導語：如何才能寫好一篇數據通信基本概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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路由器、衛星導航等中間數據承載設備隨著數據通信的整體發展，而變得格外重要。在市場經濟影響下，各大數據通訊設備制造商為了在國內外市場中謀取更大的市場比重，就運行市場以及網絡市場展開行業競爭。企業希望通過研制高質量、高性能的數據通信設備來占得市場先機，這時數據通信設備的測試作用在產品研發過程中顯得格外重要。

2數據通信設備自動化

隨著設備產品種類的不斷增多，客戶對于設備質量的要求也隨之增長，數據通信設備測試技術作為保證設備質量安全的專業技術，應提高測試質量與效率。為了更好地進行設備測試，提升自身質量，企業必然會應用測試工具，引用自動化測試，以帶動企業整體發展。

2.1自動化的基本概念

自動化測試，通過一些測試工具、腳本等方式，對設備、產品本身進行自動測試。自動化測試不僅可以為企業帶來便利，還可以獨立完成人工測試無法完成或難以完成的工作，實施自動化測試有助于對產品進行全方位測試，提升產品質量，節省人力、科技經費，相對縮短時間周期。由于自動化測試涉及較為寬泛，除了測試技術與測試工具的整合，還包括企業整體文化問題的層面。企業要提高自身產品質量與相應工作效率，就要做好準備工作，例如擁有自己專業的測試團隊，而組建自動化測試團隊的前提，是企業予以資金與管理上的強大支持，讓測試團隊研發的科研成果得以大施拳腳。自動化測試的最大優勢在于它可以代替人力進行測試工作，避免出現重復現象，同時還可以完成人工測試無法完成的工作，提升數據的可靠程度。自動化測試還具有以下優勢：

（1）程序回歸方便。在測試程序修改頻率比較頻繁時，測試效果尤為顯著。因為回歸測試程序都是設計好的，所以測試結果也是可以預料的。企業可以利用回歸測試的自動運行，來提升數據通信設備的測試效率。

（2）更好運行繁瑣測試。在企業進行數據通信設備測試時，繁瑣的工作程序會讓人產生排斥心，從而導致數據出現錯誤。而自動化測試的出現，恰好解決了此事的困擾，自動化測試可以在較短的時間內運行大量的繁雜測試，成功解放了人工測試。

（3）進行人工測試無法完成的工作。當數據數量過大，種類過多的時候，人工測試會出現一定弊端，沒有足夠多的工作人員同時進行設備測試。但自動化測試可以滿足這一點，從而提高工作效率，達成測試目的。

（4）增加測試結果可信度。通過推行自動化測試，所以執行過程中不存在人工走神或者數據錄入錯誤的現象，使得測試結果保質保量，從而提高了工作效率、工作質量和測試可信度。

2.3自動化的局限

在自動化測試提高工作效率的同時，在實踐應用中也存在一定局限性，這也決定了自動化測試不能完全替代人工測試的地位。

（1）項目周期短。在項目周期本就不長的前提下，沒必要去投資在自動化測試中。建立測試腳本需要資金的支持，在不能得到有效利用的基礎上使用，是浪費企業資源的行為。

（2）測試軟件不穩定。測試軟件不穩定容易出現中斷或界面性錯誤，從而造成自動化測試失敗。

（3）測試運行少。一些測試項目很少進行，所以如果使用自動化測試就意味著浪費資源。而自動化測試的存在意義就在于反復運用。

3數據通信設備的具體實施方案

自動測試平臺是決定自動化測試成功與否的重要保障，也影響著工作回報程度，所以構建良好的自動化測試平臺不僅有利于測試腳本的開發，還能夠進行測試工作記錄并統計測試結果，在一定程度上可以縮短工作周期。合理完善的自動化測試系統與流程，是自動化測試整體工作的基礎，同時也為企業帶來數據通信技術的革新，從而促進企業自動化的發展。

3.1自動化測試設計方案

（1）自動化測試套件。測試腳本、測試協議、測試模塊與測試組的綜合稱為自動化測試套件。測試腳本本身是自動化測試的執行者，是通過自動化的相關測試來達到預期效果，是具有相同屬性測試腳本的集合體；測試協議是項目協議下測試腳本的結合體，測試組則緊跟測試協議存在，每個測試協議至少要擁有一個測試組；測試模塊是對測試協議的重新整合，形成指導測試進行的有效領導者。

（2）測試工程。在數據通信設備的測試方案設計過程中，測試工程是一個管理與動態層面的新概念，是通過將相同屬性以及相同測試環境的測試腳本進行整合銜接，再進行管理與運行的過程，使相關從業人員可以在測試工程基礎上通過管理自己喜歡的測試腳本，從而滿足測試要求，有助于調動測試人員工作積極性與主動性。

3.2自動化測試實施流程數據通訊設備的自動化測試流程大體上分為三個部分：

（1）初始化環境。數據通信設備的初始化環境需要放在Allhiit.tcl中才能夠實現其真正作用，與此同時也要將初始化名字空間配置到相應名字的空間設備下，才能更好地控制并處理好全局配置文件與支持庫。

（2）記錄日志。數據通信自動化測試通過初始化環境后的創建日志，在測試運行過程中記錄相關日志，并在測試腳本運行完成后統計測試結果，錄入報告文件，關閉日志和報告文件，釋放數據通信系統資源。

（3）運行測試腳本及其相關配置。數據通信設備要根據運行參數的運行次數在相關區域內進行反復提取，并加載測試協議、測試組和測試腳本的配置文件，以達到自動化測試完美完成的效果。

4結束語

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1.1數據通信的原理

數據是指把事件的某些屬性規范化后的表現形式，在計算機網絡系統中，數據通常被廣義地理解為在網絡中存儲、處理和傳輸的二進制數字編碼。數據是信息的載體，它是信息的表示形式，數據按一定規則、形式組織起來時，就可以傳達某種意義，這種具有某種意義的數據集合就是信息。數據通信就是利用數據傳輸技術將數據信息傳遞的一種通信方式。

1.2數據通信的通信方式、交換方式及適用范圍

1.2.1數據通信方式①串行通信。發送設備將并行數據轉換成串行數據，逐位在通信線上傳輸并送達接受設備，接收端將數據轉換回并行方式，供接收方使用。串行通信傳播速度慢，但覆蓋面廣。②并行通信。并行通信傳輸在兩個設備之間有多個數據位同時使用，發送方將這些數據位通過數據線傳給接受方，接受方可同時收到多個數據。并行通信傳統速度快，主要用于近距離通信。

1.2.2數據通信交換方式及適用范圍①電路交換通信。電路交換是指兩臺計算機或終端使用一條相同的物理鏈路進行信息傳輸，且該鏈路是一直使用的、不與其他終端共享的。該電路交換方式實時性強，成本低，一般在一些公用的電話、電報、數據網等網絡中使用。②報文交換通信。報文交換通信是在線路較忙時先把用戶的報文存儲于交換機中，當輸出電路負載小時再將該報文傳送到接收方。報文交換通信方式適用于終端之間傳輸速率或協議不同的數據通信，可提高電路利用率。③分組交換通信。分組交換通信是把接受到的整份報文分為幾個數據包，先分組儲存在中轉器內，然后再轉發到接收方。分組交換通信傳輸成本低，傳輸質量高，適合比較大的數據信息。

2數據通信的分類

2.1有線數據通信

2.1.1數字數據網數字數據網的基礎是數字傳輸網絡，它是以光纜、數字微波、數字衛星電路為基礎，通過數字傳輸而形成的一個具有優秀傳輸質量、利用率高、價格便宜的一種有線數字傳輸。

2.1.2分組交換網分組交換網是一種新型的交換網絡，同時它也是有線數據通信的基礎網絡。它的原理是將一條信息平均分成多分并分組，以組的形式儲存轉發，因此它的交換延時較低，具有實時通信功能，并且它在同一條電路上開放多條虛擬電路，由此多個用戶就可以同時利用信息。

2.1.3幀中繼網幀中繼網是由幀中繼節點機和傳輸鏈路構成的。它將X.25協議規定的網絡節點之間、網絡節點和用戶設備之間每段鏈路上的數據差錯重傳控制推到網絡邊緣的終端來執行。網絡只是用于糾錯，從而大大簡化了節點機之間的處理過程。其功能特點為：通過幀中繼協議以幀的方式進行數據傳送；傳輸鏈路通過邏輯連接，實現了動態分配；處理效率很高，信息處理量比較大，通信的延時較低；采用了簡化的分組交換技術提供PVC/SVC。

