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2EPON配网光通信组网模式
2.1EPON独立组网模式。EPON光通信技术不断的发展越来越成熟,能够在配网光通讯网络中单独使用,并且从配网终端到控制中心的整个过程都能够覆盖到。这种独立组网模式,对环境的抵抗性比较好,不容易受到环境的影响,可靠性较强,在极其恶劣的环境下才有可能发生故障。以单一的EPON光通信技术连接配网终端到控制中心的模式能够抗电磁波干扰和抗多点失效,在维护上也比较简单,但是有一个非常大的缺点,浪费光纤资源严重,这主要是因为这种独立组网模式在连接配网终端和配网调度中心的时候,必须要单独占据一个光纤资源,从而延长了光纤铺设的距离,消耗了大量的光纤资源。2.2EPON/SDH分层组网模式。分层组网模式就是将配电终端一直到配网调度中心中间的组成部分分为两层,将EPON技术有效地运用到配网终端层,而在变电所层以及配网主站层这两个层面当中运用SDH光通信技术。与独立组网模式相比较而言,这种模式将配网终端与变电站相连,利用变电站至供电局调度中心已建的光传输网络通道,减少了光纤资源的建设成本,有效地避免了资源浪费。另一方面,SDH光通讯环网技术使变电站至调控之间的通信变得更为可靠,这主要是因为SDH环网技术具有自愈功能,通信稳定性比较好,但是在运行的过程中需要进行资源的转换,设备及网络的维护较复杂、成本较高。2.3混合组网模式。混合模式就是根据不同组网模式的优缺点进行重新构建和组合,就像同学之间相互学习一样,互相取长补短,最终使班上的成绩整体得到提升,混合组网模式的目的就是为了提升整体的效率。混合组网模式要根据电网覆盖地区的地理环境来进行决定;或者根据时间,在不同的时期采用不同的模式。总的来说,混合组网模式分为两种:即时间混合组网模式和地域混合组网模式。这种组网模式组合比较灵活,可以因地制宜进行构建,在不同的条件下,发挥不同模式的优点。但是在同一区域运用多种组网模式,会产生复杂的拓扑结构,增加运行管理人员的运维难度。结合目前电力系统光传输网络建设的现状及配网自动化对通信通道的建设要求,EPON/SDH分层组网模式能够更好地满足当前各项业务的需要。
3基于EPON技术的配网光通信网络建设
3.1先进的通信系统是实现配电自动化的基础。配电网自动化的组成包括配电网的主站系统、配电网的监测系统、通信运输系统和配电网终端系统,通信系统连接着整个4个系统,先进的具有时代性的通信技术能够对配电网运行和管理进行全方位的监测、管理和调控,能够保证电网自动化正常运行,对更好地构建和实现配电网自动化具有重要意义。3.2EPON技术是对配网光通信网络进行建设的重要基础。在配网光通信网络构建中融入EPON技术能够有效的适应外部复杂环境,提高配网自动化的运行安全性及可靠性。因此,建议在建设配电网络时,同期建设基于EPON技术的配网光通信网络,将新建设的配电网络与EPON光通信网同时进行,有效节约建设成本,提高各部门的效率。3.3EPON的组网要求。EPON在组网时宜采用双链路组网,即能有两条光缆连接至变电站时,每个ONU通过双PON口分别连接到变电站OLT的不同PON口(如图2所示);或者在光缆是单链路结构、星形结构或者环形结构的情况下,OLT配置2个PON口或配置2台OLT各出1个PON口组成,各个开关房、配电房、环网柜处的ONU通过双PON口分别连接到两条连路上,组成双链路冗余保护(如图3所示)。根据标准《电力用户用电信息采集系统功能规范》(Q/GDW373-2009)要求,EPON组网中链路的切换时间要求小于50ms。
4EPON技术的应用和发展前景
EPON技术的开发创新了光纤网络终端的运行方式,这一运行方式的创新使得信息的覆盖范围变得更广,信息系统的及时性、安全性、可靠性在运行上得到了更好的保障。EPON技术操作方便,既能够保证容量又能够扩充资源。EPON的结构简单,组成元件并不复杂,运行起来对环境要求比较低,可以在室外进行大量的铺设,在管理和维护工作上更为简单,提高了管理和维护的效率。传统技术在不同网络间的连接效率低下,速度也非常慢,还要进行额外的格式转换,运行成本比较高,传输效率和质量得不到保障,但是采用EPON技术以后扭转了这样的局面,该项技术的成熟运用,必将在未来配电网络发展中占有相当重要的地位。
5结语
经济的飞速发展和人民生活水平的提高,用户对接入电网的体验要求越来越高,配网自动化的建设对电网公司提出了更高的要求。该文通过对EPON技术原理以及EPON技术不同组网模式的优缺点进行分析,阐明了在未来配电网络的发展中EPON技术将占有相当重要的地位。
参考文献
[1]张在峰.EPON下的电力配电网络通信技术的分析[J].中国新通信,2015(13):55-55.
随着现代科技的迅猛发展,通信技术也得到长足的发展,中国的通信产业高速运行,通信市场竞争加大。在信息时代各通信公司为了争占市场,纷纷加大通信网络的建设工作,通信网络的建设是保证运营商赢得市场的关键。但在通信网络建设中存在许多网络安全问题,这些问题直接影响着信息化社会的通信网络服务质量,影响着每个人的信息生活。
1 通信网络建设中不安全问题存在的特点
同许多通信建设项目一样,通信网络建设中同样存在着许多风险,不安全问题也很多。这种不安全问题的不确定性,有的时候并不是以人的力量所能控制的,有的是客观因素造成的,有的是人为因素造成的,人类只有在建设过程中将可以预见的不安全因素加以控制,将网络建设的不安全因素降到最低,减少网络建设的损失程度。通信网络建设的不安全因素有着自身的特点。
1.1 不安全因素存在客观性
通信网络建设中的不安全问题有着一定的客观性,如客观存在对网络有害的地质环境等。
1.2 不安全因素存在主观性
由于社会的不安定因素的存在,在通信网络建设中还存在人为破坏网络安全的主观因素。
1.3 不安全因素存在偶然性
任何一种风险都存在着偶然性,网络建设过程中的风险不安全因素也同样,有时因多种其他因素引起的偶然性原因造成。
1.4 不安全因素存在必然性
在经过大量的不安全因素的事故资料研究后,我们发现通信网络建设过程中存在着某些必然发生的不安全因素,需要我们找出规律,有效避免。
1.5 不安全因素存在可变性
在通信网络建设过程中,各种不安全因素会随着项目的进度而变化,因此在建设过程中的任何一个时期都要注意这些可变性的不安全因素。
2 通信网络建设的中存在的不安全问题
2.1 通信网络建设中设备因素
通信网络建设过程中需要大量网络建设本身的设备如大型交换机、服务器、光纤、光缆、电缆和相关土建的大型设备,这些与网络计算机相关的设备的易损性也极大地影响网络安全,同样如果这些网络设备本身存在质量问题,将极大关系到通信网络建成后的通信网络质量。
2.2 通信网络建设中系统平台问题
如果说通信网络建设中,硬件好比是一个人的躯体,那么软件平台就相当一个人的中枢神经,软件平台质量的好坏,包括此平台的运行是否稳定,后续售后服务是否到位,软件平台是否可以升级,是否具有可持续发展性,都大大地关系到通信网络建设中的安全问题。另外由于目前我国通信系统所使用的软件平台多是商用软件或是在商用的基础上加以改进的,因此源代码的不安全性,是通信网络建设中的一个重大的安全隐患。
2.3 人类或动物因素的破坏
人为因素的破坏主要由两部分组成,一是人类活动的无意识的偶然性的破坏,如在建筑过程中将通信网络的光缆挖断等;二是人们主观性有意的破坏活动,有的甚至是一种犯罪活动,如偷挖光缆,或是因某种行业竞争进行网络破坏,或是损害社会利益破坏通信网络建设的一种行为。动物破坏网络建设的安全问题一般都比较小,影响面不大,一般指被动物咬断光纤,咬断网线的一些偶然性的事件。
2.4 自然灾害的影响
近年来,地球上的自然灾害频发,如海啸、地震、泥石流、水灾、火灾等,这些自然灾害对通信网络建设的损害是巨大的,有的是无法恢复的,但这一切又是现有人类的技术水平,人类的力量所不能抵抗的,在损害网络安全的这些灾害发生后,人类只能尽可能地恢复和弥补,将损失降到最小。
2.5 战争的影响
世界的总体虽然是和平的,但某些在局部地区也常常有局域性的战争爆发,像海湾战争等,各国家内也时有发生的各种不同等级不同性质的战争,由于现代科技的发展,现代战争对地球的损害几乎是毁灭性的,战争离不开通信设备,也是战争双方首先要破坏的设施,因此战争成为通信网络建设不安定因素和破坏者之一。
3 提高通信网络建设安全的策略
通信网络建设过程中,建设周期内会面临各种各样的安全问题,并且大量的安全问题之间存在着内在的错综复杂的关系,有的安全问题与外界因素交互影响,使得网络建设的安全问题题显得复杂化、多样化和多层次化。我们应该在网络建设过程中采取有力的方法手段将这些安全问题最小化,保证通信网络建设的正常运行。
3.1 加强网络建设人员管理
通信网络建设项目往往周期长、规模大、涉及范围广,人员是决定通信网络建设项目的重要因素,项目决策人可以为项目起到好的导向和管理作用,技术人员、施工人员和具体的业务管理人员,则细致到网络建设的各个部分,每个人的工作都影响到网络建设的安全问题,如,采买设备的人员采买的质量是否过关,技术人员在具体实施过程中是否认真等。
