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篇1

1光纖通信技術(shù)內(nèi)涵

光纖通信技術(shù)主要是借助高頻光波，借助光纖的通信媒介進(jìn)行信號的傳遞。在實(shí)際應(yīng)用體系建立后，相關(guān)技術(shù)人員要利用光纖技術(shù)進(jìn)行通信操作，也要著重了解光纖通信技術(shù)的特征。不僅能保證低損耗，也能提高整體傳導(dǎo)速度，確保其自身具有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力，實(shí)現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)傳輸項(xiàng)目的實(shí)際需求。而從19世紀(jì)到當(dāng)下，光纖通信技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了多樣化發(fā)展，不僅傳播速度有所提升，整體容量也翻了一萬倍之多，真正實(shí)現(xiàn)了技術(shù)和市場內(nèi)行業(yè)的融合，也為新技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供了非常有效的發(fā)展背景。

2光纖通信技術(shù)要點(diǎn)分析

在對光纖通信技術(shù)進(jìn)行綜合性分析的過程中，要對技術(shù)模型的運(yùn)行要點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)籌分析，確保技術(shù)處理效果和應(yīng)用模型的有效性，也為管理體系的綜合性升級奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2.1光纖通信技術(shù)要點(diǎn)之光纖連接技術(shù)光纖通信技術(shù)在實(shí)際管理模型建立過程中，需要借助相關(guān)問題進(jìn)行統(tǒng)籌處理，正是基于此，光纖通信體系中，光纖連接成為了信息高速管理和運(yùn)轉(zhuǎn)的重要組成部分。光纖連接技術(shù)能一定程度上提高信息的傳播速度預(yù)計(jì)傳播方式，在滿足人們對信息需求的基礎(chǔ)上，保證信息處理效果符合預(yù)期。需要注意的是，在光纖通信技術(shù)中，寬帶主干線路的傳播效果是非常關(guān)鍵性的項(xiàng)目，對于用戶最后光纖連接方式產(chǎn)生影響。正是由于光纖通信技術(shù)的普遍性和有效性，人們能在借助光纖通信提高上網(wǎng)速度的同時，真正體會高速信息的傳播效果。由于光纖通信技術(shù)的接入口位置不同，其實(shí)際應(yīng)用結(jié)構(gòu)也分為FTTB模型、FTTC模型以及FTTH模型等，其中FTTH模型能實(shí)現(xiàn)光纖到戶，借助光纖寬帶的優(yōu)勢和特征，為用戶提供更加具有實(shí)效性的管控模型，能在保證寬帶連接技術(shù)需求的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)整體管理效果的綜合性優(yōu)化。2.2光纖通信技術(shù)要點(diǎn)之波分復(fù)用技術(shù)光纖通信技術(shù)中，波分復(fù)用技術(shù)是現(xiàn)行應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)模型，主要是針對不同的光波頻率，借助單模光纖低損耗區(qū)的寬帶資源，建立健全完整的處理機(jī)制和控制措施，并且結(jié)合低損耗趨勢，將其發(fā)展為不同通道。其中，將光波作為光纖信號的傳遞媒介，實(shí)現(xiàn)整體信號傳輸和管理模型的綜合性升級，并且借助復(fù)用技術(shù)對不同波長承載信號的光纖結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，由于不同波長的光載波信號具有自身的獨(dú)立性，在實(shí)際應(yīng)用體系建立后，能借助一根光纖實(shí)現(xiàn)多線路信號傳遞。

3通信系統(tǒng)中的光纖通信技術(shù)分析

正是基于光纖通信技術(shù)的多元化發(fā)展模型，在實(shí)際管理機(jī)制和項(xiàng)目應(yīng)用體系建立過程中，針對具體問題要進(jìn)行綜合性分析。本文以鐵路運(yùn)輸項(xiàng)目為例，對其通信系統(tǒng)中應(yīng)用光纖通信技術(shù)的路徑進(jìn)行了集中分析和闡釋。值得一提的是，在鐵路通信系統(tǒng)中應(yīng)用光纖通信技術(shù)，能在優(yōu)化傳播速度的同時，保證傳播質(zhì)量符合需求。目前。鐵路運(yùn)輸通信系統(tǒng)中，光纖通信技術(shù)主要分為以下三個階段。第一階段是PDH階段，最開始使用的PDH技術(shù)鋪設(shè)的是短波光纖，實(shí)現(xiàn)了二次群系統(tǒng)的開啟和維持。例如，大秦鐵路通信系統(tǒng)中，就將八芯單模短波光纖應(yīng)用在重載雙線電氣化項(xiàng)目中，主要使用的設(shè)備是36Mb/sPDH二芯結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了車站和區(qū)域網(wǎng)絡(luò)通信的便捷化升級，為設(shè)備管理結(jié)構(gòu)的綜合性優(yōu)化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。正是基于此，也實(shí)現(xiàn)了鐵路通信系統(tǒng)的跨越式發(fā)展，從傳統(tǒng)的通信模式轉(zhuǎn)變?yōu)楣饫w通信結(jié)構(gòu)。由于這一成功轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)了整體技術(shù)結(jié)構(gòu)和項(xiàng)目的綜合性升級，也為通信系統(tǒng)的綜合性升級奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)管理機(jī)制和信息傳遞效果的綜合性優(yōu)化。第二階段是SDH光纖通信系統(tǒng)運(yùn)行階段，由于整體系統(tǒng)相對于其他系統(tǒng)更加的完善，在實(shí)際管理機(jī)制運(yùn)行過程中，能有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)管理機(jī)制中的不足，也實(shí)現(xiàn)了整體鐵路通信技術(shù)的全面升級，在實(shí)際技術(shù)應(yīng)用體系中，SDH光纖通信技術(shù)能保證信號的穩(wěn)定性，不僅僅能簡化網(wǎng)絡(luò)體系中的支路字節(jié)，也能創(chuàng)造不同設(shè)備互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)。SDH光纖通信系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)更加系統(tǒng)化的自我管理，保證信息傳輸和通信的完整程度，建立健全更加系統(tǒng)化的完整管控模型，確保通信功能和安全得以全面提高和系統(tǒng)性優(yōu)化。先進(jìn)的SDH光纖通信技術(shù)將有效替代傳統(tǒng)技術(shù)模型，保證應(yīng)用效果的穩(wěn)定性。第三階段是DWDM光纖通信系統(tǒng)，在技術(shù)建立過程中，技術(shù)特性逐漸增強(qiáng)，能借助單模光纖寬帶分析實(shí)現(xiàn)損耗降低的目的，并且保證發(fā)送端光發(fā)射機(jī)同時發(fā)射不同穩(wěn)定度和精度的波長光信號，在信號放大后，實(shí)現(xiàn)信號傳輸，借助信號分解功能，保證技術(shù)優(yōu)勢得以全面升級。在實(shí)際應(yīng)用體系建立過程中，DWDM技術(shù)能一定程度上提高通信傳輸速度，并且保證信息傳輸容量符合標(biāo)準(zhǔn)，為信息升級和項(xiàng)目管理提供便利，也為鐵路信息服務(wù)管理系統(tǒng)的綜合性優(yōu)化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。技術(shù)最大的優(yōu)勢就是能滿足網(wǎng)絡(luò)用戶的實(shí)際需求，并且能實(shí)現(xiàn)信息的更穩(wěn)定化傳播和升級，保證信息管理效果和同時優(yōu)化信息服務(wù)價值。

4結(jié)語

總而言之，在對光纖通信技術(shù)進(jìn)行綜合性分析的過程中，要結(jié)合管理模型和控制措施進(jìn)行統(tǒng)籌分析，保證管理體系的完整性和穩(wěn)定性，也為技術(shù)結(jié)構(gòu)的發(fā)展以及進(jìn)步提供動力，確保技術(shù)應(yīng)用效果和管理體系的綜合性升級，實(shí)現(xiàn)通信技術(shù)模型的綜合性優(yōu)化。在光纖技術(shù)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上，克服相關(guān)問題和困難，滿足市場需求的同時，實(shí)現(xiàn)光纖通信技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

作者:曲艷 單位:鄭州聯(lián)勤保障中心

參考文獻(xiàn)：

[1]張鉞,趙毅.光纖通信技術(shù)在工業(yè)電視上的應(yīng)用[C].第二十六屆中國(天津)2013，IT、網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)、電子、儀器儀表創(chuàng)新學(xué)術(shù)會議論文集.2013:200-203.

[2]邱琪,宋玉娥,陽樹宗等.空間站信息系統(tǒng)與光纖通信技術(shù)[J].電子科技大學(xué)學(xué)報,2013,29(04):365-368.

[3]張韜,尹項(xiàng)根,劉革明等.GPRS技術(shù)在饋線自動化通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[C].中國高等學(xué)校電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)第二十一屆學(xué)術(shù)年會論文集.2015:1610-1613.

[4]劉鋒,潘永湘,毛芳仁等.基于GPRS配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)終端的設(shè)計(jì)工程與實(shí)現(xiàn)[C].2014全國電力系統(tǒng)自動化學(xué)術(shù)交流研討大會論文集.2014:178-182.

篇2

關(guān)鍵詞：光纖通信；技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展

中圖分類號：TN929.11 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

自從光纖通信系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用，通信領(lǐng)域發(fā)生了翻天覆地的變化，可以說光纖通信技術(shù)是信息傳輸?shù)囊淮蝹ゴ笞兏?，在信息傳輸中發(fā)揮了積極作用，而且也可以滿足在特殊環(huán)境中的使用需求。目前光纖通信技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣，對人們的生產(chǎn)與生活產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

1光纖通信技術(shù)概述

1.1 光纖通信的涵義

光纖是一種由玻璃材質(zhì)制造而成的絕緣體傳導(dǎo)介質(zhì)。而光纖通信，就是指以光作為信息運(yùn)送的載體，利用光纖作為傳輸介質(zhì)的一種通信手段。光纖通信技術(shù)由于其較之傳統(tǒng)的通信技術(shù)具有很多優(yōu)勢，例如不存在接地回路問題，不會導(dǎo)致傳輸信息泄露等，因此在電信領(lǐng)域已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，而且在未來還具有很好的發(fā)展前景。

1.2 光纖通信技術(shù)的原理

光纖通信技術(shù)的原理，是首先要在信息發(fā)送端將所傳送的信息轉(zhuǎn)換成電信號，然后將其調(diào)制到激光器所發(fā)出的激光束上，使光強(qiáng)隨著電信號的頻率變化而相應(yīng)變化，將電信號轉(zhuǎn)化成光信號，并通過光纖對光信號進(jìn)行傳導(dǎo)；在信息接收端，檢測器在收到光信號以后又會將其再轉(zhuǎn)變成電信號，再經(jīng)過解調(diào)后恢復(fù)為原信息。

