時(shí)間:2023-10-24 10:28:05
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇現(xiàn)代通信技術(shù)及應(yīng)用范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
18世紀(jì)60年代,第一次的科技革命,改變了人們傳統(tǒng)的以人力為主的生活方式,使得人類進(jìn)入了蒸汽時(shí)代;19世紀(jì)70年代,第二次科技革命再次將人類社會推入一個(gè)小高峰,人類逐步進(jìn)入電氣時(shí)代;20世紀(jì)40年代,科技的進(jìn)步帶領(lǐng)人們進(jìn)入一個(gè)全新的社會,計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和應(yīng)用,使得人們擺脫了傳統(tǒng)的生活方式,跨步進(jìn)入全新的現(xiàn)代社會。
一、無線通信技術(shù)的在我國的發(fā)展和應(yīng)用
無線通信技術(shù)在我國的發(fā)展和應(yīng)用不是一蹴而就的,而是經(jīng)歷了一個(gè)漫長的過程。
(一)我國無線通信技術(shù)的發(fā)展
早在20世紀(jì)20年代到50年代間,短波頻率剛出現(xiàn),電子管技術(shù)剛起步時(shí),無線通信技術(shù)在我國的軍事領(lǐng)域便得到了首次的應(yīng)用,直到20世紀(jì)50年代,波動(dòng)頻率是150兆赫茲的單工汽車公用移動(dòng)電話系統(tǒng)才逐漸形成雛形。直到20世紀(jì)50年代到60年代,波動(dòng)頻段發(fā)展到450兆赫茲,半導(dǎo)體技術(shù)也逐漸被人們開發(fā)和掌握,為后來移動(dòng)電話的推廣奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。而在70年代到80年代,蜂窩系統(tǒng)概念的引進(jìn)和高達(dá)800兆赫茲的波動(dòng)頻率更是為我國無線通信技術(shù)的發(fā)展提供了條件。20世紀(jì)80年代初期到90年代中期是我國第二代通信技術(shù)迅猛發(fā)展的階段,它為第三代無線通信技術(shù)的突飛猛進(jìn)的發(fā)展做好了充分的準(zhǔn)備。為了適應(yīng)新世紀(jì)市場的需求和多媒體業(yè)務(wù)需求量的增加,以移動(dòng)電腦和移動(dòng)電話為標(biāo)志的第三代無線通信技術(shù)迅速占領(lǐng)了市場,有效地解決了節(jié)奏日漸加快的生活環(huán)境中的人們的生活和工作中的各種需求。
(二)我國無線通信技術(shù)的應(yīng)用
無線通信技術(shù)最初在我國的應(yīng)用是二十世紀(jì)二十年代在我國軍事領(lǐng)域的應(yīng)用,后來,隨著技術(shù)的改革和發(fā)展,無線通信技術(shù)在我國的很多領(lǐng)域都占有一席之地,甚至影響深遠(yuǎn)。從最初的遠(yuǎn)紅外線傳播,到之后的藍(lán)牙技術(shù),再到現(xiàn)在廣為采用的3G技術(shù)和WLAN,無線通信技術(shù)已然成為我們生活中不可分割的一部分,并時(shí)刻都發(fā)揮著其不可替代的作用。遠(yuǎn)紅外傳播技術(shù)是最初的無線通信技術(shù),它主要針對的是短距離信號傳輸,并且具有安全性高,傳播性能穩(wěn)定, 輻射小,耗能抵,安裝簡便的特點(diǎn),因此在小型辦公領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。如果說遠(yuǎn)紅外線傳播技術(shù)是起點(diǎn)的話,那么藍(lán)牙技術(shù)便將無線通信技術(shù)推向了一個(gè)小。二十世紀(jì)初,藍(lán)牙技術(shù)便開始出現(xiàn),由于其相比于紅外線傳播技術(shù),藍(lán)牙技術(shù)傳播信息功能更穩(wěn)定,抗干擾能力更強(qiáng),并且其是免費(fèi)的,因此也更受廣大用戶的歡迎,逐漸替代了紅外線傳播技術(shù)的重要地位。最后,也是對我們生活和工作影響最大的3G通信技術(shù)。從2006年開始,3G技術(shù)便被移動(dòng)廠商應(yīng)用到手機(jī)的使用中,但是,直到2009年,才被批準(zhǔn)正式運(yùn)營3G市場。3G通信數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展,為我國通信技術(shù)市場帶來了春天,并且也在改變著人們的傳統(tǒng)生活方式和工作方式。
二、無線通信技術(shù)的優(yōu)勢
一般來說,數(shù)據(jù)的傳輸方式主要分為有線傳輸和無線傳輸兩種,早期的數(shù)據(jù)傳輸主要依靠的就是有線傳輸方式,后來,隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步,我國很多包括軍事領(lǐng)域在內(nèi)的很多領(lǐng)域都逐漸實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無線傳輸。有線傳輸數(shù)據(jù)的無線傳輸方式漸漸取代了有線傳輸方式,成為人們關(guān)注的寵兒,有線傳輸也逐漸淡出人們視野。無線通信技術(shù)能夠快速地取代有線傳輸方式必然有著其不可忽視的優(yōu)勢,在這里我們主要分析其與有線傳輸方式相比較的優(yōu)勢。
(一)施工周期短,有保障
有線傳輸方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸主要依靠電纜線,而架設(shè)電纜線或是挖掘電纜溝進(jìn)行搭建需要花費(fèi)很長的工期,例如利用有線通信技術(shù)將相隔幾十公里的遠(yuǎn)程站點(diǎn)進(jìn)行相互的連接通訊,就需要數(shù)月之久的時(shí)間;倘若使用無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑捑筒恍枰紤]外在因素,僅僅幾天便可以搭建成通信鏈路,不僅花費(fèi)的工期時(shí)間短,而且更有保障。
(二)小成本、大制作
有線通信方式數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)是架設(shè)電纜線,這就要求花費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力,并以此為保障,才能保證電纜線的順利架設(shè),實(shí)現(xiàn)有線通信的基礎(chǔ)。而無線通信技術(shù)則不需要考慮這一點(diǎn),僅僅需要在每個(gè)通信終端與無線數(shù)據(jù)傳輸電臺間進(jìn)行連接,架設(shè)有一定高度的天線便可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。同時(shí),由于有線通信技術(shù)依靠電纜線,而電纜線在使用過程中難免會出現(xiàn)故障和問題,對其的故障診斷、維護(hù)和升級配線也需要花費(fèi)大量的人力、財(cái)力,而無線通信技術(shù)便不需要這一環(huán)節(jié)。因此,無線通信技術(shù)與有線通信技術(shù)相比,不僅節(jié)省了人力、物力和財(cái)力,還節(jié)省了大量的時(shí)間。
(三)靈活性高,易于使用
無線通信技術(shù)不需要電纜線便可以輕松地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸,少了電纜線的約束,靈活性更高,管理者可以很容易地配置裝配線來適應(yīng)變化了的用戶要求,以便更好的跟蹤生產(chǎn)過程。同時(shí),具有分布式智能的集成無線傳感器系統(tǒng)能夠獨(dú)立于操作者實(shí)現(xiàn)對工業(yè)過程的控制,更方便使用。
(四)更具可靠性,安全性更高
在有線通信技術(shù)中,多數(shù)的故障都是由連接器引起的,而無線通信技術(shù)則排除了這樣的可能。并且,原材料技術(shù)的進(jìn)步使集成無線傳感器系統(tǒng)能夠滿足無線通信技術(shù)的分類,和艱苦工業(yè)環(huán)境所要求的持久性和可靠性。另一方面,無線通信技術(shù)新的加密策略和隱蔽的數(shù)據(jù)傳輸無一不彰顯著無線通信技術(shù)的安全性更勝于有線通信技術(shù)。無線通信技術(shù)在我國的發(fā)展和應(yīng)用,為人們的生活和工作都帶來了極大的便利,但是與此同時(shí),我們不能忽視其對社會帶來的負(fù)面影響,并努力加以改革規(guī)避,最大限度地?fù)P長避短。
參考文獻(xiàn):
引言
寬帶通信網(wǎng)是智能化的通信網(wǎng)絡(luò),包括寬帶、全數(shù)字化、具有綜合業(yè)務(wù)能力于一體的智能通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),在信息數(shù)據(jù)的傳輸上突破了傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量、時(shí)間和速率上的限制。現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)能夠蓬勃發(fā)展在于它的便捷靈活等應(yīng)用特點(diǎn),第三代及增強(qiáng)型第三代移動(dòng)通信技術(shù)概念普及范圍越來越廣,短距離寬帶無線接入技術(shù)更是日益突出。
1.超寬帶通信技術(shù)的研究
超寬帶通信技術(shù)是一種為使信號具有GHz量級而對具極陡上升和下降時(shí)間沖激脈沖進(jìn)行直接調(diào)制的寬帶。超寬帶通信技術(shù)因?yàn)榫哂邢到y(tǒng)復(fù)雜度低、發(fā)射信號功率譜密度低、能夠提供厘米級定位精度、被截獲能力低和對信道衰落不敏感等特點(diǎn)。
1.1 超寬帶通信技術(shù)的概述
超寬帶通信技術(shù)是現(xiàn)代被廣泛且深入研究的一種新型無線通信技術(shù),不僅僅是因?yàn)樗c其余的通信系統(tǒng)同時(shí)享有頻段,且占有極寬帶寬,同時(shí)還給研究兼容、干擾的等領(lǐng)域引起挑戰(zhàn),更是因?yàn)樗鼡碛械凸摹⒌拖M(fèi)、高數(shù)據(jù)率等特點(diǎn)。現(xiàn)在超寬帶通信技術(shù)包括DS-CDMA方案、MB-OFDM方案(多頻帶OFDM)、脈沖超寬帶方案三種。超寬帶通信技術(shù)脈沖長度比包括以3G為代表的寬帶cdma技術(shù)在內(nèi)的現(xiàn)有無線通信技術(shù)的帶寬都大,一般都在亞納秒量級。現(xiàn)在超寬帶基于專利和現(xiàn)實(shí)技術(shù)復(fù)雜等關(guān)系,其主要方案是DS-CDMA和MB-OFDM。
1.2 超寬帶通信系統(tǒng)的關(guān)鍵系統(tǒng)
