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关键词 数据通信;应用背景
中图分类号:TN91 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)24-0003-02
1 数据通信的概念和构成原理
1.1 数据通信的概念
数据通信实际上是通信技术同机技术相互融合产生的一种新型通信方式。要实现在不同地区之间的信息传输必须设置传输通道,根据数据传输媒介的不同,可以分为有限数据通信方式和无线数据通信方式两种。但是,两种数据通信方式的基本原理是相同的都要采用数据通道将数据信息终端同计算机相连接,最终在不同区域之间的数据终端实现数据信息的软件和硬件以及信息资源的共享和应用。
1.2 数据通信的应用原理
数据通信在数据终端的类型方面可以分为分组型终端和非分组型终端两大类型。分组型的数据终端通常包含计算机、数字传真机、用户智能电报终端和交换机以及图文接入设备等。而非分组终端包含的设备相对较少,只有部分的计算机终端和图文终端和用户电报终端等专用终端类配置。数据信道和数据终端设备组成数据电路,传输通道通常为模拟信道,利用调制解调器将收到的模拟信号进行数字化转换,如果收到的是数字信号则可以直接对线路进行控制管理。数据传输形式方面既包括模拟信道和数字信道之外,还包括有线信道和无线信道以及专用型线路和交换网络型线路。专业型线路在建立连接后不需要经过交换网络型线路的拆线过程,计算机设备可以通过信息控制器控制和管理数据终端连接的所有通信线路,而重要处理器则是数据信息处理的核心场所。
2 数据通信的交换形式和适用范围
2.1 电路交换形式和适用性
电路交换通常指的是当两台计算机或者数据终端在互相通信的状态下,可以使用同一条物理链路,并且该物理链路将作为这两个计算机或者数据终端的专用信道,不会被其他的计算机或者数据终端占用以及共享。这种交换形式具有接通率高、工作效率明显、降低用户用线距离和实现线路均衡性的优点,广泛应用于公用电话网的数据通信系统中。
2.2 报文交换形式和适用性
报文交换方式是通过将用户的报文存储在交换机的内存或者外存上,当系统电路有空闲时,再将报文信息发送到数据终端。这种数据通信方式可以充分利用线路,提高电路的利用率。主要应用在需要不要传输速率、不同执行协议以及代码数据终端,作为一点对多点的数据通信技术应用。但是,因为这种方式对于线路中交换机的内存和外存空间占用较大,安全性要求高的数据通信系统,不宜采用该种交换方式。
2.3 分组交换方式及适用范围
数据通信中的分组交换通常是将用户的整个报文文件进行有序的分割成若干等份数据块进行分组存储,不同的用户都可以对线路中的分组数据进行地址标识进行传输和应用,可以提高通信线路的利用率。分组交换方式的数据通信具备电路交换和报文交换两种数据通信方式的优点,主要适用于数据库检索、图文信息的存储和计算机之间的邮件传递和通信等领域,其数据传输质量高,成本较低。
3 数据通信的应用背景及发展趋势
3.1 数据通信在移动通讯业务方面的应用
进入21世纪以来,数据通信技术得到了跨越式发展,移动数据通信技术以及无线通信技术的产生和应用将数据通信技术的应用推向了巅峰。数据通信在移动通讯业务方面的应用可以实现移动式的图文传输、计算机网络接入和远程控制和网络化数据信息互联。传统式的数据通信对于网络终端端口的要求较高,一旦端口使用用户过量,就会出现拥堵问题,造成数据连接的终端无法顺利传输或者接收数据的现象。使用移动数据通信技术就可以很好的避免这种问题的产生,通常情况下,移动终端都是具有个性化定制的应用特点的,一个终端只负责一个用户,很大程度上提升了数据传输的速度和质量。同时,移动数据通信还可以实现计算机和计算机之间的远程控制和数据互联,在用户端工作繁忙的时候,可以方面用户在任何地点和区域实现数据信息的传输和应用,节约了用户时间,提高了工作效率。
3.2 帧中继数据通信技术的应用
通常讲的帧中继数据通信技术实际上就是采用光纤作为主要的传输介质的一项新型数据通信技术。帧中继数据通信技术的误码率低,差错率较少,受到了用户的广泛应用。同时,帧中继技术也是当前宽带网络技术中的数据入口,主要作为数据信息传输应用,对于语音和视频信息等对于延时要求严格的数据信息传输不适用。帧中继数据通信技术可以检测到传输信息中的错误,但是无法进行更正,在实际的应用中主要作为特定的终端接点和服务技术应用。
3.3 无线数据通信技术的应用
无线数据通信技术的产生和发展对于数据通信技术实现接入方式的模块化、网络结构一体化和应用类型综合化以及宽带网络技术的集约化的发展有着十分重要的意义。随着硬件设备的不断创新和发展,无线数据通信技术同移动通信技术和结合完全打破了数据通信的物质性和空间性,使数据信息的传输实现了数字化和信息化以及智能化。数据传输的速度也因此进行了不断的优化和创新,传输速度的提升解决了数据通信中音频和视频信息传输的延时性问题,充分发挥出了数据通信技术的优势和特点。
3.4 数据通信的发展趋势
就当前数据通信的发展来看,数据通信已经成为了人们生活中不可分割的一部分,无论是在工作、学习还是在日常生活中都无法离开数据通信。随着当代人们对于数据业务需求的不断增加,数据通信技术也得到了快速的创新和发展。最为明显的就是手机移动通信技术的应用,从最开始的信息传输需求,逐渐走向了语音数据通信传输以及视频聊天技术。可以说需求是刺激技术发展的原动力,而科学技术的发展水平则是通过实际的应用情况进行反馈和评价的。
在未来的数据通信发展方向上,移动数据通信技术和无线通信技术是发展的核心,随着各种移动设备的不断创新和应用,移动和无线数据通信技术必然进入高速的发展阶段。未来的数据通信,势必会将有线网络通信技术、无线局域网技术、移动通信技术和无线技术相融合,形成一种多元化的数据通信网络,提高数据通信传输速度的同时,也提高了数据传输的质量和满足了用户对于数据传输和应用的需求。当前的数据通信已经日臻完善,在世界经济一体化、科学技术全球化的影响下,相信数据通信会有更大的发展和突破。
4 结束语
综上所述,数据通信的内容涉及较为广泛,技术应用类型也比较丰富,不同的技术应用有着不同的适应性。在实际的应用过程中还需要结合数据通信系统的目标设计要求,进行针对性的技术评估和测试,选择适宜的数据通信技术类型和通信传输方式。移动数据通信技术和无线数据通信技术的产生和发展对于数据通信技术的推广和应用有着十分重要的现实意义。
