導語：如何才能寫好一篇光纖通信的含義，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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【關鍵詞】光纖通信設備特點方式內容

光纖通信給人們帶來了極大的傳輸信號，一定程度上滿足了人們對信息的需求，也極大方便了人們的生產活動和生活活動。于此同時，我們必須注意的是光纖通信的設備維修必須跟上社會發展的要求，平時工作人員要有檢修和保養意識，這樣才能最大程度的保障光纖通信信號的正常傳輸。

一、光纖數字通信設備的特點分析

光纖通信設備的工作狀態是否良好也主要是取決于對整套系統發送以及接受信息的暢通程度。

光纖通信設備的檢修和維修有著極大的便利性，因為光纖通信本身就有十分完善的事故報警系統發出事故報警信號。依據設備傳出的事故警告信號，維修人員可以判斷光纖通信設備出現問題的時間、范圍及事故發生的原因，大大提高了工作效率和工作效能。同時，我們應該清楚的看到，光纖通信方面的科技含量較高，光纖通信設備相應的器材大多是高精度的大規模集成化電子產品，專業性和科學性極強，在針對這些技術含量較高的大規模集成電路檢修和保養時，這對維修來說也提高了難度，需要專業化的技術人才才能完成。

二、光纖數字通信設備的維護要求研究

為了做好光纖通信信號傳送系統的維護以及保養工作，工作人員首先就得對所需要進行負責的各類設備以及所配套的儀表的性能和功用有一個充分的掌握，要對光纖通信信息傳送系統工作的原理、各項技術指標以及其所代表的含義、各項告警功能所代表的含義以及所對應的注意事項、各種傳輸數據時所產生的基本技術數據以及各種波形圖等等，以便在整個系統中的某一個部分發生故障的時候，維修人員可以迅速并且果斷地對出現問題的部位進行判定，并進行準確有力的排除，從而保證通信系統的正常運行。其次，在維修的設備配置上要配備齊全，儀器先進，隨時準備好相關的維修儀表。

三、光纖數字通信設備的維護內容介紹

日常生活中，工作人員必須有光纖通信設備的維修和保養意識，這里說的設備維修一般是指對光纖通信設備進行周期性的檢查、調試及故障及時處理。

針對光纖通信設備的維護，要具體問題具體分析，對不同的設備采取不同的維修方法，實現維修工作的針對性。在光纖通信設備信號系統的穩定期，沒有超出設備的規定有效期可以免檢。但是對于光纖數字通信設備的光接口以及其相關的數據和指標，以及各類有可能隨著狀態的變化而發生改變的相關參數則需要隨時隨地的掌握，并且要進行定期的測試，發現問題及時處理，以便提高設備的工作效能和設備檢修的效率。在光接收當中，檢測人員要按照一定的周期對自動增益控制電路進行充分的電壓定期測試，因為通過這個參數的變化，檢修人員首先能夠從中獲取關于光接收機當前進行工作狀態的詳實數據，還能夠對整個數字光纖通信系統當中的光工作狀態進行一個充分的顯示。

光纖通信系統的故障一般實行的告示警報是分片負責，上下游各負其責，各發出自己的事故警報，同時下游在負責自身的警告范圍時，也負責上游事故警告，這就告訴我們一個解決問題的思路，那就是一旦事故發生，工作人員首先要檢測的就是光線通信系統的上游故障，如此的話，可以大大提高設備維修的效率，也能節省大量的檢修成本和簡化檢修的方法，提高工作效能。當光線通信設備出現故障時，工作人員必須嚴格按照維修的程序，采取一定的技術手段，根據故障影響范圍的大小開展分層次研究，探究問題出現的原因，在這個過程中可以采用系統分割法、系統方向結合法或者是系統環路故障定位法，設備維護的工作人員要明確當前的系統監控工作狀態，采取適合事故處理的方法，一定要做到具體問題具體分析，防止其他意外事故的發生。

參考文獻

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關鍵詞信息技術；光纖通信系統；以人為本

中圖分類號：G642.3文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）02-0098-03

1前言

以多媒化、網絡化、智能化為主要特征的現代信息技術正在蓬勃發展，潛移默化地影響著人們的思維方式、學習方式及社會生產方式。近年來，教育業界掀起一股信息技術與課程整合的浪潮，眾多教育家和學者投入該項研究中來。目前，信息技術與高職院校學科課程整合的研究還處于深度融合的起步階段，如何將信息技術與高職“光纖通信系統”課程進行整合，提升高職院校專業技術人才的培養質量？對此，本文將進行深入探討。

2當前教學模式、教學方法分析

“光纖通信系統”課程在高職院校通信技術專業人才培養體系中起到承前啟后的作用，是梳理專業知識、連接課堂知識與企業現場以及社會生活的橋梁。一直以來，本課程在內容選取和實踐教學環節中以光纖特性、光器件、光纖通信系統知識為主，注重教導學生學習和掌握常用的器件和設備原理性知識，教學過程將現場應用引入課堂，但是學生終究沒有現場經驗，對于許多環節無法理解；受課時限制，實踐操作方面主要停留在對理論知識的驗證階段，對工程應用涉及較少；教學手段主要是教師講解或操作演示，仍然是基于經驗的教學階段；學生認為概念太多，內容抽象，枯燥乏味，學起來很累。

經過若干年的教學實踐，筆者發現傳統的教學方法以知識傳授為主要特征，很難實現幫助學生完成知識、能力和素質三方面突破的目標，不利于培養學生的應用能力和綜合素養。

現階段，高職課程的學習者是成長在信息時代的青年學生，他們習慣于通過互聯網收發QQ信息、玩微信、看新聞、購物、刷微博、看微電影，對新事物和新技術充滿好奇，非常樂意在學習過程中使用新的信息技術，迫切希望通過手機、iPad、筆記本電腦等網絡終端設備，在教室里、宿舍里、操場上、公交車上等隨時隨地都能進行學習。

現代信息技術的迅速發展使得傳統的教學模式和教學方法受到沖擊，對高職院校的課程改革提出迫切要求，信息技術與“光纖通信系統”課程整合勢在必行。

3信息技術與光纖通信系統課程整合策略

信息技術整合于課程不是簡單地將信息技術應用于教學，被動地納入，而是主動地適應和變革課程的過程[1]。信息技術與“光纖通信系統”課程整合的建設思路是應用信息技術全方位地重構課程，使得課程的各個層面產生變革。具體做法是將信息技術融入“光纖通信系統”課程的課程結構構建、任務設計、資源建設、教學實施、課程評價等五個操作層面上，信息技術貫穿融合在課程變革的每一個操作層面中，形成一個閉環反饋的整體，如圖1所示。

在社會信息化視野下從課程的整體設計上考慮信息技術的作用，重新構建課程結構，設立新的課程目標和課程內容，將信息技術有效地融合到課程標準中。在構建課程結構之后，根據課程學習目標進行任務設計，建設利于學生學習的教學資源。教學實施階段利用信息化的教學資源完成學習任務。最后進入課程評價環節，教師和學生審視課程目標的實現情況，重新調整課程結構和學習任務，優化資源建設，改進教學實施過程，提高教與學的效率。

構建信息化視野下的課程結構進行課程結構構建時，堅持以學生為主體，以職業能力培養為本位，將信息技術有效地融合到課程結構中。基于學習者將來工作崗位的職業需求和職業規劃，分析學習者的學習動機、行為習慣、已有知識、學習態度、經驗及期望，打破傳統的按照知識體系組織內容的方式，以培養學生光纖通信系統建設和維護崗位所需的職業能力為目標，分析分解崗位任務和職業能力，進行職業化教學設計。

融入信息技術后，側重于培養高職學生光纖通信系統工程應用能力，課程目標調整為：分析光纖通信系統的組成部件；能設計并組建完成SDH、波分傳輸系統；對系統各站網元進行開局配置；按照需求開通時分業務和以太網業務；熟練使用電子儀器分析和測試光纖通信系統的性能參數；能夠對光纖通信系統進行維護和管理，對故障現象做出準確描述，對影響做出判斷并正確報修及處置；培養誠

實、守紀、吃苦耐勞的品德，養成善于動腦、勤于思考、及時發現問題的學習習慣；具有善于和其他工作人員共事的團隊意識，能進行良好的團隊合作；養成愛護通信設備和備品備件的良好習慣；具有確保通信安全的意識。

以課程目標為最根本的出發點，構建新的課程內容，改變課程架構和內容順序，轉移教學重點。信息化視野下的課程重點調整為：加強光纖器件工作原理的探究，關注整體光纖通信系統的設計，突出從光纖通信系統建設到光纖通信系統維護的體驗，重視光纖通信系統的日常維護。