2.2無線數據通信

無線數據通信不依賴于有形媒介進行信息傳遞，而是利用無線電波的傳播傳遞信息，不限于終端是否固定，可實現移動狀態下的通信。無線數據通信是在有線數據通信的基礎上發展起來的，通過與有線數據網相聯，使移動用戶擁有有線數據網路的功能。

3數據通信的應用

3.1有線數據通信的應用

3.1.1數字數據電路（DDN的應用范圍有：①可提供一定強度的中高速數據通信業務。例如局域網互聯、大中型主機互聯、ISP等。②為分組交換網提供中繼電路。③提供點對點、一點對多的業務。④提供中繼幀的業務。同時也擴大了DNN的業務范圍。⑤提供語音、圖像等通信。⑥提供虛擬專用業務。其應用的領域很廣泛，各種領域均能發現它的影子。它不僅適用于氣象、公安、鐵路、醫院等行業，也涉及到一些實時性較強的數據交換，如證券業、銀行等。還有無線移動通信網利用了DDN聯網后，也提高了網絡的可靠性和快速自愈能力。

3.1.2分組交換網的應用提供了SVC和PVC，其分組的業務資費比較便宜，是架設內部廣域網最經濟的一種選擇。可單點也可多點連接，在建立多點連接時代替昂貴的DDN專線，大大縮減了建立多點連接的代價。因為X.25協議比較復雜，所以適用于64K的低速場合。如POS機、郵電部、ChinaPAC等。

3.1.3幀中繼技術的應用幀中繼有許多好處，其中比較實用的有如下幾點：①降低網絡互連費用，幀中繼能再一條物理鏈接上提供多條邏輯連接，所以用戶接入的費用也相對的降低了。②簡化了網絡功能，提高了網絡性能。幀中繼技術采用了光纖數字傳輸系統，簡化了網絡處理功能，因此幀中繼能明顯地改善網絡功能和響應的時間，大大縮短了網絡延時。它通過充分利用高層協議的性能，簡化了物理網絡的復雜性，同時也保證了高層網絡的各種功能不受到任何的影響。③采用了國際的標準，與各種廠商的產品相互兼容，這也大大提高的幀中繼的利用率。因為幀中繼的協議比較簡單，所以各個廠商在產品之間的兼容性和互通互聯性上比較容易實現。幀中繼的應用十分廣泛，下面是一些應用的例子：①通過LAN進行互聯。大約有90%以上的用戶采用這種方式連入幀中繼網。其比較適合處理LAN用戶傳送大量的突發性數據。很多大企業、銀行、政府部門都是通過這種LAN的方式來將總部與各地分支機構進行WAN互聯。②圖像傳送。幀中繼網絡的高速率、低延時、低費用等特點受到大多數用戶的親睞，其種種優點比較適合于傳輸圖片和圖像等多媒體信息。例如遠處醫療系統就采用了這種幀中繼網絡，因為在遠程醫療系統中傳送一張普通的X光片就需要占用8MB/s的寬帶，而幀中繼網在網絡延時和費用方面都比較能讓人接受。③通過利用幀中繼網能夠建立一種虛擬專用網。虛擬專用網是一種邏輯網絡，在虛擬網內各個節點都能夠共享細膩網絡內的資源，此數據也僅僅限制在虛擬網內，對于虛擬網外的用戶不會產生任何的影響。同時也有利于信息的保密性。

3.2無線數據通信

無線數據通信由于可應用于移動用戶，故也稱為移動數據通信。它已經在人們的日常生活中普遍應用。無線數據業務一般包括基本數據業務和專用數據業務。基本數據業務常見的有廣播、傳真、Emai、無線網（WLAN）的建立等。專用業務是某個行業特殊的用途，如GPS汽車導航衛星定位、計算機輔助調度、個人移動數據通信、3G手機網絡的普及等，都屬于無線數據業務的應用范圍。

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[關鍵詞] VPN隧道技術L2TP協議IPSec VPNMPLS VPN

一、引言

當前以Internet為標志的信息技術革命，正以驚人的速度改變著人們的生產、工作、學習和生活方式，Internet應用已經越來越成為人們生活中不可缺少的部分，教師的教學工作空間已不再局限于三尺講臺，他們完全可以在登陸網絡后完成備課、答疑、了解學生學習情況等教學工作。校園網的快速發展，使得學生不僅通過課堂和書本獲得知識，而且可以從網絡進行協作學習和獲取大量對學習有益的學習信息。同時要保證教育的各種應用得以順利實施,安全問題（如不向非授權的學生泄露教學內容、試卷內容等）也很重要，將VPN（Virtual Private Network，虛擬專用網）技術應用于遠程教育教學中，可達到保證數據的安全性，和節省異地遠程用戶訪問費用。

二、VPN技術

VPN（虛擬專用網）指的是依靠ISP（Internet服務提供商）和其他NSP（網絡服務提供商），在公用網絡中建立專用的數據通信網絡的技術。在虛擬專用網中，任意兩個節點之間的連接并沒有傳統專網所需的端到端的物理鏈路，而是利用某種公眾網的資源動態組成的。簡單地說VPN就是通過專用的隧道技術在公共數據網絡上仿真一條點到點的專線技術，本文更多討論的是遠程教育教學用戶使用Internet公眾數據網絡的長途數據線路動態地聯接而成邏輯上的虛擬子網時，給教育教學帶來的安全性、便利性和可管理性。

目前VPN主要采用四項技術來保證數據安全，分別是隧道技術（Tunneling）、加解密技術（Encryption & Decryption）、密鑰管理技術（Key Management）、使用者與設備身份認證技術（Authentication）。

VPN在公用網上建立一條數據通道（即隧道），讓數據包通過這條隧道，從而實現虛擬通信。進行虛擬通信的兩個或多個設備之間傳輸的數據對于沒有參與虛擬通信的設備是保密的，而且他們也不會意識到這種虛擬通信。隧道由隧道協議組成，定義了一系列較為完整的數據封裝和安全協議及其算法。

第二層隧道協議是先把各種網絡協議封裝到PPP中，再把整個數據包裝入隧道協議中。這種雙層封裝方法形成的數據包靠第二層協議進行傳輸。第二層隧道協議有L2F、PPTP、L2TP等，其中L2TP協議是目前IETF的標準，由IETF融合點到點隧道協議(PPTP)與二層轉發協議(L2F)而形成，特別適合組建遠程接入方式的VPN。

第三層隧道協議是把各種網絡協議直接裝入隧道協議中，形成的數據包依靠第三層協議進行傳輸。第三層隧道協議有VTP、IPSec等。IPSec（Internet Protocol Security，因特網安全協議）使用包括安全封裝協議（ESP）和數據加密標準（DES）等已經驗證的加密技術，從認證、完整性和加密三個方面來保證數據的安全性，在IPSec VPN里，通信雙方首先要采用一定的方式建立連接，確定所要采用的安全策略和使用模式，包括加密運算法則和身份驗證方法類型等。一旦IPSEC通道建立，所有其上層協議數據都被進行加密，而不管這些通道構建時所采用的安全和加密方法如何。IPSec適合內聯網VPN，將分布在不同地域的分校網絡互聯，為遠程用戶提供增強的安全性。

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關鍵詞：通信原理；實驗內容；人才培養

中圖分類號：G40-057 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）52-0117-02

通信原理實驗是電子信息類本科專業的必修課程，大學電子與信息類理科專業幾乎都設置了該課并作為必修課程列入教學計劃。在當今通信技術飛速發展的時代浪潮中，通信理論與相關的實驗必然要跟上時代的發展步伐，對該課程的內容設置及實驗環節要求必然要進行教學改革[2]。本文對通信原理實驗內容的設置及實驗環節進行了研究與探索。目的是為了培養和造就高質量的綜合性通信技術人才。為了合理地設計通信原理實驗內容，制定切實可行的教學計劃和教學大綱，我們對國內十幾所知名重點大學進行了調研，歸納起來，目前通信原理實驗使用的設備有以下幾種，下面將對其進行分析，并對通信原理實驗內容配置與培養高質量綜合型通信專業技術人才的關系進行探討。