参考文献
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1.就业定位通信产业在迅速升级,通信行业的发展方向是实现有线电视网、固定电话网、数据通信网三网合一。随着NGN技术以及3G技术的发展,电话网络发展成为IP电话、移动电话、固定电话三个网络并存的格局。同时视频会议、增值业务、信息服务、网络咨询、大容量存储的需求已成为数据通信发展的主流和方向。高职院校数据通信专业的设置,是为了适应市场对数据通信人才的需求。该专业学生的就业定位于以下5类企业:
1.1系统集成企业在系统集成企业中可从事网络项目的销售、设计、施工或维护等工作。系统集成是指为实现目标而将某一子系统或多个系统有机结合,生成能够涵盖信息的收集、分析、处理和信息共享能力的完全系统。集成的含义是指从客户的应用需求出发,将与系统相关的各个分立的硬件、软件进行改进和改造,使之组合成为一个统一、实用、高效、可靠的整体。客户的网络项目是根据企业自身特点设计而来的,能够符合企业的相关业务需求。在系统集成企业工作除了要具备相应的数据通信知识外,还需要相关的产品知识、软件应用、现实使用案例等。系统集成企业对数据通信专业学生的需求最为广阔,对应聘者要求较高。
1.2中小型企业在中小型企业中从事设备安装、维护、技术支持,在企业建设信息化项目的时候能够提出专业指导意见。我国99%的企业是中小型企业,中小企业的特点是一个员工身兼数职,从事企业信息化建设的员工不但要懂得基本的设备操作和维护,还要负责提高企业其他员工信息化水平,让大家能够充分利用信息化设备,提高工作效率。中小型企业对数据通信人才的要求主要表现在对公司基础网络、存储备份与计算机进行维护工作。基础网络维护的主要工作是保障公司网络畅通,建设拥有一定信息安全防护的基础网络,防止广播风暴,对员工上网行为进行有效管理。企业在运行中每一天都会产生许多重要数据,例如财务数据、生产数据库数据、对外服务数据等,这些数据要集中保存在存储阵列中,防止单硬盘损害或者是灾害事故发生时,能够及时、完整地将数据恢复回来。
1.3数据通信产品企业在数据通信产品商中从事产品的销售、方案设计和售后技术支持工作。高职类院校强调的是学生动手能力,对理论知识掌握的要求不高。在数据通信产品销售中注重的是学生的沟通技巧、发现问题和解决问题的能力,对理论基础知识的要求并不高;而商的售后支持工作注重的是学生的实际动手能力与解决问题能力,学生可以在学校的实验室中对数据通信产品进行操作练习,在实际操作中将课堂知识融会贯通,达到相应的职位能力要求。
1.4运营商、服务提供商企业在运营商、服务提供商企业中从事相关技术的服务工作。运营商将许多技术的服务外包给相关合作单位。合作单位为运营商提供的服务包括两方面:一个是硬件设备的安装、调试、巡检与维护;另一个是增值业务的开发。其中硬件设备包括数据通信设备中的交换、路由、存储、防火墙和小型机等相关产品,目前设计的数据通信专业相关课程能够涉及大部分的产品知识,学生毕业后到运营商或相关合作单位从事数据通信服务工作是一个很好的出路。
1.5大中型企业、设备生产厂家在大中型企业从事数据通信设备维护、技术支持和研发;在设备生产企业从事产品生产、测试与研究。这些企业注重的是应聘者的综合素质,高职类院校的优秀学生同样能够进入大型企业去工作。应聘该类企业的学生需要掌握更为丰富的理论知识和实践设备操作经验。
2.培养目标和规格
2.1培养目标本专业培养德智体美全面发展,具有良好的职业素质,掌握数据通信基本原理和计算机网络技术,具备对数据通信设备和计算机网络设备的检测、调试、组装操作技能,能够从事数据通信网络建设、工程管理和运行维护岗位工作的高技能专业人才。
2.2能力结构(1)基本能力一定的分析问题和解决问题能力;运用所学知识解决实际问题的能力;基本的信息检索和利用能力;计算机及通信设备基本操作能力。(2)专业能力具有数据通信设备的安装、操作维护能力;具有计算机网络的组网、操作、维护能力;运用所学知识组建数据通信网的能力;具备从事数据通信骨干网、接入网的运行维护技能。(3)专业素质具有该岗位特定的专业基础,可持续性好;具有较高的专业实务操作技能,在实践工作中灵活运行;具有较全面的通信技术知识,具备工程施工管理能力;能够运用所学知识对数据网络运行指标进行分析。(4)综合素质具备一定的沟通交流和团队协作能力;具有较强工作责任心和良好的心理素质;具备一定的独立思考、创新和管理能力。
3.专业课程结构工学结合课程体系以教授技能为主线,突出实践能力培养来设置专业基础课程和核心课程。专业课程结构融入企业工程师培训理念,体现“教、学、做”统一。把实践操作过程提炼为“典型工作任务”,采用“项目+任务”模式构建课程设置,将真实的“项目、任务、案例”转化为教学产品,引导学生进入岗位训练角色。
3.1专业基础课:数字通信原理、计算机网络基础、电子电路和通信工程制图。
3.2核心课程:数据通信、路由交换机技术、光传输技术、宽带接入、程控交换、NGN技术、通信电源、综合布线、电信工程施工。
4.配套实训环境
4.1计算机网络通信实训环境网络技术试验实训;综合布线实训;局域网组建与安装实训;思科网络工程师认证实训。
4.2现代通信综合实训基地光传输技术实训;宽带接入实训;程控交换实训;通信工程综合实训;数据通信实训;NGN实训。
5.师资队伍建设高职院校通过制定相应政策和措施,采取多种途径,积极探索高素质的数据通信专业师资队伍建设,引培并举,注重校企合作和双师型教师队伍建设,使数据通信专业真正贴近市场、贴近社会。
5.1培养数据通信专业带头人和骨干教师,注重团队各成员分工协作能力培养,提高团队内涵建设。
5.2校企合作,“产学研”一体化,校企共同参与数据通信专业师资队伍建设。(1)选派专业骨干教师到企业参加实践,提高数据通信专业的实践能力。(2)鼓励专业教师与数据通信相关企业进行教科研联盟,加强数据通信专业教学团队的教学和科研能力。(3)与企业共建专业实验实训基地,从而为教师自身实践的锻炼提供保障。
