数据通信基本概念范文

导语：如何才能写好一篇数据通信基本概念，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。

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路由器、卫星导航等中间数据承载设备随着数据通信的整体发展，而变得格外重要。在市场经济影响下，各大数据通讯设备制造商为了在国内外市场中谋取更大的市场比重，就运行市场以及网络市场展开行业竞争。企业希望通过研制高质量、高性能的数据通信设备来占得市场先机，这时数据通信设备的测试作用在产品研发过程中显得格外重要。

2数据通信设备自动化

随着设备产品种类的不断增多，客户对于设备质量的要求也随之增长，数据通信设备测试技术作为保证设备质量安全的专业技术，应提高测试质量与效率。为了更好地进行设备测试，提升自身质量，企业必然会应用测试工具，引用自动化测试，以带动企业整体发展。

2.1自动化的基本概念

自动化测试，通过一些测试工具、脚本等方式，对设备、产品本身进行自动测试。自动化测试不仅可以为企业带来便利，还可以独立完成人工测试无法完成或难以完成的工作，实施自动化测试有助于对产品进行全方位测试，提升产品质量，节省人力、科技经费，相对缩短时间周期。由于自动化测试涉及较为宽泛，除了测试技术与测试工具的整合，还包括企业整体文化问题的层面。企业要提高自身产品质量与相应工作效率，就要做好准备工作，例如拥有自己专业的测试团队，而组建自动化测试团队的前提，是企业予以资金与管理上的强大支持，让测试团队研发的科研成果得以大施拳脚。自动化测试的最大优势在于它可以代替人力进行测试工作，避免出现重复现象，同时还可以完成人工测试无法完成的工作，提升数据的可靠程度。自动化测试还具有以下优势：

（1）程序回归方便。在测试程序修改频率比较频繁时，测试效果尤为显著。因为回归测试程序都是设计好的，所以测试结果也是可以预料的。企业可以利用回归测试的自动运行，来提升数据通信设备的测试效率。

（2）更好运行繁琐测试。在企业进行数据通信设备测试时，繁琐的工作程序会让人产生排斥心，从而导致数据出现错误。而自动化测试的出现，恰好解决了此事的困扰，自动化测试可以在较短的时间内运行大量的繁杂测试，成功解放了人工测试。

（3）进行人工测试无法完成的工作。当数据数量过大，种类过多的时候，人工测试会出现一定弊端，没有足够多的工作人员同时进行设备测试。但自动化测试可以满足这一点，从而提高工作效率，达成测试目的。

（4）增加测试结果可信度。通过推行自动化测试，所以执行过程中不存在人工走神或者数据录入错误的现象，使得测试结果保质保量，从而提高了工作效率、工作质量和测试可信度。

2.3自动化的局限

在自动化测试提高工作效率的同时，在实践应用中也存在一定局限性，这也决定了自动化测试不能完全替代人工测试的地位。

（1）项目周期短。在项目周期本就不长的前提下，没必要去投资在自动化测试中。建立测试脚本需要资金的支持，在不能得到有效利用的基础上使用，是浪费企业资源的行为。

（2）测试软件不稳定。测试软件不稳定容易出现中断或界面性错误，从而造成自动化测试失败。

（3）测试运行少。一些测试项目很少进行，所以如果使用自动化测试就意味着浪费资源。而自动化测试的存在意义就在于反复运用。

3数据通信设备的具体实施方案

自动测试平台是决定自动化测试成功与否的重要保障，也影响着工作回报程度，所以构建良好的自动化测试平台不仅有利于测试脚本的开发，还能够进行测试工作记录并统计测试结果，在一定程度上可以缩短工作周期。合理完善的自动化测试系统与流程，是自动化测试整体工作的基础，同时也为企业带来数据通信技术的革新，从而促进企业自动化的发展。

3.1自动化测试设计方案

（1）自动化测试套件。测试脚本、测试协议、测试模块与测试组的综合称为自动化测试套件。测试脚本本身是自动化测试的执行者，是通过自动化的相关测试来达到预期效果，是具有相同属性测试脚本的集合体；测试协议是项目协议下测试脚本的结合体，测试组则紧跟测试协议存在，每个测试协议至少要拥有一个测试组；测试模块是对测试协议的重新整合，形成指导测试进行的有效领导者。

（2）测试工程。在数据通信设备的测试方案设计过程中，测试工程是一个管理与动态层面的新概念，是通过将相同属性以及相同测试环境的测试脚本进行整合衔接，再进行管理与运行的过程，使相关从业人员可以在测试工程基础上通过管理自己喜欢的测试脚本，从而满足测试要求，有助于调动测试人员工作积极性与主动性。

3.2自动化测试实施流程数据通讯设备的自动化测试流程大体上分为三个部分：

（1）初始化环境。数据通信设备的初始化环境需要放在Allhiit.tcl中才能够实现其真正作用，与此同时也要将初始化名字空间配置到相应名字的空间设备下，才能更好地控制并处理好全局配置文件与支持库。

（2）记录日志。数据通信自动化测试通过初始化环境后的创建日志，在测试运行过程中记录相关日志，并在测试脚本运行完成后统计测试结果，录入报告文件，关闭日志和报告文件，释放数据通信系统资源。

（3）运行测试脚本及其相关配置。数据通信设备要根据运行参数的运行次数在相关区域内进行反复提取，并加载测试协议、测试组和测试脚本的配置文件，以达到自动化测试完美完成的效果。

4结束语

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1.1数据通信的原理

数据是指把事件的某些属性规范化后的表现形式，在计算机网络系统中，数据通常被广义地理解为在网络中存储、处理和传输的二进制数字编码。数据是信息的载体，它是信息的表示形式，数据按一定规则、形式组织起来时，就可以传达某种意义，这种具有某种意义的数据集合就是信息。数据通信就是利用数据传输技术将数据信息传递的一种通信方式。

1.2数据通信的通信方式、交换方式及适用范围

1.2.1数据通信方式①串行通信。发送设备将并行数据转换成串行数据，逐位在通信线上传输并送达接受设备，接收端将数据转换回并行方式，供接收方使用。串行通信传播速度慢，但覆盖面广。②并行通信。并行通信传输在两个设备之间有多个数据位同时使用，发送方将这些数据位通过数据线传给接受方，接受方可同时收到多个数据。并行通信传统速度快，主要用于近距离通信。

1.2.2数据通信交换方式及适用范围①电路交换通信。电路交换是指两台计算机或终端使用一条相同的物理链路进行信息传输，且该链路是一直使用的、不与其他终端共享的。该电路交换方式实时性强，成本低，一般在一些公用的电话、电报、数据网等网络中使用。②报文交换通信。报文交换通信是在线路较忙时先把用户的报文存储于交换机中，当输出电路负载小时再将该报文传送到接收方。报文交换通信方式适用于终端之间传输速率或协议不同的数据通信，可提高电路利用率。③分组交换通信。分组交换通信是把接受到的整份报文分为几个数据包，先分组储存在中转器内，然后再转发到接收方。分组交换通信传输成本低，传输质量高，适合比较大的数据信息。

2数据通信的分类

2.1有线数据通信

2.1.1数字数据网数字数据网的基础是数字传输网络，它是以光缆、数字微波、数字卫星电路为基础，通过数字传输而形成的一个具有优秀传输质量、利用率高、价格便宜的一种有线数字传输。

2.1.2分组交换网分组交换网是一种新型的交换网络，同时它也是有线数据通信的基础网络。它的原理是将一条信息平均分成多分并分组，以组的形式储存转发，因此它的交换延时较低，具有实时通信功能，并且它在同一条电路上开放多条虚拟电路，由此多个用户就可以同时利用信息。

2.1.3帧中继网帧中继网是由帧中继节点机和传输链路构成的。它将X.25协议规定的网络节点之间、网络节点和用户设备之间每段链路上的数据差错重传控制推到网络边缘的终端来执行。网络只是用于纠错，从而大大简化了节点机之间的处理过程。其功能特点为：通过帧中继协议以帧的方式进行数据传送；传输链路通过逻辑连接，实现了动态分配；处理效率很高，信息处理量比较大，通信的延时较低；采用了简化的分组交换技术提供PVC/SVC。

