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【關鍵詞】 電子式互感器 數字同步 數字通信
前言:最近這些年,電子式互感器越來越多的應用于各地的數字化變電站。電子式互感器能夠大面積普及,主要要感謝今年嵌入式技術和以太網的通信技術獲得了長足的發(fā)展。電子式互感器與傳統(tǒng)的電磁式互感器相比,具有相當大的優(yōu)勢,今后取代電磁式互感器的地位已屬必然。電子式互感器在功能上分為數字信號處理和數字通訊兩大部分。由于電氣量采集方式的改變,數字同步問題逐漸凸顯,成為了一個亟待解決的問題,另一方面數字通信問題也不可忽視。本文將重點研究數字同步和數字通信問題,為當前電子式互感器的發(fā)展提供解決方案。
一、電子式互感器的概念和特點
1、電子式互感器的概念。電子式互感器分為兩個大類,一種是光學無源式,另一種是非光學有源式。這兩類的共同特點是都要通過采集器來采集模擬電信號,然后進行將采集來的電信號下傳的功能。光學無源電子式互感器和非光學有源電子式互感器的主要區(qū)別在于傳感原理和外部接口。非光學有源電子式互感器又有一個別名,叫做羅氏有源電子式互感器,因為在這種電子式互感器的內部結構中,需要使用羅氏線圈來將電信號下傳,擁有廣闊的應用前景和強勁的發(fā)展勢頭。而光學無源電子式互感器則是利用光學原理來進行傳輸信號的工作,在信號變換上有自身的優(yōu)勢[1]。
2、電子式互感器的特點。電子式互感器之所以能夠快速普及,是因為它解決了過去的電磁式傳感器存在的一些固有問題。首先電子式互感器在精度上有了較大的飛躍,而且它的精度比較不容易受到外界因素的影響,相對穩(wěn)定。其次,由于電子式互感器卓越的絕緣性質,使它在使用時的安全系數大大提高了。第三,電子式互感器的動態(tài)范圍大,規(guī)避了其他互感器開路或者短路的意外風險。第四是電子式互感器沒有鐵芯,不必擔心鐵磁諧振。第五是電子式互感器靈活、輕便,適合于移動工作[2]。
二、電子式互感器與數字同步
數字同步技術對于整個電力系統(tǒng)有著特殊的重要意義,由于電力設備類型的不同,不同的電力設備產生的電壓信號和電流信號都必須通過數字同步技術來實現(xiàn)統(tǒng)一。在目前的技術水平限制下,PPS碼和B碼是使用最為廣泛的兩種同步方式。這兩種同步方式的共同點是能夠以秒為單位來實現(xiàn)同步,其同步頻率較高,能夠對數字偏差進行實時地調節(jié)[3]。在電力系統(tǒng)中,各種不同種類的設備從產生電壓和電流信號到數字同步處理完成的整個過程當中,最嚴重的問題就是告誡FIR濾波器導致的群延遲,這是導致數據同步出現(xiàn)延時的一個主要問題[4]。解決這個問題,光是靠從前所謂的插值運算是無法解決的。因為傳統(tǒng)的插值運算方法在采集到處理的整個過程中無法對電流和電壓信號進行有效的操作和控制。要解決這個問題,必須換一個思路,嘗試用一種新的方式,即兩極同步的方式來進行處理。兩極同步的方式的優(yōu)勢主要有:首先兩極同步可以用數字移相器將滯后的數字信號前移;其次,可以在使用差值計算的同時對信號進行精確處理。但是這個方式仍然有一些問題,在實際運用中要特別注意。
三、電子式互感器與數字通信
在討論電子式互感器與數字通信技術的關系時,需要先了解使用IECE標準的MU服務器的基本結構。如果我們熟悉MU服務器的基本結構,我們就應當能夠發(fā)現(xiàn),在實際工作過程中,服務器所采集的十幾路數字信號最后被分配到了兩路數據集當中。在現(xiàn)有的技術水平限制下,測量值和保護值在發(fā)送時需要考慮到多種因素,為了在實際上保證數字通信的順利進行,需要在發(fā)送時把握好時間差。這是因為采樣值需要和對應的電壓和電流信號一起發(fā)送。
結論:在現(xiàn)代社會中,電是所有行業(yè)的生命線,維護電力系統(tǒng)的高效與穩(wěn)定是每個電力人的夙愿和追求。由于不同的電子設備標準配置千差萬別,電壓和電流信號并不相同,就需要在數字化變電所中實現(xiàn)互感。新的電子式互感器解決了以往電磁式互感器的問題,逐步普及,進而取代了電磁式互感器的地位。本文首先婆媳了電子式互感器的概念和特點,介紹了電子式互感器之所以能夠快速普及的原因,進而深入討論了電子式互感器與識字同步技術和識字通信技術的關聯(lián)和應用以及相關的局限。本文在討論解決技術相關問題局限上提出了自己基于實際研究工作的觀點和看法,為電子式互感器的應用做出了微薄的貢獻。
參 考 文 獻
[1]羅彥.IEC61850標準在智能變電站過程層中的應用研究[D].大連理工大學,2012.
[2]張志.電子式電流互感器在線校驗關鍵技術及相關理論研究[D].華中科技大學,2013.
關鍵詞:數字微波;通信技術;廣播電視;現(xiàn)狀;前景
數字微波屬于通信過程中的一種傳輸方式,它主要是以微波的形式來完成數字信息的傳輸,在傳輸的過程中和電波空間進行有機結合,這樣就能夠對一些相互沒有關聯(lián)的數字信息進行傳輸,然后根據傳輸情況進行再生中繼。一方面,微波通信技術是當今社會傳媒中一種重要的、發(fā)展迅速的傳輸方式;另一方面,我國在通信技術領域有很多種技術,比如光纖通信的應用就非常廣泛,這樣就會使微波通信技術面臨很大的競爭,微波通信技術就需要利用自身的優(yōu)勢去拓展發(fā)展空間,以滿足通信的實際需求,并在發(fā)展中提高技術含量[1]。
1數字微波通信技術的特點
數字微波通信技術的特點包括以下幾方面。(1)抗干擾能力強,線路噪聲低數字通信比模擬通信的抗干擾能力強,同時在通信過程中不會累積太多的線路噪聲。數字信號具有再生的能力,可以確保在通信過程中中繼通信的線路噪聲不會積累。如果通信過程中出現(xiàn)信號干擾導致信號產生誤碼,那么這些誤碼在整個傳輸中一般無法消除,將會在傳輸過程中不斷地積累。(2)保密性強一般情況下,數字信號的加密功能比較容易實現(xiàn),數字微波通信采用擾碼電路,同時能夠根據當前情況對加密電路進行設置。另一方面,數字微波通信中有一個天線設備,它具有很強的方向性,如果接收方和數字微波發(fā)射信號的方向有較大的偏離,將無法接收到微波信號[2]。(3)容易構建數字通信網對于數字微波通信技術,主要實現(xiàn)的是對數字信息的交互,能夠方便地與各種類型的數字通信網進行交互,然后通過計算機來完成對交互的管理和控制。(4)占用空間少數字微波通信技術在傳輸過程中所占用的空間比較少,這樣就可以降低成本,因為傳輸物質是數字信號,這樣在集成性的設備中傳輸不會產生太多的能量損耗,另一方面,數字信號自身有著較強的抗干擾性,這樣就可以降低微波通信設備的發(fā)信功率,正常情況不會多于1瓦特,在節(jié)能方面具有較明顯的效果。
2微波通信技術在廣播電視信號傳輸中的現(xiàn)狀
