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网络传输效率范文

来源:漫步者作者:开心麻花2025-09-231

网络传输效率范文(精选12篇)

网络传输效率 第1篇

1 提高中波电台网络传输效率的必要性

随着现代社会科技水平的进一步提高,网络技术传播措施也在进一步完善,电台信息传播是我国传统新闻媒体传播的重要形式,将现代互联网信息与中波电台传播效率相互融合,实现电台网络信息技术传播环境下信息传播中电流供应与电阻之间的对应值最小化,从而提高了中波电台的网络信息传播速率,促进我国传统新闻媒体信息传播速率的进一步提高,保障传统媒体网络传播速率的提升,同时提高中波电台网络传输效率能够促进传统媒体在技术应用上与新媒体的发展同步创新,是促进我国信息传输行业发展的必经之路。

2 提高中波电台网络传输效率的理论依据

传统中波电台的信息传播频率在300 k Hz~3MHz间的无线电波[1],中波电台的信息传输在无线电波中通过传输电流供应,将模拟信号传输出去,实现信息资源的传递,这种单一波段的信号传输一旦受到外界环境中磁场干扰,建筑物的阻碍等环境因素都会降低信号传输的效率,影响信号传输的稳定性。为了进一步增强中波电台网络传输频率的稳定性和抗干扰能力,开发出一种干扰能力较强的信号传输网络系统,从理论上对这种传输手段进行技术研究。

2.1 设计原理

与传统电台网络型信号传输信号的传输过程相比较,新型信号传输通过电流供应传播串并联手段进行信号传输[2],当中波电台波段的信号资源通过电流传输将网络信号进行输送,传统的当电流传输过程中电流强度受到电阻影响减少后,信号强度也会受到阻碍,从而降低了网络信号的传播强度,新型电流的信号传输渠道从传统的单一信号传输渠道,变成多渠道传输,当信号传输过程中信号传输受到串联电阻传输影响时,信号的传输能够通过并联渠道对信号传输补充供给,保障信号传频率和传输的效率[3]。

2.2 设计分析

从中波电台网络传输的设计原理分析中可以看出新型串并联符合阻塞网络设计图的设计上将信号传输与电流输送的最大化融合,传播信号从中波电台中发出,电流开始传输后,电路中的阻塞组发挥作用,对电流传输中的电阻实施电容转化,提高电流传输过程中信号传输的强度,使变频后的电流一部分供应继续供应到串并联的另一支线中进行变频电流信号交换,另一部分增加负载,传输到初始电路中,开始另一部分的信号传输。经过中波电台网络设计电路中各部分对信号传输进行综合变频供应,负载信号传输在中波300 k Hz~3 MHz间变换,降低串并联电流传输中电容量,实现电流传输过程中有用功的效率,保障信号在中波波段进行线号传输。

中波电台中的信号传输一部分在串联电路中进行信号输送,另一部分经过变频信号处理后,通过负载过滤的信号波段传播到并联电路中,串联电路的信号变频工作原理与并联电路原理相同,这部分电流传输经过中波电台网路传输体系的共同作用,从两侧电路中共同输出,最后经过串并联电路两部分电流信号分别输送到滤波环节中,实现电流信号输出的信号变流,将电流信号转换成者中波信号波段,进行网络信号传播,实现中波信号的最终传输,完成中波网络信号传输。当网络信号传输的外部工作效率达到200 W以上时,传统的单循环信号波段的传播干扰强度增加,一方面信号传输受到外界环境的影响,另一方面,不同波段的信号传输网络间的信号传输出现相互干扰现象,中波波段的信号传播受到高波波段的影响。新型中波波段信号传输设计能够避免信号传输间信号间的相互干扰,保障信号传输强度,新型信号传输中电阻变阻器将电流在信号传输过程中分别进行电阻转换,保障电流、电容供应的强度,实现信号传输中信号频率波段的正常供应。

3 提高中波电台网络传输效率的实验探究

为了对新型电台中波网络信号传输对信号传播强度的作用,实施对比实验,对新型中波网络信号传输技术和传统的信号传输进行实验对比。

3.1 实验材料

模拟传统电台信号传播设备、模拟新型电台信号传播设备、信号接收检测仪、信号干扰检测器。

3.2 实验步骤

首先,将模拟传统电台信号设计传播仪器和模拟新型电台信号传播设备进行组装,并将新型电台信号传输数据记为1号数据,将传统电台数据传输记为2号数据,将1号和2号[4]电台数据传输的简略工作图依据两种模拟电台的工作传输设备绘制出简略的设备运行图。

其次,对应用信号干扰检测器对两个实验设备周围的信号传播环境进行检测,保障实验效果的真实性,同时对设备中电线、开关、电阻、模拟电源(500W)进行全面检测,最优化模拟信号传输中的信号供应传输环境;最后,对两组实验设备的前期检验以及相关数据记录等工作全部检查准确无误后,启动模拟电源对1号2号信号传输分别给予电流信号,将两台信号传输的原始传输数据进行记录。

3.3 实验现象

当1号设备中通过电流信号后,通过模拟设备中指示信号灯的闪烁顺序对电流信号传输的过程记录,电流信号接通1号设别后,串联部分指示灯最先闪烁,电流信号经过变阻器内部电容,电阻的串并联谐共振[5]实现电流输出到电台网络传输最终两端,并联中的电流又通过变阻器变流将电流传输到另一节并联电路中中,最后电流信号从串并联两端中传输到滤波器中,最后实现电波的整流输出;2号设备接通电源后,电流信号通过前部分电阻传输到后一部分电阻中,直接将电流信号输出,电流信号传输过程简单,传输速率受到前部分传输到后一部分电阻的影响。最后分别对1号、2号设备输出的信号数据进行信号检测,得出实验结论。

3.4 实验结论

通过以上实验对比得出实验结果分析结论。从实验过程和实验现象分析可知,新型网络信号传输设备在信号传输过程中经过串并联谐共振的作用能够降低电流传输过程中电阻对信号传输的影响程度,提高了电流、电容的使用效率[6],保障信号传输上的稳定性。而传统信号传输中中,由于信号传输过程中的对电阻的讲解作用较低,对信号传输的最终强度造成一定的影响。

4 提高中波电台网络传输效率措施在实际中的应用

中波电台中网络信息技术的传播技术手段与现代互联网技术同步应用,应用网络信号传输、GPS全球定位系统和数据传输定位器等多种先进技术手段确定中波的传播波段,结合新型中波网络信号传播设备将数据信号传播出去,实现了信号博波段智能化选定,不仅能够保障信号传输的稳定性,同时也提高了中波电台网络信号传输效率的质量得到提高,保障了传统媒体新闻传播的速率。

5 结论

从我国当前中波电台网络信号传播技术手段入手,对提高中波电台网络信号传播效率进行技术研究,能够提高传统新闻媒体的传播速率,实现媒体信息传播的技术创新,推进我国通讯技术的发展。

摘要:电台信号传输速率的探究是提高电台传输效率的有效途径,在传统的电流传输空间下,网络信息传输速率受到整体电流传输速率的影响,将传统的网络中波电台信号传输实现串并联电路同时应用提高了电台的信号传输速率,促进我国新闻媒体传播行业水平的进一步发展。

关键词:中波电台,网络传输,探究与应用

参考文献

[1]姚争.新兴媒体竞合下中国广播现状与发展策略研究[D].上海:上海戏剧学院,2013.

[2]于凤静.当代东北地区少数民族新闻传播“两极格局”研究[D].武汉:武汉大学,2014.

[3]党东耀.中国地市级广电媒体组织形制研究[D].武汉:华中科技大学,2010.

[4]李忠楠.新一代电力线载波传输关键技术的实现与验证[D].北京:北京邮电大学,2015.

[5]王皓.10 Kw全固态中波DAM广播发射机的计算机监控系统分析与设计[D].贵阳:贵州大学,2008.

通过交换机系统提高网络效率 第2篇

定期升级让交换机永葆活力

笔者曾经遭遇一则网络频繁中断故障,每次只有重新启动交换机系统才能解决问题;在仔细排查流量异常、网络病毒等因素后,又请ISP运营商对上网线路进行了测试,结果显示上网线路也没有任何问题。

在毫无头绪的情况下,笔者突然想起该交换机设备已经连续工作了很多年,软件系统的版本比较低,会不会是由于版本太低的原因导致了交换机系统活力不足呢?为了验证自己的猜测是否正确。

笔者立即以系统管理员身份登录进入交换机后台管理界面,在该界面的命令行状态下执行了“displaycpu”命令,发现交换机系统的CPU 占用率一直在95%以上,这难怪连接到该交换机中的工作站不能上网了;

之后,笔者又在命令行状态下执行了“displayversion”命令,从其后的结果界面中,笔者发现交换机系统的VRP平台软件版本果然比较低,马上到对应交换机设备的 中下载最新版本的平台软件,并开始对交换机系统软件进行升级。

由于单位使用的交换机支持远程管理功能,为此笔者采用了最为常见的FTP方式进行升级的;在正式升级之前,笔者先查看了一下目标交换机 Flash存储器的剩余空间大小,要是剩余空间不多的话,需要删除一些过时的文件,不然的话最新的交换机升级包程序将无法上传到交换机系统中。

在确认Flash存储器剩余空间足够后,笔者将自己使用的普通工作站当成是FTP服务器,将交换机设备看成是客户端系统,如此一来笔者不需要对交换机设备进行任何配置,就能很轻易地架设好一台FTP服务器了,此时笔者就能从交换机上登录到FTP服务器上,利用FTP命令将事先下载保存到本地普通工作站上的最新VRP平台软件下载保存到交换机的Flash存储器中了。

为了防止平台软件升级失败,笔者又对原始的交换机配置文件备份了一下,毕竟交换机设备从低版本升级到高版本时,由于命令行上的差异,可能会造成部分交换机配置信息发生丢失,这个时候对旧配置文件进行备份是相当有必要的。

3lian素材

之后,笔者使用boot命令,指定交换机系统在下次启动时自动调用最新的平台软件,当交换机系统重新启动成功并更新好了VRP平台软件后,又对照以前的配置将交换机系统重新配置了一下,交换机的工作状态立即恢复正常了。

而且很长一段时间后,笔者发现该系统的CPU占用率一直为15%左右,这说明交换机平台软件升级到最新版本后,确实可以让交换机永葆活力,

所以,当局域网交换机工作状态一直不稳定时,我们应该及时检查一下对应平台软件的版本高低,一旦发现交换机系统版本较低时,必须及时对其进行升级,这样能够解决许多由交换机自身性能引起的隐性故障现象。

搜集可疑流量。一旦可疑流量被监测到,我们需要捕获这些数据包来判断这个不正常的流量到底是不是发生了新的蠕虫攻击。正如上面所述,Netflow并不对数据包做深层分析。

我们需要网络分析工具或入侵检测设备来做进一步的判断。但是,如何能方便快捷地捕获可疑流量并导向网络分析工具呢?速度是很重要的,否则你就错过了把蠕虫扼杀在早期的机会。除了要很快定位可疑设备的物理位置,还要有手段能尽快搜集到证据。

我们不可能在每个接入层交换机旁放置网络分析或入侵检测设备,也不可能在发现可疑流量时扛着分析仪跑去配线间。有了上面的分析,下面我们就看如何利用Catalyst的功能来满足这些需要!