一、通信原理實驗箱在通信原理實驗中所起的作用

通信原理實驗箱是近十幾年來根據市場需求發展起來的一種供通信原理實驗用的一種實驗設備，不同的廠家所研究的設備也有差異，主要以驗證型實驗為主，由于設備的研發是針對通信原理實驗進行的，因此，可以反映通信原理的主要知識點[3]，并且能夠直觀方便地讓學生通過測試觀察到各點的波形，雖然這些實驗僅僅是驗證性的實驗，但對于建立基本概念、對通信原理基本知識點的理解無疑是必不可少的。有些廠家研制的實驗設備也可以體現出設計型，但是主要以模塊為單元，利用不同的模塊組合進行設計型實驗，設計過程主要體現出不同模塊的組合與分解，在一定程度上能夠體現出通信原理實驗的設計知識點，能夠讓學生完成一定的設計型實驗環節。但也有一定的局限性，它不能充分發揮學生的主觀能動性，設計內容也受到已有模塊的約束。

二、自行研制的通信原理設備有其獨特之處

有些學校根據實驗環節的需求自行研制了一些實驗設備，不同學校研制的設備都有自己的特點，有些學校體現在模塊設計型，與上述通信原理實驗設備廠家研制的有些類似，主要利用模塊之間的連接或組合進行設計型實驗。有些學校利用FPGA芯片作為硬件基礎，全部實驗內容都反映在軟件的設計內容上，對應基礎性實驗，教師已經做好了軟件，實驗過程就是讓學生進行波形的測試，從而完成驗證型基礎性實驗。對于設計型實驗，主要體現在讓學生利用已有的硬件平臺進行軟件設計，這些軟件包括VHDL、Verilog等硬件描述語言，學生從編程調試到仿真分析以及下載實現，都充分體現了軟件和硬件設計過程。設計型實驗環節是否能夠充分體現，對于提高學生的綜合設計、軟件編程、波形測試、調試分析及硬件設計能力，有著非常重要的促進作用。

三、Matlab仿真軟件在通信原理實驗中的應用

利用Matlab進行通信原理的仿真實驗，也是一種對實驗數據處理及分析行之有效的方法[4]，通信原理中的很多知識點可以利用該軟件進行分析和仿真。模擬、數字調制和解調、波形成形、信噪比與誤碼率曲線、噪聲特性等知識點都可以通過軟件進行仿真分析，通過選擇不同的參數可以對系統設計提供依據和參考。

四、利用Labview軟件進行通信原理仿真實驗

美國NI公司Labview軟件仿真實驗，由于軟件設計相對比較靈活，利用該軟件進行仿真實驗，幾乎可以完成通信原理中的所有知識點的實驗，利用該軟件進行編程實驗，可以體現出方便、靈活的優點，電路設計可進行不同參數的設定，從而得到不同的設計結果。其難點主要體現在軟件的編程和調試方面。其缺點是編程模塊的參數選擇對設計結果有較大的影響，選擇不同的參數輸出信號或波形有較大的變化，當在未知輸出情況下，直接希望得到正確的輸出會有些困難，往往是已知輸出情況下可以通過調整設計參數從而得到正確的輸出信號或波形。

五、NI公司的USRP無線傳輸設備在通信原理實驗中的應用

有些高校配置了美國NI公司研制的USRP無線通信傳輸設備，利用該設備進行通信原理實驗，需要安裝USRP驅動軟件，同時也需要Labview軟件工作環境，能夠完成比純Labview更多功能的實驗內容，USRP設備的應用需要進行初始化參數的配置，帶有FPGA下載芯片功能，軟件設計過程的多種電路可以應用下載功能完成硬件電路的過程實現。其主要優點是能夠實現無線通信，學生在做實驗過程中，能夠體會到通信的過程，如果設計程序有問題，則不能完成通信過程。對于具有通信功能的實驗或接收電路，如果軟件編程有問題、硬件設置或硬件連接有問題，則無法實現數據通信過程。必須設法找到軟件編程問題的所在，排除故障才能完成實驗中的數據傳輸過程。在這些實驗中，程序調試過程不僅需要尋找軟件編程錯誤，還要排除硬件配置錯誤等故障。這對于提高學生的編程、調試、測試和綜合能力，將會有很大的作用。另一方面，也有其局限性，該類實驗局限于一種編程語言，對于提高學生硬件設計及硬件調試能力還需要其他驗證型、設計型或綜合型實驗環節支撐。

六、基于FPGA硬件電路的設計型實驗

基于FPGA的通信原理電路設計性實驗，是目前大部分學校配置的實踐性環節，FPGA是目前硬件電路設計最常用的一種方法，與通信原理電路結合則構成通信原理關鍵知識點的掌握與硬件設計過程。這將會提高學生硬件電路的設計、調試、測試、故障分析與故障排除的綜合能力。雖然FPGA不屬于通信原理的內容，早期的電路設計是利用分離元件或集成電路芯片設計，目前大部分電路設計較少使用，要想引入通信原理的硬件電路設計與調試實驗環節，無疑應該加入基于FPGA的通信原理電路設計實驗環節。需要指出的是，通信原理實驗是專業基礎課程，應該體現出其關鍵的知識點，而不應該無止境地擴展或引深其設計內容，比如FPGA通信原理電路設計，應體現出通信原理中的關鍵知識點，這些知識點主要是信源編碼與譯碼、信道編碼與譯碼、模擬調制與解調、數字調制與解調、數字復用與分用、幀同步、波形成型等。

七、結論

綜上所述，對于通信原理實驗內容的配置，需要考慮多方面的因素。對于大學本科學生來說，實驗內容不能過于簡單，它不是畢業設計，不能太簡單，也不宜安排題目過大的設計型實驗。否則，將會適得其反，達不到預期的目的。驗證型實驗要注意到通信原理的基礎關鍵知識點，這些知識點是通信原理中需要掌握的基本概念，制定設計型和綜合型實驗要注意到難度適當和工作量合理。實驗內容的配置，遵循的原則是既要安排基礎知識點，又要注意高端難度知識點，既要有驗證型又要有設計型，既要配置軟件編程又要考慮硬件設計，做到普通學生能夠掌握一般知識點，拔尖學生不僅能夠掌握一般知識點，還要利用設計型和綜合型實驗發揮其設計與研發的優勢。實驗內容的配置，要考慮不同層次的學生[5]，使學生在做實驗過程中能夠體會到通信的過程，如果設計程序有問題，則不能完成通信過程。對于具有通信功能的實驗或接收電路，如果軟件編程有問題，硬件設置或硬件連接有問題，則無法實現數據通信過程。必須設法找到軟件編程問題的所在，排除故障才能完成實驗中的數據傳輸過程。在這些實驗中，程序調試過程不僅需要尋找軟件編程錯誤，還要排除硬件配置錯誤等故障。這對于提高學生的編程、調試、測試和綜合能力，將會有很大的作用。無論是一般學生還是拔尖學生，要使不同層次的學生都有發揮自己優勢和特長的機會，從而達到培養和造就高質量綜合性通信專業技術人才的目的。

總之，使學生在做實驗過程中能夠體會到通信的過程，如果設計程序有問題，則不能完成通信過程。對于具有通信功能的實驗或接收電路，如果軟件編程有問題，硬件設置或硬件連接有問題，則無法實現數據通信過程。必須設法找到軟件編程問題的所在，排除故障才能完成實驗中的數據傳輸過程。在這些實驗中，程序調試過程不僅需要尋找軟件編程錯誤，還要排除硬件配置錯誤等故障。這對于提高學生的編程、調試、測試和綜合能力，將會有很大的作用。實驗內容的配置要考慮的基本問題，實驗環節要使驗證型、設計型和綜合型多種類型的實驗融合[1]；要考慮不同層次的學生，不僅考慮一般學生，還要考慮拔尖學生；實驗內容不僅有軟件編程調試，還要有硬件設計和測試；要使不同層次的學生都有發揮自己優勢和特長的機會。

參考文獻：

[1]閆艷霞，姜利英.通信原理實驗體系的改革與探索[J].中國電力教育，2014，（2）.

[2]陳芳妮.面向應用型人才培養的通信原理課程改革探討[J].浙江科技學院學報，2014，（2）.

[3]沈文麗，余燕平，賈波.通信原理課程的課堂與實驗教學改革[J].實驗科學與技術，2014，（2）.