當前,微波通信技術在廣播電視信號傳輸中的應用非常廣泛,我們通過以下5部分來進行分析。(1)廣播電視的專用衛(wèi)星一般包括C波段和Ku波段兩個波段的轉發(fā)系統(tǒng),數字信息在傳輸時,廣播電視臺的播控中心首先把信號傳輸到發(fā)射站,發(fā)射站將該信號進行相應的調制后,再將信號以C波段和Ku波段信號發(fā)送到衛(wèi)星。在實際傳播過程中,衛(wèi)星將微波信號發(fā)送到發(fā)射站,發(fā)射站再通過相應的設備和技術對衛(wèi)星轉播的節(jié)目質量進行監(jiān)測。下一步是由星載轉發(fā)器對各個上行站的微波信號進行接收,將接收到的信號進行檢驗,合格的信號需要再進行調制等相關處理,然后通過發(fā)射站將信號傳輸到各個服務區(qū)[3]。(2)由于電視廣播傳輸過程中覆蓋面積比較廣、傳輸中信息質量比較高以及成本相對比較低,在維護方面也比較容易,因此在實際的數字信號傳輸中,衛(wèi)星數字通信可以在多個距離比較遠的地面站間進行通信,這樣就能夠滿足更多用戶的收看。(3)衛(wèi)星數字廣播作為一種傳輸技術,在廣播電臺數字傳輸體系中是非常重要的,該技術能夠對節(jié)目進行采集、制作和播控等操作,把節(jié)目信號發(fā)送到地球站,其傳輸介質一般有光纜和微波。(4)數字微波的傳輸方式多種多樣,主要包括微波、衛(wèi)星以及光纜等,這些方式相互結合,共同完成數字信號的傳輸,實時地為視頻直播、音頻直播平臺提供綜合性的傳輸信號,同時能夠在直播中對四路標清視頻轉播信號以及多路音頻轉播信號進行采集。(5)數字微波技術還有一個重要應用,即能夠實現(xiàn)現(xiàn)場直播的傳輸。在每天正常的工作過程中,能夠給節(jié)目直播提供應有的支持,使現(xiàn)場直播變得輕松便捷,同時能夠為有線數據通信、電臺網站多路視頻直播中信號的采集以及衛(wèi)星傳輸進行技術上的支持和幫助[4]。
3數字微波通信技術的發(fā)展前景
隨著傳媒技術的發(fā)展,光纖通信正在各個領域普及,給數字微波通信帶來了很大的壓力,但數字微波通信技術存在很多優(yōu)勢,因而在通信領域仍然有較好的前景。三網融合的發(fā)展如火如荼,三網既有競爭又有合作,一方面強調技術升級,服務統(tǒng)一,各網實現(xiàn)互通以及資源共享,共同為用戶服務,另一方面又要各自發(fā)展,發(fā)揮優(yōu)勢,充分競爭。過去微波通信技術在廣播電視方面有較多應用,當時我國建立了許多的廣播電視無線微波傳輸網,這些網絡覆蓋范圍廣,從我國當前形勢來看,這樣的網絡只能用于廣播電視信號傳輸,造成了很多的資源浪費。在三網融合的大趨勢下,微波傳輸技術需要根據當前形勢,在廣播電視網絡基礎上進行改造,將三網傳輸的方式進行統(tǒng)一,為廣大客戶提供專線服務,包括ATM和TDM等功能,通過數字微波通信技術對數字廣播電視進行組網,完成移動終端的高技術和低成本覆蓋,這樣才能夠大大節(jié)省網絡終端的成本,更加充分地發(fā)揮優(yōu)勢,提升服務能力。寬帶無線接入是一種通信技術,在高速數字傳輸業(yè)務激烈競爭的形勢下,寬帶無線接入將得到大力的支持和發(fā)展。
本地多點分配業(yè)務(LMDS)是寬帶無線接入的一個代表,它主要在26~28GHz的微波段進行工作,通過和光纖以及衛(wèi)星通信進行比較,我們能夠發(fā)現(xiàn)LMDS技術在建設過程中所需成本最低,并且建設方便,在較短的時間內就能夠實現(xiàn)組網,維護成本也相當低,所以LMDS被叫作無線光纖,LMDS在歐美已經有了較多應用,在我國也有廣闊的發(fā)展空間[5]。
作者:溫鵬翔 單位:黑龍江省新聞出版廣電局微波總站
參考文獻:
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現(xiàn)今人們能夠跨空間、時間無障礙溝通交流,得益于通信網絡與數字電子技術的結合[1]?,F(xiàn)階段人們生活如購物、出行、工作等各方面的效率明顯升高。在溝通交流無障礙下,人們與外界的聯(lián)系更加緊密。加上信息全球化的趨勢,人們更容易獲取世界中的很多信息??偠灾?,人們的生活方式、效率等均發(fā)生了翻天覆地的變化。而這些變化原因主要是數字電子技術與通信技術的結合運用和發(fā)展。筆者針對通信網絡中的數字電子技術運用進行分析和研究。
1數字電子技術的重要性
數字電子技術的運用可以發(fā)揮其數字化的優(yōu)勢,使通信完全數字化。數字化的通信可以達到高效傳播信息的效果[2]。極大提高通信的速率,以滿足大量信息快速傳輸的需要。數字信號本身具有多種不可比擬的優(yōu)點。在傳輸的過程中,數字化信息具有很強的抗干擾能力,避免信號偏差或丟失[3]。因此,能夠實現(xiàn)長距離、高速等傳輸信號。在信息的存儲方面,數字化的信號轉化的操作相對簡單,存儲十分方便。由于信號傳輸途徑中,會存在一些信息泄露的危險。這對于需要保密的信息傳輸十分不利。數字化信號是一種能夠進行加密安全的信號,安全性較高。在信號解密方面的操作也較為簡單。因此數字信號的運用在開放的網絡平臺中,對需要加密、保密的信號十分適用。而保密的工作在數字化信號的運用后,主要采用數字邏輯運算的方法進行保密,工作難度明顯降低。數字電子技術所使用的設備是集成化的設備,集中性高,便于管理。另外,數字化電子技術還可以進行綜合數字化??偠灾渚哂卸喾N優(yōu)勢,為通信網絡的發(fā)展提供極大的助力。一般而言,計算機采用的信號類型與數字通信信號基本相同,都是二進制代碼類型。因此,數字信號可以應用在計算機中,而計算機可以接收數字信號,從而兩者相互聯(lián)網。通過運用計算機的平臺,對獲取的數字信號進行轉化、處理,從而可以實現(xiàn)信號通信。另外,計算機運用數字信號后,能夠實現(xiàn)網絡管理自動化、智能化??梢?,現(xiàn)階段數字電子技術的優(yōu)勢眾多,在通信網絡中應用廣泛,兩者密不可分。
2網絡通信特點
網絡的準入幾乎沒有門檻,是一個高度開放的平臺。在網絡中,可以實現(xiàn)信息的共享、傳遞。網絡信息對時效性有很高的要求,即要求信息更新的及時和快速。網絡信息的更新與信息傳輸速度有關。一般而言,人們在用網時,希望信息能夠實時更新。例如在訪問網頁時,如果網頁有新動態(tài),即可進行刷新獲取新的信息。因此,網絡的信息傳遞要快速,才能滿足人們的需要。高度開放的平臺也意味著包含有龐大的信息量。大量的信息傳輸需要一個大容量的傳輸途徑和傳輸方法。在大量的網絡信息中,信息形式多種多樣。常見的有圖片、視頻、文字等等??偟膩碚f,網絡通信需要進行大量信息的高效傳輸、存儲。從而使人們能夠及時傳遞信息,實現(xiàn)信息共享。除此以外,網絡通信可以提供一個交流無障礙、無延遲的條件。從而使人們能夠簡便、快速地獲取信息。這些網絡的優(yōu)勢需要先進的技術支撐。數字電子技術的產生和運用很大程度上加快了網絡信息的傳輸。
3通信網絡中數字電子技術的運用分析
3.1信號的轉化
