有线传输技术论文范文

导语：如何才能写好一篇有线传输技术论文，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。

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第一，传输信息量大，传输频带宽。在当前的光纤有线电视系统当中，使用的光谱波长1310~1550nm。第二，传输损耗非常低。1310nm单模光纤只有0.35dB/km的衰减，而1550nm单模光纤只有0.25dB/km的衰减。第三，光纤是由包层、纤芯、一次涂复和二次被复组成的，分为骨架式、层绞式、叠带式以及中心束管式。光纤的保护措施能够将绝大部分外界的破坏抵御掉。第四，在HFC网络当中，作为有线电视干线网传输，不仅可以将馈电环节以及一连串的干线放大器节省，同时，由于其接头较少，自然故障率就不会太高。第五，雷电干扰性能以及抗电磁干扰性能较好，电力冲击以及雷击不会对其产生威胁。第六，光纤不会惧怕锈蚀、高温，具备核辐射抗性，其寿命较长，一般的使用年限都在20~30年之上。

2有线电视光纤传输维护技术

在日常的光纤线路维护中，工作量繁重。想要做好维护工作，就应该将竣工阶段和每一次的定期检查测试环节中收集的资料做好认真保管，尤其是各种设备的说明书以及实验测试结果对比资料，这是进行光纤维护的最佳依据。在维护光纤线路时，OTDR是主要的测试设备，要确保其时时刻刻都能够处于良好的工作状态之下，作为维护技术人员，还应该对测试结果进行熟练地分析，将故障点判断出来。考虑到光纤线路本身的特点，在维护方面，我们就应该考虑到以下几个方面的工作：第一，虽然光纤线路发生故障的几率较低，但是维护人员也不能够忽视了光纤线路的维护工作。对于光纤线路的维护，主要目的在于控制故障的发生率，最高境界在于在发生故障之前，就能够排查出隐患位置，及时地消除故障，避免故障对正常传输产生影响。所以，日常的维护技术对于光纤线路非常重要。所以，寻线员的合理设置，配合上日常的检查，才可以消除潜在问题。另外，对于社会大众，也需要做好光纤线路法律法规等相关知识的宣传。第二，虽然光纤线路发生故障的几率较低，但是并不是说故障就可以绝对的避免，所以，光纤抢修问题就是一个无法回避的问题。在光纤维护中，就应该针对抢修，建立出一支作风过硬、经验丰富的抢修队伍来应对光纤线路故障问题，只有如此才能够确保光纤传输持续的进行下去。第三，如果信号中断问题是因为光纤故障所引起的，就应该及时地消除故障。在进行维护的时候，必须将故障点准确地找出来。一旦出现问题，就应该根据故障的特点对于故障是发生在主干网还是在分配网，需要及时地判断。如果怀疑是光链路出现了问题，就需要从光链路的两端使用OTDR进行夹击测试，这样可以将故障的范围大体确定出来，然后根据光纤长度数码的编号，对故障的范围进一步落实。比如：在一处县城中，在农村有线电视二级光网发展中，发现一级光接收点光功率从原本+4dBm降至了-12dBm。对于这一个方向的光纤就可以使用OTDR进行测试，发现了光纤本身的损耗曲线呈现逐渐增大的斜率，猜想可能是因为超高车辆刮到或者是环境温度引起了光纤出现了微弯的情况。通过OTDR的测试发现，在24km地方接续盒光纤束被抽，导致光纤本身被折成为了小弯，降低了光功率。此外，如果是某一个段落的光纤在接续点出现了反射峰，这样就可以判断出接续点的故障，或者是因为光纤的损坏或者进水，就需要将其剪断进行重新的连接。如果在接续点没有反射峰，那么就可能是光纤传输出现了断裂。如果是架空光纤，就需要对过路光纤的损毁情况进行严格调查；对于地下埋设的光纤，就应该观察其地面是否出现了破坏或者是被挖的痕迹。根据具体的维护经验判断，虽然光纤发生的故障本身具备一定的隐蔽性，但是并非是说明其无法加以判断，通过科学的方法分析，绝大部分的光纤故障都可以确定出来。不过，在这里强调的是，维修工作不是急于恢复信号就可以完事的，更多的是要注重今后的巡视工作，才是保障的主要措施。

3结束语

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关键词：高校校园网，无线局域网，无线基站AP

 

0引言

随着现代多媒体技术的发展,以及笔记本电脑、掌上型、膝上型电脑等便携式终端设备的广泛使用,学校师生对无线上网需求越来越高，希望利用移动式、便携式的上网设备实现数据通信、信息资源检索、远程教学、移动办公、移动会议、移动学习等活动,校园无线局域网为之提供了可能。因此,组建校园无线局域网能更有效的促进高校现代化教学。

1高校有线局域网现状及问题分析

近年来,信息技术的发展日新月异,正以不可抗拒的力量改变着人们的生产方式、生活方式,同时也正在影响并改变着学校的管理模式、教学模式乃至师生的学习方式，校园网(有线局域网)在教学、科研和管理上发挥了巨大的作用。但是,有线网络也存在一定的局限性:

(1)网络组建受布线的限制。在校园有线网络建设、运行和维护的实践过程中,由于众多高校的校园网大多是通过光纤、网线连接起来的“有线网”,有线网络在某些场合要受到布线的限制,例如:已装修好的住宅、图书馆、校园中具有历史意义怕受破坏的古迹及年久失修的历史建筑不适合钻孔布线,不便施工的报告厅、操场、展览会馆等。

(2)不方便移动办公。诸如很多学校只在部分区域接入有线网络,而无法顾及所有区域，有线网络的接入点比较固定,网中的各节点不可移动，而且接口数量也有限,布线、改线工程量大,线路容易损坏等等。因此,移动设备接入网络很不方便,移动办公受到很大限制。免费论文，高校校园网。

(3)难以满足日益变化发展的校园格局。现阶段高校有一个显著的特点就是建立分校区,校本部与分校区之间的网络传输媒介主要依赖铜缆或光缆构成有线局域网。当要把相离较远的节点连接起来时,架设专用通信线路的布线施工难度大、费用高、耗时长,因此，对正在迅速扩大的联网需求形成了严重的瓶颈阻塞。

2无线局域网概述

无线局域网是无线通信技术与网络技术相结合的产物。从专业角度讲,无线局域网就是通过无线信道来实现网络设备之间的通信,并实现通信的移动化、个性化和宽带化。通俗地讲,无线局域网就是在不采用网线的情况下, 提供以太网互联功能。无线网络设备特点：

(1)无线网卡:无线局域网中无线网卡是操作系统与无线产品之间的接口,用来创建透明的网络连接，其作用与有线网卡类似。无线网卡按照其接口类型的不同,主要有三种:PCMCIA无线网卡(适用于笔记本电脑,支持热插拔)、PCI无线网卡(适用于台式机)和USB无线网卡(适用于笔记本电脑和台式机,支持热插拔)，它们都用于短距离无线网络设备之间的通信。

(2)无线基站AP(Access Point):无线接入AP 是一个无线子网的基站，它在无线局域网和有线网络之间接收、缓冲、存储和传输数据,是支持一组无线用户入网的设备。免费论文，高校校园网。AP作为无线子网中的核心设备是必不可少的,同时也是WLAN 和LAN 之间的桥接设备，WLAN工作站也可漫游(Roaming)在不同的AP之间，无线访问接入AP通常通过以太网线连接到有线网络上,并通过天线与无线设备进行通信，其作用半径取决于天线的方向和增益（若不加外接天线, AP的覆盖范围理论上在视野所及之处约230m，但若在半开放性空间,或有间隔的区域,则约20～30m左右，由于微波是直线传播,所以微波都是小角度穿透几面墙体, 墙体将减弱信号, 如果墙体为钢筋混凝土,信号则会更弱。所以在实际情况下，尤其在室外还需要加上外接增益天线,使传输距离到达更远、信号更强）。

(3)无线路由器(Wireless Router):无线路由器是典型的网络层设备,是两个局域网之间传输数据包的中介系统,负责完成网络层中继或第三层中继任务。近年来,为了提高无线通信的能力和效率,不少无线路由设备整合了交换机和防火墙的功能。

(4)校园无线局域网可提供常规的Web服务、ftp服务、E-mail服务、拨号服务、服务、图书馆电子借阅等多种服务,还可以根据各高校特点,开通国际著名电子期刊浏览、移动办公系统、移动BBS讨论系统、移动答疑系统、移动新闻系统、移动教室管理系统、MIS等多种服务。学校应该进一步完善无线局域网软硬件的建设,以此来进一步推进数字化校园建设。

3校园无线网络终端配置

3.1无线接入器的配置

网络的物理连接就是一根网线接入AP作为信息的入口,在无线上网的计算机上安装好无线网卡,通过AP 和无线网卡之间的无线电信号接受信息,网络物理连接后就是具体参数的设置,也就是无线网络终端配置的关键。这主要涉及两个方面:

(1)首先要设置一台能配置AP参数的计算机,将一根网线一头接入AP ,而将另一头接入用于配置AP参数的计算机,同时还要保证这台计算机的IP地址和需要设置的AP在同一网段,以保证直接通信;