2.2无线数据通信

无线数据通信不依赖于有形媒介进行信息传递，而是利用无线电波的传播传递信息，不限于终端是否固定，可实现移动状态下的通信。无线数据通信是在有线数据通信的基础上发展起来的，通过与有线数据网相联，使移动用户拥有有线数据网路的功能。

3数据通信的应用

3.1有线数据通信的应用

3.1.1数字数据电路（DDN的应用范围有：①可提供一定强度的中高速数据通信业务。例如局域网互联、大中型主机互联、ISP等。②为分组交换网提供中继电路。③提供点对点、一点对多的业务。④提供中继帧的业务。同时也扩大了DNN的业务范围。⑤提供语音、图像等通信。⑥提供虚拟专用业务。其应用的领域很广泛，各种领域均能发现它的影子。它不仅适用于气象、公安、铁路、医院等行业，也涉及到一些实时性较强的数据交换，如证券业、银行等。还有无线移动通信网利用了DDN联网后，也提高了网络的可靠性和快速自愈能力。

3.1.2分组交换网的应用提供了SVC和PVC，其分组的业务资费比较便宜，是架设内部广域网最经济的一种选择。可单点也可多点连接，在建立多点连接时代替昂贵的DDN专线，大大缩减了建立多点连接的代价。因为X.25协议比较复杂，所以适用于64K的低速场合。如POS机、邮电部、ChinaPAC等。

3.1.3帧中继技术的应用帧中继有许多好处，其中比较实用的有如下几点：①降低网络互连费用，帧中继能再一条物理链接上提供多条逻辑连接，所以用户接入的费用也相对的降低了。②简化了网络功能，提高了网络性能。帧中继技术采用了光纤数字传输系统，简化了网络处理功能，因此帧中继能明显地改善网络功能和响应的时间，大大缩短了网络延时。它通过充分利用高层协议的性能，简化了物理网络的复杂性，同时也保证了高层网络的各种功能不受到任何的影响。③采用了国际的标准，与各种厂商的产品相互兼容，这也大大提高的帧中继的利用率。因为帧中继的协议比较简单，所以各个厂商在产品之间的兼容性和互通互联性上比较容易实现。帧中继的应用十分广泛，下面是一些应用的例子：①通过LAN进行互联。大约有90%以上的用户采用这种方式连入帧中继网。其比较适合处理LAN用户传送大量的突发性数据。很多大企业、银行、政府部门都是通过这种LAN的方式来将总部与各地分支机构进行WAN互联。②图像传送。帧中继网络的高速率、低延时、低费用等特点受到大多数用户的亲睐，其种种优点比较适合于传输图片和图像等多媒体信息。例如远处医疗系统就采用了这种帧中继网络，因为在远程医疗系统中传送一张普通的X光片就需要占用8MB/s的宽带，而帧中继网在网络延时和费用方面都比较能让人接受。③通过利用帧中继网能够建立一种虚拟专用网。虚拟专用网是一种逻辑网络，在虚拟网内各个节点都能够共享细腻网络内的资源，此数据也仅仅限制在虚拟网内，对于虚拟网外的用户不会产生任何的影响。同时也有利于信息的保密性。

3.2无线数据通信

无线数据通信由于可应用于移动用户，故也称为移动数据通信。它已经在人们的日常生活中普遍应用。无线数据业务一般包括基本数据业务和专用数据业务。基本数据业务常见的有广播、传真、Emai、无线网（WLAN）的建立等。专用业务是某个行业特殊的用途，如GPS汽车导航卫星定位、计算机辅助调度、个人移动数据通信、3G手机网络的普及等，都属于无线数据业务的应用范围。

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[关键词] VPN隧道技术L2TP协议IPSec VPNMPLS VPN

一、引言

当前以Internet为标志的信息技术革命，正以惊人的速度改变着人们的生产、工作、学习和生活方式，Internet应用已经越来越成为人们生活中不可缺少的部分，教师的教学工作空间已不再局限于三尺讲台，他们完全可以在登陆网络后完成备课、答疑、了解学生学习情况等教学工作。校园网的快速发展，使得学生不仅通过课堂和书本获得知识，而且可以从网络进行协作学习和获取大量对学习有益的学习信息。同时要保证教育的各种应用得以顺利实施,安全问题（如不向非授权的学生泄露教学内容、试卷内容等）也很重要，将VPN（Virtual Private Network，虚拟专用网）技术应用于远程教育教学中，可达到保证数据的安全性，和节省异地远程用户访问费用。

二、VPN技术

VPN（虚拟专用网）指的是依靠ISP（Internet服务提供商）和其他NSP（网络服务提供商），在公用网络中建立专用的数据通信网络的技术。在虚拟专用网中，任意两个节点之间的连接并没有传统专网所需的端到端的物理链路，而是利用某种公众网的资源动态组成的。简单地说VPN就是通过专用的隧道技术在公共数据网络上仿真一条点到点的专线技术，本文更多讨论的是远程教育教学用户使用Internet公众数据网络的长途数据线路动态地联接而成逻辑上的虚拟子网时，给教育教学带来的安全性、便利性和可管理性。

目前VPN主要采用四项技术来保证数据安全，分别是隧道技术（Tunneling）、加解密技术（Encryption & Decryption）、密钥管理技术（Key Management）、使用者与设备身份认证技术（Authentication）。

VPN在公用网上建立一条数据通道（即隧道），让数据包通过这条隧道，从而实现虚拟通信。进行虚拟通信的两个或多个设备之间传输的数据对于没有参与虚拟通信的设备是保密的，而且他们也不会意识到这种虚拟通信。隧道由隧道协议组成，定义了一系列较为完整的数据封装和安全协议及其算法。

第二层隧道协议是先把各种网络协议封装到PPP中，再把整个数据包装入隧道协议中。这种双层封装方法形成的数据包靠第二层协议进行传输。第二层隧道协议有L2F、PPTP、L2TP等，其中L2TP协议是目前IETF的标准，由IETF融合点到点隧道协议(PPTP)与二层转发协议(L2F)而形成，特别适合组建远程接入方式的VPN。

第三层隧道协议是把各种网络协议直接装入隧道协议中，形成的数据包依靠第三层协议进行传输。第三层隧道协议有VTP、IPSec等。IPSec（Internet Protocol Security，因特网安全协议）使用包括安全封装协议（ESP）和数据加密标准（DES）等已经验证的加密技术，从认证、完整性和加密三个方面来保证数据的安全性，在IPSec VPN里，通信双方首先要采用一定的方式建立连接，确定所要采用的安全策略和使用模式，包括加密运算法则和身份验证方法类型等。一旦IPSEC通道建立，所有其上层协议数据都被进行加密，而不管这些通道构建时所采用的安全和加密方法如何。IPSec适合内联网VPN，将分布在不同地域的分校网络互联，为远程用户提供增强的安全性。

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关键词：通信原理；实验内容；人才培养

中图分类号：G40-057 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）52-0117-02

通信原理实验是电子信息类本科专业的必修课程，大学电子与信息类理科专业几乎都设置了该课并作为必修课程列入教学计划。在当今通信技术飞速发展的时代浪潮中，通信理论与相关的实验必然要跟上时代的发展步伐，对该课程的内容设置及实验环节要求必然要进行教学改革[2]。本文对通信原理实验内容的设置及实验环节进行了研究与探索。目的是为了培养和造就高质量的综合性通信技术人才。为了合理地设计通信原理实验内容，制定切实可行的教学计划和教学大纲，我们对国内十几所知名重点大学进行了调研，归纳起来，目前通信原理实验使用的设备有以下几种，下面将对其进行分析，并对通信原理实验内容配置与培养高质量综合型通信专业技术人才的关系进行探讨。