任務驅動式的信息化教學任務設計確定了課程目標和課程內容之后，進行以工作任務為中心的信息化教學任務設計。課程立足于光纖通信系統的實際應用，納入傳輸網組建和維護工作的職業需求，按職業典型工作過程劃分實踐項目，設計光纖通信系統認知、SDH傳輸系統組建、波分傳輸系統組建、傳輸系統維護與管理四個項目，其中SDH傳輸系統組建、波分傳輸系統組建可以通過模擬軟件來實現。每個項目包括若干個模塊，每個模塊由具體的任務組成。任務安排由簡到難，循序漸進，逐步深入。任務設計從認識光纖和單個光纖器件開始，有了一定基礎后組建簡單以太網光纖通信系統，逐步過渡到組建單波SDH、波分傳輸系統，最后在綜合已有知識的前提下，對傳輸系統進行維護和管理。

每個工作任務既包括理論知識，又有操作任務，理論和實踐有機結合，讓學生在學習了相關理論知識后到實踐中應用，通過實踐鞏固理論知識，學習目標明確，增強了學習興趣。

基于精品資源共享平臺，建設信息化課程資源信息技術與課程整合的課程資源以多媒體和計算機網絡為主要載體。建設過程中利用“光纖通信系統”精品資源共享平臺，開發信息化課程資源，打破時間和空間的限定，讓學生隨時隨地可以學習。按新課程目標和內容開發數字化學習中心，建立20余個學習知識點，體現在教學資源包、學習資源包等多個方面。

教學資源包主要由課程組教師成員和少部分學生設計和完成建設，包括課程標準、授課計劃、知識點資料庫、操作視頻庫、理論試題庫、現場案例庫、光纖器件三維圖、多媒體動畫、微課、微信公眾號等。學習資源包主要供學生使用，包括課前測驗題、知識點學習庫、課后測驗題、學習中心、考試中心、微信客戶端等。每個知識點對應一個知識點試題庫，可以隨機組合成十余套測驗卷，供學生及時預習、復習、查漏補缺。教師可以根據知識點測試卷的統計結果掌握學生學習的薄弱環節，有針對性地進行強化指導[2]。

課程資源用于學生課前自學，建立學生的知識背景，激發他們的學習動機，變“要我學”為“我要學”。課程資源用于課堂教與學，變革課堂教學方式，利用數字化資源所創設的問題情境進行思考和探索，激發學習探究新知識的興趣，鍛煉學生從中發現問題、思考問題、自主解決問題的能力。課程資源用于學生課后鞏固、提交作業、課后測驗。學生做錯的每道題，資源庫后臺推送不少于三題相應知識點的測驗題，便于他們透徹理解知識點，實現個性化學習。

以學生為中心實施教學基于以人為本的教學理念，創設以學生為中心的信息化課程學習環境，優化教學實施過程。在豐富多彩的信息技術環境下重新設計和實施教學活動，有步驟、有方向地設計教學策略與活動[3]。

每個任務以情景劇視頻的方式導入，學生如親臨其境，通過角色扮演、虛擬操作和實際體驗實施任務。利用信息技術開發光纖器件三維圖和光纖通信系統設計軟件，通過調整不同的參數，形成不同的直觀效果，讓學生親身感受到每個器件參數和設計要素的影響，有助于學生信息素養的培養，提高教學效率和學習效率。

學生借助模擬軟件創建傳輸系統網元，進行設備配置、業務開通和系統調測，切身體會到每一個配置數據的真正含義，在實踐中鞏固理論知識。教師在模擬軟件上設置一些故障，讓學生自主去發現問題、解決故障，變以知識體系為中心的結論教育為以探究為中心的過程教育，把學生的主動性和積極性充分調動起來。教師成為探究與協作學習過程的組織者、指導者，學習環境的創設者、提供者，學生深化意義建構的幫助者、促進者[4]。基本任務完成后，學生可以根據自己的實際情況選擇拓展任務，促進學生個性化發展，使學生的創新思維和實踐能力在整合過程中得到有效鍛煉。

信息技術還是師生交互、生生交互的橋梁，課程論壇、在線聊天、在線視頻、課程微信群、課程QQ群等聯系互動平臺使得師生間的互動交流無障礙，也更便于小組內學生協作學習。

課程評價信息化課程評價是判定教學是否成功、教師素質高低的重要標準。動手能力、自主學習能力、創新能力、綜合思維能力等，都被列為重要判定依據[5]。改變傳統教學中平時出勤加期末考試的做法，在信息技術環境下創新課程評價體系，促使評價體系多元化。結合自我、小組、教師三方綜合評價，借助精品資源共享平臺的學習進度監測和測試題統計分析功能，利用多媒體教室監控設備全程錄下學生的訓練過程，記錄學生每個任務的完成情況，注重過程性評價。評價過程中不拘泥于參考答案，著重評價學生的創新能力和綜合應用能力。

課程學習結束時，利用問卷調查軟件進行電子問卷，包括學生對于課程目標的實現、課程內容的掌握、任務的完成、實施過程的參與度、工程應用能力的提升、對課程的建議等方面內容，統計分析學生對課程各操作層面的滿意程度，審視課程目標的實現情況，調整課程結構和學習任務，優化和補充課程資源，改進教學實施，實現良性循環。

4結語

依據企業的工作需求，立足以學生為主體，將信息技術融入新型“光纖通信系統”課程建設的各個操作層面，注重學生工程應用能力的培養，打破以知識傳授為主要特征的傳統教學模式，轉變為以工作任務為中心的項目教學，讓學生在具體項目的實踐過程中學會完成相應工作任務。經過兩年的整合教學實踐，后續課程教師和用人單位普遍認為，學生的理論基礎知識扎實，實踐操作能力強，職業技能和職業素養較往年有所提升。

信息技術與“光纖通信系統”課程整合是一項長期艱巨的工作，需要花費大量的時間和精力去探索和實踐，應通過教學實踐和課程評價調整課程結構，優化項目任務，更新課程資源，促進課程整合穩步發展。

參考文獻 

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論文摘要:隨著計算機技術的廣泛普及與計算機遠程信息處理應用的發展，數據通信應運而生，它實現了計算機與計算機之間，計算機與終端之間的傳遞。由于不同業務需求的變化及通信技術的發展使得數據通信經過了不同的發展歷程。

數據通信是以“數據”為業務的通信系統，數據是預先約定好的具有某種含義的數字、字母或符號以及它們的組合。數據通信是20世紀50年代隨著計算機技術和通信技術的迅速發展，以及兩者之間的相互滲透與結合而興起的一種新的通信方式，它是計算機和通信相結合的產物。隨著計算機技術的廣泛普及與計算機遠程信息處理應用的發展，數據通信應運而生，它實現了計算機與計算機之間，計算機與終端之間的傳遞。由于不同業務需求的變化及通信技術的發展使得數據通信經過了不同的發展歷程。

1通信系統傳輸手段

電纜通信:雙絞線、同軸電纜等。市話和長途通信。調制方式:SSB/FDM。基于同軸的PCM時分多路數字基帶傳輸技術。光纖將逐漸取代同軸。

微波中繼通信:比較同軸，易架設、投資小、周期短。模擬電話微波通信主要采用SSB/FM/FDM調制，通信容量6000路/頻道。數字微波采用BPSK、QPSK及QAM調制技術。采用64QAM、256QAM等多電平調制技術提高微波通信容量，可在40M頻道內傳送1920~7680路PCM數字電話。

光纖通信:光纖通信是利用激光在光纖中長距離傳輸的特性進行的，具有通信容量大、通信距離長及抗干擾性強的特點。目前用于本地、長途、干線傳輸，并逐漸發展用戶光纖通信網。目前基于長波激光器和單模光纖，每路光纖通話路數超過萬門，光纖本身的通信纖力非常巨大。幾十年來，光纖通信技術發展迅速，并有各種設備應用，接入設備、光電轉換設備、傳輸設備、交換設備、網絡設備等。光纖通信設備有光電轉換單元和數字信號處理單元兩部分組成。

衛星通信:通信距離遠、傳輸容量大、覆蓋面積大、不受地域限制及高可靠性。目前，成熟技術使用模擬調制、頻分多路及頻分多址。數字衛星通信采用數字調制、時分多路及時分多址。

移動通信:GSM、CDMA。數字移動通信關鍵技術:調制技術、糾錯編碼和數字話音編碼。

2 數據通信的構成原理

數據終端(DTE)有分組型終端(PT)和非分組型終端(NPT)兩大類。分組型終端有計算機、數字傳真機、智能用戶電報終端(TeLetex)、用戶分組裝拆設備(PAD)、用戶分組交換機、專用電話交換機(PABX)、可視圖文接入設備(VAP)、局域網(LAN)等各種專用終端設備;非分組型終端有個人計算機終端、可視圖文終端、用戶電報終端等各種專用終端。數據電路由傳輸信道和數據電路終端設備(DCE)組成，如果傳輸信道為模擬信道，DCE通常就是調制解調器(MODEM)，它的作用是進行模擬信號和數字信號的轉換;如果傳輸信道為數字信道，DCE的作用是實現信號碼型與電平的轉換，以及線路接續控制等。傳輸信道除有模擬和數字的區分外，還有有線信道與無線信道、專用線路與交換網線路之分。交換網線路要通過呼叫過程建立連接，通信結束后再拆除;專線連接由于是固定連接就無需上述的呼叫建立與拆線過程。計算機系統中的通信控制器用于管理與數據終端相連接的所有通信線路。中央處理器用來處理由數據終端設備輸入的數據。

