時(shí)間：2022-11-26 10:28:01
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對(duì)于企業(yè)發(fā)展來說，電子通信技術(shù)的應(yīng)用能夠有效的降低企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本，并對(duì)管理者掌握市場(chǎng)的信息有著重要的作用，借此就能夠及時(shí)轉(zhuǎn)變企業(yè)管理模式和發(fā)展方向。所以電子通信技術(shù)的應(yīng)用就在這一過程中顯得較為關(guān)鍵。而電子通信技術(shù)的創(chuàng)新和進(jìn)一步的發(fā)展是對(duì)社會(huì)的生產(chǎn)及生活發(fā)展起到推動(dòng)的重要力量，只有在技術(shù)上不斷更新發(fā)展，才能進(jìn)一步的促進(jìn)社會(huì)發(fā)展中的各領(lǐng)域得到繁榮。電子通信技術(shù)對(duì)于用戶而言能夠在交流上順暢的進(jìn)行，解決了時(shí)間空間的局限，在工作的效率上進(jìn)一步的提升。
1.2電子通信技術(shù)創(chuàng)新中的問題
電子通信技術(shù)創(chuàng)新過程中還存在著一些問題沒有得到及時(shí)解決，這些問題對(duì)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展也產(chǎn)生了很大的阻礙作用。主要體現(xiàn)在創(chuàng)新能力還不夠、核心技術(shù)層面的缺乏，從創(chuàng)新能力方面來說，我國(guó)的電子通信行業(yè)的發(fā)展雖然相對(duì)較為迅速，但在整體的發(fā)展上來看，創(chuàng)新能力還有待加強(qiáng)。更多的是模仿，在自主創(chuàng)新的能力上相對(duì)比較缺乏，由于地區(qū)發(fā)展的不均衡，在創(chuàng)新的能力上也存在著很大的差異。而在核心的技術(shù)方面也需要進(jìn)一步的加強(qiáng)，目前電子通信技術(shù)的核心技術(shù)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)上力量還較為薄弱，主要是通過進(jìn)口來實(shí)現(xiàn)，這對(duì)長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展有著很大的影響。
2電子通信技術(shù)創(chuàng)新的策略實(shí)施
第一，要能夠在電子通信技術(shù)人才的培養(yǎng)機(jī)制方面進(jìn)行構(gòu)建和創(chuàng)新，技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新作為基礎(chǔ)的就是在人才基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的，這是創(chuàng)新的關(guān)鍵所在。所以為能夠保障我國(guó)的電子通信技術(shù)的創(chuàng)新能夠得到加強(qiáng)，就要在人才的創(chuàng)新培養(yǎng)上得到加強(qiáng)，針對(duì)實(shí)際情況通過優(yōu)勝劣汰的競(jìng)爭(zhēng)模式進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，從而形成良性競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。在這一過程中不僅要樹立正確的創(chuàng)新發(fā)展態(tài)度，還要能夠構(gòu)建持續(xù)的耐心實(shí)施創(chuàng)新策略。第二，電子通信技術(shù)的創(chuàng)新不是一己之力能夠完成，所以要能將行業(yè)間的合作關(guān)系得到有效構(gòu)建，并加強(qiáng)彼此間的信息交流?？萍佳邪l(fā)產(chǎn)業(yè)化步伐的加快最為基礎(chǔ)的就是創(chuàng)新的融入，故此只有在創(chuàng)新技術(shù)的發(fā)展支撐下才能夠帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈的作用得到有效發(fā)揮，這就需要尋找合作支持的關(guān)鍵點(diǎn)。在國(guó)際的發(fā)展趨勢(shì)下，電子通信行業(yè)想要得到進(jìn)一步的發(fā)展就要在各行業(yè)的聯(lián)系上得到加強(qiáng)，共同合作才能找到持續(xù)發(fā)展的機(jī)遇。第三，要能夠?qū)㈥P(guān)鍵技術(shù)及基礎(chǔ)技術(shù)得到充分的發(fā)展并有力的推進(jìn)，這是對(duì)電子通信技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新的第二實(shí)施措施。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，電子通信技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)愈來愈激烈，核心技術(shù)的掌握就是占領(lǐng)市場(chǎng)的重要保障。所以在這一發(fā)展背景下要能夠?qū)㈦娮油ㄐ偶夹g(shù)的關(guān)鍵技術(shù)以及基礎(chǔ)技術(shù)得到充分的發(fā)展，將其作為堅(jiān)強(qiáng)的后盾，這是掌握核心技術(shù)的關(guān)鍵因素。想要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就必須要能夠在更多的人力財(cái)力上進(jìn)行加大投入的力度，重點(diǎn)得到有力的突破，通過點(diǎn)帶動(dòng)面的發(fā)展，對(duì)電子通信技術(shù)的創(chuàng)新全面化的進(jìn)行。第四，堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化的戰(zhàn)略發(fā)展，有效加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，在對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的過程中，會(huì)存在著兼容性問題，由于每個(gè)產(chǎn)品都有自己的連接方式和端口，所以對(duì)電子通信產(chǎn)品的通用性有著一定的制約。這樣就對(duì)產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用存在著一些阻礙，所以這就需要通過標(biāo)準(zhǔn)化的戰(zhàn)略實(shí)施進(jìn)行實(shí)現(xiàn)電子通信產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)，在向外發(fā)展的政策支持下，對(duì)創(chuàng)新技術(shù)的拓展進(jìn)一步的加強(qiáng)。不僅要能夠在技術(shù)創(chuàng)新上得到重視，還要能在創(chuàng)新服務(wù)上進(jìn)行強(qiáng)化，雙向發(fā)展才能真正的促進(jìn)電子通信技術(shù)的創(chuàng)新。
2.電子通信技術(shù)創(chuàng)新中存在的問題
近幾年我國(guó)的電子通信產(chǎn)業(yè)已經(jīng)取得了一定的發(fā)展，但是在電子通信技術(shù)的創(chuàng)新方面仍存在一定的不足。主要是核心技術(shù)的創(chuàng)新存在缺漏，地區(qū)發(fā)展沒能達(dá)到統(tǒng)一，出現(xiàn)了不均衡的問題，同時(shí)技術(shù)創(chuàng)新人才的缺乏也在一定程度上阻礙了電子通信技術(shù)的創(chuàng)新。
2.1核心技術(shù)的創(chuàng)新不足。我國(guó)電子通信產(chǎn)業(yè)起步比較晚，基礎(chǔ)并不牢固，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在核心技術(shù)的創(chuàng)新方面存在很大的差距。由于我國(guó)在電子通信設(shè)備的基礎(chǔ)技術(shù)和核心技術(shù)始終缺乏自主創(chuàng)新能力，特別是在芯片、系統(tǒng)等方面都缺乏必須的技術(shù)創(chuàng)新能力，這在一定程度上降低了我國(guó)電子通信產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，導(dǎo)致我國(guó)的電子通信技術(shù)始終停滯不前。
2.2電子通信技術(shù)的地區(qū)發(fā)展不均衡。由于我國(guó)各地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同，電子通信技術(shù)發(fā)展水平也有很大差異，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，電子通信技術(shù)的發(fā)展也相對(duì)較快，一些企業(yè)已經(jīng)具備了一定的技術(shù)和科研能力，因此在電子通信技術(shù)的創(chuàng)新上也取得了一定的發(fā)展。由于經(jīng)濟(jì)水平的不同，電子通信技術(shù)的創(chuàng)新能力也就存在不均衡的問題。
