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电力系统由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能,再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能,电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统,对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度,以保证用户获得安全、优质的电能。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅议电力系统的通信信息运输渠道及方法相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘要:介绍波分复用原理以及如何在电力系统实现波分复用方式的光纤通讯。
关键词:波分复用;光纤通信;电力系统
随着电网建设的发展,电力系统的通信需要大量实时信息的传输,如近年来发展较快的办公自动化信息的传输,使得通信系统的传输向大容量、高质量、高速度和高可靠性方向发展,纵观各种方式(包括SDH、ATM、WDM等),经济实用、发展成熟的是WDM方式。
WDM本质上是光波长(频率)的分割复用,最简单的是对1·31μm和1·55μm波长进行复用,图1是实际应用和技术成熟的方式,其中的M是具有波长选路功能的复用器(波分复用器-合波器), D是具有波长选路功能的解复用器(波分复用器-分波器)。发射机T1发射波长为λ1的光信号,发射机T2发射波长为λ2的光信号,这2个光信号经M复用后送入传输光纤,在接收端,经D解复用后分为λ1和λ2的波长送到R1接收机和R2接收机接收。
这种复用方式可以在1·31μm和1·55μm窗口复用大量的信道,在1 310 nm窗口有1 000个信道,1 550 nm窗口有1 500个信道,最基本的是如图1所示的2个信道。
WDM系统的关键器件是复用和解复用器。这2个器件的引入,必定会带来一定的插入损耗以及由波长选择功能不完善而引起的复用信道间的串扰。对于解复用器,插入损耗Lii和串扰Cij分别表示为
Lii=-10lg(Pii/Pi)(dB) (1)
Cij=-10lg(Pij/Pi)(dB) (2)
式中: Pi和Pii分别为波长λi的光信号的输入和输出光功率;Pij为波长λi的光信号串入到波长为λj信道的光功率。
a.充分利用光纤的低损耗波段,大大增加了信息传输容量,降低了成本。因为WDM系统的复用光信道码速率可以达到2·5 Gb/s、10 Gb/s等,而复用光信道的数量可以是4、8、16、32甚至更多,因此其传输容量可达到300~400 Gb/s,而这样巨大的传输容量是目前TDM方式根本无法做到的。
b.可以充分利用成熟的TDM技术,避开开发更高速率TDM技术的困难。因为以TDM方式提高传输速率虽然在降低成本方面有巨大的吸引力,但却面临着许多其他因素的限制,如制造工艺、电子器件的工作速率的限制等。据分析,TDM方式的10Gb/s光传输设备已经达到了电子器件的工作速率极限,目前水平再进一步提高速率几乎是不可能的,而WDM技术可以充分利用成熟的TDM技术,如2·5 Gb/s,避免开发更高速率TDM技术所面临的困难,把几个甚至几十个2·5 Gb/s光传输系统作为光信道进行波分复用,传输容量可增加几十倍。
c.可利用掺铒光纤放大器(EDFA)实现超长距离传输,节省光纤和光中继器,便于已建成系统扩容, EDFA具有增益高、带宽宽等优点,在光纤通信中得到了广泛的应用。EDFA的光放大范围为1 530~1 565nm,几乎可以覆盖目前整个WDM图2WDM系统的参考配置
系统的工作波长范围。因此用一个带宽很宽的EDFA就可以实现对WDM系统的各个复用光信道光信号同时进行放大,实现超长距离传输,可避免每个光系统需要1个光放大器的弊病,减少了设备数量,降低了投资。由于WDM系统的超长传输距离可达数百千米,可节省大量的中继设备,大大降低了成本。目前WDM系统可以做到640km无中继传输。
d.对光纤的色散无过高要求。以目前敷设量最大的G·652光纤为例,用其直接传输2·5 Gb/s速率的光信号是没有问题的,但若直接传输TDM方式的10 Gb/s速率的光信号则必须进行色散补偿。就目前水平而言,色散补偿的成本较高、实施麻烦,效果也不理想,而WDM系统对光纤色散系数并无过高的要求,基本上就是复用光信道速率信号对光纤色散系数的要求。如20 Gb/s的WDM系统(8×2·5 Gb/s)对光纤色散系数的要求就是2·5Gb/s系统对光纤色散系数的要求,一般的G·652光纤就可以满足要求。
e.可组成全光网络,未来各种通信业务的上下、交叉连接等都是在光路上通过对光信号进行调度来实现的。而WDM系统可以和光分插复用器(OADM)和光交叉连接设备(OXC)一起,组成具有超大容量、高度灵活性和生存性的全光网络。
当设计一个光纤通信系统时,首先要弄清楚所设计系统的整体情况及所处的地理位置、当前和未来3~5 a内对容量的要求、ITU-T的各项建议及系统的各项性能指标以及当前设备和技术的成熟程度等。介绍对于采用级连EDFA的WDM系统设计的一些问题。
a. EDFA是目前性能最完美、技术最成熟、应用最广泛的光放大器,EDFA的增益是指输出与输入信号光功率电平之比,不包括泵浦光或自发辐射光。
b.图2给出WDM系统的参考配置,其中OM/OA表示光复用器/光功率放大器, OA/OD表示光前置放大器/光解复用器。OM/OA后的参考点MPI-S称为主信道接口的S点, OA/OD前的参考点MRI-R称为主信道接口的R点。
a.目标距离。ITU-T目前已规定不带线路放大器的4路、8路、16路WDM的目标距离为80km (长距离)、120 km (甚长距离)、160 km (超长距离)。若采用线路放大器,对于长距离应用,可采用5×80 km或8×80 km;对于甚长距离可采用3×120 km或5×120 km。
b.光监控信道。带线路放大器的WDM系统需要附加光监控信道,对光层进行监控和管理。光监控信道(OSC)的位置可以在EDFA的有用增益带宽内(简称带内OSC),也可以在EDFA的有用增益带宽外(简称带外OSC)。对于带外OSC, ITU-T倾向选择(1 510±10) nm波长,目前也允许使用1 310 nm或1 480 nm波长。
c.中心频率及其偏差。ITU-T目前规定的各个信道的频率间隔必须为50 GHz (0·4 nm)、100GHz (0·8 nm),或其整数倍,参考频率为193·1GHz (1 552·52 nm)。目前广泛使用的8路WDM系统的波长为1 549·32~1 560·61 nm,波长间隔1·6nm。为了保证WDM系统的正常工作,各信道的波长必须足够稳定。对于信道间隔大于200 GHz的系统,各个信道的偏差应小于信道间隔的1/5。对于信道间隔为50
GHz或100 GHz的系统,特别是多区段系统,则需要更严格的偏差要求,并使用更精确的波长稳定技术。
d.考虑非线性光学效应的影响。受激喇曼散射、受激布里渊散射、四波混频、自相位调制、交叉相位调制等非线性光学效应对WDM系统的影响不能忽略。为了尽量减少非线性光学效应的影响,系统设计时应注意避免使用色散位移光纤(G·653光纤),对于速率为2·5 Gbit/s及低于2·5 Gbit/s的系统,可采用G·652光纤,需要时进行色散补偿;对于10 Gbit/s及其以上的系数,可采用G·655光纤或大有效面积非零色散光纤。另外,光纤中的总功率一般不超过+17 dDm。假设有N路波分复用,则每路光功率电平一般不超过17-10lgN。
e.色散和ASE的积累。在采用级连EDFA的长距离WDM系统中,色散和放大的自发辐射(ASE)噪声会随传输距离的加长而积累,严重地影响光信号的质量。对于采用G.652光纤的高速率系统,需要尽量减小光源的谱线宽度,并选用某种色散容纳技术来补偿光纤的色散。区段的配置和EDFA的选择,应保证光信噪比(OSNR)大于20 dB。
f.增益均衡和控制。由于EDFA的增益不平坦或WDM器件和光纤对不同的信道损耗不同,会造成复用信道的功率差别较大。一般来说,整个链路上各信道的功率差应小于10 dB;另一方面,当复用信道数变化时, EDFA的增益也会发生变化,影响系统的正常工作,因此,对EDFA进行增益均衡和控制是必须的。
江苏电力系统正在广泛安装光设备,使用的是中兴通讯的WDM系统。该系统是一种1 310 nm和1 550 nm的2路光复系统, 1 310系统作为SDH方向的光波长, 1 550系统作为以太网方向的波长,系统目前已经投入到试运行阶段,运行情况良好,WDM通信方式是一种节约资源、可以实现高速率、大容量信息传输的可选方案。
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科服网由天津市科技型中小企业发展工作领导小组办公室主办,天津市科学技术信息研究所承办。按照津科计[2010]197号《天津市科技型中小企业服务网的说明》文件的要求,科服网于2010年10月启动建设,2011年2月27日正式开通。通过网络信息平台整合政府和社会资源,实现信息即时互通。经过三年的建设发展和数据积累,已发展成为科技型中小企业发展工作的在线管理平台、数据统计监测平台和企业综合服务平台。目前总访问量达到500多万人次,认定企业4.8万余家。以下是读文网小编为大家精心准备的:科服网网站系统的研发与建设探析相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
2010 年起,根据天津市科技型中小企业发展工作要求,针对科技型中小企业创业、成长和发展的特点,运用信息网络技术,建成了“科服网”,汇集与整合了各类科技服务资源,为科技型中小企业提供便捷、高效的“一站式”服务,对促进科技型中小企业发展、培育壮大战略性新兴产业、带动民营经济发展具有重大意义。
科服网系统架构分为数据库层、应用系统层、网站服务层、网络应用环境支撑层四个组成部分。文章重点通过对数据库、业务应用系统、平台服务功能的阐述,揭示科服网各层建设的关系和作用以及实现的功能。
“科服网”数据库建设主要涵盖对科技型中小企业的认定信息、统计信息、服务机构信息、政策法规、专家信息、成功案例等六个信息数据库的搭建。
1.1 科技型中小企业认定信息数据库
天津市科技型中小企业认定信息数据库旨在形成天津市信息最全、科技型企业数量最大的数据库,以开放的方式,广泛汇集全市科技型中小企业,并实施动态跟踪,从而对我市科技型中小企业发展状况实施统计管理,以便掌握实时情况、分析存在问题、提出发展对策,是本网站的核心数据库。
该数据库按照企业概况、财务状况、人员情况、科技经费、知识产权、政策优惠六大方面设定了近100 个企业数据项,能够从注册区县(含滨海新区中的各个功能区)、技术领域、产业行业、企业类型、收入规模、企业发展阶段等维度反映企业基本信息、企业资产与收入信息、就业人员与科技人员数量、研发经费投入、知识产权、优惠政策等情况。
1.2 科技型中小企业统计数据库
包含通过系统认定和市科委审核的科技型中小企业的统计信息,此数据库的访问是按照时限开放的,安全性的要求高。主要的数据来源:(1)科技型中小企业认定信息数据库;(2)区县科委负责组织填报本地区的科技型中小企业统计数据。
1.3 服务机构信息数据库
服务机构信息数据库包括创业载体子库和技术平台子库。创业载体子库将收录孵化器、高新区、开发区、保税区、示范工业园、农业园区、科技产业化基地、创意产业园、大学科技园、留学生创业园、加速器等为企业创业提供场地与发展环境的服务机构信息。
技术平台子库将收录创新联盟、生产力促进中心、工程技术研究中心、企业技术中心、检测服务、工业设计服务、科学仪器共享等促进企业壮大的专业技术服务机构信息。
主要字段项包括:服务机构名称、服务机构类别(国家级、部属、市属、地属)、所在区县、所属行业、服务简介、服务场所与基础条件、联系人、通讯地址、邮政编码、网址、Email、传真、电话、批准建设部门、批复筹建时间、依托单位、是否属于合建基地、合建单位、研究方向与研究内容等。
1.4 政策法规数据库
政策法规数据库将收录资产管理、科技创新、工商登记、财税管理、金融服务、劳动保障、产业扶持、对外贸易、特许经营、技术监督、现代企业制度等方面的法律、行政法规、地方性法规以及政府规章等信息。
1.5 专家信息数据库
专家信息数据库将收录行业科技专家、中小企业政策、市场中介、促进就业发展、技术产权交易、信息化产业、企业融资、经营管理、法律事务、财税等方面的专家信息,揭示姓名、职称、职务、作单位、咨询专长等信息。
1.6 成功案例数据库
该数据库将按区县、服务、行业分类,收录企业在获得资金支持、融资上市、财税政策、技术创新、法律咨询等服务过程中的成功经验与创业案例信
“科服网”网站数据与信息的体现需要开发科技型中小企业认定管理系统、科技型中小企业统计监测系统、网站信息发布管理系统、数据库同步整合系统,并建立可靠、安全的网络安全系统。
