前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的通讯技术主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
英文名称:
主管单位:
主办单位:全国冶金专业信息网主管全国炼铁信息网主办
出版周期:双月刊
出版地址:辽宁省本溪市
语
种:中文
开
本:16开
国际刊号:
国内刊号:
邮发代号:
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1973
期刊收录:
核心期刊:
期刊荣誉:
联系方式
关键词:车载通讯系统;身份导向密码系统
中图分类号:TP393.08 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 17-0000-02
Vehicle-carried Communication Security Technology Analysis
Cao Xu
(Changsha Health Vocational College,Changsha410100,China)
Abstract:Telematics refers to wireless communication systems designed for collection and dissemination of data in vehicular networks.Security and privacy are two important issues in the deployment of telematics.This article presents the studies on possible security threats and attacks for applications in vehicular networks.We discuss several requirements that will be helpful in building secure telematics.The vehicular PKI is a good choice for enabling vehicular network security.We then introduce the ID-based cryptosystem which can be one kind of vehicular PKI,and also address the future development of ID-based security framework for telematics.
Keywords:Vehicle-carried communication system;ID-based
Cryptosystem
一、前言
Telematics是结合通讯(Telecommunication)和信息(Information)的车载通讯系统,主要应用在车用网络上,近年来发展快速并成为相当受关注的市场焦点之一。由于车载通讯系统具有相当高的应用价值,各国科学界无不竞相投入研究,例如IEEE的DSRC研究团队针对了“行车间车辆的通讯”与“车辆与路间单元的通讯”定义约四十种的相关应用,其中包括了合作驾驶(Cooperative Driving)、碰撞避免(Collision Avoidance)、交通信息传送(Traffic Information)、车辆诊断(Vehicle Diagnostics)、电子收费系统(Electronic Toll System)与娱乐相关(Entertainment)等应用,显示未来在Telematics上相关应用的多元发展性。
在Telematics车用网络的架构里,主要可以分为以下三大种类:
(一)Vehicle-to-Roadside Communications(V2R):车辆可以透过路旁的路间单元(RSU)联机到Server端索取所需的信息。
(二)Vehicle-to-Vehicle Communications(V2V):车辆可以透过其它车辆交换所需的信息,例如当前方有紧急事件发生时,车辆彼此间可以迅速交换信息。由于此方式并无路旁的路间单元可供使用,故当车辆间距离太远,超出彼此能够通讯的范围时,将会发生断线的情况,此时可以使用“carry and forward”的方式,先把要送给对方的信息携带在自己身上,继续前进直到遇到可以传送的对象。
(三)结合V2R以及V2V之网络架构:车辆彼此间距离短的话,便可以直接交换信息。若距离太远时,便藉由路旁的路间单元来做转送的动作。由于车辆间之通讯方式有V2R以及V2V两种,故使用此方式可以增加网络的可靠性:当其中一种传输方式失败时,可以切换成另一种传输方式来帮忙转送信息。
车载通讯相关应用主要是透过无线通讯技术来达成,因此无线通讯上的信息安全问题也将成为Telematics上的隐患,例如:车载通讯应用普遍会利用定位的信息作为路由传输协议的参考,此时攻击者可以窃取行车定位的信息,产生个人隐私性(Privacy)的问题。又例如路况讯息、紧急事件、交通意外等相关讯息如果遭攻击者恶意散布错误信息或窜改信息,将影响事故处理的时效性。由于车载通讯相关产业并未完全发展成熟,安全机制也不完善,所以必须要设计一套保护封包内容的传输机制,以此来建立信息传递时的安全性与隐私性防护。
本文首先介绍车载通讯相关应用服务可能面对的安全议题,并介绍相关的信息安全技术,以达成车载通讯上的通讯安全目标。针对车用公钥基础建设(Vehicular Public Key Infrastructure;Vehicular PKI),我们引进身份导向密码系统,并讨论其应用于Telematics上的可行性及未来研发的方向。
