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1.1数据通信工程的基本含义
数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新型通信方式[1]。而数据通信工程则是指计算机技术和通信技术有机结合后组成的新型化通信手段。相对于通信工程,数据通信工程主要应用于小型网络,或者应用在由LAN构成的大型网络当中。
1.2数据通信工程的发展历程
远程信息的即时传输,不仅改变了人们的交流方式,促进了社会文化和经济的发展,同时还对社会稳定和谐发展提供了重要助力。1831…年法拉第发现了电磁感应,电报、电话等相继问世,这标志着电信时代的到来。20世纪以后,电子管和半导体的出现推动了数字通信的产生与发展,社会开始步入信息时代。90…年代末,数字通信工程的广泛建设加速了数字通信方式的普及与应用。随着数据通信工程技术的不断升级和优化,数字通信逐渐实现了超高速、超长距离、智能化的全面发展。
1.3数据通信工程的特点
根据相关调查和研究发现,数字通信与其他通信方式相比,具有非常鲜明的特点和优势,具体表现为宽口径、跨学科、服务范围较为广泛等。此外,数据通信还具有较强的抗干扰能力和保密性,在广泛的服务业务范围内,这些业务并不会轻易遭受环境和距离的影响。
二、无线数据通信的应用分析
在发展壮大的过程中,通信工程暴露出缺乏专业性技术人才的问题。因为通信工程具有一定的特殊性,工程涵盖内容较为广泛和复杂,只有尽可能多的吸收和储备高科技人才和优秀管理人才,才能进一步推进通信工程的发展。此外,数据通信工程的发展有助于带动我国社会经济的发展,越来越多的高校生选择加入通信工程专业,为我国通信事业的发展培养了大批人才[2]。无线数据通信的应用,除了传输相关的数据信息,同时还丰富了数据通信的各项功能,使其更加完善和全面,通过移动数据终端不仅能够实现远程的业务调度、数据访问,还能够完成数据收集、通知联络等任务。
三、数据通信工程的发展前景
随着数据通信技术的智能化发展,无线网络不仅提高了速率,其技术标准更是在不断的优化和完善,并且逐步形成了一个合理、科学的整体化模式,而互联网设备也在逐步向着智能化、集成化的方向转变[3]。与传统技术相比,计算机网络和数据通信更适合于用户,比如,在日程生活中,人们可以通过计算机网络,在互联网上完成有关的服务或交易;或者,人们可以借助计算机网络搭建的沟通交流平台,尝试发挥数据通信工程的存在优势,进一步改善和提高人们的生活质量,实现通信工程的广泛推广和应用。按照相关数据显示,未来数据通信工程的发展方向主要针对光纤通信。作为一种有效载体,光纤通信在数据的传输中能够起到重要作用,借助卫星通信、无线电通信等辅助手段,就能轻松实现节点转化和宽带接入,加快数据通信工程运行速度的同时,进而保证了信息传递的时效性。除此以外,数据通信工程的发展壮大,始终离不开优秀的专业人才和管理人才。一旦技术人才和管理人才呈现出匮乏的状态,就会严重阻碍通信工程的未来发展。因此,为了保证数据通信工程的可持续发展,就必须要做到与时俱进,坚持完善和创新,发现业务故障后要及时做出调整和改善,确保通信工程的全面运行和推广。
关键词:医保三险合一;信息系统整合;数据接口
国务院3月下发的《国务院机构改革和职能转变方案》指出,将减少部门职责交叉和分散,最大限度地整合分散在国务院不同部门相同或相似的职责,理顺部门职责关系,城镇职工基本医疗保险、城镇居民基本医疗保险、新型农村合作医疗的职责等,分别整合由一个部门承担。当前各地经办机构都在贯彻执行此政策统一办公阶段,下一步进入医保三险合一实质阶段,信息系统统一建设尤其是应对先前的多经办机构、多软件开发商引发的数据接口集成较困难将成为重中之重。
1现行医保农合信息系统数据接口建设的现状及问题
1.1信息系统形式和要求 近十几年来,我国已经形成了以职工医保、居民医保、新农合为主的覆盖城乡居民的基本医疗保险制度,但多年来多部门经办、各自找软件公司开发引发的不同的软件间数据交互与共享存在各种问题和矛盾愈来愈突出。在现阶段建立统一的城乡医保制度体系成为医保事业发展趋势,遵守统一的软件工程设计规范,实现信息系统开发标准化,提高信息系统可兼容性、可扩展性,遵循国家、行业标准是适合和满足医疗保险管理信息系统需要的信息编码体系标准。
1.2定点医疗机构内部多系统之间面临的数据交互挑战 随着我国医疗事业的发展和医疗政策的不断推出,各级医院在不同时期先后建立了以HIS、LIS、PACS、OA、医保、新农合等信息系统为主要构成的医院管理信息系统,但是由于分期建设,各医院的信息系统一般来自不同的企业,采用的数据库系统与软件架构也各不相同,这些信息系统间为满足同一家医院的业务需求就要进行数据交互与共享,这种共享一般是通过数据接口实现,由于HIS软件公司的不同,各医院的医保管理程度的不同造成了医院与医保信息系统的数据交互与共享存在各种困难。
2结合当地一家三甲医院,实际对现存问题讨论并总结有效解决方法
2.1注重医保政策解读能力的提高,采用项目对照的办法,有效解决信息分类编码标准化问题 尽管各地市的医保、新农合信息系统不尽相同,但是患者的基本信息字段是有限的,对于医院需要上报的数据字段其中主要包括患者的个人信息、疾病名称、费用信息、费用明细等,这些字段属性各家医院的编码不尽相同,如果直接将这些数据上报到医保、新农合部门的信息系统中医保部门将无法识别,导致上报的数据无法使用,成为了垃圾数据,同时由于各地医保政策的频繁更新与医保报销药品目录、病种目录的频繁变化,这些问题都增加了数据上报的难度;在本地三甲医院实施与使用的过程中发现要解决这些问题一个有效的办法是医院将数据编码标准化,但是直接使用医保部门的标准编码是不切实际的,因此将医院的编码与医保部门的编码进行对照是一个有效的解决方法,医院的实施情况是在医院信息系统的数据库中建立一个对照表,将医院数据编码与医保的标准编码进行对照,在上传数据时,读取对照后的数据编码,医院内部使用时用医院内部的编码,这样既解决了上报数据标准化的问题又不影响医院正常工作的需要;对于后期药品目录和病种目录发生变化时,只要将原对照表中的记录删除,然后将新的对照记录添加到对照表中即可,大大减少了医保部门的工作量;此外,由于医院需要与不同地区的医保、新农合的信息系统建立接口,利用这种方式都可以有效的解决。
