通信网络论文范文
时间：2023-03-25 01:33:42
导语：如何才能写好一篇通信网络论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
我国移动通信技术正逐渐发展成熟，但有些方面的技术瓶颈尚未突破，需要进一步推动通信网络优化技术的发展，同时对人工智能软件进行优化升级。当前，我国移动通信网络优化过程主要使用了三种软件工具：第一种工具为第三方软件，主要用于对移动通信网络进行分析和测试，即：通过系统软件测试，获取移动通信网络信号相关数据。第二种工具为OMC系统，主要用于调试移动通信网络供应商内部系统，为用户提供稳定的通信服务；第三种工具为调频软件，主要用于调整无线网络的频率。移动通信网络优化工作主要包括四个阶段：第一阶段为信息获取，主要依靠人工收集和加工处理数据信息，缺乏技术含量，对人力、物力的消耗较大。第二阶段为数据处理，主要由专业工程师负责分析和加工处理数据信息，实际工作量不大，但要求工程师具有很高的专业技术水平。第三阶段为合理实施，主要按照移动通信网络优化方案，合理解决网络优化过程出现的各种问题，突破技术瓶颈。第四阶段为最终评估，主要是全面、综合性地评估网络优化方案实施效果，倘若移动通信网络优化方案的实施效果偏低，则需要对上述四个阶段进行循环往复优化，直到取得预期的优化效果。
2移动通信网络优化发展趋势
数据分析与处理智能化、自动化以及一体化，是移动通信网络优化的主要发展趋势，具体而言，主要体现在以下几个方面：
2.1开发数据一体化分析与处理系统在优化移动通信网络的过程中，可以使用多种技术和工具。但不同类别工具所具备的功能有所差别，倘若技术人员不能对这些工具进行有效的整合使用，就无法充分发挥移动网络优化方案的实施效果。对此，系统供应商应该与运营商之间形成稳定的战略合作关系，将系统和环境相关数据紧密结合，开发出数据一体化分析与处理软件系统，促使海量数据的处理工作更加简便、高效、快捷，从而减少网络维护人员的工作量、降低工作难度，使得维修管理人员可以将更多的精力投入于系统与环境的深层次优化工作中，促使移动通信网络优化目标的实现。
2.2开发职能辅助数据挖掘系统在移动网络通信优化整个工作过程，数据分析优化属于最难的环节。由于移动通信网络在运行过程涉及到的数据量非常大，因而需要借助多种技术进行数据处理。在此过程中，难度最大的在于挖掘这些数据信息之间存在的关联性，并通过分析、筛选，提取出数据库中的有用信息。对此，在未来的移动通信网络优化工作过程中，应该注重开发智能辅助数据挖掘系统，帮助网络优化人员快速掌握数据之间的联系，为优化整体改造方案，提供有效的辅助决策功能。
2.3开发自动调整网络参数系统移动网络系统在具备辅助决策功能之后，有效地增强了数据分析与处理结果的精确度，但这并不是网络优化工作的终点，其进一步优化的空间仍然很大。在此阶段，相关人员可以开发自动调整网络参数系统，优化OMC系统配置功能，使其能够自动调整各项参数系统。如此有助于增强移动网络适应环境参数变化的能力，从而为用户提供高质量的通信网络服务。
3结束语
篇2
WTB帧数据格式与ISO3309中定义的HDLC格式一致，如图5所示。开始标志后，接下来是HDLC数据，此数据最少为32位，最大为1056位。HDLC数据应为8位位组的整数倍，其中1～8位表示目标设备，9～16位表示链路控制，17～24位表示源设备，25～32位表示链路数据长度。33～1024位为链路数据。HDLC数据后接错误检测代码和结束标志。
1．1主帧的格式WTB主帧不需要含有链路层数据，故HDLC数据的格式如图6：可以看出WTB主帧长度为32位。
1．2从帧的格式（1）过程数据对于WTB总线主的过程数据请求，寻址的节点通过一个从帧响应，同时广播给其他节点。从帧的格式如图7所示。（2）消息数据对于WTB总线主的消息数据请求，寻址的节点通过一个从帧响应，目标地址为单个节点地址或广播地址。从帧的格式如图8所示。在WTB中，过程数据与消息数据从帧的格式相近。区别主要在于链路控制位，发送过程数据用过程数据链路控制，发送消息数据用消息数据链路控制。
2TCN网关数据路由机制
针对MVB和WTB中，过程数据和消息数据不同的报文格式，网关需要对不同的报相应的处理，使得数据能够跨网段传输。
2．1过程数据报文的修改相比WTB过程数据报文，MVB的过程数据从帧中不含有源端口的逻辑地址，所以需要网关接收整个过程报文的主帧和从帧，并对报文进行相应处理转换为WTB过程数据报文。过程数据中：主帧有用的部分是F功能码和逻辑地址，长度为16位；从帧则去掉起始位和校验位，长度可能为16、32、64、128、256位。经过网关封装后，WTB上通信的过程数据长度为32、48、80、144、272位。WTB过程数据的从帧中，链路数据的长度为0～1024位。为了让一个从帧尽可能多的传输过程数据，链路数据的1024位应尽可能填满。用多个32、48、80、144、272位数据组成1024位数据的方法有397种，对于有限个过程数据必然有方法组成多个1024位的数据。网关对于从WTB接收到的其他MVB网段内的过程数据，可以用F功能码判断一段报文的分界，报文中的逻辑地址作为其所在MVB网段内的MVB逻辑地址，剩下的链路数据组成MVB报文并作为该发送该过程数据报文的源设备。
2．2消息数据报文的修改由于MVB消息数据的从帧含有地址信息，所以网关只需要处理从帧并进行转发即可。需要跨MVB和WTB传播的消息数据一定是广播消息数据或者目标设备地址为网关的设备地址，只有这样网关才能接收到网段内的消息数据并跨网关传输。MVB消息数据转换成WTB消息数据时，处理报文时可将通信模式设为广播、WTB源设备地址为网关在WTB的设备地址、链路数据长度与链路数据保持一致。这样将把WTB的链路数据缩减到216位。WTB消息数据转换为MVB消息数据时，处理报文时可将通信模式设为广播、源设备地址设为网关在MVB的设备地址、链路数据长度与链路数据保持一致。这样需要跨网段传输的MVB消息数据不会出现超出WVB数据帧长度的情况。
3WTB周期扫描表的优化
一个WTB总线段被一个总线主节点控制。总线主节点负责介质访问。总线上的其他节点为从节点，它们只有在被总线主请求时才发送数据。在正常运行时，总线主节点循环工作。它把总线活动分成固定的、大小相同的时间片，称为基本周期。如图1所示，WTB的基本周期由周期相和偶发相构成，其中周期相用于传送周期数据，偶发相用于传送监视数据和消息数据。WTB的基本周期T＿bp固定为25ms。为保证确定而及时地分发进程数据，总线主在预定的间隔内轮询每个节点的周期性数据，在两个周期相间的固定时间内轮询其他节点包括消息数据及监视数据在内的偶发性数据。同一节点的两个轮询之间的间隔被称为特征周期T＿ip。特征周期为基本周期T＿bp的倍数。在总线上任何节点的最长的特征周期被称为宏周期。当总线组成改变时，每个节点都通知总线主各自被轮询的周期，总线主据此建立轮询策略。具有紧迫进程数据的节点可以请求每个基本周期都被轮询，而具有不紧迫进程数据的节点可请求按特征周期轮询。周期扫描表是在宏周期中的每个基本周期都被轮询的所有节点的列表。它同时也定义了每个基本周期中剩余给偶发相的时间。
篇3
SDL产生于1976年，是由ITU-T发展的一种FDT，它是一种基于有限状态机建立的数学模型，用于事件驱动、实时和通信系统的描述语言。其形式化方法主要是作为对开发结果进行验证、测试的基础，为设计和应用人员提供交流的途径，进而为开发者提供一种分析、设计的方法。SDL着重从全局的视角来对系统结构进行描述，对系统中哪些是由子系统构成，各子系统之间如何相互作用等进行描述，进而递归式的对各子系统功能和结构进行描述。SDL分为图形和文本两种形式，对系统功能进行说明，并对系统内部结构行为进行描述。纯文本表示更容易被计算机处理；而图形表示则更直观，利于进行可视化建模。SDL对一种层次结构来进行描述说明，其结构和功能并明确划分，功能块之间通过信道相连；同时，各个功能块还可以分为子功能块或进程。SDL对一些基本数据类型和操作以及对构造新的类型进行了定义，因此可以用于系统设计和实现。对SDL的优缺点而言，SDL能够通过全局视角，递归式的对各子系统功能及结构进行描述，并对硬件系统和其他各种人造或非人造系统进行描述。与此同时，SDL也具有一定的缺点，例如，SDL不适用于对需要大量进程的紧密协作，不能对并行处理和应用进行很好的处理；不能适应所有类型的实时系统等。
