传输综合网管系统研究

传输综合网管系统研究（精选8篇）

传输综合网管系统研究 第1篇

在移动传输线路的管理系统中, 要把相关的信息资料形象的呈现在电子地图上, 为GPS的定位工作提供一个良性基础, 并使空间信息与属性信息进行有机结合, 将不同区域的实时信息用最容易被理解的形式表现出来。与此同时对非静止目标的GPS定位信号进行经纬度信号的转换工作, 同时在地图上标注出来, 通过一些相应的图标, 显示出车辆、人员的具体地理位置, 而且对其具体地理位置的改变作出相应的反映。利用对系统的相关操作, 可以通过GIS实现下列功能:

1.1 分层显示

从用户的实际需求出发, 有目的性有计划性地显示相应区域的相关信息资料。在电子地图里, 能够对相关的路线和资源状况以容易被理解的形式表现出来, 并引导相关机构进行相应的科学维护工作。此外, 还能够使图层的设置更加丰富, 而且通过系统管理员进行自定义命名, 以下拉菜单的形式将配置图层表现出来。对巡检过程中的不同监控数据, 能够进行分层显示, 同时产生相应的分析图表供管理人员有计划性地实施相应的分析措施。

1.2 放大与缩小

对目前的地图进行无限制的放大和缩小, 从而可以得到指定非静止目标的地理位置信息, 或更大范围的总体状况。

1.3 车辆和人员的跟踪

对指定的目标实行跟踪指示, 可以使指定跟踪目标的实施地理位置在电子地图上以容易被理解的形式表现出来。

1.4 漫游

电子地图显示的区域能够随着操作者对鼠标的操作进行漫游。

1.5 决策参考

通过系统的自动确定功能对相应的目标进行指定, 同时对一些指定的街道、建筑物进行相关信息的查询, 比如GPS信息和实时地理位置的查询。

1.6 界面调整

管理员能够对电子地图的界面进行相应的修改工作, 从而为各种建筑、街道地理信息资料的添加和整理提供坚实基础, 使相关信息不断与时俱进。

1.7 报警

当出现故障或其他安全事故时, 能够清晰地在操作界面中出现报警方式, 同时在电子地图上呈现出相应的报警信息。在排除故障或消除隐患之后, 报警工作就会停止。

2 J2EE

J2EE以MVC设计模式居多, 通常以交互式应用为主。这种特性在页面数量较多、客户访问次数多、等情况下尤为明显。MVC设计模式通常有三个方面:

2.1 模型层

模型层通常被用来对业务逻辑进行处理并对数据进行访问。也就是说, 模型层通常以业务的流程状态、对业务规定的制定等方面为主。在模型层里, 对业务流程的处理通常呈现出一种黑箱操作的形式, 在模型接受试图的请求数据之后, 对经过相应处理达到的最后成果进行返回。模型层的关键在于业务模型设计。

2.2 视图层

视图层通常应用于人机交互界面的显示。一般情况下视图层中有来自用户的相关表单信息, 和通过对结果进行反馈而得到的相应信息。在视图里, 能够起到替代人机交互界面的作用;在WEB应用的角度来讲, 就可以简单地称其为统一界面。作为视图和模型的桥梁, 控制器通常以处理用户请求为主, 同时将相应的请求传输到处理业务的模型, 最后对相应的处理结果进行显示。也就是说, 控制器主要负责自接受客户请求到满足客户请求的过程。

2.3 STRUCT

STRUCT属于一种经过改良和完善的构架, 通常较为灵活, 模块化程度较高, 而且实用性很强, 对应用程序的开发工作起到了一定的简化作用。在这种框架中, 可以把模型一分为二成为两块系统的内部实施情况, 与此同时对状态操作的事务逻辑有所改变。

3 WEB和GIS的有机结合

3.1 开发和应用的成本较低

二者在地理信息资料的发布上通常以通用浏览器为主, 一般会伴随使用部分免费插件, 从而在一定程度上控制终端客户的技术成本并减小由于培训工作产生的负担。在科学合理地运用组件技术的基础上, 可以以不同客户的实际需要对空间进行选用, 这样一来也在侧面上对客户的成本支出进行了有力控制。

3.2 信息共享

在WEB/GIS技术基础上发出的信息资料, 可以同时满足专业人员和普通用户的信息需要。随着我国互联网技术的高速发展, WEB技术得到了广泛的普及运用, 这就使得互联网用户在对服务器服务的获得上摆脱了地理位置的限制, 为远程管理创造了有利条件。

3.3 扩展空间

基于互联网开放、自由的环境, WEB/GIS技术在未来仍然有非常大的发展余地, 可以完成与其他信息服务的对接, 为GIS具体应用的问世奠定坚实的基础。

摘要：作为通信系统在工作中的网络基础, 通信网络对我国通信业的发展壮大起到非常重要的基础性作用, 特别是在科学技术高速发展的今天, 通信网络对移动传输线路的管理工作起到越来越重要的作用。如何切实有效地保障移动线路传输的正常运行、杜绝盲目的浪费与投入是现阶段摆在相关部门和机构面前的一大难题。随着我国通信技术的不断发展以及相关体制改革工作的不断深入, 时代对于网络的管理已经提出越来越高的要求。本文通过分析现今发展阶段下的移动传输线路的综合管理系统, 对以GIS平台和GPS技术为基础、J2EE、WEB和GIS进行有机结合的三种形式进行了简略的探讨, 以期能对我国的通信业发展有所启发和帮助。

关键词：移动传输线路,综合管理系统设计,研究

参考文献

[1]田玉璋, 贾妍婕.移动传输网络针对业务网IP化的应对策略[J].中国管理信息化, 2010 (21) .

[2]吕鸿杰.城域电信级以太网VPN网管系统设计与实现[D].成都:西南交通大学, 2009.

传输综合网管系统研究 第2篇

【关键词】综合管理系统；通信传输线路；优化方案

通信事业与国家经济发展、人民日常生活息息相关，而通信传输线路作为传递信息的载体，其质量好坏与运行效率，直接关系到通信信息传递的实际效果，为了进一步满足人们对通信质量的要求，给广大人民群众更加满意的通信服务，我国通信部门与相关技术研究方，通力合作，在通信传输线路工程的优化方案方面，提出了以综合管理系统为基础，分模块、分层次的开展通信传输线路工程，实现该工程建设的效率提升，确保通信传输线路的质量达标、通信稳定，从而全面推动我国通信事业的发展。

1.通信传输线路工程应用综合管理系统的优势分析

通信传输线路工程作为通信事业发展的基础建设内容，其工程质量与建设效率，决定着通信事业发展的稳定性，如何更加优化的制定与完善通信线路工程建设方案，已经成为有关单位、企业重点研究的问题。因此，借助于目前广泛应用于国家基础事业建设、民用通信建设中的综合管理系统，进一步优化通信传输线路工程的方案，成为了我国通信部门和通信传输线路实施方非常重视的内容。笔者结合自身多年的工作经验，以及综合管理系统的实际运用情况，将通信传输线路工程应用综合管理系统的优势，总结如下。

1.1 通信传输线路工程方案系统化，建设效率明显提升

一般情况下，通信传输线路工程方案，在运用综合管理系统后，会根据该工程的实际需求，分为不同功能的模块，这些模块主要涉及到管理、查询、检测、编辑等内容，使整个通信传输线路工程方案体现出系统化特点，更加高效的开展通信传输线路工程建设工作。因此，随着综合管理系统在我国各行政机关、企事业单位中的应用越来越广泛，作用于各行各业中的通信传输服务的基础线路也应该跟上综合管理系统运用的步伐，更加合理的、系统的制定通信传输线路工程方案，保证综合管理系统能够具备完善的、相符的通信传输线路。

1.2 相应技术不断完善与创新，为综合管理系统的运用、通信传输线路的改良提供了技术基础

近年来，中国经济高速发展的同时，在科学技术、民生工程等方面也取得了非常大的进步，从事于综合管理系统、通信传输线路的研究人员和专家不断增多，相关技术得到了思路完善与理念创新，并在实践中得到了有效的检验。因此，从目前我国高新技术的发展情况来看，通信传输线路工程方案的优化，在利用综合管理系统上，有着较为突出的优势，如何在各部门、各行各业中有效利用综合管理系统，开展相应的通信传输线路工程，已经成为各方关注的重点内容。