2.3在電子通信技術(shù)的科技研發(fā)投入不足。隨著我國(guó)對(duì)電子通信產(chǎn)業(yè)的愈加重視，在電子通信技術(shù)的科技研發(fā)投入也不斷增加，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在電子通信技術(shù)的創(chuàng)新投入上仍然比較少。科技研發(fā)的投入不足直接影響力了企業(yè)電子通信核心技術(shù)的創(chuàng)新能力，這在一定程度上制約了國(guó)家通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。相關(guān)企業(yè)需要進(jìn)一步加強(qiáng)電子通信技術(shù)的科技研發(fā)，增加在電子通信技術(shù)科技研發(fā)上的投入，這樣才可張永亮哈工大深圳研究生院電子與信息工程學(xué)院深圳518000以促進(jìn)我國(guó)電子通信技術(shù)的發(fā)展。
2.4缺乏技術(shù)創(chuàng)新人才。電子通信技術(shù)的創(chuàng)新離不開人才，可以說人才是技術(shù)創(chuàng)新的核心，是電子通信技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力源泉，但是就我國(guó)現(xiàn)階段的電子通信產(chǎn)業(yè)情況來看，我國(guó)從事電子通信技術(shù)創(chuàng)新的人才仍然比較匱乏，特別是在軟件和集成電路方面，技術(shù)創(chuàng)新人才過少，導(dǎo)致我國(guó)在電子通信技術(shù)的創(chuàng)新方面始終處于被動(dòng)，這在很大程度上制約了我國(guó)電子通信技術(shù)的發(fā)展。
3.電子通信技術(shù)創(chuàng)新的措施
3.1加強(qiáng)核心技術(shù)創(chuàng)新。電子通信技術(shù)的創(chuàng)新需要從產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)的方向發(fā)展，只有加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)創(chuàng)新，才可以促進(jìn)電子通信技術(shù)的創(chuàng)新，從而提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。核心技術(shù)是電子通信技術(shù)的重要組成部分，為了實(shí)現(xiàn)電子通信技術(shù)的創(chuàng)新，勢(shì)必要對(duì)電子通信的核心技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新。相關(guān)部門需要加大對(duì)核心技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)的資金投入，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)研究，并督促企業(yè)對(duì)電子通信技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的創(chuàng)新研發(fā)。實(shí)際上，電子通信技術(shù)主要包括基礎(chǔ)技術(shù)和核心技術(shù)，而核心技術(shù)的創(chuàng)新主要集中在電子通信設(shè)備的創(chuàng)新以及電子通信的軟件系統(tǒng)創(chuàng)新，這兩方面的創(chuàng)新都包含了電子通信產(chǎn)業(yè)中的產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新，因此在進(jìn)行電子通信核心技術(shù)的創(chuàng)新時(shí)，需要加大電子通信產(chǎn)業(yè)中的產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)的投入，這樣才可以進(jìn)一步提高電子通信技術(shù)的水平，提高企業(yè)在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
二、量子通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
量子通信技術(shù)的研究方向除了包括量子隱形傳態(tài)還包括量子安全直接通信等，突破了現(xiàn)有信息技術(shù)，引起了學(xué)術(shù)界和社會(huì)的高度重視。與傳統(tǒng)通信技術(shù)相比，量子通信除具有超強(qiáng)抗干擾能力外且不需對(duì)傳統(tǒng)信道進(jìn)行借助；與此同時(shí)量子通信的密碼被破譯的可能性幾乎沒有，具有較強(qiáng)的保密性；另外，量子通信幾乎不存在線路時(shí)延，傳輸速度很快。量子通信發(fā)展僅僅經(jīng)歷了20年左右，但其發(fā)展卻十分迅猛，目前已經(jīng)被很多國(guó)家和軍方給予高度關(guān)注。
量子通信在國(guó)防和軍事上具有廣闊的應(yīng)用前景，作為量子技術(shù)的最大特征，量子技術(shù)的安全性是傳統(tǒng)加密通信所無可企及的。量子通信技術(shù)的超強(qiáng)保密性，能夠有效保證己方軍事密件和軍事行動(dòng)不被敵方破譯及偵析，在國(guó)防和軍事領(lǐng)域顯示出無與倫比的魅力。另一方面，在破解復(fù)雜的加密算法上，也許現(xiàn)有計(jì)算機(jī)可能需要好幾萬年的時(shí)間，在現(xiàn)實(shí)中是完全無法接受且?guī)缀鯖]有實(shí)用價(jià)值的。但量子計(jì)算機(jī)卻能在幾分鐘內(nèi)將加密算法破解，如果未來這種技術(shù)被投入實(shí)用，傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)密碼體制將處于危險(xiǎn)之中，而量子通信技術(shù)則能能夠抵御這種破解和威脅。
在民間通信領(lǐng)域量子通信技術(shù)的應(yīng)用前景也同樣廣闊。中國(guó)科技大學(xué)在2009年對(duì)界上首個(gè)5節(jié)點(diǎn)的全通型量子通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組建后，使得實(shí)時(shí)語音量子保密通信被首次實(shí)現(xiàn)，城市范圍的安全量子通信網(wǎng)絡(luò)在這種“城域量子通信網(wǎng)絡(luò)”基礎(chǔ)上成為了現(xiàn)實(shí)。
我們現(xiàn)在所說的以太網(wǎng)通常是指在IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)下構(gòu)建的局域網(wǎng)。1975年，美國(guó)施樂公司（Xe-rox）成功將其公司的電腦、打印機(jī)等組建成一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)，后來施樂公司（Xerox）、數(shù)字裝備公司（Dig-ital）、英特爾公司（Intel）三家公司為了推廣這項(xiàng)技術(shù)而合作，并起草了DIXEthernetV2標(biāo)準(zhǔn)，這就是IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的前身。以太網(wǎng)通信具有系統(tǒng)組網(wǎng)方便、信息共享性好、易于互操作等優(yōu)點(diǎn)，所以在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中得到了很好的推廣與應(yīng)用。與前述總線類通信技術(shù)相比而言，以太網(wǎng)最突出的優(yōu)點(diǎn)就是它的通信傳輸速率高。
1.2以太網(wǎng)構(gòu)建的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>
用以太網(wǎng)組網(wǎng)構(gòu)建的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，由于將全站一次設(shè)備保測(cè)裝置的信號(hào)均接在了交換機(jī)上，當(dāng)?shù)乇O(jiān)控后臺(tái)、遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)、工作站如需知道某一斷路器、刀閘、變壓器的遙信或者遙測(cè)信息，直接訪問交換機(jī)即可，這樣，數(shù)據(jù)的共享性顯然優(yōu)于現(xiàn)場(chǎng)總線。
1.3變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用以太網(wǎng)組網(wǎng)的系統(tǒng)原理
區(qū)別于現(xiàn)場(chǎng)總線，在采用以太網(wǎng)組網(wǎng)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，介質(zhì)采用的是網(wǎng)線而非485線。在圖二中，保測(cè)裝置1～n負(fù)責(zé)采集變電站一次設(shè)備的遙信、遙測(cè)信息，然后通過網(wǎng)線接至交換機(jī)。變電站主控室的當(dāng)?shù)乇O(jiān)控后臺(tái)通過交換機(jī)了解全站設(shè)備運(yùn)行情況，并根據(jù)需要在監(jiān)控機(jī)上，或者在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行操作。另外，交換機(jī)采集到的信息通過遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)上送給調(diào)度中心，調(diào)度中心根據(jù)全網(wǎng)的負(fù)荷情況，如果有需要將對(duì)這個(gè)站實(shí)現(xiàn)負(fù)荷切換的話，將會(huì)發(fā)送命令給遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)，遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)再經(jīng)由交換機(jī)發(fā)送至保測(cè)裝置，這叫“遙控選擇”；保測(cè)裝置接收到遙控命令后，會(huì)回復(fù)調(diào)度中心一個(gè)報(bào)文，這就是“遙控返?！?；當(dāng)調(diào)度中心接收到保測(cè)裝置返回的信息后，再對(duì)該變電站的一次設(shè)備進(jìn)行操作，這就是“遙控執(zhí)行”。
2綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中兩種通信技術(shù)應(yīng)用的比較
每一項(xiàng)基礎(chǔ)性技術(shù)的誕生，都會(huì)推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)也不例外。就變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)而言，衡量其系統(tǒng)好壞的幾個(gè)性能指標(biāo)很重要，那就是快速性、實(shí)時(shí)性、共享性和信息量?？焖傩允呛饬客ㄐ磐ǖ纻鬏斝畔⑺俾实囊粋€(gè)指標(biāo)。變電站的斷路器有變位信息時(shí)，該變位信息要能在現(xiàn)有技術(shù)水平的前提下，在最短時(shí)間內(nèi)上傳至當(dāng)?shù)乇O(jiān)控后臺(tái)或者調(diào)度中心。實(shí)時(shí)性與快速性相關(guān)，它是指在監(jiān)控畫面上，監(jiān)控機(jī)上的圖（或者報(bào)文）要能及時(shí)反映斷路器或刀閘的變位信息?，F(xiàn)在中國(guó)南方電網(wǎng)的規(guī)范要求實(shí)時(shí)性要控制在ms級(jí)別內(nèi)。由于以太網(wǎng)模式將所有保測(cè)裝置的信息都掛在了交換機(jī)上，當(dāng)?shù)乇O(jiān)控后臺(tái)、遠(yuǎn)動(dòng)、工作站如需訪問數(shù)據(jù)，直接在交換機(jī)上讀取即可，比起現(xiàn)場(chǎng)總線要方便許多，這就是它的共享性。當(dāng)雷雨天氣時(shí)，上送的報(bào)文量非常大，由于現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸速率有限，所以能上傳的信息量有限，有的信息不能上送，導(dǎo)致值班人員不能判斷變電站所有設(shè)備的運(yùn)行工況。具體優(yōu)劣比較如表一所示。表一現(xiàn)場(chǎng)總線與以太網(wǎng)通信質(zhì)量比較
一、電子通信系統(tǒng)概述
電子通信技術(shù)屬于現(xiàn)代通信技術(shù)中的一大部分。電子通信技術(shù)還是信息社會(huì)的主要支柱,是現(xiàn)代高新技術(shù)的重要組成部分,甚至是國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)的神經(jīng)系統(tǒng)和命脈。在現(xiàn)代化信息社會(huì),電子通信技術(shù)無處不在,它涉及的范圍也很廣,包括移動(dòng)電信、廣播電視、雷達(dá)、聲納、導(dǎo)航、遙控與遙測(cè)以及遙感等領(lǐng)域,還有軍事和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的各種信息系統(tǒng)都要運(yùn)用到電子通信技術(shù)。
電子通信系統(tǒng)中最具代表性也最常見的就是移動(dòng)通信和衛(wèi)星通信。其中移動(dòng)通信就包括了衛(wèi)星通信,此外還有蜂窩系統(tǒng)、集群系統(tǒng)、分組無線網(wǎng)、無繩電話系統(tǒng)、無線電傳呼系統(tǒng)等多個(gè)領(lǐng)域。
二、電子通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題
隨著集群通信的發(fā)展和用戶的需求,集群通信也從原來的模擬集群向數(shù)字集群過渡。但這種過度并不是簡(jiǎn)單的將原來的模擬話音轉(zhuǎn)換為數(shù)字話音和提供數(shù)據(jù)傳輸功能就可以稱為數(shù)字集群了。其實(shí),綜觀國(guó)際上提出的數(shù)字集群來看,數(shù)字集群的標(biāo)準(zhǔn)都是圍繞著用戶的需求而發(fā)展起來和提出的。
2.數(shù)字集群移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行
數(shù)字集群通信是繼手機(jī)、小靈通之后的第三大戰(zhàn)場(chǎng),正在成為電信領(lǐng)域開發(fā)的新重點(diǎn),運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商正在展開一場(chǎng)新的角逐。在設(shè)計(jì)中針對(duì)了專業(yè)無線用戶的需求,特別適合在政府和商業(yè)領(lǐng)域的專網(wǎng)使用。
2.1數(shù)字集群通信的標(biāo)準(zhǔn)
TETRA(陸地集群無線電)系統(tǒng)在指揮調(diào)度方面應(yīng)用的比較多,可完成話音、電路數(shù)據(jù)、短數(shù)據(jù)消息、分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的通信及以上業(yè)務(wù)的直通模式,并可支持多種附加業(yè)務(wù)。在大區(qū)制條件下最大覆蓋半徑56公里。TETRA擴(kuò)容可以逐步增加模塊化,適用于小、中、大型調(diào)度系統(tǒng);設(shè)計(jì)組網(wǎng)靈活,既適應(yīng)于專用調(diào)度網(wǎng),也適應(yīng)于共用調(diào)度網(wǎng)。TETRA話音編碼方式采用代數(shù)結(jié)構(gòu)碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼,具有良好的話音質(zhì)量,即使在強(qiáng)背景噪聲干擾下也可聽清,話音質(zhì)量并不像調(diào)頻系統(tǒng)那樣隨場(chǎng)強(qiáng)減弱而降低。大量實(shí)驗(yàn)證明,TETRA系統(tǒng)的話音質(zhì)量比GSM系統(tǒng)好。因此,大量應(yīng)用于應(yīng)急、調(diào)度、指揮等專網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)。
iDEN(集成數(shù)字增強(qiáng)型網(wǎng)絡(luò))系統(tǒng)是基于TDMA多址方式的調(diào)度通信/蜂窩雙工電話組合系統(tǒng)。它在傳統(tǒng)大區(qū)制調(diào)度通信基礎(chǔ)上,大量吸收數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),如采用雙模手機(jī)方式,增強(qiáng)了電話互聯(lián)功能;采用小區(qū)復(fù)用蜂窩結(jié)構(gòu),提高了網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力。選用這種編碼是先進(jìn)的,但技術(shù)公開性不好,價(jià)格較貴。但通話質(zhì)量和保密性都較好。
2.2數(shù)字集群系統(tǒng)設(shè)備安全
設(shè)備是網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ),設(shè)備的安全是保障網(wǎng)絡(luò)安全的基礎(chǔ),只有保證網(wǎng)絡(luò)的物理可靠性,才能保證網(wǎng)絡(luò)功能、信息的安全性,因此基礎(chǔ)設(shè)備的可靠性至關(guān)重要。
對(duì)于交換機(jī),硬件上應(yīng)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵部件的熱備份。軟件上,關(guān)鍵的用戶數(shù)據(jù)、配置數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)及時(shí)、定期進(jìn)行備份。對(duì)于基站系統(tǒng)要考慮其抗外界干擾的能力,如射頻干擾、雷擊、抗震性能等。基站系統(tǒng)的備用電源應(yīng)根據(jù)基站覆蓋區(qū)的重要程度適當(dāng)配備,以應(yīng)變突發(fā)事件。系統(tǒng)主備用倒換能力是系統(tǒng)可靠性的一個(gè)重要指標(biāo),如倒換時(shí)間、倒換過程對(duì)正在進(jìn)行的業(yè)務(wù)的影響等。完善的監(jiān)控告警機(jī)制可大大提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性,如系統(tǒng)部件可自我診斷和修復(fù)、系統(tǒng)可隔離故障模塊、及時(shí)產(chǎn)生告警信息。此外,調(diào)度臺(tái)、終端存儲(chǔ)了用戶的重要信息,這些設(shè)備由用戶控制,應(yīng)由專人維護(hù),以保證相關(guān)用戶信息不被外界竊取。
數(shù)字集群通信系統(tǒng)是一種特殊的專用通信系統(tǒng),在應(yīng)對(duì)突發(fā)事件時(shí),對(duì)社會(huì)穩(wěn)定和人民生命財(cái)產(chǎn)的安全起著及其重要的作用,因此數(shù)字集群通信系統(tǒng)的安全要求要大大高于公眾移動(dòng)通信系統(tǒng),所以數(shù)字集群通信系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)者必須從各方面考慮如何增強(qiáng)系統(tǒng)的抗災(zāi)變能力,如何使系統(tǒng)更安全可靠的傳遞信息。只有全面的重視數(shù)字集群通信系統(tǒng)的安全問題,才能使數(shù)字集群系統(tǒng)發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
