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通信網技術論文

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通信網技術論文

通信網技術論文:VoIP企業通信網技術研究論文

摘要本文分析了數字電話技術VoIP的基本原理和系統組成,針對VoIP的幾個關鍵技術進行分析討論,在此基礎上根據企業網絡的不同構成情況,提出了兩種基本的企業VoIP技術解決方案,對企業VoIP的發展進行了展望。

關鍵詞VoIP;PSTN;LAN;PBX

0引言

近幾年,互聯網發展迅速,并逐漸滲入生活的各個領域,網絡新技術也不斷涌現,VoIP(VoiceoverInternetProtocal)就是其中之一。VoIP是一種數字電話技術,從字面意思理解就是通過IP網絡來傳輸語音信號。它集成了語音壓縮/解壓縮、數據存儲與交換及路由分配等多項信息處理技術,因其能利用現有網絡資源提供廉價甚至免費的語音服務,最近幾年得到廣泛的應用,成為傳統PSTN的強勁對手。在網上迅速走紅的Skype軟件就是好的證明。如今,這項技術也引發了一輪企業通信革命。傳統企業一般采用PSTN來進行語音交流,采用LAN來傳送數據,這樣不僅會產生大量的通信費用,增加企業運營成本,而且會浪費巨大的網絡資源。運用VoIP技術,通過技術整合,將傳統企業PSTN語音業務與傳統LAN數據業務合二為一,不僅大大降低了企業的通信成本,而且變革了企業內部的網絡架構,進一步提高了企業的工作效率。本文根據企業網絡的不同構成情況,提出了兩種基本的企業VoIP技術解決方案。

1基于VoIP的關鍵技術及體系結構

傳統的電話網是以電路交換方式傳輸語音,一旦連接建立,這條電話將一直為這次通話服務,直到通話一方釋放連接。而VoIP是以IP分組交換網絡為傳輸平臺,先把從終端取得的模擬信號轉換為數字信號,通過語音壓縮算法對語音數字信號進行壓縮編碼處理,然后把這些語音數據按TCP/IP標準進行打包,形成統一的IP數據包,經過網絡把語音數據送至接收端,接收端把這些語音數據按照時間先后串起來,經過解碼解壓縮后恢復成原來的語音信號,從而達到通過互聯網傳送語音的目的。傳輸使用的是無連接的UDP協議[1],使用盡力而為的方式。其數據傳送過程示意圖如圖1。

圖1VoIP數據傳送模型圖

1.1VoIP關鍵技術分析

VoIP要實現的是通過網絡來傳輸語音,通過分組交換來傳送信息,不可避免的會出現分組丟失、失序到達和抖動等情況,造成語音質量下降,因此必須通過一定的技術來解決這些問題。在VoIP中,采用的關鍵技術主要有編碼技術、信令技術和QoS保障技術等。

1.1.1語音編碼

在VoIP的通信過程中,語音壓縮編碼是至關重要的一環。它的作用就是把用戶語音的PCM(脈沖編碼調制)抽樣編碼成少量比特的語音幀,從而大大地節省了網絡的帶寬,而且使得語音在鏈路產生誤碼、網絡抖動和突發傳輸時具有很強的健壯性。

語音編碼算法需要考慮三個方面的問題:編碼比特率、語音質量和算法復雜度,但這些指標時互相影響的。比特率越低,線路利用率越高,但語音質量會受到影響;在同樣比特率的情況下,算法設計越復雜,語音質量會有所提高,但延時會增加。實際的編碼方案和算法就是在上述三個指標中取得折中。

目前應用于VoIP通信中的編碼技術主要是由ITU-T建議的應用于低速率多媒體服務中語音信號的壓縮算法,如G.723,G.729等。

1.1.2信令技術

信令控制技術是保障VoIP建立呼叫和傳輸數據等環節正常運行的基礎。信令在通信網中實現認證、資源分配和計費等功能,信令系統的體系結構和復雜程度在很大程度上決定了網絡的可擴展能力、互通能力和業務提供能力。目前。工業上主要采用的協議為ITU-T公布的H.323協議。

H.323是有關“基于分組的多媒體通信系統”的系統協議簇,它涉及通信控制、網絡接口和終端設備等,實際上是一個框架性的系列協議。在信令控制方面,主要是通過H.225.0和H.245實現的。H.225.0的作用是把要傳輸的音頻、數據和控制流格式化成為消息輸出到網絡接口,同時還要從網絡接口輸入的消息中檢索出音頻、數據和控制流。而且,它還能實現適合于各媒體類型的邏輯成幀、序列編號等。H.245是多媒體控制協議,主要是用來傳送終端到終端的控制消息,包括打開和關閉邏輯信道、模式參數請求等。

1.1.3QoS服務質量保障技術

在VoIP的通信流程中,模擬的語音信號需要被壓縮編碼、打包、IP網上傳輸和語音恢復等。這些過程都是有一定延遲時間的。所有的這些延遲加起來就構成了VoIP的總時延。為了保障通話質量,VoIP系統的總時延要求在400ms以下。相比較而言,語音編解碼過程的時延較小,產生延遲的主要原因還是IP網絡上的傳輸延遲。為了防止網絡傳輸時延過大影響通話效果,目前常采用資源預留協議(RSVP)來減小時延。RSVP協議要求每臺參與VoIP業務的機器都必須預留必要的資源來保障VoIP性能。

另一方面,語音包從源端傳送到目的端的傳輸時間不同會引起通話時延抖動問題。這種時延抖動問題是由在接收端增加消抖動緩存器來解決的。在緩存器中延遲的時間要恰到好處,時間太短,一些語音包沒有到達,沒有起到消除抖動的目的;時間太長,這將會增加VoIP語音傳輸總的時延。所以通常采用自適應延遲算法,它是根據RTP報文中的時戳和丟包率來判斷當前網絡的抖動情況,自動調節每一個包的延遲。

此外,IP網絡總是存在著阻塞現象,基于UDP傳輸協議的RTP語音包不可避免會存在傳輸丟包現象。通常情況下,都是單個丟包現象為主,兩個或兩個以上包丟失的比率要比單包丟失的比率小得多,大量連續得丟包現象更是少見。對單包丟失情況可以采用前向糾錯法(FEC)來解決丟包引起得通話質量問題,即在每次傳輸時,都多攜帶前面一個或幾個的語音包的冗余信息,當接收端發現當前的包丟失時,就有可能利用后續到來的包攜帶的信息對當前包進行恢復[2]。

除了上述通過解決時延、抖動、丟包問題來保障VoIP服務質量外,,靜音檢測技術和回聲消除技術也十分關鍵。靜音檢測技術可以有效剔除靜默信號,減少話音信號占用帶寬。回聲消除技術主要利用數字濾波技術來消除對通話質量影響很大的回聲干擾問題,以保障通話質量。

1.2VoIP體系結構

一個典型的VoIP系統主要由終端、網守、網關等組成,簡單的可實現VoIP模型不具有QoS控制機制,從實用的角度出發,下面分析一種QoS增強的VoIP體系結構如圖2,并分析其具體實現。

終端設備可以是普通的電話機、電腦,也可以是集語音、數據和圖像于一體的多媒體業務終端。不同的終端產生的語音信號數據結構是不同的,而這些信號需要在同一個網絡上按照同樣的標準傳輸,這就需要由網關或者一個適配器來進行數據轉換,形成統一的IP數據包。這種數據轉換包括模數轉換和壓縮編碼。VoIP電話系統中最重要的是網關,它提供IP網絡和電話網及其它網絡之間的接口,例如H.323網關可連接H.323網絡和非H.323網絡,可以完成業務信道編碼的轉換及信令控制的轉換、接續,確定被叫的接續位置,同時選擇路由,以減少時延。網守類似于PSTN的程控交換機,它能夠為網絡中的終端和網關提供地址解析、訪問控制、安全檢查、呼叫控制信令以及呼叫管理功能[3]。

QoS控制器是實現QoS控制的關鍵部件,連接準入控制,對終端的優先級配置,對語音分組的IP優先服務及對MAC幀的優先級控制都由它直接決定。它的主要功能包括用戶界面、協議交互、遠程網絡設備配置及網絡性能測試等。當終端用戶發起呼叫時,QoS控制器將從網守處得到呼叫請求,它首先會根據呼叫終端和被呼叫終端的IP地址獲得網絡通信路徑,利用它所攜帶的帶寬和時延等測試工具獲得實時網絡性能,同時根據通信要求的基本QoS指標設定網絡可用性的QoS域值,與測得的實時網絡參數進行比較,若要求能被滿足,則返回連接準許消息,同時附帶所測網絡參數給終端用戶以指示。這樣可以避免進一步的網絡擁塞,同時很容易擴展為資源預留模型,用戶只需要把終端優先級設為較高優先級,QoS控制器就可以代替終端發起資源預留,根據兩端的IP地址建立保留路徑的消息,一旦路徑符合要求,將最快將資源轉給高優先級的終端。

2企業VoIP技術解決方案

現在大部分企業都使用兩個網絡,即PSTN和LAN。運用VoIP技術,通過技術整合,將傳統企業PSTN語音業務與傳統LAN數據業務合二為一,使之能

夠在一個網絡上實現低成本的IP語音和IP數據服務,這對于增強企業LAN網絡非IP呼叫處理能力、擴展其使用功能、降低企業對外經營業務成本費用(大量長途電話、傳真、視頻會議、語音多媒體網絡信息服務等)具有非常重要的現實意義。下面就介紹幾種企業內VoIP的實現方案。

2.1基于PBX的企業VoIP實現

大部分企業具有PBX(專用分組交換機)交換系統,具有PBX交換系統的企業相當于是作為市話局的一個用戶端局接入了城市PSTN系統,使企業PBX交換系統占有PSTN市話系統獨立的中繼局向和若干中繼號碼資源,以將企業內部話務量按一定比例集中分配到與市話網連接的中繼線上。這實際上是一種傳統的基于物理端口或電路交換形式的固定連接方式,它必須使PBX的每一部用戶分機與交換機的某一物理端口相關聯,在用戶位置發生變化時,用戶電纜的物理配置相應也要發生變化,這使網絡的擴展性與系統配置的靈活性受到了很大的限制,因而企業希望能夠通過VoIP網絡整合技術來解決此問題。

在企業級VoIP系統中,終端設備之間的連接主要基于邏輯上的網絡結構,一個基于電路連接的物理端口可以對應于若干個邏輯端口,邏輯端口數目可由關守定義,設備IP地址按邏輯信息進行標識,通過包交換形式,不僅同樣可以從PBX的前向話音時隙交換中分離出話音信號和呼叫控制信號,達到在LAN數據網絡上實現對語音信號的數字轉換和傳送的目的,同時,還可以通過呼叫服務器對設備的IP地址進行管理(增加、刪除和修改),因此在網絡擴容或用戶變更時,不需要對交換機物理端口進行配置,僅需對部分或個別邏輯端口重新定義或對IP地址進行修改即可[4]。

VoIP網關+模擬話機的方案能兼容企業傳統的PSTN電話交換網絡,實現傳統電話網絡向IP網絡的逐步過渡。典型的VoIP網關+模擬話機系統由電話終端、網關、網守和多點接入控制單元等構成,基于H.323協議所定義的協議模型。其基本結構如圖3所示。

圖3基于PBX的企業VoIP語音系統構成

企業用戶通過話機發出呼叫后通過PBX接到網關上,網關根據呼叫的接入碼觸發相應的業務流程,進而與用戶進行交互,獲得被叫號碼信息;網關在獲得被叫號碼信息后,與網關上已經設置好的路由數據進行比較,如果被叫號碼對應的號首已經有相應的路由數據,則網關直接核對端網關之間建立起IP通信,如果被叫號碼對應的號首枚有相應的路由數據,則呼叫失敗,網關可以提示用戶不能接通,并允許用戶重新撥打被叫號碼;兩個網關之間的呼叫建立起來后,被叫網關將向被叫用戶所在的PSTN交換機或PBX發起呼叫建立請求,如果被叫號碼存在且空閑,則被叫話機將振鈴;被叫在振鈴后摘機,主被叫用戶通過IP電話網關和IP電話網絡可以通話,其中語音從交換機傳送到網關后,網關將對語音進行壓縮,然后將壓縮后的語音包打成IP包的形式并通過互聯網傳送到對方網關,恢復成壓縮后的語音包并進行解壓,使其恢復成正常的語音包,并讓用戶能夠通話。

2.2基于LAN的企業VoIP實現

目前,局域網的主要應用是數據交換和信息共享服務,如果充分利用現有的LAN資源來實現傳統的PSTN語音服務,則可以為企業節約大量的通信費用,甚至有可能替代原有的企業內部電話總機。VoIP技術在網絡中得到了廣泛應用,許多關鍵技術和產品日漸成熟,系統設備的價格也越來越低,使得基于LAN的VoIP應用成為可能。

在原有LAN設備基礎上增加LAN-PSTN網關(LPG)、LAN-WANExchange網關(LWEG)、系統管理服務器(SMS)和數字終端(DVT)即可構成LAN-VOIP電話系統。

DVT在此系統中相當于傳統PSTN中的普通電話機,通常在LAN中有兩種方法可以實現DVT,一種是軟件方法,利用LAN中現有的計算機硬件資源,如聲卡、網卡等,并加上一定的軟件來實現,稱之為“軟件模式”;另一種是“硬件模式”,使用專門的VoIP終端話機。它提供一個與傳統話機一樣的撥號界面,并且提供一個以太網接口,用來接入LAN的HUB或交換機,具有語音壓縮與還原功能[5]。

基于LAN的IP電話系統中,SMS是十分重要的組成部分,它的作用如同PSTN中的PBX,它主要完成一下功能:呼叫連接管理、鑒權、語音信箱和系統功能維護。基于LAN的VoIP電話系統構成如圖4。