發(fā)射信號時(shí)是通過延時(shí)器對系統(tǒng)進(jìn)行精確的延時(shí),用輸出的觸發(fā)信號去觸發(fā)脈沖源,觸發(fā)后的脈沖源將產(chǎn)生具有一定脈寬和功率的極窄脈沖信號,在產(chǎn)生的脈沖功率滿足限定值時(shí),將直接觸發(fā)超寬帶天線將信號發(fā)射出去。接受信號時(shí),信號隨著天線輸入到相關(guān)器的輸入端,相關(guān)器會把接受到的信號和來自被觸發(fā)產(chǎn)生的脈沖模塊進(jìn)行模擬相關(guān)處理,輸出后的直流電壓信號通過a/d轉(zhuǎn)換之后傳送到數(shù)字基帶進(jìn)行判決和數(shù)字的相關(guān)處理。超寬帶通信傳輸信息是通過發(fā)射和接受擁有皮秒量級的脈沖信號來實(shí)現(xiàn)的,以每秒鐘幾十兆的速度發(fā)射和接受脈寬小于1NS的窄脈沖信號。信息調(diào)制到精確定時(shí)的脈沖串是通過脈沖鍵控調(diào)制(OOK)或者脈沖位置調(diào)制(PPM)方式。超寬帶通信系統(tǒng)包括控件、延時(shí)器、相關(guān)器、脈沖源、超寬帶天線等附件。
2.寬帶中ADSL接入網(wǎng)方式
目前,ADSL技術(shù)還只是將信息比特流從銅雙絞線的一端傳送到另一端,而要使計(jì)算機(jī)與Internet相連,不需要ADSL接入網(wǎng),沒有接入網(wǎng)的支持就不能發(fā)揮ADSL的真正作用。根據(jù)ADSL接入網(wǎng)協(xié)議是ATM還是IP,也就出現(xiàn)了兩種方式。ATM異步轉(zhuǎn)移模式,ADSL不對稱數(shù)字用戶線,ATM方式接入網(wǎng)。
2.1 基于路由器的ADSL
接入網(wǎng),ADSLModem位于銅,雙絞線的兩端,一端連接中心局內(nèi)的以太交換網(wǎng),另一端連接用戶計(jì)算機(jī)。以太交換網(wǎng)再通過路由器接入網(wǎng)絡(luò)。這種配置可節(jié)省路由器的端口,布線也得到簡化。這種接入網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是充分利用現(xiàn)有設(shè)備,初期投資少,而且無需協(xié)議的轉(zhuǎn)換;與LAN、Internet協(xié)議兼容;特別適用于Internet及LAN的高速接入,缺點(diǎn)是不能處理非IP業(yè)務(wù)和無升級協(xié)議支持的視頻業(yè)務(wù)。
2.2 基于ATM方式的ADSL接入網(wǎng)
ADSL接入網(wǎng)方案是假定所有的業(yè)務(wù)均通過ATM交換網(wǎng),這就為各種業(yè)務(wù)帶來了巨大的靈活性,為傳輸分組和語音,視頻業(yè)務(wù)提供了最好的折衷方案。每個(gè)端局安裝有接入集中器和ADSLModem;用戶室內(nèi)相應(yīng)地在銅雙絞線上接入ADSLModem并連接到PC,這樣網(wǎng)絡(luò)就可將ATM信元一直送到用戶。當(dāng)然,在現(xiàn)階段由于ATM核心網(wǎng)還未建立起來,這種基于ATM的ADSL接入網(wǎng)還只是一種設(shè)想。
3.超寬帶通信技術(shù)的應(yīng)用
通過極窄的脈沖方法來進(jìn)行無線信號發(fā)射和接受的特別技術(shù)就是廣義
上的超寬帶技術(shù)。它具有抗干擾力強(qiáng)、低能耗低成本高速率且系統(tǒng)保密性高等優(yōu)勢,解決了傳統(tǒng)無線通信技術(shù)上的不足。超寬帶通信技術(shù)在軍事活動(dòng)、雷達(dá)測試、通信領(lǐng)域等方面得到廣泛使用。
3.1 超寬帶技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用
在我國,早在“十五”863計(jì)劃中,就把超寬帶無線通信兼容性技術(shù)和其核心技術(shù)共存作為無線通信創(chuàng)新技術(shù)和共性技術(shù)的研究內(nèi)容,以此來加強(qiáng)國內(nèi)對這方面的深入研究,眼前國內(nèi)僅在雷達(dá)系統(tǒng)方面對超寬帶系統(tǒng)有比較深入的研究,但還沒形成規(guī)模性的研究。
3.2 超寬帶技術(shù)在國外的應(yīng)用
國外對此研究相對比較熱門,主要因?yàn)樗膬?yōu)點(diǎn)在無線電通信方面有著很大的發(fā)揮潛力,超寬帶系統(tǒng)在國外主要應(yīng)用于雷達(dá)、個(gè)人家庭等通信網(wǎng)絡(luò)和精準(zhǔn)定位系統(tǒng)。國際對超寬帶無線通信的研發(fā)隨著科技進(jìn)步和社會發(fā)展需求越來越深入。美國早在2002年初,就正式通過了超寬帶技術(shù)應(yīng)用于民間的方案,確定了包括車載雷達(dá)、成像和測量與通信等系統(tǒng),并給出相應(yīng)的規(guī)定。
3.3 超寬帶技術(shù)實(shí)際應(yīng)用
超寬帶技術(shù)功率頻譜密度低、信號頻譜極寬,對方不知道精確的信號參數(shù)是很難恢復(fù),具有很強(qiáng)的保密性,加之其抗干擾能力強(qiáng),能在噪聲中順利傳輸,在超復(fù)雜的環(huán)境中也能正常傳送,減少對方的偵查機(jī)率。所以,超寬帶無線通信組網(wǎng)是根據(jù)超寬帶技術(shù)的特點(diǎn)建立的管理系統(tǒng),由若干裝甲車的超短波和超寬帶電臺組成的。為能更方便的適應(yīng)現(xiàn)存的復(fù)雜電磁環(huán)境,同時(shí)更好的增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)通信組網(wǎng)的可靠性,專家們把超寬帶系統(tǒng)和裝甲車機(jī)械化部隊(duì)裝備的VHF/UHF頻段有效結(jié)合起來進(jìn)行使用,加上其成本低功、率消耗低使得部隊(duì)可以長久作戰(zhàn)。基于超寬帶技術(shù)的穿透能力,不僅可以研發(fā)穿地雷達(dá),發(fā)現(xiàn)埋藏的地雷,保護(hù)地面的安全,并找出敵人地下工作室給予毀滅打擊,同時(shí)也可以制成成像雷達(dá),運(yùn)用在裝甲機(jī)械化得部隊(duì)中,幫助炮擊手射擊隱藏?cái)橙恕kS電磁環(huán)境的復(fù)雜化和信息量的劇增,抗干擾問題和部隊(duì)信息安全問題日益突出,超寬帶技術(shù)的使用就解決了這一問題。
4.總結(jié)
隨社會發(fā)展、科技進(jìn)步,電子設(shè)備也越來越趨向智能化,不僅是無限移動(dòng)蜂窩網(wǎng)與局域網(wǎng)建立的有效結(jié)合,加上對短距離高速數(shù)據(jù)傳輸要求的提高,以及兼容性的發(fā)展苗頭日益加快,使得超寬帶技術(shù)在未來發(fā)展與應(yīng)用有著更為廣闊的天地。ADSL提供了高速的WWW多媒體服務(wù),包括視頻和聲音信息,Internet訪問服務(wù),F(xiàn)TP服務(wù),遠(yuǎn)程教育,遠(yuǎn)程醫(yī)療還有各種商務(wù)交易服務(wù)等,可在一定范圍內(nèi)緩解用戶對寬帶通信的要求。ADSL又作為從窄帶過渡到寬帶的有效手段,有著旺盛的生命和美好的應(yīng)用前景。它的出現(xiàn)會加快寬帶信息服務(wù)的普及,進(jìn)一步推動(dòng)信息高速公路的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
現(xiàn)階段,光纖技術(shù)發(fā)展迅速,帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。光纖通信技術(shù)是有線通信技術(shù)中關(guān)鍵的技術(shù),同時(shí)也是通信領(lǐng)域中一次偉大的變革。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展的帶動(dòng)下,多媒體不斷增加,對信息傳輸容量提出了更大的要求,這也是光纖通信大力發(fā)展的原因之一。通信行業(yè)快速發(fā)展的新時(shí)期,加強(qiáng)對光纖通信傳輸技術(shù)應(yīng)用的研究具有十分重要的意義。
1.現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)特點(diǎn)分析
光纖通信傳輸技術(shù)的特點(diǎn)主要包括:1)低耗損、長中繼距離。光纖通信所用的管材為石英燈,與傳統(tǒng)的媒介相比,在信息數(shù)據(jù)傳輸過程中能耗更低。加上同等距離中,光纖通道中的中繼站數(shù)量最少,大大節(jié)約了通信成本,這也是光纖通信傳輸技術(shù)廣泛應(yīng)用的原因之一;2)極強(qiáng)的抗干擾能力。石英材料具有較強(qiáng)的絕緣性,因此光纖通信傳輸過程中,很難受到外界環(huán)境因素的影響,也能避免電離層對其的電磁干擾。所以,能夠?qū)⒐饫|與高壓線路一同架設(shè);3)通信容量大。光導(dǎo)纖維與傳統(tǒng)的電纜或銅線相比具有很大的優(yōu)勢,雖然在單波長通信系統(tǒng)中無法體現(xiàn)出來。但是對于多波長數(shù)據(jù)信息傳輸過程中,光纖通信的頻帶寬,具有更大的容量。4)能夠避免傳音干擾。在光纖通信傳輸過程中,由于光信號能夠在光纖結(jié)構(gòu)中傳播,利用光纖材料內(nèi)部的吸收作用,光信號能夠?qū)崿F(xiàn)全反射。這樣能夠避免信息泄露,提高信息的安全性。
2.現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)應(yīng)用
現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在單纖雙向、到戶接入、光交接以及在電力通信中的應(yīng)用。
2.1 單纖雙向傳輸技術(shù)
單纖雙向技術(shù)原理:將收到的光信號通過有效的調(diào)制,輸送到不同的波段中,利用單根光纖傳輸,很大程度上降低了光纖能源在傳輸過程中的損耗。盡管現(xiàn)階段光纖容量不斷增加,同時(shí)在相關(guān)輔助技術(shù)的支撐下能夠無限的增加容量,但是由于受到相關(guān)設(shè)備的限制,光纖傳輸容量有所降低,無限增加容量也是只有在理論上能夠?qū)崿F(xiàn)。現(xiàn)階段,光纖應(yīng)用形式一般都是雙纖雙向傳輸方式,改變?yōu)閱卫w雙向傳輸后能夠節(jié)約能源,是光纖通信技術(shù)發(fā)展的進(jìn)步表現(xiàn)。
2.2 光纖到戶接入技術(shù)
信息化時(shí)代下,人們對信息傳輸?shù)乃俣纫笤絹碓礁撸⑶乙曨l通信技術(shù)也越來越成熟,極大程度帶動(dòng)了寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展。然而,傳統(tǒng)的寬帶網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度已經(jīng)不能滿足用戶的需求。為了適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展,滿足廣大消費(fèi)者的需求,在使用光纖通信到戶接入過程中,應(yīng)該不斷的提升數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)乃俣取Mǔ碚f,光纖到戶接入方案有兩種:第一是PON無源光網(wǎng)絡(luò),第二種方案是P2P多對點(diǎn)或點(diǎn)對點(diǎn)接入。采用PON無源光網(wǎng)絡(luò),在維修方面十分便利,并且網(wǎng)絡(luò)不容易遭到破壞,還能夠節(jié)約大量的光纖及相關(guān)設(shè)備。但是采用這種接入方案,需要利用高速電子模塊,這種模塊造價(jià)較高,性價(jià)比較低。而采用第二種接入方案,用戶能夠擁有獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò),幾乎不會受到其他用戶的影響,同時(shí)采用低速電子模塊,既滿足用戶的需求,同時(shí)也能夠降低成本。但是這種接入方案,為了避免用戶直接接到局域網(wǎng)中,還需要在用戶中設(shè)置一個(gè)匯總的有源節(jié)點(diǎn),接入步驟較為麻煩。