3.2 做好网络建设的前期调查
在进行通信网络建设时,一定要做好前期的调查和分析,做出可行性方案供多方面技术人员讨论,因为通信网络建设有着本身的特点,涉及到多个领域多个学科的多个方面,如地质勘测,可以决定某一区域的地质是否合适铺设光缆,是否适合建设大型机房,存放服务器等。每个方面的调查分析都要尽量充分,将网络建设中的任何不安全问题都考虑在内,尽量杜绝可以防止发生的网络建设安全问题。
3.3 做好防雷措施
有些自然现象是人类无法更改的,更是望而兴叹的,通信网络建设中一定要充分考虑这一问题,做好防雷击的设施,防止雷击对通信网络、设备造成的损害。防雷设施对通信网络非常重要,直接影响到通信网络能否正常运行。
3.4 做好防灾措施
包括很多方面,因为在许多自然灾害面前人类是无能为力的,而地震、水灾、火灾这些自然灾害对通信网络的损害又是毁灭性的,针对不同的自然灾害要采取不同的措施。
在地震高发地区,通信网络更为重要,同样防震措施尤为关键,为了保证通信网络与信息传送的安全,要尽可能地将网络建设的主要点建设在尽可能远离地震带的地方,在每个环节中都要做好防震措施,提升建筑特的防震等级。
在水灾易发地区,同样会对通信网络安全造成重大的损害,破坏通信网络的正常运行,因此在一些易发水灾的地区,将考虑通信网络建设的铺设地点,尽可能地将建设点建在地势较高的地方,远离水域,或是深埋地下,不易被洪水冲刷的地方。
总之,通信网络建设的安全关系大到影响到国家、社会的政治、经济、生活、文化的发展,小到影响到每一个人的具体生活,难以想象没有通信网络,在信息社会中人将如何生存,因此,提高对通信网络建设的安全问题的重视,采取相对应的安全措施,是保证通信网络建设的重要问题,从而确保我国拥有一个安全稳定的通信网络环境。
主要参考文献
[1] 韩文华. 浅谈我国信息与通信网建设的安全问题[J]. 理论界,2005(6).
[2] 彭劲杰. 我国信息与通信网建设的安全思考[J]. 中国科技信息, 2005(23).
[3] 公戈. 论我国信息与通信网建设的安全问题[J]. 邮电设计技术, 2000(2).
1前言
GPON技术是无源光网络技术中的重要组成部分,是一种新型的通信网络技术。针对现有技术进行不断的应用和创新,将新一代的宽带接入到网络建设工作中,积极使用GPON技术代替传统的网络技术,能够起到良好的通讯效果。现阶段通讯事业的发展,为人们的生产、生活提供了极大的便利条件。积极针对GPON技术的网络规划设计、接入方案以及实际应用情况进行全面细致的分析和研究,将能为有效提升整体的网络通讯工作水平发挥积极的作用和意义。
2GPON技术的基本情况
2.1GPON技术的内涵
GPON(Gigabit-CapablePON)技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准,具有高带宽,高效率,大覆盖范围,用户接口丰富等众多优点,被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化,综合化改造的理想技术。
2.2GPON技术的特征和优势
GPON技术本身具有着较为明显的特点,主要表现为:①网络宽带较高;②业务支持更加全面;③使用了两种形式的适配方式;④对于准同步和定时业务起到良好的支持作用;⑤保护和网管机制较为丰富。而GPON技术在实际应用的过程中,同样体现出传统网络通讯技术所没有的优势和作用,主要集中在了以下几个方面:①GPON技术所能汇聚的用户数量较多,所使用的成本也较低。当前在网络建设工作进程中,在一根光纤上就能够进行多个方向的传输工作,提升光纤的使用资源。②GPON技术能够提供出高宽带,针对宽带的传输距离进行有效延伸,给用户提供更加高效优质的网络服务。③GPON技术运行过程中的安全性和稳定性较高,岁提供服务的可靠性保障也较好。GPON技术使用一个主系统来控制网络系统,将原有的网络设备运营系统进行有效的改进和完善,不断提升了网络运行的可靠性。
2.3GPON技术的组成内容和应用类型
GPON技术的构成内容主要是分为了三个方面:①OLT(OpticalLineTerminal),这是光线路的终端,通常被放置在通讯工作中的中心机房内。②ONU(OpticalNetworkUnit),这是光网络的终端,一般被设置在用户侧,直接有效的给用户提供优质服务。③POS(PassiveOpticalSplitter),这是无源光分路器,将OLT和ONU进行有效连接[1]。GPON技术在实际应用的过程中,主要是包含了三种应用类型,分别是:光纤到路边、光纤到楼、光纤到户三方面。这三种应用类型,能够从不同角度有效发挥作用和优势。
3GPON技术在通信网络建设中的实践应用
GPON技术是重要的通信网络技术,将其积极应用在日常的通信网络工作之中,能够发挥积极的作用和意义,为人们提供高效优质的服务。针对GPON技术在通信网络建设工作中的实践应用,能够为积极发挥GPON技术作用,提供良好的前提条件[2]。
3.1接入网的建设思路
在使用GPON技术的过程中,需要首先实现FTTB,将其发挥FTTB的作用和优势。在城市新建的小区和商务楼中,通常情况下,住宅楼一般就是FTTB+LAN,这种方式主要是以PON为基础的,当住宅建设过程中通讯工作的效益较为合理的时候,直接使用FTTH的方式也较为便利。接入网在未来的发展趋势中,主要应用的是FTTH,需要各种业务用用要求更好的带宽,才能满足人们的需求。当前,在大范围的农村地区中,主要使用的是FTTN+DSL模式,这种模式主要是使用光纤到节点的方式[3]。3.2交接区划分原则从城市规划工作的实际情况出发,按照城市道路、河流等方面的分布情况,积极划分出有效的界限,为城市通信管道的铺设工作提供了良好的前提条件[4]。在现阶段的通讯事业建设过程中,电缆还不会被完全的淘汰,针对于城市规划中的交接区进行划分,需要全面考虑到现有电缆交接箱的分布情况,同时还需要掌握到未来时期内通信事业的建设需求。这主要是因为,通信网络的建设工作在开始实施的过程中,需要保持一定的固定性,不能够频繁的调整光缆分布区域,减少重复建设工作。
3.3针对于光缆交接箱的设置工作
在使用GPON技术进行网络通讯建设工作的过程中,需要设置好光缆交接箱的实际情况。将光缆交接箱的设置工作做好:①需要将其分布位置进行全面考虑,通常需要拿纸在隐蔽、安全、不会损伤外界、很少受到自然灾害负面影响,同时又不会影响城市规划设计方案的地方。②在设置GPON技术光缆交接箱的时候,还需要注重采用相应的防潮和防尘手段,尽可能的将其放置在离主干光缆路由较近的地方,为后续施工和维护工作提供良好的条件。
3.4GPON技术在通信网络建设过程中的实际案例分析
在网络通讯建设工作进行当中,积极使用GPON技术,能够起到良好的作用和效果。针对网络规划进行设计工作的时候,GPON技术网络的分布,从本质意义上来说就是OLT的分布,这种网络的总体结构将会直接决定GPON技术的分布情况,同时还会影响到最终的工程造价情况。现阶段城市通信网络建设工作之中,GPON技术运行商占据了重要地位,首先使用裸纤直连传输方式,促进OLT连接方式取得良好的成果,这时候需要将直达光缆连接在IP网络设备上,该项工作的进行,需要按照中间站的方式进行相应的工作将一些具有良好条件的光缆连接、跳接,促进网络建设工作顺利进行。某小区内部总共包含了5栋楼,其中有3栋是民用住宅楼,2栋是商业用楼。23栋住宅楼其中1#楼32层3个单元一梯4户,2#楼3个单元1单元32层一梯4户、2单元32层一梯5户,3单元32层一梯4户,而在2栋商住楼A座、B座,1~56层是商场、7~28层是商住每层20户。针对这些用户提供相应的网络建设服务,需要按照以下几个方面进行:①OLT建设方案,这种方案在实际使用过程中,是在机房之中新增相应的OLT,提升网络本身的运载力。②楼内布线工作。该项工作主要是在1#楼、2#楼中,实施光缆入户措施,保证每家每户都能使用到良好的通信网络。③传输方案方面。针对通信网络进行建设的过程中,想要积极发挥GPON技术的优势和作用,需要全面发挥传输方案本身的优势。针对于该小区,实际做法是,从机房出发,引出一条24芯的管道,使其能够进入到小区内部,同时在小区内部建设两个井。从井出发,引导芯线进入到地下室的桥架上,再从地下室,分别引出相应的芯光缆,使其进入到各栋楼之中。4结束语GPON技术在实际应用过程中,具有着十分明显的特征和优势,有效促进了现代通信网络建设工作的顺利进行,并为人们的日常生产和生活提供了良好的前提条件。在积极应用GPON技术的过程中,需要积极采用切实有效的方法和手段,真正发挥其作用和优势。接入网的建设思路,交接区划分原则,针对于光缆交接箱的设置工作,都是GPON技术在通信网络建设中的实践应用步骤。在将GPON技术在通信网络建设过程中,有效发挥了该技术的明显优势,便利了人们生活。
作者:佟莺 单位:沈阳市电信规划设计院股份有限公司
参考文献:
[1]温洪明.传统ODN遇瓶颈智能ODN系统提升光纤管理水平[J].通信世界,2016(20):54~55.