2.以综合管理系统为基础的通信传输线路工程实例分析

2.1 电力通信传输线路综合管理系统

以苍南电网为例，其在1997年，初步构建了龙岗-宜山-钱库三线PDH系统，并在2000年的时候，建成SDH系统，且将其扩展为22个占点。2002年，苍南电网开始正式建设电力信息综合管理系统，截止到2012年初，已有光纤网点达到40多个，主要采用OPGW光缆与ADSS光缆，可以通过不同的通信路径来连接主备网络，或是通过不同的设备来连接网络。

该通信传输线路综合管理系统，主要采用Web的浏览方式，利用客户端计算机的IE浏览器，就可以实现相关操作，大大降低了对系统的操作难度，有效提高了系统的运行速度。另外，电力通信传输线路综合管理系统，其主要功能可以分为系统管理、设备查询与管理、数据收集与整理、地图的编辑绘制，以及电脑打印等。

2.2 地铁安防通信传输线路综合管理系统

以中国安防行业网提供的数据和模型图，地铁安防通信传输线路综合管理系统主要包含了主机、备机、客户端、安检信息系统、门禁控制系统、视频监控系统、火灾报警系统、公共广播系统、时钟同步系统、智能检测系統等。纵观国内城市轨道交通建设，多条交通线路逐渐构成大规模的城市交通网络，轨道线网的综合接入与联网管理需求提出，大安防集成系统——以一套平台为核心，将视频、门禁、报警以及其它子系统集成，多条线路统一管理将是非常明显的趋势。

3.关于以综合管理系统为基础，优化通信传输线路工程方案的合理策略

3.1 加强综合管理系统的开发力度，将其合理运用到通信传输线路工程中

通过上文的分析，可以看出，综合管理系统目前已经在我国各生产领域、管理部门中得到了应用，对通信传输线路的方案制定与实际落实产生了非常明显的作用，更加合理、高效的构建了通信传输线路网络。因此，在今后我国通信事业的发展进程中，在通信传输线路的方案研究与实际建设中，应当继续加强对相关综合管理系统的研究与开发，充分结合所建通信传输线路工程的具体特色，使综合管理系统与通信传输线路相结合，从而制定出最优化的通信传输线路。

3.2 加大相关专业人才的培养力度，增加其实习检验机会

综合管理系统的开发与通信传输线路工程的方案制定，如果没有专业的人员进行，就只会是纸上谈兵，做不出实际成果来。而我国目前从事这方面的专业人才，在数量上和质量上都还需要进一步提高，要更加努力的缩短与国外发达国家之间的人才差距。因此，我国教育部门及通信行业，应该高度重视对相关人才的培养，通过制定教育政策、增加教育扶持资金等方式，培养出更多的专业人才，使其学到的专业知识与专业技能能够充分作用到通信传输线路工程方案制定与实际工作中。另外，还应该在教育模式上加强改善，通过政企合作等方式，给予相关专业的学生，更多参与实践的机会，在实习岗位上充分检验自身的专业知识。

3.3 提升国家通信部门与地方政府在这方面的监管力度

通信传输线路工程的方案设定与工程建设，必须受到我国通信管理部门的全程跟踪监督与管理，这是保证国家信息安全管理的重要手段。在运用综合管理系统，进一步优化通信传输工程方案方面，笔者认为国家通信部门及地方政府应当在这方面有所作为，要通过一系列的政策颁布与通信传输线路工程建设条约，合理、合法的开展通信传输线路工程建设；同时，利用诸多媒体渠道等，将综合管理系统推广出去，使其在更多的通信传输线路工程中得到应用，发挥出更大的高效管理作用。

3.4 加深国内外通信传输线路工程对综合管理系统运用的经验交流与合作

国内外通信传输线路工程，由于各地区环境不同、工程作用对象不同，所以在方案设计与实际建设过程中，对综合管理系统的运用方式，以及所面临的的各种问题也会有所不同，各自都有着相对突出的优势存在。因此，以综合管理系统为基础，优化通信传输线路工程方案的必要措施之一，就是要加深国内外通信行业在传输线路工程方面对综合管理系统的经验交流与合作，不断丰富自身的应用思路，不断完善相应的应用方式，从而更加灵活、更为高效的将综合管理系统作用到通信传输线路工程中。

4.总结

综合管理系统在我国通信传输线路工程方案制定与实践建设中的作用越来越大，如何有效结合两者，促进通信事业的发展，是我国通信部门和有关工程建设方极为重视的内容。

在今后通信事业的发展进程中，要加强综合管理系统的开发力度，加大相关专业人才的培养力度，提升国家通信部门与地方政府在这方面的监管力度，并加深国内外通信传输线路工程对综合管理系统运用的经验交流与合作，从而实现通信传输线路工程方案的优化，提高综合管理系统的运用效果。

参考文献

[1]刘艳强.对移动传输线路综合管理系统的研究[J].中国新通信，2013（15）.

[2]孙晓巍.电力通信线路综合管理系统的研究与开发[D].华北电力大学，2012.

[3]曾惠斌.对通信传输线路设计与施工的分析[J].科技与企业，2014（01）.

传输综合网管的发展趋势 第3篇

1 传输集中网管的必要性

现代人们的生活越来越需要通信网络, 综合化、智能化、大众化、个人化、宽带化等已成为主流, 也对通信网络的基础网络---传输网提出了更高的要求, 只有提高传输网络管理, 充分利用网络资源, 发挥传输网络的作用, 才能为业务网提高优质服务。而现有的网络又由多厂家的设备组成, 造成不同厂家网管的不兼容性, 增大了维护难度, 使不同厂家的子传输网在网络故障定位时也增加了困难。首先, 维护中心局承担着整个局繁杂、多厂家设备的SDH城域网和SDH、DWDM省干网络, 另有骨干网络的网络管理及维护。而由于城域网是不同厂家设备各自组网建成各自的子网管系统, 故在故障和配置数据时, 需要对多个厂家网元子网管系统进行操作, 对获取的信息数据进行人工分析和判断;在省干环SDH和DWDM也是各自组成的子网管系统, 同样在故障处理、数据制作时需在分别的子网管系统上操作、分析。那么, 在现网SDH、DWDM的网络中, 维护操作人员可能会面对从光传输层 (OTS) 、光复用段层 (OMS) 、光通道层 (OCH) 、再生段层 (RS) 、复用段层 (MS) 、VC-4通道层直到VC-12通道层七个层网络的分析工作, 因为对城域网传输网而言, 它们的网络都具有不同的拓扑, 因此, 当传输网的规模较复杂时, 这种人工分析和判断工作的难度就非常大, 会造成维护作业任务完成时间的延长。其次, 作为业务承载的基础网, 传输运行维护工作首要职责是对传输网中承载业务的电路、光通道进行管理和维护。因而庞大、复杂的网络结构、众多厂家的设备网元管理, 对网络信息的分析、汇总难以在一个统一平台上实现, 降低了维护效率。随着传输规模的增长, 问题也将日益严重。

2 综合网管的基本结构

2.1 功能结构

它分为5个基本功能块:操作功能块、协调功能块、网元功能块、Q适配功能块和工作站功能块;7个功能元件:管理应用功能元件、管理信息库元件、信息转换功能元件、表述功能元件、人机适配元件、消息通信功能元件、高层协议互通元件。功能块之间通过数据通信功能 (DCF) 来传递信息。

信息结构

主要描述功能块之间交换的不同类型管理信息特征。他应用OSI系统管理的原则, 定义了管理信息模型的概念及面向对象的管理方式, 提出共享管理知识等概念, 强调了在面向事物处理的信息交换中采用面向对象的技术。

信息体系结构分为管理信息模型和管理信息交换。

管理信息模型:面向对象的管理是综合管理的核心。即把被管理的网络资源及其所支持的管理活动不论是物理的还是逻辑的, 不论是动态的或是静态的, 进行数据封装, 抽象为管理对象。同一资源对于不同的管理服务可以用多个管理对象来表示;反之, 不同的资源也可以同一类型的管理对象来描述。信息模型的建立实现了将通信网络中具体管理问题转化为概念上的管理对象来管理。才有OSI提出的GDMO标准模板来描述管理对象。这种信息模型决定了以标准方式进行信息交换的范围, 模型中的活动实现综合网管的各种管理操作, 如信息的存储、提取与处理。