5.3引进行业专家或名师,将企业理念融入到数据通信专业师资队伍建设当中。(1)邀请企业专家或高职高专名师到学院进行学术交流,为教师营造学术氛围,调动教师参与数据通信专业师资队伍建设的主动性。(2)高薪聘请企业专家到学院工作,积极推进数据通信专业师资队伍建设的进程。
5.4加强国内外各院校之间交流,相互促进,共同发展。国外许多国家高等职业教育发达,很多成熟的经验值得学习与借鉴,应该加强与国外院校的交流与合作。(1)派遣教师出国培训与交流,通过加强相互间的合作与交流,引进国外先进的职业教育理念,从而提高数据通信专业教师的素质;(2)与国外院校合作办学,达到数据通信专业教育方法、理念的互融。
6.技能考核体系为强化数据通信专业学生技能考核,客观、公正地反映学生的技能水平,制定如下专业技能考核体系。
6.1数据通信工程师、光传输工程师、宽带接入工程师认证;
6.2思科网络工程师或H3C网络工程师认证;
6.3NGN工程师认证。
【关键词】数据通信网络;网络安全;安全问题;有效策略
在经济与科技迅速发展的时代背景下,数据通信网络借助计算机以及多种智能客户端逐渐普及,数据通信网络应用者逐渐增多,借助网络平台共享各类数据与资源,更能应用于企业工作、大众娱乐等多种环节,网络时代已然到来。但是,在数据网络传递过程中,依旧存在诸多安全问题。只有高度重视网络安全问题,致力于打造安全、稳定网络环境,才能发挥数据通信网络应用价值,为大众构建安全的数据通信网络环境,真正做好数据通信网络安全管理工作。
1数据通信网络维护的重要性
在数据通信网络[1]应用过程中,除了技术性影响因素,还存在人为破坏问题。不法分子利用数据网络通信漏洞,容易攻击企业网络,不仅会导致企业网络运行受到影响,严重时,甚至会导致企业重要信息外泄,致使企业经济受损,出现不可挽回的损失。因此,无论是从技术角度考量,还是从数据网络通信安全性角度分析,都应做好数据通信网络安全工作,最大限度降低网络运行导致企业受损。对于数据通信网络存在的问题,应及时应对,并进行维修工作,从而保障数据通信网络数据与资源安全。
2数据通信网络存在的安全隐患问题
2.1网络病毒入侵问题
对网络病毒进行分析,网络病毒本身的传播能力强、破坏性强,一旦数据通信网络被病毒所入侵,不仅会导致网络数据资料泄露,还会使整个网络呈现瘫痪现象。近些年,随着网络普及,破坏性极强的网络病毒问题时有出现,这些病毒伴随着网络安全管理强化工作不断发展,而部分人员为谋取不正当权益,借助网络病毒攻击各大网站以及企业账户,势必会增加网络病毒危险性,破坏网络稳定运行环境,进一步威胁数据通信网络安全性,阻碍社会经济与科技进一步发展,对社会与科技发展极为不利。
2.2网络系统漏洞问题
当前的网络系统中大多数据通信网络主要应用Windows与Linux系统[2],上述两种系统处于数据通信网络系统底层,网络中任何形式的操作都在此系统之上进行。在上述系统中构建内部操作体系,并在这一设置过程中,在网络系统上设置访问权限与系统参数,确保网络系统能够稳定运行。只有这样,才能避免数据通信网络信息被篡改与破坏。但是,正是由于底层系统具有复杂性,系统内部很容易出现多种攻击,致使系统信息数据被更改,从而拒绝数据通信网络服务请求,引发多种安全问题,不利于维护数据通信网络安全。
2.3网络软件漏洞问题
计算机在系统支持下,能够下载多个软件,正是这些不同软件,能够为企业工作与大众生活构建良好网络环境。但是,并不是所有的软件都具有极强安全性,部分软件本身存在一些漏洞,软件的使用者大都没有较高计算机水准,难以发现软件漏洞问题。而这些软件存在的漏洞,很容易为病毒以及不法分子提供可乘之机,从而以软件漏洞为突破口入侵数据通信网络。虽然软件在更新过程中,能够对漏洞问题进行修补,但多数的软件使用者并没有及时进行更新,增加软件漏洞被利用率,从而引起数据通信网络安全问题。
3数据通信网络安全问题有效解决策略
3.1不断强化网络加密技术
在数据通信网络运用过程中,网络传输作为不可或缺的一部分,在每一台计算机以及智能设备运行过程中,都会出现数据传输行为。但是,如果数据通信网络数据传输本身存在问题,势必难以保障网络运行安全性。因此,在实际的工作中,为解决网络运行存在的多种问题,应做好数据通信网络传输工作,不断提高数据网络传输的安全性与可靠性。针对这一问题,在实际的应对工作中,首先应给予断电加密工作充分重视。断电加密的方式相对简单,在用户获取相关数据前,用户本身的信息并不会被泄漏,此种加密方式安全性相对较高,但并不适合所有数据通信网络加密工作。其次在数据加密工作中,应结合链路加密方式[3],结合数据通信网络具体情况,做好链路加密工作,最大限度提高网络数据传输的安全性,避免重要信息被窃取。最后,应做好节点加密工作。对节点加密工作进行分析,此种加密方式主要通过设置密码,将对应的节点进行连接与加密处理,在此种加密处理方式中,应对信息密级进行针对性处理。对于数据通信网络加密技术进行分析,此种加密方式安全级别加高,适合企业以及各种大型网站,从而避免病毒入侵以及人为因素干扰,降低网络安全性。
3.2做好操作系统维护工作
数据通信网络操作底层操作系统本身相对复杂,具有开源性特点,漏洞问题在底层系统在所难免。因此,在实际的工作中,为提高底层操作系统安全性,维护网络整体安全性,针对网络系统存在的安全问题,应做好系统定期检查工作,只有精准掌握系统情况,并做好漏洞修补工作,针对系统漏洞进行更新,才能提高系统整体安全性。此外,应结合先进技术,做好系统漏洞修复工作,引入漏洞扫描技术,对系统进行定期扫描,并结合系统存在的问题,制定专业修复方案。在修复过程中,可以综合端口扫描方式,对数据通信网络设备端口进行扫描,并将扫描情况与系统服务情况进行分析与对比,并结合漏洞做好处理方案,对漏洞进行匹配处理。最后,可以在系统漏洞扫描中,模拟不同黑客攻击方式,并在模拟攻击过程中寻找数据通信网络系统中潜藏漏洞,从而开展系统性修复工作。只有不断提高维护与修复可行性,才能规避多种系统漏洞问题,规避底层攻击,提高数据通信系统的稳定性与安全性。
3.3应选择正版网络软件