二、安全需求
一个安全的车载通讯系统,为了使相关的应用服务可以正常运作,应该要满足以下需求:
(一)资料隐密性(Privacy):隐密性就是确保被传送的数据不会遭受被动式攻击(即使资料被窃取,也不怕机密外泄),经过加密后的资讯在网络上传输,即使盗取成功也无法了解其内容,以保持数据的隐密性。
(二)认证(Authentication):认证服务包含保证通信的合法性、可信度,确保信息的确是来自发送端,而不是他人所伪造。例如:道路状况警报信号的广播,认证服务的功能是向接收者保证信息来自它所宣称的来源(车辆或是路间单元)。另外对于正在进行中的通讯,必须考虑在连结建立时,先确认通讯双方是可靠的,非法第三者不可伪装成合法的一方来介入通讯。
【关键词】 短波通讯
一、引言
经过技术改造的短波通讯设备,多年来在没有通讯社会依托的北非撒哈拉沙漠石油管道工程施工通讯中被采用。本设备采用了目前应用较多的自适应选频技术、误码差错控制等现代控制技术。实践证明,采用现代短波通讯技术能够提供高质量、高可通率通讯线路,可以说短波通讯比卫星通讯更为可靠。
二、短波通讯的概念与应用
短波通讯是指利用频率为3MHZ―30MHZ(波长为10-100米)的电磁波进行的无线电通讯。短波通讯能实现几千公里甚至上万公里距离的信息传送。因此从20世纪初一直到60年代中期,短波通讯一直是远距离通讯特别是洲际通讯的主要手段。短波通讯可以传送电报、电话、传真、低速数据和语言广播等多种信息。在卫星通讯出现之前,短波在国际通讯、防汛救灾、海难求援以及军事通讯等方面发挥了独特的重要作用。短波通讯也称为高频(HF)无线电通讯,它被广泛应用于政府,军事、外交、气象、石油勘探商业等部门用以传送语言、文字、图象、数据等信息。
三、现有短波通讯的缺点
短波通讯的质量随时都受电离层特性的影响,电离层时高时低经常变动。是一种不稳定的时变媒体。而且具有多种复杂的时变因素,如昼夜、季节的变化,太阳黑子活动等。都会对电离层造成影响。从而导致信号传输质量的不稳定,产生干扰以及数据传输误码等。此外,短波通讯受带宽限制,信道非常拥挤,信道之间的相互干扰十分严重,而且现有短波通讯无法抵御窃听和各种有意干扰。
四、现代短波通讯中的新技术
近年来,为了克服现有短波通讯存在的缺点,现代短波通讯系统采用了许多新的技术,以求在发射功率不大的情况下,使系统性能达到高质量水平。
4.1 时实选频技术
时实选频系统目前有两类:一是自适应频率管理系统,它在短时间内对全频段快速扫描和探测,不断预报各频率可用情况。二是融探测与通讯为一体的频率自适应系统,安采用收发双方可靠呼应技术,线路质量分析(LQA)技术和自动线路建立(ALE)技术,使短波通讯频率随信道条件变化而自适应地变化,确保信道始终在质量最佳信道上进行。自适应选频能充分利用频率资源降低传输损耗,减少多径影响,避开强噪声与电台干扰。提高通讯链路的可靠性。因此,现代短波模拟通讯已普遍采用了自适应时实选频技术。
4.2 自适应技术
自适应技术是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,达到最佳通讯效果。短波自适应通讯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数据传输。应用自适应选频、收发、调制解调、编码、均衡以及天线等多种自适应技术。在严重干扰条件下,短波通讯自动改变工作频率、数传速率、调制方式、编码和纠错、编码方式,最大限度地降低误码率。自适应技术克服了多种时变带来的复杂影响,提高了现代短波通讯中数据传输的质量。
4.3 跳频技术
跳频(FH)是指载频按照数字码系统规定的时频图形,使频率相应跳变的一种扩频技术,可以对抗多径干扰,邻近频道干扰,人为瞄准式干扰,可以提高短波通讯的保密性和可靠性,传统的短波慢跳频跳速为10H/S―100H/S。自适应技术与跳频技术结合,实现自适应跳频,能在质量良好的信道上进行跳频,跳频信道驻留时间可随意变动。
现代短波跳频有两种自适应方式:一是频率自适应跳频,它基于对信道参数的探测,并适应信道质量的变化,自动在最佳频率集上进行。二是干扰自适应跳频,它基于对信道中干扰信号参数的估计,采用干扰自适应抑制和自动躲避干扰的跳频。
4.4 差错控制技术
现代短波通讯常用两种差错控制技术。一是自动请求重发(ARQ)技术,即收端进行检错并通知发端重发错误信息。因而也称反馈纠错,它对随机差错和突发差错都有良好效果。二是正向纠错(FEC)技术。它利用纠错码在收端进行自动纠错,这需要大量的冗余码,一般占码元总数的25%~50%。
2.WLANindoorlocationmethodbasedonartificialneuralnetworkZhouMu,SunYing,XuYubin,DengZhian,MengWeixiao
3.Balancedenergy-efficientrelayselectionschemeinwirelessmobilerelaynetworksLiuWei,JiHong,LiXi
4.AnimprovedWPMinterferencerejectionsystemusinganadaptiveLMSalgorithmZhongWeizhi,GuoQing,GuoYan,XiaoLiping
5.PerformanceevaluationofthefixedrelayinOFDMAsystemsGaoPeng,WuXiaoyan,MengDexiang,ChenYanming,TuGuofang
6.Generalizeddominance-basedroughsetapproachtosecurityevaluationwithimpreciseinformationZhaoLiang,XueZhi