二、LOTOS
LOTOS产生于1989年，是用于详细说明和通信系统的描述技术标准形式，适应协议工程、分布处理及并行处理技术的要求，进而形成的规范语言，充分引入抽象的数据类型，对进程行为及交互作用进行描述。LOTOS主要是针对分布式的开放系统规范，尤其对开放式系统连接计算机网络架构的服务与协定，进行形式化的技术描述。LOTOS被用来对系统中事件发生顺序来建立运作模式，通过衍生自过程的运作模式和引入抽象数据形态结构来分析，提供对特定抽象数据形态的对等描述。LOTOS中的一个系统可以当做多个相互通信的进程；同时，这些进程又可以由多个子进程构成，进行一个规范的层次结构。一个进程通过门径和内部行为的时序关系来进行交互和定义；两个进程通过一个门径，可以对数值进行匹配，行程三种交互作用，这种进程行为为表达式描述。
三、ESTELLE
ESTELLE开始于1981年，由ISO发起，在1989年被批准为国际ISO标准，能够实现完整、一致、简练的描述分布，并对信息进行处理。ESTELLE使用的是Pascal语法和数据类型，基于扩展的通信有限状态机理论，在事件驱动行为建模中进行数据处理方面，能够准确描述并信息系统，因此，特别适合用于通信协议。ESTELLE是有许多相互通信的模块分层构成的系统，在每一级别中可以有多个模块，同时，每个模块和子模块中，都能通过通道以异步方式或凄然模块进行通信，而通道则是在两个实体之间相互传送的结构化双向路由。其本元素为模块，由模块头和模块体组成。其中，模块头被定义为外部交互点和输出变量。模块体则被定义为三个部分，即初始化部分，说明部分和跃迁部分。根据模块中是否包含状态变迁，可以分为三种类型，即活跃模块。目前，在ESTELLE中，已经开发看多个用于设计、调试、测试的工具，形成了一套完整的ESTELLE开发工具套。ESTELLE与SDL的扩展基本一致，但在某些概念上有所不同，ESTELLE扩展主要体现在：用变量和变量型的表示状态空间不一样；所用参数表示交互的方式不一样；操作与变迁相联系的方式也不一样。ESTELLE大部分主要集中在对ISO的应用协议进行描述。
四、Petri网
Petri网是在1962年，德国的CarlAdamPetri的博士论文中提出，是使用网状结构模拟通信系统，研究信息系统及其相互关系的数学模型，用于并发和分布系统行为描述的建模技术，目前，Petri网还没有明确的国际标准，但已经在分布式系统和通信协议的相关验证机性能分析反面得到了广泛应用。PN是对某一个系统状态及变化所提供的图形表达方式，通过可视描述功能，能够对模拟系统的动态和活动行为进行标记。一组通信实体能够被描述为单一的或相互通信的Petri网模型，由位置和跃迁表示通道实现，网络的动态特征，例如控制和数据流等由标记进行分布描述。为了适应不同协议的需求，Petri模型逐渐扩展到多个模型系统。近年来，Petri网技术得到了极大发展，各种网系统被开发，例如，条件/事件网，变迁网，有色网等，这些网络协同的开发对复杂系统的建模能力实现了很大的扩展作用。Petri网对系统结构能够较好的描述，对系统中并发、同步、冲突及顺序等关系，可以用图形等来表示组合模型，更具有直观、易懂和易用的优势。Petri网具有严格定义的数学对象，具备完善的数学理论为基础。Petri网作为系统建模的工具，在系统设计和分析中，着眼于系统发生的变化，以及变化发生的条件和影响。因此，从组织结构的角度来看，其模拟系统不涉及系统所依赖的物理和化学原理；精确描述系统中事件的依赖关系与不依赖关系，这是事件之间的客观存在，也不依赖与观察的关系；Petri网还具有与应用环境无关的动态行为，作为可独立的研究对象，且Petri网可以在具有不同应用领域中得到不同的解释，进而起到沟通不同领域间桥梁的作用和效果。
五、结束语
篇4
该方法简便易懂，但有较大局限性。将被测信号直接接入BITS（大楼综合定时系统）测试端口，网管作适当配置后，即可得到以BITS时钟信号作为基准参考的TIE测试曲线，可通过直接分析该曲线或查看MTIE（最大时间间隔误差）和TDEV（时间偏差）指标来评判该电路的同步质量，测试示意图如图2所示。但三项指标之间也有所侧重：TIE数据（也称原始相位数据）由于对同步情况进行了实时的记录，故障发生的时间和波形非常直观，所以在故障定位中被经常采用。TDEV主要体现网络噪声的统计情况，不能反映频偏故障。MTIE能在一定程度上反映频偏故障，但直观性和实时性远不如TIE。因此，MTIE和TDEV由于缺乏实时性主要用于网络质量情况的统计。利用TIE分析抖动和漂移是很直观的，但怎样得出相对频率偏差呢？只要测试时间足够长，TIE曲线可以滤除绝大部分的抖动和漂移成分近似成一条直线，依据下面公式根据TIE是能够估算出相对频率偏差的：准（t)=f/f•t+E(t)当t较大时，f/f•t>>E(t)，得：准（t)=f/f•t+E(t)艿f/f•t所以得到f/f艿准（t)/t，而准（t)/t正好是TIE曲线的斜率，如下图所示：从图3中数据可以得出TIE斜率准(t)/t艿f/f艿6.4×10-8BITS（GPS+铷钟）的时钟精度应该是非常高的，方法也很简单，但缺点是BITS设备一般都安装在规模较大的通信机房，即电路模型中A设备所在机房，因此使用起来存在一定的局限性。
方法二：SDH分析仪测同步法
这是使用最广泛的测试方法，它要求SDH分析仪具备抖动测试模块，而且测试现场要有同步参考源，图4是测试方法简图：图中的被测信号可以是DDF1、DDF2、DDF3点的任意方向。而参考源应该是质量较好的时钟信号，一般的SDH分析仪会选取2Mbit或2Mhz作为抖动模块的时钟参考，所以可选择：BITS输出、便携式时钟源（比如铷钟）、SDH站时钟输出、经过再定时处理的SDH支路2Mbit输出。下面以图4为例来作一下故障分析:假设上面的电路存在基站时钟失锁现象（BTS出现PhaseLockLost告警），在排除了常见故障后工作人员开始怀疑同步问题。首先在DDF1参考点测试得到BSC发给BTS方向信号的同步质量信息（TIE）如图5所示，由于设备位于交换局站，可采用BITS输出时钟信号作为测试参考源。而在DDF2处和DDF1处测得的曲线类似，分析曲线可知在交换侧存在着20多分钟为周期的飘动，但飘动的幅度不大，在4000ns左右，这样短期的相对频率偏差约为1×10-9，长期的质量会更好一些，因此可以肯定同步问题没有发生在A、B、C、D组成的汇聚层环形传输系统。继续沿着BSC至BTS方向进行逐段测试，在DDF3处测得同步质量信息（TIE）如图6所示，由于DDF3位于基站机房内，一般不会有BITS，可采用便携式铷钟仪表的输出作为测试参考源。由测试曲线可知，存在周期性的488ns的相位跳动，是典型的TU12指针调整造成的后果，因此可以得出结论：问题发生在E、F、G、H组成的接入层环形传输系统，具体原因可能是传输设备线路板或时钟板有问题，也可能是环网定时设置有问题，通过查找设备状态即可解决问题。
方法三：2M传输分析仪测同步法
如果条件比较有限，比如没有BITS、铷钟、带抖动的SDH分析仪等设备，怎样处理同步问题呢？其实仅一块2MPDH分析仪也能大致的定位故障点，采取的同样是比较的方法，将2M分析仪时钟源由平时使用的内钟改为2M参考源输入，在测量被测信号的同时，选择一路正常的业务信号接在仪表的2M参考时钟端口上，如图7所示。在没有大的频率偏差的情况下，仪表将显示正负几个赫兹的偏差跳变，滑码指标不会积累；但如果有较大的频率偏差，则滑码指标将出现正或负的积累，证明被测信号存在同步质量问题。以上介绍了三种同步故障的判断方法，它们在不同的机房条件下发挥着各自的作用，对判断故障都是有帮助的。虽然测试的手段各不相同，但是分析的思路都是一样的，即：采用信号同步质量对比的方法，取可靠的信号作为参考源，被测信号与其比较，通过TIE或滑码来判断被测信号同步质量的优劣；分析的顺序是自上而下的，逐点排除。值得一提的是该测试和分析方法对传送网和业务节点设备同步问题的处理都是有效的。