3.未來數(shù)字集群通信技術(shù)發(fā)展方向
3.1高安全性
數(shù)字集群在基站與手機(jī)之間,信息完全依靠無線電波的傳輸,很容易被人們從空中攔截,在通話狀態(tài)、待機(jī)狀態(tài)都會(huì)泄密,即使關(guān)閉電臺(tái),利用現(xiàn)代高科技,仍可遙控打開,繼續(xù)竊聽,從中截取、破壞、調(diào)換、假冒和盜用通信信息。
3.2高抗毀性
專業(yè)移動(dòng)通信在使用過程可能遇到惡意破壞的人為因素或雨雪災(zāi)害的自然因素等影響,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不能正常工作,因此,未來PPDT系統(tǒng)要求可靠、準(zhǔn)確地提供業(yè)務(wù),具有高的抗毀性和可用性。通常情況下,系統(tǒng)以集群方式工作;在遭遇危害的極端情況下,系統(tǒng)以故障弱化方式或直通方式工作,保證系統(tǒng)能滿足基本的集群業(yè)務(wù)需求。
3.3高環(huán)境適應(yīng)性
專業(yè)移動(dòng)通信由于它是用于全球的表層和空間,會(huì)遇到各種惡劣的氣候、地形和環(huán)境;因此,要求通信裝備必須能抗拒酷暑、嚴(yán)寒、狂風(fēng)、暴雨等惡劣氣候條件;必須適應(yīng)山岳、叢林、沙漠、河海、高空等三維空間的不同地形環(huán)境條件;既可車載船裝,又能背負(fù)手持,要經(jīng)得起各種移動(dòng)體的安裝機(jī)械條件;在嘈雜的噪聲環(huán)境,要具有背景噪聲濾除功能,使通話對(duì)方聽不見噪聲干擾,話音清晰;在高速行駛時(shí),通信不能中斷,質(zhì)量不能下降,可支持500km/h的高速運(yùn)行。
4.結(jié)論
集群共網(wǎng)畢竟具有它自身的缺陷,那就是這些共網(wǎng)往往是調(diào)度功能要相對(duì)弱一些,即使是利用與專網(wǎng)相同的系統(tǒng)來組建的共網(wǎng),也同樣會(huì)相對(duì)使得調(diào)度功能減弱。那些在公網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的調(diào)度系統(tǒng)由于是在原來的系統(tǒng)協(xié)議和結(jié)構(gòu)上增加了調(diào)度功能,由于原來的體制、協(xié)議和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是以公網(wǎng)的電話業(yè)務(wù)為主而建立的,要想完全能夠符合專業(yè)用戶對(duì)專網(wǎng)的需求,應(yīng)該講目前還是達(dá)不到的。
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20世紀(jì)40年代到50年代產(chǎn)生了傳輸頻帶較寬、性能較穩(wěn)定的微波通信，成為長(zhǎng)距離大容量地面干線無線傳輸?shù)闹匾侄?。模擬調(diào)頻傳輸容量高達(dá)2700路，亦可同時(shí)傳輸高質(zhì)量彩色電視信號(hào)；爾號(hào)逐步進(jìn)入中容量至大容量數(shù)字微波傳輸。80年代中期以來，隨著頻率選擇性色散衰落對(duì)數(shù)字微波傳輸中斷影響的發(fā)現(xiàn)及一系列自適應(yīng)衰落對(duì)抗技術(shù)與高狀態(tài)調(diào)制與檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，使數(shù)字微波傳輸產(chǎn)生了一個(gè)革命性變化。特別應(yīng)該指出的是20世紀(jì)80年代到90年展起來的一整套高速多狀態(tài)自適應(yīng)編碼調(diào)制解調(diào)技術(shù)與信息號(hào)處理及信號(hào)檢測(cè)技術(shù)，對(duì)現(xiàn)今衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信、全數(shù)字HDTV傳輸、通用高速有線/無線接入，乃至高質(zhì)量磁性記錄等諸多領(lǐng)域的信號(hào)設(shè)計(jì)與信號(hào)處理及應(yīng)用，發(fā)揮了重要作用。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的信息化，人們要通信息化開創(chuàng)新的工作方式、管理方式、商貿(mào)方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、醫(yī)療保健方式以及消費(fèi)與生活方式。無線通信也從固定方式發(fā)展為移動(dòng)方式，移動(dòng)通信發(fā)展至今大約經(jīng)歷了五個(gè)階段；
第一階段為20年代初至50年代初，主要用于艦船及軍有，采用短波頻及電子管技術(shù)，至該階段末期才出現(xiàn)150MHZVHF單工汽車公用移動(dòng)電話系統(tǒng)MTS。
第二階段為50年代到60年代，此時(shí)頻段擴(kuò)展至UHF450MHZ，器件技術(shù)已向半導(dǎo)體過渡，大都為移動(dòng)環(huán)境中的專用系統(tǒng)，并解決了移動(dòng)電話與公用電話網(wǎng)的接續(xù)問題。
第三階段為70年代初至80年代初頻段擴(kuò)展至800MHZ，美國(guó)Bell研究所提出了蜂窩系統(tǒng)概念并于70年代末進(jìn)行了AMPS試驗(yàn)。
第四階段為80年代初至90年代中，為第二代數(shù)字移動(dòng)通信興起與大發(fā)展階段，并逐步向個(gè)人通信業(yè)務(wù)方向邁進(jìn)；此時(shí)出現(xiàn)了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdmaOne、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各類系統(tǒng)與業(yè)務(wù)運(yùn)行，頻段擴(kuò)展至900MHZ~1.9GHZ，而且除公眾蜂窩電話通信系統(tǒng)外，無線尋呼系統(tǒng)、無繩電話系統(tǒng)、集群系統(tǒng)、無中心多信道選址移動(dòng)通信系統(tǒng)等各類移動(dòng)通信手段適應(yīng)用戶市場(chǎng)需求同時(shí)興起并各顯神通。
第五階段為90年代中至今，隨著數(shù)據(jù)通信與多媒體業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，適應(yīng)移動(dòng)數(shù)據(jù)、移動(dòng)計(jì)算及移動(dòng)多媒體運(yùn)作需要的第三代移動(dòng)通信開始興起，其全球標(biāo)準(zhǔn)化及相應(yīng)融合工作與樣機(jī)研制和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作在快速推進(jìn)，包括從第二代至第三代移動(dòng)通信的平滑過渡問題在內(nèi)。對(duì)于第三代移動(dòng)TMT-2000紛紛參與標(biāo)準(zhǔn)的制定，經(jīng)多次融合努力在1999年10月25日至11月5日芬蘭赫爾辛基召開的ITU-RTG8/1第18次會(huì)議上5類RTT技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)共6種方案成為最終結(jié)果。中國(guó)的TD-SCDMA方案也已成為其中之一。應(yīng)該指出，UTRAWCDMADS及TIAcdma2000MC的相應(yīng)起步樣機(jī)已經(jīng)誕生，包括以GSM、csmaOne后向兼容為基礎(chǔ)的第二代半過渡設(shè)備（G）EDGE、cdmaIS-95BHDR（2.4Mbit/s峰值速率，64QAM調(diào)制）及cdma2000-1X等亦已推出。
此外，為接續(xù)Internet移動(dòng)游覽應(yīng)用的無線應(yīng)用協(xié)議（WAP）與無線連接技術(shù)藍(lán)牙（Bluetooth）已經(jīng)產(chǎn)生。從網(wǎng)絡(luò)的角度來看，接入網(wǎng)可分成有線接入網(wǎng)和無線接入網(wǎng)、光纜同軸混合接入網(wǎng)、銅線電纜、對(duì)絞線、電話（一般為銅線）接入網(wǎng)等等；無線接入技術(shù)是近些年迅速發(fā)展起來的新技術(shù)領(lǐng)域，它從概念上產(chǎn)生了一個(gè)重大的飛躍，即不需要纜線類物理傳輸媒質(zhì)而采用無線傳播手段來代替部分接入網(wǎng)甚至入網(wǎng)的全部，從而達(dá)到降低成本、提高靈活性和擴(kuò)展傳輸距離的目的。無線接入網(wǎng)品種繁多，如移動(dòng)衛(wèi)生系統(tǒng)，蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，集群通信系統(tǒng)，一點(diǎn)到多點(diǎn)微波通信系統(tǒng)，微波蜂窩的無線本地接入系統(tǒng)（PHS、PAS、PACS、DECT）等。短距離之內(nèi)的接入技術(shù)主要有藍(lán)牙（Bluetooth）、紅外線、DECT、IEEE802.11和共享無線接入?yún)f(xié)議（SWAP）/HomeRF等系統(tǒng)。繼廣域網(wǎng)（WAN、Wind、AreaNetwork或城域網(wǎng)，MAN，MetropolitanAreaNetwork）、局域網(wǎng)（LAN，LocalAreaNetwork）之后，最近人們又提出了“無線個(gè)域網(wǎng)”（WPAN、WirelessPersonalAreaNetwork）。這一新概念將小范圍應(yīng)用提升至網(wǎng)絡(luò)理論的高度。在短短的時(shí)間，WPAN成為一個(gè)受人矚目的新熱點(diǎn)，WPAN的研究組成立不到1上，就演變?yōu)镮EEE的專門工作組IEEE802.5（即WPANWorkingGroup，于1999年3月成立），可見其受重視的程度。