3 數據通信的分類

3.1 有線數據通信

數字數據網(DDN)。數字數據網由用戶環路、DDN節點、數字信道和網絡控制管理中心組成。DDN是利用光纖或數字微波、衛星等數字信道和數字交叉復用設備組成的數字數據傳輸網。也可以說DDN是把數據通信技術、數字通信技術、光遷通信技術以及數字交叉連接技術結合在一起的數字通信網絡。數字信道應包括用戶到網絡的連接線路，即用戶環路的傳輸也應該是數字的，但實際上也有普通電纜和雙絞線，但傳輸質量不如前。

分組交換網。分組交換網(PSPDN)是以CCITTX.25建議為基礎的，所以又稱為X.25網。它是采用存儲——轉發方式，將用戶送來的報文分成具用一定長度的數據段，并在每個數據段上加上控制信息，構成一個帶有地址的分組組合群體，在網上傳輸。分組交換網最突出的優點是在一條電路上同時可開放多條虛通路，為多個用戶同時使用，網絡具有動態路由選擇功能和先進的誤碼檢錯功能，但網絡性能較差。

幀中繼網。幀中繼網絡通常由幀中繼存取設備、幀中繼交換設備和公共幀中繼服務網3部分組成。幀中繼網是從分組交換技術發展起來的。幀中繼技術是把不同長度的用戶數據組均包封在較大的幀中繼幀內，加上尋址和控制信息后在網上傳輸。

3.2 無線數據通信

無線數據通信也稱移動數據通信，它是在有線數據通信的基礎上發展起來的。有線數據通信依賴于有線傳輸，因此只適合于固定終端與計算機或計算機之間的通信。而移動數據通信是通過無線電波的傳播來傳送數據的，因而有可能實現移動狀態下的移動通信。狹義地說，移動數據通信就是計算機間或計算機與人之間的無線通信。它通過與有線數據網互聯，把有線數據網路的應用擴展到移動和便攜用戶。

4網絡及其協議

4.1計算機網絡

計算機網絡(ComputerNetwork)，就是通過光纜、雙絞電話線或有、無線信道將兩臺以上計算機互聯的集合。通過網絡各用戶可實現網絡資源共享，如文檔、程序、打印機和調制解調器等。計算機網絡按地理位置劃分，可分為網際網、廣域網、城域網、和局域網四種。Internet是世界上最大的網際網;廣域網一般指連接一個國家內各個地區的網絡。廣域網一般分布距離在100-1000公里之間;城域網又稱為都市網，它的覆蓋范圍一般為一個城市，方圓不超過10-100公里;局域網的地理分布則相對較小，如一棟建筑物，或一個單位、一所學校，甚至一個大房間等。

局域網是目前使用最多的計算機網絡，一個單位可使用多個局域網，如財務部門使用局域網來管理財務帳目，勞動人事部門使用局域網來管理人事檔案、各種人才信息等等。

4.2網絡協議

網絡協議是兩臺計算機之間進行網絡對話所使用的語言，網絡協議很多，有面向字符的協議、面向比特的協議，還有面向字節計數的協議，但最常用的是TCP/IP協議。它適用于由許多LAN組成的大型網絡和不需要路由選擇的小型網絡。TCP/IP協議的特點是具有開放體系結構，并且非常容易管理。

TCP/IP實際上是一種標準網絡協議，是有關協議的集合，它包括傳輸控制協議(Transport Control Protocol)和因特網協議(InternetProtocol)。TCP協議用于在應用程序之間傳送數據，IP協議用于在程序與主機之間傳送數據。由于TCP/IP具有跨平臺性，現已成為Internet的標準連接協議。網絡協議分為如下四層:網絡接口層:負責接收和發送物理幀;網絡層:負責相鄰節點之間的通信;傳輸層:負責起點到終端的通信;應用層:提供諸如文件傳輸、電子郵件等應用程序要把數據以TCP/IP協議方式從一臺計算機傳送到另一臺計算機，數據需經過上述四層通信軟件的處理才能在物理網絡中傳輸。

目前的IP協議是由32位二進制數組成的，如202.0.96.133就表示連接到因特網上的計算機使用的IP地址，在整個因特網上IP地址是唯一的。

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1.1FB技術

1.1.1FB技術的含義及優勢

FB技術就是開放式、多點通信的數字化底層控制的一種網絡系統，它主要用在生產現場中，并于微機化測量的控制設備間達到雙向串行的多節點數字的一種通信系統。FB具有以下這些優勢：經濟性較強；系統標準具備公開性及一致性的特點；系統設計與環境相符，可持電力線、雙絞線和同軸電纜等，抗干擾性較強；可將現場運行的數據實施遠程傳送，使其到達控制室，進而將信息實現資源共享；具備差錯控制的功能，可采集信息，控制算法，處理報文等；信息的集成能力較強。

1.1.2配電網要求配電設備需具備的功能

配電網要求配電設備需具備以下幾個功能：

⑴遠程控制的功能：配電設備可對所有子站實施遠程斷路器的儲能、合閘和分閘等的指令操作；

⑵遠程測量功能：配電設備可以查看各回路的控制單元內的電量參數；

⑶信息查詢功能：配電設備可查詢系統內的所有信息資源；

⑷遠程調節功能：可上傳或者下載各子站遠距離配電設備保護的設定值及特性曲線。而FB技術由于其自身具有信息采集、遠程信息的傳輸、抗干擾能力較強功和糾錯控制能力較強等功能，就能完全滿足配電網要求配電設備需具備的功能，從而提高了配電網運行的安全性和高效性。

1.1.3FB技術的應用

(1)PROFIBUS：是OSI型FB的一個標準，它可以讓數據實現快速傳輸，從而為配電自動化的早日實現奠定了技術保障。其組成部分有以下三種：

①PROFIBUS—DP通信協議，使配電設備的自動化系統具備了高速數據的傳輸這一功能，并且它自身帶有高性能診斷與組態的功能，以及允許構成的單主站與多主站的系統功能，因此，它可讓配電自動化能早日實現；

②PROFIBUS-PA就是將傳感器與執行器用一根線進行連接，將其當作數據傳輸與供電的總線。因它對現場設備的動作工位進行描述，并對參數PA行規數據進行傳輸的一種協議，所以其安全性較高，并且它還有經總線供電給現場設備的這一功能；

③PROFIBUS—FMS通信協議的作用是為現場通信，其優勢是在范圍大、較復雜的系統中也能適用。它可為用戶提供具有強大功能的、選用較廣的通信服務。

(2)ETHERNET：它本身有OSI性、實時性等特點，屬于數字式的一種互聯網絡，其具有的優勢：

①傳輸速率較高，因此在配電網中得到廣泛應用；

②現階段的ETHERNET還具備許多開發技術支持的優點，其開發工具和環境的選擇行較多；

③ETHERNET網絡系統配套的硬件選擇也較多，并極具經濟效益；

④可與計算機互聯網技術實現高度融合。因此，ETHERNET在電網的調度自動化中被廣泛應用。

(3)LonWorks：可集成傳感器、設備及現場這三種網絡，還可通過多種傳輸的介質實現通信傳輸這一功能；因LonWorks支持很多類型的拓撲結構，故可將其應用于復雜拓撲結構配電網；LonWorks是以電力線為介質，進行通信傳輸而控制信號的一種技術，其在配電系統內的應用比較廣泛，從而大大提高配電通信系統的成功傳輸信息的機率。

1.2光纖通信網技術

1.2.1FCN光纖通信可有效地解決電網中分散點較多，以及進行遠距離的通信等問題。FCN是高速率數據傳輸的一種網絡，其傳輸容量較大，可為配電系統中大容量的數據傳輸類通信給予技術支持；FCN的抗外界的干擾性較強，具有較小的誤碼率，可適用在繁華區的配電網內，從而減少干擾因素導致的問題，保持配電的穩定性。

1.2.2AONAON是基于FCN而逐步發展的全光纖通信技術，AON不處理任何的信息內容，進而是自己成為業務透明性高的網絡。AON的優勢有：開放性強，因此本質上可實現完全透明，并可同時兼容那些速率、協議、調制頻率及制式均不相同的信號，更能讓PDH、ATM及SDH存在于同一光纖的設施中；AON結構靈活，可隨時增加新節點；AON傳輸質量較高，可高速擴增傳輸容量，從而為達到配電通信系統的大容囂數據高速傳輸而奠定技術保障等等。

2應用優勢

計算機通信技術應用于配電網中，所具有的優勢有：

⑴可靠性較強：可增強配電網通信中的可靠性，計算機通信技術可克服傳統的通信技術中常常受到外界干擾等一系列的問題，其抗噪音、抗電磁、抗雷電等能力較強，從而實現配電網通信運行的安全性和穩定性；