管理信息交换:由于网络及其业务是一种分布式结构, 网络管理本事也是分布的。管理信息交换的两个功能是管理者功能和代理者功能。

2.2 物理结构

由操作系统、数据通信网、网络元、工作站、协调设备、Q适配器等结构体组成。

2.3 传输综合网管的功能

根据OSI的管理功能分类方法, 且适应综合网管的需要加以扩展, 分成了5类管理功能。即性能管理、故障和维护管理、配置管理、账目管理及安全管理。

性能管理即时实施对网络和设备进行实时的性能监视, 对性能进行分析和控制处理。对传输设备的工作状态, 网络网元的运行状态、运行效能进行监测和控制。主要是收集各种统计数据, 并加以分析和规划。根据收集到的数据对网络整体进行评估分析, 了解当前网络的整体性能。主要是对业务量的监测控制。

配置管理主要是实施对网络元的控制和识别、数据交换, 以及为传送网增减网络元、通道或电路。包括:供给功能、网络元状态监视及控制功能。供给功能是指设备投入使用所必须的程序, 控制设备的各种状态 (服务状态、退出、保留、备用等等) 。如网络元 (NE) 配置和管理, 以及网络元数据库管理等。网络元状态监视和控制功能是指按请求监视和控制网络元的状态。它包括了消息出来系统、租用电路和传输网的网络状态、网络元的安装功能。

故障和维护管理:能够对不正常的网络运行状况, 或者是它的环境条件进行监测。具体的功能包括告警监视、故障的定位和校正, 以及测试功能。综合网管系统能实时监测网络元故障, 并能确定故障性质和网络的失效程度。对网络的状态进行管理。

传输综合网管同意采用了分层管理的组织模型和基于管理则/代理者的通信机制, 最下层是提供传送层服务的SDH网络单元, 与其他网络单元、OS中的对等实体交互, 在通已层次的内部和上下成之间的消息结构要求保持一致。SDH网管遵循了综合网管的原则, 即传输综合网管是一个在概念上与SDH独立的网。它通过与SDH网接口的连接以便从中接受信息和控制其操作。在SDH的基本帧结构中包括了传输设备和网络的操作和维护功能的开销字节。它的网管由3级组成:即网元、网元管理层和网络管理层。其中, 网络管理层负责对所管辖网络进行集中式或分布式控制管理。使电路资源配给、监测和统计分析等功能集中起来。

3 传输综合网管的优势

综合网管实现的关键在于综合网管系统与各个专业子网管系统之间的接口的实现及采集适配层的及时、准确性。传输网管系统的发展经历了从理论到技术, 最终解决了技术瓶颈问题--网管接口问题, 完成了对Q3、SNMP、TCP/IP、RS232、CORBA接口等技术必须的综合共识。综合网管系统所需数据来源于各子专业网管接口提供的数据, 实行数据共享;采集适配层则与各专业的子网管进行交互, 通过子网管系统接口完成了性能的监控、故障集中告警、配置数据、资源整合、数据同步、电路查询等功能。

传输综合网管系统研究 第4篇

我国是个产粮大国, 收获的粮食一般都是集中储藏, 粮食的储藏安全一直是困扰粮食管理的重大问题。粮食在存储过程中的安危主要表现在粮食的水分和温度的变化。粮食在正常储藏过程中, 含水量一般在1 2%以下是安全的, 不会发生温度突变, 一旦粮库进水, 结露使粮食的含水量达到20%以上时, 由于粮受潮胚芽萌发, 新陈代谢加快而产生呼吸热是局部粮食温度突然升高, 必然引起粮食霉变, 可能造成无法挽回的损失。而粮仓的温度以作者所在地区为例, 在北方最好要保持在20℃以下, 才能更好地保证粮食安全。因此, 在粮食储藏过程中如何检测、判断和控制粮食的储藏环境, 使粮食始终处于合适的温度和湿度状态下, 是保证粮食质量的关键[1], 研制可靠且实用的温湿度监测系统显得非常重要。

近年来, 国内外学者研究发现如果有目的改变粮堆内气体成分的比例, 造成一个不利于虫、霉孳生的环境, 对安全储粮是有利的。实验证明, 当O2浓度降到2%以下, 或C02浓度增加到40%以上, 或在高N2浓度下霉菌受到抑制, 害虫很快死亡, 并能较好保持粮食品质, 这种绿色储粮技术被称为气调储粮技术[2]。但是在充氮储粮过程中必须经常检测粮堆中的氮气浓度, 在充氮的环境中, 虽说氮气对人无毒, 但氧含量低于14%或者C02含量在5%以上时, 对人的生命即有危险。人如果进人氧含量在10%以下的大气中, 就会失去知觉。在10%~14%的氧浓度下, 多数人尚不致失去知觉, 但对人的神经有所损害。这既增加了作业人员的工作量, 又对作业人员的健康产生影响, 同时对粮堆的密封性也有影响。

对粮仓内检测温度、湿度、C02浓度等多参量而又因为粮仓分布所造成的多点检测需要, 采用有线网络实现监测, 会使得系统具有布线麻烦、设备随意移动性不强等缺点。针对这些问题本文提出了粮仓内气体浓度及温湿度无线监测, 系统主要由气体采集、气体浓度测量、温湿度采集、数据传输和监控微机等部分组成, 通过对无线监测系统的开发, 实现粮仓内气体浓度的无线、远程、可靠传输, 使得作业人员不进粮仓即可实时监测粮仓内粮情的变化, 有利于科学储粮、绿色储粮、提高工作效率[3]。

2 系统硬件设计

2.1 系统总体方案设计

系统主要由温湿度检测电路、下位机控制电路、无线传输电路、上位机控制电路四个主要模块组成。该系统设计了两个下位监测分机, 其总体原理框图, 如图1所示。

2.2 中心节点及终端节点设计

本设计主要通过Zig Bee无线网络技术来完成相关参数的检测, 以达到可以随时掌握粮仓温湿度及二氧化碳气体浓度并采取措施使之稳定在理想范围。

根据粮库设施的布局特点, 粮库监测系统的无线网络拓扑结构采用树状结构, 如图2所示。上位计算机是整个系统的中央监控设备, 负责节点的数据通讯、数据分析处理和调节设备控制, 通过丰富的显示界面实现人机交互。上位机通过RS232连接各中心节点 (下位机) , 所有节点均采用承载Zig Bee技术的CC2430芯片为无线节点的检测与信息处理核心, 结合传感器模块, 构成无线传感器网络终端检测子节点, 对现场环境实时检测, 并通过路由节点将数据上传;路由节点模块设计, 采用通过CC2430芯片集成的无线收发模块, 与结构相近的路由节点进行无线收发通讯, 使现场循环检测数据能实时传送给上位机, 中心节点每个路由节点可以根据需要与一定数量的终端节点组成无线监测群。, 实现深入粮仓内部的多点检测、实时监测。上位机与下位机利用无线模块组成无线网络, 降低了有线网络在安装上的复杂度[4]。

2.3 按键及显示模块

按键模块主要用于设定各参数 (温度、湿度、二氧化碳和氧气浓度) 的上、下限, 以便于在存储不同的粮食时可设定不同的值。本设计中, 按键模块中设计了四个按键, 其中, 按下第一个键, 表示开始设定上下限;按下第二个键, 表示在当前设定的上限或下限值上加1;按下第三个键, 表示在当前设定的上限或下限值上减1;按下第四个键, 表示当前上限或下限值设定完毕;第四个按键按下后, 则继续设置下一个值;直到设置完最后一个值为止返回。

显示模块主要是便于人眼的观察, 使工作人员对系统目前的状况有一个清楚的认识。本设计中主要显示粮库中温度、湿度、二氧化碳和氧气浓度四个参数在各测量点上的平均值。

2.4 传感器模块选型与设计

2.4.1 传感器模块选型[5]

传感器是实现测量首要环节, 是监测系统的关键部件, 如果没有传感器对原始被测信号进行准确可靠的捕捉和转换, 一切准确的测量和控制都将无法实现。CC2430芯片本身带有温度传感器, 但是该温度传感器的精度有限, 所以本系统测温模块采用数字温度传感器DS18B20测量温度, 输出信号全数字化。便于单片机处理及控制, 省去传统的测温方法的很多外围电路。且该芯片的物理化学性很稳定, 它能用做工业测温元件, 此元件线性度较好。