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關鍵詞：信息化時代；電氣傳動；技術分析

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.112

0 引言

如今，信息技術高速發展，進一步推進了我國社會生產力的發展。但是從生產能力與生產水平來看，我國仍處于相對落后的狀態，尤其是工業化的發展水平。電氣傳動技術是工業化最基礎的技術，它在工業領域的應用情況對我國工業化的發展造成直接的影響。所以，電氣傳動領域要順應社會發展的趨勢，不斷地更新電氣傳動技術，不斷融入信息技術，最終促進我國工業化的發展。

1 信息化時代的電氣傳動技術的基本概念

利用電動機實現電能與機械能之間的轉換，利用轉換的機械能帶動生產的所有機械運行，從而使得生活中的各種生產設備、交通運輸工具以及生活中所需要能量產品正常運行。這樣的形式被稱為電力傳動。如今，是一個信息化高速發展的社會，人們越來越重視信息技術的利用，并將其運用到各個領域中。相反，人們對電動傳動技術的重視降低，長此以往，會對機械的正常運行與持續發展產生一定程度的影響。就信息技術來說，它不屬于原動力，不能直接使得機械正常運行，信息技術想要帶動工業化的發展，必須要通過電力傳動這個媒介進行。同時，電力傳動技術要依賴于信息技術才能穩步發展，實現機械生產與社會發展的實際需要相符合。所以，想要促進工業化的發展，必須要將信息技術與電氣化技術相結合。從電力傳動技術方面來看，包括的主要內容是數字控制與數據通信、電子變換器等。要實現信息技術與電氣傳動的有機結合，就要從這幾個方面入手，最終促進工業化的可持續發展。

2 信息化時代的電氣傳動技術分析

2.1 電力電子變換器是信息流與物質間傳輸的媒介

信息流與能量之間的重要媒介是電力電子技術，如果沒有電力電子技術實現轉換，沒有利用弱電對強電的接口進行控制，那么，信息只是停留在信息的狀態，不能實現對物質生產的真正控制。當前，電力電子技術發展處于上升階段，不斷涌現出新的電力電子器件以及變換技術。同時，電力電子技術的普及，社會越來越重視諧波與無功電流對供電電網產生的影響。為進一步解決這個問題，相關的研究單位需要大力地開發“綠色”電力電子變換器。要求功率因素處于可控制的范圍內，各次諧波的分量比國際與國家要求的標準限度小。這是一種可行的方法。

2.2 數字控制與數據通信手段在電氣傳動技術中的運用

2.2.1 數字控制與數據通信手段的使用優勢

就目前而言，電氣傳動控制主要是根據電子技術實現對機械的控制。控制模塊主要包括數字控制與模擬控制。社會市場經濟的不斷發展，大規模的集成電路微處理器已經實現商品化，實現商品化之后又會進一步促進電子控制的發展。就數字控制來說，以微處理作為技術的核心內容，以控制器為主要的形式，這種形式在實際的使用過程中已經發揮了很大的作用。

PI調節器是數字控制器中使用最為廣泛的形式，它所具有的優勢，數字控制器也有。所以，可以從PI調節器的角度來討論數字控制器的使用優點。PI調節器能快速地對控制作用的物體做出反應，在積分部分，能有效地累積積分偏差，并有效地消除穩態誤差。在實際運用數字控制的過程中，不會對模擬控制器產生控制，另外還能最大限度地使用計算機有關的智能功能改進數字控制器，進一步促進數字控制器的智能化發展。

2.2.2 數字控制系統的故障檢修與自我診斷功能

計算機控制具有很多優勢，其中最主要的優勢是自我診斷故障。邏輯判斷以及數值計算能力是計算機必備的能力，所以，利用計算機能有效地處理事先所搜集的數據，并對這些數據進行精準的分析。在分析故障的過程中掌握數字控制系統出現故障的原因，并通過故障的原因對故障形成正確的判斷，從而采取正確的措施有效地對故障進行處理，這樣的一個過程被稱為故障自診斷。計算機能可靠地完成工作是計算機完成故障自診斷的保障因素。確保檢測元件準確無誤。對元件的檢查通常需要人工來檢查。

3 結語

總而言之，信息技術的發展需要電氣傳動技術方面做出相應的改變，在電氣傳動中更多地利用先進的信息技術，將電氣傳動技術與信息技術充分地融合，使其更加滿足現代社會生產的要求，將電氣傳動技術更加廣泛地運用到工業生產過程中，進一步推進我國工業化發展的速度，實現社會經濟效益的最大化。

參考文獻：

[1]陳伯時.信息化時代的電氣傳動技術[J].自動化博覽，2002（04）：4-7.

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關鍵詞：程控交換技術 發展 前景

中圖分類號：TN876.3 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）11-0017-01

前言：信息產業的基礎是通信，在人們的日常生活和生產活動當中，通信扮演著一個非常重要的角色，通信主要指的是通過有線或者無線的方式，對語音、數字和文字等信息進行發射和接受，而為了實現通信的可靠性和有效性，需要根據實際情況，采取有效的交換技術，以此來保證用戶能夠技術的進行信息交流，程控數字交換技術就是其中的一種主要方式。

一、程控交換技術的基本概念和原理

1.程控交換技術的基本概念

與其它的交換技術比較類似，程控交換技術主要指的是通過交換設備在通信網路終端用戶之間建立相應的連接，并且通過網絡通道實現信息的傳遞和交流，主要的組成部分包括信號發射源、信號發生終端、信號收取終端、網絡傳輸通道和相應的交換節點。

2.程控數字交換機的主要組成部分

在整個通信系統當中，不僅需要完成對信息的安全傳輸，同時也需要完成對信息的交換，信息交換是主要依靠節點交換機來完成的，一般情況下，根據通信方式的不同，節點交換機也具有不同的類型，比如說電話通信系統中常用的節點交換機為程控數字交換機，而數據通信系統中則采用分組交換機作為節點交換機。程控交換技術實現了網絡業務節點的數字化，在此基礎上，能夠為用戶提供更多的智能網絡服務，作為數字信息交流的一種方式，程控數字交換機的主要組成部分包括軟件系統和硬件系統，其主要硬件設備包括終端接口、連接和控制模塊，而其中的軟件系統主要由程序和數據等兩方面組成，程序主要包括聯機程序和脫機程序，數據主要包括系統數據、局數據和用戶數據，這樣單重數據具有不同的功能，系統數據是交換機進行節點交換所公用的數據，而局數據代表了節點交換機在整個交換網中的級別，用戶數據是用戶或者市話局交換機所控制的數據。

3.程控數字交換機的基本原理

控制模塊作為程控數字交換機中的重要組成部分，發揮了極其重要的作用，控制設備主要包括處理器和儲存器，處理器主要是根據相關的命令，來對其中的軟件程序進行操作，對軟件和硬件之間的交換進行控制，而儲存器主要是對軟件程序進行存放，根據信息類型的不同，存放的時間也有所不同。控制設備可以分為單機和多機，相應的控制方式也可以分為集中和分散兩種方式，集中控制是利用一個處理器來對所有控制系統的功能進行處理，通過對各個功能之間接口軟件的更改，就能完成相應的操作，但是這樣的處理控制方式有一個明顯的缺點，就是容錯率較低，雖然處理的過程比較方便，但是只要這樣一個處理器出現問題，那么整個系統都不能順利的進行，在這樣的情況下，一般控制設備是依靠多個處理器來進行操作的，這樣雖然在一定程度上影響了工作效率，但是也能夠有效的控制運行風險，同時也能夠比較容易的實現業務拓展，在未來的交換系統中，分散控制則是重要的發展方向。另外，在處理信息的交換中，主要是依靠交換網絡來進行的，交換網絡能夠根據用戶的實際呼叫需求，通過控制模塊的接續命令，來建立主叫和被叫用戶之間的信息傳輸通道。根據用戶呼叫類型的不同，也需要對呼叫進行處理，一般情況下包括呼叫建立、雙方通話和釋放等三個環節。

二、程控交換技術的發展前景

我國真正引進程控交換技術是在80年代初期，在90年代初的時候又以市場換取了美國的程控交換技術，以此來滿足市場的需求，但是由于國外企業的干預，核心技術并沒有真正的轉讓，可以說，我國程控交換技術的發展是比較艱辛的。隨著我國經濟技術的發展，程控交換機的設計和制造水平正在不斷提高，就目前來看，雖然與發達國家還有一定的差距，但是能夠真正滿足目前我國市場的需求。目前通訊技術的發展是全方位的，發展的范圍也在不斷的擴大，隨著新型業務的拓展，程控交換技術也在不斷的更新和成熟，目前程控交換技術的發展前景主要包括這樣幾個方面：