⑵靈活性較強：把計算機通信技術應用于配電網中，可增強通信靈活性，可讓通信系統在安裝、調試、運行及維護等工作上更加快捷方便；

⑶實時性：計算機通信技術在配電網自動化中應用，可提高配電網通信的傳輸速率，進而增加了網絡運行實時監控及在線分析等功能，增強配電網的通信實時性；

⑷經濟性：在配電網中采用計算機通信技術，能考慮利用原來主網通信的資源，將其實行主配網的合理規劃，降低其投資成本，因此經濟性較強；⑸雙向性：把計算機通信技術應用在配電網中，可讓配電自動化系統的各層次間實現雙向通信，讓通信系統可保持雙向通信能力。

3結束語

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1.1主體結構設計由于配網通信結構復雜，難以采用單一的通信技術滿足所有配網系統需求［9，10］。因此，采用異構網絡構架組成混合式網絡是配電通信網的重要解決方案。所提出的典型異構配電通信網絡分為三層，包括骨干通信網(骨干網)、接入通信網(接入網)和終端層(用戶駐地網)，如圖1所示。其中，骨干網是服務器端的信息網絡，實現配網通信主站之間的通信，這些主站包括各高壓變電站(110/35kV變電站)、電廠等;接入網實現配網通信子站與配網通信主站之間的通信，配網通信子站主要包括10kV變電站［12］駐地網實現用戶側用電信息的收集和監視。圖1配電通信網的異構式混合結構骨干網中由于站點相對較少，各站點地位均等，因此適合采用光纖通信方式，搭建光纖自愈環網，具有高速、可靠、實時的優勢。接入網則由于用戶較多，需要根據網絡覆蓋地域特點進行選取。對于用戶集中的地方，如城區、縣城、工業園區等地，接入網也適合采用光纖通信方式。而對于郊區或者農村，用戶分散，采用光纖接入代價巨大。因此，可以采用GPRS/3G技術實現接入。對于駐地網，可以分別選擇Wi-Fi，ZigBee或者總線技術。例如，在城區的用戶家庭或者辦公室可以選擇ZigBee子網，而在配電房則選擇總線。

1.2城市配電通信網以所提出的三層網絡基本構架為基礎，本文所設計的城市配電通信網整體結構如圖2所示，其中，骨干網采用的通信技術為光纖通信技術，并采用光纖環作為基本的網絡結構。圖2城市配電通信網結構考慮到城市用戶集中，10kV變電站分布均勻，適合采用以太網無源光網絡(EthernetPassiveOpticalNetwork，EPON)+以太光纖環接入網。其中，EPON接入網主干是由子站匯聚交換機組成的以太網光纖環。每個35/110kV高壓變電站可以連接一個或者多個以太網光纖環。每個子站匯聚交換機連接一個光線路終端(OpticalLineTerminal，OLT)，或者子站匯聚交換機與OLT集成為一個OLT交換機。每個OLT對應一個10kV的變電站，下面分接多個光網絡單元(OpticalNetworkUnit，ONU)。每個ONU單元都負責收集一個或者多個駐地網絡的信息。城市配網駐地網可以為無線網絡或者有線網絡，無線網絡可以是ZigBee［16］、紅外、WiFi等局域網，而有線網絡一般是總線網絡。無線網絡包括一個協調器和若干個節點。節點即為用戶家中的智能電表、智能插座等，而協調器則負責組建此無線網絡，匯聚各個節點的信息并轉換成適合接入至ONU的接口(如RS485)傳輸至ONU。同時，也負責將從ONU接收到的數據信息廣播至各個節點。有線網絡一般為總線網絡，如RS485總線。

1.3農村配電通信網本文所設計的農村配電通信網整體結構如圖3所示，其中，農村配網骨干網與駐地網的功能與結構與城市配網相同。考慮到農村用戶分散，覆蓋面廣，10kV變電站分布稀疏，農村配網接入網并不適合采用EPON+以太光纖環接入網。由于農村用電信息監測實時要求不高，也沒有嚴格的可控性要求，因此采用GPRS/3G/4G接入方式網絡結構最為簡單。采用此方式主要租用網絡運營商的無線網絡，將數據送回網絡運營商的后臺系統，然后該后臺再通過專線和配網系統進行互聯。GPRS/3G/4G接入方式對用戶的數量沒有限制，用戶無需建網和維護，具有建設周期短、業務開展快、網絡成本低等特點。

2異構配電通信網多址與數據聚合方法

2.1多址與數據聚合方法基于上述異構配電通信網，本文采用駐地網網關來解決配網通信系統中的多址與數據聚合問題，其位于駐地網與接入網之間，作為多個異構駐地網與接入網中一個接入點的連接，如圖4所示。圖4駐地網網關在網絡中位置在上行通信中，駐地網網關首先接收來自掛接在該網關上的N個駐地網的短數據包，并按照駐地網進行分類存儲。例如，來自駐地網n的短數據包存儲在第n號存儲器，n=1，2，…，N。每個短數據包含有其在本駐地網的地址和數據包長度。然后，每接收短數據t秒，駐地網網關將接收到的存儲于N個存儲器中的短數據包進行封裝。在封裝幀的過程中，幀頭包括駐地網網關ID和子幀個數，如圖5所示。幀體由各子幀組成，每一個子幀封裝來自同一個駐地網的所有已經接收到的短數據包，即存儲于同一個存儲器中的所有短數據包。值得指出的是，有可能t秒內某駐地網沒有數據包發送，此時對應的存儲器為空。因此，子幀的個數可能小于N。子幀幀頭包括駐地網網關下面駐地網ID和短數據包個數，如圖5所示。子幀幀體由若干個數據包組成。這些數據包即是在t秒內接收到該子幀所對應的駐地網的所有數據包。駐地網網關將幀封裝好后，將其傳送給該網關所連接的接入點。隨后，駐地網網關再次接收并分類存儲N個駐地網的短數據包，并對短數據包進行封裝及傳送，如此循環。在下行通信中，駐地網網關首先接收來自接入點的數據幀。該數據幀的封裝結構與如圖5所示的上行通信時封裝幀結構完全一致。然后，駐地網網關按照圖5所示結構，對數據幀進行解析，分別得到各個子幀。最后，駐地網網關依次解析每一個子幀。根據子幀中的駐地網ID，將該子幀內所有的數據包發送至該駐地網協調器。值得說明的是，上述介紹的通信方式中，一個網關下的多個駐地網回傳時間間隔(t秒)是相同的。然而，在實際使用中，更為普遍的情況是多個駐地網的采樣間隔和回傳間隔是各不相同的。這種情況下，網關需要根據每個駐地網的回傳間隔和采樣間隔進行處理。網關的回傳將是以駐地網為單位進行。這樣就不需要使用圖5所示的幀結構。

2.2駐地網網關的軟硬件實現駐地網網關的硬件設計并無特殊要求。根據上述駐地網網關的基本功能，硬件系統需要包括RS485接口、CPU和RJ45接口，如圖6所示。其中，RS485接口用于連接駐地網網關與駐地網，接口數量視駐地網數量而定;RJ45連接駐地網網關與接入網，一般為1個。CPU處理駐地網數據的采集、存儲和回傳。駐地網網關的實現重在軟件設計。這里考慮更為一般的情況，即每一個駐地網都有獨立的采樣間隔和回傳間隔。由于串口對象與文件都是獨占式的，軟件設計的重點在于如何處理好資源的調配。下面以微軟的VS2010平臺為例進行詳細介紹。(1)整體思路在整體設計上，采用定時器進行處理。CPU為每個子網設定一個采樣定時器，周期性采樣數據，保存到本地緩存txt文件中。此外，CPU為每個子網另設一個回傳定時器，周期性向服務端發送緩存的txt文件，發送完畢后該文件清空。(2)串口收發處理CPU通過CMSComm類對象訪問串口。由于只有一個串口對象，需管理多個異步串口，故采用搶占式設計，即“先到先得，后到跳過”。當某一個子網采樣定時器觸發時，先判斷當前串口對象是否被使用。如果否，即串口空閑，則將串口占用，執行該定時器內的行為，當串口信息接收完畢時解除串口占用;如果是，即串口當前被占用，則本次定時器跳過。采樣定時器觸發時，如果串口并未被搶占，則將串口配置成駐地網對應的參數，然后打開串口，根據當前設備號，配置設備地址，并獲取相應指令，將其轉換為十六進制格式向串口發送，從而實現對當前設備的數據采集。如有多條數據需要采集，則短暫間隔后更新設備地址重復發送采集命令。串口接收到駐地網上傳的采集數據就會觸發接收函數。接收函數被觸發時，首先將數據轉換為字符串類型保存在數據緩存中，并判斷此時緩存中的數據是否可以提取出完整指令。若否則繼續接收數據;若是則提取出完整指令，存儲在對應的最新數據變量中，以供服務端查詢，并且根據需要寫入緩存txt文件中或發送到服務端。(3)文件操作駐地網網關管理著多個緩存txt文件，每個駐地網網關對應一個文件。網關采集到數據之后需要存儲在文件中;同時，網關需要將文件傳輸到服務器。顯然，由于采樣定時器和回傳定時器是異步的，讀寫文件也是異步的。因此，也需要對文件操作進行異步管理。將網關回傳采集到的數據至服務器的過程稱為緩存同步。緩存同步采用調用子線程的方式執行。所有子網文件對應同一個子線程。當某一子網的緩存同步定時器觸發時，將先判斷當前子線程是否被調用，若未被調用，則調用該子線程。在子線程內，文件發送將分3部分進行:1.發送文件名，以便服務器創建該文件。2.發送文件內數據。3.發送文件發送完成信號，通知服務器文件發送完成。同時，為了避免同一文件被多次打開，規定緩存同步的優先級高于緩存文件寫入，即在緩存文件進行同步的時候不允許寫入數據到該文件。(4)Socket操作通過CSocketClient類對象訪問Socket端口(RJ45)。當收到來自服務端的消息時，調用指令解析函數分析其數據包頭，根據協議判斷其含義，響應對應行動。Socket消息響應包括:a.停止查詢:停止向服務端發送采樣數據。b.開始查詢:向服務端發送采樣數據。首先將最新數據變量中的數據發送至服務端以供顯示，然后每次都將當前的采樣數據發送。c.配置采樣/回傳時間:設置各子網采樣/同步緩存的周期。當回傳定時器觸發時，判斷同步緩存子線程是否已被調用，如果否則跳過，如果是則配置好當前數據包頭信息，并調用緩存同步子線程。該線程將根據協議向服務端發送相應緩存文件，并重建該文件。