一、通信原理实验箱在通信原理实验中所起的作用

通信原理实验箱是近十几年来根据市场需求发展起来的一种供通信原理实验用的一种实验设备，不同的厂家所研究的设备也有差异，主要以验证型实验为主，由于设备的研发是针对通信原理实验进行的，因此，可以反映通信原理的主要知识点[3]，并且能够直观方便地让学生通过测试观察到各点的波形，虽然这些实验仅仅是验证性的实验，但对于建立基本概念、对通信原理基本知识点的理解无疑是必不可少的。有些厂家研制的实验设备也可以体现出设计型，但是主要以模块为单元，利用不同的模块组合进行设计型实验，设计过程主要体现出不同模块的组合与分解，在一定程度上能够体现出通信原理实验的设计知识点，能够让学生完成一定的设计型实验环节。但也有一定的局限性，它不能充分发挥学生的主观能动性，设计内容也受到已有模块的约束。

二、自行研制的通信原理设备有其独特之处

有些学校根据实验环节的需求自行研制了一些实验设备，不同学校研制的设备都有自己的特点，有些学校体现在模块设计型，与上述通信原理实验设备厂家研制的有些类似，主要利用模块之间的连接或组合进行设计型实验。有些学校利用FPGA芯片作为硬件基础，全部实验内容都反映在软件的设计内容上，对应基础性实验，教师已经做好了软件，实验过程就是让学生进行波形的测试，从而完成验证型基础性实验。对于设计型实验，主要体现在让学生利用已有的硬件平台进行软件设计，这些软件包括VHDL、Verilog等硬件描述语言，学生从编程调试到仿真分析以及下载实现，都充分体现了软件和硬件设计过程。设计型实验环节是否能够充分体现，对于提高学生的综合设计、软件编程、波形测试、调试分析及硬件设计能力，有着非常重要的促进作用。

三、Matlab仿真软件在通信原理实验中的应用

利用Matlab进行通信原理的仿真实验，也是一种对实验数据处理及分析行之有效的方法[4]，通信原理中的很多知识点可以利用该软件进行分析和仿真。模拟、数字调制和解调、波形成形、信噪比与误码率曲线、噪声特性等知识点都可以通过软件进行仿真分析，通过选择不同的参数可以对系统设计提供依据和参考。

四、利用Labview软件进行通信原理仿真实验

美国NI公司Labview软件仿真实验，由于软件设计相对比较灵活，利用该软件进行仿真实验，几乎可以完成通信原理中的所有知识点的实验，利用该软件进行编程实验，可以体现出方便、灵活的优点，电路设计可进行不同参数的设定，从而得到不同的设计结果。其难点主要体现在软件的编程和调试方面。其缺点是编程模块的参数选择对设计结果有较大的影响，选择不同的参数输出信号或波形有较大的变化，当在未知输出情况下，直接希望得到正确的输出会有些困难，往往是已知输出情况下可以通过调整设计参数从而得到正确的输出信号或波形。

五、NI公司的USRP无线传输设备在通信原理实验中的应用

有些高校配置了美国NI公司研制的USRP无线通信传输设备，利用该设备进行通信原理实验，需要安装USRP驱动软件，同时也需要Labview软件工作环境，能够完成比纯Labview更多功能的实验内容，USRP设备的应用需要进行初始化参数的配置，带有FPGA下载芯片功能，软件设计过程的多种电路可以应用下载功能完成硬件电路的过程实现。其主要优点是能够实现无线通信，学生在做实验过程中，能够体会到通信的过程，如果设计程序有问题，则不能完成通信过程。对于具有通信功能的实验或接收电路，如果软件编程有问题、硬件设置或硬件连接有问题，则无法实现数据通信过程。必须设法找到软件编程问题的所在，排除故障才能完成实验中的数据传输过程。在这些实验中，程序调试过程不仅需要寻找软件编程错误，还要排除硬件配置错误等故障。这对于提高学生的编程、调试、测试和综合能力，将会有很大的作用。另一方面，也有其局限性，该类实验局限于一种编程语言，对于提高学生硬件设计及硬件调试能力还需要其他验证型、设计型或综合型实验环节支撑。

六、基于FPGA硬件电路的设计型实验

基于FPGA的通信原理电路设计性实验，是目前大部分学校配置的实践性环节，FPGA是目前硬件电路设计最常用的一种方法，与通信原理电路结合则构成通信原理关键知识点的掌握与硬件设计过程。这将会提高学生硬件电路的设计、调试、测试、故障分析与故障排除的综合能力。虽然FPGA不属于通信原理的内容，早期的电路设计是利用分离元件或集成电路芯片设计，目前大部分电路设计较少使用，要想引入通信原理的硬件电路设计与调试实验环节，无疑应该加入基于FPGA的通信原理电路设计实验环节。需要指出的是，通信原理实验是专业基础课程，应该体现出其关键的知识点，而不应该无止境地扩展或引深其设计内容，比如FPGA通信原理电路设计，应体现出通信原理中的关键知识点，这些知识点主要是信源编码与译码、信道编码与译码、模拟调制与解调、数字调制与解调、数字复用与分用、帧同步、波形成型等。

七、结论

综上所述，对于通信原理实验内容的配置，需要考虑多方面的因素。对于大学本科学生来说，实验内容不能过于简单，它不是毕业设计，不能太简单，也不宜安排题目过大的设计型实验。否则，将会适得其反，达不到预期的目的。验证型实验要注意到通信原理的基础关键知识点，这些知识点是通信原理中需要掌握的基本概念，制定设计型和综合型实验要注意到难度适当和工作量合理。实验内容的配置，遵循的原则是既要安排基础知识点，又要注意高端难度知识点，既要有验证型又要有设计型，既要配置软件编程又要考虑硬件设计，做到普通学生能够掌握一般知识点，拔尖学生不仅能够掌握一般知识点，还要利用设计型和综合型实验发挥其设计与研发的优势。实验内容的配置，要考虑不同层次的学生[5]，使学生在做实验过程中能够体会到通信的过程，如果设计程序有问题，则不能完成通信过程。对于具有通信功能的实验或接收电路，如果软件编程有问题，硬件设置或硬件连接有问题，则无法实现数据通信过程。必须设法找到软件编程问题的所在，排除故障才能完成实验中的数据传输过程。在这些实验中，程序调试过程不仅需要寻找软件编程错误，还要排除硬件配置错误等故障。这对于提高学生的编程、调试、测试和综合能力，将会有很大的作用。无论是一般学生还是拔尖学生，要使不同层次的学生都有发挥自己优势和特长的机会，从而达到培养和造就高质量综合性通信专业技术人才的目的。

总之，使学生在做实验过程中能够体会到通信的过程，如果设计程序有问题，则不能完成通信过程。对于具有通信功能的实验或接收电路，如果软件编程有问题，硬件设置或硬件连接有问题，则无法实现数据通信过程。必须设法找到软件编程问题的所在，排除故障才能完成实验中的数据传输过程。在这些实验中，程序调试过程不仅需要寻找软件编程错误，还要排除硬件配置错误等故障。这对于提高学生的编程、调试、测试和综合能力，将会有很大的作用。实验内容的配置要考虑的基本问题，实验环节要使验证型、设计型和综合型多种类型的实验融合[1]；要考虑不同层次的学生，不仅考虑一般学生，还要考虑拔尖学生；实验内容不仅有软件编程调试，还要有硬件设计和测试；要使不同层次的学生都有发挥自己优势和特长的机会。

参考文献：

[1]闫艳霞，姜利英.通信原理实验体系的改革与探索[J].中国电力教育，2014，（2）.

[2]陈芳妮.面向应用型人才培养的通信原理课程改革探讨[J].浙江科技学院学报，2014，（2）.

[3]沈文丽，余燕平，贾波.通信原理课程的课堂与实验教学改革[J].实验科学与技术，2014，（2）.