2.1 科技型中小企业认定管理系统
科技型中小企业认定管理系统是平台最主要的业务核心系统,该系统将基于中小企业数据库及子库,通过建立网上自查系统、网上申报认定系统、网络化认定工作管理系统、认定企业发布系统、数据安全传输认证系统等,实现科技型中小企业认定工作的网上申报、网上受理、网内审核认定、网上办结等全过程工作管理功能。
2.2 科技型中小企业统计监测系统
通过数据同步系统,对已认定的科技型中小企业,系统限时在网上开放半年报、年报统计数据的申报入口,并开发查询汇总等统计分析功能。
2.3 网站信息发布管理系统
网站发布管理系统是整个网站内容管理支撑,实现信息从采集、传送、编辑、修改、审阅、签发、发布,到信息的跟踪、登记、统计、资料检索和查询等多项信息流处理操作的采编发自动化。功能包括:站点管理、内容创建管理、发布管理、模版管理、用户管理、权限管理、工作流管理、版本管理、日志管理、撤稿功能、内部协作等。
在硬件及网络方面,系统采用独立的内容管理发布服务器,使得网站本身的安全性得到了很大的提高;将应用程序服务器与WEB 服务器分离开来,有效的减轻了各个服务器的压力,使负载达到均衡。
在软件的架构方面,系统基于Java 技术,采用B/S 结构实现,采用表现层,应用层,数据访问层三层体系结构。
表现层就是人机交互界面,接受用户请求,以及数据返回,为客户端提供应用程序的访问。
应用层也叫业务逻辑层或中间层。这一层主要用于大批量事务处理、事务支持、大型配置、信息传送和网络通信。主要是针对具体的问题的操作,对数据层进行操作,这一层可部署在网络的任何地方,通常称之为应用服务器。
数据访问层就是传统的数据服务器,主要是对数据的操作,具体为应用层或表现层提供数据服务。
2.4 数据库同步整合系统
数据库同步整合系统将解决来自各个异构数据库的数据来源问题,从而实现数据的同步、结构化和非结构化的信息管理与查询、海量文本集合的高效全文检索等功能。数据库整合系统将包括基于关系数据库(RDBMS)整合系统和基于Webservice 信息整合系统。
2.4.1 关系数据库整合系统
本系统通过建立数据网关,实现数据同步转换,使各种异构的关系数据库资源同步整合到系统中。整个系统主要由数据网关(DataGateway)、全文检索数据库服务器、数据应用服务器组成。DatabaseServer 搜索关系数据库,实现DatabaseServer 和RDBMS 无缝集成,通过Data-Gateway,实现了RDBMS 与全文数据库之间的数据自动迁移和同步更新,利用全文检索数据库解决了RDBMS 的检索和分析效率问题,而上层应用则可以构架在由RDBMS 和全文数据库共同组成的数据库网站之上,使用户在同一个系统中既享有关系数据库优秀的事务处理和结构化数据管理功能,也拥有强大非结构化内容管理和检索功能。
2.4.2 Webservice 信息整合系统
整个系统将根据用户的业务需求和实际应用,基于WebService 层面进行数据传递、转换、规划、集成等方式的虚拟整合,通过对各个服务机构可操作型系统的现有数据资源和处理流程进行综合分析,以信息资源规划为标准,将数据层面进行整理提炼,有效整合分散在各个“信息孤岛”中的信息资源,构筑在网站提供的数据库系统中,从而形成完善的数据中心系统,全面支持数据共享、统一管理和分析决策。
2.5 网络安全系统
由于网站数据库中将涉及中小企业的财务信息等至关重要数据,如果人为的操作错误、系统应用软件缺陷、硬件损毁、网络病毒、骇客攻击等诸多因素有可能造成数据的丢失, 直接影响到网站系统的使用,从而造成无可估量的损失。因此,网站将依托天津科技网网络应用环境,建立网络安全系统,通过网络安全防护部署、应用系统安全防护部署、网站信息安全部署,以保证网站的稳定运行。
通过数据库系统建设和网站系统建设,科服网实现了信息发布、查询检索、快速导航、在线咨询、访问统计、权限管理等功能,并建立了认定管理、项目申报、创业载体、科技金融、科技信息、政策法规、中介咨询、动态信息、成功案例等栏目。
(1)在认定管理方面:实现科技型中小企业认定工作的网上申报、网上受理、网上审核、网上备案及年检等全过程工作管理和统计监测功能;(2)在为企业服务方面,充分整合与汇集项目、融资、载体、政策、科技信息、中介咨询6 类服务资源,为处在初创型、成长型、壮大型三个阶段的企业提供多项全方位网络化的技术与咨询服务;(3)在动态信息发布方面,通过工作动态、工作简报、通知通告等栏目,第一时间为企业提供技术培训、经理人培训、产品商贸会展、国内外合作交流等信息,并及时报道相关工作动态,使网站真正成为企业与政府及服务机构间的沟通桥梁;(4)在宣传成功经验方面,采集企业获得政府资金支持、融资上市、财税政策优惠、技术创新、法律咨询等服务过程中的经验体会,收集了一批优秀创业故事,按服务类型、行业领域建立成功案例数据库,让更多的企业能够按需检索相关信息,分享成功经验。
综上所述,科服网数据库层的建设奠定了整站管理与服务的信息数据基础,业务应用系统层的建设为整站实现网络化办公与信息化管理提供支撑,平台服务层的建设形成了整站服务核心,实现“一站式”服务。目前,科服网网上认定企业达3.1 万家,年访问量达100 万人次。
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在成本方面指挥和控制活动通常包括:建立成本组织机构、规定和落实成本管理职责、权限,制定成本方针和目标,进行成本策划、成本控制、成本保证、成本检查、成本分析和成本改进等;以下是读文网小编今天为大家精心准备的成本管理系统相关论文:通信工程项目成本管理途径。内容仅供参考,欢迎阅读!
随着通信工程类企业之间的竞争日益激烈,大家均意识到要从根本上降低生产成本,就需要重视项目施工成本管理;但是由于工程类企业的很多老板出生草莽,文化水平低,擅长搞关系、接工程。管理意识、管理水平均比较差。企业往往在施工过程中重视进度、质量,忽视成本管理。
2。1成本管理内容片面
多数单位的成本管理并没有一个完整的体系,也缺乏参考作用,只是针对个别项目,具体管理也交给了分项目的负责人,总负责人对成本本身的了解也不多。此外,项目管理的内容也比较零散,各自为政,不注意总结,这也给最后的核算过程造成困难,对后续项目的参考作用较小。
2。2成本管理方法和手段落后
缺乏一定的体系必然会造成缺乏合理的手段,没有自上而下的重视也就不能建立起责任体系,这种情况下,即使分项目负责人有心做好成本管理也缺乏足够的支持,这也是目前成本管理急需解决的问题。
部分企业单位盲目参考引进其他企业的成本管理手段,然而先进的管理方法、管理手段是在一步步摸索中得到的,并没有适合每个企业的模式,需要自己探索,能够借鉴的是整体的思路而不是具体的方法,这一点在实施过程中需要注意,不能生搬硬套,削足适履。
2。3缺乏成本竞争意识,市场应变能力差
目前,只有部分有前瞻性的单位意识到成本竞争的重要性,在通信产业高速发展的今天,很多单位之间施工质量、施工速度差异不大,如何在这种压力下提升自身的竞争力,除了发展新产品之外,很重要的一点就是控制成本,这样才能在不断变化的市场环境下从根本上节约资源,提高资源利用率,在开源的同时注意节流,才能最大程度的提高生产力。
2。4目标成本测算滞后或成本核算不及时
许多通信施工企业还在运用国家现行定额,根据设计图纸进行投标价格计算,而对施工现场的真实情况,如风土人情、地材价格、施工环境等诸多因素不清楚、不了解,报价的降造幅度或者说自己的底线往往凭经验,项目中标后再进行现场勘查等工作,而此时由于涉及施工人员及物资设备进场、施工进度等压力,致使目标成本测算往往不能进行或草草制定目标成本,结果使成本管理缺乏可操作性。有时还存在成本核算不及时,造成项目实际成本早已超支,项目管理者还没有得到预警提示。
1.1抓好投标过程控制
在低价的通信建筑市场环境中,投标阶段就应该考虑如何规避效益风险,为成本控制创造条件。审慎选择投标项目,充分考虑项目的可靠性和可行性,及时进行风险预测和评估,要坚持“有所为和有所不为”的原则,能投则投、不利不投,杜绝亏损标。对于那些垫资项目及业主信誉度较低的项目一定要根据自身情况慎重选择。要精心编制标书,防止由于低级错误造成不中标或者一中标就是亏损标。
1.2抓好设备材料的采购
要建立合格设备、材料供应商库,通过比质比价采购价廉物美的材料设备,注意付款方式,同样价格质量的前提下,选择账期长的供应商。
1. 3抓好施工过程控制
要把施工方案和责任成本测算紧密挂钩,组织技术、材料、预算合同等人员对施工方案进行优化。在施工过程中对人工、材料、机械进行全面控制,在材料费的控制上,根据施工程序、工程形象进度及施工预算签发限额领料卡,并尽可能实现零库存,减少搬运;在人工费控制上,实行有计划配置,减少窝工现象;健全安全质量控制体系,落实逐级负责制,杜绝安全质量事故的发生,防止因安全质量问题给企业造成经济效益和社会效益的双流失。
现在人工费很贵,要尽量采用机械作业。
尤其要注意人员数量的平衡,一定要避免一下子上很多人,活少时工作量不饱满,人员一下又撤不下去,造成窝工。宁可工作量略大于所投人力,中间加班一段时间。
1.4做好调价索赔工作
必须要有一支具有丰富专业知识和施工经验,熟悉法律法规,有谈判技巧和随机应变能力的经济人员队伍,根据中标合同和建筑法规随时找到索赔点,做好业主的索赔谈判及有效的沟通。工程竣工后,立即进行竣工决算,避免继续发生貌似合理的成本,化解和防范效益风险。
对于合同内没有单价的项目,一定要及时签证,特别注意敲定价格,以防活干完了,签给你的价格是亏本或不赚钱的。
1.5抓好全员参与工作
项目部成立后,要组建一个责任心强、懂经营的项目部班子,项目经理必须具有较高的道德素质,会经营、懂管理和施工生产。企业领导也要重视并且全力支持成本控制,要具有完成控制目标的决心和信心,以身作则,养成节约成本的习惯,并要发动所有员工都树立控制成本的意识,互相协作,共同努力,做好对应的成本管理工作。
领导干部一定要带头,尤其是招待费的控制,看起来理由都很充分,但其中很多是浪费了,在这方面一定不能比排场、讲阔气,该省则省。
2。1做好技术跟进工作
开工前,要提前进行技术培训,使施工人员熟练掌握施工工艺流程,减少返工现象。施工前要与接管单位签订详细的施工技术标准,并进行首件工艺定标,严格按照施工规范、技术标准、质量要求施工,避免窝工返工。要合理安排工期,按照工序要求分轻重缓急调配人力物力资源,做到统筹优化。技术人员要及时与成本管理人员进行沟通,重点是对工时、物资采购、材料消耗、设备利用、费用开支、工程量统计及未完施工盘点等原始记录的填制、审核、传递和保管等,使成本管理管理有据可查,有章可依。
2。2做好合同交底工作
项目部要做好工程,达到既满足业主的施工要求又最大限度创造经营利润的目的,就必须吃透双方签订的合同约定,工程合同签订后,要及时对合同的内容、风险、重点或关键问题进行交底,使相关职能部门人员都能依据施工合同指导工程实施和项目管理工作,避免合同纠纷造成经济损失。
2。3做好安全质量工作
加强安全质量管理要着眼于预防安全质量事故的发生。要通过强化安全培训、制定安全施工管理办法、落实安全生产责任制等,减少事故的发生次数或安全“零事故”发生。事故发生次数减少,就相应减少了事故处理费用,最后体现于项目直接经济效益的增加,事故减少也相应减少了停工损失费用,表现为项目间接经济效益的增加。
很多项目经理对安全工作不够重视,流于形式。要知道现在出一次安全事故,代价是非常昂贵的。这种成本最好不要增加。
2。4做好材料管理工作
材料费是工程直接费用的主要组成部分,要根据施工预算限额领用,物资保管人根据限额领料单发料,严格执行领料手续,各施工队只能在预算内分期分批领用,属于工程变更的,必须有工程变更证明方可领料。要坚持预领料回收制度,及时将材料回收和盘点,减少材料浪费和流失。同时要加强材料管理工作,现场材料合理堆放,妥善保管周转材料。
在工程项目实施之前和整个过程中,项目负责人、财政负责人及有关责任人员需要进行有效的监督、抽查,并进行适当的奖惩。这样不仅可以保证对项目总体的了解,同时可以在参与人员心中对成本管理的重要性有一定的重视,调动基层工作人员工作的积极性,这也就是我们上文中提到的自上而下的责任体系,只有通过这样的方法,才能在员工中逐渐渗透成本管理的有关理念;而员工对此认识的加深将有利于企业的发展。
本文通过对通信工程项目施工成本管理进行研究,提出建立自上而下的成本管理问责体系、合理规划预留额度、注意资料留档和项目总结、人力材料设备统一管理等方法,对成本管理涉及的各个方面进行和分析和讨论,希望本文提出的方法可以有效的运用于实际项目管理中,并充分完善。
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摘要:本文以某高速公路通信系统为例,着重介绍了高速公路通信分中心的作用,分析了分中心光纤数字传输系统的构成及配置方案,详述管理系统的功能,以及数字程控交换系统的构成及配置方案和交换网络同步的构成。
关键词:高速公路通信系统方案研究
