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1.1首先,話音通信和寬帶數據通信逐漸無線化。隨著固定無線接入系統和移動通信系統在技術和市場方面的發展,通過無線方式進行通信的用戶數量急劇增長,在幾年后,無線話音通信和窄帶數據通信的用戶數量將可能超過有線用戶。目前在中國的部分地區,移動電話用戶的增長數量已超過有線電話用戶的增長。
1.2無線通信須適應IP業務的發展。隨著計算機的普及和電子商務等新業務的發展,數據通信業務量正以指數規律增長,其中使用IP協議進行數據通信的業務量更是急劇增加。固定無線接入系統和移動通信系統須適應IP通信業務發展的需求,并逐漸向高速、寬帶通信網推進。
1.3無線通信與有線通信始終在互補支持發展。與無線通信相比,有線通信具有容量大、速率高、寬頻帶和傳輸質量穩定的特點,能滿足高速數據通信和寬帶多媒體業務的通信需求。在無線通信方面,第三代移動通信擬達到的目標是靜止狀態下為2Mbit/s,10GHz頻段下的固定無線接入通信已可實現20Mbit/s左右或更高速率。更高頻段的無線接入亦在向更高速率邁進,無線通信正利用其實現個人通信的優勢始終與有線通信在互補支持發展著。
2.無線接入系統在通信網中的定位
無線接入技術的主要作用是,在一定條件下,用于提供本地交換局至用戶終端之間的通信傳輸,但不提供局間漫游服務。在建筑物內或局部區域,可通過移動終端提供服務。在地形復雜的山區、海島或用戶稀少、分散的農村地區,鋪設有線電纜比較困難、投資大,用戶經濟實力較低,只有選用無線接入技術,才能解決電話普及與運營企業的經濟效益的矛盾。在遇到洪水、地震、臺風等自然災害時,無線接入系統可作為有線通信網的臨時應急系統快速提供基本業務服務。
在通信網中,無線接入系統的定位是:本地通信網的部分是本地有線通信網的延伸、補充和臨時應急系統。
3.無線接入技術
3.1MMDS接入技術
MMDS多路微波分配系統已成為有線電視系統的重要組成部分,MMDS是以傳送電視節目為目的,模擬MMDS只能傳8套節目,隨著數字圖像/聲音技術和對高速數據的社會需求的出現,模擬MMDS正在向數字MMDS過渡。MMDS的頻率是2.5~2.7MHz。它的優點是:雨衰可以忽略不計;器件成熟;設備成本低。它的不足是帶寬有限,僅200MHz。許多通信公司看中用LMDS技術來作為數據、話音和視頻的雙向無線高速接入網。但由于MMDS的成本遠低于LMDS,技術也更成熟,因而通信公司愿意從MMDS入手。它們正在通過數字MMDS開展無線雙向高速數據業務,主要是雙向無線高速英特網業務。
近年,我國有的大城市已經成功地建成了數字MMDS系統,并且已經投入使用。不僅傳送多套電視節目,同時還將傳送高速數據,成為我國數字MMDS應用的先驅。數字MMDS不應該單純為了多傳電視節目,而應該充分發揮數字系統的功能,同時傳送高速數據,開展增值業務。高速數據業務能促進地區經濟的發展,同時也為MMDS經營者帶來更大的經濟效益。因為數據業務的收入遠高于電視業務的收入。
3.2LMDS接入技術
本地多點分配業務LMDS工作于24GHz~38GHz頻段,帶寬在1.3GHz左右,傳輸容量大和應用靈活等特點使其成為目前倍受矚目的天線寬帶接入技術。
一個完整的LMDS系統由四部分組成,分別是本地光纖骨干網、網絡運營中心(NOC)、基站系統、用戶端設備(CPE)。
寬帶無線接入技術主要有多通道多點分配業務(MMDS)和本地多點分配業務(LMDS)兩種。它們是在成熟的微波傳輸技術上發展起來的,所采用的調制方式與微波傳輸相似,主要為相移鍵控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度調制QAM(包括4-QAM、16-QAM、64-QAM等)。不同之處是MMDS和LMDS均采用一點多址方式,微波傳輸則采用點對點方式。
LMDS的特點是:
(1)LMDS的帶寬可與光纖相比擬,實現無線“光纖”到樓,可用頻帶至少1GHz。與其他接入技術相比,LMDS是最后一公里光纖的靈活替代技術。
(2)光纖傳輸速率高達Gb/s,而LMDS傳輸速率可達155Mb/s,穩居第二。
(3)LMDS可支持所有主要的話音和數據傳輸標準,如ATM、TCP/IP、MPEG-2等。
(4)LMDS工作在毫米波波段、20~40GHz頻率上,被許可的頻率是24GHz、28GHz、31GHz、38GHz,其中以28GHz獲得的許可較多,該頻段具有較寬松的頻譜范圍,最有潛力提供多種業務。
LMDS的缺點是:
(1)傳輸距離很短,僅5~6Km,因而不得不采用多個小蜂窩結構來覆蓋一個城市。
