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2移動中繼系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)
2.1信道建模與估計對于移動中繼來說，由于其移動的特點，而且可能是高速移動，因此研究的首要問題是移動中繼的信道建模問題，主要包括回程鏈路和接入鏈路的建模。不同鏈路的信道模型與各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采用的天線數(shù)目、中繼的轉(zhuǎn)發(fā)模式和中繼的運動模型密切相關(guān)，信道建模的準確度會極大地影響系統(tǒng)性能。如文獻［9］分析了不準確的路徑損耗模型對移動中繼系統(tǒng)性能的影響。此外，基站到移動中繼的信道會隨著車輛的運動而急劇變化，同時車輛的運動會引起多普勒頻移問題，因此在實際的移動中繼系統(tǒng)中采用合適的信道預(yù)測和估計方法也是非常必要的。如文獻提出了一種采用在車輛頂部使用預(yù)測性天線的信道預(yù)測和估計方法，從而較好地解決了移動中繼的信道估計問題。
2.2中繼選擇在實際的移動中繼系統(tǒng)中，可能會存在多個移動中繼。現(xiàn)有研究表明，根據(jù)信道狀態(tài)信息選擇一個最好的中繼進行協(xié)作，可以較低的復(fù)雜度獲得滿分集增益。因此，機會中繼選擇技術(shù)是移動中繼系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。信令開銷是中繼選擇算法的首要考慮因素。對于快速移動的用戶，基于信噪比的方案會產(chǎn)生大量的信令開銷，而基于位置或距離的選擇方案在高速場景下開銷較小，因而適用性更強。上述方案都是基于單個參數(shù)的選擇，實際信噪比和時延等參數(shù)會同時影響中繼選擇，為此，文獻［13］提出了一種具有服務(wù)質(zhì)量(QoS)保證的多參數(shù)聯(lián)合中繼選擇算法。由于信令開銷和系統(tǒng)復(fù)雜度與每個目標用戶的候選中繼的數(shù)量成正比，文獻［14］考慮了如何減少候選中繼的數(shù)量而不影響使用中繼帶來的系統(tǒng)性能增益。文中所提算法限制了每個目標用戶的數(shù)量從而減少了反饋開銷。文獻［15］提出了一種三步選擇算法。該算法在保持中繼增益的同時可以使中繼信令開銷維持在較低水平。雖然中繼選擇可以提高系統(tǒng)性能，但是不適宜的選擇會引起頻繁的中繼切換，從而影響系統(tǒng)的整體性能。文獻［16］從這個角度出發(fā)，提出了使中繼活動時間最長和中繼切換率最小的兩種中繼選擇算法。研究結(jié)果表明，與現(xiàn)有方案相比，所提方案在不降低系統(tǒng)吞吐量的情況下可以獲得較低的中繼切換率和較長的中繼活動時間。
2.3資源分配在中繼系統(tǒng)中進行功率和帶寬等資源的分配可以有效提高系統(tǒng)資源利用率和系統(tǒng)吞吐量，目前得到了廣泛的研究。(1)功率分配。最簡單的功率控制方法是開關(guān)算法。所謂開關(guān)功率控制算法就是給中繼分配一定功率或者不分配功率。該算法可以提高小區(qū)吞吐量和覆蓋范圍。文獻［17］根據(jù)不同的數(shù)據(jù)速率要求提出了一種最優(yōu)的功率分配算法。該文獻考慮了中繼的移動性，建立了移動模型，使用所提出的最優(yōu)功率分配方案可以提高數(shù)據(jù)速率。仿真結(jié)果表明，在一些實際的數(shù)據(jù)速率下該算法可以帶來3dB增益。文獻［18］提出了一種分布式的功率控制算法用以提高平均小區(qū)吞吐量。文章考慮了在多小區(qū)環(huán)境中，通過使用分布式移動中繼功率分配方案，與傳統(tǒng)的系統(tǒng)相比，平均小區(qū)吞吐量得到了改善。同時，也提升了小區(qū)邊緣吞吐量，因此對小區(qū)邊緣用戶來說，該方案有助于改善其用戶體驗，是一種較好的解決方案。(2)帶寬分配。對于不同的運營商分別安裝不同的中繼顯然并不是高效的，文獻［19］基于此提出了共享頻譜分配算法來解決此問題。該方案中不同運營商使用相同的移動中繼為某一區(qū)域內(nèi)的用戶服務(wù)，并根據(jù)鏈路質(zhì)量為不同運營商分配相應(yīng)的帶寬，從而實現(xiàn)了無線資源的有效利用。借助于納什均衡理論，該方案可以將吞吐量提升近20%。文獻［20］以IEEE802.16j系統(tǒng)為研究對象，研究了子信道分配對系統(tǒng)性能的影響。文中提出了重疊子信道分配(OVSA)和正交子信道分配(ORSA)兩種方案。研究結(jié)果表明，所提方案的小區(qū)吞吐量高于不使用中繼情況下的吞吐量。文獻［21］則利用博弈論理論聯(lián)合考慮了動態(tài)服務(wù)選擇和帶寬分配的問題。為了獲得更好的服務(wù)質(zhì)量，移動中繼執(zhí)行基站選擇和傳輸模式的選擇，基站則為不同傳輸模式分配不同的帶寬。當(dāng)移動中繼和基站的策略相互影響并且需要作出動態(tài)決定時，這將面臨著挑戰(zhàn)。為解決這個問題，該文提出了一個兩層的基于進化博弈和微分博弈的博弈結(jié)構(gòu)。在下層，動態(tài)服務(wù)選擇可以建立為一個進化博弈模型;在上層，基站端的動態(tài)帶寬分配可以形成一個微分博弈模型，最后得到了一個閉環(huán)納什均衡。數(shù)值仿真結(jié)果表明了動態(tài)博弈帶寬分配策略的有效性，并且系統(tǒng)性能和覆蓋范圍的優(yōu)勢得到了加強。
2.4小區(qū)切換在移動中繼系統(tǒng)中，由于中繼的移動性以及中繼一般為多個用戶同時服務(wù)等原因，如何設(shè)計中繼高速移動情況下的小區(qū)切換策略便成為了一個關(guān)鍵問題，文獻此進行了深入研究。在高速運動場景，大量用戶很可能需要進行頻繁的小區(qū)切換，因而如何保證較低的鏈路失敗率和較高的切換成功率，將直接影響用戶的通信服務(wù)質(zhì)量和通信體驗。對于移動中繼系統(tǒng)的小區(qū)切換問題，現(xiàn)在比較好的一種方案是使用具有兩根分布式天線的移動中繼，即在車輛首尾分別裝有天線。移動中繼通過選擇具有較好接收信號質(zhì)量的天線作為接收天線。當(dāng)車輛進入重疊區(qū)域時，前置天線執(zhí)行切換至目標基站，后置天線將和服務(wù)基站保持連接。當(dāng)前置天線完成切換后，再由后置天線將工作頻率轉(zhuǎn)移至目標基站。如果切換失敗，后置天線將執(zhí)行第二次切換。因此，這種切換方案使通信在切換過程中不會被中斷，實現(xiàn)了通信的無縫體驗，而且降低了切換失敗率，是一種簡單實用的方案。
2.5移動中繼的其他問題使用移動中繼來改善車輛用戶的服務(wù)質(zhì)量和吞吐量的效果明顯，除了以上提到的關(guān)鍵問題外，仍然有其他的一些問題和挑戰(zhàn)需要解決。首先是移動中繼的移動性管理問題。這主要包括不同基站間移動中繼的切換和不同移動中繼間用戶的切換。但是，現(xiàn)有LTE系統(tǒng)中沒有針對移動中繼的移動性支持，因此有必要修改當(dāng)前的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)用以提供有效、可靠的移動性管理。目前，為了支持移動性管理，是在當(dāng)前的固定中繼架構(gòu)上修改還是提出新的架構(gòu)尚在討論中。其次，由于移動中繼的使用，干擾管理也是一個新的挑戰(zhàn)。中繼技術(shù)的優(yōu)勢在理論上已獲得共識，但在實際部署中中繼節(jié)點的引入必然導(dǎo)致更加嚴重的干擾問題。盡管接入鏈路干擾較小，但對于回程鏈路來說，不同移動中繼間以及中繼與宏小區(qū)用戶間的干擾使問題變得復(fù)雜。預(yù)測性天線的使用將提高CSI的準確性，從而可以在回程鏈路中使用高級的干擾避免和干擾消除方案。
因為在傳輸?shù)倪^程中，參量編碼只是對語音的特征參數(shù)進行傳輸，因此所需要的傳輸速率比較低，但是它的語音傳輸質(zhì)量只能達到中等的水平，加之實現(xiàn)起來比較復(fù)雜，因此，在對通話質(zhì)量要求特別高的情況下就不太適用。近些年，伴隨著參量編碼復(fù)雜度的降低以及微處理器計算能力的不斷提高，目前對于低速率的語音編碼通常都是采用參量編碼的方式來實現(xiàn)的。
1.2高速數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)
調(diào)制調(diào)節(jié)技術(shù)的目的就是為了方便信息在模擬信號與數(shù)字信號之間的相互轉(zhuǎn)換。調(diào)制調(diào)節(jié)技術(shù)的優(yōu)劣對于通信系統(tǒng)的性能有著極大的影響，目前調(diào)制調(diào)節(jié)技術(shù)主要有并行和串行兩種傳輸體制。串行體制通過提高碼元速率和調(diào)制維數(shù)提高數(shù)據(jù)傳輸速率，并行體制的主要發(fā)展方向是多載波正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制技術(shù)。
1.3差錯控制技術(shù)