测湿模块采用D H T 1 1, D H T 1 1数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术, 确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。由于它的数字测温精度太低, 所以着重用于湿度测量。

二氧化碳传感器选用英国G S S公司的低功耗型红外二氧化碳传感器COZIR-ambient, 此款传感器具有如下特点:超低功耗3.5 m W, 测量范围是从5%到100%, 峰值电流只有33m A, 平均电流小于1.1 m A, 可选温度、湿度输出, 标准型号温度范围0~50℃ (可扩展-25~55℃) , 湿度适用范围0~95%RH, 符合粮仓检测需要。

氧气传感器选用英国阿尔法特Alphasense公司的O2-A2氧气传感器, 此款传感器具有如下特点:测量范围 (%) :0-30;输出:当测量环境的温度在22℃, 氧气浓度在20.9%时, 输出的电流为80-120μA;工作寿命长;响应时间短;当测量环境的氧气浓度从20.9%降到0时, 响应时间小于15秒;线性度较好, 程时线性误差 (零点, 400ppm) 小;温度范围大 (-30到55℃) ;湿度范围:5-9 5%R H, 符合粮仓检测需要。

2.4.2 传感器网络布置

温湿度因为要埋置在粮仓内的多点, 为了达到既能有效及时地检测粮仓各点又节约设备投资的目的, 系统采用以下合理的检测点布置原则[6] (针对平房) :

(1) 粮温布点原则:测温电缆水平方向点距5m, 垂直方向点距2 m, 上下四周测温点设在粮面下、靠墙壁、地坪30-50cm处。

(2) 仓温仓湿及气温气湿布点原则:每个仓房设置一对温湿度传感器 (仓温仓湿传感器〉, 整个库区设置一对温湿度传感器〈气温气湿传感器) 。

(3) 数据监测点平面布置方案:在实验仓房中, 为了充分反映外界环境对粮温的影响, 除了利用原有的温度传感器外, 还额外布置了从内到外逐渐加密的传感器布置方案, 具体方案:仓内粮堆温度监测装置的设定是相对东、南、西、北侧墙向内每侧各布置2组测温电缆, 每组间距为1.5m;东、南、西、北各侧由墙向内布置的间距分别是0.3m、0.3m、0.5m、.1.5m、1.5m。

(4) 平房仓粮堆温度数据信息采集系统监测点布置:粮堆温度监测点分别由粮面向下和由仓底向上布置, 按照6米装粮高度每根测温电缆设置11只温度传感器, 自粮面向下及自仓底向上传感器布置间距为0.3m、0.3m、0.5m、.1.5m、1.5m。

(5) 信息监测采集时间及周期方案:监测数据信息的采集时间以及周期设定为每2 h定时监测采集一次各监测点的数据信息, 监测采集周期定为2年。

3 软件部分设计

软件部分的设计主要分为下位各监测节点的信息采集、数据无线传输以及上位机的数据处理。

下位各监测节点的程序采用汇编语言和C语言混合编程, 使程序易于调试和维护, 且可靠性高, 编写时采用模块化设计方法, 在单片机中为每个模块分配了专门的片内存储器单元, 以方便下位机程序的维护和升级, 所用软件为IAR Embedded Workbench for 8051。上位机从串口读取数据并进行处理, 处理后的数据存入数据库, 可以随时查看, 也可以生成图表, 并且支持历史数据查询和打印报表等功能。

该项目研究设计节点中的整个软件系统总体上分为主程序、数据采集程序、无线收发程序以及接口驱动程序等。其节点软件总体设计框图如图3所示。

上位机系统设计采用L a b V I E W软件, 与传统方法相比, L a b V I E W的串口调试与数据分析效率高、功能全、操作简单、功能强大, 具有良好的可移植性和可扩展性, 能够良好的满足用户要求。完成了收集、处理、监控和显示无线传感器节点数据, 并支持信息查询终端的远程访问。

运行于计算机上的监控软件主要由3部分构成:串口通信、数据存储和显示界面。设计的程序包括数据采集程序、数据存储程序、数据图形化显示程序、数据分析程序等, 实现对外部信号的采集、数据存储、显示以及分析等功能。

4 无线传输系统抗干扰分析及应对

4.1 Zig Bee抗干扰分析

Zig Bee技术的抗干扰特性主要是指抗同频干扰, 即来自共用相同频段的其他技术的干扰。对于同频干扰的抵御能力是极为重要的, 因为它直接影响到设备的性能。Zig Bee技术在2.4GHZ频段内具备强抗干扰能力, Zig Bee系统采用的是直序扩频技术, 采用全频带传送数据, 使得原来较高的功率、较窄的频率变成较宽的低功率频率, 以有效控制噪声, 是一种抗干扰能力极强, 保密性、可靠性都很高的通信方式[7]。

4.2 无线射频收发模块抗干扰分析

CC2430射频电路工作高频率工作频段, 抗干扰设计直接关系到射频部分的性能和整个传感器节点的运转情况。合理的布局和布线设计及采用多层板既是布线所必须的也是降低电磁干扰提高抗干扰能力的有效手段。射频电路没有用做布线的面积均需用铜填充并连接到地, 以提供RF屏蔽达到有效抗干扰的目的;CC2430芯片底部应该接地, 为了降低延迟、减少串扰, 确保高频信号的传输, 要使用多个接地过孔将芯片底部和地层相连;尽可能地减少串扰, 减少分布参数的影响, 所有的元器件要尽可能紧密地分布在CC2430周围, 并使用较小封装。

4.3 上位机系统抗干扰分析

由于经传感器采集到的信号通常带有某种干扰信号, 通过无线传输到上位机系统。因此, 在上位机系统中需去除干扰信号, 获得有效的目标信号。在上位机系统利用干扰信号与目标信号不相关性, 对信号做数字滤波等处理, 以去除干扰。

4.4 数据通讯中的抗干扰分析

系统中的通信过程对数据传输的可靠性要求是当数据在信道上传输时, 对于噪声干扰所造成的错误, 接收端能够发现或自动纠正的性能, 这种能够发现设置能纠正错误的数据传输系统被称为差错控制系统。结合本系统特征以及常用的对信息进行前向纠错 (FEC) 和信息可以请求自动重传 (AQR) 两种技术的特点, 采用以下几点进行抗干扰:

a:信道的设置使用抗干扰性强的电缆或管道, 减小外界对信息的干扰。

b:对数据的传输设置了强大的编码器, 避免因使用人群过多而造成的编码器崩溃, 保证数据的传输不会中断。

c:设置了功能强大的解码器, 加强解码器对信息的分析和重建能力, 确保信息在发送和传输过程中不会出现较大的误差。

d:保证信息反馈道的畅通, 确保接收器获得的信息可以准确无误地反馈给编码器, 这在一定程度上还会减少能耗的损失。

4.5 抗雷电干扰分析

本系统采取的防雷击措施包括如下内容:系统主机、分机和通信网关内均安装保护装置, 过滤因雷击或来自电网的电磁脉冲的侵害, 保护电子器件的安全;系统设备采用金属外壳, 通信网关、通信主机、测量分机外壳和穿线钢管、电缆屏蔽层等外露可导电部分连成良好电气通路, 并在分机处与电气设备保护接地和防雷接地处做等电位连接后接地, 不论系统是否通电工作, 接地系统均保持良好通路, 增强系统抗雷电感应和其它电磁干扰的能力。

5 结束语

经过实验及实际应用测试, 该系统的温度检测的范围可达到-30℃~55℃, 为了更好地保存粮食, 根据当地实际, 选择20℃作为恒温较好, 测量精度为±1℃;湿度检测的范围为?20%-90%RH, 按照当地情况, 选择10%-18%, 精度1%;氧气检测范围:2-21%, 精度4%;二氧化碳检测范围:2-80%, 精度3%;

本研究的创新之处主要体现在以下三个方面:

(1) 采用具了有短距离、低功耗、低数据速率、低成本及低复杂度等优点的无线网络技术Zig Bee实现M C U与服务器之间的无线通信, 不仅降低了系统的功耗, 节约了成本, 提高了灵活性, 还大大减少对了空间资源以及人力资源的浪费;

(2) 采用国内领先的无线网络数据传输技术, 并且对粮仓的立体化监测点分布进行了研究, 解决了有线监测无法立体全方位布点检测的难题, 不影响库区内的正常作业, 可保证杀虫期间库区断电监测仪也能正常运行, 并且便于维护、更换及技术更新换代;

(3) 系统利用粮库外 (监控中心) 的服务器对粮库内部环境进行实时监控及越限报警, 真正实现了粮库的无人化管理。

(4) 对粮仓无线传输与监控中的所涉及的抗干扰问题进行了详细的考虑, 使得系统实用性增强。

摘要：针对目前粮仓监测系统存在的布线困难、扩展性差和成本高的缺点, 基于无线传输思想, 给出了可以实时监测O2、CO2、温度、湿度等参数并越限报警的粮仓监测系统设计方案。该系统采用分布式网络结构, 通过各传感器节点对O2、CO2、温度、湿度数据进行采集和传送, 将采集的数据送至单片机处理后, 由ZigBee无线传输至服务器以对粮库环境进行监控。并且对于本系统的抗干扰问题做了分析, 给出了相应的措施。

关键词：ZigBee,无线传输,粮库监测,越限报警,抗干扰

参考文献

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[2]张来, 林金文, 张虎.我国气调储粮技术的发展及应用[J].粮食与饲料工业, 2011 (9) :25-28.