1.3 光纖通信技術(shù)的優(yōu)勢

1.3.1傳輸損耗低，中繼距離較長

在光纖通信中，光纖傳輸具有很低的損耗率，一般情況下，可以將傳輸損耗率控制在0.20dB/km以下。由于光纖通信的傳輸損耗率很低，因此便可以相應(yīng)的延長中繼距離，實(shí)現(xiàn)更長中繼距離之間的跨域，從而便可以減少中繼站的數(shù)量，為通信系統(tǒng)的建設(shè)降低成本，同時還可以降低通信系統(tǒng)的復(fù)雜程度。隨著目前科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，光纖材料也將變會不斷發(fā)展完善，還可以進(jìn)一步降低原有的光纖傳輸損耗率，這對于提高通信系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性也具有著重要的意義。

1.3.2通信容量更大，頻帶極寬

在光纖通信中的載波頻率遠(yuǎn)高于電波頻率，再加之光纖通信傳輸信息過程的損耗率較低，因此采用光纖通信技術(shù)進(jìn)行信息傳送，其傳送容量將會遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于微波通信。與此同時，和電纜、銅線等傳統(tǒng)傳送介質(zhì)相比較，光纖傳送寬帶要大得多。

1.3.3光纖柔軟，易于鋪設(shè)

由于光纖擁有很好的柔韌性，因此能夠?qū)饫w采用大幅度的繞制，便于光纖成束，從而形成密度較高且直徑較小的光纜，方便通信系統(tǒng)的鋪設(shè)。

1.3.4光纖通信具有良好的保密性

在光纖通信中使用的傳輸介質(zhì)是光纖，光信號在光纖包層和纖芯附近進(jìn)行傳送，光纖之外不存在光波，因此可以較好的保護(hù)信息，預(yù)防信息泄露。此外，光纜的外部保護(hù)設(shè)施均是不透光材料制成，再加上光纜一般情況都會被埋置于地下，因此，光泄露的情況幾乎是不可能發(fā)生。

2光纖通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

在進(jìn)入本世紀(jì)以來，我國的光纖通信以非常迅猛的姿態(tài)快速成長起來，在光纖通信技術(shù)領(lǐng)域不斷開拓創(chuàng)新，取得了長足的發(fā)展。目前我國的光纖通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了應(yīng)用階段，很多技術(shù)都已經(jīng)成熟，尤其在光纖接入網(wǎng)技術(shù)和波分復(fù)用技術(shù)上取得了重大的突破，在很大程度上提高了人們信息通信交流的質(zhì)量。

2.1 光纖接入網(wǎng)技術(shù)

光纖接入網(wǎng)技術(shù)，是人類在信息傳輸技術(shù)上取得的一項(xiàng)全新突破，實(shí)現(xiàn)了信息傳輸?shù)母咚倩?，滿足了人們對信息傳輸?shù)乃俣纫?。光纖接入網(wǎng)技術(shù)的主要是由寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)和用戶接入這兩個部分組成，其中用戶接入技術(shù)是關(guān)鍵性技術(shù)環(huán)節(jié)，它負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)全光接入的重要任務(wù)。

2.2 光纖波分復(fù)用技術(shù)

光纖通信技術(shù)中的波分復(fù)用技術(shù)，是現(xiàn)代光纖通信技術(shù)領(lǐng)域的又一項(xiàng)重大技術(shù)突破。利用波分復(fù)用器可以有效的降低光纖的信息傳輸損耗，從而獲得更大的帶寬資源。光纖波分復(fù)用技術(shù)以信道光波的頻率及波長的不同等情況為出發(fā)點(diǎn)，將光纖的低損耗窗口分成各個單獨(dú)的通信管道，將波分復(fù)用器設(shè)置在信息發(fā)送端，將不同的信號集合到一起，并送入單根光纖中進(jìn)行信息的傳送，在接收端的波分復(fù)用器再將這些承載著不同信號、不同波長的光波進(jìn)行再分離。

3光纖通信技術(shù)的未來發(fā)展趨勢分析

在未來的科技發(fā)展中，光纖通信技術(shù)必然將向著不斷提高通信服務(wù)質(zhì)量、滿足人們?nèi)找嬖鲩L的要求的方向發(fā)展?？梢韵胂?，未來的光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢將會是面向更高的信息傳輸速度、更大的傳輸容量、更長的中繼距離，甚至無中繼傳輸來發(fā)展，與此同時，實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)也是我們在不斷探索的主要發(fā)展方向。

3.1 提高光纖通信技術(shù)的傳輸速度、傳輸容量、以及傳輸距離

在目前的光纖通信技術(shù)水平下，已經(jīng)在很大程度上提高了光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸速度、容量和距離，在未來光纖通信技術(shù)必然會沿著這一方向繼續(xù)發(fā)展進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)超高速度、超大容量、超長距離的傳輸，這對于跨海、跨洋光纖通信具有很高的現(xiàn)實(shí)意義。

3.2 全光網(wǎng)絡(luò)

全光網(wǎng)絡(luò)將會是未來高速通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，它是光纖通信技術(shù)發(fā)展的最高階段，也是人類期望達(dá)到的最理想階段，因此對于全光網(wǎng)絡(luò)的研究已經(jīng)成為目前光纖通信發(fā)展的重要研究課題。雖然現(xiàn)在的全光網(wǎng)絡(luò)仍然處于初級發(fā)展階段，技術(shù)上還不成熟，不過隨著人類在這一領(lǐng)域的不斷研究、探索，相信在不久的未來這一目標(biāo)一定會實(shí)現(xiàn)。

4光纖通信技術(shù)的應(yīng)用

4.1光纖通信技術(shù)在電力通信領(lǐng)域中的應(yīng)用

電力通信的主要作用是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化控制，提高企業(yè)的管理水平，光纖通信技術(shù)最初是通過普通光纜運(yùn)用架空、管道、地埋等方式應(yīng)用于電力通信的，因?yàn)楣饫w通信具有質(zhì)量輕、容量大、傳輸速度快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，逐漸受到各界的好評，而且是最早應(yīng)用于電力通信部門，為電力企業(yè)的發(fā)展起到了助推的作用。

4.2光纖通信技術(shù)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用

交通智能化的實(shí)現(xiàn)離不開信息化的發(fā)展，主要是通過對數(shù)據(jù)信息的搜集整理、傳輸、處理，然后再運(yùn)用先進(jìn)的信息技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對交通的智能化管理。運(yùn)用光纖通信技術(shù)可以對交通聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)與管理、道路監(jiān)控系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)、圖像等信息進(jìn)行傳輸，確保交通系統(tǒng)高效、安全運(yùn)行。

4.3光纖通信技術(shù)在廣播電視領(lǐng)域中的應(yīng)用

目前光纖技術(shù)應(yīng)用最多的就是廣播電視系統(tǒng)，衛(wèi)星上行站、視臺總控機(jī)房、發(fā)射臺傳輸信號和有線電視網(wǎng)都是通過光纜來實(shí)現(xiàn)的，保證了信息的傳輸質(zhì)量和傳輸效果。利用光纖通信技術(shù)大大降低了原來信號的干擾，提高了信號傳輸?shù)耐暾约翱煽啃?。由于光纖通信網(wǎng)絡(luò)具有重量輕、體積小、損耗低、容量大、傳輸頻帶寬、不易串音和抗電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，而且成本投入較低，因此它成為高性能的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的重要傳輸手段，在電視廣播的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)和媒體通信網(wǎng)絡(luò)等數(shù)據(jù)信號傳輸系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

5結(jié)語

隨著我國乃至全世界在光纖通信技術(shù)領(lǐng)域的不斷深入探索，我們已經(jīng)在很多技術(shù)上取得了重大的突破，目前的光纖通信技術(shù)已經(jīng)能夠在很大程度上滿足人們對于信息通信服務(wù)的要求，不過在很多技術(shù)設(shè)想上，目前的研究仍處于初級探索階段，因此，光纖通信技術(shù)在未來仍有很大的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

[1]李海,袁琳.淺析現(xiàn)代光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010(03).

篇3

關(guān)鍵詞　通信電源　維護(hù)

由于歷史發(fā)展的原因，當(dāng)前通信電源供電體制基本上是以集中放置、集中供電方式為主，有人值守、故障維修為主。而電源的負(fù)載，如傳輸、交換、數(shù)據(jù)、移動等專業(yè)的維護(hù)方式正朝著集中監(jiān)控、集中維護(hù)、少人或無人值守方向發(fā)展。通信基站是通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的重要組成部分，保證任何情況下的正常供電，是保證通信網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。為此各通信基站內(nèi)均配備了較先進(jìn)的電力電源供電系統(tǒng)，包括開關(guān)整流設(shè)備、免維護(hù)蓄電池、油機(jī)等。這些設(shè)備是保障供電穩(wěn)定和連續(xù)性的重要設(shè)備，對這些設(shè)備維護(hù)的好壞，不僅影響電源系統(tǒng)設(shè)備的壽命和故障率，而且直接涉及通信網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)運(yùn)行。

1　通信電源

從遠(yuǎn)古時代以來，陽光、空氣、食物和水一直是人們賴以生存的必需品，而今在科學(xué)技術(shù)飛躍發(fā)展的時代，電也已成為人們的必需品。因?yàn)橛辛穗?，我們的生活才有了歡樂。正是由于通信系統(tǒng)的安全優(yōu)質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)，無處不在的通信電源則是堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和根本保障。實(shí)施集中監(jiān)控管理是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，是現(xiàn)代通信網(wǎng)的要求，也是企業(yè)減員增效的有效措施。各種電源設(shè)備要智能化、標(biāo)準(zhǔn)化，符合開放式通信協(xié)議。若電源系統(tǒng)不能輸出規(guī)定電流，電壓超出允許波動范圍，雜音電壓高于允許值時間并持續(xù)10s以上者均判定為系統(tǒng)故障。原交流系統(tǒng)中的電壓、頻率或波形畸變超出規(guī)定范圍持續(xù)時間大于60s者均判定為故障。為此，要保證通信電源系統(tǒng)的可靠性，有條件的通信部門應(yīng)盡量從兩個不同的地方引入2路市電輸入，并設(shè)置2路市電電能自動倒換裝置；所用設(shè)備要選用可靠性高的高頻開關(guān)整流設(shè)備，采用模塊化、熱插拔式結(jié)構(gòu)以便于更換，并合理配置備份設(shè)備。任何新技術(shù)、新設(shè)備未經(jīng)充分驗(yàn)證、試運(yùn)行前均不得進(jìn)入供電系統(tǒng)。供電方式要大力推廣分散供電，使用同一種直流電壓的通信設(shè)備采用兩個以上的獨(dú)立供電系統(tǒng)，這也是今后通信網(wǎng)絡(luò)容量和規(guī)模不斷擴(kuò)大、各種新業(yè)引入的新要求。

2　電源系統(tǒng)使用注意問題

電源系統(tǒng)目前廣泛使用高頻開關(guān)電源系統(tǒng)設(shè)備，其智能化程度高，電池采用了免維護(hù)蓄電池，這雖給用戶帶來了許多便利，但在使用過程中還應(yīng)在多方面引起注意，確保使用安全。

