時間：2023-06-14 09:35:01
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糊眥躺性縣(救當前，郵電行業(yè)為實現(xiàn)“九五計劃和分，包括經(jīng)營管理、業(yè)務管理、生產(chǎn)組織管理、20__年遠景目標，正在加速實現(xiàn)兩個根本性轉(zhuǎn)變。這是一個涉及通信全局的大問題，也是一個系統(tǒng)工程。對于縣(市)郵電局來說，加強郵政通信的管理，以期適應整個經(jīng)濟走向市場化、集約化的客觀要求，從而提高郵政通信網(wǎng)的整體效能，是實現(xiàn)郵政兩個根本性轉(zhuǎn)變的重要措施之一。
一、正確分析縣(市)級郵政通信管理工作的特點，有的放矢開展郵政管理工作縣市級郵政通信處于生產(chǎn)經(jīng)營第一線，是郵政通信的起點和終點。既有生產(chǎn)任務又有經(jīng)濟指標，既有質(zhì)量指標，又有數(shù)量指標，管理工作錯綜復雜。正確分析郵政管理工作特點，隨時掌握郵政生產(chǎn)經(jīng)營的動態(tài)變化，有的放矢地開展郵政通信管理工作，是適應郵政兩個根本轉(zhuǎn)變的前提。目前，縣(市)級郵政通信管理有以下幾個方面特點：
1．郵政通信管理工作的復雜性
(1)管理I作的內(nèi)容繁[找文章還是到文秘站 ，更多原創(chuàng)！注：]多按管理內(nèi)容收端日期：質(zhì)量管理、現(xiàn)場管理、通信服務規(guī)范管理、資金物資管理、安全生產(chǎn)管理、基礎工作管理、設備管理等l0種。按管理層次分，有股室公司、支局班組、臺席班段。按管理強度分，有剛性指標，柔性指標等。
(2)業(yè)務種類多，業(yè)務性強按業(yè)務種類分，主要有函件、包件、快件、特快專遞、機要、報刊發(fā)行、儲蓄、匯兌、集郵等，而每項業(yè)務種類中又細分若干類別．，經(jīng)辦的各類業(yè)務均有詳盡的規(guī)定。
(3)業(yè)務1種多，生產(chǎn)經(jīng)營組織難度大按經(jīng)辦業(yè)務的工種分，有營業(yè)、投遞、封發(fā)、分發(fā)、郵件接發(fā)、郵件運輸?shù)?。除生產(chǎn)型工種外，管理型的工種有業(yè)務管理和查詢、匯兌檢查、儲蓄事后監(jiān)督等。在生產(chǎn)經(jīng)營中，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將影響郵政通信質(zhì)量以致成為通信事故。因而要做到全程全阿密切配合．上一環(huán)為下一環(huán)服務，下一環(huán)為上一環(huán)把關，形成嚴密的組織管理系統(tǒng)。
2．郵政業(yè)務管理的法規(guī)性
(1)業(yè)務法律性強郵政通信全程全網(wǎng)，聯(lián)合作業(yè)，必須用法律來保障國家機關、團體，以及人民群眾的郵政通信。郵政主管部門必須按郵政法、刑法及相關法規(guī)來制訂郵政通信發(fā)展及服務方針，為郵政工作的正常進行提供法律保障保護用戶的用郵權利，調(diào)整郵政企業(yè)與用戶之間的法律關系，使郵政工作人員處理郵件業(yè)務做到有章可循。
(2)業(yè)務規(guī)范性強郵政通信必須遵照
各類業(yè)務處理規(guī)則、規(guī)定、通知、通令及地方權力機構(gòu)制定的地方性法則和規(guī)范性文件，如郵件禁寄限寄規(guī)定、郵件規(guī)格標準價格儲蓄利息標準等
(3)郵政通信時限性強郵政業(yè)務的時限處理規(guī)則規(guī)定：郵件按種類分先后次序處理；各類郵件寄達各地最大全程時限；各類郵件進局的最大處理時限及投遞時限；符合哪一級時限標準才能經(jīng)辦哪些業(yè)務等。
(4)郵件規(guī)格標準高為適應自動化分揀以及運輸投遞、查詢等，對各類郵件明確規(guī)定重量、大小、書寫、封裝、封發(fā)規(guī)格標準。
3．郵政通信的社會服務性
郵政通信是服務性行業(yè)，優(yōu)質(zhì)服務是郵政部門的出發(fā)點和歸宿(1)社會服務的廣泛性從辦理郵政業(yè)務的社會服務面來看，有社會的各階層，如干部、工人、農(nóng)民、學生、軍隊等。
(2)社會服務的滲透性郵政通信已成為人們不可缺少的、無法由其他通信方式和部門取代的通信手段，它與人們的生活工作、學習、娛樂、交往息息相關因此，郵政部門應努力創(chuàng)造一個舒適清新的服務環(huán)境．運
用現(xiàn)代的服務設施、使用規(guī)范的服務用語、嚴格遵照操作標準和規(guī)范．努力為社會服務，樹立良好的企業(yè)形象。
4．郵政業(yè)務的市場競爭性
國家通過法律賦予郵政企業(yè)對某些特定業(yè)務享有獨家專營的權利隨著社會主義市場經(jīng)濟的建立，許多郵政業(yè)務已進入市場競爭，例如特快專遞、儲蓄、報刊發(fā)行、商包等因此．郵政部門必須加強經(jīng)營管理．轉(zhuǎn)換經(jīng)營
機制．增強競爭意識，參與競爭，在競爭中求生存和發(fā)展。
5．郵政通信物資資金的流通性
郵政通信在很大程度上是實現(xiàn)物資的空間轉(zhuǎn)移、資金的社會流通。一是物資在空間轉(zhuǎn)移中工作環(huán)節(jié)多、物資品種多包裝各異、運輸方式各異存放條件各異；二是經(jīng)辦儲蓄匯兌、報刊發(fā)行等業(yè)務的資金流量大，且資金流動中每時每刻都發(fā)生動態(tài)變化如橙滋局1995年郵政業(yè)務資金達2億元以上．業(yè)務收入達450萬余元，三是郵政生產(chǎn)人員都與資盤金、物資打交道，物資資金的管理成為郵政通信管理總之，縣(市)級郵政通信管理工作錯綜復雜，工作量大，管理難度大。我們面臨的問題是：如何規(guī)范郵政通信管理，理順各方面關系，使繁雜的郵政通信管理達到標準化、程序化規(guī)范化，變事后管理為事前管理，熟練掌握生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)節(jié)，爭取管理工作的主動，以適應日益多層次、多樣化的社會需求，達到提高郵政通信質(zhì)量和經(jīng)濟效益的目的二、建立郵政通信標準化、程序化、規(guī)范化管理體系，最大限度地調(diào)動和激發(fā)全網(wǎng)的綜合通信能力為了適應經(jīng)濟發(fā)展對郵政通信多層次、[文章來源于=文秘站 =站-幫您找文章，12小時內(nèi)解決您的文章需求注：]．多樣化的需求，不斷滿足用戶對郵政服務功髓、服務水平和質(zhì)量等方面越來越高的要求，提高郵政通信整體素質(zhì)和效益，正確處理管理與效益，管理與發(fā)展的辯證關系，郵政部門在擴大外延增長方式的同時，十分重視擴大內(nèi)涵增長方式，以管理促發(fā)展，向管理要效益．建立郵政通信標準化，程序 化、規(guī)范化管理體系，通過科學的管理轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力，最大限度地調(diào)動和激發(fā)全網(wǎng)的綜臺通信能力
1．縣(市)級郵政通信標準化建設．是郵政通信管理工作的起點郵政通信管理標準化是管理工作和生產(chǎn)
第1期楊昌柏提高縣(市)級郵政通信管理水平適應兩個根本轉(zhuǎn)變操作的行為規(guī)范。制訂郵政通信管理標準，使郵政通信生產(chǎn)做到有章可依，有標準可考核，是郵政通信管理工作的起點，是實施郵政通信標準化建設中十分重要的管理環(huán)節(jié)。
(1)縣(市)衄郵政通信標準化建設的目
的縣(市)級郵政通信管理標準化以郵政業(yè)
務規(guī)章制度為基礎，根據(jù)各類業(yè)務的生產(chǎn)環(huán)
節(jié)制訂操作規(guī)程，達到統(tǒng)一、簡化、高質(zhì)、高效
的目的。
(2)縣(市)級郵政通信標準化建設的分
類縣(市)級郵政通信管理標準化建設內(nèi)容
繁多，大致可分為兩大類，一類屬通信管理
類，為管理工作行為規(guī)范，另一類屬通信生產(chǎn)
類，為通信生產(chǎn)操作行為規(guī)范。通信管理標準
分為業(yè)務管理經(jīng)營管理、生產(chǎn)組織管理、質(zhì)
量管理、通信服務管理、基礎管理標準等，通
信生產(chǎn)操作標準是各項業(yè)務生產(chǎn)過程中各環(huán)
節(jié)的規(guī)范。
(3)縣(市)級郵政標準化建設的要求
郵政通信管理標準要根據(jù)縣(市)級郵政通信
的特點，本著從實際出發(fā)的態(tài)度來制訂。第
一
，要適應市場經(jīng)擠的要求，對競爭性業(yè)務要
以市場為導向，采用靈活經(jīng)營的辦法。第二，
要重視社會服務水平的提高，把改善服務、樹
立良好的企業(yè)形象作為發(fā)展業(yè)務的原動力。
第三，要建立嚴格的資金物資管理標準，并納
入管理工作的重要議事日程。第四，要重視生
產(chǎn)中各工序各環(huán)節(jié)的銜接，確保郵政通信迅
速準確安全、方便。在標準制訂中要做到三
全，即：①項目全，管理標準與生產(chǎn)操作標準
并重，管理標準是為生產(chǎn)操作標準服務的．生
產(chǎn)操作標準是管理標準的重要組成部分i②
業(yè)務種類全，各項業(yè)務有標準可依；③操作環(huán)
節(jié)全，操作大約可分為三個環(huán)節(jié)，如操作前期
準備環(huán)節(jié)，操作主要環(huán)節(jié)、操作善后環(huán)節(jié)等。
標準的制訂要簡便易行，可操作性強，既要避
免不切合實際的生搬硬套，又要符合業(yè)務規(guī)
章制度的基本原則。
(4)縣(市)衄郵政通信標準化建設必須
注意的問題
①郵政通信管理標準的制訂要抓住主要
方面和主要環(huán)節(jié)。
@標準的制訂要可操作性強，應在生產(chǎn)
實踐中反復實驗，使之科學合理。
⑤標準的制訂必須量化，便于綜合考核。
量化要注意突出重點，綜合平衡，通過量化考
核，能如實反映事物的真實面目和內(nèi)容。
④標準要在執(zhí)行中反復修訂，不斷提高，
以利于提高操作人員的業(yè)務能力和管理人員
的管理水平，促進郵政通信整體素質(zhì)的提高。
2、縣(市)級郵政通信程序化管理，是郵
政通信管理工作的優(yōu)化
縣(市)級郵政通信管理標準化建設是實
施郵政通信程序化管理的基礎。郵政通信程
序化管理是把種類齊全的各類管理標準，按
通信生產(chǎn)的規(guī)律和通信管理的特點，以最優(yōu)
順序排列組合，達到優(yōu)化管理工作和生產(chǎn)環(huán)
節(jié)，形成郵政管理和生產(chǎn)操作規(guī)律，避免管理
工作和生產(chǎn)操作的盲目性。
縣(市)級郵政通信程序化管理內(nèi)容很
多，大約可分為兩大類。
一是郵政通信生產(chǎn)的操作程序。把操作
標準有序進行排列，l例如郵政營業(yè)人員的班
前準備操作程序是：①檢查營業(yè)室安全設施；
@打掃清潔衛(wèi)生，③整理臺席、用品用具及業(yè)
務單冊按定址定位標準擺放整齊；④備足零
錢和出售票品，⑤開門迎接頤客。各項業(yè)務在
操作過程中也應按大的環(huán)節(jié)編入程序。
二是郵政通信管理的工作程序。把郵政
管理工作編入程序，根據(jù)各項管理的特點和
時限性，認真分析后進行程序設計。例如，郵
政通信的質(zhì)量管理部分確定了全年季度、
月、天應實施的工作程序。栓滋局擬定全年郵
政管理文秘站 工作實施3個匯審、3個大檢查3個
會議、4個通報：3個匯審即，1月集郵預訂工
作業(yè)務資金匯審，2月報刊發(fā)行業(yè)務資金匯