(2)进入Web 配置界面后会看到AP的运行状态、无线设置、TCP/IP设置、流量统计、软件升级、保存加载设置和修改密码等选项,因此只需要对TCP/IP的IP 地址、子网掩码、默认网关和DHCP客户端等参数进行设置,这些参数基本和有线网络的设置一样。若考虑到网络安全性,就要在无线设置中选择安全设置,使用WEP加密模式可以阻止无线网络所有非经授权的访问，AP经过这一序列设置后,就可把信号源的网线接入AP。

3.2无线网卡的配置

在安装无线网卡的计算机或笔记本电脑上安装好驱动程序后,就会出现和普通网卡一样的网络属性，如果其网络属性和有线网络状况下不一样,就可能是驱动程序安装不正确造成的,就要检查驱动程序是否正确，无线网卡的配置与当前网络的参数和AP的DHCP 配置有关,即当AP的DHCP 设为Disabled时,无线网卡的IP地址、子网掩码、默认网关和DNS都必须作相应设置。如AP设置为192.168.1.1,则无线网卡的IP 地址就为192.168.1.x（x为2-254 之间一个地址,但不能和网络中已经分配的地址重复),子网掩码就为255.255.255.0,默认网关就为192.168.1.1,DNS设置就为222.172.200.x(学校的DNS服务器)。

4校园无线局域网的构建

4.1无线校园网构建方法

一是阀值法。通过调整AP的阀值设置,控制AP接入覆盖范围,从而在相同覆盖面积条件下,通过增加AP数量,提高系统容量;

二是频率复用。学校人群主要由管理人员、教师、科研人员和大量学生构成,以上人群工作和学习主要分布在以下区域:教学楼、图书馆、办公楼、实验研究楼、学生宿舍、运动场以及校内各类休闲活动场地(草坪、广场等)。因此,在同一覆盖范围内的多个AP利用802.11g协议规定的13个可用信道中相互干扰最小信道进行设计,客户端无线网卡根据各AP信号强度,选择不同信道工作,从而提高系统容量。

4.2室内无线网

室内：指原先没有安装有线网络的教室、会议室、临时移动办公室等。

设备的选择:室内AP(WST-330)、全向天线、吸顶天线。免费论文，高校校园网。在室内部署WLAN的第一步是要确定AP的数量和位置，也就是要将多个AP形成的各自的无线信号覆盖区域进行交叉覆盖,各覆盖区域之间无缝连接。所有AP通过双绞线与有线骨干网络相连,形成以有线网络为基础,无线覆盖为延伸的大面积服务区域，所有无线终端通过就近的AP接入网络,访问整个网络资源。免费论文，高校校园网。覆盖区的间隙会导致在这些区域内无法连通，技术人员可以通过地点调查来确定AP的位置和数量。地点调查可以权衡实际环境（如教室的面积等）和用户需求,考虑到教学环境对网络带宽、网络速度的要求, 这包括覆盖频率、信道使用和吞吐量需求等。多个AP通过线缆连接在有线网络上,使无线终端能够访问网络的各个部分。免费论文，高校校园网。

通常情况下,一个AP最多可以支持多达80台计算机的接入,数量为20～30台时工作站的工作状态最佳,AP的典型室内覆盖范围是30～100m,根据教室和会议厅的大小,可配置1个或多个无线接入器。针对不同区域无线校园网覆盖方案有所不同:

①教学楼主要为教室,是学生和教师主要活动场所。教室的结构是完整的整体空间,在每个教室根据面积和容纳人数设置一个或多个AP,从而使信号覆盖教室各角落。

②图书馆内多为宽敞、高大空间,适于无线局域网实现网络的覆盖,使用设备少,覆盖率高,可根据室内面积和估计容量布置AP。

③办公楼、实验研究楼和宿舍楼通常是在走廊放置若干AP,让无线信号覆盖各房间;也可通过室外无线覆盖法,在楼外架设AP和增益天线,透过窗户让网络覆盖各宿舍,相对而言通过室外构建网络成本较低,且可以兼顾宿舍周边地带无线上网需要。免费论文，高校校园网。室内拓扑结构如图1所示：

 

图1 室内WLAN拓扑结构

4.3室外无线网

室外：指校园操场及其他室外公共场所等。

设备的选择:高功率无线AP(WST-400)、无线全向天线、无线定向天线。全向天线:在所有水平方位上信号的发射和接收都相等。定向天线:在一个方向上发射和接收大部分的信号。室外考虑因素与教室、会议室不同,在校园区室外配置无线接入点要复杂一些,要把各自成一个局域网而又有一定距离的各栋楼房连接起来。在网络的每一端接入AP,并在距离远或信号弱的地方同时外接高增益天线,就可以实现有效距离内两个网段之间的互连。例如:在图书馆楼顶架设一个全向室外天线和一个室外定向天线。全向天线覆盖校园各教学楼和操场;在教学楼上架设定向天线,将信号传递给理学楼A;理学楼A上也要架设定向天线,将信号传递给理学楼B;在理学楼B上架设全向天线可以将无线信号覆盖草坪, 同时也可以将信号传递给理学楼C。其他实验楼、体教楼依此类推。具体操作时,要根据实际情况(如各栋楼之间的实际距离以及障碍物等)来考虑选择设备(如设备型号、是否要加用全向、定向天线, 以及增减设备数量等)。在楼房上架设无线网络设备还需加装避雷器、防潮箱等辅助设备,以防止无线网络设备的损坏。

针对校园湖、体育场以及各类休闲区域一般多为室外空旷地带,可使用室外型AP配合功率放大器和大功率天线,以取得大面积网络覆盖。由于目前802.11g无线局域网自身的局限性,建筑的布局和结构基本决定了每个AP的覆盖范围。因此,在进行无线网络规划时,必须先对每个建筑物进行详细的信号强度测试,同时根据在AP间无线覆盖缝隙最小的条件下,尽量扩大AP间距的设计原则定位每个AP的位置。室外网络拓扑结构如图2所示：

 

图2 室外网络拓扑结构

4.4校园无线局域网安全设计

在安全方面,由于无线局域网中数据是以广播的形式传播的,容易被非法用户截获,给无线局域网用户带来损失。因此,就必须使用无线加密功能,对传输的数据进行加密。在无线局域网安全设计上,WLAN 技术提供了与有线网络等价的标准——专用(WEP)安全体系结构,并提供了128位的加密密钥。Cisco1100或1240系列无线AP采用了基于IEEE802.11g标准的集中安全体系结构。这种新安全体系结构利用Cisco Secure Access Control Server 2000 EAP型RADIUS(远程授权拨号接入用户服务)服务器软件,提供与网络登录集成的集中用户认证，用户提供学校授权的用户名和密码后,客户机将通过AP与放置于网络中心的RADIUS服务器交互确认信息，RADIUS 服务器对客户机进行认证后,将密钥发送给AP，借助这种基于标准的集中管理体系结构,无线网络安全才能够得到保证,并且可以满足不同等级信息安全的要求。

5结束语

校园无线局域网具有灵活性、低成本、移动方便、易安装等特点,随着无线技术的快速发展，无线局域网在技术上已经日渐成熟,应用日趋广泛,无线网络虽然还不能完全脱离有线网络,但无线网络已经成功服务于某些高校,以它的高速传输能力和灵活性日益发挥重要的作用,但无线局域网也存在数据可靠性、安全性、网络传输距离有限等问题,大学校园应大力进行校园无线局域网技术研究和实用化工作,有效弥补校园有线网络的不足,应用无线局域网技术最大限度地扩展延伸校园有线网络。

参考文献

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[4]王友贵,张春梅.无线局域网技术在校园中的应用[J].安庆师范学院学报(自然科学版),2003(1):17-19.

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[9]阮洁珊,沈芳阳,韩贵来,林志,周晓冬,黄永泰.无线局域网技术及其安全机制分析[J].计算机与现代化,2004(3):21-23.

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论文摘要：水情自动测报系统通信方式的选择对于水利工程有着非常主要的作用。文章介绍了我国当前经常使用的通信方式，探讨了不同流域地区水情自动测报系统通信系统的选择，并说明了其使用效果。 

 

水情自动测报系统是集通信、遥测和 计算 机等先进技术于一体，用来实现水文数据自动采集、传输、处理和预报的 现代 化自动实时数据采集处理系统。我国洪水灾害频繁，给国家和人民生命财产造成了重大损失。自20世纪70年代开始建设的水情自动测报系统，为提高水文预报的精度、增加洪水有效预见期、及时准确地为防汛和水利水电调度提供 科学 的依据，对充分发挥水利水电工程的防洪减灾作用，合理开发水资源具有十分重要的意义。 

 

一、常用通信方式 

 

（一）短波通信 

短波是指波长在10～100m，频率在3～30mhz的无线电波。短波通信包括通过电离层反射的天波传播模式和沿地面传播的地波模式2种传输模式。其中地波传播模式中的地波信号随着传输距离增长衰减很快，只适合通信距离短，中间障碍物少的地形。而水情自动测报系统一般位于多山或需要长距离通信的地区，因此一般选择天波模式。 

采用短波方式的典型系统有甘肃碧口水电厂水情自测报系统和广西麻石水电厂水情自动测报系统。这2个系统由于流域地形复杂，如果采用超短波则需要建设多级中继，投资成本加大，维护困难，因此选择了短波与超短波混合组网方式。碧口水情自动测报系统规模为1:8，其中6个遥测站为短波组网。麻石水电厂水情自动测报系统规模为1:16，其中只有坝上和坝下采用有线方式传输信号，其余均为短波方式传输信号。 