2.1按電源系統(tǒng)的使用要求和功率余量大小來分，在使用中要避免隨意增加大功率的額外設(shè)備，也不允許在滿負(fù)載狀態(tài)下長期運(yùn)行。工作性質(zhì)決定了電源系統(tǒng)幾乎是在不間斷狀態(tài)下運(yùn)行的，增加大功率負(fù)載或在基本滿載狀態(tài)下工作，都會造成整流模塊出故障，嚴(yán)重時將損壞變換器。自備發(fā)電機(jī)的輸出電壓、波形、頻率和幅度應(yīng)滿足電源系統(tǒng)對輸入電壓的要求，另外發(fā)電機(jī)的功率要大于開關(guān)電源設(shè)備的額定輸入功率，否則，將會造成電源系統(tǒng)設(shè)備工作異?；驌p壞。

2.2電池應(yīng)避免大電流充放電，理論上充電時可以接受大電流，但在實(shí)際操作中應(yīng)盡量避免，否則會造成電池極板膨脹變形，使得極板活性物質(zhì)脫落，電池內(nèi)阻增大且溫度升高，嚴(yán)重時將造成容量下降，壽命提前終止。在任何情況下都應(yīng)防止電池短路或深度放電，因?yàn)殡姵氐难h(huán)壽命和放電深度有關(guān)。放電深度越深循環(huán)壽命越短。在容量試驗(yàn)或放電檢修中，通常放電達(dá)到容量的30％－50％就可以了。

2.3鉛酸蓄電池的容量和電解液的比重是線性關(guān)系，通過測量比重可以了解電池的存儲能量情況。閥控式密封蓄電池是貧液電池，且無法進(jìn)行電解液比重測量，所以如何判定它的好壞，預(yù)測貯備容量已成為當(dāng)今業(yè)界的一大難題。用電導(dǎo)儀測電池的內(nèi)阻是判定蓄電池好壞的一種有參考價值的方法，但尚不能準(zhǔn)確測定電池的好壞程度。目前，最可靠的方法還是放電法。在可靠性、經(jīng)濟(jì)性、可使用性、維護(hù)性等方面綜合比較，應(yīng)選用四沖程油機(jī)為原動機(jī)發(fā)電機(jī)組。四沖程油機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，采用多缸均衡做功、增壓等一系列成熟技術(shù)適合于大容量機(jī)組的要求。其噪音小、污染小、性價比高。使用中把機(jī)組產(chǎn)生的熱量排到室外，保證機(jī)組周圍環(huán)境濕度不超過指標(biāo)要求。

篇4

[關(guān)鍵詞]調(diào)制白噪聲載波相干解調(diào)非相干解調(diào)

中圖分類號:TN92文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1210017-02

一、引言

目前,MATLAB/Simulink軟件已經(jīng)成為解決工程實(shí)際問題的重要手段之一。Simulink軟件具有豐富的模塊庫,其中公共模塊庫共包含9個模塊庫[1]:連續(xù)系統(tǒng)模塊庫、離散系統(tǒng)模塊庫等。除此之外,還集成了許多面向不同專業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)模塊庫。

本文利用Simulink模塊化、直觀和操作簡單的特點(diǎn),對語音通信系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真,并進(jìn)行性能分析與比較。

二、語音通信系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

在本設(shè)計(jì)中,信源文件為一段語音,其采樣率為22.05kHz,16位單聲道。信源經(jīng)過一個帶限濾波器后,單邊帶寬被限制為1kHz。調(diào)制模型采用常規(guī)幅度調(diào)制(AM),載頻為4kHz,調(diào)制信號加入窄帶高斯白噪聲。解調(diào)器采用兩種解調(diào)方式:相干解調(diào)和非相干解調(diào)――平方律檢波,比較在不同功率的噪聲背景下兩種解調(diào)方式得到的語音信號的質(zhì)量。最后,將所得的解調(diào)信號接入simulink的示波器與信源信號進(jìn)行比較,同時將解調(diào)的信號送入音頻設(shè)備聽其質(zhì)量。

基于simulink的語音通信系統(tǒng)仿真模型如圖1所示:

圖1語音通信系統(tǒng)框圖

三、語音通信子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(一)信源

在simulink的DSP Blockset中提供了兩種與操作平臺相關(guān)的音頻讀模塊[2]:

1.From Wave Device:Simulink在仿真過程中將“實(shí)時地”從音頻接口讀入一個連續(xù)的音頻流數(shù)據(jù)。

2.From Wave File:從wav音頻文件中“實(shí)時地”讀入數(shù)據(jù)并輸出。

本文采用從wav音頻文件中“實(shí)時地”讀入數(shù)據(jù)并輸出的方式。

(二)語音信號的調(diào)制與解調(diào)

1.語音信號的調(diào)制

在調(diào)制模塊中選擇DSB-AM調(diào)制,載頻為4khz,采樣率為22.05khz。由調(diào)幅的原理可知[3],信源疊加一個直流分量然后與載波相乘即可得到DSB-AM信號。直流分量先設(shè)置DC=1,然后改變直流分量值,分析比較不同直流分量對兩種解調(diào)性能的影響。

2.相干解調(diào)

相干解調(diào)仿真子系統(tǒng)如圖2所示。模塊輸入為DSB-AM信號,解調(diào)信號輸出到示波器和音頻輸出設(shè)備。用于解調(diào)的載波信號先設(shè)置為與調(diào)制載波信號同頻同相,即4khz,初相位為0。然后,修改載波值,分析比較載波同步對解調(diào)性能的影響。

圖2相干解調(diào)

為了無失真的恢復(fù)調(diào)制信號,低通濾波器的通帶截止頻率設(shè)計(jì)為1khz,阻帶截止頻率設(shè)計(jì)為1.5khz,通帶紋波為1dB,阻帶衰減為50dB,采用Kaiser窗函數(shù),階數(shù)為130階。

最后,為了去除疊加的直流分量,無失真的恢復(fù)信源信號,經(jīng)過低通濾波的信號需要再通過一個高通濾波器。高通濾波器也采用FIR濾波器,阻帶頻率為50hz,通帶頻率為信源信號頻率1khz,采用Kaiser窗函數(shù),階數(shù)為68階。

3.非相干解調(diào)――平方律檢波

非相干解調(diào)子系統(tǒng)采用平方律包絡(luò)檢波,如圖3所示。由于信源信號經(jīng)過帶限后頻率限制在W=1khz之內(nèi),載波的頻率為Wc=4khz,于是AM信號的頻率在Wc-W=3khz和Wc+W=5khz之間。

圖3平方律檢波

經(jīng)過平方處理以后DSB-AM信號的頻率成份包含2W=2khz以內(nèi)部分和2(Wc-W)-2(Wc+W)即6khz-10khz部分。為了無失真的恢復(fù)調(diào)制信號,需要濾除2(Wc-W)-2(Wc+W)即6khz ～10khz頻率部分,僅保留2W=2khz

以內(nèi)的頻率部分。于是,FIR低通濾波器通帶頻率設(shè)計(jì)為2khz,阻帶頻率為2.5khz,通帶紋波為1dB,阻帶衰減為50dB,采用Kaiser窗函數(shù),階數(shù)為130階。

和相干解調(diào)子系統(tǒng)類似,為了去除疊加的直流分量,無失真的恢復(fù)信源信號,經(jīng)過低通濾波的信號也需要再通過一個高通濾波器。高通濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)同相干解調(diào)中高通濾波器。

四、性能比較與分析

(一)相干解調(diào)與非相干解調(diào)性能比較與分析

當(dāng)信道加入均值為0,方差為0.01的高斯白噪聲,系統(tǒng)仿真時間設(shè)置成為8s的時候,仿真結(jié)果如圖4所示。圖5是信道加入均值為0,方差為0.0001的高斯白噪聲,系統(tǒng)仿真時間設(shè)置成為8s的時候的仿真結(jié)果?？梢钥吹疆?dāng)噪聲方差為0.01的時候,解調(diào)出來的SNR要比噪聲方差為0.0001的時候的SNR要小,同時也可以播放解調(diào)出來的語音信號,聽其與原語音信號的質(zhì)量差異。

從圖4和圖5中可以看到,當(dāng)載波同步的時候,由相干解調(diào)出的語音信號的噪聲較小,其信噪比SNR較大。當(dāng)不斷增大噪聲的功率,也就是噪聲的方差的時候,用耳機(jī)去聽相干解調(diào)和非相干解調(diào)的語音信號的質(zhì)量發(fā)現(xiàn),非相干解調(diào)的語音信號完全淹沒在噪聲之中,但相干解調(diào)的語音信號仍然可以辨別,所以相干解調(diào)的性能要好于非相干解調(diào)的性能。

圖4噪聲方差為0.01載波同步仿真輸出

圖5噪聲方差為0.0001載波同步仿真輸出

(二)載波同步對相干解調(diào)性能的影響

當(dāng)載波不同步時,相干解調(diào)的性能會大大下降。仿真結(jié)果如圖6,用于調(diào)制的載波初相位為零,而用于相干解調(diào)的本地載波初相位設(shè)置為0.5π,可以看到相干解調(diào)出來的信號基本被噪聲淹沒,信號的信噪比很低,而對非相干解調(diào)沒有影響。

圖6載波不同步解調(diào)

(三)過調(diào)幅對包絡(luò)檢波的影響

為了仿真方便,采用1KHz的正弦波為信源。在AM調(diào)制的時候,信源疊加的直流分量DC=0.5。采用非相干包絡(luò)檢波的方法解調(diào)出來的信號出現(xiàn)了切削失真,其信號的負(fù)值部分被削去了,而采用相干解調(diào)的方式解調(diào)出來的信號卻與原發(fā)送信號基本一致。

五、結(jié)論

本文利用Simulink仿真軟件模擬了語音通信的全過程。針對DSB-AM調(diào)制,分析比較不同功率的高斯白噪聲、載波同步以及過調(diào)幅對相干解調(diào)和非相干解調(diào)的影響,仿真結(jié)果說明相干解調(diào)的總體性能優(yōu)于非相干解調(diào)的總體性能。

參考文獻(xiàn):

[1]黃永安、馬路、劉慧敏,MATLAB7.0/Simulink6.0建模仿真開發(fā)與高級工程應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005,46-62.