篇5
关键词：电力系统；通信网络；网络管理系统；Q3适配器；SNMP；TMN
引言
近年来随着通信技术的发展，为了满足电力系统安全、稳定、高效生产的需求及电力企业运营走向市场化的需求,电力通信网的发展十分迅速。许多新的通信设备、通信系统，例如SDH、光纤环路、数字程控、ATM等，都纷纷涌入电力通信网，使网络的面貌日新月异。新设备的大量涌入表现出通信网的智能化水平不断提高，功能日益强大，配置、应用也十分复杂。层出不穷的新产品、新功能、新技术及技术经济效益等诸多因素的影响，使可选择的设备越来越多，造成电力通信网中设备种类的复杂化。技术的发展使某些旧的观念有了根本的改变，计算机网络技术与通信技术相互交融。传统通信网络的交换、传输等领域引入了计算机网络设备，例如路由器、网络交换、ATM设备等。某些传统的通信业务通过计算机网络实现，例如IP电话等。今天通信网与计算机网的界限已越来越模糊。电力通信业务已从调度电话、低速率远动通道扩展到高速、数字化、大容量的用户业务，例如计算机互联网、广域网、视频传送等。电力通信网的结构也已从单一服务于调度中心的简单星形方式发展到今天多中心的网状网络，以保证能为日益增长的电力信息传输需求服务。
此外，由于网络规模的限制，电力通信网实际上是一个小而全的网络。小是指网络的业务量不大；全是指作为通信网所有环节一样不少，而且电力通信网地域广大、数量繁多。由于规模的原因，电力通信网的管理传统上一直都是不分专业统一管理，每一位通信管理维护人员都必须管理包括网络中传输、交换、终端各个环节上的设备，还包括电源、机房、环境等网络辅助设备，同时还要管理电路调配等网络业务。
由于电力系统行政划分的各级都设置电力调度，电力通信网又被人为的划分成不同级别、不同隶属关系的网络。一般来说，电力通信网分为主干网、地区网；主干网分国家、网局、省局、地区4级；地区网又分为地区、县级网。各个级别的网络根据隶属关系互联，各行政单位所属的网络管理、维护关系独立。而且由于传统的原因，上级网络的设备维护工作多由通信设备所在地区的下级网络的通信管理人员负责。网络设备管理与维护分离，集中运行，分散维护。
面对这样一个复杂的网络，这样一些苛刻的管理要求，唯一的也是十分有效的方法就是建立具有综合业务功能、综合接入功能的电力通信网络管理系统（简称网管系统）。
早期的电力通信网管理方式简单，由于通信设备的功能单一、智能化水平不高，自动化管理表现为监控系统，具有监视通信设备运行状态，实时通告设备的告警和运行异常信息，远程实时控制设备的主、备切换等功能。随着电力通信网的发展，作为新一代通信网基础的智能化设备出现后，产生了网元管理系统，它除了对设备故障的监控功能外，还包括对设备性能、配置及安全的管理。时至今日，网元管理系统的应用在通信网的运行管理过程中已随处可见。随着通信设备智能化水平的提高和通信业务需求的增长，通信组网的灵活性越来越大，通信网的规模也越来越大，网络管理系统应运而生。
一、电力通信网络管理的设计原则
1.1全面采用TMN的体系结构
TMN是国际电信联盟ITU—T专门为电信网络管理而制定的若干建议书，主要是为了适应通信网多厂商、多协议的环境，解决网管系统可持续建设的问题。TMN包括功能体系结构、信息体系结构、物理体系结构及Q3标准的互联接口等项内容。通过多年来的不断完善和发展，TMN已走向成熟。国际上的许多大的公司（例如SUN,HP等）都开发出TMN的应用开发平台，以支持TMN的标准；越来越多国际、国内的通信设备制造厂商也宣布接受Q3接口标准，并在他们的设备上配置Q3接口。国内的公用网、部分专用通信网都有利用TMN来建设网管系统的成功范例，例如：全国长途电信局利用HP的TMN平台OVDM建设全国长途电信三期网管；无线通信局利用SUN的SEM平台建设TMN网络管理系统。TMN的优点在于其成熟和完整性，是目前国际上被广泛接受的体系中最为完整的通信网管标准体系；TMN的不足在于其复杂性和单一化的接口。这些问题在网管系统建设中应该加以考虑。
1.2兼容其他网管系统标准
在接受TMN的同时，兼容其他流行的网管系统的标准以解决TMN接口单一的问题，对电力通信网管系统的建设十分有好处，尤其在强调技术经济效益的今天，这一点更为重要。
SNMP简单网路管理协议所构成的网络管理是目前应用最为广泛的TCP/IP网络的管理标准，SNMP网络管理系统实际上也是目前世界上应用最为广泛的网络管理系统。不仅计算机网络产品的厂商，目前越来越多的通信设备制造厂商都支持SNMP的标准。因此电力通信网管系统应该将SNMP简单网路管理协议作为网络管理的标准之一，尤其在通信网与计算机网的界限越来越模糊的今天，其效益是显而易见的。
另外，目前出现了新发展的网管体系和标准，例如对象管理组织OMG的CORBA体系、基于Web的网管体系、分布式网络管理技术等，这些新的技术都应当引起我们的重视。总之，对于电力通信网这种组织结构分散的网络来说，网管系统对各种体系的兼容性很有必要。
1.3采用高水平的商用TMN网管开发平台作为开发基础
网络管理是一个巨大、复杂的工程，涉及面广，难度大，特别是像TMN这样的系统，而综合业务及综合接入功能的要求又增加了系统的难度。依照标准的建议书从基础开发做起的方法无论从时间、经济的角度来说都是不可取的。高层网管应用开发平台是世界上具有相当实力的厂商，投巨资历时多年开发出来的商用系统，目前比较成熟的有SUN公司的SEM、HP公司的OPENView、IMB的NetView等［3］。每一种商用系统都为建设通信网络管理系统提供了一整套管理、、协议接口及信息数据库开发的工具和方法。利用商用TMN网管平台作为核心来构筑电力通信网管系统，屏蔽了TMN网管系统的复杂性，可大大降低开发难度，缩短开发时间，提高分开的成功率。对电力通信网管系统的建设来说不失为一种经济有效的方法。
当然，商用化高层网管应用开发平台的成本相对比较高，因此对于规模小、层次低的通信网，采用一些专用的自行开发的网络管理系统平台可能更为实际。
1.4网管系统的网络化
网管系统互联组成网管网络这一点是不言而喻的。从长远的观点来讲，电力通信网管应接受异构网互联的观念，即不同层次、不同厂商甚至不同体系结构的系统之间应不受阻碍的互联，组成一个具有广泛容纳性的网管网络。
规定一种或几种统一的标准互联接口作为系统互联的限制约定是目前网管系统之间互联的最可行的方法，如采用CMIP的Q3接口、SNMP的简单网络管理协议作为网管之间互联的标准协议接口。当然随着技术的发展这种限制可能会有所改变，例如：CORBA技术的应用会对目前的状况产生影响。虽然统一接口有系统花费大的不足，但是统一接口在数据互联中的优点是显而易见的。
网管系统的数据共享和可互操作性机制是网管系统互联的基础。完善的安全机制是网管系统互联成功的保障。网管系统还应支持与网管系统以外的信息管理系统的互联，实现数据共享。
1.5综合接入性
网管必须满足各种通信网络、通信设备的接入要求，兼容各种制式、各个厂商的产品。
TMN网管系统本身支持的标准接口有限，能够直接接入TMN网管系统的通信系统、通信设备并不多，大量通信设备的接入依靠网管系统提供的转换机制，网管系统通过协议适配器这样的网管部件，将通信设备上的五花八门的管理数据接口转换成统一的网管系统支持的标准接口（例如Q3适配器，SNMPPROX等），实现网管对通信设备的接入。对于设备种类繁多的电力通信网，这个环节尤为重要。
对于网络层次多、设备分布广、智能水平低的电力通信网，如果全盘依照TMN的方案，势必造成系统十分庞大，整个网管系统变得很不经济。因此，选用一种综合接入能力强、成本低的网管系统直接面向大量的通信设备，将通信设备集中转换，再通过标准接口送入TMN高层次网管。建立综合接入网管系统来完成接入的任务对电力通信网不失为一种经济可行的方案。