數(shù)字通信差錯控制技術(shù)是指對信道中產(chǎn)生的差錯通過編碼的方式對其進行控制，以達到提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行院蜏蚀_性的目的。目前常用的差錯控制方式主要有前向糾錯和自動請求重發(fā)。前向糾錯方式其實時性比較好，能夠有效的糾正隨機和突發(fā)錯誤。自動請求重發(fā)方式，更加強調(diào)的是檢查信息錯誤的能力，它的工作原理是在接收端對接收的數(shù)據(jù)進行檢測，如數(shù)據(jù)存在錯誤，通知發(fā)射端對所發(fā)數(shù)據(jù)重新發(fā)送，直至接收端接收到正確的數(shù)據(jù)為止。這種方式雖然能夠?qū)﹀e誤起到很有效的糾正，但是必須在有雙向通道的情況下才能完成，而且因為存在著多次重發(fā)的情況，很容易造成信號的延時。
1.4最低限度通信技術(shù)
短波通信中抗干擾技術(shù)一直是人們努力研究的方向。最低限度通信技術(shù)就是確保在電磁干擾強烈的狀況下，通信信息能夠及時準切的進行傳輸。它采用時變信道的弱信號檢測與接收技術(shù)、干擾識別與抵消技術(shù)，通過降低通信速率的方法提高通信抗干擾和抗噪聲能力。
2我國短波通信技術(shù)的發(fā)展方向
近些年以來，我們國家加大了對短波通信的重視程度，投入了更多的人力和財力進行短波通信裝備的研發(fā)，也取得了可喜的成績。但是我國短波通信建設(shè)的整體水平與國外相比還有著一些差距。筆者認為，為了使得短波通信能夠更加廣泛的被運用，還需要做好如下工作。
2.1完善頻道管理系統(tǒng)
在短波通信中，是否能夠做到及時的選頻及換頻對于通信質(zhì)量的優(yōu)劣及通信的穩(wěn)定性有著極大的影響。頻率自適應(yīng)技術(shù)就是對通信信道進行實時的探測，進而選取最佳工作頻率，確保通信信道能夠?qū)崿F(xiàn)信息的良好傳輸。目前，我國區(qū)域內(nèi)的頻率管理系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化，能夠方便的為網(wǎng)內(nèi)的通信線路提供實時頻率信息。由此延伸考慮，如果將區(qū)域內(nèi)的短波通信也用過網(wǎng)絡(luò)進行組織和管理，將通信網(wǎng)絡(luò)的基站與頻率網(wǎng)絡(luò)的控制中心進行合并，能夠很好的解決目前頻率管理系統(tǒng)和通信線路互相獨立的弱點。
2.2加強電臺設(shè)備的通用性
為了使得電臺設(shè)備更加的通用，達到更好的資源共享效果，短波通信設(shè)備必須要向規(guī)范化、標準化、系列化方面發(fā)展，以此降低系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)接口等方面的影響，增強設(shè)備的兼容性。
2.3抗干擾技術(shù)綜合化、智能化發(fā)展
避免電磁干擾最好的方式是通過頻率跳變的方法。但是一般的頻率跳變方式很容易受到電離層的影響，而且會占用一定的系統(tǒng)資源，因此滿足不了未來通信的要求。為了有效的解決電磁干擾，必須要綜合的運用各種抗干擾技術(shù)，實現(xiàn)抗干擾措施的綜合化、智能化。
2.4加強自適應(yīng)天線的研發(fā)
自適應(yīng)零位天線能夠及時的處理所收到的信號，對天線振子的相位做出調(diào)節(jié)，改變其方向特性，使通信方向的增益最大，使波束的零位對準干擾方向，以躲避電磁干擾，因此能夠有效的提高通信的質(zhì)量。
與此同時，從直接序列擴頻通信系統(tǒng)接收機的工作原理角度上來說，在接收機接收到來自于發(fā)射機所發(fā)出的B2帶寬調(diào)頻信號之后，會針對與之相對應(yīng)的偽隨機擴頻序列進行精確相位處理，在此過程當(dāng)中通過擴頻解調(diào)處理能夠形成B1帶寬的調(diào)頻信號。特別值得注意的一點在于：在同步電路與擴頻序列相互作用的過程當(dāng)中，直接序列擴頻通信系統(tǒng)接收機能夠產(chǎn)生與所接受偽隨機擴頻序列相位屬性保持一致狀態(tài)的PN代碼，這一代碼能夠在發(fā)揮本地信號功能的基礎(chǔ)之上將B1帶寬的調(diào)頻信號恢復(fù)成為A窄帶信號。而在這一過程當(dāng)中所產(chǎn)生的A窄帶信號能夠為原始信息數(shù)據(jù)A的估計提供必要保障，與之相對應(yīng)的直接序列擴頻通信系統(tǒng)接收機工作原理示意圖基本如圖2所示。以上即為整個直接序列擴頻通信系統(tǒng)的工作原理。
可以明確一點是：建立在整個直接序列擴頻通信系統(tǒng)之上的應(yīng)用優(yōu)勢有如下幾個方面：首先，編碼信號的產(chǎn)生幾率較大，傳輸可行性較高；其次，整個數(shù)據(jù)擴頻通信傳輸過程當(dāng)中僅涉及到一個固定的載波頻率，對于載波發(fā)生器的運行要求較低；再次，接收機裝置在整個數(shù)據(jù)的擴頻通信操作過程當(dāng)中能夠?qū)崿F(xiàn)相干解調(diào)，從而達到提高擴頻通信質(zhì)量的關(guān)鍵目的；最后，在擴頻通信的作業(yè)過程當(dāng)中，對于用戶之間的同步性沒有要求，適應(yīng)性較強。
然而不容忽視的一點在于：直接序列擴頻通信系統(tǒng)的應(yīng)用仍然存在著一些方面的問題：首先，在擴頻通信作業(yè)過程當(dāng)中對于本地生成編碼以及接收信號之間同步性的獲取與保持難度比較大，致使擴頻通信可能出現(xiàn)明顯誤差問題；其次，在擴頻通信過程當(dāng)中，現(xiàn)階段還無法針對基站與用戶距離之間的遠近效應(yīng)予以有效消除，導(dǎo)致系統(tǒng)可能存在誤差問題，這一問題也需要引起相關(guān)人員的特別關(guān)注與重視。
數(shù)據(jù)通信是以“數(shù)據(jù)”為業(yè)務(wù)的通信系統(tǒng),數(shù)據(jù)是預(yù)先約定好的具有某種含義的數(shù)字、字母或符號以及它們的組合。數(shù)據(jù)通信是20世紀50年代隨著計算機技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展,以及兩者之間的相互滲透與結(jié)合而興起的一種新的通信方式,它是計算機和通信相結(jié)合的產(chǎn)物。隨著計算機技術(shù)的廣泛普及與計算機遠程信息處理應(yīng)用的發(fā)展,數(shù)據(jù)通信應(yīng)運而生,它實現(xiàn)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(yè)務(wù)需求的變化及通信技術(shù)的發(fā)展使得數(shù)據(jù)通信經(jīng)過了不同的發(fā)展歷程。
1通信系統(tǒng)傳輸手段
電纜通信:雙絞線、同軸電纜等。市話和長途通信。調(diào)制方式:SSB/FDM?；谕S的PCM時分多路數(shù)字基帶傳輸技術(shù)。光纖將逐漸取代同軸。
微波中繼通信:比較同軸,易架設(shè)、投資小、周期短。模擬電話微波通信主要采用SSB/FM/FDM調(diào)制,通信容量6000路/頻道。數(shù)字微波采用BPSK、QPSK及QAM調(diào)制技術(shù)。采用64QAM、256QAM等多電平調(diào)制技術(shù)提高微波通信容量,可在40M頻道內(nèi)傳送1920~7680路PCM數(shù)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?shù)奶匦赃M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(fā)展用戶光纖通信網(wǎng)。目前基于長波激光器和單模光纖,每路光纖通話路數(shù)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(shù)發(fā)展迅速,并有各種設(shè)備應(yīng)用,接入設(shè)備、光電轉(zhuǎn)換設(shè)備、傳輸設(shè)備、交換設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。光纖通信設(shè)備有光電轉(zhuǎn)換單元和數(shù)字信號處理單元兩部分組成。
衛(wèi)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(shù)使用模擬調(diào)制、頻分多路及頻分多址。數(shù)字衛(wèi)星通信采用數(shù)字調(diào)制、時分多路及時分多址。
移動通信:GSM、CDMA。數(shù)字移動通信關(guān)鍵技術(shù):調(diào)制技術(shù)、糾錯編碼和數(shù)字話音編碼。
2數(shù)據(jù)通信的構(gòu)成原理
