言,屬于新興的技術類型之一,可以將其運用到廣電網絡通信的優化當中,用以將IPv4進行替代。然而,從當前廣電平臺、網絡以及終端等采用的技術來看,依然以IPv4技術為主。為了做到與時俱進,滿足市場發展的需要,應該引入全新的IPv6技術,實現對網絡通信功能的優化與提高。面對此種狀況,廣電網絡應該逐步加快由IPv4向IPv6的過渡速度,確保廣電網絡的通信業務能夠符合市場的需要。比如:某些平臺會利用雙棧協議,構建網絡和平臺間的鏈接,達到互通彼此通信業務的目的。實際上,廣電網絡通信的目標與功能以傳播有關信息為主,提高信息的利用率。通過借助IPv6網絡層當中的匯聚層和交換層,能夠實現對聚合鏈路的有效優化,達到使帶寬傳輸效率提高的目的。并且依靠IPv6擁有的高安全性功能,可以確保網絡運行的穩定性,滿足安全方面的需求。憑借這種性能優勢,使得IPv6技術得到了眾多企業的關注和重視,IPv6技術也被逐漸應用到廣電網絡通信當中的不同業務、機構間的信息傳輸當中,實現了信息的交換與共享[1]。如此,不僅規避了受到外界病毒帶給廣電網絡通信內容的侵害情況發生,而且提高了廣電網絡運行的安全性,讓信息的傳輸變得更加高效。
2凸顯IPv6技術在促進廣電網絡參與“三網融合”中的作用
自從我國的“三網融合”發展策略被首次提出之后,廣電網絡便予以極大的重視,從不同的方面積極推進和電信網、互聯網之間業務與功能方面的融合進程,充分凸顯出自身的重要作用。對于廣電網絡而言,在其發展的過程當中,IPv6技術具有重要的地位,充分發揮出技術支撐的作用,有利于促進三網融合。比如:通過利用IPv6技術,可以滿足“三網融合”過程當中的IP地址需求,形成一定的技術支撐作用,使得廣電網絡通信的功能更加豐富,體現出便捷性的優勢,與當前的網絡融合發展相匹配。除此之外,利用IPv6技術,還可以提供給IPTV等視頻業務的發展一定的支持與幫助,其重要性不容忽視。
3合理利用5G技術,加快無線網絡的建設布局速度
前言
目前,我國大型石化企業在廠內的通訊方式,一般仍然采用傳統的有線傳輸方式,即依靠有線通訊電纜來傳輸信號,配合以傳統的程控交換機和防爆電話,防爆揚聲器等等設備終端來實現在防爆區與非防爆區之間的通訊。這樣的通訊系統龐大,線纜眾多不易于人員維護,加之廠區內部腐蝕性氣體,工作環境,自然環境等經年累月極容易造成設備的線纜損壞,影響通訊,由于是有線電纜連接在事故發生時更加容易遭受破壞。一旦通訊中斷,對企業的事故救援,員工的人身安全,都造成巨大的損失。所以要大力發展無線通訊網絡在企業的應用。 1、無線通訊技術的重要作用
石化工廠廠區面積大,人員分布散,防爆區內移動作業人員和零散作業人員眾多。無線通訊系統對滿足人員通訊需要,加強防爆區內分布人員的動態管理,優化廠區網路結構,實現企業安全生產,調度指揮的有線,無線互聯互通,相互結合的信息傳遞,保證企業安全高效的生產具有十分重大的現實意義。
2、常用的無線通訊技術分析
目前廣泛應用的無線通訊技術主要有GPRS/CDMA、數傳電臺、擴頻微波、無線網橋及衛星通信、短波通信技術等。 2.1 數字電臺用于點對點或點對多點的工作環境,能夠提供標準RS-232接口,可直接與計算機、RTU、PLC等數據終端連接,實現透明傳輸。數傳電臺的傳輸速率從1200~19.2Kbit,傳輸距離20~50公里。具有抗干擾能力強、接收靈敏度高等特點。數傳電臺技術比較成熟,標準統一。但隨著GPRS/CDMA技術的日漸成熟,相應的設備價格的降低,使得在很多應用場合中數傳電臺被GPRS/CDMA所取代。但同時,數傳電臺的相關技術也在不斷發展,智能化、網絡化、高帶寬的數傳電臺也不斷涌現。
2.2 擴頻微波和無線網橋技術是近幾年興起的一門數據傳輸技術。擴頻微波最大優點在于較強的抗干擾能力,以及保密、多址、組網、抗多徑等,同時具有傳輸距離遠、覆蓋面廣等特點,特別適合野外聯網應用。而無線網橋是無線射頻技術和傳統的有線網橋技術相結合的產物。無線網橋是為使用無線(微波)進行遠距離數據傳輸的點對點網間互聯而設計。它是一種在鏈路層實現LAN互聯的存儲轉發設備,可用于固定數字設備與其他固定數字設備之間的遠距離(可達50km)、高速(可達百Mbps)無線組網。這兩項技術都可以用來傳輸對帶寬要求相當高的視頻監控等大數據量信號傳輸業務。