3實例與分析

為進一步說明所提出的三層異構網絡體系結構及多址與數據聚合方法，針對城市異構配電通信網絡，圖7給出了一種基于駐地網網關的配電網絡。其中，骨干網部分只給出了總服務器，對應110/35kV高壓變電站，用于收集、監控本高壓變電站下屬所有中、低壓變電站和用戶的信息。EPON接入網的以太光纖環網節點直接采用4個OLT交換機用光纖呈環狀連接，每個OLT交換機兼具OLT單元與子站匯聚交換機的功能，每個OLT下面掛接若干個ONU。ONU與OLT交換機之間、以及OLT交換機之間都是光接口。ONU與駐地網網關之間以及OLT交換機與總服務器之間均采用高速的RJ45以太網接口。圖7基于駐地網關的城市配網通信系統在圖7中，駐地網網關與3個駐地網相連，連接接口均為RS485，因為RS485是工業領域最為常用的接口。3個駐地網中有兩個ZigBee網絡和一個485總線網絡，每個ZigBee子網由一個ZigBee協調器和若干個節點。協調器則負責組建ZigBee子網，匯聚各個節點的信息并轉換成適合接口接入至駐地網網關。同時，協調器也負責將從駐地網網關接收到的數據信息廣播至各個節點。ZigBee協調器與駐地網網關之間的接口為RS485。此實例采用的3種駐地網具有不同網絡結構、不同傳輸媒質、不同業務類型，充分體現了駐地網絡的異構特點。3種駐地網涉及典型的智能插座、智能電表和無源溫度傳感監測，都是電力領域典型應用。通過駐地網網關的解析與統一封裝，服務器端不僅能夠清晰地知道是哪個駐地網中的哪個用戶發來的信息，而且大大減少了短數據包的數量。如果這3個駐地網中每個駐地網有L個節點，t秒內共收集到3L個短數據包。駐地網網關將這3L個短數據包封裝成1個，使得服務器端的解析處理數據包的頻率降低了3L倍，大大提升了服務器端的處理效率。

4結論

篇6

【關鍵詞】計算機 通信技術發展 前景

隨著計算機技術的發展，計算機通信技術也得到了較快的發展，不僅突破了過去的通信上的局限性，更是使得人們交流溝通的范圍越來越大。因為計算機通信在信息處理以及記憶存儲方面的能力較強，當前，多數人都是依靠計算機來進行通信的，使得計算機通信技術的應用越來越廣泛。

1 計算機通信技術的含義及類型

1.1 含義

所謂計算機通信技術，是基于計算機這個信息傳輸的平臺，利用數據傳輸的方式，在各計算機之間進行信息的傳遞，從而實現計算機和終端設備間的信息的傳輸。

1.2 類型

根據不同的標準，計算機通信技術可以分為下面幾種：

（1）根據傳輸的方式可以將計算機通信分為間接式和直接式兩種。

（2）根據傳播的領域可以將計算機通信分為廣域式、局域式以及城域式三種。

2 計算機通信技術的特點

2.1 傳輸發效率比較高

計算機通信技術具有較高的傳輸效率，其信息的傳輸是依靠數字信息來進行的。一般情況下，計算機通信模擬可以傳輸1.8 億個字符/分，而數字信息則可以傳輸48 萬個字符/分。將兩者進行對比，就可以清楚的了解到計算機通信技術其傳輸的效率明顯比模擬信息的高出很多。

2.2 適應范圍廣泛，支持各種媒體

從適用性上來說，計算機通信技術具有非常廣泛的適用范圍。從形式上來看，計算機通信技術的類型多樣，并利用二值信號來對信息進行傳輸以及再現的功能，可以在圖像以及文字等很多多媒體媒介中得以應用。此外，還可以利用計算機通信技術來進行電視劇、電影、歌曲的下載，視頻通話、通信、語音聊天等等。

2.3 傳輸快捷方便

由于計算機不同于模擬信號中所采用的脈沖進行數據傳輸，而是采用二進制的數字傳輸模式，因此其傳輸的速度較快。并且隨著科學技術的不斷發展，光纖技術的鋪設，計算機通信的速度將更加的快速便捷。

2.4 具有較強的抗干擾性能

通過采用二進制進行數據傳輸，不但使得計算機通信的速度較快，而且還能夠有效的對噪音進行處理。在對信息進行交流時還可以確保信息傳輸的質量。此外，計算機通信技術還可以促進計算機運行效率和傳輸通道流通性的提升，從而使計算機的運行更加的高效快速。

3 計算機通信技術的發展及應用現狀

3.1 計算機通信技術的發展

（1）微電子技術的運用。就微電子技術而言，其在通信領域中的應用非常的早，而且其在多媒體通信中的運用也非常的早，且獲得了較好的發展和效果。目前來說，微電子技術擁有速率較高的分組交換設備（包括幀中繼技術與異步傳送模式兩種。其中，前者更多的應用在圖像傳輸和局域網內，后者則應用在廣域網和局域網內。并且擁有非常簡單的通信程序。

（2）光線通信技術的運用。光纖通信技術的運用，更好的促進了計算機通信技術的性能和傳輸的效率。但是隨著計算機網絡技術的不斷發展，以及數據通信速率的極大提升，新型的數據接口在網絡技術中的速率和可靠性則更高，且為分布式，不僅有利于將局域網的傳輸速率向數量級別上提升，同時還有利于實現遠距離間的信息傳輸，并更好的將局域網和城域網間出現的問題很好的解決。

3.2 計算機通信技術的應用

（1）在即時通信中的應用。隨著計算機技術的發展，各種通信軟件的開發，人們利用即時通信進行交流已經成為了生活當中不可或缺的一部分。不管是QQ、MSN、易信、微信、飛信，還是Email，微博等都改變了人們交流的方式，給人們之間的溝通帶來了極大的方便。而這些軟件的運行都是以計算機通信技術作為基礎的，都是通過計算機通信技術，來實現手機或主機――終端手機或主機之間的信息的傳輸，進而實現通信，讓人們能夠及時的進行交流、溝通、辦公、購物。

（2）在進行遠程控制技術中的應用。隨著高新技術的發展，和物聯網技術的迅猛提升，智能家居行業更是得到了較快的發展。在未來的發展中，計算機、電視以及電話等都可以與家庭的終端設備實現互通互聯。人們只要利用語音、指令等就可以對這些設備進行控制，極大的方便了人們的日常生活，而這些設備的控制則離不開計算機通信技術的發展，必須以其作為基礎。

（3）在多媒體技術領域的應用。通過將計算機通信技術應用到多媒體技術當中，不僅使得傳統工業中多媒體技術的限制被打破，還可以使得多媒體技術轉化為多媒體化的通信技術，促進視頻、音頻、數據一體化的實現。同時，因為實現了多媒體化通信技術，而促進了其它領域，如視頻教學以及網絡電視技術的發展。例如，通過視頻教學中多媒體通信技術的應用，不僅可以更好的激發學生對新的教學方法的喜愛，對知識的學習興趣，還可以使教師使教學的質量得到極大的提高，并降低教學的成本。

（4）在企事業信息管理系統中的應用。近年來，各企事業單位中都開始重視計算機通信技術在信息管理系統中的運用和發展，依靠對信息的管理來促進企業內以及企業間信息的交流，以及業務和貿易的往來，打破了傳統的面對面的業務經營方式，極大的促進了企業的發展，工作效率的提升，同時也減輕了員工的工作負擔，提升了企業的市場競爭力。

4 計算機通信技術的發展前景

經過計算機通信技術的不斷發展，已經從有線向無線發展，并可以從計算機間的單一通信轉向了計算機和各種其他的移動設備，如手機等之間的互通。伴隨著移動3G、4G業務的發展和普及，計算機通信技術的應用在我國的發展前景非常的客觀。有數據顯示，具有較大潛力的智能手機、IPAD等手持終端設備給無線技術的發展創造了更大的發展空間，提供了更為巨大的發展動力，而這些都需要計算機通信技術的支持。因此，在未來的發展中，我們可以充分的利用移動終端對網絡進行訪問、視頻通信聊天、播放多媒體軟件等等，甚至還可能會出現在與對方進行視頻聊天的過程中，呈現出立體的影像，讓人感受到身臨其境的體驗。此外，很多企業都憑借計算機通信技術實現了高效的信息管理，利用無線數據的傳輸來獲得重要信息，而這些也都是以計算機通信技術作為基礎的，因此，計算機通信技術必將向著更安全、更高效、問快速的方向發展。

參考文獻

[1]姜寧波.計算機通信技術的發展趨勢分析[J].科技致富向導，2014（08）.