（二）超短波通信 

超短波是指波长在1～10m，频率30～300mhz的无线电波。超短波通信方式是在水情自动测报系统中运用最为广泛的一种通信方式，因为其技术成熟、故障处理简单、运行成本低，在对系统进行通信方式选择时备受重视。 

采用超短波方式的典型系统，如新疆伊犁恰甫其海水库水情自动测报系统，规模为15:2:2，对六角尖中继的依赖性很大，六角尖站承担系统内凤阳山中继和其他测站的信号转发功能，如果出现故障，则在中心站将无法收到任何测站数据。因此，在这种情况下，必须考虑采用双中继、热备用或冷备用等方式提高系统的可靠性。 

目前，全国有90%以上的水情自动测报系统采用超短波方式，这种通信方式在流域面积不大、流域地形较好的地区是一种比较有优势的组网方式。 

（三）有线通信 

目前采用有线通信方式组网的水情自动测报系统，基本上是利用电信部门提供的公用电话网（pstn）。 

采用有线方式的典型的系统如浙江珊溪水利枢纽和三峡水利枢纽水情自动测报系统，珊溪系统组网规模为12：3（12个遥测站、3个中心站），系统中心站与测站之间采用星形结构，可使遥测站单独出现故障时不会影响其他测站通信。3个中心站之间采用链接形式，保证所有中心站内数据的唯一性。三峡水利枢纽水情自动测报共81个遥测站，其中56个遥测站选用pstn作为系统主要通信方式，实现pstn/inmarsat双信道。平时正常工作采用pstn方式传输数据，在pstn无法传递数据时，测站自动启动海事卫星（inmarsat）实现数据传输。 

（四）卫星通信 

卫星通信是20世纪90年代后期开始广泛使用在水情自动测报系统的一种通信方式，频率范围在300～300ghz。卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发或反射无线电波，在2个或多个地面站之间进行的通信。目前运用在水情自动测报系统中的卫星主要inmarsat、vsat卫星系统和我国自行研制的北斗通信卫星。卫星通信最理想的工作频率在4/6ghz波段附近，该频段带宽较大，工作频率较高，天线尺寸也较小，有利于成熟的微波中继通信技术。 

1．vsat卫星系统。vsat卫星通信技术是20世纪80年代兴起的，我国主要是采用亚洲2号通信卫星收集水情信息。 

在我国使用vsat通信方式的系统并不多，典型系统如广西柳州市水情测报系统和西藏尼洋河水情测报系统，其中柳州市水情测报系统为混合组网，系统规模为2:10:62（2个中心站、5个卫星中继站、5个超短波中继站、32个卫星遥测站、30个超短波遥测站）；西藏尼洋河水情自动测报系统规模为3:9（3个中心站、9个卫星遥测站），中心站采用 计算 机局域网方式联网。 

2．海事卫星。海事卫星（inmarsat）属于全球性系统，建设初期主要服务目的是海事遇难救险。随着inmarsat—c投入使用后，水利部门也开始逐步采用该卫星提供的服务。inmarsat—c系统由4颗工作卫星和7颗备用卫星组成，可靠性非常高。 

目前许多已建的或将建的系统基本上采用inmarsat—c卫星。典型的系统如贵州乌江流域水情自动测报系统和吉林云峰水电厂水情自动测报系统，其中贵州乌江流域水情自动测报系统共有49个卫星遥测站，4个中心站，中心站之间采用vsat卫星组成局域网。云峰水电厂水情自动测报系统规模为1:12（1个中心站、12个遥测站）。 

3．北斗卫星通信。北斗卫星系统是我国自行研制、自主经营专为我国服务的卫星导航系统，由2颗工作卫星和1颗备用卫星组成，属于区域性系统，2002年1月开始运行。 

利用该卫星的典型系统有陕南水利雨量监测速报系统和重庆江口水情测报系统。其中陕南水利雨量监测速报系统包括67个雨量站、14个中心站，特点是采用并行工作体制，将雨量数据同时发往14个中心站进行处理，减少中间环节，充分利用系统资源。重庆江口水情测报系统由17个雨量站、6个水位站和1个中心站组成。 

（五）移动通信 

1．短信息方式（sms）。短信息业务是gsm系统为用户提供的一种使用手机或gsm模块接收和发送文本消息的服务。每条短信息最多包含160字母或70个汉字。 

使用该方式的典型系统如浙江省防汛水情自动测报系统和江西万安水电厂水情自动测报系统，其中浙江省水利厅在全省建立上百个基于gms短消息的水情遥测站，通过gms 网络 建成全省统一的防汛水情自动测报系统。江西万安水电厂在条件合适的位置建立gms短消息遥测站，规模不大，但是具有一定的 参考 价值，因为该系统集超短波、卫星和gms短消息为一体进行混合组网，系统规模较大（1:4:55）。 

2．gprs方式。gprs是gsm系统网络中以分组技术为基础的传输系统，它能为用户提供高达160kbit/s的数据速率，目前基于gprs的水情自动测报系统并不多，但是应用前景比较好。 

使用该系统的典型系统有厦门市水文自动测报系统和广州市三防遥测系统。其中厦门市水文自动测报系统由1个中心站、3个水位雨量站、2个水位站、18个雨量站组成，采用自报和中心站召测2种工作方式。广州市三防遥测系统控制全广州7435km范围内的水文遥测任务，采用gprs方式实时传输水情信息。 

 

二、结语 

 

综上所述，水情自动测报系统可用的通信方式较多，每一种通信方式各有其优缺点，在工程实际运用时，应充分利用各通信方式的优势，扬长避短。同时，可根据需要设置短波通信作为关键水文站点的备用应急通信手段。对于中小型系统，可根据流域特点、地形条件，对上述各种通信方式进行综合比较后选择确定。 

 

参考 文献  

[1]崔玉兰，郭治清．我国水文自动测报系统建设评价[j]．水文，2002，（1）． 

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结合铁路基础设施健康监测的特点，从硬件和软件两个方面设计数据采集子系统；首先，分析振动传感器的选用原则和输出信号的特点，在此基础上进行数据采集系统的硬件设计；然后，提出利用软件进行数据采集的模拟，详细论述各个模拟模块的建立过程；最后利用所属方法建立用于铁路基础设施检测的数据采集子系统，系统的建立为铁路基础设施监测理论研究提供了方法，为同类型数据采集系统设计提供参考。

关键词：

铁路基础设施；监测；振动传感器；数据采集

0.引言

进入21世纪以来，我国铁路建设发展迅猛，取得了良好的经济与社会效益。随着铁路运输速度的迅速提升，再加上其相对方便舒适的环境和价格上的优势，势必能吸引越来越多的人选择铁路作为他们旅行的交通工具，然而，伴随着铁路运输的飞速发展给人们带来的交通上的快捷与方便，车体与铁轨的振动故障对公共财产及人身安全构成了前所未有的威胁。伴随着我国铁路立体跨越式的迅猛发展，轮轨间激扰力与激扰频率随着车辆行驶速度的不断提高，逐渐增大，变宽，结果会造成电机等吊挂设备和车内设备的高频高幅振动，引起车体设备振动能量的急速加剧。如果超过了铁路各设备所允许的振动强度范围，未来的工作性能指标及使用寿命将会受到过大的动态载荷和噪声的严重影响，情况越发严重会导致零部件的早期失效。当前大量事实表明，在长期作用的情况下，铁路振动故障可能会导致货物破损，轨道破坏，列车脱轨等危险情况。为确保铁路“安全、经济、快捷、舒适”的特点和优势，铁路建设要不断发展完善其各项功能，才能在越发激烈的市场竞争中取得优势，因此，各国都加强了对铁路振动的检测及分析，也增加了对其的投入力度。今年我国对铁路振动检测领域的人力物力投入有明显增加，并且研究范围扩展到众多方面。以往铁路振动检测系统只配备在一些重要单位或者要害部门，而在2000年以后，各个铁路站段及各个振动检测站点基本都已经涉及发展应用到。铁路振动检测系统的重要性越来越被人们所认可，近些年又不断完善各项相应的标准和规范。为了保证铁路的运输安全、高效舒适的科学发展及以人为本的发展要求，确保铁路的优势和特点，如何准确检测高速铁路的振动并判断故障是摆在铁路工作者面前不容缓的实际问题。

1.数据采集系统设计方案

本论文用于铁路基础设施监测的振动传感器数据采集系统主要由下位机系统和上位机节点两个大的部分组成。系统设计方案的结构框图下位机系统里包含了振动传感器数据采集模块、IIC实时数据传输模块、微处理器模块和电源模块五个单元。振动传感器把接收到的振动信号数字化，通过IIC数字传输方式，将数据发送给微处理器STM32F103ZET6。微处理器作为控制单元，用于接收振动传感器数据并进行数据处理分析计算，通过RS-232串口通信，运用MAX3232电平转换芯片及CH340RS-232串口转USB芯片，实现了XYZ三轴振动数值发送到上位机进行控制显示。因为目前个人电脑上已很少有串口，所以我们使用RS-232串口转USB口芯片CH340G，数据可以从USB口进入PC上位机。由于每一个节点的检测范围有限，使用多个这样的节点共同检测则可以扩大系统的监测范围，提高系统的整体工作性能。整个铁路振动检测系统是由多个下位机节点互相协作共同完成系统功能的。

