光纤通信的含义范文

导语：如何才能写好一篇光纤通信的含义，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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【关键词】光纤通信设备特点方式内容

光纤通信给人们带来了极大的传输信号，一定程度上满足了人们对信息的需求，也极大方便了人们的生产活动和生活活动。于此同时，我们必须注意的是光纤通信的设备维修必须跟上社会发展的要求，平时工作人员要有检修和保养意识，这样才能最大程度的保障光纤通信信号的正常传输。

一、光纤数字通信设备的特点分析

光纤通信设备的工作状态是否良好也主要是取决于对整套系统发送以及接受信息的畅通程度。

光纤通信设备的检修和维修有着极大的便利性，因为光纤通信本身就有十分完善的事故报警系统发出事故报警信号。依据设备传出的事故警告信号，维修人员可以判断光纤通信设备出现问题的时间、范围及事故发生的原因，大大提高了工作效率和工作效能。同时，我们应该清楚的看到，光纤通信方面的科技含量较高，光纤通信设备相应的器材大多是高精度的大规模集成化电子产品，专业性和科学性极强，在针对这些技术含量较高的大规模集成电路检修和保养时，这对维修来说也提高了难度，需要专业化的技术人才才能完成。

二、光纤数字通信设备的维护要求研究

为了做好光纤通信信号传送系统的维护以及保养工作，工作人员首先就得对所需要进行负责的各类设备以及所配套的仪表的性能和功用有一个充分的掌握，要对光纤通信信息传送系统工作的原理、各项技术指标以及其所代表的含义、各项告警功能所代表的含义以及所对应的注意事项、各种传输数据时所产生的基本技术数据以及各种波形图等等，以便在整个系统中的某一个部分发生故障的时候，维修人员可以迅速并且果断地对出现问题的部位进行判定，并进行准确有力的排除，从而保证通信系统的正常运行。其次，在维修的设备配置上要配备齐全，仪器先进，随时准备好相关的维修仪表。

三、光纤数字通信设备的维护内容介绍

日常生活中，工作人员必须有光纤通信设备的维修和保养意识，这里说的设备维修一般是指对光纤通信设备进行周期性的检查、调试及故障及时处理。

针对光纤通信设备的维护，要具体问题具体分析，对不同的设备采取不同的维修方法，实现维修工作的针对性。在光纤通信设备信号系统的稳定期，没有超出设备的规定有效期可以免检。但是对于光纤数字通信设备的光接口以及其相关的数据和指标，以及各类有可能随着状态的变化而发生改变的相关参数则需要随时随地的掌握，并且要进行定期的测试，发现问题及时处理，以便提高设备的工作效能和设备检修的效率。在光接收当中，检测人员要按照一定的周期对自动增益控制电路进行充分的电压定期测试，因为通过这个参数的变化，检修人员首先能够从中获取关于光接收机当前进行工作状态的详实数据，还能够对整个数字光纤通信系统当中的光工作状态进行一个充分的显示。

光纤通信系统的故障一般实行的告示警报是分片负责，上下游各负其责，各发出自己的事故警报，同时下游在负责自身的警告范围时，也负责上游事故警告，这就告诉我们一个解决问题的思路，那就是一旦事故发生，工作人员首先要检测的就是光线通信系统的上游故障，如此的话，可以大大提高设备维修的效率，也能节省大量的检修成本和简化检修的方法，提高工作效能。当光线通信设备出现故障时，工作人员必须严格按照维修的程序，采取一定的技术手段，根据故障影响范围的大小开展分层次研究，探究问题出现的原因，在这个过程中可以采用系统分割法、系统方向结合法或者是系统环路故障定位法，设备维护的工作人员要明确当前的系统监控工作状态，采取适合事故处理的方法，一定要做到具体问题具体分析，防止其他意外事故的发生。

参考文献

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关键词信息技术；光纤通信系统；以人为本

中图分类号：G642.3文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2018）02-0098-03

1前言

以多媒化、网络化、智能化为主要特征的现代信息技术正在蓬勃发展，潜移默化地影响着人们的思维方式、学习方式及社会生产方式。近年来，教育业界掀起一股信息技术与课程整合的浪潮，众多教育家和学者投入该项研究中来。目前，信息技术与高职院校学科课程整合的研究还处于深度融合的起步阶段，如何将信息技术与高职“光纤通信系统”课程进行整合，提升高职院校专业技术人才的培养质量？对此，本文将进行深入探讨。

2当前教学模式、教学方法分析

“光纤通信系统”课程在高职院校通信技术专业人才培养体系中起到承前启后的作用，是梳理专业知识、连接课堂知识与企业现场以及社会生活的桥梁。一直以来，本课程在内容选取和实践教学环节中以光纤特性、光器件、光纤通信系统知识为主，注重教导学生学习和掌握常用的器件和设备原理性知识，教学过程将现场应用引入课堂，但是学生终究没有现场经验，对于许多环节无法理解；受课时限制，实践操作方面主要停留在对理论知识的验证阶段，对工程应用涉及较少；教学手段主要是教师讲解或操作演示，仍然是基于经验的教学阶段；学生认为概念太多，内容抽象，枯燥乏味，学起来很累。

经过若干年的教学实践，笔者发现传统的教学方法以知识传授为主要特征，很难实现帮助学生完成知识、能力和素质三方面突破的目标，不利于培养学生的应用能力和综合素养。

现阶段，高职课程的学习者是成长在信息时代的青年学生，他们习惯于通过互联网收发QQ信息、玩微信、看新聞、购物、刷微博、看微电影，对新事物和新技术充满好奇，非常乐意在学习过程中使用新的信息技术，迫切希望通过手机、iPad、笔记本电脑等网络终端设备，在教室里、宿舍里、操场上、公交车上等随时随地都能进行学习。

现代信息技术的迅速发展使得传统的教学模式和教学方法受到冲击，对高职院校的课程改革提出迫切要求，信息技术与“光纤通信系统”课程整合势在必行。

3信息技术与光纤通信系统课程整合策略

信息技术整合于课程不是简单地将信息技术应用于教学，被动地纳入，而是主动地适应和变革课程的过程[1]。信息技术与“光纤通信系统”课程整合的建设思路是应用信息技术全方位地重构课程，使得课程的各个层面产生变革。具体做法是将信息技术融入“光纤通信系统”课程的课程结构构建、任务设计、资源建设、教学实施、课程评价等五个操作层面上，信息技术贯穿融合在课程变革的每一个操作层面中，形成一个闭环反馈的整体，如图1所示。

在社会信息化视野下从课程的整体设计上考虑信息技术的作用，重新构建课程结构，设立新的课程目标和课程内容，将信息技术有效地融合到课程标准中。在构建课程结构之后，根据课程学习目标进行任务设计，建设利于学生学习的教学资源。教学实施阶段利用信息化的教学资源完成学习任务。最后进入课程评价环节，教师和学生审视课程目标的实现情况，重新调整课程结构和学习任务，优化资源建设，改进教学实施过程，提高教与学的效率。

构建信息化视野下的课程结构进行课程结构构建时，坚持以学生为主体，以职业能力培养为本位，将信息技术有效地融合到课程结构中。基于学习者将来工作岗位的职业需求和职业规划，分析学习者的学习动机、行为习惯、已有知识、学习态度、经验及期望，打破传统的按照知识体系组织内容的方式，以培养学生光纤通信系统建设和维护岗位所需的职业能力为目标，分析分解岗位任务和职业能力，进行职业化教学设计。

融入信息技术后，侧重于培养高职学生光纤通信系统工程应用能力，课程目标调整为：分析光纤通信系统的组成部件；能设计并组建完成SDH、波分传输系统；对系统各站网元进行开局配置；按照需求开通时分业务和以太网业务；熟练使用电子仪器分析和测试光纤通信系统的性能参数；能够对光纤通信系统进行维护和管理，对故障现象做出准确描述，对影响做出判断并正确报修及处置；培养诚

实、守纪、吃苦耐劳的品德，养成善于动脑、勤于思考、及时发现问题的学习习惯；具有善于和其他工作人员共事的团队意识，能进行良好的团队合作；养成爱护通信设备和备品备件的良好习惯；具有确保通信安全的意识。

以课程目标为最根本的出发点，构建新的课程内容，改变课程架构和内容顺序，转移教学重点。信息化视野下的课程重点调整为：加强光纤器件工作原理的探究，关注整体光纤通信系统的设计，突出从光纤通信系统建设到光纤通信系统维护的体验，重视光纤通信系统的日常维护。