高速公路通信系统主要是为高速公路运营管理及监控、收费系统实施提供必要的话音业务及数据、图像信息传输通道,它是保障高速公路安全、高速、畅通、舒适、高效运营及实现现代化交通管理必不可少的手段,起着高速公路管理系统中枢神经的作用。贵州某高速公路采用符合全省规划的三级管理体制:省通信中心-本地通信分中心-通信站。高速公路分中心通信系统由光纤数字传输系统、数字程控交换系统等构成。
光传输系统采用SDH光同步传输系统与综合业务接入系统相结合的方式。干线SDH设备采用STM-16等级,系统采用1+1保护方式;接入网采用华为FA16内置STM-4等级OSN1500光传输设备,用4芯光纤从贵阳到该公司公路方向与其通信分中心构成两纤自愈环,解决区间通信。在其通信分中心设置华为分插复用设备ADM-2.5G一套,设置2个方向的STM-16共4个光接口,往贵阳方向与隆回REG中继设备连接。综合业务接入网系统,采用华为HONET及FA16内置STM-4等级OSN1500光传输设备,用4芯光纤从贵阳方向与该高速公路通信分中心构成两纤自愈环,解决区间通信。该高速公路通信分中心的接入网和干线共有光传输设备。
光纤数字传输系统主要设备由以下几部分组成:
(1)在该高速公路通信分中心设置一套STM-16速率等级的ADM分插复用器,采用深圳华为的OptiX OSN 7500智能光传输设备。在通信分中心设置1套华为iManagerT2000传输网管终端,对本路段SDH设备及沿线3个光中继设备、并接入网内置的OptiX OSN 1500光传输设备进行维护管理。同时在通信分中心设置1套iManager N2000综合业务接入网网管终端,对高速路上所有ONU设备及通信分中心的OLT设备、交换系统、电源设备进行维护管理。
(2)在通信分中心设置综合业务接入网光线路终端设备OLT设备,采用华为的HONET OLT4S系列。
在通信分中心设1套华为iManager T2000传输网管系统,对全线所有SDH传输设备(含软、硬件设备)进行统一集中网管,负责对该高速公路所辖路段的ADM设备和中继器设备以及综合业务接入网系统OLT、ONU内置的SDH设备进行集中管理维护,并提供向上连接的Q3接口以便将来与省中心的网管连接。iManager T2000网管系统在TMN(Telecommunication Management Network)的结构中处于网元级和网络级之间,即子网级管理系统SNMS(Subnetwork Management System),具有全部网元级和部分网络级的功能。iManager T2000具有故障管理、配置管理、性能管理、计费管理和安全管理等五项基本功能,此功能主要面向网元层。T2000不仅提供全部的网元层的管理功能(故障管理、性能管理、配置管理、安全管理、通讯管理、拓扑管理、系统管理),还提供部分的网络层的管理功能。在通信分中心还设置1套华为iManager N2000综合网管系统,可集中统一管理华为程控数字交换机C&C08、综合业务接入网设备FA16、环境电源监控系统、有线电视系统,并提供向上连接的Q3接口以便将来与省中心的网管连接。iManager N2000综合网管系统负责接入网的全面的集中管理和维护;负责接入网用户线路管理和维护;负责设备环境管理和维护;负责网络设备性能管理与维护。
在该高速公路通信分中心设置华为数字程控交换机C&C08,为高速公路沿线管理部门之间提供业务电话和指令电话,同时实现高速公路电话专网与公网的互联;通信分中心交换机收容了高速公路各站点的电话用户。
高速公路数字程控交换系统由通信分中心的一套数字程控交换机及若干用户组成,完成本局的话务接续与出入局的话务接续,同时转接它局之间的呼叫,并与相邻路通信分中心连接;与其他分中心用n×2Mb/s数字中继相连,数字中继线共120线;通信分中心交换机采用模拟中继的方式与贵阳市话局交换网相连,分中心交换机配80线模拟中继入市话;接入网通过V5.2接口相联,共设1个V5.2接口,近期设7个2Mb/s;交换机配备计费终端(包括计费软件、终端和行式打印机),用于用户呼叫公网和网内用户时计费。通信分中心电话交换机是交通专网的一个组成部分,它由一套数字程控交换机构成。交通专网电话编号时,贵州省高速公路网分配一个长途区号,用户号长为5位。
C&C08时钟同步系统拥有完善的维护、告警和故障检测功能。在维护终端可监视查询单板状态和各种故障信息,时钟系统自动检测故障,故障时可自动或人工倒换,以保证时钟系统的稳定性和可靠性。C&C08时钟同步系统有以下特点:拥有国标三级、二级(包括A类、B类)及通信楼综合定时供给系统BITS等多种级别时钟可供选择,能满足各种交换局的不同要求。其中二级A类时钟和BITS设备是国内唯一可提供的厂家。三级和二级靠不同的插板来配置,结构选配灵活。
通信系统是高速公路的基础设施之一,是服务于高速公路监控系统和收费系统,为监控系统和收费系统的图像数据传输提供可靠的传输通路,是提高高速公路管理水平和安全保障能力的支持系统。
[1] 崔林.京沪高速公路临沂——红花埠通信系统概述[J].科技资讯,2006
[2] 刘志宁,唐正峰,翟洪涛.铜川至黄陵高速公路通信系统设计[J].中国交通信息产业,2006
[3] 郭军梅.新原高速公路通信系统建设和维护设想[J].山西交通科技,2004
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通信系统是用以完成信息传输过程的技术系统的总称。现代通信系统主要借助电磁波在自由空间的传播或在导引媒体中的传输机理来实现,前者称为无线通信系统,后者称为有线通信系统。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:基于MWB的通信系统演算CCS的模型检测相关通信工程论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
Robin Milner在上世纪70年代论文范文首先提出了描述通信系统并发行为的形式演算CCS(Calculus of Communicating Systems,[1]),可以对并发系统进行推理,是进程代数(process algebra)领域的开拓性工作,在CCS的基础上,建立了通信序列演算CSP,π演算、spi演算、应用π演算、环境(Ambient)演算等一大批描述分布式移动并发系统的形式方法。
1.1 CCS的语法
CCS的基本成分是事件(或动作,Action)与进程;CCS的事件分为两类,一类用来描述进程间通信的同步动作: = {a,b,c ,…}为输入事件集,相应的 ’ = {’a,’b,’c ,…}为输出事件集;用t表示非交互事件(进程内部事件)集。记ACCS= ’ {t};LACCS
CCS的进程P如下定义:
P : := .P 前缀,ACCS
P1 | P2 并发
iIPi 选择,这里I为有穷集
(^L)P 限制,这里L ACCS
P[f] 改名,这里f是从ACCS到ACCS的映射并满足:f(t)=t,f(’)=’f()
记 PCCS为CCS的一切进程的集合,记P1+P2=i{1,2}Pi,记0(或Nil)=iPi;为减少 号,约定运算顺序为:^ , | , +;例如 R+a.P|b.(^L)Q是R+((a.P)|(b.(^L)Q))
在CCS中,我们引入A =df P,即用CCS进程P定义A;在CCS里可以进行递归定义,例如:A =df a.A|P,在不引起混乱的情况下,可将=df将写为=。
.......................
2.1 移动工作台MWB(Mobility Workbench)是针对-演算开发的第一个自动验证工具[VM94],可对用-演算[2、3、4]、通信系统演算CCS[1]描述的移动并发系统进行分析与验证;MWB首先在瑞典的Uppsala大学开发[5、6、7];可在Windows、Linux等系统下使用,MWB是开放源代码的,可从下面网址下载:
2.2 在Windows2000下安装使用
由于MWB是用语言ML写成, 需要在New Jersey SML 编译器(Standard ML of New Jersey - SML/NJ,目前最新的版本是smlnj-110.54)下运行;从下列网址下载smlnj:
获得smlnj.exe,可自解压并装配到C:sml(我们使用的版本是:Standard ML of New Jersey 110.0.7);SML/NJ安装成功后,从下列网址下载mwb.x86-win32
并写一个批处理文件mwb.bat,内容为:
sml @SMLload=mwb.x86-win32
将mwb.x86-win32与mwb.bat放到一个目录,点击mwb.bat即可运行MWB。
2.3 CCS公式的MWB编码
为将CCS公式输入MWB,需将通常的CCS公式做一些转换:将受限名字PL用(^L)P表示;对任何P,设P的自由名字(非受限名字)为a1,…,ai,在MWB中,用ID(a1,…,ai)来表示P为:
agent ID(a1,…ai) = P
ID称为P的名,注意P的名可用任意的符号串(例如MyID或者P),但第一个字母需大写,且(…)里一定要将P的非受限名字完全列举;例如:设P递归定义为ã.b.P,可写成MWB式子为
agent P(a,b) = ‘a.b.P
不能写成:agent P = ‘a.b.P;可将几个MWB公式放到一块以ag为扩展名用ASCII文件存盘.
..............................
我们讨论简单AB协议:设S为发送方、R为接受方;S发出报文(’m)或超时(timeout)重发报文;R接到报文发现报文错误则丢弃报文(down),否则通知S已收到(ack);ABP=S|R描述了这个简单的交换比特协议,其中:
S=’m.S1
S1=timeout.’m.S1+ack.S
R=m.(down.R+’ack.R)
S1中的timeout.’m.S1表示报文超时重发,而ack.S表示S接到R的肯定回复后交替比特再发报文;R中的down.R表示发现报文错误丢弃报文,’ack.R通知S已收到;进程ABP=S|R描述了这个简单的交换比特协议;将上述CCS描述用MWB格式书写并以abp1.ag存盘:
...............
[1] MWB软件:
[2] Robin Milner. The polyadic www.51lunwen.com/communication/ -calculus: A tutorial. Technical Report ECS-LFCS-91-180, LFCS, Department of Computer Science, University of Edinburgh, 1991.
[3] Robin Milner. Communicating and Mobile Systems: the -calculus. Cambridge University Press, 1999.
[4] Robin Milner, Joachim Parrow, and David Walker. A calculus of mobile processes, parts I and II. Journal of Information and Computation, 100:1-40 and 41-77, 1992.
[5] Robin Milner. Communication and Concurrency. Prentice-Hall, 1989.
[6] Bjorn Victor. A Verification Tool for the Polyadic -Calculus. Licentiate thesis, Department of Computer Systems, Uppsala University, 1994. Available as report DoCS 94/50.
[7] Bjorn Victor. The Mobility Workbench User's Guide: Polyadic version 3.122. Department of Information Technology, Uppsala University, 1995.
[8] Bjorn Victor and Faron Moller. The mobility workbench : a tool for the -calculus. Technical Report DoCS 94/45, Department of Computer Systems, Uppsala University, 1994. Also available as Technical Report ECS-LFCS-94-285, Laboratory for Foundations of Computer Science, Department of Computer Science, University of Edinburgh.