審，5月儲匯資金業(yè)務匯審；3個大檢查即，4
月、1O月儲匯資金業(yè)務檢查，6月投遞工作檢
38湖北郵電技術
查；3個會議即，年初郵政工作會議．8月投遞
工作會議，9月發(fā)行工作會議；4個通報即．按
季投遞員營銷工作通報．按季投遞員排單管
理通報，按月郵件規(guī)格質(zhì)量通報，按月儲匯業(yè)
務質(zhì)量檢查稽核通報
以上檢查、匯審均形成定型管理量化標
準，會議和通報均形成一定形式和格局。這
樣．把郵政通信質(zhì)量管理從大的方面引入了
程序管理，有效地控制了通信質(zhì)量，確保了業(yè)
務資金物資的安全?！?/p>
3．縣(市)級郵政通信規(guī)范化管理，是郵
政管理工作的核心
縣(市)級郵政通信規(guī)范化管理建立在標
準化、程序化管理之上，使標準化、程序化管
理在日常操作中得以準確的貫徹實施郵政
通信規(guī)范化管理是整個郵政通信管理工作的
核心問題，是整個管理工作成敗的關鍵。
(1)郵政通信規(guī)范化管理必須做到制度
化、經(jīng)常化管理制度化包含兩層意思。一是
健全規(guī)章制度，明確工作職責；二是按制度實
施職責。堅持標準、持之以恒必須貫穿在管理
工作和業(yè)務操作中。如松滋局每月初召開郵
政通信生產(chǎn)倒會，總結(jié)上月生產(chǎn)經(jīng)營情況及
存在問題，安排布置本月生產(chǎn)經(jīng)營活動。叉如
所屬生產(chǎn)班組及支局，每日早上現(xiàn)場管理，檢
查人員就位簽到。支局、班組每月一次講評會
和經(jīng)濟質(zhì)量分析會等，都達到了有效管理的
目的。
(2)郵政通信規(guī)范化管理必須加強日常
的監(jiān)昔工作
①郵政通信規(guī)范化監(jiān)管要自上而下形成
體系必須建立各層次監(jiān)管機構(gòu)，配齊人員，
并明確本文來自文秘站 職責；監(jiān)管工作要形成制度化，經(jīng)常
化．充分發(fā)揮兼職監(jiān)管人員的作用，加強對兼
職監(jiān)管人員履行職責的考核。
@加強監(jiān)督和業(yè)務部門的監(jiān)管職能監(jiān)
管的形式主要有：日常檢查、突襲檢查、大檢
查、匯審檢查綜合評審(根據(jù)大檢查評分、匯
審評分和日常稽查記錄對各單位進行專業(yè)管
理綜合評價)。
③總結(jié)表彰，獎懲兌現(xiàn)，鼓勵先進，鞭策
后進要應用經(jīng)濟杠桿獎優(yōu)罰劣。通信生產(chǎn)
實行轉(zhuǎn)軌變型，變單純的生產(chǎn)服務型為經(jīng)營
服務型，把業(yè)務操作與市場緊密結(jié)合起來，接
受市場的檢驗，把執(zhí)行操作規(guī)程規(guī)范變成每
個操作者的自覺行為。
三、縣(市)級郵政通信管理工
作的兩點建議
I．重視管理人才的培養(yǎng)
郵政通信專業(yè)性強、要求高，而管理人才
缺乏，不適應郵政通信管理工作要求。有計
劃、有步驟地培養(yǎng)現(xiàn)代化郵政專業(yè)管理干部
已成為當務之急。采取各種教育形式培養(yǎng)有
現(xiàn)代化管理知識、懂業(yè)務、會管理、有創(chuàng)業(yè)精
神的一大批郵政專業(yè)管理干部，已成為郵政
通信實現(xiàn)兩個根本轉(zhuǎn)變的首要任務。
2．加大對郵政通信設備和管理設施的投
人
郵政通信要采用專業(yè)化，集團化經(jīng)營方
式，使經(jīng)營管理電子化、生產(chǎn)操作機械化自動
化，努力改善郵政通信生產(chǎn)和工作環(huán)境，適應
日益增長的業(yè)務發(fā)展需要。
總而言之，縣(市)級蝦政通信標準化、程
序化、規(guī)范化管理，是通過提高生產(chǎn)要紊的使
用效率和合理構(gòu)成來實現(xiàn)的經(jīng)濟增長方式，
是克服其重視通信能力發(fā)展和企業(yè)外部開
中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）29-0300-01
一、背景
為規(guī)范運行，加強溝通協(xié)調(diào)，充分挖掘現(xiàn)有設備保障能力，民航空管各級部門紛紛建立了適于本地的設備運行信息管理系統(tǒng)或設備運行電子值班系統(tǒng)。民航局空管局也建設了設備運行監(jiān)控電子值班系統(tǒng)和設備集中監(jiān)控系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的建立有力地提升了各地的運行保障能力和上下級間的協(xié)調(diào)工作能力。
但對各系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息進行分析和交互的過程中，我們可發(fā)現(xiàn)了存在以下不足：
1、空管設備分類標準不完善。現(xiàn)有的設備分類通常參考民航局的電信人員執(zhí)照管理規(guī)定中執(zhí)照所對應設備的分類標準，且分類比較粗，只能初步定為到設備，不能定位到部件、模塊、元器件。
2、空管設備故障分類分級不健全?？展茉O備故障的分類分級標準采用民航局空管局于2008年下發(fā)的《空管設備故障分類等級標準（試行）》（以下簡稱《故障分類標準》），但隨著空管設備種類不斷增加，分類需要補充完善。原有的故障分類標準中故障分類只定義到設備級，隨著故障分析的深入，需要故障能定位到部件、板件甚至元件。
3、故障信息描述指標不完善。在《故障分類標準》中規(guī)定了故障信息數(shù)據(jù)的組成包括設備系統(tǒng)種類、設備配置屬性、設備故障技術分類、設備故障影響評估分級、設備故障部件屬性和其它相關屬性等信息段。但對于故障信息描述，這些屬性信息不夠全面、規(guī)范，增加了建立數(shù)據(jù)分析模型的難度，不利于深入挖掘利用設備故障數(shù)據(jù)，總結(jié)維護維修經(jīng)驗，形成科學全面的運行態(tài)勢分析報告。
4、無線電干擾分類分級規(guī)范仍為空白。目前電磁環(huán)境日益復雜，無線電干擾對民航設備正常工作的影響也日益加大，但至今空管系統(tǒng)沒有對無線電干擾分類分級的定義與標準。
5、設備停機數(shù)據(jù)分類無標準。大量的停機數(shù)據(jù)如果沒有統(tǒng)一的規(guī)范，既不利于用戶單位查閱，也不利于設備運保單位對設備的維護狀態(tài)的統(tǒng)計分析。
上述是由于缺乏統(tǒng)一的設備運行數(shù)據(jù)分類規(guī)范，各個系統(tǒng)往往基于本地，甚至本單位的業(yè)務工作設計開發(fā)，數(shù)據(jù)分類不全，方法各種各樣。“十二五”期間，民航空管系統(tǒng)將開展全國范圍的設備運維系統(tǒng)建設工作，并對集中監(jiān)控系統(tǒng)進行升級，這些系統(tǒng)建設后，各地運行數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通、上傳下達、統(tǒng)計分析將成為進一步提升設備運行保障能力的關鍵；而使用統(tǒng)一規(guī)范的設備運行數(shù)據(jù)分類標準，是保證各地方各系統(tǒng)順暢互聯(lián)和有效統(tǒng)計分析的必備條件。因此，建立空管設備運行數(shù)據(jù)分類規(guī)范勢在必行，且應盡早實施。
二、空管設備運行數(shù)據(jù)規(guī)范化研究內(nèi)容
空管設備運行數(shù)據(jù)化規(guī)范的研究應至少包括設備分類規(guī)范、故障分類分級規(guī)范、無線電干擾分類分級規(guī)范、設備停機維護數(shù)據(jù)分類規(guī)范等內(nèi)容。
1、設備分類規(guī)范。將目前空管設備進行分類，同時建立統(tǒng)一規(guī)范的設備模型，給出設備模塊級、板件級分類規(guī)范，即同廠家同型號的設備其模塊級組件，以及組成模塊的板件信息規(guī)范化。
2、故障分類分級。依托設備分類，實現(xiàn)將故障信息定位至板件級或元件級，細化故障分類，便于分類統(tǒng)計和分析總結(jié)。
3、備件和元器件的分類。建立與設備相關又獨立的備件、元器件分類規(guī)范。便于備件的規(guī)范管理。
4、無線電干擾分類分級。根據(jù)干擾發(fā)生地、干擾程度、干擾特征、干擾對管制運行產(chǎn)生的影響等判斷標準對干擾信息進行歸類描述。
5、設備運行基礎信息統(tǒng)計規(guī)范。包括設備臺站名稱、設備位置、設備用途、故障分類、故障分級等設備運行基礎信息，規(guī)范基礎信息包括的內(nèi)容和格式，制定統(tǒng)一的命名規(guī)則。
6、設備停機維護數(shù)據(jù)分類規(guī)范。對于大中型空管單位，每天有許多設備停機維護在實施，需合理規(guī)范停機信息，準確停機信息。
7、建立接口標準，定義各業(yè)務系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換格式與基礎數(shù)據(jù)規(guī)范。
三、空管設備運行數(shù)據(jù)規(guī)范化研究舉例
以空管設備分類為例說明空管設備運行數(shù)據(jù)規(guī)范化研究的內(nèi)容?？展茉O備可以采取以下分類方案：（表1）
設備分類需說明的事項：
1、空管設備根據(jù)設備提供的功能不同來分類，共分為“通信、導航、監(jiān)視、輔助、信息、其它”6大類。
2、“通信類”設備包括各種地地、地空通信設備、語音及數(shù)據(jù)信息的傳輸和交換設備、語音及數(shù)據(jù)信息的記錄設備。根據(jù)設備的功能不同又分為：甚高頻地空通信系統(tǒng)、高頻地空通信系統(tǒng)、地空數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（上述3類設備實現(xiàn)地空的信息交互）、語音通信交換系統(tǒng)、自動轉(zhuǎn)報系統(tǒng)（上述2類設備實現(xiàn)信息的交換）、地面通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)（上述2類設備實現(xiàn)信息的傳輸）、記錄系統(tǒng)（此類設備實現(xiàn)信息的記錄）。
“導航類”設備包括各種為飛行器提供導航定位信息的地面設備。根據(jù)設備的功能及技術不同分為全向信標、測距設備、無方向性信標、指點信標、航向信標、下滑信標、衛(wèi)星導航地面設備。
“監(jiān)視類”設備包括各種飛行目標探測、飛行計劃處理和綜合監(jiān)視信息顯示系統(tǒng)。根據(jù)設備的功能及技術不同分為自動化系統(tǒng)、一次雷達、二次雷達、場面監(jiān)視雷達系統(tǒng)、自動相關監(jiān)視、多點相關定位系統(tǒng)。
“輔助類”設備包括各種動力、時鐘、防雷等輔助設備。根據(jù)設備的功能不同分為不間斷電源系統(tǒng)、油機、配電設施、時鐘系統(tǒng)、防雷設施。
“信息類”設備包括各種為提高空中交通管制工作質(zhì)量和工作效率而研制開發(fā)的，直接面向管制部門的，為安全生產(chǎn)服務的，未包括在上述通信類、導航類、監(jiān)視類、輔助類中的信息輔助系統(tǒng)。根據(jù)設備的功能不同分為塔臺輔助信息、區(qū)管輔助信息、飛行計劃處理、流量管理、協(xié)同決策系統(tǒng)。
“其它類”設備指各種不包含在上述分類、但保障部門為方便管理而錄入的設備。根據(jù)設備的功能不同分為電子值班系統(tǒng)、集中監(jiān)控系統(tǒng)、雜項。
3、“通信、導航、監(jiān)視”類設備為局方要求須申請開放備案的主體空管設備。