圖4基于LAN的企業VoIP語音系統構成

圖中SMS服務器與LAN中的SwitchHUB相連,LPG的一端與外部的PSTN網連接,另一端與HUB相連,DVT直接與LAN各級SwitchHUB相連。

當企業用戶通過DVT發出呼叫時,在DVT與SMS之間通過TCP協議交換控制信息,然后由SMS負責發起呼叫,LANSwitchHUB接到呼叫信息后,檢查信息頭部,選擇合適路由,并發送信息。如果被叫用戶是傳統PSTN用戶,則通過LPG,它負責LAN用戶與傳統PSTN網的連接。如果被叫用戶是LAN用戶,則通過LWEG,它能實現LAN用戶與外部廣域網用戶之間的語音通信。

論文介紹的兩種方案均是采用VoIP來實現語音通信,即語音數據均是通過IP網絡進行傳輸,但是二者也有不同之處。基于LAN的方式可以實現PC與PC和PC與普通PSTN電話終端之間的通信。其中PC與PC之間利用IP地址進行呼叫,這種方式和公用電話通信有很大的差異,且限定在因特網內。PC與普通PSTN電話終端之間的通信是由網關來完成IP地址和電話號碼的對應與翻譯,以及話音編碼與解包?;赑BX的方式只可以實現普通PSTN電話終端之間的通信,因為普通電話終端只能設計成呼叫PSTN號碼的形式,復雜的IP地址不能在上面進行呼叫。

以上兩種方案主要是針對現在企業內部網絡的情況提出的,實際上企業網實施VoIP技術,組網方案還會有多種靈活選擇形式。重要的是在能夠保障系統所需功能及服務質量QoS的前提下,企業要能夠根據自身網絡的不同情況和不同需求,按網絡整合低投資成本在眾多可供選擇的配套方案中做出最合理的選擇,以避免給實施VoIP技術帶來盲目性。

3結束語

如果我們審視一下企業信息化的進程,就可以充分認識到企業VoIP通信與眾不同之處。隨著ERP和電子商務等IT應用深化到企業管理和生產之中,企業對其內部以及外部的通信模式提出了新的要求,即簡化網絡、降低管理成本和高效溝通,這就不難理解為什么VoIP會成為今天企業信息化的新寵。

但是現在企業信息化已不僅僅滿足于提供單純的話音服務,在未來的VoIP業務中,除了單純語音業務外,一些增值業務的份額也將逐步增加,例如,數據傳真、視頻會議、遠程監控等方面,其中視頻會議將成為VoIP具代表的優勢體現。無線局域網絡(Wi-Fi)與VoIP電話相結合也是一項重要的發展趨勢。目前,VoIP的發展正處在一個多樣化的階段,技術也越來越成熟,我們有理由相信,在不遠的未來,VoIP將給人類帶來全新的通信概念。

通信網技術論文:傳輸通信網技術應用管理

編者按:本論文主要從多業務傳送平臺MSTP;自動交換光網絡ASON;城域波分DWDM;光傳送網OTN;末端接入技術等進行講述,包括了MSTP的技術特點、MSTP的應用分析、ASON的技術特點、ASON的應用分析、城域CWDM最顯著的特點是能夠顯著降低城域傳送網的建設成本和運行維護成本等,具體資料請見:

【摘要】目前,通信業處于急劇變革的時代,業務的發展導致電信網產生巨大的變革,未來的業務發展也對傳輸網絡的技術提出了新的要求。本文主要分析闡釋了“多業務傳送平臺(MSTP)、自動交換光網絡(ASON)、城域波分(DWDM)、光傳送網OTN、末端接入技術”等五種主流技術及它們的應用。

【關鍵詞】傳輸網絡技術通信技術平臺網絡

隨著通信技術在信息化建設領域的發展,傳輸網絡技術的發展也是日新月異。各種光傳輸技術(如ASON、MSTP、DWDM等)的逐漸成熟并且進入商品化,傳輸通信網絡帶寬需求正大幅度提高,利用SDH等傳統傳輸網絡技術構建的通信基礎網絡已成為新的網絡發展瓶頸。此外,由于信息的生產、傳播、交換以及應用對國民經濟和國家安全有決定性的影響,所以與其它行業相比,傳輸通信更具有特殊意義。在此主要討論傳輸通信網絡目前的主流技術及其應用。

1多業務傳送平臺MSTP

1.1MSTP的技術特點。MSTP是一重可以對多種業務進行處理和傳送的傳輸技術,可在傳輸設備上直接提供以太網或ATM接口,并且對數據業務具有收斂、匯聚功能,適合承載以TDM業務為主的混合型業務,有利于降低網絡綜合成本。MSTP技術適合應用于匯聚層和接入層。

1.2MSTP的應用分析。目前MSTP主要承載IP網的中繼電路、擴大數據網的覆蓋范圍(如作為IP城域網的接入節點)、數據業務(IP、ATM/FR)的接入等。

2自動交換光網絡ASON

2.1ASON的技術特點?;贏SON/GMPLS的網格狀(Mesh)組網架構的智能光網絡是光網絡最重要的發展方向之一。ASON技術特點主要有分布式控制層面,網格狀(Mesh)組網架構,基于GMPLS流量工程,支持1+1保護、M:N保護和Mesh恢復等多種保護和業務恢復方式。

2.2ASON的應用分析。

①組網方式以單個控制域為主。目前由于域間協議(E-NNI)尚不成熟,多域聯合組網存在互聯互通問題,建議在單域范圍內組網。目前技術比較成熟的網絡規模一般在50節點以下,考慮到標準成熟期內網絡擴容,初期組網規??刂圃?5個節點以下。

②ASON網絡與傳統網絡融合。在組網時應充分利用原有SDH網絡作為ASON網絡的補充。如需要對原有SDH網絡進行較大規模的ASON升級,技術和經濟上都是不合適的,可采用智能化集中控制網管的方式把這些傳統SDH設備劃歸為一個控制域,由集中控制網管來實現智能化的集中管理。

③ASON網絡運維。ASON網絡投入運行后,維護人員需要更新原有的維護方法,維護好網絡并提出網絡優化的需求。以下方面是網絡維護的重點:a、實時監控網絡運行;b、主動響應網絡故障。

④承載業務。ASON網絡如能覆蓋全地市,可與現有的SDH網絡互為備份,分擔業務,其上可承載大客戶專線、3G移動業務、固話業務等。

3城域波分DWDM

3.1DWDM的技術特點。采用光分插復用(OADM)設備構成的DWDM環網,波長透明性使DWDM技術適合本地傳輸網的多業務傳送,并在容量和可擴展性方面具有優勢。

城域DWDM利用波長轉換器適配各種傳輸信號,傳輸容量大;通過子速率復用,實現單波長多業務,提高單波長的帶寬利用率高。可以利用DWDM環網為數據業務提供物理層的快速保護,可以向用戶提供多種級別的業務服務。此外,在現行城域OADM/OXC傳送平面的基礎上,增加自動交換光網絡(ASON)的控制層面功能,可以提供波長級或波長組級別業務的大顆粒分配。城域CWDM最顯著的特點是能夠顯著降低城域傳送網的建設成本和運行維護成本,支持多業務接口;標稱頻率涵蓋了單模光纖系統的O、E、S、C、L等五個波段,系統波長數支持8波和16波。3.2DWDM的應用分析。DWDM應用于匯聚層。主要解決IP匯聚點到BRAS之間的帶寬不足,網絡結構大多為物理路由的環形,采用光通道保護方式??沙休dIP、租波長業務、IPTV業務等大顆粒業務。

充分考慮業務需求的分布和發展趨勢,結合地理、光纜資源情況,選擇合適的建設方案。為降低建設成本,在滿足業務需求的前提下,優先選用GE接口,選擇合適的波道速率,如果IP業務需要升級到10GE,優先選擇10G波分系統。根據實際情況可以采用OADM方式,保障城域波分系統可平滑擴容。

鑒于DWDM系統擴展的成本大大降低,以及支持的業務種類豐富、帶寬充裕,應用DWDM技術,采用IPOVERDWDM方式傳送數據業務,尤其對于骨干層管道資源、纖芯資源比較緊張的傳輸網絡顯得尤為必要。

4光傳送網OTN

4.1OTN的技術特點。所謂OTN,從功能上看,就是在光域內實現業務信號的傳送、復用、路由選擇、監控,并保障其性能指標和生存性。它同SDH傳送網一樣,滿足傳送網的通用模型,遵循一般傳送網組織原理、功能結構的建模和信息的定義,采用了相似的描述方式,因此,許多SDH傳送網的功能和體系原理都可以移至OTN。OTN綜合了SONET/SDH的優點和DWDM的帶寬可擴展性。

5末端接入技術

5.1光纖接入技術

主要實現技術主要包括點對點技術(如點對點光以太網)和點對多點無源光網絡技術(如EPON、GPON等)兩大類。

大客戶接入選擇“155Mb/sSDH設備+光纖”的接入模式,能提供較好的網絡保護、靈活的組網方式和強大的網管功能,運營商可以向大客戶提供高質量、高性、多類型的業務,滿足用戶的不同需求。此方案傳輸系統建設成本較高。

EPON技術基本成熟,有少量試驗網應用。GPON技術能夠很好的承載TDM和語音業務,是未來主要寬帶光纖接入技術之一,技術標準處于完善之中。

5.2無線接入技術

①WiMAX具有建網快、帶寬大的優點,可快速提供各種業務接入,可以組建城域網范圍內的綜合業務網絡,今后具備進一步漫游接入的潛力。WiMAX有四個應用場景和發展階段。分別為固定接入、游牧式接入、便攜式接入及全移動方式。目前即將商用的為固定接入方式,支持視距、非視距傳輸,支持點到多點傳輸和Mesh組網,支持多種業務類型。

②WLAN可提供無線高速數據業務,是未來的重點發展方向。主要用于機場、酒店、會展中心等熱點地區覆蓋,熱點地區建設可與其它無線技術的室內覆蓋結合起來,通過室內分布系統的方式實現對公共場合的WLAN無線覆蓋,傳輸速率支持11Mb/s和54Mb/s。

綜合考慮業務發展需求、現有網絡資源狀況、光纜網建設等因素,選擇合適的組網技術,合理利用新技術對企業的基礎建設進行科學的發展規劃,可充分地適應未來的技術發展和市場需求。

通信網技術論文:無線專網技術對電力通信網建設的應用

摘要:為能夠達到建設智能電網多樣化需求,需要建設起接入靈活、覆蓋面積廣的終端通信接入網,只借助于光纖接入網絡很難達到各地區、各業務的通信需求。在配電自動化中應用無線專網技術,可為供電企業終端通信接入網絡的穩定發展奠定堅實的基礎?;诖?,文章分析了在建設電力通信網中無線專網技術的實際運用,這對于提高電力通信水平具有重大現實意義。

關鍵詞:電力通信網;建設;無線專網技術

在日益推進智能電網建設進程下,需要構建起覆蓋領域廣、支持業務廣泛,并且接入較為靈活的電力通信網絡。如果向下延伸當前電力骨干光纖通信網絡,就會存在短期內光纖布放難度大、工作量大、投資高等問題。所以,單一形式的光纖通信方式很難滿足智能電網業務覆蓋需求,需要嘗試構建起以光纖通信為主、無線通信為輔的復合型通信網絡,以便更進一步進行配套業務。

1分析電力通信網組網具體要求

1.1對性要求較高

電力通信網中很多通信設備都需要在戶外進行安裝,在惡劣天氣影響下,很難保障電力通信正常運作。所以,想要保障電力通信網設備在暴雨、大雪等環境下還能夠繼續穩定運作,就需要提高配電網的性。

1.2對經濟有較高要求

在控制電力通信網建設成本中,應將其控制在合理范圍內,并充分運用現有通信資源。

1.3應運用先進的技術

我國電力通信網所使用的通信技術既需要達到當前系統容量要求,也要達到將來擴展升級容量、傳輸信息數據等要求。

1.4運行成本較低

要求建設快速、運行方便、維護簡單,并且運行成本較低。

1.5具備完善的擴展結構

電力通信網運用的結構應具備靈活性、可擴展性,同時還能夠對新的通信方式進行兼容,從而達到未來通信網絡健康發展要求。

2電力無線接入技術的改善

2.1無線公網技術

無線公網技術就是充分運用公共無線網絡資源,并不需要單獨組建網絡,前期不會有任何投入,也不會有太大的覆蓋領域,還會有很多靈活的、多樣化的組網接入方式。但無線公網也有不足,其無法為電力系統提供出大帶寬專用數據通信,也很難確保通信網絡服務水平。同時,無線公網對配電網調控一體化和自動化等功能實現的支持也是有限的,并且運營成本極高,很難達到將來電力通信網絡穩定發展實際需要[1]。

2.2無線專網技術

無線專網被稱為全球微波互聯接入技術。因為電力通信網具備數量多、種類雜的數據采集點,這些數據采集點的單點傳輸數據效率并不是很強,還有很多數據采集點是在地下管溝中進行的。同時,在電力通信網平常運作中,不可避免要進行很多改造。這就需要電力通信網應擁有便捷的接入條件、高效的組網形式、穩定有序的傳輸保障、較為便捷的運行措施等。而無線專網具備便捷、高效的網絡配置方式,其組網方式也是很靈活的。在安全性能上,無線專網技術也支持物理隔離內網與外網,具備較強的安全性能。在可擴展性上,無線專網也具有無線公網難以取得的優勢。所以無線專網下的無線接入網可以較大限度上滿足電力通信網一系列使用需求。目前無線網解決了很多問題,如:GPRS在線率低、公網不、配用電光纖通信成本太高等問題。將來無線專網可廣泛運用在整個智能電網業務各項環節中。如:傳輸視頻(配電房監控)、移動辦公(作業表單)、計量自動化(遠程抄表)、門禁監控等環節中。同時,在建設新變電中,無線專網可以作為現場建設調度指揮系統,并為調試自動化設備扮演好臨時通道的角色。