检测可疑流量Cat6500 和 Catalyst 4500 ( Sup IV, Sup V 和 Sup V – 10 GE ) 提供了基于硬件的Netflow 功能,采集流经网络的流量信息。这些信息采集和统计都通过硬件ASCI完成,所以对系统性能没有影响。 Catalyst 4500 Sup V-10GE缺省就带了Netflow卡,所以不需增加投资。

追踪可疑源头,Catalyst 集成的安全特性提供了基于身份的网络服务(IBNS),以及DHCP监听、源IP防护、和动态ARP检测等功能。这些功能提供了用户的IP地址和MAC地址、物理端口的绑定信息,同时防范IP地址假冒。这点非常重要,如果不能防范IP地址假冒,那么Netflow搜集到的信息就没有意义了。

用户一旦登录网络,就可获得这些信息。结合ACS,还可以定位用户登录的用户名。在Netflow 收集器(Netflow Collector)上编写一个脚本文件,当发现可疑流量时,就能以email的方式。

把相关信息发送给网络管理员。在通知email里,报告了有不正常网络活动的用户CITG, 所属组是CITG-1(这是802.1x登录所用的)。接入层交换机的IP地址是10.252.240.10,物理接口是 FastEthernet4/1.

另外还有客户端IP地址和MAC地址 ,以及其在5分钟内(这个时间是脚本所定义的)发出的flow和packet数量。掌握了这些信息后,网管员就可以马上采取以下行动了:通过远程SPAN 捕获可疑流量。Catalyst接入层交换机系统上所支持的远程端口镜像功能可以将流量捕获镜像到一个远程交换机上。

网络传输效率 第3篇

(上海海事大学 科学研究院,上海 201306)

0 引 言

非接触电能传输(Contactless Power Transfer,CPT)是一项新的电能传输技术,其发送和接收机构可以自由分开,用电设备以非接触方式从固定电网中获取电能.耦合模理论(Coupled-Mode Theory, CMT)是研究两个或多个电磁波模式间耦合的一般规律的理论,近年来麻省理工学院的物理学家将CMT用于CPT系统的计算,以降低多线圈耦合电路计算的复杂性.KURS等[1]在磁共振系统中用CMT分析距离与效率的关系.刘志军等[2]从电路方面分析多负载系统的效率和补偿电容的选择方法,提高传输效率.夏晨阳[3]给出适用于 CPT系统谐振耦合机构效率计算的一般公式,简化CPT系统效率的求解过程.赵彪等[4]和傅文珍等[5]也从电路方面指出在谐振频率下CPT系统传输效率最大.杨明生等[6]和谢卫等[7]对主电路拓扑结构进行深入研究,用电路理论(Circuit Theory, CT)推导出不同漏感补偿拓扑下的补偿参数.IMURA等[8]和KARALIS等[9]用电路方法分析CPT系统在不同距离下传输效率和耦合系数的变化,得出在不同距离下传输效率的变化规律.

以上学者仅仅用一种方法对CPT系统进行分析,接下来介绍用CMT和CT两种方法分析的工作.刘宿城等[10]在磁共振中用两种方法分析得出最佳的工作频率就是谐振点,另外还表明CMT更适合描述谐振耦合状态下系统能量的变化,并将两种方法进行对比.牛王强等[11-12]用CMT和CT对比分析频率的分裂现象,给出分裂频率公式.KIANI等[13]用两种理论分析在同一轴线上n个线圈中继系统的效率问题,得到中继无线电能传输系统CMT下的效率计算公式与CT下的计算公式完全等效.本文将美国学者的工作推进到多负载系统,指出在系统的谐振频率处,多负载CPT系统CMT下的效率计算公式与CT下的计算公式完全等效,并进一步对单负载和双负载的结论进行物理验证.

本文仅分析稳态特性.首先用CT的思想解决两个线圈的能量传输效率问题,然后通过CMT得出两个线圈感应连接的能量传输效率方程,将两个方程对比后发现可以变换为一套相同的公式.随后分析3个线圈、4个线圈、一直到n-1个线圈都可以变换为同一套公式,最后给出两个线圈和3个线圈的物理实验结果,结果表明CT和CMT在估算能量传输效率方面的一致性.

图1 单负载线圈的CPT拓扑结构

1 单负载的电路分析

1.1 电路分析

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

1.2 CMT分析

CPT系统分析中,常常只涉及稳态分析,在此也仅分析稳态特性.主线圈的幅值在正弦时为一个常数;同理,次线圈的幅值也是一个常数,两个时间域线圈a1(t),a2(t)的原始储能可分别表示为|a1(t)|2,|a2(t)|2.由CMT[8-9]可得

(6)

(7)

在上述两式中,Γ1,Γ2,ΓL分别为原线圈的损耗、负载线圈的损耗和负载的吸收功率,K12为两个线圈的耦合率,Fs(t)为励磁损耗(忽略不计).CMT中,a1(t)=A1e-jωt,a2(t)=A2e-jωt都是正弦信号;P1=2Γ1|A1|2,P2=2Γ2A2|2和PL=2ΓL|A2|2分别为原线圈、副线圈和负载的功率.由能量守恒定律可得

(8)

(9)

与式(5)对比可知,两种方法求出的传输效率的表达式相同.

2 两个负载电路的传输效率分析

2.1 电路分析

图2 两个负载线圈的CPT拓扑结构

对于图2电路,M2和M3为L1分别与L2和L3的互感,RL2为线圈2所带的负载,RL3为线圈3所带的负载,K2和K3分别为两个负载线圈的耦合系数.同理可得

(10)

(11)

(12)

在谐振状态下的传输效率为

(13)

2.2 CMT分析

3个线圈的CMT分析和两个线圈的CMT分析方法类似,如下所示:

jK13a3(t)+Fs(t)

(14)

(15)

(16)

(17)

3 3个负载电路的传输效率分析

图3 3个负载线圈的CPT拓扑结构

对于图3中3个负载电路的拓扑结构,用同样的方法能够证明用集总参数分析方法和CMT求传输效率是相同的.

(18)

(19)

求得传输效率公式为

(20)

4 n-1个负载电路的传输效率分析

用集总参数分析图4拓扑结构,图4有n-1个负载线圈,有n个方程,分别为

…-jωMnIn

(21)

jωMiI1(i=2,…,n)

(22)

图4 n-1个负载线圈的CPT拓扑结构

解上述n个方程,并将I1,I2,…,In代入

(23)

用CMT方法分析图4 的拓扑结构图,同样忽略励磁效应,由前面的方法可得

jK12a2(t)+…+jK1nan(t)+Fs(t)

(24)

jK1ia1(t) (i=2,…,n)

(25)

将以上各变量代换,得到

(26)

5 实验分析

表1 实验参数

(a)单负载 (b)两个负载

图5传输效率曲线

由图中可以看出,由CMT和CT得到的效率值与测量值大致吻合.出现的小偏差可能是由于测量误差、系统的分布电容、分布电感以及线圈在移动过程中会出现不同轴现象引起的.值得注意的是,此方法仅适合于谐振状态.在谐振频率点,多负载CPT系统CMT下的效率计算公式与CT下的计算公式也完全等效.

物理学中常用的CMT用于同一平面的n个负载线圈的传输效率,从另一个角度阐述能量传递.接下来的工作就是进一步分析它的传输功率、系统品质因数和传输距离对系统的影响.

6 结束语

通过以上推导和实验可知,在谐振频率点上,用CMT的方法对谐振系统传输效率进行分析,结果与CT相同,CMT的提出让我们从另一个角度去分析CPT系统的效率问题,并考虑到CMT的计算阶次比CT的计算阶次降低一半,大大减少计算中的工作量,此方法可以推广到在同一平面的n个负载线圈的效率求解.

参考文献:

[1] KURS A, KARALIS A, MOFFATT R,etal. Wireless power transfer via strongly coupled magnetic resonances[J]. Sci, 2007, 317(5834): 83-86.

[2] 刘志军, 苏玉刚, 夏晨阳. 多负载感应耦合电能传输系统的传输效率研究[J]. 电子技术应用, 2011, 37(2): 64-70.

[3] 夏晨阳. 感应耦合电能传输系统能效特性的分析与优化研究[D]. 重庆: 重庆大学, 2010.

[4] 赵彪, 陈希有, 于庆广. 用于非接触电能传输的自适应谐振技术原理[J]. 电工电能新技术, 2010, 29(2): 33-37.

[5] 傅文珍, 张波, 丘东元, 等.自谐振线圈耦合式电能无线传输的最大效率分析与设计[J]. 中国电机工程学报, 2009, 29(18): 21-26.

[6] 杨民生, 王耀南, 欧阳红林. 新型无接触电能传输系统多负载解耦控制研究[J]. 湖南大学学报, 2007, 34(10): 53-56.