[9] B. Victor and F. Moller. The Mobility Workbench - a tool for the pi-calculus. In D. Dill, editor, Proceedings of CAV'94, Lecture Notes in Computer Science. Springer-Verlag, 1994.
[10]古天龙,蔡国勇. 网络协议的形式化分析与设计,电子工业出版社,2003
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摘 要:在互联网的普及应用中,由于各个方面的影响,在计算机的上网端口数量上,往往不能满足人们的需求,因此需要大力的发展局域网互联端口。文章介绍了网络处理器、局域网,以及无线通信的概念以及功能,并对无线通信技术进行了探讨。
关键词:局域网无线网络无线通信
网络处理器,根据国际网络处理器会议(Network Processors Conference) 的定义:网络处理器是一种可编程器件,它特定的应用于通信领域的各种任务,比如包处理、协议分析、路由查找、声音/数据的汇聚、防火墙、QoS等。网络处理器器件内部通常由若干个微码处理器和若干硬件协处理器组成,多个微码处理器在网络处理器内部并行处理,通过预先编制的微码来控制处理流程,而对于一些复杂的标准操作(如内存操作、路由表查找算法、QoS的拥塞控制算法、流量调度算法等)则采用硬件协处理器来进一步提高处理性能,从而实现了业务灵活性和高性能的有机结合。局域网是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。一般是方圆几km以内。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的,可以由办公室内的两台计算机组成,也可以由一个公司内的上千台计算机组成。无线通信主要包括微波通信和卫星通信。微波是一种无线电波,它传送的距离一般只有几十km。但微波的频带很宽,通信容量很大。微波通信每隔几十km要建一个微波中继站。卫星通信是利用通信卫星作为中继站在地面上两个或多个地球站之间或移动体之间建立微波通信联系。综上所述,对网络处理器、局域网以及无线通信有了具体的认识了解之后,人们在局域网无线通信的设计过程中,除了拥有过硬的网络操作技术外,还需要对无线局域网有一定的研究。在无线局域网的设计研究中,网络市场上占有率最高的网络处理器是由Intel公司研制开发的IXP系列产品,其中最具代表的产品为IXP425网络处理器,不仅满足了基于它的通信功能,同时,还使局域网无线网络得到了充分的发展与利用,极大的满足了人们的需求,同时也为人们的日常生活带来了极大的方便。
IXP425网络处理器与其他网络处理器相比较,其组成构架一样,主要包括:处理器、异步收发端口、网络口以及总线,但与此同时,IXP425的网络处理器构架还具备了其他网络处理器所没有的构架,主要包括以下几个方面:
在计算机的专业术语中,网络处理引擎也可以用NPE来表示,主要包括:算术逻辑运算单元、内部数据存储单元等。NPE在一定程度上还可以出来链路层以及网络层中的一些数据,而与NPE连接的硬件加速单元,也是依据网络处理器的具体功能而专门设计的。同时,每一个硬件加速单元都能够加快网络数据的运行速度,从而加快了网络信息的传输速度。
在网络处理引擎中,还包含了IPSEC的加密单元,而IPSEC的加密单元,其工作地点在网络层,其主要作用是在数据包的使用过程中加入了验证头,从而使数据在接收的过程中,必须通过数据发送方的验证才能对数据进行接收。不仅为数据的传输提供了安全保障。同时,也实现了数据发送方验证处理和数据加密处理,从而确保了数据在传输的过程中不会被查看或复制,有利的保障了数据在传输过程中的安全。
IXP425良好的设计构架,在使用的过程中能够支持对流媒体信号的相关处理。首先,IXP425能够将语音加解码与相关的数据处理同时集中到一个芯片,其次,由于IXP425的中央处理器中,拥有乘法运用以及加速单元设备,从而使IXP425中央处理器在处理多种流媒体加解码的过程中,不仅能够独立的执行这一过程,同时还不需要额外的添加相应的数字信号处理芯片。
IXP425的使用过程中,还具有支持强大数字信号处理软件库的优势。在IXP425的中央处理器上,依据其具体的功能,从最大程度上优化了功能强大的数字信号处理软件库,从而使IXP425能够同时处理内部四个不同的语音接口数据。与此同时,在IXP425中央处理器的内部,能够凭借其足够的空间优势,将网络处理器内存中数字信号的处理方法集中收集起来,从而在一定程度上大大节省了数字信号处理的时间。
IXP425中的NPE不仅具有独立执行信息数据加密算法和相关的数据认证算法,其中主要包括:DES、3DES、AES等。同时还具有在独立执行的过程中不占用IXP425的中央处理器的优势。由此,在s.802.11和802.1li的程序执行中,能够取得高效率的程序执行率。因此,在无线通信的程序执行中,也可以达到较高的执行率。
顾名思义,无线通信技术在信息的传输方式以及信息的收集上,是与有线通信技术相对的。在有线通信的信息传输中,是以固定的电路为前提,同时采用电流的传输方式,将信息中的数据进行传输,在传输的过程中往往会受到电路的限制,从而在一定程度上限制了信息数据的传输范围。而无线通信中的信息传输,则是以电磁波为传输载体,信息数据通过电磁波的传输,到达指定接收的网络计算机中,不受到任何电路的范围限制,同时在使用的过程中,不仅方便快捷,而且在对无线网络操作的过程中,还具有操作简单等优点。无线网络通信的实现,不仅为人们的生活带来了方便,同时也大大节省了人们在网络经济上的开销。
无线网络通信技术的设置,是以OSI网络模型为基础的,但是,它在物理层和数据链路层中,通常是以802.11协议为使用途径,(802.1l是IEEE最初制定的一个无线局域网标准,主要用于解决办公室局域网和校园网中,用户与用户终端的无线接人,业务主要限于数据存取,速率最高只能达到2Mbps。目前,3Com等公司都有基于该标准的无线网卡。由于802.11在速率和传输距离上都不能满足人们的需要,因此,IEEE小组又相继推出了802.1lb和802.11a两个新标准。三者之间技术上的主要差别在于MAC子层和物理层)而802.1l协议的来源,则是计算机的设备驱动程序。而在无线网络通信的管理过程中,则和有线通信一样,都由计算机的网络操作系统负责具体的管理,其中主要包括:网络层、传输层以及会话层等。同时,在通信技术的使用中,能够为无线网卡提供其所需要的驱动,换而言之,也能在有线的网络通信程序中支持无线网络通信的执行及使用。
在日常使用的802.11协议中,包含了两种设备类型,一种是以通过一台PC机器和一块无线网络接口卡组合而成的无线站,而另外一种则是人们通常所说的无线接入点,在无线接入点的功能中,主要有以下两点:首先,它是无线网络通信和有线网络通信的桥梁,使无线网络通信能够与有线网络通信在条件允许的情况下互为转换,从而为网络信息的数据传输提供了极大的便利。其次,无线接入点在一定条件下还可以作为IXP425的无线路由器,不仅具有无线接入的优势,同时还具备路由管理的具体使用功能。
在802.11最原始的定义的三个物理层中,主要包括了两个扩散频谱技术和一个红外传播规范两个方面。其中,在扩散频谱技术的使用上,不仅为802.11设备在该频段上的可用性和可靠吞吐量提供了可靠的保障,同时还在一定程度上保证了该设备的独立使用性,即在使用的过程中,不会与其他设备相互影响,从而保障了设备的正常使用功能。
IXP425无线通信程序的实现,是以IEEE802.1lb协议为基础的,同时,在无线通信组网的过程中,主要有四种组网方式,分别是:网桥连接、基站连接、HUB连接以及端对端连接。同时,在运行IXP425通信程序的过程中,首先要依据具体的使用状况对IXP425进行相关的配置,在配置的过程中,主要包括以下几个步骤:首先,将redboot.bin文件通过相应的程序制作出来,接着将其传到windows等共享目录中,与此同时及时地切换windows系统,然后利用系统中的JTAG将redboot.bin传输到IXP425中的16M Flash中。 这样,就可以对网络地址进行相应的配置;其次,在IXP425操作的过程中,首先应下载GCC的编译器,从而保证IXP425的顺利运行。同时,在无线通信程序下载安装之后,就需要用chmod755来充分的改变程序的使用属性,使其由原来的只读转变为可执行操作之后,就表示可以正常的运行。
综上所述,在详细地介绍了网络处理器中局域网以及无线网络的设计应用后,同时也详细地描述了其工作方法以及工作原理。此外,局域网以及无线网络的设计应用,不仅大大节省了人们的日常开销,同时还给人们的网络使用提供了极大的方面。与此同时,局域网以及无线网络在操作使用的过程中,其操作简单且极其容易被人们掌握,因此受到人们的喜爱与欢迎。但是,由于局域网和无线网络在设计安装的过程中,仍需要专业的计算机人员安装维护的实际情况进行安装,因此,就需要计算机的网络用户在安装的过程中,聘用专业的计算机网络团队对其进行仔细的安装,以确保局域网或无线网的安装使用,同时也为今后的网络使用奠定了结实的基础。
[1]官洪运,徐金娣,李德敏.无线局域网802.11协议的分析及其MAC层实现[J].东华大学学报(自然科学版),2004(4).
[2]郑虔斌,朱旭涛.针对IXP425处理器的Bootloader(汇编部分)实现[J].微机发展,2005(3).