2.3TD-LTE技術

與其他技術體系對比而言,分時長期演進(TimeDivisionLongTermEvolution,TD-LTE)寬帶技術具備完善的技術體系、較低的應用成本,這都是TD-LTE寬帶技術應用的優勢。由于頻譜經常使用,集群應用呼叫時延并不長。在專用通信中,TD-LTE寬帶技術得到人們廣泛使用,也得到了相應的認可。當前,在天津和北京政務專網中,TD-LTE寬帶技術得到了普遍應用。結合電力行業實際應用需求,電力行業應結合230MHz頻譜資源,開發出新型的無線寬帶通信系統,是建設新型縣域電力通信網新的技術選擇。其具有靈活的上下行調度能力,也具有承載多樣化寬帶服務的功能,其應用前景可謂是非??捎^的[2]。

3TD-LTE組建電力行業無線專網技術使用優勢

3.1可應用授權的230MHz頻段

低頻段具備覆蓋范圍大、覆蓋領域廣的優勢,可達到縣域電力通信網絡中分散客戶的實際需求,在此基礎上,還能夠很大程度上降低組網成本。因此,在廣覆蓋、低成本無線通信系統建設過程中,低頻段是一項寶貴的、難得的頻率資源。在電力領域中,230MHz頻段是專用型頻段,如圖1所示,其覆蓋距離大約為6倍左右的2.4GHz頻段。但在最開始部署時無線系統并不會過高運用此頻率段,如數傳電臺。其實通過研究發現,數傳電臺與2G技術體制所運用的頻譜效率類似。但隨著社會發展和國家進步,我國也在大力升級和改造低頻段通信技術。在230MHz頻段可運用TD-LTE寬帶技術,能夠取代數傳電臺進行工作,是在升級和改造當前電力無線通信體制,得到了我國無線電監測中心大力認可。其結合30MHz頻段特點,運用相對應的無線通信技術,實現有效傳輸帶寬數據信息,并結合傳統信息系統,進而達到了建設智能化和信息化農網現實需求。

3.2具有支持大量客戶同時在線功能

TD-LTE技術可對信令流程大大簡化,確保系統為更多客戶提供服務。在數據傳輸中,客戶占用很多無線資源,在傳輸無線數據后就會輸出無線資源,大大強化了利用無線資源效率和質量。其每個扇區支持超過約2500個客戶。并且,TD-LTE技術還具有實時在線功能,不但可以達到業務實時性要求,而且還能夠提高業務整體效率。

3.3具備承載多種高寬帶服務能力

TD-LTE技術組建的無線專網可以承載很多項業務,如:配電自動化、普通語音、高速數據、采集用電信息、流媒體等,從一定程度上達到了智能化農網建設需求。

3.4頻譜水平高

結合實際情況來講,在無線通信行業中,頻譜資源還不是充足的。TD-LTE能夠使用不同寬度的頻譜,體現了其使用的靈活性、高效性特征。

3.5具有時延優勢

TD-LTE運用扁平化組網方法后,減少了網元層次,所以提高了數據傳輸的及時性。

3.6可確保用戶身份信息的安全

在TD-LTE系統中運用兩種保護機制來保護用戶身份,即:臨時身份標識機制、長期加密身份標識機制。長期加密身份標識指的是在空中對接口過程中盡量加密傳輸的身份標識。臨時身份標識指的是在空中接口過程中,盡量運用一個頻繁更新的身份標識來取代長期身份標識,進而保障用戶信息的安全性[3]。

3.7采用雙向認證方式

為了對一些安全風險有效應對,TD-LTE無線網絡運用雙向認證方法,具體運用原理指的是在終端側和核心網測都能夠保存與用戶標識有關的密鑰,在將網絡接入通信終端后,先對雙方密鑰進行校驗,驗證其是否合法和有效。并在網絡認證終端用戶,可避免網絡中有非法終端用戶進入,以免影響網絡的安全運作。

3.8加密保護

為了對網絡中的“篡改信息”安全風險有效應對,TD-LTE系統引入無線接入層、非無線接入層兩層安全機制,分別對終端與核心網、終端和基站傳達的數據信息實施加密措施,來保障用戶信息的完整性,避免用戶信息出現被篡改的情況。

4結語

總而言之,電力無線專網不但能夠作為當前計量自動化、移動辦公和配電自動化等電力業務中一種有效的、良好的通信方式,而且還能夠大大滿足將來智能電網實際發展需求,因此,電力無線專網應用價值極高。但結合實際情況來講,我國電力無線專網的使用還處于不完善狀態,還需要進一步提高,在這方面上可以借鑒西方發達國家的經驗和做法,但應結合我國電力無線專網實際應用情況,有針對性、有目的地借鑒,進而大大提高我國電力無線專網技術應用水平和網絡安全運作效率。

作者:李達 過烽 單位:國網江蘇省電力公司無錫供電公司

通信網技術論文:傳送網技術在電力通信網的應用

【摘要】現階段我國的網絡技術得到了迅速發展,一些新型的傳送網技術在電力通信網當中也得到了應用,對電力通信系統的性能提高起到了促進作用。通過從理論層面,加強傳送網技術在電力通信網的應用研究,希望能能為實際技術實踐提供理論支持,促進電力通信網的健康發展。

【關鍵詞】傳送網技術;電力通信網;應用發展

引言:

從近些年的發展情況來看,云計算以及移動互聯網和物聯網等領域都得到了迅速發展,對底層的傳送網發展也提出了更高的要求。將傳送網技術應用在電力通信網當中,對提高通信網的整體運行水平就有著積極作用。

一、電力通信網的發展現狀

隨著經濟水平的提高,人們對電力通信的業務需求量也在進一步加大,在原先的基礎光傳送技術的應用已經不能滿足當前發展需求,這就促使新的傳輸網技術出現和應用。人們對電力通信技術的應用在當前得到了很大的改善,但在受到一些因素影響下,還存在著一些不足之處。電力通信網主要是通過對光纜的應用,進行構建的SDH光傳輸系統。從電力通信業的業務類型來看,主要是分成兩個重要的內容,生產調度和管理信息業務[1]。其中的生產調度業務就含有保護通道以及穩控通道和接入網等。而在管理信息業務當中就主要有綜合數據網以及財務聯網和營銷系統等內容。當前電力通信網的光傳輸系統的應用中,已經和當前發展需求不能滿足,對新型的光傳輸系統的應用需求就有著加強。

二、電力通信網中傳送網技術應用和發展

1、電力通信網中傳送網技術的應用。電力通信通信網中傳送網技術的應用中,由于傳送網技術類型比較多樣,所以在選擇技術的時候就要充分重視。其中對OTN技術的應用方面,這一傳送網技術應用有著諸多的優勢,全業務接入以及大容量傳送的特征比較突出,OTN有著上百G甚至數T比特傳送容量,能夠對大顆粒業務接入能力相適應,對長跨距傳送有效支持。在對動態光調度技術的運用方面,也能有助于電力通信網的進一步發展[2]。OTN設備恩能提供電層子波長交叉調度,在光曾波長交叉調度基礎上就能提供比較強大的業務調度能力。電層當中設備支持的顆粒業務比較多。光層當中OTN技術設備支持ROADM應用,在這一技術應用下就能有效實現波長級業務調度。在對這一傳送網技術的應用下,對電力通信網的帶寬利用率以及調度效率就能有效提高,能有效滿足場景下帶寬的實際需求,對帶寬運營能力的提高有著積極促進作用。將PTN傳送網技術在電力通信網當中進行應用,也能發揮積極作用。電力通信網是保障電網安全穩定運行的重要舉措,是建立集約高效的現代化電力企業的重要基礎。為能有效實現上層業務高效承載,構建新型的多業務傳輸平臺就顯得比較重要,分組傳輸網的技術應用對電力通信網的實際發展需求就能得以滿足。PTN技術是面向分組的通用交叉技術,對SDH/MSTP傳輸網的諸多優點,如良好的可擴展性、豐富的操作維護功能、快速的保護倒換等,這是在分組交換業務的雙向點對點連接通道的基礎上進行發展應用的[3]。理想化的PTN技術能有效適應業務融合以及網絡轉型需要,在業務全IP化的發展下,對網絡融合的發展起到了重要推動,構建新型的傳送網技術平臺,能支持電路交換網向著分組交換網過度,對數據以及電路和光層的傳輸能夠集為一體,這樣就能有效實現快速故障定位。傳送網技術當中的OTN組網方式的應用,對電力通信網的性能優化也有著積極作用。在這一組網的方式中主要有三種形式,鏈形,環形,網狀。例如在網狀的組網方式應用方面,大部分節點間都有著直達路由,網絡當中并沒有節點瓶頸,設備失效后能尋找路由自動迂回,有效保障了業務不會中斷的功能發揮。在兩節點間有著多種路由能進行選擇。在將這一組網方式在電力通信網中進行應用,對只能保護恢復提供物理基礎目標就能實現,對電力通信網的安全性能大大提高。

2、傳送網技術在電力通信網中的發展。傳送網技術的進一步升級應用下,一些新的傳送網技術對電力通信網的發展就能起到進一步促進。其中長站距光傳輸技術的應用就比較重要。電力通信傳送網的發展和輸電線路建設之間有著緊密的聯系,在長站距的傳送網技術應用中,能有效實現無任何光/電中繼裝置的端到端單跨段光路系統目標,這樣就能對技術應用的效率水平進一步提升[4]。技術中的FEC技術發展方面,是數字傳輸當中使用比較廣泛的技術,通過信道糾錯技術應用,對數字傳輸系統接收端誤碼率門限能得以提高。在未來的發展過程中,新型的傳送網技術應用將會發揮愈來愈重要的作用,從而進一步促進電力通信網的發展。

結語:

綜上所述,電力通信網的發展過程中,對新的傳送網技術的應用需求愈來愈大,通過將近期的傳送網技術的應用情況進行分析研究,就能為電力通信網的進一步發展提供理論支持,促進電力通信網的健康發展。

作者:齊玉坤 單位:吉林吉大通信設計院股份有限公司

通信網技術論文:農村電網通信網技術研究

摘要:隨著中國新農村的不斷建設和發展,農村的基礎設施完善和網絡信息的傳播顯得尤為重要。農村電網通信網建設是一項巨大而復雜的工程項目,生活水平的不斷提高使得廣大農民對用電和網絡信息技術的要求也越來越高,因此,不斷研究農村電網通信網技術,促進農村供電的正常運轉和農民生活的信息化是我國電力系統在農村的重要任務。

【關鍵詞】農村;電網通信網技術;研究;應用

電是與人們生活息息相關的重要能源,它的出現極大的改變了人們的生活。農村電網通信網技術的應用,不僅結束了廣大農民用煤油燈以及蠟燭照明的歷史,為人們帶來了光明和溫暖,又豐富了農民的精神生活,方便了人與人之間的交流,也可以在很大程度上改變農村過去落后閉塞的生活和文化風貌。目前,農村電網通信網技術發展仍然較為落后,農村用電仍然存在著很大的弊端,對實現農村用電的智能化、自動化和接收信息帶來了一定的困難和阻礙。因此,我們必須著手研究出適合農村電網通信網的技術,從電網通信網安裝方式,線路層次分配上優化農村電網通信網配置,將農村用電用網推向一個新臺階。

1目前我國普遍廣泛應用的幾種電網通信網技術及其各自的優缺點

1.1有線通信技術

有線通信技術下面又可分為有線光纖通信和有線載波通信兩種不同的通信方式。1.1.1有線光纖通信有線光纖通信是我國使用較為廣泛的一種通信網絡技術,它具有電壓負荷量大、抗壓能力強、安全性能高等優點,適合于主干線路網絡的布局。但是,由于光纖花費成本高,安裝工程量大,對技術和地理環境有著極高的要求。因此,光纖通信適合由面到線,由供電所總服務中心到各村主干線路的布置。1.1.2有線載波通信有線載波同有線光纖都是有線通信技術的重要組成部分。有線載波又包括低壓寬帶載波和低壓窄帶載波。它們的不同點主要是傳輸頻段的不同。寬帶傳送距離較遠,受干擾程度輕,但窄帶便于安裝使用,成本低廉,適用于小范圍內的通信網絡需要。有線載波通信改變了數據的單向傳輸,實現了配電網絡的雙向通信,而且它不需要像光纖網絡一樣配備專門的電路,對于農村這種偏遠的地區,變電站、供電所服務中心監管和電工抄表提供了便捷,是一種經濟適用性較強的電網通信網技術。

1.2無線通信技術

常用的無線通信技術有GPRS、CDMA、430M數傳電臺這三種。1.2.1GPRS/CDMA無線通信GPRS/CDMA無線通信是目前應用最為廣泛的通信方式,它網絡信號好,覆蓋面大,但是由于它的價格昂貴,且在農村受地形氣候的影響語音質量,容易導致數據傳輸中斷,造成數據流失。而且它是依賴于移動、聯通、電信三大網絡運營商運轉的,容易受到限制和信息的泄露。1.2.2430M數傳電臺430M數傳電臺是我國興起較早的無線通信技術,在戰爭年代起到十分重要的作用。但是它的傳送方式的透明性使得信息可能泄露,安全系數較差;其次,他的傳輸周期長,農村本來就地處偏遠,這就造成了信息的滯后性和不及時性。因此,在社會日益發展的今天,逐步遭到市場的淘汰。

2面對我國農村電網通信網的現狀,應該如何研究技術并加以應用

2.1應結合農村實際情況做好電網通信網的系統設計方案,做到資源的合理化利用

首先,我們必須了解農村地形地理的復雜性的特點,因地制宜的選擇合適的電網通信網。目前我國使用較為廣泛的電網通信網有三種:光纖網絡,載波網絡和無線網絡。光纖網絡成本較其他兩種網絡高,而且工程量大,耗費大量的人力、物力和財力,適合于用電負荷量大的主干網絡。載波網絡是一種比較經濟實惠的通信網技術,農村電網通信網應該將之作為連接層電網的,既可以的傳輸數據,又可以節約成本,降低開支。而在引到各家各戶時,則可以選擇借助移動、聯通、電信進行數據信號傳播的無線網絡,不但價格低,而且安裝方便。三者各有優缺點,因此我們需要結合農村的實際情況,在不同的地點選擇不同的網絡介入,使得資源可以得到合理的利用。