[2]楊亮.計算機通信技術的發展趨勢[J].科學之友，2011（06）.

[3]劉運城.計算機通信技術的發展趨勢分析[J]. 煤炭技術，2013（05）.

篇7

第一產業，即農業經濟，經濟發展的主要反映是勞動力資源，這是我們稱之為勞力經濟的時代；第二產業，是指經濟發展主要取決于自然資源的占有和配置，即工業經濟，如果從蒸汽機和紡織機發明算起的話，那么整個的過程大概是一個多世紀，這就是資源經濟時代；第三產業時代，我們把它稱之為信息產業，這時候經濟發展主要取決于智力資源的戰略和配置，從本世紀初開始展現，這個就是知識經濟時代。

從第二產業到第三產業轉折，有一個用GDP統計的數據很重要，比如說現代的西方發達國家，他們的現代服務業達到70%至80%。中國的現代服務業在GDP中大概占40%左右，所以說我們的工業化沒有完成，我們要走向所謂的第三產業還有漫長的路要走。材料、能源和信息就成為現代社會發展的三個支柱，其中信息尤為重要。

二、信息科學技術的發展現狀

信息技術不但在過去發展迅猛，而且未來還有較長的發展時間和空間。

到底什么是信息技術？信息技術是個看不見、摸不著，特別抽象的一個東西。到底什么是數據和信息？我們寫在紙上、存在計算機里的東西就是所謂的數據和信息。它是我們人類對自然世界的了解一種數字化的表現形式。而所謂的數據就是某一個具體的物理對象，或者抽象對象的一個表示，也就是說事實概念或者指令，按照適合于通信解釋或者處理，借助于人，或者借助我們的自動裝置的方式所展現的一種表示形式，這就是我們的數據。而信息就是在數據之上，我們按照一定的約定，按照數據所處的某一個范圍或者一個語句，我們對它所賦予的含義，這二者是緊密相關的，或者說信息是數據的一種語義表示。

信息科學技術主要是指我們怎么樣研究信息的產生、獲取、存儲、傳輸、處理及其應用，它是以微電子、計算機、軟件、通信技術為主導，在這里面微電子是我們的基礎，計算機是載體，軟件是核心，所謂的信息產業就是信息技術的收集整理。

信息技術有一個很重要的特點，信息技術是本身很難單獨存在的。它既是一個獨立的技術，又廣泛的滲透到其他領域，成為他們發展的基本手段。信息技術是催化劑，它能夠和傳統的產業有機結合，應該說整體上信息技術產業增加是平穩的，其中尤以軟件和娛樂通信較快。

三、信息技術的發展趨勢

信息技術深刻改變了世界，比如電話改變了人類的通信方式，個人計算機的出現改變了人類學習工作和娛樂的方式，電子郵件、瀏覽器、搜索引擎、微博等等改變了我們的學習方式，網絡在很深刻地影響我們生活的方方面面，如云計算、智慧城市、移動互聯網等。

云計算是一種按使用量付費的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網絡訪問， 進入可配置的計算資源共享池（資源包括網絡，服務器，存儲，應用軟件，服務），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務供應商進行很少的交互。包括以下幾個層次的服務：基礎設施即服務（IaaS），平臺即服務（PaaS）和軟件即服務（SaaS）。

智慧城市是把新一代信息技術充分運用在城市的各行各業之中的基于知識社會下一代創新（創新2.0）的城市信息化高級形態。城市化給人們帶來了改善教育和獲得公共服務的機會，也帶來人口迅速增長，交通擁堵等問題，道路資源、水資源、公共資源、不堪重負，智慧城市是解決城市發展進程中所面臨的諸多難題挑戰的有效技術手段之一。目前，全國47個副省級以上的已經有43家明確提出智慧、智能或者數字化的城市發展戰略，占比達到91%。智慧城市總體上說不能脫離信息化，智慧城市就是廣泛深入與綜合的城市信息化工程。

移動互聯網，就是將移動通信和互聯網二者結合起來，成為一體，是一種通過智能移動終端，采用移動無線通信方式獲取業務和服務的新興業態，包含終端、軟件和應用三個層面。移動互聯網十大業務模式：移動社交、移動廣告、手機游戲、手機電視、移動定位服務、移動電子閱讀、手機搜索、手機內容共享、移動支付、移動電子商務。4G時代的開啟以及移動終端設備的凸獻必將為移動互聯網的發展注入巨大的能量，2014年移動互聯網產業必將帶來前所未有的飛躍。

參 考 文 獻

[1] 李巍，羅進文. 下一代網絡的三種核心技術研究[J]. 電力系統通信. 2006.4期

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關鍵詞：智能變電站 ；意義 ；關鍵技術 ； 體系結構

中圖分類號：TM41 文獻標識碼：A

1實現智能變電站的重要意義

變電站自動化技術經過十多年的發展已經達到一定的水平，一定程度上提高了電網建設的現代化水平，增強了輸配電和電網調度的可靠性。然而，傳統變電站自動化系統仍然存在下列問題：

①互操作問題

由于不同廠家變電站自動化系統采用的通信技術和協議各不相同，造成產品之間缺乏互操作性，導致集成和維護成本的增加，也降低了系統的可靠性。

②電磁式互感器的問題

傳統互感器存在鐵芯飽和、暫態特性差和體積龐大等缺點，難以滿足現代自動化技術的需求。

③常規一次設備的問題

目前多數變電站都沒有裝設狀態監視設備，由于缺乏一次設備狀態監視信息，通常只能采用計劃檢修，而不能實現狀態檢修。同時，非智能斷路器設備也不能實現按波形控制合閘角和在線監測的功能。

④線纜投資、運行維護費用較高

智能變電站成功地解決了上述傳統變電站存在的問題，是電力系統發展的必然趨勢，是通訊技術、信息技術和計算機技術發展的必然結果。IEC61850標準以及智能技術在變電站內的全面推廣應用將是解決這些難題的關鍵所在。目前，國際電工委員會TC57工作組已經制定了《變電站通信網絡和系統》系列標準--IEC 61850，為變電站自動化系統提供了統一平臺和標準框架。隨著電子式電流、電壓互感器、一次運行設備在線狀態檢測、變電站運行操作培訓仿真等技術日趨成熟，以及計算機高速網絡在實時系統中的開發應用，勢必對已有的變電站自動化技術產生深刻的影響，全智能的變電站自動化系統即將得到廣泛的應用。通過智能變電站技術的研究和實施，提高變電站自動化系統以及整個電網的技術水平和安全穩定運行水平。

目前我國正在大力建設創新型國家，國家電網公司已成為全國“創新型試點企業”。國家電網公司高度重視科技進步和自主創新，將其作為公司和電網發展的戰略支撐，力爭掌握一批擁有自主知識產權的關鍵技術和核心技術，占據世界電力科技發展制高點，在能源技術創新中積極發揮主體作用和表率作用，服務創新型國家建設。而智能變電站在各個方面均順應了科技進步和自主創新的要求。首先在技術儲備方面，IT技術與通信技術近些年來的突破性進展使得智能變電站從技術和經濟角度而言成為可能，智能化電氣設備的發展，特別是智能化斷路器、電子式互感器等機電一體化智能設備的出現，使得變電站進入了智能發展的新階段；其次在發展水平上看，在智能變電站的研究、試驗、工程推廣等方面，國外企業也剛剛開展，尤其國內在ECT/EPT及變電站自動化等方面的研究工作并不落后于國外企業，可以說實現智能變電站是建設創新型電網的要求，也是我國電力行業趕超國際水平的一個契機。

通過智能66kV變電所的建設與研究，提出適合中國電網結構及運行方式的完整的66kV智能變電站系統方案，將對鞍山以至整個遼寧電網的智能建設工作產生積極影響。

2智能變電站含義及其關鍵技術

智能變電站技術是指基于IEC61850標準建立全站統一的數據模型和數據通信平臺，實現站內一次設備和二次設備的智能通信，以全站為對象統一配置保護和自動化功能。其主要特征包括：