2.系统硬件设计

2.1系统硬件设计思想

本论文的铁路振动检测系统是由振动传感器数据采集模块，IIC实时数据传输模块，微处理器模块以及RS-232有线通信模块和电源模块组成。振动传感器数据采集模块对铁路振动的振动数据信号进行实时采集，将采集到的数据数字化，并通过IIC实时数据传输方式与单片机处理器通信，接着单片机处理器模块将采集的数据进行数据处理分析，通过有线通信模块上传到上位机进行实时显示及存储，为铁路振动故障的判断提供合理依据。微处理器中有数据处理分析算法的设计，完成对采集到的实时振动信号进行数据处理分析，判断当前得到的振动数据是否在铁路设备所能产生的振动范围之内并对数据进行干扰点剔除，去直流及多项式趋势项和平滑处理，计算出与自然坐标系夹角的角度，使整个铁路振动检测系统的性能与数据准确性得到大幅度提高，很大程度上降低了系统的错误上报率。

2.2系统介绍

系统硬件部分可以分为五个部分：振动传感器数据采集模块、IIC实时数据传输模块、微处理器模块、RS-232有线通信模块和电源模块。数据采集模块：由单片机处理器模块发出相应的控制指令配置振动传感器的控制寄存器，内部控制寄存器来决定信号的采集速度、通信方式、数据输出格式与带宽，振动传感器根据内部控制寄存器的值按要求采集振动信号。实时数据传输模块：振动传感器采集的实时数据通过IIC传输方式，将数据发送给处理器，为之后的数据处理分析奠定了基础。微处理器模块：主要工作是通过系统软件控制数据采集模块完成振动数据信号的采集，并对数据进行处理分析，然后控制RS-232有线通信模块将处理完成的数据上传至PC上位机进行显示及存储。该模块是振动传感器数据采集模块和RS-232有线通信模块进行联系的核心部分。RS-232有线通信模块：将微处理器模块处理完毕的数据，通过RS-232串口通信的方式传递给上位机，上位机会自动显示及存储数据，供振动故障的判断使用。电源模块：通过该模块，将5V外部直流电源转换成系统所使用的3.3V电源。

结论

本论文设计了一套铁路振动检测系统，该系统采用下位机整体检测模块PC上位机整体控制数据流向，并对上传的检测数据进行显示保存。从与传统检测方法的比较来看，它能够更加高效、深入、细致的对铁路振动信号进行检测、处理分析及显示存储，并为铁路振动故障的判断提供可靠依据。

作者：鲁楠 唐岚 廖若冰 朱加豪 单位：西华大学汽车与交通学院 西华大学西华学院

参考文献

[1]冯晓芳.中国高速铁路的发展与展望[J].科技资讯，2009（1）：129-130.

[2]段合朋.铁道车辆振动特性及平稳性研究[D].成都：西南交通大学，2010.

[3]柴东明.铁路实用微型振动测试仪研究[J].设备管理与维修，1994（11）：18-21.

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论文摘要:光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中,还可以应用在电力通信控制系统中,进行工业监测、控制,而且在军事领域的用途也越来越为广泛。本文探讨了光纤通信技术的主要特征及应用。

1.光纤通信技术

光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。在光纤通信系统中,作为载波的光波频率比电波的频率高得多,而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多,所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的,它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路,光纤之间的串绕非常小;光波在光纤中传输,不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听;光纤的芯很细,由多芯组成光缆的直径也很小,所以用光缆作为传输信道,使传输系统所占空间小,解决了地下管道拥挤的问题。

光纤通信在技术功能构成上主要分为:(1)信号的发射;(2)信号的合波;(3)信号的传输和放大;(4)信号的分离;(5)信号的接收。

2.光纤通信技术的特点

(1)频带极宽,通信容量大。光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽,光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。对于单波长光纤通信系统,由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量,特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。目前,单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps。

(2)损耗低,中继距离长。目前,商品石英光纤损耗可低于0~20dB/km,这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低;若将来采用非石英系统极低损耗光纤,其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离;对于一个长途传输线路,由于中继站数目的减少,系统成本和复杂性可大大降低。

(3)抗电磁干扰能力强。光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料,不易被腐蚀,而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力,它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰,也不受人为释放的电磁干扰,还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。由于能免除电磁脉冲效应,光纤传输系还特别适合于军事应用。

(4)无串音干扰,保密性好。在电波传输的过程中,电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰,而容易被窃听,保密性差。光波在光纤中传输,因为光信号被完善地限制在光波导结构中,而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收,即使在转弯处,漏出的光波也十分微弱,即使光缆内光纤总数很多,相邻信道也不会出现串音干扰,同时在光缆外面,也无法窃听到光纤中传输的信息。

除以上特点之外,还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设;光纤的原材料资源丰富,成本低;温度稳定性好、寿命长。由于光纤通信具有以上的独特优点,其不仅可以应用在通信的主干线路中,还可以应用在电力通信控制系统中,进行工业监测、控制,而且在军事领域的用途也越来越为广泛。

3.光纤通信技术在有线电视网络中的应用

20世纪90年代以来,我国光通信产业发展极其迅速,特别是广播电视网、电力通信网、电信干线传输网等的急速扩展,促使光纤光缆用量剧增。广电综合信息网规模的扩大和系统复杂程度的增加,全网的管理和维护,设备的故障判定和排除就变得越来越困难。可以采用SDH+光纤或ATM+光纤组成宽带数字传输系统。该传输网可以采用带有保护功能的环网传输系统,链路传输系统或者组成各种形式的复合网络,可以满足各种综合信息传输。对于电视节目的广播,采用的宽带传输系统可以将主站到地方站的所需数字,通道设置成广播方式,同样的电视节目在各地都可以下载,也可以通过网络管理平台控制不同的站下载不同的电视节目。

有线电视网络在全国各地已基本形成,在有线电视网络现有的基础上,比较容易地实现宽带多媒体传输网络,因此在目前的情况下,不应完全废除现有的有线电视网,而用少量的投资来完善和改造它,满足人们的目前需要。很多地区的CATV已经是光纤传输,到用户端也是同轴电缆进入千万家。但是现在建设的CATV大多是单向传输,上行信号不能在现有的有线电视网中传送。可以通过电信网PSTN中语音通道或数据通道形成上行信号的传送,也可以通过语音接入系统来完成。将电话接到各用户,这样各用户间即可以打电话,也可以利用广电自己的综合信息网中的宽带传输系统构成广电网中自己的上行信号的传送,组成了双向应用的Internet网。

现在光通信网络的容量虽然已经很大,但还有许多应用能力在闲置,今后随着社会经济的不断发展,作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长,一定会超过现有网络能力,推动通信网络的继续发展。因此,光纤通信技术在应用需求的推动下,一定不断会有新的发展。

参考文献:

[1]王磊,裴丽.光纤通信的发展现状和未来[J].中国科技信息,2006,(4)

[2]何淑贞,王晓梅.光通信技术的新飞跃[J].网络电信,2004,(2)

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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(TransportControlProtocol)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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论文关键词:无线局域网;校园网;IEEE802.11;AP;子网设计

随着网络应用日益丰富，传统局域网络已经不能满足师生对移动网络的要求，无线局域网作为有线网络的补充手段，被更多的师生所认同和接受。众多师生开始在无线局域网中开展各种应用业务，教学、科研、管理、生活正在悄悄地改变。虽然如今无线局域网还不能完全脱离有线网络，但近年来，随着无线局域网技术业趋向成熟，无线局域网与有线网络的无缝连接，无线局域网正在以它的较高传输能力和很好的灵活性在高校各项应用中发挥日益重要的作用。

1 无线局域网基础知识与架构

1.1 无线局域网

无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)是指以无线信道作为传输媒介的计算机局域网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它以无线多址信道作为传输媒介，提供传统有线局域网的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。

1.2 无线局域网的技术标准

无线局域网是利用射频技术实现无线通信的局域网络。该技术产生于20世纪80年代，WLAN主要是作为传统布线LAN的延展和替代，它能支持较高数据速率(1～300Mbit/s)、采用微蜂窝、微微蜂窝结构的，自主管理的计算机局部网络。还可以采用无线电或红外线作为传输媒质，采用扩展频谱技术，移动的终端可通过无线接人点来实现对Internet的访问。无线局域网有以下常用标准:

1)IEEE802.11b

802.11b(通常又称Wireless Fidelity，WI-FI)，是现在最普及的无线标准之一。设备工作在2.4GHz的范围内，带宽可以达到11Mbps。

2)IEEE802.11a

802.11a标准是一个获得正式批准的无线以太网标准。它工作在5GHz频段上，使用正交频分复用技术，将5GHz分为多个重叠的频率，在每个子信道上进行窄带调制和传输，以减少信道之间的相互干扰，使带宽可以达到54Mbps。

3)IEEE802.11g

802.11g是一种混合标准，能向下兼容传统的802.11b标准。IEEE802.11g的54Mbps高数据吞吐量比802.11b快出5倍，将改善已有的应用性能，使高带宽数据应用成为可能。802.11品可以在同一个网络中与802.11b产品结合使用。