2.2通过数据接口如何与经办机构实现患者信息数据的有效、实时、可维护性高的上传 在解决了数据编码标准化后,数据上传的方式是影响数据交互与共享的另一个因素,由于各医院与经办机构信息系统之间系统架构不统一,系统标准不统一等问题的存在,要实现它们之间的数据交互与共享医院通过两种方式实现;①医院医保的实现方式:由经办机构将医保业务和医保政策以参数形式统一定义到接口链接库中供医院调用,医院通过调用连接库中的参数完成患者费用的计算和数据的存储与传输,接口链接库在医院端采用被动调用的方式操作数据;医院的接口程序在业务需要时,调用接口链接库的函数集,并按函数集的数据格式向医保中心传输相关数据;②新农合的实现方式直接调用HIS数据库中定义好的视图,在系统操作时,以患者的住院号为参数调用HIS数据库中的视图读取患者的费用,并且按照农合对照表的编码取得标准编码;相比较而言新农合是二层C/S系统,医保是三层C/S系统,在医院的实际使用过程中证明医保的接口实现方式是比较有效与安全的,可以实现数据的实时上传,可维护性高,同时由于连接库中的函数是医保中心定义的,符合医保的政策,有相当的权威性;
3构建三层体系结构提高数据传输效率与保障系统安全
随着医保、新农合政策不断完善并已基本实现全覆盖,信息数据几何级数增加,进入大数据时代,整个信息系统的运行压力越来越大,新形势下的业务需求,对数据传输的效率与安全提出了更高的要求,在这种情形下,如上所述,医院要根据实际需要构建了3层客户/服务器结构的医保系统与2层客户/服务器结构的新农合系统;
图1 3层客户/服务器体系结构
所谓2层客户/服务器结构实质就是将数据存取和应用程序分离开来,用数据服务器执行数据操作,客户机来执行应用程序,用户在客户端通过网络通服务器打交道,客户端又包括用户界面和企业逻辑,网络上传输的数据主要是客户端向服务器发出的请求以及服务器发给客户端的响应结果或出错信息;这种结构对于规模较小,复杂程度较低的系统比较合适,但在开发和配置复杂的更大规模的企业应用中逐渐显示出不足;
所谓3层C/S结构,基本思想是将用户界面同医院逻辑分离,把信息系统按功能明确的划分为表示层、功能层和数据层三大块,使其在逻辑上独立;
从传输效率上看,两层系统主要的处理存在于客户层,客户端往往过于庞大、负载重,相当"肥",而服务器端则相当"瘦",为了完成系统的各种功能往往不得不从服务器上将大量的数据传输到客户端上进行各种处理,另外客户端与服务器所用到的SQL操作也会加重网络的负担,种肥客户端情况下,系统的反应速度慢;三层系统由于数据在发送到数据服务器之前首先由功能器过滤,网络通讯量会因此下降;多服务请求和复杂数据访问,分散地来自中间层而不是来自客户端,进一步降低了网络的通讯量;再者,由于目前个人计算机客户端被定位为描述层的最低端,使得对内存和外存容量的需求得到缓解。
从安全性方面来看,在两层系统中一个用户能为每个SQL服务器存取申请一个独立的口令,使得系统的保密性在c/s环境中变得非常复杂,终端用户查询工具的增加也使得数据库服务器的保密性降低;三层结构中,使用了开放式计算环境,在中间层的功能服务器中提供的加密技术,较好的克服了两层结构中的安全性问题,对医院敏感数据的访问也可通过应用服务器来进行,而不是由客户机直接进行存取,这就增加了系统的安全性,客户端应用并不直接连接到服务器的数据库上,对数据的直接操作很有限,结构上的限制极大地提高了数据的安全性。
通过上面的比较与当地三甲医院的实际应用,在三层体系结构下的医保信息系统不仅改善了数据的传输速率同时也提高了数据传输的安全性,这种系统架构比较符合未来医疗保险政策要求下的信息化需求的。
4讨论
现行形式下多软件开发商、多政策汇集的局面非常严重,医保三险合一虽是方向,但信息系统的统一才是根本路径,靠打补丁式的增添借口临时应对实现系统集成是不可行的,建立标准化的信息分类编码是打造具有可扩展性、实现方式灵活、能较快的适应调整政策和运行环境等改变成功系统的重中之重。上述三个方面对于解决制约医保信息系统的主要问题提供了一套有效的方法,实现医保管理系统和医院信息系统既各自完整,又相对独立,数据传输准确、快捷,希望可以减少或避免其他医院在这方面走不必要的弯路。
参考文献:
[1]李颖.论三级医院医保(新农合)信息系统设计与实现[J].医学信息,2013,2:1.
[2] 陈豪,孙正义,张德富.三层客户_服务器体系结构的一个应用实例[J].计算机工程与应用,2000,3:315.
[3]张琳."瘦"客户机实现方式初探[J].软件世界,2001,1:25.
参观过2007年中国国际通信设备技术展览会的人可能都会察觉到,无论是设备厂商还是运营商,大多屏蔽掉了那些枯燥、复杂的技术和设备,而将真正贴近人们生活和工作的业务应用及解决方案作为了展示的重点,这种改变在数据通信领域显得尤为突出。
应用为王加剧竞争
在本届展会上,那些枯燥的高科技、冰冷的设备逐渐淡出人们的视线,“应用为王”成为了数据通信领域的主旋律。
中国电信将“号码百事通”、“商务领航”、“互联星空”、“我的e家”四大增值业务作为了宣传重点,而为了显示自己在设备之外的竞争力,设备厂商也向人们展示了大量基于IP的数据通信产品及解决方案;这些直接针对最终用户而非运营商的产品和解决方案,不禁让人深切地感觉到,“运营商需要什么,设备厂商就做什么”的时代真地已经成为了历史,“运营商的客户需要什么,设备厂商就做什么”的时代正在悄然来临。
此外,从本届展会上中国电信展示的针对政府的“数字城管”、针对公安系统的“平安城市”、针对保险行业的“远程定损”以及针对家庭用户的IPTV等定位于不同用户的业务中,我们不难看出,正在向综合信息服务商转型的运营商将更加注重市场的细分;而厂商向人们展示的统一通信、IPTV、视频监控、数字家庭等更有针对性的产品和方案,则让我们有充分的理由相信,厂商早已经意识到了这一点。
当然,“应用为王”时代的来临也意味着,数据通信厂商间的竞争已经从单纯的技术、设备领域延伸到了应用领域,IC与IT融合的趋势将更加显著。本届展会上我们看到了更多IT厂商的身影,就是最好的证明。
全IP、融合、移动趋势显著
尽管在本届展会上,运营商、设备厂商都不约而同地将应用作为了宣传的重点,但无论是从那些吸引眼球的解决方案,还是只能充当配角的设备身上,我们可以明显地感受到,正如人们预料的那样,数据通信正在向着“IP化”、“融合化”、“移动化”的方向演进。就像华为在本届通信展上的主题“移动、全IP、融合”一样。
