時間：2023-10-13 09:46:32
導語：在現(xiàn)代通信技術及應用的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領您探索更多的創(chuàng)作可能。
一、目前出現(xiàn)的通信新技術
1.1光纖通信技術
光纖通信技術起源于上個世紀的七十年代，主要利用光導纖維組成的光纜來進行信息傳輸[2]。與傳統(tǒng)的通信技術相比，光纖通信技術能夠傳輸?shù)男畔⒘看螅瑐鬏數(shù)乃俣纫矊崿F(xiàn)了一個質(zhì)的飛躍，大大滿足了5G通信信息量大、通信速度快的要求。光纖技術在誕生初期，信息傳輸?shù)乃俣戎挥?0Mb/s，但是現(xiàn)在已經(jīng)達到了10Tb/s。
另外，光纖的主要原料為二氧化硅，來源廣泛，而且光纖質(zhì)量很輕，抵抗外界干擾的能力強，信息傳輸?shù)谋Ｃ苄砸哺谩?G通信不僅有語音通信，還有視頻、圖像的傳輸，對于信息傳輸?shù)姆€(wěn)定、速度和安全性都有著更高的要求，光纖通信技術的出現(xiàn)，正滿足了這些要求，促進了通信行業(yè)的發(fā)展。
1.2移動網(wǎng)絡通信技術
5G將為用戶提供光纖般的接入速率，“零”時延的使用體驗，千億設備的連接能力，超高流量密度、超高連接數(shù)密度和超高移動性等多場景的一致服務，業(yè)務及用戶感知的智能優(yōu)化，同時將為網(wǎng)絡帶來超百倍的能效提升和超百倍的比特成本降低，最終實現(xiàn)“信息隨心至，萬物觸手及”的總體愿景。
5G需要具備比4G更高的性能，支持0.1～1Gbps的用戶體驗速率，每平方公里一百萬的連接數(shù)密度，毫秒級的端到端時延，每平方公里數(shù)十Tbps的流量密度，每小時500Km以上的移動性和數(shù)十Gbps的峰值速率。其中，用戶體驗速率、連接數(shù)密度和時延為5G最基本的三個性能指標。同時，5G還需要大幅提高網(wǎng)絡部署和運營的效率，相比4G，頻譜效率提升5～15倍，能效和成本效率提升百倍以上。
1.3物聯(lián)網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術的重要組成部分，從通俗的角度上來講就是在物體上裝入各種通信設備和感應設備，方便人們隨時接入通信網(wǎng)絡，對物體實現(xiàn)智能化管理。物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識別技術與普適計算等通信感知技術，廣泛應用于網(wǎng)絡的融合中，也因此被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的應用拓展，與其說物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡，不如說物聯(lián)網(wǎng)是業(yè)務和應用。因此，應用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心，以用戶體驗為核心的創(chuàng)新2.0是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂。
二、新技術的應用方向
2.1網(wǎng)絡帶寬的增加
網(wǎng)絡帶寬是通信技術是決定能夠發(fā)展到什么地步的一個關鍵性因素。信息技術經(jīng)過長年的發(fā)展，已經(jīng)獲得了飛躍性的提高。網(wǎng)絡帶寬從最開始的KB級別提高到了現(xiàn)在的GB級別，未來還將會有更高的提升。帶寬越寬，能夠傳輸?shù)男畔⒘吭酱螅畔鬏數(shù)乃俣纫矔絹碓娇臁?G移動通信想要提高單位時間的信息量，就必須從增加網(wǎng)絡帶寬入手，應用光纖通信技術滿足時展的需求。
2.2不同技術的融合
不同通信技術相互融合的一種發(fā)展趨勢。這是為了綜合利用各種通信技術的優(yōu)勢，彌補各自的不足和弊端，揚長避短，達到為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務的目的。5G將從頻譜效率的提升，通信頻帶的擴展，新型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)這三個維度來提升系統(tǒng)能力，實現(xiàn)性能需求和效率需求。
2.3通信成本的降低
通信行業(yè)在繁榮發(fā)展的同時，各個企業(yè)之間的競爭越來越激烈。各個通信企業(yè)為了增加在市場競爭當中的生存能力，提高自己的市場競爭力，必然要采取各種經(jīng)營方式的改進。如果能夠有效地降低通信成本，通信企業(yè)就能夠間接地增加自己的經(jīng)濟效益，適應日益激烈的市場競爭。
未來的通信市場上，不僅僅是本國通信行業(yè)之間進行相互競爭，還要面臨全球各國通信企業(yè)的挑戰(zhàn)。在保證通信質(zhì)量的同時，盡量降低通信的成本，是未來的通信企業(yè)取得重大發(fā)展的關鍵問題。
2.4通信個人化
在目前的通信模式當中，通訊設備主要是終端與終端之間的通信，而不是人與人之間的通訊[3]。也就是說通信受限于終端設備，而終端設備與個人之間并沒有一種綁定關系。無論是互聯(lián)網(wǎng)的撥號連接，還是手機通信，都依賴于終端設備的攜帶。
這種通信設備的小型化、個人化，離不開虛擬界面技術的發(fā)展，也需要語音識別、手勢識別、指紋識別等先進技術的支持。這些技術的發(fā)展，實現(xiàn)了通信終端與個人之間的綁定，將終端與終端之間的通信變成了人與人的通信。
2.5通信普遍化
由于5G通信技術是在4G通信和3G通信基礎上的改變，通信的范圍變得更廣，速度變得更快，效果變得更好，業(yè)務種類也變得越來越多樣。在這種情況下，通信的質(zhì)量得到了加強，通信的盲區(qū)逐漸被消滅，通信已經(jīng)越來越普遍化。任何人可以在任何時間和任何地點實現(xiàn)快捷、穩(wěn)定的通信。
隨著wifi等局域網(wǎng)的通信技術越來越發(fā)達，在將來的通信當中不僅平板電腦、手機、筆記本等終端設備通過wifi連入網(wǎng)絡，個人通訊終端也能夠接入網(wǎng)絡。這就導致了運營商的地位逐漸下降，隨著技術的發(fā)展被取代。
在未來的信息時代，通信應用將更加深入，不僅僅是云盤、云相冊等簡單應用，還能夠出現(xiàn)云數(shù)據(jù)的設備傳輸和設備共享。
2.6物理網(wǎng)技術應用
智能城市和智能家居是隨著物聯(lián)網(wǎng)而產(chǎn)生的新時代通訊模式。 “智能城市”就是物聯(lián)網(wǎng)的典型應用模式之一。智能城市是一種未來社會的城市構(gòu)想。智能家居是物聯(lián)網(wǎng)應用的另一種方式。智能家居包含了多種高科技手段，比如綜合布線技術、網(wǎng)絡通信技術、安全防范技術和自動控制技術。在智能家居的環(huán)境當中，住宅主人可以通過各種通信設備，比如觸摸屏、遙控器、手機、電話等，來實現(xiàn)對家用電器和各種光照、取暖設備的遠程控制。對于老年居民和一些行動不便的居民，智能家居能夠幫助他們進行一些必要的日常活動。智能家居給人們的居家生活帶來了方便，增加了人民群眾的幸福感。
一、高速鐵路應用現(xiàn)代通信技術的重要性
在科技高速發(fā)展情況下，現(xiàn)代通信技術也朝著數(shù)字化、寬帶化、智能化、高速化及個人化等各個方面發(fā)展，通過現(xiàn)代通信技術的有效應用，使用者能夠在任何時間、地點通過視頻、數(shù)據(jù)以及語音等實現(xiàn)信息交流，提升生活品質(zhì)，提高工作效率。在高速鐵路中應用現(xiàn)代通信技術，不但能夠讓列車上的乘客真正感受到現(xiàn)代化通信技術帶來的方便與快捷，還能讓乘客坐在車廂中猶如坐在辦公室一樣，完全不受任通信硬件設施的阻礙，正常的與外界進行信息傳遞，獲取自己想要的信息資源，實現(xiàn)移動辦公。
高速鐵路的重要特征之一就是運行速度高，不僅運行速度高，還要更安全、更方便，自然技術要求就更高。然而想要實現(xiàn)這些要求，必須要通過現(xiàn)代通信技術來支撐，只有構(gòu)建出技術先進、功能完善的通信網(wǎng)絡，并輔以界面友好的交互界面，才能夠?qū)崿F(xiàn)高速鐵路的自動控制、提升運輸速度及運輸效率，給鐵路系統(tǒng)提供出全方位通信業(yè)務。
二、高速鐵路中應用現(xiàn)代通信技術
高速鐵路應用現(xiàn)代通信技術范圍比較多，本文就選擇幾個重要方面闡述其應用。
2.1 將GSM-R應用于列車調(diào)度系統(tǒng)
GSM-R是Globle Systen of Mobile for Railway的縮寫，意思為鐵路移動全球系統(tǒng)。它是為了滿足鐵路在移動通信方面的特殊需求而設計的專用系統(tǒng)，在系統(tǒng)功能上已經(jīng)超越了GSM，是一項比較成熟的實用性技術。
近年來由于鐵路的提速以及鐵路運輸?shù)牟粩喟l(fā)展，為了能讓運輸過程變得更高效、更安全，列車調(diào)度系統(tǒng)針對那些運輸壓力大的鐵路干線，都陸續(xù)開通了某些新的數(shù)據(jù)業(yè)務，以便緩解通信方面的壓力。除此之外，還必須對原系統(tǒng)中的天線高度以及天線方向進行適當?shù)恼{(diào)整，使沿線的場強能在覆蓋范圍上得到拓展；而弱場問題要想得到有效地改善，就應該添置相應的設備讓地面與列車之間形成一個雙向無線通信系統(tǒng)。采用了GSM-R列車調(diào)度系統(tǒng)，能夠?qū)⒘熊囘\行經(jīng)過地點以及沿途各個站點動態(tài)情況顯示在大屏幕上，調(diào)度中心經(jīng)過網(wǎng)絡就可以發(fā)出各種指令。一旦出現(xiàn)突發(fā)事件，能夠利用該網(wǎng)絡平臺通過無線通信業(yè)務，指揮人員能夠?qū)崟r掌握各個救援情況，掌握調(diào)度人員、助理值班員、車站值班員及機車司機等，能夠及時指揮與控制事件。如今高速鐵路上主要是采用無線列調(diào)為主，通過該網(wǎng)絡平臺能夠輕松進行行車調(diào)度，實現(xiàn)機車司機、調(diào)度員及車站值班人員間通信，以及機車司機、車站值班人員與運轉(zhuǎn)車長間各種通信。
2.2 應用于安全監(jiān)控車輛系統(tǒng)中