对于大量中等以下规模的网络完全可以依靠综合接入网管系统的功能来管理网络，既可实现通信设备的综合接入，又建立了网络的分层管理，一举两得，而且这种方案的经济效益十分可观。对于系统已经在建的大量的监控、网元管理系统来说，也可以采用先将其改造成综合接入网管系统再接入高层TMN网管的方案。
1.6完善的应用功能及客户应用接口的开放性
在今天这样的市场竞争环境下，网管系统的应用功能是否完善、丰富，能否满足用户的要求、适应网络的变化，总之网管系统的应用功能是否能得到用户的认可，是网管系统成败的关键。
应用功能的设置应该能由用户来选择，用户的应用界面应该满足用户的要求。这要求网管系统除了具有根据用户要求定制的能力外，重要的一点是网管系统的应用功能接口应具有开放性，应能支持满足应用功能接口的第三方应用程序，在不改变基础系统的情况下不断推出新的应用功能、用户界面，满足用户的要求。由于电力通信网采用行政划分的管理方式，各级用户的管理功能要求的不一致性更大，应用功能开放性的要求显得更为重要。
1.7网管系统的一体化和独立性
网管系统应实现电力通信网的一体化管理，即各种功能网络管理系统的应用程序统一设计，采用统一的界面风格，采用一致的名词术语。用统一的管理操作界面去操作控制不同型号、厂家的同类功能设备。在同一个平台、界面上监视、处理网络告警，控制网络运行。
真正的网络管理系统应具有独立性，系统不应依赖于某个设备制造厂商；网管系统应能保证所有的厂商都得到同样公平和有效的支持。这样做的目的是为了保证通信系统本身的发展，确保不会因网管系统方案选择限制通信系统本身。这一点对于多样化特点十分明显的电力通信网尤为重要。
1.8网管系统的人机界面
首先，对象化的思想应该贯穿在网管界面的设计中。将图形上的元素及元素的组合定义成图形对象，将图形对象与它所表示的数据对象、实际的通信设备串联起来，实现实物、数据、表示界面的统一。这种对象化的设计方法保证了网管系统数据和界面的统一，保证了网管系统对被管理系统的变化的适应能力。对象化的设计观念应推广到网管系统人机界面的各个方面，例如：语音申告、媒体管理等。
其次，网管系统的界面应不断采用新技术加以更新、改造。界面是表示一个系统的窗口，界面的优劣直接影响人们对系统的第一印象，影响人们对系统的使用。引入新的技术，提高系统界面的功能、界面的可观赏性、系统的易使用程度是网管系统成败的又一关键因素。
GIS是目前实用化和技术经济性能都比较高的一项可视化信息技术，GIS采用对象化设计思想，支持地理信息数据，支持多图层控制，采用矢量化图形方式。GIS在信息管理系统的数据表示界面方面应用广泛，在表示与地理信息有关的数据界面时尤其优秀，电力通信网管系统可以采用GIS技术开发基于地理信息系统的网管应用界面。
Web是一种影响非常广的、为人们广泛接受的、使用方便的数据浏览界面，Web支持的数据包括文本、图形、图片、视频等，支持数据库的浏览，而且支持的数据种类和数据格式还在不断丰富。利用Web的优势作为网管系统的信息媒介是一种非常明智的选择。
二、电力通信网管系统方案
2.1需求分析
在选择网管系统方案时各种因素都会影响最终的决定，如网络管理要求、通信系统规模、通信网络结构、技术经济指标等。网络管理要求应是确定网管系统方案的首要因素。并不是在任何情况下网管的配置越高、功能越全越好，如果管理要求只关心对通信设备的实时监控，那么最佳方案是选择监控系统。在完成监控功能方面，监控系统的实时性能、准确程度都较复杂的网管系统要高。同样如果管理要求只关心通信设备的信息，只需要建立网元管理系统即可。但如果是一个管理一定规模的通信网络而且提供通信服务的管理单位，那么就应该选择能够涵盖整个通信网的网管系统。
2.2网络设计
初期的网管系统一般只注重网络某些部分（如通信设备）的管理，其主要原因是通信网管系统在发展初期一般依赖于通信设备生产厂商。真正的网络管理系统应包括以下各个层次：
网元数据采集层：网元(设备)的数据接入、数据采集系统。
网元管理层：直接管理单个的网元(设备)，同时支持上级的网络管理层。这一层主要是面向设备、单条电路，是网络管理系统的基础内容。其直接的结果实现设备的维护系统。
网络管理层：在网元管理的基础上增加对网元之间的关系、网络组成的管理。主要功能包括：从网络的观点、互联关系的角度协调网元(设备)之间的关系；创建、中止和修改网络的能力；分析网络的性能、利用率等参数。网络管理层的另一个重要的功能是支持上层的服务管理。
服务管理层：管理网络运行者与网络用户之间的接口，如物理或逻辑通道的管理。管理的内容包括用户接口的提供及通道的组织；接口性能数据的记录统计；服务的记录和费用的管理。
业务管理层：对通信调度管理人员关于运行等事项所需的一些决策、计划进行管理。对运行人员关于网络的一些判断的管理。这一层管理往往与通信企业的管理信息系统密切相关。其功能包括：日志记录，派工维护记录，停役、维护计划，网络发展规划等。
网络管理系统应当是全网络的，对于面向用户服务的规模较大的通信网络，管理的重点应放在网络、服务、业务等层次的管理上。
2.3系统功能
一个完善的网络管理系统应具备如下功能。
故障管理：提供对网络环境异常的检测并记录，通过异常数据判别网络中故障的位置、性质及确定其对网络的影响，并进一步采取相应的措施。
性能管理：网络管理系统能对网络及网络中各种设备的性能进行监视、分析和控制，确保网络本身及网络中的各设备处于正常运行状态。
配置管理：建立和调整网络的物理、逻辑资源配置；网络拓扑图形的显示，包括反映每期工程后网络拓扑的演变；增加或删除网络中的物理设备；增加或删除网络中的传输链路；设置和监视环回，以实施相关性能指标的测试。
安全管理：防止非法用户的进入，对运行和维护人员实现灵活的优先权机制。
2.4系统结构
为了保证网管系统能较好适应电力通信网的特点，满足电力通信网的管理要求，网管系统应能兼容多机种、多种操作系统；应能设计成冗余结构保证系统可靠性；应能充分考虑系统分期建设的要求，充分考虑不同档次的网管系统的需求。
网管系统可采用IP级的网络实现系统中各硬件平台之间的互联，利用现有的各种管理数据网络的路由，组织四通八达的网管系统网络。
数据服务器：是网管管理信息数据库的存储载体，用于存储和处理管理信息。
网管工作站：为网管系统提供人机接口功能。它为用户提供友好的图形化界面来操作各被管设备或资源，并以图形的方式来显示网络的运行状态及各种统计数据，同时运行各种网管系统的应用程序。
浏览工作站：通过广域网、Internet或Intranet网接入网管系统，提供网管系统数据信息的浏览功能。
协议适配器：完成网管系统与被管理设备之间的协议转换。
前置机：通过远方数据轮询采集及网管系统与采集系统之间的协议转换，实现对各种通信站、通信设备的实时管理。
网管系统的软件由管理信息数据库、网管核心模块、若干应用平台、若干网络高级分析程序及数据转换接口程序组成。
管理数据库：负责存储和处理被管设备、被管系统的历史数据,以及非实时的资料、统计检索结果、报表数据等离线数据。
网管核心模块包括管理信息服务模块、管理信息协议接口及实时数据库；
通信调度应用平台包括系统运行监视、运行管理、设备操作、图形调用、数据查询等功能。
图形系统实现网管系统图形应用界面，包括图元制作工具、绘图工具、图形文件管理工具、数据库维护工具等。
通信运行管理应用平台提供网管系统所需的各种管理功能，包括运行计划管理、维护管理、报表管理、权限管理等。
网络高级分析软件包括网络故障分析、性能分析、路由分析、资源配置分析。
三、结语
电力通信网络管理系统的开发与应用起步比较迟，相对于公用网和其他一些专用网都落后了一步。目前，在电力通信网中未见真正的规模比较大的网络管理系统，网络的运行管理主要依靠通信监控系统和一些随通信系统和通信设备引进的网元、网络管理系统。随着网络规模、管理水平的提高，越来越显示出目前这种状况的不适应性。从事电力通信网运行、管理、开发的建设者们有能力、有决心解决好这些问题。
参考文献：
［1］ITU-TM.3010-96.PrinciplesforaTelecommunicationManagementNetworks.