信號的轉化主要有兩個環(huán)節(jié),將模擬信號最終轉化為數字信號。在信號的轉化方面,數字電子技術的優(yōu)勢是公認的。其轉化信號過程快速、準確,功能十分強大。由于模擬信號本身傳輸的途徑少,一般是與數字信號混合傳輸。加上計算機、網絡絕大部分使用二進制的數字信號。因此,模擬信號要進行轉化處理,方能變成可以傳輸和廣泛使用的數字信號。模擬信號轉變成為數字信號時,使用的是PCM脈碼調制[4]。數字信號在數字電路中,又可以轉化成為模擬信號。這一信號轉變的環(huán)節(jié)主要使用對載波進行移相方法[5]??梢?,在信號的轉化中,模擬信號與數字信號可以通過某種方法相互轉換。在信號的轉化方面,數字電子技術發(fā)揮出了巨大的作用。
3.2網絡中的信號處理
一般而言,數字信號中的幅度值是有限定的范圍。數字信號中的幅度設置一般是離散的。二進制碼與數字信號的特點是相同的,因此兩者有共同的性質。因此,數字信號與二進制碼一樣,幾乎不受噪聲影響,傳輸的穩(wěn)定性高。且信號容易轉化,信號處理相對簡便。另外,數字信號有容易加密,傳輸中較為安全。加上存儲、交換等方面的優(yōu)勢,在通信網絡中得到普遍應用。除此以外,數字信號的各種配備的設備是微型、集成化的。占用空間小,功能強大,十分容易組合形成具有綜合性質的業(yè)務數字網絡。數字信號所占用的信道頻帶相對寬,可以提高信道使用率。從而提高單個信道中的傳輸容量。
3.3信號的數字化
數字電子技術可以對信號進行數字化處理。一般而言,處理的流程主要是抽樣、量化、編碼[6]。在需要處理的信號序列中,以等量時間間隔進行取值。將獲取的信號樣值序列段取代原位置的信號,從而使信號離散。在某個時間段上的信號進行抽樣處理后,形成離散的模擬信號。量化過程主要是將連續(xù)的幅度值改成為多個等間隔的離散值。一般而言,模擬信號是連續(xù)的幅度。在量化處理時,就是使用近似的幅度值來代替。編碼的過程一般是有規(guī)律可循的。在量化信號以后,將信號使用二進制來表示。對這些量化信號使用編碼方法,從而轉變成為數字信號流。經過數字化的信號可以在電纜、衛(wèi)星等途徑進行傳輸。
3.4高效處理和傳輸網絡信息
數字電子技術處理信號使其成為數字信號后,可以使信息得到高效傳輸。數字信號作為一種網絡信息傳遞的載體,其傳輸方式實際上屬于數字通信。數字信號的傳輸是大容量、高速度的。因而由數字信號傳輸的信息流成為信息高速公路。而所謂的信息高速公路實際上是由各種電子產品、計算機等構成的信息網。在處理網絡信息方面,主要由多種先進的設備實現(xiàn)。通常會使用高性能的計算機以及服務器進行處理。網絡信息的處理環(huán)節(jié)包括模擬信息與數字信息的相互轉化、輸出、輸入以及存儲過程。而這一過程主要由數字化電子技術來控制和實現(xiàn)。
總結
在網絡迅速普及的今天,人們無論是工作、生活,都離不開網絡平臺。因此,人們對于通信的需求量是十分龐大的。對信息的傳輸速度也有很高的要求。數字信號可以實現(xiàn)信息的高速、大容量傳輸。從而滿足人們的用網需求。而數字信號需要通過數字電子技術進行轉化、控制、傳輸、存儲等。因而通信網絡中使用數字電子技術可以實現(xiàn)數字通信。從而實現(xiàn)大容量、高速度的網絡信息傳遞。
關鍵詞:數字化;變電站;網絡通信技術
電站的自動化發(fā)展目標已經實現(xiàn),數字化變電站網絡通信技術的廣泛應用下,大大提高了網絡通信的效率和質量,對變電站的智能化目標實現(xiàn)打下了基礎。
1數字化變電站網絡通信的特征以及應用優(yōu)勢
1.1數字化變電站網絡通信的特征體現(xiàn)
數字化變電站網絡通信有著鮮明的特征,主要體現(xiàn)在一次設備數字和智能化上,變電站的傳統(tǒng)電磁式互感器已經通過電子式互感器進行替代,這樣就能向外提供數字式光線以太網接口。而在站內則是通過對數字通信智能變壓器以及斷路器的應用,對實際一次設備應用的要求能達到。數字化變電站網絡通信的特征還體現(xiàn)在二次設備的數字和網絡化層面,通過二次信號傳輸在光線以太網技術的應用下得以實現(xiàn)。變電站通信網以及系統(tǒng)能實現(xiàn)標準化的目標,這樣就能有效保證變電站設備互操作性性能的提高,同時在運行管理系統(tǒng)自動化的特征上也比較突出,實現(xiàn)了自動化管理的目標。
1.2數字化變電站網絡通信技術應用優(yōu)勢
數字化變電站網絡通信技術的應用廣泛,正是因為其技術優(yōu)勢比較突出,體現(xiàn)在對信號傳送的抗干擾能力比較強,信號傳輸需要多個環(huán)節(jié),這就受到電纜損耗以及電磁兼容等工藝因素的影響。數字化變電站網絡通信技術的應用,就使得信號在光纜的使用下進行以數字形式傳輸,這樣就大大提高了信號傳輸的抗干擾能力。數字化的網絡通信技術的應用對信號量測進度和互感器動態(tài)性能能有效提高,這樣就避免了傳統(tǒng)電磁式互感器采用鐵芯造成的飽和,以及鐵磁諧振因素帶來的影響,能有效保護自動裝置,為電氣暫態(tài)的特性準確性起到了保證作用。另外,數字化變電站網絡通信技術的應用優(yōu)勢,還體現(xiàn)在網絡化信號傳輸共享效率的提高方面。數字化變電站通過光纖以及以太網的應用能實現(xiàn)設備連接,這就對信號傳輸的整體效率得到了有效提高,對站內保護以及運動就能共享網絡信息平臺,對設備重復設置能進行有效避免。優(yōu)勢還體現(xiàn)在二次回路的簡化以及二次系統(tǒng)的安全方面,數字化變電站每組電器信號送到合并單元數據打包后,能實現(xiàn)批次的信息傳送,對二次回路的安裝調試工作就大大簡化了。同時對二次系統(tǒng)的安全也能得到有效保障,能有效實現(xiàn)和高壓一次側有效電氣隔離,保障了系統(tǒng)的安全。
2數字化變電站網絡通信結構和要求
2.1數字化變電站網絡通信結構
數字化變電站網絡通信結構主要是組網和網絡拓撲的形式存在的,從網絡拓撲的形式來說,主要由幾種重要類型,有環(huán)形,星型和總線型。其中的環(huán)形網絡結構有著冗余能力,這樣早一臺交換機出現(xiàn)了故障也會對其他的交換機通信造成影響。總線結構形式則會其中一臺交換機出現(xiàn)問題會影響通信的正常進行。而對于星型結構就是任意兩點間通信的路徑最短,但是在布線上是比較多的,交換機出現(xiàn)故障影響全網的工作。根據對網絡拓撲類型進行比較就能夠看到,總線型的可靠性是最低的,網絡的延時比較大,造價上最低。對于環(huán)型的可靠性是最高的,網絡的延時較大,造價也最高。星型的結構可靠性較低,網絡的延時最小,造價處在中間位置。而在組網的方式結構方面就有著獨立組網和統(tǒng)一組網之分。從獨立組網方面來看,站級網絡和過程網絡是分別獨立的組網,物理隔離。站級網絡是通過雙網冗余配置,數據的流量比較大,為能提高報文可靠安全兩者單獨組網比較適合。對于獨立組網來說就有著其應用優(yōu)勢,主要體現(xiàn)在網絡的性能能有效保障。對于統(tǒng)一組網的方式主要在數字變電站信息技術的水平提高下,能有效實現(xiàn)過程網絡以及站級網絡的統(tǒng)一組網目標,這樣就能將信息得以共享,通信的規(guī)模也比較大,接點的書目比較多,結構相對比較復雜,網絡的負荷變大,但是當前對統(tǒng)一組網的目標實現(xiàn)有著很大的難度,這是需要進一步努力的。