數(shù)據(jù)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(shù)字傳真機、智能用戶電報終端(TeLetex)、用戶分組裝拆設(shè)備(PAD)、用戶分組交換機、專用電話交換機(PABX)、可視圖文接入設(shè)備(VAP)、局域網(wǎng)(LAN)等各種專用終端設(shè)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(shù)據(jù)電路由傳輸信道和數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備(DCE)組成,如果傳輸信道為模擬信道,DCE通常就是調(diào)制解調(diào)器(MODEM),它的作用是進行模擬信號和數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換;如果傳輸信道為數(shù)字信道,DCE的作用是實現(xiàn)信號碼型與電平的轉(zhuǎn)換,以及線路接續(xù)控制等。傳輸信道除有模擬和數(shù)字的區(qū)分外,還有有線信道與無線信道、專用線路與交換網(wǎng)線路之分。交換網(wǎng)線路要通過呼叫過程建立連接,通信結(jié)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(tǒng)中的通信控制器用于管理與數(shù)據(jù)終端相連接的所有通信線路。中央處理器用來處理由數(shù)據(jù)終端設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)。
3數(shù)據(jù)通信的分類
3.1有線數(shù)據(jù)通信
數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)(DDN)。數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)由用戶環(huán)路、DDN節(jié)點、數(shù)字信道和網(wǎng)絡(luò)控制管理中心組成。DDN是利用光纖或數(shù)字微波、衛(wèi)星等數(shù)字信道和數(shù)字交叉復(fù)用設(shè)備組成的數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。也可以說DDN是把數(shù)據(jù)通信技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、光遷通信技術(shù)以及數(shù)字交叉連接技術(shù)結(jié)合在一起的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)。數(shù)字信道應(yīng)包括用戶到網(wǎng)絡(luò)的連接線路,即用戶環(huán)路的傳輸也應(yīng)該是數(shù)字的,但實際上也有普通電纜和雙絞線,但傳輸質(zhì)量不如前。
分組交換網(wǎng)。分組交換網(wǎng)(PSPDN)是以CCITTX.25建議為基礎(chǔ)的,所以又稱為X.25網(wǎng)。它是采用存儲——轉(zhuǎn)發(fā)方式,將用戶送來的報文分成具用一定長度的數(shù)據(jù)段,并在每個數(shù)據(jù)段上加上控制信息,構(gòu)成一個帶有地址的分組組合群體,在網(wǎng)上傳輸。分組交換網(wǎng)最突出的優(yōu)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(wǎng)絡(luò)具有動態(tài)路由選擇功能和先進的誤碼檢錯功能,但網(wǎng)絡(luò)性能較差。
幀中繼網(wǎng)。幀中繼網(wǎng)絡(luò)通常由幀中繼存取設(shè)備、幀中繼交換設(shè)備和公共幀中繼服務(wù)網(wǎng)3部分組成。幀中繼網(wǎng)是從分組交換技術(shù)發(fā)展起來的。幀中繼技術(shù)是把不同長度的用戶數(shù)據(jù)組均包封在較大的幀中繼幀內(nèi),加上尋址和控制信息后在網(wǎng)上傳輸。
3.2無線數(shù)據(jù)通信
無線數(shù)據(jù)通信也稱移動數(shù)據(jù)通信,它是在有線數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。有線數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)通信是通過無線電波的傳播來傳送數(shù)據(jù)的,因而有可能實現(xiàn)移動狀態(tài)下的移動通信。狹義地說,移動數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)網(wǎng)互聯(lián),把有線數(shù)據(jù)網(wǎng)路的應(yīng)用擴展到移動和便攜用戶
4.1計算機網(wǎng)絡(luò)
計算機網(wǎng)絡(luò)(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(lián)的集合。通過網(wǎng)絡(luò)各用戶可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享,如文檔、程序、打印機和調(diào)制解調(diào)器等。計算機網(wǎng)絡(luò)按地理位置劃分,可分為網(wǎng)際網(wǎng)、廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、和局域網(wǎng)四種。Internet是世界上最大的網(wǎng)際網(wǎng);廣域網(wǎng)一般指連接一個國家內(nèi)各個地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)。廣域網(wǎng)一般分布距離在100-1000公里之間;城域網(wǎng)又稱為都市網(wǎng),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(wǎng)的地理分布則相對較小,如一棟建筑物,或一個單位、一所學(xué)校,甚至一個大房間等。
局域網(wǎng)是目前使用最多的計算機網(wǎng)絡(luò),一個單位可使用多個局域網(wǎng),如財務(wù)部門使用局域網(wǎng)來管理財務(wù)帳目,勞動人事部門使用局域網(wǎng)來管理人事檔案、各種人才信息等等。
4.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是兩臺計算機之間進行網(wǎng)絡(luò)對話所使用的語言,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議很多,有面向字符的協(xié)議、面向比特的協(xié)議,還有面向字節(jié)計數(shù)的協(xié)議,但最常用的是TCP/IP協(xié)議。它適用于由許多LAN組成的大型網(wǎng)絡(luò)和不需要路由選擇的小型網(wǎng)絡(luò)。TCP/IP協(xié)議的特點是具有開放體系結(jié)構(gòu),并且非常容易管理。
TCP/IP實際上是一種標準網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,是有關(guān)協(xié)議的集合,它包括傳輸控制協(xié)議(TransportControlProtocol)和因特網(wǎng)協(xié)議(InternetProtocol)。TCP協(xié)議用于在應(yīng)用程序之間傳送數(shù)據(jù),IP協(xié)議用于在程序與主機之間傳送數(shù)據(jù)。由于TCP/IP具有跨平臺性,現(xiàn)已成為Internet的標準連接協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分為如下四層:網(wǎng)絡(luò)接口層:負責(zé)接收和發(fā)送物理幀;網(wǎng)絡(luò)層:負責(zé)相鄰節(jié)點之間的通信;傳輸層:負責(zé)起點到終端的通信;應(yīng)用層:提供諸如文件傳輸、電子郵件等應(yīng)用程序要把數(shù)據(jù)以TCP/IP協(xié)議方式從一臺計算機傳送到另一臺計算機,數(shù)據(jù)需經(jīng)過上述四層通信軟件的處理才能在物理網(wǎng)絡(luò)中傳輸。
數(shù)據(jù)通信是以“數(shù)據(jù)”為業(yè)務(wù)的通信系統(tǒng),數(shù)據(jù)是預(yù)先約定好的具有某種含義的數(shù)字、字母或符號以及它們的組合。數(shù)據(jù)通信是20世紀50年代隨著計算機技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展,以及兩者之間的相互滲透與結(jié)合而興起的一種新的通信方式,它是計算機和通信相結(jié)合的產(chǎn)物。隨著計算機技術(shù)的廣泛普及與計算機遠程信息處理應(yīng)用的發(fā)展,數(shù)據(jù)通信應(yīng)運而生,它實現(xiàn)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(yè)務(wù)需求的變化及通信技術(shù)的發(fā)展使得數(shù)據(jù)通信經(jīng)過了不同的發(fā)展歷程。
1通信系統(tǒng)傳輸手段
電纜通信:雙絞線、同軸電纜等。市話和長途通信。調(diào)制方式:SSB/FDM?；谕S的PCM時分多路數(shù)字基帶傳輸技術(shù)。光纖將逐漸取代同軸。