7.Efficienthardware-basedprivateinformationretrievalusingpartialreshuffleLanTian,QinZhiguang
8.Trifocaltensorbasedsideinformationgenerationformulti-viewdistributedvideocodeLinXin,LiuHaitao,WeiJianming
plexityscalablecontrolalgorithmforintracodinginH.264underenergyconstraintsGaoXuejuan,LamKinMan,ZhuoLi,ShenLansun
10.Dynamicspectrumallocationsinmulti-cellsandintra-cellofcognitivenetworktoenhancesystemperformanceSuXi,ShenShuqun,LiZheng,ZhangLei
11.VLSIdesignof3DdisplayprocessingchipforbinocularstereodisplaysGeChenyang,ZhengNanning
12.ApathplanningalgorithmbasedonBeziercurvesforunderwatervehiclesShangLiuji,WangShuo
13.AforcefeedbackmasterfingerinexoskeletontypeFangHonggen,LiuHong,XieZongwu
14.Aneffectivealgorithmforneedletipdisplacementcompensationinrobot-assistedpercutaneoussurgerySunYinshan,WuDongmei,DuZhijiang,SunLining
15.AcontrolstructurefortheautonomouslocomotiononroughterrainwithahexapodrobotChenFu,ZangXizhe,YanJihong,ZhaoJie
16.AnadaptivemorphologicalimpulsesextractionmethodanditsapplicationtofaultdiagnosisHeWei,JiangZhinong,GaoJinji,WangHui
17.Palaeoclimaticevolutionrecordedbymultidiciplineinsedimentsingahailake,qaidambasinsincelatelastdeglacialChenZhong,MaHaizhou,CaoGuangchao,ZhangXiying,ZhouDujun,YaoYuan,YangGuangshu
1.Realtimerobustspeechcommunicationbasedoniterativejointsource-channeldecodinganddemodulationalgorithmforMELPvocoderPengTan,CuiHuijuan,TangKun
2.Adistributedroutingalgorithmbased-onsimplifiedtopologyinLEOsatellitenetworksZengYuan,LiangXuwen,LiYong
3.Atrustdomain-basedmulti-agentmodelfornetworkresourceselectionTianJunfeng,LiJuan,YangXiaohui
4.AratecontrolapproachtodistributedsourcecodingforinterferentialmultispectralimagecompressionSongJuan,LiYunsong,WuChengke,WangYangli
5.AsynchronouscooperativetransmissionschemeusinglineardispersioncodeGaoMing,GeJianhua,HanChunlei,ChiKaikai
6.Dempster-Shafer(D-S)algorithmwithcreditscaleinspectrumsensingLiuTingting,WangJianxin,ShuFeng
7.AsymptoticsumrateofMMSEreceiversinmulti-userdistributedantennasystemsLiXin,ZhaoMing,HuangLianfen,YaoYan
8.ResearchontransformationfromUMLstatecharttointerfaceautomataLiLiangming,WangZhijian,TangLongye
9.TheobstaclecrossingabilityanalysisandimprovementofthecableinspectionrobotXuFengyu,WangXingsong
10.AnavigationmethodbasedonPOMDPforsmartwheelchairinuncertainenvironmentsTaoYong,WangTianmiao,WeiHongxing,ChenDiansheng
11.Adaptivehybridforce/positioncontrolforanindustrialrobot:theoryandexperimentsMaBojun,FangYongchun,HuangXingbo,WuShuihua