比較而言，Bluetooth系統(tǒng)更具有代表性，它正根據(jù)WPAN的概念向前發(fā)展。事實(shí)上，Bluetooth和WPAN的概念相輔相成，Bluetooth已經(jīng)是WPAN的一個(gè)雛形。從它最初由Ericsson，IBM，Inter，Nokia和Toshiba公司作為原始發(fā)起組織而推出，1年多時(shí)間已吸引了近2000個(gè)國(guó)際上有影響的公司參與。1999年底，美國(guó)的4家公司3COM，Lucent，Microsoft和Motorola，與上述5公司一樣作為Bluetooth的發(fā)起組織，使它在與SWAP、IEEE802.11等類似應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，發(fā)展前景更加明朗。為了推動(dòng)Bluetooth的發(fā)展，Bluetooth的標(biāo)準(zhǔn)是非專利的，Bluetooth已成為目前通信領(lǐng)域的一個(gè)新熱點(diǎn)，預(yù)計(jì)不遠(yuǎn)的將來就可成為小范圍無線多媒體通信的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)?？傊?，無線通信技術(shù)前景一片光明。
2、我國(guó)無線通信技術(shù)的發(fā)展
當(dāng)前，中國(guó)是世界各國(guó)通信技術(shù)運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備制造商關(guān)注的焦點(diǎn)，大家都希望在中國(guó)的市場(chǎng)上占有自己的發(fā)展空間和市場(chǎng)份額。移動(dòng)通信在中國(guó)發(fā)展十分迅速，中國(guó)移動(dòng)通信的走向一直為世人所矚目。1987年11月，我國(guó)廣東正式開通了第一個(gè)TACS制式模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)電話用戶“零”的突破。1994年底，廣東又首先開通了GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，至1995年，全國(guó)已15個(gè)省、市也相繼開通了GSM移動(dòng)通信網(wǎng)。迄今為止，全國(guó)各省、自治區(qū)、直轄市面上都建設(shè)了GSM網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)和國(guó)際的全自動(dòng)溫游。目前我國(guó)正在積極準(zhǔn)備在21世紀(jì)初期開展第三代移動(dòng)通信的商用試驗(yàn)。
從1987年至今，我國(guó)移動(dòng)電話用戶數(shù)的增長(zhǎng)很快，尤其是GSM網(wǎng)更是以人們始料不及的速度在迅猛發(fā)展。這主要是因?yàn)镚SM系統(tǒng)在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面均比TACS系統(tǒng)有較大的優(yōu)勢(shì)，更重要的是我國(guó)在GSM運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域引入了競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，促進(jìn)了GSM網(wǎng)的發(fā)展。我國(guó)的移動(dòng)通信用戶已超過了8000萬，位居世界第二。
近10年來，我國(guó)在移動(dòng)通信領(lǐng)域的科研、設(shè)備生產(chǎn)等方面也取得了可喜的進(jìn)步。國(guó)產(chǎn)移動(dòng)通信設(shè)備—交換系統(tǒng)、基站和手機(jī)等都已經(jīng)投入生產(chǎn)，并陸續(xù)投放市場(chǎng)，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的開發(fā)和研究也正與世界同步?？梢?，中國(guó)無線通信在運(yùn)營(yíng)業(yè)與制造業(yè)上已取得了第一階段的成功。
3、今后無線通信技術(shù)的趨勢(shì)
21世紀(jì)的電信技術(shù)正進(jìn)主一個(gè)關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折時(shí)期、未來十年將是技術(shù)發(fā)展最為活躍的時(shí)期。信息化社會(huì)的到來以及IP技術(shù)的興起，正深刻的改變著電信網(wǎng)絡(luò)的面貌以及未來技術(shù)發(fā)展的走向。未來無線通信技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)是寬帶化、分組化、綜合經(jīng)、個(gè)人化、主要特點(diǎn)體現(xiàn)為以上幾個(gè)方面：
（1）寬帶化是通信信息技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。隨著光纖傳輸技術(shù)以及高通透量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的進(jìn)一步發(fā)展，有線網(wǎng)絡(luò)的寬帶化正在世界范圍內(nèi)全面展開，而無線通信技術(shù)也正在朝著無線接入寬帶化的方向演進(jìn)，無線傳輸速率將從第二代系統(tǒng)的9.6Kbit/s向第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的最高速率2Mbit/s發(fā)展。
（2）核心網(wǎng)絡(luò)綜合化，接入網(wǎng)絡(luò)多樣化。未來信息網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)模式將向核心網(wǎng)/接入網(wǎng)轉(zhuǎn)變，網(wǎng)絡(luò)的分組化和寬帶化，使在同一核心網(wǎng)絡(luò)上綜合傳送多種業(yè)務(wù)信息成為可能，網(wǎng)絡(luò)的綜合化以及管制的逐步開放和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，將進(jìn)一步推動(dòng)傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)與新興的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的融合。接入網(wǎng)是通信信息網(wǎng)絡(luò)中最具開發(fā)潛力的部分，未來網(wǎng)絡(luò)可通過固定接入、移動(dòng)蜂窩接入、無線本地環(huán)路入等不同的接入設(shè)備，接入核心網(wǎng)實(shí)現(xiàn)用戶所需的各種業(yè)務(wù)。在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)固定和移動(dòng)通信等不同業(yè)務(wù)的相互融合，尤其是無線應(yīng)用協(xié)議（WAP）的問世，將極大地推動(dòng)無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開展，進(jìn)一步促進(jìn)移動(dòng)業(yè)務(wù)與IP業(yè)務(wù)的融合。
（3）信息個(gè)人化是下世紀(jì)初信息業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的主要方向之一。而移動(dòng)IP正是實(shí)現(xiàn)未來信息個(gè)人化的重要技術(shù)手段，在手機(jī)上實(shí)現(xiàn)各種IP應(yīng)用以及移動(dòng)IP技術(shù)正逐步成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)之一。移動(dòng)智能網(wǎng)技術(shù)與IP技術(shù)的組合將進(jìn)一步推動(dòng)全球個(gè)人通信的趨勢(shì)。
（4）移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)正在經(jīng)歷一場(chǎng)深刻的變革，隨著網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量主導(dǎo)地位的形成，現(xiàn)有電路交換網(wǎng)絡(luò)向IP網(wǎng)絡(luò)過渡的趨勢(shì)已不可阻擋，IP技術(shù)將成為未來網(wǎng)絡(luò)的核心關(guān)鍵技術(shù)，IP協(xié)議將成為電信網(wǎng)的主導(dǎo)通信協(xié)議。隨著移動(dòng)通信通用分組無線業(yè)務(wù)（GPRS）的引入，用戶將在端到端分組傳輸模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，打破傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入接式。以IP為基礎(chǔ)組網(wǎng)，開始了移動(dòng)骨干網(wǎng)IP應(yīng)用的實(shí)踐。
4、無線通信技術(shù)在數(shù)字社區(qū)中的應(yīng)用