为了满足种类日益丰富的应用对城域以太网带宽和稳定性的要求,厂商在设备上可谓下足了功夫,阿尔卡特朗讯、北电、华为、中兴通讯、烽火等厂商都在展会上展示了各自最新的以太网路由和交换产品,这些基于MPLS和PBT技术的城域以太网设备除了能够提供更高交换和路由能力、更丰富的接口外,还提供了更高级别的QoS保障、更快速的保护导换功能,保证了城域以太网的可扩展性、可靠性和稳定性。
【关键词】数据通信;光纤通信;应用
光纤通信技术在本地、长途以及干线传输上运用非常广泛,同时正朝着用户光纤通信网方向发展。利用单模光纤由于长波激光器,各路光纤通话路数已经在10000门以上,光纤具备较强的通信纤力。当前光纤通信技术发展很快,对逐步加大了对接入、光电转换、传输、交换以及网络等设备的运用,并由数字信号处理与光电转换两个单元构成。对此,为提升数据通信质量,需要加大对光纤通信技术的研究力度,为人们的日常生产生活提供方便。
1光纤通信技术概述
1.1数字电路
当前,数字光纤通信的应用已经非常广泛,并不断提升了通信容量与传输距离,以往的电缆传输通信已经被取代。数字光纤通信有很多优势,主要包括以下几点:传输距离长、容量大,抗干扰能力强,耐腐蚀和辐射,质地较轻等[1]。对数字光纤通信而言,先要通过光电转换,将数据传输信号转换为脉冲数字信号,利用光纤光缆进行传输,接收端获得传输过来的信号后,在光电转换、放大、均衡以及定时判决以后,形成数据信号进行传输。数字信号传输到光发送机后,在光源器件调制后,将光脉冲信号发射出去。信号在光接收机中实现转换,并在放大与均衡后,能够形成数字信号。
1.2MSTP电路
MSTP是一种多业务传输平台,主要在SDH上发展而成。MSTP也是一种先进的城域光传输网技术,可以实现对城域网中各项数据的传输。当前,MSTP电路具备数据传输的功能,可以提供专网服务。
1.3裸光纤
通常来说,电信等公司可以为用户提供裸光纤租用服务,即主要为光纤物理通道,能够对数据进行处理,所有光纤干线没有连接数据处理设备,信号收发器需要用户根据需求进行安装。对于裸光纤业务而言,主要是用户和运营商主要使用光纤这一传输媒体,建立宽带网得到时候,若是网间距离在3km以上,则需要光纤进行连接。
1.4SDH电路
SDH属于同步数据技术,将时分复用作为基础,在所有上层网络上,SDH发挥着物理通道的作用,并有着透明的特点,在宽带支持下,能够提供电话、数据以及数字视频等服务。用户不需要签订通信协议,能够根据自身需要,选择相应的通信协议与网络设备,同时业务质量也很高。
2光纤通信技术发展历程
20世纪70年代初期,西方发达国家已经开始研究光纤通信技术,主要是这些国家电话通信要求不断增加。在美国,很多通信公司出于增大通信容量的考虑,大力研究各种新型材料,取代传统的铜质电缆,让功能变得更加丰富。之后英国标准电信研究所研究了光纤耗损等内容,这推动了研发光纤材料的步伐。随着对光纤材料研究的加深,美国康宁公司研发了石英光纤,并在改良之后,已经可以达到其理论损耗极限的程度[2]。从光纤通信技术发展历程来看,主要有5个阶段,即第一阶段为850nm波段多模光波;第二阶段为1310nm多模光纤;第三阶段为1310nm单模光纤;第四阶段为1550nm单模光纤;第五阶段为长距离传输光纤通信技术。
3光纤通信技术发展趋势
3.1全光网络技术
随着网络传输与交换的进行,全光网络技术主要将光作为载体,信号在网络中传输期间,需要进行电与光之间的相互转换。发展全光网络技术,能够更好的利用网络资源,进行传输的时候,不需要通过电处理,能够运用各种传输方法,如PDH、ATM、SDH等。为进一步促进全光网络的发展,需要各种网络技术的融合,对于光网络的设计,可以借鉴与Internet相类似的结构。全光网络技术优势也非常明显,如组网非常灵活,不会出现误码,可扩展性强等[3]。现阶段全光网络技术主要应用于银行中,如开展的各种网上银行业务,这样能够让企业或个人的经济交易更加方便,也突破了空间与时间的局限,直接使用计算机完成各种金融业务,如转账、存款以及理财等。尤其是在3D网络技术快速发展的今天,光纤通信技术将获得更大发展。
3.2波分复用系统
对于薄分复用系统而言,主要利用光波频率与波长之间的差异,从光纤的实际损耗出发,分为相应的信道,将光波当成信号载波,并借助波分复用器,把发送端各种波长的信号光载波进行合并,并在光纤内实现传输。这样一来,让单模光纤低损耗区的宽带资源得到了充分的利用,而接收端同样设置一个波分复用器,实现对承载各种信号的光载波的分离,这样只需要使用一根光纤,就可以对多个波长的光信号进行传输,让多路光信号复用传输得以实现。在我国波分复用系统发展速度很快,尤其是1.6Tbit/s的WDM系统逐步普及到商业上,同时极大延长了全光传输的距离。此外,为增加传输的容量,还可以使用光时分复用技术(OTDM),利用该技术的信号,能够实现波分复用,从而有效增加了传输的容量。对于现阶段大容量的WDM/OTDM通信系统而言,通常选择归零编码信号的形式进行传输。通常光纤对色散管理分布要求很高,而利用该系统,可以有效降低这个要求,同时能够更好的适应光纤的非线性、偏振模色散等特性。此外,在超高速通信系统内,归零编码信号不需要占据较大的空间,这无疑是今后光纤通信系统发展的一个重要方向。
3.3光弧子通信技术
光弧通信技术的发展,能够实现传输距离的增加,属于特殊ps数量级的超短光脉冲,通过将光弧子为载体,能够增加通信的距离,并确保不会出现畸变。同时还可以在不出现误码的基础上,实现信息的超远距离传输。光弧子通信技术的发展与应用,能够避免受到光纤色散的影响,让通信容量更大、传输速率更快[4]。光弧子通信技术是一种全光非线性通信方法,能够有效避免受到色散的影响,从原理上看,借助光纤折射率具备的非线性效应,从而压缩光脉冲,从而平衡群速色散造成的光脉冲展宽。在创造相应条件以后,能够确保光弧子在光纤内顺利传输,同时延长传输的距离,避免出现变形等问题。由此可见,光弧子通信技术比其他通信技术具备更大的优势,如传输距离更长、容量更大,同时也能够有效避免受到各种因素的影响。因此,今后要加大对光弧子通信技术的研发力度。
4结语
总之,数据通信是一种通信业务,能够实现远距离的信息传输与处理。现阶段计算机技术发展很快,出现了很多先进的职能设备,极大丰富了处理功能,在社会各行各业得到了广泛应用,数据通信范围也逐步增大。而光纤通信技术作为数据通信的一种传输方式,可以有效提升数据的传输量,因此今后需要进一步加大对其的研发力度,确保其优势能够充分发挥出来,提升数据通信的质量。
参考文献
[1]王书林.浅析计算机网络数字数据通信技术[J].无线互联科技,2016(04):1~2.