4)IEEE802.11n

IEEE802.11n将WLAN的传输速率从802.11a和802.11g的54Mbps增加至108Mbps以上，最高速率可达320Mbps。与以往的802.11标准不同，802.11n协议为双频工作模式(包含2.4GHz和5GHz两个工作频段)。这样11n保障了以往的802.11a、b、g标准兼容。另外，天线技术及传输技术使无线局域网的传输距离大大增加，可以达到几公里(并且能够保障100Mbps的传输速度)。

2 校园无线网络应用与优势

无线局域网以其灵活布设、高带宽和无线接人的优势，可以突破有线网络节点限制、实现多人同时上网的问题，大大地增加了校园网络信息点，方便在校师生获取信息，进一步提升学校的信息化水平。

2.1 无线局域网的优点

1) 安装维护方便无线局域网的安装简单，无需破墙、掘地、穿线架管，这样避免对建筑物及周边环境影响，减少网络布线工作量，一般只要安装一个或多个接入点AP设备，就可建成覆盖整个建筑或地区的局域网络。一旦发生事故，不必寻找损坏路线，只要检查信号发送端与接收端的信号是否正常即可。

2) 易于扩展

无线局域网技术有对等模式、中心模式、中继组网模式等多种配置方式，能够根据需要灵活选择。

3) 经济节约

由于有线网络缺少灵活性，这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要，这就往往导致预设大量利用律较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划，又要花费较多费用进行网络改造。而无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。

4) 使用灵活在有线网络中，网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而一旦无线局域网建成后，在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。

5) 传输速率高

无线局域网技术能够提供高速数据带宽，其中IEEE802.11g能提供的数据传输速率现在已经能够达到54Mbit/s。可以满足用户上网的实际需要。

2.2 无线校园网的网络应用

1)电子网络课堂教学。可以通过无线网络进行教学，拓展了知识空间。

2)移动教学。上课不用再聚集于教室，打破了空间的限制，拓展了地域空间。

3)随时互动辅导。师生不必在课堂上直接对话，拓展了教学空间。

4)科研与教学。校园师生可以随时、随地地从网上获取学术信息，获取无限的网络资源。

5)无线多媒体业务。无线活动教室;虚拟现实的学习环境;无线视频监控;校园语音电话及网上视频点播。

3 校园无线网络的规划与设计

3.1 网络需求分析

本文所讨论的无线校园网的规划是以江阴职业技术学院为对象，本学院地处江阴市南郊，占地500亩。校园内共有大小建筑27幢，师生员工9000余人，地理环境简单，考虑满足以下几个方面的需求:

1)建设一个满足教学和工作需要的安全可靠的无线校园网络;

2)无线与有线的统一:高校网络一般已经建设了有线网络，无线网络建设必须在原有的有线网络上进行，并实现网络互联、认证计费、安全防御等方面与有线网络进行良好的兼容和互补。这就要求校园有线网络的架构不需要任何改变，只需用原有的网管、认证、计费系统就可以对无线网络进行管理和统一认证。

3)所有教学楼及实训实验大楼:各层走廊和教室均要求信号覆盖;所有学生宿舍楼:鉴于各宿舍都有有线接通，尽量覆盖各宿舍(不做要求);篮球场及足球场:信号要求完全覆盖;室内体育馆:信号要求完全覆盖;各建筑周围的草坪和场所:信号要求完全覆盖;行政楼:要求信号完全覆盖;学生食堂:要求信号完全覆盖;教师宿舍楼:要求信号完全覆盖;要求能提供1000并发用户能力;

4)各信号输出点信号强度10-15dbm;将按照2.4G工作频段2.412～2.462GHz(FCC)分为channel1、channel6、channel11三个完全不干扰频段设计;要求室内容许最大覆盖距离为35—100米，室外容许最大距离100—400米。

5)校园无线网络在支持数据转发的同时支持数据、语音等多种业务，网络应该具有其它智能业务扩展的能力，满足学院的多功能发展需求;

6)现在建设高校无线网络，除了要考虑对现有IPv4网络终端的无线接入，还要支持高性能的IPv6的用户接入，以适应网络发展趋势，并保护网络投资。

3.2 无线校园网的设计

3.2.1 校园无线网络拓扑结构设计

对于局部无线网络，主要采用的是以AP或者无线交换机等为中心结点的星型结构，其目的是为了满足多用户的需求。而如果建设全局无线校园网，可将网络划分为核心层、分布层、接入层进行设计，在整体上一般采用以树型和星型混合的拓扑结构。

3.2.2 校园无线网络物理结构设计

本校已经建成了“千兆主干，百兆交换到桌面”，信息点覆盖教学、办公、图书和实验等大楼主要部分的校园网，在目前的校园网环境下，借助于轻型AP模式架构，可以在现有校园有线网络的基础上建立逻辑独立的无线网络。

通常模式下所有无线数据及控制流量均交由无线控制器来处理，所以我们采用现有校园网的交换机/路由器组成集中控制管理的“覆盖式”(Overlay)无线网络设计，如图1所示。

修改现有校园网交换机的VLAN参数设置、路由设置，使得AP尽量不与一般有线网络设备混合在同一个VLAN中，避免有线设备的异常流量阻断AP和无线控制器之间的通讯;将连接在同一交换机端口下的所有AP放置在一个受保护的VLAN中，设计时统一分配给这些AP静态IP地址，以便于管理;采用核心交换机搭配无线控制模块的方式，进一步减小AP和无线控制器的AP-Manager之间端到端环回延迟，保证AP能够顺利连接在现有的校园网接入交换机上。

3.2.3 无线校园网的构建方法

校园无线网络构建的两种方法。第一，阀值法。通过调整AP的阀值设置，控制AP接入覆盖范围，从而在相同覆盖面积条件下，通过增加AP数量，提高系统容量。第二种，频率复用。学校人群主要由管理人员、教师、科研人员和大量学生构成，以上人群工作和学习生活分布在以下区域:图书馆、教学楼、办公楼、实验研究楼、学生宿舍、运动场以及各类休闲场地(草坪广场等)。

因此，在同一覆盖范围内的多个AP利用802.11g规定的13个可用信道中相互干扰最小信道1、6、11三个信道进行设计，客户端无线网卡根据各AP信号强度，选择不同信道工作，从而提高系统容量。

3.2.4 室内网络组建

室内的范围主要包括所有的教室、实验室、办公室等，在这些场合中主要需要解决两大问题，即AP的覆盖范围和AP的容量问题。由于AP是通过微波来进行数据传输的，室内要考虑的首要问题就是信号覆盖的问题。由于办公室、教室、实验室被各种墙面分割，这对信号的衰减影响很大，因此在室内构建无线局域网时必须对建筑物的信号强度进行详细测试。在合理地分析各个AP的容量与覆盖面后，还需考虑信号衰减因素，适当地增加AP个数来减少数据盲区。室内组建简图见图2。

两个AP的放置要保证AP覆盖区域无间隙并且AP重叠区域最小。相邻AP工作在不同频道，以1、6、11三个频道实现全方位的覆盖。根据经验值，当相邻AP设定相同频点时，要求间隔25米以上;当相邻AP设定相邻频点时，要求AP间隔16米以上;当AP设定相隔频点时，要求间隔12米以上。

对于房间多、用户数量不多但分布较分散的楼宇，如教学楼等，用户主要为学生、教师，因此应用肯定会比较频繁，由于楼长、墙体结构厚、房间多等特点，所以在该环境下覆盖AP安装在楼道内，通过内置天线覆盖楼道两侧房间，微波通过房间的门窗传输到室内，实现了比较细腻的覆盖环境，AP通过有线接入到楼层交换机。

3.2.5 室外无线网络组建

室外设备的AP使用数量基本也遵循室内的条件，但室外AP的放置和设计又有它自己的特点。由于室外环境的特殊性和不确定性，我们放置的设备必须是在密封盒内的，天线布置应该增加避雷器防止雷击，不提供本地供电的场所选用远程供电设备。我们通过室外无线接入点外接增益天线的方式覆盖室外区域，体现覆盖范围最大化的覆盖原则来保证无线用户需求。

从整体上对学院室外部分进行规划，通过室外建设WLAN射频基站对室外和室内用户进行无线覆盖。室外射频基站由室外型AP、外接天线(全向、扇区)以及配套避雷设备组成。根据复杂的室外建筑结构，外接天线的选择更加尤为重要。选择天线型号时应根据现场环境考虑增益、水平波束宽度、垂直波束宽度、极化方式、视觉效果(尺寸、外形、重量)等因素。

学校体育场、足球场、教学楼宇间公共区域等，一般是学校需要实现无线覆盖的室外公共区域。根据需覆盖的室外区域的实际情况，可以设计建立多个无线覆盖基站，采用重叠交叉无线覆盖的方式，完成区域的无缝无线覆盖。选用室外型无线路由器，在空旷地方，信号传输距可以达到300M~600M左右，视空间大小可以使用多个，或者使用室外无线AP，配合室外大夹角定向天线，成功实现系统设计目标。简单设计如图3所示。

4 无线校园网的网络安全设计

当一个无线局域网组建成功后，用户最关心的是无线局域网的安全问题。为了保证网络安全，我们可以从以下几个方面考虑:

1)用户接入认证控制:原有线校园网络已经部署了用户认证系统，建成后的无线网络必须完全融合进该认证系统中。

2)基于用户的访问策略:不同的用户可能有不同的上网行为，包括HTTP、FTP、语音等，针对不同的应用，应加以配置不同的行为控制权限，保障不同用户的网络互访的安全性。

3)受保护的无线数据传输:无线网络安全事件往往会发生在数据传输阶段。因此，建成的无线网络必须能够满足合法的无线用户与无线接入点数据传输的安全性，以及无线接入点与上行网络之间数据传输的安全性。

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关键词：可调谐变频；可调谐变频芯片；有线电视网络宽带接入；双向改造；三网融合

ABSTRACT：A novel solution for broadband access over cable is presented in this paper, which based on tunable frequency converter RF chip. This solution comprises of two kinds of device: head-end device and user device, the head-end device supports multiple communication channels operating simultaneously and the user device could tune its working frequency to access one of the available channels freely. This technology could be deployed extensively on the cable TV network for high speed broadband access. Comparing with other existing solutions, it could sufficiently utilize the spectrum advantage of cable network much more, and freely select any applicable channel. If necessary, operator could extend applicable channels or communication bandwidth easily. This paper would describe the idea of tunable frequency-shift communication, the tunable frequency-shift RF component and typical deploying scenario in detail.