3、短距離無線通訊技術簡介
“藍牙(Bluetooth)”是一個開放性的、短距離無線通訊技術標準,也是目前國際上最新的一種公開的無線通訊技術規范。它可以在較小的范圍內,通過無線連接的方式安全、低成本、低功耗的網絡互聯,使得近距離內各種通訊設備能夠實現無縫資源共享,也可以實現在各種數字設備之間的語音和數據通訊。由于藍牙技術可以方便地嵌入到單一的CMOS芯片中,因此特別適用于小型的移動通訊設備,使設備去掉了連接電纜的不便,通過無線建立通訊。 藍牙技術以低成本的近距離無線連接為基礎,采用高速跳頻(Frequency Hopping)和時分多址(Time Division Multi-access—TDMA)等先進技術,為固定與移動設備通訊環境建立一個特別連接。作為一個新興技術,藍牙技術的應用還存在許多問題和不足之處,如成本過高、有效距離短及速度和安全性能也不令人滿意等。但毫無疑問,藍牙技術已成為近年應用最快的無線通訊技術,它必將在不久的將來滲透到生活的各個方面。
4、超寬帶(UWB)技術研究
超寬帶(Ultra-wideband—UWB)技術起源于20世紀50年代末,此前主要作為軍事技術在雷達等通訊設備中使用。隨著無線通訊的飛速發展,人們對高速無線通訊提出了更高的要求,超寬帶技術又被重新提出,并倍受關注。UWB是指信號帶寬大于500MHz或者是信號帶寬與中心頻率之比大于25%的無線通訊方案。與常見的使用連續載波通訊方式不同,UWB采用極短的脈沖信號來傳送信息,通常每個脈沖持續的時間只有幾十皮秒到幾納秒的時間。因此脈沖所占用的帶寬甚至高達幾GHz,因此最大數據傳輸速率可以達到幾百分之一。在高速通訊的同時,UWB設備的發射功率卻很小,僅僅是現有設備的幾百分之一,對于普通的非UWB接收機來說近似于噪聲,因此從理論上講,UWB可以與現有無線電設備共享帶寬。UWB是一種高速而又低功耗的數據通訊方式,它有望在無線通訊領域得到廣泛的應用。UWB的特點如下:
4.1 抗干擾性能強:UWB采用跳時擴頻信號,系統具有較大的處理增益,在發射時將微弱的無線電脈沖信號分散在寬闊的頻帶中,輸出功率甚至低于普通設備產生的噪聲。 4.2 傳輸速率高:UWB的數據速率可以達到幾十Mbit/s到幾百Mbit/s,有望高于藍牙100倍。 4.3 帶寬極寬:UWB使用的帶寬在1GHz以上,高達幾個GHz。超寬帶系統容量大,并且可以和目前的窄帶通訊系統同時工作而互不干擾。 4.4 消耗電能少:通常情況下,無線通訊系統在通訊時需要連續發射載波,因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波,只是發出瞬間脈沖電波,也就是直接按0和1發送出去,并且在需要時才發送脈沖電波,所以消耗電能少。 4.5 保密性好:UWB保密性表現在兩方面:一方面是采用跳時擴頻,接收機只有已知發送端擴頻碼時才能解出發射數據;另一方面是系統的發射功率譜密度極低,用傳統的接收機無法接收。 4.6 發送功率非常小:UWB系統發射功率非常小,通訊設備可以用小于1mW的發射功率就能實現通訊。低發射功率大大延長了系統電源工作時間。 4.7 成本低,適合于便攜型使用:由于UWB技術使用基帶傳輸,無需進行射頻調制和解調,所以不需要混頻器、過濾器、RF/TF轉換器及本地振蕩器等復雜元件,系統結構簡化,成本大大降低,同時更容易集成到CMOS電路中。
5、結束語
總之,無線通訊方式由于其建立物理鏈路簡單易行,成本低,可以根據現場需求及時調整項目方案,靈活性好,系統的功能擴展方便,因此特別適合石化行業對通信鏈路的要求。
參考文獻:
[1]方旭明,何蓉.短距離無線與移動通訊網絡[M].北京:人民郵電出版社,2004.