(2)多蜂窩系統復雜。
(3)設備成本高。
(4)雨衰太大,降雨時很難工作。
3.3WCDMA接入技術
WCDMA技術能為用戶帶來最高2Mbit/s的數據傳輸速率,在這樣的條件下,現在計算機中應用的任何媒體都能通過無線網絡輕松地傳遞。WCDMA的優勢在于,碼片速率高,有效地利用了頻率選擇性分集和空間的接收和發射分集,可以解決多徑問題和衰落問題,采用Turbo信道編解碼,提供較高的數據傳輸速率,FDD制式能夠提供廣域的全覆蓋。下行基站區分采用獨有的小區搜索方法,無需基站間嚴格同步;采用連續導頻技術,能夠支持高速移動終端。相比第二代的移動通信技術,WCDMA具有:更大的系統容量
、更優的話音質量、更高的頻譜效率、更快的數據速率、更強的抗衰落能力、更好的抗多徑性、能夠應用于高達500Km/h的移動終端的技術優勢,而且能夠從GSM系統進行平滑過渡,保證運營商的投資,為3G運營提供了良好的技術基礎。WCDMA通過有效地利用寬頻帶,不僅能順暢地處理聲音、圖像數據、與互聯網快速連接,而且WCDMA和MPEG-4技術結合起來還可以處理真實的動態圖像。
3.43G通信技術
在上述通信技術的基礎之上,無線通信技術將邁向3G通信技術時代。3G強大的帶寬和傳輸速率給多媒體通信提供了高速傳輸的可能性。從通信容量上,3G較第二代移動通信系統有大幅提升。另外,3G有效地利用了頻率選擇性分集和空間的接收和發射分集,可以解決多徑問題和衰落問題,使傳輸速率有了大幅提高,該技術又稱為國際移動電話2000,該技術規定,移動終端以車速移動時,其傳轉數據速率為144Kbps,室外靜止或步行時速率為384Kbps,而室內為2Mbps。但這些要求并不意味著用戶可用速率就可以達到2Mbps,因為室內速率還將依賴于建筑物內詳細的頻率規劃以及組織與運營商協作的緊密程度。然而,無線LAN一類的高速業務的速率已可達54Mbps。
3.54G通信技術
在3G技術還沒有最終成型時,人們又開始提出了4G技術。該技術目前還只有一個主題概念,就是無線互聯網技術,隨著互聯網高速發展4G也會繼續高速發展;電腦日趨向小型化、簡便化,最終將所有技術整合為一個類似PDA的產品,將來4G在業務上、功能上、頻寬上均有別于3G,應該是將所有無線服務聯合在一起,能在任何地方接入互聯網,包括衛星通訊、定位定時、數據收集遠程控制等綜合功能。4G將會是多功能集成的寬帶流動通訊系統,是寬帶接入IP的系統。
要想使上述構想成為現實,就必須打破常規的鐵路通信網的接入方式,采用先進的、現代化的有線和無線通信的傳輸和接入方式,實現鐵路通信網的升級,適應信息社會的發展,發揮鐵路通信網在國民經濟中的社會效益和經濟效益。
一、鐵路接入網技術的現狀
由于鐵路列車具有高速運動的特點,因而無線(移動通信)接入網在鐵路通信網中占有相當大的比重。當然,固定位置的車站(場)、單位以及各種固定設施之間的通信方式,首選方案仍是采用SDH光同步數字傳輸設備進行組建,同時應考慮采用ATM交換以及網絡IP通信等先進技術來構成通信主干網及光纖用戶接入網。比如采用“雙纖單向環”接入方式,其不僅具有高速、安全、傳輸質量高、價格合理等光纖通信特有的優點,而且還具有路由迂回、設備備用等特點,從而具備自愈合功能,并使系統的可靠性大大提高。另外,采用遠端用戶單元(RSU)和數字環路載波(DLC)設備,組網更靈活、方便。組網的過程中要把投資與效益綜合統籌來考慮,使系統不僅滿足現在乃至幾年內鐵路通信的需求,而且還能夠為出行的旅客及地面用戶提供先進的電信業務,并且還需具備便于擴容的功能。
按照通信網被分為主干網,局域網和接入網等三部分的構思來看,鐵路通信網也可以通過上述劃分方法進行。就鐵路的通信網來看,接入網占有相當大的比重,包括有線接入網和無線接入網兩大部分。鐵路有線接入網的情況與電信的接入通信網相似,鐵道部將在未來的1~2年內建成可覆蓋全國大中城市的鐵路互聯網,它是由鐵路部門依托于基礎鐵路電信網,組織建設的可以支持眾多信息服務的、具有多媒體通信能力的全國范圍的計算機網絡,鐵道部將有可能成為我國第六個面向大眾的計算機信息互聯網絡單位,為鐵路通信走向市場做準備。關于有線接入這里不再敘述,下面主要討論鐵路的無線接入網,為此首先回顧一下移動通信的發展過程。
1.移動通信的發展過程