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航空电子系统是保证飞机完成预定任务达到各项规定性能所需的各种电子设备的总称。为了开展国际航空通信业务,《国际民用航空公约》附件《航空通信》中对航空通信的定义、设备和规格、使用的无线电频率、电报的分类、缓急次序、标准格式、用语和处理手续等,都有统一的规定或具体的建议。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:关于航空电子通信系统关键技术问题的浅析相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
当前阶段中的航空电子通信系统相比于传统的飞机飞行通信系统来说已经有着非常大的进步,其能够在以往飞机飞行过程中正常通信的基础功能上同时具备语音通话、多媒体网络连接、数据信息快速传送、三维图像快速成型等等综合性电子通信功能,对于提高飞机飞行过程中的安全管理以及提高其飞行过程中的效率有着非常重要的作用。
而航空电子通信系统组件的基础内容就是使用机载分布式的实时通信网络作为其系统的主要架构内容,当前在我国大型民航飞机中普遍应用的ARINC429 以及AR-INC629 技术就是作为机载分布式的实时通信网络的主要类型而存在,但是其在具备相当高程度稳定性以及可靠性的同时仍然需要非常复杂的组织结构,这种情况下会造成飞机飞行过程中重量的大量增加并且其使用过程中较低的数据传输速度也无法有效的满足当前航空电子通信系统不断快速提升进步的要求,因此MIL-STD-1553B总线控制技术、光纤通道通信技术、航空电子全双工交换式以太网技术等诸多新型技术内容开始进入到飞机航空电子通信系统的构建过程中,其在有效的提高航空电子通信系统运行效率以及运行质量的同时更加减轻了飞机飞行过程中的相关运行负担,因此渐渐得到了广泛的应用。针对航空电子通信系统的关键技术问题进行分析,就是针对上述技术内容在航空电通信系统中的构建技术以及应用目的进行分析。
具体来讲,航空电子通信系统的关键技术内容可以分为航空电子通信系统的层次结构架设技术、通信网络拓扑结构层的架设技术、航空电子系统时钟同步设计技术以及通信故障处理技术等等内容。其具体内容如下文所示:
1.1 航空电子通信系统层次结构的架设技术
航空电子通信系统在层次结构的架设技术应用过程中可以充分的借鉴ISO开放式互联系统的层次结构构建模式,在ISO 开放式互联系统的层次结构中其一共分为七层结构,而航空电子通信系统在层次结构的划分中可以将自身结构划分为应用层、驱动层、数据链路层、传输层以及物理层五层结构,这种层次结构划分的模式能够有效的完成对航空电子通信系统运行过程中相关系统硬件以及软件程序的合理配置和促进其功能的充分发挥。
以MIL-STD-1553B 总线控制技术在航空电子通信系统中的应用为例,其在物理层的主要目的是为了完成对通信系统中相关物理介质的位流传输功能,而其在驱动层中的主要目的是作为通信系统中软件程序以及系统应用程序的接口而存在,其在传输层中的主要功能是完成对通信系统中相关信息的处理以及通道的调度工作,其在应用层中的主要功能是作为整体系统的管理程序以及发挥系统解释功能,其在数据链路层中的功能则是用来对总线上相关数据信息的传输序列进行合理有效的调整。
1.2 航空电子通信网络拓扑结构层的架设技术
航空电子通信系统中网络拓扑结构层事实上指的就是通信网络中各个子系统相互关联的物理结构,当前在各种通信系统中常用的拓扑结构层包括单一级总线拓扑结构、多个单机总线拓扑结构以及多级总线拓扑结构三种类型,而在航空电子通信系统中的网络拓扑结构层架设技术则一般采用多个单级总线拓扑结构和多级总线拓扑结构综合使用的方式完成自身网络拓扑结构层的设置,一般来说都是将航空电子通信系统中的子系统进行合理分类以后将其分别连接在多个不同的1553B 总线上完成多个单机总线拓扑结构的架设,同时如果在这一过程中多个总线并非为同一级的总线那么这种假设机构事实上也就成为了多级总线拓扑结构。
1.3 航空电子通信系统时钟同步设计技术
由于航空电子通信系统组成结构中其各个子系统都拥有独立的时钟计时系统,因此航空电子通信系统经常会出现及时误差的现象,建立航空电子通信系统的时钟同步设计也就显得至关重要。
事实上,在航空电子通信系统的组成结构中为相关总线以及其每一个子系统都配置一个相应的始终长度和分辨率的实时计时器,在航空电子通信系统中就能够对其完成气动控制并使其自动开始计数,再由航空电子通信系统的总线时间计时器将其参数发送至各个子系统中由子系统自行调整其余总线时间计时器中存在的误差,就能实现航空电子通信系统时钟同步的设计。航空电子通信系统的始终同步设计技术具有操作简单。成本投入较低的优点,能够充分的满足航空电子通信系统运行过程中对于信息传递实时性要求高的需要。
1.4 航空电子通信系统通信故障处理技术
首先针对航空电子通信系统的故障可以将其分为干扰因素造成的偶然性临时故障以及系统硬件设施失效造成的永久性故障两种类型,航空电子通信系统的运行过程中会首先通过总线控制器自带的双余度电缆上有限次的重试处理功能来完成对相关故障的判定工作,如果故障经过诊断维修后并且消失就可以判断漆为偶然性临时故障,如果故障一直存在那么航空电子通信系统的总线控制器则会将故障进行标记并且记录,同时将存在故障的子系统进行断网和周期新的查询记录工作,其可以根据故障类型的不同,采取有状态字中的子系统标志位置位、终端标志位置位以及禁用MBI 三种处理方式。
综上所述,本文对当期航空电子通信系统中的关键性技术问题进行了具体的分析和阐述,事实上航空电子通信系统是一项非常复杂的机载分布式实时通信网络系统,其涉及到飞机飞行过程中国的所有电子设备以及通信网络,其设计质量直接关系到飞机飞行过程中的安全性,相关单位应该加强对上述技术内容的充分应用,保证航空电子通信系统相关功能的充分实现。
【关于航空电子通信系统关键技术问题的浅析】相关
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摘要:现今的电子通信技术属于一种尖端的且应用性极强的技术,一个国家的科技发展水平和进度关键看电子通信技术水平的高低。电子通信产业是信息产业不可或缺的一部分,电子通信技术的进步和发展直接带动先进的生产力和科技实力。电子通信技术涉及的领域和范围较广,特别突出在移动电话和卫星通信两个方面,本文也将重点通过这两个方面来分析电子通信系统关键技术的问题。
关键词:电子通信系统移动卫星通信关键技术
随着电子通信技术的发展,它同时在很大程度上改变着人们的生活和方式。人们也能很好地运用电子通信技术突破时间和空间的局限来学习和工作。电子通信技术不仅改变着人们,它还在改变着社会和国家,使得国家不断发展,特别表现在卫星通信技术上。当然我国的电子通信技术还存在一些关键技术的问题,有待人们改善和加强。
电子通信技术属于现代通信技术中的一大部分。电子通信技术还是信息社会的主要支柱,是现代高新技术的重要组成部分,甚至是国家国民经济的神经系统和命脉。在现代化信息社会,电子通信技术无处不在,它涉及的范围也很广,包括移动电信、广播电视、雷达、声纳、导航、遥控与遥测以及遥感等领域,还有军事和国民经济各部门的各种信息系统都要运用到电子通信技术。
电子通信系统中最具代表性也最常见的就是移动通信和卫星通信。其中移动通信就包括了卫星通信,此外还有蜂窝系统、集群系统、分组无线网、无绳电话系统、无线电传呼系统等多个领域。
近几年来,电子通信技术应用十分广泛,就其最具代表性的移动通信和卫星通信来看,就存在很多关键性的技术问题,有待加强和改善。移动通信技术在电子通信技术中发展范围最大最迅速,传统的蜂窝通信因为可用无线频谱资源的增加和无线信号的衰弱而变得越来越受局限。不断缩小的小区半径代表着基站的密度也在不断增加。除此之外,频繁的越区切换导致空中资源的浪费和频谱效率降低,这也使得网络建设的成本也是越来越高。从以上各种因素可以看出,要想获得更高的频谱效率和更大更充足的系统容量,就应该突破传统蜂窝体制,应用新的移动通信技术。
在移动通信系统中采用分布式天线是很有效也很成功的一种方式,每个小区内都有很多个无线信号处理单元,这些单元距离都比载波波长要远得多,并且它们都能进行功放变频和信号预处理。要在核心处理单元实现信号处理的功能,首先就要完成信号的收发功能和一些简单的信号预处理,然后就要与核心处理单元连接,通过光纤和同轴电缆或微波无线信道来实现。有两种方式可以实现分布式移动通信,第一种就是在所有的无线信号处理单元上所有相同的下行链路信号同时发射,然后小区内的无线信号处理单元接收到上行链路信号之后直接传送到中心处理单元。这种方案优点是简单,缺点则是会不断干扰系统,阻碍了系统容量的扩大。第二种方式则是在整个业务区域内完成无线覆盖的分布式天线结构,通过用大量的无线信号处理单元来实现,从而突破传统蜂窝小区的理念。这种方式也可称之为“受控天线子系统”,即“仅与移动台相近的信号处理单元负责与移动台进行通信”的方式。第二种较之第一种更理想,但同时它也更复杂。
分布式移动通信较传统的移动通信技术有几点优势,第一是小区间干扰低、SIR高且系统容量大,第二是它内部的分集能力不仅能用来抵抗阴影效应,还能够保证不衰落和扩大系统的容量。第三是它能全面提高其自身切换性能和接受信号的功率,还能降低其切换次数。第四是它对其他通信系统的干扰小并且在相同发射功率下覆盖的区域更大,反之其发射功率更低。第五是它不仅能更方便快捷地实现任意形状的无线业务服务区,还能核心处理单元集中处理信号。更能有效利用无线资源。
子通信系统分为5层:应用层、驱动层、传输层、数据链路层和物理层。这5层之间功能划分应明确,接口应简单,从而为硬软件的设计实现奠定良好的基础:应用层是通信系统的最高层次,它实现通信系统管理功能(如初始化、维护、重构等)和解释功能(如描述数据交换的含义、有效性、范围、格式等)。驱动层是应用层与底层的软件接口。为实现应用层的管理功能,驱动层应能控制子系统内多路传输总线接口(简称MBI)的初始化、启动、停止、连接、断开、启动其自测试,监控其工作状态,控制其和子系统主机的数据交换。传输层控制多路传输总线上的数据传输,传输层的任务包括信息处理、通道切换、同步管理等。数据链路层按照MIL—STD一1553B规定。控制总线上各条消息的传输序列。物理层按照MIL—STD一1553B规定,处理1553B总线物理介质上的位流传输。应用层、驱动层在各个子系统主机上实现,传输层、数据链路层、物理层在MBI上实现。
卫星通信在电子通信技术中最为先进,它也有很大的优势,包括通信距离远并且容量大,通信线路质量稳定可靠以及机动性能优越和灵活地组网等这些都是别的技术没有的特点。但随着不断快速发展的全球信息化产业,人们对信息的需求也越来越复杂多样,电子通信技术已进入高速、多媒体、业务多样化和可移动的个性化时代。
目前的卫星通信的一些关键技术也存在一些问题,它包括高速数据的业务需求。以及卫星通信应用宽带IP的难点。现代卫星通信技术采用一些关键技术来解决问题,一个就是数据压缩技术,它能让静态和动态的数据压缩都能有效提高通信系统在时间、频带、能量上的工作效率;第二个就是智能卫星天线系统;第三个就是宽带IP卫星通信技术的研究;第四个就是新型高效的数字调制及信道编码技术;第五个就是多址连接技术的改进和发展;第六个就是卫星激光通信技术。
未来的卫星通信数据率会通过激光通信来实现,激光的优势会在互联卫星网中得到充分发挥,因为在那里经常会应用到激光通信技术,它在外层空间进行,所以不会受到大气层的影响。还可以利用“星际激光链路”技术来缩短全球卫星通信中的“双跳”法的信号时长。有专家提出“在卫星激光通信在比微波通信数据速率高一个数量级的理想情况下,天线孔径尺寸会比微波通信卫星减小一个数量级”的观点。那么如果在空间无线电通信中以激光作为载体来进行工作和运行未来的卫星之间进行激光通信是很有前途的。
总而言之,电子通信系统在这个信息化时代无处不在。在电子通信系统中范围最广最常见的就是移动通信技术和卫星通信技术,移动通信技术体现在日常的电视广播网络等各种电子传输工具上,而卫星通信系统则运用在比较大型的工程上。电子通信系统的发达和完善与否直接决定了一个国家和社会的强弱,所以对其关键技术问题的分析和研究是很有必要的,掌握了其关键技术就能很好地运用和完善它。
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信息集成 (集成平台) 是指系统中各子系统和用户的信息采用统一的标准,规范和编码,实现全系统信息共享,进而可实现相关用户软件间的交互和有序工作。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈信息集成在航天运输控制系统中的应用研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