2.2數字化變電站網絡通信要求
數字化變電站網絡通信有著其要求,主要在功能要求以及性能要求上。通信網絡的主要目標是結合綜合自動化系統(tǒng)內部和其他系統(tǒng)間實時信息交換的,網絡就成為重要的功能載體,而構建高效的網絡體系就是重中之重。通信網絡作為連接站內各種智能電子設備重要的紐帶,就要對各種的通信接口以及網絡標準化的要求能得以滿足,并能有足夠空間速度進行存儲以及傳送電量等數據。同時在功能要求方面,也要能滿足自動調節(jié)和自動診斷故障燈要求,只有這樣才能保障數字化變電站網絡通信的作用充分發(fā)揮。另一方面,對網絡通信性能的要求也要能得以滿足,這就在可靠性方面能加以保障。電力生產的連續(xù)性特點下,變電站內的通信網絡可靠性的保障就比較關鍵,這就要避免個別裝置的損壞造成通信中斷。性能要求也要滿足開放性以及實時性的要求,保障和電力調度自動化總體設計的要求相契合,并在實時性的要求方面對信息的迅速傳達要求得以滿足。具體的落實就要實現(xiàn)變電站站內的光纖網絡化,全站統(tǒng)一標準化平臺,數字化智能化一次設備的應用目標都要能得以實現(xiàn)。
3結語
綜上,數字化變電站網絡通信技術的應用,要結合實際的技術應用要求,不斷的進行技術的優(yōu)化,保障變電站網絡通信的自動化和智能化目標的實現(xiàn),在通過此次的理論研究下,希望能為實際的技術科學應用提供相應參考。
參考文獻
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關鍵詞:改革;實踐教學;通信系統(tǒng)仿真;仿真軟件
隨著社會的進步和通信方面的快速發(fā)展,社會越來越需要更多的不僅有理論研究基礎又有實踐經驗的通信人才。在通信系的本科教學中,學校不但非常重視學生的理論基礎更加重視學生的實踐能力的培養(yǎng)?!稊底滞ㄐ畔到y(tǒng)仿真設計》是專門為通信工程專業(yè)學生開始的一門綜合類、實踐類的課程設計。獨立于理論教學,學生需要獨立完成課程設計,仿真波形,分析結果,并寫出實踐體會。能夠更深入的加強對課程的理解。要求學生完成數字通信系統(tǒng)、通信原理、數字信號處理等的理論教學后才進行本次課程設計。對于學生不僅能夠鞏固基礎知識,更能提高他們的獨立分析和解決問題的能力。鍛煉應用所學知識完成設計任務。
針對通信工程專業(yè)本科實踐教學計劃的設定以及實踐教學大綱的不斷完善,《數字通信系統(tǒng)仿真設計》實踐教學的改革要跟上當前通信類學生就業(yè)需要。結合本人多年實踐教學經驗,針對課程設置等方面問題,提出一些改革建議:
1 結合新的培養(yǎng)計劃以及學生的掌握情況,學生可自主選擇合適的仿真軟件。學生學習的自主性更強,《數字通信系統(tǒng)仿真設計》實踐教學主要是學生利用已學的MATLAB軟件對基本的通信系統(tǒng)進行仿真。在之前的所學課程中,很多課程都是選修課程,學生可以根據自身愛好、所修學分情況以及難易程度選擇所學課程。例如,MATLAB的基礎教學中,部分班級選修人數不足一半,而有些班級學生大部分選擇了Systemview軟件學習的理論教學。在新的培養(yǎng)計劃中,著重培養(yǎng)學生的設計和應變能力。學生自主選擇自己熟悉的軟件,對通信系統(tǒng)中的常規(guī)模型進行調制解調設計,模型的選擇以及參數的選擇都很重要?!稊底滞ㄐ畔到y(tǒng)仿真設計》實踐教學學生可以根據選修課程的學習程度選擇合適的軟件進行模型的建立。重點是MATLAB軟件和Systemview軟件的學習和應用。有時間和精力的學生可以選擇嘗試兩種軟件設計,通過比較得到更好的設計方法,書寫設計體會。根據學生的完成情況給出成績,結合設計報告和操作情況給出優(yōu)、良、中、及格等。實踐證明,改革之后的實踐教學方式更容易區(qū)分和掌握的設計能力,學生可以在軟件應用能力方面有一定的提升,采用改革之后的實踐教學形式,我們可以提高學生積極性與設計的主動性,能夠使學生更好的進行理論知識與實踐操作相結合,達到更好的實踐教學效果。
2成績的設定不唯一,更注重學生綜合運用能力的提高。在原有的基礎設計題目中增加綜合設計類的題目,讓有能力學生能夠提高自己的設計過程,原有綜合設計中基礎性的太多,比如針對基本調制ASK,F(xiàn)SK,PSK的調制解調模型建立,學生無論采用什么仿真軟件都很輕松的完成,內容簡單,太過于基礎。學生用時較短,成績無法區(qū)分。而對于綜合設計能力較強的學生很難在綜合設計中提高自己的設計水平。這樣的實踐設計題目的設置,使學生能夠由基礎到綜合設計,由簡單到復雜的從簡到難的過程。在綜合設計中,提前一周布置設計要求和題目內容,學生可自行查閱文獻資料,確定自己所選擇的設計類的題目,在設計實踐過程中逐一論證,得到更好的結果,寫出設計改進方法。調動學生的自主學習積極性,合理選擇題目內容,培養(yǎng)學生的獨立完成設計的E努力和綜合研究的創(chuàng)新能力,改革效果顯著。
3綜合多門課程,實現(xiàn)《數字通信系統(tǒng)仿真設計》實踐教學改革。打破以前的課程的限制。結合多門課程的交叉融合,改革后的《數字通信系統(tǒng)仿真設計》實踐教學內容要求學生在完成一些比如通信原理、數字通信系統(tǒng)、數字通信原理、數字信號處理等的必修課程后,能夠綜合應用在通信原理課程當中學到的基本的數字通信系統(tǒng)的模型的建立以及通過軟件進行一下驗證,使學生更加清楚的理解通信原理中學到的基本知識,鞏固基礎理論知識。根據選修課程所學,選擇合適自己的仿真軟件,建立多種綜合設計類題目。提高學生分析問題解決問題的能力。老師參與輔導學生設計,鼓勵學生不斷嘗試新的內容,一起分析并得到解決辦法,做到真正的提高。通過改革,激發(fā)了學生對于《數字通信系統(tǒng)仿真設計》設計的興趣,增強了教學效果,老師能夠在實踐中更能體會學生的需求以及學習的樂趣,收到了很好的教學效果。教師可通過實踐教學中的指導工作更能體會學生的弱點,反過來調整理論教學內容,真正做到理論結合實踐,教與學相輔相成。通過上述三點實踐教學改革的建議,學生不僅能夠在課堂上更深刻的理解所學知識,也能在以后的專業(yè)課程的學習中更能深刻體會其中的含義,對理論學習有了更深刻的理解,對通信原理中各種調試手段以及解調方法都有深刻的理解和直觀的判斷。通過以上改革,使學生對通信系統(tǒng)內容和相關知識有了更好的掌握,真正實現(xiàn)理論指導實踐,實踐又推動理論的發(fā)展和創(chuàng)新。通過學生深入學習和創(chuàng)新,幫助學生自己設計、調試的能力的提高,查閱文獻能力的提高,為以后的工作就業(yè)、論文書寫等都打下了堅實的基礎。
參考文獻:
[1]余群,舒華.現(xiàn)代通信技術實驗改革的探索[J].甘肅科技,2007,23(9):252-253.