移動通信技術經歷了由模擬到數字,由頻分多址到頻分+時分多址,再到碼分多址(CDMA)的發展過程,并即將向寬帶化、智能化和個人化的方向發展。移動通信系統大體可分為二代,第一代是以模擬技術為主,頻分多址,工作在400~800MHz頻段。由于模擬系統存在頻譜利用率低、容量小、設備復雜、抗干擾性能差、保密性不強、價位高、業務面窄等固有缺點,不能滿足通信市場急速發展的需要,因此誕生了第二代移動通信系統。第二代移動通信系統采用數字化、時分多址方式等全數字化技術,克服了第一代移動通信的缺點,得到了迅速發展,目前的移動通信數模兼容,以數字系統為主。隨著用戶對信息接入量的需求呈指數的增長,電信工作者們著手建立最新一代的移動通信第三代移動通信系統。
第三代移動通信系統具有全球化、智能化、個人化和綜合化的特點,工作在2000MHz波段,采用寬帶的CDMA技術,涵蓋地面系統和衛星系統,包括海陸空三維服務面,集成話音、數據、視像、ISDN和多媒體多種業務。這一系統以多種空中接口和接入方式,可向高速和慢速移動用戶提供服務。
2.鐵路無線接入網現狀
鐵路通信網是為旅客和鐵路公務、應急搶險、行車維修等人員提供及時可靠的通信,以提高服務等級和運輸效率。保證列車的安全,達到高效運營而建立的,它是一種集列車公務通信和區間移動作業通信為一體的列車移動通信系統。但是鐵路結構自身的特點,決定了該系統與公用移動通信網和區域性的專業移動通信網的差別,它是一種屬于線面結合、以線為主的鏈狀網。
鐵路通信的無線接入部分目前僅有的是400MHz的無線列調系統,它完成車站值班員與進入其管轄區段的列車車長以及列車司機之間的通話聯系。當列車即將進站或即將出站時,這些通話才進行,否則如果沒有特殊的情況,則在列車運行于區間時,通話一般不進行,這主要是從節約頻率資源,減少同頻干擾的角度出發的。但是,隨著鐵路現代化改造進程的迅速推進,從前單一的無線列調系統已經遠遠不能滿足鐵路無線通信的需要,這樣就迫切需要建設一套適合于鐵路現代化運營指揮需要的先進的無線通信系統。這一系統應該采用小區制,并完成大三角功能。也就是說,系統必須可以實現調度中心與車站值班員之間、車站值班員與列車司機之間、列車司機與調度中心之間的通話功能,必須可以實現線路管理區間的公務移動通信功能,同時還必須能夠實現調度中心與列車司機室之間實時的雙向數據通信功能。基于這一想法,構成鐵路無線通信接入網的方式可以采用現有的無線通信方式的集群通信方式、GSM(全球移動通信系統)移動通信方式、CDMA移動通信方式。
集群通信系統是一種功能強大的專用移動通信系統,是通信與微處理機技術、程控交換技術、計算機網絡技術緊密結合的產物。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地動態分配給系統內部用戶,最大限度地利用系統資源和頻率資源,降低系統內呼損,提高服務質量。由于它具有群呼、組呼、強插、強拆等功能,特別適合于調度指揮以及應急、搶險等場合,并較好地解決了通信頻率合理分配的問題,因而倍受專業運營管理部門的青睞,被確定為現行鐵路移動通信方式的首選類型。但是這一系統還具有一定的缺點,主要包括采用動態的頻率分配,沒有考慮與周圍公用網的有效融合問題,沒有先進的路由合理選擇功能,并且在建立通路和自動過網時存在信息丟失現象,保密性不強,容易受干擾等,這些缺點對于話音通信的影響不大,但是會對列車與調度指揮中心之間的實時雙向數據通信造成較大的誤碼,因而對于要求較高數據通信誤碼率的場合并不適合。
即將動工的秦沈客運專線的移動通信系統主要包括400MHz的無線列調系統和800MHz的集群移動通信系統,考慮到集群移動通信系統在越區切換過程中會存在信息的損傷,因此將數據通信部分交由無線列調系統來完成,集群移動通信系統僅進行區間通信(如大三角功能的話音通信,公務通信以及應急搶險通信等),并留有調度電話進入的余地和接入公用通信網的功能。這一系統也是我國鐵路以集群通信的方式為無線接入系統的第一例,是我國鐵路通信史上的一個重大變革。
二、鐵路無線接入網未來的發展趨勢
隨著改革的進一步深入和社會信息化的進展,不僅要求鐵路通信網具有更強的保障鐵路安全運營的通信功能,以適應高速列車通信的需求,而且要以鐵道部的全程全網的優勢全力發展電信增值服務及經營與中國電信業務范圍一樣的電信業務,參與同中國電信的競爭,使旅客和網絡覆蓋區的廣大用戶方便地享受信息的服務。比如隨時隨地的提供鐵路客貨運輸資訊信息、訂購火車票等服務,在列車就能享受語音、傳真、數據、視頻、移動通信及Internet等服務。不過,鐵路現有的通信網絡設施龐大而落后,這是目前該網絡發展的最大障礙。