12.DSP&FPGA-basedcontrolarchitectureforahighlyintegratedrobothandwithenhancedimpedanceperformanceWuKe,LanTian,ChenYangbin,LiuYiwei,JinMinghe,FanShaowei,ChenZhaopeng,LiuHong
13.Alow-costcompactAESarchitectureforwirelesssensornetworkYiLihua,ZouXuecheng,LiuZhenglin,DanYongping,ZouWanghui
14.VibrationControlofJacketPlatformswithMagnetorheologicalDamperandExperimentalValidationJiChunyan,ChenMenglu,LiShanshan
15.AwidebandCMOSvariablegainlownoiseamplifierLiHaisong,LiZhiqun,ZhangHao,LiWei,WangZhigong
16.Awirelessmagneticsensorforlocalizingin-vivomedicalmicro-devicesGuoXudong,YanRongguo,YanGuozheng
17.Lowpowerandhighspeedexplicit-pulseddouble-edgetriggeredlevelconvertingflip-flopDaiYanyun,ShenJizhong
18.Studyononlineeliminationofsuddenunbalance-inducedvibrationusingactivebalancingtechnologySuYiru,HeLidong
19.RS-basedresearchontherelationshipbetweenvegetationdevelopmentandgroundwaterinupper-middlereachesregionoftheYellowRiverbasinTianKai,LiXiaoqing,KangXiangwu,HuoAidi,JiangYunzhong
1.ExperimentalstudyonheatgenerationanddissipationperformanceofPEVLithium-ionbatterySunFengchun,ChenKe,LinCheng,WangZhenpo
2.Identificationofdynamicmodelparametersforlithium-ionbatteriesusedinhybridelectricvehiclesZhangCaiping,ZhangChengning,LiuJiazhong,SharkhSM
3.CyclelifepredictionoftractionbatterybasedondegradationdataMengXiangfeng,WangZhenpo
4.StudyonlifetimeandreliabilityforpowerbatterypackbasedonsinglebatteryFailureWangZhenpo,LiuPeng,ChenWei
5.Studyonultracapacitor-batteryhybridpowersystemforPHEVApplicationsXiongRui,HeHongwen,WangYi,ZhangXiaowei
6.ParameteroptimizationofelectricbustransmissionsystembasedondynamicalevolutionaryalgorithmWangWenwei,ZhuCheng,LinCheng
7.ParametersmatchingandoptimizationofparallelhybridelectricvehiclepowertrainChenYong,ChenXiaokai,LinYi
8.Genetic-fuzzyHEVcontrolstrategybasedondrivingcyclerecognitionXingJie,HeHongwen,ZhangXiaowei
9.ThedesignanalyzeofnewhybriddriveconceptSzumanowskiAntoni,ChangYuhua
10.Adouble-clutchhybriddrivetrain-architecture,control,andsimulationWangRui,HeHongwen,SunFengchun
11.Zerosteady-stateselectricalenergyconsumptionclutchsystemSzumanowskiAntoni,LiuZhiyin,HajdugaArkadiusz
12.StudyonloadperformanceofelectricmotorsystemusedinhybridelectricvehicleLiWen,ZhangChengning,WangZhifu,GaoLei
13.ExperimentalresearchoftractionmotorsystemforelectricvehiclebaseonsoundtensityZhangChunxiang,WangZaizhou,SongQiang,ZhangChengning
14.DesignoptimizationofaslotlessPMbrushlessmotorwithhelicaledgewoundlaminationsforrimdriventhrustersSharkhSM,LaiSH