基于IEC61850的全站統一的數據模型及通信服務平臺；

智能化一次電氣設備；

基于全站統一授時的網絡化二次設備。

我們認為實現"智能變電站"的關鍵技術包括以下幾點：

①IEC61850的體系架構

②全站功能的統一配置

③一體化功能系統控制器

④通信網絡架構

⑤電子式電流/電壓互感器

⑥智能化的一次設備

⑦全站統一的授時系統

a） 智能變電站基本內容

分析上述智能變電站要求可見，完整的智能變電站方案應包括符合IEC61850標準的全部一次、二次系統的實現。大體可分為以下幾部分內容：

a）一次部分

變壓器

開關、刀閘

直流系統等

b）二次部分

二次系統在邏輯上按功能可分為過程層、間隔層和變電站層，結構如圖1所示：

①硬件設備

為實現圖1所示的邏輯功能，二次系統設備包括：

a.電子式互感器、合并單元

b.變壓器智能單元

c.開關、刀閘控制器

d.直流系統智能單元

e.滿足IEC61850標準的系統控制器

f.監控主機（操作員站，工程師站）

g.遠動主機

h.打印服務器

i.工業以太網交換機和用于光纖通信的光端機

②軟件系統

軟件系統采用跨平臺結構設計，可選擇windows、Unix、linux操作系統；數據庫結構按照IEC61850模型定義、實現，所有程序支持IEC61850模型。系統集成工程化工具為工程人員或用戶提供完善、方便的配置、測試、維護手段，包括系統的配置/組態、實時庫的管理、模型/通信的一致性測試、SCL配置文件和參數化的管理等功能。

③站內通信網絡

系統應以網絡交換以太網技術為基礎，站級總線采用星型結構光纖10M/100M以太網，組網方式為VLAN虛擬以太網，具有自愈功能；過程總線選擇星型結構光纖100/1000Mb以太網，防止出現實時信息在網絡上發生碰撞以至影響實時響應要求。必要時可考慮采用VLAN優先級協調多以太網跨過多交換機運行。

在66kV智能變電站的設計方案中，根據需要傳輸的數據量的計算結果，站級總線和過程總線均采用星形結構光纖100M以太網。

④授時系統

時鐘同步系統由網絡時間服務器（主時鐘）及時鐘擴展輸出裝置（擴展時鐘）組成。時鐘同步系統具有兩臺互為備用的網絡時間服務器，時鐘擴展輸出裝置的具體數量根據現場實際進行選項匹配，以滿足時間系統對信號數量和種類的要求。網絡時間服務器和時鐘擴展輸出裝置既可以集中組屏，也可根據現場的實際情況單獨組屏。

參考文獻

[1]謝型果.IEEE1588時鐘同步報文硬件標記研究與實現.華中科技大學碩士學位論文，2008.

篇9

關鍵詞：“閱讀材料”；科學家精神；物理史實

中圖分類號：G630 文獻標識碼：A 文章編號：1003-2851（2012）-03-0158-01

一、利用“閱讀材料”樹科學家形象，學科學家精神

當前中學生中不少人屬“追星族”成員，他們把影星、歌星的名字可以說出一大串，每天嘴上談的是“星”的趣聞軼事，身上著裝模仿的是“星”裝束，但對于科學家，他們卻說不出幾個名字，對科學家的方方面面，更是一無所知。造成這種現狀的原因之一是：電視、電影、雜志、畫刊中頻頻露臉的都是這些影星、歌星，而極少向這些天真的學生介紹科學家。所以他們沒有機會了解科學家，科學家的形象在他們心目中樹立不起來。

教科書中的“閱讀材料”介紹了牛頓、安培、法拉第……等眾多科學家的生平和事跡，我把這些材料與教學結合起來對學生進行思想、精神、道德、意志等方面的教育。

在教學中，我針對有些學生在學習中存在著怕吃苦、不勤奮，又想取得好成績這種不切實際的想法，有目的地介紹科學家的有關事例。如：愛迪生為找做燈絲的最好材料，先后實驗了1600多種材料；法拉第經過十年不懈努力找到了磁生電的方法：現在看到的歐姆定律公式那么簡單，但是歐姆為了研究這個問題，經歷了多次失敗，花費了十年心血，把數學和物理結合起來，最終才把電學中的三個量U、I、P,之間的關系用一個完美的：形式表達出來，即I=U/R。

學生從科學家的身上理解了“天才不過是百分之一的靈感加上百分之九十九的汗水”這句話的深刻含義。

“閱讀材料”有些是以故事形式出現的，風趣生動，很適合中學生年齡及生理特征，學生很喜歡聽，每當我介紹科學家后，總有一些學生進一步追問，想知道更多的情況。

學生從科學家身上學到的熱愛科學、實事求是、勤奮好學、刻苦鉆研的精神，正在成為學生學習的動力，并有力地促進了學生身心健康的發展。

二、利用“閱讀材料”學物理史實，受辯證法教育

學生在中學階段對物理學發展的曲折歷史知道得很少，學生不了解所學知識的形成過程，這不利于學生對物理知識的深入了解，教科書在“閱讀材料”中對這方面內容做了一些彌補。

如在熱學部分，“熱的本質”介紹了歷史上對熱的本質的認識過程，學生學習知道了歷史上對“熱”有兩種不同的看法：一種把熱看成是一種特殊物質，即“熱質說”；另一種認為熱是物質的某種運動形式。“熱質說”這種違背事實的觀點，曾一度被人們所承認，后來科學家們通過對一些熱現象的細致觀察和反復的大量實驗，證明了“熱”，不是一種物質，從而否定了“熱質說”。為分子運動論的發展開辟了道路，為能量守恒定律奠定了基礎。

把歷史上不同學派間的爭論展示給學生，可以打破傳統的邏輯教學給學生留下的科學發展是直線前進的印象，使學生了解到，科學發展史是一部理論與實踐交叉、失敗與成功并存的發展史。

三、緊密聯系實際，提高各種能力

近年來，寓中物理教學經過一系列的改革，教學質量有了明顯的提高，值是還存在著許多問題，其中之一就是物理教學在聯系生活、聯系社會、聯系技術等方面做的還不夠，造成學生知識面窄，知識學的死，影響了他們分析問題、解決問題的能力，降低了學生學習物理的興趣。“閱讀材料”廣泛收集了物理學聯系實際的事實。大到世界各國重視的能源問題，小到家用電器：上到無線電波，下到海洋開發：遠到日本銀行大樓的目光鏡，近到常看的電影片。它們在學生面前展現了一幅幅生動的生活畫卷。把學生眼中用概念、公式堆積起來的物理變成了活生生的生活，活生生的物理。

在介紹“閱讀材料”中的，“靜電復印”時，我特意把復印機里里外外做了仔細的觀察，弄清了復印機各個部分的位置、形狀、作用，還查閱了有關資料，課堂上我既結合靜電原理講清了靜電復印機的原理，又給學生講了使用復印時的注意點，我在講“海市蜃樓”和“沙漠蜃景”時，把光的全反射規律結合進去；在講“不是老天爺顯靈，是建筑師的杰作”時，把回聲知識融進去。從“閱讀材料”中，學生看到了生活中處處有物理，物理就在我們身邊。“閱讀材料”中講的物理知識并不深奧，但使學生感到了知識的價值；使學生更加熱愛生活、熱愛科學。越來越多的學生主動參與學校組織的物理實踐活動。在學校，老師課堂上做的演示實驗，學生總要利用課外時間，三三兩兩在教室，到實驗室重新操作，仔細觀察。在家中，學生找日用品作材料，親自動手做課本上、習題中介紹的小實驗。如：把縫衣服的鋼針磁化后做成指南針；用鉛筆芯做滑動變阻器，觀察小燈泡亮度的變化和電阻的關系：利用音樂生日卡上的閃光二極管做單向導電實驗；還有制作潛望鏡、小天平……在這些實踐活動中，學生發展了思維能力，增強了動手能力和理論聯系實際的能力。

四、利用閱讀材料，可以擴大對現代科學技術的了解

現代科學的發展日新月異很多新名詞層出不窮，比如，光纖通信、反粒子、核反應堆等。這些學生只知道其然不知其所以然。通過“閱讀材料”可知道光纖通信是把聲音信號變成電信號，又把電信號變成光信號，再通過光纖維把經過調制的光信號傳出去。而反粒子是跟它質量相同而電荷相反的粒子……通過閱讀學生提高了學習的興趣，同時也拓寬了學生的知識面。

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關鍵詞：同步、數字同步網、必要性、組網原則

引言

數字同步網是電力系統通信網的重要支撐網之一，它不僅是保證網絡正常運行的基礎，也是保證網絡定時性能質量的關鍵，對電力通信網各種業務的高質量傳送起著重要的作用。在電力通信網快速發展的今天，隨著各種新業務的不斷發展和SDH傳輸網的不斷延伸、擴大，網絡的數字化和信息化的高速化、多樣化對網絡的同步有著更高的要求，為適應電力傳輸網不斷的發展要求，時鐘同步網的適時規劃和分布建設是十分必要和必需的。