80年代開發應用的集群移動通信系統具有信道利用率高、組網靈活等優點,能夠確保旅客通話的高質量和優先等級,可供列車公務人員進行業務通信,也可利用調度功能組成臨時的應急通信和收容沿線的移動作業通信,基本上能夠滿足目前的鐵路通信的需要,秦沈客運專線就是采用這一系統來實現鐵路移動通信的功能。但從更高的通信目標來說,比如為了實現列車的實時定位、追蹤,讓列車上和列車下的公務人員都能夠隨時隨地獲得整個路況信息,實現列車運行、調度等自動控制,能夠為廣大旅客提供除語音服務外,還能提供傳真、數據、視頻、移動通信及Internet等服務,還有向鐵路沿線的居民提供電信業務,隨著這些業務的出現,原有的通信系統就不能滿足要求,應該應用先進的移動通信技術,對鐵路通信網進行改造,建立新的、必要的移動通信系統,比如微蜂窩移動通信系統,或者是第三代的移動通信系統。當然,建造鐵路通信網,應根據鐵路的實際情況,在不同的地區要因地制宜地發展有線和無線接入系統。
考慮到未來鐵路發展對通信的需求,認為在通信系統壽命期內,運輸會出現明顯的增加,作為用戶聯絡手段的通信系統,在規劃其指標構成時,必須計算一定的彈性需求。此外還要考慮通信系統的容量擴充性問題,選擇便于擴容的通信方式。從系統高可靠性的要求出發,還必須與別的系統(如微波/租用線路等)結合起來構成一個統一的整體,以此提供必要的備份。
在歐洲,經過長期的研究和決策,最初確定的是兩種系統,一個是GSM,另一個是TETRA(泛歐集群無線通信)。后來由于GSM的技術日趨成熟,使用范圍迅速擴大,造價逐漸下降,并且又由于在用戶迅速擴展的情況下,集群移動通信解決方案所存在的問題日趨突出。鑒于此,歐洲的鐵路移動通信系統最后定位于GSM的方式,并將鐵路移動通信所具有的特色(群呼、組呼、優先級別、強插、強拆等功能)加進去,構成GSMR(用于鐵路的全球移動通信系統)的解決方案。
鐵路通信網未來的發展趨勢應該是向著與公用網相融合的方向,并達到與公用網的統一。從而使得用戶無比是在運行中的列車上,還是在鐵路網的覆蓋區域均能夠通過鐵路通信網進行如同辦公室一樣方便的信息交流,如進行電話聯絡,寬帶的數據通信和圖像傳輸,接入Internet等。而要滿足這一要求,集群移動通信系統已經遠遠不夠,GSM(R)和現行的CDMA技術也不能達到這一要求。從現在的發展情況看,惟有第三代的CDMA技術才可能擔當起這一重任。因此,鐵路通信網的無線接入部分今后的發展方向也必須是朝著第三代CDMA的方向。當然,并不是說第三代的CDMA技術就可以直接用來完成未來的鐵路無線接入系統的功能,如同GSMR一樣,必須將鐵路通信所必備的功能(如群呼、組呼、優先級別、強插、強拆等功能)融入這一技術之中,形成具有鐵路通信特有要求的公用無線通信接入網。
關鍵詞:小學數學 生活化 解決實際問題 實踐 探索
中圖分類號:G623.5 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)01(b)-0000-00
隨著新課改的不斷深化,對小學數學教學目標作出了相應調整,以往小學數學僅要求學生對教材中的數學方法簡單掌握,教學的側重點在理論方面,對于能否學以致用,用數學方法解決生活中的問題則甚少關注。當前,在新課改背景下,小學數學更為側重學生能否在生活中對所學知識進行靈活應用。為了激發學生的學習興趣,使學生主動投入到數學學習中,培養學生用理論指導實踐的能力,教師應在數學教學中引入生活化的應用問題,使教學與生活相貼近,改變學生對數學的感觀,變枯燥、乏味為生動、直觀,變晦澀難懂為清晰易懂,讓學生體會到生活中處處有數學,切實感受數學的魅力。小學數學的教學和學習中,無論是學生還是教師都對數學解決實際問題的學和教比較頭疼,普遍認為解決實際問題是小學數學教學的難點。本文筆者根據多年來從事教學一些工作的積累和經驗,淺析了在小學數學解決實際問題教學中的體現生活化、貫徹生活化的一些方法。
1 注重小學數學解決實際問題教學目標的整合
在小學數學教學中,教師應當充分重視解決實際問題對于學生價值目標的培養和實用技能的訓練,以及在生活化教學中起到的重要作用有足夠充分的認識。在實際教學中融入學生的日常生活,要將學生的日常生活作為課程資源開發的重要領域,尤其是有益于學生綜合發展和健康發展的活動,可以積極引進課堂教學之中。新課程改革明確指出了數學教學中的生活化教學方向,因此數學教師應當樹立生活化的教學理念,掌握生活化的教學方法,將日常生活中的點滴收集到課堂中,讓數學課堂擺脫傳統數學教學中的死記硬背、不求甚解、囫圇吞棗、人云亦云的教學模式,讓生活化的教學方式聯系數學課程和學生的實際生活,豐富了原本枯燥的教學內容,使數學教學能夠真正源于生活、服務于生活。解決實際問題教學不僅使學生獲得了解決解決實際問題的技能和知識,更強調了數學在實際生活中的應用,增強了學生在日常生活中應用數學知識意識,使學生不僅獲得了知識上的提高,也獲得了情感和操作技能和應用技能上的進步。在小學解決實際問題教學的過程中,通過對解決實際問題教學目標的整合與平衡,是充分發揮解決實際問題教學作用的重要手段。