隨著科學技術的不斷發(fā)展，鐵路部分在其發(fā)展過程中，也提出了必須繼續(xù)深化鐵路信息化建設的要求，而要想真正達到這一要求，必須要采用通信傳輸技術與信息網(wǎng)絡強化安全運行控制管理。主要是以動態(tài)圖像監(jiān)控貨車運行故障、紅外線探測軸溫智能跟蹤等，聯(lián)合形成多專業(yè)、多層次及多部門安全運行監(jiān)控體系，進而確保整個運行線的安全監(jiān)控水平。尤其是應用了短距離WiMax及WiFi的無線傳輸技術有機結(jié)合的傳感器，以及長距離的有線線路共同形成網(wǎng)絡，給鐵路安全監(jiān)控提供移動裝備條件。在紅外線探測軸溫系統(tǒng)中（THDS），每間隔30公里就需要安裝上紅外線探頭，用來測試紅外線的軸溫，同時結(jié)合六十萬輛的貨車配備RFID標簽，能夠檢測車輛號碼及每一根軸輪溫度，如今在這個方面已經(jīng)逐漸實現(xiàn)了集中報警、分散檢測、網(wǎng)絡運行、信息共享及遠程監(jiān)控的防范預警體系，提升了車輛安全能力。同時還在機車與客運車輛上加設傳感系統(tǒng)，能夠靜態(tài)和動態(tài)測定線路鋼軌、隧道及橋梁的數(shù)據(jù)，進而實現(xiàn)了雙重檢測監(jiān)控，有效提升了高速鐵路運行中整體安全系數(shù)。除了THDS之外，還有TPDS（地面安全檢測運行狀態(tài)系統(tǒng)）、TADS（軌邊診斷早期故障系統(tǒng)）等，這些系統(tǒng)形成鐵路車輛監(jiān)控安全系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是應用網(wǎng)絡化、智能化及信息化技術，實現(xiàn)了對高速客貨車進行數(shù)據(jù)集中、動態(tài)檢測、聯(lián)網(wǎng)運行、信息共享以及遠程監(jiān)控。如今所有貨車車輛與機車上均安裝上了電子標簽，在各個編組站、區(qū)段站、分界站等都安裝上了地面識別設備，還把車號識別信息傳送到鐵路總局。總局中建立有全路車輛的動態(tài)庫，就能夠計算出各個路局目前車輛的保有量，經(jīng)過和確報信息匹配，就能夠掌握車輛是空還是重狀態(tài)，以及重車裝置的內(nèi)容與去向，掌握車輛的位置、機動車的位置等。
同時安全監(jiān)控系統(tǒng)中所用通信網(wǎng)絡也在逐漸加強自身網(wǎng)絡安全建設，其一是實行了外部訪問服務網(wǎng)、生產(chǎn)服務網(wǎng)以及內(nèi)部服務網(wǎng)三者分離，內(nèi)外網(wǎng)間需要通過身份認證進行動態(tài)隔離與交換技術。主要涉及到了計算機控制平臺、路由器、防火墻等各個系統(tǒng)的調(diào)試。現(xiàn)在如果有500個事情同時并發(fā)，隔離裝置能夠在兩秒之內(nèi)進行控制；并且采取統(tǒng)一IP地址，構(gòu)建出身份認證體系，每一個鐵路局與總局分別構(gòu)建出IA，這樣來構(gòu)成身份認證體系。其二總局通過廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)實行公匙加密技術，就實現(xiàn)了信息加密傳輸?shù)雀鞣N控制。
2.3 將智能化應用到在線監(jiān)測系統(tǒng)中
經(jīng)過幾次大提速之后，一些區(qū)段中貨車行駛的速度已經(jīng)達到了250公里每小時。隨著列車的速度提升，自然對線路、配套設施以及車輛都提出了相應要求，所以必須要建立一個連續(xù)的及密集型的巡檢工作。同時列車高速運行時，巡視檢測一定要將人身安全作為第一要素。在進行作業(yè)時一定要密切觀察來往車輛，及時到下道避讓。因此使用智能化在線檢測非常重要，也是解決運行裝備的巡檢工作合理方案。
通過移動設備檢測固定設備技術措施，極大滿足了線路中密切巡檢所需。比如機車上裝上了軌道動態(tài)檢測設備，能夠檢測軌道的線路狀況，一種方法就是測出軌道的基本參數(shù)，這種裝置大多數(shù)安裝到機車的車體上，而機車的監(jiān)控記錄器就是記錄里程錯表與車速，一旦車體的振動速度超過了門限值，能夠?qū)y到的加速值和坐標信息、車速共同放進儲存器中，再經(jīng)過轉(zhuǎn)儲器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到微機打印檢測結(jié)果。另外一種就是和高速攝像技術相結(jié)合，同時應用上GPS定位技術、圖像處理技術等，能夠高速拍攝出鋼軌的表面，同時進行故障識別與故障定位。這種智能系統(tǒng)安裝比較便利，可以安裝到軌道車及行李車上，還可以安裝到客車上，在行駛中不間斷高速拍攝鋼軌情況，自動將故障情況判斷出來并且確定出精確里程。當然該檢測功能并不單一，而是要包含自動識別擦傷、掉塊、裂紋、錯牙，還要自動檢測軌縫等等，將這種智能化的在線檢測系統(tǒng)使用到線路與客運專線上，就可以代替人工進行作業(yè)，而具備了高速度、高效率、全天候等各種作業(yè)特征，實現(xiàn)數(shù)字化檢測結(jié)果，進而形成了線路的圖像數(shù)據(jù)庫。
在線檢測機車車輛的踏面擦傷系統(tǒng)屬于檢測車輪狀況裝置，主要是檢測車輪的局部擦傷或者踏面損傷，一旦發(fā)生這些故障能夠準確預報出超差車輛擦傷大小以及位置，避免因車輪和軌道之間碰撞造成軸承損壞或者鋼軌毀壞，進而引發(fā)出列車事故，保證了高速鐵路運行安全。這種檢測系統(tǒng)是室內(nèi)設備與室外設備兩個部分共同組成。室外設備包含了振動傳感器、車輪傳感器、配管配線、室外分線箱以及相關附件；而室內(nèi)設備主要包含信號采集電路、工業(yè)控制計算機以及信號預處理裝置。
事實上高速鐵路許多地方都應用上了現(xiàn)代通信技術，比如車列尾部的風壓無線傳輸監(jiān)控系統(tǒng)、鐵路智能運輸系統(tǒng)等各個方面，這樣實現(xiàn)了高速鐵路現(xiàn)代化、高速化，同時也加大了安全性。
【關鍵詞】寬帶多媒體;通信技術;有線電視系統(tǒng);應用實踐
當前常見的寬帶多媒體通信系統(tǒng)主要是由系統(tǒng)前端設備與用戶機頂盒兩個部分共同構(gòu)成的。其在實際運轉(zhuǎn)中能實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)與電視信號的共同傳輸，并以此為基礎實現(xiàn)數(shù)字視頻數(shù)據(jù)流的重復使用以及加密處理，最終利用射頻系統(tǒng)展開數(shù)據(jù)傳輸。該系統(tǒng)在有線電視系統(tǒng)中的應用，能切實保證有線電視服務水平的提升，確保觀眾獲得高質(zhì)量的電視信息與視頻。
一、有線電視機頂盒的應用
有線電視機頂盒主要是用作高速數(shù)據(jù)的接收，利用HFC網(wǎng)和視頻、信源服務器之間建立相互聯(lián)系，并通過HFC網(wǎng)實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)流的傳輸。同時，當數(shù)據(jù)流經(jīng)UV1356調(diào)諧器時，再將其進一步調(diào)諧成36.125M中頻信號，并在通帶濾波處理后將其轉(zhuǎn)變成為數(shù)據(jù)信號，接著再將其解調(diào)成TS碼流。按照不同的需求導入電視系統(tǒng)中的不同模塊，生成具體的網(wǎng)絡接口信號，最終產(chǎn)生多種多媒體功能。通常情況下，電視機頂盒結(jié)構(gòu)被劃分成QAM解調(diào)平臺以及以太網(wǎng)、節(jié)目流、傳輸流3個適配模塊。其中，QAM解調(diào)平臺的主要應用功能是實現(xiàn)QAM調(diào)制信號的解調(diào)操作，并在處理后進行相應的TS數(shù)據(jù)流的輸出。而以太網(wǎng)適配模塊在實際應用時則主要將QAM解調(diào)平臺中傳出的TS流轉(zhuǎn)變成固定的數(shù)據(jù)流。節(jié)目流適配模塊則將數(shù)據(jù)電視廣播展開壓縮，使其成為特定的MPEG格式，該適配模塊被廣泛應用于NVDO等多種應用當中。傳輸流適配模塊主要是就MPEG-2碼流進行相應的解碼處理。觀眾在進行有線電視觀看時，主要是依靠機頂盒上的TV接口以及10Baes接口來選擇多種操作功能。當觀眾選擇TV接口進行應用時，則觀眾便能就有線電視中的數(shù)字電視節(jié)目進行觀看，屬于視頻點播。若想實現(xiàn)更加優(yōu)質(zhì)的視聽感受，觀眾也可自主的進行音響設備的連接。而當選擇10Base-T接口時，觀眾可獲得因特網(wǎng)服務與數(shù)據(jù)廣播服務，但這需要與Modem相互結(jié)合。
二、高速因特網(wǎng)的實際應用
傳統(tǒng)的網(wǎng)絡接入是建立在電話線作為媒介的基礎之上的，這種網(wǎng)絡接入模式在網(wǎng)絡運行速度方面存在著較大的缺陷，而將寬帶多媒體通信技術引進到有線電視系統(tǒng)中，則可實現(xiàn)網(wǎng)絡速度的顯著提升。而具體的實現(xiàn)方式為利用機頂盒中包含的調(diào)制解調(diào)器來改變傳統(tǒng)上網(wǎng)形式，實現(xiàn)撥號上網(wǎng)。即首先與ISP服務商之間建立相互聯(lián)系，之后再介入用戶注冊程序登錄，當用戶發(fā)出網(wǎng)絡服務指令之后，系統(tǒng)便能自動的獲得高速網(wǎng)絡響應，實現(xiàn)服務反饋。此外，為實現(xiàn)網(wǎng)絡改造成本的有效節(jié)約，技術人員也制定出了相應的上下行區(qū)別方案，這也解決了下載量遠大于上傳量的實際用網(wǎng)區(qū)別問題。而上下行區(qū)別主要表現(xiàn)在上行為電話線，下行則為光纖同軌電纜混合式網(wǎng)絡。在這種網(wǎng)絡設置的支持下，每個電視頻道中都能得到8路信息下載，并保證每路信息下載的速率都能達到4Mbps。這相比單純的撥號上網(wǎng)所獲得的上網(wǎng)速率更具優(yōu)勢，切實實現(xiàn)了數(shù)據(jù)通訊速度的大幅度提升。
三、高速數(shù)據(jù)廣播與準視頻點撥的應用實踐
高速數(shù)據(jù)廣播技術的實現(xiàn)是建立在HFC傳輸基礎之上的，系統(tǒng)在運行過程中需要不斷的由服務商處進行廣播數(shù)據(jù)的導入，并將其儲存于用戶硬盤當中。解決了網(wǎng)絡擁堵問題，并不存在用戶數(shù)量的范圍規(guī)定，將傳統(tǒng)的遠距離互聯(lián)網(wǎng)交互進行了轉(zhuǎn)換，使其成為和本機建立的近距離交互關系。改變了之前的單向廣播形式轉(zhuǎn)而形成準交互形式的系統(tǒng)，是對因特網(wǎng)的有效補充，但相比因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸功能而言其具有更明顯的優(yōu)勢。另外，該系統(tǒng)建立之后，有線電視系統(tǒng)逐漸向著多服務功能的方向發(fā)展，建立起大量的收費信息服務項目，包括電子報刊與股市動態(tài)等多種功能。用戶在使用有線電視時，可按照喜好進行針對性的信息訂閱，并利用硬盤進行相關信息的存儲。另外，視頻點播功能的引進也是寬帶多媒體通信技術在有線電視應用中的重要體現(xiàn)，其主要是指用戶能夠利用電話進行電影、專題類節(jié)目的訂閱。而節(jié)目的觀看也主要以機頂盒作為承載媒介，將其AV輸出端口和有線電視進行連接，十分方便的進行電視節(jié)目的收看。該技術在有線電視系統(tǒng)中的實際應用能在極大的程度上實現(xiàn)頻道的擴展。同時還能建立條件接收，提供收費點播等多種特色化服務，實現(xiàn)有限電視系統(tǒng)功能的不斷擴充。此外，該技術在實際應用中也能實現(xiàn)節(jié)目制作費用以及播放費用的節(jié)約。
結(jié)束語：
為進一步提高有線電視服務水平，技術人員應當積極的將寬帶多媒體通訊技術運用于有線電視系統(tǒng)設計與優(yōu)化當中，加強技術研究。通過引進機頂盒來為技術的代入創(chuàng)造條件，同時加強高速因特網(wǎng)絡、高速數(shù)據(jù)廣播等在有線電視系統(tǒng)中的應用深入。除了掌握這些技術內(nèi)容之外，技術研究人員還應當積極從國外進行先進的多媒體寬帶通信技術的引進，實現(xiàn)我國技術應用研究的深入，提高技術應用水平。
參考文獻
[1]肖景義.淺談有線電視寬帶接入網(wǎng)技術及發(fā)展趨勢[J].科技經(jīng)濟導刊,2016,(26):37.