任务驱动式的信息化教学任务设计确定了课程目标和课程内容之后，进行以工作任务为中心的信息化教学任务设计。课程立足于光纤通信系统的实际应用，纳入传输网组建和维护工作的职业需求，按职业典型工作过程划分实践项目，设计光纤通信系统认知、SDH传输系统组建、波分传输系统组建、传输系统维护与管理四个项目，其中SDH传输系统组建、波分传输系统组建可以通过模拟软件来实现。每个项目包括若干个模块，每个模块由具体的任务组成。任务安排由简到难，循序渐进，逐步深入。任务设计从认识光纤和单个光纤器件开始，有了一定基础后组建简单以太网光纤通信系统，逐步过渡到组建单波SDH、波分传输系统，最后在综合已有知识的前提下，对传输系统进行维护和管理。

每个工作任务既包括理论知识，又有操作任务，理论和实践有机结合，让学生在学习了相关理论知识后到实践中应用，通过实践巩固理论知识，学习目标明确，增强了学习兴趣。

基于精品资源共享平台，建设信息化课程资源信息技术与课程整合的课程资源以多媒体和计算机网络为主要载体。建设过程中利用“光纤通信系统”精品资源共享平台，开发信息化课程资源，打破时间和空间的限定，让学生随时随地可以学习。按新课程目标和内容开发数字化学习中心，建立20余个学习知识点，体现在教学资源包、学习资源包等多个方面。

教学资源包主要由课程组教师成员和少部分学生设计和完成建设，包括课程标准、授课计划、知识点资料库、操作视频库、理论试题库、现场案例库、光纤器件三维图、多媒体动画、微课、微信公众号等。学习资源包主要供学生使用，包括课前测验题、知识点学习库、课后测验题、学习中心、考试中心、微信客户端等。每个知识点对应一个知识点试题库，可以随机组合成十余套测验卷，供学生及时预习、复习、查漏补缺。教师可以根据知识点测试卷的统计结果掌握学生学习的薄弱环节，有针对性地进行强化指导[2]。

课程资源用于学生课前自学，建立学生的知识背景，激发他们的学习动机，变“要我学”为“我要学”。课程资源用于课堂教与学，变革课堂教学方式，利用数字化资源所创设的问题情境进行思考和探索，激发学习探究新知识的兴趣，锻炼学生从中发现问题、思考问题、自主解决问题的能力。课程资源用于学生课后巩固、提交作业、课后测验。学生做错的每道题，资源库后台推送不少于三题相应知识点的测验题，便于他们透彻理解知识点，实现个性化学习。

以学生为中心实施教学基于以人为本的教学理念，创设以学生为中心的信息化课程学习环境，优化教学实施过程。在丰富多彩的信息技术环境下重新设计和实施教学活动，有步骤、有方向地设计教学策略与活动[3]。

每个任务以情景剧视频的方式导入，学生如亲临其境，通过角色扮演、虚拟操作和实际体验实施任务。利用信息技术开发光纤器件三维图和光纤通信系统设计软件，通过调整不同的参数，形成不同的直观效果，让学生亲身感受到每个器件参数和设计要素的影响，有助于学生信息素养的培养，提高教学效率和学习效率。

学生借助模拟软件创建传输系统网元，进行设备配置、业务开通和系统调测，切身体会到每一个配置数据的真正含义，在实践中巩固理论知识。教师在模拟软件上设置一些故障，让学生自主去发现问题、解决故障，变以知识体系为中心的结论教育为以探究为中心的过程教育，把学生的主动性和积极性充分调动起来。教师成为探究与协作学习过程的组织者、指导者，学习环境的创设者、提供者，学生深化意义建构的帮助者、促进者[4]。基本任务完成后，学生可以根据自己的实际情况选择拓展任务，促进学生个性化发展，使学生的创新思维和实践能力在整合过程中得到有效锻炼。

信息技术还是师生交互、生生交互的桥梁，课程论坛、在线聊天、在线视频、课程微信群、课程QQ群等联系互动平台使得师生间的互动交流无障碍，也更便于小组内学生协作学习。

课程评价信息化课程评价是判定教学是否成功、教师素质高低的重要标准。动手能力、自主学习能力、创新能力、综合思维能力等，都被列为重要判定依据[5]。改变传统教学中平时出勤加期末考试的做法，在信息技术环境下创新课程评价体系，促使评价体系多元化。结合自我、小组、教师三方综合评价，借助精品资源共享平台的学习进度监测和测试题统计分析功能，利用多媒体教室监控设备全程录下学生的训练过程，记录学生每个任务的完成情况，注重过程性评价。评价过程中不拘泥于参考答案，着重评价学生的创新能力和综合应用能力。

课程学习结束时，利用问卷调查软件进行电子问卷，包括学生对于课程目标的实现、课程内容的掌握、任务的完成、实施过程的参与度、工程应用能力的提升、对课程的建议等方面内容，统计分析学生对课程各操作层面的满意程度，审视课程目标的实现情况，调整课程结构和学习任务，优化和补充课程资源，改進教学实施，实现良性循环。

4结语

依据企业的工作需求，立足以学生为主体，将信息技术融入新型“光纤通信系统”课程建设的各个操作层面，注重学生工程应用能力的培养，打破以知识传授为主要特征的传统教学模式，转变为以工作任务为中心的项目教学，让学生在具体项目的实践过程中学会完成相应工作任务。经过两年的整合教学实践，后续课程教师和用人单位普遍认为，学生的理论基础知识扎实，实践操作能力强，职业技能和职业素养较往年有所提升。

信息技术与“光纤通信系统”课程整合是一项长期艰巨的工作，需要花费大量的时间和精力去探索和实践，应通过教学实践和课程评价调整课程结构，优化项目任务，更新课程资源，促进课程整合稳步发展。

参考文献 

[1]徐万胥.信息技术与课程整合的理念与策略[J].电化教育研究，2003（2）：54-57. 

[2]段俊毅，龙章勇.通信技术专业英语的信息化教学模式探讨[J].江苏科技信息，2015（13）：23-25. 

[3]蒋鸣和.从教学手段的整合到课程信息化：信息技术与课程整合的新探索[J].信息技术教育，2006（1）：18-21. 

[4]何克抗.对国内外信息技术与课程整合途径与方法的比较分析[J].中国电化教育，2009（9）：7-16. 

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论文摘要:随着计算机技术的广泛普及与计算机远程信息处理应用的发展，数据通信应运而生，它实现了计算机与计算机之间，计算机与终端之间的传递。由于不同业务需求的变化及通信技术的发展使得数据通信经过了不同的发展历程。

数据通信是以“数据”为业务的通信系统，数据是预先约定好的具有某种含义的数字、字母或符号以及它们的组合。数据通信是20世纪50年代随着计算机技术和通信技术的迅速发展，以及两者之间的相互渗透与结合而兴起的一种新的通信方式，它是计算机和通信相结合的产物。随着计算机技术的广泛普及与计算机远程信息处理应用的发展，数据通信应运而生，它实现了计算机与计算机之间，计算机与终端之间的传递。由于不同业务需求的变化及通信技术的发展使得数据通信经过了不同的发展历程。

1通信系统传输手段

电缆通信:双绞线、同轴电缆等。市话和长途通信。调制方式:SSB/FDM。基于同轴的PCM时分多路数字基带传输技术。光纤将逐渐取代同轴。

微波中继通信:比较同轴，易架设、投资小、周期短。模拟电话微波通信主要采用SSB/FM/FDM调制，通信容量6000路/频道。数字微波采用BPSK、QPSK及QAM调制技术。采用64QAM、256QAM等多电平调制技术提高微波通信容量，可在40M频道内传送1920~7680路PCM数字电话。

光纤通信:光纤通信是利用激光在光纤中长距离传输的特性进行的，具有通信容量大、通信距离长及抗干扰性强的特点。目前用于本地、长途、干线传输，并逐渐发展用户光纤通信网。目前基于长波激光器和单模光纤，每路光纤通话路数超过万门，光纤本身的通信纤力非常巨大。几十年来，光纤通信技术发展迅速，并有各种设备应用，接入设备、光电转换设备、传输设备、交换设备、网络设备等。光纤通信设备有光电转换单元和数字信号处理单元两部分组成。

卫星通信:通信距离远、传输容量大、覆盖面积大、不受地域限制及高可靠性。目前，成熟技术使用模拟调制、频分多路及频分多址。数字卫星通信采用数字调制、时分多路及时分多址。