篇5

關(guān)鍵字：擴(kuò)頻通信系統(tǒng)；同步；捕獲；跟蹤；仿真

移動通信是當(dāng)今通信領(lǐng)域最為活躍、發(fā)展最為迅速的領(lǐng)域之一，而且越來越成為人們生活中不可或缺的一部分，是人們?nèi)粘Ｉ钪凶钪匾耐ㄐ欧绞街弧Ｓ腥苏f如今出門帶手機(jī)比出門帶鑰匙更為重要，這種說法一點(diǎn)也不夸張，反而很形象的道出了移動通信對人們生活的重大影響。

移動通信發(fā)展到今天，器用戶的計(jì)數(shù)單位已經(jīng)發(fā)展到億，這在1946年AT&T推出第一個移動電話系統(tǒng)時是完全想象不到的。在這短短的五十年時間里，移動通信能夠有如此快速的發(fā)展，跟移動通信涉及到的領(lǐng)域，跟移動通信涉及到的領(lǐng)域、綜合技術(shù)之多、發(fā)展之快是分不開的。

隨著計(jì)算機(jī)及通信技術(shù)的發(fā)展，世界各國對擴(kuò)頻技術(shù)的研究與應(yīng)用已接近，而基于擴(kuò)頻的CDMA移動通信技術(shù)也得到迅速發(fā)展，其主要原因是在擴(kuò)頻通信中存在擴(kuò)頻碼序列的擴(kuò)頻調(diào)制，可充分利用各種不同碼型的擴(kuò)頻碼序列之間優(yōu)良的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性，以及在接受端利用相關(guān)檢測技術(shù)進(jìn)行解擴(kuò)。這樣，在分配給不同用戶不同碼型的情況下很容易的區(qū)分不同用戶的信號，提取出有用信號，從而實(shí)現(xiàn)在寬帶上許多對用戶可以同時通話，即多址通信。其次，擴(kuò)頻CDMA方式，雖占用較寬的頻帶，但按平均到每個用戶占用的頻帶來計(jì)算，其頻帶利用率是很高的。此外，擴(kuò)頻CDMA方式有精確的功率控制，可通過保持每個終端在低電平下的發(fā)射功率來減小對其他用戶的干擾，以保證高質(zhì)量的傳輸，同時客服了遠(yuǎn)近效應(yīng)問題。采用擴(kuò)頻CDMA方式有精確的功率控制，可通過保持每個終端在低電平下的發(fā)射功率來減小其他用戶的干擾，以保證高質(zhì)量的傳輸，同時客服了遠(yuǎn)近效應(yīng)問題。采用擴(kuò)頻CDMA，還有利于組網(wǎng)、進(jìn)行選呼、增加保密性和解決新用戶隨機(jī)入網(wǎng)等問題。正因?yàn)橛兄豢杀葦M的優(yōu)勢，擴(kuò)頻CDMA技術(shù)已走進(jìn)中國，并正在電信領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，對他的研究將具有非常深遠(yuǎn)意義。

從傳統(tǒng)上來說，每個多址通信的用戶獨(dú)占一定的資源，比如頻帶或時隙（或兩者兼有），并且每個用戶所占資源并不相交。通過碼分多址方式，假設(shè)每個用戶所占的資源相互獨(dú)立，多址信道便簡化成單一點(diǎn)到點(diǎn)的信道，但是每個點(diǎn)到點(diǎn)的信道的容量會受到所分到的頻帶和時隙的限制，以及由背景噪聲造成多路徑衰落、陰影效應(yīng)等傳播畸變的影響，二采用擴(kuò)頻技術(shù)可以解決上述問題。此外，同步也是擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中的一個非常重要的實(shí)際問題。同步與否，關(guān)系著擴(kuò)頻通信系統(tǒng)能否正常工作；同步好壞，直接影響著系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性；同步快慢，決定著系統(tǒng)剛干擾能力的強(qiáng)弱。

1 CDMA及擴(kuò)頻原理

CDMA就是利用相互正交的不同編碼序列分配給不同用戶調(diào)制信號，實(shí)現(xiàn)多用戶同時使用同一頻率接入系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)。CDMA按照其采用的擴(kuò)頻調(diào)制方式的不同，可以分為直接序列擴(kuò)頻（DS）、調(diào)頻擴(kuò)頻（FH）、跳時擴(kuò)頻（TH）和復(fù)合式擴(kuò)頻等。其中，以DS-CDMA也就是直擴(kuò)碼分多址應(yīng)用最廣。

1.1 DS-CDMA通信技術(shù)及特點(diǎn)

CDMA技術(shù)的原理是基于擴(kuò)頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號帶寬的信息數(shù)據(jù)，用一個帶寬遠(yuǎn)大于信號帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，是原數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴(kuò)展，在經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。接受端使用完全相同的偽隨機(jī)碼，與接收的帶寬新號作相關(guān)處理，把帶寬信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號即解擴(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信息通信。

我們知道，在無線蜂窩通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，必須妥善解決好幾個方面的問題：其一，由于無線鏈路上的多徑效應(yīng)帶來的衰落；其二，由于復(fù)用環(huán)境下多個用戶在接入時彼此干擾造成的系統(tǒng)性能諸如呼損率、掉話率的惡化；其三，盡可能擴(kuò)大容量。CDMA移動通信系統(tǒng)的擴(kuò)頻技術(shù)通過所謂擴(kuò)頻增益的提高可以很好的改善惡劣信道的影響。另外，CDMA作為一種多址方式，不同于從前的FDMA（頻分多址）、TDMA（時分多址）。后兩種多址方式將接入所需的資源進(jìn)行劃分，使得用戶等效為獨(dú)立的單信道環(huán)境下工作，而CDMA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了含頻域、時域和碼域三維信號處理的一種協(xié)作，因此它具有抗干擾性好，抗多徑衰落，保密安全性高，同頻率可在多個小區(qū)內(nèi)重復(fù)使用，容量和質(zhì)量之間可權(quán)衡取舍等屬性。這些屬性使CDMA比其他系統(tǒng)有非常重要的優(yōu)勢。

CDMA系統(tǒng)是一個干擾受限系統(tǒng)，系統(tǒng)信噪比對于所能達(dá)到的用戶數(shù)有著顯著的影響。William C.Y.Lee曾指出并論證了具有功率控制CDMA系統(tǒng)的用戶量是FDMA方式的20倍，是TDMA方式的4倍。而利用語音通話時的激活周期（35%）和空間劃分可以進(jìn)一步減小諸如遠(yuǎn)近效應(yīng)所引起的干擾，提高系統(tǒng)容量。理論和實(shí)踐證明，與FDMA、TDMA相比，以CDMA為接入方式的系統(tǒng)通過功率控制等措施不僅提高了支持的用戶數(shù)（用戶數(shù)×單用戶傳輸效率=系統(tǒng)傳輸速率），還有可能達(dá)到或逼近多址信道的信道容量界，有助于達(dá)到信息論的“有效性”目標(biāo)。

針對人們對移動通信保密和抗干擾方面越來越高的要求，移動通信3G標(biāo)準(zhǔn)的制定與實(shí)施使用這一切成為可能。第三代移動通信系統(tǒng)主要工作在2GHz頻段，其主要目標(biāo)是支持多媒體業(yè)務(wù)的高速數(shù)據(jù)傳輸，最高數(shù)據(jù)率可達(dá)2Mbit/s。WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA這三種最主要的3G無線傳輸技術(shù)指標(biāo)，均采用了CDMA技術(shù)，即CDMA技術(shù)是第三代移動通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，而直接序列擴(kuò)頻（DS-SS）技術(shù)在CDMA中應(yīng)用最為廣泛。

直接序列擴(kuò)頻的CDMA系統(tǒng)，就是直接使用具有高碼率的擴(kuò)頻碼序列在發(fā)端去擴(kuò)展信號的頻譜；而在收端，用相同的擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行解擴(kuò)，把展寬的擴(kuò)頻信號還原成原始信息。擴(kuò)頻碼的序列多采用偽隨機(jī)碼，也稱為為噪聲（PN碼）序列。由于不同的擴(kuò)頻碼是正交或者接近正交的，彼此相互影響很小，因此，可以把不同的擴(kuò)頻碼作為用戶的地址嗎，則很容易實(shí)現(xiàn)碼分多址（CDMA）通信。其特點(diǎn)如下：

（1）各用戶使用同一頻段，頻譜效率較高；

（2）具有抗多徑、抗干擾特性；

（3）采用RAKE接收機(jī)提高抗多徑性能；

（4）PN碼具有類似噪聲的性能；

（5）發(fā)射譜密度低，信號隱蔽。

2 擴(kuò)頻通信的主要特點(diǎn)

自20世紀(jì)40年代后期，特別是80年代以來，擴(kuò)頻技術(shù)被廣泛應(yīng)用與各種軍事系統(tǒng)中。由于其性能獨(dú)特，在移動通信、衛(wèi)星通信中也獲得了廣泛應(yīng)用。擴(kuò)頻通信技術(shù)的主要特點(diǎn)概括如下：

2.1 抗干擾能力強(qiáng)

抗干擾能力強(qiáng)是擴(kuò)頻通信最基本的特點(diǎn)。擴(kuò)頻系統(tǒng)的擴(kuò)展頻譜越寬，獲得的處理增益越高，干擾容限就越大，抗干擾能力就越強(qiáng)。接收端采用與發(fā)送端同步的擴(kuò)頻碼解擴(kuò)后，又用信號得到恢復(fù)，其他干擾信號的頻譜就被展寬了，從而使落入信息帶寬內(nèi)的干擾強(qiáng)度大大降低，從而抑制了干擾。

2.2 保密性好

保密性好是擴(kuò)頻通信最初在軍事通信中獲得應(yīng)用的主要原因。由于擴(kuò)頻系統(tǒng)使用周期很長的偽隨機(jī)碼進(jìn)行擴(kuò)頻，經(jīng)調(diào)制后的數(shù)字信息類似于隨機(jī)噪聲，在接收端進(jìn)行解擴(kuò)時，只有采用與發(fā)送端同步的擴(kuò)頻碼才能正確的恢復(fù)發(fā)送的信息。而且在不知偽隨機(jī)碼時破譯是很困難的，所以信息得到了保密。此外，由于擴(kuò)頻信號的頻譜被擴(kuò)展到帶寬很寬的頻帶內(nèi)，其功率頻譜密度也隨之降低，難以檢測，所以信號具有隱秘性。

2.3 具有抗衰、抗多徑干擾能力

由于擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的信號頻譜被展寬，所以擴(kuò)頻系統(tǒng)具有潛在的抗頻率選擇性衰落的能力，此外，擴(kuò)頻通信系統(tǒng)還能有效的客服多徑干擾。

2.4 具有多址能力，易于實(shí)現(xiàn)碼分多址

擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中用偽隨機(jī)序列擴(kuò)頻，在實(shí)際的通信系統(tǒng)中可以利用不同的偽隨機(jī)序列作為不同用戶的地址碼，從而實(shí)現(xiàn)碼分多址

通信。

篇6

無線通信是近年發(fā)展較快和應(yīng)用較廣的技術(shù)，本文通過對某電廠技術(shù)改造的研究，提出了以無線通信代替?zhèn)鹘y(tǒng)電纜通信的方案。該方案具有實(shí)施靈活簡便、系統(tǒng)穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，同時較低的改造成本亦便于推廣。

關(guān)鍵詞：無線通信；電纜；工業(yè)控制通信系統(tǒng)；成本

一、目的

傳統(tǒng)工業(yè)控制通信系統(tǒng)一般使用電纜作為信號傳輸介質(zhì)，建立這樣的系統(tǒng)需要完成大量的基建工作（制作電纜通道），支付高昂的原料成本，且建成后升級改造和故障排除均十分困難，這對生產(chǎn)企業(yè)來說既難以接受又無可奈何。

本文的研究目的在于嘗試設(shè)計(jì)和建立一種無線工業(yè)控制通信系統(tǒng)，在滿足工業(yè)控制系統(tǒng)通信穩(wěn)定可靠的情況下，同時具備價格低廉和安裝維護(hù)簡便的特點(diǎn)，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電纜通信。