關鍵詞：計算機；通信寬帶；無線多媒體；通信技術
中圖分類號：TN915.0
由于個人通訊服務概念的提出，人們展開了對第三代移動通信系統(tǒng)領域的競爭。最典型的是歐盟的UMTS和ITU FPLMTS的提出，是基于IMT-2000標準，并正在同步開發(fā)中。這些系統(tǒng)的研究重點是如何滿足日益增長的通信需求。隨著科學技術和人們的生活水平的不斷提高，現(xiàn)在的語音通話，各種短信、微信、數(shù)據(jù)圖像及其他通訊工具迅速發(fā)展，而且已經(jīng)全面普及，但是要想能夠提供個人通信服務功能，通信的終端必須是移動的，這就形成了無線多媒體通信快速發(fā)展的必然要求。本文首先對無線多媒體通信的需求進行調(diào)查，針對目前的情況作簡單的分析，然后重點討論無線多媒體通信技術在現(xiàn)代信息科技領域中應用的方向。
1 無線多媒體通信的需求及現(xiàn)狀分析
目前在我國，任何通信系統(tǒng)提供多媒體服務都具有十分廣闊的應用前景，由于無線多媒體通信技術具有較高的技術含量和多樣化的功能，將給人們帶來更多的便利，更受公眾的青睞，具有無限的發(fā)展空間。高科技的通信技術課題已開展了廣泛的研究，包括光纖通信、個人通信和多媒體通信等技術等課題。到目前為止，我國各大城市的數(shù)字無線通信系統(tǒng)在各個地區(qū)已經(jīng)開放使用，數(shù)字無線通信系統(tǒng)的開發(fā)空間越來越廣泛，寬帶與衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的技術目前也有課題研究，這不但為我國在本世紀的通信和信息電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了基礎，同時也為無線多媒體通信研究創(chuàng)造了若干的條件。
但是，我們面臨的諸多現(xiàn)實問題卻是不容樂觀的。大部分移動通信設備主要還是進口的，一些國外公司給我國通信現(xiàn)代化和移動通信市場的發(fā)展帶來契機，但是并沒有推動我國有關行業(yè)的創(chuàng)新開發(fā)潛力，相反給許多大中型國有企業(yè)的生存發(fā)展帶來了巨大的影響，甚至到了瀕臨破產(chǎn)的危機，通信產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)鏈還很薄弱，有很多好的資源沒有得到充分利用，比如說調(diào)頻廣播應用到電視節(jié)目，基本上不被認知，“看廣播”基本還是不被大家接受，電纜網(wǎng)絡電視如同已經(jīng)修好的公路，但是車很少。研究開始的出發(fā)點雖然不低，起步也不算晚，但是總在別人的后邊跑，仍然還是落后的。所以無線多媒體通信技術的應用和發(fā)展面臨著嚴峻的威脅，但對于我國目前的現(xiàn)狀來說更是一個難得的機會。
2 無線多媒體通信技術的應用方向
2.1 向互聯(lián)網(wǎng)融合
互聯(lián)網(wǎng)技術是未來數(shù)據(jù)通信的核心技術，創(chuàng)建各種各樣的應用服務客戶端，并通過互聯(lián)網(wǎng)進行多媒體通信是全世界的主流戰(zhàn)略。目前，雖然公共電話網(wǎng)絡的發(fā)展迅速并且強大，但是其資源利用率較低、網(wǎng)絡帶寬窄、線路通信不穩(wěn)定等，是現(xiàn)階段存在的主要問題，由于網(wǎng)絡運營商的經(jīng)驗相對不足，在通信領域，該項目的研究還相對落后。通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，使Internet網(wǎng)絡技術迅速發(fā)展并且實施開放政策，擴大分布的維護開發(fā)環(huán)境，并迅速向前推進無線通信技術的發(fā)展。
隨著這一趨勢不斷的發(fā)展，人們期待著一個規(guī)范且統(tǒng)一的網(wǎng)絡平臺，來進行發(fā)送各種類型的信息，更加有效的保護網(wǎng)絡資源，提高使用效率和更好為大眾提供業(yè)務。因此，三網(wǎng)融合是我國信息化發(fā)展的必經(jīng)之路，而且這種融合不僅是一體化的管理，實質(zhì)它是在網(wǎng)絡系統(tǒng)上的整合。互聯(lián)網(wǎng)是能夠?qū)崿F(xiàn)這種融合的最佳選擇，顯而易見，未來無論在網(wǎng)絡的基礎上怎樣進行結(jié)構(gòu)的改變，各種類型的信息通信都要統(tǒng)一到互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡寬帶的多媒體服務上來。
2.2 走向?qū)拵?/p>
有一種比喻是這樣的，有寬帶，就如有一個高速的通道，就會有一個多媒體傳輸?shù)慕橘|(zhì)。在目前的通信領域中，只有足夠快速的帶寬，才能夠快速地傳送音頻，視頻和圖像等數(shù)據(jù)的多種媒體信息。這就好比有足夠?qū)掗煹墓罚軌蜃尨罅康能嚵鲿惩ㄓ行虻男惺梗焖僭L問的信號與各種車輛流相同。因此導致寬帶受到各類組織和個人的關注，大量的投資者進行投資開發(fā)工程，每個渴望成功的企業(yè)家，以及用戶和媒體都紛紛呈現(xiàn)出來，并且十分關注。在現(xiàn)有的N-ISDN上，多媒體通信業(yè)務已基本成型，下一步是把重點放在應用寬帶多媒體通信上。未來寬帶多媒體應用光纖通信技術，其快速的發(fā)展會描繪了一幅美好的前景，據(jù)統(tǒng)計，光纖通信效率可以每10年增加100倍，并且這種情況可以持續(xù)N個10年的增長。寬帶速度的提高為寬帶多媒體技術開發(fā)的持續(xù)增長奠定了堅實的基礎。
2.3 與移動技術結(jié)合
研究手機的演變，從 1G、2G、2.5G一直到今天的3G或4G的發(fā)展過程中。第一代移動通信系統(tǒng)僅將語音通話應用為主要技術。第二代移動通信系統(tǒng)相對于第一代增加了數(shù)據(jù)接收的功能，例如接收電子郵件或打開網(wǎng)頁。完成模擬功能向數(shù)字技術的轉(zhuǎn)型，能夠更好的提供數(shù)字化的語音和準確數(shù)據(jù)服務，但是由于存在不同的網(wǎng)絡服務商（G網(wǎng)，CDMA，E網(wǎng)等），導致用戶只能在同一個系統(tǒng)的覆蓋范圍內(nèi)獲得服務提供。第三代移動通信技術是主流實時視頻的應用，快速的多媒體和移動互聯(lián)網(wǎng)接入服務，是實現(xiàn)無線通信和互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信的新一代移動通信系統(tǒng)。可以更早的實現(xiàn)共享2M的帶寬數(shù)據(jù)操作服務，并逐漸提高，最終使多媒體通信和移動通信相結(jié)合。
3G網(wǎng)絡用戶使用手機可以實現(xiàn)在世界各地任何一個角落接受衛(wèi)星通信網(wǎng)絡的服務，從而簡單的實現(xiàn)“5W”工程，也就是說，任何使用漫游的用戶可以在任何地方、任何時間與任何人通話或數(shù)據(jù)連接，提供網(wǎng)中的語音質(zhì)量相當于使有線電話的質(zhì)量，此時計算機的傳輸速度需要非常高。因此，不少專家認為，將來多媒體通信的主要內(nèi)容是移動無線多媒體通信服務，完全可以實現(xiàn)的先進的空間對接技術，并有效地利用核心包分組技術和頻譜技術的使用。
2.4 與衛(wèi)星技術結(jié)合
近年來，在通信服務、環(huán)境監(jiān)測、廣播、導航定位、地球資源勘測、國防偵察、氣象預報等領域均可以看出衛(wèi)星的巨大作用。衛(wèi)星技術已經(jīng)進入了數(shù)字化的飛速發(fā)展階段，它可以直接為用戶提供寬帶信號，直接發(fā)送到用戶接收端，沒有任何中間節(jié)點。顯然，多媒體技術和衛(wèi)星通信技術共同建立一個全球性或區(qū)域性的網(wǎng)絡，從而實現(xiàn)多媒體網(wǎng)絡的安全。更重要的是，由于應用衛(wèi)星技術的投資建設光纖的成本比地面低得多，因此市場發(fā)展空間非常大。
總之，科學技術的不斷發(fā)展，全球化經(jīng)濟水平的提高，都預示著無線多媒體通信技術的普及是未來幾年信息科技時代的發(fā)展趨勢，雖然目前的現(xiàn)狀還并不十分理想，但是我們已經(jīng)在不斷的探索未來發(fā)展的道路，而且目前也有了頭緒，現(xiàn)在要做的，就是要不斷的探索研究，讓無線多媒體通信技術能夠不斷的持續(xù)發(fā)展下去，為現(xiàn)在的計算機信息科技時代帶來先機。
參考文獻：
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關鍵詞：通信技術 現(xiàn)狀 前景
社會在進步，通信技術同樣也在發(fā)生著驚人的變化。日新月異的通信技術，令人眼花繚亂。近年來，隨著光纖技術越來越成熟，應用范圍越來越廣。在廣播電視領域，光纖作為廣播電視信號傳輸?shù)拿襟w，以光纖網(wǎng)絡為基礎的網(wǎng)絡建設的格局已經(jīng)形成。光纖傳輸系統(tǒng)具有的傳輸頻帶寬，容量大，損耗低，串擾小，抗干擾能力強等特點，已成為城市最可靠的數(shù)字電視和數(shù)據(jù)傳輸?shù)逆溌罚彩菍崿F(xiàn)直播或兩地傳送最經(jīng)常使用的電視傳送方式。隨著光纖在通信網(wǎng)絡中的應用，我國很多地區(qū)的電力通信專用網(wǎng)也基本完成了從主干線向光纖過度的過程。目前，電力系統(tǒng)光纖通信網(wǎng)已成為我國規(guī)模較大，發(fā)展較為完善的專用通信網(wǎng)，其數(shù)據(jù)、語音，寬帶等業(yè)務及電力生產(chǎn)專業(yè)業(yè)務都是由光纖通信承載，電力系統(tǒng)的生產(chǎn)生活，顯然，已離不開光纖通信網(wǎng)。
無線通信現(xiàn)狀
另一非常活躍的通信技術當屬，無線通信技術了。無線通信技術包括了移動通信技術和無線局域網(wǎng)（WLAN）技術等兩大主要方面。
無線局域網(wǎng)可以彌補以光纖通信為主的有線網(wǎng)絡的不足，適用于無固定場所，或有線局域網(wǎng)架設受限制的場合，當然，同樣也可以作為有線局域網(wǎng)的備用網(wǎng)絡系統(tǒng)。WLAN，目前廣泛應用IEEE802.11系列標準。其中，工作于2.4GHZ頻段的820.11可支持11Mbps的共享接入速率；而802.11a采用5GHZ頻段，速率高達54Mbps，它比802.11b快上五倍，并和820.11b兼容。給人們的生活工作帶來了很大的方便與快捷。