[7] 谢卫, 汪晓燕, 赵冰洁. 基于无功补偿的滑动变压器建模与仿真[J]. 上海海事大学学报, 2008, 29(2): 26-29.

[8] IMURA T, HORI Y. Maxing air gap and efficiency of magnetic resonant coupling for wireless power transfer using equivalent circuit and neumann formula[J]. IEEE Trans on Ind Electron, 2011, 58(10): 4746-4752.

[9] KARALIS A, JOANNOPOULOS J D, SOLJACIC M. Efficient wireless non-radiative mid-range energy transfer[J]. Ann Physics, 2008, 323(1): 34-48.

[10] 刘宿城, 周雒维. 近场磁谐振耦合能量传输系统的建模与分析[J]. 电源学报, 2011(1): 51-56.

[11] NIU Wangqiang, GU Wei, CHU Jianxin,etal. Coupled-mode analysis of frequency splitting phenomena in CPT systems[J]. Electronic Letter, 2012, 48(12): 723-724.

[12] 牛王强, 沈爱弟, 顾伟, 等. 可变负载非接触电能传输系统的无功功率补偿[J]. 上海海事大学学报, 2011, 32(1): 49-53.

[13] KIANI M, GHOVANOLOO M.The circuit theory behind coupled-mode magnetic resonance-based wireless power transmission[J]. IEEE Trans Circuits & Systems, 2012, 59(8): 1-10.

网络传输效率 第4篇

目前, 我国的计算机网络得到了非常大的发展, 站在整体层面, 尽管还根本不能赶上韩国以及日本等一些网络相对比较发达的国家, 然而在东南沿海的一些经济非常发达的地区, 已经有着非常高的网络传输速度, 有的已经超过了一些比较发达的国家。但是, 西北地区那些经济水平相对比较差的一些地区, 对数字拨号连接还没有实现普及, 在上网时采用的还是比较传统的电话线。因此, 我国的计算机网络在发展方面主要面对的问题是怎样将地域间的差异进行有效的减少。随着网络互联网的逐渐普及以及广泛应用, 现在已经有了很多的网名, 基于这样的情况, 国家已经出台了很多政策, 对网络运营商的相关基础设施建设进行积极的鼓励以及扶持。在此背景下, 多条光纤干线已在我国建成, 在很大程度上对网络传输的效率进行了提高, 然而也在一定意义上受到了技术方面的一些的限制, 对使用光纤的相关经验严重缺少, 造成在建设光纤的过程当中, 仍旧有着很多的问题。在所有的传输媒介中, 光纤的传输带宽属于最大的, 因为比较传统的同轴电缆对电信号进行直接传输, 而在传输电信号的实际过程当中, 非常容易出现损耗, 有着相对比较低的传输带宽, 而在光纤的实际传输过程中, 信号存在的形式是光信号, 大大提高了传输效率。

2 计算机网络传输效率的相关影响因素

2.1 网络的基础设施建设

关于计算机网络, 如果想将数据的交换进行有效的实现, 那么必须应该具有硬件方面的设备, 进而实现对信号传输的支持, 所以传输介质等一些网络方面的基础设施, 可以对网络的传输效率进行直接决定。例如, 比较传统的同轴电缆, 在基础设施基本建完后, 也就确定了传输带宽, 如果想要对网络的带宽进行进一步的提高, 只能增加线路, 这通过技术方面的手段很难进行解决。在建设网络的基础设施的基础过程当中, 为了能够将网络的传输带宽进行最大程度的提高, 一般会对性能比较好的介质进行选择。目前, 光纤属于最好的一个介质, 但光纤材料对周围环境有着极其苛刻的要求, 在施工光纤的实际过程当中, 应特别注意周边的具体环境, 保证在建完之后, 光纤能保持最佳的工作状态。

2.2 传输协议

在各个计算机间, 可以进行相关的通信, 应该具有一定的硬件线路, 还应该有一个相关的传输协议, 因为不同的计算机有着不同的存储数据方式, 不能进行直接的通信。若将数据向另一台计算机进行直接的传输, 将对这个数据无法进行识别, 就一定要标准化处理传输的数据, 进而建立成全部计算机都可以进行识别的一个标准, 即网络传输协议。现阶段, 最广泛使用的TCP/IP协议就是在网络开始发展时, 人们按照网络传输的实际需要, 非常有针对性的进行设计的, 因为那时有着相对比较低的网络带宽, 所以在对传输协议进行设计时, 会先压缩传输的数据, 之后再进行接收端的解压, 提高了传输效率。然而, 已经使用了TCP/IP协议多年, 尽管在使用的实际过程当中, 人们对其进行不断的完善, 但仍然有问题。近年来, 按照网络的实际发展, 人们也相应的提出了很多的全新传输协议, 但TCP/IP协议已成为世界上比较统一的标准, 就算那些全新的传输协议在性能的先进性方面要强很多, 也是非常难将其在比较短的时间内取代的, 只会使用在一些局域的网络当中。实践证明, 提出的这些全新的传输协议明显提高了传输效率。

3 网络协议的基本框架

该协议对网络传输的相关数据信息进行采集, 之后根据某种特定的协议簇模型分层来处理采集到的网络数据信息, 对各层协议当中的头部、字段内容以及尾部进行一定的分析, 进而实现网络数据包当中各层协议的信息内容的实际获取。该框架是实现相应的应用平台设计的基础, 包含很多的键技术, 主要有网络数据采集、网络协议分析以及TCP/IP协议簇。

3.1 网络数据的采集

一般来讲, 网络数据的采集模块为相关的应用平台以及网络协议分析有效的提供了最为原始的一些数据, 只有对网络数据包的信息进行准确、及时的获取, 才可以进行下一步的操作。

3.2 网络协议分析

在网络协议分析框架当中, 网络协议分析属于是核心模块, 其设计的基本思想主要是根据TCP/IP的相关参考模型, 按照协议标识来对网络协议的类型进行逐层的识别, 根据相应的协议格式来底层协议分析已经采集到的网络数据包, 运用的协议识别技术主要是端口检测以及特征值的深度包检测。

3.3 TCP/IP协议簇

计算机网络协议属于极其复杂、庞大的一个体系, 为了能够更好的描述协议, 并进行实际的设计和最终的实现, 现阶段运用的基本都是分层的体系结构, 也就是参考模型。在该模型当中, 对网络当中不同层的定义进行了一定的描述, 同时还分析了每层具体应该负责的功能及其相应的交互方式。最为常见的模型包括TCP/IP参考模型以及放系统互连 (OSI) 参考模型。其中, 放系统互连参考模型的组成主要包括七个栈层。

4 计算机网络传输的效率

对计算机网络传输效率进行研究时, 分析的顺序应该是从网络的整体到局部之后到节点的过程。其中, 整体效率主要是指作为一个整体, 计算机网络有的实际传输效率, 而局部效率主要研究的是网络的相关组成中各分子网有的实际传输效率, 所以在分析网络传输效率时, 需要对整体以及局部的传输效率进行同时的研究。下面运用局部效率、网传效率以及点传效率来表示局部传输效率、网络整体传输效率以及节点传输效率。

4.1 局部效率

一般来讲, 网计算机的局部传输效率主要是指全部的节点和相邻的点组成的子网的实际传输效率的总和和网络当中含节点数目的具体比值。局部传输效率类似于网络的簇系数, 这两个表示的都是网络当中的局部性能, 而相关的簇系数具体表示的是网络当中的局部疏密程度, 所以能对网络的局部传输效率进行一定的衡量。相对来讲, 对于网络局部性能的表示, 更为合理的是局部传输效率;与此同时, 网络的局部破坏式的容错能力和网络局部传输效率有着非常大的关系。

4.2 网传效率

通常情况下, 网传效率主要是指计算机网络中全部的节点关于时间传输效率的一个平均值。

4.3 点传效率

一般说来, 点传效率指的主要是网络当中全部节点的实际传输效率的平均值, 根据网络的拓扑结构来进行一定的分析, 传输效率和每个节点所占的最短路径数目成反比关系。对于计算机网络的维护以及设计, 点传效率有着非常重要的一个指导意义, 所以在设计计算机网络时, 需要多网络当中节点负载的均衡性进行充分考虑。另外, 还应在配置交换机和路由器、等中继设备对传输效率比较低的节点进行高性能设备的配置, 在网络维护的实际过程当中, 应该重点维护这些节点。

5 结语

综上所述, 随着网络计算机技术的快速发展, 在社会的各个领域计算机网络都发挥着非常重要的作用。目前, 建设计算机网络的好坏也在很大程度上成为我国四个现代化建设的一个极其重要的标志。整体来讲, 我国有着相对比较低的网络传输效率, 会对用户的使用造成严重的影响, 想要将这个问题从根本上进行解决, 应该有效分析计算机网络传输效率的相关因素, 并提出一些有效的建议, 进而实现网络传输效率的提高, 提高我国的网络计算机技术水平。

摘要:近年来, 随着信息产业的发展以及计算机网络相关通信技术的进步, 在人们的日常生活当中, 计算机网络在生活、工作以及学习当中有着逐渐重要的角色;同时, 人们也开始广泛关注计算机网络通信的核心框架, 即网络协议。本文首先分析了我国目前计算机网络传输效率方面的现状, 并阐述了相关的影响因素, 对网络数据采集和网络协议分析等技术进行了一定的研究分析, 最后分析了计算机的网络传输效率。

关键词:网络协议,计算机,传输效率,影响因素

参考文献

[1]刘洋.基于时间触发的实时以太网传输技术的研究及实现[J].计算机软件与理论, 2011 (12) :11-12.

[2]周坤.分析计算机网络传输效率的影响因素[J].赤子, 2014 (7) :42-43.