4、“信息類設”備包含F(xiàn)IPS、TOMS、CDM、流量管理、SIPDS（第四網(wǎng)）等管制信息應用系統(tǒng)，這類設備在現(xiàn)實應用中地位越來越重要，但不須向局方申請開放備案，故將信息設備作為獨立一類與通信、導航、監(jiān)視并行的分類。
5、“其它類”設備主要是不納入設備信息通報要求的非安全生產(chǎn)、但屬于技術保障部門維護的系統(tǒng)設備。
在許多基于單片機的應用系統(tǒng)中，系統(tǒng)需要實現(xiàn)遙控功能，而紅外通信則是被采用較多的一種方法。紅外通信具有控制簡單、實施方便、傳輸可靠性高的特點，是一種較為常用的通信方式。紅外線通信是一種廉價、近距離、無線、低功耗、保密性強的通訊方案，主要應用于近距離的無線數(shù)據(jù)傳輸，也有用于近距離無線網(wǎng)絡接入。從早期的IRDA規(guī)范（115200bps）到ASKIR（1.152Mbps)，再到最新的FASTIR（4Mbps），紅外線接口的速度不斷提高，使用紅外線接口和電腦通信的信息設備也越來越多。紅外線接口是使用有方向性的紅外線進行通訊，由于它的波長較短，對障礙物的衍射能力差，所以只適合于短距離無線通訊的場合，進行"點對點"的直線數(shù)據(jù)傳輸，因此在小型的移動設備中獲得了廣泛的應用。
一、紅外通信的基本原理
紅外通信是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，即通信信道。發(fā)送端將基帶二進制信號調(diào)制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號。接收端將接收到的光脈轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)過放大、濾波等處理后送給解調(diào)電路進行解調(diào)，還原為二進制數(shù)字信號后輸出。常用的有通過脈沖寬度來實現(xiàn)信號調(diào)制的脈寬調(diào)制（PWM）和通過脈沖串之間的時間間隔來實現(xiàn)信號調(diào)制的脈時調(diào)制（PPM）兩種方法。
簡而言之，紅外通信的實質(zhì)就是對二進制數(shù)字信號進行調(diào)制與解調(diào)，以便利用紅外信道進行傳輸；紅外通信接口就是針對紅外信道的調(diào)制解調(diào)器。
二、紅外通訊技術的特點
紅外通訊技術是目前在世界范圍內(nèi)被廣泛使用的一種無線連接技術，被眾多的硬件和軟件平臺所支持：
⑴通過數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉(zhuǎn)換實現(xiàn)無線的數(shù)據(jù)收發(fā)；
⑵主要是用來取代點對點的線纜連接；
⑶新的通訊標準兼容早期的通訊標準；
⑷小角度（30度錐角以內(nèi)），短距離，點對點直線數(shù)據(jù)傳輸，保密性強；
⑸傳輸速率較高，目前4M速率的FIR技術已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術已經(jīng)。
三、紅外數(shù)據(jù)通訊技術的用途
紅外通訊技術常被應用在下列設備中：
⑴筆記本電腦、臺式電腦和手持電腦；
⑵打印機、鍵盤鼠標等計算機設備；
⑶電話機、移動電話、尋呼機；
⑷數(shù)碼相機、計算器、游戲機、機頂盒、手表；
⑸工業(yè)設備和醫(yī)療設備；
⑹網(wǎng)絡接入設備，如調(diào)制解調(diào)器。
四、紅外數(shù)據(jù)通訊技術的缺點
⑴通訊距離短，通訊過程中不能移動，遇障礙物通訊中斷；
⑵目前廣泛使用的SIR標準通訊速率較低（115.2kbit/s）；
⑶紅外通訊技術的主要目的是取代線纜連接進行無線數(shù)據(jù)傳輸，功能單一，擴展性差。
五、紅外通信技術對計算機技術的沖擊
紅外通信標準有可能使大量的主流計算機技術和產(chǎn)品遭淘汰，包括歷史悠久的調(diào)制解調(diào)器。預計，執(zhí)行紅外通信標準即可將所有的局域網(wǎng)(LAN)的數(shù)據(jù)率提高到10Mb/s。
紅外通信標準規(guī)定的發(fā)射功率很低，因此它自然是以電池為工作電源的標準。目前，惠普移動計算分公司正在開發(fā)內(nèi)置式端口，所有擁有支持紅外通信標準的筆記本計算機和手持式計算機的用戶，可以把計算機放在電話機的旁邊，遂行高速呼叫，可連通本地的因特網(wǎng)。由于電話機、手持式計算機和紅外通信連接全都是數(shù)字式的，故不需要調(diào)制解調(diào)器。
紅外通信標準的廣泛兼容性可為PC設計師和終端用戶提供多種供選擇的無電纜連接方式，如掌上計算機、筆記本計算機、個人數(shù)字助理設備和桌面計算機之間的文件交換；在計算機裝置之間傳送數(shù)據(jù)以及控制電視、盒式錄像機和其它設備。
六、紅外通信技術開辟數(shù)據(jù)通信的未來
目前，符合紅外通信標準要求的個人數(shù)字數(shù)據(jù)助理設備、筆記本計算機和打印機已推向市場，然而紅外通信技術的潛力將通過個人通信系統(tǒng)(PCS)和全球移動通信系統(tǒng)(GSM)網(wǎng)絡的建立而充分顯示出來。由于紅外連接本身是數(shù)字式的，所以在筆記本計算機中不需要調(diào)制解調(diào)器。便攜式PC機有一個任選的擴展插槽，可插入新式PCS數(shù)據(jù)卡。PCS數(shù)據(jù)卡配電話使用，建立和保持對無線PCS系統(tǒng)的連接；擴展電纜的紅外端口使得在PCS電話系統(tǒng)和筆記本計算機之間容易實現(xiàn)無線通信。由于PCS、數(shù)字電話系統(tǒng)和筆記本計算機之間的連接是通過標準的紅外端口實現(xiàn)的，所以PCS數(shù)字電話系統(tǒng)可在任何一種PC機上使用，包括各種新潮筆記本計算機以及手持式計算機，以提供紅外數(shù)據(jù)通信。而且，由于該系統(tǒng)不要求在計算機中使用調(diào)制解調(diào)器，所以過去不可能維持高性能PC卡調(diào)制解調(diào)器運行所需電壓的手持式計算機，現(xiàn)在也能以無線方式進行通信。紅外通信標準的開發(fā)者還在設想在機場和飯店等地點使用步行傳真機和打印機，在這些地方，掌上計算機用戶可以利用這些外設而勿需電纜。銀行的ATM(柜員機)也可以采用紅外接口裝置。
預計在不久的將來，紅外技術將在通信領域得到普遍應用，數(shù)字蜂窩電話、尋呼機、付費電話等都將采用紅外技術。紅外技術的推廣意味著膝上計算機用戶不用電纜連接的新潮即將到來。由于紅外通信具有隱蔽性，保密性強，故國外軍事通信機構(gòu)歷來重視這一技術的開發(fā)和應用。這一技術在軍事隱蔽通信，特別是軍事機密機構(gòu)、邊海防的端對端通信中將發(fā)揮出重要的作用。正如前面所述，它還將對計算機技術產(chǎn)生沖擊，對未來數(shù)據(jù)通信產(chǎn)生重大影響。
參考文獻：
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隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展以及航空技術的大力發(fā)展，我國民航事業(yè)獲得了較大的發(fā)展。隨之而來的是，人們對民航飛行的安全越來越重視。而飛行校驗的作用主要在于對民航通信導航監(jiān)視設備的空間信號質(zhì)量進行有效的檢測，并對相應的系統(tǒng)功能進行校準，以此來確保民航飛行的安全。因此，對民航通信導航監(jiān)視設備校飛方案的有效性進行探討已成為當前研究的重要課題之一。
一、民航通信導航監(jiān)視設備校飛的種類
所謂“飛行校驗”是指，根據(jù)相關的飛行校驗規(guī)范，并使用飛行校驗飛機來對通信導航監(jiān)視設備的空間質(zhì)量進行檢測和評估的過程。目前，民航通信導航監(jiān)視設備校飛的種類有很多。一般而言，其種類主要包括四種，即投產(chǎn)校驗、監(jiān)視性校驗、定期校驗以及特殊校驗。其中，投產(chǎn)校驗的目的是為了獲取校驗對象所有的信息與技術參數(shù)；監(jiān)視性校驗是基于投產(chǎn)校驗上的一種不定期的飛行校驗方法；定期校驗的目的是為了檢測校驗對象是否滿足持續(xù)運行的相關要求和符合相關的技術標準；特殊校驗是一種較為特殊的飛行校驗，其主要是針對性地對校驗對象所受影響的部分進行飛行校驗。目前，飛行校驗的對象包括很多，其主要表現(xiàn)為航向信標、全向信標、無方向信標、測距儀、指點信標以及下滑信標等。
二、民航通信導航監(jiān)視設備校飛方案的有效性制定
由于行校驗對于民航通信導航而言，至關重要；它是確保民航飛行安全的重要前提和保障。因此，民航部門必須采取行之有效的策略對民航通信導航監(jiān)視設備校飛方案進行有效性制定。筆者根據(jù)上述內(nèi)容，并結(jié)合相關的工作經(jīng)驗，共總結(jié)出以下幾點：
2.1對校飛實施單位的任務和職責進行明確
民航部門要對民航通信導航監(jiān)視設備校飛方案進行有效性制定，首先必須對校飛實施單位的任務和職責進行明確。一般而言，飛行校驗機構(gòu)應對校驗時間進行明確，并為此負責。同時，飛行校驗機構(gòu)還應根據(jù)相關的規(guī)定對飛行校驗所需的設備、儀器以及系統(tǒng)等進行嚴格的檢查，以此來確保其滿足飛行校驗的需求。此外，飛行校驗機構(gòu)還應根據(jù)飛行校驗的項目和標準來嚴格對飛行校驗任務進行執(zhí)行，并在飛行校驗結(jié)束后出具相關的飛行校驗報告書。
由于校驗對象運行管理單位所涉及的部門較多，且其管理水平的好壞對飛行校驗效益造成嚴重的影響。因此，民航部門還必須在校飛方案中對校驗對象運行管理單位各個部門的職責進行明確。例如，校驗對象運行管理單位中的業(yè)務管理部門，其主要職責在于上報飛行校驗申請、校驗結(jié)果以及設備開發(fā)申請，并對校驗時間進行協(xié)調(diào)。
2.2對飛行校驗的對象進行明確
民航部門要對民航通信導航監(jiān)視設備校飛方案進行有效性制定，還必須以文字敘述或表格的方式來將飛行校驗的對象明確在方案之中。一般而言，飛行校驗的對象主要包括兩個方面的內(nèi)容，即校驗對象的基本信息和新建的設備系統(tǒng)。其中，校驗對象的基本信息主要是指臺站設備信息，如臺站名稱、設備廠家、設備類型與型號以及臺站經(jīng)緯度等。
2.3明確飛行校驗的程序
民航部門要對民航通信導航監(jiān)視設備校飛方案進行有效性制定，還必須在方案中明確飛行校驗的程序。一般而言，在對飛行校驗分析程序進行制訂之前，應先根據(jù)相關的規(guī)定對飛行校驗科目進行確定。值得注意的是，不同的設備系統(tǒng)其校驗科目的要求也不盡相同。待飛行校驗科目確定好之后，相關部門應嚴格按照飛行校驗科目的相關要求來對各個科目的飛行校驗程序進行制訂。由于在制訂飛行校驗程序的過程中會涉及到相關的空域問題。因此，相關部門在對飛行校驗程序進行制訂之前，還應對空域問題進行充分考慮，以此來確保其制訂的科學性和合理性。
2.4做好飛行校驗報告的編制工作
在飛行校驗正式結(jié)束后，設備運行管理部門應根據(jù)飛行校驗的檢測和評估結(jié)果來對飛行校驗報告進行編制，以此來確保飛行校驗報告的科學性和合理性。同時，飛行校驗報告中的內(nèi)容應包括各個飛行校驗科目的統(tǒng)計數(shù)據(jù)、臺站的基本信息、各個飛行校驗科目的圖標以及對雷電基本性能的相關結(jié)論與評估等。
三、結(jié)束語