[2]马骉.4G通信技术及其应用前景分析[J].中国新通信,2014(08):71.
[3]施伯杨.浅谈数据通信技术及应用[J].科技创新与应用,2014(07):62.
【关键词】地空数据链 民航业 地空数据通信系统 应用 展望
近些年来,随着人民生活水平的日益提高以及的新技术的运用,民航业进入了一个快速发展的时期。节节攀升的业务量不仅为民航企业带来巨大的利润,同时也对民航的通信水平提出了更高的要求。传统的民航通信采用的是高频(HF)、甚高频(VHF)的电磁波进行语音通信,但是,采用电磁波通信的方式,不仅面临频道拥挤的压力,同时也容易受到其他通信系统的信号干扰。面对越来越大的通信容量,传统的通信方式已经无法满足信道容量、误码率、信道延时等各方面的要求,因此,也就无法为飞行的准时性和安全性提供保障。地空数据通信系统由此应运而生,并以其容量大、误码低、延迟小、可靠性高的特点成为民航业关注的焦点。
一、地空数据链含义
地空数据链,实质上是一个通信信息管理系统,其采用无线网络的通信方式与协议,完成地面管理系统以及飞行器间的数据交互。飞行器与地面管理系统间采用的是无线的传输方式,采用微波作为传输煤质,通常应用模式的包括高频、甚高频、SATCOM以及SSR的S模式。通过地空数据链信息管理系统,可以有效的将飞行器信息和地面信息联系到一起,提供更为及时安全的飞行信息,同时,可以大大的提高民航公司的运营效率,提升公司效益。
二、地空数据链的分类
从地空数据链采用的数据链传输媒介的角度,可以将地空数据链分为如下几种:
(一)高频(VF)数据链。高频波在传输过程中,因为可以超视距传输,所以覆盖范围相对较广,但是,超视距的传输特性也使得高频波传输延时大、干扰强,因此传输的实时性以及可靠性较差。
(二)甚高频(VHF)数据链。甚高频的电磁波传输可靠性较高,且因其直线传播特性导致其有时延小,速率高的优点,同时,采用专属频段的高频波建设地空数据链投资小,且容易扩展。但是,由于VHF是视距传播,因此传播范围有限,因此造成地空数据链的覆盖范围小,需要在航线全程布放大量站点才恩给你实现全程覆盖,工程规模比较庞大。目前,甚高频数据链仍然是地空数据链通信采用的主要手段。
(三)卫星通信数据链。通过卫星通信服务提供商提供的数据通信服务,实现地空数据链。
(四)SSR的S 模式数据链。SSR为二次监视雷达,SSR的S 模式也可以作为地空数据链通信手段,但应用不如其他几种模式广泛。
三、我国民航地空数据通信系统的发展
在我国,民航地空数据通信系统的发展可以分为如下四个部分。
(一)基础网络等设施。要实现地空通信,首先需是要搭建一张基础网络。就我国来说,截止到07年底,全国已经完成87个远端地面站(ACARS)的建设,同时包括对76个机场的地面覆盖,实现了对全国绝大部分航空线路的全程覆盖。与此同时,我国也一直寻求国际合作,并与泰国AEROTHA以及美国ARINC共同建设了GLOBALINK/ASIA 服务体系,旨在为全亚洲的航空公司提供一流的地空数据通信服务以及一体化的解决方案。
(二)网络运行、管理、控制。在基础网络建设之上,必须同步建设网络相关的运行、管理、控制体系,用以维持系统保持一个稳定的运行状态,并提高系统的安全可靠性。
(三)人员培训。地空数据通信系统是一个复杂的系统,且更新升级速度块,因此要保持操作和维护人员在技术只是和管理水平上不断学习和补充。可以通过定期的举办培训课程来解决。
(四)服务系统。地空数据链系统由机载系统(包括软硬件系统),地空数据通信网络,地面系统组成。地面系统通过地空数据通信网络与机载系统进行信息数据交换。除了运行控制系统以外,需要建设其他的服务系统,比如气象资料上传系统,为每个服务的机场提供实时的气象数据。
四、数据链系统在民航中的应用
数据链系统在民航中,可以提供多种多样的服务,主要包括如下几个方面:
(一)PDC(飞机起飞前放行)服务。PDC的全称为“Pre-Departure Clearance”,即飞机起飞前放行的服务。前提是飞行器具备相关的软硬件设备,便可以借助地空数据链实现飞机的放行。相较于传统的语音放行,地空数据链的通信方式速度快,效率高,同时可以大大降低机务人员的劳动强度。
(二)CPDLC(管制员、飞行员数据链通信)服务。CPDLC的全称为“Controller Pilot Data Link Communication”,即管制飞行员数据链通信服务。通过在飞行器上加载相应的软硬件设备,可以实现管制员Controller与飞行员Pilot的信息交互,通过在地空数据链上承载CPDLC服务,可以有效地减轻管制员Controller与飞行员Pilot的工作负荷,同时也避免出现人为的“语义误读”的问题。
(三)ADS(自动相关监视)服务。ADS全称为“Automatic Dependence Surveillance”,即自动相关监视服务。在地空数据链系统上加载这项服务,飞行器可以向ATC传输位置信息以及其他相关信息,并且可以把这些信息转换成雷达信息显示在雷达界面上,实现对飞行器的自动监视。
五、未来展望
地空数据链未来的发展有两个方向:
(一)下一代地空数据通信系统。地空数据链系统本质上还是通信系统,可以通过OSI7层结构来分析。目前,在地空数据链系统的数据链路标准的协议中,VDL Mode 2被广泛看好。VDL Mode 2协议在兼容性方面,以及对ATN 网络的结合度方面都有着其他协议无法比拟的优势,同时,因其采用了ICAO 的标准以及可靠的面向连接的传输层协议,在传输速率和误码率方面有了更大的改善。
(二)航空电信网。Aeronautical Telecommunication Network,即ATN,是新一代的航空电信网络。ATN作为新航行系统的重要组成部分,是全球地空一体化的航空专用网络,具备完善的系统安全机制以及高的可靠性保证,可为民航业提供高质量的航空通信服务。在未来的过程中,航空电信网将进一步建设和完善,并进一步将现有航空通信系统联系到一起。
参考文献:
【关键词】 数据通信交换技术 计算机网络 应用前景
上个世纪五十年代,由于计算机通信技术的飞速发展和不断普及,数据通信交换技术逐渐兴起,它属于计算机和通信结合的产物。它是一种新的通信交换技术,接下来,笔者将简单介绍数据通信交换技术在计算机网络中的应用。
一、数据通讯交换技术在互联网络中的应用