2.3 光交換技術(shù)
光纖通信技術(shù)的難點(diǎn)在于光信號交換以及信號的傳輸。傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)一般利用金屬線組成的電纜進(jìn)行傳輸,傳輸?shù)乃俣容^慢,同時(shí)進(jìn)行交換需要利用交換機(jī),整體傳輸?shù)男蕵O低。采用光纖通信技術(shù),光信號轉(zhuǎn)換能夠在光纖材料中完成,利用一電一光模式,但是在光信號轉(zhuǎn)換中會消耗大量的能源。因此,需要研制更大容量的光開關(guān)設(shè)備,但是對于小顆粒的信號交換是可以采用電子交換技術(shù)的,在當(dāng)前的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中,隨著對通信技術(shù)的不斷研究,使用包交換的方式,自動(dòng)交換的光網(wǎng)絡(luò) ASON 是光纖通信發(fā)展的重要方向。
2.4 光纖技術(shù)在電力通信中的應(yīng)用
電力通信今后的發(fā)展和主要以內(nèi)部需求為主,輔助以外部的拓展。在電力通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部,應(yīng)該重視通信技術(shù)的發(fā)展,同時(shí)關(guān)注通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的成本;而在電網(wǎng)運(yùn)行的外部,需要不斷的消除外部環(huán)境對電力運(yùn)行的影響,積極應(yīng)對市場變化。這就給電力通信工作提出了更高的要求,電力通信人員需要加強(qiáng)自身專業(yè)能力的培養(yǎng),同時(shí)做好各方面的溝通工作,為電力通信運(yùn)行提供安全穩(wěn)定保障。現(xiàn)階段,電力線通信PLC具有良好的發(fā)展前景,在該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展中,利用電力設(shè)施,為電信用戶提供更加便捷的服務(wù),具有數(shù)據(jù)傳輸、語音傳輸、視頻傳輸以及電力傳輸?shù)裙δ堋?/p>
3.光纖通信傳輸技術(shù)的發(fā)展方向
3.1 智能化發(fā)展
光纖通信技術(shù)以傳輸為主,在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展的帶動(dòng)下,通信網(wǎng)絡(luò)的作用就逐漸的凸現(xiàn)出來。同時(shí),現(xiàn)代化的科技,特別是連接控制技術(shù)、信息自動(dòng)化技術(shù)等在光纖網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中的融合,會使光纖通信傳輸技術(shù)更加完善,促進(jìn)光纖通信智能化發(fā)展。
3.2 全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展
所謂的全光網(wǎng)絡(luò),就是在光纖信號交換以及傳輸過程中的狀態(tài)都是光。光網(wǎng)絡(luò)能夠提升信號的傳輸速度但是在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中還需要電器件支持,對光纖通信的容量受到影響。建立以WDM技術(shù)以及光轉(zhuǎn)化技術(shù)為主的光網(wǎng)絡(luò)層,是實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵,也是未來研究與發(fā)展的重要思路。
3.3 光器件集成化發(fā)展
光器件集成化也是全光網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的重要基礎(chǔ)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的 ADSL 寬帶接入已經(jīng)不能夠滿足用戶的需求,為了提高傳輸?shù)男屎唾|(zhì)量,就必須采用光器件集成化技術(shù)來解決這個(gè)難題,同時(shí)光器件的集成化也能夠推動(dòng)光纖通信技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。
4.總結(jié)
通過上述分析可知,光纖通信傳輸技術(shù)具有容量大、抗干擾性強(qiáng)、傳輸速度快等優(yōu)勢,所以在研制成功后極短時(shí)間內(nèi)得到了普及發(fā)展。相信隨著我國科技進(jìn)步,光纖通信技術(shù)必將被不斷的完善,為我國通信也發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
中圖分類號 TN914 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)102-0198-01
隨著通信技術(shù)不斷發(fā)展,現(xiàn)代溫室產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)逐步實(shí)現(xiàn)了高效及自動(dòng)化生產(chǎn),其中,現(xiàn)代通信技術(shù)的作用是功不可沒的,有線通訊技術(shù)在溫室生產(chǎn)的實(shí)踐當(dāng)中,具有維護(hù)困難,布線復(fù)雜與傳感器節(jié)點(diǎn)變更不靈活等問題,隨著無線通信技術(shù)發(fā)展,有線通信逐漸被無線通信技術(shù)所代替,無線通信技術(shù)具有體積小、規(guī)模大及成本低等優(yōu)點(diǎn),在溫室領(lǐng)域也獲得了廣泛應(yīng)用。
1 有線通信技術(shù)應(yīng)用
1.1 分布式控制與現(xiàn)場總線
有線通信技術(shù)所指的是以電纜、架空明線及光纜等介質(zhì)來傳輸通信的技術(shù),現(xiàn)在有線通信應(yīng)用較為廣泛的是現(xiàn)場總線方式,在溫室中應(yīng)用也是較為廣泛的。分布式控制系統(tǒng)能傳輸開關(guān)量及模擬量信息,需要遵循電氣的負(fù)邏輯性,其總線結(jié)構(gòu)簡單、成本低、組網(wǎng)容易且應(yīng)用靈活,為最早的總線控制形式。但這種分布控制系統(tǒng)存在傳輸速率不是很高,實(shí)時(shí)性差,通信吞吐量低及集成力不足等問題,并且其可靠安全性也不是很高,相互操作及互換功能不足,要想增強(qiáng)數(shù)據(jù)量及實(shí)時(shí)性,需要多臺主機(jī),其控制系統(tǒng)會很復(fù)雜,這樣就需要現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用。現(xiàn)場總線是種數(shù)據(jù)總線,可有效解決工業(yè)現(xiàn)場控制器、儀表等設(shè)備數(shù)據(jù)通信,對現(xiàn)場設(shè)備與控制系統(tǒng)間的信息傳遞也可有效解決,運(yùn)用現(xiàn)場總線來控制,可讓設(shè)備信號經(jīng)過一根電纜傳輸,并不需要設(shè)備點(diǎn)到點(diǎn)連接,有效降低了電纜使用量,減少了成本支出,可由于總線標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議使得其應(yīng)用存在局限性,CAN總線是電子系統(tǒng)及農(nóng)業(yè)裝備總線標(biāo)準(zhǔn),CAN總線也成為溫室領(lǐng)域應(yīng)用的熱點(diǎn),CAN稱為控制器局域網(wǎng),是串行通信總線,近些年,這種總線技術(shù)在溫室當(dāng)中得到了廣泛應(yīng)用,與其他總線方式相比,CAN總線更能適應(yīng)溫室環(huán)境。
1.2 局域網(wǎng)與電力線通信技術(shù)
局域網(wǎng)可簡稱為LAN,主要是指在某區(qū)域內(nèi),用來連接計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信及打印機(jī)等,并在設(shè)備間用無線或者有線電纜等方式進(jìn)行連接,這種通信技術(shù)一般用在辦公室或個(gè)人計(jì)算機(jī)上,便于信息交換與資源共享,以太網(wǎng)是現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛局域網(wǎng)技術(shù),隨著計(jì)算機(jī)快速發(fā)展,溫室中的檢測控制信息形成了網(wǎng)絡(luò),運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)了溫室群高效率的栽培管理,讓溫室環(huán)境得以控制,互聯(lián)網(wǎng)在溫室通信方面應(yīng)用,對控制數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸及遠(yuǎn)程控制,溫室外部數(shù)據(jù)傳輸則需要借助其他通信方式。電力線通信可稱為PLC,這種通信方式是將電力線路作為介質(zhì),運(yùn)用載波方式把數(shù)字及模擬信號高速傳輸,其載波通信可分成低壓、高壓、擴(kuò)頻及寬帶電力線等載波技術(shù),此項(xiàng)通信技術(shù)應(yīng)用還不成熟,其成本較高,農(nóng)村范圍應(yīng)用多見于電力系統(tǒng)當(dāng)中,在溫室通信傳輸領(lǐng)域應(yīng)用還較少。
2 無線通信技術(shù)應(yīng)用
無線通信技術(shù)依據(jù)通信距離可分成短距離與長距離無線通信,其通信技術(shù)應(yīng)用如下。
2.1 短距離的無線通信應(yīng)用