利用网络资源提高课堂教学效率 第5篇

在学校办公室里,我们每个人都拥有一台电脑,并且上网的速度都很快。学校为我们上网查找资料、认真备课、提高课堂教学效率,创造了条件。

首先,在备课时,我经常上网查找一些相关的资料,为课堂教学服务。例如:这学期,我要给六年级的学生上LOGO,之前我并没有认真研究或学过这样的内容,周围人也不可能给我足够的帮助,于是我就想到了网络资源。于是,我上网查找,很快我就找到了这方面的资料,还有一些视频讲解。我将这些视频下载下来,利用业余时间收看,通过自己学习大致了解了LOGO的基本内容,并结合学生特点编制成教案和教学课件。在课堂教学活动中,学生基本上能按照我的讲解和演示认真学习,收到了良好的效果。

其次,利用网络资源,自己制作课件,服务于课堂教学。例如:上学期,在兴趣班讲“电脑小报”的内容,许多课件需要的`图片都是网络上寻找的。学生经常被精美的图片所吸引,并要求我教会他们自己也从网络上去寻找图片。

第三,利用网络资源进行自主学习活动。我积极点击浏览“白下教育网”,阅读有关信息技术教学方面的专业文章,尤其是一些优秀老师撰写的博客,给我很大的启发。我原本在一所郊区的进修学校工作,对小学一线教师和教学情况不 太熟悉,通过阅读这些文章,对我的教学和适应小学教师生活都很有帮助。

第四,利用网络资源,回答学生的问题。在上学期讲“电子邮箱创建、管理和使用”时,我就要求三年级的学生学会自己通过发电子邮件与同学讨论问题,甚至向学科教师提问,在任何能上网的地方都开展学习活动,延展了学习空间,提高了学习效率,学生们也十分喜欢。

利用网络媒体教学提高课堂效率 第6篇

在现代教学媒体中,网络教学的综合运用功能最好,它能把多种媒体信息集成于一体,并采用了图形交互界面,窗口交互操作,使人机交互能力大大提高,它正作为一种重要的教学媒体迅速应用于教学过程中。合理选择和运用现代教学媒体,优化课堂教学,是今后课堂教学改革的趋势。如何利用信息化技术、迅速、高效、生动地传播信息,实现个性化互动的交流方式,提高课堂教学效率,是摆在我们中小学教师面前的重要问题,现就如何把信息技术在小学课堂教学中如何合理利用的问题谈谈自己的体会。

随着时代的发展和科学技术的进步,人类的教育水平及教育手段也不断提高。今天,多媒体教学手段正在走进课堂,以独特的风革丰富课堂教学,形象生动的教学情境,促进教育技术的信息化,并逐步打破“一块黑板,一枝粉笔、一张嘴巴众人听”这种传统的教学模式,构建起新型教学模式。在这个新型教学模式中,网络媒体能充分调动学生主体的积极性,通过情境创设,协作学习,促进学生主动思考、主动探索、发展联想思维,使学生在学习过程中真正成为信息加工的主体、知识意义的主动建构者。

《小学数学课程标准》指出,“必须重视学生的创新意识和实践能力”。在教学过程中,教师要给学生主动探索的机会,变“接受性学习”为“创造性学习”,让学生在观察、操作、讨论、交流、猜测、归纳、分析和整理的过程中学习新知,以学生为主体,逐步培养学生的创新意识,形成初步的探索和解决问题的能力。所谓“整合”,其核心就是把现代教育技术融入到小学数学学科的教学中去,在教学实践中利用技术手段得到文字、图像、声音、动画、视频、甚至三维虚拟现实等多位信息用于课件制作,充实教学容量,丰富教学内容,运用教学方法更加多样,更加灵活。真正地使教师充分熟练地掌握现代教育技术,特别是计算机的操作,转换计算机辅助教学的思路,进行新的更富有成效的小学数学教学创新实践。运用多媒体教学有很多的优点,下面结合自己上课的感受,谈谈多媒体教学的几点优点:

1、巧借多媒体,培养学生自主探索的意识。

导课环节,起着承上启下、激趣生疑的任务。好的设计,能使学生一上课就兴趣盎然,因此在教学中,应选取典型性的感知材料,采用灵活多样的方式,创设出问题情景来引探新课,激发学生的探究欲望,培养学生的探究能力。正如美国教育心理学家布鲁纳所说:“学习的最好刺激,乃是对所学材料的兴趣。”我根据教学内容,精心设计网络课件,让画面呈现给每一位学生,在教师演示的过程中,学生也能自己操作电脑,参与演示,根据自己的需要选择学习内容。如在教学“圆的认识”,我设计了这样的动画环节:有个小朋友向着池塘里扔石头,石头掉进水里后,水面荡起一圈圈的涟漪,巧设疑问引领学生进入情景:这些涟漪是什么形状的?为什么会形成这些涟漪?学生都拧着眉毛,瞪大眼睛流露出新奇感,怀着迫切的求知欲和探究欲进入新课。利用网络的优势,既可由教师适时广播信息,与多媒体课件一样,通过图、文、声、动画演示,化静为动,化难为易,化抽象为形象,使网络教学充分发挥其演示的功能。同时,也可由学生把握演示的时机。学生主动参与,根据自己的知识接受水平一步一步深入,自行控制学习的速度。在学生充分观察、操作、思考和交互讨论的基础上,由学生自己主动地发现,探究、掌握知识点。

2、通过网络教学,引导学生合作交流。

《国家数学课程标准》指出:“21世纪的公民面临着更多的机会和挑战,他们需要在大量纷繁复杂的信息中作出恰当的选择与判断,必须具有一定的收集和处理信息、作出决策的能力,同时能够进行有效的表达与交流……动手实践,自主探索与合作交流是学生学习的重要方式。数学教学,应该从学生的生活经验和已有的知识背景出发,向他们提供充分的从事数学活动和交流的机会……”由此可见,在教学过程中,需要学生进行合作交流,去感受、理解知识的产生和发展过程并增强与人合作,与人交流的能力。网络教学使交互式学习成为可能,为学生创设一种相互交流的环境。学生在网络中不仅接受,同时也在表达。如《圆的认识》这课,学生研究圆的特征时,我就抓住这个机会,学生在自行研究后可将自己的发现发布到交流园地上,其他同学可以对这个发现提出自己的看法,如是否认同,有何补充等,从而得出正确的结论,这就是学生与学生在进行交流。学生也可以将自己遇到的问题及时公布,老师可以和你单独在线探讨,这样既解决了个别学生的问题,又节省了大家的时间。这就是学生与教师之间的交流。学生可以与教师发生交互作用,向其提出问题,请求指导,并且发表自己的看法;学生之间也可发生这种交互作用,从而有利于发挥小组学习的作用,进行协同式学习。同学们还可以利用网络在线聊天进行课堂交流、用电子邮件的形式上交课堂作业。这种模式把师生交流的空间延伸到了课堂以外。这种交互式的教学方式加强了师生间和学生间的交流,对于培养学生个体解决问题的能力和合作精神产生了积极的作用。

3、网络教学手段促进数学课堂教学观念的开放。

网络教学手段的运用必定要求教师树立立体的教学观念,即运用系统论的思想方法,对全部教学活动的整个过程进行全程的综合考察,从而建立新的教学思想。教师要在数学课堂教学观念上进一步开放,实现四个基本的转变:(1)从注重学生的外在变化转向注重学生内在变化;(2)从强调学习的结果转向强调学习的过程;(3)从单纯教师的方法转向师生共同活动的方法;(4)从封闭的教学组织形式转向开放的教学组织形式。研究表明:小学生形象思维优于抽象思维。网络多媒体教学能模拟仿真,化抽象为形象,它展示文字、图片、图像、声音于一体,将学生带进形象生动、色彩缤纷的教学情境,使学生多感官接受刺激,发展思维能力,还能拓展学生的空间概念,加深对事物的理解,大大减轻了学生的认识难度,变难为易。把抽象的概念形象化,帮助学生从形象思维顺利地过度到抽象思维,从而突破重点和难点。

发挥网络优势 提高阅读效率 第7篇

新颖的网络阅读形式, 体现了教学信息的多样性、反馈的实时性、开放的交互性, 能有效促进学生阅读能力的提高。这就要求教师广泛地开展阅读实践活动, 拓宽阅读渠道, 让学生在更广阔的空间学好语文。我尝试让学生开展自主的探索性阅读, 收到了较好的效果。

●利用信息技术进行快速阅读

Internet网是世界上最大的知识库和资料库, 网络资源形象的动画、生动的语音、迷人的音响、绚丽的色彩, 有机地组合融汇在一起, 一下子便能抓住孩子们的心, 在网上阅读就像欣赏动画一样开心, 这比起单纯的文字阅读不知要鲜活多少倍!

当代信息技术导致我们阅读方式也发生了变革:从单纯阅读文字发展到多媒体电子阅读, 从抽象化的文字扩展为图片、声音、动画、影片, 这就是信息时代“超媒体”阅读。对网络的浓厚兴趣是激活学生阅读的“导火索”, 是使学生乐此不疲、主体飞扬的绝佳“兴奋剂”, 是使学生饱食精神食粮的上好“调味剂”, 更是学生网络阅读能力培养的“催化剂”。为了适应网络阅读的速度, 我有针对性地进行一些快速阅读的训练。无论通读、翻读、查读、跳读, 均要求其应注意力集中、目标明确, 帮助学生掌握快速阅读的方法。如在教《黄山奇松》时, 我采集了“奇松怪石、云海温泉、日出雪景”等网络教材, 把学生带进真实的生活场景。我让学生通过快速阅读网络教材, 提出有价值的问题, 利用网络教材提供的图片、影像、文字资料自行解决问题。学生通过网络阅读, 能够在脑海中再现黄山的真实场景, 去感受、品味课文。这种“超媒体”的阅读方式, 使阅读与感受、体验结合在一起, 将阅读的触角伸向更广袤的空间。

●利用信息技术进行主题阅读

语文阅读要凭借教材去举一反三, 选择合适的材料扩展阅读。学生通过自读自悟, 体会到语言之美、用词之妙、结构之新、描写之实, 能促进学生加深感悟, 领悟文章的思想内涵, 引发合理而大胆的想象, 开阔视野。