2 解決實際問題題型設置應當符合學生的生活現實
生活化的教學方法將源于生活、高于生活的數學知識融入數學教學之中,真正提高了學生的數學應用能力,在數學教學中完美地融入了素質教育。隨著新課改的推進和素質教育在我國的普遍推廣,生活化方式的學習和教學方法受到廣大教師的青睞,并在實際課堂中得到了大量的應用。學以致用是教育的目標,教師在給學生傳授知識的同時要通過潛移默化的引導,使學生學會用所學知識解決生活中的實際問題,而不是僅僅學會了解答考試題。通過生活化的教學方式使學生在學習數學知識的同時,享受用數學知識分析、解決生活中的實際問題帶來的成就感和樂趣,是生活化的教學方式給學生帶來的不一樣的感受。要在小學解決實際問題教學中體現生活化,首先應當設置生活化的解決實際問題。教師在日常做題訓練和考試中,設置解決實際問題時不能簡單的抄襲或引用題庫或其它解決實際問題,而應當根據學生生活中接觸到的實際設置相應的解決實際問題,要想充分發揮解決實際問題在生活化進程上的功效,教師應當充分觀察實際生活、觀察學生生活中的點滴,設計符合學生生活現實的解決實際問題。從解決實際問題的內容、解決實際問題的題干和答案都應當充分考慮學生實際生活中的內容。在小學解決實際問題教學中,許多題型通常涉及一些學生生活中沒有的或不符合生活現實的問題,阻礙了解決實際問題在學生情感上的認知和認同。例如一次小學數學考試試卷中的解決實際問題“小明坐公交車從甲地到丙地,他先從甲地到乙地,坐了五站公交車,后從乙地到丙地坐了六站公交車,問小明從甲地到丙地一共坐了幾站公交車?”這是一個很簡單的意在應用加法的解決實際問題,在城市生活的學生很容易得出答案,但是在農村生活的學生對公交車的概念不是很清楚,對公交車的站也不是很理解,因此不能得出正確的答案和有效的理解。通過這樣的題實現生活化的目標也無從談起。
3 通過解決實際問題教學提高學生學習數學的興趣
小學數學教學是引導學生從最簡單、最基本的數學知識學習的階段,教師通過解決實際問題的形式將生活中的實際融入數學中,可以提高學生學習數學的興趣,可以是生活化的目標在數學解決實際問題教學中得到更好的體現。為了增強數學課程在實際生活中的應用,為了誘導學生主動參與數學課程的學習,提高學習數學的興趣和增強課堂的參與程度,提高學生的數學應用能力和理論聯系實際的能力,培養學生用數學理論解決實際生活問題的技巧,教師在進行數學教學的過程中有必要將生活中的實際問題引入到枯燥乏味的數學理論之中,使純理論的數學知識和數學過程變得生動、具體和直觀,使同學們增強學習數學的興趣,理解數學在生活中的實際應用,利用數學解決生活中的實際問題。
4 結語
總之,所謂解決實際問題,就是要充分體現應用的特征,應當將實際生活或生活化的內容在解決實際問題教學中充分體現,因此在小學數學的解決實際問題教學中,如何充分發揮解決實際問題的特征和教學特點,將生活化的內容融入解決實際問題教學之中是當前教學改革推進過程中的要點。。
參考文獻
[1] 郭根興.探討小學數學解決實際問題的生活化[J].學周刊,2013(07):149.
【關鍵詞】中壓寬帶 電力線 通信接入方式 信道特征 測試 分析
一、中壓電力線路的結構與特征
中壓電網構成相對簡單。與低壓線路相比,它能夠克服距離長短的限制,噪音較低,然而,供電系統僅適合于幾十赫茲低頻信號傳輸,如果進行高頻信號傳輸,附加寬帶PLC的使用,就會產生一系列影響信號傳輸質量的不良因素,如:通信串擾、信號泄漏、信號的干擾等,解決這些問題的唯一方法就是發明更加高端、更為先進的PLC接入設備與調制方式。其中寬帶PLC中壓耦合接入設備成為重點探究的對象,經研究其符合我國電網結構與特征。我國電網結構與數據圖如下所示:
從上圖可看出:我國電網結構包括:高、中、低三個層次級別,變壓器將各個等級層次連接起來,這無疑成為了高載頻數據通信的一大障礙,所以,要想解除變壓器的限制,就要通過分級接入的方式來處理PLC寬帶鏈接,也就是要根據各個電壓級別層次來對應設計出適應性的接入設備。如圖展示,只有在中低壓中間設置合適的接入設備,才能確保遠距離通訊的實現。
二、中壓寬帶PLC系統接入方式
這一系統接入涵蓋PLC 以及同其他寬帶通信網絡(互聯網服務供應商)之間的接口, 傳統的互聯網與這一接口鏈接起來得到相關的數據信息,其中包括傳輸信號于中壓線路的設備接口,這些傳輸的信號需要途經MV-PLC主調制設備以及MV耦合裝置這兩項設備。