隨著互聯網技術的飛速發展和普及,廣播電視傳統媒體市場受到了互聯網市場的巨大沖擊,廣播電視媒介也逐步向市場、多樣化、智能化發展。然而傳統基于同軸電纜調制解調器的廣電網絡方案由于網絡信號差、單向傳輸等缺點嚴重制約了廣電網絡、雙向數據傳輸、數字電視業務的發展,而基于Epon(無源光網絡)技術網絡方案由于采用點對多點的單纖雙向接入,已經成為廣電網絡升級改造、推廣發展數字電視業務的基礎[1]。本文以Epon在廣電網絡流媒體中的應用作為案例分析Epon技術在廣電網絡升級改造中的應用過程。
一、EPON在有線電視網絡中的寬帶壓力測試實驗
(一)實驗目的
EPON在有線電視網絡中的寬帶壓力測試實驗主要是為了測試基于Epon技術的有線電視網絡能提供多大的帶寬服務。
(二)Epon實驗工作原理與軟硬件環境
Epon技術滿足IEEE802.2.3ah標準以及其它系統互聯互通、以太網接入網標準,其核心技術包括了QinQ技術、Qos技術[2]。其物理組網方式和互聯網組網方式一樣,有樹形、星型、環形、串行,并可以通過網絡結構中增加均分/非均分分路器實現組網方式衍生。
實驗所用到的設備有中型光網絡終端、光網絡單元、交換機、網橋、EOC終端、光分路器、具有千兆網卡的兩臺PC機、千兆網線。兩臺PC機操作系統采用Windows XP,使用Ixia公司的IxChariot軟件作為帶寬測試與網絡吞吐量壓力測試軟件。
(三)Epon實驗過程
通過Endpoint模擬真實網絡中流量,利用Ixchariot工具進行端對端定量測試與網絡設備帶寬和性能分析。首先將Endpoint軟件部署在兩臺PC中,通過Ixchariot中的Chariot控制臺程序和Endpoint程序控制一臺PC向另一臺PC發送流量,分別在光纖接入、Epon+LAN接入、Epone+EOC接入環境中進行測試。其測試步驟是將Ichariot控制端部署在A機器中,客戶端部署在B客戶端中,首先通過以上組網方式實現A機器與B機器間的網絡互通,實驗傳輸的文件大小設置為10M,通過A端向B端發送該文件來檢測帶寬。其三種組網方式帶寬測試數據如表1、表2、表3所示。
從表1的光纖接入組網方式中,上行帶寬和下行帶寬分別為68.634M和69.869M,OLT與ONU直接的上行帶寬和下行帶寬分別為1.98.144M和1117.904M;在表2的3 Epon+LAN接入組網方式中上下行帶寬分別為67.522M和67.204M;在表3 Epone+EOC接入組方式中其下行帶寬為5.715M,上行帶寬為1.778M。說明采用Epon技術可以大大增強網絡帶寬
二、用Epon改造有線電視網絡設計
(一)原有有線電視住宅小區狀況
需改造的住宅小區為本市老小區之一,其住戶有1020戶,其電視網絡主要以同軸電纜網絡為主,其小區電纜布線率達到100%,其五類線分布率為20%,住戶上網主要采用CMTS+CableModem方式[3]。其原有拓撲結構中有線電視正向信號主要是通過機房信號調制后結果分支進入到住戶中,通過同軸電纜接入光發射機將光信號轉換為電視射頻信號,對于反向信號則由住戶Cable Moden發起,經過光接收機反向模塊將電信號轉換為光信號,然后通過CMTS將信號發送到互聯網中,實現基于CMTS+Cable Modem的上網過程。