綜上所述，飛行校驗不僅能夠確保民航飛行的安全，而且也是能夠?qū)ζ渫ㄐ艑Ш奖O(jiān)視設備的空間信號質(zhì)量進行有效的檢測。因此，民航部門必須對通信導航監(jiān)視設備校飛方案進行制定，并采取行之有效的策略來不斷提高其校飛方案的有效性，以此來不斷提高校飛的效率。由于本文篇幅有限，必然存在不足之處。故而，這還需要我們進一步對民航通信導航監(jiān)視設備校飛方案的有效性進行探討和研究。
1 專利對通信企業(yè)的意義
通信技術屬于積累性演進技術。新技術的發(fā)展是在原有技術基礎上進行補充、完善、改進或與其它現(xiàn)有技術結(jié)合,從而獲得更完善的功能或更好的性能。因此在通信技術領域,可以產(chǎn)生的創(chuàng)新點非常非常多,IPR數(shù)量巨大,且增長速度十分顯著。據(jù)WIPO數(shù)據(jù)顯示,近些年通信類專利正以每年15%左右的速度高速增長。
與此同時,這種積累性技術演進也使得通信領域的基礎性專利或思想性專利具有較寬的權利保護范圍,在技術演進過程中具有極強的主導性和控制力。換句話說,在這些基礎性專利或思想性專利的技術思想上衍生出的專利技術大都落入其專利保護范圍內(nèi)。而若想尋找可以替代的技術演進路線,就需要重新建立一套技術思想或體系,這意味著必須承受非常昂貴的研發(fā)代價,包括資金投入和時間投入。在競爭激烈的通信領域,幾乎沒有任何一個廠家能夠承受因此而導致坐失市場機遇的沉重代價。
通信標準是指在使用有線電、無線電、光或其它電磁系統(tǒng)的通信系統(tǒng)中,對設備制造商、網(wǎng)絡運營商、服務提供商和最終用戶之間的重復性事物或概念制定一種規(guī)范或協(xié)議,通過制訂、和實施標準,達到統(tǒng)一,以獲取最佳秩序和社會效益。標準被認為是一種代表公共利益的公共品,專利制度則是為了保護私有成果的一種制度。
因此,對于通信行業(yè)來講,如果企業(yè)能夠把自有專利納入通信標準,就意味著這種專利“私權”搭上了標準這輛“公車”,為企業(yè)實現(xiàn)從技術領域提前搶占利潤空間提供保障。在標準實施過程中,無論企業(yè)自身能夠搶占多大市場份額,都可以通過選擇在適當時機收取專利費的方式獲取高額回報,同時可以在一定程度上起到排擠直接競爭對手、控制市場規(guī)模的作用。
2我國通信企業(yè)的技術標準和專利現(xiàn)狀
(1)2G時代,中國企業(yè)幾乎沒有話語權
在2G時代,蜂窩移動通信領域有兩大標準:一個是歐洲通信巨頭們主推的GSM標準,另一個是美國高通主推的CDMA標準。當時我國通信設備制造業(yè)剛剛處于起步階段,技術研發(fā)力量十分薄弱,基本上沒有企業(yè)有能力參與相關標準的制定,更不要說將自有專利技術納入到標準中去。
因此,在2G時代,我國通信企業(yè)在知識產(chǎn)權領域一直處于極其被動的地位,在2G標準實施后,市場發(fā)展中后期,許多通信設備制造企業(yè),尤其是手機生產(chǎn)企業(yè)倒閉或關閉生產(chǎn)線,大多都是專利持有者“大棒”政策產(chǎn)生的惡果。
(2)3G時代,中國企業(yè)努力扭轉(zhuǎn)被動局面
在3G時代,中國通信企業(yè)的研發(fā)實力與2G時代企業(yè)自身相比,有了較大提高,但與國外先導性企業(yè)的實力相比依然相差甚遠。因此,盡管類似于華為、中興這樣已經(jīng)躋身國際市場的通信設備制造商,參與了由美國高通公司主導的CDMA2000標準及歐洲通信巨頭主導的WCDMA標準制定過程,但基于當時中國企業(yè)的技術地位和專利積累,想把相關專利技術推入到由國外巨頭主導的標準中實非易事。在我國通信企業(yè)的積極投入和努力下,我國通信企業(yè)開始有一些專利技術納入到了CDMA2000及WCDMA標準中。如圖1所示,根據(jù)ETSI披露數(shù)據(jù)顯示,華為在WCDMA標準中的基本專利量約占全部披露量的6.15%,排名第五。
近幾年,在工業(yè)和信息化部的指導下,在中國通信標準化協(xié)會和我國通信企業(yè)的共同努力下,我國通信技術研發(fā)能力不斷增強,研發(fā)水平日益提高,與國際通信巨頭的差距逐漸縮小,在部分技術領域取得實質(zhì)性的突破,并將一些關鍵技術推入到國際標準中。其中,將具有自主知識產(chǎn)權的TD-SCDMA技術推入國際標準成為三大3G主流技術之一,就是各方共同努力的結(jié)果。
將TD-SCDMA技術推入國際標準,在一定程度上扭轉(zhuǎn)了我國通信企業(yè)在國際通信標準中基本專利持有量非常低的被動局面。在TD-SCDMA關鍵技術領域,我國通信企業(yè)所持有的基本專利數(shù)量高達70%～80%,相關專利的所占份額則更高,達90%左右。
(3)4G時代,中國企業(yè)地位顯著改善
近10年來,我國通信企業(yè)及研發(fā)機構(gòu)日漸認識到將自有專利技術納入通信標準中的戰(zhàn)略意義及重要性,于是在許多重要技術領域開展了廣泛深入的研究,使研發(fā)實力不斷增強,專利保護意識日益提高。同時,在諸多關鍵技術領域通力合作,建立了具有一定研發(fā)實力的團隊,不斷積累尋求突破,產(chǎn)生了大量的技術研發(fā)成果,并將這些技術成果通過專利的形式保護起來。
與此同時,國內(nèi)通信企業(yè)和研發(fā)機構(gòu)還通過各種形式積極參與標準的制定,向3GPP、3GPP2、ITU、ETSI等標準組織提交大量的技術提案,力求將相關技術納入到未來的國際標準中。
研發(fā)實力的增強和積極參與標準制定使得我國通信企業(yè)的專利發(fā)展取得了非常顯著的進步。在4G標準中,我國通信企業(yè)的專利占有量顯著提升。尤其類似于華為、中興、大唐等具有國際影響力的通信設備企業(yè),已經(jīng)具備了或基本具備了與國外通信巨頭進行專利談判的資本。
如圖2所示,根據(jù)ETSI披露的LTE基本專利顯示,截至2009年底,共有27家企業(yè)在ETSI披露了1864件LTE基本專利,其中我國華為公司的專利披露量高達168件,占全部披露量的9%,在披露企業(yè)中披露量排名第四,僅比排名第三的三星公司少2件。當然需要特別指出的是,這些專利是企業(yè)認為的基本專利,并非是經(jīng)過專業(yè)評估認定的基本專利。
與此同時,中興、大唐、北郵也有部分自有專利推入4G標準中,但由于專利戰(zhàn)略和策略不同,并未在ETSI進行披露。
3我國通信企業(yè)在國際“專利池”的進展和地位
相對于國外企業(yè),我國通信企業(yè)在大多數(shù)國際標準基礎技術或關鍵技術領域投入研發(fā)較晚,實際擁有的底層技術專利或基本專利數(shù)量仍然有限,因此,除華為已加入WiMAX的OPA專利池成為許可方外,其它現(xiàn)有國際專利池中很少能看到我國通信企業(yè)的身影。但隨著我國企業(yè)在國際標準中的專利地位日益增強,未來的國際專利池中一定會有更多我國企業(yè)的身影?；蛟S有些企業(yè)因為自身發(fā)展戰(zhàn)略或策略的原因,作出不加入專利池的抉擇,但是如果想加入,一定會有可以加入的理由。
4我國通信業(yè)在標準及專利方面的未來發(fā)展前景分析
從目前的發(fā)展趨勢來看,經(jīng)過近10年的發(fā)展,我國已經(jīng)儲備了大量的通信技術研發(fā)人員,同時在許多關鍵通信技術領域也有了大量的技術積累及專利儲備,甚至在部分技術領域擁有自己的原創(chuàng)技術,其中部分技術思想是非常超前的,極有可能在未來的通信標準中被采納。
與此同時,政府也通過重大專項的方式支持、鼓勵具有研發(fā)實力的企業(yè)和研究院所共同合作,在“新一代寬帶無線移動通信”領域大量投入研發(fā),并把提高在未來標準中的專利數(shù)量作為重要的考核目標之一。
此外,我國參加國際標準組織中的人數(shù)也不斷增多,越來越多的人逐步了解標準制定的程序和規(guī)則,已經(jīng)開始有組織、有策略、有針對性地提交技術提案,力求將相關技術納入到未來的國際標準中。
在這種形式下,我們有理由相信,在未來的國際標準制定中,我國通信企業(yè)將逐步縮小與國外通信巨頭的技術研發(fā)實力差距,將在更多關鍵技術領域展現(xiàn)我國通信技術研發(fā)實力,將在更多的國際標準中納入具有我國自主知識產(chǎn)權的專利技術。
文章編號:1004-373X(2010)21-0093-03
Research on Technology and Application of IEC 61850
HUANG Wen-hua1, LI Yong2
(1. School of Telecommunications and Information Engineering, Xi’an University of Posts & Telecommunications, Xi’an 710121, China;
2. Xi’an Beareu, Shannxi Electrical Power Corp., Xi’an 710032, China)
Abstract: IEC 61850 is the seamless communication standard of substation automation system (SAS) in next generation. The technical characteristics of IEC 61850 are summarized in this paper for the purpose of the equipment development in the application of IEC 61850. It is pointed out that IEC 61850 is the intension of the integration of heterogeneous information. The substation configuration (including the structure of configuration file and the flow path of configuration) and the application of XML technology in IEC 61850 are analyzed. The ideal communication model is obtained. The security questions to the substation communication network are discussed. The research provides a foundation for the design of SAS which is coincident with IEC 61850.Keywords: IEC 61850; integration of heterogeneous information; XML; security of power network
收稿日期:2010-05-24
0 引 言
IEC 61850是國際電工委員會負責電力系統(tǒng)控制及其通信的相關標準的第57技術委員會(IEC TC57)制定的關于變電站自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)通信的一個國際標準,目的是使變電站內(nèi)不同廠家的智能電子設備(IED)之間通過一種標準協(xié)議實現(xiàn)互操作和信息共享,實現(xiàn)“一個世界、一種技術、一個標準”[1]。
在制定IEC 61850標準的過程中,美、德、荷蘭等國都建有示范工程,而應用IEC 61850的數(shù)字化變電站技術是我國十一五重點研究課題,目的在標準制定和產(chǎn)品研發(fā)方面追趕國際先進水平。IEC 61850標準的正在我國電力系統(tǒng)普及發(fā)展,而符合IEC 61850標準的設備的開發(fā),需要對標準的深刻理解與掌握,本文對IEC 61850的相關技術進行研究與討論。