篇6
GSM-R（GlobleSystemofMobilefoRRailway）专门针对铁路移动通信的需求而推出的专用通信系统，由国际铁路联盟（UIC）和欧洲电信标准化组织制定技术标准，并被许多欧洲国家采纳。它基于GSM并在其功能上有所超越，是成熟的通过无线通信方式实现移动话音和数据传输的一种技术体制。
（一）铁路GSM-R相对公网GSM有着特殊的需求
用户级别不同（语音呼叫，包括：组呼、群呼、增强多优先级与强拆）。功能寻址（调度）。基于位置的寻址（机车呼叫前方车站、后方车站）。高速列车运行情况下的移动通信。大量特殊的数据业务需求（列控、车次号等）。
（二）武广高速铁路GSM-R无线网络采用单层交织冗余覆盖
在列控系统中,无线闭塞中心(RBC)与车载设备无线连接中断,主要是由于GSM-R的无线网络连接失效,即车载ATP（列控车载系统）与BTS(基站)的连接中断,可能是ATP或BTS发生了故障,其中BTS故障的影响可能性大,因为它的故障会造成整个BTS无线网络覆盖区域内的无线连接中断,导致ATP无线连接超时由CTCS-3级转入CTCS-2级控车，影响该区段内的所有列车运行。武广高铁对无线连接失效采取的技术方案是采用单层交织冗余覆盖，铁路沿线由一层无线网络进行覆盖，但在系统设计时加密基站，使得两相邻基站的场强相互覆盖到对方站址，这样可保证在非连续基站故障的情况下，GSM-R网络仍能够正常工作。而且采用不同路由的奇偶数基站保护“环型”结构，在这种无线网络结构下，基站单点故障时不会出现无线网络覆盖盲区，只有连续基站故障或BSC（基站控制器）故障时才会影响无线覆盖，因而系统可靠性很高；同时由于基站加密，覆盖电平较高，抗干扰能力也较强。保证了动车350km/h运行速度车-地之间双向数据传输安全。
（三）CTCS-3级高速运行情况下的移动通信
使CRH3（中国铁路高速）型动车组在武广高速铁路上以350km/h的速度安全运行。基于承载CTCS-3业务的GSM-R系统确保行车安全。今天武广高铁采用GSM-R通信网络创造了CRH3型动车运行时速394公里的世界记录。
二、在武广高铁GSM-R通信网络的功能及其应用
我国GSM-R铁路数字移动通信系统由：网络交换子系统（NSS）、基站子系统（BSS）、运行和维护操作支持子系统（OSS）三个子系统构成。GPRS（通用分组无线业务）高效、低成本、资源配置灵活，特别适用于间断、突发性、频繁、数据量小的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。将GPRS分组交换模式引入到GSM-R网络中,GSM-R在数据传输上产生了由电路交换到分组交换的质的飞跃,数据传输速率从原来的9.6kb/s提高到最大传输速率171.2kb/s(理论上)。GPRS方式的数据传输链路，可以为铁路运输行车指挥提供数据通信业务，包括列车控制系统信息传输、机车同步控制信息传输、调度命令传输、调车无线机车信号和监控信息传输、无线车次号传输、进站停稳信息及接车进路信息的传输等数据通信业务。在高铁CTCS-3级模式下，车载设备通过GSM-R无线通信GPRS子系统向RBC发送司机选择输入和确认的数据（如车次号），列车固有性质数据（列车类型、列车最大允许速度、牵引类型等），车载设备在RBC的注册、注销信息，定期向RBC报告列车位置、列车速度、列车状态（正常时）和车载设备故障类型（非正常时）信息，列车限制性信息以及文本信息等。
三、中国铁路GSM-R网络的规划
篇7
智能化住宅小区通信网络是小区内综合信息服务、小区与外界广域网连接、小区智能物业管理的物理平台。构建小区通信网络平台，要考虑网络提供综合信息与资讯服务的能力，网络的先进性、扩展性、性价比以及开发商（用户）对投资费用的承受能力。综合考虑各方面因素，小区宽带通信网络平台采用以大网或有线电视HFC网，也可采用两者结合的方式。
1.以太高坡同构建小区宽带通信网
1.1以太网技术
以太网是目前应用最为广泛的局域网络，它采用基带传输，通过对绞线和传输设备，实现10Mbps／100Mbps／1000Mbps的数据传输。由于应用广泛，各大网络设备生产商均投入极大精力于这类技术产品的研究和开发，技术不断创新，从最初的同轴电线上的共享10Mbps传输技术，发展到现在的在对绞线和光纤上的100Mbps甚至100OMbps的传输、交换技术。目前，大部分局域网络均采用以太网，在大型网络系统中的各个子网也多数构成以太网。从应用来看，办公室自动化、证券、校园网、控制系统等各类应用均以以太网为主要的通讯传输方式，应用非常广泛，而且仍保持很猛的发展势头，可以预见，将来的局域网仍将以以太网为主流技术。总之，以太网是目前网络技术中先进成熟，实时性强，应用广泛，性能稳定，价格低廉的通讯技术，是智能化住宅小区通讯网的理想选择。
千兆以太网继承了传统以太网的特点，并极大地拓宽了带宽，与10／1OOMbps以大网保持良好的兼容性，增加了对Qos的支持，以高带宽和流量控制的策略来满足应用的需要，是智能化住宅小区局域骨干网的理想选择。
1.2智能化住宅小区局域以太网
方案设计
(1)功能说明和设计要求
智能住宅小区局域网一般涵盖若干标用户住宅楼、小区管理控制中心、小区公共会所、小区物业管理公司以及区内各类集团用户，并通过一定的方式与小区智能控制网连接。
网络设计要求采用可靠、先进、成熟的技术；所有信息点具有交换能力；支持虚网划分;支持多媒体应用；能进行良好的网络管理；具有良好的扩充性和升级能力。
（2）网络系统
整个网络包括广域网（Internet、各专业网）接入、小区网络系统及小区网络智能控制中心。
小区网络系统采用星型拓扑结构，分为系统中心（小区管理控制中心）、区域中心、住宅楼栋和用户四级。根据小区的规模和用户楼栋的分布情况，为便于网络设计和管理，可将整个小区分成若干个区域，每个区域设一个区域中心，管辖若干个相近的楼栋。根据小区网络设计要求，小区局域主干采用千兆以太网，在系统中心设一千兆以太网核心交换机，在各区域中心设置工作组交换机，各工作组交换机配置1000MbpsFX上联端口，通过光纤与核心交换机连接，构成智能化住宅小区千兆以太骨干网。每个区域内，在各楼栋设备间设置100／10Mbps交换式集线器，交换式集线器通过100MbpsTX上联端口经五类对绞线与工作组交换机连接，根据需要也可通过100MbpsFX端口经光纤连接。在楼内，交换式集线器通过10MbpsTX端口经楼内5类综合布线连接用户计算机。这样，核心交换机与工作组交换机之间可提供高达1000Mbps的传输速率，工作组交换机向各楼栋提供100Mbps的传输速率，每个最终用户可独享10Mbps的通信带宽。
小区管理控制中心是整个网络系统的中心，系统的主要通信设备集中于此，除网络核心交换机外，还包括与广域网连接的路由器、各类服务器以及管理工作站等。
小区局域网通过DDN专线或ADSL与Internet连接，随着信息化的不断发展，今后还可以通过155MbpsATM或通过千兆IP城域以太网与Internet连接，以提高小区接入带宽、网络系统结构如图1所示。
该系统具有良好的开放性和扩展性，可根据小区的实际情况灵活组合与配置。区域中心可以包括若干栋单元楼，也可以只管辖一栋高层住宅，小区内的集团用户、公共会所、物业管理公司以及各应用子系统以适当的方式就近接入各自所在的区域中心网络，形成一体化的统一网络。
（3）住宅综合布线设计
上文所述，在楼内交换式集线器通过综合布线与用户计算机连接，综合布线系统是智能化住宅的基础设施，为住宅楼的通讯网络提供高速信息通道。朗讯、西蒙、阿尔卡特、丽特等国际大公司都相继推出各自的智能化住宅综合布线产品。智能化住宅布线系统按功能区域分为三大部分：住宅单元子系统、楼层管理间和垂直干线子系统以及设备间子系统，各系统布线都采用5类以上对绞线，如图2所示。
住宅单元子系统
在每一个住宅单元设置一个家庭布线系统接线箱，作为与户外布线系统连接的界面，对户内外布线系统的变动带来极大的方便。接线箱可安装各种系统接线模块，包括数据和语音通信模块、家庭安防系统模块、可视对讲系统模块等等，根据需要自由组合安装。户内数据通信布线采用5类以上UTP（非屏蔽对绞线），信息插座采用RJ45制式接口。
楼层管理间和垂直干线子系统垂直主干布线采用新型拓扑方法，由设备间主配线架敷设至各楼层管理间的干线电缆构成，系统采用五类以上4对UTP作为系统主干电缆。楼层管理间设置桥式模块板通过不同跳线实现水平线缆与垂直干线的连接。
设备间子系统
设备间子系统内安置交换式集线器和主配线架，所有主干线缆都端接在主配线架上，通过跳线与交换式集线器连接。
2、HFC网构建小区信息传输网
2.1HFC网络技术
我国有线电视覆盖范围广阔，用户普及率高，是电信网之外的另一个资源大网。随着技术的发展，有线电视网逐步发展为双向HFC综合信息网，除传送常规的广播电视信号外，还可以进行高速的数据传输，传送图像、数据和语音等多媒体数据。HFC双向混合光纤同轴电缆传输网从有线电视前端中心用光纤将信号送到各小区的光节点，从光节点处通过同轴电缆分配网与住户连接。HFC网有效网络带宽为850MHz，具有丰富的频带资源，将42MHz以下频段传输上行数据信号，SO—55OMHZ用于传输普通广播电视信号，55O—85OMHz用于传输下行数据信号。HFC网频带宽、速度快、性能可靠稳定，是智能化住宅小区理想的信息传输网络平台。
HFC网络系统主要由位于前端的CMTS、位于用户端的CableModem（电缆调制解器cm）以及传输设备组成。其工作原理；CMTS从网络接收的数据帧封装在MPEG－2TS帧中，通过下行数字调制成RF信号输出到HFC网，同时接收上行数据，并转换成以太网的帧传送给网络。用户端的CM的基本功能是将上行数字信号调制成RF信号，将下行的RF信号解调为数字信号，从MPEG－2TS帧中抽出数据，转换成以太网的数据，通过10/100BaseT自适应以太网接口输出到用户PC。在HFC网上采用频分复用，在某一频率上的信道则是多用户共享，CM用户在连接时并不占用一固定带宽，而是与其它活动用户共享，仅在发送和接收数据的瞬间，使用网络资源，它通过MAC控制用户信道分配与竞争，支持不同等级的多媒体业务。
2.2网络设计方案