2.2在實際操作中農村電網通信網應建立分層架構,使得電網通信網線路清晰,結構分明

電網通信網按所需電壓等級和地勢所需網點的覆蓋范圍可以分為高壓配網通信、中壓配網通信以及低壓配網通信。在用電量過大的主干電路電網地點例如變電站、供電所等大型用電場所選擇高壓配網通信,供電負荷大,用電相對穩定安全;在變電站引入各村配電網的接入層時,則應選擇中壓通信配網,價格適中;在接入層分散到家庭用戶時,選擇低壓配網通信即可。這樣層次分明的電網通信網線路網絡布局,不僅能夠使得家庭用電不受到其他外界用電的影響,而且可以有效防止電網通信網布局混亂,出現故障時難以找出問題線路,給維修帶來困難,給人民的生活造成不便。

2.3必須建立統一的終端數據處理平臺,使信息導出一致化,化

由于在不同的地點采取不同的電網通信網技術和設備,他們型號不同,每個數據接口都不一樣,導致他們輸出的數據也就各不相同,使得出現多種數據復雜混亂,影響我們對于信號的判斷和信息的接收效果。因此,必須建立一個統一的終端數據處理平臺,將各種電網通信網設備發出的數據統一進行接收轉換和處理,將不同設備多的不同接口的數據進行一致轉換,使人們能夠較無誤的接收信息和信號,使得農村的電網通信網技術能夠得到提高,為廣大農民生活提供便捷。

3小結

農村建設是我國社會建設的重頭戲,只有促進農村的建設,才能提高整體的社會建設水平。隨著我國電力科技的不斷發展,農村的電網通信網建設顯得日益重要。只有不斷改善農村電網通信網布局不合理,提高農村電業管理的整體水平和人員的專業素質,不斷分析研究農村實際情況,從實際出發,探討并成立一套適合農村發展應用的切實可行的農村電網通信網技術實施方案,才能有效做到資源的合理化利用,才能從本質上改變農村電壓不穩,用電貴,通信信號差的問題,才能逐步實現農村用電向自動化、智能化的方向發展,才能使農民的生活水平不斷提高,譜寫新農村建設的新篇章。

作者:朱益峰

通信網技術論文:數字通信網技術的發展研究

【摘要】數字通信網技術是在網絡技術、計算機技術背景下產生的新型通信技術,數字通信網技術在網絡技術的發展下,得到了迅速的發展,給人們的生活和生產帶來了極大的便捷。本文主要分析數字通信網技術的發展。

【關鍵詞】數字通信網技術;發展;分析

現代社會是信息時代,信息交流是人們最迫切的需求,最為傳輸信息和交換信息的主要手段,通信已經推動社會進步的利器,數字通信網技術在網絡技術的發展下,得到了迅速的發展,給人們的生活和生產帶來了極大的便捷。

1數字通信網技術的發展歷程分析

最早使用通信網技術的就是專用電話網以及公眾電話網,最開始的模式是人工磁石式與共電式,后面發展為自動步進制與縱橫制,專用電話網與公眾電話網服務好、穩定性高,受到了當時的一致認可。其中,專用電話網的針對性更強,是為了滿足內部人員而專門組建的通信網絡。數字通信系統主要由發送設備、接收設備以及傳輸設備構成,在整個系統之中,傳輸線路的投資時較大的,為了提升系統的運行效率,需要采取科學的措施實施多路復用技術,從本質上而言,多路復用技術就是將不相關信號合并起來,讓其能夠在同24小時信道中來通信,其通信過程并不會受到其他因素的影響。其中,常用的技術有時分多路復用技術、頻分多路復用技術、光通信波分復用技術幾個方面。

1.1室內與長途數字電話網絡的發展歷程

數字電話系統誕生于1962年,工作原理是應用時分多路技術與脈沖編碼調制技術,是一種公用通信網,技術參數采用64kb/s數字信號,在同一對線路上進行傳輸,這一系統在市內電話交換局間線路中得到了快速發展,并形成了市內數字通信網,后來這種技術逐步應用長途電話干線之中。

1.2綜合業務數字網的發展歷程

在80年代初期,市內電話與長途電話開始使用光纖光纜,并繼續采用PCM/TDM系統,但是,光纖的傳輸速率與電話路數得到了有效的提升,同時,在計算機的普及之下,數據通信網開始普及。數據通信網主要為局域網和廣域網兩種類型,其中,局域網就是在各個單位中設置的專用通信網絡,覆蓋范圍較大的稱之為城域網。在人們需求的變化下,SMDS制式開始誕生,有效滿足了數據通信網絡的發展需求。此外,視頻業務與圖像業務出現,其中代表性的就是靜止圖像、可視電話、可視會議、高清電視等等,這種數字化技術與PCM技術不同,其傳輸需要有運動補償技術和壓縮編碼技術的支持才能夠順利完成。音頻信號與視頻信號采用的都是二進制數字信號,其數據傳輸與數據交換能夠同時進行,在這一背景下,綜合業務數字網開始產生,最原始的綜合業務數字網僅僅只有傳真、電話、靜止圖像、可視會議、低速計算機數據幾個內容,在技術的發展下,開始出現彩色電視、活動圖像以及高清電視壓縮編碼信號。

2現階段下與數字通信網相關的技術

目前的數字通信網就是傳統通信網,主要以數據業務和語音業務為主,其業務范疇是十分廣泛的,內容有用戶接入網、用戶駐地網與核心網幾個內容,通信網的連接方式有網絡間連方式與直連方式兩類,交換機則有電路交換型交換機與數字交換型交換機兩類,一般情況下,通信網中最常使用的是前者,這樣可以有效提升通信效率,與之相關的技術有以下三種類型:

2.1智能網技術

盡管IN技術在近年來的發展勢頭迅猛,但是隨著數字蜂窩系統、無線本地環路系統與數字無繩系統技術的發展,智能網技術開始出現,在未來階段下,智能網技術能夠在電信業務信息轉換方式與網絡共享上發揮出重要的作用。

2.2分組交換技術

分組交換技術也是一種常用的數字通信技術,采用這一技術能夠實現不同類型通信資源的實時共享,傳輸速率也不高,可以充分的將節點的轉發功能以及儲存功能利用起來,再采用相應的信息通道來處理數據,這樣即可滿足目標需求。

2.3異步傳輸網絡技術

異步傳輸網絡技術的寬帶容量非常的靈活,屬于傳統技術的擴展,這一技術能夠解決寬帶業務服務時間的分配問題,在寬帶網絡的發展中起著重大的作用。就現階段來看,關于異步傳輸網絡技術的研究,主要集中在衛星傳輸規范上。

2.4移動通信網

移動通信網有著自主性、可移動性的特征,不會受到時間和地點的限制,移動通信網主要包括兩種類型,就是雙向對話式蜂窩公用移動通信網以及單/雙向對話式專用移動通信網。在現代社會,對于電信企業而言,多媒體業務屬于新型市場,其發展的主要驅動力就是互聯網,如果將互聯網應用到移動通信中,那么互聯網的用戶群必然可以極大的推動移動通信網的發展。此外,利用互聯網也能夠提升大眾有線市場的可移動性。通信網的連接模式包括端對端直連方式與網絡交換機間連方式,為了提升網絡的運行效率,對于一般通信網,是不需要采用直接互連方式的。而交換機則包括電路交換以及數字交換兩種形式,前者就是在用戶與公共控制方式之間的傳輸信息通路,后者則可以將傳輸數據分割成為不同的數據包。在移動通信網之中,常用的有幀中繼技術,對于網絡的互聯,該種技術主要針對需要增加帶寬的用戶所設置,幀中繼則屬于數據鏈路的傳輸系統,該種操作模式主要針對高速假設,不需要進行誤差矯正,在每個節點中,只要進行CRC檢測,一旦出現錯誤將其丟棄即可,該種技術能夠有效保障傳遞目標的性。

3結語

總而言之,在社會的變革之下,數字通信技術已經取得了突破性的進展,各類技術都在社會生產的不同領域中得到了廣泛的應用,各類技術都開始逐步的趨于成熟。而航天技術、微電子技術以及計算機技術的發展也帶動了相關產業的發展,很多產業都開始朝著寬帶化、智能化的方向發展,目前,數字通信網技術成為了很多技術發展的支撐,但是,我國的數字通信網技術還處在初級發展階段,相信在不久的將來,這一技術必然可以不斷完善。

作者:陳智偉 單位:衡陽市第八中學

通信網技術論文:安防移動通信網技術

摘要摘要:如今的安防通信網絡中存在著各種不平安因素,如無線竊聽、身份假冒、篡改數據和服務后抵賴等。文章從移動通信網絡中的不平安因素和移動通信網絡中的平安技術兩個方面講述了它們的特征。

摘要:移動電話通信系統頻分復用模式移動通信網時分多址第三代伙伴計劃

I安防移動通信網絡的發展史

安防移動通信網絡是無線電通信技術中的重要應用領域和組成部分。這項技術的開發和應用開始于上世紀20年代,當時主要應用在警察局總部和巡警巡邏車之間的車載移動通信服務并迅速在警察部門得到推廣應用。1946年,美國AT%26amp;T公司開發設計出可以連接移動用戶和固定電話用戶的無線電話技術?;谶@項技術,AT%26amp;T公司進一步開發了一套稱為安防移動電話服務(MTS,MobileTelephoneservice)的安防移動通信系統,它的改進型IMTS系統在1969年發展成當時的遍布美國的移動通信網絡。1968年,AT%26amp;T公司的貝爾實驗室發明了“蜂窩”技術,它能將安防移動通信網絡的覆蓋區域劃分成很多類似蜂窩的小區,相隔較遠的小區可以使用相同的無線電頻率。蜂窩技術的應用極大地增加了安防移動通信網絡的容量,并使小區的基站能采用低功率發射,避免高發射功率帶來的干擾新問題。蜂窩技術的發明是安防移動通信史上的一個光輝里程碑,它的廣泛應用標志著安防移動通信進人了蜂窩移動通信時代。

20世紀70年代末至80年代初,及時代蜂窩安防移動通信網絡在日本、瑞典、英國、美國、德國和法國等諸多國家廣泛投入使用。及時代蜂窩移動通信網絡基于模擬通信技術,采用頻分復用(FDMA,FrequencyDivisionMultipleAccess)模式,網絡容量基本可以滿足移動通信用戶的需要。

到了20世紀80年代末,由于模擬技術的及時代蜂窩安防移動通信網絡已經顯得過時。集成電路技術的進步推動了數字通信技術在第二代安防蜂窩移動通信網絡中的應用,如先進的數字語音編碼技術,在保障話音質量的前提下,大大減少通信帶寬的需要,提高了網絡頻段資源的利用率;差錯控制技術增強了網絡的抗干擾能力——基站可以低功率發射;數字加密技術可以保護數字化用戶語音、數據和網絡指令;身份證技術可以鑒別移動用戶的身份,有效防止身份假冒。所以第二代安防蜂窩移動通信網絡和及時代相比不僅性能優良,而且平安。

1990年,泛歐數字安防蜂窩移動通信網(GSM,Globalsvste~forMobileCommunication)率先在西歐各國開始運行,讓歐洲擺脫了及時代蜂窩安防移動通信網絡體制眾多互不相通的困境。GSM網絡在頻分復用(FDMA)的基礎上又采用了時分多址(TDMA,TimeDivisionMuldpleAccess)來增加網絡容量。其后,澳大利亞、中國和一些中東國家陸續采用GSM網絡,使得GSM網絡成為世界上覆蓋范圍較大的安防移動通信網絡。

20世紀90年代末期,隨著因特網和安防移動通信網的融合,低速率數據傳輸業務已經無法滿足移動用戶的需求,對高速率數據傳輸業務的需求推動著安防移動通信網絡走向第三代。為此,國際電信聯盟ITU就倡導制定一個全球統一的第三代蜂窩安防移動通信網絡標準——未來公共陸地移動電信網絡。1998年10月由歐洲、中國、日本、韓國和美國的電信標準組織聯合成立了第三代伙伴計劃(3GPP,the3rdGenerationPartnershipProjeet)組織,旨在制定一種以IS-95核心網絡為基礎的第三代安防移動通信網絡標準CDMA2000。

第三代安防移動通信網絡在本世紀初開始投入使用,日本的DoCoMo公司于2001年10月1日率先運營第三代安防移動通信網絡。隨著科學技術的進步和發展人們對移動通信服務的需求,移動通信網絡仍將繼續不斷地向前發展,更地實現廣大安防移動通信用戶的通信服務需求。

2安防移動通信網絡中的不平安因素

無線電通信網絡中存在著各種不平安因素,如無線竊聽、身份假冒、篡改數據和服務后抵賴等等。安防移動通信網絡作為無線電通信網絡的一種類型,同樣存在著這些不平安因素。由于安防移動通信網絡的非凡性,它還存在著其他類型的不平安因素。下面將從移動通信網絡的接口、網絡端和移動端三個部分分析其不平安因素以及在安防移動通信網絡中的具體表現形式及其危害。

2.1無線接口中的不平安因素

在安防移動通信網絡中,移動站和固定網絡端之間的所有通信都是通過無線接口來傳輸的,但無線接口是開放的,作案者可通過無線接口竊聽信道而取得其中的傳輸信息,甚至可以修改、插入、刪除或重傳無線接口中的消息,達到假冒移動用戶身份以欺騙網絡終端的目的。根據攻擊類型的不同,又可分為非授權訪問數據、非授權訪問網絡服務、威脅數據完整性三種攻擊類型。

2.1.1非授權訪問數據類攻擊

非授權訪問數據類攻擊的主要目的在于獲取無線接口中傳輸的用戶數據或信令數據。其方法有以下幾種摘要:

(1)竊聽用戶數據——獲取用戶信息內容i

(2)竊聽信令數據——獲取網絡管理信息和其他有利于主動攻擊的信息;

(3)無線跟蹤——獲取移動用戶的身份和位置信息,實現無線跟蹤;

(4)被動傳輸流分析——猜測用戶通信內容和目的;