二、案例

某電廠燃料碼頭現(xiàn)有二臺25T橋式抓斗卸船機(jī)，自2011年開始，卸船機(jī)與輸煤集控之間通信故障頻發(fā)，在卸煤作業(yè)中聯(lián)鎖狀態(tài)時有時無，故障除了影響生產(chǎn)效率外，更對巡檢人員的安全構(gòu)成了威脅。

1.故障分析

（1）電纜線芯受損：由于碼頭工作環(huán)境相對惡劣，電纜保護(hù)外殼易老化損壞，此時，卸船機(jī)行走所產(chǎn)生的拉力將有部分由電纜線芯承擔(dān)，線芯因此出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，引起故障。

（2）通信終端故障：收發(fā)信息的I/O模塊跟轉(zhuǎn)換電壓用的繼電器，在自身損壞或接線不牢的情況下均可能引起故障。

2.改進(jìn)方法

設(shè)計(jì)并建立一個基于無線通信技術(shù)的工業(yè)控制通信系統(tǒng)，新系統(tǒng)不再使用通信電纜及相關(guān)的通信終端，故障亦隨之消除。

設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作流程如下：使用PLC/上位機(jī)采集控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，再利用硬件對該數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，發(fā)射電臺將經(jīng)過調(diào)制后的數(shù)據(jù)以電磁波的形式傳播到信號覆蓋區(qū)域內(nèi)，指定的電臺對其進(jìn)行接收、解調(diào)，最終數(shù)據(jù)到達(dá)目標(biāo)上位機(jī)/PLC處。

根據(jù)實(shí)際工況，通信系統(tǒng)按照1主站4從站的方式配置，如圖1所示；選用了型號為RLXIB-IHN的以太網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器作為電臺使用，性能參數(shù)見表1。

三、結(jié)論

月度維護(hù)隨機(jī)地點(diǎn)測試結(jié)果（組圖1）：

1.通訊的無線信號強(qiáng)度：

輸煤運(yùn)轉(zhuǎn)樓主站：為信號發(fā)送者信號滿格，頻道帶寬為2.4G*2

煤電綜合樓從站：SNR=27，信號為 優(yōu)良

頻道帶寬為2.4G*2，與主站通訊標(biāo)稱速度為 300M

現(xiàn)有信號下通訊 速率最大150M

數(shù)據(jù)交換速度為 1～2ms 一次。

#1卸船機(jī)從站：SNR=27 ，信號為優(yōu)良。

頻道帶寬為2.4G*2，與主站通訊標(biāo)稱速度為 300M

現(xiàn)有信號下通訊 速率最大150M

數(shù)據(jù)交換速度為 1～2ms 一次，偶爾出現(xiàn)3ms速度。

#2卸船機(jī)從站：SNR=30，信號為優(yōu)良

頻道帶寬為2.4G*2，與主站通訊標(biāo)稱速度為 300M

現(xiàn)有信號下通訊 速率最大180M

數(shù)據(jù)交換速度為 1～2ms 一次。

集控室從站：SNR=24，頻道帶寬為2.4G*2。

與主站通訊標(biāo)稱速度為 110M 。

實(shí)際通訊 速率180M

數(shù)據(jù)交換速度為 1～2ms 一次，偶爾出現(xiàn)3ms速度。

沙角A電廠進(jìn)行無線通信系統(tǒng)的改造成本約為10萬人民幣，整個改造周期約為2個月，期間可沿用原通信系統(tǒng)；若更換通信電纜，不計(jì)算基建費(fèi)用，材料成本約為19萬人民幣，改造周期約為1個半月，期間設(shè)備須停運(yùn)，由此可見，無線通信系統(tǒng)成本更低，施工過程更靈活。

在現(xiàn)場試運(yùn)的半年時間內(nèi)（含雷暴、臺風(fēng)等惡劣天氣），該系統(tǒng)未出現(xiàn)過通信故障，且在指定區(qū)域進(jìn)行隨機(jī)抽查得到的信號強(qiáng)度均能達(dá)到良好水平，故認(rèn)為其穩(wěn)定可靠。

新技術(shù)發(fā)展成熟從而代替舊技術(shù)，是科技發(fā)展的普遍規(guī)律，憑借著低廉的成本、簡便靈活的實(shí)施方式，無線通信也將在工業(yè)控制領(lǐng)域上逐漸替代電纜通信。

四、經(jīng)驗(yàn)分享

本次改造的過程總體而言比較順利，對此本人亦有一些心得，在此分享。

電臺位置選擇

在為電臺選擇安裝地點(diǎn)時必須考慮周邊的地理狀況對信號產(chǎn)生的影響，只要仔細(xì)留意圖1，就可發(fā)現(xiàn)電臺的選址均在較高且四周無障礙物處，這樣可以有效減少信號衰減，增強(qiáng)通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1.硬件兼容性

不同廠家之間的工業(yè)控制產(chǎn)品大多存在硬件上不兼容的問題，在購買硬件前應(yīng)先通過咨詢銷售方技術(shù)人員進(jìn)行確認(rèn)，以免出現(xiàn)需額外增加轉(zhuǎn)換器的狀況。

2.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法

只要確定了系統(tǒng)的工作流程，即可利用軟硬件進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，方法繁多，不一而足，現(xiàn)提供案例中的解決方案以作參考：

（1）此方案選用了OPC軟件KEPSERVER及組態(tài)軟件INTOUCH；

（2）將KEPSERVER及INTOUCH安裝至上位機(jī)；

（3）使用INTOUCH與本地PLC組態(tài)，建立變量表；

使用KEPSERVER與遠(yuǎn)方PLC連接，再根據(jù)上位機(jī)的操作，從遠(yuǎn)方PLC讀取數(shù)據(jù)至變量表中或從變量表中抽取數(shù)據(jù)寫至遠(yuǎn)程PLC中。

至此即可實(shí)現(xiàn)兩個控制設(shè)備之間的無線通信。

參考文獻(xiàn)：

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【關(guān)鍵詞】光纖通信技術(shù) 鐵路通信 應(yīng)用技術(shù)

從光纖通信問世到現(xiàn)在，光傳輸?shù)乃俾室灾笖?shù)增長，光纖通信技術(shù)得到了長足的進(jìn)步， 應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大。隨著鐵路通信朝著數(shù)字化、綜合化、寬帶化、智能化方向發(fā)展，光纖通信技術(shù)已經(jīng)大量應(yīng)用于鐵路通信系統(tǒng)中，顯著地提高了鐵路通信能力，極大地促進(jìn)了鐵路通信系統(tǒng)的完善和發(fā)展。

一、光纖通信概述

光纖通信是以很高頻率（大約1014Hz）的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質(zhì)的通信。1966年7月，美籍華人高錕博士《用于光頻的光纖表面波導(dǎo)》，分析證明了用光纖作為傳輸媒體以實(shí)現(xiàn)光通信的可能性，預(yù)見了低損耗的光纖能夠用于通信，敲開了光纖通信的大門。1970年，美國康寧公司根據(jù)高錕論文的設(shè)想首次研制成功當(dāng)時世界上第一根超低損耗光纖（衰減系數(shù)約為20dB/km），光纖通信時代由此開始。由于光纖通信具有損耗低、傳輸頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優(yōu)點(diǎn)，備受業(yè)內(nèi)人士青睞，發(fā)展非常迅速。光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量從1980年到2000年增加了近一萬倍，傳輸速度在過去的10年中大約提高了100倍。目前，光纖通信技術(shù)已有了長足的發(fā)展，新技術(shù)也不斷涌現(xiàn)，進(jìn)而大幅度提高了通信能力，并不斷擴(kuò)大了光纖通信的應(yīng)用范圍。

二、光纖通信技術(shù)現(xiàn)狀

（一）波分復(fù)用技術(shù)

波分復(fù)用技術(shù)可以充分利用單模光纖低損耗區(qū)帶來的巨大帶寬資源，根據(jù)每一信道光波的頻率（或波長）不同，將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道，把光波作為信號的載波，在發(fā)送端采用波分復(fù)用器（合波器），將不同規(guī)定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進(jìn)行傳輸。在接收端，再由一波分復(fù)用器（分波器）將這些不同波長承載不同信號的光載波分開。由于不同波長的光載波信號可以看作互相獨(dú)立（不考慮光纖非線性時），從而在一根光纖中可實(shí)現(xiàn)多路光信號的復(fù)用傳輸。

（二）光纖接入技術(shù)

光纖接入網(wǎng)是信息高速公路的“最后一公里”。實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)母咚倩瑵M足大眾的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)，用戶接入部分更是關(guān)鍵，光纖接入網(wǎng)是高速信息流進(jìn)千家萬戶的關(guān)鍵技術(shù)。在光纖寬帶接入中，由于光纖到達(dá)位置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的應(yīng)用，統(tǒng)稱FTTx。FTTH（光纖到戶）是光纖寬帶接入的最終方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纖的寬帶特性，為用戶提供所需要的不受限制的帶寬，充分滿足寬帶接入的需求。

三、光纖通信技術(shù)發(fā)展趨勢

（一）超高速、超大容量和超長距離傳輸

超大容量、超長距離傳輸?shù)牟ǚ謴?fù)用技術(shù)極大地提高了光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量，在未來跨海光傳輸系統(tǒng)中有廣闊的應(yīng)用前景。近年來波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展迅猛，目前1.6Tbit/的 WDM 系統(tǒng)已經(jīng)大量商用，同時全光傳輸距離也在大幅擴(kuò)展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時分復(fù)用（OTDM）技術(shù)，與WDM通過增加單根光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù)來提高其傳輸容量不同，OTDM技術(shù)是通過提高單信道速率來提高傳輸容量，其實(shí)現(xiàn)的單信道最高速率達(dá)640Gbit/s。僅靠OTDM和WDM 來提高光通信系統(tǒng)的容量畢竟有限，可以把多個OTDM信號進(jìn)行波分復(fù)用，從而大幅提高傳輸容量。偏振復(fù)用（PDM）技術(shù)可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零（RZ）編碼信號在超高速通信系統(tǒng)中占空較小，降低了對色散管理分布的要求，且RZ編碼方式對光纖的非線性和偏振模色散（PMD）的適應(yīng)能力較強(qiáng)，因此現(xiàn)在的超大容量WDM/OTDM通信系統(tǒng)基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)基本上都包括在OTDM和 WDM通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)中。

（二）光孤子通信

光孤子是一種特殊的ps數(shù)量級的超短光脈沖，由于它在光纖的反常色散區(qū)，群速度色散和非線性效應(yīng)相互平衡，因而經(jīng)過光纖長距離傳輸后，波形和速度都保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實(shí)現(xiàn)長距離無畸變的通信，在零誤碼的情況下信息傳遞可達(dá)萬里之遙。光孤子技術(shù)未來的前景是：在傳輸速度方面采用超長距離的高速通信，時域和頻域的超短脈沖控制技術(shù)以及超短脈沖的產(chǎn)生和應(yīng)用技術(shù)使現(xiàn)行速率10～20Gbit/s提高到100Gbit/s以上；在增大傳輸距離方面采用重定時、整形、再生技術(shù)和減少ASE，光學(xué)濾波使傳輸距離提高到100000km 以上；在高性能EDFA方面是獲得低噪聲高輸出EDFA。