随着互联网技术和网络技术的不断成熟,网上实现多媒体教学的技术手段也在不断发展,内容也日臻完善,从现代教育技术的发展方向出发,多媒体教学的校园通信网建设与规划需要考虑哪些问题。是校园网建设者非常关心的问题。
一、多媒体校园通信网络建设的指导思想
根据普通高校电化教育改革的指导思想和发展目标,结合学校教育、教学与学术科研的特点,多媒体校园通信网络的建设,应适应和满足教育现代化的主要需求。(1)利用internet/intranet技术组网,实现intranet网的基本功能和服务,比如,www、ftp、e-mail和数据库服务等;(2)采用web/server或clint/server技术实现视频广播、视频点播、视频会议、实时视频监控、远程实时多媒体教学;(3)建设开发以下网络多媒体制作使用环境:多媒体课件制作管理平台、网络多媒体教室、网络虚拟实验室等等。以满足进行包括视听教育、计算机辅助教学、计算机多媒体技术在内的各种媒体技术的研究与应用的需求;满足为各学科教师、研究人员的科研工作提供国内外有关的各种类型的多媒体资料、学术前沿动态信息的的需求;满足提高各部门办公效率的需求;满足宣传和文化娱乐的需求;满足传播信息的需求;满足教育技术自身建设形成良性循环的需求。
二、多媒体校园通信网络功能概述
多媒体校园通信网络在功能设计上,既要考虑计算机技术、CATV技术和网络技术现有的设备水平,也要考虑今后发展的趋势,具有一定的超前性;既要考虑高校自身教育、教学与科学研究的现状,也要考虑文化、科技发达国家和地区的特点,充分利用网络平台的多媒体功能。
1.可以传送多套高质量广播、电视节目调频广播、数字音频广播、模拟电视、数字电视、高清晰度电视。
2.多媒体应用系统。引进或开发以下应用系统:视频广播、视频点播、视频会议、实时视频监控、远程实时多媒体教学、网络多媒体开发制作使用环境(多媒体课件制作管理平台、网络多媒体教室、网络虚拟实验室)。为开展多媒体教学提供条件;为教师备课和优化教学设计创造良好的环境;为学生自学、复习、开辟第二课堂提供方便。
3.数据通信。计算机联网、Internet、教育科研网及其它专网的互联。
4.信息资源。主要是指支持多媒体应用系统运行的数据源。它主要包括视频点播音像库、多媒体课件、电子教材、电子题库、数据库访问、电子图书资料馆、教学管理、信息咨询服务等。
5.网络服务功能。主要用于开通www服务、ftp服务、e-mail服务和数据库服务。
三、网络建设有关技术问题讨论
多媒体校园通信网络主要由几大部分组成:主干技术、网络布线、系统平台、设备选型。
1.主干技术选择:采用具有高服务质量的网络主干技术。目前,校园网主干主要采用四种技术,FDDI、ATM、交换式快速以太网和千兆以太网。应具备以下主要功能:①保持原有CATV接收卫星电视、播放音像资料及传输模拟电视信号的功能;②配备有双向控制CATV多媒体教学系统或VOD系统节目服务器以及可接收、存储和管理媒体素材的设备及支撑软件;③配备有数据系统的主服务器、相关网络协议支撑软件及前端接口单元,提供局域网的网络支撑协议和运行软件及数据,提供路由器及网桥等网际互联设备的接口,允许本以太网和外部数据网络,以及其它以太网和Internet网互联;④可以配备有程控电话交换中心和电话系统前端接口单元,实现电话子系统交换,并具有和外部电话系统兼容和相配的接口单元;⑤具有优良的可扩充性、兼容;⑥具有高智能化功能,主要设备采用冗余配备,在前端能自动设置、校准、接入和切换,对全系统能自动监测和遥控诊断,实现全网自动管理和维护。
2.网络布线是在园区内建筑物间或建筑群内,布设网络传输线路,在园区网建设中,要求布线系统均采用符合国际标准的综合布线系统,考虑到多媒体信号的传输,在布线系统的设计上,网络主干、分支到用户端有足够的带宽。带宽的计算可以采取由桌面带宽、分支带宽到主干带宽的估算方法,主要拓扑结构应选用有利于双向传输的星型拓扑结构,园区网中采用光纤、双绞线的混合布线方式。传输介质可视校园区域和经费情况选用光缆或同轴电缆。采用光缆的芯数应不少于4芯配置,采用同轴电缆的,应选用屏蔽性能好的。用户分配网可根据用户的不同情况,采用星型与树状型拓扑结构和分配——分支方式。分配网电缆要选用屏蔽系数指标高的四屏蔽电缆。
3.网络系统平台的选择:构建校园网的网络系统平台通常有四种:UNIX、LINUX、NETWARE和WINDOWSNT。
4.设备选型
设备选型主要包括交换设备、服务器、路由器选型。
(1)交换设备:采用高速网络交换设备;选择同一公司的产品集成方案;与已有局域网的交换设备兼容;采用具有二、三层交换功能的系统配套网络设备;有组播功能的灵活配置。
(2)服务器:作为校园网的关键设备,服务器应该具备速度高、存储容量大、吞吐能力强、性能可靠、扩展性强、连网和管理功能强等特点。用于多媒体教学的服务器大多属于专用服务器。
从多媒体服务角度考虑,主要应对www服务器、视频点播服务器、课件库服务器进行合理的选配。
①www服务器:是网络运行的核心服务器,通常兼作域名服务器、FTP服务器。访问量大,根据学院规模大小,采用适合自己规模的服务器。通常,对于综合性大学(3000-5000信息点)应该使用企业级的服务器。对于中型校园网(1000-3000信息点),可以采用部门级服务器和支持多CPU的顶级PC服务器。对于小型校园网(100-1000信息点)用户,可以采用支持多CPU的顶级PC服务器。
②视频点播服务器:是用于网上用户点播视频节目的服务器,这种服务器要求速度快、容量大、可扩充能力强。
随着互联网技术和网络技术的不断成熟,网上实现多媒体教学的技术手段也在不断发展,内容也日臻完善,从现代教育技术的发展方向出发,多媒体教学的校园通信网建设与规划需要考虑哪些问题。是校园网建设者非常关心的问题。
一、多媒体校园通信网络建设的指导思想
根据普通高校电化教育改革的指导思想和发展目标,结合学校教育、教学与学术科研的特点,多媒体校园通信网络的建设,应适应和满足教育现代化的主要需求。(1)利用internet/intranet技术组网,实现intranet网的基本功能和服务,比如,www、ftp、e-mail和数据库服务等;(2)采用web/server或clint/server技术实现视频广播、视频点播、视频会议、实时视频监控、远程实时多媒体教学;(3)建设开发以下网络多媒体制作使用环境:多媒体课件制作管理平台、网络多媒体教室、网络虚拟实验室等等。以满足进行包括视听教育、计算机辅助教学、计算机多媒体技术在内的各种媒体技术的研究与应用的需求;满足为各学科教师、研究人员的科研工作提供国内外有关的各种类型的多媒体资料、学术前沿动态信息的的需求;满足提高各部门办公效率的需求;满足宣传和文化娱乐的需求;满足传播信息的需求;满足教育技术自身建设形成良性循环的需求。
二、多媒体校园通信网络功能概述
多媒体校园通信网络在功能设计上,既要考虑计算机技术、CATV技术和网络技术现有的设备水平,也要考虑今后发展的趋势,具有一定的超前性;既要考虑高校自身教育、教学与科学研究的现状,也要考虑文化、科技发达国家和地区的特点,充分利用网络平台的多媒体功能。
1.可以传送多套高质量广播、电视节目调频广播、数字音频广播、模拟电视、数字电视、高清晰度电视。
2.多媒体应用系统。引进或开发以下应用系统:视频广播、视频点播、视频会议、实时视频监控、远程实时多媒体教学、网络多媒体开发制作使用环境(多媒体课件制作管理平台、网络多媒体教室、网络虚拟实验室)。为开展多媒体教学提供条件;为教师备课和优化教学设计创造良好的环境;为学生自学、复习、开辟第二课堂提供方便。