(二)改造方案
根據Epon工作原理與組網方式,其改造方案包括Epon接入、Epon+LAN接入、Epon+EOC接入。其三種組網方式如表4所示。
根據小區特點:每個樓層有36戶,用戶總數有1020戶,利用小區原有三個光站正向光纖,同時拆除原有三個反向光纖,將該反向光纖接入到OLT設備中,根據每棟樓使用一臺12口EOC設備以及三臺OLT設備、12個LAN接口,根據前面實際測試結果,每戶帶寬可以達到5-7M,按照每臺OLT設備可以提供288戶同時上網,同時實際用戶高速上傳與下載幾率不高的情況,使用三臺OLT設備可以實現1020戶的上網業務。
(三)網絡改造投資預算分析
小區使用的材料清單如表6所示。
從表6可以看出,通過網絡改造每戶只需要支付164.75元成本就可以將原有帶寬升級到6-7M,可以有效滿足住戶在線觀看媒體影片的需求。
三、結束語
本論文通過對Epon三組組網方式的帶寬測試與網絡壓力測試,得出了基于Epon技術可以有效的提升有線電視網絡的速率,同時比起傳統MTS+Cable Moden上網方式具有更好的網絡擴展性與網絡管理能力。并通過具體的住宅區網絡升級改造實例證明了Epon技術實驗結論與廣電網絡中應用Epon技術的使用價值。
參考文獻:
[1] 劉修文.數字電視有線傳輸原理與維修[M].北京:機械工業出版社,2011
[2] 張天民,閏,張曉波.有線電視HFC網絡實用技術手冊[M].山西省運城市:天馬圖書有限公司,2011
1.無線局域網的優勢
無線局域網(Wireless Local Area Networks WLAN)是利用射頻技術實現無線通信的局域網絡。該技術產生于20世紀80年代,WLAN主要是作為傳統布線LAN的延展和替代,它能支持較高數據速率(1~54Mbit/s)、采用微蜂窩、微微蜂窩結構的,自主管理的計算機局部網絡。還可以采用無線電或紅外線作為傳輸媒質,采用擴展頻譜技術,移動的終端可通過無線接入點來實現對Internet的訪問。[1] 無線局域網的應用越來越廣泛,很多成人高校開始在校園內、教室內、會議室內建立無線局域網。尤其對于地方電大里的一些大型多媒體教室,成人開放教育學員的流動性教強,對網絡的節點數量的需求不固定和對網絡傳播速度也有要求,因此需要組建靈活和方便高效的無線局域網。[2]而且越來越多的學員有了帶有無線網卡的筆記本電腦或3G手機,所以建立無線局域網顯得更加有意義。相對于傳統的有線網絡,無線局域網的優勢體現在:
1.1可移動性
由于沒有線纜的限制,帶有無線網卡的筆記本電腦或3G手機的學員可以在不同的地方移動學習,不管在任何地方都可以實時地訪問信息。
1.2布線容易
由于不需要布線,消除了穿墻或過天花板布線的繁瑣工作,因此安裝容易校園網,建網時間可以大大縮短。
1.3組網靈活
無線局域網可以組成多種拓撲結構,能十分容易地從少數用戶的點對點模式擴展到上千用戶的基礎架構網絡。
1.4成本優勢
體現在用戶網絡需要敷設大量有線網絡建設和擴展網絡進行數據通信的時候,自行組建的WLAN會為用戶節約大筆的建設和敷線施工的費用,在需要頻繁移動和變化的動態環境中,無線局域網的投資更具回報。
2.無線局域網的設計原則
根據具體應用情況,在網絡設計中一般遵循下列原則:
2.1先進性原則