無線通信技術(shù)的發(fā)展為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化社區(qū)提供了有力的保證，數(shù)字化社區(qū)提供了有力的保證。數(shù)字化社區(qū)的特點(diǎn)是信息的交流非常的廣泛和方便，無論是實(shí)驗(yàn)室、辦公室還是家庭，計(jì)算機(jī)及其外設(shè)的應(yīng)用越來越普及，社區(qū)中的設(shè)備也都有電腦控制。如果它們之間的通信仍然采用有線方式的話，這將給使用帶來很大的不便。Bluetooth技術(shù)為我們建立一個(gè)全無線的工作環(huán)境和生活環(huán)境，Bluetooth標(biāo)準(zhǔn)已制定了和計(jì)算機(jī)以及與Internet、PSTN、ISDN（IntegratedServicesDigitalNetwork）、LAN、WAN、xDSL（xDigitalsubscriberloop）等網(wǎng)絡(luò)的接口協(xié)議，其目標(biāo)是用單一的Bluetooth標(biāo)準(zhǔn)來建立起和眾多國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的連接。目前它用1Mb/s的速率已完全可以勝認(rèn)這些工作，將來根據(jù)IEEE802.15的發(fā)展計(jì)劃,可以將速率提高到20Mb/s以上。我們可以使用無線電纜來連接辦公室和家庭中的電子設(shè)備，甚至包括鍵盤、鼠標(biāo)等也采用無線傳輸。我們擁有一個(gè)無線公務(wù)包，以便攜計(jì)算機(jī)和掌上計(jì)算機(jī)為代表，采用無線方式和其他設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)相連接，使我們擁有一個(gè)可流動(dòng)的辦公室。
目前，國(guó)內(nèi)安裝的可視門鈴多數(shù)是有線的，或是通過類似于電視系統(tǒng)的調(diào)幅或調(diào)頻方式來發(fā)送圖像的。出于成本的考慮，這些可視門鈴系統(tǒng)傳輸距離受限制，信號(hào)質(zhì)量不高，抗干擾性差。隨著用戶要求的提高，尤其是在大型別墅中，門鈴和圖像接收端相距較遠(yuǎn)，這就需要將有線變?yōu)闊o線，模擬信號(hào)調(diào)幅或調(diào)頻無線傳輸變?yōu)閿?shù)字信號(hào)調(diào)制（FSK，QFSK，GFSK）無線傳輸。FSK（FrequencyShiftKeying）即鍵控頻移，QFSK（QuadratureFrequencyShiftKeying）即正交鍵控頻移，GFSK（GuassianFrequencyShiftKeying）即高斯鍵控頻移。通過系統(tǒng)的數(shù)字化，圖像信號(hào)質(zhì)量得到提高，抗干擾性得到大大加強(qiáng)；同時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的體積相比其它的傳輸方式將會(huì)減小很多，因此，具有廣泛的商業(yè)應(yīng)用價(jià)值和發(fā)展前景。
由于我們的系統(tǒng)用于別墅單用戶的可視門鈴，因此對(duì)圖像的連續(xù)性要求不高。設(shè)想一直，在戶主聽到門鈴響，再到門口查看監(jiān)視器的畫面最少需要3s。只需要傳輸1幀圖像到監(jiān)視終端，讓戶主看到來訪者是誰就可以了。因此由于成本的原因，我們會(huì)把采集到的圖像直接傳輸出去而中間不會(huì)加上昂貴的圖像壓縮解壓縮芯片。
整個(gè)數(shù)字無線視頻通信系統(tǒng)主要由三個(gè)模塊構(gòu)成：圖像采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、圖像接收顯示模塊，如圖1所示。
1圖像采集模塊
該模塊的硬件框圖如圖2所示。
攝像頭7620是256色30萬像素的CMOS攝像頭。它輸出并行16位圖像信號(hào)，包括8位的色度信號(hào)、8位的亮度信號(hào)以及場(chǎng)同步與行同步信號(hào)。1幀圖像（640×480）的尺寸是640×480×16=4915200（位）
如果以RF發(fā)送模塊nRF2401的最大速度1Mbps來計(jì)算，發(fā)送1幀圖像所要的時(shí)間為
4915200/1000000=4.9152(s)
這顯然太長(zhǎng)了。不過，7620還有一種工作模式就是，通過降低分辨率來減少圖像尺寸。這種模式提供了320×240的圖像。這樣，圖像數(shù)據(jù)不到3s就可以到達(dá)接收端，滿足可視門鈴的要求。
圖3
8位色度信號(hào)、8位亮度信號(hào)以及場(chǎng)同步與行同步信號(hào)先通過FPGA緩存到RAM，同時(shí)轉(zhuǎn)換為異步串行數(shù)據(jù)，通過RF模塊發(fā)送。圖3是7620的工作時(shí)序。
圖3中，Y信號(hào)是8位亮度信號(hào)，UV是8位色度信號(hào)。VSYNC是場(chǎng)同步信號(hào)，HREF是行同步信號(hào)。
FPGA的工作是完成圖像數(shù)據(jù)的緩存控制以及啟動(dòng)RF模塊發(fā)送圖像數(shù)據(jù)。這里，采用Altera公司的EPF6016。它是一顆16000門的FPGA。圖4為FPGA與攝像頭7260、MCU以及RF模塊的連接示意圖。
圖4中，U1為EPF6016ATC100，J1是FPGA與攝像頭7260的連接插座。Y、UV、VSYNC和HREF的定義如前，READY是MCU對(duì)FPGA的控制信號(hào)，DATA是FPGA與RF模塊之間的串行數(shù)據(jù)線。
當(dāng)用戶按下門鈴，MCU收到命令開啟照明燈，同時(shí)初始化攝像頭7260，并發(fā)送READY信號(hào)給FPGA，通知其準(zhǔn)備接收?qǐng)D像信號(hào)。由7260的工作時(shí)序可以看到，當(dāng)攝像頭采集到一幀圖像后，VSYNC便發(fā)送1個(gè)高電平，F(xiàn)PGA準(zhǔn)備接收信號(hào)。1幀圖像由很多行組成。這些行在場(chǎng)同步信號(hào)VSYNC的兩個(gè)高電平之間傳送。而每一行的信號(hào)傳輸現(xiàn)時(shí)由HREF同步。當(dāng)HREF的上升沿來到后，F(xiàn)PGA開始接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)。在PCLK的上升沿，每一行的圖像數(shù)據(jù)通過Y口和UV口送出，從時(shí)序圖可以看到1行包括640個(gè)點(diǎn)。
FPGA需要將收到的圖像緩存到512KB的RAM，需要有20位的地址信號(hào)線和8位的數(shù)據(jù)信號(hào)線。
FPGA采集到的圖像信號(hào)是并長(zhǎng)的數(shù)字信號(hào)。要將這些信號(hào)發(fā)射出去，還需要轉(zhuǎn)化為異步串行數(shù)據(jù)，這個(gè)工作由FPGA來完成。我們所規(guī)定的異步串行通信協(xié)議和通用的RS232協(xié)議類似：
沒有信號(hào)時(shí)，DATA線為高電平；要傳送數(shù)據(jù)的時(shí)候，先發(fā)送1個(gè)低電平脈沖（起始位），緊接著2個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)（Y[7：0]，UV[7：0]，然后再發(fā)送1個(gè)高電平脈沖（停止位）。1幀有效的串行數(shù)據(jù)就由這幾部分構(gòu)成。
微控制器MCU主要完成以下幾個(gè)任務(wù)：
①初始化數(shù)字?jǐn)z像頭7620；
②控制其它外設(shè)，接收和處理鍵盤命令，控制照明設(shè)備的開啟等；
③與FPGA協(xié)同工作，并提供人機(jī)接口。
MCU采用常用的AT89C52。圖像采集模塊的工作流程如圖5所示。
2圖像傳輸模塊
圖像傳輸模塊（RFmodule）由一塊單片無線收發(fā)芯片nRF2401完成。NRF2401工作在2.4～2.5GISM頻帶，集成了頻率綜合器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器。由于nRF902使用了晶體振蕩器和穩(wěn)定的頻率合成器，因此頻率漂移很低。電源電壓范圍為2.4～3.6～，輸出功率為10dBm，電流消耗僅9mA。輸出功率和頻偏可通過外接電阻進(jìn)行編程。輸出信號(hào)為調(diào)制的GFSK（高斯鍵控頻率信號(hào)），很容易通過8線串行I/O口進(jìn)行收發(fā)。圖6為nRF2401在無線通信中擴(kuò)展的電路。
通過PWR-UP、CE、CS引腳的選擇，nRF2401可以工作在激活/等待/節(jié)能模式。這里，使nRF2401工作在激活的突發(fā)脈沖（shockburst）模式。該模式使用片上FIFO。在不使用MCU控制數(shù)據(jù)操作情況下，能以極低的功耗運(yùn)行數(shù)字部分而又以極快的速度（最高為1Mbps）傳輸數(shù)據(jù)，從而大大減少了電流消耗，降低了系統(tǒng)成本并且減少了傳輸時(shí)的“空中沖突”冒險(xiǎn)。
FPGA送來的異步串行數(shù)據(jù)經(jīng)過nRF2401內(nèi)部的RF帶通濾波、低噪聲放大、頻率綜合和脈沖放大，被調(diào)制成2.4GHz上的GFSK信號(hào)，完成圖像信號(hào)的傳輸。
3圖像接收顯示模塊
圖像接收顯示模塊主要由三部分組成：圖像接收、圖像轉(zhuǎn)換和暫存、圖像顯示。如圖7所示。
（1）圖像接收
圖像接收部分也是由無線收發(fā)芯片nRF2401完成。nRF2401可以同時(shí)發(fā)射1組、接收2組信號(hào)。在突發(fā)脈沖模式下，將RX和CE置高，200μs的建立時(shí)間后，nRF2401開始監(jiān)測(cè)空中，接收到有效的數(shù)據(jù)包后解調(diào)為原來的數(shù)字信號(hào)，送以端頭、地址和CRC位，MCU發(fā)出中斷命令，DR1拉高。MCU也可以置CE為低來中止RF字的接收，同時(shí)為載入數(shù)據(jù)輸出適當(dāng)頻率的時(shí)鐘。當(dāng)所有的數(shù)據(jù)載入后，將DR1拉低，準(zhǔn)備接收下一個(gè)數(shù)據(jù)包。