微波中繼通信:比較同軸,易架設(shè)、投資小、周期短。模擬電話微波通信主要采用SSB/FM/FDM調(diào)制,通信容量6000路/頻道。數(shù)字微波采用BPSK、QPSK及QAM調(diào)制技術(shù)。采用64QAM、256QAM等多電平調(diào)制技術(shù)提高微波通信容量,可在40M頻道內(nèi)傳送1920~7680路PCM數(shù)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?shù)奶匦赃M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(fā)展用戶光纖通信網(wǎng)。目前基于長波激光器和單模光纖,每路光纖通話路數(shù)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(shù)發(fā)展迅速,并有各種設(shè)備應(yīng)用,接入設(shè)備、光電轉(zhuǎn)換設(shè)備、傳輸設(shè)備、交換設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。光纖通信設(shè)備有光電轉(zhuǎn)換單元和數(shù)字信號處理單元兩部分組成。
衛(wèi)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(shù)使用模擬調(diào)制、頻分多路及頻分多址。數(shù)字衛(wèi)星通信采用數(shù)字調(diào)制、時分多路及時分多址。
移動通信:GSM、CDMA。數(shù)字移動通信關(guān)鍵技術(shù):調(diào)制技術(shù)、糾錯編碼和數(shù)字話音編碼。
2數(shù)據(jù)通信的構(gòu)成原理
數(shù)據(jù)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(shù)字傳真機、智能用戶電報終端(TeLetex)、用戶分組裝拆設(shè)備(PAD)、用戶分組交換機、專用電話交換機(PABX)、可視圖文接入設(shè)備(VAP)、局域網(wǎng)(LAN)等各種專用終端設(shè)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(shù)據(jù)電路由傳輸信道和數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備(DCE)組成,如果傳輸信道為模擬信道,DCE通常就是調(diào)制解調(diào)器(MODEM),它的作用是進行模擬信號和數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換;如果傳輸信道為數(shù)字信道,DCE的作用是實現(xiàn)信號碼型與電平的轉(zhuǎn)換,以及線路接續(xù)控制等。傳輸信道除有模擬和數(shù)字的區(qū)分外,還有有線信道與無線信道、專用線路與交換網(wǎng)線路之分。交換網(wǎng)線路要通過呼叫過程建立連接,通信結(jié)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(tǒng)中的通信控制器用于管理與數(shù)據(jù)終端相連接的所有通信線路。中央處理器用來處理由數(shù)據(jù)終端設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)。
3數(shù)據(jù)通信的分類
3.1有線數(shù)據(jù)通信
數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)(DDN)。數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)由用戶環(huán)路、DDN節(jié)點、數(shù)字信道和網(wǎng)絡(luò)控制管理中心組成。DDN是利用光纖或數(shù)字微波、衛(wèi)星等數(shù)字信道和數(shù)字交叉復(fù)用設(shè)備組成的數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。也可以說DDN是把數(shù)據(jù)通信技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、光遷通信技術(shù)以及數(shù)字交叉連接技術(shù)結(jié)合在一起的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)。數(shù)字信道應(yīng)包括用戶到網(wǎng)絡(luò)的連接線路,即用戶環(huán)路的傳輸也應(yīng)該是數(shù)字的,但實際上也有普通電纜和雙絞線,但傳輸質(zhì)量不如前。
分組交換網(wǎng)。分組交換網(wǎng)(PSPDN)是以CCITTX.25建議為基礎(chǔ)的,所以又稱為X.25網(wǎng)。它是采用存儲——轉(zhuǎn)發(fā)方式,將用戶送來的報文分成具用一定長度的數(shù)據(jù)段,并在每個數(shù)據(jù)段上加上控制信息,構(gòu)成一個帶有地址的分組組合群體,在網(wǎng)上傳輸。分組交換網(wǎng)最突出的優(yōu)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(wǎng)絡(luò)具有動態(tài)路由選擇功能和先進的誤碼檢錯功能,但網(wǎng)絡(luò)性能較差。
幀中繼網(wǎng)。幀中繼網(wǎng)絡(luò)通常由幀中繼存取設(shè)備、幀中繼交換設(shè)備和公共幀中繼服務(wù)網(wǎng)3部分組成。幀中繼網(wǎng)是從分組交換技術(shù)發(fā)展起來的。幀中繼技術(shù)是把不同長度的用戶數(shù)據(jù)組均包封在較大的幀中繼幀內(nèi),加上尋址和控制信息后在網(wǎng)上傳輸。
3.2無線數(shù)據(jù)通信
無線數(shù)據(jù)通信也稱移動數(shù)據(jù)通信,它是在有線數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。有線數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)通信是通過無線電波的傳播來傳送數(shù)據(jù)的,因而有可能實現(xiàn)移動狀態(tài)下的移動通信。狹義地說,移動數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)網(wǎng)互聯(lián),把有線數(shù)據(jù)網(wǎng)路的應(yīng)用擴展到移動和便攜用戶。4網(wǎng)絡(luò)及其協(xié)議
4.1計算機網(wǎng)絡(luò)
計算機網(wǎng)絡(luò)(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(lián)的集合。通過網(wǎng)絡(luò)各用戶可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享,如文檔、程序、打印機和調(diào)制解調(diào)器等。計算機網(wǎng)絡(luò)按地理位置劃分,可分為網(wǎng)際網(wǎng)、廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、和局域網(wǎng)四種。Internet是世界上最大的網(wǎng)際網(wǎng);廣域網(wǎng)一般指連接一個國家內(nèi)各個地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)。廣域網(wǎng)一般分布距離在100-1000公里之間;城域網(wǎng)又稱為都市網(wǎng),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(wǎng)的地理分布則相對較小,如一棟建筑物,或一個單位、一所學(xué)校,甚至一個大房間等。
局域網(wǎng)是目前使用最多的計算機網(wǎng)絡(luò),一個單位可使用多個局域網(wǎng),如財務(wù)部門使用局域網(wǎng)來管理財務(wù)帳目,勞動人事部門使用局域網(wǎng)來管理人事檔案、各種人才信息等等。
4.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是兩臺計算機之間進行網(wǎng)絡(luò)對話所使用的語言,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議很多,有面向字符的協(xié)議、面向比特的協(xié)議,還有面向字節(jié)計數(shù)的協(xié)議,但最常用的是TCP/IP協(xié)議。它適用于由許多LAN組成的大型網(wǎng)絡(luò)和不需要路由選擇的小型網(wǎng)絡(luò)。TCP/IP協(xié)議的特點是具有開放體系結(jié)構(gòu),并且非常容易管理。
TCP/IP實際上是一種標準網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,是有關(guān)協(xié)議的集合,它包括傳輸控制協(xié)議(TransportControlProtocol)和因特網(wǎng)協(xié)議(InternetProtocol)。TCP協(xié)議用于在應(yīng)用程序之間傳送數(shù)據(jù),IP協(xié)議用于在程序與主機之間傳送數(shù)據(jù)。由于TCP/IP具有跨平臺性,現(xiàn)已成為Internet的標準連接協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分為如下四層:網(wǎng)絡(luò)接口層:負責(zé)接收和發(fā)送物理幀;網(wǎng)絡(luò)層:負責(zé)相鄰節(jié)點之間的通信;傳輸層:負責(zé)起點到終端的通信;應(yīng)用層:提供諸如文件傳輸、電子郵件等應(yīng)用程序要把數(shù)據(jù)以TCP/IP協(xié)議方式從一臺計算機傳送到另一臺計算機,數(shù)據(jù)需經(jīng)過上述四層通信軟件的處理才能在物理網(wǎng)絡(luò)中傳輸。