基于HFC的智能化住宅小区信息传输网络如图3所示，有线电视台控制中心总前端通过IP主干城域网与各个分前端连接，分前端通过光纤连接各光节点，光节点以下是双向同轴电缆分配网连接到用户端。若CMTS位于小区内，则小区智能控制中心为有线电视的一个分前端，
CMTS与CM之间是采用同轴电缆分配网进行连接。
在双向HFC网上构建小区宽带信息传输网时，根据网络结构，在小区控制管理中心设置电缆调制解调器头端系统（CMTS）和路由交换机，用户端设置电缆调制解调器（CM），由此构成双向HFC网的用户宽带接入传输平台。
（1）HFC前端
HFC前端主要包括路由交换机、CMTS。前端路由交换机通过光纤与千兆IP城域网连接。CMTS用于连接双向HFC网和宽带数据网，为用户端的CM提供控制、管理和数据传输功能，它提供动态带宽管理、高速信息流量集中、数据网络资源的接入控制并保证数据服务质量。每个CMTS
可支持和管理2000个CM。
（2）用户端
HFC网用户端核心设备是电缆调制解调器（CM），用于完成HFC网与用户PC之间的数据格式转换，使用户PC通过HFC网络与前端设备进行全双工的数字通信。CM通过标准的10／100BAS－T以太网自适应接口与用户的PC连接，通过F头与HFC网连接。
根据小区用户的类型和需求，用户的宽带接入可采用不同方式，主要包括通过电缆调制解调器接入和局域网高速专线接入。
l对家庭用户，用户PC通过10-100BASE-T自适应以太网接口直接连接CM，实现上行10Mbps，下行36Mbps传输速率的宽带接入。也可多个用户通过集线器的宽带接入。也可多个用户通过集线器共用一个CM，共享上、下行传输带宽，以降低接入成本。
2对小型企业用户，企业内部网通过集线器或路由交换机共用一个CM接入HFC网，以降低接入成本，这时局域网用户共享上、下行传输带宽。
篇8
关键词JAVA，网络，SOCKET，APPLET
网络上的系统结构多为客户/服务器模式，服务器端负责数据和图像等的存储、维护、管理以及传递，客户端则负责人机界面的操作、送出需求及显示收回的数据。
下面介绍一下如何使用JAVA来进行网络编程：
1)由于客户端通过IE同服务器建立联系，所以客户端使用Applet，服务器端使用Application；
2)服务器应设置成多线程，应答多个客户的请求；
3)两端通信使用SOCKET机制。
1Java中输入/输出流概念：
过滤流DataInputStream和DataOutputStream除了分别作为FilterInputStream和FilterOutputStream的子类外，还分别实现了接口DataInput和DataOutput。接口DataInput中定义的方法主要包括从流中读取基本类型的数据、读取一行数据、或者读取指定长度的字节数，如readBoolean()readInt()、readLine()、readFully()等。接口DataOutput中定义的方法主要是向流中写入基本类型的数据或者写入一定长度的字节数组，如writeChar()、writeDouble()DataInputStream可以从所连接的输入流中读取与机器无关的基本类型数据，用以实现一种独立于具体平台的输入方式；DataInputStream可以向所连接的输出流写入基本类型的数据。
2Socket机制
Socket是面向客户/服务器模型设计的，网络上的两个程序通过一个双向的通讯连接实现数据的交换，这个双向链路的一端称为一个Socket。Socket通常用来实现客户方和服务方的连接。客户程序可以向Socket写请求，服务器将处理此请求，然后通过Socket将结果返回给用户。
Socket通信机制提供了两种通讯方式：有联接和无联接方式，分别面向不同的应用需求。使用有联接方式时，通信链路提供了可靠的，全双工的字节流服务。在该方式下，通信双方必须创建一个联接过程并建立一条通讯链路，以后的网络通信操作完全在这一对进程之间进行，通信完毕关闭此联接过程。使用无联接方式时其系统开销比无联接方式小，但通信链路提供了不可靠的数据报服务，不能保证信源所传输的数据一定能够到达信宿。在该方式下，通信双方不必创建一个联接过程和建立一条通讯链路，网络通信操作在不同的主机和进程之间转发进行。
3Java语言
Java语言的优点主要表现在：简单、面向对象、多线程、分布性、体系结构中立、安全性等方面。
(1)简单性
Java与C++语言非常相近，但Java比C++简单，它抛弃了C++中的一些不是绝对必要的功能，如头文件、预处理文件、指针、结构、运算符重载、多重继承以及自动强迫同型。Java实现了自动的垃圾收集，简化了内存管理的工作。这使程序设计更加简便，同时减少了出错的可能。
(2)面向对象
Java提供了简单的类机制和动态的构架模型。对象中封装了它的状态变量和方法，很好地实现了模块化和信息隐藏；而类则提供了一类对象的原型，通过继承和重载机制，子类可以使用或重新定义父类或超类所提供的方法，从而既实现了代码的复用，又提供了一种动态的解决方案。
Java是一种完全面向对象的程序设计语言，它除了数组、布尔和字符三个基本数据类型外的其它类都是对象，它不再支持全局变量。在Java中，如果不创建新类就无法创建程序，Java程序在运行时必须先创建一个类的实例，然后才能提交运行。
Java同样支持继承特性，Java的类可以从其它类中继承行为，但Java只支持类的单重继承，即每个类只能从一个类中继承。
Java支持界面，界面允许程序员定义方法但又不立即实现，一个类可以实现多个界面，利用界面可以得到多重继承的许多优点而又没有多重继承的问题。
(3)多线程
多线程使应用程序可以同时进行不同的操作，处理不同的事件。在多线程机制中，不同的线程处理不同的任务，他们之间互不干涉，不会由于一处等待影响其他部分，这样容易实现网络上的实时交互操作。
Java程序可以有多个执行线程，如可以让一个线程进行复杂的计算，而让另一个线程与用户进行交互，这样用户可以在不中断计算线程的前提下与系统进行交互。多线程保证了较高的执行效率。
(4)分布性
Java是面向网络的语言。通过它提供的类库可以处理TCP/IP协议，用户可以通过URL地址在网络上很方便的访问其他对象。
(5)体系结构中立
Java是一种网络语言，为使Java程序能在网络的任何地方运行，Java解释器生成与体系结构无关的字节码结构的文件格式。Java为了做到结构中立，除生成机器无关的字节码外，还制定了完全统一的语言文本，如Java的基本数据类型不会随目标机的变化而变化，一个整型总是32位，一个长整型总是64位。
为了使Java的应用程序能不依赖于具体的系统，Java语言环境还提供了用于访问底层操作系统功能的类组成的包，当程序使用这些包时，可以确保它能运行在各种支持Java的平台上。
java.lang:一般的语言包。其中包括用于字符串处理、多线程、异常处理和数字函数等的类，该包是实现Java程序运行平台的基本包
java.util:实用工具包。其中包括哈希表、堆栈、时间和日期等
java.io:基于流模型的输入/输出包。该包用统一的流模型实现了各种格式的输入/输出，包括文件系统、网络和设备的输入/输出等
:网络包。该包支持TCP/IP协议，其中提供了socket、URL和WWW的编程接口
java.awt:抽象窗口工具集。其中实现了可以跨平台的图形用户界面组件，包括窗口、菜单、滚动条和对话框等
java.applet:支持applet程序设计的基本包
(6)安全性
用于网络、分布环境下的Java必须要防止病毒的入侵，Java不支持指针，一切对内存的访问都必须通过对象的实例变量来实现，这样就防止了程序员使用欺骗手段访问对象的私有成员，同时也避免了指针操作中容易产生的错误。
4JAVA工具
(1)JDK
1)Java编译器
Java编译器将Java源代码文件编译成可执行的Java字节码。Java源代码文件的扩展名为.java，Java编译器把这种扩展名的文件编译成扩展名为.class的文件。源文件中的每个类在编译后都将产生一个class文件，这意味一个Java源代码文件可能编译生成多个class文件。
2)Java解释器
Java解释器对编译生成的字节码格式的可执行程序的运行提供支持，它是运行非图形Java程序的命令行工具。
3)Appletviewer
它是JavaApplet的简单测试工具，可使用它来测试JavaApplet程序，而不需要WWW浏览器的支持。
(2)VisualJ++
VisualJ++集成了可视化界面设计、交互式调试、代码编辑、联机帮助信息和介绍如何快速掌握该开发环境的实用向导等多项功能，同时具有能充分利用ActiveX和COM新技术的优势。利用VisualJ++可创建交互性很强的Internet应用程序，是难得的Java开发系统。
5客户机/服务器通信的实现：
(1)Application同Applet的通信
两端通过Socket机制进行连接：
1)客户端的编程流程:
?打开Socket，新建一个套接字；
?为套接字建立一个输入和输出流；
?根据服务器协议从套接字读入或向套接字写入；
?清除套接字和输入/输出流；
2)服务器端的编程流程:
?打开ServerSocket,创建一个服务器型套接字和一个普通套接字，服务器型套接字在指定端口为客户端请求的Socket服务；
?使用ServerSocket类的accept()方法使服务器型套接字处于监听状态并把监听结果返回给普通套接字；
?为该普通套接字创建输入和输出流；
?从输入和输出流中读入或写入字节流，进行相应的处理，并将结果返回给客户端；
?在客户端和服务器工作结束后关闭所有的对象,如服务器型的套接字,普通套接字,输入和输出流。
正是由于Java系统具有基于Socket的灵活通信机制，因而其应用程序能自由地打开和访问网络上的对象，就象在本地文件系统中一样。
(2)Applet之间的通信：
Applet之间的通信使用AppletContext类的getApplet()方法。
<appletcode=applet1.classwidth=200height=200name=first>
只要在程序中加入