3.数据通信。计算机联网、Internet、教育科研网及其它专网的互联。
4.信息资源。主要是指支持多媒体应用系统运行的数据源。它主要包括视频点播音像库、多媒体课件、电子教材、电子题库、数据库访问、电子图书资料馆、教学管理、信息咨询服务等。
5.网络服务功能。主要用于开通www服务、ftp服务、e-mail服务和数据库服务。
三、网络建设有关技术问题讨论
多媒体校园通信网络主要由几大部分组成:主干技术、网络布线、系统平台、设备选型。
1.主干技术选择:采用具有高服务质量的网络主干技术。目前,校园网主干主要采用四种技术,FDDI、ATM、交换式快速以太网和千兆以太网。应具备以下主要功能:①保持原有CATV接收卫星电视、播放音像资料及传输模拟电视信号的功能;②配备有双向控制CATV多媒体教学系统或VOD系统节目服务器以及可接收、存储和管理媒体素材的设备及支撑软件;③配备有数据系统的主服务器、相关网络协议支撑软件及前端接口单元,提供局域网的网络支撑协议和运行软件及数据,提供路由器及网桥等网际互联设备的接口,允许本以太网和外部数据网络,以及其它以太网和Internet网互联;④可以配备有程控电话交换中心和电话系统前端接口单元,实现电话子系统交换,并具有和外部电话系统兼容和相配的接口单元;⑤具有优良的可扩充性、兼容性功能;⑥具有高智能化功能,主要设备采用冗余配备,在前端能自动设置、校准、接入和切换,对全系统能自动监测和遥控诊断,实现全网自动管理和维护。
2.网络布线是在园区内建筑物间或建筑群内,布设网络传输线路,在园区网建设中,要求布线系统均采用符合国际标准的综合布线系统,考虑到多媒体信号的传输,在布线系统的设计上,网络主干、分支到用户端有足够的带宽。带宽的计算可以采取由桌面带宽、分支带宽到主干带宽的估算方法,主要拓扑结构应选用有利于双向传输的星型拓扑结构,园区网中采用光纤、双绞线的混合布线方式。传输介质可视校园区域和经费情况选用光缆或同轴电缆。采用光缆的芯数应不少于4芯配置,采用同轴电缆的,应选用屏蔽性能好的。用户分配网可根据用户的不同情况,采用星型与树状型拓扑结构和分配——分支方式。分配网电缆要选用屏蔽系数指标高的四屏蔽电缆。
3.网络系统平台的选择:构建校园网的网络系统平台通常有四种:UNIX、LINUX、NETWARE和WINDOWS NT。
4.设备选型
设备选型主要包括交换设备、服务器、路由器选型。
(1)交换设备:采用高速网络交换设备;选择同一公司的产品集成方案;与已有局域网的交换设备兼容;采用具有二、三层交换功能的系统配套网络设备;有组播功能的灵活配置。
(2)服务器:作为校园网的关键设备,服务器应该具备速度高、存储容量大、吞吐能力强、性能可靠、扩展性强、连网和管理功能强等特点。用于多媒体教学的服务器大多属于专用服务器。
从多媒体服务角度考虑,主要应对www服务器、视频点播服务器、课件库服务器进行合理的选配。
①www服务器:是网络运行的核心服务器,通常兼作域名服务器、FTP服务器。访问量大,根据学院规模大小,采用适合自己规模的服务器。通常,对于综合性大学(3000-5000信息点)应该使用企业级的服务器。对于中型校园网(1000-3000信息点),可以采用部门级服务器和支持多CPU的顶级PC服务器。对于小型校园网(100-1000信息点)用户,可以采用支持多CPU的顶级PC服务器。
②视频点播服务器:是用于网上用户点播视频节目的服务器,这种服务器要求速度快、容量大、可扩充能力强。
为了更好的促进移动通信网络的实际建设,移动通信必须要重视起对于本地移动通信网络建设的需求因素分析,通过多个方面及角度去了解地区需求因素以及经济政治等的影响,从而促进移动通信网络建设的进一步调整,使得移动通信网络建设能够在需求因素的分析之下产生一些思考与改变。
一、经济利益需求
随着移动通信网络的迅速发展,市场的竞争力也在不断增强,越来越多的运营商开始进行市场竞争,良性的市场竞争下能够带动经济的整体性发展,但同时也会难以实现统一协调管理的局面。目前各大运营商对于经济利益的需求因素,在建立相应的通信站点的过程之中过于随意,持续性的对网络建设进行盲目的投入和扩张。
所以出于对经济利益需求的考虑,运营商之间除了要建立良好的沟通交流机制之外,也要明确政府对于城市的实际规划,才能够有利于整体的统一协调[1],建立连贯的产业链,避免重复建设的同时也能够避免资源不必要浪费。
实际上,在城市的整体规划过程之中有很多问题都需要进行相应的思考及讨论,其中既包括道路方面的规划,同时也包括民生方面的水电规划等,运营商只有在考虑这些规划的因素,并且配合政府、整合其他运营商的资源,才能够在竞争的基础之上实现经济利益的需求。
二、用户实际需求
用户的实际需求也是移动通信网络建设中重要的需求因素,随着移动通信网络建设的逐渐完善与经济的快速发展,人们对于移动电信的使用更加普及,并且需求量更大。所以在移动通信网络的整体过程之中,必须要考虑用户的实际需求,才能够结合用户的实际需求进行相应的网络建设[2]。改进网络业务的同时实现全方位的移动通信网络的全面覆盖。
对于用户实际因素需求的考虑可以落实到相应的用户调研工作,调查好用户的使用移动通信网络的实际情况,明确在使用移动通信过程之中所存在的不足,也要做好相应的分析,从各个年龄段用户群到地域用户差异等。例如在2G和3G时代,用户对于移动通信的实际上网速度不是十分满意,2G和3G的速度不能够满足用户的上网需求[3],移动通信通过了解用户需求的基础之上,采取了相应的对策,同时促进了4G的普及以及推广,真正做到以用户的实际需求因素为出发点从而进行整体的网络规划、业务完善数据库的建立等。
三、技术发展需求
移动通信网络建设的一切根源都是以技术为依托,因为社会的整体技术发展需求,同时也对移动通信网络建设提出了更高的要求。一般国内使用较多就是TDD技术以及FDD技术,除了拥有高速率的数据传输速度之外,还具有不同的经济内涵,所以可以通过两种技术的有机结合,使得移动通信的网络建设能在保证信号连续覆盖的同时提升移动通信过程之中的数据传输速度。
另外也仍然有较之TDD和LTE的更为成熟移动通信技术和网络的基本框架[4],但是如何在最大程度上降低对于现有网络以及现有用户的使用影响而言一直是目前的技术发展难点,另外技术发展本身所带来的成本投入也是问题,在投入资金之后能否保证其网络安全促进原有网络与新建网络的统一都是目前移动通信网络在建设过程之中所需要思考的重要课题。所以在技术发展过程之中要尽量实现核心网的全面IP化,并且在不能够实现核心网建设或者是不能以核心网设备为载体的情况下,根据情况使用其他方式进行组网,例如TDM等方式。另外在进行传输的过程之中可以选取微波传输以及光传输等相应的核心网络的传输技术。
除此之外再配套设备的更新上也需要注意,除了加强网络建设之外也要注重实际硬件设备的优化与更新,例如基站之间的传输就需要有运行较快并且性能较好的控制器,在各种移动通信的维护与检修的过程之中,一定要保证硬件设备能够适应并且配合网络结构传输的发展,无论是IP设备还是相应的铁塔设备等。
四、结语
在移动通信网络建设的过程之中仍然存在着较多的不足,使得目前的移动通信网络建设还不能够满足网络建设的发展标准,我们需要一移动通信网络建设的需求因素除进行着手,通过对于商业经济因素、用户实际需求因素以及技术因素等多种因素的分析,从而促进移动通信网络的进一步建设。
参 考 文 献
[1]夏秀双. 大数据环境下高校图书馆个性化信息服务研究[D].曲阜师范大学,2015.