15.Thermalanalysisofsurface-mountedpermanentmagnetsynchronousmotorforelectricvehicleapplicationFanJinxin,ZhangChengning,WangZhifu
16.StudyoncontrolstrategyofCANbusnetworkbasedoneventtriggeredmodeLinCheng,ZhouHui,SunFengchun,NanJinrui
17.StudyonsimulationandschedulingalgorithmofCANcontrolforindependentlydrivingelectricvehicleMengXiang,CaoWanke,LinCheng,SunTielei
18.YawstabilitycontrolusingthefuzzyPIDcontrollerforactivefrontsteeringLiQiang,ShiGuobiao,WeiJie
19.Areal-timedatasmoothnessmethodbasedonxPC-TargetWangYi,HeHongwen,LinYi
20.DevelopmentofapureelectricroadsweeperLiangXincheng,ZhangJun,SunFengchun,TianLe
21.Astudyonequivalentcircuitmodeloflead-acidbatteryforelectricvehiclesWangChangqing,ChengXiming
1.Parameterselectionintimeseriespredictionbasedonnu-supportvectorregressionHuLiang,CheXilong
2.Aparallelalgorithmforstatistical-fairness-basedspectrumallocationofcognitiveradiosXuHengjin,XuPingping,LiJing,BiGuangguo
3.StudyonthenetworkdelayofperiodicinformationintheNCSbasedonEPALiuNing,ZhongChongquan,TengHongfei
4.Anovel3-DspatialtemporalchannelmodelforhighmobilityHAPS-basedcommunicationsscenarioYangMingchuan,JiangYicheng,GuoQing,LiHanqing
5.AmeshbasedroutingprotocolinvehicularadhocnetworksHuangHongyu,LiMinglu,WuMinyou
6.ResearchoninternettrafficclassificationtechniquesusingsupervisedmachinelearningLiJun,ZhangShunyi,WangPan,LiCuilian
7.SARimagerycodingbasedonblockinghighfrequencyenergymatchingChenDeyuan,LuanEnjie,TuGuofang
8.EEGclassificationbasedonprobabilisticneuralnetworkwithsupervisedlearninginbraincomputerinterfaceWuTing,YanGuozheng,YangBanghua,SunHong
9.V-BLAST-baseddemodulate-and-forwardtwo-wayrelaying:protocoldesignandthedetectionYunChao,XiongHaitao,WangPing,LiMingqi,BuZhiyong
10.Semi-referenceimagequalitymetricforvirtualviewimagesinfree-viewpointtelevisionYangYou,JiangGangyi,YuMei,ShaoFeng,ZhangYun
11.Relayswitched,scalabletopologycontrolformobilerobotnetworksbasedonmotionsynchronizationZhangFei,ChenWeidong
12.Designofa6.25GbpsbackplaneSerDeswithadaptivedecisionfeedbackequalizationZhouMingzhu,ZhuEn,WangZhigong
13.FastwiresegmentingalgorithmconsideringlayoutdensityandsignalintegrityMaHong,HoChingyen,PengSilong
14.SteeringmechanicalanalysisforlunarroverwheelLiuJicheng,GaoHaibo,DengZongquan
15.AnextendedHLAmultilayerfederationintegrationarchitectureformultidisciplinarycollaborativesimulationTangShucai,XiaoTianyuan,FanWenhui