1、电路间的交换。在进行通信之前,需要先将线路连接。电路交换的三个过程:建立、线路占用、连接拆除。为了给进行通信的双方建立一个通道,完成数据传输,需要将起源站点往某一个目标站点传送一个请求。在这个请求发送出去之后,经过其中许多的中间节点来讲请求发送到目标站点,在这个传送的过程中,相对来说,比较空闲的线路需要被优先分配。线路的占用是数据传输的一种交换过程,它在完成的物力线路的基础上进行站点数据的传送任务。而连接拆除,则需要完成起源站点和目标站点的成功连接,之后,将这条已经连接成功的线路拆除释放,让线路能够最终回归到新的请求中。2、报文的交换。报文交换的形式是将信息制作成报文,每一个报文中都含有一些相关的信息,计算机互联网络中,每一个节点都采用存储转发的方式来实现数据的交换。而报文交换就是相关站点一次性传送的数据块,这些数据块就是报文,在传送的过程中,报文的长度不会发生任何改变。
与电路交换相同的是,报文交换也有其自身的优势,比如报文交换对于信道的利用率非常的高,并且承载的数量也非常大,可以将一个数据块传送到许多目的地。而报文交换同样也存在缺陷,它最大的缺陷在于无法满互式的通信需求,并且它的延迟一般较长,当相关节点接收到过多的数据时,极易出现无法存储的情况,这时就很有可能造成报文的丢失,从而在一定程度上增加了设备的费用支出。3、分组的交换。分组交换是终端将需要传送的数据划分成诸多个用户数据段,每一个数据段在传送到下一个节点时,都要加上源地址、用户数据段编码等信息。分组交换的优点在于其传送的速度非常快,效率很高,非常具有可靠性,但是,它的实现技术难却是它的致命伤。
4、帧中继技术。帧中继技术采用的是统计复用的协议,它能够在单一的传送线路上创造出多条虚电路,每一条虚电路都需要采用数据链来进行连接和标记。帧中继技术的优点在于它是以光纤作为传送媒体,因此,它的传送数据质量相对较高,误码率也相对较低,资源的利用率也高于其它传送方式。但帧中继技术的缺点在于它并适用于传送实时的信息,并且帧中继技术对于传送线路的质量和终端是否是智能化的要求相对较高。
二、数据通信交换技术在其它方面的应用
分组交换网运用分组交换的通信平台,开发增值业务,并且能够提供交换虚电路等业务。而电子数据交换业务,则是通信、现代管理技术与计算机技术相结合的产物,如今,EDI采用电子单证的模式,取代了传统的纸面单证,将传统老旧的多点对多点的连接,变为了网络信息的快速传递。
数据通信交换技术也可以运用于可视图文业务,这是一种采用电信公用网络进行开发的新型信息服务系统,主要可以进行公用数据库业务等。
三、数据通信交换技术的发展
1、电传输和交换。当前,光通信技术不断的发展和完善,很大程度的扩大了光纤信道的传送容量,在这个基础上,数据通信交换技术迎来了适合它的发展契机。通信网络在发展的过程中可以分为三个阶段,其中,电传输和交换处在第一阶段。一般来说,旧式的通信网络基本都是处在电传输和交换的阶段,它的技术涵盖范围非常广泛,包括了以上任何一种技术。2、光传输和电交换。这是通信网络发展的第二个阶段,这个阶段数据是通过光信号来进行传送的,并且采用光纤作为介质传送数据。一般来说,中继节点只能够处理电信号,在这种情况下,在传送的线路和中继节点的接口位置需要装备光电相互转换的装置。3、光传输和交换。大部分的数据传送都是在光信号信道上进行,但是,由于技术的限制,光信道出现了空闲的想象,为了克服这样的缺陷,逐渐出现了许多新的交换技术。
结语:当前,计算机的发展日新月异,而交换技术的发展则有两个方向,第一,是向量变的发展模式,如今数据传送的速度已经非常快了,到达了万兆的水平;第二,是向质变的发展模式,这种发展模式业绩已经取得了一定的成就,发展成为七层应用层交换。如今这是个信息化发展的社会,随着互联网技术的不断发展,各种通信手段也应运而生,因此,熟练掌握新的通信交换技术以及跟上时展的潮流已经成为一项必不可少的工作。
参 考 文 献
[1]李钰.浅谈计算机网络与数据通信交换技术[J].数字技术与应用,2014(01).
关键词:PTN;分组传送网;智能电网;电力企业;数据通信网
电力通信网是在电力系统不断发展的基础上所形成的一种强大专用网络,其主要目的是确保电力企业数据通信网的稳定和高效运行,也是现代电力企业发展壮大的重要基础。近年来,以特高压电网为骨干网架建立起来的特高压电网系统有力地推动着智能电网的快速发展。面对电力系统的快速发展,电力企业原有的数据通信技术已远远落后于智能化电网的发展进度,因此,需要努力尝试使用承载IP业务等具有更加广阔前景的技术[1]。
电网智能化的发展使得电力企业数据通信网中的通信业务逐渐向IP业务转变,对宽带的需求量也迅速增长,光传送网技术解决了IP业务颗粒小无法适应传送业务的难题,可调度性明显增强[2]。PTN技术是设置在IP业务和底层光传输介质之间的一个层面,是针对分组业务流量设定的,其分组技术能够实现多业务承载。PTN技术还是IP、传送网和太网三者的结合技术产物,该技术顺应了网络发展的IP化、智能化和宽带化,增加了独立控制面,传输效率和传输方式得到有效拓展,能够提供统一的全业务,确保了传输数据的业务特性和分组交换要求,同时还继承了SDH传送网的优势,同步性能更好。本文将详细介绍PTN组网在电力企业数据通信网中的应用情况,并以其在某电力公司数据通信网中的应用实例为研究对象,深入分析其应用特点。
一、PTN技术概述
(一)PTN技术的特点
PTN组网(分组传送网,Packet Transport Network),是一种光传送网络架构的具体技术,PTN技术针对分组业务流量的统计传送要求设计而成,其核心业务是分组业务,不仅具有更低的使用成本,而且还沿袭了传统光传输技术的诸多优势,包括可靠性高、可用性强、流量工程管理、OAM便捷管理、可扩展性等。PTN技术的特点主要表现在以下几个方面:(1)能够完全满足电信级要求,这是基于连接技术实现的,其管理方式可以根据不同用户进行区分管理,并根据业务优先级划分管理,这种灵活的连接管理方式与传统电路连接方式相比,能够为用户提供更多的接入选择,从而提高宽带的统计复用能力[3]。(2)完善的OAM管理能力,任何PTN传送技术都具有OAM管理特点,且能够实现端到端的管理机制,除了具备传统的分组设备要求,PTN技术还进一步强化了电信级所要求的性能管理需求,其最显著的一个特点是多级TCM监视。(3)超强的网络保护,PTN的网络保护基本不存在延时性,也就是可以实现即时、快速保护,其提供的环网保护可以在50ms内完成点对点连接通道保护倒换。
(二)PTN技术的优势
(1)生存性。PTN技术的生存性是其最显著的一项技术优势,也是分组传送网中的主要优势,其生存性主要通过控制平面的恢复技术来实现,这种恢复技术指在控制平面的参与下,当发生错误时,能够重新计算保护路径,或者在错误发生之前预估计算保护路径,在传送平面的保护方面有路径保护技术和环网保护技术两种[4]。(2)全业务承载能力。PTN的分组交换内核不仅提供了多种数据业务的适应性,而且还借助伪线仿真技术提供原有电路服务的后向兼容性,使其在满足业务数据传送需求的同时还能支持传统电路型业务。(3)分组时间同步。分组时间同步是分组业务的客观需求,时间同步包括时钟同步和频率同步,在实现方式上可以采用太网同步方式[5-6]。(4)互联互通。PTN的分组承载方案是在传送角度方面入手的,电力通信网是一个大型的MSTP网络,其节点可延伸到多个本地地域角落,PTN网络则具备与当前MSTP网的互联互通能力。