短距離無線通信技術(shù)主要包含藍(lán)牙、射頻識別及ZigBee等技術(shù),藍(lán)牙技術(shù)是在1998年由IBM、英特爾、愛立信與諾基亞等一塊推出的,可應(yīng)用在信息設(shè)備及通信無線連接當(dāng)中,通常有效的通信范圍是10m,工作頻率是2.4GHz,主要應(yīng)用的是跳頻、擴(kuò)頻、差錯(cuò)控制與多路訪問技術(shù),藍(lán)牙技術(shù)存在主從設(shè)備之分,其主要設(shè)備負(fù)責(zé)跳頻序列設(shè)定,通過組網(wǎng)可形成一點(diǎn)與多點(diǎn)連接,并在主網(wǎng)附近形成微網(wǎng)。像柳佳國等人是最早在溫室當(dāng)中應(yīng)用藍(lán)牙技術(shù)之人,并詳細(xì)介紹了藍(lán)牙模塊與控制系統(tǒng)之間軟硬件設(shè)計(jì)的方法;杜輝等人把藍(lán)牙與現(xiàn)場總線等技術(shù)相結(jié)合,對溫室氣候的監(jiān)控軟硬件給予了設(shè)計(jì);張潛等在溫室當(dāng)中,利用藍(lán)牙設(shè)置了無線網(wǎng)絡(luò)傳感器,并克服有線網(wǎng)絡(luò)局限。ZigBee技術(shù)是近些年才興起的,它具有數(shù)據(jù)速率低、成本低、功耗低、容量大及通信可靠安全等特點(diǎn),并且在溫室當(dāng)中的應(yīng)用很廣泛,像郭文川等人運(yùn)用ZigBee技術(shù)有效實(shí)現(xiàn)了無線傳感器自組網(wǎng)與監(jiān)測數(shù)據(jù)自動(dòng)采集,有效滿足了溫室環(huán)境的監(jiān)測需要;陳克克等人利用ZigBee協(xié)議對無線傳感器的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展,并實(shí)施了網(wǎng)絡(luò)測試,采取樹狀拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu),其覆蓋面積大,終端節(jié)點(diǎn)的距離較遠(yuǎn)的時(shí)候,可運(yùn)用多條路由的方法來傳輸數(shù)據(jù),ZigBee技術(shù)應(yīng)用,有效推動(dòng)了溫室產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
2.2 長距離的無線通信應(yīng)用
長距離的無線通信技術(shù)主要有GPRS、GSM及3G等技術(shù),其中,GSM技術(shù)是應(yīng)用非常廣泛的標(biāo)準(zhǔn),包含多個(gè)頻段,網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大,保密性好,技術(shù)也比較成熟,且數(shù)據(jù)傳輸不會受到距離制約,SMS是GMS基本業(yè)務(wù)。這種技術(shù)在溫室領(lǐng)域應(yīng)用也較為廣泛,像孫玉梅等對GSM手持儀進(jìn)行了研制,可把傳感器測得溫室參數(shù)用SMS方式傳給管理者,以便實(shí)時(shí)控制溫室;衛(wèi)勇等人在GSM短信模塊基礎(chǔ)上,對溫室環(huán)境當(dāng)中的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì),運(yùn)用SMS實(shí)施遠(yuǎn)距離少數(shù)據(jù)傳輸是種有效經(jīng)濟(jì)方法。GPRS是基于GSM網(wǎng)絡(luò)所開通的新分組數(shù)據(jù)的傳輸方法,較為適用突發(fā)性、間斷及少量數(shù)據(jù)傳輸,對于偶爾大量數(shù)據(jù)的傳輸也適用。在溫室領(lǐng)域,GPRS技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢還是比較大的,像袁洪波等人依據(jù)傳感器、單片機(jī)與GPRS模塊等對溫室環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì);韓華鋒等人在ZigBee協(xié)議、無線傳感器、互聯(lián)網(wǎng)及GPRS等技術(shù)對溫室數(shù)據(jù)進(jìn)行了遠(yuǎn)程傳輸,并有效提高了系統(tǒng)的便捷性與移動(dòng)性。我國溫室正朝自動(dòng)化、規(guī)模化及智能化等方向發(fā)展,運(yùn)用無線通信可有效完成溫室數(shù)據(jù)采集與傳輸,特別是溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控當(dāng)中,隨著現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展,無線傳感的節(jié)點(diǎn)問題,商品無線發(fā)送的接收器已不能有效滿足傳感網(wǎng)絡(luò)要求,其遠(yuǎn)距離的無線技術(shù)成為人們研究方向。
3 總結(jié)
現(xiàn)代通信技術(shù)在溫室當(dāng)中獲得了廣泛應(yīng)用,尤其是溫室監(jiān)測控制中,從有線通信到無線通信技術(shù)發(fā)展成為溫室產(chǎn)業(yè)發(fā)展一次良好變革,在溫室領(lǐng)域,無線通信技術(shù)應(yīng)用主要有藍(lán)牙、GPS、ZigBee及GPRS等技術(shù),再加上總線、互聯(lián)網(wǎng)與傳感器等技術(shù)應(yīng)用,推動(dòng)了溫室產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)化、規(guī)模化與智能化發(fā)展。
中圖分類號:S625 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)23-0379-01
現(xiàn)代通信技術(shù)可分為有線通信和無線通信,各有優(yōu)勢劣勢。目前,農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的高速發(fā)展,溫室作為農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié),對通信技術(shù)提出了更高的要求。本文將介紹幾種比較常見的現(xiàn)代通信技術(shù)在溫室產(chǎn)業(yè)中的利用,從多角度分析其優(yōu)劣和組合應(yīng)用并做出總結(jié)。
一、有線通信技術(shù)在溫室中的應(yīng)用
1.現(xiàn)場總線技術(shù)
現(xiàn)場總線技術(shù)是迅速發(fā)展起來的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線,它主要用來解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信及控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。其中,CAN總線被接納為汽車電子系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)總線,它是一種串行通信,可以連接現(xiàn)場設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng),直接通信距離可達(dá)10km,它能夠結(jié)合并適應(yīng)溫室產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn),并與RS-232/485分布式控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)使用,為溫室生產(chǎn)提供高效的信息傳遞。
2.RS-232/485分布式控制系統(tǒng)
這種分布式控制系統(tǒng)適用于數(shù)據(jù)傳輸速率在0―20000b/s范圍內(nèi)的通信,它是美國電子工業(yè)協(xié)會指定的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)。RS-232分布式控制系統(tǒng)的速率較低,操作程序復(fù)雜,可靠性較差,不能達(dá)到溫室生產(chǎn)中對信息傳遞靈活性的要求。RS-485分布式控制系統(tǒng)在RS-232的基礎(chǔ)上增加了多點(diǎn),雙向的通信,使信息傳輸速率得到了提升。
3.電力線傳輸技術(shù)
電力線傳輸技術(shù)是目前唯一的可免除對線路進(jìn)行投資的有線通信技術(shù),通過載波方式將信息進(jìn)行高速傳輸,實(shí)現(xiàn)了一線兩用,具有其他有線通信技術(shù)無可比擬的優(yōu)勢。但目前電力傳輸技術(shù)還剛剛起步,發(fā)展并不成熟,其成本低,操作簡便等優(yōu)勢使其在溫室生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)中擁有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
二、無線通信技術(shù)在溫室中的應(yīng)用
1.藍(lán)牙技術(shù)
藍(lán)牙技術(shù)主要用于對通信和信息設(shè)備之間的無線連接。藍(lán)牙技術(shù)屬于短距離傳輸,在溫室生產(chǎn)中與各個(gè)溫室采用CAN總線連接,將分散的技術(shù)統(tǒng)一集合起來,可以對溫室環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控管理,但電力的持續(xù)性供給仍是未解決的問題。
2.電力載波通信技術(shù)
電力載波通信技術(shù)可以用來實(shí)現(xiàn)對溫室生產(chǎn)的遠(yuǎn)程控制和實(shí)時(shí)監(jiān)測。電力載波通信技術(shù)的數(shù)據(jù)采集分為定時(shí)采集和查詢采集。由多點(diǎn)環(huán)境采集系統(tǒng)組成,硬件結(jié)構(gòu)中包括單片機(jī)系統(tǒng),溫度、濕度等測量電路。為節(jié)約成本,主通訊單片機(jī)系統(tǒng)采用雙串口結(jié)構(gòu)。
3.Zig Bee技術(shù)
Zig Bee技術(shù)屬于短距離無線通信技術(shù),采用跳頻和擴(kuò)頻技術(shù)。Zig Bee技術(shù)的組裝成本低、容量大、可靠性高、保密性強(qiáng)、失誤率低等一系列優(yōu)勢使其在現(xiàn)代通信技術(shù)中發(fā)現(xiàn)迅速。
三、有線通信技術(shù)在溫室中應(yīng)用的優(yōu)勢劣勢
1.有線通信技術(shù)在溫室中應(yīng)用的優(yōu)勢
1.1 可操作性高
有線通信技術(shù)在狹義上講是通過有形媒質(zhì)傳遞信息的方式。有線通信技術(shù)的線纜等設(shè)施真實(shí)存在,便于技術(shù)人員操作。
1.2 穩(wěn)定性高,抗干擾能力強(qiáng)
天氣等外生因素對有線通信幾乎無干擾,溫室生產(chǎn)中若出現(xiàn)某些不可抗的氣候溫度等環(huán)境時(shí),有線通信仍可正常使用。
2.有線通信技術(shù)在溫室中應(yīng)用的劣勢
2.1 維修成本高
由于溫室具有溫度高、濕度大、光照足等環(huán)境特點(diǎn),對線纜的質(zhì)量提出很高的要求會造成一些有線通信媒質(zhì)的維修費(fèi)成本變高,施工難度變大。
2.2 安裝成本高
有線通信技術(shù)需要額外架線,線纜相互交錯(cuò),布置起來非常麻煩,直接導(dǎo)致了有線通信的安裝成本變高。
2.3 可靠性低
溫室環(huán)境的溫度,濕度,土壤,空氣,光照等因素極易使線纜等設(shè)施發(fā)生老化,造成信息無法接受或信息不準(zhǔn)等情況。
2.4 可拓展性低
有線通信技術(shù)的設(shè)施固定,一旦完成安裝,移動(dòng)起來將十分麻煩,設(shè)施的拓展升級操作不便.