主题阅读训练的目的是培养学生在问题的情境中自主提出主题的能力、借助网络工具展开阅读并完成主题任务的自觉性与方法等。其核心是学生对学习方法、学习工具使用的探究和掌握, 以及对自主阅读模式的尝试。我教会学生搜集、整理资料的一般方法, 让学生确定自己研究的主题, 带着任务, 根据主题去搜集自己需要的有关资料并做必要的记录, 可以摘录原句, 也可以用自己的语言加以概括、整理, 进行广泛阅读, 同时根据自己阅读的主题创造性地完成阅读任务。在这个过程中, 学生学会了利用网络搜集、整理资料;学会了将资料进行内化积累;学会了将自己的亲身体验与搜集的资料进行整合, 从而提高了学生的语文综合素养, 培养了学生的创造力。

如学习苏教版第11册《游天然动物园》一文时, 我让学生登录“野生动物之家http://animal.ioz.ac.cn/”去浏览自己喜欢的动物, 了解其习性、种类等知识, 并下载描写小动物的文章。由于主题明确, 学生阅读时便发现了要抓住最能体现该动物特点的部位依序描写。此时要求学生为动物设计“身份证”自然水到渠成。在此基础上, 我让学生浏览雅虎动物网以及中国虎网等网站, 谈谈濒危动物的分类与保护, 学生的深切感悟让他们如数家珍, 阅读的德育熏陶功能尽在震撼人心的语言文字中。

●利用信息技术进行比较阅读

培养学生的创造能力和创新意识是信息时代阅读教学的核心, 网络比较阅读是指对内容或形式上有一定联系的读物加以对比分析的阅读, 其目的是训练学生对不同层面的信息进行比较分析的能力, 从而培养学生的创造能力和意识, 这样的信息处理能力在网络阅读中显得尤为重要。

学生通过“超媒体”阅读, 对自己研究的问题已经有了初步的结果, 心中已经有了丰富的语言和情感的积淀, 此时进行比较阅读有利于感悟的升华。教《东方之珠》时, 我要求学生从网上阅读《海滨小城》、《井》、《美丽的香港》等文章进行比较, 学生凭借大量可感的语言材料, 形象地把握了文章的“命脉”, 这比起单纯地分析或孤立地自悟相比可谓是事半功倍。我还要求学生仿照《东方之珠》一文的写法, 进行仿写, 并鼓励其在网络BBS上发表, 这对于学生来说是件新鲜事, 能激发起学生去探究的热情。

学习《长江之歌》时, 我利用媒体创设情境, 通过观看长江上游植被破坏、下游洪涝灾害等画面引起学生共鸣, 结合黄河的变化让学生提出共同学习的任务:上网查找黄河和长江资料, 下载有关的图片、文字进行比较阅读, 交流学习体会, 有意识地引导学生提出:“我作为新世纪小主人, 应当尽快采取各种措施拯救我们的母亲河。”唤醒人们保护环境、保护长江和黄河的意识。

网络传输效率 第8篇

近年来, 各电视分支机构的建立, 大型节目转播活动的日益增多, 网络系统所支持的业务范围也越来越广, 同时伴随的这些业务的扩展, 节目数据数据交换的需求也越来越多。由于这些分支机构、节目转播活动的地点分散, 如果采用VPN技术在互联网上传输加密后的数据, 或者即使采用专线传输的话, 都会发现网络系统传输的时延会比本地局域网访问大许多, 尤其是在跨洋光缆等长距离传输后, 用户在使用中会发现在传输一个文件的时候, 虽然网络租用带宽达到10M、38M甚至更多, 但是, 在实际传输过程中, 会发现传输的速度并没有估算的速度那样快, 传输效率低下, 带宽得不到很好地利用。本文就从如何提高媒体文件在这种长距离、高延时环境的传输效率出发, 进行分析和实践介绍。

一网络媒体文件传输技术分析

在网络系统中文件传输的实现上, 大家经常会听见两个名词, TCP和UDP, 这两个名词正是我们进行媒体数据传输的关键实现技术。

TCP (Transmission Control Protocol) 协议是TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 协议的一部分。TCP/IP也称为传输控制协议/互联网络协议, 其中TCP协议可以保证数据包传输的可靠性;IP协议可以保证数据包能被传到目标计算机。

TCP对话通过三次握手来初始化, 以建立可靠连接。同时, TCP为完成对数据的确认使用了滑动窗口机制, 用来暂存两台主机间要传送的数据, 有点类似CACHE, 支持端到端的流量控制。每个TCP/IP主机有两个滑动窗口:一个用于接收数据, 另一个用于发送数据。

发方对丢失或损坏数据的重发, 要求保留数据副本直至收到数据确认 (ACK) 。为避免大量可能丢失的数据副本占用大量存储器并浪费带宽, TCP采用了一个滑动窗口装置来限制传送中的数据数量。随着确认的返回, TCP在前移窗口的同时, 发送不断增加的数据。一旦窗口被占满, 发方必须停止传输数据直至更多的确认到达。TCP的窗口以字节为单位进行调整, 以适应接收方的处理能力。处理过程如下:

● TCP连接阶段, 双方协商窗口尺寸, 同时接收方预留数据缓存区;

●发送方根据协商的结果, 发送符合窗口尺寸的数据字节流, 并等待对方的确认;

●发送方根据确认信息, 改变窗口的尺寸, 增加或者减少发送未得到确认的字节流中的字节数。调整过程包括:如果出现发送拥塞, 发送窗口缩小为原来的一半, 同时将超时重传的时间间隔扩大一倍。

UDP (User Datagram Protocol) 协议, 即用户数据报协议, 要用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。UDP协议的主要作用是将网络数据流量压缩成数据报的形式。

TCP和UDP协议直接位于IP协议的顶层。根据OSI (开放系统互连) 参考模型, UDP和TCP都属于传输层协议 (如图1所示) 。

UDP和TCP协议的主要区别是两者在如何实现信息的可靠传递方面不同。

TCP协议中包含了专门的传递保证机制, 当数据接收方收到发送方传来的信息时, 会自动向发送方发出确认消息;发送方只有在接收到该确认消息之后才继续传送其他信息, 否则将一直等待直到收到确认信息为止。它窗口机制和确认保证了数据传输的可靠性和流量控制。

UDP协议则不提供数据传送的保证机制。如果在从发送方到接收方的传递过程中出现数据报的丢失, 协议本身并不能做出任何检测或提示。因此, 通常人们把UDP协议称为不可靠的传输协议。

通常, 在进行传输的时候, 选用的底层协议多为TCP协议, 以保证数据传输的安全和准确。TCP协议在为一个相对稳定、延时、丢包较小的环境中使用, 其效率是非常高的, 有着非常好的性能, 既能够有效利用网络带宽, 又能避免网络出现的拥塞。同时它也为C/S模式的应用系统提供了良好的支持, 也是日常工作中最为常用的一种传输协议, 但是对于建立了远程局域网访问的环境中, TCP协议的局限性就凸现出来, 大大影响了传输效率, 这时选用无数据连接的UDP协议, 相对来说对传输速度的提高就相对比较有效了。

二改善媒体文件传输效率技术研究

1. 常用改进技术手段

鉴于远程传输时延不可避免这一问题, 目前处理手段一方面就是基于TCP协议的改进, 主要有以下两种方式:

(1) TCP滑动窗口调整

TCP传输中利用了滑动窗口的原理进行数据传输, 缺省窗口大小为16bit, 在网络传输条件较好的环境下, 这个窗口值会在一定程度上自动增长, 从而较好地完成传输的功能, 但是如果网络时延比较大, 在第一个数据包发出后, 无法及时收到接收端的回应, 那么TCP传输就会暂停, 一直等待接收端回应, 或者等到timeout, 再重发数据。这时候窗口的大小对传输效率的影响就会很大, 如果采用过小的窗口, 就会出现前面的来不及应答的问题, 从而造成传输效率低下。比如一个窗口大小如果只有1024bit, 而网络时延达到100ms, 那么最大的传输速度实际上只有1024bit/100ms=10240bit/s, 这样的传输速度是正常应用中无法忍受的, 而且实际应用中, 滑动窗口大小的调整在大时延的情况下, 虽然能在一定程度上提高传输的效率, 但其改善也相对比较小。

同时, TCP/IP传输中, 采用的滑动窗口是随着传输的进行而由小至大逐渐增大的, 对于本地局域网环境, 时延相对比较小, 所以窗口的长度随传输的变化反应较为快, 但对于远程局域网访问来说, 大时延和丢包, 造成TCP传输中, 在正常传输中出现一个丢包的情况下就会造成整体传输速度下降, 而此时滑动窗口变化的响应就相对慢了许多, 窗口大小增加很慢, 直接造成了传输速度增长的缓慢。

(2) 多TCP/IP线程传输

由于TCP协议的限制, 每组数据都要等到相应的ACK包返回后才能进行下一步的传输, 这也就从根本上限制了传输的效率。

既然一个TCP线程达不到带宽的充分利用, 那么采用多线程的TCP传输, 即在服务器和客户机之间同时建立多个TCP连接, 同时进行多个TCP传输线程, 这样也就在一定程度上解决了这个问题。正如网络上甚为流行的多线程下载软件一样, 这种方式的使用利用了多个TCP线程, 将一个一个大文件分成几个小文件或者是多个小文件一起同时进行传输, 由于有多个TCP线程同时进行的工作, 每个线程相互之间并不干涉, 各自处理每个TCP的握手。这样既保留了TCP协议传输本身特有的可靠性, 也提高了传输效率, 充分利用了网络带宽。

但是这种方式也同样存在着一旦传输出现抖动, 则传输速度要想恢复到高速传输状态的时间相对比较长, 同时, 由于多个进程在进行传输, 造成抖动的几率也就大大增加, 但是也是由于几个进程一起在进行传输, 所以只会有部分进程受到影响, 也就是那些部分的进程的传输速度将会从一个比较低的起点开始, 而整体速度不会像只有一个进程那样, 几乎从0开始。

2. 基于UDP协议的传输改进算法

由于TCP滑动窗口的参数在实际使用中并不能无限地扩大, 而对于UDP协议来说, 它是一种无连接的协议, 不需要接收端有任何的应答。它每次能发送的数据包大小可以由发送端进行自由的调整。UDP协议的这种工作模式也就正好适应在远程大时延, 丢包的情况下进行文件的传输。