中图分类号:F626 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)05-0179-01
前言:当前通讯网络囊括的范围广,包含电信网络、移动网络等,这给广大电子信息的用户提供了方便,有利于推动网络全球化的发展,并实现工程网络精准化、高效化。对通讯网络建设的目的是为了能在项目工程上得到良好的运用,提高企业的办事效率。然而当前面临的是网络化具有不稳定性,存在很多潜在的危机,甚至于有的人和企业会因网络的不可捉摸而一夜覆灭。所以运营商需要花更大的成本、精力去操控通信网络,这样企业才能逐步实现企业项目工程的进度和质量的飞跃。
1.网络建设项目组织的基本结构
1.1 通信网络的基本概述
何为通信网络,通讯网络属于电子信息技术的一个分支,需要计算机和集成网络的共同运营,它诞生于现有无线网络的快速发展,同时通讯网络是伴随计算机网络的产生而得到进一步的推广。就我国而言,计算机网络始于二十世纪初期,最先出现与计算机相关的专业是通信工程,首先在上海交通大学出项通信工程专业,继而在清华大学、浙江大学出现更多关于网络工程信息的专业。而后随着国力的增强,中国经济的迅猛发展并逐步走向国际化,各种网络技术引入国内,这促进了国内通信网络的发展。从此各大高校相继出现了通信工程、通信机电、计算机网络等专业。
1.2 建设工程的基本内容
起初,各种大大小小的建设工程都是在纸上操作,没有任何技巧可循、捷径可走,从整个工程的计划、设计、实施、完工到最后的验收,所以导致整个过程特别地漫长。但是自从计算机网络出现以后,基本上所有工程操作的热荻寄茉谕络上完成,包括最初的设想、起草的方案、工程草图以及各种预算表单等等。由于在具体操作的过程中需涉及工程的实施方和投资方彼此的利益,所以详细的执行方式需要双方的共同商议。作为投资方,是整个工程的主人,需要对整个工程的要求做一个规定,针对的项目的大致金额做一个预算,对实施方的项目计划的规范程度做一个评价核查。作为工程的实施方,必须做一个相应的表单、表格以供投资方审核,对工程的执行策略必须以一定文档的形式体现,并且在电子版和纸质版文件中都要有所体现。同时各种材料的经费、质地、预算和实际完成后的差价做一个评估表以供投资方审查。
1.3 通信网络建设工程项目的设计方案
所谓的通信网络建设项目的设计方案实质就是指制定的实施程序数据化的体现,通信工程的建设程序通常由立项阶段、实施阶段和验收投产阶段三个部分组成。所指的立顶阶段就是对所属工程项目进行系统的启动和管理规划,与实施阶段相对应的是建设工程的执行和控制管理过程,同时当一切的工程实施完毕之后还需要对其进行验收、投产监督。针对以上所述的三个方面,要具体体现在真正方案的执行中,值得注意的是要及时整合管理的成本、采购原则,监督管理的范围,并采取及时有效的沟通。以上这些原则、方法在任何一个项目的管理过程中都必不可少,这需要项目的负责人对全部项目实行网络化的监管,并及时准备方案应对项目实施中存在的遗漏。通信工程设计主要包括前期的设计工作,编排工作,配合设计安装进行初次生产。通过相应的图纸、概率和修正概算来进行整体的设计,设计过程中注意在实际图纸上呈现出的图纸和电脑上的工图的区别,具体的设计方案还得根据具体的通信工程而定。
2.通信网络与建设工程的一体化
2.1 建立通信工程项目的具体实施措施
应时代的发展,很多项目都采用网络化的模式去实行建设工程,因此制定一定的规范去践行一套完备的方案尤为重要。任何一项工程都离不开具体的实施策略,实施作为一项建设的核心部分,发挥着顶梁柱的作用。所以国内的建设工程无论何时何地都把实际实行措施看作任务是否按时完成的关键。通信工程的实施措施大体可以分为三个部分,一方面,要明确整个工程项目的目的,也就是要达到一个怎样的效果;其次是实施过程中具体的操作步骤,例如利用通信网络建立健全一套管理、监督执行措施,在管理上,必须做到在实施方施工中,每天的任务量,具体通信工程工作都要严格管理,在监督上,每天工作的人数、任务的完成情况、材料的花费、是否出现纰漏,这些都要做一个严格的汇报。同时安排指定的人进行工作监督,这样有利于项目的有效完成;另一方面,要制定一项严格的参考标准,防止在工程的实施中出现问题而无解决对策。
2.2 建立建设工程项目和通信网络的一体化模式
网络化的发展不是孤立进行的,一旦脱离了通信针对的具体靶点,通信网络犹如一个空壳,华而不实。所以,通信建设工程得针对具体的实体。在这样的背景下通信网络建设工程应运而生,同时面对着网络化发展模式越来越来普遍的现象,当代很多的年轻人(特别是学习计算机、通信工程相关专业)也看中了这个机遇,开始独自创业,成立一些专门为别人出谋策划的机构、公司,以此来实现自身的价值,这是建设工程和通信网络一体化模式最确切的体现。具体是实现网络规划和网络优势化的统一;建立建全和验收的扁平化实施;推动重点工作实行PDCA循环工作的进行。
3.实现通讯建设工程项目优势化发展
在近几年,网络建设工程呈现快速发展的趋势,通信工程在向科学化、前沿化发展,例如卫星监测、导弹系统的智能化控制、无人机侦察等,通信网络已逐步走出地球向外太空进军,例如探索黑洞。与此同时,通信网络建设工程又与我们的生活息息相关,例如腾讯开发的QQ,微信等一系列交流的软件服务于生活,淘宝代替了实体店,支付宝代替了现金支付,这些都给人们的生活提供了方便。通信工程还涉及了医疗、美容、航空航天等领域,几乎可以说是渗透到我们生存、生活的各个方面,发挥着无可替代的作用。而且随着通信领域的不断深入,计算机技术的快速发展,网络将会深入到各个领域,并且改善现有网络工程建设存在的一些结构、体制上存在的缺陷,从而实现通信技术和建设工程一体化、健全化的发展。
结语
在现代社会,衣食住行都已离不开通信网络,随着网络化的程度越来越高,各个建设工程对网络的依赖性也越来越强。但是不可忽视的是网络化存在一个弊端,虚拟和让人琢磨不清,所以一个建设项目往往得花额外的大笔费用来监管整个网络化的制作、运营。这会增加项目的成本,增加商家的运营压力,所以了解通信工程网络化的组织结构很有必要。因为只有熟悉项目具体的操作流程、涉及的设置设备、科学技术、人才要求,项目的负责人才能采取合理、科学的方法策略来实施计划。这样才能保证有的放矢,从而高效、科学、低成本地完成项目任务、获取更多的利益。
中图分类号:TP393.08 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 10-0132-01
一、引言
通信技术与互联网技术是一种新兴的快速发展的技术,在社会上得到了广泛的推广与应用。互联网的开放、便捷的特性给人们的工作和生活带来了很大了便利,随着通信技术的普及,通信网络的日益完善,我国人民和世界的联系更加紧密了。21世纪是信息时代,人们已经离不开网络环境,网络环境下人们的生活节奏变得不同,生活水平得到了很大的提高。一旦计算机网络与通信的安全性失去保障,将对人们的生产和生活带来不可估量的损失,所以新的时期需要网络工程师等相关工作者做好保障工作,做好计算机网络的维护运作,防止网络受到外界环境的破坏干扰。同时对通信设备的建设与管理也要科学规划。
二、互联网与通信网络建设安全性分析
在互联网与通信网建设和管理上,很多设计的计划不科学合理。出现松懈的审批,没有一个统一标准,质量较低,网络维护运用能力不高,网络效率较低,人为干扰因素等一系列问题。因此,我们要认真对待网络安全问题。针对计算机网络开放性特点,加强网络管理人员的安全意识和提高维护安全技术水平,坚决杜绝各类安全隐患。少部分网络维护人员安全意识淡薄,操作技术不熟练、不规范,违反安全保密规定和操作规程,例如,明密界限混淆,密件明发,长期重复使用一种密钥等,这会导致密码破译;网管维护中下发口令及密钥后没有及时收回,会导致口令和密钥到期后仍能通过其进入网络系统,会造成系统泄密,系统管理混乱等。
在网络维护和使用中,为防止上述情况的发生,要加强网络管理人员的安全保密意识。及时排除软硬件设施存在的安全漏洞和隐患。在软件设计时不可避免的也存在着许多不完善的或是未发现的漏洞,为了规范网络管理,部分软硬件系统在设计时留有远程终端的登录控制通道。传输信道要设有相应的电磁屏蔽措施,使得某些不法分子利用专门设备接收窃取机密信息那么在信息时,传输过程中将会向外产生电磁辐射。