（三）全光網(wǎng)絡(luò)

篇8

摘 要：能量采集技術(shù)作為一種環(huán)保方便的延長系統(tǒng)的使用壽命的有效途徑，近年來備受關(guān)注。本文描述了通信系統(tǒng)幾個具有代表性的能量采集技術(shù)，重申其重要作用和意義。

關(guān)鍵詞：能量采集；壓電技術(shù)；太陽能；激光

傳統(tǒng)的能量通過有限能量的電池供應(yīng)，不僅需要固定時間更換，而且在環(huán)境惡劣的條件下很難操作。而從周圍環(huán)境中可利用的再生資源進(jìn)行采集能量，如太陽能、風(fēng)能，來供應(yīng)能量受限的無線網(wǎng)絡(luò)不僅環(huán)保而且十分方便。近些年來，一種新興的可利用資源無線頻率信號（RF）引起了專家學(xué)者的P注[1]。由于無線頻率信號中不僅包含有用的信息，同時還攜有可利用的能量。因此，能量受限的無線通信網(wǎng)絡(luò)用戶可以在能量收集的同時進(jìn)行相關(guān)的信號處理[2]。不僅如此，能量采集技術(shù)也為移動用戶帶來方便?；谝陨犀F(xiàn)狀，本文將機(jī)械能、太陽能供電及激光主動供電這幾種能量采集技術(shù)進(jìn)行了分析和對比。

1 機(jī)械能

由于機(jī)械振動能量的普遍存在性，合理地利用振動能量將會是一種有效的方法。而壓電能量采集技術(shù)速度快、無電磁干擾、成本低的特點(diǎn)使得其脫穎而出。

該技術(shù)的原理是：當(dāng)系統(tǒng)在外界力作用下，根據(jù)能量守恒定律，該外部機(jī)械能可以轉(zhuǎn)換為彈性勢能，動能，機(jī)械損耗能以及電能，電能經(jīng)過壓電能量采集電路可應(yīng)用于負(fù)載。參考文獻(xiàn)[3]中討論了三種經(jīng)典的壓電能量采集技術(shù)：被動式、半主動式及主動式，在理論上分析了其原理和框架。文獻(xiàn)[4]對改進(jìn)型能量采集電路進(jìn)行了闡述。

壓電能量采集技術(shù)已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，但是仍處在研發(fā)階段，還未大規(guī)模應(yīng)用。

2 太陽能

能量密度高的特點(diǎn)使太陽能在能量采集技術(shù)中得到了廣泛應(yīng)用，太陽能采集模塊采集到太陽能后存儲到能量儲存模塊，與此同時，管理模塊會進(jìn)行充放電的控制以及電路的監(jiān)測。

文獻(xiàn)[4]說明了Heliomote、Fleck和ZebraNet系統(tǒng)由于對電壓大小的限制，使得能量利用率不高。文章又對比分析了Ambimax、Duracap等系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)出目前太陽能采集系統(tǒng)最大的瓶頸是能量利用率不高。

3 激光主動供能

所謂“激光”，即“受激輻射的光放大”，眾所周知，電子分布在不同的能級上，受到光子激發(fā)后，高能級電子會發(fā)生躍遷，從而輻射出與激發(fā)它的光同性質(zhì)的光。文獻(xiàn)[5]提出了一種“單對多”的供能網(wǎng)絡(luò)，得到了最大功率點(diǎn)追蹤的實(shí)現(xiàn)方法。但是在實(shí)際應(yīng)用場景下，此方法的研究工作有待進(jìn)一步開展。

結(jié)束語

能量采集通過收集周圍環(huán)境中的微小能量，將之轉(zhuǎn)換成電能，綠色環(huán)保效率高，將成為通信領(lǐng)域最有潛力的研究方向之一。

參考文獻(xiàn)

[1]L. R. Varshney，“Transporting information and energy simultaneously， ”in Proc. 2008 IEEE ISIT.

[2]P. Grover and A. Sahai，“Shannon meets Tesla： wireless information andpower transfer，” in Proc. 2010 IEEE ISIT.

[3]張利偉，鄭國強(qiáng)，李繼順.壓電能量采集技術(shù)研究[J].火力與指揮控制，2013.

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關(guān)鍵詞：微機(jī)保護(hù)；通信系統(tǒng)；串行通信；以太網(wǎng)

1 引言

變電站自動化技術(shù)經(jīng)過10多年的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到很高的水平，在我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造與建設(shè)中不僅中低壓變電站采用了自動化技術(shù)實(shí)現(xiàn)無人值班，而且在220 kV及以上的超高壓變電站建設(shè)中也大量采用自動化新技術(shù)，從而大大提高了電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)代化水平，增強(qiáng)了輸配電和電網(wǎng)調(diào)度的可能性，降低了變電站建設(shè)的總造價。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[1，2]。以太網(wǎng)具有良好的開發(fā)性、穩(wěn)定性、易維護(hù)性、傳輸速度快、價格低廉、易于實(shí)現(xiàn)與上層管理信息網(wǎng)絡(luò)的無縫連接，而且為不同廠商的產(chǎn)品提供了一個統(tǒng)一的接口，便于實(shí)現(xiàn)互聯(lián)和互操作[3，4]。因而，在微機(jī)保護(hù)中可采用以太網(wǎng)構(gòu)建通信系統(tǒng)，同時，為了兼顧傳統(tǒng)的通信模式，設(shè)計(jì)中仍然保留了串行通信接口。本文以串行通信與以太網(wǎng)通信相結(jié)合的通信系統(tǒng)為出發(fā)點(diǎn)，就相關(guān)問題進(jìn)行闡述。

2 硬件構(gòu)成

2.1 串行通信接口

裝置中，考慮到需要處理的數(shù)據(jù)較多，數(shù)字算法的計(jì)算量大，因此在保護(hù)CPU的選擇上采用的是TI公司的新一代高性能32位浮點(diǎn)DSP芯片TMS320VC33。由于在VC33的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中沒有集成通用異步接收發(fā)送器（UART），所以當(dāng)保護(hù)系統(tǒng)與廠站局域網(wǎng)、遠(yuǎn)方調(diào)度進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并要求有較高的實(shí)時性時，就必須擴(kuò)展異步通用芯片，以求得到較高的通信速度。本裝置采用的通用異步接收發(fā)送器芯片是TI公司的TL16C752，它具有低功耗、高速度的特點(diǎn)，最大數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)1.5Mb/s，且接收器與發(fā)送器相互獨(dú)立，可進(jìn)行DMA操作，控制靈活方便。同時還具有回讀功能，可以在線診斷，它提供了兩組增強(qiáng)型的獨(dú)立UART接口，具有16字節(jié)的發(fā)送和接收FIFO、MODEM控制接口和通信狀態(tài)寄存器。它與DSP芯片的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

在裝置中設(shè)置了兩個串行通信口，其中串口1固定為RS-232，在實(shí)際應(yīng)用中用來實(shí)現(xiàn)串口打印實(shí)時數(shù)據(jù)和各種參數(shù)，串口2可以通過跳線選擇為RS-232或RS-485模式，用來組網(wǎng)通信。裝置中的CPLD芯片主要是用來產(chǎn)生片選、讀寫等控制邏輯，它采用的是XILINX公司生產(chǎn)的XC95144；加入光隔則提高了通信的抗干擾能力；電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232ACSE與MAX490ESA的作用是使信號電平（TTL電平）轉(zhuǎn)換為RS-232或RS-485電平，或進(jìn)行二者之間的逆轉(zhuǎn)換。

2.2 以太網(wǎng)接口

在裝置中選擇RTL8019AS作為以太網(wǎng)控制芯片。選擇好DSP芯片和網(wǎng)絡(luò)芯片之后，要以TMS320VC33和RTL8019AS構(gòu)建以太網(wǎng)，關(guān)鍵在于DSP 處理器與網(wǎng)卡控制芯片之間的接口設(shè)計(jì)。下面就討論TMS320VC33芯片與RTL8019AS芯片之間如何進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)通信。

在TMS320VC33和RTL8019AS之間通過XILINX公司生產(chǎn)的CPLD芯片XC95144進(jìn)行連接，硬件結(jié)構(gòu)的示意圖如圖2所示，其中XC95144在接口電路中起邏輯轉(zhuǎn)換的作用，存儲芯片AM29F400B75EC用來存儲網(wǎng)卡芯片初始化等信息。

基于DSP與RTL8019AS組成的以太網(wǎng)，DSP主處理器與網(wǎng)卡之間的接口主要實(shí)現(xiàn)的功能有[5-7]：

(1) 主處理器通過接口電路對網(wǎng)卡芯片進(jìn)行控制，包括對網(wǎng)卡的邏輯控制、讀寫控制、復(fù)位等;

(2) 主處理器與網(wǎng)卡之間的數(shù)據(jù)交換，DSP通過接口電路對網(wǎng)卡接收數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入網(wǎng)卡緩存。

3 通信功能的軟件實(shí)現(xiàn)

3.1 串行通信的軟件設(shè)計(jì)

3.1.1 UART的驅(qū)動程序設(shè)計(jì)

對于通用異步接收發(fā)送器（UART）TL16C752的驅(qū)動程序設(shè)計(jì)，就是對與DSP芯片通信相關(guān)的內(nèi)部寄存器進(jìn)行操作，下面就簡要介紹一下相關(guān)的寄存器的情況與設(shè)置。

3.1.1.1 線路控制寄存器（LCR）

線路控制寄存器(LCR) 存放串口傳送的二進(jìn)制位串?dāng)?shù)據(jù)格式，LCR 是一個8位的寄存器，各位的定義如下：d0d1是字長選擇位，若d0d1=00，傳送的字長為5 位; d0d1=1 時字長為6；d0d1=0時字長為7；d0d1=11 時字長為8。d2位是停止位選擇，d2=0 時停止位為1位；d2=1時停止位為1.5位。d3=0 時校驗(yàn)有效；d3=1 時檢驗(yàn)無效。d4是校驗(yàn)類型位， d4=0 時進(jìn)行奇校驗(yàn)；d4=1 時進(jìn)行偶校驗(yàn)。d7位(DLAB) 是鎖定波特率發(fā)生器位， d7=1 時訪問波特率因子寄存器; d7=0 時訪問其他寄存器。

在本系統(tǒng)中，使d0d1=11，選擇的8位字長；d2=0，選擇1位停止位；d3=0，校驗(yàn)有效；d4=1，選擇進(jìn)行偶校驗(yàn)。

3.1.1.2 波特率因子寄存器（DLL&DLH）

兩個8位的波特率因子寄存器構(gòu)成一個16位的波特率因子寄存器。在TL16C752的內(nèi)部具有波特率發(fā)生器， 產(chǎn)生發(fā)送數(shù)據(jù)的時鐘信號。波特率因子可以通過下列算式求出:

波特率因子=基準(zhǔn)時鐘頻率/ (16×波特率)

在本系統(tǒng)中，我們采用的基準(zhǔn)時鐘頻率為1.8432MHZ，先將LCR中的d7置1以便訪問波特率因子寄存器，再將波特率因子寄存器寫為16，將波特率設(shè)為9600。接著將LCR中的d7寫回0，以便訪問其它寄存器。