无线通讯技术由于是无线接入式,因此具有灵活、快捷、高效的特点,它可以快速的地进行数据图像和文字语音的直接传输,不受时间和空间的限制。无线通讯技术加强了各国的经济和文化的交流,也方便了人们的生活。无线通讯技术还有可靠性高,机动性和可用性强的特点。由于无线通讯技术设备比较小,并且是通过无线接入的方式进行网络传输的,因此不受地震,雷雨等自然灾害的影响,即使在自然灾害很大的时候依旧可以保持信息畅通无阻的进行,保持网络的稳定性和可靠性。但是,无线通讯技术也有自己的缺点,比如信息的保密性较差,安全度不高的特点,因为是无线的传输,因此无线网络在传输信息的过程中很容易导致信息的泄露和信息拦截,因此在安全性上比较差。
2无线通讯技术的创新
2.1WirelessHART技术
WirelessHART技术运用的是网格状的组织网络,这样每一台设备都可以作为无线路由器来使用,它的功率更低,对于无线的传输的距离更远。网络中节点越多,网络可覆盖的范围越广,距离越远。而对于WirelessHART的频率为2.4GHz~2.4835GHz,这是国际通信联盟开放给工业、医学和科学三个主要机构使用的免费频段,因此WirelessHART技术不会对其他的通讯造成干扰。另外,在环保方面,WirelessHART技术的无线设备是微功率短距离的设备,这对于用户所担忧的网络功率就不论无线通讯技术创新与应用文/陈浩 孟夏无线通讯技术具有覆盖面积广、信息传递快、不受自然灾害的限制等特点,它是我们时代和科技不断发展的产物。无线通讯近些年也在不断的创新,和广泛的应用到我们的生活中来。这篇文章就是针对无线通讯技术创新与应用的讨论。摘要是问题了,不会对工作人员造成不良影响,它的发射功率为10MW,比手机使用的峰值还低。
2.23G和4G网络
目前在我国3G技术日渐成熟,TD-SCDMA、CDMA2000和WCDMA作为我国研发的3G无线通讯技术被广泛应用在各个领域,3G信号覆盖面积广,对于数据的传输快速,并且能支持语音信号和数据的传输和切换,这些3G技术已经发展成世界的主流,目前3G网络已经非常成熟,wcdma的技术的版本不断升级。目前,又出现了更高的覆盖率和通讯的技术,4G网络技术,目前4G技术还在刚刚起步的阶段,它更加的低成本,并且没有距离限制,这是对于3G的传输上的一些缺点和弊端做了一些调整和升级的网络传输,它更加的快捷,方便,数据传输量更大。3G和4G的优势越来越明显。
2.3WLAN网络
WLAN技术作为宽带的无线通讯网络,已经广泛应用到生活中,这种宽带无线式接入技术使网速更快、更灵活,它采用与商业一样的2.4GHz的波段。目前,WLAN宽带已经被广泛运用到办公室,家庭网络中。但是WLAN宽带的无线距离传输受到限制,只能在比较小的空间内才能接收到信号,传输数据,因此还没有被运用到更广泛的领域中。
2.4UWB技术
UWB技术是一种超宽带无线通讯技术,它是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此它的频谱范围非常广。它基本上是在3.1~10.6GHz频段中占用500MHz以上的宽带,因此它的功率很低,发射和接收数据比较简单,发射信号的功率谱密度低,定位精度高。因此UWB技术更适合运用在室内等密集多径的场所,它能够穿透墙壁,地面,身体系统,对于个人娱乐的局网是最具特色的无线通讯设施。
3无线通讯技术的应用
3.1工业中的运用
在工业生产中,无线通讯设备也在广泛的应用,并发挥着巨大的作用。其中比较运广泛的是,无线短程网和无线局域网。无线短程网功耗低,工作周期比较短,使收发信息的功耗降低,采用休眠模式。并且它数据传输可靠性高,同时预留了需要固定宽带的的专用空隙,避免了在信息传输过程中的碰撞和干扰。无线短程网还具有时延小的特点,无论是在休眠状态还是在激活状态下的时延都很短。另外,它还具有兼容性,通过网络协作建立自己的网络圈,加强课信息传递的可靠性。在工业中还经常用到的是无线局域网,它在工业发展上起着越来越大的作用。因为在工业自动化领域有很多的感应器、PLC、计算机、读卡器等等,这些设备的连接和信息传输都需要有一个控制网络,这些设备提供的通信接口通常是RS-232或RS-485,无线局域网将这些接口的设备都连接到一起,利用网络将信号互相转换,这样就使工业设备的通讯能力不断加强,还大大提高了信息处理能力,并且无线局域网覆盖广,这在现代工业自动化生产中,起着重要的作用。对安全防御管理、电信、光纤、生产设备自动化都有很多的应用。
3.2生活中的运用
无线通许科技现在已经广泛的运用到我们的生活中了。从之前的红外和蓝牙开始,已经被我们的手机、电脑、文曲星等很多的电子产品应用到生活中,我们可以通过无线通讯设备传输数据、图片、音频、视频,这不仅方便了我们的生活,也提高了我们的生活质量。随着科技的不断发展,通讯技术也在不断发展,从过去有线的网络,到现在WLAN已经广泛的应用于我们的家庭、办公室、娱乐场所和公共场合,人们随时随地都能通过无线网络获取数据。另外,GPS等系统也在不断的丰富我们的生活,在开车的时候我们可以通过GPS定位,寻找路线,搜附近的美食、找公交站点等等,这些无线通讯技术已经不断地影响我们的生活,并使我们的生活质量不断提高。
4总结
关键词:通讯技术 创新 应用
中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)10(c)-0083-02
自1978年改革开放以来,我国第一产业、第二产业及第三产业都得到了快速发展,各大产业的发展促使我国社会经济及市场经济飞速发展及进步,给通讯行业的发展营造了良好的发展与创新环境,为信息通讯技术的不断改进、创新及应用提供了良好的契机。随着经济全球化、国际贸易化、大数据时代的实现,使信息通讯技术在我国各大行业都得到广泛应用,并促进通讯行业在全球的高速发展,使我国信息通讯技术及通讯行业已处于世界先进水平,在各大行业的发展进步过程中起着不可代替的作用,对通讯行业的进步及发展有着非常积极的作用,使我国通讯行业的许多方面都有了非常高的自主研发能力及制造能力。因此,笔者根据自己对信息通讯技术的了解,详细分析了通讯技术创新和应用的重要措施。