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关键词：信息化时代；电气传动；技术分析

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.112

0 引言

如今，信息技术高速发展，进一步推进了我国社会生产力的发展。但是从生产能力与生产水平来看，我国仍处于相对落后的状态，尤其是工业化的发展水平。电气传动技术是工业化最基础的技术，它在工业领域的应用情况对我国工业化的发展造成直接的影响。所以，电气传动领域要顺应社会发展的趋势，不断地更新电气传动技术，不断融入信息技术，最终促进我国工业化的发展。

1 信息化时代的电气传动技术的基本概念

利用电动机实现电能与机械能之间的转换，利用转换的机械能带动生产的所有机械运行，从而使得生活中的各种生产设备、交通运输工具以及生活中所需要能量产品正常运行。这样的形式被称为电力传动。如今，是一个信息化高速发展的社会，人们越来越重视信息技术的利用，并将其运用到各个领域中。相反，人们对电动传动技术的重视降低，长此以往，会对机械的正常运行与持续发展产生一定程度的影响。就信息技术来说，它不属于原动力，不能直接使得机械正常运行，信息技术想要带动工业化的发展，必须要通过电力传动这个媒介进行。同时，电力传动技术要依赖于信息技术才能稳步发展，实现机械生产与社会发展的实际需要相符合。所以，想要促进工业化的发展，必须要将信息技术与电气化技术相结合。从电力传动技术方面来看，包括的主要内容是数字控制与数据通信、电子变换器等。要实现信息技术与电气传动的有机结合，就要从这几个方面入手，最终促进工业化的可持续发展。

2 信息化时代的电气传动技术分析

2.1 电力电子变换器是信息流与物质间传输的媒介

信息流与能量之间的重要媒介是电力电子技术，如果没有电力电子技术实现转换，没有利用弱电对强电的接口进行控制，那么，信息只是停留在信息的状态，不能实现对物质生产的真正控制。当前，电力电子技术发展处于上升阶段，不断涌现出新的电力电子器件以及变换技术。同时，电力电子技术的普及，社会越来越重视谐波与无功电流对供电电网产生的影响。为进一步解决这个问题，相关的研究单位需要大力地开发“绿色”电力电子变换器。要求功率因素处于可控制的范围内，各次谐波的分量比国际与国家要求的标准限度小。这是一种可行的方法。

2.2 数字控制与数据通信手段在电气传动技术中的运用

2.2.1 数字控制与数据通信手段的使用优势

就目前而言，电气传动控制主要是根据电子技术实现对机械的控制。控制模块主要包括数字控制与模拟控制。社会市场经济的不断发展，大规模的集成电路微处理器已经实现商品化，实现商品化之后又会进一步促进电子控制的发展。就数字控制来说，以微处理作为技术的核心内容，以控制器为主要的形式，这种形式在实际的使用过程中已经发挥了很大的作用。

PI调节器是数字控制器中使用最为广泛的形式，它所具有的优势，数字控制器也有。所以，可以从PI调节器的角度来讨论数字控制器的使用优点。PI调节器能快速地对控制作用的物体做出反应，在积分部分，能有效地累积积分偏差，并有效地消除稳态误差。在实际运用数字控制的过程中，不会对模拟控制器产生控制，另外还能最大限度地使用计算机有关的智能功能改进数字控制器，进一步促进数字控制器的智能化发展。

2.2.2 数字控制系统的故障检修与自我诊断功能

计算机控制具有很多优势，其中最主要的优势是自我诊断故障。逻辑判断以及数值计算能力是计算机必备的能力，所以，利用计算机能有效地处理事先所搜集的数据，并对这些数据进行精准的分析。在分析故障的过程中掌握数字控制系统出现故障的原因，并通过故障的原因对故障形成正确的判断，从而采取正确的措施有效地对故障进行处理，这样的一个过程被称为故障自诊断。计算机能可靠地完成工作是计算机完成故障自诊断的保障因素。确保检测元件准确无误。对元件的检查通常需要人工来检查。

3 结语

总而言之，信息技术的发展需要电气传动技术方面做出相应的改变，在电气传动中更多地利用先进的信息技术，将电气传动技术与信息技术充分地融合，使其更加满足现代社会生产的要求，将电气传动技术更加广泛地运用到工业生产过程中，进一步推进我国工业化发展的速度，实现社会经济效益的最大化。

参考文献：

[1]陈伯时.信息化时代的电气传动技术[J].自动化博览，2002（04）：4-7.

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关键词：程控交换技术 发展 前景

中图分类号：TN876.3 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）11-0017-01

前言：信息产业的基础是通信，在人们的日常生活和生产活动当中，通信扮演着一个非常重要的角色，通信主要指的是通过有线或者无线的方式，对语音、数字和文字等信息进行发射和接受，而为了实现通信的可靠性和有效性，需要根据实际情况，采取有效的交换技术，以此来保证用户能够技术的进行信息交流，程控数字交换技术就是其中的一种主要方式。

一、程控交换技术的基本概念和原理

1.程控交换技术的基本概念

与其它的交换技术比较类似，程控交换技术主要指的是通过交换设备在通信网路终端用户之间建立相应的连接，并且通过网络通道实现信息的传递和交流，主要的组成部分包括信号发射源、信号发生终端、信号收取终端、网络传输通道和相应的交换节点。

2.程控数字交换机的主要组成部分

在整个通信系统当中，不仅需要完成对信息的安全传输，同时也需要完成对信息的交换，信息交换是主要依靠节点交换机来完成的，一般情况下，根据通信方式的不同，节点交换机也具有不同的类型，比如说电话通信系统中常用的节点交换机为程控数字交换机，而数据通信系统中则采用分组交换机作为节点交换机。程控交换技术实现了网络业务节点的数字化，在此基础上，能够为用户提供更多的智能网络服务，作为数字信息交流的一种方式，程控数字交换机的主要组成部分包括软件系统和硬件系统，其主要硬件设备包括终端接口、连接和控制模块，而其中的软件系统主要由程序和数据等两方面组成，程序主要包括联机程序和脱机程序，数据主要包括系统数据、局数据和用户数据，这样单重数据具有不同的功能，系统数据是交换机进行节点交换所公用的数据，而局数据代表了节点交换机在整个交换网中的级别，用户数据是用户或者市话局交换机所控制的数据。

3.程控数字交换机的基本原理

控制模块作为程控数字交换机中的重要组成部分，发挥了极其重要的作用，控制设备主要包括处理器和储存器，处理器主要是根据相关的命令，来对其中的软件程序进行操作，对软件和硬件之间的交换进行控制，而储存器主要是对软件程序进行存放，根据信息类型的不同，存放的时间也有所不同。控制设备可以分为单机和多机，相应的控制方式也可以分为集中和分散两种方式，集中控制是利用一个处理器来对所有控制系统的功能进行处理，通过对各个功能之间接口软件的更改，就能完成相应的操作，但是这样的处理控制方式有一个明显的缺点，就是容错率较低，虽然处理的过程比较方便，但是只要这样一个处理器出现问题，那么整个系统都不能顺利的进行，在这样的情况下，一般控制设备是依靠多个处理器来进行操作的，这样虽然在一定程度上影响了工作效率，但是也能够有效的控制运行风险，同时也能够比较容易的实现业务拓展，在未来的交换系统中，分散控制则是重要的发展方向。另外，在处理信息的交换中，主要是依靠交换网络来进行的，交换网络能够根据用户的实际呼叫需求，通过控制模块的接续命令，来建立主叫和被叫用户之间的信息传输通道。根据用户呼叫类型的不同，也需要对呼叫进行处理，一般情况下包括呼叫建立、双方通话和释放等三个环节。

二、程控交换技术的发展前景

我国真正引进程控交换技术是在80年代初期，在90年代初的时候又以市场换取了美国的程控交换技术，以此来满足市场的需求，但是由于国外企业的干预，核心技术并没有真正的转让，可以说，我国程控交换技术的发展是比较艰辛的。随着我国经济技术的发展，程控交换机的设计和制造水平正在不断提高，就目前来看，虽然与发达国家还有一定的差距，但是能够真正满足目前我国市场的需求。目前通讯技术的发展是全方位的，发展的范围也在不断的扩大，随着新型业务的拓展，程控交换技术也在不断的更新和成熟，目前程控交换技术的发展前景主要包括这样几个方面：