3.1.1.3 FIFO控制寄存器（FCR）

這個寄存器用來設(shè)置FIFO的允許/禁止、清除FIFO、設(shè)置接收FIFO的觸發(fā)級別和選擇DMA模式。先將FIFO的d0寫1，以使能接收與發(fā)送FIFO；將它的d0d1全寫1，用于復(fù)位接收與發(fā)送FIFO；將d6d7兩位寫1，設(shè)置接收器FIFO中斷的觸發(fā)標(biāo)準(zhǔn)為60characters。

3.1.2 通信的軟件設(shè)計(jì)

除了發(fā)送接收程序段在定時器中斷中執(zhí)行以保證穩(wěn)定的通訊速率外，保護(hù)軟件通訊模塊的大部分工作在主程序初始化后的死循環(huán)中進(jìn)行。使用了串口芯片的FIFO功能以提高通訊的速度。

在約定的監(jiān)控系統(tǒng)與保護(hù)系統(tǒng)之間采用主從方式進(jìn)行通訊，因而保護(hù)系統(tǒng)總是被動接收指令，即始終為從動站。保護(hù)系統(tǒng)的通訊模塊在完成初始化工作后隨即進(jìn)入接收狀態(tài)。當(dāng)通訊接口收到完整的鏈路規(guī)約數(shù)據(jù)單元（LPDU）時將對其進(jìn)行校錯，出錯丟棄這個數(shù)據(jù)單元。保護(hù)系統(tǒng)收到的LPDU有3種類型：第一種是2級數(shù)據(jù)請求幀，保護(hù)系統(tǒng)將以測量值LPDU作為回答；第二種是1級數(shù)據(jù)請求幀，此時先判斷FCB是否變化，有變化則以新的ASDU形成LPDU并填充發(fā)送緩沖區(qū)，否則重發(fā)上一個LPDU；第三種是命令幀或下傳數(shù)據(jù)幀。在這里我們將2級數(shù)據(jù)與1級數(shù)據(jù)同時召喚，使用戶進(jìn)程得以簡化。當(dāng)保護(hù)系統(tǒng)完成監(jiān)控命令或準(zhǔn)備好應(yīng)答數(shù)據(jù)時，將形成發(fā)送數(shù)據(jù)包的若干個ASDU等待傳送，然后發(fā)送規(guī)定格式的命令確認(rèn)幀以通知監(jiān)控系統(tǒng)接收命令執(zhí)行結(jié)果或反饋數(shù)據(jù)。另外，有啟動事件或故障事件發(fā)生時，保護(hù)系統(tǒng)會將上傳LPDU的ACD位置位，以通知監(jiān)控系統(tǒng)建立啟動/故障數(shù)據(jù)傳輸過程。保護(hù)系統(tǒng)的程序流程圖如圖3所示。

3.2 以太網(wǎng)通信的軟件設(shè)計(jì)

通過對DSP編程， 來實(shí)現(xiàn)RTL8019AS初始化、發(fā)送數(shù)據(jù)、接受數(shù)據(jù)，嵌入式TCP/IP協(xié)議等功能，在處理數(shù)據(jù)步驟之前，還需要對網(wǎng)絡(luò)控制器進(jìn)行必要的檢測、復(fù)位和初始化。網(wǎng)絡(luò)接口通過2個DMA操作來完成數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。本地DMA完成RTL8019A S與其內(nèi)部FIFO隊(duì)列之間的數(shù)據(jù)傳送，遠(yuǎn)程DMA 完成RTL8019AS與CPU之間的數(shù)據(jù)傳送。

3.2.1 RTL8019AS的初始化

要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信就必須對網(wǎng)絡(luò)控制芯片初始化，初始化比較煩瑣，但是它有著非常重要的地位，往往決定著網(wǎng)絡(luò)通信的一些重要參數(shù)。為了使RTL8019AS啟動并處于準(zhǔn)備接收或準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)的狀態(tài)，必須對相關(guān)的寄存器進(jìn)行初始化。這些寄存器主要包括指令寄存器CR，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)寄存器DCR，遠(yuǎn)程字節(jié)數(shù)寄存器RBCR，頁面開始寄存器PSTART，頁面停止寄存器PSTOP，中斷狀態(tài)寄存器ISR，中斷屏蔽寄存器IMR，實(shí)際地址寄存器PAR0-5，多點(diǎn)地址寄存器MAR0-7，當(dāng)前頁面寄存器CURR，傳輸配置寄存器TCR，接收結(jié)構(gòu)寄存器RCR等。

3.2.2 數(shù)據(jù)的收發(fā)

通過對地址及數(shù)據(jù)口的讀寫來完成以太網(wǎng)幀的接收與發(fā)送。要接收或發(fā)送數(shù)據(jù)包就必須讀寫網(wǎng)絡(luò)控制卡RTL8019AS內(nèi)部的16KB的RAM，必須通過DMA進(jìn)行讀和寫，網(wǎng)絡(luò)接口通過2個DMA操作來完成數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。即本地DMA完成RTL8019A S與其內(nèi)部FIFO隊(duì)列之間的數(shù)據(jù)傳送，遠(yuǎn)程DMA 完成RTL8019AS與CPU之間的數(shù)據(jù)傳送。

3.2.2.1 數(shù)據(jù)包的發(fā)送

數(shù)據(jù)包的接收大體包括三個步驟：數(shù)據(jù)包的封裝，通過遠(yuǎn)程DMA將數(shù)據(jù)包送到數(shù)據(jù)發(fā)送緩存區(qū)，通過RTL8019AS的本地DMA將數(shù)據(jù)送入FIFO進(jìn)行發(fā)送。下面講述發(fā)送的具體操作：

(1)數(shù)據(jù)包在發(fā)送前按規(guī)定的格式封裝好，在封裝時我們采用的是一個標(biāo)準(zhǔn)的IEEE802.3以太網(wǎng)物理傳輸幀格式，它的基本封裝格式如表1所示。

(2)把按以太網(wǎng)幀格式封裝好的數(shù)據(jù)包通過遠(yuǎn)程DMA寫入RTL8019AS的數(shù)據(jù)發(fā)送緩存區(qū)。具體操作是首先主機(jī)設(shè)置好遠(yuǎn)端DMA開始地址(RSAR0，1)和遠(yuǎn)端DMA數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)(RBCR0，1)，并在CR中設(shè)置為“寫數(shù)據(jù)”，就可以從遠(yuǎn)端DMA口寄存器里把數(shù)據(jù)寫入芯片RAM。

(3)啟動本地DMA將緩存區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。即待發(fā)送的數(shù)據(jù)包存入芯片RAM后，給出發(fā)送緩沖區(qū)首地址和數(shù)據(jù)包長度(寫入TPSR、TBCR0，1)，然后啟動發(fā)送命令(CR=0x3E)即可實(shí)現(xiàn)8019AS發(fā)送功能。8019AS芯片會自動按以太網(wǎng)協(xié)議完成發(fā)送并將結(jié)果寫入狀態(tài)寄存器。

3.2.2.2 數(shù)據(jù)包的接收

以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的接收過程和數(shù)據(jù)包的發(fā)送過程剛好相反。首先是將網(wǎng)絡(luò)上的電信號變成數(shù)據(jù)存入芯片的接收緩存中，然后主機(jī)設(shè)置好遠(yuǎn)端DMA開始地址(RSAR0，1)和遠(yuǎn)端DMA數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)(RBCR0，1)，并在CR中設(shè)置“寫數(shù)據(jù)”，從遠(yuǎn)端DMA口寄存器里把數(shù)據(jù)從芯片RAM讀到系統(tǒng)RAM中。接收緩沖區(qū)構(gòu)成一個循環(huán)FIFO隊(duì)列，PSTART、PSTOP兩個寄存器限定了循環(huán)隊(duì)列的開始和結(jié)束頁，這兩個寄存器的設(shè)置是在以太網(wǎng)控制芯片的初始化中完成的。CURR為寫入指針，受芯片控制，BNRY為讀出指針，由主機(jī)程序控制，根據(jù)表達(dá)式“CURR=BNRY+1?”可以判斷是否收到新的數(shù)據(jù)包，新收到的數(shù)據(jù)包按表2的格式存于以CURR指出的地址為首址的RAM中。當(dāng)CURR=BNRY時芯片停止接收數(shù)據(jù)包。

3.2.3 嵌入式TCP/IP協(xié)議選擇

TCP/IP協(xié)議實(shí)質(zhì)上是一系列協(xié)議的總稱，TCP/IP協(xié)議是一組不同層次上的多個協(xié)議的組合，包含十幾個協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)[8]。本文介紹的以太網(wǎng)接口是專門為繼電保護(hù)而設(shè)計(jì)的，不要求實(shí)現(xiàn)所有的TCP/IP協(xié)議，所以選擇的嵌入式TCP/IP是對TCP/IP協(xié)議族進(jìn)行選擇并簡化而形成的協(xié)議集合。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的協(xié)議如圖4所示，通常分為四層（物理層除外）。

(1)鏈路層中實(shí)現(xiàn)了ARP（地址解析）協(xié)議。它主要是將32位的IP地址動態(tài)地映射為48位的以太網(wǎng)地址，從而保證網(wǎng)絡(luò)的正確傳輸。另外，在設(shè)計(jì)中把IP地址存儲于本地存儲器中，不必從其他服務(wù)器得到IP地址，這樣就無需實(shí)現(xiàn)RARP（逆地址解析）協(xié)議。

(2)在網(wǎng)絡(luò)層中主要實(shí)現(xiàn)了IP（網(wǎng)際）協(xié)議和ICMP（網(wǎng)絡(luò)控制報文）協(xié)議。IP協(xié)議是TCP/IP 協(xié)議簇中最核心的協(xié)議，它提供無連接的數(shù)據(jù)報傳送服務(wù)，所有上層協(xié)議都要以IP數(shù)據(jù)包格式傳輸。ICMP協(xié)議負(fù)責(zé)傳遞差錯報文以及其它需要注意的信息，在設(shè)計(jì)中只實(shí)現(xiàn)了對回顯請求（類型代碼為0）報文的處理，從IP層收到ICMP包后，判斷其類型代碼段是否為0，如果是，將類型字段與代碼字段設(shè)置為00（回顯應(yīng)答），計(jì)算檢驗(yàn)和，再交給IP層發(fā)送；如果不是，則予以丟棄。從而實(shí)現(xiàn)了對ping功能的支持。

(3)在運(yùn)輸層實(shí)現(xiàn)了UDP（用戶數(shù)據(jù)報）協(xié)議。運(yùn)輸層中包括兩種不同的協(xié)議：TCP（傳輸控制協(xié)議）和UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）。TCP是一種面向連接的、可靠的傳輸層協(xié)議，但其時延難以把握，不利于實(shí)時數(shù)據(jù)的傳輸；UDP協(xié)議是一種不面向連接的協(xié)議，它只是簡單地把數(shù)據(jù)報從一臺主機(jī)發(fā)送到另一臺主機(jī)，但并不保證該數(shù)據(jù)報能到達(dá)另一端，可靠性必須由應(yīng)用層來提供，但其有實(shí)時性強(qiáng)的特點(diǎn)，能在同一時間將信息傳遞給所有節(jié)點(diǎn)。因此，在微機(jī)保護(hù)裝置中考慮快速性的要求，選擇了UDP協(xié)議。

(4)應(yīng)用層主要指用戶進(jìn)程，在保護(hù)裝置中采用的是國際電工委員會新制定的IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，它可以用來實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο蠛驮O(shè)備的無縫聯(lián)接通信。

4 結(jié)束語

本文介紹了微機(jī)保護(hù)的一種通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)采用以太網(wǎng)通信與串行通信相結(jié)合的方式構(gòu)成。文章設(shè)計(jì)了通信系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、編寫了驅(qū)動程序與功能軟件。設(shè)計(jì)的通信系統(tǒng)不僅可以滿足以太網(wǎng)組網(wǎng)的要求，也可以兼容傳統(tǒng)的串行通信要求，將大大地促進(jìn)電廠和變電站綜合自動化的進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)：

[1] 習(xí)偉.新型高壓線路保護(hù)裝置的管理與通訊系統(tǒng)的研究[D].華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，2003.