1.首先是分散控制方式

程控數字交換機的控制方式是從集中控制逐漸發展為分散控制方式的，目前市場上的程控數字交換機雖然還保留著一定的集中控制，但是由于集中控制具有一定的風險性，在出現故障的情況下，很有可能就會造成極大的損失，在這樣的情況下，分散控制方式將成為程控交換機未來的主要控制手段，而在IC技術的不斷發展過程中，分散控制方式將與微處理機的發展緊密結合。分散控制的程度主要體現在中央處理機功能的弱化程度，一般情況下主要包括分級控制和分布式控制等兩種控制方式，其中，分級控制是將整個處理機系統分為兩級或者三級，其中的一級屬于中央處理機控制，所執行的操作是對較為集中的高層呼叫進行處理，而其它的處理機需要受到中央處理機的控制在不同程度的呼叫管理當中，主要依靠中央處理機來完成。而分布式控制模式則是在一定程度上增加了控制模塊中各個處理機的獨立性，削減了中央處理機的功能，而目前各個控制模塊當中微機的功能逐漸在增強，在這樣的情況下，中央處理機的功能越是被削弱，這就說明全微機化的控制模式即將要實現，同時由于微機的體型逐漸縮小，其靈活性得到增加，這樣就可以在各種電路中加入微機，以此來增加其整體功能。

2.軟交換技術

在目前的信息化時代，人們的生活質量正在不斷的提升，對網絡通信的質量和速度提出了更高的要求，為了滿足人們的實際生活需要，就需要對網絡通信技術進行改進和升級，以此來使業務服務方式更加靈活和個性，在這樣的基礎下，程控交換技術的下一代網絡概念將要逐漸的發展起來，這種新型的交換方式就是軟交換技術。軟交換技術既能夠執行傳統程控交換機相同的功能，同時也能夠對IP通信進行處理，就目前來看，軟交換技術能夠對電路交換和分組交換進行整合，同時還能夠有效的降低網絡成本，提高運營商的經濟效益。作為下一代網絡的核心設備之一，在對其網絡結構進行組建的過程中，需要考慮與其它網絡之間的溝通作用，一般情況下，軟交換技術主要是對實時業務進行處理，針對業務種類的不同，可以將呼叫控制、承載建立和業務邏輯進行相互區分，并且在之間建立相應的通信通道，這種方式能夠幫助運營商更好的開展新業務，以此來提高核心競爭力。

3.電路交換技術和分組交換技術的結合

這樣的技術也可以被稱為綜合交換機技術，從以上敘述可以看出，軟交換技術能夠對電路交換和分組交換進行整合，而綜合交換機技術可以同時支持寬帶交換、電路交換和IP交換，在未來信息網絡的發展當中，IP電話技術也是在綜合交換技術的基礎上，在IP網上進行實時傳送語音信息的應用。目前此項技術正在不斷的發展當中，未來將成為信息網路的主要支柱之一。

結束語

在信息技術發展迅速的今天，任何業務的發展，都是建立在技術革新的基礎上來進行的，作為通信技術中的主要組成部分，程控交換技術呈現出了良好的發展前景，并且在未來的發展中將會更加廣泛的應用在人們的生產生活當中，而分散控制、軟交換技術和綜合交換技術將會是程控交換技術未來發展中的主要方向。

參考文獻

[1]郭林.程控數字交換技術及其發展趨勢[J]. 科技創新與應用， 2012（21）：48-48.

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關鍵詞 計算機；網絡；體系；機構

中圖分類號TP39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）69-0185-02

0引言

幾十年來，計算機網絡發展相當迅速。但計算機網絡的實現要解決很多復雜的技術問題：支持多種通信介質，比如雙絞線、同軸電纜、光纖、微波、紅外線等；支持多廠商、異構互聯，包括軟件的通信約定以及硬件接口的規范；支持多種業務，比如批處理、交互分時、數據庫等；支持高級人機接口，滿足人們對多媒體日益增長的需求。正如結構化程序設計中對復雜問題的模塊化分層處理一樣，在處理計算機網絡這種復雜系統時所采用的方法就是把復雜的大系統分層處理，每層完成特定功能，各層協調起來實現整個網絡系統的功能。計算機網絡體系結構就是介紹計算機網絡中普遍采用的層次化網絡研究方法。

1計算機網絡體系結構的基本概念

1.1通信協議

在網絡系統中，為了滿足數據通信的雙方準確無誤的進行通信，這就需要我們根據在通信過程中產生的各種問題，制定一系列的通信雙方必須遵守的規定，這就是我們所說的通信協議。從通信協議的表現形式來看，它規定了交互雙方用于通信的一系列語言法則和語言意義，這些相關的協議能夠規范各個功能部件在通信過程中的正確操作。

1.2實體

每層的具體功能是由該層的實體完成的。所謂實體是指能在某一層中具有數據收發能力的活動單元（元素）。一般就是該層的軟件進程或者實現該層協議的硬件單元。在不同系統上同一層的實體互稱為對等實體。

1.3接口

上下層之間交換信息通過接口來實現。一般使上下層之間傳輸信息量盡可能少，這樣使兩層之間保持其功能的相對獨立性。

1.4服務

服務就是網絡中各層向其相鄰上層提供的一組功能集合，是相鄰兩層之間的界面。因為在網絡的各個分層機構中的單方面依靠關系，使得在網絡中相互鄰近層之間的相關界面也是單向性的：下層作為服務的提供者，上層作為服務的接受者。上層實體必須通過下次的相關服務訪問點（Service Access Point，SAP），才能夠獲得下層的服務。SAP作為上層與下層進行訪問的服務場所，每一個SAP都會有有自己的一個標識，并且每個層間接口可以有多個SAP。

1.5服務原語

網絡中的各種服務是通過相應的語言進行描述的，這些服務原語可以幫助用戶訪問相應的服務，也可以像用戶報告發生的相應事件。

服務原語可以帶著不同的參數，這些參數可以指明需要與那臺服務器相連、服務器的類別、和準備在這次連接上所使用的數據長度。假如被呼叫的用戶不同意呼叫用戶建立的連接數據大小，它會在一個“連接響應”原語中提出一個新的建議，呼叫的一方能夠從“連接確認”的原語中得知情況。這樣的整個過程細節就是協議內容的一部分。

1.6數據單元

在網絡中信息傳送的單位稱為數據單元。數據單元可分為：協議數據單元（PDU）、接口數據單元（IDU）和服務數據單元（SDU）。

1）協議數據單元

不同系統某層對等實體為實現該層協議所交換的信息單位，稱為該層協議數據單。

其中：協議控制信息，是為實現協議而在傳送的數據的首部或尾部加的控制信息，如地址、差錯控制信息、序號信息等；用戶數據為實體提供服務而為上層傳送的信息。考慮到協議的要求，如時延、效率等因素，對協議數據單元的大小一般都有所限制。

2）服務數據單元

上層服務用戶要求服務提供者傳遞的邏輯數據單元稱為服務數據單元。考慮到協議數據單元對長度的限制，協議數據單元中的用戶數據部分可能會對服務數據單元進行分段或合并。

3）接口數據單元

在同一系統的相鄰兩層實體的一次交互中，經過層間接口的信息單元，稱為接口數據單元。

其中，接口控制信息是協議在通過層間接口時，需要加一些控制信息，如通過多少字節或要求的服務質量等，它只對協議數據單元通過接口時有作用，進入下層后丟棄；接口數據為通過接口傳送的信息內容。

1.7網絡體系結構

網絡體系結構就是以完成不同計算機之間的通信合作為目標，把需要連接的每個計算機相互連接的功用分成明確的層次，在結構里面它規定了同層次進程通信的協議及相鄰層之間的接口及服務。實際上網絡體系結構就是用分層研究方法定義的計算機網絡各層的功能、各層協議以及接口的集合。

2網絡體系結構的分層原理

當今社會上存在這各個年代、各個廠家、各個類型的計算機系統，如果將這不同的系統進行連接就必須遵守某種互聯標準規則。為了減少協議設計的復雜性，大多數網絡都是按照層的方式來組織的。

在網絡的各個不同分層結構中，每一層都要服務于它的上層，并且呀說明服務對象的相應接口，上層只不過是利用下層所提供的服務和相關的功能，不用知道下面的層次為了此次服務到底采用了什么樣的方法和相關的協議，下層也僅僅是知道上面一個層次傳送過來了什么參數，這就是層次間的無關性。處在各個不同的系統里面的相同層次之間的實體之間沒有什么直接的相互通信的能力，它們的通信必須經過相鄰近的下面層次和更加下層的各種通信來完成。分層結構的優點如下：

1）獨立性強。各個層次之間有具體的分工，獨立性是指被分層的具有相對獨立功能的每一層只要知道下面的層次能夠為自己提供的服務是什么和自己向上面一個層次能夠提供什么服務就好，不用知道下面的層次為自己提供的服務需要什么方式；