1 IEC 61850的內(nèi)涵分析
1.1 IEC61850 技術特點分析
IEC 61850規(guī)約體系完善,相對于基于報文結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)規(guī)約,應用面向?qū)ο蠹夹g的IEC 61850有明顯的技術特點和優(yōu)勢[2]。
(1) 系統(tǒng)分層技術:IEC 61850明確了變電站自動化系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu):變電站層、間隔層和過程層以及各層之間的接口意義。將由一次設備組成的過程層納入統(tǒng)一結(jié)構(gòu)中,這是基于一次設備如傳感器、執(zhí)行器的智能化和網(wǎng)絡化發(fā)展。
(2) 面向?qū)ο蟮慕＜夹g:為了實現(xiàn)互操作性,IEC 61850標準采用面向?qū)ο蠹夹g,建立統(tǒng)一的設備和系統(tǒng)模型,采用基于XML的SCL[3]變電站設備通信配置語言來全面的描述設備和系統(tǒng),提出設備必須具有自描述功能。自描述、自診斷和即插即用的特性,極大方便了系統(tǒng)的集成,降低了變電站自動化系統(tǒng)的工程費用。
(3) 抽象服務通信接口技術:IEC 61850為實現(xiàn)無縫的通信網(wǎng)絡,提出抽象通信服務接口(ACSI)[4],接口技術獨立于具體的網(wǎng)絡應用層協(xié)議,與采用何種網(wǎng)絡無關,可充分適應TCP/IP以及現(xiàn)場總線等各類通信體系,而且客戶只需改動特定通信服務映射 (SCSM),即可完成網(wǎng)絡轉(zhuǎn)換,從而適應了電力系統(tǒng)網(wǎng)絡復雜多樣的特點。
1.2 IEC 61850標準的本質(zhì)內(nèi)涵
作為下一代變電站的無縫通信標準,IEC 61850充分借鑒了變電站通信、計算機、工業(yè)控制等領域的長期經(jīng)驗[5]。在IEC 61850鮮明技術特點的背后,是IEC 61850與以往變電站通信標準的實質(zhì)性差別,而理解IEC 61850的本質(zhì)是應用IEC 61850的基礎。
IEC 61850是變電站自動化通信標準,通信標準的本質(zhì)目標是實現(xiàn)雙方快速準確的理解相互傳達與接收到的邏輯信息命令,并正確執(zhí)行命令。由于各設備生產(chǎn)商生產(chǎn)的智能電子設備,可能采用不同的芯片、不同的硬件架構(gòu)、不同的嵌入式系統(tǒng),它們組成了一個復雜的異構(gòu)環(huán)境系統(tǒng),所以變電站中設備之間的通信是一個復雜的分布式信息交互問題。變電站設備要實現(xiàn)互操作實際就是解決如何在異構(gòu)環(huán)境下實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的問題。IEC 61850標準制定的思路與以往IEC 60870等標準在解決信息表達與傳輸問題方面相比上存在著根本的區(qū)別,主要是借鑒了近些年來計算機解決異構(gòu)環(huán)境領域的常用的ASN.1,XML等技術來解決變電站中的信息交互問題,因此IEC 61850標準的本質(zhì)可以理解為是解決變電站中異構(gòu)環(huán)境下數(shù)據(jù)交換問題的一個實現(xiàn)方案。
IEC 61850標準充分綜合了ASN.1與XML兩種技術的各自優(yōu)勢,利用ASN.1的二進制編碼信息傳輸效率優(yōu)勢,用它作為主要的實時信息交互通信方式,利用XML直觀與帶自描述特性在XML 1.0版本的基礎上推出了變電站配置語言SCL,用于描述變電站系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與智能電子設備的能力及定義通信參數(shù)等。如圖1所示。W2G組織提出了要將MMS映射到XML,采用XML技術來代替MMS協(xié)議中的ASN.1編碼,所以ASN.1與XML兩者正在不斷的相互借鑒發(fā)展。
2 IEC 61850中XML配置的運用
2.1 基于XML的變電站配置
變電站配置描述語言(Substation Configuration Description Language,SCL)是IEC 61850規(guī)定的基于XML 1.0,利用其自描述特性主要用于智能電子裝置能力描述和變電站系統(tǒng)與網(wǎng)絡通信拓撲結(jié)構(gòu)描述的語言[6]。IEC 61850-6部分規(guī)范了SCL語言規(guī)范了裝置所含有的邏輯節(jié)點、數(shù)據(jù)集、報告控制塊、站內(nèi)連接方式、IP地址等通信配置等[7]。由于XML技術已經(jīng)受到眾多軟件集成商如微軟、IBM,SUN等的支持,開發(fā)人員可以方便的處理XML文檔,對XML的處理獨立于操作系統(tǒng)平臺、編程語言等等[8]。因此采用SCL語言描述以后使得變電站系統(tǒng)集成變得更為簡單,各廠商一致采用IEC 61850-6與IEC 61850-7對變電站的抽象模型框架提供的IED就可以通過各自的IED配置工具和系統(tǒng)配置工具通過對XML文檔的解析、讀取數(shù)據(jù),進行配置信息的交互。各廠商對配置文件實現(xiàn)解析與處理過程可能不同,但采用了相同的變電站描述結(jié)構(gòu)和相同的參數(shù),最終就能相互理解,這是IEC 61850互操作性體現(xiàn)之一。
圖1 IEC 61850標準中的異構(gòu)信息集成技術
圖2為一個變電站系統(tǒng)配置的最基本描述情況,SCL至少有以下幾個元素,Header,Substation,Communication,IED,DataTypeTemplates。Header元素定義了SCL配置文件的修改歷史記錄版本號、修改的時間、修改的原因、何人最終修改等。
圖2 系統(tǒng)配置文件的基本結(jié)構(gòu)圖
2.2 變電站配置的流程與技術
配置的主要流程如圖3所示,配置的過程主要分為四步,首先是廠家提供的IED配置器工具將產(chǎn)生IED設備的ICD能力描述文件,然后傳遞到系統(tǒng)的子站端,根據(jù)系統(tǒng)的集成規(guī)范SSD以及系統(tǒng)端的配置器,生成系統(tǒng)端的描述文件SCD,再將SCD發(fā)送回IED的配置器,最終獲得IED的配置文件CID。配置文件主要包含如何進行通信,在系統(tǒng)所處的位置的描述,相關的鏈接通信節(jié)點,以及報告節(jié)點、數(shù)據(jù)集設置等相關約定,同時ACSI到MMS映射的實現(xiàn)、MMS通信服務過程中需要借助CID配置文件,解析出其中相應的數(shù)據(jù)信息作為參數(shù),比如GOOSE報文的接收端MAC地址。
圖3 配置流程圖
通過采用XML的配置可以實現(xiàn)裝置的功能自動組合,裝置內(nèi)的程序可以通過直接修改配置文件而動態(tài)的改變裝置所具有的功能,比如修改邏輯節(jié)點或者數(shù)據(jù)集等,從而實現(xiàn)裝置側(cè)的程序通用,對于廠家而言,可以實現(xiàn)一個通用的通信程序,然后根據(jù)具體特定裝置功能需求,設計配置不同的XML文件即可實現(xiàn)不同裝置的通信。最理想的IEC 61850通信程序(見圖4)的明顯優(yōu)勢在于:程序一次編譯完成,可以只需要簡單的修改配置文件就可以應用到各個裝置設備中,綜合自動化后臺通過讀取裝置配置文件就可以自動創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)裝置接入與生成。
圖4 理想的IEC 61850通信程序
3 IEC 61850應用安全問題
IEC 61850的應用依賴于一個安全的網(wǎng)絡環(huán)境。因此,當前電力系統(tǒng)在解決了信息異構(gòu)集成問題后,突出面臨的一個問題就是如何構(gòu)造一個安全的網(wǎng)絡通信系統(tǒng),WG15已經(jīng)開始專注于電力數(shù)據(jù)和通信安全領域,來保證電網(wǎng)的安全運行[9]。
電力系統(tǒng)安全防護重點在實時控制系統(tǒng)[10],IEC 61850標準在變電站分層中提出了過程層,并在這一層也采用以太網(wǎng)通信完全替代原來傳統(tǒng)的硬接線方式。由于在過程層中諸如跳閘的GOOSE報文要求在4 ms內(nèi)到達通信接收的另一端,與以太網(wǎng)在變電站層和間隔層相比需要保障更高的安全可靠性,因此,如何保障變電站內(nèi)過程層網(wǎng)絡的安全性問題比以往顯得更為突出和重要。從應用安全的角度出發(fā),基于IEC 61850的變電站通信系統(tǒng)應具備以下防御措施:
(1) 采用VPN技術解決端到端的數(shù)據(jù)安全問題。主要采用隧道技術、加解密技術、密鑰管理技術、使用者與設備身份認證技術等四項技術來保證安全。通過安全策略和安全規(guī)則的制定,把網(wǎng)絡劃分成不同的安全區(qū)域,控制VPN通道內(nèi)不同的安全區(qū)域之間的訪問,可以進一步減少了內(nèi)部竊聽的風險和不安全因素,使網(wǎng)絡的安全性得到進一步的提升。
(2) 采用SSL/TLS加密技術,對變電站通信系統(tǒng)中面向連接通信機制的服務器連接進行授權驗證,在對象建模中對不同用戶加入訪問權限限制,并報告試圖進行未授權下的訪問操作。
(3) 采用SNMP(簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議)來管理變電站通信網(wǎng)絡,定期建立數(shù)據(jù)備份與實施冗余機制。
(4) 建立入侵監(jiān)測防御措施,建立控制中心安全策略應對措施,基于IEC 61850的變電站通信系統(tǒng)控制中心應采取多層安全機制保證,當受到攻擊時可以降低使用情況而不至于系統(tǒng)癱瘓。
除了以上從技術的角度應對電網(wǎng)安全問題外,還應注意人員的管理與安全意識、工程施工等與電網(wǎng)安全運行密切相關的因素。
4 結(jié) 語
IEC 61850標準作為未來國際變電站的統(tǒng)一標準,已經(jīng)在逐步走向成熟。本文為了IEC 61850具體應用中IED設備開發(fā)的目的,對IEC 61850的技術特點進行了總結(jié),首次提出IEC 61850標準是對異構(gòu)信息進行集成的實質(zhì)內(nèi)涵,應用XML技術具體對IEC 61850中變電站的配置進行了研究和設計,包括系統(tǒng)配置文件的結(jié)構(gòu)、配置的流程,得到了理想的IEC 61850通信程序模型;針對應用IEC 61850標準電力網(wǎng)絡通信的安全問題提出了建議和策略。研究為開發(fā)符合IEC 61850標準的變電站通信系統(tǒng)提供了依據(jù)。在中高壓綜合自動化系統(tǒng)中,IEC 61850的性能與優(yōu)勢能得到更多的體現(xiàn)。IEC 61850標準可以有效地解決變電站內(nèi)設備的互操作問題,作為一致公推的變電站標準必將給變電站自動化系統(tǒng)帶來深遠的影響。
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由于計算機通信時用數(shù)字通信技術比較適和多媒體通信比如圖像、語音、文字、數(shù)值、視頻等多媒體信息。而多媒體通信有在當今網(wǎng)絡通信中占主導地位。