移动通信:GSM、CDMA。数字移动通信关键技术:调制技术、纠错编码和数字话音编码。

2 数据通信的构成原理

数据终端(DTE)有分组型终端(PT)和非分组型终端(NPT)两大类。分组型终端有计算机、数字传真机、智能用户电报终端(TeLetex)、用户分组装拆设备(PAD)、用户分组交换机、专用电话交换机(PABX)、可视图文接入设备(VAP)、局域网(LAN)等各种专用终端设备;非分组型终端有个人计算机终端、可视图文终端、用户电报终端等各种专用终端。数据电路由传输信道和数据电路终端设备(DCE)组成，如果传输信道为模拟信道，DCE通常就是调制解调器(MODEM)，它的作用是进行模拟信号和数字信号的转换;如果传输信道为数字信道，DCE的作用是实现信号码型与电平的转换，以及线路接续控制等。传输信道除有模拟和数字的区分外，还有有线信道与无线信道、专用线路与交换网线路之分。交换网线路要通过呼叫过程建立连接，通信结束后再拆除;专线连接由于是固定连接就无需上述的呼叫建立与拆线过程。计算机系统中的通信控制器用于管理与数据终端相连接的所有通信线路。中央处理器用来处理由数据终端设备输入的数据。

3 数据通信的分类

3.1 有线数据通信

数字数据网(DDN)。数字数据网由用户环路、DDN节点、数字信道和网络控制管理中心组成。DDN是利用光纤或数字微波、卫星等数字信道和数字交叉复用设备组成的数字数据传输网。也可以说DDN是把数据通信技术、数字通信技术、光迁通信技术以及数字交叉连接技术结合在一起的数字通信网络。数字信道应包括用户到网络的连接线路，即用户环路的传输也应该是数字的，但实际上也有普通电缆和双绞线，但传输质量不如前。

分组交换网。分组交换网(PSPDN)是以CCITTX.25建议为基础的，所以又称为X.25网。它是采用存储——转发方式，将用户送来的报文分成具用一定长度的数据段，并在每个数据段上加上控制信息，构成一个带有地址的分组组合群体，在网上传输。分组交换网最突出的优点是在一条电路上同时可开放多条虚通路，为多个用户同时使用，网络具有动态路由选择功能和先进的误码检错功能，但网络性能较差。

帧中继网。帧中继网络通常由帧中继存取设备、帧中继交换设备和公共帧中继服务网3部分组成。帧中继网是从分组交换技术发展起来的。帧中继技术是把不同长度的用户数据组均包封在较大的帧中继帧内，加上寻址和控制信息后在网上传输。

3.2 无线数据通信

无线数据通信也称移动数据通信，它是在有线数据通信的基础上发展起来的。有线数据通信依赖于有线传输，因此只适合于固定终端与计算机或计算机之间的通信。而移动数据通信是通过无线电波的传播来传送数据的，因而有可能实现移动状态下的移动通信。狭义地说，移动数据通信就是计算机间或计算机与人之间的无线通信。它通过与有线数据网互联，把有线数据网路的应用扩展到移动和便携用户。

4网络及其协议

4.1计算机网络

计算机网络(ComputerNetwork)，就是通过光缆、双绞电话线或有、无线信道将两台以上计算机互联的集合。通过网络各用户可实现网络资源共享，如文档、程序、打印机和调制解调器等。计算机网络按地理位置划分，可分为网际网、广域网、城域网、和局域网四种。Internet是世界上最大的网际网;广域网一般指连接一个国家内各个地区的网络。广域网一般分布距离在100-1000公里之间;城域网又称为都市网，它的覆盖范围一般为一个城市，方圆不超过10-100公里;局域网的地理分布则相对较小，如一栋建筑物，或一个单位、一所学校，甚至一个大房间等。

局域网是目前使用最多的计算机网络，一个单位可使用多个局域网，如财务部门使用局域网来管理财务帐目，劳动人事部门使用局域网来管理人事档案、各种人才信息等等。

4.2网络协议

网络协议是两台计算机之间进行网络对话所使用的语言，网络协议很多，有面向字符的协议、面向比特的协议，还有面向字节计数的协议，但最常用的是TCP/IP协议。它适用于由许多LAN组成的大型网络和不需要路由选择的小型网络。TCP/IP协议的特点是具有开放体系结构，并且非常容易管理。

TCP/IP实际上是一种标准网络协议，是有关协议的集合，它包括传输控制协议(Transport Control Protocol)和因特网协议(InternetProtocol)。TCP协议用于在应用程序之间传送数据，IP协议用于在程序与主机之间传送数据。由于TCP/IP具有跨平台性，现已成为Internet的标准连接协议。网络协议分为如下四层:网络接口层:负责接收和发送物理帧;网络层:负责相邻节点之间的通信;传输层:负责起点到终端的通信;应用层:提供诸如文件传输、电子邮件等应用程序要把数据以TCP/IP协议方式从一台计算机传送到另一台计算机，数据需经过上述四层通信软件的处理才能在物理网络中传输。

目前的IP协议是由32位二进制数组成的，如202.0.96.133就表示连接到因特网上的计算机使用的IP地址，在整个因特网上IP地址是唯一的。

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1.1FB技术

1.1.1FB技术的含义及优势

FB技术就是开放式、多点通信的数字化底层控制的一种网络系统，它主要用在生产现场中，并于微机化测量的控制设备间达到双向串行的多节点数字的一种通信系统。FB具有以下这些优势：经济性较强；系统标准具备公开性及一致性的特点；系统设计与环境相符，可持电力线、双绞线和同轴电缆等，抗干扰性较强；可将现场运行的数据实施远程传送，使其到达控制室，进而将信息实现资源共享；具备差错控制的功能，可采集信息，控制算法，处理报文等；信息的集成能力较强。

1.1.2配电网要求配电设备需具备的功能

配电网要求配电设备需具备以下几个功能：

⑴远程控制的功能：配电设备可对所有子站实施远程断路器的储能、合闸和分闸等的指令操作；

⑵远程测量功能：配电设备可以查看各回路的控制单元内的电量参数；

⑶信息查询功能：配电设备可查询系统内的所有信息资源；

⑷远程调节功能：可上传或者下载各子站远距离配电设备保护的设定值及特性曲线。而FB技术由于其自身具有信息采集、远程信息的传输、抗干扰能力较强功和纠错控制能力较强等功能，就能完全满足配电网要求配电设备需具备的功能，从而提高了配电网运行的安全性和高效性。

1.1.3FB技术的应用

(1)PROFIBUS：是OSI型FB的一个标准，它可以让数据实现快速传输，从而为配电自动化的早日实现奠定了技术保障。其组成部分有以下三种：

①PROFIBUS—DP通信协议，使配电设备的自动化系统具备了高速数据的传输这一功能，并且它自身带有高性能诊断与组态的功能，以及允许构成的单主站与多主站的系统功能，因此，它可让配电自动化能早日实现；

②PROFIBUS-PA就是将传感器与执行器用一根线进行连接，将其当作数据传输与供电的总线。因它对现场设备的动作工位进行描述，并对参数PA行规数据进行传输的一种协议，所以其安全性较高，并且它还有经总线供电给现场设备的这一功能；

③PROFIBUS—FMS通信协议的作用是为现场通信，其优势是在范围大、较复杂的系统中也能适用。它可为用户提供具有强大功能的、选用较广的通信服务。

(2)ETHERNET：它本身有OSI性、实时性等特点，属于数字式的一种互联网络，其具有的优势：

①传输速率较高，因此在配电网中得到广泛应用；

②现阶段的ETHERNET还具备许多开发技术支持的优点，其开发工具和环境的选择行较多；

③ETHERNET网络系统配套的硬件选择也较多，并极具经济效益；

④可与计算机互联网技术实现高度融合。因此，ETHERNET在电网的调度自动化中被广泛应用。

(3)LonWorks：可集成传感器、设备及现场这三种网络，还可通过多种传输的介质实现通信传输这一功能；因LonWorks支持很多类型的拓扑结构，故可将其应用于复杂拓扑结构配电网；LonWorks是以电力线为介质，进行通信传输而控制信号的一种技术，其在配电系统内的应用比较广泛，从而大大提高配电通信系统的成功传输信息的机率。

1.2光纤通信网技术

1.2.1FCN光纤通信可有效地解决电网中分散点较多，以及进行远距离的通信等问题。FCN是高速率数据传输的一种网络，其传输容量较大，可为配电系统中大容量的数据传输类通信给予技术支持；FCN的抗外界的干扰性较强，具有较小的误码率，可适用在繁华区的配电网内，从而减少干扰因素导致的问题，保持配电的稳定性。

1.2.2AONAON是基于FCN而逐步发展的全光纤通信技术，AON不处理任何的信息内容，进而是自己成为业务透明性高的网络。AON的优势有：开放性强，因此本质上可实现完全透明，并可同时兼容那些速率、协议、调制频率及制式均不相同的信号，更能让PDH、ATM及SDH存在于同一光纤的设施中；AON结构灵活，可随时增加新节点；AON传输质量较高，可高速扩增传输容量，从而为达到配电通信系统的大容嚣数据高速传输而奠定技术保障等等。