圖6
（2）圖像轉(zhuǎn)換和暫存
nRF2401傳輸給FPGA的異步串行數(shù)據(jù)，經(jīng)過FPGA轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)并暫存到緩沖區(qū)（512KB的外部RAM），收到MCU的命令后將RAM內(nèi)部的數(shù)據(jù)送到LCD顯示。當(dāng)整幅圖像都被接收以后，F(xiàn)PGA將存儲(chǔ)的視頻發(fā)送到LCD控制器SED1353。出于安全性的考慮，系統(tǒng)同時(shí)還外掛有2MB的內(nèi)存事保存視頻歷史記錄。圖像轉(zhuǎn)換和暫存的過程，其實(shí)是前面圖像采集的逆過程。接收部分FPGA的設(shè)計(jì)與發(fā)送部分類似，這里不再詳述。
（3）圖像顯示
圖像顯示由LCD控制器SED1353和LCD顯示模塊MCT-G320240DNCW-15N組成。SED1353是一種點(diǎn)陣LCD控制器，支持的分辨率高達(dá)1024×1024（單色顯示），能同多種微控制器接口。圖8為SED1353與LCD顯示模塊和MCU等設(shè)備的連接圖。
2高職通信電源中電子技術(shù)課程聯(lián)系化教學(xué)設(shè)計(jì)舉例
通信電源和電子技術(shù)有很強(qiáng)的聯(lián)系性和依賴性，這種聯(lián)系性和依賴性雖然也能跨越到其他通信專業(yè)課程，但通信電源和電子技術(shù)的聯(lián)系性和依賴性更高。高職學(xué)生的特點(diǎn)之一是學(xué)習(xí)不積極、高中理科基礎(chǔ)差、自學(xué)能力低，對(duì)知識(shí)的連貫性掌握技能就更差。項(xiàng)目庫(kù)中每個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施需要相關(guān)課程群合作完成，例如將電子技術(shù)中的功率因數(shù)概念的教學(xué)和通信電源的直流不間斷電源中的有源功率因數(shù)校正電路結(jié)合起來講，學(xué)生更易于對(duì)功率因數(shù)概念的理解，也能很好地掌握通信電源的直流不間斷電源中的有源功率因數(shù)校正電路的原理。通信電源課程根據(jù)教學(xué)計(jì)劃需求就能完成對(duì)應(yīng)電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)任務(wù)。在相關(guān)通信電源知識(shí)群中由項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)完成電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)任務(wù)后，通信電源教學(xué)任務(wù)也同步完成最終結(jié)果。因此，教學(xué)設(shè)計(jì)者應(yīng)能夠依據(jù)人才培養(yǎng)方案來建立通信電源和電子技術(shù)課程間聯(lián)系構(gòu)架和設(shè)計(jì)跨課程的教學(xué)項(xiàng)目，在教學(xué)活動(dòng)中，動(dòng)態(tài)地將通信電源和通信電子技術(shù)課程進(jìn)行聯(lián)系，形成具有活力的知識(shí)連貫體，并根據(jù)與通信電源課程群的知識(shí)聯(lián)系性來設(shè)計(jì)電子技術(shù)課程的項(xiàng)目庫(kù)。通過對(duì)高職通信電源專業(yè)聯(lián)系化教學(xué)的現(xiàn)狀分析和對(duì)通信電源專業(yè)的人才培養(yǎng)方案和教學(xué)計(jì)劃剖析后，我們應(yīng)首先對(duì)通信電源和通信電子技術(shù)進(jìn)行聯(lián)系化設(shè)計(jì)，提出對(duì)電子技術(shù)教學(xué)的設(shè)計(jì)方案，例如將電子技術(shù)專業(yè)課程中的電路與信號(hào)、模擬電子技術(shù)融入通信電源的配電和防雷來講授，將數(shù)字電子技術(shù)融入通信電源的UPS和整流來講授。電子技術(shù)的應(yīng)用、電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作與通信電源的設(shè)備實(shí)訓(xùn)相關(guān)聯(lián)，進(jìn)行項(xiàng)目關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)試點(diǎn)?；诼?lián)系需求將通信電源和電子技術(shù)課程的這些環(huán)節(jié)緊密相關(guān)，層次清晰，環(huán)環(huán)相扣。從而實(shí)現(xiàn)，在高職通信電源專業(yè)技能培養(yǎng)的生命周期過程中的前后緊密聯(lián)系，并最終形成通信電源專業(yè)的教學(xué)表現(xiàn)結(jié)果。
2接地技術(shù)的干擾方法
大多數(shù)沒有接觸過接地技術(shù)的人來說，可能對(duì)接地技術(shù)理解不正確，認(rèn)為家用電器和電子通信接地是一樣，就是用一根導(dǎo)線將帶電導(dǎo)體與大地相連，把線放入地下就可以了，其實(shí)不然，這樣是不科學(xué)的，這樣的接地方式會(huì)成為共莫干，共莫干是一種通訊干擾方式，共模干擾的形式包括：尖峰干擾、射頻干擾等一列方式，如果運(yùn)用到電子設(shè)備中會(huì)發(fā)生意想不到的后果，如果電流過大的話，會(huì)造成通信混亂，嚴(yán)重的會(huì)毀壞通信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的邏輯算法，造成計(jì)算機(jī)崩潰。如果一個(gè)電子設(shè)備正常工作時(shí)，導(dǎo)線上的電壓的壓差很低，電路設(shè)備的符合較大，在啟動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線存在內(nèi)阻，當(dāng)接地出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，此時(shí)線路上電壓就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，從而產(chǎn)生干擾，線路盡管還會(huì)提供給系統(tǒng)正弦波形，但不能良好的除去干擾，因此，除去共模干擾的前提條件為正確的接地方式。
3接地技術(shù)的含義
接地技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)非常成熟，連接的方式很多，其中有一種是分散連接方式，這種方式是讓設(shè)備和各個(gè)通訊系統(tǒng)分別并相互分離，所以分線很多，各個(gè)地線難免會(huì)交叉，從而導(dǎo)致分散接地會(huì)受到干擾。所以在連接方式中，并聯(lián)接地才是一種較好的接地方式，這樣不會(huì)出現(xiàn)交叉、環(huán)形回路，就不會(huì)有任何通訊線路進(jìn)行干擾。接地的方法種類很多，但通暢就用就用兩種，其中有直流懸浮，這種方法可以避免與地表接觸，這樣保證不會(huì)觸電，當(dāng)通訊設(shè)備的電路中交流地與直流地相連接，就會(huì)引起電壓干擾。所以，交流地和直流地要避免這種事情發(fā)生，不讓他們接觸。如果電阻小的話，設(shè)備的數(shù)字電路和地面相連，可以減少電路耦合。這種方式可以彌補(bǔ)直流懸空的不足，因?yàn)樗麄兪窍喾掷锏?，不?huì)與之交叉，這樣就很好的處理干擾和靜電，起到保護(hù)作用，更好的讓電子設(shè)備保持通信狀態(tài)，并且信號(hào)很好。
4接地技術(shù)的抗干擾
接地技術(shù)要想抗干擾，有一種方法是減小電阻，阻抗是有電阻和電感組成的,所以電阻在抗干擾方面具有一定的作用，不過是在低頻電路中。地線的電阻公式是：RDC=PS／A。由此的得知電阻率、導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積有著密切的聯(lián)系。不管是橫截面積還是導(dǎo)體長(zhǎng)度其中一個(gè)改變，都會(huì)產(chǎn)生影響，從而會(huì)產(chǎn)生很多種減小干擾的方法。如果在高頻的電路中，電感是一個(gè)可以進(jìn)行抗干擾的方法，它和地線長(zhǎng)度有著一定的聯(lián)系，在截面一樣的情況下，圓的比片狀的導(dǎo)電性要好，根據(jù)這一點(diǎn)可以改變電阻的大小，從而可以避免干擾設(shè)備。還有有一種情況為地環(huán)路干擾，因?yàn)樵诮档妥杩沟耐瑫r(shí)，大量的地環(huán)路也出現(xiàn)了，因此還要謹(jǐn)記，凡事都有利有弊，選擇適當(dāng)?shù)慕拥胤绞?，降低不必要的干擾。