2超寬帶無線接入技術(shù)
超寬帶是一類時域通信手段，其無線接入技術(shù)比普通科技手段的帶寬高，有著高速率、開支少、能耗少的優(yōu)勢。相比于傳統(tǒng)的無線通訊網(wǎng)絡(luò)，這種技術(shù)無需載波，僅僅通過小周期的脈沖信號作為載體，以二進制信號進行傳輸。這種超寬帶信號的頻譜比較稀疏，信號強度是mW級別，能夠抵御強干擾信號。相比于CDMA框架，此通信系統(tǒng)更利于實現(xiàn)，僅需較少的開支。
3未來無線通信領(lǐng)域的發(fā)展趨勢
3.1無線通信領(lǐng)域技術(shù)互補性日益明顯
無線通信技術(shù)種類逐漸增多，每種都有各自的優(yōu)劣勢與適用場合。3G相對適合于大范圍與城際漫游的數(shù)據(jù)傳輸需求，而無線局域網(wǎng)則適合于中距離范圍內(nèi)的信號傳輸，超寬帶技術(shù)適合于近距離、超高速的無線通訊。所以在發(fā)展無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的歷程中，我們應(yīng)當(dāng)依照不同消費者的個性化需求，甄選出最適合的無線通訊手段，使得無線通信業(yè)務(wù)有著多元化未來，更好地處理移動通信應(yīng)用中的各類難題。在不遠的將來，無線寬帶接入技術(shù)仍會朝著高帶寬、大范圍傳輸?shù)姆较虿粩喟l(fā)展。未來仍有可能會孕育出更先進的技術(shù)手段?，F(xiàn)階段的無線寬帶接入技術(shù)應(yīng)用于受限條件下的高速度傳輸，其話音通訊性能仍然與公眾移動通訊手段相距甚遠。因此，我們應(yīng)著眼于未來，不斷挖掘其技術(shù)優(yōu)越性，彌補移動網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用缺陷，以更好地服務(wù)大眾，同時避免資源浪費。
3.2藍牙技術(shù)將革新無線通信業(yè)的發(fā)展
在藍牙技術(shù)的發(fā)展大潮中，眾多企業(yè)都在探究和制造以藍牙技術(shù)為主導(dǎo)的電子產(chǎn)品，譬如某集團研制了以藍牙技術(shù)為基礎(chǔ)的無線耳機等。芯片設(shè)計研發(fā)團隊成功開發(fā)了在藍牙技術(shù)所需頻段內(nèi)的專用IC，同時配備了與之匹配的應(yīng)用硬件軟件套裝，便于其他客戶或應(yīng)用廠商可以快速掌握此芯片的應(yīng)用之道，并生產(chǎn)出以藍牙技術(shù)為本的新產(chǎn)品。除此之外，軟件開發(fā)企業(yè)研發(fā)出了大量適用于藍牙技術(shù)的軟件，被廣泛應(yīng)用于電腦、手機等。大部分電子產(chǎn)品都能借助藍牙技術(shù)以無線方式連接成網(wǎng)絡(luò)，使人們可以自由地傳輸訊息。藍牙技術(shù)的產(chǎn)生推動了無線通信業(yè)的進一步發(fā)展，計算機業(yè)和電器行業(yè)都得益于藍牙技術(shù)的發(fā)展，并加大了對藍牙技術(shù)開發(fā)的投資力度。
3.3無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的融合趨勢
3.3.1無線技術(shù)與蜂窩網(wǎng)技術(shù)的融合
為了完成其計費與檢測功能，短距離無線通信技術(shù)被應(yīng)用于電子產(chǎn)品中。無線通信技術(shù)在近些年來迎來了更快速的發(fā)展，愈來愈多的短距離無線接入技術(shù)被應(yīng)用于社會生活的各個層面，譬如藍牙技術(shù)有效融合了短距離無線技術(shù)與蜂窩網(wǎng)技術(shù)。
3.3.2移動通信技術(shù)和無線寬帶接入技術(shù)的融合
移動通信業(yè)務(wù)的發(fā)展成熟，與寬帶業(yè)務(wù)領(lǐng)域的拓寬，直接推動了多種寬帶接入技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展。譬如無線局域網(wǎng)技術(shù)推動了3G通訊技術(shù)的其他應(yīng)用。而且移動通信技術(shù)和無線寬帶接入技術(shù)互惠互利，并在4G時代完美地融合成一個健全的系統(tǒng)。
SDH是取代PDH的新數(shù)字傳輸網(wǎng)體制,主要針對光纖傳輸,是在SONET的標準基礎(chǔ)上形成的。它把信號固定在幀結(jié)構(gòu)中,復(fù)用后以一定的速率在光纖上傳送。SDH是在電路層上對信號進行復(fù)用和上下。當(dāng)帶著信號的光纖通ODF(光纖分配架)進入ADM時,信號必須通過O/E轉(zhuǎn)換和設(shè)備上的支路卡才能下成2Mb/s的基本電信號,并經(jīng)過通信電纜和DDF(數(shù)字配線架)接到用戶接口或基站BTS(基站收發(fā)信機)。
1.2ATM網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)
ATM是一種基于信元的交換和復(fù)用技術(shù),即一種轉(zhuǎn)換模式,在這一模式中信息被組織成信元。它采用固定長度的信元傳輸聲音、數(shù)據(jù)和視頻信號。每個信元有53個字節(jié),開頭的五個字節(jié)為信頭,用以傳輸信元的地址和其他一些控制信息,后面的48個字節(jié)用以傳輸信息。利用標準長度的這種數(shù)據(jù)包,通過硬件實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,這比軟件更快速、經(jīng)濟、便宜。同時,ATM工作速度有很大的伸縮性,在光纜上可以超過2.5Gbps。
在網(wǎng)絡(luò)傳輸中,為了使多個用戶共享高速線路,通常采用時分復(fù)用方式。時分復(fù)用方式又可分為同步傳輸模式和異步傳輸模式。在數(shù)字通信中通常采用同步傳輸模式,這種傳輸模式把時間劃分為一個個相等的片段,成為時隙,一定量的時隙組成一個幀,一個信道在一個幀里占用一個時隙,一個用戶占用一個或多個信道。而在異步傳輸模式中,各終端之間不存在共同的時間參考,各個時隙沒有固定的占用者。在ATM中時隙有固定的長度而且比較短,一個時隙傳輸一個信元,每一個信元相當(dāng)一個分組。各信道根據(jù)業(yè)務(wù)量的大小和排列規(guī)則來占用時隙,信息量大的信道占用的時隙多。
1.3MSTP傳輸技術(shù)
MSTP依托于SDH平臺,可基于SDH多種線路速率實現(xiàn),包括l55Mb/s、622Mb/S、2.5Gb/s和10Gb/s等。一方面,MSTP保留了SDH固有的交叉能力和傳統(tǒng)的PDH業(yè)務(wù)接口與低速SDH業(yè)務(wù)接口,繼續(xù)滿足TDM業(yè)務(wù)的需求;另一方面,MSTP提供ATM處理、以太網(wǎng)透傳、以太網(wǎng)二層交換、RPR處理、MPLS處理等功能來滿足對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的匯聚、梳理和整合的需求。
1.4RTKGPS網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)
隨著GPS無驗潮測深技術(shù)應(yīng)用的不斷深入,傳統(tǒng)電臺數(shù)據(jù)鏈的傳輸模式已不能滿足長距離RTK作業(yè)的需要。而網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)則是利用網(wǎng)絡(luò)來取代UHF電臺進行數(shù)據(jù)傳輸,它傳輸距離遠,信號穩(wěn)定,抗干擾性強,已成為數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)男聦櫋?/p>
通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS,是在GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù),GSM是一種使用撥號方式連接的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式。GPRS利用現(xiàn)有通信網(wǎng)的設(shè)備,通過在GSM網(wǎng)絡(luò)上增加一些硬件和軟件升級,形成一個新的網(wǎng)絡(luò)邏輯實體。
1.5WDM傳輸技術(shù)
WDM(或DWDM)是在光纖上同時傳輸不同波長信號的技術(shù)。其主要過程是將各種波長的信號用光發(fā)射機發(fā)送后,復(fù)用在一根光纖上,在節(jié)點處再對耦合的信號進行解復(fù)用。WDM(或DWDM)系統(tǒng)在信號的上下上既可以使用ADM、DXC,也可以使用全光的OADM和0XC,WDM(或DWDM)是基于光層上的復(fù)用,它和SDH在電層上的復(fù)用有著很大的區(qū)別。同時,通過OADM進行光信號的直接上下,無需經(jīng)過O/E轉(zhuǎn)換,而擁有EDFA的WDM(或DWDM)可以進行較長距離的光傳輸而不需要光中繼。