四、無線通信技術(shù)在溫室中應(yīng)用的優(yōu)勢劣勢
1.無線通信技術(shù)在溫室中應(yīng)用的優(yōu)勢
1.1 安裝成本低
無線通信技術(shù)是相對于有線通信技術(shù)來說的。由于無線通信并不需要繁瑣的布線過程,降低了安裝成本。
1.2 維修成本低
即使溫室環(huán)境持續(xù)保持濕度高,光照足等一系列條件也不會對無線通信造成影響,降低了溫室產(chǎn)業(yè)維修成本。
1.3 操作簡便
無線通信技術(shù)無需挪動(dòng)笨重的設(shè)備,通過簡單的操作即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測。
2.無線通信技術(shù)在溫室中應(yīng)用的劣勢
2.1 電力供給不足
無線通信技術(shù)中對電力供應(yīng)的要求高,電源的持續(xù)性供給問題未解決
2.2 部分通信技術(shù)存在先天性缺陷
如無線通信技術(shù)中的藍(lán)牙模塊成本高,實(shí)現(xiàn)通信的距離較短;Zig Bee技術(shù)的信號相對較弱,比較容易受到干擾。
2.3 阻礙物對通信信號造成阻礙
農(nóng)作物及其他障礙物會阻礙無線設(shè)施的通訊,對信息的傳遞造成不同程度的干擾。
五、有線通信技術(shù)與無線通信技術(shù)在溫室生產(chǎn)中的組合應(yīng)用
溫室生產(chǎn)的監(jiān)控分為現(xiàn)場監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控。
現(xiàn)場監(jiān)控可以運(yùn)用現(xiàn)場總線方式和近距離的無線通信技術(shù),遠(yuǎn)程監(jiān)控可以運(yùn)用有線通信技術(shù)與實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的子系統(tǒng)Internet的組合。如果要實(shí)現(xiàn)對溫室環(huán)境更高的監(jiān)測精度,比如對溫室的光度,濕度,溫度等氣候環(huán)境因子,土壤中的磷鉀等元素的含量,農(nóng)作物自身的生理?xiàng)l件指標(biāo)做出自動(dòng)監(jiān)測,單單依靠有線通信技術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,此時(shí)則需要運(yùn)用無線通信技術(shù)協(xié)助實(shí)現(xiàn)監(jiān)測。如對運(yùn)動(dòng)中的對象或者環(huán)境惡劣的區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測,此時(shí)要實(shí)現(xiàn)精確控制與自動(dòng)監(jiān)測的結(jié)合,只運(yùn)用無線通信技術(shù)是無法達(dá)到這一要求的,因此可以運(yùn)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與Internet技術(shù)的組合。針對不同的實(shí)際情況,我們要靈活地選擇合適的方案。
六、現(xiàn)代通信技術(shù)在溫室中的應(yīng)用展望
目前,現(xiàn)代通信技術(shù)正高速發(fā)展,對信息的采集處理正在不斷完善。隨著溫室產(chǎn)業(yè)的不斷進(jìn)步發(fā)展,對通信技術(shù)提出了更高的要求,這就要求相關(guān)技術(shù)人員不斷突破現(xiàn)有條件的限制,在電力的持續(xù)供應(yīng)、能耗消損降低,網(wǎng)絡(luò)容量提升,提高抗干擾能力等方面進(jìn)行積極的探索,找到解決問題的方法。通過對有線通信技術(shù)和無線通信技術(shù)的優(yōu)勢劣勢分析,從總體上合理靈活地安排布局。現(xiàn)代通信技術(shù)在溫室產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用前景廣闊,值得探索。
總結(jié)
溫室產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開現(xiàn)代通信技術(shù)的支持。現(xiàn)代通信技術(shù)通過有線通信和無線通信兩種方法對溫室產(chǎn)業(yè)進(jìn)行信息的傳遞采集處理。而這兩種方法都有各自的優(yōu)勢和劣勢,這就要求在溫室生產(chǎn)中根據(jù)實(shí)際情況靈活運(yùn)用技術(shù),取長補(bǔ)短,將兩種技術(shù)優(yōu)化組合,實(shí)現(xiàn)對溫室生產(chǎn)的全方位多層次監(jiān)測,將溫室產(chǎn)業(yè)的發(fā)展推向新高度。
參考文獻(xiàn)
現(xiàn)代通信技術(shù)是通信產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)性學(xué)科,因此其內(nèi)容復(fù)雜,教學(xué)以及學(xué)習(xí)難度大。該課程的主要內(nèi)容是介紹通信的概念、原理、方法以及計(jì)算應(yīng)用等多個(gè)方面,內(nèi)容較為枯燥,因此就要求教學(xué)工作者積極探索先進(jìn)的、實(shí)用性強(qiáng)的教學(xué)方法來提高教學(xué)效率。筆者對這一問題進(jìn)行了細(xì)致研究和實(shí)踐驗(yàn)證,現(xiàn)將具體的教學(xué)方法做以如下概述。
一、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
興趣在學(xué)生學(xué)習(xí)中起引導(dǎo)作用,是學(xué)生積極參與到教學(xué)活動(dòng)中的前提條件。高職院校學(xué)生普遍存在基礎(chǔ)較弱的問題,因此在學(xué)習(xí)現(xiàn)代通信技術(shù)應(yīng)用課程上有著較多的問題,長此以往便會對該課程產(chǎn)生畏懼的心理,進(jìn)而失去學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)工作者可從實(shí)際出發(fā),用貼合實(shí)際的例子吸引學(xué)生的注意力和學(xué)習(xí)興趣,例如生活中常用的對講機(jī)、無線藍(lán)牙以及手機(jī)等引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論:GSM系統(tǒng)與CDMA系統(tǒng)相比,哪個(gè)更好?優(yōu)勢是什么?為什么銀行的ATM機(jī)可實(shí)現(xiàn)異地存取款?這類問題都是生活中常見的問題,因此能夠極大的調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生在進(jìn)行激烈的討論后教師可進(jìn)行與課程有關(guān)的內(nèi)容介紹,增加學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解度,并且能形成一個(gè)相對輕松愉悅的課堂氛圍。
二、應(yīng)用類比法進(jìn)行教學(xué)
教師的教學(xué)方法在很大程度上決定了學(xué)生對課程的理解程度和教學(xué)效果,因此提升教學(xué)方法的有效性和實(shí)用性是現(xiàn)代通信技術(shù)應(yīng)用課程教師的教學(xué)重點(diǎn)。學(xué)生對交通系統(tǒng)的認(rèn)識程度較深,在進(jìn)行現(xiàn)代通信系統(tǒng)的基本組成這一內(nèi)容的教學(xué)時(shí)可應(yīng)用類比交通法進(jìn)行授課,進(jìn)而提升學(xué)生對這種綜合性且理解難度較大的知識的理解力。教師在進(jìn)行授課時(shí)可將整個(gè)通信網(wǎng)比作交通網(wǎng),將通信系統(tǒng)比作交通系統(tǒng),再將交通方式類比成通信方式,如可將紅外線、電磁波等比作交通系統(tǒng)中的公路、鐵路等。可將信道類比為不同的道路,同理可將信道容量類比成各種道路的寬度,有關(guān)的傳輸信息可以類比成不同的教學(xué)方式。交通網(wǎng)由各個(gè)不同形式的交通工具組成,同理可將其類比為構(gòu)成通信網(wǎng)的各類交通設(shè)備。教師應(yīng)用學(xué)生對交通網(wǎng)的理解進(jìn)行類比教學(xué)后,學(xué)生便可大概了解通信系統(tǒng)的構(gòu)成方式,增加了學(xué)生對知識點(diǎn)的理解程度。
三、強(qiáng)化教學(xué)過程
傳統(tǒng)教學(xué)模式下現(xiàn)代通信技術(shù)應(yīng)用課程的教學(xué)重點(diǎn)是原理分析,但由于教學(xué)內(nèi)容包含的理論內(nèi)容過多且抽象、電路計(jì)算復(fù)雜,因此增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度,所以教師應(yīng)該重視教學(xué)過程的改革。現(xiàn)代通信技術(shù)應(yīng)用課程的實(shí)踐教學(xué)多為驗(yàn)證結(jié)論性的實(shí)踐,學(xué)生并不清楚其所學(xué)知識的具體用途。教師在教學(xué)過程中應(yīng)拋開教材,只將其作為簡單的參考資料,再將重要的內(nèi)容進(jìn)行整合,結(jié)合實(shí)例設(shè)計(jì)可行性較高的項(xiàng)目。例如在學(xué)習(xí)模擬調(diào)制系統(tǒng)這一課程時(shí),教師可以調(diào)頻調(diào)幅收音機(jī)作為實(shí)例進(jìn)行講解。首先讓學(xué)生熟悉收音機(jī)的工作方式、工作頻率以及基礎(chǔ)的元件組成,再結(jié)合收音機(jī)講解模擬通信系統(tǒng)的調(diào)制、混頻進(jìn)行講授,然后引導(dǎo)學(xué)生計(jì)算、測量、裝配焊接各個(gè)元器件,最后讓學(xué)生對各個(gè)波點(diǎn)進(jìn)行測量,并進(jìn)行故障排除,找出存在的問題并進(jìn)行修正,使其能實(shí)現(xiàn)正常功能。這一教學(xué)過程不僅能增強(qiáng)學(xué)生對知識點(diǎn)的理解能力,還能提升其實(shí)踐能力。下圖是ZX05型調(diào)頻調(diào)幅收音機(jī)的電路原理圖,教師可指導(dǎo)學(xué)生按照下圖完成組裝及檢驗(yàn)。