由于國(guó)家電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)發(fā)展屬于民生大計(jì)問題，產(chǎn)業(yè)發(fā)展涉及到輸變電生產(chǎn)、電力項(xiàng)目建設(shè)、工程項(xiàng)目維修、用電銷售等諸多經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)內(nèi)容。因此，電力系統(tǒng)自動(dòng)化通信技術(shù)視角下的技術(shù)定位相對(duì)較廣，在信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、組裝環(huán)節(jié)中也就必然存在一定安全隱患問題。比如，第一點(diǎn)則屬于系統(tǒng)硬件故障隱患問題，和信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期階段存在隱患有主要關(guān)系。第二點(diǎn)軟件系統(tǒng)自有的安全隱患問題，這類安全隱患一般多來源于電力通信自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域下的平臺(tái)軟件，在平臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā)階段存在一定技術(shù)遺留問題。第三，基于TCP/IP協(xié)議棧的定義內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)計(jì)之初時(shí)就留下了兼容性技術(shù)漏洞，使得網(wǎng)絡(luò)安全隱患加劇。
1.2自然威脅
這類隱患性問題多以電力通信網(wǎng)絡(luò)安全下的不可抗力事件發(fā)生為主，比如網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)如果遭受自然雷擊，或者是工作站突發(fā)性發(fā)生火災(zāi)，抑或通信系統(tǒng)遭受自然外力破壞，如地震、覆冰、風(fēng)偏等。此外，這些自然不可抗事件發(fā)生一般不以人為意志為轉(zhuǎn)移，會(huì)使得國(guó)家電網(wǎng)造成不可避免的經(jīng)濟(jì)資產(chǎn)損失。
1.3人為意外因素
通常指人為因素下的設(shè)計(jì)失誤、技術(shù)系統(tǒng)操作異常、不規(guī)范使用信息系統(tǒng)等造成的安全隱患問題。此外，這類隱患問題出現(xiàn)一般并非人為主觀意識(shí)上故意造成安全問題，而屬于人為以外因素所致的安全隱患問題。
1.4人為惡意因素
同樣，人為因素也包含惡意、蓄意、故意行為造就的網(wǎng)絡(luò)信息安全事故問題。伴隨這種惡意行為發(fā)生，可能會(huì)存在蓄意篡改重要數(shù)據(jù)，或者偷盜重要信息資源，或者更改代碼種植木馬信息等，以通過惡劣、低俗的網(wǎng)絡(luò)黑客行為謀取私利。
2電力自動(dòng)化通信技術(shù)下的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析
國(guó)家電網(wǎng)系統(tǒng)下信息網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般由核心局域網(wǎng)，地方部門的局域網(wǎng)，以及區(qū)域通信渠道網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)所組成；從應(yīng)用功能角度又可劃分為供生產(chǎn)、制造所用的SCADA/EMS系統(tǒng)，以及供電經(jīng)營(yíng)相關(guān)的MIS系統(tǒng)。
2.1SCADA/EMS系統(tǒng)
主要適用于變電網(wǎng)工作站、發(fā)電廠等電力供給、送電單位生產(chǎn)所用。并且該系統(tǒng)作用主要是進(jìn)行監(jiān)控、處理、評(píng)估及分析等；同時(shí)，其基本功能板塊劃分為數(shù)據(jù)采集、能源分析、信息存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)監(jiān)控等。
2.2MIS系統(tǒng)（信息業(yè)務(wù)網(wǎng)）
該系統(tǒng)平臺(tái)主要對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息化相關(guān)商務(wù)活動(dòng)進(jìn)行服務(wù)，同時(shí)其系統(tǒng)平臺(tái)主要包括辦公自動(dòng)化、用戶供電信息查詢、信息統(tǒng)計(jì)管控、人資建設(shè)、以及安全生產(chǎn)等子系統(tǒng)板塊。此外，MIS系統(tǒng)可對(duì)電力企業(yè)的直屬上下級(jí)單位予以聯(lián)網(wǎng)交互，包括地區(qū)間供電企業(yè)售電業(yè)務(wù)下的重要客戶數(shù)據(jù)交互等。與之同時(shí)，MIS系統(tǒng)平臺(tái)下已經(jīng)由過去單一的EMS模式逐步轉(zhuǎn)化為了當(dāng)前的自動(dòng)化DMS、TMR、調(diào)度管理、及雷電監(jiān)測(cè)等多種方式應(yīng)用拓展，可以會(huì)說在信息資源優(yōu)化及調(diào)整上更為專業(yè)。而MIS系統(tǒng)主要應(yīng)用于電力產(chǎn)業(yè)經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)相關(guān)的組織活動(dòng)方面，比如財(cái)務(wù)管理、物資置辦、用電檢查、安全監(jiān)控、信息查詢等多個(gè)方面。包括在MIS平臺(tái)使用時(shí)也能夠配套www、mail等板塊予以實(shí)踐應(yīng)用，并且其屬于IP網(wǎng)絡(luò)傳輸，組網(wǎng)方式現(xiàn)如今也能夠?qū)崿F(xiàn)千兆以太網(wǎng)，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)取用于同級(jí)網(wǎng)絡(luò)分層，每層又分為子網(wǎng)與鏈路層予以連接。
3電力自動(dòng)化通信技術(shù)中的信息安全構(gòu)建思路
3.1健全安全防范機(jī)制
國(guó)家電網(wǎng)下電力企業(yè)通信技術(shù)平臺(tái)下的各個(gè)管理單元眾多，在網(wǎng)絡(luò)信息安全中制定必要的安全防范機(jī)制非常重要。因此，在安全機(jī)制構(gòu)建過程中，需要保障安全機(jī)制具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬓?，要能結(jié)合電力企業(yè)自身需求情況，確認(rèn)出重點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)防范區(qū)域與劃分出普通網(wǎng)絡(luò)訪問區(qū)域。比如，對(duì)于一般性網(wǎng)絡(luò)訪問區(qū)域，需要設(shè)置具備一定開放性的訪問權(quán)限；而重點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)防范區(qū)則需要嚴(yán)格限制普通權(quán)限客戶登錄，設(shè)立較高安全級(jí)別權(quán)限，以此才能對(duì)安全數(shù)據(jù)、資源信息、QA系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)進(jìn)行重點(diǎn)安全監(jiān)督。
3.2完善信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理機(jī)制
信息設(shè)備管理主要以電網(wǎng)系統(tǒng)下信息安全設(shè)備管理作為研究載體，強(qiáng)調(diào)設(shè)備管理綜合效率最大化提升。基于此，設(shè)備管理機(jī)制中要配套使用促進(jìn)人員職能發(fā)揮的激烈獎(jiǎng)懲機(jī)制，以此來提升其責(zé)任意識(shí)和凝聚歸屬感，激發(fā)人員信息安全運(yùn)維作業(yè)的人員主觀能動(dòng)性。此外，設(shè)備管理工作開展從基本規(guī)劃、設(shè)計(jì)研發(fā)、平臺(tái)選型、配件采購(gòu)、安裝組建、故障維修、定期養(yǎng)護(hù)、技術(shù)更新、設(shè)施技改等方面進(jìn)行組織管理，以此才能確保信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及使用軟件平臺(tái)的可靠性與實(shí)用性。
3.3強(qiáng)化電力系統(tǒng)信息安全技術(shù)
為了充分保障信息網(wǎng)絡(luò)安全，對(duì)于信息網(wǎng)絡(luò)的安全技術(shù)研究而言則非常重要。一般當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)主要有：防火墻、身份鑒別與驗(yàn)證、信息資源加密手段應(yīng)用等。因此，第一，強(qiáng)化防火墻網(wǎng)絡(luò)管理是必然的安全防控手段，特別是防火墻這種具備保護(hù)屏障作用的內(nèi)、外網(wǎng)安全服務(wù)通道。所以，防火墻優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)要重點(diǎn)考慮其接口連接問題的同時(shí)，配套做好網(wǎng)絡(luò)漏洞修復(fù)。第二，身份鑒別與驗(yàn)證，則要重點(diǎn)控公司內(nèi)、外網(wǎng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控，人員操作日志，控制權(quán)限訪問等，以便于公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)安全軟件開發(fā)時(shí)可提供必要信息資源依據(jù)。第三，對(duì)于信息加密手段應(yīng)用，則要重點(diǎn)考慮口令卡、智能卡、以及密鑰安全形手段的配套使用。同時(shí)，信息加密還可以結(jié)合企業(yè)自身?xiàng)l件，配套使用DES/RAS等密碼技術(shù)應(yīng)用，以避免未經(jīng)授權(quán)時(shí)可有效控制非訪訪問獲得數(shù)據(jù)等，防范重要數(shù)據(jù)泄漏。