(5)主動傳輸流分析——獲取訪問信息。

2.1.2非授權訪問網絡服務類攻擊

在非授權訪問網絡服務類攻擊中,攻擊者通過假冒一個合法移動用戶身份來欺騙網絡端,獲得授權訪問網絡服務并逃避付費,由被假冒的移動用戶替攻擊者付費。

2.1.3威脅數據完整性類攻擊

威脅數據完整性類攻擊的目標是無線接口中的用戶數據流和信令數據流,攻擊者通過修改、插入、刪除或重傳這些數據流來達到欺騙數據接收方的目的,完成某種攻擊意圖。

2.2網絡端的不平安因素

在安防移動通信網絡中,網絡端的組成比較復雜。它不僅包含許多功能單元,而且不同單元之間的通信媒體也不盡相同。所以安防移動通信網絡端同樣存在著一些不可忽視的不平安因素,如線竊聽、身份假冒、篡改數據和服務后抵賴等。按攻擊類型的不同,可分為四類。

2.2.1非授權訪問數據類攻擊

非授權訪問數據類攻擊的主要目的在于獲取網絡端單元之間傳輸的用戶數據和信令數據,具體方法如下摘要:

(1)竊聽用戶數據——獲取用戶通信內容;

(2)竊聽信令數據——獲取平安管理數據和其他有利于主動攻擊的信息;

(3)假冒通信接收方——獲取用戶數據、信令數據和其他有利于主動攻擊的信息;

(4)被動傳輸流分析——獲取訪問信息;

(5)非法訪問系統存儲的數據——獲取系統中存儲的數據,如合法用戶的認證參數等。

2.2.2非授權訪問網絡服務類攻擊

非授權訪問網絡服務類攻擊的主要目的是訪問網絡并逃避付款,具體的表現形式如下摘要:

(1)假冒合法用戶——獲取訪問網絡服務的授權;

(2)假冒服務網絡——訪問網絡服務;

(3)假冒歸屬網絡——獲取可以假冒合法用戶身份的認證參數;

(4)濫用用戶職權——不付費而享受網絡服務;

(5)濫用網絡服務職權——獲取非法盈利。

2.2.3威脅數據完整性類攻擊

安防移動通信網絡端的威脅數據完整性類攻擊不僅包括無線接口中的那些威脅數據完整性類攻擊(因為BSS和MSC之間的通信接口也可能是無線接口),而且還包括有線通信網絡,具體表現如下摘要:

(1)操縱用戶數據流——獲取網絡服務訪問權或有意干擾通信;

(2)操縱信令數據流——獲取網絡服務訪問權或有意干擾通信;

(3)假冒通信參和者——獲取網絡服務訪問權或有意干擾通信;

(4)操縱可下載應用——干擾移動終端的正常工作;

(5)操縱移動終端——干擾移動終端的正常工作;

(6)操縱網絡單元中存儲的數據——獲取網絡服務訪問權或有意干擾通信。

2.4服務后抵賴類攻擊

服務后抵賴類攻擊是在通信后否認曾經發生過此次通信,從而逃避付費或逃避責任,具體表現如下摘要:

(1)付費抵賴——拒絕付費;

(2)發送方否認——不愿意為發送的消息服務承擔付費責任;

(3)接收方抵賴——不愿意為接收的消息服務承擔付費責任。

2.3移動端的不平安因素

安防移動通信網絡的移動端是由移動站組成的。移動站不僅是移動用戶訪問移動通信網的通信工具,它還保存著移動用戶的個人信息,如移動設備國際身份號、移動用戶國際身份號、移動用戶身份認證密鑰等。移動設備國際身份號IMEI是代表一個地移動電話,而移動用戶國際身份號和移動用戶身份認證密鑰也對應一個的合法用戶。

由于移動電話在日常生活中輕易丟失或被盜竊,由此給移動電話帶來了如下的一些不平安因素摘要:

(1)使用盜竊或撿來的移動電話訪問網絡服務,不用付費,給丟失移動電話的用戶帶來了經濟上的損失;

(2)不法分子若讀出移動用戶的國際身份號和移動用戶身份認證密鑰,那么就可以“克隆”許多移動電話,并從事移動電話的非法買賣,給移動電話用戶和網絡服務商帶來了經濟上的損失;

(3)不法分子還會更改盜竊或撿來的移動電話的身份號,以此防止被登記在丟失移動電話的黑名單上等。

2.4攻擊風險類

安防移動通信網絡中的威脅還有無線竊聽、假冒攻擊、完整性侵犯、業務否認和移動電話攻擊等內容,

具體描述如下摘要:

(1)無線竊聽——竊聽無線信道中傳送的用戶身份號、用戶數據和信令信息;

(2)假冒攻擊——假冒移動用戶欺騙網絡端和假冒網絡端欺騙移動用戶;

(3)完整性侵犯——更改無線通信控制信道中傳送的信令信息;

(4)業務否認——移動用戶濫用授權、網絡端服務提供商偽造賬單;

(5)移動電話攻擊——偷竊移動電話、更改移動電話身份號和克隆移動電話。

3安防移動通信網絡中的平安技術

從及時代模擬安防移動通信網到第二代數字安防移動通信網的運行經驗證實摘要:安防移動通信網絡中存在的各種不平安因素不僅威脅到移動用戶的隱私和經濟利益,而且嚴重地影響安防移動通信網絡的正常運行,并損害到服務商和網絡運行商的經濟利益。為了保護各個方面的利益,安防移動通信網絡必須采用相應的平安辦法,提供足夠的平安技術級別服務。

3.1保密性平安技術服務

保密性平安技術服務可分為5類,其保密級別和目的如下摘要:

(1)用戶語音保密性(級別摘要:1)的目的一保護無線信道中傳送的用戶語音,防止被他人竊聽;

(2)用戶身份保密性(級別摘要:1)的目的一保護用戶的真實身份,防止被無線跟蹤;

(3)信令數據保密性(級別摘要:1)的目的一保護無線信道中傳送的信令數據,防止被他人竊聽;

(4)用戶數據保密性(級別摘要:2)的目的一保護無線信道中傳送的用戶數據,防止被他人竊聽;

(5)認證密鑰保密性(級別摘要:2)的目的一保護SIM和AC只存儲的認證密鑰,防止被他人竊取或“克隆"SIM。

3.2認證性平安技術業務

認證性平安技術業務可分為3類,具體描述如下摘要:

(1)用戶身份認證性的目的一鑒別移動用戶身份,防止假冒用戶;

(2)網絡身份認證性的目的一鑒別網絡身份,防止主動攻擊者假冒網絡進行欺騙;

(3)信令數據的完整性檢測的目的—保護無線信道中傳送的信令信息完整性,防止被他人篡改。

3.3應用層平安技術業務

上述兩類平安業務是在移動通信網絡的訪問層提供。隨著安防移動通信網絡服務類別的增多和電子商貿的發展,在應用層增設了平安技術業務,其具體描述如下摘要:

(1)實體身份認證——兩個應用實體互相認證對力的身份;

(2)數據源認證——接收方應用實體認證數據確實來自于發送方;

(3)數據完整性認證——接收方應用實體確認接收到的數據沒有被篡改;

(4)數據保密性——保護兩個應用實體之間的數據通信,實現端到端的保密性,防止流分析;

(5)數據接收證實——發送方應用實體認證可證實接收方確實收到了應用數據。

3.4移動電話保護

移動電話生產商為每部移動電話分配一個全球的國際移動設備號IMEI,每當移動電話訪問移動通信網絡,它必須傳IMEI給網絡端設備號登記處EIR;EIR檢查該IMEI是否在丟失和失竊移動電話的“黑名單”上,若在則EIR就傳一個信令將該移動電話鎖起來,此時使用者自己不能開鎖,就不能繼續使用這個移動電話,這個方法在很大程度上防止了非法用戶用撿來或偷來的移動電話濫用網絡服務而由丟失移動電話的合法用戶付費的情況。但是也有一些不法分子應用高科技工具改變偷來的電話的IMEI,從而通過“黑名單”檢查。為防止修改移動電話的IMEI,移動電話生產商通常將IMEI設置在一個保護單元,即具有物理防撬功能的只讀存儲器。

4結束語

由于無線通信網絡中存在的不平安因素對網絡月戶和網絡經營者的經濟利益構成了威脅,為了保護其利益,無線電通信網絡必須應用上述相關技術的平安業務來消除不平安因素給網絡用戶帶來的威脅。隨著無線通信技術的不斷發展,無線通信網絡的應用不僅深入到國防軍事、科研教育、醫療衛生等國民經濟諸多領域,并已深入到千家萬戶的日常生活。無線通信網絡應用越廣泛,它的平安性就越重要。本文僅從安防移動通信網絡中的不平安因素和安防移動通信網絡中的平安技術兩個方面闡述了它們的特征和特色,供廣大讀者參考。

通信網技術論文:基于以太網技術的智能化住宅小區通信網絡平臺的設計與實現

摘要:智能化住宅小區通信網絡是小區內綜合信息服務、小區與外界廣域網連接、小區智能物業管理的物理平臺。本文給出了基于以太網技術的智能化住宅小區通信網絡平臺的設計方法,提出了采用CEBUS技術設計家庭局部網絡系統的方案。

關鍵詞:智能建筑;智能化住宅小區;通信網絡平臺;以太網;CEBUS

住宅小區智能化是指利用現代4C(即計算機、通信與網絡、自控、IC卡)技術,通過有效的傳輸網絡對多元信息服務與管理提供高技術的智能化手段,以期實現快捷高效的超值服務與管理,提供安全舒適的家居環境。智能化居住小區的功能主要體現在四個方面:基礎物業管理;安全防范系統;信息網絡系統;家庭智能化系統。

住宅小區通信網絡是智能建筑弱電系統的重要組成部分,也是智能化住宅的重要體現。本文介紹了基于以太網技術的智能化住宅小區通信網絡平臺的設計方法,利用該方法我們設計了珠海市蓮花小區局域以太網系統。在系統建設的同時,還為小區的多個住戶設計了基于CEBUS技術的家庭局部網絡系統,使這些住戶實現了家庭保安、火災和煤氣泄漏實時報警以及家用電器的自動化控制等。

1. 以太網技術

以太網是目前應用最為廣泛的局域網絡,它采用基帶傳輸,通過對絞線和傳輸設備,實現 10Mbps/100Mbps/1000Mbps的數據傳輸。由于以太網的幀格式特別適合于傳輸IP數據包,因此隨著Internet的快速發展,以太網被廣泛使用??傊?,以太網是目前網絡技術中先進成熟、實時性強、應用廣泛、性能穩定、價格低廉的通訊技術,是智能化住宅小區局域骨干網的理想選擇。

2. 系統的主要功能

智能化住宅小區通信網絡由Internet接入網、小區局域以太網、家庭局部網絡組成。在這個通信網絡平臺上, 實現小區的智能控制、小區綜合信息服務以及Internet的寬帶接入,從而實現住宅小區的信息化和智能化。

3. 系統的主要特點

(1)所有信息點具有交換能力;(2)支持虛網劃分;(3)支持多媒體應用;(4)能進行良好的網絡管理;(5)具有良好的擴充性和升級能力。

4.系統的設計與實現

系統的設計采用星型拓撲結構,共分三層:Internet的接入網、住宅小區局域以太網和家庭局部網絡。

4.1 Internet接入網

智能化住宅小區局域以太網可通過局域網專線、ADSL、ADSL+ATM/以太網、Cable Modem四種方式與Internet連接。本文只介紹蓮花小區采用的DDN接入方式。

此方式需要配備高性能接入路由器設備,租用電信部門的專線并向CNNIC申請IP地址及注冊域名。路由器可以通過DDN專線(較高可達2.048M帶寬)、FrameRelay、X.25、ISDN撥號等方式與Internet相連,還可以按照需要靈活配置多種廣域網端口模塊,提供寬帶、QoS保障的遠程多媒體服務。局域網專線接入的優勢是可以在社區內建設自己的Internet,為社區住戶提供綜合信息服務。并具有技術標準成熟、設備穩定、安全性高;接入速度快、擴展性好、性價比高;管理簡便、易于使用與維護;可以方便與其他客戶網絡互聯等特點。

4.2住宅小區局域以太網的設計

小區局域以太網的總體結構如圖所示:

智能化住宅小區局域以太網

4.2.1小區局域網系統

根據小區網絡設計的要求,小區局域主干采用千兆以太網,在系統中心設一千兆以太網核心交換機,在各區域中心設置工作組交換機,各工作組交換機配置1000Mbps FX上聯端口,通過光纖與核心交換機連接,構成智能化住宅小區千兆以太骨干網。每個區域內,在各樓棟設備間設置100/10Mbps交換式集線器,交換式集線器通過100Mbps TX上聯端口經五類對絞線與工作組交換機連接,根據需要也可通過 100Mbps FX端口經光纖連接。在樓內,交換式集線器通過10Mbps TX端口經樓內5類綜合布線連接用戶計算機。小區管理控制中心是整個網絡系統的中心,系統的主要通信設備集中于此。除網絡核心交換機外,還包括與廣域網連接的路由器、各類服務器以及管理工作站等。該系統具有良好的開放性和擴展性,可根據小區的實際情況靈活組合與配置。區域中心可以包括若干棟單元樓,也可以只管轄一棟高層住宅。小區內的集團用戶、公共會所、物業管理公司以及各應用子系統以適當的方式就近接入各自所在的區域中心網絡,形成一體化的統一網絡。

4.2.2住宅綜合布線系統

智能化住宅布線系統按功能區域分為三大部分:住宅單元子系統、樓層管理間和垂直干線子系統以及設備間子系統,各系統布線都采用5類以上對絞線,如下圖所示:

智能化住宅綜合布線系統

(1)住宅單元子系統

在每一個住宅單元設置一個家庭布線系統接線箱,作為與戶外布線系統連接的界面。接線箱可安裝各種系統接線模塊,包括數據和語音通信模塊、家庭安防系統模塊、可視對講系統模塊等等,根據需要自由組合安裝。戶內數據通信布線采用5類以上UTP(非屏蔽對絞線),信息插座采用RJ45制式接口。