20世紀80年代以來,全球范圍內移動無線通信得到了前所未有的發(fā)展,與第三代移動通信系統(tǒng)(3g)相比,未來移動通信系統(tǒng)的目標是,能在任何時間、任何地點、向任何人提供快速可靠的通信服務。因此,未來無線移動通信系統(tǒng)應具有高的數據傳輸速度、高的頻譜利用率、低功耗、靈活的業(yè)務支撐能力等。但無線通信是基于電磁波在自由空間的傳播來實現(xiàn)傳輸的。信號在無線信道中傳輸時,無線頻率資源受限、傳輸衰減、多徑傳播引起的頻域選擇性衰落、多普勒頻移引起的時間選擇性衰落以及角度擴展引起的空間選擇性衰落等都使得無線鏈路的傳輸性能差。和有線通信相比,無線通信主要由兩個新的問題。一是通信行道經常是隨時間變化的,二是多個用戶之間常常存在干擾。無線通信技術還需要克服時變性和干擾。由于這個原因,無線通信中的信道建模以及調制編碼方式都有所不同。
1.無線數字通信中盲源分離技術分析
盲源分離(bss:blind source separation),是信號處理中一個傳統(tǒng)而又極具挑戰(zhàn)性的問題,bss指僅從若干觀測到的混合信號中恢復出無法直接觀測的各個原始信號的過程,這里的“盲”,指源信號不可測,混合系統(tǒng)特性事先未知這兩個方面。在研究和工程應用中,很多觀測信號都可以看成是多個源信號的混合,所謂“雞尾酒會”問題就是個典型的例子。其中獨立分量分析ica(independent component analysis)是一種盲源信號分離方法,它已成為陣列信號處理和數據分析的有力工具,而bss比ica適用范圍更寬。目前國內對盲信號分離問題的研究,在理論和應用方面取得了很大的進步,但是還有很多的問題有待進一步研究和解決。盲源分離是指在信號的理論模型和源信號無法精確獲知的情況下,如何從混迭信號(觀測信號)中分離出各源信號的過程。盲源分離和盲辨識是盲信號處理的兩大類型。盲源分離的目的是求得源信號的最佳估計,盲辨識的目的是求得傳輸通道混合矩陣。盲源信號分離是一種功能強大的信號處理方法,在醫(yī)學信號處理,陣列信號處理,語音信號識別,圖像處理及移動通信等領域得到了廣泛的應用。
根據源信號在傳輸信道中的混合方式不同,盲源分離算法分為以下三種模型:線性瞬時混合模型、線性卷積混合模型以及非線性混合模型。
1.1 線性瞬時混合盲源分離
線性瞬時混合盲源分離技術是一項產生、研究最早,最為簡單,理論較為完善,算法種類多的一種盲源分離技術,該技術的分離效果、分離性能會受到信噪比的影響。盲源分離理論是由雞尾酒會效應而被人們提出的,雞尾酒會效應指的是雞尾酒會上,有聲、談話聲、腳步 聲、酒杯餐具的碰撞聲等,當某人的注意集中于欣賞音樂或別人的談話,對周圍的嘈雜聲音充耳不聞時,若在另一處有人提到他的名字,他會立即有所反應,或者朝 說話人望去,或者注意說話人下面說的話等。該效應實際上是聽覺系統(tǒng)的一種適應能力。當盲源分離理論提出后很快就形成了線性瞬時混合模型。線性瞬時混合盲源分離技術是對線性無記憶系統(tǒng)的反應,它是將n個源信號在線性瞬時取值混合后,由多個傳感器進行接收的分離模型。
20世紀八、九十年代是盲源技術迅猛發(fā)展的時期,在1986年由法國和美國學者共同完了將兩個相互獨立的源信號進行混合后實現(xiàn)盲源分離的工作,這一工作的成功開啟了盲源分離技術的發(fā)展和完善。在隨后的數十年里對盲源技術的研究和創(chuàng)新不斷加深,在基礎理論的下不斷有新的算法被提出和運用,但先前的算法不能夠完成對兩個以上源信號的分離;之后在1991年,法國學者首次將神經網絡技術應用到盲源分離問題當中,為盲源分離提出了一個比較完整的框架。到了1995年在神經網絡技術基礎上盲源分離技術有了突破性的進展,一種最大化的隨機梯度學習算法可以做到同時分辨出10人的語音,大大推動了盲源分離技術的發(fā)展進程。
1.2 線性卷積混合盲源分離
相比瞬時混合盲源分離模型來說,卷積混合盲源分離模型更加復雜。在線性瞬時混合盲源分離技術不斷發(fā)展應用的同時,應用中也有無法準確估計源信號的問題出現(xiàn)。常見的是在通信系統(tǒng)中的問題,通信系統(tǒng)中由于移動客戶在使用過程中具有移動性,移動用戶周圍散射體會發(fā)生相對運動,或是交通工具發(fā)生的運動都會使得源信號在通信環(huán)境中出現(xiàn)時間延遲的現(xiàn)象,同時還造成信號疊加,產生多徑傳輸。正是因為這樣問題的出現(xiàn),使得觀測信號成為源信號與系統(tǒng)沖激響應的卷積,所以研究學者將信道環(huán)境抽象成為線性卷積混合盲源分離模型。線性卷積混合盲源分離模型按照其信號處理空間域的不同可分為時域、頻域和子空間方法。
1.3 非線性混合盲源分離
非線性混合盲源分離技術是盲源分離技術中發(fā)展、研究最晚的一項,許多理論和算法都還不算成熟和完善。在衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中或是麥克風錄音時,都會由于乘性噪聲、放大器飽和等因素的影響造成非線性失真。為此,就要考慮非線性混合盲源分離模型。非線性混合模型按照混合形式的不同可分為交叉非線性混合、卷積后非線性混合和線性后非線性混合模型三種類型。在最近幾年里非線性混合盲源分離技術受到社會各界的廣泛關注,特別是后非線性混合模型。目前后非線性混合盲源分離算法中主要有參數化方法、非參數化方法、高斯化方法來抵消和補償非線性特征。
2.無線通信技術中的盲源分離技術
在無線通信系統(tǒng)中通信信號的信號特性參數復雜多變,實現(xiàn)盲源分離算法主要要依據高階累積量和峭度兩類參數。如圖一所示,這是幾個常見的通信信號高階累積量。
在所有的通信系統(tǒng)中,接收設備處總是會出現(xiàn)白色或是有色的高斯噪聲,以高階累積量為準則的盲源分離技術在處理這一問題時穩(wěn)定性較強,更重要的是對不可忽略的加性高斯白噪聲分離算法同時適用。因此,由高階累積量為準則的盲源分離算法在通信系統(tǒng)中優(yōu)勢明顯。
分離的另一個判據就是峭度,它是反映某個信號概率密度函數分布情況與高斯分布的偏離程度的函數。峭度是由信號的高階累積量定義而來的,是度量信號概率密度分布非高斯性大小的量值。
關鍵詞:數字光纖;通信設備;維護;日常管理
一、數字光纖通信設備主要特征
首先,數字光纖通信設備相比于傳統(tǒng)通信設施來說,其最大的優(yōu)勢在于其更加安全、可靠的信息傳輸能力。數字光纖通信設備,其工作本質上是對信息及數據的傳遞。在這一過程中,該系統(tǒng)能夠非失真的傳遞數據信息,能夠以極高的效率保證信息的傳輸。另外,數字光纖通信設備在運行的過程中,當出現(xiàn)故障時會立即由事先安裝的警報指示裝置進行報警,為該設備的正常運行提供極大的安全保障。
其次,數字光纖通信設備具有科學性與專業(yè)性的特點。目前,該類型通信設備是當下通信領域中代表著最高科技的產品,在目前社會生活中已經成為應用最為廣泛的通信設備。其所采用的科技工藝、生產方式等,都具備較強的專業(yè)性,因此其技術水平也得到了較大的提升。因此,在光纖通信設備的日常管理及維護過程中,其人才技術的專業(yè)化和綜合素質會有更高的要求。
最后,光纖通信設備相比于傳統(tǒng)通信設備而言具有更高的靈敏性和便利性。該類型設備能夠快速、準確、高效且大容量的進行信息傳遞。當然,由于該設備所具有的高科技特性,其信息傳遞的靈敏性與便利性也大大增強,在當今這一信息爆炸的時代,數據傳輸的快速性與流暢性成為光纖通信設備的最強競爭優(yōu)勢之一。