[3]韩安太, 何勇, 李剑锋.基于无线传感网络的多参数粮情自动检测系统设计[J].农业工程学报, 2011, 27 (7) :231-237.

[4]李皓.基于ZigBee的无线网络技术及应用[J], 信息技术, 2008, (1) :12-14.

[5]王小强, 欧阳骏, 黄宁淋.ZigBee无线传感器网络设计与实现[M], 化学工业出版社, 2012, 6.

[6]王海东, 孙利民.无线传感器网络的定位机制[J].计算机科学, 2006, 33 (4) , 36-38.

[7]颜艳华, 刘军.ZigBee抗干扰性能分析及与其他无线系统的共存[J].中国无线电, 2008 (11) :37-40.

传输综合网管系统研究 第5篇

传输介质是数据传输系统中发送装置与接收装置之间的物理媒体。分为有线通信介质 (铜缆、光缆等) 和无线通信介质 (无线电、微波等) 两类。有线传输介质主要有双绞线电缆、同轴电缆和光纤。

1. 双绞线电缆

双绞线电缆 (简称为双绞线) 是综合布线系统中最常用的一种传输介质, 可以传输模拟和数字信号, 尤其在星形网络拓扑结构中, 双绞线是必不可少的布线材料。双绞线电缆中封装着一对或一对以上的双绞线, 为了降低信号的干扰程度, 每一对双绞线一般由两根绝缘铜导线相互缠绕而成。双绞线可分为非屏蔽双绞线 (U T P) 和屏蔽双绞线 (S T P) 两大类。其中, S T P又分为三类和五类两种, 而U T P分为三类、四类、五类、超五类四种 (一类、二类已不被ANSI/EIA/TIA标准所承认) , 同时, 六类和七类双绞线也会在不远的将来运用于计算机网络的布线系统。双绞线的最大传输距离一般为100m。屏蔽双绞线电缆的外面由一层金属材料包裹, 以减小辐射, 防止信息被窃听, 同时具有较高的数据传输率 (五类STP在100m内可达到155Mbps, 而UTP只能达到100Mbps) 。但屏蔽双绞线电缆的价格相对较高, 安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难, 必须使用特殊的连接器, 技术要求也比非屏蔽双绞线电缆高。与屏蔽双绞线相比, 非屏蔽双绞线电缆外面只需一层绝缘胶皮, 因而重量轻、易弯曲、易安装, 组网灵活, 非常适用于综合布线系统, 所以在无特殊要求的计算机网络布线中, 常使用非屏蔽双绞线电缆[1]。图1是六类双绞线电缆结构图。

2. 同轴电缆

曾经有一段时期, 在网络领域应用最广泛的电缆就是同轴电缆。不过, 后来很少使用同轴电缆了。同轴电缆安装维护不易, 也比双绞线贵。同轴电缆的优点是, 它所支持的带宽范围很大, 对外来干扰不那么敏感。与双绞线相比, 同轴电缆的抗干扰能力强, 屏蔽性能好, 所以常用于设备与设备之间的连接, 或用于总线型网络拓扑结构中。根据直径的不同, 同轴电缆又分为细同轴电缆和粗同轴电缆两种。细缆在连接处需要切断, 在两端安装B N C连接头, BNC连接头与专用T型连接器相连。而粗缆连接时不需要切断, 而采用一种类似于夹板的装置进行连接, 夹板上的引针插入电缆, 直接与导体相连。无论是粗缆还是细缆, 在总线的两端都应安装相匹配的终端电阻, 以削减信号的反弹。在粗缆组网时, 每个接入点必须安装收发器和收发器电缆, 安装难度较大, 成本较高。相比之下, 细缆安装简单, 造价低。不过, 因为细缆在安装时需切断电缆, 在接头处容易产生接触不良的隐患, 影响了网络的稳定性, 也为故障的排除带来了困难[2]。

3. 光缆

光纤即光导纤维, 是一种细小、柔韧并能传输光信号的介质, 光缆由多条光纤组成。20世纪80年代初期, 光缆开始进入网络布线, 随即被大量使用。与铜缆 (双绞线和同轴电缆) 相比较, 光缆适应了目前网络对长距离传输大容量信息的要求, 在计算机网络中发挥着十分重要的作用, 成为传输介质中的佼佼者。

3.1 光纤的传输特性

光纤通信系统是以光波为载频, 光纤为传输介质的通信方式。光纤中当有光脉冲出现时表示为数字“1”, 反之为数字“0”。光纤通信的主要组成部分有光发送机、光接收机和光纤, 当进行长距离信息传输时还需要中继机。通信中, 由光发送机产生光束, 将表示数字代码的电信号转变成光信号, 并将光信号导入光纤, 光信号在光纤中传播, 在另一端由光接收机负责接收光纤上传出的光信号, 并进一步将其还原成为发送前的电信号。光纤系统使用两种不同类型的光源:发光二极管 (L E D) 和激光二极管, 发光二极管是一种固态器件, 电流通过时就发光。激光二极管也是一种固态器件, 它根据激光器原理进行工作, 即激励量子电子效应来产生一个窄带宽的超辐射光束。LED价格较低, 工作在较大的温度范围内, 并且有较长的工作周期。激光二极管的效率较高, 而且可以保持很高的数据传输率。从整个通信过程来看, 一条光纤是不能用于双向通信的, 因此, 目前计算机网络中一般使用两条以上的光纤来通信, 若只有两条时, 一条用来发送信息, 另一条则用来接收信息。在实际应用中, 光缆的两端都应安装有光纤收发器, 光纤收发器集成了光发送机和光接收机的功能:既负责光的发送, 也负责光的接收。目前, 光纤的数据传输率可达几千兆比特每秒, 传输距离达几十公里, 上百公里。虽现在一条光纤线路上只能传输一个载波, 随着技术进步, 会出现实用的频分多路复用或时分多路复用[3]。图2是光缆结构图。

3.2 光缆在计算机网络中的应用

因光缆的数据传输率可达几千兆比特每秒, 无中继传输距离达几十至上百公里, 所以在网络布线中得到了广泛应用。目前光缆主要用于集线器到服务器的连接以及集线器到集线器的连接, 但随着光缆及其配件性能价格比不断趋于合理, 在普通网络中光缆到桌面也将成为可能。网络布线中一般使用62.5μm/125μm (纤芯直径/包层直径) 、5 0μm/1 2 5μm、100μm/140μm规格的多模光缆和8.3μm/125μm规格的单模光缆。在户外布线大于2km时为了扩大网络范围, 可选用单模光缆。

4. 综合布线系统所选用的介质

尽管光缆比铜缆具有固有的优越性, 但我们仍在寻找铜缆和连接器制造商, 努力地从铜缆中挤取极限速度。这里涉及的一个主要因素就是成本问题。目前安装的大多数网络布线是非屏蔽双绞线, 其遵循的标准一般都是TIA/EIA和ISO公布的“超五类”标准。这些性能标准满足了目前尚处在初级阶段的超高速网络应用的需要。铜缆在传送“急件”时也并非一无是处, 也不会因为带宽限制而被淘汰。数据速率并不是我们何时转向光缆的决定因素。距离限制将成为一个重要问题。铜缆放射或接收辐射的问题对多数办公室影响不大。