移動通信就目前來講是3G時代，數(shù)字化和網(wǎng)絡化已成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。目前，移動通信已從模擬通信發(fā)展到了數(shù)字移動通信階段。第三代移動通信技術（3rd-generation，3G），是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術。3G服務能夠同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百kbps以上。目前3G存在四種標準：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX。目前國內(nèi)支持國際電聯(lián)確定三個無線接口標準，分別是中國電信的CDMA2000，中國聯(lián)通的WCDMA，中國移動的TD-SCDMA，GSM設備采用的是時分多址，而CDMA使用碼分擴頻技術，先進功率和話音激活至少可提供大于3倍GSM網(wǎng)絡容量，業(yè)界將CDMA技術作為3G的主流技術，國際電聯(lián)確定三個無線接口標準，分別是美國CDMA2000，歐洲WCDMA，中國TD-SCDMA。原中國聯(lián)通的CDMA現(xiàn)在賣給中國電信，中國電信已經(jīng)將CDMA升級到3G網(wǎng)絡，3G主要特征是可提供移動寬帶多媒體業(yè)務。 1995年問世的第一代模擬制式手機（1G）只能進行語音通話； 1996到1997年出現(xiàn)的第二代GSM、CDMA等數(shù)字制式手機（2G）便增加了接收數(shù)據(jù)的功能，如接收電子郵件或網(wǎng)頁； 其實，3G并不是2009年誕生的，早在2002年國外就已經(jīng)產(chǎn)生3G了，而中國也于2003年開發(fā)中國的3G，但2009年才正式上市。下行速度峰值理論可達3.6Mbit/s（一說2.8Mbit/s），上行速度峰值也可達384kbit/s。不可能像網(wǎng)上說的每秒2G，當然，下一部電影也不可能瞬間完成。 “3”代表著3G時代下的移動+寬帶+固網(wǎng)+手機電視+……融合，更大膽的猜想是暗喻中國移動將超越現(xiàn)有3G概念，在TD-LTE時代提供適合上述融合業(yè)務應用的網(wǎng)絡支撐、終端、服務等等，引領人們進入真正的3G生活。
目前，中國光纖通信行業(yè)處在一個大變革，大發(fā)展的時代，是決定光纖通信行業(yè)未來發(fā)展的關鍵時期，如果抓住機遇，把握好發(fā)展方向，對于中國光纖通信行業(yè)長遠發(fā)展將具有積極的意義。首先光纖通信具有容量大和傳輸距離遠等特點優(yōu)勢，這種優(yōu)勢是其他的傳輸介質(zhì)所不能企及的。因此在未來的發(fā)展中，要充分利用這些特點優(yōu)勢，以特點來支撐先進技術的發(fā)展中，要充分利用這些特點，以特點來支撐先進技術的開發(fā)，以市場需要來引導發(fā)展方向。其次，同樣也可以加進基礎設施建設，來提升經(jīng)濟增長。寬帶基礎建設也是基礎建設的一部分，我國政府也明確提出，在下一代互聯(lián)網(wǎng)建設中，要以光纖接入網(wǎng)絡建設為主，以網(wǎng)絡建設帶動相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。下一代互聯(lián)網(wǎng)的建設作為我國擴大內(nèi)需的重大投資方向，將為光纖通信業(yè)帶來巨大的發(fā)展機遇。
另外，21世紀我們將進入信息社會―一個以人為本，更加注重精神食糧的社會，人性、環(huán)境和信息將作為社會的關鍵詞，因此在21世紀的通信系統(tǒng)將圍繞以人為本來進行研究開發(fā)。潛在的研究方向包括：如何通過智能化來補充人的能力；如何通過機器人和可佩帶設備來實現(xiàn)新的通信方式；如何克服通信質(zhì)量的限制來擴大人的空間。在人類通信中，如何很好地實現(xiàn)感情的相互傳遞是今后十分重要的課題。相信不久的將來，沿著這個研究方向我們便能友3G時代步入4G時代。4G 移動通信簡介第四代移動通信技術的概念可稱為寬帶接入和分布網(wǎng)絡，具有非對稱的超過 2Mbit/s 的數(shù)據(jù)傳輸能力.它包括寬帶無線固定接入，寬帶無線局域網(wǎng)，移動寬 帶系統(tǒng)和交互式廣播網(wǎng)絡.第四代移動通信標準比第三代標準擁有更多的功能. 第四代移動通信可以在不同的固定， 無線平臺和跨越不同的頻帶的網(wǎng)絡中提供無 線服務，可以在任何地方用寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)（包括衛(wèi)星通信和平流層通信） ，能 夠提供定位定時，數(shù)據(jù)采集，遠程控制等綜合功能.
通信技術發(fā)展前景廣闊，當然這離不開我們的努力，作為一名從事無線電通信行業(yè)的工作者，這樣的重擔便落在了我們身上，放棄浮躁，實實在在的鉆研通信專業(yè)及其相關學科成為了我們義不容辭的任務。
參考文獻：
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關鍵詞 光纖;通信;系統(tǒng)
中圖分類號TN91 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2010)18-0146-02
1 基本光纖傳輸系統(tǒng)
1.1光發(fā)射機
光發(fā)射機的功能是把輸入電信號轉(zhuǎn)換為光信號,并用耦合技術把光信號最大限度地注入光纖線路。光發(fā)射機由光源, 驅(qū)動器和調(diào)制器組成,光源是光發(fā)射機的核心。目前廣泛使用的光源有半導體發(fā)光二極管(LED)和半導體激光二極管(或稱激光器)(LD), 以及譜線寬度很小的動態(tài)單縱模分布反饋(DFB)激光器。有些場合也使用固體激光器,例如大功率的摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)激光器。光發(fā)射機把電信號轉(zhuǎn)換為光信號的過程(簡稱為電/光或E/O轉(zhuǎn)換),是通過電信號對光的調(diào)制實現(xiàn)的。
1.2 直接調(diào)制和間接調(diào)制
用電信號直接調(diào)制半導體激光器或發(fā)光二極管的驅(qū)動電流,使輸出光隨電信號變化而實現(xiàn)的。這種方案技術簡單,成本較低,容易實現(xiàn),但調(diào)制速率受激光器的頻率特性所限制。間接調(diào)制(外調(diào)制)把激光的產(chǎn)生和調(diào)制分開,用獨立的調(diào)制器調(diào)制激光器的輸出光而實現(xiàn)的。目前有多種調(diào)制器可供選擇,最常用的是電光調(diào)制器。這種調(diào)制器是利用電信號改變電光晶體的折射率,使通過調(diào)制器的光參數(shù)隨電信號變化而實現(xiàn)調(diào)制的。外調(diào)制的優(yōu)點是調(diào)制速率高,缺點是技術復雜,成本較高,因此,只有在大容量的波分復用和相干光通信系統(tǒng)中使用。
1.3 光接收機
光接收機最重要的特性參數(shù)是靈敏度。靈敏度是衡量光接收機質(zhì)量的綜合指標,它反映接收機調(diào)整到最佳狀態(tài)時, 接收微弱光信號的能力。靈敏度主要取決于組成光接收機的光電二極管和放大器的噪聲,并受傳輸速率,光發(fā)射機的參數(shù)和光纖線路的色散的影響,還與系統(tǒng)要求的誤碼率或信噪比有密切關系。所以靈敏度也是反映光纖通信系統(tǒng)質(zhì)量的重要指標。
2 光纖通信系統(tǒng)的主要優(yōu)點
重量光纖通信系統(tǒng)的主要優(yōu)點包括:傳輸頻帶寬,通信容量大;線路損耗低,傳輸距離遠;抗干擾能力強,應用范圍廣;線徑細、輕;抗化學腐蝕能力強;光纖制造資源豐富。
在網(wǎng)絡工程中,一般用62。5μm/125μm規(guī)格的多模光纖,有時也用100μm/125μm和100μm/140μm規(guī)格的光纖。戶外布線大于2公里時可選用單模光纖。在進行綜合布線時需要了解的光纖的一些基本特性,
3 特種光纖的發(fā)展
3.1 光纖光柵(Fiber Grating)
光纖光柵是利用光纖材料的光敏性在紫外光的照射(通常稱為紫外光“寫入”)下,于光纖芯部產(chǎn)生周期性的折射率變化(即光柵)而制成的。使用的是摻鍺光纖,在相位掩膜板的掩蔽下,用紫外光照射(在載氫氣氛中),使纖芯的折射率產(chǎn)生周期性的變化,然后經(jīng)退火處理后可長期保存。相位掩膜板實際上為一塊特殊設計的光柵,其正負一級衍射光相交形成干涉條紋,這樣就在纖芯逐漸產(chǎn)生成光柵。光柵周期模板周期的1/2。眾所周知,光柵本身是一種選頻器件,利用光纖光柵可以制作成許多重要的光無源器件及光有源器件。例如:色散補償器、增益均衡器、光分插復用器、光濾波器、光波復用器、光模或轉(zhuǎn)換器、光脈沖壓縮器、光纖傳感器以及光纖激光器等。
3.2 (Multi-Coremono-Mode Fiber,MCF)
多芯光纖是一個共用外包層、內(nèi)含有多根纖芯、而每根纖芯又有自己的內(nèi)包層的單模光纖。這種光纖的明顯優(yōu)勢是成本較低,生產(chǎn)成本較普通的光纖約低50%。此外,這種光纖可以提高成纜的集成密度,同時也可降低施工成本。以上是光纖技術在近幾年里所取得的主要成就。至于光纜方面的成就,我們認為主要表現(xiàn)在帶狀光纜的開發(fā)成功及批量化生產(chǎn)方面。這種光纜是光纖接入網(wǎng)及局域網(wǎng)中必備的一種光纜。目前,光纜的含纖數(shù)量達千根以上,有力地保證了接入網(wǎng)的建設。
4 光纖傳輸家庭的解決方案
對于不斷發(fā)展的寬帶業(yè)務,如網(wǎng)上辦公,會議電視,網(wǎng)上游戲,遠程診療等雙向業(yè)務和HDTV高清數(shù)字電視,上下行傳輸不對稱的業(yè)務,AD8L就難以滿足。尤其是HDTV,經(jīng)過壓縮,目前其傳輸速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技術開發(fā),可壓縮到5～6Mbps。通常認為對QOS有所保證的ADSL的最高傳輸速串是2Mbps,仍難以傳輸HDTV。可以認為HDTV是FTTH的主要推動力。即HDTV業(yè)務到來時,非FTTH不可。