2）適應性強。層與層之間是相互獨立的，一層內部發生了變化并不影響與他相連接的其它各層；

3）易于實現和維護。整個大的系統進行分層后，一個復雜的系統被分解成很多個功能單一、范圍較小的子系統，每一個層次僅僅實現了與自己相關的功能，不僅僅讓復雜的系統變得清晰明了，也是網絡系統中各個環節的實現和調試變得簡單和容易。

3結論

計算機網絡的體系復雜，各個層次間的聯系多種多樣，相信只要學習好現有的體系結構，一定能夠應對各種網路體系問題，由于作者本身經驗和知識層次的欠缺，文中難免會出現不合理之處，望作者批評指正。

參考文獻

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關鍵字:電力通信;電力系統;網絡;MPLS;ATM;IP

近年來,隨著網絡規模和用戶數量的迅猛發展,網絡數據流量以幾何級數速度增長,IPoverEverything技術越來越受到人們的關注。在現有的網絡技術條件下,針對網絡提出較高的實時性和可靠性要求時，IPoverATM當是首選。就電力系統而言,被傳送業務對實時性和可靠性的嚴格要求使得人們對實現IP與ATM結合的技術產生了濃厚的興趣。IP技術的優點是有靈活的路由體系,采用非面向連接的“盡力而為”的服務方式,適合于非實時信息的傳輸,但傳統的IP技術對時延、帶寬等QoS要求無法保證,也就不能滿足語音、視頻等實時信息的傳輸要求。ATM是寬帶通信網的核心技術,是一種面向連接的網絡技術,它綜合了分組交換和電路交換的優點,具有良好的QoS保證,支持語音、數據和圖像通信。但ATM的缺點是其連接建立信令過于復雜,路由靈活性不高且在傳輸較短的數據時,效率不高。

MPLS（MultiprotocolLabelSwitching多協議標簽交換技術）是一種在開放的通信網上利用標簽引導數據高速、高效傳輸的新技術。它的價值在于能夠在一個無連接的網絡中引入連接模式的特性;其主要優點是減少了網絡復雜性、兼容現有各種主流網絡技術,能降低50%網絡成本,在提供IP業務時能確保QoS和安全性,具有流量工程能力。此外,MPLS能解決VPN擴展問題和維護成本問題。MPLS技術是下一代最具競爭力的通信網絡技術。

1.MPLS技術

1.1基本概念

MPLS中引入了非常多的新概念和術語，其中比較關鍵和重要的有：

1.Label（標簽）：包含在每個分組中的短的、定長的、只有本地意義的標識符。某一分組的標記代表它所屬的FEC（轉發等價類），用來在一對LSR之間進行分組交換。

2.FEC（轉發等價類）：具有相同轉發方式（目的地相同、使用時轉發路徑相同、具有相同的服務等級等）的一類IP分組。每一個FEC被映射成同一標記，獲得相同處理。

3.LSR（標簽交換路由器）：LSR是執行MPLS協議、完成標記交換的物理設備，包括控制模塊和轉發模塊。處于MPLS邊緣的LSR被稱為LER（邊緣標記交換路由器）.

4.LSP（標簽交換路徑）：一個特定的FEC經過同一層次上的LSR所形成的路徑。

5.LDP（標簽分發協議）：一個LSR通知其它LSR關于Label/FEC綁定信息的一系列過程。

MPLS采用集成模型IP技術與下層技術結合在一起，利用第2層（數據鏈路層）的交換能力提高第3層（網絡層）的路由轉發速度，處于網絡層和數據鏈路層之間，可認為是處于2.5層的一個協議。MPLS兼具了高速交換、QoS、流量控制性能以及IP技術的靈活性和擴展性，不僅能夠解決當前網絡中存在的問題，而且能夠支持許多新功能，是一種較為理想的骨干IP網技術。多協議指的是支持IP和IPX等各種網絡協議。

1.2工作原理

多協議標簽交換(MPLS)技術把網絡層(第三層)的轉發和數據鏈路層(第二層)的交換有機地結合起來,實現了“一次路由多次交換”大大提高了分組轉發效率。MPLS的基本思想如圖1所示,具有MPLS功能的路由器稱為標簽交換路由器(LSR),MPLS域由一組屬于同一管理域(或路由域)并且相鄰的LSR組成。圖中箭頭方向表示數據流方向,LSR1和LSR3分別為入口和出口邊界標簽交換路由器,LSR2為內部標簽交換路由器。不同的數據流分組在LSR1處根據各自的策略被映射到相應的轉發等價類(FEC),通常一個FEC與一個標簽(Label)綁定。映射策略一般與網絡層協議地址五元組(源地址、源端口、目的地址、目的端口、協議類型)有關,如:把具有相同目的地址前綴的數據分組映射到一個FEC;把具有相同源地址和目的地址的數據分組映射到一個FEC;等等。“映射分組”與“標簽分組”有相同的語義,映射的過程也就是標簽分組的過程,具體操作為在數據分組前附加一個標簽頭,隨后這些被標簽的分組將在標簽交換路徑(LSP)上傳輸,LSP由分組傳輸路徑上所經過的一系列LSR組成。LSP上的LSR轉發數據分組時不再需要分析網絡層分組頭信息,而是以標簽作為索引交還分組。

2.我國電力通信現狀

目前，我國電力系統通信領域存在3個通信網絡:SPDnet電力調度網、SPTnet電力通信網（傳輸網）、SPInet電力信息網。同時SPDnet和SPTnet又合稱國家電力數據網。電力系統通信網是現代電網安全、穩定、經濟、優質運行的最基礎支柱，是實現現代化、集約化管理，建設現代化電力企業不可或缺的信息基礎設施。

我國電力專用通信網是電力市場的重要組成部分，為電力系統的生產指揮和調度、行政管理和傳輸自動化信息提供必要保證，承擔繁重的業務信息傳輸任務，這些信息包括以下6大類。

1調度電話、行政電話；

2保護信息、安全自動裝置信息、故障錄波信息和水文、水調信息等；

3調度自動化信息，包括電網生產實時信息、遠動信息、自動發電控制AGC信息、計算機實時信息能量計費系統、能量管理系統EMS、數據采集和監控SCADA等；

4自動化應用業務，包括電力企業MIS、VOD、交互視頻、會議電視系統；

5電力市場支持信息系統包含的各類應用業務；

6internet信息系統、多媒體系統等。

電力通信網作為一種專用網，它具有以下特點：

1高可靠性。這是電力系統行業特點的要求，也是最重要的要求之一。

2實時性要求高。傳輸實時信息通道占的比例較大，每天24h不間斷運行。

3網絡升級擴展余地要求大。隨著電網的迅速發展，各種通信新技術不斷的涌現，通信網也要相應的發展和變化。因此要求通信網絡易于升級和擴充。

4點多面廣、點對多點為主、容量要求不大。局部地區站點密度大，需要頻繁的上下話路。

傳統的IP技術適合傳輸非實時的信息，是面向非連接的。雖然路由靈活，但無法保證低時延、動態帶寬等QoS要求，容錯性和流量控制差，不能滿足電力通信的高可靠性和實時性的要求，無法很好傳輸電力系統中的語音、視頻會議等實時業務。ATM是面向連接的一種廣域網技術，在QoS、流量控制等方面有優勢，但ATM技術異常復雜，短途傳送數據效率低。

3．MPLS在電力通信網中的應用優勢

3.1.電力通信網中引進MPLS的必要性

MPLS技術融合了IP與ATM各自的優點，是IP與ATM的優勢互補。其特點決定了MPLS很適合電力通信網發展的需要。

（1）MPLS支持QoS、流量工程、CoS（服務等級）.MPLS網絡的數據傳輸和路由計算分開，能夠以無連接方式或顯示路由的方式提供面向連接的業務，保障傳輸業務的QoS需求和流量控制。良好的QoS保證和流量工程功能很好地滿足了電力通信對可靠性和實時性的高要求。

（2）MPLS是一種與鏈路層無關的技術，它同時支持X.25、FR、ATM、PPP、SDH、DWDM，最大限度地兼顧了原有的各種技術，保護了原有投資和網絡資源。在電力系統中，這一特點使得目前電力通信中使用廣泛的SDH、ATM等技術，能夠統一在同一個MPLS平臺上，促進了網絡互連互通和網絡的融合，節約投資。

（3）MPLS支持大規模層次化的網絡拓撲結構，進一步促進了網絡功能的劃分將復雜的事務處理推到網絡邊緣去完成，核心網只負責完成傳送功能，這有利于在一個大的網絡中維護IP協議的擴展性，具有良好的網絡擴展性，路由器容量很容易擴展到大比特級。把MPLS引入電力通信網中，很容易解決現有網絡的擴容升級的問題。