1 我国通讯技术的发展现状
主要从以下三方面进行我国通讯技术的发展现状分析:第一,固定通讯领域的发展现状。在世界范围内,中国已经制造出高水平、高工作性能的信息通讯产品,并且信息通讯产品在国内市场、国际市场都已经占据很大销售比重。同时,我国先进生产企业与国际先进生产企业之间的差距,可以通过高端的信息通讯技术缩短。第二,我国移动通讯方面的发展现状。GSM和CDMA线上的所有技术产品都得到了进一步创新和研发;D-LTET产线在4G主流国际规定中,也占据着极其重要的位置,该商品的研发及产业化生产,都取得了突破性的发展及进步。第三,通讯行业中的光通讯发展现状。已经建立了国际化标准40 Gbit/s SDH系统[1]。
2 信息通讯技术在社会及经济发展中的重要意义
2.1 有效促进了我国经济的发展
(1)大数据时代、信息时代的到来,加快信息通讯技术在各大领域中的运用速度,使人们的生活水平不断得到提高。信息通讯技术在应用使我国GDP不断增加,促使综合国力快速增强,提高我国在国际市场中的竞争力,同时也使信息通讯技术所创造的价值在GDP中比重不断增加,使我国制造业的附加值不断提升,促进我国社会主义市场经济发展,有利于我国经济及社会的可持续发展[2]。
(2)信息通讯技术的发展改变了我国的进出口结构。在信息技术尚未得到有效发展前,我国出口结构是以出口高科技商品为主,并且还不能将有利于商品的营销信息及时传送给国外者消费者,导致我国高科技产品销售效果不佳,甚至出现负销售现象,即亏本销售,而现如今因信息通讯技术的普及与应用,有效提高出口产品销售信息的传播效率,同时还开发和创新国际贸易服务技术,使国际贸易服务发展成为一个新型行业,改变以往单一的出口结构。
2.2 有效促进了我国的社会就业
自改革开放以来我国经济一直在不断发展,经济结构也从传统的农业经济结构转化为“以农业(第一产业)为经济发展基础,以工业(第二产业)为经济发展的核心,以服务业(第三产业)为经济发展方向”的经济结构,使我国经济结构越来越合理,有效提高了我国社会就业率。例如,旅游业、文化服务业、教育事业及娱乐业等服务性行业的产生,不但有效提高了社会就业率,还形成了各种新型技术,使教育专业不断得到增加,增强了我国国际文化、经济竞争力[3]。
2.3 有效推动了我国产业的升级
信息通讯技术在各大领域及行业中的应用,不但提高各行业生产力,实现经济利益最大化,促进经济及社会发展,使我国第一产业――农业、第二产业――工业及第三产业――服务业三者的产业比例发生了变化,促使我国产业结构趋向合理化,有效升级我产业结构,促进我国社会生产及经济生产力的提高。信息通讯技术已经实现与我国制造产业的结合,并由此产生了新的产业形态,促使我国制造业向个人定制化发展。
3 信息通讯技术创新和应用的重要措施
3.1 建立能激发信息通讯技术人员创新潜力的竞争机制
第一,相关政府部门、企业及技术研发机构必须对相关技术人员进行专业知识及技能培训,并建立有利于激发信息通讯技术人员技术创新潜力的竞争机制,以此给技术研发人员制造不断学习新知识的机会,使技术研发人员自身的素质和能力得到有效提升,从而达到充分激发他们创新潜能的目的。第二,相关政府部门、企业及技术研发机构要大胆运用有潜质的年轻技术员工,为他们提供相应的的研发位置,以此实现信息通讯技术研发人员的有序竞争,使更多的通讯产品被创新和升级,有效保障了信息通讯技术创新的核心竞争力[4]。
3.2 不断创新信息通讯的关键技术和基础技术
第一,对信息通讯中的关键技术和基础技术进行创新,这有利于社会、经济及文化等的全面发展,使信息通讯技术与其他技术相比,更有利于社会生产力的推动。第二,应将素质人才、高质量物力及高份额财力投放到信息通讯的关键技术和基础技术创新中,实现信息通讯的关键技术及基础技术的创新,在开发研究中的重要地位占据,从而达到全面信息通讯技术的全面创新。
3.3 要贯彻标准化发展策略并对知识产权加以重视和保护
第一,要求相关研发部门、生产企业及技术研发人员,在信息通讯技术发展与创新的过程中,贯彻落实标准化创新及应用信息通讯技术方针,同时给予相关设计机构信息通讯知识产权,以此保护和促进信息通讯技术的健康及顺利发展。第二,相关技术人员在创新和应用信息过程中,不可忽视发展创新过程中的不协调问题,要深刻了解到这种不协调问题是由于各个电子产品连接方式及端口差异性所造成,所以相关技术创新人员要根据各通讯设备的通用性,制定解决不协调的信息通讯技术创新问题。第三,要求相关技术创新在开展通讯技术创新、通讯产品产业化生产过程中,一定要科学地使用向外发展方针,以此加强信息通讯技术的创新力度,并给予足够的知识产权保护[5]。
4 结语
综上所述,我国信息通讯技术不但应用于信息交流,还应用于商品贸易、生产技术创新及教育事业发展等,是现时代最实用的经济发展技术、生产及教育技术,所以必须加强对信息通讯技术创新及应用。根据上文分析结果显示,通讯技术创新和应用的重要措施有:立能激发通讯技术人员创新潜力的竞争机制;不断创新信息通讯的关键技术和基础技术;要贯彻标准化发展策略并对知识产权加以重视和保护,虽然这些措施没有提到通信行业工作人员,但在信息通讯技术创新与应用中,通信行业工作人员一定要善于发现信息通讯技术发展中的问题,并根据实际问题原因找出相应的解决办法,只有这样才能促进信息通讯技术及通讯行业的长远性、健康性和持续性发展。
参考文献
[1] 张义军.试析当前信息通讯技术创新与应用[J].科技资讯,2014(30):2.
[2] 金光哲.探析现阶段信息通讯技术的创新与应用[J].中国新通信,2015(7):73.
[3] 吉捷.论信息通讯技术的创新及实际应用[J].通讯世界,2015(12):66-67.