FTTH的解決方案:通常有P2P點對點和PON無源光網(wǎng)絡兩大類。
F2P方案――優(yōu)點:各用戶獨立傳輸,互不影響,體制變動靈活;可以采用廉價的低速光電子模塊;傳輸距離長。缺點:為了減少用戶直接到局的光纖和管道,需要在用戶區(qū)安置1個匯總用戶的有源節(jié)點。
PON方案――優(yōu)點:無源網(wǎng)絡維護簡單;原則上可以節(jié)省光電子器件和光纖。缺點:需要采用昂貴的高速光電子模塊;需要采用區(qū)分用戶距離不同的電子模塊,以避免各用戶上行信號互相沖突;傳輸距離受PON分比而縮短;各用戶的下行帶寬互相占用,如果用戶帶寬得不到保證時,不單是要網(wǎng)絡擴容,還需要更換PON和更換用戶模塊來解決
5 光纖的數(shù)字傳播技術
數(shù)字交叉連接設備(DXC)是具有一個或多個信號端口,可以對任意之間的信號進行可控連接的設備,它兼有復用、配線、保護/恢復、監(jiān)控和網(wǎng)管多次功能。
再生器(RG)位于傳輸鏈路中途,是能夠接收STM―N信號,并經(jīng)過適當?shù)奶幚?使信號按照規(guī)定的幅度、波形和定時特性繼續(xù)向前傳送的設備。
在SDH網(wǎng)中,常采用環(huán)型自愈網(wǎng)的方式來進行保護,以增強通信的可靠性。所謂環(huán)型自愈網(wǎng)保護,就是把各個ADM節(jié)點組成一個環(huán)型,在某段線路或某個網(wǎng)元出現(xiàn)故障時,利用ADM的智能,尋找替代路由,為所傳輸?shù)男盘柼峁┍Ｗo。
SDH傳輸網(wǎng)是由一些SDH網(wǎng)絡單元組成,在光纖、微波或衛(wèi)星上進行同步信息傳送,融復接、傳輸、交換功能于一體,由統(tǒng)一的網(wǎng)絡管理操作的綜合信息網(wǎng)。可實現(xiàn)網(wǎng)絡有效管理、動態(tài)網(wǎng)絡維護、對業(yè)務性能監(jiān)視等功能,能有效的提高網(wǎng)絡資源的利用率,能滿足廣播電視干線傳輸網(wǎng)的信息傳輸和交換的要求,對提高廣播電視傳輸質(zhì)量有了質(zhì)的飛躍,因而SDH技術正成為廣播電視領域傳輸技術方面的發(fā)展和應用熱點。
參考文獻
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近年來， 可穿戴計算機 (Wearable Computer，WearComp)悄然成為研究熱點，發(fā)展勢頭非常迅猛。可穿戴計算機技術打破了傳統(tǒng)的交互模式，使人與計算機成為一體，提高了人的整體交互和計算能力。它提供了一種無處不在的計算和無時不有的交互方式。
可穿戴計算機系統(tǒng)的硬件在應用的促進下得到了長足發(fā)展。基于其特點，可穿戴計算機的各個組成部分(終端設備)一般都處于分置狀態(tài)，即“穿戴”在人體的不同部位。傳統(tǒng)的WearComp一般是利用線纜將各終端設備連接到主機的各種接口，使穿戴人肢體活動受到限制且主機的端口顯得比較冗雜。而將以藍牙(Bluetooth)以及GPRS技術為代表的無線通信技術引人可穿戴計算機中，可以進一步使可穿戴計算機的交互方式向移動性、可獲取性、自然性和簡潔性發(fā)展。相對于傳統(tǒng)的有線接口方式，無線方式的設計則更具有人性化。其中，藍牙技術解決了WearComp中各終端設備與主機的通信問題，除去了眾多線纜對人的束縛；GPRS技術使得WearComp能夠輕松地享受電信服務商提供的各項無線通信業(yè)務，且時時在線。另外，藍牙和USB總線技術的應用使得傳統(tǒng)可穿戴計算機過于冗雜的主機接口得以精簡。在這些基礎上，筆者提出了一種無線通信技術在可穿戴計算機中的應用。
1 可穿戴計算機
隨著計算機及相關元器件不斷超微型化的發(fā)展，可穿戴計算機應運而生，是人們追求“計算機以人為本”這一理念和市場需求的必然產(chǎn)物。WearComp是計算機方面具有挑戰(zhàn)性的前沿研究領域，是繼PC機、筆記本電腦和掌上電腦之后的新一代計算機，也是計算機的尖端技術產(chǎn)品。它拓展了計算機的功能，開辟了新的應用領域，用途廣泛，市場潛力巨大。作為新一代計算機(而不是新的機型)，可穿戴計算機將形成一個新的產(chǎn)業(yè)，并將深刻地改變計算機市場的競爭格局，其社會和經(jīng)濟效益不可估量。
可穿戴計算機在許多領域具有特殊用途，可廣泛應用于工業(yè)、軍事、情報、新聞、醫(yī)療、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、金融與證券、搶險與救災乃至日常生活等領域。它與UC技術、智能化住宅、智能化商業(yè)、智能化交通等相結(jié)合將使未來人類的生活方式發(fā)生巨大的變革，進入一個高度數(shù)字化和自動化的時代。工業(yè)是目前最有潛力的應用領域之一，特別是在室外、野外、水下等一些特殊場合，可穿戴計算機將發(fā)揮非常重要的作用。例如：大型復雜設備的安裝與檢修、巡視與檢查、采掘、野外勘探等。軍事是目前可穿戴計算機另一個最具潛力的應用領域，主要用于偵察、作戰(zhàn)指揮、通信、復雜武器系統(tǒng)的操作與維護及仿真演習等。根據(jù)不同的用途，可穿戴計算機的種類也是多樣化的，分別有偵察兵、炮兵、裝甲兵、步兵、后勤人員及飛行員等專用的可穿戴計算機[1]。
可穿戴計算機的主要組成部分包括低功耗嵌入式CPU、多種多樣的便攜式外設及其接口設備和能量高體積小的電源；基本外設主要有輸出設備和輸入設備。為了便于攜帶，輸出設備用頭盔顯示器或眼鏡顯示器代替了傳統(tǒng)的桌面臺式顯示器，輸入設備用語音控制或較少按鍵的袖珍鍵盤代替了傳統(tǒng)的鍵盤。另外，根據(jù)用戶不同的需求，還需配備相應的外部設備，如無線通信設備、語音輸入輸出設備、圖像采集設備、全球定位系統(tǒng)(GPS)以及各種各樣的傳感器。然而，為了將眾多的外設集成在一起，必需將相應的接口電路集成在主板上。所以接口電路設計技術是可穿戴技術中關鍵技術之一[2]。
可穿戴計算機使人機關系變得非常緊密。同時，由于各種設備裝備在人的身上，因此，安裝的位置、形狀、操作的便捷性等都要與人的自然屬性密切結(jié)合，形成一個綜合的、和諧的人機界面。這對新一代人機交互的研究提出了新的挑戰(zhàn)。藍牙技術的日漸興起為實現(xiàn)人機交互方式的最大自由度提供了一個很好的解決方案。
2 藍牙技術在可穿戴計算機中的應用
2．1 藍牙技術概述
藍牙是短距離無線數(shù)據(jù)的開放性規(guī)范。它以低成本近距離無線連接為基礎，為固定與移動設備通信環(huán)境建立一個特別連接。藍牙技術最初以取消各種電器之間的連線為目標。隨著研究的深入，藍牙技術已經(jīng)用于實現(xiàn)網(wǎng)絡中的各種數(shù)據(jù)及語音設備之間的無縫資源共享，以及工業(yè)控制網(wǎng)絡之中。
藍牙體系主要由藍牙主機和藍牙模塊兩大結(jié)構(gòu)組成。藍牙模塊中最下層是無線電(Radio)，負責最終的物理鏈接，包括信號的調(diào)制、發(fā)送和接收。
基帶(Baseband)：負責基帶鏈路控制器的數(shù)字信號處理規(guī)范。基帶鏈路控制器負責處理基帶協(xié)議和其它一些低層常規(guī)協(xié)議。基帶鏈路控制器中包含三種糾錯方案：1／3比例前向糾錯(FEC)碼、2／3比例前向糾錯碼、數(shù)據(jù)自動重發(fā)請求(ARQ)方案。
鏈路管理層(Link Manager)：攜帶了鏈路的數(shù)據(jù)設置、鑒權(quán)、鏈路硬件配置和其它一些協(xié)議。LM能夠發(fā)現(xiàn)其它遠端的LM并通過LMP(鏈路管理協(xié)議)與之通信。
主機控制接口(HCl)：通過主機控制接口HCI，可以方便地把藍牙模塊嵌入到各種數(shù)字設備中作為一個終端。
應用層：在藍牙主機上，是一些應用程序。
2．2 藍牙無線個域網(wǎng)
無線個域網(wǎng)WPAN的目的就是為了在小范圍內(nèi)能夠?qū)€人設備互聯(lián)而組成網(wǎng)絡。藍牙作為一種小范圍無線連接技術，能夠在設備間實現(xiàn)方便快捷、靈活安全、低成本、低功耗的數(shù)據(jù)和語音通信，是目前實現(xiàn)無線個域網(wǎng)的主流技術之一。
藍牙個人區(qū)域網(wǎng)PAN有兩種應用模型：一種被稱為組網(wǎng)絡GN(Group Ad-hoc Networking)；另一種被稱為網(wǎng)絡訪問點NAP(Networking Access Point)。這兩種實現(xiàn)模式分別有不同的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和協(xié)議模型[3]。組網(wǎng)被設計用來允許一個或多個藍牙設備組成一個局域網(wǎng)絡，而網(wǎng)絡訪問點提供藍牙設備進入Intemet網(wǎng)絡的能力。無論是NAP還是GN都必須提供與TCP／IP和其它網(wǎng)絡協(xié)議的無縫實現(xiàn)。圖1是GN在協(xié)議棧部分圖示[4]。
根據(jù)可穿戴計算機將組成的個域網(wǎng)的特點，采用組網(wǎng)絡模型顯然是比較合適的。
2．3 WearComp藍牙個域網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)
2．3．1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
下面以從事?lián)岆U救災技術勘察工作人員的可穿戴計算機為例，具體介紹藍牙技術的應用。根據(jù)工作人員的實際需求，該套可穿戴計算機應具有頭戴顯示器、耳機、耳麥、微型攝像機、手寫輸入板、腕式鍵盤和無線通信模塊等外設。
根據(jù)藍牙個人區(qū)域網(wǎng)PAN的組網(wǎng)絡GN模式，筆者設計的可穿戴計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成如圖2所示。其中各個終端設備和主機均內(nèi)置了藍牙模塊。
2．3．2可穿戴計算機終端設備和藍牙技術集成的實現(xiàn)