很多计算机用户使用者,并不具备正版软件使用意识,绝大部分的计算机使用者,所选用的多为盗版软件。盗版软件虽具有相应功能,但是存在的安全隐患较多,很容易携带病毒,存在诸多安全隐患问题。而且,盗版软件本身漏洞较多,在使用过程中极易被病毒攻击。因此,应做好数据通信网络宣传工作,不断提高计算机使用者安全意识,并对正版软件购买者提供一定优惠,从而加大软件维护力度,并在软件使用过程中,及时进行软件更新工作。最后,应做好软件的日常应用于管理工作,在日常使用中,对网络软件进行查杀,对垃圾程序以及网络垃圾进行清理,第一时间处理带病毒的软件。只有这样,才能从根源处规避软件漏洞带来的安全问题,提高网络软件运行安全性,提高数据通信网络运行可靠性,解决网络软件存在的各种安全隐患。
3.4及时更新网络防火墙
对网络防火墙进行分析,防火墙安全性决定着数据通信网络安全,防火墙对数据通信网络来说具有不可或缺作用。因此,在研究网络安全问题时,应充分重视网络防火墙工作,只有构建科学、安全的网络防火墙,才能提高计算机运行效率与网络安全性。因此,在防火墙设置工作中,应充分运用转入式防护墙技术结构,并针对网络使用者要求和防火墙存在的问题做好优化工作,各类病毒进行筛查。对于数据通信网络登录系统进行分析,可以结合动态密钥方式[4],将网络登录与手机号、动态密码绑定在一起,有利于规避非法登录,最大限度降低病毒入侵概率。相关工作人员应结合安全操作要求,对操作进行全面限制,在不断筛选与过滤中进行层层加固,并引进数据通信网络信息过滤技术,不断提高防火墙的安全性。在每一次的网络访问中,针对端口协议、各项规则以及信息进行处理,对所要反馈的信息数据进行快速核查,不断进行端口协议优化,做好动态保障工作,才能真正地提高网络运行安全性。在提高网络运行与数据传递效率同时,维护网络安全,为广大网络用户打造安全、绿色网络环境。
【关键词】智能电网;配网自动化;通信网络;数据交互
智能电网是我国电网的发展趋势,随着现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术的发展,我国配网自动化技术正快速向全国推进[1~2]。面对庞大的配电系统,势必有海量配网自动化数据需要传输至主站供电力公司运维人员进行分析决策,因此需要建立高速、双向、实时和集成的通信系统[3~4]。现有配网自动化数据通信系统存在的主要问题有以下几个方面:①配网网络节点过多,数据并发量、丢包率等使数据采集存在一定的困难;②目前虽然有多种通信技术和设备可以使用,但智能配电网系统结构复杂,城市和农村各不相同,缺乏单一的通信方式可以实现所有智能配网自动化系统数据的传输需要;③通信网络作为简单的信息连接接口,未考虑通信网络功能差异、以及通信技术差异,容易造成通信网络拥塞[5]。针对智能配网自动化系统信息数据的传输需求,本文首先阐述了我国配网自动化系统的概念,介绍了智能配网自动化系统数据网络传输的特点,分析了智能配网自动化通信的要求,最后提出了智能配网自动化数据通信网络架构的设计方案,能够满足智能配电网性能可靠、价格合理和技术先进的要求,并为智能配电网通信系统的推广和实现提供借鉴。
1智能配网自动化系统概述
根据国家电网公司提出的智能电网需求,智能电网系统主要包括发电、输电、变电、配电、用电以及通信信息模块,配电网是电力供应链的末端,随着国家电力改革步伐的进一步加快,配电系统作为市场放开的重要环节而被广泛关注。智能配网自动化系统是运用云计算、自动控制、通信及新的高性能的配电设备等技术手段,对配电网进行离线与在线的智能化监控管理,使配电网始终处于安全、可靠、优质和经济的运行状态。配网自动化系统通常包括现场配变终端系统、配网自动化通信系统以及配网自动化主站系统[6]。其中现场配变终端系统主要采集配变数据、处理传送配变数据、执行主站下发的控制命令等功能;配网自动化通信系统通过组建光纤通信网络为配网自动化系统提供安全可靠的高速数据传输通道,保证数据实时上传和下发;配网自动化主站系统实现配电数据采集与监视控制(supervisorycontrolanddataacquisition,简称为SCADA)、配网管理、停电管理、需求侧响应、调度自动化及其他高级应用功能,实现配电网系统遥测、遥信、遥控、遥调及遥视的“五遥”功能。
2智能配网自动化数据通信的作用及特点
数据通信网络是智能配网自动化的基础,配电网的自动化程度取决于通信技术与自动化相关要求的符合度。如果通信网络不能有效传输、反馈信息,将严重影响正常的配电网数据传送。数据通信传输网络在配网自动化系统中的作用主要有:①实现信息资源共享;②及时准确地将远方监控单元各种信息上传至控制中心;③及时准确地下发控制命令调节配电网执行机构。由于配电网络节点多,其自动化系统规模较大,配电数据通信的主要特点有:①通信网点众多:配电终端多,需要数量庞大的RTU设备和现场智能装置;②单节点通信数据量少:远方RTU终端采集和监控的对象是配网线路开关和配变等设备信息,通信数据量十分有限;③分布式通信站点:配电设备分布广泛,现场的自动化装置和RTU与配电设备安装距离较近,因此通信站点分布范围比较广;④通信距离短:经常采用主流与分支流间通信网络互相结合的方法,因此每段的通信距离较短;⑤信息传输多样:配网自动化数据的传输方式主要有电力载波通信(powerlinecommunication,简称为PLC)、以太无源光网络(Ethernetpassiveopticalnetwork,简称为E-PON)、无线公网通信、无线专网通信等单一或混合组网方式。
3智能配网自动化系统对数据传输的要求
针对智能配网自动化数据通信的特点,智能配网自动化系统对数据传输提出了以下几点要求:①高可靠性:要求通信系统在室外可靠运行,并且在关键节点实现冗余链路的实时保护;②低投资成本:配网终端设备庞大,信息节点分布广泛,开发过程中应保证成本最低化;③高速率要求:配变监控、负荷控制监控、进线监控、馈线、开闭所等监控要求较高的数据传输速度;④高度扩展性:配电系统随着经济的发展持续增大,要求信息传输网络具有足够的扩展性。
4配网自动化数据通信网络组网方案
4.1通信网络组网技术
根据智能配网自动化系统对数据传输的要求,配网自动化数据通信网络通常采用以EPON与PLC混合组网技术,即从变电站敷设光纤,若通过现有管道资源无法铺设至关键节点,则考虑利用电力线路载波通信方式,在光纤所到达的通信节点内安装载波设备和光网络单元(opticalnetworkunit,简称为ONU),利用载波设备采集周边站点的数据信息,利用ONU通过EPON方式将信息传上送至主站。EPON与PLC混合通信网络架构如图1所示,PLC对关键节点以下的配电终端按照电力线走向进行载波组网,关键节点载波设备可以收集、转发终端数据相关信息,关键节点的ONU通过接口采集载波设备收集的信号,EPON网络与ONU实现连接后,通过光线路终端(opticallineterminal,简称为OLT)将获得的数据传送至配网自动化子站、载波通信管理机及配网自动化主站管理平台。