采用先進的設計思想和網絡設備,使無線網絡在今后一定時期內保持技術上的領先性,同時能更好地兼容和適應無線新技術,同時兼顧互操作性。
2.2開放性原則
網絡設計及網絡設備選型遵從國際標準及工業標準,使網絡具有高度的開放性和所提供設備在技術上的兼容性。
2.3可擴展性原則
網絡設計在充分考慮當前情況的同時,必須為今后較長時期內業務發展做準備,留有充分的升級和擴充的可能性免費論文。充分利用現有通訊設備,為以后擴充到更高速率提供充分的余地。另一方面,還必須為網絡規模的擴展留有充分的余地。
2.4安全性原則
網絡系統的設計必須貫徹安全性原則,以防止來自網絡內部和外部的各種破壞。
2.5可靠性原則
網絡系統的設計必須貫徹可靠性原則,選用技術先進、成熟、高可靠性的網絡設備,使整個無線網絡具有很高的可用性。
2.6可管理性原則
網絡系統應具有良好的可管理性,使得網絡管理人員能方便及時地掌握諸如網絡拓撲結構、網絡性能統計、網絡故障等信息,能簡便地對網絡進行配置和調整,確保網絡工作在良好狀態。
3.無線局域網的組成
最簡單的WLAN包括無線網卡和接入點(Access Point,縮寫AP)。無線網卡安裝在移動終端上,用來訪問AP,無線網卡帶有發送器、接收器、天線和提供與無線終端接口的硬件。AP是一個帶橋接功能的無線基站校園網,放置于固定位置并可連接到有線局域網。AP帶有發送器、接收器、天線和橋接器,帶有與IEEE802.3有線局域網的接口,可以讓無線終端同有線局域網通信。
大型WLAN應用的網絡結構以基礎設施網絡為主。基礎設施網絡提供對其他網絡的訪問,帶有轉發功能和介質訪問控制等功能。在基于這種結構的網絡中,通信只發生在無線節點和AP之間,而不是兩個無線節點之間直接通信,AP起到了橋接其他無線或有線網絡的作用。
WLAN網絡基本上可以分為三部分:接入設備、用戶終端和支撐網絡。[3]
3.1接入設備
依據功能可分為四類:WLAN“固定小區”、WLAN“移動小區”、 WLAN“橋接器”、網絡適配器以及通信保密裝置。“移動小區”與“固定小區”類型相似,區別主要在于當用戶移動時能否提供無中斷連接和越區漫游切換。無線“橋接器”為分散的“固定小區”或獨立的“移動小區”提供中遠距離的點對點連接,橋接器檢查每個數據包的地址,并確定最佳路由方案。網絡適配器提供用戶終端在網絡覆蓋范圍內的無線鏈路連接。通信保密裝置是為了滿足通信鏈路的保密要求設置的,它可以采用分組交換的數據加密設備進行網絡端到端加密,也可以使用整體加密裝置滿足整條物理鏈路的安全要求。
3.2用戶終端
提供的業務包括電子郵件、數據傳送、語音和圖像信息。
3.3支撐網絡
包括本地網絡管理和外部接口設備兩大部分。網絡管理由網絡的整體配置和各主要模塊(設備、軟件)配置組成。
4.面向地方電大校園無線局域網的方案設計
作為成人高校的地市級廣播電視大學,學員多以業余學習為主,流動性強,且更多的是網上學習,作為學員教學場所的多功能教室,如果有無線網絡的話,將會給學生提供更多的方便。無線局域網需要安裝無線訪問的AP對所屬的教室工作區域內進行無線信號覆蓋,以提供老師和學員通過筆記本電腦進行多媒體教與學的上網需求。根據無線局域網的設計原則以及辦公室、教室無線覆蓋需求,采用如下的網絡方案(如圖1所示):
圖1