藍牙協(xié)議支持點對點和點對多點的鏈接。每個藍牙的微微網(wǎng)(piconet)中有Master和Slave兩種權(quán)限，除了Slave和Master以外，各個Slave節(jié)點之間也可以通信。在這里只以單個的piconet為主干構(gòu)建WearComp無線網(wǎng)絡。Master節(jié)點為WearComp網(wǎng)絡主控節(jié)點，實現(xiàn)信息的匯集處理功能；Slave節(jié)點為無線設備。考慮到各個無線設備之間是互相獨立的，信息融合只在Master節(jié)點完成，所以僅實現(xiàn)Master點對多Slave點的通信，形成一個星型的拓撲結(jié)構(gòu)。每個piconet有3位地址碼，即piconet的容量最多為8個節(jié)點，各個Slave節(jié)點負責對原始數(shù)據(jù)的預處理(包括濾波、補償、數(shù)字化等)和處理后數(shù)據(jù)的發(fā)送，上層是基于普通PC機或其他類型上位機(如嵌入式計算機)的Master節(jié)點，所有無線設備的信息在這
里進行更高一級處理。
在通用異步收發(fā)(UART)模式下，藍牙模塊依照標準接口使用，主控接口HCI已定義好，可以在RS232接口上實現(xiàn)。終端設備模塊攜帶與藍牙模塊兼容的接口，如RS232。通過這個標準接口，終端設備接口模塊可以與藍牙模塊連接在一起，實現(xiàn)對藍牙模塊的控制。這樣不同廠家生產(chǎn)的藍牙模塊就可以與同一種終端設備銜接。
軟件部分：整個系統(tǒng)的應用軟件可分為三部分：
(1)運行在上位機上的應用程序，包括面向用戶的圖形用戶界面、面向終端設備接口模塊層的操作(主要是對終端設備的控制和通信)，以及同藍牙模塊上的HCI固件(firmware)的通信程序。這部分可用面向?qū)ο蟮木幊陶Z言實現(xiàn)，把每個終端設備節(jié)點作為一個節(jié)點類的
實例對象，應用程序通過與實例對應的句柄訪問控制各個終端設備節(jié)點。
(2)嵌入到終端設備模塊的MCU上的程序。針對不同的MCU用匯編或是C語言寫成。主要完成原始信息的采集、處理、讀取、與HCI固件的通信、利用終端設備接口模塊層與上位機通信。
(3)藍牙模塊上的HCI固件固化在藍牙基帶模塊的Flash存儲器里。通過它實現(xiàn)終端設備模塊、上位機中軟件與藍牙硬件的通信。
硬件部分：藍牙模塊采用愛立信公司的ROK 101007，由無線電、基帶和閃存構(gòu)成，內(nèi)置支持HCI的固件，外圍有適于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)腢ART接口和USB接口，也有適于語音傳輸?shù)腜CM接口。功耗小，具有內(nèi)置屏蔽功能。主機CPU采用嵌入式Pentium，功耗僅為
1．5W，不需要風扇即可正常使用。
3 USB接口技術應用子可穿戴計算機
體積小、功能強、外圍設備多、集成度高是可穿戴計算機的主要特點之一。由于可穿戴計算機對多媒體的要求很高，要實現(xiàn)的功能很多，以至于其外設種類很多，所以要求其接口種類也比較多，如串口、MCP接口、USB接口及PCMCIA接口等。若將眾多接口都集成在一起，不但設計復雜，而且集成后的體積仍然較大，且其擴充性也較低。USB接口則將這些不同的接口統(tǒng)一起來，使用一個4針插頭作為標準插頭。在可穿戴計算機的設計中采用USB接口作為主要的外設接口，可彌補上述不足。
具體實現(xiàn)：
(1)硬件部分：在主機端采用PHILIPS公司生產(chǎn)的PDIUSBDl2獨立USB控制器。PDIUSBDl2的突出特點是特別適用于便攜式USB設備、產(chǎn)品的改型設計，以及需要高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
(2)軟件部分：USB設備的軟件設計主要包括兩部分：一是USB設備端的單片機軟件，主要完成USB協(xié)議處理和數(shù)據(jù)交換(多數(shù)情況下是一個中斷子程序)以及其它應用功能程序(例如A／D轉(zhuǎn)換、MP3解碼等)；二是PC端的程序由USB通信程序和用戶服務程序兩部分組成，用戶服務程序通過USB通信程序與系統(tǒng)USBDI(USBDevice Interface)通信，由系統(tǒng)完成USB協(xié)議的處理與數(shù)據(jù)傳輸。PC端程序的開發(fā)難度非常大，程序員不僅要熟悉USB協(xié)議，還要熟悉WINDOWS體系結(jié)構(gòu)并能熟練運用DDK工具。
USB總線驅(qū)動設計主要包括五部分，分別是向上對USB設備驅(qū)動和應用提供的函數(shù)接口USBDAPI、向下對主機控制器驅(qū)動提供的函數(shù)接口HCDAPI、USB系統(tǒng)資源、集線器驅(qū)動、系統(tǒng)配置及總線枚舉器(如圖3所示)。定義好這些接口之后，后三部分可并行設計和開發(fā)。
目前嵌入式系統(tǒng)中軟硬件產(chǎn)品種類很多。由于本文設計的USB總線驅(qū)動與USB設備和USB主機之間通過定義的標準軟件接口，對USB設備和USB主機的操作分別通過各自的驅(qū)動完成，從而避免了與硬件直接打交道，所以這部分設計與硬件和操作系統(tǒng)的相關性不大，適于各種不同的系統(tǒng)。
4 GPRS技術在可穿戴計算機中的應用
4．1 GPRS技術概述
通用分組無線業(yè)務(GPRS)是在現(xiàn)有的全球移動通信系統(tǒng)(GSM)網(wǎng)絡基礎上疊加了一個新的網(wǎng)絡，’它充分利用了現(xiàn)有移動通信網(wǎng)的設備，在GSM網(wǎng)絡上增加一些硬件設備并進行軟件升級，形成一個新的網(wǎng)絡邏輯實體。它突破了GSM網(wǎng)只能提供電路交換的思維定式，以分組交換技術為基礎，采用IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡協(xié)議，能夠提供比現(xiàn)有GSM網(wǎng)9．6kbps更高的數(shù)據(jù)速率，其數(shù)據(jù)速率可達170kbps；它可以給GSM用戶提供移動環(huán)境下的高速數(shù)據(jù)業(yè)務，包括收發(fā)電子郵件、因特網(wǎng)瀏覽等IP業(yè)務功能[5]。
由于GPRS是分組交換技術，應用了統(tǒng)計復用技術，因此GPRS開通的數(shù)據(jù)通信是按用戶數(shù)據(jù)的傳輸信息量計費，而不是按傳統(tǒng)的按時計費方式，所以對用戶而言還可以節(jié)省費用。另外，由于GPRS支持X．25協(xié)議和IP協(xié)議，因此，對于GSM網(wǎng)現(xiàn)有電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務(CSD)和短信息業(yè)務(SMS)，GPRS是補充而不是替代。
GPRS開啟了大眾移動數(shù)據(jù)應用的大門。采用GPRS技術，用戶可以得到以下好處：只對傳輸數(shù)據(jù)收費(實際用量)而對連接間隙不收費；保持永久連接；通過IP的直接ISP接人更廉價；新的應用能夠?qū)崿F(xiàn)真正的插人及操作方案；用戶可以即時接人多種服務，如：在上網(wǎng)的同時可以進行語音呼叫；手機的IP功能(互聯(lián)網(wǎng)、遙測、電子商務等)。
基于可穿戴計算機的可移動性和靈活性，能夠與外界進行良好的無線通信成為其必備的功能。因此，筆者為WearComp配備了一個基于GPRS技術的無線網(wǎng)卡。
4．2 USB接口的GPRS Modem的設計
4．2．1 硬件設計
本Modem設計中用到的主要元件包括51系列單片機W77E58、獨立的USB接口芯片PDIUSBD12及愛立信公司生產(chǎn)的GPRS模塊GM47(如圖4所示)。
圖4
W77E58是由Winbond公司生產(chǎn)的與51系列兼容的單片機。它支持40MHz晶振頻率且縮短了指令周期，具有與51系列兼容的指令集和與80C52兼容的引腳排列，以及32KB的Flash EPROM和1KB的片上SRAM；另外，它所提供的CMOS電平也與GM47模塊所提供的CMOS電平完全兼容，無需再進行電平轉(zhuǎn)換。以上這些特性都說明將單片機W77E58用于本Modem的設計是非常合適的[6]。
由PDIUSBD12和W77E58構(gòu)成的USB接口電路：PDIUSBD12的8位并行數(shù)據(jù)接人W77E58的P0口，P2．6作為PDIUSBD12的命令或數(shù)據(jù)的選擇線。PDIUSBD12與W77E58的數(shù)據(jù)交換采用中斷方式(外部中斷0)。USB設備通過四線電纜接入主機或USBHub，這四線分別是：Vbus(總線電源)、GND(地線)、D+和D-(數(shù)據(jù)線)。主機通過D+和D-上的電壓變化檢測設備的狀態(tài)：刊。
由GM47模塊和W77E58構(gòu)成的GPRS接口電路：作為一種應用終端模塊，GM47通過自帶的UART端口與控制它的MCU或PC機聯(lián)系。在UART端口引腳中，RD(串行數(shù)據(jù)輸出)和TD(串行數(shù)據(jù)輸入)作為數(shù)據(jù)口分別與W77E58的RXD和TXD連接，而CTS(發(fā)送清零)、TS(發(fā)送請求)、DTR(數(shù)據(jù)終端準備好)、DED(數(shù)據(jù)有效檢測)作為控制口分別與W77E58的P1．0～P1．3連接。這樣就完成了GM47與W77E58的通信控制連接。為了實現(xiàn)GPRS的功能，GM47模塊還需要完成SIM卡、天線、電源等部分的連接。
4．2．2 軟件設計
USB部分：W77E58對PDIUSBD12的控制軟件主要完成USB協(xié)議處理與數(shù)據(jù)交換以及其它應用功能程序。在本設計中，要求利用W77E58相對高的處理速度完成可穿戴計算機主機發(fā)來的較大數(shù)據(jù)量的處理(如經(jīng)壓縮過的視頻、音頻信號等)。
GPRS部分：GM47 GPRS模塊的軟件部分對外提供了一個控制系統(tǒng)操作的AT指令集，通過接收來自UART的AT指令，解釋并執(zhí)行相應的操作，從而實現(xiàn)無線Modem的對應功能。所有的Modem命令都是從一個特定的指令前綴(AT)開始，到一個命令結(jié)束標志結(jié)束。以下介紹幾個常用的AT指令[8]：