二、數字光纖通信設備日常維護的主要內容
數字光纖通信設備已經在社會生活中得到了較為普遍的應用,但從當前我國實踐中來看,目前我國對數字光纖通信設備的日常維護主要集中于兩個方面:一個是對數字光纖通信設備進行的定期或不定期檢測;第二個是對現(xiàn)代數字光纖通信設備管理統(tǒng)在運行過程匯總出現(xiàn)的各種問題或故障等進行維修處理。
(一)準確、有效的設備檢測?;趥鹘y(tǒng)設備維護習慣,對于數字光纖通信設備在日常維護過程中,其最主要的內容是對實體設備的檢測。當然,對于該類型設備在完成拼裝之后,基于其運作特點,其各項點接口指示器處于正常、穩(wěn)定運行狀態(tài)的情況下,在日常維護工作中通常會減免對該項工作的維護、測試。
但是,對于具備指示器的光標接口及參數來說,日常維護工作中雖然可以減少其檢測次數,但仍然應當對其運行狀態(tài)進行準確把握,定期安排參數試驗、測試等,保證信息傳輸的良好狀態(tài)。
另外,對于數字光纖通信設備中的激光器偏置電流及電源狀態(tài),在日常維護中應當做到實時檢測,從而更好的全面掌握設備運行的工作狀態(tài)。因此,對數字光纖設備的日常維護,應當安排專業(yè)專職的檢測人員對運行系統(tǒng)進行全面掌控,而且還需要具備非常豐富的工作經驗,保證檢測效果的準確性與時效性。
(二)正確、及時的問題處理。當前,我國國內所使用的光纖通信設備以及通信系統(tǒng)在運行及維護過程中,其故障領域主要集中于一下幾個問題:光纖通信設備控制板所顯出的故障問題報警警示信號,諸如電源故障、LD壽命警告等;電源變換器出現(xiàn)問題、集群信號輸入中斷以及誤碼頻率超限等。針對以上問題,數字光纖通信設備的維護、管理過程中應當對這些故障出現(xiàn)的原因進行統(tǒng)一的分析判定,其重要依據參數就是控制面板上的信號報警指示器。在專業(yè)化人才的維護管理下,針對信號器出現(xiàn)的問題及時做出調整、修改,保障數字光纖通信設備的正常運轉。
三、數字光纖通信設備日常管理的主要內容
(一)建立健全數字光纖通信設備管理、監(jiān)督體系。在數字光纖通信設備的運行過程中,應當加強對該設備運行過程中硬件設備的管理、監(jiān)督與控制,通過科學的設備管理監(jiān)督體系,實現(xiàn)對光纖通信設備及相關系統(tǒng)的實時監(jiān)控,在設備或系統(tǒng)運行出現(xiàn)相關問題的同時能夠及時做出反應,按照最準確的處理方案完成對故障問題的處置。因此,在日常管理維護過程中,一方面應當加強對專業(yè)人才的培養(yǎng),提高其綜合素質和問題處理能力;另一方面也需要建立完善的網絡管理與服務系統(tǒng),實現(xiàn)光纖通信設備與通訊系統(tǒng)的制度化、規(guī)范化管理。
在加強光纖通信設備日常管理維護工作以及建立規(guī)范化管理制度的同時,也應當對光纖通信設備的管理與運行、設備維護等建立起全方位、全系統(tǒng)化的運行監(jiān)控管理體系,設立專人認真做好信號監(jiān)控和各項管理監(jiān)督記錄工作,尋求在出現(xiàn)故障、問題時,通過對這些歷史數據進行準確的分析和參考,對系統(tǒng)中可能出現(xiàn)故障的問題進行排查,在準確找到故障原因的同時,也提高維修工作效率。通過完善的監(jiān)督體系,為光纖通信設備的日常管理工作奠定良好的基礎。
(二)定期進行設備的科學維護。對數字光纖通信設備進行必要的維護需要按照一定的基本原則來進行:首先,在設備維護過程中,維修人員對于該設備的各項參數、性能、操作規(guī)范以及故障率等問題都有著充分的把握,另外對于相關通信原理、技術指標、故障排查方式等都有準確的了解,同時隨著技術的更新,對數字光纖通信設備在運行過程中極易出現(xiàn)的各種問題進行積極的學習預防,便于在設備出現(xiàn)問題的時候能有針對性的進行維護與整修。
與此同時,在設備維護工作開展之前,應當科學的、有針對性的制定設備維護所用的各種儀器設備與維護工作開展計劃,通過具體維護計劃和實施方案來對數字光纖設備的特征進行評估,實現(xiàn)對數字光纖通信設備高效維護管理的工作目標。
(三)規(guī)范設備日常管理制度,細化工作流程。數字光纖通信設備在日常維護過程中,應當就實際使用過程中所有光纖通信設備進行準確的參數、性能統(tǒng)計,并通過一定的編號形式予以明確。通過這種方式,在設備出現(xiàn)故障時能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并提出解決方案。實現(xiàn)這一工作目標,需要設備維護單位設立規(guī)范的設備日常管理制度,并在實踐中不斷總結、歸納管理維護過程中出現(xiàn)的問題,細化工作流程,可以通過建立檔案管理、標序管理等方式,在故障出現(xiàn)時分段排查,通過工作流程的細化實現(xiàn)管理、維護工作效率的提高。
(四)專業(yè)人才為設備管理保駕護航。數字光纖通信設備作為當前社會中一種高科技的通訊產品,其在專業(yè)性、科學性等方面都具有極高專業(yè)素養(yǎng)要求,這就需要在該行業(yè)設備管理、維護人才的選用方面必須在專業(yè)素質領域提出極高的要求。目前來說,對于數字光纖通信設備維護工作需要建立健全一支完整、專業(yè)且認真負責的設備維護管理團隊,個人力量畢竟是有限的,因此需要通過團隊合作的方式,使設備維護工作的實施更加合理、規(guī)范、高效,團隊中應當按崗歸責,吸納高素質人才的同時,注重對團隊內部工作人員技術、工作能力等方面的素質提升,為數字光纖通信設備維護工作提供長遠、扎實的基礎保障。
四、結語
數字光纖通信設備是目前世界范圍內信息傳輸工作最為便利、高效的手段之一,其應用范圍極為廣泛,對世界經濟、科技以及政治的發(fā)展起到了重要的推動作用,在其普及、發(fā)展的過程中,對于該類型設備的日常管理與維護也成為不可忽視的重要問題。
摘 要:電子通信技術的發(fā)展帶給人類社會翻天覆地的變化,電子通信技術的工程化應用將是未來電子通信技術發(fā)展的趨向,結合現(xiàn)代通信技術特點和主要技術手段,實現(xiàn)電子信息的檢測、傳輸、交換、處理和顯示等方面的綜合化發(fā)展,帶給人類更加便捷、暢通、穩(wěn)定、安全的信息交流環(huán)境,實現(xiàn)人類生活的高效化、智能化,是電子通信技術工程化研究的主要目的。
關鍵詞:電子通信技術;工程化;應用;模式;發(fā)展
0 引言
電子通信的特點及技術是電子通信技術工程化應用模式與方法研究的基礎,結合人類通信技術的發(fā)展,剖析電子通信的特點和技術應用,是推動電子通信技術工程化應用的重要手段,對于完善電子通信工程化模式及應用方法有積極意義。
1 通信技術的發(fā)展和電子通信技術工程化
隨著電子科技的發(fā)展,現(xiàn)代化通信代替了飛鴿傳書、烽火狼煙等原始通信手段,不但加快了信息傳輸的速率和完整性、安全性,還能保留信息的原貌,傳遞聲、文、影像等綜合心態(tài)的信息,使信息的傳播、交流、應用更加方便、快捷、高效?,F(xiàn)代通信的發(fā)展起始于十八世紀中期,人們首先通過電話,將語言通過電子信息的形式進行傳播,隨之出現(xiàn)了大量的模擬通信設備,雷達和微波通信逐漸發(fā)展起來。隨著人們對同學實質問題的不斷探索,加之上世紀中期計算機科技的發(fā)展,電子通信逐漸的實現(xiàn)了數字化、大容量的綜合應用,后逐漸發(fā)展成為今天的通信網絡,形成了工程化通信模式,無所不在的影響著人們的生產、生活和人類社會的發(fā)展、進步。