MV-PLC主調制設備是對中壓與低壓連接處的接口進行調節,主要作用為將中壓線中所附帶的寬帶PLC數據信息進行轉換與調制,直接目標為低壓線路,終極目的為網絡用戶。下面就第一個中壓PLC實驗線路展開測試,把這一測試當作理論探究的依據。
三、中壓線路信道測試與分析
(一)測試的目的與結果分析
目的:研究出更先進的設計依據以及技術儲備為寬帶PLC逐步發展到中壓線路打下基礎,為全程中壓線路長距離接入做好技術與信息資源上的準備。
(二)測試結果分析
1.阻抗特性分析
經過實踐的操作運行得出:中壓10kv配電線路的阻抗性能會受到測量方位、時間以及頻率等的影響,會隨著它們去變化,變化幅度由數十到上百的量,通過高頻信號發生器所出現的正弦電壓信號,設定1MHZ-30MHZ的頻率范圍,在500KHZ的頻率間查看阻抗變化。通過采集V1、V2來對應計算出線路的阻抗值。下圖為測試整理后得出的中壓線路輸入阻抗變化圖:
2.噪聲特征分析
經過實踐測試得出:中壓線路的有色背景噪聲大概在―60dBV/hz―80dBV/hz,同低壓線路的平均噪音對比起來,大約多出10 dBV/hz。而且其窄帶擾亂性噪音則更高。而且測試發現:中壓線路中各個測試點有色背景噪聲的PSD數值間沒有很大差別,其窄帶干擾也發生在小于25MHZ的范圍內。由此可見,展開對線路上噪聲頻域以及進行時等方面的分析是十分必要的。
3.衰減性分析
與低壓線路相比,中壓線路更容易發生衰減現象,而且相對嚴重。大概每100米衰減8―11db,但是,在1.7千米線路范圍內也能夠順利進行通信。當將調制解調器的功率放大時,在各個測試長度中都能夠達到信息傳輸與通信通話等目的,實現了通訊水平的提高。各個測試點距離下的測試內容與數據如下圖:
四、總結
為了提高通信質量與水平就要促進寬帶PLC系統向著中壓電力線路前進,經過不斷的實驗與測試來提供大量寶貴的信息數據資源,并且在阻抗性、衰減性等加以發展與更新。
參考文獻:
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[2]王喬晨;郭靜波;王贊基低壓配電網電力線高頻噪聲的測量與分析[期刊論文]-電力系統自動化 2002(01)
關鍵詞:高校校園網,無線局域網,無線基站AP
0引言
隨著現代多媒體技術的發展,以及筆記本電腦、掌上型、膝上型電腦等便攜式終端設備的廣泛使用,學校師生對無線上網需求越來越高,希望利用移動式、便攜式的上網設備實現數據通信、信息資源檢索、遠程教學、移動辦公、移動會議、移動學習等活動,校園無線局域網為之提供了可能。因此,組建校園無線局域網能更有效的促進高校現代化教學。
1高校有線局域網現狀及問題分析
近年來,信息技術的發展日新月異,正以不可抗拒的力量改變著人們的生產方式、生活方式,同時也正在影響并改變著學校的管理模式、教學模式乃至師生的學習方式,校園網(有線局域網)在教學、科研和管理上發揮了巨大的作用。但是,有線網絡也存在一定的局限性:
(1)網絡組建受布線的限制。在校園有線網絡建設、運行和維護的實踐過程中,由于眾多高校的校園網大多是通過光纖、網線連接起來的“有線網”,有線網絡在某些場合要受到布線的限制,例如:已裝修好的住宅、圖書館、校園中具有歷史意義怕受破壞的古跡及年久失修的歷史建筑不適合鉆孔布線,不便施工的報告廳、操場、展覽會館等。
(2)不方便移動辦公。諸如很多學校只在部分區域接入有線網絡,而無法顧及所有區域,有線網絡的接入點比較固定,網中的各節點不可移動,而且接口數量也有限,布線、改線工程量大,線路容易損壞等等。因此,移動設備接入網絡很不方便,移動辦公受到很大限制。免費論文,高校校園網。
(3)難以滿足日益變化發展的校園格局。現階段高校有一個顯著的特點就是建立分校區,校本部與分校區之間的網絡傳輸媒介主要依賴銅纜或光纜構成有線局域網。當要把相離較遠的節點連接起來時,架設專用通信線路的布線施工難度大、費用高、耗時長,因此,對正在迅速擴大的聯網需求形成了嚴重的瓶頸阻塞。
2無線局域網概述
無線局域網是無線通信技術與網絡技術相結合的產物。從專業角度講,無線局域網就是通過無線信道來實現網絡設備之間的通信,并實現通信的移動化、個性化和寬帶化。通俗地講,無線局域網就是在不采用網線的情況下, 提供以太網互聯功能。無線網絡設備特點:
(1)無線網卡:無線局域網中無線網卡是操作系統與無線產品之間的接口,用來創建透明的網絡連接,其作用與有線網卡類似。無線網卡按照其接口類型的不同,主要有三種:PCMCIA無線網卡(適用于筆記本電腦,支持熱插拔)、PCI無線網卡(適用于臺式機)和USB無線網卡(適用于筆記本電腦和臺式機,支持熱插拔),它們都用于短距離無線網絡設備之間的通信。