而且对于UDP协议来说, 可以通过应用层来对数据传输进行一些诸如流控、数据校验等的功能, 要比直接修改TCP协议底层来适应大时延的环境相对容易和更可行一些。

这里研究的基于UDP协议的传输改进算法的基本思想就是在应用层的基础上, 增加发送、接收的应答机制, 以保证数据传输的准确性和可靠性。

该改进算法程序主要包括发送端和接收端两部分, 分别用来处理发送和接收数据。同时, 还设计了两个数据结构:发送数据以及应答数据 (记录数据发送情况反馈) , 主要数据结构如图6和图7所示。

通过建立这两个数据结构, 对每一个收发数据包进行编号, 并对一组数据包组成的数据块也进行编号。

数据由发送端至接收端只要在buffer, 也即数据块未填满的情况下持续发送, 同时接收端根据接收到的数据进行本地校验, 对数据块中遗漏的数据包对发送端要求其进行选择性重传。

基于UDP协议的传输改进算法:

发送端的数据流程:

步骤1, 对所有需发送数据进行分块, 同时将每块数据再进行分包;

步骤2, 发送一个数据块内所有的数据包, 并等待接收端相应反馈信息;

步骤3, 收到接收端重传请求则重新发送该数据块中相应数据包;

步骤4, 当数据包中所有数据块均发送成功后, 重复步骤2;

步骤5, 所有数据包发送成功后, 结束整个发送流程。数据流程如图8所示。

接收端的数据流程:

步骤1, 初始化Buffer, 等待数据接收;

步骤2, 收到数据发送端数据包, 判断数据包发送是否遗漏, 发送重发请求;

步骤3, 判别数据块是否接收完毕, 数据块接收完毕后, 在本地写入相应数据块信息, 重复步骤1, 直至所有数据接收完毕。

算法时序图如图10所示。

发送端设计的几个要点:

●对要发送的数据进行分块和编号, 并对分块的数据进行分包, 同时也进行编号。另外, 建立一个当前传输数据块序号变量用来对当前传输数据块进行计数;

●发送端开启2个进程, 一个用来发送数据, 一个则用来监听接收端的反馈信息。监听进程里socket设置为非阻塞的工作状态, 在未收到接收端反馈且发送端数据已发送完毕时发送数据块传输完成标志;

●由于数据链路存在时延和丢包, 所以发送端会多次发送数据块已完成标志, 同样, 接收端也可能会多次 (由于存在丢包, 不一定和发送端发送数量相对应) 发送反馈信息给发送端, 所以存在发送端接收到接收端反馈信息后立即发送下一个数据块, 而此时又收到发送端再次收到的上一个数据块的反馈信息, 所以就必须对所有的信息进行编号, 忽略上个数据块的反馈信息, 继续当前数据块正常传输。

接收端设计的几个要点:

●采用单进程阻塞式Socket工作方式监听发送端数据;

●收到每一个数据包后对前面收到的数据包进行遗漏查找;

●如果收到发送端发送数据块完成的标志即认为本数据块传输已完成, 同时进行数据查漏, 但只有当所有数据块里面的数据包全部接收完毕, 才能发送接收端数据接收完成反馈信息;

●建立一个当前传输数据块序号变量用来对当前传输数据块进行计数, 与接收到的发送端发送的数据块完成标志的数据块编号进行比对。忽略上个数据块的反馈信息, 保证当前数据块的正常传输。

三实验分析

1. 实验环境

● 1条100M光纤独享接入网通, 1条100M光纤独享接入电信;

● PC1直接接至网通线路, PC2直接接至电信线路;

●通过Ping方式测试2条线路之间的时延, 通过10000个Ping访问, Ping值为平均126ms, 丢包率为3%。

2. 实验内容

●采用基于TCP/IP方式进行媒体文件传输效率测试;

●采用基于UDP改进算法进行媒体文件传输效率测试;

●比较两种方式传输效率。

3. 实验方法

●在PC1上开设基于TCP/IP协议的FTP服务, PC2使用FTP传输软件进行文件传输测试, 使用5个不同大小的文件分别进行5次文件传输;

●在PC1上启动UDP方式的发送数据端, PC2上启动UDP方式的接收数据端进行文件传输测试, 使用5个不同大小的文件分别进行5次文件传输。

4. 实验结果

(1) 采用基于TCP/IP协议的FTP媒体文件传输

由表1和表2可见, 常用的基于TCP/IP协议的FTP文件传输协议在平均时延126ms, 丢包率3%的线路条件下, 传输平均速度只有25KB/s左右。

(2) 采用UDP改进算法媒体文件传输

由表3和表4可见, 在相同线路条件下, 采用基于UDP改进算法的文件传输平均速度能达到2000KB/s左右, 是基于TCP/IP协议的FTP文件传输速度的近80倍。

对比上述4组数据可以发现, 基于UDP改进算法的传输方式其传输平均时间和平均传输速度均大幅度优于基于TCP/IP协议的FTP传输方式, 该改进算法能在一定程度上提高网络传输速率。

对于电视节目中产生的媒体文件来说, 它最大的特点就是文件数据量巨大, 这里只是对媒体文件基于网络方式的文件传输技术做了个简单的分析和探讨, 可能还会有更多的文件传输算法的优化和实现方式, 为我们电视行业大量媒体数据的传输提供更为高效、稳定的解决方案。

摘要:随着电视业务的发展, 节目数字化进程的快速推进, 基于网络的数字媒体交互日益频繁, 远距离文件传输效率已成为制约数字化节目交换的一个瓶颈。本文从文件网络传输的基础原理着手, 提出了改进的文件传输方式, 一定程度上提高了网络带宽的利用率, 增强了数字化媒体的远距离传输效率。

网络传输效率 第9篇

无线电能传输( Wireless Power Transfer,WPT) 技术以非接触的无线方式来实现电源与用电设备之间的能量传输。该技术自从19世纪初由特斯拉提出以来,就一直被国内外学者所关注。直到2007年麻省理 工学院 ( Massachu-setts Institute of Technology,MIT) 的科学家们利用磁耦合谐振技术成功地隔空点亮了2 m远的灯泡[1]才使得无线电能传输技术取得了跨越式的进展。WPT技术因其具有电磁辐射小、传输距离远和效率高等优点,在便携式移动设备、特殊场合( 煤矿、化工等) 的无线供电、人体植入医疗器械以及电动车的无线充电等诸多领域有着广泛的应用[2]。

到目前为止,利用电磁耦合谐振技术来实现无线电能传输的拓扑结构主要有二线圈和四线圈结构,而传输功率、传输距离和传输效率是国内学者所研究的重点[3,4,5,6,7,8]。参考文献[3]对二线圈系统的最佳效率和最大功率进行了研究,参考文献[4]通过改变负载电阻来满足二线圈系统的阻抗匹配,参考文献[5]通过自适应调节频率与阻抗匹配来实现四线圈系统效率的最大化。

本文采用等效电路理论[9]和二端口网络理论推导出三线圈无线电能传输系统的效率公式,利用效率公式分别对有无发射 - 接收线圈之间的交叉耦合系数k13进行了分析,并对如何添加中继线圈使得效率到达最优化进行了定量分析。

1系统建模及效率分析

1.1系统建模

三线圈无线电能传输系统模型如图1所示,相比于二线圈结构,其主要在发射线圈和接收线圈之间增加了1个中继线圈。三线圈系统的电源一般由高频信号源与功率放大电路组成。发射线圈、中继线圈和接收线圈均为空心螺旋线圈[9],3个线圈由于在高频时会产生自感和寄生电容,通过添加外部谐振电容使得线圈的谐振频率和信号源的频率相同,从而使得系统发生谐振。

根据三线圈无线电能传输系统的模型可以建立如图2所示的等效电路。图中US为高频电源; RS为电源内阻; RL为负载电阻; L1,L2,L3分别为3个线圈的等效电感; R1,R2,R3分别为3个线圈的损耗电阻和辐射电阻[1]之和; C1,C2,C3分别为3个线圈的寄生电容和调谐补偿电容之和; k12,k23,k13分别为发射线圈与中继线圈之间的耦合系数、中继线圈和接收线圈的耦合系数、发射线圈和接收线圈的耦合系数; I1,I2,I3分别为发射回路、中继回路和接收回路的电流。

根据基尔霍夫定律可以得到该系统的等效电路方程:

式中:与高频电源的角频率一致; M12,M13,M23分别为发射线圈与中继线圈、发射线圈与接收线圈、中继线圈与接收线圈之间的互感;

由式( 1) 可得

当系统处于电磁耦合谐振时,各线圈均处于自谐振状态,即

线圈间的耦合系数为

式中: x,y表示线圈序号: kxy表示第x个线圈与第y个线圈之间的耦合系数。

将式( 4) 代入式( 2) 得

1.2效率分析与数值仿真

三线圈系统可以等效成一个二端口网络,其中一端有电源供给,作为输入,另一端给负载供电,作为输出。其中输出信号与输入信号之比S21是衡量整个系统传输效率的重要参考指标[4]:

在图2所示等效电路中,发射线圈、中继线圈和接收线圈的品质因数分别为Q1= ωL1/ R,Q2= ωL2/ R2,Q3= ωL3/ R3,因此,有

为了实现阻抗匹配,令电源内阻和负载电阻相等,即RS= RL,同时令发射线圈和接收线圈的结构相同,即R1= R3,L1= L3,C1= C3,由式( 3) 得Z1= Z3= RS+ R1,Z2= R2。为了方便起见,令Z1= Z3= R, Q1= Q3= Q,由式( 6) 和式( 7) 得

为了得到S21与频率f、耦合系数k12和k23的关系,可以固定一个变量以减少方程的维数。再借助Matlab的函数进行绘图,可以直观地看出其变化规律。图3为k12= 0. 1时,S21随f和k23的变化关系。

从图3可以看出,k12= 0. 1的情况下,系统频率f = 3 MHz,k23= 0. 103 4时,S21的值最大,此时系统处在临界耦合状态; 在k23> 0. 103 4处,系统发生频率分裂,此时,系统处于 过耦合状 态; 在k23< 0. 103 4处,随着k23的减小,S21急剧下降,此时,系统处于欠耦合状态。