2 電子通信技術工程化應用
2.1 電子通信技術工程化的特點
電子通信技術工程化的最大特點就是提高了信息數據傳輸的速度,增強了信息傳輸的安全性、穩(wěn)定性,使信息數據的傳播和應用更加可靠、更加規(guī)范。其次,電子通信技術工程化的兼容性優(yōu)于傳統(tǒng)通信模式,各個區(qū)域網絡之間的聯(lián)系更加緊密、暢通,確保了電子信息傳輸的速度、廣度和安全。例如,4G移動通信,已實現(xiàn)了全球漫游,通信網絡的接口面向大眾開放,用戶可以隨時隨地進行信息交互、信息傳輸等,完全不受時點、地點的影響。再次,現(xiàn)代電子通信覆蓋面廣,良好的覆蓋性能確保了信息傳輸的速度和效率,實現(xiàn)了各類信息大量的、快速的傳遞和應用,在信息共享的基礎上使信息的價值最大的發(fā)揮出來,提高了人類生活、工作的效率。第四,電子信息技術工程化應用使人類的智能生活成為可能,并開始逐漸實現(xiàn)。例如,人們在任何地點都能觀察到家里情況,通過信息傳輸控制通信網絡的中連接的家用電器、設備等,如遠程遙控開關空調??傊娮有畔⒓夹g的發(fā)展和應用帶給人類更加方便、快捷、智能的生活。
2.2 電子通信技術工程化的技術應用和方法
通信技術工程化應用給人類社會的發(fā)展帶來了諸多便利,首先,人可以無障礙的獲取、傳輸、應用信息,在任何一個地方、隨意一個時間,只要簡單的操作,便可以接入通信網絡,實現(xiàn)電子信息的收集、傳遞、分享等行為。其次,人們對電子信息網絡工程中的各項服務可以進行自由的選擇、應用,以滿足不同人群對信息傳輸、應用的需求。例如,上班族可以將工作帶到家里做,也可以在行路中做家務,如遠程遙控打開家中的熱水器,人類將要面臨的是一個高度自動化、智能化的生活環(huán)境。例如,以前辦公要在辦公室,現(xiàn)在可通過電子通信網絡收集、傳輸各類工作文件,實現(xiàn)了電子商務的移動辦公,電子通信的工程化模式支持各種業(yè)務的綜合應用。再次,各個網絡工程體系的兼容性得到很大改進,用戶可以在不同網絡、體系之間進行信息傳輸、應用等業(yè)務,提高了人類各項活動的效率和準確性。例如,物聯(lián)網業(yè)務的開展,使人足不出戶便可以觀察到自己關注的物品的位置、狀態(tài)等,使整個世界緊縮在人的眼底。電子通信技術工程化涉及的技術工藝十分豐富,其應用模式也非常的靈活,應用方式多種多樣,例如,呼叫干擾技術,它是一種降低電子信息在傳輸過程中相互干擾的技術,很大程度的提高了電子信息的通信質量,確保了信息數據傳遞的安全性、完整性。又如,重構性自愈網絡技術,就是指電子通信網絡的自我調整、自我恢復功能,通過自動檢修排除網絡故障,保障電子通信的順利、穩(wěn)定??傊?,各種電子通信技術的綜合性應用,其目的就是確保信息傳輸的速度、容量和質量,同時盡可能的降低信息傳輸的成本,確保信息傳輸的安全。
2.3 電子通信技術工程化的應用模式和發(fā)展
電子通信技術工程化應用其最終目的是實現(xiàn)電子信息的檢測、傳輸、交換、處理和顯示最優(yōu)化,當前的應用模式雖較為豐富,但存在不少問題。例如,電子通信網絡的發(fā)展,致使個人、國家、社會對網絡形成了嚴重的依賴,整個網絡環(huán)境中,某一個環(huán)節(jié)的問題都可能導致無法預想的后果,健康、安全的使用通信網絡已成為一個全球性話題。又如,電子信息通信安全問題,通信技術的不斷提高,并沒能徹底的遏制一些人或集體對別人信息數據的窺探和占有欲望,黑客手段也隨之更加高明,解決信息傳輸的安全問題仍然值得關注。在未來的發(fā)展中,網絡通信將與人類社會的發(fā)展更加緊密,電子通信技術工程化應用一方面要參考一些成功的經驗,利用他人的成功經驗不斷完善我們的電子通信系統(tǒng);另一方面,要敢于創(chuàng)新,以新穎的角度考慮未來電子通信網絡的發(fā)展,使各種技術的綜合應用效果更加優(yōu)化,提高網絡系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性,確保電子信息通信的質量和效率,以滿足人們對信息及通信的需求,促進人類社會進步。
3 結語
電子信息通信對人類社會發(fā)展的貢獻是有目共睹的,隨著科技的發(fā)展對于電子通信技術的應用也日趨成熟,其應用模式、應用方法除多樣化外也會更加安全、可靠,以滿足社會不同人群對通信的不同需求,提高人的工作效率和生活質量。但不論其如何發(fā)展,都要始終牢記電子通信技術是為人類服務的,其發(fā)展的方向也必將以更好的為人類服務為目標,更好的促進人類社會的發(fā)展和進步。
參考文獻:
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【關鍵詞】RS-485;校園網絡;TCP/IP協(xié)議
在電子信息技術、網絡開放技術和數字通信技術不斷發(fā)展的今天,對數字化校園建設的要求越來越高,在校園環(huán)境內實現(xiàn)校園“數字校園一卡通”已刻不容緩,通過實現(xiàn)“數字校園一卡通”提升校園學生信息管理系統(tǒng)的電子化和數字化,提升高校的綜合工作效率和工作質量。本文結合作者所在院校在安裝調試“數字校園一卡通”過程中所遇到的問題進行分析并提出相關解決辦法。
一、“一卡通”建設存在的問題
由于“數字校園一卡通”存在于校園整體環(huán)境中,并且所涉及到的都是學校的一些職能部門,例如:食堂、財務、后勤、學生公寓管理部門等,那么在實現(xiàn)過程中就要求學校首先要重視起來。在“數字校園一卡通”實施前,可能每個部門都有自己已經使用穩(wěn)定的系統(tǒng),在統(tǒng)一整合過程中就要重新學習,這也要求每個職能部門在保障原有系統(tǒng)正常運行的過程中對“數字校園一卡通”進行學習和調試并且克服懶惰的思想。從技術角度來說“數字校園一卡通”區(qū)別于原有的簡單“校園一卡通”,原有的在數據傳輸加密解密,數據接口以及相關的數字證書認證方面沒有統(tǒng)一規(guī)定,這往往是供貨商的不統(tǒng)一造成的。如:食堂就餐系統(tǒng)、校園超市購物系統(tǒng)、手機簽到系統(tǒng)、圖書館借閱系統(tǒng)等等,有的可能會不基于一個層面,有的可能基于一個層面但是又會在交互過程中出現(xiàn)問題,不能夠實現(xiàn)完整的統(tǒng)一,還有在卡的選擇問題上是基于手機通訊卡還是采用傳統(tǒng)的IC卡這都是要進行充分的調研并進行統(tǒng)一的規(guī)劃。最重要問題還是數據丟失的問題,數據一旦丟失就會造成服務器端和客戶機端的數據不統(tǒng)一,也就是收入現(xiàn)金金額不統(tǒng)一,會產生一些不必要的麻煩,數據的丟失主要存在于以下幾個問題之中。
(一)數據缺失于傳輸過程中。
(二)打雷等自然現(xiàn)象造成的數據丟失。
(三)計算機軟件、硬件方面的問題。
(四)信息在服務器端和客戶端的采集過程中出現(xiàn)問題。
二、“數字校園一卡通”相關問題解決方法
(一)終端刷卡機存在的問題及對策