（4）MPLS支持大規模的虛擬專用網VPN。為了保證電力安全生產，必須保證各個應用系統具有相當的私密性和專有性以及各個系統之間的安全隔離。因此，各個應用系統建立各自的虛擬專用網絡VPN是電網發展的客觀要求。MPLS為VPN提供了技術支持保證，而VPN則是MPLS技術最重要的應用之一。

3.2.MPLS應用在電力通信中帶來的優點：

電力專用數據通信網是電力系統正常運行的重要保證,為電力系統的生產指揮調度、行政管理和辦公自動化提供了必要的保證。新時期,電力數據通信網承擔繁重的業務信息傳輸任務,包括調度自動化信息、辦公自動化信息、Internet信息系統、語音系統、多媒體系統以及電力市場支持信息系統等包含的各類應用業務。鑒于以上的分析，MPLS應用在電力通信網中將有以下的優點：

（1）在電力通信網傳輸的業務中,存在一部分關鍵性的業務,如調度電話、繼電保護信號、安全自動裝置信號、自動控制信號以及遠程控制信號,雖然數據流量不大但對可靠性和實時性要求很高。這些業務要求通信系統能夠容納第1,2層協議,同時要求通信系統能夠保證QOS和實時性。但很明顯,純IP網絡無法達到電力關鍵性業務的傳輸要求。而MPLS是被事業界普遍看好的解決未來IP骨干網中QoS問題的關鍵技術,改技術結合ATM和IP的優點,能夠保證達到電力系統的特殊要求。

（2）為保證電網安全可靠運行，現代電力系統都采用分層分級調度控制。各級調度控制的功能和目標有所差別，但都需要數據采集和監控即SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition），以此作為各級電網調度決策的依據。所以，SCADA系統是電網調度自動化的基礎與核心，是電網穩定安全運行的保證，其地位和作用十分重要。SCADA對通信的基本要求是可靠、準確、及時，特別是要在緊急狀態下能夠快速高效動作，從而有利于調度人員很好地預測、控制和迅速恢復大的電力事故。與SCADA系統的接口必須要考慮到開放性的要求，使其有一定的通用性，還要考慮到實時性的要求,能滿足電網調度的實際需要。對于電網調度自動化SCADA/EMS實時數據業務，針對其數據類型不同可以采用不同的接入方式。若是屬于網絡型數據業務，可直接接入，通過嚴格設定QoS保證數據傳輸的實時性和可靠性；若是屬于V.24/V.28（RS2232ORRS485）標準的低速實時數據業務，可通過具備V.24/V.28接口的IP設備轉換成IP數據包格式后，再通過MPLS域實現傳送。

（3）以IP技術作為EMS與RTU間通信的通用標準在1998年已經提出。現在可以建立一種通過MPLS完成的RTU與EMS之間的連接模型（如下圖）。在MPLS域內,由于MPLS支

圖3利用MPLS建立RTU與EMS之間的連接模型

持用資源預留協議（RSPV）攜帶預定的標簽信息來提供QoS,這樣可以保證具有實時性的信號在網絡中可靠,實時傳輸。MPLS可為不同服務等級的數據流建立不同的LSP,使得同一個物理網絡可被分為多個虛擬網絡,每一個虛擬網絡代表一個COS（服務等級）,這些虛擬網絡可以有不同的拓撲結構和信號源。這樣,四遙信號可以與其他低等級信號共存于同一物理網絡中,區別在與COS及不同的實現拓撲結構。除應當以最高優先級完成四遙信號的傳送,還應有網絡管理員在網絡建設期間或業務開通之前人工制定主、備用LSP,以提高傳送的可靠性。

結束語

從電力系統通信業務的發展需要來看，綜合化、寬帶化、智能化是發展的趨勢。隨著電力通信要求的提高，MPLS實現ATM與IP的結合將是一個必然的趨勢。滿足了電力調度、生產的各個應用系統的建設和發展。采用MPLS技術能夠建造一個可靠、高效、安全的電力系統通信網。

參考文獻

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[2]柴爭義,韓璐.基于MPLS的VPN實現與應用[J].浙江交通職業技術學院學報,2006,(02).

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篇9

關鍵詞：物聯網；RFID技術；校園管理；應用

物聯網( Internet of Things，IOT) 是通過各種信息傳感設備，如射頻識別( Radio Frequency Identification，RFID) 、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，將任何物品與互聯網相連接起來形成一個巨大的網絡。進而可以進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理。以下將著手從物聯網中的RFID技術及其應用進行分析。

1.物聯網概述

物聯網理念指的是將無處不在的末端設備和設施，包括具有“內在智能”的設備如傳感器、移動終端、工業系統、樓控系統、家庭智能設施、視頻監控系統等，以及具有“外在使能”（Enabled）的物品如貼上RFID的各種資產、攜帶無線終端的個人或車輛等“智能化物件或動物”、通過各種無線和/或有線的長距離和/或短距離通信網絡實現互聯互通（M2M)、應用大集成。

2.物聯網中的RFID技術

2.1自動識別技術與RFID技術

在早期的信息系統中，相當一部分的數據都是通過人工手工采集和處理的，不僅數據量十分龐大，勞動強度過高，而且人為的失誤很多，生產和決策的效率都比較低，也無法實現實時處理。因此，人們研究和發展了各種各樣的自動識別技術，將產業工人從繁重而且準確度不高的手工勞動中解放出來，為正確地總結和決策制訂提供了良好的參考依據。根據自動識別技術的特點，我們可以給出自動識別技術的基本概念。自動識別技術就是應用一定的識別裝置，通過被識別物品和識別裝置之間的互動，自動地獲取被識別物品的相關信息，并提供給后臺的計算機處理系統來完成相關后續操作的一種技術。一個完整的自動識別系統包括前端設備、應用程序接口(或中間件)和應用系統軟件。前端設備完成數據的采集工作，應用系統軟件對采集的數據進行處理，而應用程序接口(或中間件)則提供自動識別技術和應用系統軟件之間的通信接口，將前端設備采集的數據轉換成后端軟件系統可以識別和利用的信息，并進行數據傳遞。圖1給出了典型的自動識別系統模型。

RFID(射頻識別)技術是一種無線自動識別技術，又稱為電子標簽技術，是自動識別技術的一種創新。RFID技術具有眾多優點，廣泛應用于交通、物流、安全和防偽等領域，其很多應用是作為條形碼等識別技術的升級換代產品。下面簡述RFID的基本原理、分類以及典型應用。

2.2物聯網與RFID技術

物聯網技術中較重要的是將實體擬人化的信息自動識別技術。一般能夠用于信息自動采集的方法有多種，不同識別技術的原理和使用范圍不同。物聯網環境下的信息自動識別一般可以通過 RFID 技術、無線傳感技術、全球定位系統以及激光掃描技術等實現。下面分析適應物聯網環境下大規模的信息自動采集的RFID技術。一個典型的RFID系統包括讀寫器、標簽和后端應用系統。以下分別對這幾個部分和射頻通信原理進行介紹。

2.2.1讀寫器

在RFID系統中，讀寫器是核心部件，起到了舉足輕重的作用。作為連接后端系統和前端標簽的主要通道，讀寫器主要完成了以下功能：①讀寫器和標簽之間的通信功能。在規定的技術條件和標準下，讀寫器與標簽之間可以通過天線進行通信。②讀寫器和計算機之間可以通過標準接口(如RS232、TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)，傳輸控制協議、網際協議)、USB(Universal Serial BUS，通用串行總線)等)進行通信。有的讀寫器還可以通過標準接口與計算機網絡連接，并提供如下信息以實現多個讀寫器在網絡中運行，即本讀寫器的識別碼、讀出標簽的時間和信息。③能夠在有效讀寫區域內實現多標簽的同時識讀，具備防碰撞的功能。④能夠進行固定和移動標簽的識讀。⑤能夠校驗讀寫過程中的錯誤信息。⑥對于有源標簽，往往能夠識別與電池相關的信息，如電量等。對于RFID應用系統，讀寫器和標簽的行為一般由后端應用系統控制來完成。通常將后端應用程序與讀寫器之間的通信信道稱為后向通道，而將讀寫器和標簽之間的通信信道稱為前向信道。在后向通道中，應用系統作為主動方向讀寫器發出若干命令，獲取應用所需的數據，而讀寫器作為從動方做出回應，建立與標簽之間的通信。在前向信道中，讀寫器又作為主動方觸發標簽，并對所觸發的標簽進行認證、數據讀取等，進而讀寫器將獲得的標簽數據作為回應傳給應用系統(有源標簽也可以作為主動方與讀寫器通信)。由此可以看到，讀寫器的基本作用就是作為連接前向信道和后向信道的核心數據交換環節，將標簽中所含的信息傳遞給后端應用系統，從這個角度來看，讀寫器可以被看作是一種數據采集設備。