(2)樓層管理間和垂直干線子系統

垂直主干布線采用新型拓撲方法,由設備間主配線架敷設至各樓層管理間的干線電纜構成。系統采用五類以上4對UTP作為系統主干電纜。樓層管理間設置橋式模塊板,通過不同跳線來實現水平線纜與垂直干線的連接。

(3)設備間子系統

設備間子系統內安置交換式集線器和主配線架,所有主干線纜都端接在主配線架上,通過跳線與交換式集線器連接。

4.3家庭局部網絡系統的設計

家庭局部網絡采用基于電力線載波擴頻的CEBUS技術來實現通信。CEBUS(Consumer Electronics Bus、消費電子總線、家庭總線)是美國電子工業協會(EIA,Electronics Industry Association)為消費電子產品制定的一種通訊和產品互操作性的標準, 定義了在家用電器之間通訊所使用的通訊介質和協議,使得遵循同樣標準的家用電器設備可以即插即用,并能共同工作,實現家庭自動化?;陔娏€載波擴頻的CEBUS技術是利用現有的電力線實現家用電器設備的互連,不用做網絡布線改造, 經濟效益和社會效益都很顯著。

家庭局部網絡系統包含遠程抄表子系統、家庭安全防范子系統和家庭自動化子系統,如下圖所示。小區管理中心的計算機可以隨時讀取四表的數據;發生火災、煤氣泄露、窗口的玻璃被打碎時會報警;主人可以通過Internet來遠程控制家里的電器,比如進家門前打開空調、電燈等。住宅里各種信息傳輸的媒介是電力線,選用的核心芯片是Intellon的電力線擴頻載波芯片SSC P300。該芯片具有發送和接收兩種功能,采集器里有SSC P300和相關的A/D、D/A轉換器、采集器和收發器A(或收發器B)通信,這種通信是兩個方向的。通過收發器B和管理中心的計算機通信,通過收發器A用電話線和管理中心的計算機通信。收發器A里面有SSC P300芯片以及Modem,SSC P300負責和住宅里的各個采集器通信,Modem負責和管理室的計算機通信。收發器B里面有SSC P300芯片以及以太網通信的芯片,以太網通信的芯片負責和管理室的計算機通信。

家庭局部網絡系統

5.結束語

本系統采用先進的以太網技術,實時性強,性能穩定,價格低廉,適用范圍廣。系統結構設計合理,具有良好的擴充性和升級能力,便于智能建筑系統的集成。

目前,珠海市蓮花小區局域以太網系統運行良好,系統的使用使該小區的信息化和智能化水平上了一個新的臺階,具有廣泛的推廣價值。

通信網技術論文:基于計算機互聯網技術的通信網絡安全建設研究

摘 要:計算機互聯網與通信網絡建設整體水平的不斷提升,極大構建了國內科學與健全的信息網絡,并為現代互聯網經濟提供了堅實的基礎。隨著該系統被應用的范圍及行業逐漸拓展,也逐漸凸顯出了國內計算機互聯網與通信網絡建設系統中所存在的問題。不斷增強系統建設中的安全防范意識,將有助于通信網絡系統實現更加穩定的運行和發展。在本文中作者經過對大量文獻的閱讀與總結,結合自身經驗對計算機互聯網與通信網絡建設開展安全性規劃研究。

關鍵詞:通信網絡;網絡建設;安全性

一、引言

時至今日,國內居民與社會企業已經開始廣泛的利用計算機與互聯網技術實現了網上消費、網上推廣、網絡聊天等功能,為現代居民生活習慣、現代企業經營模式的改變帶來了巨大影響。自我國改革開放以來,國內政治、經濟、文化、社會、法律諸多環境得以完善,從而給當代國內科學技術的發展創造了良好的氛圍、打造了堅實的基礎。受到時代環境改變的影響,國內現有計算機與互聯網技術得到了巨大的發展與提升,并在國內移動終端使用成本逐漸下降的背景下,不再成為了現代企業的專享之物,而且成為了國內社會大眾的日常重要溝通與交流途徑。但是,盡管互聯網與計算機技術的應用領域、范圍,及其涉及內容的逐漸增多,與此同時也極大的增加了現代互聯網絡中不穩定、不安全事件出現的幾率,并且給該技術使用者的安全性、經濟性等造成了嚴重影響。為此,不斷增強現代國內通信網絡建設的安全性,增強該技術應用的穩定性,將會為保障國內通信網絡系統的功能優化和使用體驗增強帶來巨大支撐。因此,在本文中作者將結合時代背景針對該系統安全性的增強開展研究。

二、當前國內通信網絡建設中存在的安全問題

1.法律法規的規范性、系統性不足

根據研究調查發現,當前國家對互聯網通信網絡建設的安全性法律尚且停留在宏觀整體層面,而缺乏對微觀細致層面網絡行為的違法行為的抑制和防范意識的引導。我國對于互聯網以及通信網絡,所建立的法律法規并不完善,使得網絡黑客有機可乘?,F階段,一些規范網絡系統安全的條文較為零散,只有在地方法規、零散的規定中可見各種法律文件。這些法律文件的協調性、系統性以及性都不強。然而,面對互聯網與計算機技術的快速發展,不但讓眾多與新事物消費的侵權事件大大增加,而且讓眾多黑客開始使用新技術竊取網絡信息,侵犯網絡使用的安全。而上述這些問題的出現,與當代法律的滯后,且無法m應如今的網絡安全要求存在著較大的聯系。

2.缺乏網絡建設軟硬件的安全防控

除了法律法規方面的安全性防控較為薄弱之外,由于該技術發展的水平依舊處于初期階段,從而導致了該系統日常運維過程中容易出現安全性漏洞。例如:系統存在過期編制、過期老化、互串、過流、燒毀以及擊穿等問題。因此,為建立完善的維護、管理系統以及支撐系統,提高系統設備的安全性,應當建立完整的冷熱備用體制以及替代體制了,要求系統維護人員采取人工操作或自動化操作方式,更新網絡,替換有關部件,更新線纜,補充、擴展網絡。在互聯網以及通信網絡的建設過程中,未能夠制定詳細的計劃,網絡效率差,建設品質較低,維護管理力度不足,審批不嚴謹。這就要求人們對互聯網以及通信網絡建設引起高度重視,加強維護人員自身的安全意識,技術人員要提高自身的綜合業務技能以及操作水平,盡量排除安全隱患。除此之外,還應當在軟件層面增強安全性防控。例如:當前維護人員缺乏安全意識,缺乏維護管理能力,在建設過程中沒有嚴格遵循有關技術規范,隨意更改有關秘鑰,密件明發,就會導致他人更改、盜取密碼等問題出現。

三、提升計算機互聯網與通信網絡建設安全性的對策與建議

1.不斷提升法律法規層面安全建設

我國政府應當不斷針對當前通信網絡建設發展的現狀,積極調整對該行業法律法規的完善。在此過程中除了需要加強網絡系統安全立法,立法機關應加強完善相關法律法規,強調網絡安全建設,建立完整的信息安全智庫,強調信息資源共享的安全性之外,還應當積極修訂國家相關法律法規;嚴厲打擊各種網絡犯罪行為,對于情節要嚴重的網絡犯罪行為,要采取相應的懲處措施。在此過程當中,國家政府應當不斷保持與時俱進的思維,從當前通信網絡建設過程中的現狀及其出現的問題出發,積極發掘問題的共性,并從法律法規層面加以強制性引導與協調。與此同時,還應當增強對互聯網通信安全法規頒布后的宣傳和教育,讓互聯網使用者能夠增強法律意識、防范意識,從而起到增強計算機互聯網與通信網絡建設中安全性的總體增強。

2.不斷提高對軟硬件層面安全建設

除了在法律法規層面給予安全建設之外,還應當在日常生活、工作以及學習過程中,對于互聯網以及通信網絡的運用更加廣泛,對人們的生活以及社會生產起到了重要的作用。人們需要采用切實可行的對策,加強網絡建設,盡量降低網絡分享。因此,要求對互聯網以及通信網絡系統中的硬件設備以及軟件組織加強管理,保障其不受到自然災害以及認為的惡意破壞等,提高網絡系統運行的安全性與穩定性,為人們提供品質、安全的網絡服務,保障服務不會被隨意中斷。通過調查研究發現,提高預防自然災害的能力,才能夠維護好網絡系統的安全。另外,還應當積極開發預警緊急狀況發生機制,對出現的火種進行有效地防控,防止火勢蔓延,從而確?;ヂ摼W以及通信網絡的安全運行。利用機制的構建和完善,實現對軟硬件層面的微觀防控,以增強通信網絡系統運行的穩定性。

四、結語

通過上文的研究能夠發現計算機與互聯網技術作為當代最為先進的生產力,其應用范圍及領域已經涉及到了各行各業。然而,由于該項技術在通信領域的應用尚且處于初始階段,從而在使用過程中出現了大量安全性問題。在本文中作者首先針對國內計算機互聯網與通信網絡建設的背景開展研究,并針對其中容易引發安全性問題的誘因進行闡述,最終提出了些許有利于提升安全性的對策與建議。謹此希望能夠利用本文研究為該領域研究做出貢獻,并為計算機與互聯網技術的實踐應用及推廣程度的提升帶來幫助。

通信網技術論文:試論寬帶通信網之寬帶接入網技術

摘 要:信息時代的飛速發展,造就了網絡時代的今天,基于網絡的Internet應用在當前社會已經不再是單一業務的發展,逐漸正在向綜合性業務方向的發展。信息通信網絡的發展過程中,窄帶用戶環路已經成為了其發展壯大的一個絆腳石,因此在通信網絡技術中,引入寬帶接入網的接入已經成為當前社會的焦點,實現其互通網絡已經是至關重要的,對信息通信網絡具有關鍵性的意義。筆者根據多年的工作經驗,主要針對寬帶通信網中,寬帶接入網技術進行分析和討論。

關鍵詞:寬帶通信網;入網技術;寬帶接入網;技術

面對著市場的發展和用戶的需求,電信設備廠商、網絡營運商甚至房地產商都開始關注小區寬帶網的接入問題,面對著不同的需求人們所需求的寬帶網的標準也不同,供應者應該依據用戶的需求來具體的設計和規劃寬帶網的接入,以便滿足用戶的需求。

1 寬帶接入網技術概念

當前信息社會中,互聯網發展的現在,最主要的寬帶接入技術有以下幾種方式:接口技術,便是通常所說的V5接口纖接入方式,這種方式現在已經普遍應用于現實生活當中了,現代社會中,光纖已經應用在各個主要網絡中了,寬帶接入網的一種最終端形式就是光纖接入,不過由于光纖費用較貴,在好多不發達地區不能大面積采用;混合接入的方式,這種方式主要指的是混合了光纖、同軸(HFC)的一種接入方式,利用HFC這種方式接入網絡的話,具有一個極大的優勢便是可以利用已經存在的CATV網,網絡成本可以得到較大幅度的降低;銅線接入的方式,這種方式主要是通過當前的電話線,作為一種傳輸信息數據的媒介,不過由于銅線材質的原因,傳送的寬帶數據比較有限;無線接入的方式,該種方式主要是利用無線技術進行寬帶接入,主要是通過固定無線接入的方式,由于無線技術比較復雜,目前并不能大面積的推廣使用。

2 當前寬帶接入網的發展策略

雖然寬帶接入呈現多樣化,但是從總的方向來看,FTTH仍然是長期目標,它卞要解決帶寬問題。與此同時,接入網傳輸的IP化以及基于同一平臺的各種業務的綜合接入也是接入網發展的目標,是寬帶接入網滿足未來更高業務要求的技術保障。但是,當前接入網建設中擺在及時位的是如何在現有網絡資源基礎上啟動光纖接入網,較大限度地節省投資并保障接入網能適應通信業務種類和規模劇增的需要,以及能夠向未來寬帶接入網順利過渡。從技術和市場的角度來看,基于FT-TX+各類寬帶接入技術的方式是目前寬帶技術的卞要方式,是逐步向FTTH演進的平滑過渡方式。而其中FTTX+xDSL和FTTX+LAN是目前技術比較成熟,市場也最為成功的寬帶接入方式。

3 寬帶接入網的關鍵技術

我國寬帶接入網在近兩年發展十分迅速,據初步統計,到2012年底我國寬帶用戶為1.6億,成為世界及時大寬帶接人市場,其中主導技術是ADSL,大約占70%左右,其次是以太網技術。

3.1 ADSL技術

ADSL是需要借助電話線,但是這又是一種新型的新興的寬帶接入技術,在帶寬上、速度上和安全性能上都比電話撥號要好得多,目前已經成為是局域網互聯遠程訪問的理想選擇之一。Adsl的使用方法有兩種,在接入互聯網的時候可以采取虛擬撥號和專線接入的方式。當使用虛擬撥號的時候,需要用戶采用類似調制解調器和isdn的撥號程序。而專線接入的時候只需要打開電腦,就可以使用互聯網了。ADSL是一種較為新的數據資料和信息的傳輸方式。它因為上行和下行帶寬不對稱,因此稱為非對稱數字用戶線環路。DSL是一種傳輸技術,它采用的是使用銅質電話線作為傳輸的工具或者介質來傳送各類信息。ADSL技術主要就是體現在信號傳輸速度和距離的不同以及上行速率和下行速率對稱性的不同這兩個方面。

3.2 OAN技術

光纖接入技術是目前發展最快的領域之一。所謂光纖接入網(OAN)就是采用光纖傳輸技術的接入網,泛指本地交換機或遠端模塊與用戶之間采用光纖通信或部分采用光纖通信的系統。通常,OAN指采用基帶數字傳輸技術并以傳輸雙向交互式業務為目的的接入傳輸系統,可以將數字或模擬技術升級傳輸寬帶廣播式和交互式業務。根據接入網室外傳輸設施中是否含有源設備,OAN又可以劃分為無源光網絡(PON)和有源光網絡(AON)。無源光網絡(PON)是一種新興的能夠覆蓋一公里的寬帶接入光纖技術,之所以這種技術能夠使用至今,就是因為在光纜資源、帶寬資源共享、機房投資降低、設備安全性提高、網絡速度速建等方面有著非常大的優勢。EPON是一種基于以太網的技術,該技術的工作原理以及構建理論與以太網非常相似,其不久的將來可以實現10Gbit/sEPoN,而且很多EPON系統均是一個多業務平臺,可以實現區域范圍內的覆蓋,是未來寬帶技術的一個發展方向。WiMAX系統在近些年內也得到了很大的關注與發展,該系統能夠實現若干千米范圍城區的覆蓋。