1 建設數字同步網的必要性

1.1 同步網的含義

同步網其實就是一個物理網，由同步網節點設備和定時鏈路組成，為其他網絡提供定時參考信號。而同步的含義是使通信網內運行的所有數字設備工作在一個相同的平均速率上。如果發送設備的時鐘頻率快于接收設備的時鐘頻率，接收端就會周期性的丟失一些送給他的信息，這種丟信息稱為漏讀滑動；如果接收端的時鐘頻率快于發送端的時鐘頻率，接收端就會周期性的重讀一些送給它的信息，這種信息重讀稱為重讀滑動。

1.2 同步網的地位

數字同步網作為三大支撐網之一，它的服務對象是各種業務網，它為各種業務網提供定時，以保障業務網的服務質量。雖然同步網不能產生直接的經濟效益，但是，它在通信網中的地位卻非常重要，因為任何通信設備都需要時鐘（這里指設備時鐘）為其提供工作頻率，所以，時鐘性能是影響設備性能的一個重要方面。

1.3 同步網建設的必要性

電力系統數字同步網是應通信網的快速發展應運而生的，要保證通信網絡運行的可靠性和穩定性，就必須保證通信網內同步的質量，而要保證同步的高質量，就必須建立一個獨立于業務網的數字同步網提供高質量的定時基準信號。同步的高質量不僅僅是為控制受控滑動的發生，還為控制與同步有關的其他損傷（如漂移和抖動等）。隨著電力系統通信網數字化和信息的高速進程，按相關標準的要求，網絡同步精確度需達到1×E（－9），這一同步精度是傳輸設備、交換設備內置的傳統晶體振蕩器所無法達到的。為減少受控滑動的發生并減輕滑動及其他損傷對數字業務信號的影響，必須組建獨立于電信業務網的電力通信數字同步網。

2 數字同步網的定義及規劃

2.1 數字同步網的發展

數字同步網是一種網絡體系，它是由各個節點上的同步時鐘設備和相應的定時鏈路共同構成的一種實體網絡，它不僅有屬于自己的網管，同時還有能夠對全網進行控制的監控網絡。同步網主要負責為所有的業務網絡業務網提供各種定時方式，以實現對各種業務網絡的同步功能。同步網與電信管理網、信令網一起并列為通信網的三大支撐網，是通信網正常運行的基本元素，也是保障各種業務網的運行質量的重要措施。

2.2 電力系統通信數字同步網規劃要求

根據電力系統二次部分相關規劃要求，全國電力通信數字同步網內同步方法采用等級主從同步，共分三級。網內各同步節點之間是主從關系，每個同步網節點賦予一個等級地位。一級節點采用一級基準時鐘，二級節點采用二級節點時鐘，三級節點采用三級節點時鐘。

全國電力數字同步網將按分區式多基準時鐘方案建設，并將同步網按照同步區來劃分，在各省、直轄市、自治區各設一個同步區。

基準時鐘的等級為一級，包括基準鐘（PRC）和區域基準鐘（LPR）兩種。在國家電力公司（北京）、華中分公司（武漢）、西北分公司（西安）和南方電力聯合公司（廣州）各設一個基準鐘（PRC）。

除在上海、北京、遼寧省市公司設SSU外，在各省公司設區域基準鐘（LPR）。

3 電力系統數字同步網構成的基本原則和建設方式

3.1 電力系統同步網的組網原則

（1）積極采用新技術，符合同步網的發展趨勢；

（2）注重同步網的安全性，實現空中（GPS）、地面（地面鏈路）同時傳送，通過優先級來選擇；

（3）原則上區域基準時鐘（LPR）應有4路輸入基準：2路GPS，2路通過不同物理路由的地面鏈路直接來源于不同的PRC；

（4）本地網節點時鐘至少應具有2路輸入基準，1路GPS，1路或（2路）為來源于LPR的地面鏈路信號；

（5）主、備用2路地面鏈路同步信號盡量安排在不同的物理路由中傳遞；

（6）盡量選擇傳輸距離短，中繼節點少，可靠性高的直達路由；

（7）數字同步網節點時鐘應從高于或等于本級時鐘的節點方向取得同步信號，不得從低等級節點取得同步信號。

3.2 電力系統同步區的劃分

數字同步網的同步區劃分有多基準小同步區和少基準大同步區，多基準小同步區適合地域大、網絡大的情形，少基準大同步區適合地域小、網絡小的情形。

多基準小同步區的優點是：每個同步區內結構簡單，網絡規模小；便于設計業務網的同步；定時傳輸鏈路短，易于保證網絡的同步性能。但缺點是基準鐘多，投資大；同步區數量多，集中管理困難。

少基準大同步區的優點是：同步網結構簡單，層次分明，投資相對小，缺點是定時傳遞鏈路長，鏈路復雜，定時鏈路不宜采用SDH鏈路。另外同步設計復雜，管理維護任務大。

電力通信網覆蓋全國，地域大，網絡復雜，有縣、地區、省、網和國家五級網絡，采用少基準大同步區的體制對同步網的設計帶來很復雜的問題，另外定時鏈路太長不能用SDH鏈路傳遞，而PDH微波電路的質量和可靠性相對低，考慮到目前GPS的價格十分經濟，高性能GPS產品較多，因此采用加強型銣鐘＋GPS的多基準小同步區的體制更適應電力通信網。根據目前的網絡規模和今后的規劃，以一個省為一個同步區的體制比較經濟合理。

具體到各電力數字同步區，規劃近期為少基準大同步區，視今后通信網絡的發展情況，規劃遠期為多基準小同步區。

3.3 省級同步區內等級結構

現階段，電力數字同步網采用混合同步方式，同步區內采用等級主從同步，各跨同步區的以準同步運行。

每個基準時鐘控制的同步區內的同步方法采用等級主從同步，同步區內各同步節點之間是主從關系，每個同步網的節點都賦予一個等級地位，只容許某一等級的節點向較低等級或同等級的節點傳送定時基準信號達到同步，根據《數字同步網規劃方法和組織原則》（YDN117-1999）和相應電力通信網的實際情況，主從同步分為三個等級，省調為一級基準時鐘，各地區局調度所為二級時鐘，縣局和部分網絡樞紐節點為三級時鐘，二級時鐘受控同步于一級時鐘，三級時鐘受控同步于二級時鐘。

3.4 節點時鐘設置方式

3.4.1基準時鐘設置原則

同步網的最后一級時鐘到所有基準鐘之間的定時鏈路要求盡可能短，同時基準時鐘盡可能位于網絡的地域中心。

通信網內需要同步的網元都能跟蹤到基準鐘上，要求基準鐘盡可能位于通信樞紐中心，這樣既便于基準信號的分配和傳遞，又便于維護管理。

3.4.2 同步供給單元（SSU）的設置原則

SSU不僅要為局內設備提供定時，而且要將來自基準鐘的信號向下傳遞。因此，每個地區局調度中心內均應設SSU，如條件允許，220KV及以上的樞紐變電所、大型水（火）電站廠亦可設SSU，并為二級節點時鐘。

根據網絡規模和同步需求，可在縣局站設置SSU，并為三級節點時鐘。

在省電力SDH光纖通信主干電路和各地區城區SDH光纖環網的互聯點上，可以根據需要設置SSU，并采用三級節點時鐘。

每個SSU應至少接收兩路參考信號，同時有條件的可采用GPS作參考信號作為地面鏈路的備份。

3.4.3 節點時鐘設置

（1）一級基準時鐘（LPR）設置

根據全國電力通信相關規劃，省電力系統為一個同步區，同步區內設置一級基準時鐘，在省電力信通公司通信機房，按照等級劃分，為一級節點時鐘，即可接收GPS同步，亦考慮今后接收上游國調（網調）的RPC同步。

（2）二級節點時鐘的（SSU）設置

根據相關省電力通信網的規劃，考慮到今后SDH傳輸網建設后，同步丟失對地區通信網造成影響嚴重，必須在相應重要的多個地區地區（州）局的局本部設置同步供給單元，考慮地區通信網對同步時鐘精度的要求、同步設備的價格，并參照中國電信同步時鐘節點的設置原則，設計按二級節點時鐘考慮。

當地區的SDH傳輸網內最遠的網元設備與地區局之間超過10個網元時，應在中間設置第二個同步供給單元以減少SDH指針調整對時鐘的損傷。

當地區的SDH傳輸為環網結構時，應至少在網內設置第二個同步供給單元以避免定時環的產生。

地區局所轄各縣級調度，同步供給單元的設置要視各縣通信網建設規模和需要而定，當縣局的通信網達到一定規模，局內需要超過4個以上的定時同步信號時，可以考慮在縣局設置同步供給單元，按三級節點時鐘考慮，一個縣的三級節點時鐘的同步供給單元可以為相鄰縣的設備提供同步定時信號。

參考文獻：

[1] 人民郵電出版社 程跟蘭《數字同步網 》．

[2] 人民郵電出版社 喬桂紅《數據通信》．

[3] 人民郵電出版社 于佳亮 程華 于天澤《寬帶城域網與MSTP技術》．

作者簡介：

李海曦：（1976－），女，山東青島人，1997年畢業于蘭州大學電子與信息工程系，學士學位，工程師，從事通信設計、運行、維護管理工作。