4.1 铜缆和光缆的成本比较

我们以一个包括100台工作站的典型办公楼层为例, 对安装一个4线对非屏蔽双绞线信道与安装一个多模光缆信道的成本进行比较。非屏蔽双绞线信道符合超五类布线标准, 由线缆、接线板、工作站插座和信道两端的接插线构成。光缆信道由FDDI级多模光缆、接线板、工作站插座和两端的接插线构成。

(1) .非屏蔽双绞线结构的成本

需安装下列设备:

(1) 从网络布线室到100个用户终端站的1 0 0条超五类非屏蔽双绞线数据电缆;

(2) R J—4 5超五类接线板, 把非屏蔽双绞线电缆端接到通信支架上;

(3) 水平电缆管理面板和垂直侧环, 在通信支架中帮助支撑集线器和接线板之间的所有RJ—45接插线;

(4) 使用超五类单通道表面安装块端接每个插座;

(5) 包有乙烯绝缘体的电缆标签, 贴在电缆两端, 而机器打印的乙烯插座标签, 贴在每个插座面板上;

(6) 2 m长的接插线;

(7) 3 m长的跨接线;

(8) 电缆托架和吊线支撑系统, 为所有非屏蔽双绞线电缆提供支撑;

(9) 记录本, 记录新机柜中的所有接插状况, 并通过所有已安装插座的自动C A D功能, 打印出已建的楼层规划图。

原材料成本4 0 0 0 0元;劳动力成本10000元;总计50000元。

(2) .光缆到桌面 (OFTD) 结构的成本

需安装下列设备:

(1) 从通信局域网络布线室到100个用户终端站的100条2芯多模光缆;

(2) 多模S C光缆接线板, 把电缆端接到通信支架上;

(3) 水平电缆管理面板和垂直侧环, 帮助支撑所有双工接插线;

(4) 使用配有一个双工耦合器的光缆墙板端接每台桌面;

(5) 包有乙烯绝缘体的电缆标签, 贴在电缆两端, 而机器打印的乙烯插座标签, 贴在每个插座面板上;

(6) 2 m长的双工光缆S C接插线;

(7) 双工光缆用户/桌面S C跨接线;

(8) 电缆托架和吊线支撑系统, 为所有光缆提供支撑;

(9) 记录本, 记录新机柜中的所有接插情况, 并通过所有已安装插座的自动C A D功能, 打印出已建的楼层规划图。

原材料成本160000元, 劳动力成本32000元, 总计192000元。

可以看到, 光缆到桌面的成本要远远高于非屏蔽双绞线成本;加上有源设备的成本, 则成本差异会进一步提高!

4.2 铜缆、光缆、无线并用

通过同时安装铜缆和光缆, 用户可以花费更少的成本, 获得更好的系统, 从而实现了创新。对处在最远位置的少数工作站或装置, 其距离可能超过1 0 0 m的极限, 那么安装商会直接为这些装置安装光缆信道, 而不是单独建立一个配线间。光缆布线的造价可能比较高, 但由于不必再安装一个配线间和有源硬件, 因此可以节约大量的成本。无线设备也是一种值得考虑的介质, 因为它具有许多优于铜缆和光缆的优势每种介质在网络中都有相应的用途, 为了提供性能价格比最高的布线设施, 必须进行通盘考虑。从经验做法来看, 铜缆是办公环境首选的介质, 因为它的购买成本、安装成本和维护成本都最低。而在出现距离问题时, 应考虑采用光缆;在出现接入问题时, 则应考虑采用无线设备。我们再看一下在主干中同时采用铜缆和光缆的情况。目前, 我们在主干中安装多模光缆。为了满足未来的带宽要求, 某些承包商正在安装一对单模光缆, 并把单模光缆隐藏起来或者没有端接。将来某一天需要更高带宽时, 可以使用这些单模光缆。一次性增加的成本可以说微乎其微, 但其带来的长期优势却非常明显[4]。

5. 结语

六类规范是非屏蔽双绞线的热门话题。TIA/EIA和ISO标准组织正在合作开发六类布线的性能和测试标准, 但正式批准的规范还有很长的路要走。另一方面, 光缆布线的成本正在明显下降。多模光缆和单模光缆都具有很高的性能水平。现在许多建筑物中都正在安装复合电缆。业内的一些开发工作正使光电装置的价格明显下降。同时采用非屏蔽双绞线和光缆可以实现更高的性能, 但也存在许多问题, 如延迟偏差、外部NEXT、非屏蔽双绞线电缆导线直径提高;紧凑型连接器、激光成本低、对单模光缆电缆的需求提高等。据业内预计, 将来某一天人们将从非屏蔽双绞线转向光缆, 但将来我们看到的光缆信道与目前的OFTD并不相同。未来的光缆信道将是采用单模单芯光缆的双向信道。单模单芯光缆信道使连接器和接线板的成本各降低了一半, 接插线的成本也降低了一半, 因为我们可以用单工接插线替代双工接插线。电缆成本下降, 墙板成本下降。这种模型提供了一种成本低于当前五类非屏蔽双绞线的备选方案。使这种方案在成本上不可行的唯一限制因素是有源设备。把单芯光缆模型与新的紧凑型光缆连接器相结合, 可以逐渐解决空间问题。我们期待这一天早点到来!

摘要：文章首先从技术层面对双绞线、同轴电缆、光缆各自在传输特性等方面进行了分析, 指出它们的优、缺点和应用范围, 让读者对它们有个综合的比较。文中提出了这样一个观点:成本的因素制约了光缆成为网络综合布线系统传输媒介的主角, 并用一个例子佐证了这个观点。最后, 作者就当前布线业的现状, 提出了应该采取“铜缆、光缆、无线并用”的结论, 并进一步展望了布线业的发展趋势。

关键词：综合布线系统,传输介质,光导纤维

参考文献

[1]仇佩亮.计算机网络技术[M].北京:人民邮电出版社.2006:36-75.

[2]张德树.网络综合布线与施工[M].北京:机械工业出版社.2006:87-128.

[3]侯鸣.消防信息通信机房综合布线之我见[J].中国科技信息.07, 13:101-102

传输综合网管系统研究 第6篇

随着各行业对数据应用的重视,大数据的采集、传输、 存储和分析技术都得到了快速发展。数据量日益增加,传统数据传输方式早已无法满足大数据时代的要求,各行业尤其是特种行业对数据传输带宽、安全性、覆盖率要求越来越高,对灵活机动、高效可靠、集成多种通信方式的综合网络需求巨大。本文结合目前发展较为迅速的LTE技术、 多家科研院所正在着力发展的卫星通讯技术和使用较广泛的数传电台技术,对适于行业应用的综合宽带传输网络加以论述。通过宽带网络系统的建设,提升了行业大数据的传输能力,为行业云的构建提供有力保障。

1几种数据传输方式论述

传统模拟通信技术传输速率低,只适用于语音等窄带业务;Wi Fi等2.4G (5G) 网络传输易受干扰,稳定性、保密性差;国外使用广泛的LTE FDD网络因缺少自主知识产权,不适宜在高安全领域使用;普通卫星电话成本高, 且依然只适合窄带业务。综合考虑,各种通信方式都有其优点和局限性,本文结合各通信方式优缺点,选取TDLTE网络、卫星通信、数传电台综合组网,以其达到行业宽带传输、综合通信的特殊要求。

1.1TD-LTE专网通信技术

在中国政府的决策下,07年12月中国移动、电信研究院、大唐等国内国际二十余家公司推动了LTE TDD标准的融合,形成了以我为主、拥有自主知识产权、具有广泛国际支持的TD-LTE标准。LTE的关键技术是正交频分复用(OFDM),多载波调制的一种,将一个宽频信道分成若干正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,调制到每个子信道上进行传输。TD-LTE促进了产业融合,得到了国际产业支持,为推动以我为主的TDD技术应用于全球市场、实现我国移动产业跨越式发展起到了重要作用,为宽带通信领域提供了除LTE FDD和Wi MAX外的另一种选择。