3.3 xDSL技術

數字用戶環路技術(xDSL)是利用近年來數字信號處理(DSP)技術的成果。可分為高速數字用戶環路(HDSL)、非對稱數字用戶環路(ADSL)和甚高速數字用戶環路(VDSL)等幾種。HDSL系統分別在局端和用戶端增加一個本地單元和一個遠端單元,以對絞銅線連接。傳輸的信息是經過時分復用組成E1結構的信息流,借助回聲消除技術使用2BIQ碼,實現在對絞線上雙向傳輸2.048Mbit/s信息的能力。目前HDSL的傳輸距離大約3-5km.ADSL系統結構類似于HDSL系統,不同之處在于它是在一對雙絞銅線上利用數字技術傳送話音和視頻信息。上行的傳輸速率一般為384kbit/s,而下行的傳輸速率6.144Mbit/s或更高。由于這類系統上行與下行的信息速率是不對稱的,故稱其為不對稱數字用戶環路。其傳送距離約為2~5km。在ADSL基礎上開發VDSL技術可以將速率提高到25~52Mbit/s,開拓了更廣闊的應用前景。

3.4 TDD-LTE技術

TDD-LTE幀結構類型2是基于TD-SCDMA幀結構修改而成的,保存了FD-SCDMA幀結構中的三個特殊時隙:下行導頻時隙(DwPTS)、保護間隔(GP)、上行導頻時隙(DpPTS),同時采用了統一的1ms子幀長度。常規子幀結構包含了兩個0.5ms的時隙[12],這點與FSl相同。該種幀結構適用于TDD模式。TDDDLTE雙工方式頻率配置靈活,使用FDD-LTE系統不宜使用的零散頻段;可通過調整上下行時隙轉換點提高下行時隙比例,從而更好地支持非對稱業務;上下行信道具有一致性,基站的接受和發送可共用部分射頻單元,降低設備成本;接受數據時不需要收發隔離器(只需一個開關即可),降低設備的復雜度;上下行信道具有互惠性,可更好的采用傳輸與處理技術,如RAKE接收、聯合傳輸、智能天線技術,從而降低移動終端的處理復雜度。

結束語

隨著現代建筑技術、自動控制技術、計算機技術、現代通信技術以及網絡技術的迅猛發展,小區寬帶化也經歷了很大的發展。為了滿足人們對工作生活方式所提出的更高層次的需求,許多城市正在建設寬帶城域網,為用戶提供視頻點播、遠程教育、居家購物等寬帶業務。

作者簡介:劉曉煜(1973-),女,1992年畢業于吉林省郵電學校,2001年通過專升本畢業于八一農墾大學通信工程專業,工程師。主要從事電信設備的維護工作。

通信網技術論文:寬帶接入網技術在鐵通公司通信網絡中的應用

摘 要:結合鐵通聊城分公司的實際情況,詳細介紹了其網絡結構的參考模型及實際運用情況,如何針對不同用戶對象而采用不同的接入方式,在今后的發展中建立可運營、可管理的IP城域網是使得網絡可持續性發展的保障。

關鍵詞:接入網;XDSL技術;IP城域網;以太網

1 引言

隨著網絡經濟的迅速崛起和因特網的快速發展,人們對于數據業務、語音、數據、圖像等多媒體通信的需求日益旺盛?,F在基于POS、GE技術的寬帶IP網以及ATM網是寬帶城域網的主要核心平臺,寬帶接入技術將成為城域網接入的主要手段。網絡瓶頸已經從骨干網遷移到城域網,尤其是城域網的接入層。如何突破這一瓶頸,已經成為了亟待解決重大課題,而解決這一問題的關鍵就在于采用什么樣的接入方式。因此研究寬帶城域網的接入方式具有非常重要的意義。

2 鐵通聊城分公司通信網絡組圖結構分析

鐵通聊城分公司主要為聊城地區及其周圍七個縣市提供通信及寬帶業務。目前已初步建起了自己城域網,并有了3萬多戶的固定電話用戶。通過寬帶接入服務器、Raduis服務器共同完成用戶管理信息的分布處理、集中計費、統一網管,解決了寬帶接入認證和計費的瓶頸問題,同時支持各種如ETH/XDSL/WLAN/HFC接入方式直接接入用戶。強大的網管功能配合相應的AAA認證和防火墻系統,保障了網絡的可管理、可運營、可盈利性。

2.1 光纖接入/以太網接入

黨政部門、稅務系統政府機關或高端住宅小區的聯網需求較多,大用戶和團體用戶的聯網,本公司均采用光纖到路邊、光纖到大樓等方式,以局域網10Mbps或100Mbps的方式接入,對帶寬要求較高的甚至可以采用1000Mbps接入。政府用戶也可以選擇基于IP VPN的多點對多點互聯。

2.2 XDSL寬帶接入

XDSL接入技充分利用電信網現有的銅纜資源,在同一銅線上分別傳送數據和語音信號,數據信號并不通過電話交換機設備,減輕了電話交換機的負載,同時不影響用戶的語音業務。對于普通住宅用戶,我公司大多使用了IP上聯的ADSL接入。

3 寬帶接入設備介紹及技術指標分析

3.1 設備簡介

我公司使用的局端寬帶接入設備全部是烽火公司提供的AN2200型DSLAM,根據需要而選擇01型或03型。其中01型滿配時可以三個子框,每框16塊用戶板;03型就象一個小子框,滿配時3塊用戶板。

3.2 設備工作原理

AN2200-01寬帶數字用戶接入集中器采用ADSL over ATM技術,對用戶和網絡之間的流量進行統計復用,ATM終結于最終用戶CPE,或一個ATM端系統,或WANE2盤。像IP等較高層協議被透明地傳送,支持高速數據通信業務,包括Internet和Intranet接入、視頻和娛樂業務以及LAN互連。

AN2200-01節點支持以下兩種接口:

?網絡接口:ATM STM-1,100Base-T;

?用戶接口:ADSL。

3.3 設備系統性能技術指標

核心交換容量:800MB/S;

背板交換容量:6.4GB/S;

系統支持較大PVC連接數:16K;

遠程級聯較大級數:8;

系統支持VLAN數:支持2048個VLAN,VLAN ID范圍為1-4095;

系統倒換時間:

系統支持環境參數監測:設備溫度、風扇狀態;

系統信流管理:支持流量策略、擁塞控制、流量整形;

遠程級聯組網方式:星形、鏈形;

系統框支持ADSL用戶:384;

上聯接口:ATM 155M,FE,IMA E1;

ATM 155光口分支數:64,即最多16塊ATM分支盤;

供電及功耗:設備采用直流-48V額定電源供電,允許變動范圍:-40V~-58V;

系統框較大功耗(含風扇單元):450W;

擴展框較大功耗(含風扇單元):405W。

4 結語

IP網絡將向著電信網絡演進,已是不爭的事實,隨著技術的進一步發展,話音、視頻業務將逐步遷移到IP城域網來實現,這對IP城域網的運營、管理特性提出了更高的要求,隨著VPN技術的逐漸成熟,大量的專線互聯業務也將在IP網絡的基礎上實施??傮w而言,用戶、業務對IP網絡的要求越來越高,這必將促使IP城域網增加越來越多的電信級網絡特征。

通信網技術論文:基于物聯網技術的智能交通系統中車輛通信網絡研究

【摘 要】隨著城市現代化的快速發展,城市交通擁堵問題無疑是現代城市管理的一大難題。智能交通與物聯網的融合將是今后智能交通的發展趨勢,隨著智能交通系統的發展,車輛通信網絡已經成為該領域的熱門網絡通信技術,有著廣泛的發展前景,路由協議是車輛通信網絡中關鍵的環節之一。文章建立了智能交通系統中車輛通信網絡的數據通信場景,使用OPNET Modeler軟件進行建模和仿真,對車輛通信網絡的總體性能進行了評估。

【關鍵詞】智能交通 物聯網 車輛通信網絡 V2V

引言

隨著城市現代化的快速發展,汽車擁有量的急劇猛增,公路規劃建設的不配套,加之交通管理手段的滯后,“城市交通擁堵”問題,無疑是現代城市管理的一大難題。物聯網技術是一個跨學科的專業領域,將大量來自不同專業領域的技術綜合到一起[1]。智能交通與物聯網的融合將是今后智能交通的發展趨勢。隨著智能交通系統的發展,車輛通信網絡已經成為該領域的熱門網絡通信技術,有著廣泛的發展前景,路由協議是車輛通信網絡中關鍵的環節之一。

1 移動自組網中――Ad Hoc網絡簡介

1.1 Ad Hoc網絡的基本特點

通過移動IP協議,用戶可以在移動的情況下依然保持網絡的連接,這種網絡的運行要基于預先架設好的網絡設施,在全球覆蓋范圍內采用外地價格昂貴,并且外地經常會有信號衰減和干擾而無法使用[2]。為了減少外地的數量而保持網絡的覆蓋范圍,以及不能依賴預先架設的網絡設施的場合仍然能實現臨時快速自動組網,Ad Hoc網絡(簡稱MANET)應運而生。

一個MANET網絡由一組移動主機組成,這些主機不需要依賴已建立好的基礎設施,進行集中控制就可以進行通信。一般利用天線就可以建立主機之間的無線鏈路從而完成通信??紤]到無線電波的能量限制和頻道利用率等情況,一臺移動主機不能只以單一跳數的形式直接和其他移動主機進行通信。在這種情況下,必須采用多跳的通信方式[3]。MANET中的每一臺移動主機就相當于一臺路由器。

1.2 Ad Hoc網絡的特點

由于使用無線通信技術,Ad Hoc網絡具有無線通信系統的鏈路質量低、節點通信距離有限、帶寬受限制等特點,所以也具有帶寬優化、傳輸質量增強和能量控制等問題。Ad Hoc網絡與傳統的蜂窩移動通信系統不同,是一種無中心的網絡,要求其中的節點通過運行分布式算法來協調它們的行為,如信道接入、路由等。由于使用多跳的通信方式,Ad Hoc網絡也面臨新問題,如網絡配置情況廣播、發現和維護路由等[4]。

車輛通信網絡是傳統的移動自組織網絡(MANET)在交通道路上的應用,是一種特殊的移動自組織網絡。車輛通信網絡作為智能交通系統(Intelligent Transportation System,ITS)的重要組成部分,已經得到學術界和工業界越來越多的重視。其最重要的特點是能進行車與車之間(vehicle-to-vehicle,V2V)和車與路之間(Vehicle-to-Infrastructure,V2I)的信息交換,從而達到車輛與車輛之間、車輛與路邊的基礎設施之間的實時通信,利用這些信息來提高道路交通的安全與管理效率[5]。

2 車輛通信網絡的路由技術

在單跳網絡中不存在路由問題,當數據跨過幾個節點傳輸數據時,必須使用路由協議功能[6]。路由是網絡層的功能,它為分組傳輸指定源節點到目的節點的路徑。針對移動自組網已經開發出多種基于不同策略的路由協議,將移動自組網分為以下四種兩兩相對的類型:(1)預選型和隨選型;(2)平面型和層次型;(3)GPS輔助型和非GPS輔助型;(4)單路徑型和多路徑型[7]。本文根據不同的路由策略主要討論預選型和隨選型路由協議。

2.1 預選型路由協議

預選型路由協議也稱為主動型路由協議或前應式路由協議。預選型路由協議是表驅動的,需要在每一個節點維護一個或多個路由表。每個節點定期向網絡廣播拓撲信息,維護路由表的近期路由信息,采用不同數量和內容的路由表和不同的廣播策略,形成不同的路由協議:DSDV、WRP、FSR和OLSR等。

2.2 隨選型路由協議

隨選型路由協議也稱為反應式路由協議、按需路由協議、是專門針對移動自組網提出的。隨選型路由協議并不事先生成路由,僅在源節點需要時才生成路由。分為路由發現和路由維護兩個階段。該路由協議有:AODV、DSR、TORA和SSA等。

(1)AODV(Ad Hoc On Demand Distance Vector)是采用基于距離矢量算法的一種路由協議,AODV中兩個重要協議過程:路由發現和路由維護。在自組網中當一個節點發送數據包給一個目的節點時,采用路由發現過程來動態決定這條路徑。AODV的重要特點是每個節點都維持一個基于時間的每一個路由表項利用率的狀態信息;AODV通過擴展環方法控制在路由發現規程中RREQ的泛洪式發送。

(2)DSR允許網絡節點動態發現經過多條路徑的路由,重要的特點是利用了源路由。DSR不使用周期性的路由廣播消息,有效減少網絡帶寬的開銷,該協議的所有操作都是按需的,與AODV相似,DSR協議也包含路由發現和路由維護兩個重要協議過程。DSR的路由發現過程是一個尋找從源節點到目的節點之間的源路由的過程。

3 車輛通信網絡的建模與仿真

利用 OPNET Modeler 仿真平臺,建立一個由 9個車輛節點組成的車間通信網絡模型。車輛通信網絡路由協議的仿真分析比較如下。

(1)圖1顯示的是兩種協議的吞吐量的比較,從圖中可以看出AODV協議的吞吐量高于DSR協議。因為AODV協議實現了DSR和DSDV協議的組合,因此與采用源路由的DSR協議相比,AODV協議提高了網絡帶寬的利用率,在吞吐量特性方面要優于DSR。

(2)圖2顯示DSR協議的負載明顯小于AODV協議,這是由于DSR協議路由負載主要是RREP與RERR分組,用來建立多條到目的節點路由。DSR協議使用了緩存技術和混雜接受方式偵聽路由請求分組,從而較大程度地降低了路由負載。而AODV協議路由負載主要是RREQ分組。