(2)無線基站AP(Access Point):無線接入AP 是一個無線子網的基站,它在無線局域網和有線網絡之間接收、緩沖、存儲和傳輸數據,是支持一組無線用戶入網的設備。免費論文,高校校園網。AP作為無線子網中的核心設備是必不可少的,同時也是WLAN 和LAN 之間的橋接設備,WLAN工作站也可漫游(Roaming)在不同的AP之間,無線訪問接入AP通常通過以太網線連接到有線網絡上,并通過天線與無線設備進行通信,其作用半徑取決于天線的方向和增益(若不加外接天線, AP的覆蓋范圍理論上在視野所及之處約230m,但若在半開放性空間,或有間隔的區域,則約20~30m左右,由于微波是直線傳播,所以微波都是小角度穿透幾面墻體, 墻體將減弱信號, 如果墻體為鋼筋混凝土,信號則會更弱。所以在實際情況下,尤其在室外還需要加上外接增益天線,使傳輸距離到達更遠、信號更強)。
(3)無線路由器(Wireless Router):無線路由器是典型的網絡層設備,是兩個局域網之間傳輸數據包的中介系統,負責完成網絡層中繼或第三層中繼任務。近年來,為了提高無線通信的能力和效率,不少無線路由設備整合了交換機和防火墻的功能。
(4)校園無線局域網可提供常規的Web服務、ftp服務、E-mail服務、撥號服務、服務、圖書館電子借閱等多種服務,還可以根據各高校特點,開通國際著名電子期刊瀏覽、移動辦公系統、移動BBS討論系統、移動答疑系統、移動新聞系統、移動教室管理系統、MIS等多種服務。學校應該進一步完善無線局域網軟硬件的建設,以此來進一步推進數字化校園建設。
3校園無線網絡終端配置
3.1無線接入器的配置
網絡的物理連接就是一根網線接入AP作為信息的入口,在無線上網的計算機上安裝好無線網卡,通過AP 和無線網卡之間的無線電信號接受信息,網絡物理連接后就是具體參數的設置,也就是無線網絡終端配置的關鍵。這主要涉及兩個方面:
(1)首先要設置一臺能配置AP參數的計算機,將一根網線一頭接入AP ,而將另一頭接入用于配置AP參數的計算機,同時還要保證這臺計算機的IP地址和需要設置的AP在同一網段,以保證直接通信;
(2)進入Web 配置界面后會看到AP的運行狀態、無線設置、TCP/IP設置、流量統計、軟件升級、保存加載設置和修改密碼等選項,因此只需要對TCP/IP的IP 地址、子網掩碼、默認網關和DHCP客戶端等參數進行設置,這些參數基本和有線網絡的設置一樣。若考慮到網絡安全性,就要在無線設置中選擇安全設置,使用WEP加密模式可以阻止無線網絡所有非經授權的訪問,AP經過這一序列設置后,就可把信號源的網線接入AP。
3.2無線網卡的配置
在安裝無線網卡的計算機或筆記本電腦上安裝好驅動程序后,就會出現和普通網卡一樣的網絡屬性,如果其網絡屬性和有線網絡狀況下不一樣,就可能是驅動程序安裝不正確造成的,就要檢查驅動程序是否正確,無線網卡的配置與當前網絡的參數和AP的DHCP 配置有關,即當AP的DHCP 設為Disabled時,無線網卡的IP地址、子網掩碼、默認網關和DNS都必須作相應設置。如AP設置為192.168.1.1,則無線網卡的IP 地址就為192.168.1.x(x為2-254 之間一個地址,但不能和網絡中已經分配的地址重復),子網掩碼就為255.255.255.0,默認網關就為192.168.1.1,DNS設置就為222.172.200.x(學校的DNS服務器)。
4校園無線局域網的構建
4.1無線校園網構建方法
一是閥值法。通過調整AP的閥值設置,控制AP接入覆蓋范圍,從而在相同覆蓋面積條件下,通過增加AP數量,提高系統容量;
二是頻率復用。學校人群主要由管理人員、教師、科研人員和大量學生構成,以上人群工作和學習主要分布在以下區域:教學樓、圖書館、辦公樓、實驗研究樓、學生宿舍、運動場以及校內各類休閑活動場地(草坪、廣場等)。因此,在同一覆蓋范圍內的多個AP利用802.11g協議規定的13個可用信道中相互干擾最小信道進行設計,客戶端無線網卡根據各AP信號強度,選擇不同信道工作,從而提高系統容量。
4.2室內無線網
室內:指原先沒有安裝有線網絡的教室、會議室、臨時移動辦公室等。
設備的選擇:室內AP(WST-330)、全向天線、吸頂天線。免費論文,高校校園網。在室內部署WLAN的第一步是要確定AP的數量和位置,也就是要將多個AP形成的各自的無線信號覆蓋區域進行交叉覆蓋,各覆蓋區域之間無縫連接。所有AP通過雙絞線與有線骨干網絡相連,形成以有線網絡為基礎,無線覆蓋為延伸的大面積服務區域,所有無線終端通過就近的AP接入網絡,訪問整個網絡資源。免費論文,高校校園網。覆蓋區的間隙會導致在這些區域內無法連通,技術人員可以通過地點調查來確定AP的位置和數量。地點調查可以權衡實際環境(如教室的面積等)和用戶需求,考慮到教學環境對網絡帶寬、網絡速度的要求, 這包括覆蓋頻率、信道使用和吞吐量需求等。多個AP通過線纜連接在有線網絡上,使無線終端能夠訪問網絡的各個部分。免費論文,高校校園網。