二、电力企业数据通信网现状及PTN独立组网的发展
(一)电力企业数据通信网现状
电力企业的数据通信网属性由电力行业自身需求决定,需要具备电力系统实时控制功能,通信站点的密度也较大,对可靠性、安全性和实时性的要求都较高,电力企业数据通信网是确保电力系统安全、稳定运行的有力保障,也是建立现代化电力企业的重要基础,随着电力企业信息化建设的不断推进,电力调度对自动化水平的要求也越来越高,并逐渐向全IP方向发展。与传统SDH通信传输系统相比,其基本业务单元是基于2Mb/s来实现业务传送的,在SDH平台上建成的MSTP体系虽然具有较多的业务承载能力,但是MSTP体系是基于TDM内核技术的,其在承载IP分组业务时效率并不高,而且配置极为复杂,灵活性也较差,因此,有必要探索如何实现对上层业务的高效承载,这就需要建成新一代多业务传输平台[7]。当前电力企业数据通信传输网所面临的问题主要体现为以下几点:(1)宽带容量不足。国家骨干电网的宽带容量为2.5Gb/s或10Gb/s,远远低于智能化电网的传送需求,省级地区以下的宽带容量也无法满足当前智能化电网的终端传送需求。(2)生存性较差。当前采用环加链形式的环网传输方式无法有效抵御多次故障,不利于智能电网对传输的可靠性要求,更无法满足其多重保护和自愈需求。(3)集成和优化能力不足。现有网络的建设基础是分层、分段,没有高度集成化的网络管理,不利于网络优化和业务维护。
(二)PTN独立组网的发展
PTN设备组网过程中需考虑电力企业数据通信网的特点,需采用分层结构,对于各地区的通信网网络结构来讲,大致可以分为三层:接入层、汇聚层、骨干层。其中,接入层结构为拓扑结构,接入方式为双节点星型接入,汇聚层为双节点挂环结构,作用在于预防节点失效风险,骨干层没有循环系统,而是通过相关汇聚层节点直接相连[8]。此外,每个骨干机房还配置有两个大型的PTN设备用于设备端口的业务接入和调度,并将风险安全分担。PTN的网络保护技术有环网保护和线性保护两种,其中,线性保护又包括1+1保护和1:1保护。环网保护方式是基于故障邻节点的环回保护倒换实现业务端到端的倒换的,这种保护方式支持多种功能,包括环相交、单环保护、环相切保护功能,这样可以实现对链路多故障点的保护。1+1线性保护基于MPLS隧道配置两条可以同时运行的通道,具体选择哪条通道来传输分组数据需要由宿节点决定,这种传输方式即业务双发选收。1:1线性保护模式同样配置有两条通道,但是在某一时刻只有一条通道是可以运行的,这种传输方式即业务单发回收[9]。
在当前电力通信网络环境下,PTN传输网建设并不是一蹴而就的,而是应当根据现有网络建设和发展特点逐步建成,并由MSTP逐步向PTN+SDH混合组演进,只有这样才能最终形成PTN独立组网,其形成大致需要经历三个阶段:建设初期、建设中期、成熟阶段[10]。(1)建设初期。建设初期需要依托现有的MSTP网络构架从新业务接入点入手,这一时期,接入层会出现零星的IP业务接入需求,PTN设备也主要是在接入层引入,混合网组合模式中,PTN设备需兼顾SDH功能,因此面向IP业务的传送能力就被限制了,无法有效发挥其内核IP化优势,这一时期主要是为PTN网络的建设和设备运行管理积累经验。(2)建设中期。电力企业数据通信网的现代化建设持续推进,需要越来越多的IP业务接入,考虑到GE接入环的需求,汇聚层的相关节点可由MSTP逐渐升级为PTN设备,并以此具备GE环的接入能力。(3)成熟阶段。成熟阶段各类业务信息均已实现IP化,包括语音、数据、图像等,形成全PTN全设备组传送网,在完成成熟阶段建设后,后期的运行管理难度将大大降低,运维成本也将大大压缩,产出比得到显著提升[11]。
三、PTN在某电力公司数据通信网中的应用实践
(一)组网分析
当前某电力公司数据通信网中的MSTP和SDH技术得到大范围推广使用,并建成四大环网覆盖分局,从保护投资和电网业务安全性分析,本地电网在较长一段时间内仍然依赖于TDM,PTN作为一种新兴技术在未来很长一段时间内都需要与MSTP共存。为了有效防止SDH网络故障,降低PTN网络扩容后的维护难度,建立PTN数据承载网,需要将PTN技术作为MSTP网络的互补技术,这也比较符合新疆电力的发展现状。
(二)网络架构
某电力PTN组网是在本地区变电站、通信光缆的基础上建设的,根据某供电公司业务新兴的地理接线结构,需分三层建设PTN数据承载网。在建设初期需要覆盖地调、市域汇聚点,后期需覆盖县调、县域汇聚点。根据网络规模规划,PTN组网网络层次分核心层、汇聚层、接入层三层相交结构。核心层是郑州电力PTN传输网的主要元节点,需要核心层设备具备多业务传输能力,同时需要具备较高的安全性和运行可靠性。汇聚层负责业务聚集和疏导,汇聚层需具备多业务传送和业务聚合能力,为接入层提供聚合和转发功能。接入层主要负责业务的接入,应当具备灵活快速的业务接入能力,同时支持环形组网,满足业务接入的灵活性。
(三)保护方式
PTN传输网的保护方式有三种:接入链保护、设备保护、网络级保护,其中,网络级保护又分为环网保护与线性保护(与上文所述相同)。结合当前郑州电力通信现状,某新建PTN网络的保护方式主要有1+1网络级保护、接入链保护、设备级保护。1+1网络级保护可实现业务双发选收,接入链保护可采用LAG保护,由两条通道组成一个LAG保护,提高可靠性和稳定性。
(四)业务接入
本地区的PTN传输主要用于信息类业务的管理和行政语音任务的接入,经过分析,当前的PTN业务接入方式大致有以下几种:(1)SG-ERP业务,即配电信息采集、营销业务分配等。(2)视频监控业务,变电站站点的视频监控。(3)外网业务。高清行政视频会议。(4)会议电视业务。应急视频电视业务。
四、PTN组网应用效果
PTN组网在国内现网的应用效果可从运营商角度进行分析,以中国移动为例,借助PTN技术构建了大型本地或城域承载网组网,3G基站业务接入PTN接入环,在有条件的网络中,GE接入环通常以双节点与汇聚环跨接,汇聚环以GE接口通过骨干层的OTN传递到核心层PTN设备中,核心层设备的GE光接口与RNC对接,从而实现基站到RNC的回传承载。移动的这种典型组网方式可实现端到端的保护,类似于MSTP的全程通道保护模式,从而实现对全网的网络保护。3G业务通过PTN组网接入设备上的光接口可直接接入PTN网络,2Mbit/s等业务可通过PTN接入设备上的仿真盘接入PTN网络。电信与联通也在积极开展测试工作,并在各地推广以PTN组网承载的3G和专线业务。