與傳統(tǒng)的電話通信相比計算機通信應用數(shù)字通信技術易于加密，強行解密很難，信息安全的到很好的保證。在傳輸過程當中抗干擾能力強，同時還有很好的降噪能力，遠距離傳輸信號穩(wěn)定等特點。
根據(jù)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)分析計算機通信有25%數(shù)據(jù)通信持續(xù)時間在1s以下，約50%持續(xù)進間為5s以下。然而電話通信的平均時間約為3-5min；同時計算機通信還具有呼叫時間短等特點。所以計算機通信擁有更高效的數(shù)據(jù)傳輸能力，這樣能減少通訊的硬件設施的建造成本和維護成本。高效的數(shù)據(jù)傳輸能力能來很高的經(jīng)濟效益。（5）計算機通信曼徹斯特編碼技術，曼徹斯特碼Manchestercode（又稱裂相碼、雙向碼），一種用電平跳變來表示1或0的編碼，其變化規(guī)則很簡單，即每個碼元均用兩個不同相位的電平信號表示，也就是一個周期的方波，但0碼和1碼的相位正好相反。
在計算機網(wǎng)絡技術高速發(fā)展的今天，計算機網(wǎng)絡通信已經(jīng)遍布世界大多數(shù)國家和地區(qū)，不同地區(qū)、不同語言、不同網(wǎng)絡、不同廠商生產(chǎn)的硬件之間要實現(xiàn)無阻礙通信就變得至關重要，一個適合于整個計算機網(wǎng)絡通信的通信標準就顯得尤為重要了。制定網(wǎng)絡通信的標準主要考慮二個方面的問題：一是，硬件設施方面，硬件設備是搭建網(wǎng)絡的基礎，統(tǒng)一的硬件標準，有利于網(wǎng)絡信號性質(zhì)和傳輸?shù)姆€(wěn)定，保證信號的質(zhì)量。但是更值得我們考慮的問題是網(wǎng)絡通信的邏輯層次統(tǒng)一的標準。建立一套在邏輯上的約定與規(guī)定，形成通信協(xié)議，通信協(xié)議的建立保障通信在不同文化、不同硬件、不同地區(qū)之間的順利傳輸、轉(zhuǎn)化。因此標準性是設計，實施和評價通信系統(tǒng)的重要指標。
現(xiàn)在，EIA、IEEE、ITU－TSS、ECMA、ISO、ANSI等權威標準機構(gòu)為通信協(xié)議標準化和規(guī)范化的建立做出很大的貢獻，全球通信行業(yè)都執(zhí)行這些標準，為信息全球化做出了很大貢獻。國際電信聯(lián)盟（ITU），是聯(lián)合國的一個專門機構(gòu)。包含三個電信標準部門（TSS），無線電通信部門和電信發(fā)展部門，其中從事標準化工作的TSS是由原CCITT和CCIR部分合并而成，其主要職責是對相關電信資費，操作和技術等問題提出意見和建議，促進全球的電信標準化。TSS關于計算機通信相關的建議系列有：F系列建議：除電話以外的電信業(yè)務；G系列建議：有關數(shù)字系統(tǒng)和網(wǎng)絡，傳輸系統(tǒng)和媒體；H系列建議：有關非話信號的線路傳輸；I系列建議：有關ISDN；T系列建議：有關文件結(jié)構(gòu)的重點性能，遠程信息業(yè)務和高層協(xié)議；V系列建議：有關電話網(wǎng)上的數(shù)據(jù)通信；X系列建議：有關開放系統(tǒng)通信和數(shù)據(jù)網(wǎng)；Z系列建議：關于程序語言。ISO主要針對操作系統(tǒng)考慮開展計算機（數(shù)據(jù)）通信的協(xié)議標準化工作，使得計算機網(wǎng)絡設備具有更好的兼容性。
一、引言
隨著社會技術水平的進步以及人們對生活水準要求的不斷提高，目前以銅纜為傳輸媒介、基于不對稱ADSL技術為基礎的寬帶接入建設方式將不能適應未來安全監(jiān)控、大文件傳輸、存儲倉庫以及高清視頻等高速寬帶的業(yè)務需求。光纖傳輸技術在提高接入寬帶，提升網(wǎng)絡的業(yè)務能力，增強運營商的核心競爭力將發(fā)揮重要的作用?；谝蕴W(wǎng)技術的EPON技術的出現(xiàn)，將有效緩解目前銅纜被盜嚴重、銅價格上漲較快以及建設成本過高的不利狀況。EPON技術就是將以太網(wǎng)技術和無源光網(wǎng)絡技術（PON）結(jié)合起來，其最終的目的是用最簡單的方式實現(xiàn)一個點到多點拓撲結(jié)構(gòu)的千兆光纖接入網(wǎng)絡。本文主要對EPON技術的發(fā)展概況、技術優(yōu)勢及其應用前景進行了介紹。
二、EPON技術的發(fā)展概況
早在上世紀90年代初期就出現(xiàn)了無源光網(wǎng)絡技術，也即PON技術，1996年，國際電信聯(lián)盟遠程通信標準化組織（ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector）完成了對G.982的標準化，從而為對2 Mbit /s 以下接入速率的窄帶PON系統(tǒng)的定義邁出了重要的一步。
1998年，國際電信聯(lián)盟遠程通信標準化組織正式通過了“基于無源光網(wǎng)絡（PON）的寬帶接入網(wǎng)”的建議（G.983.1建議），同時也對基于無源光網(wǎng)絡的信元傳輸協(xié)議（APON）系統(tǒng)作了詳盡的規(guī)范。G.983.1建議主要規(guī)定了光網(wǎng)絡的要求、網(wǎng)絡分層的結(jié)構(gòu)、物理媒質(zhì)層的要求、會聚層的要求、標稱線路的速率、測距的方法和傳輸性能的要求等。
1999年，國際電信聯(lián)盟遠程通信標準化組織又提出了“APON的ONT管理和控制接口規(guī)范”的建議（G.983.2建議），該條建議主要從信息模型和網(wǎng)絡管理上對APON系統(tǒng)進行了定義，從而保證不同廠商生產(chǎn)的設備可以實現(xiàn)互相操作。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，以及用戶對網(wǎng)絡需求的不斷提高，各種新的寬帶技術已經(jīng)成為當前通信領域的研究熱點。在此背景下，電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）為引入EPON技術，在2000年底，成立了EFM工作小組（Ethernet in the First Mile Study Group）。除IEEE成立的工作小組外，還有其他如ITU-T和IETF工作小組也大力提倡EPON技術。
三、EPON技術的工作原理
EPON技術使用了IEEE802.3ah技術標準，同時延用了以太網(wǎng)和TDM的一些特性。從網(wǎng)絡層協(xié)議上來看，EPON屬于L2的協(xié)議。對于物理層，技術標準規(guī)定采用單纖波分復用技術來實現(xiàn)單纖雙向傳輸，同時又定義了1000 BASE-PX-10U/D和1000 BASE-PX-20U/D兩種PON光接口，用以分別支持10km和20km的最大距離傳輸。在物理編碼子層，EPON技術采用8B/10B線路編碼和標準的上下行對稱1Gbit/ s數(shù)據(jù)速率。在數(shù)據(jù)鏈路層上，EPON技術采用了基于TDM思想的全新控制協(xié)議，通過對時間進行分片，然后將不同的時間片制定給不同的ONU設備來使用，從而避免數(shù)據(jù)傳輸過程中的沖突問題。EPON技術實現(xiàn)了點對多點的通信方式，同時實現(xiàn)了上行時分匯聚和下行廣播分發(fā)的無源操作，從而實現(xiàn)單纖雙向傳輸機制。
四、EPON技術的優(yōu)勢
1、較好的兼容性。迄今為止最成功和成熟的局域網(wǎng)技術是以太網(wǎng)技術，而EPON技術基本上與以太網(wǎng)技術是兼容的。隨著未來EPON技術標準的制定及其EPON技術的使用，在廣域網(wǎng)（WAN）和局域網(wǎng)（LAN）連接時將減少APON在ATM和IP協(xié)議間轉(zhuǎn)換的需要。2、低成本，維護簡單，容易擴展，易于升級。EPON技術在傳輸途中不需電源，并且沒有電子部件，因此，線路容易鋪設，基本不用維護，長期運營成本和管理成本的成本相對很小。EPON技術對局端資源占用的比較少，模塊化程度高，系統(tǒng)初期投入低，擴展容易，投資回報率高。EPON技術是面向未來的新技術，由于多數(shù)EPON技術具有多業(yè)務接入功能，故EPON技術也是向全IP網(wǎng)絡過渡是一個很好的選擇。3、適應性強。無源光網(wǎng)絡是純介質(zhì)網(wǎng)絡，因此，EPON技術可以徹底避免電磁干擾和雷電的影響，能在惡劣的自然條件下使用。4、高寬帶，且?guī)挿峙潇`活。目前，EPON技術可以提供上下行對稱的1.25Gb/s的帶寬，而且隨著以太技術的發(fā)展可以升級到10Gb/s。EPON技術對帶寬的分配和保證也有一套完整的體系，它可以通過DiffServ、PQ/WFQ、WRED等來實現(xiàn)對每個用戶進行帶寬分配，并保證每個用戶的QoS功能。
結(jié)語：隨著電子信息、計算機以及通信等技術的發(fā)展，寬帶時代的到來是必然的，對寬帶的市場需求必定會達到一個更高的制高點。作為極有發(fā)展?jié)摿Φ腅PON技術，將會與市場相互促進，同時給用戶、通信運營商以及通信設備供應商帶來新的機會。
參 考 文 獻
1.無線傳感器網(wǎng)絡
無線傳感器網(wǎng)絡是指通過傳感器、通信和計算機技術，按照特定的應用要求，將功能不同、輸出形式各異的傳感器以一定的方式連接起來，并具有通信等功能的測控系統(tǒng)。傳統(tǒng)的傳感器網(wǎng)絡采用模擬通信方式，在高速移動的環(huán)境中通過優(yōu)化路由和資源管理等策略最大化帶寬的利用率，同時為用戶提供一定的服務質(zhì)量保證。數(shù)字傳感器網(wǎng)絡，如基于現(xiàn)場總線（如CAN總線等）的傳感器網(wǎng)絡技術，在國內(nèi)礦井監(jiān)控領域已得到初步的應用。從工業(yè)現(xiàn)場總線移植而來的有線傳感器網(wǎng)絡技術，可以簡單地構(gòu)造傳感器和執(zhí)行器網(wǎng)絡。
無線傳感器網(wǎng)絡由多個傳感器節(jié)點組成，節(jié)點一般包含傳感器、執(zhí)行器、控制器和通信等模塊，具有較為完整的傳感與執(zhí)行控制能力、計算能力和通信能力。無線傳感器網(wǎng)絡能夠?qū)崟r監(jiān)測、感知和采集網(wǎng)絡分布區(qū)域內(nèi)的各種監(jiān)測對象信息，并對這些信息進行處理，傳送給需要這些信息的用戶。相對于目前井下廣泛應用的有線傳感器網(wǎng)絡技術，無線傳感器網(wǎng)絡的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在靈活、高可靠性、易維護和低成本等方面。無線傳感器網(wǎng)絡的應用，使技術人員在選擇監(jiān)測點時，不再局限于線纜的分布。在有線通信系統(tǒng)中常見的斷線或是節(jié)點故障，也不會對整個監(jiān)測系統(tǒng)造成致命影響。對系統(tǒng)進行維護時，不涉及線纜的接駁，直接取下傳感器模塊即可；符合煤礦安全標準的通信線纜價格昂貴，無線通信技術可以減少系統(tǒng)中使用線纜的數(shù)量，有效的降低成本。
ΖigΒee技術是最近發(fā)展起來的一種近距離無線通信技術。ΖigΒee名字的來源于蜜蜂之間的通信方式，蜜蜂之間是通過跳ΖigΒee形狀的舞蹈來相互交流信息，以便共享食物源的方向、距離和位置等信息。ΖigΒee技術具有功耗低、成本低、網(wǎng)絡容量大、可靠性高，安全性好、易應用等特點。ΖigΒee技術以2.4GHz為主要頻段，采用擴頻技術。是被業(yè)界認為最適合應用在工業(yè)監(jiān)控領域的無線通信技術。
2.ZigBee技術