LTE设备传输距离取决于基站信号覆盖,理论上通过架设基站等设备互联可以达到任意距离。对于紧急应用场合,可以部署通信车、滚轮或背负式基站装备快速实现。 单基站信号覆盖范围根据基站位置高度、功率、天线及周边环境有所不同,基本在几千米到几十千米范围内。TDLTE传输速率上、下行分别可达到50Mbps和100Mbps, 跟据专网用户特点,上下行速率可对调。LTE后续演进型通信带宽可达到几百Mbps,满足未来各行业云计算要求。

TD-LTE专用网络组网灵活、通信带宽高、实时性强, 支持私密呼叫、组呼、短信彩信、宽带数据接入、视频调度业务,可实现整个系统的集群管理。可快速组网,也可架设大型通信网络,增设控制中心,但组网复杂。

1.2数传电台通信技术

数传电台是数字式无线数据传输电台的简称,采用数字信号处理技术、数字调制解调技术,具有前向纠错、均衡软判决等功能。数传电台提供某些特殊条件下专网信号的实时、可靠的数据传输,具有组网成本低、组网灵活、 使用维护方便、绕射能力强、覆盖范围远的特点,适合点多而分散、地理环境复杂的应用场合。与常规话音通信电台的区别在于,数传电台主要的功能是利用现有的超短波无线信道实现远程数据传输,很大一部分数传电台同时也保留了通话功能,可以数话兼容。

根据功率、 天线等情 况, 数传电台 传输速率 有1200BPS、2400BPS、4800BPS、9600BPS等, 最高可达 十万级BPS。传输距离根据功率情况,多在几千米到十几千米之间,当功率达到5W时,通常数传电台可以保障10km以上传输距离;更大功率的产品架设在高处覆盖半径可达百千米级。通过无人机中继台和地面中继台的中继转发,可以达到更远的距离。

数传电台终端成本稍高,但组网成本低、组网灵活, 适合小规模点到点、点到多点数据传输,适用于构建车载运、移动云终端。在大规模农场作物高空检测、灾情数据传输、厂矿监测等领域大量使用。

1.3卫星通信技术

卫星通信系统由卫星星体、地面站、用户终端三部分组成,卫星端作为空中中继站转发微波信号从而实现不同终端之间的通信,地面站可以实现卫星系统与公网连接, 终端用户可通过地面站接入卫星系统。按照用途,卫星通信系统可以分为综合业务通信卫星、军事通信卫星、海事通信卫星、电视直播卫星等。

卫星通信具有覆盖范围广、信号质量好、通信容量大等特点,信号可覆盖偏远山区及远洋等区域。卫星通信具有很宽的频谱范围,可在两点间提供多条通信链路,达到几兆、几十兆、上百兆bps通信带宽。但卫星通信存在传输延时大的缺点,存在日凌中断、星蚀和雨衰等现象。

整个卫星通信系统建设复杂、造价高,但专网用户往往依托现有卫星系统,组网速度快、成本低,只需购置简单地面设备,运行维护简单。

2多系统融合构建行业宽带无线通道

不同于一般的通信制式,TD-LTE网络在专用行业内的布设要早于公网领域,在政务、电力、盐业、军事等领域都有较早部署。但专网发展较慢,使用还很局限。TDLTE网络带宽高,专网可支持集群通信,最适合替代传统通信系统。譬如轨道交通领域等高安全领域,按照相关规定,需要无线窄带语音通信的集群系统、WLAN传输PIS系统(车载、站台显示屏幕图像传输)、线缆传输的安防系统等,多种通信系统同时工作,网络交错复杂,管理维护都不方便。铺设TD-LTE网络,可以将语音通信、车载视频、站台视频、摄像头监控等子系统集成到统一无线网络中,减少管理维护成本,增强不同系统互联互通性,降低调试和使用难度。对于LTE网络较难覆盖的边角区域, 可以增设数传电台,提供语音和数据传输功能。

对于某些行业偏远野外区域作业场合,终端间可通过LTE手持台在车载LTE基站(或背负式基站)信号覆盖区域内通信,同时以数传电台作为简单组网、话务量小区域的补充通信方式。整个自组网区域通过卫星通信方式与外界联系。

结合各通信方式优势,以TD-LTE网络作为宽带数据传输和窄带语音通信的组网基础;以数传电台作为LTE信号覆盖死角及小话务量临时机动部署的补充方式;以卫星通信覆盖偏远作业区域,将组网范围延伸至深山、远洋等特殊环境。通过多种通信系统协同配合,组成适于军、 农、矿、工等多种行业大数据传输的特种网络,助力特种云平台搭建,适应信息化新要求。

摘要：本文结合项目实践介绍了基于TD-LTE、数传电台和卫星通信等多种通信方式打造的宽带传输系统,论述了无人机、卫星系统、数传电台中继站、LTE基站、移动通信站(车)等在大数据无线传输中的使用。通过多种通信方式配合,提高了数据传输带宽和覆盖区域,具有组网快速灵活、安全性高、环境适应性好等特点,尤其适用于军事云、政务云、电业云、交通运输云、农业云等行业云、特种云领域使用。

传输综合网管系统研究 第7篇

百通将医院的门诊、收费、药房药库和医技等科室定义为关键业务区。这些科室的计算机网络一旦中断就会立即影响正常的业务运转, 导致大量病人滞留, 甚至危及病人的生命安全, 造成极为严重的不良影响。换句话来说, 这些科室, 也就是关键业务区的应用大多与病患者有所牵连, 对可靠性的要求很高, 要尽可能保证不出现中断至少也要保证有很长的无故障时间。因此, 针对关键业务区, 百通向用户提供高等级, 即工业级的高可靠性布线。

之所以在医疗行业里引入工业级的高可靠性布线系统, 是因为在应用的可靠性要求上, 工业自动化行业和医疗行业有相似之处:它们都需要有高可靠的无故障工作时间。工业自动化行业会因为短时间的停产蒙受高额的经济损失;医疗行业的应用出现哪怕是很短时间的中断, 也可能造成很大的影响, 甚至危及患者的生命安全。

总结在既往的大量案例中积累的经验, 百通认为:布线系统的特殊之处在于布线系统实际上是一个“半成品”, 必须经过施工、安装、测试之后才能交付用户使用;因此用户更应该关注的是真正交付使用后系统的性能而不是布线系统未安装之前的产品参数。基于这一理念, 百通提出了一个非常重要的概念, 同时也是对自身的要求:“安装型性能”。所谓“安装型性能”布线系统解决方案, 其核心是百通所保证的产品性能不是安装之前的性能, 而是安装之后的性能, 是在用户实际使用中的性能这个性能的好坏直接决定了用户能否长久可靠地应用。

布线系统这个“半成品”在安装前后的性能差异受很多因素的影响, 这些因素可以归纳为施工条件因素、施工环境因素、施工人员因素三类。最典型的施工条件因素就是现场布线时线缆会产生的弯曲, 这种弯曲会对布线产品造成比较大的电气性能影响, 会造成电缆电气性能的降低。这个问题应该如何应对呢?百通的专利电缆产品采用粘连线对技术制造, 具有抵御施工影响的能力。该技术已经广泛用于百通工业等级以太网电缆。

百通公司的专利粘连线对技术, 是将整条双绞线的线对粘连在一起, 使之完全固定。高质量的线缆生产工艺保证了粘连线对拥有最接近于完美的线对绞合, 能够保证整根电缆中所有线对的绞距完全相等。线对间完全对称的纽绞可以降低线对间电容差和电磁场相互耦合, 从而减少串音和抵抗电磁干扰。粘连线对技术是革命性的双绞线缆制造技术, 这一技术使线缆更加“强壮”, 显著地减少了施工条件因素对线缆性能的影响, 也减少了线缆抗电磁干扰能力下降带来的影响。

粘连线对技术广泛应用于百通工业级以太网电缆产品中, 是专为应对因严苛的施工条件造成布线系统性能下降这一问题的, 完美的解决方案。

在由“半成品”转化而来的“成品”中, 除了电缆本身以外, 电缆两端的接插件, 也就是信息模块, 也是非常重要的组成部分。为抵御施工环境因素的影响, 信息模块同样要具备高可靠性。百通GigaFlex信息模块采用密封导线架技术, 在应对环境因素, 例如潮湿、灰尘、静电等问题方面具有独特的优势。GigaFlex信息模块内部没有任何焊点, 因此减少了潜在故障点;从内到外的传导材料是同一种金属, 消除了阻抗匹配问题。