1.首先是分散控制方式

程控数字交换机的控制方式是从集中控制逐渐发展为分散控制方式的，目前市场上的程控数字交换机虽然还保留着一定的集中控制，但是由于集中控制具有一定的风险性，在出现故障的情况下，很有可能就会造成极大的损失，在这样的情况下，分散控制方式将成为程控交换机未来的主要控制手段，而在IC技术的不断发展过程中，分散控制方式将与微处理机的发展紧密结合。分散控制的程度主要体现在中央处理机功能的弱化程度，一般情况下主要包括分级控制和分布式控制等两种控制方式，其中，分级控制是将整个处理机系统分为两级或者三级，其中的一级属于中央处理机控制，所执行的操作是对较为集中的高层呼叫进行处理，而其它的处理机需要受到中央处理机的控制在不同程度的呼叫管理当中，主要依靠中央处理机来完成。而分布式控制模式则是在一定程度上增加了控制模块中各个处理机的独立性，削减了中央处理机的功能，而目前各个控制模块当中微机的功能逐渐在增强，在这样的情况下，中央处理机的功能越是被削弱，这就说明全微机化的控制模式即将要实现，同时由于微机的体型逐渐缩小，其灵活性得到增加，这样就可以在各种电路中加入微机，以此来增加其整体功能。

2.软交换技术

在目前的信息化时代，人们的生活质量正在不断的提升，对网络通信的质量和速度提出了更高的要求，为了满足人们的实际生活需要，就需要对网络通信技术进行改进和升级，以此来使业务服务方式更加灵活和个性，在这样的基础下，程控交换技术的下一代网络概念将要逐渐的发展起来，这种新型的交换方式就是软交换技术。软交换技术既能够执行传统程控交换机相同的功能，同时也能够对IP通信进行处理，就目前来看，软交换技术能够对电路交换和分组交换进行整合，同时还能够有效的降低网络成本，提高运营商的经济效益。作为下一代网络的核心设备之一，在对其网络结构进行组建的过程中，需要考虑与其它网络之间的沟通作用，一般情况下，软交换技术主要是对实时业务进行处理，针对业务种类的不同，可以将呼叫控制、承载建立和业务逻辑进行相互区分，并且在之间建立相应的通信通道，这种方式能够帮助运营商更好的开展新业务，以此来提高核心竞争力。

3.电路交换技术和分组交换技术的结合

这样的技术也可以被称为综合交换机技术，从以上叙述可以看出，软交换技术能够对电路交换和分组交换进行整合，而综合交换机技术可以同时支持宽带交换、电路交换和IP交换，在未来信息网络的发展当中，IP电话技术也是在综合交换技术的基础上，在IP网上进行实时传送语音信息的应用。目前此项技术正在不断的发展当中，未来将成为信息网路的主要支柱之一。

结束语

在信息技术发展迅速的今天，任何业务的发展，都是建立在技术革新的基础上来进行的，作为通信技术中的主要组成部分，程控交换技术呈现出了良好的发展前景，并且在未来的发展中将会更加广泛的应用在人们的生产生活当中，而分散控制、软交换技术和综合交换技术将会是程控交换技术未来发展中的主要方向。

参考文献

[1]郭林.程控数字交换技术及其发展趋势[J]. 科技创新与应用， 2012（21）：48-48.

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关键词 计算机；网络；体系；机构

中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）69-0185-02

0引言

几十年来，计算机网络发展相当迅速。但计算机网络的实现要解决很多复杂的技术问题：支持多种通信介质，比如双绞线、同轴电缆、光纤、微波、红外线等；支持多厂商、异构互联，包括软件的通信约定以及硬件接口的规范；支持多种业务，比如批处理、交互分时、数据库等；支持高级人机接口，满足人们对多媒体日益增长的需求。正如结构化程序设计中对复杂问题的模块化分层处理一样，在处理计算机网络这种复杂系统时所采用的方法就是把复杂的大系统分层处理，每层完成特定功能，各层协调起来实现整个网络系统的功能。计算机网络体系结构就是介绍计算机网络中普遍采用的层次化网络研究方法。

1计算机网络体系结构的基本概念

1.1通信协议

在网络系统中，为了满足数据通信的双方准确无误的进行通信，这就需要我们根据在通信过程中产生的各种问题，制定一系列的通信双方必须遵守的规定，这就是我们所说的通信协议。从通信协议的表现形式来看，它规定了交互双方用于通信的一系列语言法则和语言意义，这些相关的协议能够规范各个功能部件在通信过程中的正确操作。

1.2实体

每层的具体功能是由该层的实体完成的。所谓实体是指能在某一层中具有数据收发能力的活动单元（元素）。一般就是该层的软件进程或者实现该层协议的硬件单元。在不同系统上同一层的实体互称为对等实体。

1.3接口

上下层之间交换信息通过接口来实现。一般使上下层之间传输信息量尽可能少，这样使两层之间保持其功能的相对独立性。

1.4服务

服务就是网络中各层向其相邻上层提供的一组功能集合，是相邻两层之间的界面。因为在网络的各个分层机构中的单方面依靠关系，使得在网络中相互邻近层之间的相关界面也是单向性的：下层作为服务的提供者，上层作为服务的接受者。上层实体必须通过下次的相关服务访问点（Service Access Point，SAP），才能够获得下层的服务。SAP作为上层与下层进行访问的服务场所，每一个SAP都会有有自己的一个标识，并且每个层间接口可以有多个SAP。

1.5服务原语

网络中的各种服务是通过相应的语言进行描述的，这些服务原语可以帮助用户访问相应的服务，也可以像用户报告发生的相应事件。

服务原语可以带着不同的参数，这些参数可以指明需要与那台服务器相连、服务器的类别、和准备在这次连接上所使用的数据长度。假如被呼叫的用户不同意呼叫用户建立的连接数据大小，它会在一个“连接响应”原语中提出一个新的建议，呼叫的一方能够从“连接确认”的原语中得知情况。这样的整个过程细节就是协议内容的一部分。

1.6数据单元

在网络中信息传送的单位称为数据单元。数据单元可分为：协议数据单元（PDU）、接口数据单元（IDU）和服务数据单元（SDU）。

1）协议数据单元

不同系统某层对等实体为实现该层协议所交换的信息单位，称为该层协议数据单。

其中：协议控制信息，是为实现协议而在传送的数据的首部或尾部加的控制信息，如地址、差错控制信息、序号信息等；用户数据为实体提供服务而为上层传送的信息。考虑到协议的要求，如时延、效率等因素，对协议数据单元的大小一般都有所限制。

2）服务数据单元

上层服务用户要求服务提供者传递的逻辑数据单元称为服务数据单元。考虑到协议数据单元对长度的限制，协议数据单元中的用户数据部分可能会对服务数据单元进行分段或合并。

3）接口数据单元

在同一系统的相邻两层实体的一次交互中，经过层间接口的信息单元，称为接口数据单元。

其中，接口控制信息是协议在通过层间接口时，需要加一些控制信息，如通过多少字节或要求的服务质量等，它只对协议数据单元通过接口时有作用，进入下层后丢弃；接口数据为通过接口传送的信息内容。

1.7网络体系结构

网络体系结构就是以完成不同计算机之间的通信合作为目标，把需要连接的每个计算机相互连接的功用分成明确的层次，在结构里面它规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口及服务。实际上网络体系结构就是用分层研究方法定义的计算机网络各层的功能、各层协议以及接口的集合。

2网络体系结构的分层原理

当今社会上存在这各个年代、各个厂家、各个类型的计算机系统，如果将这不同的系统进行连接就必须遵守某种互联标准规则。为了减少协议设计的复杂性，大多数网络都是按照层的方式来组织的。

在网络的各个不同分层结构中，每一层都要服务于它的上层，并且呀说明服务对象的相应接口，上层只不过是利用下层所提供的服务和相关的功能，不用知道下面的层次为了此次服务到底采用了什么样的方法和相关的协议，下层也仅仅是知道上面一个层次传送过来了什么参数，这就是层次间的无关性。处在各个不同的系统里面的相同层次之间的实体之间没有什么直接的相互通信的能力，它们的通信必须经过相邻近的下面层次和更加下层的各种通信来完成。分层结构的优点如下：

1）独立性强。各个层次之间有具体的分工，独立性是指被分层的具有相对独立功能的每一层只要知道下面的层次能够为自己提供的服务是什么和自己向上面一个层次能够提供什么服务就好，不用知道下面的层次为自己提供的服务需要什么方式；

2）适应性强。层与层之间是相互独立的，一层内部发生了变化并不影响与他相连接的其它各层；

3）易于实现和维护。整个大的系统进行分层后，一个复杂的系统被分解成很多个功能单一、范围较小的子系统，每一个层次仅仅实现了与自己相关的功能，不仅仅让复杂的系统变得清晰明了，也是网络系统中各个环节的实现和调试变得简单和容易。