三、提高互联网与通信网络安全维护措施及技术
当前通互联网与通信网络发挥出越来越重要的作用,成为了社会发展和生活中必不可少的一部分,我们必须采用有效的措施。把网络风险降到最低限度。于是,保护互联『煳与通信网络中的硬件、软件、及其数据不受偶然性自然灾害或恶意原因而遭到破坏、更改、泄露,保障系统连续可靠地运行,网络服务不中断,就成为互联网与通信网络安全的主要内容。
防止一些不法份子非法入侵的监测、防伪、审查和追踪,通过互联网和通信线路的建立到信息传输我们可以运用多种防卫措施,例如:运用“身份鉴别”,可以通过用户口令和密码鉴别方式达到网络系统权限分级,在连接过程中权限受限用户就会被终止或是部分访问地址被屏蔽,以此达到网络分级机制的效果;“网络授权”通过向用户终端发放访问许可证书,以防止非授权用户非法访问网络和网络资源;“数据保护”通过利用数据加密后的数据包发送与访问的指向性,既是被截获也会由于在不同协议层中加入了不同的加密机制,将密码变得难于破解;“收发确认”用发送确认信息的方式表示对发送数据和收方接收数据的承认,以避免不承认发送过的数据和不承认接受过数据等而引起的争执;“保证数据的完整性”。一般是通过数据检查核对的方式达成的,数据检查核对方式通常有两种,一种是边发送接收边核对检查,一种是接收完后进行核对检查;“业务流分析保护”能阻止垃圾信息大量出现,以造成的拥塞,同时也能使恶意攻击的网络终端无法从网络业务流的分析中获得有关用户的信息。
这些安全方法的提出固然重要,然而更重要的是技术的支持,这样才能体现出网络技术安全的保障能力,以下介绍几种安全技术保障方法及其适用范围:1.防火墙技术的运用;这是网络连接时最直接也是最有效的安全防护技术,主要是对计算机连入网络时对接收的信息进行有效控制。2.人侵检测的应用。在计算机安装防火墙后,计算机还可能搜到病毒的内部入侵,通过IDS(即入侵检测系统)可以有效的防止计算机受到内外的攻击,提高了计算机的安全系数。3.对网络进行加密,通过网络加密技术可以有效保护计算机中的重要信息,外部窃取不到。4)建立虚拟的内部专用网,通过因特网有效的建立一个内部的安全连接,这样可以很好的避免外部的入侵。5)对漏洞定期的扫描修复,计算机由于其自身的迅速发展更新,在安装新的软件时经常出现系统的漏洞,这时需要定期的对漏洞扫描,采取修复措施。
四、结束语
改革开放特别最近十几年来,我国计算机技术与通信网络技术发展水平得到了世界各国的称赞。随着一些基础网络的逐渐健全,我国的网络覆盖群以覆盖我国90%以上的地区,固定电话的用户在不断发展的同时,移动电话用户已经普及到大部分人群,人民的生活已经离不开计算机网络与现代通信技术。但是,随着计算机技术与网络通信技术快速发展的同时,一些网络安全技术问题也逐渐显现出来,这十分不利于社会的发展与人们的正常生活。所以,针对针对互联网出现的安全问题我们需要采取应对策略,坚持科学发展观,与时俱进,保障计算机网络与通信的正常运作。
参考文献:
[1]李江秀.网络环境中计算机常见病毒及防范措施[J].民营科技,2011,9
[2]刘欣,王小强,朱培栋.互联网域间路由系统安全态势评估[J].计算机研究与发展,2009,10
1、引言
通信网络建设与管理水平涉及的因素较多,为了科学衡量需要采用较为统一统计口径和标准的量化过程。一般来讲评价流程可粗略分为数据采集整理、构建评价模型、选取评价方法、进行评价四个步骤。因评价方法的适用性、以及对象的差异性要求,在选择评价方法时,应根据研究的目的和所建立的评价指标体系来具体确定。主成分分析是数学上对数据降维的一种方法,它以最少的信息丢失为前提,将众多的原有变量综合成较少几个综合指标,侧重于贡献影响力测评,因而比较适合多变量的综合水平评价。
2、构建科学评价模型及体系
建立通信网络设施建设与管理评价指标体系时应遵循科学性、可操作性、简洁性、可比性、系统性等原则。从以下四个维度确立评价指标。
(1)通信能力水平:从所能够提供的信息支持能力为考察对象。线路能力、铜缆建设的质量、网络侧/用户侧的宽带设备容量、无线基站的载扇容量和无线侧BSC容量、SDH系统等效155M端口量、城域网出口带宽等指标来反映通信网络的综合承载传输应用能力。
(2)通信应用水平:家庭信息化从家庭智能系统覆盖率、有线电视接入率、智能终端设备拥有率等指标来衡量家庭(个人)在信息化方面的应用水平。政府信息化从电子政务信息化、公共安全信息化、便民服务信息化、城市管理信息化以及环境保护信息化应用程度五个指标来考察政府部门通信应用水平。
(3)集约建设水平:主要从规划、建设、运营三个方面来考察。各专项规划和整体规划有效衔接作;局房、杆路、设备、线缆、管道建设等共建共享的落实程度;运营商网络资源的互补性、运营维护的集中性、网络资源开放程度来综合考量通信设施的集约建设水平。
(4)管理保障水平:从政策法规完备情况、建设组织完善情况、市场监管情况、资金保障情况以及服务采购情况进行衡量政府对于通信网络建设工作的支撑力度。行业内信息化的应用需求是否充足直接体现在商业使用率和行业集群的发展状况上。
3、基于主成分分析法的通信网络建设评价
主成分分析的数学原理,因篇幅原因此处不再详述。从某省通信网络发展数据按照指标体系建立数据矩阵,并进行数据标准化处理,并建立矩阵Z的相关系数矩阵,选择主成分使得主成分的累计贡献率达到85%以上。表2给出了SPSS软件导出的各主成分的特征值。指标简化为7个主因子,累计贡献率达85.326%。
以评价指标为因变量,以项目层为自变量进行多元回归分析。回归分析得到的相关系数R=0.963,说明评价指标与四个项目层自变量的相关性较高,评价模型的回归分析较好。
4、结语
通信网络建设评价过程中收集的数据量较大,且内在关联性使得观测数据所反映的信息重叠。主成分分析法可以有效压缩随机变量的数量,不丢失重要信息。但是评价结论的准确性由采集数据准确性、模型构建的合理性、指标体系的代表性、评价方法的正确性决定。因而结论一般也有其局限性,具体的问题还需要具体分析。
一、前言
在没有网络信号覆盖的大海上,卫星几乎是可以提供高带宽数据传输的唯一手段。卫星通信具有通信距离远、通信容量大、通信质量高、机动性大、信号配置灵活、多种业务综合等特点,可以为海上执法舰船提供远距离、持续不间断、宽带综合业务保障的通信能力。
以遂行信息化条件下的海上维权执法行动为目标,为我国海上执法舰船遂行任务提供强大的信息化支撑和保障,本文基于海上执法舰船卫星通信网络建设现状及国产化需求,结合卫星通信距离远、通信能力强的特点,并借助近年得到飞速发展与实用化的国产自主宽带卫星通信系统等技术,通过顶层规划设计,有效整合运用卫星先进成熟技术,改进提升现有卫星通信装备,建设广域覆盖、高速宽带、业务多样、安全保密的海上卫星通信系统,全面提高海上执法舰船维权执法整体效能。
二、海上卫星通信现状分析
海上执法舰船目前所使用的卫星通信设备主要有两大类,一类为国产的卫星通信设备,另一类是进口的卫星通信设备。国产卫星通信设备主要为国营XX单位生产的FDMA卫星通信设备和中电XX所的TDMA卫星通信设备;进口的卫星通信设备主要有美国SATPATH、加拿大Advantech以及美国iDirect等公司生产的产品。其中,国产卫星通信系统和进口卫星通信系统都面临着更新换代的问题。此外,进口卫星通信设备还存在控制接口不开放,系统集成开发应用受约束等问题。
2.1网络管理与控制复杂,智能化程度低
目前正在使用的海上卫星通信体制有SCPC、DVBRCS、
TDMA/MF-TDMA等,体制繁杂,网络管理与控制难度大,智能化程度低,不能自动适应和调节。
2.2进口产品与国产化需求不匹配
目前在用的设备大部分是进口产品,核心技术掌握在外
国,存在一定的安全隐患,随着海上执法任务需求不断深入,核心网络设备国产化需求十分迫切。
2.3终端界面操作复杂,不易于升级维护,使用不方便
在用终端设备界面设计不够科学,操作使用难度较大,升级维护周期较长,维修经费开支大。
2.4不能完全实现互联互通,通信资源共享程度差、利用率低
由于体制不同,卫星通信网络不能实现互联互通,语音、视频、文字等资源不能共享,特别是SCPC体制,每条链路独占固定带宽,上下行传输不平衡,网络利用率低。
2.5安全保密手段缺乏
现有卫星通信除简单在终端进行加密外,尚未采用其它加密手段,只能进行简单的语音、视频和文字传输,安全保密隐患较大。