作為客戶端終端的刷卡機,在對持卡人的校園卡進行相關操作的過程中起著關鍵作用,一方面對校園卡內的金額進行存入操作,另一方面對校園卡內的金額進行取出操作,同時操作的過程中就可能會發(fā)生數據的丟失,所以在進行“數字校園一卡通”的建設過程中要對終端刷卡機進行反復的調試,確保終端刷卡機能夠正常的對金額進行存入取出等相關操作,最大限度的避免在實際應用過程中出現(xiàn)問題。對客戶端的PC機設置相關密碼,對操作人員進行培訓,確保終端刷卡機的安全性。在終端刷卡機數據安全方面,采用磁盤陣列技術,在計算機上安裝RAID卡,將2塊同型號的硬盤加載在RAID卡上,通過RAID卡進行2塊硬盤同時備份,同時存儲數據,這樣當其中一塊硬盤出錯或損壞的話,另一塊硬盤也會繼續(xù)正常工作,保證數據不會丟失。
加強終端刷卡機的獨立性,確保終端刷卡機能夠在停電和網絡出現(xiàn)故障的時候不丟失任何數據,每個終端刷卡機都應該配備UPS不間斷供電設備,通過UPS設備在停電的過程中繼續(xù)進行相關的正常操作;當網絡出現(xiàn)故障的時候,設定終端刷卡機間隔時間變大,不向服務器端發(fā)送數據,當網絡恢復正常時再向服務器端發(fā)送數據。
(二)“數字校園一卡通”設定消費額度問題
校園卡的丟失是不可避免的,在校園卡所有人不知道的卡丟失之前,可能會出現(xiàn)會被別人進行消費,為防止其進行大額消費,對校園卡上金額進行額度設定,即每天或每餐只能消費一定的金額,并設置大額消費用戶密碼,即當校園卡所有人要進行特定的大金額消費的話,需要輸入他在開通校園卡以后自己設定的一個專有密碼進行消費,這樣就有效的防止了校園卡被惡意消費的情況。另外對每個不同的終端刷卡機設置不同的消費金額上限,如:當學生去食堂吃飯的時候,將該終端刷卡機設定每人每餐的消費金額為20元人民幣;當學生去學校超市購物的時候,將該終端刷卡機設定最高消費不能超過50元人民幣。這樣也有效的防止了校園卡被惡意消費的情況。
(三)校園卡存儲數據安全問題及對策
為了保障校園卡的數據安全,采用32位數據加密技術對校園卡進行加密,當銷售商把IC卡和對應的刷卡機提供給學校后,學校首先按照各個系部,每個系部所含的專業(yè),每個專業(yè)包含的班級,每個班級包含的學生,在服務器端進行數據錄入,通過EXCEL表格導入到服務器端后,對每個學生進行編號設定,產生8位或是12位的學生編號,產生學生編號以后用特定的刷卡機對供貨商提供的空白數據的IC卡進行數據錄入,這樣就會產生以學生編號為單位的特定的獨立的校園卡卡號。校園卡經過服務器端加密后,再輸入對應的網費、餐費、電費就形成一個完整的校園卡,學生可以正常的進行使用。為了防止不同的終端刷卡機對校園卡不識別現(xiàn)象,還要對校園卡進行2次刷卡對應,確認校園卡上的數字信息以保證校園卡的通用性。
(四)持卡人、商戶數據安全問題及對策
學校相關部門作為聯(lián)系著持卡人和商戶的樞紐,起著非常重要的作用,當學生發(fā)現(xiàn)校園卡丟失或被盜的話會第一時間報告學校結算中心,結算中心在審核完畢該學生的相關信息確認是該丟失卡的學生本人以后,通過“數字校園一卡通”系統(tǒng)對該丟失的校園卡進行掛失、銷戶等處理,同時生成一個新的校園卡供該丟失學生卡學生使用,最大限度確保該學生學生卡內金額的安全。掛失就是鎖定該學生卡不被別人使用,當學生找到其學生卡可以進行解鎖繼續(xù)使用;銷戶是直接刪除該卡信息,使其成為一張廢卡。賬戶數據的正確性關系著持卡人和商戶的切身利益,非常重要。持卡人丟失校園卡或卡被盜后,持卡人應及時對卡進行掛失,卡掛失后系統(tǒng)將自動產生掛失黑名單信息,通過系統(tǒng)自動下發(fā)參數,將黑名單信息下發(fā)到每臺POS機上,這樣被掛失的校園卡就不能再進行消費,另一方面若在刷卡消費操作過程中出現(xiàn)故障,POS機也會自動鎖定該校園卡,再次刷卡時會提示錯誤信息,需要持卡人到卡管理室解鎖后方可再次消費。這種措施對保障持卡人的賬號資金安全十分有利
在產生新的校園卡的過程中,從供貨商提供的專用的讀卡器對校園卡進行讀取寫入,在讀卡器讀卡的過程中同時對校園卡進行特定函數的數據加密,雙向驗證以及防止讀取失敗認證等。例如,產生每張新的校園卡后,對該卡進行金額輸入和金額輸出實驗,當輸入相同金額并不發(fā)生沖突時說明該卡的信息是被寫入正確的,這就確保了學生在充值時充值金額數據的完整性和正確性。為了保證持卡人在卡管理室充值時數據在賬戶上的正確性,學校采用了專用的MFI卡片讀寫器,該讀卡器具有數據加密、雙向驗證和防沖突檢測的功能,而且該讀卡器系統(tǒng)具有數據存儲和OES加密算法功能,同時其安全性系統(tǒng)密鑰是通過校園網進行傳輸的。在使用MFI讀卡器充值后,持卡人可在卡管理室的POS機上(也可以在校園內其它POS機上)查詢校園卡內的金額數據,這樣更有利于保證持卡人充值時數據的正確性。
為了保障各個商戶的利益,也要在“數字校園一卡通”系統(tǒng)服務器端設置,對商戶的刷卡機進行實時監(jiān)控和備份,并提供總賬查詢功能和分站查詢功能。例如每天晚上22點服務器端對每個商戶該日的營業(yè)額數據進行統(tǒng)一回收,并在回收數據的第二天上午9點和商戶進行核對,確保營業(yè)額數據一致,為結算中心和商戶結算提供了正確的數據依據。為了保障商戶賬戶數據的準確性,學校在POS機上為商戶提供查詢前幾筆交易的金額、查詢每日的交易總額和查詢未采集總交易金額等功能,為商戶記錄核帳提供方便,而且在POS機上具有唯一的地址碼,該地址碼與學校網絡管理中心校園“一卡通”系統(tǒng)服務器建立對應關系,在采集交易金額數據時通過內部實時加密,從而有效地防止了不同商戶之間的營收盜用行為,為結算中心和商戶結算提供了正確的依據。
(五)服務器端數據安全問題及對策
“數字校園一卡通”系統(tǒng)服務器端是存放數據的中心樞紐,必須有自己獨立的服務器對終端刷卡機的數據進行回收和采集,通過磁盤陣列技術用RAID卡進行雙硬盤備份,以確保數據不會丟失,確?!皵底中@一卡通”系統(tǒng)服務器遇到緊急情況,系統(tǒng)會立即切換到備份數。
對系統(tǒng)設置每10分鐘對所有的終端刷卡機數據進行回收和備份,這需要就服務器硬件有相應的要求,確保在數據大量回收的時候數據不會丟失,在網絡通信方面也要采用千兆網卡和千兆網線來保障數據的暢通無阻,在傳輸數據過程中可能有的網段會出現(xiàn)網絡擁堵現(xiàn)象,需要在不同的網段下配置一臺或多臺備用服務器,以防止出現(xiàn)該網段擁堵的情況下系統(tǒng)服務器數據丟失。在校園“一卡通”系統(tǒng)中為了保證校園“一卡通”系統(tǒng)平臺數據的安全,我們采用了分層授權的數據安全機制。系統(tǒng)管理員在系統(tǒng)平臺上給用戶創(chuàng)建賬號,然后再對用戶進行賬號分層授權,具體授權分為對單個用戶的授權、通過用戶組來授權和上級對下級授權三類。只有被授權的用戶才可以使用系統(tǒng)中相應的資源,從而確保了校園“一卡通”系統(tǒng)平臺數據的安全。安裝SQL個人數據庫,做好主要數據庫的數據庫備份和日志備份計劃,并定期檢查數據庫信息是否丟失,從而確保了“數字校園一卡通”服務器系統(tǒng)平臺數據的安全
三、結語
隨著數字化校園建設的快速發(fā)展和不斷深入,“數字校園一卡通”系統(tǒng)將不斷完善,未來“數字校園一卡通”系統(tǒng)將全面服務學校教育教學的工作以及學校的各個部門,進而推進校園環(huán)境與社會環(huán)境接軌,并節(jié)約了大量的人力物力,為學校的廣大師生提供安全、系統(tǒng)、科學、穩(wěn)定的電子信息化服務,推進學校的產業(yè)化進程,進而真正做到“一卡在手,走遍校園”。
參考文獻
[1] 薛華成編著.管理信息系統(tǒng)(第五版)[M].清華大學出版社,1996.