ATD ／／撥號指令：在后面接電話號碼，并可通過ME、SM、LD等控制字選擇號碼的來源是機器、SIM卡或是最近所撥號；
ATH ／／掛起：提示終止通話；
ATO ／／返回至在線數(shù)據(jù)模式：在通話過程中從在線控制模式轉(zhuǎn)換到在線數(shù)據(jù)模式；
AT+CGATr／／是移動終端進入或離開GPRS服務(后接“1”為進入，“0”為離開)；
AT+CGDATA ／／進人數(shù)據(jù)狀態(tài)：利用PPP等協(xié)議完成將移動終端連接到網(wǎng)絡上的操作；
AT+CGEREP ／／GPRS事件報告；
【關鍵詞】現(xiàn)代電話通信技術；電力自動化；應用
1電力自動化概述
通常電力自動化主要包括：通訊網(wǎng)絡；自動化的控制設施；就安靜繼電保護技術等等。為用電客戶提供先進可靠的監(jiān)控設施進行遠程實時的檢測與管理，以便及時發(fā)現(xiàn)故障，及時解決。進而保證電力系統(tǒng)安全可靠的工作運行，并可以不斷優(yōu)化電力負荷，其管理靈活方便。近年來，我國計算機網(wǎng)絡技術與遙控技術的不斷發(fā)展進步，有效促進了我國電力系統(tǒng)自動化發(fā)展，許多原先看上去各不相關的技術相互融合，共同發(fā)展，進而實現(xiàn)電力系統(tǒng)高度的集成化、智能化與自動化，為了適應市場經(jīng)濟的發(fā)展需要，電力系統(tǒng)自動化與一體化管理是必然的發(fā)展趨勢，電力自動化一定要緊跟通信技術、計算機技術和其他IT技術的發(fā)展趨勢。通常來說電話通信遙控和常規(guī)遙控的方式比較而言，我們并不需要專門布設線路，傳輸通道是可以共用的，其具備良好的由于性，現(xiàn)代電話通信技術主要是利用現(xiàn)有的無線移動電話網(wǎng)絡與固定電話網(wǎng)絡，與用電客戶的電話交換網(wǎng)絡來共同組成的，就目前來說推動網(wǎng)絡是非常完善的，幾乎沒輻射不到的地方，聯(lián)通網(wǎng)絡系統(tǒng)與城市小靈通系統(tǒng)在不斷發(fā)展進步，電信網(wǎng)絡也發(fā)展迅速，有效促進了我國電話有線和無線網(wǎng)絡相互結(jié)合到達全國聯(lián)網(wǎng)，使得電網(wǎng)通信遙控不收距離的限制。方便靈活的移動、聯(lián)通、電信等無線短信通信系統(tǒng)，不僅僅卡哇伊跨越省市，甚至可以跨越國家來傳送信息，并且每條短信信息在國內(nèi)僅僅一毛錢就可以了，所以，我們利用手機短信，實現(xiàn)超遠程的遙控設備，以及報警是一項非常好的選擇，其應有成本也比較低，使用起來也比較便捷簡單，因此，被廣泛應用在各行各業(yè)，電力自動化系統(tǒng)也不例外。
2現(xiàn)代電話通信技術在電力自動化中的重要作用
近年來，我國電力系統(tǒng)電網(wǎng)的改造不斷深入，電力自動化發(fā)展已經(jīng)成為現(xiàn)代我國電網(wǎng)的發(fā)展趨勢。現(xiàn)代電話通信技術是一種可以進行遠程監(jiān)督與遙控的通信技術，我們通過把現(xiàn)代電話通信技術應用在電力自動化中，可以充分利用現(xiàn)代電話通信技術的特點，充分實現(xiàn)對電力自動化系統(tǒng)與電力設備進行遠程實時的監(jiān)控與維護管理。我們通過把現(xiàn)代電話通信技術應用在電力自動化中，可以使得電話與移動網(wǎng)絡的施工建設具備施工周期比較短，遙控的費用比較低，以及手機的短信非常方便靈活等特點，在確保電力自動化可以安全穩(wěn)定的工作運行與保證電力企業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展中起著非常重要的作用，所以，現(xiàn)代電話通信技術是一種運行工作費用比較低、應用起來比較簡捷與可靠性比較高的運程遙控技術，值得在現(xiàn)代電力自動化系統(tǒng)中被廣泛的推廣與應用。應用現(xiàn)代電話通信技術可以實現(xiàn)對電力自動化系統(tǒng)進行實時的運行監(jiān)控和維護管理，是現(xiàn)代我國電網(wǎng)系統(tǒng)與電力調(diào)度自動化系統(tǒng)研究的新方向。通常來說，現(xiàn)代電話通信技術在電力自動化中的重要作用主要有以下三點：
2.1實時監(jiān)控電力系統(tǒng)
現(xiàn)代電話通信技術在電力自動化系統(tǒng)中的應用，可以有效對電氣自動化系統(tǒng)與電氣設備的工作運行狀況進行實時監(jiān)控，在檢測出故障之后，可以及時準確的采取解決措施來處理，迅速解決故障，進而確保電力自動化系統(tǒng)與電氣設備的工作運行更加穩(wěn)定、安全與準確，特別是現(xiàn)代電話通信技術具備遠程遙控、維護管理以及診斷等方法，進而有效促進了電力自動化的健康發(fā)展。
2.2建設成本比較低
現(xiàn)代電話通信技術和常規(guī)遙控方法相比較而言，并不需要設置專門的信息傳輸通道譽通信線路，我們可以利用用電客戶電話的交換網(wǎng)絡、無線移動的電話網(wǎng)絡，以及有線固定電話的網(wǎng)絡等等，非常便利，也不需要投入更多的施工成本，電話通信的網(wǎng)絡也不受遙控距離的限制條件，可以進行全天候、實時的監(jiān)控，也可以跨越省市、甚至是跨國來傳送與控制。
2.3維護費用比較低
我們利用移動手機、辦公電話、以及住宅電話等等，可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控與診斷電力自動化系統(tǒng)與電氣設備的運行狀況，實現(xiàn)使用比較簡單、運行安全可靠、成本造價低，并可以大大降低維護管理費用。我們把現(xiàn)代電話通信技術應用在電力自動化系統(tǒng)中，可以利用現(xiàn)代電話通信技術全面監(jiān)控整個電力自動化系統(tǒng)的工作運行，以便及時準確地發(fā)現(xiàn)電力自動化系統(tǒng)中可能存在的故障，迅速采取有效針對性來解決故障，進而降低電力自動化系統(tǒng)故障處理的維護管理費用，降低維護管理工作人員的勞動強度，可以使得電力企業(yè)獲取較大的經(jīng)濟效益與社會效益。
3現(xiàn)代電話通信技術在電力自動化中的具體應用
3.1移動手機短信通信技術的應用
隨著我國科學技術的飛速發(fā)展，現(xiàn)代通信技術也得到了快速發(fā)展，航天技術與電話通信技術相互結(jié)合，使得移動手機通信技術得到了快速發(fā)展以及廣泛應用。手機短信遙控電路技術是移動手機通信技術在電力自動化中的典型應用。在以前移動手機可以通過短信控制太空中的衛(wèi)星，并且讀取衛(wèi)星上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，現(xiàn)如今在裝上藍牙系統(tǒng)之后，我們可以采用無線方式接收與發(fā)射信號，這樣可以有效控制衛(wèi)星，并實時監(jiān)控電力自動化。其原理主要是：手機短信遙控電路技術集合了來電顯示、過濾器、短信內(nèi)容的提取等模塊，在移動電話的控制模塊里面輸入具有一定權(quán)限的手機號碼，同時編制遙控指令的短信內(nèi)容之后，只有具備相應資格的手機號碼與正確短信內(nèi)容，才有可能接收短信內(nèi)容，進而實現(xiàn)遙控電力自動化，不然是沒有辦法驅(qū)動遙控對象的，就會拒絕執(zhí)行短信內(nèi)遙控命令，進而保證了傳輸信息的安全性。
3.2DTMF撥號遙控技術的應用
在實際工作中，DTMF信號作惡一種穩(wěn)定性與可靠性都相對比較高的實用通信技術，被最早應用在程控電話的交換系統(tǒng)中。一般情況下，DTMF信號主要包括以下二種：①高音組。主要包括1633Hz，1477Hz，1336Hz和1209Hz。②低音組。包括941Hz，852Hz，770Hz和697Hz。一共共八種頻率信號，DTMF撥號遙控技術一般是八選二的方法，分別在高音組與低音組里面分別選擇一個信號來組成復合信號，進而形成十六組特定編碼的遙控信號系統(tǒng)。DTMF撥號遙控技術在電力自動化中的應用的原理是：在遠端電話控制模塊里面設置具有遙控權(quán)限的電話，并且保證電話號碼具有一定的身份遙控功能。我們在當撥號驗證通過的時候，通信系統(tǒng)可以提供相應的提示信息，并且進行相應的DTMF編碼撥號，驅(qū)動相應的遙控對象動作。對于下線沒有相應權(quán)限的電話，則不給予以接聽與撥號。DTMF撥號遙控指令編碼方案主要以下包括九種：①第一路開關。遙控開啟撥號編碼為1*，遙控關閉撥號編碼為1#。②第二路開關。遙控開啟撥號編碼為2*，遙控關閉撥號編碼為2#。③第三路開關。遙控開啟撥號編碼為3*，遙控關閉撥號編碼為3#。④第四路開關。遙控開啟撥號編碼為4*，遙控關閉撥號編碼為4#。⑤第五路開關。遙控開啟撥號編碼為5*，遙控關閉撥號編碼為5#。⑥第六路開關。遙控開啟撥號編碼為6*，遙控關閉撥號編碼為6#。⑦第七路開關。遙控開啟撥號編碼為7*，遙控關閉撥號編碼為7#。⑧第八路開關。遙控開啟撥號編碼為8*，遙控關閉撥號編碼為8#。⑨第一到八路開關。遙控開啟撥號編碼為9*，遙控關閉撥號編碼為9#。
3.3電話振鈴遙控技術的應用
一般來說，電話振鈴遙控技術的振鈴遙控主要是由提取來電顯示的號碼、振鈴電壓、號碼過濾器等等，這些模塊共同組成，把具有一定權(quán)限的移動電話，或者固定電話設置在遠端電話的控制模塊里面，主要可以確保該電話號碼具有相應的“身份證”功能。電話振鈴遙控技術的遠端控制模塊僅僅接收具有一定權(quán)限電話的振鈴信號，進而驅(qū)動相應設施來遙控電路，進而按照相應狀態(tài)的信息數(shù)據(jù)回傳輸給遠端的電話，將振鈴遙控信號進行回傳。另外，我們還需要選擇不同傳感器進行連接，例如：單片機的電路，電路的接口用下沿觸發(fā)，觸發(fā)電平自高而下，從5~0V。對于那些沒有權(quán)限的電話，則不給予以接收振鈴的信號，那么可以沒有辦法也驅(qū)動遙控設施來遙控電路。
4結(jié)束語
總而言之，在電力自動化中現(xiàn)代電話通信技術的具體應用，大大提高了電力系統(tǒng)自動化的性能，有效促進了我國電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻
[1]李勝利，趙曼.淺析現(xiàn)代電話通信技術在電力自動化中的應用[J].科技與創(chuàng)新，2016，23（11）：204~205.