2应用优势

计算机通信技术应用于配电网中，所具有的优势有：

⑴可靠性较强：可增强配电网通信中的可靠性，计算机通信技术可克服传统的通信技术中常常受到外界干扰等一系列的问题，其抗噪音、抗电磁、抗雷电等能力较强，从而实现配电网通信运行的安全性和稳定性；

⑵灵活性较强：把计算机通信技术应用于配电网中，可增强通信灵活性，可让通信系统在安装、调试、运行及维护等工作上更加快捷方便；

⑶实时性：计算机通信技术在配电网自动化中应用，可提高配电网通信的传输速率，进而增加了网络运行实时监控及在线分析等功能，增强配电网的通信实时性；

⑷经济性：在配电网中采用计算机通信技术，能考虑利用原来主网通信的资源，将其实行主配网的合理规划，降低其投资成本，因此经济性较强；⑸双向性：把计算机通信技术应用在配电网中，可让配电自动化系统的各层次间实现双向通信，让通信系统可保持双向通信能力。

3结束语

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1.1主体结构设计由于配网通信结构复杂，难以采用单一的通信技术满足所有配网系统需求［9，10］。因此，采用异构网络构架组成混合式网络是配电通信网的重要解决方案。所提出的典型异构配电通信网络分为三层，包括骨干通信网(骨干网)、接入通信网(接入网)和终端层(用户驻地网)，如图1所示。其中，骨干网是服务器端的信息网络，实现配网通信主站之间的通信，这些主站包括各高压变电站(110/35kV变电站)、电厂等;接入网实现配网通信子站与配网通信主站之间的通信，配网通信子站主要包括10kV变电站［12］驻地网实现用户侧用电信息的收集和监视。图1配电通信网的异构式混合结构骨干网中由于站点相对较少，各站点地位均等，因此适合采用光纤通信方式，搭建光纤自愈环网，具有高速、可靠、实时的优势。接入网则由于用户较多，需要根据网络覆盖地域特点进行选取。对于用户集中的地方，如城区、县城、工业园区等地，接入网也适合采用光纤通信方式。而对于郊区或者农村，用户分散，采用光纤接入代价巨大。因此，可以采用GPRS/3G技术实现接入。对于驻地网，可以分别选择Wi-Fi，ZigBee或者总线技术。例如，在城区的用户家庭或者办公室可以选择ZigBee子网，而在配电房则选择总线。

1.2城市配电通信网以所提出的三层网络基本构架为基础，本文所设计的城市配电通信网整体结构如图2所示，其中，骨干网采用的通信技术为光纤通信技术，并采用光纤环作为基本的网络结构。图2城市配电通信网结构考虑到城市用户集中，10kV变电站分布均匀，适合采用以太网无源光网络(EthernetPassiveOpticalNetwork，EPON)+以太光纤环接入网。其中，EPON接入网主干是由子站汇聚交换机组成的以太网光纤环。每个35/110kV高压变电站可以连接一个或者多个以太网光纤环。每个子站汇聚交换机连接一个光线路终端(OpticalLineTerminal，OLT)，或者子站汇聚交换机与OLT集成为一个OLT交换机。每个OLT对应一个10kV的变电站，下面分接多个光网络单元(OpticalNetworkUnit，ONU)。每个ONU单元都负责收集一个或者多个驻地网络的信息。城市配网驻地网可以为无线网络或者有线网络，无线网络可以是ZigBee［16］、红外、WiFi等局域网，而有线网络一般是总线网络。无线网络包括一个协调器和若干个节点。节点即为用户家中的智能电表、智能插座等，而协调器则负责组建此无线网络，汇聚各个节点的信息并转换成适合接入至ONU的接口(如RS485)传输至ONU。同时，也负责将从ONU接收到的数据信息广播至各个节点。有线网络一般为总线网络，如RS485总线。

1.3农村配电通信网本文所设计的农村配电通信网整体结构如图3所示，其中，农村配网骨干网与驻地网的功能与结构与城市配网相同。考虑到农村用户分散，覆盖面广，10kV变电站分布稀疏，农村配网接入网并不适合采用EPON+以太光纤环接入网。由于农村用电信息监测实时要求不高，也没有严格的可控性要求，因此采用GPRS/3G/4G接入方式网络结构最为简单。采用此方式主要租用网络运营商的无线网络，将数据送回网络运营商的后台系统，然后该后台再通过专线和配网系统进行互联。GPRS/3G/4G接入方式对用户的数量没有限制，用户无需建网和维护，具有建设周期短、业务开展快、网络成本低等特点。

2异构配电通信网多址与数据聚合方法

2.1多址与数据聚合方法基于上述异构配电通信网，本文采用驻地网网关来解决配网通信系统中的多址与数据聚合问题，其位于驻地网与接入网之间，作为多个异构驻地网与接入网中一个接入点的连接，如图4所示。图4驻地网网关在网络中位置在上行通信中，驻地网网关首先接收来自挂接在该网关上的N个驻地网的短数据包，并按照驻地网进行分类存储。例如，来自驻地网n的短数据包存储在第n号存储器，n=1，2，…，N。每个短数据包含有其在本驻地网的地址和数据包长度。然后，每接收短数据t秒，驻地网网关将接收到的存储于N个存储器中的短数据包进行封装。在封装帧的过程中，帧头包括驻地网网关ID和子帧个数，如图5所示。帧体由各子帧组成，每一个子帧封装来自同一个驻地网的所有已经接收到的短数据包，即存储于同一个存储器中的所有短数据包。值得指出的是，有可能t秒内某驻地网没有数据包发送，此时对应的存储器为空。因此，子帧的个数可能小于N。子帧帧头包括驻地网网关下面驻地网ID和短数据包个数，如图5所示。子帧帧体由若干个数据包组成。这些数据包即是在t秒内接收到该子帧所对应的驻地网的所有数据包。驻地网网关将帧封装好后，将其传送给该网关所连接的接入点。随后，驻地网网关再次接收并分类存储N个驻地网的短数据包，并对短数据包进行封装及传送，如此循环。在下行通信中，驻地网网关首先接收来自接入点的数据帧。该数据帧的封装结构与如图5所示的上行通信时封装帧结构完全一致。然后，驻地网网关按照图5所示结构，对数据帧进行解析，分别得到各个子帧。最后，驻地网网关依次解析每一个子帧。根据子帧中的驻地网ID，将该子帧内所有的数据包发送至该驻地网协调器。值得说明的是，上述介绍的通信方式中，一个网关下的多个驻地网回传时间间隔(t秒)是相同的。然而，在实际使用中，更为普遍的情况是多个驻地网的采样间隔和回传间隔是各不相同的。这种情况下，网关需要根据每个驻地网的回传间隔和采样间隔进行处理。网关的回传将是以驻地网为单位进行。这样就不需要使用图5所示的帧结构。

2.2驻地网网关的软硬件实现驻地网网关的硬件设计并无特殊要求。根据上述驻地网网关的基本功能，硬件系统需要包括RS485接口、CPU和RJ45接口，如图6所示。其中，RS485接口用于连接驻地网网关与驻地网，接口数量视驻地网数量而定;RJ45连接驻地网网关与接入网，一般为1个。CPU处理驻地网数据的采集、存储和回传。驻地网网关的实现重在软件设计。这里考虑更为一般的情况，即每一个驻地网都有独立的采样间隔和回传间隔。由于串口对象与文件都是独占式的，软件设计的重点在于如何处理好资源的调配。下面以微软的VS2010平台为例进行详细介绍。(1)整体思路在整体设计上，采用定时器进行处理。CPU为每个子网设定一个采样定时器，周期性采样数据，保存到本地缓存txt文件中。此外，CPU为每个子网另设一个回传定时器，周期性向服务端发送缓存的txt文件，发送完毕后该文件清空。(2)串口收发处理CPU通过CMSComm类对象访问串口。由于只有一个串口对象，需管理多个异步串口，故采用抢占式设计，即“先到先得，后到跳过”。当某一个子网采样定时器触发时，先判断当前串口对象是否被使用。如果否，即串口空闲，则将串口占用，执行该定时器内的行为，当串口信息接收完毕时解除串口占用;如果是，即串口当前被占用，则本次定时器跳过。采样定时器触发时，如果串口并未被抢占，则将串口配置成驻地网对应的参数，然后打开串口，根据当前设备号，配置设备地址，并获取相应指令，将其转换为十六进制格式向串口发送，从而实现对当前设备的数据采集。如有多条数据需要采集，则短暂间隔后更新设备地址重复发送采集命令。串口接收到驻地网上传的采集数据就会触发接收函数。接收函数被触发时，首先将数据转换为字符串类型保存在数据缓存中，并判断此时缓存中的数据是否可以提取出完整指令。若否则继续接收数据;若是则提取出完整指令，存储在对应的最新数据变量中，以供服务端查询，并且根据需要写入缓存txt文件中或发送到服务端。(3)文件操作驻地网网关管理着多个缓存txt文件，每个驻地网网关对应一个文件。网关采集到数据之后需要存储在文件中;同时，网关需要将文件传输到服务器。显然，由于采样定时器和回传定时器是异步的，读写文件也是异步的。因此，也需要对文件操作进行异步管理。将网关回传采集到的数据至服务器的过程称为缓存同步。缓存同步采用调用子线程的方式执行。所有子网文件对应同一个子线程。当某一子网的缓存同步定时器触发时，将先判断当前子线程是否被调用，若未被调用，则调用该子线程。在子线程内，文件发送将分3部分进行:1.发送文件名，以便服务器创建该文件。2.发送文件内数据。3.发送文件发送完成信号，通知服务器文件发送完成。同时，为了避免同一文件被多次打开，规定缓存同步的优先级高于缓存文件写入，即在缓存文件进行同步的时候不允许写入数据到该文件。(4)Socket操作通过CSocketClient类对象访问Socket端口(RJ45)。当收到来自服务端的消息时，调用指令解析函数分析其数据包头，根据协议判断其含义，响应对应行动。Socket消息响应包括:a.停止查询:停止向服务端发送采样数据。b.开始查询:向服务端发送采样数据。首先将最新数据变量中的数据发送至服务端以供显示，然后每次都将当前的采样数据发送。c.配置采样/回传时间:设置各子网采样/同步缓存的周期。当回传定时器触发时，判断同步缓存子线程是否已被调用，如果否则跳过，如果是则配置好当前数据包头信息，并调用缓存同步子线程。该线程将根据协议向服务端发送相应缓存文件，并重建该文件。