Key words：tunable frequency converter；tunable frequency converter RF-IC；broadband access over cable；bidirectional transformation；triple-network convergence

1 引言

光纤同轴混合网（HFC）是我国有线广播电视网络的普遍架构，即骨干网采用光纤传输，接入分配网采用同轴电缆。随着光纤通信技术的发展，光纤骨干网已基本可以满足三网融合以及下一代广播电视网（NGB）建设的需要，但同轴接入网却还是纯粹的单向广播网，无法实现双向宽带通信，这严重阻碍了广电网络的发展，因为许多融合性新业务都必须依赖双向宽带通信网才能实现。

于是，多种同轴电缆宽带接入技术纷纷涌现，比如DOCSIS、 HomeplugAV、 HomeplugBPL、基带EOC、MOCA、降频WIFI以及HPNA等等，见参考文献[1][2][3][4]。这些技术方案中用户端设备通常都工作在一个固定的频点上，扩展性和灵活性比较差，无法充分利用广电同轴电缆的频谱优势。

基于上述现实，四联微电子公司提出一种基于可调谐变频芯片的有线网络宽带接入技术方案。利用这种技术方案，局端设备可同时提供一个或多个通信信道；用户端设备可随时切换到不同的工作频率，与局端设备进行通信。该方案比现有的EOC（Ethernet Over Cable）技术方案[5]具备更好的灵活性、抗干扰性，提供更高的传输能力，充分体现出同轴电缆的频谱优势。本项技术已经获得国家知识产权总局授权的发明专利[6]。

下面将对本技术方案的可调谐变频通信方案、可调谐变频芯片和典型应用三个方面进行详细介绍。

2 可调谐变频通信方案

根据国家有线电视频谱标准[7]以及广电总局三网融合技术指导文件[8]中的规划，同轴电缆中5-65MHz和862MHz以上频段可用于双向数据通信。我国有线电视网络目前普遍使用的是750MHz、860MHz或550MHz同轴分配网络。同时，根据参考文献[9]的研究，在对当前国内普遍存在的同轴电缆网络进行部分现场测试后，发现1.2GHz以下频段都可以用于双向宽带数据通信。可见，有线电视同轴电缆中实际蕴藏着大量频谱资源，完全可以用于双向数据通信。如能充分利用这段约400MHz的频谱，将其分为多个频分复用通信信道，将为有线电视网络的宽带接入提供潜力巨大的通信信道。

近年来，市场上涌现出了各种EOC双向改造方案.，虽然它们各有特色，但是都没有充分挖掘出同轴电缆的频谱潜力，信道的扩展性以及工作频率的灵活性都没有体现出来。本文介绍的工作频率可调谐的有线网络宽带接入技术方案，将能很好地弥补这一缺憾。

2.1 工作频率可调谐的有线同轴网络

可调谐变频通信系统，包含由多个通信模块构成的局端设备和许多个工作频率可自由调谐的用户端设备，它们分别处于同轴电缆分配网的两侧：局端侧和用户侧，不论同轴电缆网拓扑结构是星型还是树型，都能适用。每个局端模块既可工作在预先设定的工作频率，也可根据需要切换到不同的频率；这样，由多个通信模块构成的局端设备就可形成多个双向通信信道，各个信道工作在不同的频点，既可自由跳频，但又互不干涉。用户端设备分布在同轴电缆的用户端，数量比较多；每个终端设备的工作频率都可调谐，可根据需要随时切换到局端设备提供的多个通信信道中的任意一个，从而构成可调谐的有线网络双向通信链路。而至于各个用户终端设备应该接入到当前哪个信道上则由系统管理单元（通常为局端设备中的一个模块）根据需要来确定，或者由终端设备根据预先设置的调谐策略确定。

由于上述频率调谐功能是在通信系统的物理层实现的，故在理论上可适用于各种通信协议。

图1是可调谐有线网络示意图。

2.2 可调谐变频通信技术方案

作为可调谐变频通信概念的一个特例，本技术方案采用WIFI协议，利用成熟的WIFI产业链，将标准的2.4GHz射频信号变频到符合同轴电缆特性的频率后在有线电缆网络上传输，再结合工作频率可调谐的功能，最终以最便宜的价格、最简单的方法实现有线电视同轴网络可调谐变频通信方案。

WiFi标准属于美国电气电子工程师协会（IEEE）颁布的802系列标准之一：802.11。它最早于1997年推出，2年后被802.11b取代，接着又继续演进到802.11a、c、d、e等等。2003年802.11g获得批准，它采用正交频分复用（OFDM）调制方式，工作在2.4GHz ISM（Industrial,Scientific,Medical）免费频段，物理层速率高达54Mbps，从而得到了市场的青睐并大量部署。随后，802.11n标准在2009年获得批准，它采用OFDM调制，利用一个40MHz频宽的信道在单入单出的工作模式下物理层即可达到150Mbps的速率，对应到MAC层速率为100Mbps左右。

这里，同轴网可调谐变频通信方案充分利用了成熟的WiFi通信标准、协议和庞大的产业链，从而给有线网络宽带通信提供一个成熟的、可靠的物理层和MAC层，最重要的是可以选用已经大量出货的WIFI芯片。图2是变频通信示意图。

本方案正是采用最新的802.11n标准：OFDM调制、40MHz频宽和时分复用（TDD）半双工模式，将2.4GHz的射频信号变换到800~1200MHz信号，从而在有线电视同轴电缆分配网上传输，实现高速宽带数据通信。图3为可调谐变频通信设备示意图。

随着IEEE802.11系列标准的不断演进，本方案可随之持续发展。据参考文献[10][11]的消息更高速率的802.11ac标准正在制定中，预计将于2012年正式颁布。到那时，本方案将可在80MHz甚至160MHz的频宽上实现1Gbps左右的物理层传输速率。

3 可调谐变频芯片

双向宽带可调谐变频芯片是本方案中最关键的射频部件。

3.1 可调谐变频电路

可调谐变频电路主要由两个单向电路和一个本振电路组成，一端为固定频率Ff的中频端口，用于连接802.11n2.4GHz射频端口；另一端为可变频率Ft射频端口，用于连接有线电视同轴电缆网络。由于系统采用时分复用（TDD）双工模式，两个单向电路可共用同一个本振源（LO），分别输入两个混频器中实现上下行通信链路的混频、变频；通过调节本振频率Fo可同时切换上下行通信电路中RF端口的工作频率。本电路既可采用高本振也可采用低本振，若本振频率Fo 高于固定频率Ff，则 Ft = Fo-Ff，反之则 Ft = Ff -Fo。为了获得良好的带外抑制，在保证射频信号线性度的前提下，还可根据需要在中频端口、射频端口和混频后设置相应的带通滤波器，以实现该端口的较好的带通特性。

其功能示意图如图4所示。

3.2 可调谐射频芯片

基于本技术方案，四联微电子公司正在研发实现上述电路的射频集成电路，以提高性能指标，降低局端设备、终端设备的研发调试难度，预计不久将推向市场，为我国有线网络宽带通信建设提供新的选择。

此芯片高集成度、高线性度，采用成熟的CMOS RF 0.18um工艺。特征如下：

集成PA和LNA，最少器件。

低功耗，支持多种功率管理模式。

RX接收链路支持自动增益控制，且具备高动态范围、良好的线性度和噪声系数。

TX发射链路带功率检测，并集成可调增益PA。

集成VCO/PLL频率综合器 ，支持小数分频

集成2个混频器，LO频率可步进调节

利用本射频集成电路芯片，可将2.4GHz频段的射频信号变换到710~1200MHz频段的任意一个通信频道；它包括射频信号接收和发射两个链路的双向频率变换，这里的射频信号采用OFDM调制，遵循802.11n标准协议，信道频宽40MHz。

应用时，此芯片的2.4GHz中频端口（IF端口）与单通道802.11n SOC（System On Chip）芯片的射频端口相连，SOC芯片通过SPI控制接口对本集成电路进行配置管理，变频后的另一侧（简称RF端口）连接有线网络同轴电缆。