[2] 李正天.新型發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置及其通信系統(tǒng)的研究[D].華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，2005.

[3] 吳在軍，胡敏強(qiáng)，杜炎森.嵌入式以太網(wǎng)在變電站通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù)，2003，27(1):71-75.

[4] 楊剛，楊仁剛，郭喜慶.嵌入式以太網(wǎng)在變電站自動化系統(tǒng)智能化電氣設(shè)備的實(shí)現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)自動化，2004，28(3):74-77.

[5] 盧虎.基于DSP的以太網(wǎng)技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)[D].西北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2003.

[6] 郭勝江，陳朝陽.一種基于DSP的可插拔式以太網(wǎng)接口的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子工程師，2004，33(3):41-44.

篇10

關(guān)鍵詞：地鐵；民用通信系統(tǒng)；傳輸系統(tǒng)；功能要求

一、概述

地鐵民用通信系統(tǒng)顧名思義就是地鐵內(nèi)的移動運(yùn)營商通信系統(tǒng)，其主要功能是對地鐵乘客及其他人員提供通信服務(wù)。由于地下信號強(qiáng)度有其自身的特點(diǎn)，就需要對地鐵內(nèi)的通信進(jìn)行特殊的傳輸方式，以保障地鐵內(nèi)人員有效的接收到移動服務(wù)信號，方便人們的工作于生活。地鐵民用通信系統(tǒng)包括傳輸系統(tǒng)、無線系統(tǒng)、電源系統(tǒng)。傳輸系統(tǒng)是民用通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，起著非常重要的作用，它為無線和網(wǎng)管監(jiān)控系統(tǒng)等提供可靠的、冗余的、可擴(kuò)展的、靈活的信道。

傳輸系統(tǒng)作為民用通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它的性能將直接決定著民用通信系統(tǒng)的服務(wù)范圍和服務(wù)質(zhì)量，所以系統(tǒng)的安全性、高效性和可靠性將是本傳輸系統(tǒng)追求的目標(biāo)，組網(wǎng)時應(yīng)按可靠性、可用性和經(jīng)濟(jì)性相結(jié)合的原則考慮。

二、民用通信系統(tǒng)對傳輸系統(tǒng)的要求（以MSTP為例）

1、系統(tǒng)構(gòu)成

1.1、系統(tǒng)構(gòu)建方案

利用隧道兩側(cè)敷設(shè)的光纖，組成2個相切于某一車站帶寬不小于2.5Gb/s的二纖通道自愈保護(hù)環(huán)。

1.2、網(wǎng)元管理系統(tǒng)

需設(shè)置一套網(wǎng)元管理系統(tǒng)，負(fù)責(zé)網(wǎng)元（NE）的性能、故障、配置及安全等方面的管理。必須設(shè)置1套網(wǎng)管終端（含相應(yīng)網(wǎng)管軟件）。

1.3、同步定時系統(tǒng)

設(shè)一套的GPS+BITS系統(tǒng)，為環(huán)路傳輸設(shè)備提供統(tǒng)一的高精度、高穩(wěn)定度、高可靠的同步定時基準(zhǔn)主用信號。在同步時鐘信號源故障時，依靠SDH的內(nèi)部時鐘維持同步來滿足同步需求。在設(shè)置同步時，應(yīng)避免出現(xiàn)同步環(huán)路。

1.4、勤務(wù)通信系統(tǒng)

配置一套勤務(wù)通信系統(tǒng)（含勤務(wù)電話），便于調(diào)試、維護(hù)人員相互聯(lián)絡(luò)。應(yīng)能根據(jù)需要單呼、群呼、選呼各站。

2、傳輸設(shè)備硬件

各種用戶接口應(yīng)有過壓過流保護(hù)功能：設(shè)備的過壓過流保護(hù)性能應(yīng)符合ITU-T建議 K20的要求。

提供的SDH ADM設(shè)備（標(biāo)準(zhǔn)型）應(yīng)配置至少二個外同步時鐘輸入接口和二個外同步時鐘輸出接口。

傳輸設(shè)備交叉板、電源板、時鐘板、主控板等主要板卡應(yīng)提供（1+1）熱備配置，2M業(yè)務(wù)接口板應(yīng)提供1：N熱備配置。

光傳輸系統(tǒng)應(yīng)具有可擴(kuò)展性和平滑升級能力，為今后的業(yè)務(wù)接入和增長預(yù)留條件。設(shè)備應(yīng)具有模塊化結(jié)構(gòu)，便于通過改變單元數(shù)量、種類及調(diào)整軟件對設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)容、升級和重新配置。

3、傳送功能要求

3.1、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)透傳功能

以太網(wǎng)業(yè)務(wù)透傳功能是指來自以太網(wǎng)接口的數(shù)據(jù)幀不經(jīng)過二層交換直接進(jìn)行協(xié)議封裝和速率適配后映射到MSTP 的虛容器VC 中，然后通過MSTP 節(jié)點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)傳送。

3.2、以太網(wǎng)二層交換功能

MSTP節(jié)點(diǎn)支持二層交換功能，是指在一個或多個用戶側(cè)以太網(wǎng)物理接口與一個或多個獨(dú)立的系統(tǒng)側(cè)的VC通道之間，實(shí)現(xiàn)基于以太網(wǎng)鏈路層的數(shù)據(jù)包交換。

3.3、支持組播。

支持基于用戶的端口接入速率限制。對于超過接入速率限制的數(shù)據(jù)包，在交換擁塞時優(yōu)先丟棄。

3.4、支持業(yè)務(wù)分類（CoS）。

每個接口具備多個輸入/輸出隊(duì)列；可以根據(jù)端口、VLAN信息以及其它協(xié)議字段作流量分類；實(shí)現(xiàn)基于端口、MAC地址、數(shù)據(jù)幀類型、VLAN標(biāo)簽等不同特征的流量分類；實(shí)現(xiàn)基于流量分類的速率限制，速率粒度應(yīng)較小以利于合理分配。

3.5、以太環(huán)網(wǎng)功能

基于MSTP的多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)的以太環(huán)網(wǎng)功能，是指在MSTP環(huán)路中分配指定的環(huán)路帶寬用來傳送以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，要求具有如下具體功能：

以太網(wǎng)環(huán)路的傳輸鏈路帶寬可配置；以太網(wǎng)環(huán)路帶寬的統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能；以太網(wǎng)環(huán)路中各節(jié)點(diǎn)端口帶寬的動態(tài)分配；以太網(wǎng)環(huán)路的保護(hù)倒換功能。

4、網(wǎng)絡(luò)保護(hù)功能

網(wǎng)絡(luò)保護(hù)應(yīng)具有路徑保護(hù)及子網(wǎng)連接保護(hù)兩種結(jié)構(gòu)。路徑保護(hù)應(yīng)采用復(fù)用段保護(hù)方式。保護(hù)方式的倒換應(yīng)具有雙向倒換及單向倒換以及恢復(fù)方式/非恢復(fù)方式；子網(wǎng)連接保護(hù)應(yīng)采用通道保護(hù)環(huán)或通道保護(hù)方式。保護(hù)方式的倒換應(yīng)具有雙向倒換及單向倒換以及恢復(fù)方式/非恢復(fù)方式。保護(hù)倒換應(yīng)該在50ms內(nèi)完成。

5、網(wǎng)管功能

應(yīng)在民用通信系統(tǒng)某一個站點(diǎn)設(shè)置一個傳輸設(shè)備網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心，采用網(wǎng)絡(luò)級管理設(shè)備，對光數(shù)字傳輸設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理。能實(shí)時對全線的光數(shù)字所有設(shè)備進(jìn)行配置、故障、性能、安全等功能管理。網(wǎng)管應(yīng)為全中文界面。

網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)具備的功能分為幾種，對網(wǎng)絡(luò)的性能進(jìn)行監(jiān)管，在出現(xiàn)故障時要做到故障的管理工作，對其配置方面進(jìn)行管理，管理安全問題及對網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)管理等。

網(wǎng)管設(shè)備主要由服務(wù)器、網(wǎng)管終端（計(jì)算機(jī)）、打印機(jī)等組成。

6、同步設(shè)備要求

在網(wǎng)管中心設(shè)置一套GPS+BITS系統(tǒng)，向傳輸設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)同步定時基準(zhǔn)信號。

同步設(shè)備應(yīng)采用雙銣鐘配置。同步設(shè)備應(yīng)具備SSM功能，其功能包括發(fā)送與接收信息，對信息進(jìn)行設(shè)置并處理等，2.048Mb/s輸入、輸出口的幀結(jié)構(gòu)和SSM格式應(yīng)符合ITU-T G.704建議。

同步設(shè)備應(yīng)為模塊化結(jié)構(gòu)，便于升級和擴(kuò)容，其主要配件應(yīng)冗余配置。

同步設(shè)備應(yīng)能配備兩個輸入單元，接收基準(zhǔn)信號的數(shù)目為2個，輸入單元將基準(zhǔn)信號送往時鐘單元和輸出單元。如果兩個時鐘單元同時發(fā)生故障，輸入單元能夠?qū)⒍〞r基準(zhǔn)信號直接送往輸出單元，以維持同步網(wǎng)的正常運(yùn)行。

四、總結(jié)

通過上述文字的闡述，使我們進(jìn)一步的了解了地鐵民用通信系統(tǒng)對傳輸系統(tǒng)的具體要求，包括了系統(tǒng)構(gòu)成要求、傳輸設(shè)備硬件要求、傳送功能要求、網(wǎng)絡(luò)保護(hù)功能要求、網(wǎng)管功能要求以及同步設(shè)備要求等，根據(jù)此些要求能指導(dǎo)我們更好的選擇傳輸設(shè)備、更好的選擇組網(wǎng)方式，更好地建設(shè)民用通信傳輸系統(tǒng)提供條件。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘭明.淺析地鐵建設(shè)中的民用通信系統(tǒng).《科技信息》.2010年2期