3实例与分析

为进一步说明所提出的三层异构网络体系结构及多址与数据聚合方法，针对城市异构配电通信网络，图7给出了一种基于驻地网网关的配电网络。其中，骨干网部分只给出了总服务器，对应110/35kV高压变电站，用于收集、监控本高压变电站下属所有中、低压变电站和用户的信息。EPON接入网的以太光纤环网节点直接采用4个OLT交换机用光纤呈环状连接，每个OLT交换机兼具OLT单元与子站汇聚交换机的功能，每个OLT下面挂接若干个ONU。ONU与OLT交换机之间、以及OLT交换机之间都是光接口。ONU与驻地网网关之间以及OLT交换机与总服务器之间均采用高速的RJ45以太网接口。图7基于驻地网关的城市配网通信系统在图7中，驻地网网关与3个驻地网相连，连接接口均为RS485，因为RS485是工业领域最为常用的接口。3个驻地网中有两个ZigBee网络和一个485总线网络，每个ZigBee子网由一个ZigBee协调器和若干个节点。协调器则负责组建ZigBee子网，汇聚各个节点的信息并转换成适合接口接入至驻地网网关。同时，协调器也负责将从驻地网网关接收到的数据信息广播至各个节点。ZigBee协调器与驻地网网关之间的接口为RS485。此实例采用的3种驻地网具有不同网络结构、不同传输媒质、不同业务类型，充分体现了驻地网络的异构特点。3种驻地网涉及典型的智能插座、智能电表和无源温度传感监测，都是电力领域典型应用。通过驻地网网关的解析与统一封装，服务器端不仅能够清晰地知道是哪个驻地网中的哪个用户发来的信息，而且大大减少了短数据包的数量。如果这3个驻地网中每个驻地网有L个节点，t秒内共收集到3L个短数据包。驻地网网关将这3L个短数据包封装成1个，使得服务器端的解析处理数据包的频率降低了3L倍，大大提升了服务器端的处理效率。

4结论

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【关键词】计算机 通信技术发展 前景

随着计算机技术的发展，计算机通信技术也得到了较快的发展，不仅突破了过去的通信上的局限性，更是使得人们交流沟通的范围越来越大。因为计算机通信在信息处理以及记忆存储方面的能力较强，当前，多数人都是依靠计算机来进行通信的，使得计算机通信技术的应用越来越广泛。

1 计算机通信技术的含义及类型

1.1 含义

所谓计算机通信技术，是基于计算机这个信息传输的平台，利用数据传输的方式，在各计算机之间进行信息的传递，从而实现计算机和终端设备间的信息的传输。

1.2 类型

根据不同的标准，计算机通信技术可以分为下面几种：

（1）根据传输的方式可以将计算机通信分为间接式和直接式两种。

（2）根据传播的领域可以将计算机通信分为广域式、局域式以及城域式三种。

2 计算机通信技术的特点

2.1 传输发效率比较高

计算机通信技术具有较高的传输效率，其信息的传输是依靠数字信息来进行的。一般情况下，计算机通信模拟可以传输1.8 亿个字符/分，而数字信息则可以传输48 万个字符/分。将两者进行对比，就可以清楚的了解到计算机通信技术其传输的效率明显比模拟信息的高出很多。

2.2 适应范围广泛，支持各种媒体

从适用性上来说，计算机通信技术具有非常广泛的适用范围。从形式上来看，计算机通信技术的类型多样，并利用二值信号来对信息进行传输以及再现的功能，可以在图像以及文字等很多多媒体媒介中得以应用。此外，还可以利用计算机通信技术来进行电视剧、电影、歌曲的下载，视频通话、通信、语音聊天等等。

2.3 传输快捷方便

由于计算机不同于模拟信号中所采用的脉冲进行数据传输，而是采用二进制的数字传输模式，因此其传输的速度较快。并且随着科学技术的不断发展，光纤技术的铺设，计算机通信的速度将更加的快速便捷。

2.4 具有较强的抗干扰性能

通过采用二进制进行数据传输，不但使得计算机通信的速度较快，而且还能够有效的对噪音进行处理。在对信息进行交流时还可以确保信息传输的质量。此外，计算机通信技术还可以促进计算机运行效率和传输通道流通性的提升，从而使计算机的运行更加的高效快速。

3 计算机通信技术的发展及应用现状

3.1 计算机通信技术的发展

（1）微电子技术的运用。就微电子技术而言，其在通信领域中的应用非常的早，而且其在多媒体通信中的运用也非常的早，且获得了较好的发展和效果。目前来说，微电子技术拥有速率较高的分组交换设备（包括帧中继技术与异步传送模式两种。其中，前者更多的应用在图像传输和局域网内，后者则应用在广域网和局域网内。并且拥有非常简单的通信程序。

（2）光线通信技术的运用。光纤通信技术的运用，更好的促进了计算机通信技术的性能和传输的效率。但是随着计算机网络技术的不断发展，以及数据通信速率的极大提升，新型的数据接口在网络技术中的速率和可靠性则更高，且为分布式，不仅有利于将局域网的传输速率向数量级别上提升，同时还有利于实现远距离间的信息传输，并更好的将局域网和城域网间出现的问题很好的解决。

3.2 计算机通信技术的应用

（1）在即时通信中的应用。随着计算机技术的发展，各种通信软件的开发，人们利用即时通信进行交流已经成为了生活当中不可或缺的一部分。不管是QQ、MSN、易信、微信、飞信，还是Email，微博等都改变了人们交流的方式，给人们之间的沟通带来了极大的方便。而这些软件的运行都是以计算机通信技术作为基础的，都是通过计算机通信技术，来实现手机或主机――终端手机或主机之间的信息的传输，进而实现通信，让人们能够及时的进行交流、沟通、办公、购物。

（2）在进行远程控制技术中的应用。随着高新技术的发展，和物联网技术的迅猛提升，智能家居行业更是得到了较快的发展。在未来的发展中，计算机、电视以及电话等都可以与家庭的终端设备实现互通互联。人们只要利用语音、指令等就可以对这些设备进行控制，极大的方便了人们的日常生活，而这些设备的控制则离不开计算机通信技术的发展，必须以其作为基础。

（3）在多媒体技术领域的应用。通过将计算机通信技术应用到多媒体技术当中，不仅使得传统工业中多媒体技术的限制被打破，还可以使得多媒体技术转化为多媒体化的通信技术，促进视频、音频、数据一体化的实现。同时，因为实现了多媒体化通信技术，而促进了其它领域，如视频教学以及网络电视技术的发展。例如，通过视频教学中多媒体通信技术的应用，不仅可以更好的激发学生对新的教学方法的喜爱，对知识的学习兴趣，还可以使教师使教学的质量得到极大的提高，并降低教学的成本。