4.2网络层次及拓扑结构
智能配网自动化通信网络一般采用接入层、汇聚层及核心层三层网络,相比二层扁平交换的网络架构而言,三层路由技术的层次化网络架构优化效果明显,网络的安全性得到了较大提升,具备良好的扩展性,适用于大型、复杂的配电网络。智能配网自动化通信网络的EPON及OLT组网拓扑方案不同,EPON配电网络的拓扑结构采用双光芯同光缆环网保护拓扑、ONU双向手拉手保护拓扑及双向环形保护拓扑等多种方案。OLT网络拓扑采用星形拓扑、环形拓扑或“星形+环形”拓扑结构。星型网络中,发送数据的每个节点都要将数据发送至中心节点,再由中心节点将数据送到其他节点,施工较复杂;环型网络中,由于信息源在环路中是串行地穿过各个节点,当环中节点过多时,会影响信息传输速率,施工方便但成本高。在实际应用中要因地制宜地选择拓扑结构设计通信网络。
5结语
本文针对配电网自动化系统数据的传输需求,提出了配网自动化数据通信网络组网设计方案,首先对智能配电网自动化系统的概念进行了叙述,对智能配网自动化数据通信的作用及特点进行了系统的阐述,分析了智能配网自动化系统对数据传输的要求,提出了基于以太无源光网络混合电力载波的配网自动化数据通信网络组网技术,并分析了通信网络的网络层次与拓扑结构,解决如何采用通信交换设备实现配网自动化系统与主站及用户进行数据交互的网络设计问题,实现智能配网自动化系统数据的高速、可靠地双向通信。
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关键词:数据通信 原理 分类
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.技术介绍
1.1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。
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。
1.2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。
2.数据通信的分类
2.1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三部分组成。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。
2.2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。
3.网络及其协议
3..1计算机网络
为了促进数据通信工程的稳定发展,我们首先要进行其构成原理的分析,促进其数据终端的有效分类,实现对其非分组型终端及其分组型终端的有效应用,确保整体运作环节的优化,确保工程的综合效益的提升。在此过程中,我们要进行分组型终端系统的健全,实现对其计算机环节、相关用户分组交换机、用户分组装拆设备环节的有效应用,确保其各个环节的终端设备的有效应用。为了满足数据通信工程的综合效益的提升,我们也要进行非分组型终端系统的应用,确保其个人计算机终端环节及其其他专用终端环节的优化,促进其数据通信模式的深化,确保其电路交换环节及其相关信息传输环节的优化,确保其相关信息的共享。为了满足实际工作的需要,我们也要进行其报文交换环节的优化,确保相关交换机的存储器的有效应用,确保其相关电路环节的优化,确保其交换机环节及其终端环节的有效应用,确保其方式环节的优化,确保其电路的利用效率及其中继线利用效率的提升,确保其分组交换环节及其相关环节的优化,确保其网内传输系统的健全。各种交换形式的适用范围,电路交换形式通常应用于公用电话网、公用电报网及电路交换的公用数据网等通信网络中。前两种电路交换形式系传统形式;后一种形式崐与公用电话网基本相似,但它是用四线或二线形式连接用户,适用于较高速率的崐数据交换。在实际工作中,我们要进行其报文交换形式的应用环节分析,确保其对相关数据通信模式的深化应用,确保其分组交换环节等的发展。该模式自身的优点是非常多的,具备一系列的电路交换的优势,及其报文交换模式的优势,满足了实际工作的需要。它适用于对话式的计算机通信,如数据库检索、图文信息存取、电子邮件传递和计算机间通信等各方面,传输质量高、成本较低,并可在不同速率终端间通信。其缺点是不适宜于实时性要求高、信息量很大的业务使用。
2关于数据通信分类环节的分析
为了满足数据通信工程的发展需要,我们要进行其相关种类的分析,促进其有线数据通信环节的优化,确保其相关光纤及其数字微波的有效应用,确保其相关数字数据传输网络的健全,确保其DDN系统的健全,通过对其光纤通信技术、数据通信技术及其数字交叉连接技术的有效应用,确保其数字通信网络的健全,我们也要进行其分组交换网系统的健全。崐又称为X.25网,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崐体,在网上传输。崐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崐在网上传输。数据通信工程的稳定发展,离不开对其统计复用技术环节的优化,这一模式实现了对网络资源的有效应用,确保其相关信息流的共享,确保其网络资源的利用效率的提升。在此过程中,通过对其虚电路技术的有效应用,满足用户的数据信息工作的稳定发展,促进其相关环节的带宽的有效分配,促进其分组动态分配性的提升,实现对一系列的突发性业务的质量效率的提升,确保其交换功能的提升,满足了实际工作的需要。帧中继通常的帧长度比分组交换长,达到1024-4096字节/帧,因而其吞吐量非常高,其所提供的速率为2048Mbit/s。帧中继没有采用存储_转发功能,崐因而具有与快速分组交换相同的一些优崐点。其时延小于15ms。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。崐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崐通信。