在航天领域,随着SpaceX 等私人航天企业的涌入,包括Ariane 和ULA 在内的多家航天机构均纷纷感到了竞争的压力,开始研究如何快速、可靠和低成本地实现火箭的发射服务。为了应对挑战,航天运输系统应认真考虑使用性问题,尤其长征系列火箭还未能真正参与国际市场竞争,使我们长期对这方面的需求不再敏感甚至认为没有需要。同时,火箭竞争力往往用运载能力等总体指标来衡量,对于其他分系统能发挥的作用,讨论得甚少。本文将重点探讨信息技术的发展给航天运输控制系统(包括地面测发控系统)带来的机遇与挑战。
目前,信息技术对航天控制的影响,更多聚焦于多传感器的信息融合以及多处理器的并行处理等领域,这体现了信息技术的两个特点:信息量大大增加,信息处理的能力以及需求也大大增加,但信息技术的作用不仅限于此。应该看到,信息技术是基础技术,当基础技术的能力得到了提升,我们同样要回归到基础去重新认识现有的设计,去源头寻找解决新问题的新途径。例如,过去由于处理能力不足而简化或省略的功能是否需要补充完善,总体的风险是否需要进行调整等。
在进行运载火箭控制系统设计时,首先进行系统方案设计,其重点是确定飞行的轨迹并评估精度;在此基础上,按照系统从大到小进行任务划分,例如,首先确定飞行系统与地面测发控系统的任务界面;其次,针对飞行系统中的电气系统,明确控制分系统与测量分系统之间的任务界面;针对控制分系统,再进一步划分设备的组成及其内部软硬件的分工。
未来空间运输系统的任务将更加复杂,对其自主控制能力的要求也更高,总体、控制、动力等多学科融合的趋势愈来愈强,单纯依靠某一个系统的优化设计空间已越来越窄。因此,考虑到未来自主控制以及“快速、可靠、经济”地进出空间的需求,本文分析了信息集成技术在上述设计流程中能够发挥的作用,提出了四个“一体化”的设计理念,即:
1)利用箭上计算装置的计算能力,完成在线自主轨迹规划,实现“制导与弹道设计的一体化”,增强自主控制的能力和适应性;
2)借助于箭上系统的信息处理能力,进行自检测(Built in Test,BIT),实现“BIT 与地面测试系统的一体化”,重新规划飞行系统和地面测发控系统的任务分工,从而达到快速发射和精简技术保障人员的目的;
3)充分发挥箭上智能单机的处理能力,实现“控制与测量系统的一体化”,减少单一功能的设备,并采用平台化的设计理念,避免重复开发,进而降低成本,提高产品成熟度和可靠性;
4)设计通用的软硬件一体化开发平台,实现“模型驱动的软硬件设计一体化”,为方案论证和选型提供统一建模与仿真的环境,确保设计一次成功,避免方案性反复。
由于信息技术的发展,传统的功能领域得以延伸,并且可以集成其他功能;而第四项一体化则为方案设计的早期验证提供了“量化”分析的条件。
1. 1 轨迹优化中的间接法与直接法
传统上制导与弹道分属两个设计领域,弹道设计是离线的静态优化,而制导控制则是在线的动态优化。许多设计约束由弹道设计来保证,制导仅完成与入轨精度相关的终端约束的控制。但是,随着闭路制导技术的应用,制导系统会实时规划满足终端约束的轨迹,有可能偏离标准弹道,从而导致弹道设计中的隐式约束无法得到满足;如果在制导控制中加上这些约束,传统的设计方法有可能得不到合适的解析解。
飞行器轨迹优化问题实际上是一种带有状态约束和控制约束的最优控制问题。解决这类问题,间接法和直接法是最常用的两类方法。间接法基于极大值原理推导最优控制的一阶必要条件,它们构成了求解最优轨迹的Hamiltonian 边值问题,由于不对性能指标函数直接寻优,因此该方法称为间接法。当前的大多数实时轨迹优化方法都对动力学方程进行了不同程度的降阶处理,仅针对某种具体的问题有效。这种应用存在以下不足:1) 约束条件不同,算法会体现很大差异,很难有一个通用的解决方案或框架;2)许多情况下难以得到表达完美的解析解,这时往往要对模型进行简化;3) 即使如此,许多复杂约束还是难以解决,只能对约束条件进行精简,其代价往往由总体承担转嫁到有效载荷。
直接法比间接法出现更早,采用参数化方法将连续空间的最优控制问题求解转化为一个非线性规划(NLP)问题,通过数值求解该非线性规划问题来获得最优轨迹。在计算机技术迅速发展的近30年,直接法有了较快的发展,并且开始应用于航天领域。这些方法的不同体现在对连续最优控制问题的转换、离散化等方面,文献还概述了一些很有应用前景的方法,如伪谱法,滚动时域优化法等,尤其是离散控制变量和状态变量的伪谱法,备受关注。该方法成功应用到国际空间站的调姿优化,但对于大气层内飞行段,其实时性尚未得到验证。
在国内,从多级固体火箭上升段到高超声速飞行器再入段,伪谱法在离线轨迹优化中得到了普遍应用。为提高效率,常采用与直接法结合或串行分段优化的策略,设计一条优化轨迹的时间从数分钟至数秒,并具有了应用于在线制导的潜力。而文献提出的收敛深度控制策略,可将特定条件下的优化时间缩短至100 ms 以内,这为在线优化提供了条件。
如果能进一步提高直接法的计算效能,采用统一的建模方式,实时地解算各种过程约束或终端约束、等式约束或不等式约束,则制导控制与弹道设计就能实现一体化。这不仅是自主飞行控制的需求,也是技术发展的必然。
联立法在过程控制领域应用广泛,国内也开始尝试将这项技术应用到航天运输系统的设计。运载火箭飞行全过程是多阶段、非线性、变动力学模型,以某型火箭为例,其设计约束包括如下部分:
1)入轨精度要求;
2)入轨姿态要求;
3)控制变量的变化率要求( 如全程角速度限制);
4)分离前控制变量保持不变的要求;
5)残骸落点位置的要求;
6)攻角的要求。
传统上只有第1 项约束是制导系统直接控制的,如果同时考虑其他约束,则难以推导出解析表达式,因此其他约束均隐含在标准弹道中。但若在自主控制下偏离标准弹道,上述约束条件就可能都无法满足,这使得制导系统的自主性以及应对突发事件的适应能力均有不足,这也是一体化设计所要解决的问题,即自主的轨迹规划要能满足所有约束。需要重点解决多阶段非线性系统的动态优化、复杂约束动态系统联立优化等技术难题,并对系统模型进行适应性的重构。
1. 2 联立法的解题框架
将火箭运动模型以及各种约束条件按时域划分有限元,并用插值多项式对各变量进行逼近。然后计算Jacobian 矩阵,并将其结果与离散模型送至非线性规化求解器( Nonlinear Programming,NLP)。NLP 对联立的方程进行求解,将计算结果返回离散模型,计算残差。若残差满足要求,则本次轨迹规划成功,将离散的最优解插值成最优控制曲线;如果残差不满足要求,NLP 将进行搜索方向的计算,更新各变量,并再次求解,这一过程反复迭代。
目前,提高计算效率的主要研究方向为以下几个方面:
1)通过自适应移动有限元方法确定合适的有限元个数;
2)通过初值发生技术选择变量的初值;
3)采用多阶段动态联立优化方法( 而非分段串行优化方法)解决质量突变以及推力非线性变化的情况;
4)通过收敛深度控制提高运算速度;
5)合理选择残差避免不收敛的情况。
算法的优化、计算速度的提升以及并行处理技术的发展,都将促进这项技术的应用。从中可以看出,模型离散化与具体飞行的任务需求相关,其他工作均可以由计算装置自动完成,从而提供了一种通用的解题框架。该技术的突破,将为此类问题的实时动态求解开辟新的技术途径,其应用也不仅仅局限于航天运输系统。
2. 1 现状分析
简化测发控操作,减少发射准备时间,精简现场保障人员;同时提高测试覆盖性,缩短天地差异性,加强设备通用性,这些看似矛盾的需求,是当前对测发控系统的新要求。渐进式改进已难以大幅提升性能,必须从源头重新规划,即将箭上控制系统的设计与测试发控的需求结合起来统筹考虑。在这方面,日本Epsilon 固体小运载火箭甚至提出了移动发射控制的概念,通过网络可以在世界的任何一个地方利用一台便携式计算机方便地检查和控制火箭发射,主要实现流程控制;而火箭发射准备阶段的测试以及故障诊断、重构等工作全部由箭上系统来自主实现,并将是否满足发射条件传送至地面供控制中心人员决策。而国内的研究更多着眼于传统地面设备的整合,实现地面设备的统一化设计和型号之间的共享,对如何利用箭上系统的自检测功能来简化地面测试还少有论及。
结合我国的实际情况,虽然利用箭上设备BIT功能实现自检测(数据采集) 被认为是可行的,但将数据的分析、故障的诊断以及是否满足发射条件的决策仍交由地面指挥控制中心来完成,是箭、地任务分工较为合理的一种方案,目前已进入了应用研究阶段。
2. 2 总线窃听与箭地高速测试总线
与Epsilon 的方案相比,箭上设备只负责数据的采集,这样减轻了箭上产品的负担;箭地之间设计大容量的高速测试总线(High-speed Measurement Bus,HMB),按传输速率≮20Mbps、通信距离≮200 米设计,基于HMB 的数据采样称作“总线窃听”技术,以区别于1553B 总线等的“总线监听”技术。
考虑到箭载计算机是火箭控制系统的主控设备,对其机内数据总线的检测相当于获取了与计算机相关的所有输入(对应各种传感器)和输出(对应各种控制指令) 信号,因此将数据监测点设置在箭载计算机的机内总线端;同时为避免对飞行软件的影响,这些检测应全部自动实现并将数据通过HMB下传至测发控系统(自动窃听并发送)。为便于箭、地主动的收发通讯,设计单独的用户邮箱。
HMB 将在箭、地系统之间建立统一的接口,在活动发射平台的前端设备间配置一台通讯终端,通过该终端利用网络通讯,可以将数据传送至指挥控制中心的数据处理终端或后方系统设计单位。为保证通讯的可靠,应适应并接两个或多个通讯终端的情况。
2. 3 自动判读与闭环测试
借助于HMB,首先可以实现“基于模型和数据驱动的自动判读”。地面能够直接“窃听”到飞行控制软件的输入信号及产生的控制信号;其他总线站点的信号封装成遥测量,由箭机作为总线控制器转发给遥测系统时,地面通过对总线接口的监测也能获取这些数据,于是地面系统可以据此采用相同的算法(模型)进行箭上控制过程的同步推算,并将计算结果与箭上设备进行对比,这就是“基于模型”和“数据驱动”的含义。理论上二者的处理结果除计算误差外应基本一致。当然地面与箭上的开发小组应不同,采用类似于多版本的经验来消除共因失效。这种分析是自动且近似“实时”的,并且对测试用例不敏感:当用例改变,即箭上各种控制器的输入条件改变时,箭上与地面系统的计算结果也都发生改变;但只要二者一致,说明系统工作正常,并不需要提前准备固定的判据。这种分析技术为闭环测试提供了便利,以控制系统总检查测试为例。
可以看出这种测试是闭环的。地面仿真计算机通过HMB 获取发动机摆角信息,仿真箭体的运动,并将解算后的速度、位置和姿态转换为惯性测量设备的信号,通过箭地邮箱反馈至箭载计算机中,形成闭环反馈控制系统。这种将被控系统的模型与电气系统匹配性测试集成在一起的方案,称作“系统在回路”的综合试验方案,结合了电气系统测试和仿真试验二者的优点。例如,在地面仿真软件中设置不同的干扰状态,从而产生不同的测试用例(但并没有改变硬件的状态),增大了测试的覆盖性;而通过前文介绍的智能判读技术,数据的分析全部自动进行。更主要的是,这种测试可以在总装厂、发射现场实施,从而大大提高在这些场合测试的有效性和覆盖性。
通过上述任务的重新分配,由此可以梳理出新型测发控系统的特点:
1)箭地之间的连接除供电信号外,其余将以标准化的数字总线为主,这简化并且规范了接口关系,易于型号间通用。
2)地面测试的工作性质已转变为数据分析,“测试与发射控制系统”将转型为“发射控制系统”,重点是流程控制。
3)测试数据的分析采用与箭上设备同样的模型,将专家事后分析数据的过程实时化、智能化,减少了控制中心或后方单位的技术保障人员;具备对不同测试用例的“自适应性”,创造了闭环测试的条件,在简化操作和测试的同时增强了地面测试把关的力度。
3. 1 现状分析
控制与测量系统是火箭电气系统的两个主要组成部分。为避免共因失效,测量系统一般独立于被测系统之外。但随着电气产品整体可靠性和成熟度的提升以及各种冗余技术和BIT 技术的使用,这种独立的系统设计方案显得过于复杂,主要体现在以下方面:
1)控制系统产品的可靠性、环境适应性、地面试验考核的力度均得到很大提升;
2)控制系统采用各种高性能的处理器,不仅具备BIT 的能力,且在采样精度、采样频率、数据处理等方面已超过遥测系统数据采集单元;
3)控制系统普遍采取冗余设计,并基本解决了“单故障点”问题,使得BIT 测试具备了冗余能力,提高了BIT 测试的可靠性。
国外火箭也意识到了这一点,例如法宇航在“Avionic-X”项目中,提出两个系统一体化的初步设想,以“飞行控制单元1”为例,包含有控制与测量各自的数据处理模块(类似于计算机)、卫星导航(GNSS)模块、惯性测量模块以及共用的供电模块等,并开始借鉴航空系统中的“集成模块电子系统”架构。