4 系统应用方案

当前，国内有线电视网络普遍采用光纤+同轴电缆混合的HFC网络架构，随着光纤通信技术的发展，“光进铜退”已成为长期的发展趋势。国内很多广电网络已经计划或正在将光纤推进到小区、楼栋、甚至楼道。由于入户布线的复杂性等综合因素，最后一段同轴电缆必将在相当长一段时间内存在。利用现有同轴网络解决最后300米、100米、甚至50米的高速宽带接入问题已成为广电网络的普遍共识。

2010年国务院发文，促进三网融合发展。同时，国家广电总局的NGB计划，也明确提出广电网络要达到30Mbps、甚至100Mbps的入户数据带宽。如何以最低的投入，利用同轴电缆网达到、甚至超过上述要求呢？

基于可调谐变频芯片的有线宽带接入技术方案可以很好的解决这个问题。它主要由位于光节点处的局端设备和位于用户端的终端设备组成。根据具体同轴电缆网频谱使用情况，局端设备可有选择地灵活开通多个适用的宽带接入信道，而用户端设备可根据相应的带宽、业务需要调整工作频率接入到合适的通信信道，从而充分利用同轴电缆中可用的频谱，按需扩展网络带宽，终端自由接入相应信道，给运营商和用户带来全新的宽带体验和业务潜力。

4.1 系统接入带宽

基于本方案的宽带接入系统，完全可以满足NGB建设和未来三网融合的需要。考虑到同轴电缆网的特性和有线电视频率配置，我们在同轴电缆上710-1200MHz频段上划分出12个独立的信道。遵循单信道802.11n传输能力，每个信道频宽40MHz，物理层速率150Mbps，MAC层 速率可达100Mbps；如果按照隔频传输，则在一根同轴电缆上即可以同时使用6个通信信道，相应速率为：

物理层： 6*150Mbps=900Mbps

链路层： 6*100Mbps=600Mbps

而目前国内有线电视网络光节点处的光接收机通常都是配4路同轴电缆输出，最少也有2路；覆盖大约50到200用户不等。应用本技术方案，一个光节点处的宽带接入带宽可达：

物理层：4*900Mbps=3.6Gbps

链路层：4*600Mbps=2.4Gbps

如果未来升级到802.11ac，仅用一根同轴电缆链路层带宽即有望达到4*400Mbps=1.6Gbps，可参考文献[11][12]，则一个普通光节点处局端设备MAC层接入带宽将高达6.4Gbps。此时，即使与光纤入户FTTH相比，有线同轴电缆宽带接入的通信带宽也毫不逊色！

可见，基于可调谐变频芯片的有线网络宽带接入技术方案完全可满足NGB和三网融合的要求。随着光纤到楼（FTTB）的发展，每个光节点下覆盖用户数将会减少到50-100户左右，利用本方案实现户均100Mbps带宽将变成现实。

4.2 应用方案

FTTB光纤到楼是本技术方案最典型的应用场景，即采用G/EPON或10G EPON技术将数据通信信号送到楼栋交接箱，光纤由ONU（Optical Network Unit）和光接收机终结在楼栋，并被分别转换为以太网信号和同轴电缆信号。局端设备透过同轴电缆分配网和用户端的终端接入设备，比如普通用户终端MODEM、家庭网关、双向机顶盒等建立宽带通信链路，实现高速数据通信，如图5所示。

通常光纤到楼FTTB后的同轴电缆分配网基本都是无源分配网，不需要有线电视放大器。但是，在光纤只到小区的情况下，同轴分配网中很可能存在着放大器，如果只有一级放大器，那可通过无源跨接器跨接轻松解决；如果存在着多级放大器，则需要根据信号状况，使用中继设备解决。但随着光进铜退，这种情况将逐渐减少。

5 结论

针对现有技术存在的缺陷和问题，本文提出了基于可调谐变频芯片的有线网络宽带接入技术方案，并从可调谐变频通信的方法、可调谐变频芯片技术、系统应用方案等三个方面重点做了介绍。本方案基于自主研发的可调谐变频芯片，是拥有完全自主知识产权的专利技术；它结合成熟的802.11产业链，是面向NGB、可满足三网融合需要的高性能有线网络宽带接入技术。该方案可以充分发挥广电同轴网络的频谱资源优势，灵活利用空闲频谱资源，以最低的成本实现有线网络高速宽带接入。随着可调谐变频芯片的问世、本技术方案的应用推广，必将对我国新一代广电信息网络建设、三网融合新业态的发展，发挥重要作用。

参考文献

[1]金国均；DOCSIS3.0的适用性研究；《中国有线电视》2009年第05期。

[2]林如俭，胡斌，周志宇，周书佳，宋英雄；基于MOCA的高频EOC原理与解析；2010ICTC国际传输与覆盖研讨会论文集, 2010 年10月。

[3]王英来；基于Homeplug AV技术的EOC在新疆广电双向网改造中的应用；《中国有线电视》2009年第7期。

[4]任伶俐，查澜；基于EoC的HFC接入网络双向改造技术及应用；《信息通信技术》2010年第3期。

[5]唐明光；有线电视网络双向改造中的EOC技术；《中国有线电视》2009年第10期。

[6]中华人民共和国国家知识产权局专利公开号：CN101599822A，工作频率可调谐的有线网络接入系统及方法。

[7]中华人民共和国国家标准；GB/T 17786-1999; 有线电视频率配置。

[8]广电总局，有线电视网络三网融合试点业务指导和总体技术要求；2010年10月。

[9]刘华平，赵玉萍， 李红滨；HINOC信道的测量与数据处理方法研究；高性能同轴电缆接入技术研究与实现论文集；2011年3月。

[10]en.省略/wiki/IEEE_802.11ac.

[11]Park, Min-young; IEEE 802.11ac: Dynamic Bandwidth Channel Access; Communications （ICC）, 2011 IEEE International Conference; Jul-2011.

[12]Van Nee, R.; Breaking the Gigabit-per-second barrier with 802.11AC; Wireless Communications, IEEE; Volume: 18, Issue: 2; 2011.

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篇9

关键词：无线温度测量系统温度计量环境监测应用

在众多的物理量中，温度应用是最为常见的，在科学实验、医疗卫生、培育种苗、工业生产等各行各业中，都有温度监控的应用，在产品质量、工艺流程的保障等方面，温度监测起到了极为重要的作用。对比传统的有线通信而言，如下的优势是无线通信技术所具备的：首先，以电磁波作为传输介质，光纤以及电缆不需要被架设起来，使得传统运输中固定的周期长、高成本等问题得以避免；其次，是有线通信构成的单片机多机通信系统，总线上挂接的收发器的数量受接地址编码，收发器的数量不受限制；第三，成本、功耗都比较低、体积小、电路简单等优势。同时在无线通信系统中，其还采用了多字节的方式。在无线遥控系统、工业数据采集系统等方面，极为适用[1]。伴随着物联网、电子信息技术的快速发展，出现了许多无线温度测量系统，它们具备了许多完善的功能，同时使用上也极为便捷。同时在PC机上，它们还能够进行保存、显示、统计等操作，甚至还可以实现远程控制以及警报功能。布线成本由此得以减少，同时有限传感器存在的一些问题也得以解决。

1 无线射频温度测量系统的组成[2]

结合功能来对无线射频温度测量系统进行划分，主要可以划分为如下两大部分：首先是无线测控终端，具体包括了如下模块：温度采集、处理以及发送模块，另外部分设备为具备程序运行功能的，如数据的接受、处理模块、PC机以及串口通讯模块等。两大部分的联系主要结合无线数据通讯来实现，可以实现数据的实时存储、接收，还可以实现综合分析、计算。以射频技术为基础的此套系统，具备了如下的工作过程：无线数据采集方面，对环境温度的采集，交由数字温度传感器来实现，并向数据处理部分直接传送；数据处理，数字信号被接收之后，会向对应值转换。随后结合特定的协议格式，来打包数据，向无线收发模块发送缓冲区写入，在天线的帮助下，经由无线收发模块来传输数据，无线主机方面，接收数据仍然由无线收发模块来实现，数据由处理模块处理，再结合串口，向PC机传输；此外，无线收发模块中的数据，数据处理模块还将对数据进行处理，结合相应的协议格式，来解析数据，结合获取到的指令值开展相应的处理，进而实现控制采集端的目标。

这一系统具备的功能如下：（1）以移动设备为基础，可以实现现场的检测、分析；（2）对检测信号的传输为无线形式，检测终端可以同时、多个连接；（3）移动设备、探头等之间的连接形式为无线，检测人员可以不必身处现场，尽量避免因为自身的呼吸、活动，而影响测试结果，另外对于这部分人员的人身安全也可以得到保证。

2 无线射频温度测量系统的特殊应用

国内中国安防提供了SmartNodeWTS01无线温度传感器，测温范围：-50～+150℃，主要应用于环境监测、温度采集以及食品、医药行业温度监测等；上海搜博实业有限公司SLWT1-1系列ZIGBEE无线温度传感器，测温范围：-25～+125℃，实现低成本温度状态在线监测方案的实用型无线组网传感器模块，可广泛应用于实时温度数据采集监测的各种场合。

本文具体进行如下归纳，不论是在房间、医院，或是在实验室、仓库，亦或是运输进程中，无线测温仪都可用来对温湿度进行监控。接下来将具体讨论，起在日常监测中，还能够解决哪些有线传感器解决不了的问题，比如说下列较为特殊的环境试验设备。