三、国内外卫星通信体制的发展历程
国外卫星通信系统发展初步经历了四个阶段,最早期的系统大多采用FDMA体制,带宽和频点预先分配,后期逐渐采用按需分配的方式(DAMA)。90年代起,卫星通信系统出现了TDMA技术体制,并逐步发展至近年出现的TDM/ MF-TDMA体制和MF-TDMA体制,最新的技术潮流是面向应用业务灵活选择不同体制的卫星通信系统,即多体制融合的卫星通信系统。
3.1 卫星通信体制发展历程
1、1980-1990年代,通信体制以SCPC为主,主要标准为IDR、IBS为主,业务类型以群路话音为主。
2、1990-1999年代 ,通信体制以SCPC/TDMA、TDMA、TDM/TDMA为主,没有制定统一标准,业务类型:点到点,网状网,星状网;窄带,低速,传输特点为稀路由数据,不能构成混合拓扑网,不能实现跳频,各家自行标准;数据通信协议:Z.25,SDLC,串口透明传输等;卫星频段:90年代初期以C频段为主,中期以后Ku波段使用增多。
3、2000-2005年代,通信体制以TDM/MF-TDMA为主,由各家标准开始向国际标准化靠拢,业务特点:随地面光纤的铺设,internet业务的快速发展,卫星通信开始由窄带向宽带发展;传输协议向TCP/IP协议靠拢;接入internet业务,稀路由数据向宽带多媒体转变,用户数据接口:以太网10base-T;卫星频段:Ku&C ;2000年,DVB标准诞生,2002年全球第一个宽带双向DVB-RCS标准诞生。
4、2006-2010年代,通信体制以TDM/MF-TDMA为主,全球第一个双向DVB-RCS标准,业务类型开始广泛推行大多数知名厂商遵行DVB-RCS开发产品,宽带多媒体业务,以星状网为主,网状网为辅。
5、2010-2016年代,通信体制以TDM/MF-TDMA/SCPC/ TDMA为主,标准以DVB-RCS+M为主,业务类型:随国际军事需求,采用智能多模自适应方式,支持星状网+网状网+SCPC的混合拓扑,多级管理体系,多星主频段,传输能力大幅度提升,多业务信号处理能力和效率大幅度提高。
6、未来发展趋势:星上交换(Ka频段)与地面智能多模自适应系统相并存;标准以MPLS与DVB-RCS+M并存为主;综合特点:业务量更大,信息速率更高,传输交换量巨大。
3.2 国内卫星通信体制及产品发展情况
目前我国从事卫星通信系统研制的单位主要有中电五十四研究所、南京七一四厂、北京大学及国营第七五厂。
3.2.1 中电五十四研究所
中电科第五十四研究所是国内卫星通信研究的领导者,其成功研制了网状MF-TDMA系统,具备了自主研发和生产能力。
3.2.2 南京七一四厂
南京714厂依托和理工大学合作,拥有FDMA卫星系统体制,具备自主研发和生产能力。
3.2.3 北京大学
我国第一代卫星通信系统专线网系统即由北京大学负责研制。目前北京大学作为技术副总体单位,负责卫星数据广播分发系统的系统技术体制设计与实现。其技术体制采用前向自适应TDM广播,返向MF-TDMA接入。
3.2.4 国营第七五厂
国营第七五厂开展了TDMA/FDMA体制船载动中通卫星通信系统研制工作,并于2015年完成了厂级鉴定工作。该系统支持DVB-S2标准,支持MF-TDMA及FDMA接入方式,全IP接入简化设备配置。具备远程升级和操作功能,通过卫星链路为用户提供移动互联网业务。主站只需增加终端数量即可实现系统扩容,简单方便。
3.3卫星通信应用系统总体发展趋势
体系:网状MF-TDMA、FDMA/ DAMA系统继续应用的同时,多体制融合系统成为发展重点;
接入与业务承载:与地面IP协议的融合和一体化设计成为必然;
管理与控制:网络实时控制与管理功能分离,管理面向服务,控制嵌入终端;
传输:高效编码与调制、自适应编码调制广泛应用;
终端:多波形、多模式重构、低成本、小型化。
四、 多体制融合的海上卫星通信网络建设研究
4.1建设目标
海上卫星通信系统目的是建设一个广域覆盖、高速宽带、业务多样、安全保密的卫星通信系统,系统采用纯IP设计,支持VoIP话音、视频、图象、HTTP、FTP、邮件等IP业务,能够覆盖300万平方公里海域,安全保密、使用便捷、常态化运行的通信指挥专用网络,能够跨网互联互通,为海上执法舰船岸海和编队通信指挥提供远程机动通信保障。
系统建设遵循的指导思想包括:
? 以提升卫星通信效能的核心目标
? 充分利用现有,兼顾未来发展
? 遵循网络化建设思路、岸海一体化设计
? 提升网络的自动化管理水平
? 突出安全保密需求,具备和相关涉海部门进行互连互通的能力
4.2总体架构
结合海上执法舰船使用需求进行建设,海上卫星通信系统由XX主站、XX主站和其卫星通信移动小站组成,主站均与业务信息中心通过光纤链路实现网络互联,两个主站之间通过地面公共光纤网络及卫星信道互联,实现主站与业务信息中心双链路互联,提高系统网络可靠性。舰船上的移动站建设可根据业务需求及安装条件配置单个或双个用户站设备,用户站经鉴权后入网,通过任一主站接入海上卫星通信网络,岸基指挥中心通过主站与用户站进行业务通信。
4.3海上卫星通信体制设计
海上卫星通信网络融合了SCPC/DAMA、TDM/MFTDMA两种技术体制,通过系统的统一设计,在统一的平台基础上,系统可根据用户需求,实时配置成星状网、点对点或者混合网的通信系统实现多体制应用模式。海上卫星通信系统网络如图1所示。
4.4功能架构
海上卫星通信系统的软件体系结构如图2所示。IP互通在卫星子网和非卫星子网(有线网络)之间是透明互操作的。通过指定SAP接口来实现与卫星有关的功能和与卫星无关的功能的分离,与卫星有关层包括卫星数据链路层SDLL和卫星物理层SPHY。
4.5网络架构
系统网络架构采用了具备IP路由和空口MAC路由的网络传输方案。寻址方法包括物理层寻址和网络层的IP地址寻址。卫星通信网络物理层寻址设计如下:每个用户站具有一个物理MAC地址,存贮在非易失存贮器中,与唯一的一台用户站相对应。对于一个用户站,任何指定传到一个特定的用户站的数据(用户业务)采用用户站 MAC地址,任何指定传到所有用户站的数据(用户业务)采用广播MAC地址。
网络层寻址采用应用协议自已的寻址方案,也就是IP地址寻址。主站及各用户站分别在下级构建独立的子网,各用户站维护子网网络,主站端通过网管管理各用户站网络。其典型网络架构如图所示。系统各设备IP地址可按照IP地址规则灵活配置,如若需要,可采用DHCP自动分配。
4.6主要功能
4.6.1 IP业务
提供VoIP话音、视频、图象、HTTP、FTP、邮件等IP业务。
4.6.2网络管理
根据使用需求动态调整带宽、优先级配置等资源;实现网络设备、业务流量、卫星链路态的动态监控。
4.6.3 舰船态势监测功能
各级信息中心与信息分中心具有实时显示所管辖舰船位置及航迹功能,能够以主动或被动的方式获取船艇位置及航迹信息,形成船艇实时态势信息地图。
信息中心可融合船舶自动识别系统的态势信息,形成综合态势图。
4.6.4 航迹监测功能
信息中心可以连续或非连续的监测重点船艇的位置信息,形成重点船艇的航迹信息图。
4.6.5 网络安全保密功能
海上卫星通信系统网络在通信中对网络各层面进行安全防护和加密处理,操作用户进行分级权限管理,对业务网和网管网进行逻辑隔离,采用保密模块对物理信道进行加解密,支持IP加密设备,多种手段确保通信安全。
4.7主要指标
4.7.1 前向体制指标
传输体制:TDM方式;
信息速率:2Mbps~10Mbps;
调制方式:QPSK、8PSK;
信道编码:LDPC+BCH;
滚降因子:0.35。
4.7.2 返向体制指标
信道接入:MF-TDMA方式;
信息速率:小于等于4Mbps;
调制方式:QPSK;
编码方式:Turbo;
4.8工作频段
系统支持如下工作频段:
Ku频段全国波束――上行:14.0~14.5GHz;
下行:12.25~12.75GHz;
C频段全国波束――上行:5.8~6.425GHz;
下行:3.625~4.2GHz;
C频段(扩展)波束――上行:6.425~6.725GHz;
下行:3.4~3.7GHz;
同时,预留Ka频段、S频段接口。
4.9效能评估