3关于数据通信网络及其相关环节的分析
3.1数据通信工程的稳定发展,离不开对其计算机网络系统的优化。通过对其光缆环节、及其计算机环节等的应用,确保其计算机通信网络的健全,确保其网络资源的有效共享,实现对打印机、相关程序的有效共享,通过对其局域网的应用,确保其工作环节的优化。如财务崐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、各崐种人才信息,公安刑侦部门使用局域网来管理犯罪信息系统、交警部门使用局域网来管理机动车辆、崐驾驶员信息等等。网络协议的定义并不复杂,它是计算机之间进行网络对话的语言模式,它的种类是非常多的,其网络协议数量也是比较的,比如其面向比特的协议等但最常用的是崐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崐络。TCP/IP协议的特点是具有开放体系结构,并且非常容易管理。
3.2我们也要进行数字数据电路应用范围的分析,其包括一系列的各种专用网、公用数据交换网及其可视图文系统等,这一系列的环节。这一系列模式的应用,满足了其数据信道环节的运行的需要,满足了其相关网络系统的健全,满足了实际数据通信工作的发展需要。利用DDN实现大用户局域网联网;如我区各专业银行、教育、崐科研以及自崐治区公安厅与城市公安局的局域网互联等。提供租用线,让大用户自己组建专用数字数据传输网;使用DDN作为集中操作维护的传输手段。为了满足数据信息工作的发展需要,我们要进行其分组交换网络的有效应用,确保其相关电路业务环节的优化,确保其相关通信平台的有效应用,确保其相关增值数据业务的稳定运行。确保其电子信箱系统的健全,满足实际工作的需要。在分组交换网平台上用户把需发送的信息以规定的格式送入电子信箱的崐存储空间,由电子信箱系统处理和传输后,送到接收用户的电子信箱并通知收信崐人。电子数据交换是计算机、通信和现代管理技术相结合的产物,又崐被称为“无纸贸易”。
4结语
非分组型终端分为可视图文终端、用户电报终端、PC机终端等;而分组型终端包括数字传真机、计算机、智能用户电报终端(TeLetex)、专用电话交换机(PABX)、用户分组装拆设备(PAD)、用户分组交换机、局域网(LAN)、可视图文接入设备(VAP)等。数据电路可分为终端设备(DCE)和传输信道,传输信道分为模拟信道和数字信道。
2数据通信的分类
1)有线数据通信。①数字数据网(DDN),主要由四部分组成,分别是用户环路、DDN节点、数字信道及网络控制管理中心。DDN是一种数字通信网络,它把数字通信技术、数据通信技术、光迁通信技术以及数字交叉连接技术有机的结合在一起。②分组交换网(PSPDN),又称为X.25网,采用CCITTX.25协议。PSPDN采用存储—转发的方式,将用户传来的报文分割成一定长度的数据段,并在各数据段上添加控制信息,构成一个能在网上传输的带有地址的分组组合群体。PSPDN的主要优点是为了达到多用户同时使用,可同时开放多条虚通路于一条电路上,并具有先进的误码检错功能和动态路由选择功能,但通信性能较差。③帧中继网,起源于X.25分组交换技术,主要包括存取设备、交换设备、公共帧中继服务网三部分。帧中继网它可在帧中继帧中将不同长度的用户数据组包封,并在网络传输前添加控制及寻址信息。2)无线数据通信。无线数据通信是以有线数据通信为基础,而采用无线电波传送数据的通信方式,也可称为移动数据通信,它是计算机网络与数据通信相结合的产物,可实现网络计算机之间或人与计算机终端之间的通信。无线数据通信也是依靠有线数据网将网路应用扩展至便携式用户。
3网络及其协议
1)计算机网络。计算机网络(ComputerNetwork),是指通过通信线路将多台具有独立功能、地理位置不同的计算机系统连接起来,并通过网络软件及通信协议实现信息传递和资源共享。按地理位置划分,计算机网络可分为局域网、城域网、广域网、网际网四种。局域网是在一个较小的局部的地理范围内,如一栋楼、一所学校等,它是目前使用最多的一种计算机网络。城域网覆盖范围较局域网大,一般在10-100公里范围内,通常是在一个城市辖区内;广域网一般覆盖范围是整个国家(100-1000公里之间),连接该国家内各个地区的网络。网际网一般指覆盖全球的Internet。2)网络协议。网络协议是指在计算机网络中进行数据交换所使用的语言,它分为很多类型,如OSPF、LDAP、HSRP、EIGRP、TCP/IP等,我们日常使用的协议一般是TCP/IP。它适用于各种大小不同的网络。TCP/IP协议具有开放体系结构的特点,易于用户管理。TCP/IP是相关协议的集合体,是一种标准网络协议(含因特网协议和传输控制协议),它提供一种可靠的数据流服务,在程序之间传送数据,IP协议(网络之间互连的协议)用于计算机网络互联与通信。TCP/I协议具有跨平台性,采用四层层级结构:网络接口层,利用实际网络传送数据,即接收和发送物理帧;网络层:负责基本的数据封包传送;传输层:负责节点间数据传送;应用层:负责应用程序间的沟通。目前,IP协议采用二进制,共计32位,如200.10.85.120可用来表示网络上某台计算机终端所使用的IP地址,它在网络上是独一无二的。
[关键词] 移动数据 3G网络 应用 通信系统
一、引言
目前,随着世界上关于移动数据通信系统的研究和开发工作正在如火如荼地进行,3G系统早已商用,LTE 3.5G也即将开始试商用,同时4G也在研究之中。全球移动数据通信网络运营商已超过50家,各发达国家和各大电信运营商、制造商都开始致力于移动数据通信业务的发展,作为新的业务增长点。未来移动数据通信业务将呈现多样化发展的特点。在第二代GSM和CDMA网络向第三代及其更新的网络发展的过程中,目前研发与应用主要集中在高速移动数据业务上,最引人注目的就是数据技术的引入和发展。在2G时代, GSM网络有GPRS和EDGE数据传输技术,CDMA网络有1x 数据通信技术,数据最高速率在150kbps左右;今年已经开始商用的三大3G移动通信系统(TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000 EV-DO),最高速率已经超过 2Mbps,正在测试中的3.5G HSDPA速度更是超过3Mbps,预计4G LTE系统可达173Mbps,欧洲正在研发155Mbps的UWB宽带移动通信系统。目前中国三家电信运营商在全国范围内大规模升级或新建3G网络,并在多个大中城市正式对用户开通商用服务。