1.3 S21与k12,k23的关系

k13= 0时,S21与k12,k23的关系如图4所示。

当k13= 0且系统处于谐振状态时,有

为了找到S21的最大值,证明存在临界耦合谐振点k23,在式( 9) 中对k23求导,并令其结果为0,最后求解出kC的值:

用kC替代k23,并代入式( 9) ,由RS= RL和式( 7) 可以得出SC:

对比分析式( 9) 和式( 10) 可以发现,当Q和Q2的值足够大时,kC≈k12。线圈损耗电阻和辐射电阻之和远小于负载及电源内阻,近似认为RL= R。因此,式( 11) 近似在kC≈k12时取得最大值,与图4正好吻合。

k13≠0时,S21与k12,k23的关系如图5所示。

当k13≠0时,对比发现,在耦合系数k23和k12较大时,k13的影响也随着增大,因此,导致S21下降。由此可以得出,发射线圈和中继线圈的距离以及中继线圈和接收线圈的距离不宜过近,当k23和k12相对较小时,图4与图5吻合。

2系统仿真

为了验证理论分析的正确性,通过MAXWELL软件进行建模仿真。仿真参数如下: R1= R2= R3= 0. 96 Ω,L1= L2= L3= 12. 89 μH,C1= C2= C3= 218. 6 p F,RS= RL= 50 Ω,f1= f2= f3= 3 MHz。线圈选用的是螺旋线圈[10],3个线圈的形状和材料都相同,线圈半径为4 cm,匝数为10,导线半径为0. 067 cm,谐振频率为3 MHz。

在静磁场中对线圈的电感和互感以及耦合系数进行仿真。电感L随匝间距P的变化关系如图6所示。当线圈的线径、半径、材料和匝数固定时,通过图6的仿真数据发现,线圈的电感随着匝间距的增大而减小,而电感的减小会导致线圈的品质因数[11]减小,进而使系统的传输效率降低。因此,螺旋线圈的匝间距应该越小越好。

高频电源US与负载电压UL的波形如图7所示。高频电源电压的波形一直处于稳定状态,而负载电压的波形是慢慢地达到稳定状态的。其中m1和m2两个点分别是US和UL稳定时的峰值。由式( 7) 可以计算出S21的值和理论值相近。

仿真方法: 首先分别固定k12= 0. 1和k12= 0. 3,以步长为0. 05的耦合系数k23移动接收线圈使其远离中继线圈,并记录下不同k23时的S21值,如图8、图9所示。

通过图8可以看出,k13= 0和k13≠0时,S21理论值曲线几乎重合,同时系统在k23= 0. 10时近似取得最大值,这与式( 11) 相吻合。此刻,k13对S21的影响几乎可以忽略。从图9可以看出,在k12= 0. 3时,k13对S21的影响随着k23的增大而愈发明显,最终导致S21的下降。因此,在保证高效率的情况下,如何设置中继线圈的位置起到了至关重要的作用,当发射 - 接收线圈之间的间距较近时,不宜添加中继线圈。

3结语

松耦合感应电能传输效率分析 第10篇

接触式电能传输通过插头插座等电连接器实现电能传输 , 在电能传输领域得到了广泛使用。但随着用电设备对供电品质、安全性、可靠性等要求的不断提高 , 这一传统电能传输方法所固有的缺陷, 已经使得众多应用场合不能接受接触式电能传输, 迫切需要新颖的电能传输方法[1]。

松耦合感应电能传输系统很好地解决了上述问题。图1表示了一般松耦合系统的结构。松耦合系统通过大间隔的耦合电感传输电能, 所以产生很大的漏感, 造成耦合系数k接近0.4或更低, 副边漏感往往大于耦合电感, 因为耦合电感不是远远大于副边漏感, 造成原边电流很大一部分通过耦合电感流回电源, 因而效率低下。为了提高效率并减小设备体积, 通常的办法是提高工作频率并使其工作于谐振状态, 这时工作电流近似为正弦波形。谐振电路可以在原边, 也可以在副边[2]。

本文采用了半桥串联谐振结构作为分析电路。首先给出了这种新颖电能传输方法的基本原理, 然后把变换电路分为串联谐振部分和整流部分。分析了系统的效率。最后给出此类松耦合系统的一般设计方法。

1 半桥串联谐振变换器电路及其等效电路

图2是半桥串联谐振变换器的电路图, 图3是半桥串联谐振变换器的等效电路, LAux, Ll1和Cx分别是外加电感, 变压器原边漏感和串联谐振电容。Lm是耦合电感, Ll2是副边漏感。Leq是当变压器副边短路时的等效漏感。因而变换电路的谐振频率为fr=12πLeqCs, 由图3所示的等效电路可得输入输出电压增益为:|M|=NVout/Vab, 其中,

Μ=1Ν|ΖoΖmΖs+Ζo+ΖmΖsΖm+ΖoΖm+ΖsΖp+ΖoΖpΖs+Ζo+Ζm|=1Ν|11+L1Lm-1 (2πf) 2LmCs+jQsα (ffr-frf) | (1)

式中,

Ζp=jωLAux+jωLl1+1/jωCs, Ζm=jωLmΖs=Ν2jωLl2, Ζo=Ν2Req, fr=12πLeqCs, L1=LAux+Ll1, Leq=LmLl2Ν2Lm+Ll2Ν2+L1α=1+Ν2Ll2Lm, QS=2πfrLeqΝ2Req, Req=8π2RL

2 半桥串联谐振变换器的效率分析

半桥串联谐振变换电路工作模式如图4-5所示。电路中副边整流电路的交流等效阻抗为[3]:Req=8π2RL, 因此, 把松耦合系统分为两个部分, 一个是原边串联谐振变换器部分。另一个是副边整流电路。

2.1 半桥串联谐振电路的效率

在半桥串联谐振变换器中, 变压器原边电流近似正弦曲线, 副边整流电路只把正弦电流的基波变换为直流。因而变压器副边阻抗可等效为N2Req。为了使系统实现柔切, 开关管开关频率 (fr) 稍大于系统谐振频率。根据电路中电流方向, 可把电路工作状态分为两个工作模式, 分别如图4-5所示。图4中电流IT1正向通过Q1, 图5中电流流过反向并联二极管。等效电路中VGf为开关管压降, Vdf为反并二极管压降, RLAux为外部电感内阻, RC为谐振电容等效阻抗, RLp原边绕组阻抗, RLs为副边绕组阻抗。由图3中的等效电路得输入阻抗 (Zin) 和相位角 (θ) :

Ζin=1+Ll1Lm-1 (2πf) 2LmCs+jQsα (ffr-frf) αΝ2Req-j12πfLm (2)

θ=tan-1 (12πfLm (1+Ll1Lm) +α2Ν2Req{Qs (ffr-frf) }-1 (2πf) 3Lm2CsαΝ2Req (1+Ll1Lm) -αQs2πfLm (ffr) ) (3)

式 (4) 和式 (5) 中分别为原边电流 (IT1) 和其平均值 (Iavg)

ΙΤ1=2πVinΖin (4)

Ιavg=1π0πsinnωtdωt (5)

A (jω) =jωLmΝ2jωLl2+Ν2Req+Ν2jωLLS (6)

式 (6) 为负载电流 (AIT1) 和原边电流的比值, 由式 (2) 到式 (6) 可得谐振变换器的效率为:

ηΙ=ΡRiΡRi+Ρr=11+prΡRi=11+ (ΙΤ1) 22 (Rc+Rlp+RLAux) + (ΙΤ1A2) 2RLs+4ΙΤ1180π{VGf (180-θ) +VDfθ} (ΙΤ12A2Ν2Req) 2 (7)

2.2 副边整流电路效率

图6为副边整流电路图, 图7为等效电路。在等效电路中, RF为二极管导通电阻, VF为二极管正向压降, rc为电容内阻。IT1A () 是变压器原边电流, IT2 (NIT1A () ) 是变压器副边电流。变压器副边平均电流为Io。其中, 输出电流Io和电容电流Icf如式 (8) 和 (9) , 负载为RL时的效率如式 (10) 所示:

Ιo=1π0πΝΙΤ1Asinnωt (dωt) (8) Lcf=1π0πΙo2 ( (π) 2sinnωt-1) 2 (9) ηr=11+ΡcΡo=11+2ΙoVF+RF (Ιo2) 2π2+Ιo2 (π28-1) rcΙo2RL (10)

综上可得总效率为:η=ηIηr

3 结束语

松耦合感应电源可以实现非接触供电。当系统的工作频率等于系统的谐振频率时, 系统的输出功率和传输效率达到最大值。并且此时该系统的输出功率和传输效率只与高频电源电压、映射阻抗实部和线圈内阻有关。通过以上分析可知, 系统的工作频率应该稍微大于系统谐振频率, 并且尽量减小原边线圈内阻。把最小负载定位额定负载。松耦合感应电源性能的参数比较多, 并且互相之间都有关联。一般来说, 在对系统进行参数优化时, 应该在保证足够的输出功率的情况下, 尽量提高系统传输效率[4]。利用控制芯片bq2002设计的电路实验证明, 耦合效率可达80%。

参考文献

[1]Don A G Pedder, AndrewD Brown, J AndrewSkinner.A Contact-less Electrical Energy Transmission System[J].IEEE Trans.Indus-trial electronics, FEB 1999, 46 (1) :23-30.

[2]Chwei-Sen Wang, Grant ACovic, Oskar HStielau.Investigating anLCL Load Resonant Inverter for Inductive Power Transfer Applica-tions[J].IEEE Trans.Power Electronics, July 2004, 19 (4) .

[3]Steigerward R L.A comparison of half-bridge resonant converter to-pologies[J].IEEE Trans.Ind.Electron., 1988, IE-35:174-182.