四、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)在現(xiàn)代通信技術(shù)應(yīng)用課程中具有非常重要的地位。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)側(cè)重于理論教學(xué)且多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和結(jié)論性實(shí)驗(yàn),因此實(shí)驗(yàn)價(jià)值不高,再加上部分學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備不全,實(shí)驗(yàn)的可行性和準(zhǔn)確性較低,因此這種教學(xué)模式使得學(xué)生的知識面過于狹隘。為改變這一現(xiàn)狀,教師可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新工作,即落實(shí)驗(yàn)證+仿真+創(chuàng)新教學(xué)體系,指導(dǎo)學(xué)生高效的完成教學(xué)大綱中要求的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),再應(yīng)用仿真軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及訓(xùn)練,最后指導(dǎo)學(xué)生自主創(chuàng)新研發(fā)小型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)教師可根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行合理分組,再指導(dǎo)學(xué)生以小組形式獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、選件、排查等,讓學(xué)生在自主訓(xùn)練中提升其思維能力和創(chuàng)造能力。
五、結(jié)束語
隨著教育改革的進(jìn)一步加深,高職院校更加注重對學(xué)生能力本位的培養(yǎng),因此對教師提出了更高的要求。要高職院校現(xiàn)代通信技術(shù)應(yīng)用課程的教學(xué)效果,就必須為學(xué)生營造一個(gè)良好的學(xué)習(xí)氛圍,不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,應(yīng)用多種教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué),進(jìn)而提升學(xué)生的理解能力、實(shí)踐能力以及綜合素質(zhì)。
參考文獻(xiàn):
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中圖分類號:TN925 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2013)36-0539-01
無線通信作為現(xiàn)代通信的重要組成部分,在科技發(fā)展的引領(lǐng)下也發(fā)生了劇烈的變化,甚至已經(jīng)成為當(dāng)前通信應(yīng)用的主體,這體現(xiàn)了無線通信本身的巨大價(jià)值和應(yīng)用活力。將無線通信技術(shù)的應(yīng)用作為一個(gè)既定課題來研討,是具有現(xiàn)實(shí)意義的。同時(shí),分析無線通信技術(shù)的未來發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景,對于我國更好的發(fā)展無線通信行業(yè),促進(jìn)通信現(xiàn)代化,都具有現(xiàn)實(shí)價(jià)值。
一、現(xiàn)代無線通信急需的應(yīng)用現(xiàn)狀
(一)無線通信技術(shù)已經(jīng)成為移動(dòng)通信的主流
從無線通信技術(shù)的定義和內(nèi)涵來看,其指的是利用電磁波信號自由流動(dòng)的原理進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)募夹g(shù)類型,是現(xiàn)代通信技術(shù)系統(tǒng)的組成部分。在廣泛意義上,人們通常把無線通信與移動(dòng)通信結(jié)合起來研究,稱之為移動(dòng)無線通信。從我國乃至世界范圍內(nèi)無線通信技術(shù)的發(fā)展看,無線通信已經(jīng)成為現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)的主流,在實(shí)踐應(yīng)用中的作用日益明顯,并受到各方的關(guān)注。首先,無線通信技術(shù)的核心和關(guān)鍵在于“無線”,即這種通信不需要借助傳統(tǒng)意義上的電纜、光纜和電線,而是借助虛擬存在的電磁波信號進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的傳輸。所以,無線通信技術(shù)的第一大特征就是突破了移動(dòng)通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)目臻g、地域和材質(zhì)的限制,使得現(xiàn)代通信進(jìn)入到了一個(gè)全球化、全時(shí)空的時(shí)代。其次,無線通信技術(shù)能夠保證用戶更好的體驗(yàn)通話、上網(wǎng)、信息傳輸和數(shù)據(jù)儲存等服務(wù),同時(shí)擺脫時(shí)間、空間的限制,讓通信“動(dòng)起來”。
從無線通信技術(shù)的市場化角度看,無線通信為現(xiàn)代通信技術(shù)的變革與市場化打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),或者說提供了全新的商業(yè)模式。在當(dāng)今這樣一個(gè)信息化時(shí)代,人與人之間的交流愈發(fā)頻繁,信息的傳輸愈發(fā)密集,通信技術(shù)的革新速度正在加快,借助無線通信技術(shù)的新一代通信可以為用戶帶來更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)體驗(yàn),這無疑是通信行業(yè)的一大商機(jī),其中蘊(yùn)含的“商業(yè)礦藏”無法估算。因此,無線通信技術(shù)在現(xiàn)代通信領(lǐng)域的應(yīng)用,商業(yè)潛力巨大,而且發(fā)展前景被普遍看好。
(二)無線通信技術(shù)應(yīng)用的具體表現(xiàn)
時(shí)至今日,無線通信已經(jīng)深入到人們生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面,與社會進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān)。從大的主流方向看,無線通信技術(shù)的應(yīng)用主要表現(xiàn)為3G技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展、WLAN的應(yīng)用、UWB技術(shù)、藍(lán)牙的廣泛應(yīng)用、寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)與無線技術(shù)的結(jié)合、數(shù)字電視的發(fā)展等。綜合來看,當(dāng)前無線通信技術(shù)在上述領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用推動(dòng)了該領(lǐng)域的進(jìn)一步技術(shù)升級,也催生了全新的商業(yè)模式和應(yīng)用架構(gòu),是“多贏”的結(jié)果。例如,短距離的無線通信技術(shù)的應(yīng)用以藍(lán)牙技術(shù)為主要代表,可以近距離進(jìn)行數(shù)據(jù)文件、信息資料的傳輸,為各種便攜式移動(dòng)終端和設(shè)備的大范圍普及帶來了可能。同時(shí),藍(lán)牙技術(shù)作為近距離無線通信技術(shù)的一種,外在的拓展和衍生體現(xiàn)為硬件、軟件和互相操作的需要的完美結(jié)合,為個(gè)人用戶、商務(wù)用戶都帶來了極大的便利。
所以,無線通信技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,帶來了全方位的通信變革,從商務(wù)活動(dòng)到家庭生活,從個(gè)人娛樂到移動(dòng)辦公,都體驗(yàn)著這種便利和快捷。所以說,正視與接受無線通信時(shí)代的到來,對我們每個(gè)人都是必須的選擇。
二、無線通信技術(shù)的未來發(fā)展前景分析
(一)無線通信技術(shù)未來將更加人性化、智能化
之所以做出這樣的判斷,是基于現(xiàn)代信息技術(shù)和通信技術(shù)的快速發(fā)展使得個(gè)人成為了信息資源的集中體,也使得用戶更加具有話語權(quán)。以無線通信技術(shù)最廣泛的應(yīng)用終端智能手機(jī)為例,手機(jī)的用戶隨著需求的增加和信息傳輸?shù)囊筇岣撸厝粫o線通信技術(shù)提出更高的要求。所以,未來的無線通信技術(shù)要找準(zhǔn)用戶的需求所在,探索更加人性化、智能化的技術(shù)變革路徑,為無線通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供更大的空間。
(二)未來無線通信技術(shù)將融合計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢
現(xiàn)代通信技術(shù)、信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)從本質(zhì)上來看具有先天的“血緣關(guān)系”,雖然其中存在諸多的差異,但是未來的融匯式發(fā)展卻是不能避免的。展望未來,以LTE技術(shù)為代表的新型無線通信技術(shù)必然促使無線通信與計(jì)算機(jī)的融合,增加移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)互補(bǔ)。所以,未來無線通信技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)趨勢是可以預(yù)計(jì)的。
(三)無線通信技術(shù)的創(chuàng)新未來愈發(fā)的重要
作為一種新興的通信技術(shù),無線通信絕非完美無缺,同樣需要在不斷的應(yīng)用實(shí)踐和變革中尋求更大范圍的突破。根據(jù)用戶的需求改變、市場的環(huán)境變化和其他新技術(shù)的出現(xiàn)而不斷創(chuàng)新無線通信技術(shù)的結(jié)構(gòu)、形式和內(nèi)容,這在未來肯定是必不可少的。
總之,作為一種具備強(qiáng)大活力和生命力的通信技術(shù),無線通信技術(shù)已經(jīng)在實(shí)際應(yīng)用中展現(xiàn)出巨大的威力,這種展現(xiàn)不僅不會停歇,而且將愈發(fā)的強(qiáng)烈。所以,移動(dòng)通信對于無線技術(shù)的需求決定了無線通信技術(shù)的發(fā)展是可持續(xù)的,這種發(fā)展也必然要伴隨著不斷的創(chuàng)新和變革。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號:C39