ΖigΒee技術是最近發(fā)展起來的一種近距離無線組網(wǎng)通信技術，具有低功耗、低成本和短延時等特性，非常適用于無線傳感器網(wǎng)絡的應用。ΖigΒee技術主要工作在2.4GHz頻段，采用擴頻技術，是建立在ΙΕΕΕ802.15.4標準基礎之上的。這些優(yōu)勢使其在工業(yè)監(jiān)控、傳感器網(wǎng)絡、家庭監(jiān)控、安全系統(tǒng)等領域有很大的發(fā)展空間。在礦井安全監(jiān)測這樣的環(huán)境中，系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量小、傳輸速率低，并且傳感器節(jié)點通常采用電池供電，對設備的成本和功耗都有具體的要求。ΖigΒee技術應用在這樣的場合，具有獨特的優(yōu)勢。其主要特點[6]如下：
支持250kbps、40kbps、20kbps三種數(shù)據(jù)傳輸速率；
支持星狀、樹狀、網(wǎng)狀等多種組網(wǎng)方式；
分配16位短地址或64位擴展地址；
網(wǎng)絡容量大，可組成65000個節(jié)點的大網(wǎng)；
支持時隙保證機制，通過預留保證時隙（GΤS）提供無競爭媒體訪問；
競爭期以CSΜΑ-CΑ機制訪問媒體；
通信時延和從休眠狀態(tài)激活的時延都非常短；
以完全確認的協(xié)議保證傳輸?shù)目煽啃裕?/p>
低功耗，能量檢測（ΕD）以及鏈路質(zhì)量指示（LQI）；
ΖigΒee協(xié)議架構(gòu)建立在ΙΕΕΕ802.15.4標準基礎之上，主要由物理層（ΡΗY），媒體接入控制層（ΜΑС），網(wǎng)絡層（ΝWΚ）、應用層（ΑΡL）以及安全服務規(guī)范組成。ΖigΒee協(xié)議棧的每層都為其上層提供特定的功能服務。數(shù)據(jù)傳輸服務是由數(shù)據(jù)實體來提供，管理實體則用來提供其他服務。每個服務實體通過其自身與上層之間的SΑΡ（服務訪問點）交換一組服務原語，為上層提供相關的服務功能。
ΖigΒee的體系結(jié)構(gòu)如下圖1所示。其中ΡΗY（物理層）和ΜΑС（媒體訪問控制層）是由ΙЕЕЕ802.15.4標準制定的，ΖigΒee聯(lián)盟則定義了ΝWΚ（網(wǎng)絡層）和ΑΡL（應用層）以及安全服務規(guī)范。
圖1 ΖigΒee協(xié)議棧模型
ΙЕЕЕ802.15.4和ΖigΒee聯(lián)盟所制定的標準對于網(wǎng)絡中的設備，有著不同的定義方法。根據(jù)功能功能的不同，ΙЕЕЕ802.15.4把網(wǎng)絡中的設備分為全功能設備（FFD）和簡化功能設備（RFD）。根據(jù)個人局域網(wǎng)（ΡΑΝ）中承擔的任務不同，網(wǎng)絡中的設備又可分為PAN協(xié)調(diào)器、協(xié)調(diào)器和一般設備。ΖigΒee聯(lián)盟把它們分別稱為ΖigΒee協(xié)調(diào)器、ΖigΒee路由器和ΖigΒee終端設備。見表1。
ΖigΒee協(xié)調(diào)器的主要職責是建立ΖigΒee網(wǎng)絡，并設置網(wǎng)絡主要參數(shù)（選擇射頻頻道、分配網(wǎng)絡地址、進行網(wǎng)絡身份確認）。路由器主要是發(fā)展多鏈路路由，連接終端設備，使其加入傳遞信息的網(wǎng)絡。具體的應用由終端設備來負責，同時終端設備還負責采集數(shù)據(jù)以及發(fā)送給路由器，然而終端設備之間是不能直接通訊的，它們只能通過路由器傳輸數(shù)據(jù)來完成通信。
ΖigΒee技術共支持星形、網(wǎng)狀和簇樹三種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。在這些網(wǎng)絡的配置中，協(xié)調(diào)器節(jié)點和終端節(jié)點是不可或缺的兩種組成設備。星型拓撲網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)是由一個ΡΑΝ主協(xié)調(diào)器節(jié)點和多個從設備節(jié)點組成的，主協(xié)調(diào)器節(jié)點必須是具有完整功能設備（FFD），從設備節(jié)點既可是具備完整功能設備（RFD）也可是簡化功能設備（FFD）。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（Μesh網(wǎng)）的骨干網(wǎng)一般是由若干個FFD連接在一起組成，這種不規(guī)則的拓撲結(jié)構(gòu)易適應外界環(huán)境的變化。
Μesh網(wǎng)絡拓撲，也稱作點對點的網(wǎng)絡拓撲。它們之間進行的是完全對等的通信，通信可以在每個節(jié)點和它的無線通信范圍內(nèi)的其它節(jié)點之間進行[7]，但它們中也有一個會被推薦為ΖigΒee協(xié)調(diào)點，例如把第一個在信道中通信的節(jié)點作為ΖigΒee協(xié)調(diào)點，骨干網(wǎng)中的節(jié)點還可以組成以它為協(xié)調(diào)點的子網(wǎng)，前提是它需要連接FFD或RFD。Mesh結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)具有非常強大的功能，它可以通過“多級跳”的方式來進行通信。在Μesh網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中，同樣也存在一個主設備，但Μesh網(wǎng)絡不同于星型拓撲網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡中的任何一個設備，在它的通信范圍之內(nèi)可以和其他設備進行通信。
Μesh網(wǎng)絡是一種高可靠性網(wǎng)絡，該拓撲結(jié)構(gòu)還可以組成極為復雜的網(wǎng)絡并且具備自組織、自恢復等等其他的功能。它可以提供多條路徑給需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，一旦某條路徑出現(xiàn)故障的情況出現(xiàn)，則可以選擇另一條或多條其他的路徑，但也正是因為多條路徑存在于兩個節(jié)點之間，所以它也是一種“高冗余”的網(wǎng)絡。
在這種拓撲結(jié)構(gòu)中，每一個網(wǎng)絡的節(jié)點都是一個能夠預估路徑的路由器，并且是一個為網(wǎng)絡提供最強、最可靠網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的路由器。模塊被配置為Μesh節(jié)點后，可控制周圍的RF情況、相鄰的節(jié)點活動和連續(xù)的發(fā)包錯誤統(tǒng)計等等，據(jù)此調(diào)整它的本地路由選擇，從而選擇最佳的傳輸路徑。這種簇-樹結(jié)構(gòu)對面臨不穩(wěn)定或未知網(wǎng)絡連接狀況的網(wǎng)絡設計是極其有價值的。如圖2。
節(jié)點可以采用Cluster-Tree路由傳輸數(shù)據(jù)和控制信息，枝干末端的葉子節(jié)點一般為RFD，每一個在它的覆蓋范圍中充當協(xié)調(diào)點的FFD向與它相連的節(jié)點提供同步服務，這些協(xié)調(diào)點又受ΖigΒee協(xié)調(diào)點的控制，ΖigΒee協(xié)調(diào)點比網(wǎng)絡中的其它協(xié)調(diào)點具有更強大的處理能力和存儲空間。簇-樹結(jié)構(gòu)的一個顯著優(yōu)點就是它的網(wǎng)絡覆蓋范圍較大，但隨著覆蓋范圍的增大，信息的傳輸時延會增大，而且同步也會變得比較復雜。
ΖigΒee技術的數(shù)據(jù)傳輸模式分為三種類型：
從設備向主協(xié)調(diào)器傳送數(shù)據(jù)；
主協(xié)調(diào)器發(fā)送數(shù)據(jù)，從設備接收數(shù)據(jù)；
各從設備之間傳送數(shù)據(jù)；
對于星型拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡來說，數(shù)據(jù)在主協(xié)調(diào)器和從設備之間交換，因此，只有兩種數(shù)據(jù)傳輸事務類型。而對于Mesh網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)來說，允許網(wǎng)絡中任何兩個從設備之間進行交換數(shù)據(jù)。因此，在該結(jié)構(gòu)中，可能包含著三種數(shù)據(jù)傳輸類型。
每種數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鬏敊C制還取決于該網(wǎng)絡是否支持信標的傳輸。通常，在低延遲設備之間通信時，應采用支持信標的傳輸網(wǎng)絡。如果網(wǎng)絡中不存在低延遲設備時，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中可選擇不使用信標方式傳輸，值得注意的是，在這種情況下，雖然數(shù)據(jù)傳輸不采用信標，但在網(wǎng)絡連接時，仍需要信標，才能完成網(wǎng)絡連接。
3.井下人員定位的原理
通常，將無線通信網(wǎng)絡中需要定位的節(jié)點稱為未知節(jié)點。而將通過人工部署的已知位置、并幫助未知節(jié)點定位的稱為信標節(jié)點。無線通信網(wǎng)絡中絕大多數(shù)現(xiàn)有的定位方法都包含兩個步驟：（1）距離（或角度）測量；（2）位置計算方法。
3.1距離（或角度）測量
目前，常用測量方法中，ΤDΟΑ和ΤΟΑ測距精確較RSSΙ測距精度高，但是網(wǎng)絡內(nèi)所有節(jié)點必須做到時刻同步，這對硬件要求太高，這和目前傳感器網(wǎng)絡設備的小型化和廉價趨勢是相反的；ΑΟΑ測距技術必須配備天線陣列，接收機結(jié)構(gòu)復雜。因此不適合低成本、低功耗的井下應用場合；而RSSΙ測距技術在距離較短時，測距誤差較小。當距離較大時，測距誤差增大，但是不需要額外的硬件開銷。根據(jù)以上分析，可根據(jù)不同應用場合選用適當測距技術。
3.2位置計算方法
關于傳感器網(wǎng)絡的定位技術研究很多，基本的定位算法是通過已經(jīng)知道地理位置的節(jié)點定出未知地理位置的節(jié)點。
例如可以使用三角測量計算方法，三邊測量計算方法，極大似然估計算方法等等。
當利用RSSΙ、ΤDΟΑ、ΤΟΑ等技術獲得未知節(jié)點與鄰近信標節(jié)點的距離時，可以采用三邊測距算法等定位算法來計算未知節(jié)點位置，如圖4所示。
圖4 三邊測距算法示意圖
患難見真情！想必特斯拉在無人駕駛車禍事故后對這句話的理解深刻了許多。以色列駕駛輔助芯片及軟件制造商Mobileye認為特斯拉宣傳的自動駕駛技術并不成熟，有一定廣告夸大手法存在，其宣傳的自動駕駛應該是駕駛輔助系統(tǒng)。
如果說大家還能較好地理解“自動駕駛”和“輔助駕駛”，那“無人駕駛”、“自我駕駛”、“自動化汽車”呢？不但美國總統(tǒng)奧巴馬和美國運輸部對同一個事物的用詞出現(xiàn)偏差，我國產(chǎn)業(yè)界重量級人物對相關用詞的意見也不統(tǒng)一。在2016年的兩會上，吉利汽車董事長李書福在提案中建議加快“自動駕駛”立法，而百度董事長李彥宏建議加快制定和完善“無人駕駛汽車”的相關政策法規(guī)。連名字都沒弄清楚，能指望無人駕駛行業(yè)規(guī)范和國家法律法規(guī)能跟上？這恐怕是無人駕駛最大的癥結(jié)所在。