当前,虽然通用的移动数据通信系统、设备和终端的研究和开发很多,但针对配电自动化、安防远程监控、交通监控与信息、ATM和POS机银行卡服务、工业数据采集、环境检测、无线路由等具体应用、 独立研发的基于3G公用移动通信网络的移动数据通信系统还不多见。
以3G移动数据通信业务的高速发展和3G网络正式商用建成为契机,在深入了解国内外移动数据通信研发和应用现状、详细研究相关3G及其更新的数据通信技术的基础上,本文提出了一种“基于3G网络的移动数据通信系统”。
二、系统特点
1.网络建设成本低廉
首先是建设投资小,不需要建设专门的网络,省去了大量的组网投资,尤其在通信网络的规模比较大时更为明显;其次是维护、运行费用低,网络运行过程中只需承担少量的终端维护费用;虽然需要支付一些数据通信使用费,但就目前的资费水平和网络规模估算,单就运行和维护费用一项的节省就足以对其进行补偿,并且形成一定规模时可以与电信运营商商定一个专网,享受独立的PAN或资费优惠政策。
2.组网灵活和方便,不受限制
由于电信运营商的网络基础设施已经十分完善,“基于3G网络的移动通信系统”的组建只需要考虑后台中心处理系统和各移动或固定节点终端布点的问题。在布点时可以充分地享受无线网络带来的地点选择上的自由性和移动通信网络较全面的覆盖范围。在大部分地区,基本上可以不考虑布点的限制, 还可以支持可移动的节点。对于复杂、易变,站点位置经常性变化的网络(城市改造、用户变更等),无线网络布点不受限制这一点更表现出它的优越性。
3.服务覆盖范围和密度大
目前,3G移动网的基站在城市中的密度大,而在乡村中则相对较小,正好满足在城市通信终端业务量大和数量多、而在乡村通信终端业务量小和数量少的要求。因此,基于3G网络的移动数据通信系统在现有电信运营商网络覆盖的地域范围和信道数量方面没有问题,电信运营商也会随着数据业务量的增大而调整和扩充某些区域的数据通信信道数量,在部分特殊死角地区只需要解决外接天线信号问题即可。
4.数据业务适用范围较广
目前,3G移动网络的主要业务就是数据通信业务,因此基于3G网络的移动数据通信系统完全能满足各种数据应用对通信的要求,还可以进行高带宽要求的视频类业务,如实时视频监控。
5.系统安全性高
系统采用了多种措施来提高安全性。首先,电信运营商的网络具有很强的安全性,“基于3G网络的移动通信系统”终端与后台之间采用TCP/IP协议报文在电信运营商的网络透明传输,建立VPN虚拟网采用IPSec或L2TP隧道协议安全传输,同时终端每一次登录网络之后都要向管理系统发送经过加密的唯一终端标识号TID,经终端管理系统确认的终端才可以进入系统;其次,终端在进行数据传输时采用空中加密和应用层加密进行两次加密,此外还可以向电信运营商申请自己的APN接入点,保证介入通道的独立,后台系统同时采用专线接入和Internet公网接入方式,互为备份。
6.可扩充性强
后台系统中采用的前置机与数据处理分开的多层次模式,多台前置机同时工作,分担数据流量又实时备份,只要增加前置机的数量和接入的带宽就可以很方便地扩大后台系统的处理能力。
三、系统构成
1.客户端数据应用终端、数据采集终端或数据集中设备(如银行ATM/CDM机、POS机,电力系统中的TTU、FTU、视频摄像头、多功能电能表等),进行所需要的业务数据的原始收集。
2.无线数据传输单元WDU):负责建所有数据采用安全的方式与后台系统进行通信。
3.3G网络,电信运营商提供的公共数据网络通道,覆盖大部分城市及其周边乡村。
4.后台系统前置机(FE):负责与所有客户端应用终端进行数据通信、协议解析、流量均衡等等工作。
5.后台中心数据链路接入设备:与电信运营商的数据网络采用多种方式的接入,包括专线接入、有线Internet网接入等,接入设备具有VPN虚拟网和病毒及防攻击防火墙等功能。
6.客户终端管理系统:对所有的客户终端进行接入许可、权限、密钥生成等管理。
7.业务数据处理系统:根据具体业务的不同分别对客户端的数据访问请求进行处理。
8.数据库服务器:可靠性极高的设备用于存放各种业务数据和客户终端管理、系统运行的数据记录。
整个系统依托于电信运营商的3G网络公用移动通信数据网络。
四、系统体系结构
基于3G网络的移动数据通信系统主要采用如图1所示具有中心点的星型体系结构,所有客户终端设备通过3G网络与一个后台中心处理系统通信,简化了中心点的管理和维护。
后台处理系统则采用多前置机的多层次处理模式,即每台前置机可以与多台无线数据传输终端传送的来自具体应用数据设备或数据采集设备的数据进行数据通信、协议解析等处理,每台前置机独立工作又互为备份,实现流量均衡和实时热备份功能,保证系统运行的安全性。
所有前置机和终端都由一个终端管理系统负责管理,所有终端和前置机收集来的数据都传送到数据中心由同一个数据处理系统进行处理,实现数据处理的一致性。
五、系统工作模式
基于3G网络的移动数据通信系统支持多种数据传输方式:轮询方式和主动上报方式、主动方式和被动方式、定时方式和查询方式。轮询方式的可控性较强,用于实时性要求不高的应用。在轮询或查询方式下,后台业务数据处理系统向指定客户终端发出数据收集指令,前置机接收并解析数据收集指令,然后与相应的客户终端建立Socket链接,并将数据收集指令转发给相应的终端。终端完成数据收集后将数据通过同一个链接发送给前置机,然后由前置机将数据转发给业务数据处理系统。终端管理信息的收集过程与数据传输过程类似。主动上报和定时方式则主要用于满足用户数据信息和终端管理信息传输的实时性要求。在主动上报方式下,数据由终端定时或以事件驱动方式收集数据并将数据通过3G网络发送给前置机, 然后由前置机将数据转发给数据处理系统。终端管理信息的收集过程与数据传输过程也类似。
六、系统各部分的功能与特性
1.无线数据传输单元(WDU)