關鍵詞：GIS系統(tǒng)；物流運輸；路徑問題
1 選題背景和研究意義
運輸物流是現(xiàn)代商品流通環(huán)節(jié)的基礎行業(yè)，對商品流通體系，甚至整個國民經(jīng)濟都有著舉足輕重的意義。隨著運輸物流業(yè)的發(fā)展，人流、物流、資金流、信息流等生產(chǎn)要素將會加速發(fā)展，特別是信息流的提速，對物流運輸企業(yè)的發(fā)展有著深遠影響。實際上就是利用信息對供應鏈上所有企業(yè)的計劃、協(xié)調(diào)、服務和控制等活動進行更有效地精細化管理，由物流信息的功能，使得物流信息在整個運輸企業(yè)中占有越來越重要的地位。信息是現(xiàn)代運輸物流的靈魂，在物流各環(huán)節(jié)中綜合應用，是現(xiàn)代運輸物流區(qū)別傳統(tǒng)運輸物流的根本標志，是物流技術中發(fā)展最快的領域。以信息技術為核心，應用地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）等信息技術，對物流的發(fā)展將產(chǎn)生不可估量的經(jīng)濟價值。
GIS系統(tǒng)是對異構(gòu)數(shù)據(jù)的收集、管理、分析顯示等功能為用戶進行控制、路徑規(guī)劃、提供決策實現(xiàn)了有效途徑，以基礎地理信息數(shù)據(jù)作為框架，區(qū)域內(nèi)物流數(shù)據(jù)在空間上得到集成，不同區(qū)域的數(shù)據(jù)實現(xiàn)了無縫對接，從而保證決策依據(jù)的科學性和準確性。基礎地理信息與物流業(yè)的專題信息有機結(jié)合將完善物流信息系統(tǒng)的決策功能，對物流過程的全面控制和管理，滿足物流業(yè)對基礎地理信息的急迫需求[1]。
2 GIS系統(tǒng)在運輸物流信息管理過程的應用
地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System，GIS）是集地理學、計算機、地圖學、衛(wèi)星遙感技術于一體的信息系統(tǒng)，又稱為“資源與環(huán)境信息管理系統(tǒng)”，是一種特殊的空間信息系統(tǒng)，在計算機硬件、軟件的支持下，對整個或部分地球表層（含大氣層）的地理數(shù)據(jù)進行采集、分析、儲存、管理、模擬顯示的技術系統(tǒng)。在運輸過程中GIS信息管理系統(tǒng)能夠彌補時間和空間具有離散性的缺陷，也可以利用GIS系統(tǒng)的運算能力，整合客戶數(shù)據(jù)資源，結(jié)合智能化來提高運輸物流業(yè)的決策效率。
GIS應用于物流操作的過程中，對車輛運輸路線的設定、調(diào)度方面起到了信息的查詢、分析和決策的重要作用。在運輸管理方面提供了問題解決、模型建立等措施。目前發(fā)達國家已研發(fā)出借用GIS系統(tǒng)平臺為物流運輸企業(yè)提供專業(yè)的分析軟件，一套分析軟件包括車輛路線模型（最短路徑模型）、設施定位模型、監(jiān)測控制模型等。因此，加大對GIS系統(tǒng)在物流運輸信息管理過程中的推廣，對物流企業(yè)管理實現(xiàn)智能化，降低運輸成本，提高效率是至關重要的。
2.1 最短路徑模型
目前GIS系統(tǒng)應用開發(fā)平臺集成了最短路徑分析模塊[5]。假設需要解決由一個起點到達多個終點的貨物，在運輸途中如何控制物流運輸費用，又能保證服務的質(zhì)量，包括決定使用多少臺車，每臺車的具體路線最短等詳細的問題。同時也可以根據(jù)車輛的載重量、客戶的分布范圍、路線的交通狀況等因素設定限制條件進行計算，得出一個最優(yōu)的運營方案。結(jié)合GIS所采集到的數(shù)據(jù)對公司的運輸線路進行優(yōu)化，以尋求最短路徑為目標的路徑規(guī)劃模型。
2.2 設施定位模型
用于確定一個或多個倉庫設施的具置模型[2]。在物流行業(yè)中，倉庫和運輸線路構(gòu)建了整個物流運輸網(wǎng)絡，倉庫處于運輸網(wǎng)絡的節(jié)點上，節(jié)點間決定著線路，根據(jù)供求貨量的實際結(jié)合最優(yōu)成本等原則，在既定范圍內(nèi)要設立多少個倉庫，每個倉庫的具體選址，以及相互間的關系等諸多問題。在實際過程中，利用此模型就能很容易解決此類問題。
2.3 監(jiān)測控制模型
經(jīng)過GPS全球定位系統(tǒng)，將信號傳送到車輛信息控制中心。由差分技術運算出車輛的大概位置信息，然后由GIS系統(tǒng)將位置信號用地圖形式顯示出來，這樣客戶、物流企業(yè)就可以及時了解車輛的運行狀況，讓不同地點的流動車輛變得透明可控。還能發(fā)送指令遠程控制車輛，對行駛進行限速監(jiān)督、路線偏移提醒、疲勞駕駛預警、危險路段提示、緊急情況報警、求助信息發(fā)送等安全管理保障駕駛員、貨物、車輛及客戶財產(chǎn)安全。
3 GIS系統(tǒng)對物流管理信息系統(tǒng)支持的瓶頸
GIS信息系統(tǒng)技術與物流管理的集成，是對物流運輸管理平臺進行數(shù)據(jù)庫建設；信息系統(tǒng)的實現(xiàn)；信息提取和顯示以及應用分析等幾個主要的階段；其技術瓶頸就是在于對數(shù)據(jù)和功能的集成。其獨特之處就在于它對地理空間分析能力、快速的空間定位搜索和復雜的查詢功能、強大的圖形處理和表達、空間模擬和決策支持等，可產(chǎn)生常規(guī)方法難以獲得的重要信息，這是GIS系統(tǒng)應用的主要貢獻。
對數(shù)據(jù)和應用功能的集成，其核心問題就是對異構(gòu)數(shù)據(jù)進行集成。首先需要對異構(gòu)數(shù)據(jù)劃分為同構(gòu)數(shù)據(jù)，如基于中介數(shù)據(jù)（Metadata）的系統(tǒng)集成，關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理的集成等；或者將異構(gòu)數(shù)據(jù)規(guī)劃為同構(gòu)的過渡數(shù)據(jù)[4]，如基于結(jié)構(gòu)化查詢語言（SQL）的集成，目的是在于形成的數(shù)據(jù)或過渡數(shù)據(jù)可以直接被系統(tǒng)所使用。常用的方式就是針對RDBMS的集成，利用標準SQL語言實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫與管理系統(tǒng)的分離，Oracle、DB2、INFONMIX等數(shù)據(jù)庫均能支持上述操作。
4 結(jié)束語
目前我國物流應用管理軟件主要是集中于兩種開發(fā)途徑[3]：一是利用國外已成熟的GIS技術再次進行系統(tǒng)完善的開發(fā)，這是目前我國物流行業(yè)信息化管理主要采的一途徑；二是針對客戶在具體應用中存在的問題來開發(fā)與之相匹配的管理系統(tǒng)，但由于后者由于成本高、開發(fā)周期長，并且還存在系統(tǒng)的安全性、靈活性、可靠性等關鍵問題，導致物流市場運輸企業(yè)實際應用的比較少。
隨著技術的成熟，運輸業(yè)的發(fā)達，市場經(jīng)濟的繁榮，上述問題有望在不久將來都能得到解決。而且隨著市場的發(fā)展，GIS信息技術的推廣，必將是提升物流企業(yè)的信息化程度，使日常運營職能常態(tài)化，這不僅提高企業(yè)的運作效率，也提升了企業(yè)形象，為爭取潛在的客戶市場打下了良好的基礎。
參考文獻
[1]吳信才.地理信息系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.
[2]劉官文.論GIS系統(tǒng)在物流配送中的應用[J].改革與開放，2009（5）：93-95.
[3]劉貴明.地理信息系統(tǒng)原理及應用[M].北京：科學出版社，2010.