（4）在企事业信息管理系统中的应用。近年来，各企事业单位中都开始重视计算机通信技术在信息管理系统中的运用和发展，依靠对信息的管理来促进企业内以及企业间信息的交流，以及业务和贸易的往来，打破了传统的面对面的业务经营方式，极大的促进了企业的发展，工作效率的提升，同时也减轻了员工的工作负担，提升了企业的市场竞争力。

4 计算机通信技术的发展前景

经过计算机通信技术的不断发展，已经从有线向无线发展，并可以从计算机间的单一通信转向了计算机和各种其他的移动设备，如手机等之间的互通。伴随着移动3G、4G业务的发展和普及，计算机通信技术的应用在我国的发展前景非常的客观。有数据显示，具有较大潜力的智能手机、IPAD等手持终端设备给无线技术的发展创造了更大的发展空间，提供了更为巨大的发展动力，而这些都需要计算机通信技术的支持。因此，在未来的发展中，我们可以充分的利用移动终端对网络进行访问、视频通信聊天、播放多媒体软件等等，甚至还可能会出现在与对方进行视频聊天的过程中，呈现出立体的影像，让人感受到身临其境的体验。此外，很多企业都凭借计算机通信技术实现了高效的信息管理，利用无线数据的传输来获得重要信息，而这些也都是以计算机通信技术作为基础的，因此，计算机通信技术必将向着更安全、更高效、问快速的方向发展。

参考文献

[1]姜宁波.计算机通信技术的发展趋势分析[J].科技致富向导，2014（08）.

[2]杨亮.计算机通信技术的发展趋势[J].科学之友，2011（06）.

[3]刘运城.计算机通信技术的发展趋势分析[J]. 煤炭技术，2013（05）.

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第一产业，即农业经济，经济发展的主要反映是劳动力资源，这是我们称之为劳力经济的时代；第二产业，是指经济发展主要取决于自然资源的占有和配置，即工业经济，如果从蒸汽机和纺织机发明算起的话，那么整个的过程大概是一个多世纪，这就是资源经济时代；第三产业时代，我们把它称之为信息产业，这时候经济发展主要取决于智力资源的战略和配置，从本世纪初开始展现，这个就是知识经济时代。

从第二产业到第三产业转折，有一个用GDP统计的数据很重要，比如说现代的西方发达国家，他们的现代服务业达到70%至80%。中国的现代服务业在GDP中大概占40%左右，所以说我们的工业化没有完成，我们要走向所谓的第三产业还有漫长的路要走。材料、能源和信息就成为现代社会发展的三个支柱，其中信息尤为重要。

二、信息科学技术的发展现状

信息技术不但在过去发展迅猛，而且未来还有较长的发展时间和空间。

到底什么是信息技术？信息技术是个看不见、摸不着，特别抽象的一个东西。到底什么是数据和信息？我们写在纸上、存在计算机里的东西就是所谓的数据和信息。它是我们人类对自然世界的了解一种数字化的表现形式。而所谓的数据就是某一个具体的物理对象，或者抽象对象的一个表示，也就是说事实概念或者指令，按照适合于通信解释或者处理，借助于人，或者借助我们的自动装置的方式所展现的一种表示形式，这就是我们的数据。而信息就是在数据之上，我们按照一定的约定，按照数据所处的某一个范围或者一个语句，我们对它所赋予的含义，这二者是紧密相关的，或者说信息是数据的一种语义表示。

信息科学技术主要是指我们怎么样研究信息的产生、获取、存储、传输、处理及其应用，它是以微电子、计算机、软件、通信技术为主导，在这里面微电子是我们的基础，计算机是载体，软件是核心，所谓的信息产业就是信息技术的收集整理。

信息技术有一个很重要的特点，信息技术是本身很难单独存在的。它既是一个独立的技术，又广泛的渗透到其他领域，成为他们发展的基本手段。信息技术是催化剂，它能够和传统的产业有机结合，应该说整体上信息技术产业增加是平稳的，其中尤以软件和娱乐通信较快。

三、信息技术的发展趋势

信息技术深刻改变了世界，比如电话改变了人类的通信方式，个人计算机的出现改变了人类学习工作和娱乐的方式，电子邮件、浏览器、搜索引擎、微博等等改变了我们的学习方式，网络在很深刻地影响我们生活的方方面面，如云计算、智慧城市、移动互联网等。

云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问， 进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。包括以下几个层次的服务：基础设施即服务（IaaS），平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。

智慧城市是把新一代信息技术充分运用在城市的各行各业之中的基于知识社会下一代创新（创新2.0）的城市信息化高级形态。城市化给人们带来了改善教育和获得公共服务的机会，也带来人口迅速增长，交通拥堵等问题，道路资源、水资源、公共资源、不堪重负，智慧城市是解决城市发展进程中所面临的诸多难题挑战的有效技术手段之一。目前，全国47个副省级以上的已经有43家明确提出智慧、智能或者数字化的城市发展战略，占比达到91%。智慧城市总体上说不能脱离信息化，智慧城市就是广泛深入与综合的城市信息化工程。

移动互联网，就是将移动通信和互联网二者结合起来，成为一体，是一种通过智能移动终端，采用移动无线通信方式获取业务和服务的新兴业态，包含终端、软件和应用三个层面。移动互联网十大业务模式：移动社交、移动广告、手机游戏、手机电视、移动定位服务、移动电子阅读、手机搜索、手机内容共享、移动支付、移动电子商务。4G时代的开启以及移动终端设备的凸献必将为移动互联网的发展注入巨大的能量，2014年移动互联网产业必将带来前所未有的飞跃。

参 考 文 献

[1] 李巍，罗进文. 下一代网络的三种核心技术研究[J]. 电力系统通信. 2006.4期

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关键词：智能变电站 ；意义 ；关键技术 ； 体系结构

中图分类号：TM41 文献标识码：A

1实现智能变电站的重要意义

变电站自动化技术经过十多年的发展已经达到一定的水平，一定程度上提高了电网建设的现代化水平，增强了输配电和电网调度的可靠性。然而，传统变电站自动化系统仍然存在下列问题：

①互操作问题

由于不同厂家变电站自动化系统采用的通信技术和协议各不相同，造成产品之间缺乏互操作性，导致集成和维护成本的增加，也降低了系统的可靠性。

②电磁式互感器的问题

传统互感器存在铁芯饱和、暂态特性差和体积庞大等缺点，难以满足现代自动化技术的需求。

③常规一次设备的问题

目前多数变电站都没有装设状态监视设备，由于缺乏一次设备状态监视信息，通常只能采用计划检修，而不能实现状态检修。同时，非智能断路器设备也不能实现按波形控制合闸角和在线监测的功能。

④线缆投资、运行维护费用较高

智能变电站成功地解决了上述传统变电站存在的问题，是电力系统发展的必然趋势，是通讯技术、信息技术和计算机技术发展的必然结果。IEC61850标准以及智能技术在变电站内的全面推广应用将是解决这些难题的关键所在。目前，国际电工委员会TC57工作组已经制定了《变电站通信网络和系统》系列标准--IEC 61850，为变电站自动化系统提供了统一平台和标准框架。随着电子式电流、电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响，全智能的变电站自动化系统即将得到广泛的应用。通过智能变电站技术的研究和实施，提高变电站自动化系统以及整个电网的技术水平和安全稳定运行水平。

目前我国正在大力建设创新型国家，国家电网公司已成为全国“创新型试点企业”。国家电网公司高度重视科技进步和自主创新，将其作为公司和电网发展的战略支撑，力争掌握一批拥有自主知识产权的关键技术和核心技术，占据世界电力科技发展制高点，在能源技术创新中积极发挥主体作用和表率作用，服务创新型国家建设。而智能变电站在各个方面均顺应了科技进步和自主创新的要求。首先在技术储备方面，IT技术与通信技术近些年来的突破性进展使得智能变电站从技术和经济角度而言成为可能，智能化电气设备的发展，特别是智能化断路器、电子式互感器等机电一体化智能设备的出现，使得变电站进入了智能发展的新阶段；其次在发展水平上看，在智能变电站的研究、试验、工程推广等方面，国外企业也刚刚开展，尤其国内在ECT/EPT及变电站自动化等方面的研究工作并不落后于国外企业，可以说实现智能变电站是建设创新型电网的要求，也是我国电力行业赶超国际水平的一个契机。

通过智能66kV变电所的建设与研究，提出适合中国电网结构及运行方式的完整的66kV智能变电站系统方案，将对鞍山以至整个辽宁电网的智能建设工作产生积极影响。

2智能变电站含义及其关键技术

智能变电站技术是指基于IEC61850标准建立全站统一的数据模型和数据通信平台，实现站内一次设备和二次设备的智能通信，以全站为对象统一配置保护和自动化功能。其主要特征包括：