2.2.2標簽

射頻標簽即RFID標簽(也稱為電子標簽、射頻卡等)，有源標簽除了沒有與計算機接口電路外，有點類似讀寫器，其本身就是終端機具，以下主要討論無源標簽，它是指由IC芯片和微型天線組成的超小型的小標簽。標簽中一般保存有約定格式的電子數據，在實際應用中，標簽附著在待識別物體的表面。存儲在芯片中的數據，可以由讀寫器通過電磁波以非接觸的方式讀取，并通過讀寫器的處理器進行信息的解讀，并可以進行修改和管理。按照一般的說法，RFID標簽是一種非接觸式的自動識別技術，可以理解為目前使用的條形碼的無線版本。無源標簽十分方便于大規模生產，并能夠做到日常免去維護的麻煩，因此，RFID標簽的應用將給零售、物流及身份識別、防偽等產業帶來革命性的變化。RFID射頻系統工作時，讀寫器發出查詢信號，標簽收到該信號后，將一部分整流為直流電源提供無源標簽內的電路工作，另一部分能量信號將電子標簽內保存的數據信息調制后返回讀寫器。讀寫器接收反射回的已調信號，從中提取信息。在系統工作的過程中，讀寫器發出的信號和接收反射回來的已調信號是同時進行的，但反射信號的強度比發射信號要弱得多。標簽是物品身份及屬性的信息載體，是一個可以通過無線通信的、隨時讀寫的“條形碼” ，加上標簽的其它優點(如數據存儲量相對較大，數據安全性較高，可以多標簽同時識讀等)，使得RFID的應用前景十分廣闊。

2.2.3編碼、調制和解調

在射頻通信系統中，編碼、調制與解調是通信的核心過程。一般的通信系統都具有以下的通信模型：信源的作用是把各種可能的消息轉換成原始電信號，即編碼。為了使這個原始信號適合在信道中傳輸，由發送設備對原始信號進行變換，即調制。信道是信號傳輸的通道。在接收端，接收設備的功能與發送設備的功能相反，它能夠從接收信號中恢復出相應的原始信號，即解調；同時接收端將復原的原始信號轉換成相應的消息，即解碼。

信號編碼的作用是對要傳輸的信息進行編碼，以便傳輸信號能夠盡可能地與信道相匹配，防止信息干擾或者發生碰撞。調制器用于改變高頻載波信號，即使得載波信號的振幅、頻率或相位與調制的基帶信號相關。射頻識別系統的信道傳輸介質為電磁場和電磁波。解調器的作用是解調獲取基帶信號。信號解碼的作用則是對從解調器傳來的基帶信號進行解碼，恢復成原來的信息，并識別和糾正傳輸中的錯誤。

2.2.4 RFID空中接口協議

在RFID射頻部分，數據是由無線信道傳輸的，電子標簽和讀寫器之間通過相應的空中接口協議才能進行相互通信。空中接口協議定義了讀寫器與標簽之間進行命令和數據雙向交換的機制(包括編解碼方式、調制解調方式等)。因此，空中接口標準決定了RFID射頻部分的信道模型，在RFID系統中舉足輕重，它將直接決定系統傳輸和識別的可靠性和有效性。

3.物聯網在校園中的應用

目前，國內外高校、企業開展了無限傳感網絡的研究，這些都為技術進一步發展奠定基礎，而基于物聯網技術到底能為用戶提供哪些獨特的服務，才是物聯網最終是否能廣泛應用的關鍵。

3.1智能圖書館

RFID 射頻識別技術，RFID 具有無線傳輸和大容量數據儲存的能力，提高圖書館及檔案館管理的效率。RFID實現：①簡化借還書手續。圖書館在處理讀者借還書過程中都要掃描條形碼還需做磁及消磁，以 RFID 卷標取代條形碼、磁條，可以一次性讀取數據資料，減少讀者的等待時間，提升館員業務速度；②便于定位錯架的圖書。利用 RFID無線電波感應技術，及時發現錯架的圖書，便于讀者尋找，便于館員整架工作；③降低盤點工作量。圖書館盤點的方式是將每本書從架上取出，這樣費時費力效率低，通過 RFID 以無線電波傳送信息，一次性獲取數個 RFID 卷標數據，提高盤點工作效率；④實現讀者自助借還書。圖書館構建自助借還設備，讀者可自行辦理圖書的借還，不再受圖書館工作時間限制。應用校園物聯網技術實現移動圖書館，建立以網站形式提供面向移動設備的無線訪問服務，移動設備終端通過附帶的 RFID 讀寫器，獲得所需文字、圖片、音像的 EPC 編碼，便可閱讀相關信息。

3.2 智能安全管理

主要措施是借助無線數據通信等技術對信息進行收集，處理并發送給用戶。表現在學生日常安全管理工作中，就是把相關感應器和識別設備置放在學生活動的相關區域，比如圖書館、食堂，教室，寢室和一些不安全區域，一旦學生進入或者離開，手機就會發出相應信息提示或者警告。通過“物聯網”，學生工作者可以隨時掌握學生的準確位置和其他情況。極大地起到預防不安全事故的發生。學校可以在教室、走廊、大樓入口處、寢室門口、圖書館和頂樓等地點架設RFID讀取器，每個學生配戴RFID標簽。例如當學生到危險區域（如樓頂），通過RFID讀取器，向學生本人發出危險提示，同時發出警報信息通知相關人員做即時處理，預防和阻止不安全事故發生。

參考文獻：

[1]甘琳. RFID技術在圖書館的創新應用[J]. 圖書館論壇，2007(6)，21.

篇10

志欣合眾網絡科技有限公司（簡稱志欣合眾）總經理金欣表示，目前，云數據隱私保護及數據安全監管在制度上很嚴格，但仍發生一些隱私泄露事件，為避免及減輕此類事件造成的損失和危害，必須在技術平臺及管理上雙手段保證。

技術上分兩步走

第一，要對用戶做身份認證，在這個過程中需要注意三個方面。

首先是密碼，每個網站都有自己的賬戶和密碼，理想狀態是每個網站中每用戶的不可逆加密密碼都是唯一的，當一個賬戶被破解后，其它賬戶是安全的。不能因擔心忘記密碼，將密碼設成一樣的，而降低其它賬戶的安全性。

接下來是雙重身份認證，即需要通過兩種模式登錄網站，不僅需要用戶名和密碼，還需要一個動態口令，如通過短信形式發送到手機上，只有輸入正確的用戶名、密碼以及動態口令才能登錄，這樣為賬戶又增加了一道鎖。

最后注意登錄的終端，一般情況下我們通過自己的設備進行數據操作，但有時也會在非自己的設備上進行登錄操作，其它設備通過瀏覽器進行信息保存時，很容易造成信息泄露，因此需要使用隱私模式操作或操作完成之后進行數據清理。

第二，需保障平臺環境的安全，分四個層次完成。首先，需要建立一個信息安全通道，采用數字認證與高強度流加密算法保證數據傳輸，杜絕明文數據通信；其次，要保證系統安全，需時刻檢查系統本身有沒有漏洞，進行漏洞掃描，打補丁，防范風險的發生；再次，加密系統夠不夠安全，出入口、各項敏感數據均需進行加密存儲，即便拿到數據也無法破解成明文；最后，確保發生安全事故后損失不會擴大，即使有一部份數據泄露了，也不會對整體造成影響。

管理上需保證無漏洞

目前，在數據安全和個人隱私方面可借鑒美國的立法、管理和技術等系統化的保障體系。美國國家標準與技術研究院（NIST）在云計算基本概念、技術路線圖、標準路線圖方面的sp800和sp500文件已經成為全世界研究這一領域的藍本。而在標準藍圖中所涉及的云計算用例、可交互性標準、可移植性標準和云計算安全標準也引導了這一領域的創新和應用。如下原則需注意：不存在超級管理員、軟硬分離、開發運營隔離和真空隔離箱策略等。

根據思科安全部門統計，約有70%以上的安全事故來自于單位內部。由于對內部網絡安全威脅認識不足，單位安全部門沒有妥善采取科學的防范措施，導致來自于內部的網絡安全事故逐年增加。所以說內部網絡安全隱患除了來自安全系統的管理漏洞，更大的是來自于內部的管理問題。相應的，保障云數據的安全，需要技術能力與管理要求相匹配。