3结论

计算机网络的体系复杂，各个层次间的联系多种多样，相信只要学习好现有的体系结构，一定能够应对各种网路体系问题，由于作者本身经验和知识层次的欠缺，文中难免会出现不合理之处，望作者批评指正。

参考文献

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关键字:电力通信;电力系统;网络;MPLS;ATM;IP

近年来,随着网络规模和用户数量的迅猛发展,网络数据流量以几何级数速度增长,IPoverEverything技术越来越受到人们的关注。在现有的网络技术条件下,针对网络提出较高的实时性和可靠性要求时，IPoverATM当是首选。就电力系统而言,被传送业务对实时性和可靠性的严格要求使得人们对实现IP与ATM结合的技术产生了浓厚的兴趣。IP技术的优点是有灵活的路由体系,采用非面向连接的“尽力而为”的服务方式,适合于非实时信息的传输,但传统的IP技术对时延、带宽等QoS要求无法保证,也就不能满足语音、视频等实时信息的传输要求。ATM是宽带通信网的核心技术,是一种面向连接的网络技术,它综合了分组交换和电路交换的优点,具有良好的QoS保证,支持语音、数据和图像通信。但ATM的缺点是其连接建立信令过于复杂,路由灵活性不高且在传输较短的数据时,效率不高。

MPLS（MultiprotocolLabelSwitching多协议标签交换技术）是一种在开放的通信网上利用标签引导数据高速、高效传输的新技术。它的价值在于能够在一个无连接的网络中引入连接模式的特性;其主要优点是减少了网络复杂性、兼容现有各种主流网络技术,能降低50%网络成本,在提供IP业务时能确保QoS和安全性,具有流量工程能力。此外,MPLS能解决VPN扩展问题和维护成本问题。MPLS技术是下一代最具竞争力的通信网络技术。

1.MPLS技术

1.1基本概念

MPLS中引入了非常多的新概念和术语，其中比较关键和重要的有：

1.Label（标签）：包含在每个分组中的短的、定长的、只有本地意义的标识符。某一分组的标记代表它所属的FEC（转发等价类），用来在一对LSR之间进行分组交换。

2.FEC（转发等价类）：具有相同转发方式（目的地相同、使用时转发路径相同、具有相同的服务等级等）的一类IP分组。每一个FEC被映射成同一标记，获得相同处理。

3.LSR（标签交换路由器）：LSR是执行MPLS协议、完成标记交换的物理设备，包括控制模块和转发模块。处于MPLS边缘的LSR被称为LER（边缘标记交换路由器）.

4.LSP（标签交换路径）：一个特定的FEC经过同一层次上的LSR所形成的路径。

5.LDP（标签分发协议）：一个LSR通知其它LSR关于Label/FEC绑定信息的一系列过程。

MPLS采用集成模型IP技术与下层技术结合在一起，利用第2层（数据链路层）的交换能力提高第3层（网络层）的路由转发速度，处于网络层和数据链路层之间，可认为是处于2.5层的一个协议。MPLS兼具了高速交换、QoS、流量控制性能以及IP技术的灵活性和扩展性，不仅能够解决当前网络中存在的问题，而且能够支持许多新功能，是一种较为理想的骨干IP网技术。多协议指的是支持IP和IPX等各种网络协议。

1.2工作原理

多协议标签交换(MPLS)技术把网络层(第三层)的转发和数据链路层(第二层)的交换有机地结合起来,实现了“一次路由多次交换”大大提高了分组转发效率。MPLS的基本思想如图1所示,具有MPLS功能的路由器称为标签交换路由器(LSR),MPLS域由一组属于同一管理域(或路由域)并且相邻的LSR组成。图中箭头方向表示数据流方向,LSR1和LSR3分别为入口和出口边界标签交换路由器,LSR2为内部标签交换路由器。不同的数据流分组在LSR1处根据各自的策略被映射到相应的转发等价类(FEC),通常一个FEC与一个标签(Label)绑定。映射策略一般与网络层协议地址五元组(源地址、源端口、目的地址、目的端口、协议类型)有关,如:把具有相同目的地址前缀的数据分组映射到一个FEC;把具有相同源地址和目的地址的数据分组映射到一个FEC;等等。“映射分组”与“标签分组”有相同的语义,映射的过程也就是标签分组的过程,具体操作为在数据分组前附加一个标签头,随后这些被标签的分组将在标签交换路径(LSP)上传输,LSP由分组传输路径上所经过的一系列LSR组成。LSP上的LSR转发数据分组时不再需要分析网络层分组头信息,而是以标签作为索引交还分组。

2.我国电力通信现状

目前，我国电力系统通信领域存在3个通信网络:SPDnet电力调度网、SPTnet电力通信网（传输网）、SPInet电力信息网。同时SPDnet和SPTnet又合称国家电力数据网。电力系统通信网是现代电网安全、稳定、经济、优质运行的最基础支柱，是实现现代化、集约化管理，建设现代化电力企业不可或缺的信息基础设施。

我国电力专用通信网是电力市场的重要组成部分，为电力系统的生产指挥和调度、行政管理和传输自动化信息提供必要保证，承担繁重的业务信息传输任务，这些信息包括以下6大类。

1调度电话、行政电话；

2保护信息、安全自动装置信息、故障录波信息和水文、水调信息等；

3调度自动化信息，包括电网生产实时信息、远动信息、自动发电控制AGC信息、计算机实时信息能量计费系统、能量管理系统EMS、数据采集和监控SCADA等；

4自动化应用业务，包括电力企业MIS、VOD、交互视频、会议电视系统；

5电力市场支持信息系统包含的各类应用业务；

6internet信息系统、多媒体系统等。

电力通信网作为一种专用网，它具有以下特点：

1高可靠性。这是电力系统行业特点的要求，也是最重要的要求之一。

2实时性要求高。传输实时信息通道占的比例较大，每天24h不间断运行。

3网络升级扩展余地要求大。随着电网的迅速发展，各种通信新技术不断的涌现，通信网也要相应的发展和变化。因此要求通信网络易于升级和扩充。

4点多面广、点对多点为主、容量要求不大。局部地区站点密度大，需要频繁的上下话路。

传统的IP技术适合传输非实时的信息，是面向非连接的。虽然路由灵活，但无法保证低时延、动态带宽等QoS要求，容错性和流量控制差，不能满足电力通信的高可靠性和实时性的要求，无法很好传输电力系统中的语音、视频会议等实时业务。ATM是面向连接的一种广域网技术，在QoS、流量控制等方面有优势，但ATM技术异常复杂，短途传送数据效率低。

3．MPLS在电力通信网中的应用优势

3.1.电力通信网中引进MPLS的必要性

MPLS技术融合了IP与ATM各自的优点，是IP与ATM的优势互补。其特点决定了MPLS很适合电力通信网发展的需要。

（1）MPLS支持QoS、流量工程、CoS（服务等级）.MPLS网络的数据传输和路由计算分开，能够以无连接方式或显示路由的方式提供面向连接的业务，保障传输业务的QoS需求和流量控制。良好的QoS保证和流量工程功能很好地满足了电力通信对可靠性和实时性的高要求。

（2）MPLS是一种与链路层无关的技术，它同时支持X.25、FR、ATM、PPP、SDH、DWDM，最大限度地兼顾了原有的各种技术，保护了原有投资和网络资源。在电力系统中，这一特点使得目前电力通信中使用广泛的SDH、ATM等技术，能够统一在同一个MPLS平台上，促进了网络互连互通和网络的融合，节约投资。

（3）MPLS支持大规模层次化的网络拓扑结构，进一步促进了网络功能的划分将复杂的事务处理推到网络边缘去完成，核心网只负责完成传送功能，这有利于在一个大的网络中维护IP协议的扩展性，具有良好的网络扩展性，路由器容量很容易扩展到大比特级。把MPLS引入电力通信网中，很容易解决现有网络的扩容升级的问题。