基于IEC61850的全站统一的数据模型及通信服务平台；

智能化一次电气设备；

基于全站统一授时的网络化二次设备。

我们认为实现"智能变电站"的关键技术包括以下几点：

①IEC61850的体系架构

②全站功能的统一配置

③一体化功能系统控制器

④通信网络架构

⑤电子式电流/电压互感器

⑥智能化的一次设备

⑦全站统一的授时系统

a） 智能变电站基本内容

分析上述智能变电站要求可见，完整的智能变电站方案应包括符合IEC61850标准的全部一次、二次系统的实现。大体可分为以下几部分内容：

a）一次部分

变压器

开关、刀闸

直流系统等

b）二次部分

二次系统在逻辑上按功能可分为过程层、间隔层和变电站层，结构如图1所示：

①硬件设备

为实现图1所示的逻辑功能，二次系统设备包括：

a.电子式互感器、合并单元

b.变压器智能单元

c.开关、刀闸控制器

d.直流系统智能单元

e.满足IEC61850标准的系统控制器

f.监控主机（操作员站，工程师站）

g.远动主机

h.打印服务器

i.工业以太网交换机和用于光纤通信的光端机

②软件系统

软件系统采用跨平台结构设计，可选择windows、Unix、linux操作系统；数据库结构按照IEC61850模型定义、实现，所有程序支持IEC61850模型。系统集成工程化工具为工程人员或用户提供完善、方便的配置、测试、维护手段，包括系统的配置/组态、实时库的管理、模型/通信的一致性测试、SCL配置文件和参数化的管理等功能。

③站内通信网络

系统应以网络交换以太网技术为基础，站级总线采用星型结构光纤10M/100M以太网，组网方式为VLAN虚拟以太网，具有自愈功能；过程总线选择星型结构光纤100/1000Mb以太网，防止出现实时信息在网络上发生碰撞以至影响实时响应要求。必要时可考虑采用VLAN优先级协调多以太网跨过多交换机运行。

在66kV智能变电站的设计方案中，根据需要传输的数据量的计算结果，站级总线和过程总线均采用星形结构光纤100M以太网。

④授时系统

时钟同步系统由网络时间服务器（主时钟）及时钟扩展输出装置（扩展时钟）组成。时钟同步系统具有两台互为备用的网络时间服务器，时钟扩展输出装置的具体数量根据现场实际进行选项匹配，以满足时间系统对信号数量和种类的要求。网络时间服务器和时钟扩展输出装置既可以集中组屏，也可根据现场的实际情况单独组屏。

参考文献

[1]谢型果.IEEE1588时钟同步报文硬件标记研究与实现.华中科技大学硕士学位论文，2008.

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关键词：“阅读材料”；科学家精神；物理史实

中图分类号：G630 文献标识码：A 文章编号：1003-2851（2012）-03-0158-01

一、利用“阅读材料”树科学家形象，学科学家精神

当前中学生中不少人属“追星族”成员，他们把影星、歌星的名字可以说出一大串，每天嘴上谈的是“星”的趣闻轶事，身上着装模仿的是“星”装束，但对于科学家，他们却说不出几个名字，对科学家的方方面面，更是一无所知。造成这种现状的原因之一是：电视、电影、杂志、画刊中频频露脸的都是这些影星、歌星，而极少向这些天真的学生介绍科学家。所以他们没有机会了解科学家，科学家的形象在他们心目中树立不起来。

教科书中的“阅读材料”介绍了牛顿、安培、法拉第……等众多科学家的生平和事迹，我把这些材料与教学结合起来对学生进行思想、精神、道德、意志等方面的教育。

在教学中，我针对有些学生在学习中存在着怕吃苦、不勤奋，又想取得好成绩这种不切实际的想法，有目的地介绍科学家的有关事例。如：爱迪生为找做灯丝的最好材料，先后实验了1600多种材料；法拉第经过十年不懈努力找到了磁生电的方法：现在看到的欧姆定律公式那么简单，但是欧姆为了研究这个问题，经历了多次失败，花费了十年心血，把数学和物理结合起来，最终才把电学中的三个量U、I、P,之间的关系用一个完美的：形式表达出来，即I=U/R。

学生从科学家的身上理解了“天才不过是百分之一的灵感加上百分之九十九的汗水”这句话的深刻含义。

“阅读材料”有些是以故事形式出现的，风趣生动，很适合中学生年龄及生理特征，学生很喜欢听，每当我介绍科学家后，总有一些学生进一步追问，想知道更多的情况。

学生从科学家身上学到的热爱科学、实事求是、勤奋好学、刻苦钻研的精神，正在成为学生学习的动力，并有力地促进了学生身心健康的发展。

二、利用“阅读材料”学物理史实，受辩证法教育

学生在中学阶段对物理学发展的曲折历史知道得很少，学生不了解所学知识的形成过程，这不利于学生对物理知识的深入了解，教科书在“阅读材料”中对这方面内容做了一些弥补。

如在热学部分，“热的本质”介绍了历史上对热的本质的认识过程，学生学习知道了历史上对“热”有两种不同的看法：一种把热看成是一种特殊物质，即“热质说”；另一种认为热是物质的某种运动形式。“热质说”这种违背事实的观点，曾一度被人们所承认，后来科学家们通过对一些热现象的细致观察和反复的大量实验，证明了“热”，不是一种物质，从而否定了“热质说”。为分子运动论的发展开辟了道路，为能量守恒定律奠定了基础。

把历史上不同学派间的争论展示给学生，可以打破传统的逻辑教学给学生留下的科学发展是直线前进的印象，使学生了解到，科学发展史是一部理论与实践交叉、失败与成功并存的发展史。

三、紧密联系实际，提高各种能力

近年来，寓中物理教学经过一系列的改革，教学质量有了明显的提高，值是还存在着许多问题，其中之一就是物理教学在联系生活、联系社会、联系技术等方面做的还不够，造成学生知识面窄，知识学的死，影响了他们分析问题、解决问题的能力，降低了学生学习物理的兴趣。“阅读材料”广泛收集了物理学联系实际的事实。大到世界各国重视的能源问题，小到家用电器：上到无线电波，下到海洋开发：远到日本银行大楼的目光镜，近到常看的电影片。它们在学生面前展现了一幅幅生动的生活画卷。把学生眼中用概念、公式堆积起来的物理变成了活生生的生活，活生生的物理。

在介绍“阅读材料”中的，“静电复印”时，我特意把复印机里里外外做了仔细的观察，弄清了复印机各个部分的位置、形状、作用，还查阅了有关资料，课堂上我既结合静电原理讲清了静电复印机的原理，又给学生讲了使用复印时的注意点，我在讲“海市蜃楼”和“沙漠蜃景”时，把光的全反射规律结合进去；在讲“不是老天爷显灵，是建筑师的杰作”时，把回声知识融进去。从“阅读材料”中，学生看到了生活中处处有物理，物理就在我们身边。“阅读材料”中讲的物理知识并不深奥，但使学生感到了知识的价值；使学生更加热爱生活、热爱科学。越来越多的学生主动参与学校组织的物理实践活动。在学校，老师课堂上做的演示实验，学生总要利用课外时间，三三两两在教室，到实验室重新操作，仔细观察。在家中，学生找日用品作材料，亲自动手做课本上、习题中介绍的小实验。如：把缝衣服的钢针磁化后做成指南针；用铅笔芯做滑动变阻器，观察小灯泡亮度的变化和电阻的关系：利用音乐生日卡上的闪光二极管做单向导电实验；还有制作潜望镜、小天平……在这些实践活动中，学生发展了思维能力，增强了动手能力和理论联系实际的能力。

四、利用阅读材料，可以扩大对现代科学技术的了解

现代科学的发展日新月异很多新名词层出不穷，比如，光纤通信、反粒子、核反应堆等。这些学生只知道其然不知其所以然。通过“阅读材料”可知道光纤通信是把声音信号变成电信号，又把电信号变成光信号，再通过光纤维把经过调制的光信号传出去。而反粒子是跟它质量相同而电荷相反的粒子……通过阅读学生提高了学习的兴趣，同时也拓宽了学生的知识面。

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关键词：同步、数字同步网、必要性、组网原则

引言

数字同步网是电力系统通信网的重要支撑网之一，它不仅是保证网络正常运行的基础，也是保证网络定时性能质量的关键，对电力通信网各种业务的高质量传送起着重要的作用。在电力通信网快速发展的今天，随着各种新业务的不断发展和SDH传输网的不断延伸、扩大，网络的数字化和信息化的高速化、多样化对网络的同步有着更高的要求，为适应电力传输网不断的发展要求，时钟同步网的适时规划和分布建设是十分必要和必需的。