針對無線局域網絡中多媒體教室的媒體信息連續性,傳輸穩定性,可靠應用傳輸的要求,應盡可能考慮為接入終端均勻分配更多的帶寬校園網,同時兼顧無線網絡的安全性和整個工程的造價。
該方案可在復雜的網絡環境中,為了便于對每個無線局域網訪問的用戶的身份進行嚴格認證外,提供了豐富的加密和控制機制,能夠完全融合目前有線網的身份認證及審計機制。所選設備具有高性價比的無線接入點(AP),而且還有40/64位、128位以及152位WEP數據加密,SSID號廣播禁止,MAC地址訪問過濾驗證可為256個用戶提供訪問服務,自動的頻道選擇和輸出功率控制,自動負載均衡和高速漫游特性,無線接入用戶端口隔離等技術。
具體實施如下(以網件公司產品為例,AP選用千兆無線寬帶路由器WNR3500):
4.1第一步
在教室內的相關工作區域進行無線網絡覆蓋,為保證無線傳輸的良好質量與可靠性,每個WNR3500 AP間均以300Mbps信號覆蓋重疊區域免費論文。每個WNR3500將負責本區域的無線用戶以質量保證的最高可達300M速率的無線接入。
4.2第二步
無線局域網的AP WNR3500的10/100/1000M以太網端口,通過雙絞線連接相關聯的有線局域網交換機的10/100/1000M端口上。
4.3第三步
無線局域網的AP WNR3500可放置在吊頂上或掛在稍高位置的墻壁上或活動地板下。
4.4第四步
根據教室內工作區域的分布和提供訪問的有效用戶帶寬考慮,按照日常普通的計算機以無線300Mbps速率的數據吞吐量作為參照,如果數據終端比較多,可再增加AP數,基本保證每個AP至多接入30個300Mbps無線用戶接入(最多可64個無線用戶接入)。
4.5第五步
根據無線局域網的工作原理,在多個子頻道同時工作的情況下,為保證頻道之間不相互干擾,要求兩個頻道的中心頻率間隔不能低于25MHz。在一個蜂窩區(Cell)內,直序擴頻技術最多可提供3個不重疊的頻道同時工作。所以在無線局域網AP設備具體的配置時可對工作子頻道按頻道1、6、11的規律錯開設置,相鄰的無線AP在具體布置時也盡可能避開工作子頻道的干擾問題。
這樣校園網,在教室內就形成了微蜂窩覆蓋的無線網絡。無線微蜂窩覆蓋,就是將多個AP形成的各自的無線信號覆蓋區域進行交叉覆蓋,各覆蓋區域之間無縫連接。所以AP通過雙絞線與有線骨干網絡相連,形成以固定有線網絡為基礎,無線覆蓋為延伸的大面積服務區域。所有無線終端通過就近的AP接入網絡,訪問整個網絡資源。微蜂窩覆蓋大大擴展了單個AP的覆蓋范圍,從而突破了無線網絡覆蓋半徑的限制,用戶可以在AP群覆蓋的范圍內漫游,而不會和網絡失去聯系,通信不會中斷。[4]
5.結束語
該方案可以有效地使多媒體教室形成無縫連接的無線微蜂窩覆蓋,所有在教室的學生和教師都可以通過該網絡進行上網學習,大大提高了上網的靈活性,同時也方便了管理人員對教室的管理。同時,無論是從無線局域網的可靠性、可擴展性和易管理性等方面,都有較好的性能。
參考文獻:
[1]王秀芳,呂芙蓉等.WLAN技術在高校校園網建設中的應用[J].山東科技大學學報(自然科學版),2004(1):32-34.
[2]方彬彬.無線局域網技術在開放教育中的應用研究[J]. 電腦知識與技術,2009(12):9873-9875.
[3]雷緒懇.WLAN應用方案[J].移動通信,2004(3):41-43.