根据上述方案建立的卫星岸海接入网,主要是为了解决目前海上执法舰船在进行卫星通信时存在的“IP业务弱”、“网络能力弱”、“沟通率低”、“自动化程度差”等问题,建成后的卫星岸海接入网将构建一个全国共用、岸海一体的信息传输和交换平台,可为海上执法舰船、舰船编队等平台提供多点保障、随遇接入的卫星通信服务,为全国海上业务指挥中心、各区域指挥中心与船台提供IP综合业务通信保障,有效提升海上执法舰船的卫星通信效能。
4.9.1保持先进性与易用性,显著改善用户体验
系统采用纯IP设计,通过主站可接入互联网,可适配各种现有货架式产品(电脑、IP电话、网络视频、手机APP等),技术成熟可靠;同时系统可通过网管系统对各卫星终端进行远程升级和操作维护;显著改善用户体验。
4.9.2系统技术体制自主开发,技术可控
系统前向链路采用TDM接入方式,返向链路采用MFTDMA接入方式,实现了动态分配带宽与QOS保证,提升卫星通信网络运行效率。同时,系统支持DVB-S2标准,可与符合该标准的卫星设备进行互通。
4.9.3突出可扩展,在充分利旧基础上支持未来发展
系统采用分层的、灵活的体系结构,在信道资源层面可利用当前的功放(BUC)、低噪放(LNB)和天线资源,主机机箱采用ATCA架构,系统可通过软件升级、规模扩充等方式灵活实现系统功能提升和服务容量的扩展,有效支撑系统未来的发展。
4.9.4卫星终端支持“智能化”、“简单化”操作
用户通过配置少量参数可实现卫星通信功能,通过IE浏览器可快速对卫星终端通信状态进行监视;用户使用简单、快捷。
4.9.5提升可靠性,有效提升系统的抗干扰能力
系统采用两主站设计、各分系统实现冗余备份,提升卫星系统的可靠性和抗干扰能力。
4.9.6简化组织应用,提高网络自动化管理水平
主站网管负责配置和管理各类主站和终端小站,具备图形化操作界面;提供网络配置、性能监控、事件告警、日志记录、用户管理、安全备份和地图服务等;具有远程操作的功能,提升网络的管控水平和运行效率。
4.9.7强化安全保密,支持灵活互通的保密策略
系统在网络各层次采取了隔离、身份认证等安全措施,在传输通道上,对无线信道采用自动线路保护等保密措施,对信源采取自动加密措施,确保各种业务通信的安全性和保密性。系统通过配置与海上其他相关部门卫星通信设备信道,必要时可以进行互连互通。
五、结论
卫星通信经历了几十年的发展,随着卫星业务的不断拓
展,卫星通信体制得到长足发展,特别是新一代多模自适应卫星通信接入的发展为海上卫星通信网络建设提供了一种新思路。本文中提到的海上卫星通信网络建设研究通过融合SCPC和TDMA等几种体制,可以有效地解决现有体制繁杂、设备互不兼容、互联互通能力差、安全保密能力差等不足,合理设计网络架构和体系结构,充分满足海上执法区域广、移动小站分布散、业务各类繁多等业务需求。
卫星通信是海上执法舰船通信的主要手段,建设统一高效的卫星调度指挥通信网络是大势所趋,未来我们要立足业务实际,理清业务需求,拓展工作思路,以全新的体制和理念规划海上卫星通信网络建设。
参 考 文 献
[1]张昆鹏. 《卫星通信的发展及其关键技术》,北京:中国科技新闻学会,《硅谷》2009年第08期
在当前社会中,经济发展十分迅速,电子与通信等技术也得到了迅猛地发展,以微处理机为中心的数字式综合自动化装置已经被广泛应用到当前的变电站中。与传统的变电站相比,综合自动化变电站借助于通信网络的作用可以更好地实现资源信息共享,并达到变电站自动化管理的目的。所以,创建一个安全稳定的通信网络是十分关键的,与此同时,变电站的运行稳定能力会大大提高,运维成本也会大大降低。
综合自动化变电站(以下简称“综自站”)电气部分建设主要包含电气一次、电气二次、通信以及计量等,而在电气二次建设过程中,站内通信网络设计与建设较为容易被忽视,并且在验收中缺乏合理规范的验收方案,进而使变电站通信网络后期运行存在很多缺陷,本文在研究的过程中则重点探讨怎样提高对变电站通信网络的建设力度,并提出合理见解。
1 存在问题
变电站所有设备之间的通信一定要符合变电站的各项功能需求规范。但是各个IED的功能及控制方案是不统一的,生产人员的技术能力参差不齐,通信网络的应用价值不能得到充分发挥。受到市场和技术水平的影响,变电站自动化系统与通信组网模式无统一标准,稳定程度参差不一,这无疑不为变电站内通信应用埋下了安全隐患。
1.1 可靠性相对比较低
由于串行总线模式接入设备的数量受到限制,依照相关规范要求,通络网络最多能够连接的节点数为32个,抗干扰效果比较差,通信速度低下;并且通信网大多仅应用查询模式,且只支撑一个主站进行相关管控工作,工作效率比较低下。
1.2 实际互操作性不高
不同企业所选用的现场总线不一样,使得变电站内部各个企业所制造的设备无法互连互通。即使同一企业选用的是相同的现场总线,例如CAN BUS,但是因为现场总线不具有统一的应用层通信标准体系,导致各个生产企业的应用层通信协议不统一,使各个企业之间的智能设备无法通信。对于自动化系统来说,统一的通信规约显得尤为必要,各个生产企业之间的通信规约均是依照其本身标准而制定,导致变电站自动化各种通信规约多而乱,其中包括IEC 104以及LFP等,同时所涉及的标准体系比较繁多,例如国际标准、国家标准以及行业标准等,同一类通信规约无法得到有效统一。
1.3 资源没有即时共享
现阶段,在运的保护装置均会产生一定程度的信息输出不对称现象。在保护装置面板输出、打印机输出以及通信输出中,通信输出的信息量相对来说比较小,并且通信规约的承载能力比较弱,这也是导致此种方式输出量少的根本因素。因此在这一状态的影响下,信息不准确以及不规范的现象时有发生,难以实现资源共享。在真实的操作过程中,假设变电站出现了事故,那么后台与远方调度/集控仅能够获取事故警示,详细的事故内容仍需进行实地勘察,所以极大程度的耗费了大量的人力资源与物力资源。
2 项目中采取的措施
针对上面提出的问题,建议采取以下几个措施:
(1)要确保变电站内部的网络系统7*24小时正常运行,首先通信工程所需的硬件需选取先进的型号,针对变电站的实际情况设计出符合其正常运行的方案。
(2)规定好网络系统中所涉及到的设备的通信协议,保证它们之间正常的数据交互。
(3)严格按照通信网络的前期设计方案进行实地施工,符合实施项目规定的电缆规格和线路规划。
3 通信网络的建设
3.1 综自站站内通信网络组网
现阶段,在我国的综自站中大多通信网络均具有双网结构,A、B网可相互备用,当中控室处于10kV高压条件时,通常情况下选用光纤连接进行操作。在真实的操作过程中我们可了解到,绝大部分综自站内的通信网络组网均是通过不同的通信子网组合而成,并且连网线亦是由企业进行制造,施工部门对其了解甚少。对于整个工程项目来说,网线极易产生问题,因此绝大多数的企业均选用质量比较差以及不具有屏蔽效果的网线,当工程项目完成之后,不具备屏蔽效果的网线会受到磁场的影响,进而导致网络不稳定,很多时候工作人员会认为是接口与水晶头之间的问},当对其进行更换之后仍旧没有得到改善,对日常运维工作造成了阻碍。因此,建议在和企业签署相关协议时必须要明确标准,不可随意使用市场上质量较差的网线,以防项目质量不达标。
3.2 综自站站内通信网络布线
通常情况下综自站的通信组网以及安装等工作均由生产企业进行操作,但是绝大部分的工作人员均缺少一定的安装经验,安装人员仅负责设备接通的简单工作,而忽略网线的合理布线等工作,这样一来则致使屏内布线紊乱以及标志不健全的现象时有发生,为今后的维护带来不便,所以建议工程部门应提前介入项目,并派遣专业技术工作者按照标准化要求布线以及制作标识等,有利于今后的运维工作。
3.3 综自站通信网络测试
在进行电气二次项目验收的过程中,仅对有关的保护装置以及测控装置实行验收处理,但是极少情况下会对全站的通信网络实行测试,因此在真实的操作过程中会产生系统网络反应迟缓的现象,在此建议在项目验收的过程中应对各个网络段进行随机抽测,密切掌握通信网络的应用状况。
4 结语
总而言之,站内通信网络在整个变电站自动化运维过程中起到关键性作用,是生产设备与生产工作者之间的重要枢纽。健全的通信网络是开展各项运维工作的先决条件。所以,在创建综自站的过程中,对通信网络的建设显得尤为重要,应将通信网络进行合理规划、建设、布线以及测试等,为电网的安全运行提供坚实保障。
参考文献
[1]李志.综合自动化变电站站内通信网络建设分析[J].中国电力企业管理,2011(10):130.