1 建设数字同步网的必要性

1.1 同步网的含义

同步网其实就是一个物理网，由同步网节点设备和定时链路组成，为其他网络提供定时参考信号。而同步的含义是使通信网内运行的所有数字设备工作在一个相同的平均速率上。如果发送设备的时钟频率快于接收设备的时钟频率，接收端就会周期性的丢失一些送给他的信息，这种丢信息称为漏读滑动；如果接收端的时钟频率快于发送端的时钟频率，接收端就会周期性的重读一些送给它的信息，这种信息重读称为重读滑动。

1.2 同步网的地位

数字同步网作为三大支撑网之一，它的服务对象是各种业务网，它为各种业务网提供定时，以保障业务网的服务质量。虽然同步网不能产生直接的经济效益，但是，它在通信网中的地位却非常重要，因为任何通信设备都需要时钟（这里指设备时钟）为其提供工作频率，所以，时钟性能是影响设备性能的一个重要方面。

1.3 同步网建设的必要性

电力系统数字同步网是应通信网的快速发展应运而生的，要保证通信网络运行的可靠性和稳定性，就必须保证通信网内同步的质量，而要保证同步的高质量，就必须建立一个独立于业务网的数字同步网提供高质量的定时基准信号。同步的高质量不仅仅是为控制受控滑动的发生，还为控制与同步有关的其他损伤（如漂移和抖动等）。随着电力系统通信网数字化和信息的高速进程，按相关标准的要求，网络同步精确度需达到1×E（－9），这一同步精度是传输设备、交换设备内置的传统晶体振荡器所无法达到的。为减少受控滑动的发生并减轻滑动及其他损伤对数字业务信号的影响，必须组建独立于电信业务网的电力通信数字同步网。

2 数字同步网的定义及规划

2.1 数字同步网的发展

数字同步网是一种网络体系，它是由各个节点上的同步时钟设备和相应的定时链路共同构成的一种实体网络，它不仅有属于自己的网管，同时还有能够对全网进行控制的监控网络。同步网主要负责为所有的业务网络业务网提供各种定时方式，以实现对各种业务网络的同步功能。同步网与电信管理网、信令网一起并列为通信网的三大支撑网，是通信网正常运行的基本元素，也是保障各种业务网的运行质量的重要措施。

2.2 电力系统通信数字同步网规划要求

根据电力系统二次部分相关规划要求，全国电力通信数字同步网内同步方法采用等级主从同步，共分三级。网内各同步节点之间是主从关系，每个同步网节点赋予一个等级地位。一级节点采用一级基准时钟，二级节点采用二级节点时钟，三级节点采用三级节点时钟。

全国电力数字同步网将按分区式多基准时钟方案建设，并将同步网按照同步区来划分，在各省、直辖市、自治区各设一个同步区。

基准时钟的等级为一级，包括基准钟（PRC）和区域基准钟（LPR）两种。在国家电力公司（北京）、华中分公司（武汉）、西北分公司（西安）和南方电力联合公司（广州）各设一个基准钟（PRC）。

除在上海、北京、辽宁省市公司设SSU外，在各省公司设区域基准钟（LPR）。

3 电力系统数字同步网构成的基本原则和建设方式

3.1 电力系统同步网的组网原则

（1）积极采用新技术，符合同步网的发展趋势；

（2）注重同步网的安全性，实现空中（GPS）、地面（地面链路）同时传送，通过优先级来选择；

（3）原则上区域基准时钟（LPR）应有4路输入基准：2路GPS，2路通过不同物理路由的地面链路直接来源于不同的PRC；

（4）本地网节点时钟至少应具有2路输入基准，1路GPS，1路或（2路）为来源于LPR的地面链路信号；

（5）主、备用2路地面链路同步信号尽量安排在不同的物理路由中传递；

（6）尽量选择传输距离短，中继节点少，可靠性高的直达路由；

（7）数字同步网节点时钟应从高于或等于本级时钟的节点方向取得同步信号，不得从低等级节点取得同步信号。

3.2 电力系统同步区的划分

数字同步网的同步区划分有多基准小同步区和少基准大同步区，多基准小同步区适合地域大、网络大的情形，少基准大同步区适合地域小、网络小的情形。

多基准小同步区的优点是：每个同步区内结构简单，网络规模小；便于设计业务网的同步；定时传输链路短，易于保证网络的同步性能。但缺点是基准钟多，投资大；同步区数量多，集中管理困难。

少基准大同步区的优点是：同步网结构简单，层次分明，投资相对小，缺点是定时传递链路长，链路复杂，定时链路不宜采用SDH链路。另外同步设计复杂，管理维护任务大。

电力通信网覆盖全国，地域大，网络复杂，有县、地区、省、网和国家五级网络，采用少基准大同步区的体制对同步网的设计带来很复杂的问题，另外定时链路太长不能用SDH链路传递，而PDH微波电路的质量和可靠性相对低，考虑到目前GPS的价格十分经济，高性能GPS产品较多，因此采用加强型铷钟＋GPS的多基准小同步区的体制更适应电力通信网。根据目前的网络规模和今后的规划，以一个省为一个同步区的体制比较经济合理。

具体到各电力数字同步区，规划近期为少基准大同步区，视今后通信网络的发展情况，规划远期为多基准小同步区。

3.3 省级同步区内等级结构

现阶段，电力数字同步网采用混合同步方式，同步区内采用等级主从同步，各跨同步区的以准同步运行。

每个基准时钟控制的同步区内的同步方法采用等级主从同步，同步区内各同步节点之间是主从关系，每个同步网的节点都赋予一个等级地位，只容许某一等级的节点向较低等级或同等级的节点传送定时基准信号达到同步，根据《数字同步网规划方法和组织原则》（YDN117-1999）和相应电力通信网的实际情况，主从同步分为三个等级，省调为一级基准时钟，各地区局调度所为二级时钟，县局和部分网络枢纽节点为三级时钟，二级时钟受控同步于一级时钟，三级时钟受控同步于二级时钟。

3.4 节点时钟设置方式

3.4.1基准时钟设置原则

同步网的最后一级时钟到所有基准钟之间的定时链路要求尽可能短，同时基准时钟尽可能位于网络的地域中心。

通信网内需要同步的网元都能跟踪到基准钟上，要求基准钟尽可能位于通信枢纽中心，这样既便于基准信号的分配和传递，又便于维护管理。

3.4.2 同步供给单元（SSU）的设置原则

SSU不仅要为局内设备提供定时，而且要将来自基准钟的信号向下传递。因此，每个地区局调度中心内均应设SSU，如条件允许，220KV及以上的枢纽变电所、大型水（火）电站厂亦可设SSU，并为二级节点时钟。

根据网络规模和同步需求，可在县局站设置SSU，并为三级节点时钟。

在省电力SDH光纤通信主干电路和各地区城区SDH光纤环网的互联点上，可以根据需要设置SSU，并采用三级节点时钟。

每个SSU应至少接收两路参考信号，同时有条件的可采用GPS作参考信号作为地面链路的备份。

3.4.3 节点时钟设置

（1）一级基准时钟（LPR）设置

根据全国电力通信相关规划，省电力系统为一个同步区，同步区内设置一级基准时钟，在省电力信通公司通信机房，按照等级划分，为一级节点时钟，即可接收GPS同步，亦考虑今后接收上游国调（网调）的RPC同步。

（2）二级节点时钟的（SSU）设置

根据相关省电力通信网的规划，考虑到今后SDH传输网建设后，同步丢失对地区通信网造成影响严重，必须在相应重要的多个地区地区（州）局的局本部设置同步供给单元，考虑地区通信网对同步时钟精度的要求、同步设备的价格，并参照中国电信同步时钟节点的设置原则，设计按二级节点时钟考虑。

当地区的SDH传输网内最远的网元设备与地区局之间超过10个网元时，应在中间设置第二个同步供给单元以减少SDH指针调整对时钟的损伤。

当地区的SDH传输为环网结构时，应至少在网内设置第二个同步供给单元以避免定时环的产生。

地区局所辖各县级调度，同步供给单元的设置要视各县通信网建设规模和需要而定，当县局的通信网达到一定规模，局内需要超过4个以上的定时同步信号时，可以考虑在县局设置同步供给单元，按三级节点时钟考虑，一个县的三级节点时钟的同步供给单元可以为相邻县的设备提供同步定时信号。

参考文献：

[1] 人民邮电出版社 程跟兰《数字同步网 》．

[2] 人民邮电出版社 乔桂红《数据通信》．

[3] 人民邮电出版社 于佳亮 程华 于天泽《宽带城域网与MSTP技术》．

作者简介：

李海曦：（1976－），女，山东青岛人，1997年毕业于兰州大学电子与信息工程系，学士学位，工程师，从事通信设计、运行、维护管理工作。