有了好的线缆, 还需良好的端接。端接过程中对布线系统性能影响最大的因素是施工人员因素。布线系统动辄使用几千个甚至几万个信息模块, 这些模块需要施工人员现场端接;不良的端接会引发串扰, 直接影响整个链路的性能。百通在Giga Flex信息模块中引入了独创的“线对定位卡”, 使安装程序整洁有序, 并且在方便安装的同时减少了外露芯线, 防止了线绞松开, 从而保证了线缆端接性能的良好。这个红色的定位装置使得任何一个安装人员都可以让现场施工的质量媲美实验室数据, 一经推出就受到了安装单位和最终用户的广泛好评, 大家都亲切地称之为“小红帽”。“小红帽”让百通布线系统拥有更加稳定的性能, 是百通产品设计人性化的体现。

针对非关键业务区, 例如行政办公楼, 可以综合考虑布线系统的整体性价比, 选择常规布线系统产品。在普通的桌面应用Belden IBDN 6类布线系统;楼内主干采用Belden FiberExpress多模激光优化10G光纤作为数据主干, 并以Belden IBDN 10GX万兆铜缆布线系统作为光纤主干的备份。

针对数据中心, 百通可以为用户提供符合Cat.6A 10G布线系统标准的万兆铜缆和光纤布线系统, 确保在未来数据容量不断增加时, 医院的布线系统仍具备强大的传输能力。

无线传输光纤收发系统研究 第8篇

关键词：无线传输,收发系统,传输效率

无线传输光纤收发系统包括发射子系统和接收子系统两部分, 系统为单向传输系统, 光信号从发射子系统到接收子系统的高效空间传输。[1]

发射子系统将光纤送入的光信号由光学天线发射出去。发射子系统可以与固定支架和光学平台连接。接收子系统负责将天线接收到的空间光耦合入单模光纤, 同时保证接收子系统的空间光到光纤的耦合效率。为了保证将入射光耦合进单模光纤, 采用闭环跟踪控制方式。接收子系统可以与固定调整转台和光学平台连接。快速振镜、跟踪传感器、控制器和分束器组成的闭环控制系统动态控制入射到达角的漂移, 保证耦合效率的稳定性和有效性。空间光传输系统采用小型化、轻量化设计。

一、光学系统设计

(一) 发射子系统设计

光纤激光器的激光发散角NA大小为0.14, 光束口径50mm。发射系统主要考虑出射光束的平行性, 及在此前提下的系统小型化问题。综合以上考虑, 设计中前部采用负光焦度以此来压缩系统长度, 后面的镜片光焦度为正。同时考虑到系统的模块化, 将光栏置于镜组最后。后面的光线口径比较大, 所以后面决定进行采用多镜片进行设计[2], 表1为设计参数。

在1550nm波段, 熔石英材料稳定性最强, 虽然折射率相对不高, 设计中对光线的把握能力相对脆弱一些, 但是确是最好的选择。

(二) 缩束支路设计

缩束系统要求对光线口径进行缩小, 同时保证出射光束平行度。前面设计 (发射系统) 中, 光线已近乎平直, 所以在后续设计中无需考虑前面系统所带来的亢余波前差问题。

这里考虑到视场问题, 由于前面光线是平行射入, 所以对于后续系统而言, 入瞳距位于前置无穷远, 固然上下光线的平行距离相距不远, 但这里为了平衡入瞳位置所带来的问题, 决定在折转光线起到主要作用的透镜之间加一片光焦度很小的透镜用来平衡这种不平衡因素。[3]

设计中, 前置正光焦度透镜必须对光线进行准确的汇聚, 否则后续系统难以承受, 所以在这里镜片数大于一片, 中间透镜是用来调节如同无穷远带来的像差问题, 后续透镜主要是将汇聚的光线进行准直, 结合情况, 采用双弯镜组。

设计是在与前置系统拼接后一体化设计得出的。表2为设接收子系统缩束系统设计参数。

基于以上思想, 这里给出设计结果, 设计的结果显示总长小于260mm, 出射的光线平行度很好。材料依旧选择熔石英。

组合以后的缩束系统波中心视场和边缘视场波像差都很小, 且中心与边缘变化很小, 这说明设计中边缘光线相较于中心光线, 光路并没有剧烈的变化, 走向平缓, 实际加工装调都有益处, 中心与边缘的RMS值分别为0.0518波长与0.0536波长。

(三) QD跟踪传感器物镜系统

以前置缩束系统输出光束作为后置跟踪传感器物镜系统综合像差的输入条件, 对跟踪传感器物镜系统进行调整。

设计结果显示成像质量很好, 光斑很小, 其集合光斑半径小于60um, 并且大于20um的探测器沟道宽度, 光斑能量集中。

(四) 耦合透镜系统

以前置缩束系统输出光束作为后置耦合系统综合像差的输入条件, 对耦合系统进行调整。

这里给出设计结果, 设计的结果显示光斑很小很好。材料依旧选择熔石英, 耦合支路组合后的成像质量非常之好, 全部包含在1/20waves范围之内, 如下表所示。

二、机械结构设计

功能组件部分包含了缩束光学系统、PZT振镜、光纤耦合组件、能量探测器、4QD接收支路、近红外探测支路、粗对准支路等部分, 这些组件高度集成在一个箱体内, 共同完成对1550nm激光通信光束的实时接收和耦合, 保证在振动和大气湍流环境下通信激光束具有较高的动态耦合效率。

三、主要参数复合

(一) 发射子系统光学效率

发射子系统光学效率测试采用实际测量与公式计算结合的进行复算测试, 发射子系统光学元件单面透过率实测为99%, 所选取光学材料在1550nm的吸收损耗每10mm皆优于0.992, 系统中光学玻璃总长为39.5mm。发射子系统的光能量损失:

累加高斯光束边缘截取损失3.5%, 发射系统的透过率为87.8%。

(二) 发射子系统波像差

利用哈特曼波前传感器配合1550nm准直光源来测量空间光耦合测试系统发射端的波像差。首先将哈特曼波前传感器与辅助装调组件及发射镜组对准, 使从发射镜组出射的光束波前倾斜量很小, 测量由于辅助装调组件和平面发射镜引起的波像差, 保存测量结果作为参考波前;然后将望远镜机构放置在平面反射镜与辅助装调组件之间, 调整望远镜的姿态, 使自准直回去的波前倾斜量很小, 然后由哈特曼波前传感器来检测望远镜机构的波像差。由于标准平面波两次经过望远镜机构, 所以系统的波像差是所测结果的值的一半。

(三) 接收子系统波像差

利用哈特曼波前传感器配合1550nm准直光源来测量空间光耦合测试系统接收端的波像差。首先将哈特曼波前传感器以及辅助装调组件与平面反射镜对准, 使从平面反射镜自准直回来的光束波前倾斜量很小, 测量由于辅助装调组件和平面发射镜引起的波像差, 保存测量结果作为参考波前;然后将望远镜机构放置在平面反射镜与辅助装调组件之间, 调整望远镜的姿态, 使自准直回去的波前倾斜量很小, 然后由哈特曼波前传感器来检测望远镜机构的波像差。由于标准平面波两次经过望远镜机构, 所以系统的波像差是所测结果的值的一半。实际测量结果为1/10.9波长。

(四) 接收子系统光学效率测试

接收子系统光学效率按照实测透过率计算, 到达耦合支路前端透镜数目为5片, 共计10个表面, 透过率为99%。光学长度为42.6mm。因此, 接收子系统光学效率为:

(五) 光纤耦合效率测试

空间光耦合测试设备具备光纤耦合效率的测试功能, 在该设备的空间光能量探测支路装备有空间光能量探测器, 可以实时地对输入耦合支路的能量进行等比探测。实测接收子系统光纤耦合效率为:48.43%、48.511%、49.765%。

四、结论

本文所研究的无线传输光纤收发系统, 从光学设计、结构设计的结论来看, 发射系统的光传输效率达到87.8%, 接收系统的87.4%, 光纤耦合效率优于48%, 结构设计紧凑、合理。

参考文献

[1]王之江.光学设计理论基础 (第二版) [M].北京:科学出版社, 1985.344-362.

[2]蔡燕民, 周畅, 刘国淦.上海微电子装备有限公司.一种对称式双远心投影光学系统:中国, 200710038508.0[P].2009-01-28.