1.光纖通信技術
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式。在光纖通信系統中,作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多,而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多,所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構造的,它是電氣絕緣體,因而不需要擔心接地回路,光纖之間的串繞非常小;光波在光纖中傳輸,不會因為光信號泄漏而擔心傳輸的信息被人竊聽;光纖的芯很細,由多芯組成光纜的直徑也很小,所以用光纜作為傳輸信道,使傳輸系統所占空間小,解決了地下管道擁擠的問題。
光纖通信在技術功能構成上主要分為:(1)信號的發射;(2)信號的合波;(3)信號的傳輸和放大;(4)信號的分離;(5)信號的接收。
2. 光纖通信技術的特點
(1) 頻帶極寬,通信容量大。光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬,光纖通信系統的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。對于單波長光纖通信系統,由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發揮光纖帶寬大的優勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸的容量,特別是現在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。目前,單波長光纖通信系統的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps。
(2) 損耗低,中繼距離長。目前,商品石英光纖損耗可低于0~20dB/km,這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低;若將來采用非石英系統極低損耗光纖,其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統可以跨越更大的無中繼距離;對于一個長途傳輸線路,由于中繼站數目的減少,系統成本和復雜性可大大降低。
(3) 抗電磁干擾能力強。光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料,不易被腐蝕,而且絕緣性好。與之相聯系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力,它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾,也不受人為釋放的電磁干擾,還可用它與高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構成復合光纜。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統特別有利。由于能免除電磁脈沖效應,光纖傳輸系還特別適合于軍事應用。
(4)無串音干擾,保密性好。在電波傳輸的過程中,電磁波的泄漏會造成各傳輸通道的串擾,而容易被竊聽,保密性差。光波在光纖中傳輸,因為光信號被完善地限制在光波導結構中,而任何泄漏的射線都被環繞光纖的不透明包皮所吸收,即使在轉彎處,漏出的光波也十分微弱,即使光纜內光纖總數很多,相鄰信道也不會出現串音干擾,同時在光纜外面,也無法竊聽到光纖中傳輸的信息。
除以上特點之外,還有光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設;光纖的原材料資源豐富,成本低;溫度穩定性好、壽命長。由于光纖通信具有以上的獨特優點,其不僅可以應用在通信的主干線路中,還可以應用在電力通信控制系統中,進行工業監測、控制,而且在軍事領域的用途也越來越為廣泛。
3. 光纖通信技術在有線電視網絡中的應用
20世紀90年代以來,我國光通信產業發展極其迅速,特別是廣播電視網、電力通信網、電信干線傳輸網等的急速擴展,促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網規模的擴大和系統復雜程度的增加,全網的管理和維護,設備的故障判定和排除就變得越來越困難。可以采用 SDH +光纖或ATM+光纖組成寬帶數字傳輸系統。該傳輸網可以采用帶有保護功能的環網傳輸系統,鏈路傳輸系統或者組成各種形式的復合網絡,可以滿足各種綜合信息傳輸。對于電視節目的廣播,采用的寬帶傳輸系統可以將主站到地方站的所需數字,通道設置成廣播方式,同樣的電視節目在各地都可以下載,也可以通過網絡管理平臺控制不同的站下載不同的電視節目。
有線電視網絡在全國各地已基本形成,在有線電視網絡現有的基礎上,比較容易地實現寬帶多媒體傳輸網絡,因此在目前的情況下,不應完全廢除現有的有線電視網,而用少量的投資來完善和改造它,滿足人們的目前需要。很多地區的 CATV已經是光纖傳輸,到用戶端也是同軸電纜進入千萬家。但是現在建設的CATV 大多是單向傳輸,上行信號不能在現有的有線電視網中傳送。可以通過電信網 PSTN 中語音通道或數據通道形成上行信號的傳送,也可以通過語音接入系統來完成。將電話接到各用戶,這樣各用戶間即可以打電話,也可以利用廣電自己的綜合信息網中的寬帶傳輸系統構成廣電網中自己的上行信號的傳送,組成了雙向應用的Internet網。
現在光通信網絡的容量雖然已經很大, 但還有許多應用能力在閑置, 今后隨著社會經濟的不斷發展, 作為經濟發展先導的信息需求也必然不斷增長,一定會超過現有網絡能力, 推動通信網絡的繼續發展。因此, 光纖通信技術在應用需求的推動下, 一定不斷會有新的發展。
參考文獻:
[1]王磊,裴麗. 光纖通信的發展現狀和未來[J].中國科技信息,2006,(4)