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展比較快速,光纖通信也得到了社會的廣泛喜愛,并且普及情況也比較良好。光纖通信到底是什么,為什么能夠得到如此廣泛的應(yīng)用呢?光纖通信是現(xiàn)代通信技術(shù)的標(biāo)志,是一種通過傳導(dǎo)光信號的光導(dǎo)纖維來作為介質(zhì)的傳遞信息方式,光纖通信的信息傳遞量比較大,傳遞速度比較快,因此成為了目前的主要傳輸技術(shù)。光纖通信技術(shù)在現(xiàn)代通信領(lǐng)域的作用比較大,未來的應(yīng)用將會更加廣闊。
1 現(xiàn)代光纖通信技術(shù)
光纖的組成主要是纖芯、涂層和包層,內(nèi)心是非常細(xì)小的,僅僅只有幾十甚至是幾微米。涂岑是用來對光纖進(jìn)行保護(hù)以及提升其韌性的物質(zhì)。中間層是薄層,根據(jù)包層和纖芯之間的折射率差異來讓光信號在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)全反射,這一過程就是光信息的傳遞過程。
我國的光纖通信技術(shù)是在1991年的時(shí)候開始發(fā)展起來的。光纖通信通過光纖來進(jìn)行傳輸和通信,以光來作為信息的傳輸載體。光纖通信技術(shù)室通信歷史上的革命性發(fā)展,一般在長途、市網(wǎng)通信商應(yīng)用比較多,目前光纖通信也開始替代了電纜通信,而且其效果獲得了大家的認(rèn)可。
2 現(xiàn)代光纖通信的特點(diǎn)
光纖通信比電纜通信的優(yōu)點(diǎn)要多很多,比較突出的有如下幾項(xiàng)。
2.1高頻寬以及大容量的傳輸
信號在內(nèi)部傳輸?shù)臅r(shí)候,其衰減程度比較低,因此在長距離的傳輸中具有很好的表現(xiàn);對干擾的抵抗能力強(qiáng),使用的范圍比較廣。光纖對比電纜和銅線具有比較寬的傳輸帶,因此其傳輸容量比較大。
2.2 抗腐蝕能力強(qiáng)
抗腐蝕能力優(yōu)秀,適用于部分特殊環(huán)境的布線。
2.3電磁干擾抵抗能力強(qiáng)
外界的感染不會對其造成影響,而且不會受到電纜的感染,對于電磁脈沖也能起到抵抗性,因此其在通信領(lǐng)域非常重要。
2.4無串音干擾,保密性強(qiáng)
在電磁波傳播過程中容易泄漏,保密性能差。而在光纖傳播中,不會發(fā)生串?dāng)_,保密性強(qiáng)。光纖是一種介質(zhì)光波導(dǎo),光波可以被封閉在其中進(jìn)行傳輸,光波在光纖中傳輸,光信號被限制在光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中,而泄漏的射線就被環(huán)繞的光纖不透明包層吸收掉,即使是轉(zhuǎn)彎的地方,泄漏的光波也很少;光纖內(nèi)的光纖無論多少,相鄰信道都不會出現(xiàn)串音干擾,同時(shí)光纜的外面,無法監(jiān)聽到光纖內(nèi)部的傳輸信息。保證了信息的保密性。
2.5損耗低
目前使用的光纖為石英系光纖,主要是靠提高玻璃纖維的純度來減少損耗。由于光纖的損耗低,所以傳輸距離長。例如,400MB/s速率的信號,光纖通信能達(dá)到100km以上的無中繼距離,而同樣的速率在電纜通信系統(tǒng),無中繼距離僅為16km左右。
2.6原材料資源豐富
光纜、光纖的主要原料是SiO2。電纜的主要原材料是鋁、銅等金屬。光纖存在優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),也有一定的缺點(diǎn)。如,光纖連接困難、怕水、抗拉強(qiáng)度低、光纖性質(zhì)脆、機(jī)械強(qiáng)度低、分路、耦合比較麻煩。
3 現(xiàn)代光纖技術(shù)的應(yīng)用
3.1光纖接入技術(shù)
通信技術(shù)的進(jìn)步讓人們的生活更加快速和便捷,新技術(shù)的引入讓用戶得到了切實(shí)的快速體驗(yàn)。光纖入網(wǎng)分為有源光網(wǎng)以及無源光網(wǎng)兩種,光纖到戶是全光介入,能夠發(fā)揮出寬帶的特點(diǎn),因此用戶獲得的體驗(yàn)比較好。
3.2光復(fù)用技術(shù)
在SDH傳輸網(wǎng)中,電信號的分復(fù)用是由多路信號的利用得到的。全光通信網(wǎng)中多路信號的復(fù)用直接對光信號復(fù)用。在波長上,把時(shí)間分成若干時(shí)隙,然后光網(wǎng)絡(luò)單元上的每幀指定時(shí)隙向上行信道發(fā)送信號,在滿足所有的條件下,光交換網(wǎng)絡(luò)在接收光單元信號,不易混淆。
3.3全光通信網(wǎng)
目前因特網(wǎng)的發(fā)展很迅速,人們對于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)有所不滿,因此光纖網(wǎng)絡(luò)在因特網(wǎng)的應(yīng)用比較火熱,采用光交換機(jī)、分復(fù)用設(shè)備來實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。
通信網(wǎng)目前逐漸的發(fā)展為全光網(wǎng)絡(luò),雖然目前的光信息處理技術(shù)還是有一些稚嫩,但是其未來的發(fā)展將會不可估量,目前的全光試驗(yàn)也在開展中,因此第三代全光網(wǎng)將不會讓我們等待太久。
3.4光孤子通信
光孤子通信又叫孤立波,是一種特殊的超短脈沖,光脈沖在光纖中傳播,當(dāng)光強(qiáng)密度大時(shí)光脈沖變小,脈沖寬度是不到1個(gè)Ps,這種非線性光學(xué)現(xiàn)象為光孤子現(xiàn)象。光孤子通信系統(tǒng)是以光放大器、光隔離器、脈沖信號發(fā)生器、光檢測器、光孤子源組成,光孤子源為光孤子通信系統(tǒng)的關(guān)鍵。光纖的光場強(qiáng)度和折射率成正比,脈沖相位正比于光場強(qiáng)度。
3.5相干光通信
相干光通信使用外差檢驗(yàn)以及相干調(diào)制技術(shù)。該通信方式比較靈活,,適合長距離以及大容量的干線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。由于其具有多個(gè)傳輸頻道,所以選擇性比較優(yōu)秀,靈敏度比較高,用戶的使用體驗(yàn)也比較優(yōu)秀。現(xiàn)階段的相干光通信技術(shù)仍然還是測試階段,不久的將來,其發(fā)展一定會有很大的前進(jìn),伴隨的計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,其潛力無限。
4結(jié)論
光纖通信技術(shù)作為目前信息傳輸?shù)闹匾绞剑浒l(fā)展越來越成熟,應(yīng)用越來越廣泛。本文就光纖通信的一些特點(diǎn)以及新技術(shù)的使用情況進(jìn)行了簡單的介紹,光纖通信憑借著強(qiáng)大的抗干擾能力以及抗腐蝕能力,在許多的特殊領(lǐng)域應(yīng)用比較多,也比較重要,像是軍事領(lǐng)域的應(yīng)用。而因特網(wǎng)作為人們生活和工作不可或缺的內(nèi)容,其應(yīng)用光纖通信技術(shù)也是比較多的,未來光纖通信一定會讓我們的生活發(fā)生大的改變。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:通信技術(shù);智能建筑;設(shè)計(jì)施工
作為一種特殊的建筑形式,智能建筑能夠?yàn)槿藗兲峁└鼮榘踩煽俊⒏咝П憬荨h(huán)保節(jié)能、健康舒適的人性化建筑環(huán)境,智能建筑的建設(shè)離不開信息平臺的支持,而這其中對現(xiàn)代通信技術(shù)的應(yīng)用是尤為重要的。然而,在智能建筑的設(shè)計(jì)施工中,現(xiàn)代通信技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)在哪些方面?要探討這一問題,首先要對智能建筑及現(xiàn)代通信技術(shù)進(jìn)行簡單的了解。
一、智能建筑與現(xiàn)代通信技術(shù)
(一)智能建筑
智能建筑主要是依照用戶的需求,將建筑物作為最基本平臺,以建筑設(shè)備的管理系統(tǒng)、信息應(yīng)用系統(tǒng)、信息設(shè)施系統(tǒng)等組成系統(tǒng)中心,對建筑的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、管理及服務(wù)進(jìn)行優(yōu)化組合的一種建筑環(huán)境。智能化建筑中“智能”的實(shí)現(xiàn)依賴于智能化的集成系統(tǒng),即綜合布線系統(tǒng)、通信自動(dòng)化系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、和樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)等等。隨著智能建筑在我國的日漸發(fā)展普遍,這種特殊的建筑形式將越來越成熟,而其對現(xiàn)代通信技術(shù)、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)等基本技術(shù)組成的要求也越來越高。
(二)現(xiàn)代通信技術(shù)
現(xiàn)代通信技術(shù)在國際上稱之為遠(yuǎn)程通信,在我國一般是指電信。現(xiàn)代通信技術(shù)其實(shí)就是在科技不斷發(fā)展的環(huán)境下,如何使用最新的技術(shù)手段來完成對通信方式的優(yōu)化方式,它是一門系統(tǒng)性的學(xué)科。就當(dāng)前現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來看,其主要包含綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)技術(shù)(N-ISDN/B-ISDN)、異步傳輸技術(shù)(ATM)、寬帶多媒體網(wǎng)技術(shù)、接入網(wǎng)技術(shù)、同步數(shù)據(jù)系列技術(shù)(SDH)、IP通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星通信技術(shù)、個(gè)人通信及移動(dòng)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)以及數(shù)字微波通信技術(shù)等各種現(xiàn)代化技術(shù),而隨著現(xiàn)代通信技術(shù)手段的不斷創(chuàng)新與發(fā)展,該技術(shù)也將向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、寬帶化、智能化、高速化及綜合化的方向快速發(fā)展。
從以上都智能建筑及現(xiàn)代通信技術(shù)的介紹中可以看出,隨著當(dāng)前世界范圍內(nèi)科學(xué)技術(shù)水平的快速發(fā)展與進(jìn)步,智能建筑與現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展都具備較大的潛力,而兩者之間的結(jié)合也將更加緊密,就當(dāng)前現(xiàn)代通信技術(shù)在智能建筑設(shè)計(jì)與施工中的應(yīng)用情況是怎樣的呢?