2接入網(wǎng)技術(shù)
隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展,人們對鐵路通信技術(shù)提出了更高的要求,鐵路部門必須采用先進的、現(xiàn)代化的有線和無線通信的傳輸和接入方式,實現(xiàn)鐵路通信網(wǎng)的升級,發(fā)揮鐵路通信網(wǎng)在國民經(jīng)濟中的社會效益和經(jīng)濟效益。
接入網(wǎng)技術(shù)是鐵路通信中一項關(guān)鍵技術(shù),由于原有用戶銅纜接入的普遍性和現(xiàn)在光纖技術(shù)的發(fā)展,接入網(wǎng)建設(shè)就必須考慮通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀與發(fā)展,這就決定了接入網(wǎng)技術(shù)的多樣化。接入網(wǎng)從接入方式上可分為有線接入和無線接入。
2.1有線接入技術(shù)
(1)高速率數(shù)字用戶環(huán)路技術(shù)。
通過2-3對雙絞線雙向?qū)ΨQ傳送基群數(shù)字速率信號,傳送距離為3km-5km,上行速率與下行速率相等。通過回波抵消技術(shù)實現(xiàn)在一對雙絞線上全雙工傳輸,通過特定的編碼和調(diào)制方式提高傳輸質(zhì)量,用多線對并行傳輸,以降低每對雙絞線上的傳輸速率,增加無中繼傳輸距離。
(2)非對稱數(shù)字用戶環(huán)路技術(shù)。
它的上行速率和下行速率不相等,下行速率可高達(9-10)Mbit/s,上行速率只有數(shù)十或數(shù)百kbit/s,此技術(shù)適用于視頻點播VOD系統(tǒng);其高速下行信道可向家庭用戶提供多路的數(shù)字圖像信號及低速語音信號,而上行信道用于傳送用戶控制信號。ADSL的優(yōu)勢在于它幾乎不需要對現(xiàn)有的對1雙絞線作任何改動就可獲得高傳輸速率。
(3)混合光纖同軸電纜接入技術(shù)。
它是基于有線電視系統(tǒng)CATV發(fā)展起來的。在有線電視中心與地區(qū)中心、地區(qū)中心與光節(jié)點之間采用光纖連接,光節(jié)點與用戶設(shè)備之間采用同軸電纜連接。其主要是使用副載波調(diào)制,將CATV原有的單向傳輸系統(tǒng)改造成雙向傳輸系統(tǒng)。HFC可以充分利用現(xiàn)有的CATV網(wǎng)絡(luò),進行少量投資,就可形成一個支持多種業(yè)務(wù)的寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)。
(4)光纖用戶環(huán)路技術(shù)。
以光纖為主要傳輸媒介,根據(jù)光纖向用戶延伸的距離,可以分為FTTC(光纖到路邊),FTTB(光纖到大樓),FTTH(光纖到家)等。FTTB是用戶接入信息高速公路的最終理想目標,但根據(jù)現(xiàn)有通信發(fā)展的實際,FTTC、FTTB與銅纜相結(jié)合的用戶接入,雖然是有過渡性質(zhì)的折衷方案,但價格相對經(jīng)濟,并且在時機成熟時易擴展到FTTH,所以是現(xiàn)實并且可行的。
2.2無線接入技術(shù)
無線接入網(wǎng)是在接入網(wǎng)中部分或全部引人無線傳輸媒介,為用戶提供固定終端業(yè)務(wù)和移動終端業(yè)務(wù)。無線接入可分為固定接入和移動接入兩大類。其基本結(jié)構(gòu)由控制器、基站和用戶終端設(shè)備構(gòu)成。應(yīng)用技術(shù)主要包括微波1點多址技術(shù)、蜂窩技術(shù)和微蜂窩技術(shù)等。無線接人由于其靈活方便易于建設(shè),目前已得到極大的重視。
集群通信系統(tǒng)是一種功能強大的專用移動通信系統(tǒng),是通信與微處理機技術(shù)、程控交換技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物。它集交換、控制、通信于一體,通過無線撥號的方式把一組信道自動最優(yōu)地動態(tài)分配給系統(tǒng)內(nèi)部用戶,最大限度地利用系統(tǒng)資源和頻率資源,降低系統(tǒng)內(nèi)呼損,提高服務(wù)質(zhì)量。由于它具有群呼、組呼、強插、強拆等功能,特別適合于調(diào)度指揮以及應(yīng)急、搶險等場合,并較好地解決了通信頻率合理分配的問題,因而倍受專業(yè)運營管理部門的青睞,被確定為現(xiàn)行鐵路移動通信方式的首選類型。
3結(jié)語
鐵路通信網(wǎng)是保證行車安全、提高運輸效率的有力工具,我國鐵路引入現(xiàn)代通信技術(shù)還不久,對鐵路通信工程建設(shè)還需要一段時間對其了解、分析和試驗,對其中所要注意的問題,特別是技術(shù)問題要認真對待,只有這樣才能為鐵路通信現(xiàn)代化作出貢獻。
參考文獻
[1]梁培超.淺析鐵路通信工程應(yīng)用接入網(wǎng)技術(shù)[J].科技資訊,2008.
[2]毛文鐸.淺析鐵路通信工程應(yīng)用接入網(wǎng)技術(shù)[J].信息科學(xué),2008.
移動GIS中定位通信技術(shù)，是指以GPS技術(shù)為核心的定位系統(tǒng)，其可在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)準確的導(dǎo)航與定位，確保移動GIS的精準定位?；贕PS的定位通信技術(shù)，首先要在移動GIS中設(shè)計GPS接收器，通過接收器接收定位信息，全面收集定位的數(shù)據(jù)信息，GPS能夠準確地處理接收的信息，對照相關(guān)的參數(shù)要求進行設(shè)定，包括通信參數(shù)以及用戶信息設(shè)定，優(yōu)化收集的數(shù)據(jù)信息；然后是穩(wěn)定的連接GPS的接收設(shè)備，便于存儲接收的信息，保存重要的數(shù)據(jù)，重新定義GPS的通信結(jié)果，符合移動GIS的需求；最后是按照移動GIS的指令，規(guī)劃GPS內(nèi)的通信信息，按照系統(tǒng)的時間段接收通信信息，同時采取Ge-tData的方法，優(yōu)化GPSData的變量，保障移動GIS內(nèi)通信數(shù)據(jù)的真實性。
1.2GPRS通信技術(shù)
GPRS通信技術(shù)在移動GIS中，表現(xiàn)出了數(shù)據(jù)與移動通信的融合應(yīng)用。在原有GSM的基礎(chǔ)上，增加系統(tǒng)通信的節(jié)點，接入數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，組成系統(tǒng)的GPRS通信，為移動GIS通信提供高效率的數(shù)據(jù)服務(wù)，同時還能準確地掌握通信資費，用戶利用GPRS，實現(xiàn)移動式的通信，隨時隨地都可接入數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，同時保障移動GIS通信的服務(wù)性。移動GIS中的GPRS通信技術(shù)的發(fā)展速度非?？?，目前比較常用的是3G和4G制式，促使移動GIS通信能夠適應(yīng)現(xiàn)代通信的領(lǐng)域。GPRS通信技術(shù)中的數(shù)據(jù)傳輸速度非?？?，其可以分組的形式實現(xiàn)數(shù)據(jù)連接，確保移動GIS數(shù)據(jù)在GSM覆蓋的領(lǐng)域內(nèi)傳送，能夠靈活地接入到互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)。GPRS通信技術(shù)使移動GIS進入了無線傳輸?shù)臅r代，依賴于分組交換技術(shù)，最大化地傳輸移動資源，而且基本不會延誤移動GIS中數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩哂腥珪r在線的優(yōu)勢。
2移動GIS中的端口服務(wù)技術(shù)
移動GIS中的端口服務(wù)技術(shù)，主要體現(xiàn)在服務(wù)端口和移動終端兩個部分，支持移動GIS的通信運行。服務(wù)端口的通信技術(shù)，用于處理客戶端傳入的數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)申請、即時消息等，同時利用服務(wù)端口實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的功能，如：動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)、數(shù)據(jù)分發(fā)、即時消息等，根據(jù)服務(wù)端的通信協(xié)議，安排數(shù)據(jù)信息的有序進行，防止移動GIS服務(wù)端出現(xiàn)數(shù)據(jù)堵塞或漏發(fā)的問題，服務(wù)端通信有對應(yīng)的分區(qū)，不同屬性的數(shù)據(jù)在傳輸后會自動進入到對應(yīng)的存放區(qū)，如：DataPreloadUser039、User100、User190……此存放區(qū)代表了數(shù)據(jù)預(yù)裝目錄，每個移動GIS用戶均對應(yīng)有固定的服務(wù)通信存放區(qū)，維護數(shù)據(jù)通信的路徑。移動終端及移動GIS的客戶端，客戶端通信技術(shù)相對比較復(fù)雜，因為移動GIS客戶的需求不同，所以通信屬性存在多樣化的差別，客戶端通信采取多項并聯(lián)的方式，其可在同一時間內(nèi)實現(xiàn)申請、發(fā)送與接收等多個通信模式，滿足了客戶對移動GIS的通信需求。