结语:
在电力信息传输智能化发展的社会背景下,数据通信业务已呈现出明显的IP化发展趋势,PTN作为分组技术与传输技术相结合的新型技术,其承载IP业务的能力是非常明显的。通过某电力公司PTN传输网的应用实践分析可以看出,PTN组网的诸多优势为后期软交换的接入奠定了坚实的基础,尽管当前并没有将安全生产大区业务承载于PTN传输网络致伤,但是可以预见的是,PTN未来仍将成为生产业务的备用通道。PTN传输网的建成有助于提高综合数据业务的传输宽带容量,缓解MSTP传输压力,为建成智能化电网奠定坚实的信息通信基础。
参考文献
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[关键词]IMS;电力通信;容灾能力
中图分类号:TN91 5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)47-0135-01
IMS(IP Multimedia Subsystem)技术,是新一代支持IP分组的网络通信系统构建技术,能够实现业务与信号传送独立、开放接口、独立控制等功能相关功能。在该种技术背景下,应用者利用不同类型的终端即可以实现有线控制与无线控制的融合,构建立体化的通信网络,能够有效的提高系统的控制质量和控制响应速度。
1、IMS 技术的主要应用
按照相关的国际标准和规范,当前IMS 技术已经基本发展成熟,而且主要在通信增值业务中得到了相对广泛的应用。例如,将IMS技术与移动网络联合使用,开发出诸如一键通、视频共享等相关增值服务项目;通过将IMS技术与固定网络联合起来,构建面向大型用户的IP Centrex服务项目,同时也可以为公众客户提供VoIP等相关业务。多样化的通信方式使得系统的通信可靠性得到明显提高。IMS技术的应用,有效的提高了系统的容灾能力和运行稳定性。
2、IMS网络架构设计分析
2.1 骨干侧网络的架构
以省电力公司IMS技术应用为例,其骨干侧网络架构包括数据通信骨干网络和省级数据通信网络PE设备等,其基本的结构如图1所示。
在图1中,数据通信骨干网的网络架构在具体的构建过程中可以保持不变,在该拓扑结构中作为控制信号的信息“云”。而省级网络(PE1、PE2)则能够直接接入到数据通信骨干网络中。地市级网络的PE1、PE2则直接接入到省网的PE1、PE2中,通过与数据通信骨干网络进行数据联通,在同一个行政区域内支持ISIS、MPLS VPN等相关设备的部署。在实际的架构过程中,骨干网络、省级公司和地市级公司的所有PE设备均使用ISIS路由协议进行布置,直接应用MPLS VPN对IMS业务加以区分。
在架构数据通信网网络的过程中,通常要求在每个单位设置两台IMS CE 设备承担IMS 的通信功能,且该两台设备使用“口”字型网络连接到省级网络的PE1、PE2中。其中,每一套IMS系统与两台组网交换机相连,并且将其中一台作为IMS系统的主端口,另一台则作为相关设备的备用端口,保证系统的整体稳定性。IMS中的相关设备在利用IMS的组网交换机进行数据综合之后,上行两台IMS CE 设备,利用其增强型 VRRP技术保证电网发生故障时能迅速切断(通常在50ms内)。
2.2 接入侧的网络架构
数据通信网络的接入侧在组网架构的过程中,主要针对地市级的PE设备和下级的相关交换设备、IMS终端设备进行设计。其中,IMS 终端设备主要包括SIP硬件终端、IAD和AG设备,所有的终端在连接完成之后即可以利用省级通信网络接入到通信系统中。其中, IMS等相关终端设备的接入方式如图2所示。
该网络接入方案通过增加一台PoE交换机,将之用作IMS业务的楼道交换设备,从而利用现有的楼层通信线缆双上行到当前设置的两台汇聚交换设备中,实现数据通信。由于网线的传输距离通常较短(一般在90m以内),因此优先使用光缆资源进行通讯。其中,AG设备通常设置在机房当中,为了减少线缆的使用量,在实际的架构过程中可以就近接入到设置的两台汇聚交换设备当中。
2.3 VPN设计
为了实现端到端的IMS媒体与信息指令,在数据通信网络中需要增加设置IMS VPN。通常,可以采用在省级PE与地市级PE设备中进行路由配置的方式予以解决。在具体操作过程中,要对各个网络的非可信终端地址进行匹配,从而限制省级网络接入侧的非可信终端,保证其只能够对SBC设备进行数据访问,确保电网的核心网络处于绝对安全地位。
在接入终端用户的过程中,可以直接在交换设备上将话音业务规划IMS VLAN中,与当前既有的楼道接入交换机设备进行统一设置。若是新增加的独立交换设备,则可以不需要重新划分VLAN。根据交换机业务范围的不同,VLAN将IMS系统的业务上传至汇聚交换机中,进行IMS业务的专门处理。
骨干网接入VPN时,各个地区设置的IMS、SBC等相关设备可以通过省级网络的PE设备接入到IMS VPN中。为了确保电话系统能够有效的抵御病毒、非法的端口扫描等影响,在接入的过程中要与办公通用的信息VPN进行隔离,通过设置专用的IMS CE保证整个系统完全处于独立的IMS VPN中运行。
3、IMS技术与软交换技术的比较分析
与传统的交换网对比,基于软交换技术的组网能够实现基于IP的分组网、控制以及承载层分离等功能。同时,其也具有运行成本低、容量较大的优势。在IMS技术和软交换技术之间如何选择、发展是当前电力系统通信组网中需要关注的一个问题。因此,对比分析两者的技术特点和差别,对电力系统的组网尤为必要。基于软交换技术的电力系统组网功能结构如图3所示。
单从采用的基础技术角度来看,两者具有较大的相似性:① 都是基于IP进行分组网;② 两者都可以实现控制与承载的相互分离;③ 绝大部分的协议能够相互通用,或者具有较大的相似性;④ 诸多网关设备以及采用的终端设备基本能够互换。
但是,从技术功能的角度来看,两者的最大区别主要包括这样三个方面:① IMS技术在软交换技术的基础上,不但实现了控制与承载层相分离,而且实现了呼叫控制层与业务控制层的相互分离;② IMS技术是基于移动通信网络发展起来的,因此其在移动性能方面具有明显优势,而且通过外置数据库(HSS),能够实现对用户权限、用户业务资料的保护等功能;③ 与软交换技术中会话初始协议(SIP)只能够用于呼叫控制一种协议相比,IMS系统在架构的过程中可以使用SIP进行呼叫控制以及业务控制,不再局限于媒体网关协议(MGCP)与H.248协议的范围内,增加了IMS技术的应用灵活度。
综上所述,IMS技术在整体结构以及技术特点方面,更加注重与当前网络组网的灵活性,而且大部分的网络设备和通信协议都能够与基于软交换技术的通信网络互换,使得其具有更广泛的应用潜力。
参考文献
[1] 赵元珍. 青海电力通信交换网发展方向的探讨[J]. 青海电力, 2008,27(2).