利用网络平台提升家园合作效率 第11篇

一、运用班级网页,全面了解幼儿具体表现

以往每次和家长提及孩子在园在家的表现情况时,很多家长都会感慨:不知道这么的,在幼儿园怎么这么乖,而在家说什么都不听话,真是拿他们没办法。对于幼儿在家的表现如何,我们做教师的只能在幼儿家长悄悄求助后,用善意欺骗的方式来教育幼儿:老师手里有一架望远镜,昨天我从望远镜中看到你……然而聪明的幼儿并不会受骗:我看见早上妈妈和你说悄悄话了!这时的老师又怎么收场呢?家长急于了解孩子在园的表现,但是苦于工作繁忙,无法经常到现场观摩,而与老师之间的沟通也受到时间的限制。但是现在,有了班级网页,家长论坛就让家园之间有一架特殊望远镜的愿望付褚现实。

1、嘹望家庭生活中的幼儿,督促幼儿在家在园一个样

一般幼儿在园时能将自己较好的一面表现给大家,但回到家中就不是这样了,或是过分依赖家长,或是寻找各种借口应对家长。 家长们将这些苦恼都写在了班级网页的论坛上。“天天吃饭的时候总喜欢看电视,我告诉他,吃饭时不能电视,他对我说,那我不吃饭了!”“嘟嘟在家里吃饭挑食还经常发脾气,我们说,这样可不是好孩子。”看了家长的留言,当我把孩子们在家中的表现及时表扬或批评,孩子们真为我的神奇震惊了!“原來老师手中真有一架神奇的望远镜,我们在家里干什么她都知道!”孩子们窃窃私语之余,也改变了以往一个小宝两个样的特殊表现。

2、聚焦学习生活中的幼儿,增强家园合作教育同步化

平时,家长有空就打开电脑上网察看孩子班级的网页。我们将班上近期所开展的活动以班级新闻的方式传到班级网页上,将学习中幼儿的状况在主题活动剪影这一栏目中向家长展示,孩子的作品、平日里来自他们的活动照片,我们都班级网页中一一记录。仔细阅览家长能看到自己孩子的纵向发展,也能从中发现孩子与同伴之间的差距,从而配合老师有目的的进行引导和培养。由此,家园教育的一致性就有可能实现了。

二、运用班级网页,深入剖析家长教育观念

由于父母忙于工作,有些孩子的父母经常只在我们搞活动时、每日接送孩子时与我们会面,难得交流也就无法使我们了解他们的教育观念和教育方法。我们为此感到困惑。现在,网络却给了我们一架透视机,我们为班级家长创建了家长交流qq群、家长们经常活跃在qq群中交流着自己的育儿心得。

1、分析家长言语特点,实现家园交流因人而异。

在家长交流qq群中,我是一个很好的观众,静观家长交流。期中我发现:有的家长心直口快,有什么就说什么,说完就丢开,但却容易使人产生误解;有的家长谈吐文雅,一词一句都透露出较深的文学修养;有的家长不擅长表达,遇到问题也是吞吞吐吐……看着他们的交流,我仿佛看到了一个个性格迥异的家长,但他们又都有着同一个心愿,那就是希望通过我们的共同努力,让孩子得到更好的甚至是最好的发展。认识到了每个家长的特点和愿望,于是过后、事后我也就能因人而宜地与他们交流,在有着共同愿望的基础上实现有效沟通了。

2、感悟家长反映要求,实现教育观念同步发展。

家长的要求各不相同,了解了他们不同的热衷方向,在与他们交流时,我们就能根据孩子的实际情况,结合幼儿发展理论与家长进行深层次的沟通了。对于要求自然宽松的家长,我向他们介绍幼儿时期培养幼儿习惯的重要性,使他们有教育中做到自然而不随性;对于要求培养技能的家长,我向他们介绍幼儿成长的阶段性和独特性,让家长明白自身意识中的功利性及有害性,家长们由此明白了在现代教育状况下珍惜童年的现实意义。

三、运用班级网页,及时体察幼儿内心体验

幼儿之间常有一些不为教师所知的小秘密,这是每个老师都知道的事实。这些秘密有的能帮助幼儿向着我们期望的方向发展,但有的却会惹出一些小麻烦来。因此,孩子之间的秘密就成了老师们都想涉及可又苦于无法涉及的领域。不过,自从有了班级网页之后,我发现:孩子会把在园的一些秘密带回家中,在不经意间就透露给了家长,家长再将它们通过网络告知我们,我们就能轻松地走进孩子秘密这一领域了,对孩子的想法就知道得更多了,实施教育也就更有针对性了。有个周末我们将向家长公开幼儿在园的午餐情况。这条消息向幼儿一说,他们吱吱喳喳热闹地说不停。第二天论坛上,云云妈妈就在和家长讨论:云云说要在周五午餐比赛时把第一名让给妹妹,第一名怎么能让呢?这又应该怎么教育孩子呢?正如一个无形的助听器,让我们听到了孩子的心声,了解情况后,我以故事的形式在班上进行了教育,既肯定了孩子的好心,又告诉了孩子们什么是欺骗,什么才是真正的帮助。

网络,这个隐身助手,让我们和家长之间的交流变得方便又顺畅,一些需要长时间探讨的问题、不方便当面交流的问题,都能通过这个无形的桥梁顺利解决了,家园合作教育的效率也就大大提高了。相信,随着我们家园合作的步步拓宽和不断深入,我们的合作教育也必将有一个更加美好的前景。

提升城域核心传送网络的承载效率 第12篇

现网中的四大主流节点结构

对于网络构架的优化, 上海贝尔阿尔卡特朗讯建议尽可能采取低层 (如L1、L2) 旁路高层 (如L3) , 光层旁路电层;对于业务转发, 如果的确需要高层协议处理, 则进入路由器等高层设备, 否则尽量在较低网络层面实现转发;对于大颗粒业务, 尽量在光层就通过ROADM技术实现调度转发, 而较为零散的业务, 可以通过OTN电交叉矩阵疏导归并后再进行转发, 从而达到优化传送带宽效率的目的。

在实际的网络应用中, 往往除了业务终结的站点之外, 对于大多数中间站点, 仅仅需要对业务进行归并疏导, 目前网络中存在的节点结构主要有以下几种 (如图1所示) , 这些结构在业务转发时体现出不同的特点。

●全路由交叉是比较传统的方式, 特别是在OTN矩阵没有引入之前, 转发的业务需要通过路由器来处理, 这种方式性价比最低, 花费了较高的设备成本但仅实现了最简单的网络功能, 此外还带来了功耗、占地、操作难度等问题。

●全OTN交叉将需要转发的业务通过OTN矩阵疏导后直接传送到相应的线路上, 只有必须通过路由器处理的业务才进入到更高的网络层面, 这种节点结构有效释放了路由器上的巨大不必要的带宽和成本压力, 并转嫁到更经济的L2OTN设备上。

●具备无色 (Colorless) 和无方向 (Directionless) 的新一代ROADM已经为光交叉规模应用提供了技术基础。全光交叉就是在终结站点之间传送时将业务封装到单独的波长中, 完全通过ROADM来实现对波长的调度保护等, 这样充分发挥了光交叉在成本、功耗和体积上的先天优势。当然, 在端到端业务量较少的网络初期, 大管道波长的利用率可能较低, 初期投资较高。

●光电混合交叉兼顾了光交叉的高效性和OTN交叉的灵活性, 对于不同颗粒度的业务采取不同的策略, 当业务带宽颗粒较大时, 直接封装到波长中通过光交叉机制实现转发;业务颗粒较小时, 可以通过OTN矩阵来疏导归并, 提高波长利用率, 这样网络容量增长过程中网络整体成本和电矩阵容量都得到了更合理的均衡。

目前, 现实网络中大多数的核心路由器, 均采用汇聚收敛全网业务后再转发的网络构架 (节点结构1) , 浪费大量昂贵的路由器端口资源, 并出现路由器集群的需求, 导致更多的成本投入。这种现状主要是由于缺乏长远的、全局的网络建设规划, 往往, 不同的系统采用单独的设计, 从而无法实现各网络层面间的融合与协作。

此外, 随着OTN网络的广泛应用, 出现了片面依赖OTN解决所有的业务传送和追求OTN矩阵容量的现象。虽然OTN矩阵在初期调度上比较方便, 但是随着网络容量增长, 部分网络维护单位已经意识到OTN矩阵利用率受限于接口类型、机房功耗过大、维护复杂、安全隐患等多方面问题, 需结合高效直达的光层调度机制来完成大颗粒的业务转发。少数网络中也存在OTN技术结合直达波长的建设方式, 其实是一种结合了人工预制波道的光电混合方式, 但不利于城域核心网络的长期发展。

高效能网络更有利于成本控制

为了验证以上几种节点结构对网络成本的影响, 我们假设了一个典型的城域核心传送网模型, 参考业界相对成本, 模拟出5年内随着业务量增长 (每年按60%增长) 的网络总体成本 (包括CAPEX和OPEX) 的变化情况。

在传统的全路由交叉结构下, 当路由器和DWDM平台的接口向大管道波长演进时, 由于每比特的传送效率得到提高, 第5年的100G部署网络总成本比10G部署优化约38%;相较路由器, 全OTN交叉采用更低成本的转发机制, 其成本又节省了37%;对于全光交叉结构, 因为初期100G波长的填充率较低, 因此初期网络总成本较高, 但随着网络容量增长逐渐发挥出高性价比、绿色低耗的长期优势, 第5年100G纯光交叉

比100G全OTN交叉又进一步节省了20%;100G光电混合交叉在整个5年期间体现出最为平稳的增长态势 (如图2所示) 。以上两组对比, 意味着对于不同的网络业务分布, 通过引入高速率波长和将业务转发尽可能转向更低的网络层面, 可实现对网络总体成本明显的优化。

最后, 上海贝尔还比较了不同网络结构下的节点平均电矩阵容量变化。相较于全路由器交叉模式下路由器的容量, 全OTN交叉模式下的路由器容量和OTN矩阵容量之和虽然更大, 而网络成本却明显优化, 这也再一次验证了OTN矩阵在业务转发上的成本优势。而光电混合结构下, OTN矩阵的增长被明显遏制, 因此全网以最少的电矩阵总量实现几乎同样效果的业务调度功能。

这说明合理的网络结构可以避免不必要的电矩阵堆叠, 为优化网络整体功耗、占地和维护复杂度的提供了有效的解决方案。

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