（4）MPLS支持大规模的虚拟专用网VPN。为了保证电力安全生产，必须保证各个应用系统具有相当的私密性和专有性以及各个系统之间的安全隔离。因此，各个应用系统建立各自的虚拟专用网络VPN是电网发展的客观要求。MPLS为VPN提供了技术支持保证，而VPN则是MPLS技术最重要的应用之一。

3.2.MPLS应用在电力通信中带来的优点：

电力专用数据通信网是电力系统正常运行的重要保证,为电力系统的生产指挥调度、行政管理和办公自动化提供了必要的保证。新时期,电力数据通信网承担繁重的业务信息传输任务,包括调度自动化信息、办公自动化信息、Internet信息系统、语音系统、多媒体系统以及电力市场支持信息系统等包含的各类应用业务。鉴于以上的分析，MPLS应用在电力通信网中将有以下的优点：

（1）在电力通信网传输的业务中,存在一部分关键性的业务,如调度电话、继电保护信号、安全自动装置信号、自动控制信号以及远程控制信号,虽然数据流量不大但对可靠性和实时性要求很高。这些业务要求通信系统能够容纳第1,2层协议,同时要求通信系统能够保证QOS和实时性。但很明显,纯IP网络无法达到电力关键性业务的传输要求。而MPLS是被事业界普遍看好的解决未来IP骨干网中QoS问题的关键技术,改技术结合ATM和IP的优点,能够保证达到电力系统的特殊要求。

（2）为保证电网安全可靠运行，现代电力系统都采用分层分级调度控制。各级调度控制的功能和目标有所差别，但都需要数据采集和监控即SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition），以此作为各级电网调度决策的依据。所以，SCADA系统是电网调度自动化的基础与核心，是电网稳定安全运行的保证，其地位和作用十分重要。SCADA对通信的基本要求是可靠、准确、及时，特别是要在紧急状态下能够快速高效动作，从而有利于调度人员很好地预测、控制和迅速恢复大的电力事故。与SCADA系统的接口必须要考虑到开放性的要求，使其有一定的通用性，还要考虑到实时性的要求,能满足电网调度的实际需要。对于电网调度自动化SCADA/EMS实时数据业务，针对其数据类型不同可以采用不同的接入方式。若是属于网络型数据业务，可直接接入，通过严格设定QoS保证数据传输的实时性和可靠性；若是属于V.24/V.28（RS2232ORRS485）标准的低速实时数据业务，可通过具备V.24/V.28接口的IP设备转换成IP数据包格式后，再通过MPLS域实现传送。

（3）以IP技术作为EMS与RTU间通信的通用标准在1998年已经提出。现在可以建立一种通过MPLS完成的RTU与EMS之间的连接模型（如下图）。在MPLS域内,由于MPLS支

图3利用MPLS建立RTU与EMS之间的连接模型

持用资源预留协议（RSPV）携带预定的标签信息来提供QoS,这样可以保证具有实时性的信号在网络中可靠,实时传输。MPLS可为不同服务等级的数据流建立不同的LSP,使得同一个物理网络可被分为多个虚拟网络,每一个虚拟网络代表一个COS（服务等级）,这些虚拟网络可以有不同的拓扑结构和信号源。这样,四遥信号可以与其他低等级信号共存于同一物理网络中,区别在与COS及不同的实现拓扑结构。除应当以最高优先级完成四遥信号的传送,还应有网络管理员在网络建设期间或业务开通之前人工制定主、备用LSP,以提高传送的可靠性。

结束语

从电力系统通信业务的发展需要来看，综合化、宽带化、智能化是发展的趋势。随着电力通信要求的提高，MPLS实现ATM与IP的结合将是一个必然的趋势。满足了电力调度、生产的各个应用系统的建设和发展。采用MPLS技术能够建造一个可靠、高效、安全的电力系统通信网。

参考文献

[1]王伟.MPLS技术在城域网中的应用[J].电信工程技术与标准化,2006,(08).

[2]柴争义,韩璐.基于MPLS的VPN实现与应用[J].浙江交通职业技术学院学报,2006,(02).

[3]郎为民,刘克中,张碧军,杨宗凯.ASON标准化进展[J].电信工程技术与标准化,2006,(08).

[4]陈勇,陈建勋,张勇.基于MPLS流量工程的网络仿真技术[J].武汉科技大学学报(自然科学版),2006,(03).

[5]梁双春.WCDMA和GSM1800宏蜂窝共基站干扰分析[J].电信工程技术与标准化,2006,(09).

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关键词：物联网；RFID技术；校园管理；应用

物联网( Internet of Things，IOT) 是通过各种信息传感设备，如射频识别( Radio Frequency Identification，RFID) 、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接起来形成一个巨大的网络。进而可以进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理。以下将着手从物联网中的RFID技术及其应用进行分析。

1.物联网概述

物联网理念指的是将无处不在的末端设备和设施，包括具有“内在智能”的设备如传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等，以及具有“外在使能”（Enabled）的物品如贴上RFID的各种资产、携带无线终端的个人或车辆等“智能化物件或动物”、通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通信网络实现互联互通（M2M)、应用大集成。

2.物联网中的RFID技术

2.1自动识别技术与RFID技术

在早期的信息系统中，相当一部分的数据都是通过人工手工采集和处理的，不仅数据量十分庞大，劳动强度过高，而且人为的失误很多，生产和决策的效率都比较低，也无法实现实时处理。因此，人们研究和发展了各种各样的自动识别技术，将产业工人从繁重而且准确度不高的手工劳动中解放出来，为正确地总结和决策制订提供了良好的参考依据。根据自动识别技术的特点，我们可以给出自动识别技术的基本概念。自动识别技术就是应用一定的识别装置，通过被识别物品和识别装置之间的互动，自动地获取被识别物品的相关信息，并提供给后台的计算机处理系统来完成相关后续操作的一种技术。一个完整的自动识别系统包括前端设备、应用程序接口(或中间件)和应用系统软件。前端设备完成数据的采集工作，应用系统软件对采集的数据进行处理，而应用程序接口(或中间件)则提供自动识别技术和应用系统软件之间的通信接口，将前端设备采集的数据转换成后端软件系统可以识别和利用的信息，并进行数据传递。图1给出了典型的自动识别系统模型。

RFID(射频识别)技术是一种无线自动识别技术，又称为电子标签技术，是自动识别技术的一种创新。RFID技术具有众多优点，广泛应用于交通、物流、安全和防伪等领域，其很多应用是作为条形码等识别技术的升级换代产品。下面简述RFID的基本原理、分类以及典型应用。

2.2物联网与RFID技术

物联网技术中较重要的是将实体拟人化的信息自动识别技术。一般能够用于信息自动采集的方法有多种，不同识别技术的原理和使用范围不同。物联网环境下的信息自动识别一般可以通过 RFID 技术、无线传感技术、全球定位系统以及激光扫描技术等实现。下面分析适应物联网环境下大规模的信息自动采集的RFID技术。一个典型的RFID系统包括读写器、标签和后端应用系统。以下分别对这几个部分和射频通信原理进行介绍。

2.2.1读写器

在RFID系统中，读写器是核心部件，起到了举足轻重的作用。作为连接后端系统和前端标签的主要通道，读写器主要完成了以下功能：①读写器和标签之间的通信功能。在规定的技术条件和标准下，读写器与标签之间可以通过天线进行通信。②读写器和计算机之间可以通过标准接口(如RS232、TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)，传输控制协议、网际协议)、USB(Universal Serial BUS，通用串行总线)等)进行通信。有的读写器还可以通过标准接口与计算机网络连接，并提供如下信息以实现多个读写器在网络中运行，即本读写器的识别码、读出标签的时间和信息。③能够在有效读写区域内实现多标签的同时识读，具备防碰撞的功能。④能够进行固定和移动标签的识读。⑤能够校验读写过程中的错误信息。⑥对于有源标签，往往能够识别与电池相关的信息，如电量等。对于RFID应用系统，读写器和标签的行为一般由后端应用系统控制来完成。通常将后端应用程序与读写器之间的通信信道称为后向通道，而将读写器和标签之间的通信信道称为前向信道。在后向通道中，应用系统作为主动方向读写器发出若干命令，获取应用所需的数据，而读写器作为从动方做出回应，建立与标签之间的通信。在前向信道中，读写器又作为主动方触发标签，并对所触发的标签进行认证、数据读取等，进而读写器将获得的标签数据作为回应传给应用系统(有源标签也可以作为主动方与读写器通信)。由此可以看到，读写器的基本作用就是作为连接前向信道和后向信道的核心数据交换环节，将标签中所含的信息传递给后端应用系统，从这个角度来看，读写器可以被看作是一种数据采集设备。