关键词 短波通信 发展需求 短波通信新技术 发展趋势
短波通信又称高频(HF)通信,使用频率范围为3 MHz~30 MHz,主要利用天波经电离层反射后,无需建立中继站即可实现远距离通信。短波通信在通信领域具有其他通信手段无法替代的地位。尽管当前新型无线电通信系统不断涌现,短波这一古老和传统的通信方式仍然受到全世界普遍重视,不仅没有被淘汰,仍在快速发展。简单来说原因有:一是军事、战争时期的应用和灾害时期的应用,无可替代;二是在山区、戈壁、海洋等地区,主要依靠短波;三是成本低,易架设,灵活机动。
近年来,短波通信技术也在不停地飞速发展。现代化的短波设备改造,使之更加先进和有效,更能满足人类工作的需要,这无疑是非常有意义的。
一、短波通信的发展需求
现代通信的特点是高度信息化。信息化对通信系统提出了越来越高的要求。新型短波通信设备总的发展趋势是集成化、数字化、一体化与网络化,数据和图像将发展成为未来通信的主要业务。无线电通信业务的飞速发展、电磁环境将进一步恶化,作为无线电通信重要手段之一的短波通信,应当针对以下几个方面进行深入研究:
1.可靠通信。由于电离层反射、多径衰落、传播损耗、可用频率范围、电离层不规则性、电离层骚动、电离层倾斜、波导传播和散射传播等方面随机特性的存在,尽可能地提高短波的通信质量。
2.大容量/高速通信。传统短波通信难以崛起的一个重要原因,就是短波信道容量小,其电报速率很低(不超过200波特b/s)。图片与图像成为了现今通信的主流,为了适应未来短波通信的需求,应增加通信的数据容量和传输速率。
3.抗干扰通信。由于短波通信保密(或隐蔽)性不强,抗干扰能力差,以及现代电磁环境的特点和规律,短波通信应该具有一定的抗干扰能力。
二、短波通信的新技术
1.实时选频与自适应技术。实时选频采用实时信道评估技术,探测电离层传输和噪声干扰情况,即实时发射探测信号。根据接收端对收到的探测信号处理结果进行信道评估,实现自动选择最佳工作频率,实时选频系统目前有两类:(1)自适应频率管理系统;(2)频率自适应系统。
自适应技术指实时或频繁地利用各种探测技术,根据探测结果自动调整设备参数,达到最佳通信效果。短波自适应性通信的核心是自动选择最佳的工作频率,自动选用无线电信道和自适应性数据传输。在严重干扰的条件下最大限度地降低误码率。
2.窄带高新能调制解调。短波窄带高速数传,按调制方式分为多音并行和单音串行两种体制。(1)多音并行体制:在话音通带内,把高速串行信道分裂成多个低速并行信道,以若干个副载波在基带有效带宽内并行传输信息,接收机输出的多路数据信息,分路后分别进行数据解调,得到多路低速数据信号,经过重新组合回复称高速数据流。目前最高数据传输速率2.4 kb/s。(2)单音串行体制:在一个话路贷款内,串行发送高速数据信号。发送端采用8 PSK调制,接收端采用高效自适应均衡、序列检测和信道估值综合技术,消除了多径传播和信道畸变引起的码问制串扰,串行制不存在功率分散问题,在相同传输速率下,误码率比并行制改善1~2数量级,大大提高了传输质量,数据传输速率高达9.6 kb/s。
3.差错控制技术。短波信道中,随机噪声会导致随机差错、衰落、脉冲干扰会导致突发差错,严重影响数据通信。短波通信常用的两种差错控制技术:(1)自动请求重发(ARQ):接收端检错,通知发送端重发错误信息,也叫反馈纠错,对随机差错和突发差错都有良好的效果,缺点是频繁重发,信号时延增大;(2)正向纠错(FEC):利用纠错码,接收端自动纠错,需要大量冗余码,但不需要反馈信道,造价较高。
三、未来短波通信技术的发展趋势
1.由单一自适应技术向全自适应技术方向发展。传统意义上的自适应主要是指频率自适应,是以实时信道估值为基础,采用自动链路建立和链路质量分析技术,因此也称之为实时选频技术。在未来信息时代,数据通信将成为主要的通信方式,但是单一的频率自适应还无法满足网络数据通信的要求,由于短波通信中各种新技术的出现,特别是分组交换和各种自适应短波通信技术的发展,为短波数据网的发展打下了基础,频率自适应技术可与其他自适应功能综合构成全自适应短波通信系统。未来通信的需求促进了短波自适应通信系统正在向全自适应技术的方向发展。
2.短波抗干扰技术体制正逐步实现由窄带低速数据通信技术向宽带高速数据通信技术发展。绝大多数短波跳频电台都是传输模拟话音的模拟跳频电台,此类短波跳频电台在技术上存在话音质量差、通信距离短、跳速低(通常为几十跳)等问题,而且几乎都是窄带跳频。为提高抗干扰能力,一方面必须提高跳频速率;另一方面可以增加信号带宽,使信号淹没于噪声之中。通常采取纠错、交织、加密等措施,但与此同时,又会使信息的有效传输速率降低。为了提高信息的有效传输速率,也必须增加频率和信道带宽。也就是说高速、宽带已成为短波通信增强抗干扰能力的焦点。
3.短波通信系统网络向第三代全自适应网络方向发展。通信数字化、通信系统网络化、通信业务综合化是短波通信发展的必然趋势,系统兼容、网络互通,以及高可靠性、有效性、强抗毁性,成了通信系统建设的基本要求。为增强短波通信系统与设备的自动化、智能化,以及综合业务能力,短波通信正经历由第二代通信设备向第三代通信设备的过渡。第三代短波通信的主要技术特征是数字化、网络化,其主体或关键技术包括:第三代自动链路建立技术(3G-ALE)、新型高速短波跳频技术,以及短波组网通信技术等。随着对短波通信网的网络容量、传输速度、抗干扰能力要求的不断提高,世界各国进入了第三代数字化短波通信系统网的研究阶段。这种短波通信网是一种远程综合业务数据网,它能作为各级指挥系统的重要手段,可将TCP/IP网络和程控电话网拓展到边远地区的纵深,使各移动平台上的综合业务通过短波信道安全无缝的接入各种业务数据网、电话网和TCP/IP网络。