国内也较早地开展了航天电气产品模块化、集成化的应用研究,提出通用信息化的集成框架,但尚未考虑分系统间的集成。在综合分析可靠性、成本双重因素下,测量分系统中的相关功能,尤其是用于对控制系统信号进行采样、编码、传输的各种数据采集单元,具备了与控制分系统一体化设计的条件。
3. 2 模块化/组合化/集成化设计
控制与测量功能的集成并非简单组合,需要电气系统从顶层进行规划,按照“模块化/组合化/集成化”(以下简称“三化”) 的思想进行设计,并要兼顾地面测试的需求。
从新一代运载火箭控制系统的研制看,随着数字化技术的应用,控制系统智能单机( 指含有CPU的单机)的配置均基本相同,均含有标准化总线接口、处理器、存储器、时钟、FPGA、电源模块、总线协议芯片等,不同之处都集中在I /O 接口上,例如,伺服控制要采用放大器接口,时序和阀门控制要采用大功率的开关量接口,推力调节则主要是脉宽调制控制和脉冲量接口,等等。因此,上述“三化”设计的思路是,在基本配置均相同的前提下,通过配置不同的I /O 接口,实现各自特定的功能,从而避免重复开发、CPU 种类繁多等不利于资源共享、成熟度提高和降低成本的开发模式,这就需要对各种基本模块和接口模块进行合理规划。
含有处理器的设备主要有箭载计算机、各级(类)控制器以及各类惯性测量设备,这些设备都可以采用“三化”的设计,从而形成不同的集成控制单元。
每个集成控制单元除完成控制以及自身的自检测功能外,还可以兼顾“周边”相关非智能设备信号的检测,如各种传感器信号、配电信号等,其思想是尽可能多地发挥处理器的“富裕”能力,减少单一功能的单机。集成控制单元采用平台化设计,通过基本模块和I /O 模块组成各类具体产品。其中基本模块为CPU 模块、供电模块和BIT 模块,而其他典型I /O 模块包括:GNSS、惯性测量模块、开关量输入/输出接口(DI /DO)、放大器接口、各种总线接口和检测模块等。
集成控制单元的体系结构还应能适应下述不同需求:1)整机级冗余设计:如计算机、各级控制器的设计;2)系统级冗余设计:如多惯组冗余,每套惯组内采用单模方案;3) 多机并行处理设计;4) 非冗余设计:如检控器等。如果设计平台考虑周到,还可以兼顾无CPU 状态的设计,如综合配电器等。
在这种一体化设计中,不再需要针对控制系统的各种数据采集单元,测量信息将主要由总线监视器获取,飞行软件承担“飞行控制”与“数据管理”两个主要的、优先级不同的任务,这可以在操作系统的支持下完成。此外,操作系统或软件中间件还可以屏蔽软件对不同硬件配置的依赖,从而增强软件的重用性。
4. 1 现状分析
当具体到设备功能的划分以及集成控制单元的设计时,传统上称作“系统综合设计”。一般参照原有的型号进行设计,或者技术发展带来设备功能增强后,体积、功耗降低,可以将多台设备组合成一台。
在绝大部分情况下,上述两种方法应用得很好。但其不足是没有将系统方案( 算法) 的设计与硬件载体紧密关联起来,当在地面计算机上完成算法设计后,需要向性能相对受限的嵌入式目标系统转化,这样的转化过程存在风险。由于最终设计的可行性需要硬件、软件的原型产品才能进行验证,因此,在方案论证过程中不同方案选优就没有一个可以量化的评估值,难以实现“从定性到定量综合集成”的跨越。
随着电子技术的发展,硬件与软件的一体化设计已逐渐成为可能,在航天领域,也开始采用“模型驱动工程”(Model-Driven Engineering,MDE)方法开展设计,而国内随着自主知识产权CPU的突破,为本项技术研究创造了条件。
4. 2 软硬件一体化设计
MDE 在航天控制上的应用。在该方法中,控制系统的“算法设计”、“软件开发”、“硬件开发”这三个“V”字型开发模型被有机集成在一起,系统方案设计中的算法将首先转化为可以在仿真器上运行的软件代码,然后该代码与硬件设计一并集成到硬件模型中进行协同仿真,从而具备了在没有硬件载体且针对目标硬件的设计仿真能力。
系统综合设计离不开设计平台,该平台必须能为系统设计人员迅速搭建原型模型并进行验证,这也是广义上的“定量综合集成”的基础。
设计平台为具体产品的软硬件分工创造便利条件,可以首先选择一个方案,若不满足要求则进行调整,因为此阶段调整成本较低。为校验算法的可行性,需选择某个处理器IP 核,并用原型法设计出应用软件,然后集成在一起仿真校验。应用软件( 包括飞行控制软件、嵌入式操作系统等) 首先编译成该CPU 的目标码,由指令集仿真器( Instruction SetSimulator,ISS) 进行调用。ISS 是一个虚拟微处理器,它将目标码进行解码和执行,对外通过处理器总线功能模型与硬件仿真器进行交互。总线功能模型实现从指令级到周期级的转换,产生总线周期的序列,并实现总线接口功能,驱动这些信号进入硬件仿真环境;同时对总线周期响应进行取样,并传送回软件环境,从而实现软硬件协同仿真。
采用联立法解决真空段多约束条件已取得一定成果,研究对象正向全过程(包含大气段) 动态轨迹规划等方面扩展,重点解决实时性问题。以新一代中型运载火箭为契机,基本实现了BIT 与地面测试的一体化设计,利用HMB 以及总线“窃听”技术,地面系统已经能够实现与箭上设备的同步解算和分析,在提高效率、节省人员等方面取得了显著效果。
对于控制与测量系统一体化设计而言,航天综合电子技术是其关键技术,将涉及新型电气系统架构的划分以及高速总线(系统级、背板级) 互联技术。软硬件的一体化设计得益于电子工业水平的提升,但仍需要更多具有自主知识产权的嵌入式处理器IP核,才能提供更多的设计选择。
信息技术的发展,提供重新审视控制技术应用现状以及发展方向的机会。无论是更强的计算能力、更高的集成度、还是更加先进的建模与仿真技术,在改变技术、产品的同时,也会改变研发模式,其影响将更为深远,也将促进信息技术与航天控制技术真正意义上的融合。
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摘要:网络通信系统已经具备了一定的加密系统,而我们说到的是在原有的加密体系上,设计一种更加安全、有效的加密系统。该系统在原有的安全系统上将数据以三重IDEA加密,而密钥则采用RSA加密,并用单向数字函数SHA—1实现数字签名,从而确保了用户在使用时更加的安全。本文主要介绍该系统的设计以及其应用。
关键词:三重IDEA算法RSA算法网络通信系统数据加密
目前网络通信系统采用的协议都是TCP/IP协议,因此,在对网络通信系统中传输的数据进行加密时主要研究的就是会话应用层。在数据形成的最初就将其加密不仅可以使数据在通过网络传输的过程中更加的安全,还能够避免在传输过程中需要进行加密的繁琐。由此可见,在进行加密设计时首先必须将整个网络通信系统的结构弄清楚,然后才可以根据网络系统的结构设计出最适合该网络的加密系统。
为了确保网络通信系统的安全,数据加密已经普遍的投入使用,也确保了网络通信系统的安全。但是原有的数据加密网络通信系统难免存在一些漏洞,因此,我们就在原有的数据加密网络通信系统上进行了一些设计,从而确保数据的传输更加的安全、可靠。
(一)加解密模块的设计。本系统是将对称密码算法和公钥密码算法相结合,使两者的优缺点相互结合,以弥补各自的不足。对称密码算法具有加密速度快、加密强度高的特点,可以满足大量数据的高效加解密;而公钥密码算法具有加密速度慢、加密强度高、密钥便于管理的特点,因此,它可以对明文的密钥进行加密。这样就弥补了对称密码算法中密钥不便于传递的缺陷。两者结合,各取其优点,使之互补,能够更便于网络通信系统的加密。
(二)用外部CBC模型三重IDEA算法加解密。三重IDEA算法是分组密码算法中比较优秀的算法,该算法的密钥长为128bit,而且它还具有较好的抗差值分析和相位分析性,并且便于硬件和软件的实现。
三重IDEA算法即是采用IDEA算法在三个密钥的作用下对一个明文进行多次加密,在该算法加密的系统中所使用的三个密钥必须保证相互独立。假设所使用的三个密钥为K1、K2、K3,明文为P,密文为C,用密钥加密过后用EK表示,解密过后则用DK表示。因此,整个算法的过程的描述如下:
加密:C=EK3(DK2(EK1(P)));解密:P=DK1(EK2(DK3(C)))
CBC不是一种加密算法,而是一种算法的实现方式,是一种密码模式。密码模式不会损坏密码算法的安全性,而CBC模式的应用主要就是在明文被加密之前将其与前面的密文进行异或运算。在一组明文分组被加密过后,其结果会被存在反馈寄存器里面,然后再进行下一组明文分组加密的时候,CBC模式就会先将这一组明文分组与前面加密过后的密文进行异或运算,然后将结果又存到反馈寄存器中,又将其与下一组明文分组进行异或运算,一直循环到明文分组加密结束。CBC模式采用这样的方法主要就是为了将完全相同的消息加密成不同的密文消息,这样就可以避免窃听者采用分组重放的方式再进行攻击。整个加密过程实现起来并不难,但是必须保证用于加密的密钥相互独立,而该系统所使用的密钥是由系统的随机函数产生的。
RSA算法的安全性与大数的分解难度是息息相关的。使用RSA算法求取密钥的方法大致如下:首先,我们随机的选择两个大素数P和Q;然后将两个数相乘计算出模数,将两个数分别减去1相乘,计算出欧拉函数Φ(n);计算出欧拉函数后选择与其互素的正整数d,其必须满足gcd(d,Φ(n))=1的条件;最后计算密钥e,而其必须满足的条件是d*e=1mod(Φ(n))。这些密钥中e、n是公开的,而p、q、d则是保密的,e是公开的加密密钥,d是秘密解密密钥。
该加密系统是基于Internet的C/S通信模型建立的,也主要是在该模型中使用。它主要是在应用层对数据进行加密、数字签名或身份认证等运算,然后发送方再将数据用三重IDEA算法进行加密,用单向散列函数SHA-1实现数字签名,并将三重IDEA的密钥K1,K2,K3等信息用RSA算法进行加密,最后将加密完成的密文发送给接收方。而接受方在接受到信息后将会按照发送方加密的方式对数据进行解密,得到发送方发送的原文,然后进一步进行验证。这样,客户端与服务器之间的通信就可以正常的进行了,从而保障了两者之间通信的安全性。
基于数据加密的网络通信系统在很多的领域都可以用到,它主要就是避免信息在传输的过程中被截取或是篡改,在需要用到通信系统的领域都需要使用加密系统,从而才能保障网络中信息的安全性。加密系统是网络通信系统必不可少的一个部分,也在网络通信系统中将它的作用发挥的淋漓尽致。
在信息急速发展的时代,网络通信系统的安全是非常重要的,也受到了极大的重视。而为了保证网络通信系统的安全,研究以及使用加密系统就显得非常必要了。我们在文中谈到的加密系统在进行测试的过程中确实实现了对数据加密以及数字签名等功能。而网络通信系统在不断的发展,加密系统也将会不断的发展。加密系统在网络通信系统中也将其作用发挥了出来,并且随着发展将会为网络通信系统提供更加完善的安全保障。
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摘 要:随着因特网、多媒体和无线通讯技术的发展,人们与信息网络已经密不可分。当今无线通讯在人们的生活中扮演着越来越重要的角色,低功耗、微型化是用户对当前无线通讯产品尤其是便携产品的强烈追求,作为无线通讯技术一个重要分支的短距离无线通讯技术正逐渐引起越来越广泛的关注。本文通过Bluetooth和UWB的技术对比及多角度的分析,证实了蓝牙+UWB作为下一代高速无线通讯技术的可能。
关键词:无线通讯重要作用Bluetooth UWB
目前,我国大型石化企业在厂内的通讯方式,一般仍然采用传统的有线传输方式,即依靠有线通讯电缆来传输信号,配合以传统的程控交换机和防爆电话,防爆扬声器等等设备终端来实现在防爆区与非防爆区之间的通讯。这样的通讯系统庞大,线缆众多不易于人员维护,加之厂区内部腐蚀性气体,工作环境,自然环境等经年累月极容易造成设备的线缆损坏,影响通讯,由于是有线电缆连接在事故发生时更加容易遭受破坏。一旦通讯中断,对企业的事故救援,员工的人身安全,都造成巨大的损失。所以要大力发展无线通讯网络在企业的应用。 1、无线通讯技术的重要作用
石化工厂厂区面积大,人员分布散,防爆区内移动作业人员和零散作业人员众多。无线通讯系统对满足人员通讯需要,加强防爆区内分布人员的动态管理,优化厂区网路结构,实现企业安全生产,调度指挥的有线,无线互联互通,相互结合的信息传递,保证企业安全高效的生产具有十分重大的现实意义。
目前广泛应用的无线通讯技术主要有GPRS/CDMA、数传电台、扩频微波、无线网桥及卫星通信、短波通信技术等。 2.1 数字电台用于点对点或点对多点的工作环境,能够提供标准RS-232接口,可直接与计算机、RTU、PLC等数据终端连接,实现透明传输。数传电台的传输速率从1200~19.2Kbit,传输距离20~50公里。具有抗干扰能力强、接收灵敏度高等特点。数传电台技术比较成熟,标准统一。但随着GPRS/CDMA技术的日渐成熟,相应的设备价格的降低,使得在很多应用场合中数传电台被GPRS/CDMA所取代。但同时,数传电台的相关技术也在不断发展,智能化、网络化、高带宽的数传电台也不断涌现。