1)本功能:自动接入3G网络,完成3G网络的身份认证、数据通道建立等工作,主动上行呼叫点到点透明数据传输、被动接受呼叫点到点透明数据传输、支持参数配置模式和数据传输模式选择、主动上行短消息数据、短消息广播数据、电路交换数据(GSM)、分组包交换数据、无线IP网络数据、一直在线、断线重连、故障自动重启。
2)扩展功能:前置机开放端口自动搜索、自检与告警输出、远程软件升级与维护、配置键盘和LCD显示器方便用户交互。
2.前置机(FE)
1)本功能:解析业务数据处理系统的数据收集指令以及收集客户终端传送来的数据、分析终端管理系统发送来的终端信息收集指令或终端控制指令、通知终端完成信息的收集或参数配置、接收与终端管理系统相关的终端信息、控制前置机与终端之间、前置机与中心站之间的通信过程、负责将用户数据发送至中心站进行处理、将终端信息发送给终端管理系统以实现相关的终端管理功能。
2)扩展功能:主备用前置机自动切换、终端管理系统功能支持。
3.客户终端管理系统的基本功能
终端密钥生成管理、权限管理、接入鉴权、配置管理、终端性能检测与分析、终端故障管理、前置机及终端费用管理,由于3G公用移动网络终端按照接收和发送数据包的数量来收取费用,根据网络的规模大小可以与电信运营商申请,享受大客户的资费优惠和独立的接入点APN政策,以及专门的客户服务待遇, 从而保证整个网络的安全、经济运行。
七、系统在文广业务中的应用实例
1.实时视频传输
在有突发新闻发生时,转播车不能及时到达或者不可能到达,在此类情况下就可以使用基于3G的移动数据通信系统,用户终端采用摄像设备和移动智能终端的组合,由摄像设备采集视频信号,移动智能终端对视频进行实时压缩,并利用该系统通过无所不在的3G网络传送到后台业务数据处理系统,业务数据处理系统收到视频数据后还原成视频信号,此路视频信号可以接入播出系统供突发新闻的播出之用,直到转播车赶到后切换成转播车信号,虽然图像质量无法达到专业要求,当时可以满足实时突发新闻播出的快速之需求,考虑到3G网络的带宽特性,在播出时适当加大图像的缓存比例,保证图像播出的连续性。
2.现场文字和语音新闻传送
在某些新闻场合,电台记者需要文字和语音新闻实时传回广播电台播控中心,同样可以利用该系统, 由于文字和语音对带宽的要求很小,所以在传输时几乎没有任何延时的影响,业务数据处理系统分离出语音信号,再传输到广播播出系统,供新闻编辑使用,文字信息则按分类存入文字稿编辑系统,供文字编辑使用。
目前,环保问题备受关注。随着环境污染情况日益严重,对环境质量监测提出了更高要求。而现有环保监测系统中,由于大部分监测点较为分散,且分布范围较广,单纯依靠传统手工抄录,不仅工作效率低、且失误率较高,影响决策科学性。信息时代下,计算机、网络信息技术逐渐渗透至环保领域当中,其中GPRS技术,凭借自身实时性、数据传输等特点,成为环保领域数据采集系统的首选技术。在具体应用中,将监测设备采集到的污染数据及报警信息通过GPRS及时发送至环保监测部门,能够实现对排污单位及个人的有效管理,提高环保工作有效性。
1.1硬件设计
硬件主要由电源模块、采集模块及ARM控制模块等六个部分构成,如图1。硬件在系统运行中,通过监测设备获取二氧化硫、烟尘等气体污染物,将信号传送至模拟量采集通道,经过A/D转换后,由微控器进行数据处理及保存,并将各项数据通过GPRS无线发射至各个模块,最终送至监测中心,实现远程数据采集。
1.2软件设计
对于数据采集系统软件设计来看,GPRS的环保数据采集传输系统是集数据采集、无线网络为一体的控制系统。总体来看,系统软件流程设计主要由数据采集——故障分析——显示——传输构成。系统软件主流程设计思想从系统的初始化入手,通过各类服务器的初始化及终端初始化。然后,是计数器、GPRS网络等芯片初始化,读取信息并进入到程序内部,完成计算以及故障分析,确保数据传输真实、可靠性,为工作人员工作提供数据支持。数据采集通过转换器进入到数据监测设备中,完成数据转换和读取。GPRS数据传输协议是数据传输的依据,也是数据传输网络构建的重要基础,在系统中采取内部扩展指令实现数据通信。
2数据通信系统分析
数据通信是一种通过电子计算机与通信线路相结合,完成编码信息的传输、转换及存贮的通信技术。数据通信系统是指将计算机作为基础,利用通信线路连接分布在各个地方的数据终端设备执行数据通信的系统。通过数据通信系统,能够实现数据信息共享,减少信息传输滞后性问题,提高环保工作有效性。笔者设计的通信系统主要由通信中心与五个数据终端构成。通过数据传输平台,对各个子站命令,同时收集子站数据存储于数据库当中。中心站与子站之间通信规程的合理设计是确保通信系统质量的有效方式。在通信系统设计中,根据相关规程,设计一套较为方便、可靠的通信规程,具体设计如下:通信系统运行中,利用起止式串行传输,设置起始与停止,采取双工通信形式作为通信主要模式。数据通信主要分为三个步骤:
2.1呼叫或者应答
确定通信对象,构建数据链路,操作人员下达指令,中心站发出相应呼叫序列,并经过识别后,启动被呼叫站,形成双向链路。
2.2发出指令
被呼叫站按照指令执行数据发送和接收任务,如果控制命令式传送数据信息,将会进入到信息交换阶段。反之,如果接受的命令是接收信息,将会进入到上一阶段,保障通信效果。
2.3通信任务结束
通信结束主要存在两种情况,一种是正常通信结束;另一种是受到外界因素的影响,被迫停止任务,形成异常结束。笔者设计通信系统采取透明电文形式完成发送任务,不仅能够减少编码过程,提高通信效率,还能够降低传输过程中的误码率。另外,系统设计中,为了减少传输差错,笔者采取差错控制手段,及时发现数据中存在的问题,并进行有效处理,以保障数据通信系统的积极作用得到有效发挥。通信系统针对各类因素造成的通信故障应具备一定的恢复能力,通过利用计时器及重执次数计数器,能够有效判断和恢复通信系统。当中心站向终端发送信号时,如果得不到接收,将进行延时呼叫,如果重复呼叫仍然不成功,证明终端存在通信故障,应通知操作人员采取措施进行调整。随着通信技术快速发展,数据安全传输问题受到越来越多的重视。数据传输及通信系统对数据安全性要求较高,需要解决数据通道的安全问题。因此,在系统设计中,应采取加密机制,当受到外界因素干扰时,向远程数据终端发送请求,然后结合应答情况判断网络连接状况,如经过多次请求未回应,应及时启动GPRS模块重新连接,以保障系统内部数据安全性,为环保领域可持续发展提供帮助。
3结论