通常情況下,一個AP最多可以支持多達80臺計算機的接入,數量為20~30臺時工作站的工作狀態最佳,AP的典型室內覆蓋范圍是30~100m,根據教室和會議廳的大小,可配置1個或多個無線接入器。針對不同區域無線校園網覆蓋方案有所不同:
①教學樓主要為教室,是學生和教師主要活動場所。教室的結構是完整的整體空間,在每個教室根據面積和容納人數設置一個或多個AP,從而使信號覆蓋教室各角落。
②圖書館內多為寬敞、高大空間,適于無線局域網實現網絡的覆蓋,使用設備少,覆蓋率高,可根據室內面積和估計容量布置AP。
③辦公樓、實驗研究樓和宿舍樓通常是在走廊放置若干AP,讓無線信號覆蓋各房間;也可通過室外無線覆蓋法,在樓外架設AP和增益天線,透過窗戶讓網絡覆蓋各宿舍,相對而言通過室外構建網絡成本較低,且可以兼顧宿舍周邊地帶無線上網需要。免費論文,高校校園網。室內拓撲結構如圖1所示:
圖1 室內WLAN拓撲結構
4.3室外無線網
室外:指校園操場及其他室外公共場所等。
設備的選擇:高功率無線AP(WST-400)、無線全向天線、無線定向天線。全向天線:在所有水平方位上信號的發射和接收都相等。定向天線:在一個方向上發射和接收大部分的信號。室外考慮因素與教室、會議室不同,在校園區室外配置無線接入點要復雜一些,要把各自成一個局域網而又有一定距離的各棟樓房連接起來。在網絡的每一端接入AP,并在距離遠或信號弱的地方同時外接高增益天線,就可以實現有效距離內兩個網段之間的互連。例如:在圖書館樓頂架設一個全向室外天線和一個室外定向天線。全向天線覆蓋校園各教學樓和操場;在教學樓上架設定向天線,將信號傳遞給理學樓A;理學樓A上也要架設定向天線,將信號傳遞給理學樓B;在理學樓B上架設全向天線可以將無線信號覆蓋草坪, 同時也可以將信號傳遞給理學樓C。其他實驗樓、體教樓依此類推。具體操作時,要根據實際情況(如各棟樓之間的實際距離以及障礙物等)來考慮選擇設備(如設備型號、是否要加用全向、定向天線, 以及增減設備數量等)。在樓房上架設無線網絡設備還需加裝避雷器、防潮箱等輔助設備,以防止無線網絡設備的損壞。
針對校園湖、體育場以及各類休閑區域一般多為室外空曠地帶,可使用室外型AP配合功率放大器和大功率天線,以取得大面積網絡覆蓋。由于目前802.11g無線局域網自身的局限性,建筑的布局和結構基本決定了每個AP的覆蓋范圍。因此,在進行無線網絡規劃時,必須先對每個建筑物進行詳細的信號強度測試,同時根據在AP間無線覆蓋縫隙最小的條件下,盡量擴大AP間距的設計原則定位每個AP的位置。室外網絡拓撲結構如圖2所示:
圖2 室外網絡拓撲結構
4.4校園無線局域網安全設計
在安全方面,由于無線局域網中數據是以廣播的形式傳播的,容易被非法用戶截獲,給無線局域網用戶帶來損失。因此,就必須使用無線加密功能,對傳輸的數據進行加密。在無線局域網安全設計上,WLAN 技術提供了與有線網絡等價的標準——專用(WEP)安全體系結構,并提供了128位的加密密鑰。Cisco1100或1240系列無線AP采用了基于IEEE802.11g標準的集中安全體系結構。這種新安全體系結構利用Cisco Secure Access Control Server 2000 EAP型RADIUS(遠程授權撥號接入用戶服務)服務器軟件,提供與網絡登錄集成的集中用戶認證,用戶提供學校授權的用戶名和密碼后,客戶機將通過AP與放置于網絡中心的RADIUS服務器交互確認信息,RADIUS 服務器對客戶機進行認證后,將密鑰發送給AP,借助這種基于標準的集中管理體系結構,無線網絡安全才能夠得到保證,并且可以滿足不同等級信息安全的要求。
5結束語
校園無線局域網具有靈活性、低成本、移動方便、易安裝等特點,隨著無線技術的快速發展,無線局域網在技術上已經日漸成熟,應用日趨廣泛,無線網絡雖然還不能完全脫離有線網絡,但無線網絡已經成功服務于某些高校,以它的高速傳輸能力和靈活性日益發揮重要的作用,但無線局域網也存在數據可靠性、安全性、網絡傳輸距離有限等問題,大學校園應大力進行校園無線局域網技術研究和實用化工作,有效彌補校園有線網絡的不足,應用無線局域網技術最大限度地擴展延伸校園有線網絡。
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