（1）高压密封。比如说压力蒸汽灭菌器，如果检测工具为有线传感器，一旦温度上升，会出现极为严重的漏气问题，导致压力无法达到目标，在面对灭菌设备时，也无法实现法兰密封。

（2）真空设备。比如说热压真空罐等，因为使用这部分设备时，都必须要对真空进行抽取，而使用有线传感器时，无法达到真空度要求。

（3）低温设备、大空间。比如说大养护池等。如果使用的传感器是有线的，会导致较长的布线，这和普通温度记录采集仪的使用环境温度范围不符，如果长期处于异常环境中，会导致仪器不工作，另外仪器供电难等问题也时有发生。

（4）环境恶劣，如噪声、粉尘污染较为严重时，普通设备、人员无法长期停留，要想解决这一问题，就必须要运用无线温度测量仪。

（5）自动化设备，如带式输送机，不论是经济效益，还是生产效率，都必须要以持续的运行为基础，检测过程中开展有线传感器的布线工作并不现实。设备具有较好的密封性，且不存在测试孔，将对有线传感器产生影响，所以无线传感器开展测量将是最佳选择。

3 无线射频温度测量系统的优势与不足

在进行日常温度校准时，布线是一项极为繁重的工作，如果布线时间较长，将会对稳定的环境产生影响，要想检测温度湿度等，在必须要在环境再次稳定后进行，工作效率受到影响，并且检测进程中，传感器受到破坏的纪律较高。上述诸多问题，如果能够采用无线温度测量仪，必将得以解决。在其他方面，这一设备也存在较为显著的优势：如存储记录、传感器的一体化；距离不会对传输产生影响；电源方面因为使用了内置电池，所以不会存在限制；仪器设备如果可以由有线温度测量仪去测量，那么必然也可以应用无线温度测量仪；和上位机通讯时，具备了如下功能，能够自动对数据进行采集、处理、判定结果等。

但仍然有一些问题存在：就当前的技术水平来说，其温度记录的范围并不广。要想具备较高的准确定、同时还要具备稳定的性能，就需要对一些价格昂贵的进口测量系统进行购买。内置电池虽然减少了电源方面的限制，但是生命有限，需要经常更换。红外辐射等设备不可应用该测量设备，如果设备为微波加热，同样也不可应用，因为不易散热的金属外壳，会导致爆炸问题的出现。

4 结语

目前，无线温度测量仪还存在一些不足，比较常见的温度记录范围在-40℃～+135℃，高温段的技术问题难以解决，需要进一步的研究探索，以便推广使用。

参考文献

[1]王代华，薛云朝，任立宗.无线遥控触发系统研究[J].中北大学学报，2007（28）：171-177.

[2]李余庆，张华，刘继忠.基于DS1820的无线温度采集系统的设计[J].计算机信息，2009（26）：187-189.

[2]JJF1366-2012.温度数据采集仪校准规范[S].

篇10

[论文摘要]对无线局域网的安全研究进行分析，首先对安全性的问题作出简介，并在接下来的内容中描述其研究的进展和研究的必要性。最后给对无线局域网的安全缺陷和相应的保障策略进行分析。

一、简介

无线局域网[1]是在有线网络上发展起来的，是无线传输技术在局域网技术上的运用，而其大部分应用也是有线局域网的体现。由于无线局域网在诸多领域体现出的巨大优势，因此对无线局域网络技术的研究成为了广大学者研究的热点。无线局域网具有组网灵活、接入简便和适用范围广泛的特点，但由于其基于无线路径进行传播，因此传播方式的开放性特性给无线局域网的安全设计和实现带来了很大的问题。目前无线局域网的主流标准为IEEE802.11，但其存在设计缺陷，缺少密钥管理，存在很多安全漏洞。本文针对IEEE802.11的安全性缺陷问题进行分析，并在此基础上对无线局域网的安全研究做出分析。

二、无线局域网安全研究的发展与研究必要性

无线局域网在带来巨大应用便利的同时，也存在许多安全上的问题。由于局域网通过开放性的无线传输线路传输高速数据，很多有线网络中的安全策略在无线方式下不再适用，在无线发射装置功率覆盖的范围内任何接入用户均可接收到数据信息，而将发射功率对准某一特定用户在实际中难以实现。这种开放性的数据传输方式在带来灵便的同时也带来了安全性方面的新的挑战[3]。

IEEE标准化组织在802.11标准之后，也已经意识到其固有的安全性缺陷，并针对性的提出了加密协议（如WEP）来实现对数据的加密和完整性保护。通过此协议保证数据的保密性、完整性和提供对无线局域网的接入控制。但随后的研究表明，WEP协议同样存在致命性的弱点。为了解决802.11中安全机制存在的严重缺陷，IEEE802.11工作组提出了新的安全体系，并开发了新的安全标准IEEE802.11i，其针对WEP机密机制的各种缺陷作了多方面的改进，并定义了RSN（Robust Security Network）的概念，增强了无线局域网的数据加密和认证性能。IEEE802.11i建立了新的认证机制，重新规定了基于802.1x的认证机制，主要包括TKIP（Temporal Key Integri

ty Protoco1），CCMP（Counter CBCMAC Protoco1）和WRAP（Wireless RobustAuthenticated Protoco1）等3种加密机制，同时引入了新的密钥管理机制，也提供了密钥缓存、预认证机制来支持用户的漫游功能，从而大幅度提升了网络的安全性。

三、无线局域网的安全现状及安全性缺陷

由于无线局域网采用公共的电磁波作为载体，传输信息的覆盖范围不好控制，因此对越权存取和窃听的行为也更不容易防备。具体分析，无线局域网存在如下两种主要的安全性缺陷[3]：

（一）静态密钥的缺陷

静态分配的WEP密钥一般保存在适配卡的非易失性存储器中，因此当适配卡丢失或者被盗用后，非法用户都可以利用此卡非法访问网络。除非用户及时告知管理员，否则将产生严重的安全问题。及时的更新共同使用的密钥并重新新的密钥可以避免此问题，但当用户少时，管理员可以定期更新这个静态配置的密钥，而且工作量也不大。但是在用户数量可观时，即便可以通过某些方法对所有AP（接入点）上的密钥一起更新以减轻管理员的配置任务，管理员及时更新这些密钥的工作量也是难以想像的。

（二）访问控制机制的安全缺陷

1．封闭网络访问控制机制：几个管理消息中都包括网络名称或SSID，并且这些消息被接入点和用户在网络中广播，并不受到任何阻碍。结果是攻击者可以很容易地嗅探到网络名称，获得共享密钥，从而连接到“受保护”的网络上。

2．以太网MAC地址访问控制表：MAC地址很容易的就会被攻击者嗅探到，如激活了WEP，MAC地址也必须暴露在外；而且大多数的无线网卡可以用软件来改变MAC地址。因此，攻击者可以窃听到有效的MAC地址，然后进行编程将有效地址写到无线网卡中，从而伪装一个有效地址，越过访问控制。

四、无线局域网安全保障策略

（一）SSID访问控制

通过对多个无线接人点AP设置不同的SSID，并要求无线工作站出示正确的SSID才能访问AP，这样就可以允许不同群组的用户接人，并对资源访问的权限进行区别限制。 转贴于

（二）MAC地址过滤

每个无线客户端网卡都有唯一的一个物理地址，因此可以通过手工的方式在在AP中设置一组允许访问的MAC地址列表，实现物理地址过滤。

（三）使用移动管理器

使用移动管理器可以用来增强无线局域网的安全性能，实现接入点的安全特性。移动管理器可以提高无线网络的清晰度，当网络出现问题时，它能产生告警信号通知网络管理员，使其能迅速确定受到攻击的接入点的位置。而且其降低接入点受到DOS攻击和窃听的危险，网络管理员设置一个网络行为的门限，这个门限在很大程度上减小了DOS攻击的影响。通过控制接入点的配置，可以防止入侵者通过改变接入点配置而连接到网络上。

（四）运用VPN技术

VPN技术的运用可以为无线网络的安全性能提供保障。VPN技术通过三级安全保障：用户认证、加密和数据认证来实现无线网络的安全性保证。用户认证确保只有已被授权的用户才能够进行无线网络连接、发送和接收数据。加密确保即使攻击者拦截窃听到传输信号，没有充足的时间和精力他也不能将这些信息解密。数据认证确保在无线网络上传输的数据的完整性，保证所有业务流都是来自已经得到认证的设备。

五、结论

从本文的分析来看，在无线局域网的未来发展中，安全问题仍将是一个最重要的、迫切需要解决的问题。但这并不能限制无线局域网的迅猛发展。针对无线局域网的安全性研究仍将是一个热点。我们有理由相信，随着技术的成熟和无线网络应用商业化进程的加快，工业界和研究者都将对无线局域网安全投入更多的关注，为用户提供速率更快、安全性更高、应用更方便的无线局域网技术标准。

参考文献：

[1]王慕东、宋承志，无线局域网的发展现状及应用[J].中国现代教育装备，2002，(12).

[2]陈鹤、曹科，无线局域网技术研究与安全管理[J].现代机械， 2006，(04).

[3]万泉、冉春玉、祁明龙、陈建军，无线局域网技术[J].国外建材科技，2002，(03).