2.2 扩频微波和无线网桥技术是近几年兴起的一门数据传输技术。扩频微波最大优点在于较强的抗干扰能力,以及保密、多址、组网、抗多径等,同时具有传输距离远、覆盖面广等特点,特别适合野外联网应用。而无线网桥是无线射频技术和传统的有线网桥技术相结合的产物。无线网桥是为使用无线(微波)进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计。它是一种在链路层实现LAN互联的存储转发设备,可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离(可达50km)、高速(可达百Mbps)无线组网。这两项技术都可以用来传输对带宽要求相当高的视频监控等大数据量信号传输业务。
“蓝牙(Bluetooth)”是一个开放性的、短距离无线通讯技术标准,也是目前国际上最新的一种公开的无线通讯技术规范。它可以在较小的范围内,通过无线连接的方式安全、低成本、低功耗的网络互联,使得近距离内各种通讯设备能够实现无缝资源共享,也可以实现在各种数字设备之间的语音和数据通讯。由于蓝牙技术可以方便地嵌入到单一的CMOS芯片中,因此特别适用于小型的移动通讯设备,使设备去掉了连接电缆的不便,通过无线建立通讯。 蓝牙技术以低成本的近距离无线连接为基础,采用高速跳频(Frequency Hopping)和时分多址(Time Division Multi-access—TDMA)等先进技术,为固定与移动设备通讯环境建立一个特别连接。作为一个新兴技术,蓝牙技术的应用还存在许多问题和不足之处,如成本过高、有效距离短及速度和安全性能也不令人满意等。但毫无疑问,蓝牙技术已成为近年应用最快的无线通讯技术,它必将在不久的将来渗透到生活的各个方面。
超宽带(Ultra-wideband—UWB)技术起源于20世纪50年代末,此前主要作为军事技术在雷达等通讯设备中使用。随着无线通讯的飞速发展,人们对高速无线通讯提出了更高的要求,超宽带技术又被重新提出,并倍受关注。UWB是指信号带宽大于500MHz或者是信号带宽与中心频率之比大于25%的无线通讯方案。与常见的使用连续载波通讯方式不同,UWB采用极短的脉冲信号来传送信息,通常每个脉冲持续的时间只有几十皮秒到几纳秒的时间。因此脉冲所占用的带宽甚至高达几GHz,因此最大数据传输速率可以达到几百分之一。在高速通讯的同时,UWB设备的发射功率却很小,仅仅是现有设备的几百分之一,对于普通的非UWB接收机来说近似于噪声,因此从理论上讲,UWB可以与现有无线电设备共享带宽。UWB是一种高速而又低功耗的数据通讯方式,它有望在无线通讯领域得到广泛的应用。UWB的特点如下:
4.1 抗干扰性能强:UWB采用跳时扩频信号,系统具有较大的处理增益,在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中,输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。 4.2 传输速率高:UWB的数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s,有望高于蓝牙100倍。 4.3 带宽极宽:UWB使用的带宽在1GHz以上,高达几个GHz。超宽带系统容量大,并且可以和目前的窄带通讯系统同时工作而互不干扰。 4.4 消耗电能少:通常情况下,无线通讯系统在通讯时需要连续发射载波,因此要消耗一定电能。而UWB不使用载波,只是发出瞬间脉冲电波,也就是直接按0和1发送出去,并且在需要时才发送脉冲电波,所以消耗电能少。 4.5 保密性好:UWB保密性表现在两方面:一方面是采用跳时扩频,接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据;另一方面是系统的发射功率谱密度极低,用传统的接收机无法接收。 4.6 发送功率非常小:UWB系统发射功率非常小,通讯设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通讯。低发射功率大大延长了系统电源工作时间。 4.7 成本低,适合于便携型使用:由于UWB技术使用基带传输,无需进行射频调制和解调,所以不需要混频器、过滤器、RF/TF转换器及本地振荡器等复杂元件,系统结构简化,成本大大降低,同时更容易集成到CMOS电路中。
总之,无线通讯方式由于其建立物理链路简单易行,成本低,可以根据现场需求及时调整项目方案,灵活性好,系统的功能扩展方便,因此特别适合石化行业对通信链路的要求。
[1]方旭明,何蓉.短距离无线与移动通讯网络[M].北京:人民邮电出版社,2004.
[2]刘乃安.无线局域网(WLAN)—原理、技术与应用[M].西安电子科技大学出版社,2004.
[3]许东. 网络化的全数字图像监控系统. 北京: 有线电视技术, 2002: 27-56
[4]刘富强. 数字视频监控系统开发及应用. 北京: 机械工业出版社, 2003: 2-17
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目前,我国大型石化企业在厂内的通讯方式,一般仍然采用传统的有线传输方式,即依靠有线通讯电缆来传输信号,配合以传统的程控交换机和防爆电话,防爆扬声器等等设备终端来实现在防爆区与非防爆区之间的通讯。这样的通讯系统庞大,线缆众多不易于人员维护,加之厂区内部腐蚀性气体,工作环境,自然环境等经年累月极容易造成设备的线缆损坏,影响通讯,由于是有线电缆连接在事故发生时更加容易遭受破坏。一旦通讯中断,对企业的事故救援,员工的人身安全,都造成巨大的损失。所以要大力发展无线通讯网络在企业的应用。
超宽带(Ultra-wideband—UWB)技术起源于20世纪50年代末,此前主要作为军事技术在雷达等通讯设备中使用。随着无线通讯的飞速发展,人们对高速无线通讯提出了更高的要求,超宽带技术又被重新提出,并倍受关注。UWB是指信号带宽大于500MHz或者是信号带宽与中心频率之比大于25%的无线通讯方案。与常见的使用连续载波通讯方式不同,UWB采用极短的脉冲信号来传送信息,通常每个脉冲持续的时间只有几十皮秒到几纳秒的时间。因此脉冲所占用的带宽甚至高达几GHz,因此最大数据传输速率可以达到几百分之一。在高速通讯的同时,UWB设备的发射功率却很小,仅仅是现有设备的几百分之一,对于普通的非UWB接收机来说近似于噪声,因此从理论上讲,UWB可以与现有无线电设备共享带宽。UWB是一种高速而又低功耗的数据通讯方式,它有望在无线通讯领域得到广泛的应用。UWB的特点如下:
4.1 消耗电能少:通常情况下,无线通讯系统在通讯时需要连续发射载波,因此要消耗一定电能。而UWB不使用载波,只是发出瞬间脉冲电波,也就是直接按0和1发送出去,并且在需要时才发送脉冲电波,所以消耗电能少。
4.2 保密性好:UWB保密性表现在两方面:一方面是采用跳时扩频,接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据;另一方面是系统的发射功率谱密度极低,用传统的接收机无法接收。
4.3 抗干扰性能强:UWB采用跳时扩频信号,系统具有较大的处理增益,在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中,输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。
4.4 传输速率高:UWB的数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s,有望高于蓝牙100倍。
4.5 带宽极宽:UWB使用的带宽在1GHz以上,高达几个GHz。超宽带系统容量大,并且可以和目前的窄带通讯系统同时工作而互不干扰。
4.6 发送功率非常小:UWB系统发射功率非常小,通讯设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通讯。低发射功率大大延长了系统电源工作时间。
4.7 成本低,适合于便携型使用:由于UWB技术使用基带传输,无需进行射频调制和解调,所以不需要混频器、过滤器、RF/TF转换器及本地振荡器等复杂元件,系统结构简化,成本大大降低,同时更容易集成到CMOS电路中。
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要想获取到目标的具体位置信息,一般都是采用GPS定位信息,但当目标处在高楼耸立的城市之间,GPS的部分卫星信号处于遮挡状态,此时为了获得到目标的准确信息,可以考虑采取其他的辅助定位方式。比如说,利用伪卫星技术,该技术实质上就是指安置在地面上的地基发射站,它发射的信号与GPS的信号相类似,但该种技术需要架设额外的设施;采用DTV技术,由于大城市环境中,DTV设施资源也有限。此时可以考虑采用无线蜂窝通信系统,该系统在城市中应用成熟,基站信号好。因基站可以发射信号,目标可以利用基站的信号信息,确定目标的位置,即可以采用无线蜂窝通信系统来弥补GPS定位技术的不足,从而准确获取目标的位置信息。
无线蜂窝通信系统中的定位技术主要有两种体制。一种是基于下行链路的定位技术,即基于移动台的定位技术;一种是基于上行链路的定位技术,即基于移动网络的定位技术。基于移动台的定位技术要求移动台参与定位参数的测量以及测量值的求解计算。基于蜂窝网络的定位技术是指网络根据测量数据计算出移动终端所处的位置,通常必须利用3个或3个以上蜂窝基站接收手机信号的定位参数,即到达时间、角度或强度。
基于蜂窝网络的定位方法目前主要有:基于Cell-ID定位和基于时间提前量定位的方法、上行链路信号到达时间定位方法、上行链路信号到达时间差定位方法以及上行链路信号到达角度定位方法等。
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[论文关键词]智能光网络电力通信系统应用
[论文摘 要]智能光网络技术弥补了传统电力通信系统中SDH技术的不足,其在电力通信系统中的应用已经成为大势所趋。本文首先简要分析电力通信中光纤通信的现状,然后介绍智能光网络的概念及其主要技术,进而探讨其在电力通信系统中的应用。
我国智能化电网建设的加速对电力通信系统实时控制的要求更高,电力通信工作越来越重要。现有SDH光传输网络难以满足电网发展的需求,以SDH以及光传送网为基础的智能光网络的成为电力通信系统发展的方向。
智能光网络是构建下一代光网络的核心技术,这种技术和组网思路能带来显着的优势,不过不便之处在于这种技术目前尚处于发展之中,尤其是接口规范以及协议标准等都还处于制定过程当中。因此,可以采取以下措施在电力通信系统中应用智能光网络技术。首先是充分利用已有的网络资源,在保证目前投资的情况下逐渐引入智能光网络,达到少投入并且多收益的目的。其次是要坚持网络的兼容性以及技术的标准性,信令协议标准是智能光网络在电力通信系统中应用的前提,因此应当根据现有设备与网络以及评价方案选择标准协议抑或专有协议。最后要根据自身业务以及网络发展的实际状况引入并开展新的业务,逐步过渡到智能光网络。
从技术层面而言,智能光网络在电力通信系统中的应用可以从以下几个方面入手。第一是在已有的网络中引入集中控制系统,与此同时要向外提供标准的UNI接口,实现带宽与流量的按需配置。可以考虑在已有的光传输网层面选择核心节点配置大型交叉连接系统,通过这种方式能够屏蔽目前网络条件下的多厂商环境,构建一个灵活强大的智能核心层,也可以在保持已有传输网的前提下在集中管理系统上进行智能控制系统的配置,借助提供的标准OIF-UNI接口来实现与数据业务层之间的自动互联,最终搭建起结构重叠的智能光网络。第二,等智能光网络技术实现标准化后,可以在电力通信网络中建立信令机制,配置带宽的工作就可以由信令网来实现。对于目前电力通信网络中的带宽配置则仍然可以继续使用集中控制系统来实现。在一段时间内两种方式共同使用,平滑过渡,保证全网间的端到端配置。智能光网络技术是构建下一代电力通信系统的核心技术之一,它的网络体系结构能够给电力通信网络带来深远的影响。目前智能光网络技术受制于协议标准等问题的掣肘而没有得到广泛的应用,并且其产品的成熟度也有待考验。不过智能光网络在电力通信系统中的应用已是大势所趋,可以通过上述两种方式逐步推广应用以提高电力通信系统的通信效率。
总而言之,在电力通信系统中应用智能光网络技术能够实现技术上的自动化以及信息化,提高光缆的利用率以及光纤通信的可靠性,改善网络的多业务接人能力,并且其友好的操作界面也便于管理用户信息,从而达到降低成本提高电网运作效率的目的。
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