二、現(xiàn)代通信技術(shù)在智能建筑設(shè)計(jì)施工中的應(yīng)用
現(xiàn)代通信技術(shù)在智能建筑設(shè)計(jì)施工中的應(yīng)用可以說是相對廣泛的,而且在智能建筑的發(fā)展進(jìn)程中,對于現(xiàn)代通信技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)相關(guān)專家關(guān)注的重點(diǎn)問題。具體到通信技術(shù)在設(shè)計(jì)施工中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在專網(wǎng)設(shè)置、通信配置、自動(dòng)控制、快捷通信四個(gè)方面。
(一)專網(wǎng)設(shè)置
專網(wǎng)設(shè)置在智能建筑中的應(yīng)用主要是對那些專業(yè)性較高的大型會議室或者是匯報(bào)大廳等各種新型的、高級的寫字樓。通常情況下,這一類的建筑對于智能化的要求不是以舒適健康、節(jié)能環(huán)保為主要目標(biāo),其智能化的標(biāo)準(zhǔn)主要體現(xiàn)在智能化的信息傳輸及處理能力方面。作為特殊的智能建筑,在設(shè)計(jì)及施工的過程中通過對現(xiàn)代通信技術(shù)的應(yīng)用,在建筑內(nèi)進(jìn)行專網(wǎng)的設(shè)置,利用N-ISDN/B-ISDN技術(shù)、SDH技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)以及數(shù)字微波通信技術(shù)等現(xiàn)代通信技術(shù)手段,在最大的限度之內(nèi)發(fā)揮專網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、傳送速度更快的優(yōu)勢,以滿足建筑的實(shí)際應(yīng)用需求。
(二)通信配置
這里所謂的通信配置主要是指在進(jìn)行智能建筑設(shè)計(jì)施工的時(shí)候,利用現(xiàn)代通信技術(shù)進(jìn)行建筑內(nèi)的綜合布線。要保證智能建筑中信息化、網(wǎng)絡(luò)化的建筑需求,實(shí)現(xiàn)智能建筑中對各種電氣設(shè)備的自動(dòng)控制,布線工作可以說是至關(guān)重要的,一旦布線出現(xiàn)問題,智能化很可能出現(xiàn)局部癱瘓或者是整體癱瘓的狀況,而建筑也將成為不智能的“智能建筑”。但將現(xiàn)代通信技術(shù)與布線技術(shù)相結(jié)合,將布線系統(tǒng)接入到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)當(dāng)中,實(shí)現(xiàn)綜合性的布線,對其進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控與管理,滿足當(dāng)前智能建筑的建設(shè)需求,同時(shí)也便于日后智能化的擴(kuò)充。
(三)自動(dòng)控制
正如我們所了解的一樣,建筑主體的人性化、多功能化以及智能系統(tǒng)中通信系統(tǒng)的安全性、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化是當(dāng)前智能建筑切實(shí)實(shí)現(xiàn)智能化的基本組成要素,而要使智能建筑更加人性化,就必須使建筑所有者對建筑內(nèi)部一切進(jìn)行管理和控制的操作行為更加便捷、使建筑內(nèi)可自動(dòng)化的管理更加全面、保證每一項(xiàng)智能效果的實(shí)現(xiàn)都處于安全的狀態(tài)中,而要滿足這些要求,就必須使得智能系統(tǒng)中終端操作系統(tǒng)與各執(zhí)行系統(tǒng)之間的信息交換保持快速、穩(wěn)定的狀態(tài)。總結(jié)來看,要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,就必須借助于信息的交換,而要實(shí)現(xiàn)信息的交換離不開系統(tǒng)對現(xiàn)代通信技術(shù)的利用。
(四)快捷通信
1 現(xiàn)代電力通信業(yè)務(wù)需求的新特點(diǎn)
隨著我國“十二五”期間特高壓電網(wǎng)、智能配電網(wǎng)以及電網(wǎng)信息化建設(shè)的飛速發(fā)展,電網(wǎng)通信的業(yè)務(wù)需求呈現(xiàn)出了新的特點(diǎn),對電力通信的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、業(yè)務(wù)多元化以及通信可靠性和智能化的要求越來越高,主要體現(xiàn)在可靠性要求高,電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)各環(huán)節(jié)的全覆蓋以及通信服務(wù)的多元化等幾個(gè)方面。
2 現(xiàn)代通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究
現(xiàn)代通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用有多種,文章以自動(dòng)光交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、高速4G無線通信技術(shù)、無線局域網(wǎng)(WiMax)技術(shù)為例,對上述三種技術(shù)在電力通信系統(tǒng)建設(shè)中的應(yīng)用可行性進(jìn)行研究。
2.1 自動(dòng)光交換網(wǎng)絡(luò)(Automatically Switched Optical Network,即ASON)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
2.1.1 ASON 引入當(dāng)前電力系統(tǒng)SDH光網(wǎng)絡(luò)的可行性研究
ASON可以支持網(wǎng)絡(luò)物理層交換顆粒的接入以及傳統(tǒng)SDH組網(wǎng)的1+1,1:N環(huán)網(wǎng),這就可以通過引入ASON控制平面,對傳統(tǒng)的SDH組網(wǎng)方式進(jìn)行智能化改進(jìn),實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)管理,并對系統(tǒng)的業(yè)務(wù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的維護(hù)和配置。ASON網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)要求具有相互關(guān)聯(lián)的3個(gè)以上的光路由,以滿足ASON多路由選擇和動(dòng)態(tài)組網(wǎng)的需要。ASON主要支持VC-4(155M)級別以上大顆粒SDH業(yè)務(wù),對VC12以下的低帶寬業(yè)務(wù),需要進(jìn)行底層的電路整合才能進(jìn)行應(yīng)用。在對現(xiàn)存的SDH光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行時(shí)隙優(yōu)化和業(yè)務(wù)重組時(shí)主要的方法有:(1)將SDH網(wǎng)絡(luò)的底層電路進(jìn)行低階信號整合,然后利用ASON智能電網(wǎng)進(jìn)行高階交叉后進(jìn)行通信傳輸;(2)利用網(wǎng)絡(luò)隧道技術(shù)進(jìn)行信息傳送,通過網(wǎng)絡(luò)隧道協(xié)議,用SDH網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議實(shí)現(xiàn)ASON網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)和信息傳送。
2.1.2 基于ASON 網(wǎng)絡(luò)的電力系統(tǒng)SDH光網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃原則
一是在光纜資源方面,在進(jìn)行ASON網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)時(shí),根據(jù)MESH 網(wǎng)絡(luò)建立的基本要求,網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)至少要有三個(gè)可選擇的路由,這就保證了ASON網(wǎng)絡(luò)路由的冗余備份,保證在網(wǎng)絡(luò)中的故障少于2處時(shí),可以提供可靠的業(yè)務(wù)處理能力,大大降低斷網(wǎng)概率;二是在智能光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)選擇方面,在進(jìn)行網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)選擇時(shí),要根據(jù)其物理和地理位置科學(xué)選擇;三是在路徑分配時(shí),要根據(jù)路徑代價(jià)最小的原則,依據(jù)節(jié)點(diǎn)跳數(shù)、傳送距離、負(fù)載均衡參數(shù),進(jìn)行路徑代價(jià)計(jì)算,公式如下:
2.2 TD-LTE在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
TD-LTE技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用主要集中在動(dòng)態(tài)調(diào)度上,利用動(dòng)態(tài)調(diào)度技術(shù),能夠有效提高電力業(yè)務(wù)的QoS需求,提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量。TD-LTE 230電力無線專網(wǎng)系統(tǒng)主要基于信道質(zhì)量動(dòng)態(tài)監(jiān)測、信道衰減及質(zhì)量匹配、資源分配等。信道質(zhì)量動(dòng)態(tài)監(jiān)測就是對系統(tǒng)中的時(shí)域和頻域資源,進(jìn)行干擾強(qiáng)度、傳輸狀況、信噪比等指標(biāo)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測。信道衰減及質(zhì)量匹配就是將用戶對信道資源的需求和當(dāng)前的空閑信道資源進(jìn)行整合和匹配,保證用戶獲得需要的數(shù)據(jù)服務(wù)。資源分配就是為了能夠保證最佳的頻率利用率,調(diào)度方通過發(fā)送相應(yīng)的授權(quán)指令,為用戶分配最佳匹配的頻段進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
2.3 WiMAX在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
WiMAX無線網(wǎng)絡(luò)是解決“最后一公里”通信的有效方法,在無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過程中,應(yīng)主要考慮以下幾個(gè)問題。一是無線接入的業(yè)務(wù)模式。根據(jù)電力系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求,選擇合適的無線接入模式,不同的QoS級別,對應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸需求不同,在進(jìn)行WiMAX網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí),需要綜合考慮用戶的需求,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和業(yè)務(wù)類型科學(xué)確定。二是調(diào)制方式和編碼速率的選擇。目前的WiMAX支持主流的編碼方式,比如單邊帶支持的調(diào)制方式有如下幾種:二進(jìn)制(BPSK)調(diào)制、正交相移調(diào)制(QPSK)、16進(jìn)制和64進(jìn)制的正交振幅調(diào)制(16QAM、64QAM)等。三是無線資源管理方面。WiMAX技術(shù)能夠通過功率控制減少系統(tǒng)的干擾和串?dāng)_,同時(shí)可以通過串并轉(zhuǎn)換,延長子載波的存在時(shí)間,這就可以根據(jù)無線資源的實(shí)際情況進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃管理,適應(yīng)不同的上、下行業(yè)務(wù)需要。
基于WiMAX無線網(wǎng)絡(luò)的電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃流程要求在滿足通信能力要求的前提下,盡量低兼顧低成本要求,規(guī)劃的流程一般分為三個(gè)階段:調(diào)研階段-規(guī)模估算階段-詳細(xì)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段。在估算無線傳輸模型時(shí),可以選用自由空間傳播模型的路徑損耗計(jì)算公式:
上式中,f 為發(fā)射頻率,d 為傳輸距離。對于有障礙物的非自由空間,可采用SUI模型公式進(jìn)行計(jì)算:
上式中,λ為發(fā)射波長,d0=100m,s為衰落系數(shù),?酌=a-b?hb+c/hb,hb為天線高度。圖1是基于WiMAX的省級電力系統(tǒng)典型通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
3 結(jié)束語
隨著我國電力系統(tǒng)建設(shè)的高速發(fā)展,電力系統(tǒng)中的通信需求越來越高,通信業(yè)務(wù)的多樣化和通信速率的自適應(yīng)化成為必然的發(fā)展趨勢,這就要求將現(xiàn)代先進(jìn)的通信技術(shù)應(yīng)用在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中,文章重點(diǎn)對ASON技術(shù)、TD-LTE技術(shù)和WiMAX技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究,對該領(lǐng)域的研究和發(fā)展具有一定的參考價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
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