Appletoneapplet=getAppletContext().getApplet(“first”);便可使用name为first的Applet中的方法了。
在该课题中大量使用了该种通信方法，因为专门同服务器端通信的Applet中包含接收信息方法和发送信息方法，所有客户端的Applet都要使用负责通信的Applet中的方法，所以客户端的Applet同负责通信的Applet必须进行通信。
6程序
//服务器端程序S.java负责与客户端通信
importjava.io.*;
.*;
importjava.lang.*;
importT2;
classThreadEchoHandlerextendsThread//创建线程
{
T2theT2=newT2();
Socketincoming;
intcounter;
ThreadEchoHandler(Socketi,intc)
{incoming=i;
counter=c;}
publicvoidrun()
{
try
{
DataInputStreamin=newDataInputStream(incoming.getInputStream());
DataOutputStreamout=newDataOutputStream(incoming.getOutputStream());
System.out.println("hello");
booleandone=false;
while(!done)
{Stringaa="";
Stringstr=in.readUTF();//从客户端得到字符串
//在此加入各自的服务程序
System.out.println(str);
theT2.pass(str);//解码
theT2.tongji();//修改监控库中的信息
aa=theT2.guan();//操纵数据库
System.out.println("stringzis:"+aa);
if(pareTo("null")!=0)
//若是查询数据库，返回查询后的结果
{//若不是查询数据库，不向客户端输出信息
out.writeUTF(aa);
out.flush();}
}//while
incoming.close();//线程关闭
}//try
catch(IOExceptione)
{System.out.println(e);}
}//endrun
}
//----------------------------------------
classS
{
publicstaticvoidmain(String[]args)
{
inti=1;
try
{
ServerSockets=newServerSocket(1111);
for(;;)
{
Socketincoming=s.accept();
System.out.println("connect:"+i);
newThreadEchoHandler(incoming,i).start();
i++;
}
}
catch(Exceptione)
{System.out.println(e);}
}
}
//客户端通信小应用程序Echo.java
importjava.io.*;
.*;
importjava.awt.*;
importjava.applet.*;
publicclassEchoextendsApplet
{
TextAreata;
SocketechoSocket;
DataOutputStreamos;
DataInputStreamis;
StringLine;
publicvoidinit()
{
setBackground(Color.white);
ta=newTextArea(5,80);
ta.setEditable(false);
add(ta);
try
{echoSocket=newSocket("10.102.4.41",1111);}//与服务器建立连接
catch(IOExceptione)
{System.out.println("error");}
}
publicvoidst(Stringstri)//发送字符串的方法
{
try
{DataOutputStreamos=newDataOutputStream(echoSocket.getOutputStream());
DataInputStreamis=newDataInputStream(echoSocket.getInputStream());
os.writeUTF(""+stri);//向服务器输送string
os.flush();
}
catch(IOExceptione)
{System.out.println("error:"+e);}
}
publicStringst1()//接收字符串的方法
{
StringLine="";
try
{DataOutputStreamos=newDataOutputStream(echoSocket.getOutputStream());
DataInputStreamis=newDataInputStream(echoSocket.getInputStream());
Line=is.readUTF();//从服务器读来的信息
ta.appendText(""+Line);//在文本域中输出信息
}
catch(IOExceptione)
{System.out.println("error:"+e);}
returnLine;
}
}
7程序调试心得：
1)在建立Socket连接时，两端的端口号必须设为一致，否则建立不了连接。服务器端必须有主机IP地址或主机名参数。
2)连接建立好之后应确定输入和输出流。起初程序中用的是DataInputStream和PrintStream，结果只能传输英文，传输中文时产生乱码，将PrintStream改为DataOutputStream，使用readUTF()和writeUTF()方法后，中文传输问题得到解决。
3)如果一个使用某端口的程序没有关闭，另一个程序就不能使用这个端口。
4)开始进行通信的程序均为Application，因不符合客户机/服务器机制，应将客户端的Application改为Applet。其转化的主要步骤如下：
?创建一个包含APPLET标签的HTML文件；
?去掉应用程序中的main()方法；
?类名应继承Applet类，而不是Frame类，并在程序开头加入
importjava.applet.*;语句；
?用init()方法代替Application程序中的构造方法，当浏览器创建Applet类对象的时候，它自动执行init()方法；
?如Application中缺省使用了BorderLayout布局管理器，应在Applet的init()方法中重新设定；
?如果Application中有setTitle()方法，必须将其去掉，如Application中使用了菜单，在Applet中用按钮来替换。
5)懂得了在一程序中如何引用自定义的类中的方法和变量，在程序开头加入import类名；在程序中加入类名实例=new类名();然后使用
实例.方法（），实例.变量即可。
参考文献：
[1]廖雷等，Java程序设计教程，中国电力出版社，2003
篇9
DSP芯片是专门为实现各种数字信号处理算法而设计的、具有特殊结构的微处理器，其卓越的性能、不断上升的性价比、日渐完善的开发方式使它的应用越来越广泛。将计算机网络技术引入以DSP为核心的嵌入式系统，使其成为数字化、网络化相结合，集通信、计算机和视听功能于一体的电子产品，必须大大提升DSP系统的应用价值和市场前景。将DSP技术与网络技术相结合，必须解决两个关键问题：一是实现DSP与网卡的硬件接口技术，二是基于DSP的网络通信程序设计。DSP与网卡的硬件接口技术参考文献[1]有比较详尽的论述，以下主要讨论基于DSP的网络通信程序设计。
1通信协议的制定
协议是用来管理通信的法规，是网络系统功能实现的基础。由于DSP可以实现对网卡的直接操作，对应于OSI网络模型，网卡包含了物理层和数据链路层的全部内容，因此，规定了数据链路层上数据帧封装格式，就可以为基于DSP的局域网络中任意站点之间的通信提供具体规范。因为以太网是当今最受欢迎的局域网之一，在以太网中，网卡用于实现802.3规程，其典型代表是Novell公司的NE2000和3COM公司的3C503等网卡，所以研究工作中的具体试验平台是以DSP为核心构成的以太局域网，主要用于语音的实时通信，所使用的网卡为Novell公司的NE2000网卡。NE2000网卡的基本组成请见参考文献[2]，其核心器件是网络接口控制器（NIC）DP8390。该器件有三部分功能：第一是IEEE802.3MAC（媒体访问控制）子层协议逻辑，实现数据帧的封装和解封，CSMA/CA（带碰撞检测功能的载波侦听多址接入）协议以及CRC校验等功能；第二是寄存器堆，用户对NE2000网卡通信过程的控制主要通过对这些寄存器堆中各种命令寄存器编程实现；第三是对网卡上缓冲RAM的读写控制逻辑。DP8390发送和接收采用标准的IEEE802.3帧格式。IEEE802.3参考了以太网的协议和技术规范，但对数据包的基本结构进行了修改，主要是类型字段变成了长度字段。所以，以DSP为核心的局域网内通信数据包基本格式如图1所示。
DSP读出数据包和打包从目的地址开始。目的地址用来指明一个数据帧在网络中被传送的目的节点地址。NE2000支持3种目的地址：单地址、组地址及广播地址。单地址表示只有1个节点可以接收该帧信息；组地址表示最多可以有64个字节接收同一帧信息；而广播地址则表示它可以被同一网络中的所有节接收。源地址是发送帧节点的物理地址，它只能是单地址。目的地址和源地址指网卡的硬件地址，又称物理地址。
在源地址之后的2个字节表示该帧的数据长度，只表示数据部分的长度，由用户自己填入。数据字段由46～1500字节组成。大于1500字节的数据应分为多个帧来发送；小于46字节时，必须填充至46字节。原因有两个：一是保证从目的地址字段到帧校验字段长度为64字节的最短帧长，以便区分信道中的有效帧和无用信息；二是为了防止一个站发送短帧时，在第一个比特尚未到达总线的最远端时就完成帧发送，因而在可能发生碰撞时检测不到冲突信号。NE2000对接收到的从目的地址字段后小于64字节的帧均认为是“碎片”，并予以删除。在数据字段，根据系统的具体功能要求，用户可以预留出若干个字节以规定相应的协议，以便通信双方依据这些字节中包含的信息实现不同的功能。