無人駕駛本身是一項系統(tǒng)的工程，需要各種復雜的電子控制設備互相協(xié)同才能實現(xiàn)目標，從基本的車輛定位、控制、穩(wěn)定到立體視覺、電磁控制等等，市場用十大系統(tǒng)對無人駕駛汽車進行解析的同時，意味著這十大系統(tǒng)都需要相關的產(chǎn)業(yè)規(guī)范，這些都將成為無人駕駛能否崛起的關鍵。
不可或缺的高精度地圖
無人駕駛最基本功能之一為導航，其實現(xiàn)需要依據(jù)自身GPS及高精度地圖來確定位置和行駛方向。無人駕駛應用要求GPS定位精度需要到達厘米級別（目前精度>1米），并提供更精確的三維數(shù)據(jù)已應對復雜的駕駛環(huán)境。高精度地圖不但需要百度、高德、四維圖新等企業(yè)長期投入地圖底層數(shù)據(jù)測繪，并同芯片、傳感器等硬件廠商進行深度合作，而Here、Mobileye等企業(yè)也開始依托定制化完成對地圖行業(yè)的布局，但總體而言，當前的電子地圖還遠不能滿足無人駕駛的需要，這恐怕不是短時間能解決的問題。
急需統(tǒng)一的通信標準
駕駛員會用語言、手勢、喇叭等形式在駕駛過程中完成同其他駕駛員的交流，汽車智能駕駛系統(tǒng)呢？作為物聯(lián)網(wǎng)的重要分支，汽車在向無人駕駛邁進的過程中，通信標準成為急需邁過的一道門檻。從目前標準定立情況和國家政策推動看，V2X是指車對外界的信息交換，它包括V2V（車-車）、V2I（車-基礎設施）、V2P（車-行人）等方式車聯(lián)網(wǎng)通信技術，即車對外界的信息交換，是未來智能交通運輸系統(tǒng)的關鍵技術。V2X產(chǎn)業(yè)本身又細分為DSRC和LTE-V兩個標準和產(chǎn)業(yè)陣營，歐美、日本及我國相關汽車產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)根據(jù)各自狀況和應用環(huán)境選擇不通通信標準，雖然LTE-V成為我國車聯(lián)網(wǎng)通信標準的幾率很大，但除本身有一定不確定性外，通信環(huán)境也是阻礙。
車聯(lián)網(wǎng)通信及數(shù)據(jù)分析處理及回饋將產(chǎn)生大量的即時信息流，現(xiàn)有以4G為主的移動網(wǎng)絡顯然難以滿足如此大的即時通信數(shù)據(jù)交換，5G成為構(gòu)筑車聯(lián)網(wǎng)通信環(huán)境希望的同時，其本身標準、資費等又需要市場解決。
以突破成本為首的激光雷達
在眾多幫助汽車獲得感知功能的智能車載硬件中，測距傳感器絕對是不可或缺的存在。相比超聲波、毫米波、攝像頭等其余傳感器，不受天氣、照明等環(huán)境干擾，能夠清晰、穩(wěn)定探測汽車周圍3D數(shù)據(jù)的的激光雷達被市場一致看好能夠成為主流技術，但高昂的成本卻讓激光雷達推廣乏力。
百度在之前演示的自動駕駛車上，使用的激光雷達成本就高達70萬人民幣，已經(jīng)超過絕大部分主流汽車整車售價了。作為無人駕駛汽車的必要裝備，激光雷達的成本將成為必須攻克的難點。
容易被忽視的倫理問題
如果在行駛途中面臨一個道德困境，要么撞到馬路上的一名兒童，要么急打方向盤以避免撞到兒童、但可能撞到其他車道的汽車以致本車人員傷亡，那么無人駕駛汽車會“果斷”選擇優(yōu)先保護車內(nèi)人員、寧愿撞到兒童。
一般人遇到這種情況，會立即作出踩剎車、打方向盤以避免撞人的反應，但無人駕駛汽車系統(tǒng)往往以“最佳選擇”為核心，追求最佳選擇的時候往往同人類情感倫理產(chǎn)生沖突。當被撞行人數(shù)量較少且以行人為主時，人們往往傾向支持無人駕駛汽車系統(tǒng)的選擇，但當可能被撞行人數(shù)量上升且出現(xiàn)兒童、孕婦一類弱勢群體時，人們又很難接受系統(tǒng)“無情”的選擇。
這類情感倫理的沖突不僅僅會引發(fā)市場對無人駕駛應用的討論，更容易從行業(yè)規(guī)范、立法等方面產(chǎn)生爭論從而推遲無人駕駛應用的落地。
一步一個腳印的推進
無人智能駕駛的發(fā)展方向相對明確，但其發(fā)展始終需要一個過程和時間沉淀，依據(jù)汽車自動駕駛系統(tǒng)對方向盤及加減速操作的控制程度，無人智能駕駛發(fā)展歷程可大致分為五個階段，目前1級和2級輔助駕駛已經(jīng)成熟量產(chǎn)，包括1級警告提示類功能車道偏離預警LDW、前撞預警FCW、盲點檢測BSD、交通標志識別TSR等，以及2級干預輔助類功能自適應巡航ACC、車道保持輔助LKA、緊急自動剎車AEB、智能遠光燈IHC、自動泊車AP等。3級綜合功能自動駕駛已有充分技術儲備，如豐田的公路自動駕駛輔助AHAC，特斯拉的自動巡航Autopilot，以及通用的Super Cruise，但離量產(chǎn)還有一段時間。
目前，網(wǎng)絡通信技術在智能電網(wǎng)領域應用廣泛，在發(fā)、輸、變、配、用等環(huán)節(jié)都有相應的通信標準和應用。比如，變電站與控制中心之間采用IEC61970或IEC61968標準；變電站自動化系統(tǒng)內(nèi)部使用IEC61850標準通信。當前電網(wǎng)通信技術及標準種類多且兼容性不足，通信技術不能滿足不斷發(fā)展的用戶端新的要求，比如電動汽車、智能家居和智能電表等。
1．2智能電網(wǎng)用戶端通信技術
智能電網(wǎng)用戶端涉及的領域較廣，在不同的應用領域有不同的通信技術存在，這是由于各種通信技術在不同時間階段不同行業(yè)發(fā)展有各自不同特點所形成。隨著新技術的發(fā)展，多元化的通信技術在智能電網(wǎng)用戶端系統(tǒng)中得到廣泛的應用。
（1）InternetIP使用IP基礎網(wǎng)絡的優(yōu)勢在于與互聯(lián)網(wǎng)的有效銜接。用戶端通信采用基于TCP／IP的網(wǎng)絡，可以非常便捷地與現(xiàn)有網(wǎng)絡互聯(lián)互通。其好處還在于大量IP成熟標準、有效工具能直接應用到用戶端的應用軟件。此外，IP基礎網(wǎng)絡支持帶寬共享和動態(tài)路由能力，在智能電網(wǎng)用戶端中對最小存取延遲，最大丟包率或最小帶寬現(xiàn)狀等有特殊要求的應用，一些IP如多協(xié)議標簽交換（MPLS）技術可滿足此特殊要求。
（2）光纖以太網(wǎng)通信它采用光纖介質(zhì)運行以太網(wǎng)LAN數(shù)據(jù)包。物理層和數(shù)據(jù)鏈路層以任何標準的以太網(wǎng)速度運行，也可以實現(xiàn)交換機的速率限制功能，以非標準的以太網(wǎng)速度運行，最高可以達到10Gbit／s。目前光纖以太網(wǎng)通信在電力監(jiān)控系統(tǒng)中已有商業(yè)化產(chǎn)品投入運行。
（3）電力線寬帶（BPL）該技術采用電力線傳輸數(shù)據(jù)。通過電力調(diào)制解調(diào)器可以在一定區(qū)域內(nèi)任意的電源插座上實現(xiàn)網(wǎng)絡接入。電力線寬帶在缺少其它通信網(wǎng)絡的地區(qū)有著廣闊的應用前景，其優(yōu)點在于利用現(xiàn)有電力線上網(wǎng)而無新增通信線纜鋪設投資。但目前的BPL能夠提供的最大帶寬為4MB。因為電力網(wǎng)使用的大多是非屏蔽線，電磁兼容性的問題嚴重影響網(wǎng)絡的傳輸速度。
（4）3G移動通信利用現(xiàn)有3G移動通信可以避免建立專門的無線網(wǎng)絡所需的大量投資，使用方便、靈活。但若大量使用成本投入會較高，且日常的運行、管理、維護費用較高。故此通信技術適用于重要、且節(jié)點數(shù)少的遠距離智能電網(wǎng)用戶端通信場合。
（5）無線通信（ZigBee、WiMedia、Wi－Fi）Wi－Fi技術具有較高的成本效益，能夠進行升級擴展以覆蓋大型地域和多個端點，且無需鋪設電纜。ZigBee通信使用跳頻擴頻無線技術，該技術具有可靠性高、傳輸速率低、傳輸距離遠的優(yōu)點，由此解決了傳輸堵塞和干擾。WiMedia通信的物理層采用超寬帶標準，其解決方案的射頻覆蓋水平與ZigBee相似，其數(shù)據(jù)傳輸速率高，并具有網(wǎng)狀網(wǎng)絡功能。
（6）現(xiàn)場總線通信20世紀80年代中期產(chǎn)生的現(xiàn)場總線技術，相比傳統(tǒng)控制系統(tǒng)，其特征為：數(shù)字化、全雙工傳輸、分支結(jié)構(gòu)多?，F(xiàn)場總線技術實現(xiàn)了工業(yè)控制系統(tǒng)的分散化、網(wǎng)絡化和智能化，導致其體系結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生重大發(fā)展。
（7）通用工業(yè)協(xié)議（CIP）CIP是面向?qū)ο蟮墓I(yè)網(wǎng)絡控制協(xié)議。根據(jù)OSI／ISO七層協(xié)議模型，DeviceNet協(xié)議定義了七層模型中的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應用層。而CIP協(xié)議是七層模型中的最上層———應用層。CIP協(xié)議是De－viceNet的應用層，同時是ControlNet、EtherNet／IP、CompoNet的應用層。DeviceNet和ControlNet、Eth－erNet／IP、CompoNet共用同一個應用層協(xié)議CIP，但它們有各自的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。
（8）工業(yè)以太網(wǎng)技術當前，工業(yè)以太網(wǎng)技術的性能不斷提高，成本不斷下降，其在工業(yè)自動化領域的發(fā)展非常迅速。相比其它現(xiàn)場總線技術，以太網(wǎng)技術優(yōu)勢有：1）數(shù)據(jù)傳輸速率高，達到100Mbit／s；2）不同的傳輸協(xié)議能在相同總線上共存；3）在以太網(wǎng)中，數(shù)據(jù)存取技術采用變互式和開放式；4）不同的拓樸結(jié)構(gòu)和不同的物理介質(zhì)得以存在和運用。
2走向集成的智能電網(wǎng)用戶端通信技術
2．1集成的通信技術
在智能電網(wǎng)設備端，目前仍然是多種現(xiàn)場總線并存。從用戶角度，希望通過通信技術集成以實現(xiàn)各種智能元器件與控制器之間的互聯(lián)互通，但并非必須用一個通信網(wǎng)絡來實現(xiàn)所有的功能。例如：Internet網(wǎng)絡并非同結(jié)構(gòu)的單一網(wǎng)絡，但用戶確能實現(xiàn)電子郵件、文件下載、網(wǎng)絡瀏覽、網(wǎng)上游戲等不同類型的服務。從通訊協(xié)議的構(gòu)筑模型角度，大多數(shù)用戶端通訊協(xié)議均根據(jù)OSI的七層模型。當前，自底層向上定義構(gòu)筑統(tǒng)一整體的通信協(xié)議大量存在，這使得在相同層次上的互聯(lián)性在各標準協(xié)議之間較難集成。其實，定義OSI分層模型是為了讓不同構(gòu)架、不同發(fā)展階段的通訊協(xié)議能相互獨立，使其能在獨立發(fā)展的同時具備良好的互相配合、結(jié)合，增加其相互間成為一個端對端完整協(xié)議的可能。比如，以TCP／IP協(xié)議棧為核心的Inter－net網(wǎng)絡協(xié)議中，不同的應用層協(xié)議可以在上層網(wǎng)絡存在，而大量的不同局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)可以在下層網(wǎng)絡平臺上實現(xiàn)。隨著通信技術的發(fā)展，通信集成將應運而生。通信集成是指一個集成的通信軟硬件平臺融合多種通信協(xié)議及通信接口，實現(xiàn)不同通信技術的互通互聯(lián)。