3移動GIS應(yīng)用中的通信發(fā)展
（1）移動GIS中的通信發(fā)展，應(yīng)該解決通信硬件的制約問題，促使硬件能夠滿足移動GIS的需求，保障硬件能夠承載移動GIS中的通信技術(shù)，全面落實先進技術(shù)的應(yīng)用。由于移動GIS所處的數(shù)據(jù)環(huán)境十分復(fù)雜，所以硬件成為通信技術(shù)發(fā)展的重要設(shè)備，其可維護移動GIS通信的穩(wěn)定性，優(yōu)化移動GIS的通信環(huán)境。
（2）通信技術(shù)在移動GIS中提出了智能化的建設(shè)，按照不同標準的通信模式，研發(fā)具有智能特性的通信技術(shù)，滿足移動GIS中的多制式需求，促使移動GIS通信的過程中，能夠主動監(jiān)督數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂剑乐箶?shù)據(jù)被盜取，還能杜絕數(shù)據(jù)惡意更改的行為，加強通信數(shù)據(jù)安全控制的力度。
（3）移動GIS通信技術(shù)受到無線網(wǎng)絡(luò)的影響，限制了通信的范圍，導(dǎo)致移動GIS依賴于無線網(wǎng)絡(luò)的空間位置。移動GIS在未來通信的過程中，應(yīng)該打破空間限制，不能僅限于無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的位置，嘗試不同的通信方式，安排操作系統(tǒng)的實踐應(yīng)用，由此既可以優(yōu)化移動GIS的通信條件，又可以保障移動GIS的靈活性，適應(yīng)復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，消除通信中的固定性以及環(huán)境差異，提高移動數(shù)據(jù)資源的利用效率。
(一)復(fù)用技術(shù)
光傳輸系統(tǒng)中，要提高光纖帶寬的利用率，必須依靠多信道系統(tǒng)。常用的復(fù)用方式有：時分復(fù)用(TDM)、波分復(fù)用(WDM)、頻分復(fù)用(FDM)、空分復(fù)用(SDM)和碼分復(fù)用(CDM)。目前的光通信領(lǐng)域中，WDM技術(shù)比較成熟，它能幾十倍上百倍地提高傳輸容量。
(二)寬帶放大器技術(shù)
摻餌光纖放大器(EDFA)是WDM技術(shù)實用化的關(guān)鍵，它具有對偏振不敏感、無串?dāng)_、噪聲接近量子噪聲極限等優(yōu)點。但是普通的EDFA放大帶寬較窄，約有35nm(1530～1565nm)，這就限制了能容納的波長信道數(shù)。進一步提高傳輸容量、增大光放大器帶寬的方法有：(1)摻餌氟化物光纖放大器(EDFFA)，它可實現(xiàn)75nm的放大帶寬；(2)碲化物光纖放大器，它可實現(xiàn)76nm的放大帶寬；(3)控制摻餌光纖放大器與普通的EDFA組合起來，可放大帶寬約80nm；(4)拉曼光纖放大器(RFA)，它可在任何波長處提供增益，將拉曼放大器與EDFA結(jié)合起來，可放大帶寬大于100nm。
(三)色散補償技術(shù)
對高速信道來說，在1550nm波段約18ps(mmokm)的色散將導(dǎo)致脈沖展寬而引起誤碼，限制高速信號長距離傳輸。對采用常規(guī)光纖的10Gbit/s系統(tǒng)來說，色散限制僅僅為50km。因此，長距離傳輸中必須采用色散補償技術(shù)。
(四)孤子WDM傳輸技術(shù)
超大容量傳輸系統(tǒng)中，色散是限制傳輸距離和容量的一個主要因素。在高速光纖通信系統(tǒng)中，使用孤子傳輸技術(shù)的好處是可以利用光纖本身的非線性來平衡光纖的色散，因而可以顯著增加無中繼傳輸距離。孤子還有抗干擾能力強、能抑制極化模色散等優(yōu)點。色散管理和孤子技術(shù)的結(jié)合，凸出了以往孤子只在長距離傳輸上具有的優(yōu)勢，繼而向高速、寬帶、長距離方向發(fā)展。
(五)光纖接入技術(shù)
隨著通信業(yè)務(wù)量的增加，業(yè)務(wù)種類更加豐富。人們不僅需要語音業(yè)務(wù)，而且高速數(shù)據(jù)、高保真音樂、互動視頻等多媒體業(yè)務(wù)也已得到用戶青睞。這些業(yè)務(wù)不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)，用戶接人部分更是關(guān)鍵。傳統(tǒng)的接入方式已經(jīng)滿足不了需求，只有帶寬能力強的光纖接人才能將瓶頸打開，核心網(wǎng)和城域網(wǎng)的容量潛力才能真正發(fā)揮出來。光纖接入中極有優(yōu)勢的PON技術(shù)早就出現(xiàn)了，它可與多種技術(shù)相結(jié)合，例如ATM、SDH、以太網(wǎng)等，分別產(chǎn)生APON、GPON和EPON。由于ATM技術(shù)受到IP技術(shù)的挑戰(zhàn)等問題，APON發(fā)展基本上停滯不前，甚至走下坡路。但有報道指出由于ATM交換在美國廣泛應(yīng)用，APON將用于實現(xiàn)FITH方案。GPON對電路交換性的業(yè)務(wù)支持最有優(yōu)勢，又可充分利用現(xiàn)有的SDH，但是技術(shù)比較復(fù)雜，成本偏高。EPON繼承了以太網(wǎng)的優(yōu)勢，成本相對較低，但對TDM類業(yè)務(wù)的支持難度相對較大。所謂EPON就是把全部數(shù)據(jù)裝在以太網(wǎng)幀內(nèi)傳送的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。現(xiàn)今95％的局域網(wǎng)都使用以太網(wǎng)，所以選擇以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于對IP數(shù)據(jù)最佳的接入網(wǎng)是很合乎邏輯的，并且原有的以太網(wǎng)只限于局域網(wǎng)，而且MAC技術(shù)是點對點的連接，在和光傳輸技術(shù)相結(jié)合后的EPON不再只限于局域網(wǎng)，還可擴展到城域網(wǎng)，甚至廣域網(wǎng)，EPON眾多的MAC技術(shù)是點對多點的連接。另外光纖到戶也采用EPON技術(shù)。
二、光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢
對光纖通信而言，超高速度、超大容量、超長距離一直都是人們追求的目標，光纖到戶和全光網(wǎng)絡(luò)也是人們追求的夢想。
(一)光纖到戶
現(xiàn)在移動通信發(fā)展速度驚人，因其帶寬有限，終端體積不可能太大，顯示屏幕受限等因素，人們依然追求陸能相對占優(yōu)的固定終端，希望實現(xiàn)光纖到戶。光纖到戶的魅力在于它有極大的帶寬，它是解決從互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)到用戶桌面的“最后一公里”瓶頸現(xiàn)象的最佳方案。隨著技術(shù)的更新?lián)Q代，光纖到戶的成本大大降低，不久可降到與DSL和HFC網(wǎng)相當(dāng)，這使FITH的實用化成為可能。據(jù)報道，1997年日本NTT公司就開始發(fā)展FTTH，2000年后由于成本降低而使用戶數(shù)量大增。美國在2002年前后的12個月中，F(xiàn)TTH的安裝數(shù)量增加了200％以上。在我國，光纖到戶也是勢在必行，光纖到戶的實驗網(wǎng)已在武漢、成都等市開展，預(yù)計2012年前后，我國從沿海到內(nèi)地將興起光纖到戶建設(shè)?？梢哉f光纖到戶是光纖通信的一個亮點，伴隨著相應(yīng)技術(shù)的成熟與實用化，成本降低到能承受的水平時，F(xiàn)TTH的大趨勢是不可阻擋的。
(二)全光網(wǎng)絡(luò)
傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了節(jié)點間的全光化，但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點處仍用電器件，限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康奶岣撸虼苏嬲娜饩W(wǎng)絡(luò)成為非常重要的課題。全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點代替電節(jié)點，節(jié)點之間也是全光化，信息始終以光的形式進行傳輸與交換，交換機對用戶信息的處理不再按比特進行，而是根據(jù)其波長來決定路由。全光網(wǎng)絡(luò)具有良好的透明性、開放性、兼容性、可靠性、可擴展性，并能提供巨大的帶寬、超大容量、極高的處理速度、較低的誤碼率，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，組網(wǎng)非常靈活，可以隨時增加新節(jié)點而不必安裝信號的交換和處理設(shè)備。當(dāng)然全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展并不可能獨立于眾多通信技術(shù)，它必須要與因特網(wǎng)、ATM網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等相融合。目前全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展仍處于初期階段，但已顯示出良好的發(fā)展前景。從發(fā)展趨勢上看，形成一個真正的、以WDM技術(shù)與光交換技術(shù)為主的光網(wǎng)絡(luò)層，建立純粹的全光網(wǎng)絡(luò)，消除電光瓶頸已成未來光通信發(fā)展的必然趨勢，更是未來信息網(wǎng)絡(luò)的核心，也是通信技術(shù)發(fā)展的最高級別，更是理想級別。
電力線通信簡稱PLC（PowerLineCommunication0）是利用配電網(wǎng)低壓線路傳輸多媒體信號的一種通信方式。在發(fā)送時利用GMSK（高斯濾波最小頻移鍵控）或OFDM（正交頻分多路復(fù)用）調(diào)制技術(shù)將用戶數(shù)據(jù)進行調(diào)制，把載有高頻信息的高頻加載于電流，然后再電力線上傳輸，在接收端先經(jīng)過濾波器將調(diào)制信號取出，再經(jīng)過解調(diào)，就可得到原通信信號，并傳送到計算機或電話，實現(xiàn)信息傳遞。類似的電力線通技術(shù)信早已有所應(yīng)用，電力系統(tǒng)中在中高壓輸電網(wǎng)(35千伏以上)上通過電力載波機利用較低的頻率以較低速率傳送遠動數(shù)據(jù)或話音，就是電力線通信技術(shù)應(yīng)用的主要形式之一，已經(jīng)有幾十年歷史。
PLC接入設(shè)備分局段設(shè)備和用戶端PLC調(diào)制解調(diào)器。局段負責(zé)與內(nèi)部PLC調(diào)制解調(diào)器的通信和與外部網(wǎng)絡(luò)連接。在通信時來自用戶的數(shù)據(jù)進入調(diào)制解調(diào)器后，通過用戶配電線路傳輸?shù)骄侄嗽O(shè)備，局端設(shè)備將信號解調(diào)出來，再轉(zhuǎn)到外部的Internet。該技術(shù)不需要重新布線，在現(xiàn)有低壓配電線路上實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音、和視頻業(yè)務(wù)的承載。終端用戶只需插上電源插座即可實現(xiàn)因特網(wǎng)接入，電視接收、打電話等。同樣電力線通信技術(shù)也可應(yīng)用于其他相關(guān)領(lǐng)域，對于重要場所的監(jiān)控和保護，一直需要投入大量的人力和財力，現(xiàn)在只需利用電源線，用極低的代價更新原有監(jiān)控設(shè)備即可實現(xiàn)實時遠程監(jiān)控。目前電力系統(tǒng)抄表,基本上主要依靠人工抄表完成。人工抄表的準確性、同步性難以保證。同時由于抄表地點分散，表記數(shù)量眾多，所以抄表的工作量巨大。基于電力線路載波(PLC)通信方式的自動抄表裝置，由于不需要重鋪設(shè)通信信道，節(jié)省了施工及線路費用,成為現(xiàn)代電力通訊的首選方式，使得抄表的工作量大大減少。近年來居民小區(qū)及大樓朝智能化發(fā)展，現(xiàn)在的智能化建筑已經(jīng)實現(xiàn)了5A。但是這些不同的系統(tǒng)自動化需要不同的網(wǎng)絡(luò)支持；給建設(shè)和維護網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)帶來了巨大的壓力。借助電力線通信技術(shù)，無論是監(jiān)控、消防、樓宇還是辦公或者通信自動化都可以利用電力線實現(xiàn)，便于管理和擴展。
電力線通信主要優(yōu)勢：
電力線通信有無可比擬的網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)勢，我國擁有全世界排名第二的電力輸電線路，擁有用電用戶超過10億，居民家里誰都離不開電力線；顯然連接這10億用戶的既存電力線是提供上網(wǎng)服務(wù)的巨大物質(zhì)基礎(chǔ)。在廣闊的農(nóng)村地區(qū)，特別是那些電話網(wǎng)絡(luò)不太發(fā)達的地區(qū)，PLC更有用武之地，畢竟電力網(wǎng)規(guī)模之大是任何網(wǎng)都不可比擬的。雖然這些地區(qū)上網(wǎng)短期需求量并不大，市場發(fā)展成熟較慢，但會存在電力線上網(wǎng)先入為主的局面，對PLC的長遠發(fā)展和擴展非常有利。
電力線通信可充分利用現(xiàn)有低壓配電網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，不需要任何新的線路鋪設(shè)，隨意接入，簡單方便的安裝設(shè)備及使用方式，節(jié)約了資源和費用，無需挖溝和穿墻打洞，避免了對建筑物和公共設(shè)施的破壞，同時也節(jié)省了人力，共享互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接，高通訊速率可達141Mbps（將未通過升級設(shè)備可達200Mbps）。PLC調(diào)制解調(diào)器放置在用戶家中，局端設(shè)備放置在樓宇配電室內(nèi)，隨著上游芯片廠商14M產(chǎn)品技術(shù)相對成熟。PLC設(shè)備整體投入不斷下降，據(jù)調(diào)查當(dāng)前14M的PLCModem產(chǎn)品其成本已降到普通的ADSL接入貓相仿的水平，而局端設(shè)備則更便宜。由于一般一個局端拖帶PLC調(diào)制解調(diào)器的規(guī)模為20-30臺，因此隨著用戶的增長，局端設(shè)備可以隨時動態(tài)增加，這一點對于運營商來說，不必在設(shè)備采購初期投入巨大的資金。因此也有寬帶網(wǎng)絡(luò)接入最后一公里最具競爭力的解決方案之稱。
電力線通信的缺點
該技術(shù)存在如下技術(shù)劣勢：（1）缺乏語音壓縮算法，只能進行數(shù)據(jù)壓縮傳輸計算，通話最失真；（2）手機跨基站移動通話常掉線，通訊只能在本基站下進行；（3）每部手機在不恒定的空口無線業(yè)務(wù)信道帶寬的環(huán)境下很難保證正常通話。
WIFI技術(shù)在煤礦企業(yè)的光纖環(huán)網(wǎng)對接和綜合自動化監(jiān)控數(shù)據(jù)的傳輸以及多個網(wǎng)絡(luò)合并的網(wǎng)關(guān)等通信設(shè)備中應(yīng)用非常廣泛，這是因為該技術(shù)以太網(wǎng)傳輸和寬帶數(shù)據(jù)接入功能非常強大，所以適合在煤礦開展寬帶數(shù)據(jù)通信。
第四代移動通信技術(shù)（NGP）NGP技術(shù)具備礦井小靈通通話音質(zhì)好的特性，同時也能發(fā)揮WIFI技術(shù)中的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)勢，通過國際電信聯(lián)盟ITU的標準認證。該技術(shù)能夠提供質(zhì)量好、速率高的多媒體服務(wù)。
在煤礦系統(tǒng)，這項技術(shù)的作用得到了極大發(fā)揮，能夠滿足礦井監(jiān)控、工作人員的位置定位、提供高質(zhì)量的通訊等要求，尤其是它的并網(wǎng)傳輸能力，降低了礦井工作中網(wǎng)絡(luò)通信的成本。將5種技術(shù)具體指標進行對比，。
PHS技術(shù)礦井小靈通是當(dāng)前煤礦通信領(lǐng)域應(yīng)用最廣的無線通信系統(tǒng)，近500家企業(yè)采用，具備強大技術(shù)優(yōu)勢，如語音通話質(zhì)最好、移動切換呼通率高、組網(wǎng)通信規(guī)范嚴格等。2011年，小靈通的原有頻段將讓給3G組網(wǎng)。
分析如下：（1）PHS基站和手機功率小，屬于無線微蜂窩通信體制，基站對3G的網(wǎng)絡(luò)通信影響不大。（2）該技術(shù)基站通過自動調(diào)整可以確保完成在線通話手機的信道頻點無縫實時切換，能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)選擇質(zhì)量最好的頻點重新進行業(yè)務(wù)信道分配。
一些商用3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)較成熟的國家，當(dāng)?shù)豍HS和與DECT系統(tǒng)均能實現(xiàn)與3G網(wǎng)絡(luò)兼容并網(wǎng)，因此可借鑒其先進經(jīng)驗，礦井小靈通通信主要集中在礦井下，對地面3G網(wǎng)絡(luò)信號不產(chǎn)生干擾；且國家無線電管理委員不限制20mW以下的無線微蜂窩通信，因此當(dāng)前礦井普遍采用小靈通在礦井通信中是比較可行的。WiFi無線局域網(wǎng)技術(shù)WiFi技術(shù)系統(tǒng)因其部署和調(diào)度的強大優(yōu)勢，正在逐步取代PHS技術(shù)。