2.2.2标签

射频标签即RFID标签(也称为电子标签、射频卡等)，有源标签除了没有与计算机接口电路外，有点类似读写器，其本身就是终端机具，以下主要讨论无源标签，它是指由IC芯片和微型天线组成的超小型的小标签。标签中一般保存有约定格式的电子数据，在实际应用中，标签附着在待识别物体的表面。存储在芯片中的数据，可以由读写器通过电磁波以非接触的方式读取，并通过读写器的处理器进行信息的解读，并可以进行修改和管理。按照一般的说法，RFID标签是一种非接触式的自动识别技术，可以理解为目前使用的条形码的无线版本。无源标签十分方便于大规模生产，并能够做到日常免去维护的麻烦，因此，RFID标签的应用将给零售、物流及身份识别、防伪等产业带来革命性的变化。RFID射频系统工作时，读写器发出查询信号，标签收到该信号后，将一部分整流为直流电源提供无源标签内的电路工作，另一部分能量信号将电子标签内保存的数据信息调制后返回读写器。读写器接收反射回的已调信号，从中提取信息。在系统工作的过程中，读写器发出的信号和接收反射回来的已调信号是同时进行的，但反射信号的强度比发射信号要弱得多。标签是物品身份及属性的信息载体，是一个可以通过无线通信的、随时读写的“条形码” ，加上标签的其它优点(如数据存储量相对较大，数据安全性较高，可以多标签同时识读等)，使得RFID的应用前景十分广阔。

2.2.3编码、调制和解调

在射频通信系统中，编码、调制与解调是通信的核心过程。一般的通信系统都具有以下的通信模型：信源的作用是把各种可能的消息转换成原始电信号，即编码。为了使这个原始信号适合在信道中传输，由发送设备对原始信号进行变换，即调制。信道是信号传输的通道。在接收端，接收设备的功能与发送设备的功能相反，它能够从接收信号中恢复出相应的原始信号，即解调；同时接收端将复原的原始信号转换成相应的消息，即解码。

信号编码的作用是对要传输的信息进行编码，以便传输信号能够尽可能地与信道相匹配，防止信息干扰或者发生碰撞。调制器用于改变高频载波信号，即使得载波信号的振幅、频率或相位与调制的基带信号相关。射频识别系统的信道传输介质为电磁场和电磁波。解调器的作用是解调获取基带信号。信号解码的作用则是对从解调器传来的基带信号进行解码，恢复成原来的信息，并识别和纠正传输中的错误。

2.2.4 RFID空中接口协议

在RFID射频部分，数据是由无线信道传输的，电子标签和读写器之间通过相应的空中接口协议才能进行相互通信。空中接口协议定义了读写器与标签之间进行命令和数据双向交换的机制(包括编解码方式、调制解调方式等)。因此，空中接口标准决定了RFID射频部分的信道模型，在RFID系统中举足轻重，它将直接决定系统传输和识别的可靠性和有效性。

3.物联网在校园中的应用

目前，国内外高校、企业开展了无限传感网络的研究，这些都为技术进一步发展奠定基础，而基于物联网技术到底能为用户提供哪些独特的服务，才是物联网最终是否能广泛应用的关键。

3.1智能图书馆

RFID 射频识别技术，RFID 具有无线传输和大容量数据储存的能力，提高图书馆及档案馆管理的效率。RFID实现：①简化借还书手续。图书馆在处理读者借还书过程中都要扫描条形码还需做磁及消磁，以 RFID 卷标取代条形码、磁条，可以一次性读取数据资料，减少读者的等待时间，提升馆员业务速度；②便于定位错架的图书。利用 RFID无线电波感应技术，及时发现错架的图书，便于读者寻找，便于馆员整架工作；③降低盘点工作量。图书馆盘点的方式是将每本书从架上取出，这样费时费力效率低，通过 RFID 以无线电波传送信息，一次性获取数个 RFID 卷标数据，提高盘点工作效率；④实现读者自助借还书。图书馆构建自助借还设备，读者可自行办理图书的借还，不再受图书馆工作时间限制。应用校园物联网技术实现移动图书馆，建立以网站形式提供面向移动设备的无线访问服务，移动设备终端通过附带的 RFID 读写器，获得所需文字、图片、音像的 EPC 编码，便可阅读相关信息。

3.2 智能安全管理

主要措施是借助无线数据通信等技术对信息进行收集，处理并发送给用户。表现在学生日常安全管理工作中，就是把相关感应器和识别设备置放在学生活动的相关区域，比如图书馆、食堂，教室，寝室和一些不安全区域，一旦学生进入或者离开，手机就会发出相应信息提示或者警告。通过“物联网”，学生工作者可以随时掌握学生的准确位置和其他情况。极大地起到预防不安全事故的发生。学校可以在教室、走廊、大楼入口处、寝室门口、图书馆和顶楼等地点架设RFID读取器，每个学生配戴RFID标签。例如当学生到危险区域（如楼顶），通过RFID读取器，向学生本人发出危险提示，同时发出警报信息通知相关人员做即时处理，预防和阻止不安全事故发生。

参考文献：

[1]甘琳. RFID技术在图书馆的创新应用[J]. 图书馆论坛，2007(6)，21.

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志欣合众网络科技有限公司（简称志欣合众）总经理金欣表示，目前，云数据隐私保护及数据安全监管在制度上很严格，但仍发生一些隐私泄露事件，为避免及减轻此类事件造成的损失和危害，必须在技术平台及管理上双手段保证。

技术上分两步走

第一，要对用户做身份认证，在这个过程中需要注意三个方面。

首先是密码，每个网站都有自己的账户和密码，理想状态是每个网站中每用户的不可逆加密密码都是唯一的，当一个账户被破解后，其它账户是安全的。不能因担心忘记密码，将密码设成一样的，而降低其它账户的安全性。

接下来是双重身份认证，即需要通过两种模式登录网站，不仅需要用户名和密码，还需要一个动态口令，如通过短信形式发送到手机上，只有输入正确的用户名、密码以及动态口令才能登录，这样为账户又增加了一道锁。

最后注意登录的终端，一般情况下我们通过自己的设备进行数据操作，但有时也会在非自己的设备上进行登录操作，其它设备通过浏览器进行信息保存时，很容易造成信息泄露，因此需要使用隐私模式操作或操作完成之后进行数据清理。

第二，需保障平台环境的安全，分四个层次完成。首先，需要建立一个信息安全通道，采用数字认证与高强度流加密算法保证数据传输，杜绝明文数据通信；其次，要保证系统安全，需时刻检查系统本身有没有漏洞，进行漏洞扫描，打补丁，防范风险的发生；再次，加密系统够不够安全，出入口、各项敏感数据均需进行加密存储，即便拿到数据也无法破解成明文；最后，确保发生安全事故后损失不会扩大，即使有一部份数据泄露了，也不会对整体造成影响。

管理上需保证无漏洞

目前，在数据安全和个人隐私方面可借鉴美国的立法、管理和技术等系统化的保障体系。美国国家标准与技术研究院（NIST）在云计算基本概念、技术路线图、标准路线图方面的sp800和sp500文件已经成为全世界研究这一领域的蓝本。而在标准蓝图中所涉及的云计算用例、可交互性标准、可移植性标准和云计算安全标准也引导了这一领域的创新和应用。如下原则需注意：不存在超级管理员、软硬分离、开发运营隔离和真空隔离箱策略等。

根据思科安全部门统计，约有70%以上的安全事故来自于单位内部。由于对内部网络安全威胁认识不足，单位安全部门没有妥善采取科学的防范措施，导致来自于内部的网络安全事故逐年增加。所以说内部网络安全隐患除了来自安全系统的管理漏洞，更大的是来自于内部的管理问题。相应的，保障云数据的安全，需要技术能力与管理要求相匹配。