2基于DSP的网络通信程序设计
如果基于网络操作系统，用户可以利用一些软件对网络操作系统的支持，很容易地编写出优秀的网络通信程序，但这些程序必须依附于网络操作系统。而在DSP环境下，必须深入了解网络接口控制器（NIC）的工作原理[2]，通过对网络直接编程，实现局域网内任意站点之间的通信而完全抛开网络操作系统。
DSP对网卡的通信过程控制就是DSP对DP8390中各种寄存器进行编程控制，完成数据分组的正确发送和接收。DP8390的所有内部寄存器都是8位，映像到4个页面。每个页面有16个可供读写的寄存器地址（RA=00H～0fH）。页面的选择由命令寄存器CA控制。第0页寄存器用于收发过程，第1页寄存器主要用于DP8390的初始化，第2页寄存器则用于环路诊断。DSP对寄存器的操作是将寄存器作为DSP的端口设备，其实际物理端口地址（PPA）为网卡基本I/O端口地址（BIOA）与寄存器地址（RA）之和（即PPA=BIOA+RA）。应注意的是，PPA与寄存器间并不存在一一对应关系，对PPA的读操作与写操作并不一定是对同一寄存器进行的，这种情况在第0页尤其明显。用户数据分组在DSP和网卡交互是通过网卡的数据端口实现的，既可以用DMA方式也可以用PIO方式读入数据分组或将数据分组送至网卡RAM缓冲区。在本系统中，DSP采用DMA方式对网卡进行数据读写。网卡的数据端口地址（NDPA）为网卡基本I/O地址（BIOA）加偏移地址10H（即NDPA=BIOA+10H）。
网卡通信过程控制可分为网卡初始化、接收控制和发送控制。下面分别予以讨论。
2.1网卡初始化
网卡初始化的主要任务是设置所需的寄存器状态，确定发送和接收条件，并对网卡缓冲区RAM进行划分，建立接收和发送缓冲环。具体过程请参阅参考文献[2]。需要说明的是，每一块网卡被赋予一个物理地址，以便通信站点的标识。这个物理地址存在网卡的PROM（存储地址为0000～0005H）六个单元中，在网卡初始化时，通过远程DMA读入DSP内存中，并送入网卡物理地址寄存器。在一步的意义在于：一方面，如果能正确读出网卡的物理地址，则说明网卡硬件基本没有问题，网卡的上电复位和DSP对网卡的初始化顺利通过；另一方面，这个物理地址可以用于DSP网络系统中的点名、包的过滤丢弃等服务，也就是说，在链路层根据数据帧携带的源地址和目的地址确定数据报从哪里来，是否接收或丢弃。网卡初始化时另一个重要的工作就是接收缓冲环的设置，为了有效利用缓冲区，NIC将接收缓冲区RAM构成环形缓冲结构，如图2所示。
接收缓冲区RAM分成多个256字节的缓冲区，N个（N最大为256）这样的缓冲区通过指针控制链接成一条逻辑上的缓冲环。缓冲环的开始页面地址存入PSTART寄存器，环页面结束地址存入PSTOP寄存器。PSTART和PSTOP确定了接收缓冲环的大小和边界。为便于缓冲环读写操作，还需要2个指针：当前页面指针CURR和边界指针BNRY。CURR确定下一包放在何处，起着缓冲环写页面指针作用；BNRY指向未经DSP取走处理最早到达的数据包起始页面，新接收的数据包不可将其覆盖，起着缓冲环读页面指针的作用。也就是说，CURR可以告诉用户网卡接收的数据分组当前放到了什么位置，而BNRY则用于确定DSP读缓冲环到了什么地方。由于接收缓冲区为环形结构，BNRY和CURR相等时，环缓冲区可能满也可能空。为了使NIC能辨别这两种状态，规定当BNRY等于CURR时，才认为环缓冲区满；当缓冲区空时，CURR比BNRY指针值大1。因此，初始化时设置：BNRY=PSTART，CURR=PSTART+1。这时读写指针不一致，为了保证正确的读写操作，引入一软件指针NEXTPK指示下一包起始页面。显然，初始化时NEXTPK=CURR。这时，缓冲环的读指针对NEXTPK，而BNRY只是存储分组缓冲区的起始页面边界指示，其值为NEXTPK-1。
2.2接收控制过程
DSP完成对DP8390的初始化后，网卡就处于接收状态，一旦收到分组，就自动执行本地DMA，将NIC中FIFO数据送入接收缓冲环，然后向主机申请“数据分组接收到”中断请求。DSP如果响应中断，则启动网卡远程DMA读，将网卡缓冲区中的数据分组读入学生机存储区，然后对接收缓冲环CURR、NEXTPK、BNRY指针内容进行修改，以便网卡能从网上正确接收后续分组。DSP响应网卡接收中断后，接收控制过程如下：
①设置远程DMA的起始地址；RSAR0=00H，RSAR1=Nextpk。
②设置远程DMA操作的字节数，这个长度在46～1500字节范围内根据具体要求自己确定。
③0AH送命令寄存器CR，启动远程DMA读。
④从网卡数据端口依序读入数据分组，注意，最先读入的4字节非数据分组内容，第1字节为接收状态，第2字节为下一包页地址指针，3与4字节为接收字节数。第2字节内容应该送入Nextpk，其它字节根据用户要求处理。
⑤修改边界指针BNRY=Nextpk-1。
⑥清除远程DMA字节数寄存器RBCR0和RBCR1。
2.3发送控制过程
DSP先执行远程DMA写操作，将内存中的数据分组传至网卡发送缓冲区，然后启动发送命令进行数据分组发送。发送控制过程如下：
①设置远程DMA的起始地址为网卡发送缓冲区起始地址；
②设置远程DMA操作的字节数；
③12H送命令寄存器CR，启动远程DMA写；
④依序送出数据分组至网卡发送缓冲区；
⑤清除远程DMA字节数寄存器；
⑥设置发送字节数寄存器TBCR0和TBCR1；
⑦12H送命令寄存器CR，启动数据分组发送。
3发送方发送频率的控制
发送方发送频率的正确控制主要保护两点：一是有一个最小发送时间间隔，否则会因为接收方不能及时接收而导致系统瘫痪；二是发送频率能够足具体的功能实现要求。譬如在语音的实时通信中，发送频率就取决于声卡的采样频率。在8kHz采样频率时，声卡每秒钟采样8000字节，采用1024字节需用时128ms，如果通信协议规定发送1次传送1024字节有效数据，则必须每128ms发送一次才能保证缓冲区有新数据待发送，也才能保证接收方有新数据播放。128ms是一个理论计算数值，在实际的操作中采样速度和发送频率之间总是不能完全匹配，而存放数据的缓冲区大小是有限的，如果没有良好的控制技巧来实现正确发送，就会造成声音抖动和延时。解决的办法是双缓冲技术和双指针控制，并且根据采样速度和发送频率之间的匹配情况送入不同的发送通信进行处理后发送。正确发送的含义有两方面，一是每次发送的都是新数据，二是能满足接收方总在播放新数据的需求。
4接收方防止数据包的丢失
由于DSP通过中断请求判断是否有数据分组到来，如果中断繁忙而两个数据包到来时间相差非常短，DSP有可能只响应一次中断，从而导致丢包的发生。分析网卡接收数据过程，当网卡收到数据分组时，首先执行本地DMA，将NIC中FIFO数据送入接收缓冲环，并将本地DMA操作的起始地址存放在当前页寄存器（CURR）和当前本地DMA寄存器（CLDA0、CLDA1）中，DSP从网卡接收缓冲环读出数据到存储器则称远程DMA操作，用软件指针Nextpk来指示远程DMA的起始页面。因此通过比较网卡本地DMA和远程DMA的当前地址，即在中断服务子程序中比较CURR和Nextpk指针，或比较CLDA0、CLDA1和Nextpk指针，就可以保证当前数据分组放到了哪里就读出到哪里，从而防止丢包的发生。
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IP网络通信是网络通信技术最具代表性的一种通信方式，我们日常生活中所用的手机、电脑等电子设备都可以实现IP网络通信。并且IP网络通信是网络信息发展的一种产物，作为信息通信技术的一种，为人们的日常生活也提供了很大的便利，这种技术在生活中的很多方面也都有着非常广泛的应用。从技术应用方面来说，IP电话是按照国际互联网协议规定的网络技术内容来开通的电话业务，其传播途径需要通过互联网来加以实现，而互联网作为一种信息的通道，能够更好的降低电话通话的成本和费用。IP网络通信最为通信的一种方式，不仅有着价格低的优点，同时在长途通信过程中也可以使用IP电话来作为通信方式，这样就可以更好的节约通信成本，因此网络通信技术低价的特点也成了吸引人们应用的主要特点。IP电话主要由电话、网关以及网络管理者三个部分构成的。其中电话主要是指电话终端，而网关是Internet网络与电话网以及一线通网之间的接口设备，在通信过程中网关可以将通话信息进行压缩和传输，从而进行有效的呼叫和控制。网络管理者是进行IP通信的管理和维护，对IP用户进行管理并做出详细的记录，保证对用户的正确收费。虽然IP网络通信技术的迅速发展给人们的生活带来方便，但它却对对传统的电话业务造成强烈的冲击，且随着日后的发展更是影响传统电话业务的应用，这就需要考虑到双方的合作，能够使利益最大化，让两种业务能够达到动态平衡，然后随着技术的进一步发展，让IP网络通信技术逐步代替传统的电话业务，保证节约的经济生活。
2电力线路上网电力线路上网
也是网络通信技术中的一种，不仅是电话通信技术的巨大转变，计算机技术也作为一个重要通信设备而受到大家的欢迎。这其中的电力线作为通信载体，让上网更加方便，更加快速的进行联络。这种PLC通信技术，就是利用电力线来网上通信的。PLC通信技术的原理就是发送信息数据时，PLC技术使用规定范围的频带传输信号，利用FDM或者GMSK调制技术对信号数据进行调制，再进行传输，接受数据时，首先滤出调制信号，再还原成原通信信号。通信时，用户发出的信号数据先进入调制解调器调制，再通过电路线传输到局端设备，然后经过局端设备的调节，再传输到指定的外部INTERNET设备，这样就完成了整个的通信过程。现代的PLC通信技术与过去的有所不同，现代的多数采用多载波正交频分复用技术，简称为OFDM。OFDM是把高速串行信号数据转变成n路低速信号数据，再分别调制，然后合并为一并传输的调制效率较高的技术，其信号数据传输效率接近信道传输的上限。
3网络监控系统网络视频监控系统