(3)圖3顯示在丟包率方面,開始AODV比DSR的丟包率小,隨著仿真時間的變化,AODV和DSR都是穩定維持在一個小的范圍內,DSR協議的性能始終保持在一個比較穩定的范圍內,而AODV則隨著仿真時間的增加而出現明顯的增大。

從以上仿真結果分析可以看出,對于車間通信V2V網絡,AODV 路由協議在吞吐量、路由負載、丟包率等性能上都比DSR路由協議更適合實際網絡的通信要求。

結語

文章建立了智能交通系統多跳場景V2V的無線數據通信場景,使用OPNET Modeler軟件進行建模和仿真,對V2V場景的無線網絡的總體性能進行了評估。但是,用OPNET Modeler軟件來仿真車輛通信網絡是理想狀況,與實際車輛仿真還是有差距的,未來的研究應該向實地實驗發展。

通信網技術論文:接入網技術在鐵路通信網中的運用研究

【摘要】 近年來,我國鐵路列車快速發展,列車速度越來越快,對于通信服務和業務提出了更高的要求。接入網技術在鐵路通信網中的應用,有助于推動鐵路通信網的升級。本文分析了接入網技術和鐵路通信網中接入網承載的業務,闡述了接入網技術在鐵路通信網中的運用。

【關鍵詞】 接入網技術 鐵路通信網 運用

鐵路通信網應滿足高速列車通信要求,保障鐵路列車的安全運營,隨著可變視頻、高速數據和語音等多媒體寬帶業務不斷增多,光纖化和數字化是鐵路通信網的必然發展趨勢。接入網技術在鐵路通信網中的運用,通過多種接入網技術和點對多點、點對點的組網方式,推動鐵路通信網的快速發展。

一、接入網技術

根據ITU訪問網絡框架協議,接入網由用戶網絡接口和業務節點接口組成,電信業務系統要求應提高信息傳輸的承載能力,實現Q3接口的管理和配置,接入網技術的接口是利用業務節點和SNI的連接,通過用戶管理和UNI用戶側的Q3接口連接到TMN電信管理網。

二、鐵路通信網中接入網承載的業務

鐵路通信網中的接入網作為最底層部分,采用光纖接入,直接面向用戶,主要包括銅纜傳輸技術、光纖傳輸技術、數字技術等。鐵路通信網接入網承載的業務主要包括專用業務和公用業務兩方面,鐵路專用通信包括閉塞電話、站間電話、區間電話、專用電話和調度電話,專用數據業務涵蓋鐵路客票定和發售系統、調度集中、電力遠程控制和監測等[1]。

三、接入網技術在鐵路通信網中的運用

3.1無線接入網的應用

無線接入網包括移動無線接入網和固定無線接入網,移動無線接入網主要利用時分多路存取和時分多路復用技術在鐵路通信網中進行信息傳輸,鐵路通信網中包含多為微波中心站,通過點對多點或者點對點的網絡通信,滿足網絡管理中心、使用終端站和中繼站的數據通信要求。根據鐵路通信網的運行要求,采用CDMA和GSM-R技術接入互聯網,可構建鐵路移動通信系統。固定無線接入網在鐵路通信網中的應用,能夠為用戶提供最基本的電話服務,其通過蜂窩通信、衛星、微波等方式,實現鐵路通信網的信息傳輸,可以在鐵路列車的全部或者局部區域為用戶終端提供無線傳輸服務。

3.2有線接入網的應用

有線接入網在鐵路通信網中的應用較廣泛,以光纖作為光接入系統和光接入復用系統的傳輸介質,在用戶比較集中的區域,在用戶和交換機之間構建專用的光纖主干饋線鏈路,形成鐵路通信網的星型網絡結構。并且,鐵路通信網應用SDH技術,通過ATM交換機將視頻、音頻和其他服務有效結合起來,合理配置通信網傳輸帶寬,可以為用戶提供交互式數字視頻業務。

3.3音頻專線的接入網技術

在鐵路通信網中的音頻專線接入網,每塊電壓反饋板VFB提供8路四線端口或者16路二線端口,一塊VFB同時包括四線和二線端口,兩種端口可混合使用。VFB板支持1650歐姆和600歐姆的接口阻抗,由多臺音頻接口配置。接入網在改變鐵路通信網接口阻抗時,相應改動VFB板的撥碼開關,VFB板上有6個雙路撥碼開關,可同時控制16路接口阻抗,VFB板撥碼開關的“OFF”態連接1650歐姆阻抗,“ON”態連接600歐姆阻抗[2]。同時,由于鐵路列車的特殊要求,VFB板的發送、接收增益不用于模擬應護板,可調節范圍明顯增大。另外,VFB板和模擬用戶板的槽位相互兼容,可插在ONU用戶框中,實現點對點的音頻專線。

3.4熱線電話/閉塞電話

閉塞電話也稱為鐵路通信的站間行車電話,是鐵路列車調度系統的重要業務,主要實現相鄰行車站點對點之間的通信。鐵路通信網利用接入網技術,下行站和上行站之間的集中機采用磁石盤通信方式,共分盤設置有振鈴電路和玲流檢測電路,在鐵路通信網中需要成對使用共分盤和共總盤,共分盤通過接入網呼叫共總盤,鐵路通信網接通通話電路,接入網形成直流通路,環路電流激發共總盤,響鈴電路起動,工作人員聽到鈴響,接通通話。

3.5共線電話調度

鐵路通信網共線電話調度系統主要由分機、傳輸通道和調度總機組成,其是一種多點共線系統,所有分機和總機并接在一條共用回路中,分機和總機之間可以通話,分機和分機之間不能通話,通常情況下,一組分機數約15~20個,共線電話約10~20個。鐵路通信網中的電力調度、貨運和列車有各自專用的傳輸回線,通過共線匯接網絡,應用鋼實線回路、載波回路或者實線通道,滿足電話業務要求。為了提高鐵路運營的安全性,鐵路通信網的音頻不能集中疊加在OLT點上,避免由于這個點出現運行故障導致整個通信網癱瘓。

四、結束語

鐵路通信網是提高運輸效率、保障行車安全的重要基礎。接入網技術在鐵路通信網中的運用,應在滿足鐵路通信要求基礎上,積極發展和應用多種接入網技術,特別是無線接入網,推動鐵路通信網的快速發展。

通信網技術論文:探析智能電網中通信網技術的應用

【摘要】智能電網中通信技術的應用成為電力企業發展的重要內容,通信技術在智能電網的建設中起到重要的作用。文章通過分析智能電網內涵,深入的探析了智能電網中通信技術的應用。

【關鍵詞】智能電網;通信;技術

隨著科學技術的發展,智能電網逐漸取代傳統的電網,成為電網未來的發展趨勢。在智能電網中引進了傳感、信息融合、通信、自動控制等技術,這樣可以提高電能發電、傳輸、配電、用電等環節的性和穩定性,而且可以促使發電廠、輸電企業、配電企業以及用戶之間實現信息的共享和傳輸。另外在電力企業的發展中,構建數字化、信息化、高效的無線通信系統成為智能電網研究的技術基礎,這也是智能電網研究的重點問題。和傳統的電網不同,無線通信系統和網絡需要布置用電方,并且需要他們相互的融合。智能電網的關鍵技術在于信息技術的高效運用,這樣就需要重視通信技術在智能電網中的運用。通信技術可以獲取電網數據、電網保護的數據、用戶信息等,這樣可以為智能電網的布網提供支撐。

1.智能電網內涵

智能電網通常是建立在通信網絡的基礎之上的,對先進的傳感、測量技術、控制方法的應用。智能網可以連接在電子終端的用戶之間,或者是用戶和電網公司之間,這樣可以實現電力數據的雙向傳輸,可以開發電力、電訊、智能家電控制等多種功能。智能電網的職能功能表現在下列的方面:一是安全性。智能電網可以應對自然災害、外力的破壞以及計算機的攻擊,這樣才能夠確保電網的安全和正常的運行。二是經濟高效。智能電網可以實現資源的優化配置,這樣可以提高設備的傳輸容量和利用率。智能電網可以對于不同的區域進行調節,平衡電力系統供需缺口。智能電網可以支持電力市場的競爭,可以實行浮動電價制度,從而促進電力系統的正常運行。三是自愈性。智能電網可以實時的掌握電網運行的狀態,對于電網運行中的故障及時的檢修。智能電網也可以實現快速的自我恢復,這樣可以減少大面積的通電現象的發生。四是兼容,智能電網可以兼容各種類型的設備,例如,集中的大電源、可再生資源等,這樣可以實現電力和社會經濟的和諧發展。五是和用戶友好互動。智能電網可以實現和用戶的互動,這樣可以滿足供電的性。市場交易可以激勵市場主體參與電網的管理中,提高電網系統的運行水平。智能電網和傳統的電網相比,智能電網具有利用可再生資源的智能調度的功能,這樣可以實現和環境的友好相處。智能電網通常是以需求為導向,采用智能化的動態的電價和計費的系統。

2.智能電網中通信技術的應用

智能電網功能的實現主要依賴于通信技術,原因在于通信技術成本低、拓展性強,是智能電網的理想通信方式。

2.1 IPv6在智能電網中的應用

隨著互聯網的迅速發展,IPv4定義的有限的地址已經被用完,而現在的互聯網都是在IPv4的協議基礎上運行的,這樣空間地址的不足就影響到互聯網的發展。為了促進互聯網的發展,需要利用IPv6重新定義空間地址,傳統的IPv4采用的是32位地址長度,這樣僅有43億個地址,而IPv6采用128位地址長度,這樣可以提供充足的空間地址。IPv6對IP報文頭部的格式做了變動,IPv6采用靈活的IP報文頭部格式,這樣可以加快報文的處理速度。采用IPv6協議,而且需要身份的驗證,這樣提高電網運行的安全性。采用IPv6可以支持更多的服務類型,這樣能夠適應技術的需要。IPv6是智能電網運行的很重要基石,它的廣泛的應用可以推動互聯網的發展,未來的智能電網可以促使各種設備相互連接,并且擁有自己的IP地址,用戶可以利用網絡訪問設備。采用IPv6可以為互聯網用戶提供無限的地址空間,這樣可以對發電、輸電、變電、配電、用電等過程中的設備擁有自己的IP地址,這樣可以把各種設備都納入到電網的管理中,實現電網的雙向通信。

2.2 Zigbee在智能電網中的應用

Zigbee這種協議規定的是短距離、低功耗的無線組網通信技術。Zigbee的通信效率低于藍牙,是由電池供電設備提供無線通信功能。Zigbee采用的是開放頻段,這樣可以使用多種通信技術。Zigbee具有成本低,這樣可以有效的降低了無線感測網絡的設置成本。Zigbee具有功耗低,Zigbee在休眠的狀態下,耗電量比較低,僅有1,而且Zigbee芯片的尺寸比較小。Zigbee的網絡容量比較大,Zigbee有主節點管理從節點,每個Zigbee可以支持6.5萬個節點。Zigbee可以提供數據完整性的查詢和鑒別的功能。Zigbee技術在智能電網中得到普遍的應用,隨著Zigbee技術的發展,已經開始支持IP協議。具有Zigbee無線傳輸協議的設備可以組成數據測控網絡,這種設備具有眾多的優勢,這樣適應于在智能電網中普遍的應用。

2.3 光纖以太網技術在智能電網中的應用

光纖以太網通常是指在光纖上運行以太網LAN數據包接入SP網絡。光纖以太網具有高的網絡效率,而且網絡的安全性比較好,操作性比較強,它可以解決寬帶平行現象。因此該技術蘊藏著巨大的商機。我國智能電網中運用比較多的是雙絞線為傳輸介質構建的以太網,而以光纖為傳輸介質的以太網還在發展中。光纖以太網逐漸成為公用的載體服務和廉價的互連方法。隨著光電技術的發展,推動了光纖以太網的發展,從而可以很好的利用寬帶。在未來的智能電網中,對于光纖以太網的應用非常的廣泛。在具體的應用中,光纖以太網技術在智能電網中可以實現智能電氣設備的組網。例如電子互感器、智能開關等,都可以利用智能變電站內的光纖以太網,把發出的信號傳輸到智能化的保護裝置中,并且可以通過遠動工作站傳輸到其他的設備上。

3.通信技術在智能電網中應用方案要點分析

網絡具有控制靈活、擴展方便、性大等優點,因此被廣泛的應用于智能電網的控制中,通信技術可以簡化控制設備的連接方式,進而可以實現不同的設備的網絡集成和設備之間的信息共享。由于電力系統是實時的系統,這樣就會造成控制設備的信息差異比較大,利用網絡傳輸控制信息存在著路徑的不確定、數據的不完整、信息因果性差等問題,因此需要從電力信息傳輸入手,探究通信技術對智能電網的影響。在智能電網中建立雙向通信系統,可以實現智能電網的自我監控和校正,對于設備進行監測,從而可以有效的避免事故。建立高效的雙向通信系統可以促使智能化的電子設備、電力電子控制系統、保護系統等,實現網絡化的通信,這樣可以提高智能電網的服務水平。智能電網的集成通信系統通常是由兩部分組成:一是高壓等級的電力通信,這部分主要包括電網的調度控制中心、發電輸電網絡、管理平臺等通信系統。這部分系統可以實現自動化的控制,寬帶和傳輸路徑可以實現相對可控,這樣變電站可以實現多方向的互聯,確保在N-M的通信環境下,利用通信技術來滿足智能電網系統的性。二是配電網和用戶的側通信,這部分系統包括用戶電表和電器等通信設備,而且這部分系統采用多種多樣的通信形式,例如光纖通信、無限電通信等。智能電網的管理中需要重視一些技術。例如開放的通信架構,它可以形成“即插即用”的環境,這樣可以促進電網元件之間實現網絡化的通信。又例如通信技術有統一的技術標準,這樣可以實現傳感器、應用系統、智能電子設備之間的無縫連接,進而可以實現設備和系統、系統之間相互操作的功能。

4.結束語

隨著科學技術的發展,通信技術面臨機遇和挑戰,而且具有廣闊的發展前景,相關部門需要重視通信技術,促進智能電網的建設,讓通信技術在智能電網的建設中發揮支撐作用。

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