【关键词】 计算机网络 实时通讯技术 远程网络
一、 计算机网络实时通讯技术原理
计算机网络实时通讯技术在连接的过程中有四种连接方式:点到点、分支点、路复式以及集线式。网络通讯技术在进行使用的过程中主要是利用通讯传输协议和网络IO的作用将图片、文字、声音 和视频从一个计算机传输到另一个计算机中。其中在进行数据传输的过程中传输协议包括HTTP、LJDP、TCP等,而网络IO主要是包括NIO、AIO、BIO等等。计算机在发出相关的信息内容之后,在另一台计算机上就会对信息的内容进行分析和整理,首先将接收到的信息进行转换,转换为数据流,然后反馈到接收端中,再次进行数据转换,就数据流转换成为具体的信息,从而实现网络通讯。
二、计算机网络实时通讯技术应用
2.1需求分析
计算机网络实时通讯技术在使用的过程中能够在区域内进行信息的共享,从而实现对终端设备进行实时的控制与监督。
在现阶段的计算机网络技术的应用过程中,实时通讯的应用十分的广泛。尤其是是由的开采、水处理等多个领域中都能够利用计算机在TCP/IP协议的作用下进行实时监控,从而对在远程终端上的设备实现操作控制。
不管是在任何的领域中要想很好的实现实时控制,则需要利用计算机网络通讯技术的作用对控制的命令进行数据的分享和位置的分享,然后对分享的数据进行分析,从而减轻控制人员和操作人员的任务,提高生产效率。比如说在进行农田信息管理的过程中,可以利用计算机网络通讯技术对农田进行科学化管理,实现PDA实时无线通讯,系统在接收到农田的相关信息之后会对这些信息进行分析,然后给出农田的相关指标,从而达到 实时控制的效果。
2.2应用系统设计
不管是在任何的产业中要想进行科学化的管理都需要用到计算机网络实时通讯技术,该技术在使用的过程中还需要根据自身的产业的序曲进行设计,从而达到不同的要求。从计算机网络通讯技术为出发点,对系统相关的软件接口及信息处理数据库进行设计,然后再对用户的使用界面进行设计,这样既能够满足在当前生产的基础实现科学化管理。在软件设计的过程中可以利用GIS等相关系统对软件进行通讯的设计,同时在进行数据传输的过程中还可以采用TCP等协议,这样就能够实现数据的共享。在应用程序的设计过程中最为重要的一个环节就是命令控制的设计,要求能够对命令数据的开始、结束、中断等进行设计,这样以便在进行生产和实时监控的过程中能够及时的进行控制。
2.3应用实际操作
随着科学技术的不断发展,在我们的日常生活中经常会用到许多的电子智能化设备,比如说手机、电脑等等,这些设备在使用的过程中都能够应用到计算机网络实时通讯技术,比如说我们平常所用到ICQ、MSN、QQ、微信等都是对计算机网络实时通讯技术的应用体现。QQ与微信是我们最为常用的软件,而且这两款软件都是由腾讯公司研究与开发的,主要的功能就是能够为用户提供实时交流信息软件,有着广泛的应用,在我国QQ与微信账号基本人手一个,许多人甚至拥有多个账号,这两个软件能够同时应用于电脑终端及手机终端上,通过与家人朋友间的信息共享进行交流,也可以进行word、语音、视频、网址等内容的共享。微信作为QQ的升级版本,在绑定QQ账号或者手机账号的基础上,加大了信息共享的内容与方式,已经成为人们所钟爱的一种聊天交流软件,随着网络信息的不断发展,微商的出现也为微信提供了新的功能。
三、结语
随着计算机技术的不断发展以及网络技术在我们日常生活中的不断普及,计算机网络实时通讯技术已经逐渐的融入到我们的生活、工作和学习中。计算机网络实时通讯技术将电脑PC端与手机移动端结合起来进行相关内容、数据、图片的采集、传送、处理,这种信息实时共享的技术已经改变了人们的生活,成为人们形影不离的需要。总体来说,计算机远程网络通讯技术依旧在不嗟胤⒄怪中,通过新的基础创新及速录探索能够为人们在速度与质量上提供更加便利、有效的服务。
参 考 文 献
[1]朱琦.有关计算机网络通信中实时差错控制技术分析[J].科技与生活,2012(21):149-149.
[2]吴志毅.有关计算机网络通信中实时差错控制技术分析[J].科技传播,2012(22):149-149.
【关键词】电子通讯设备 可靠性 技术
随着我国社会经济文化的不断进步与快速发展,我国现已进入信息化时代,在新的时代要求下,对电子通讯产品的可靠性的重视程度也越来越大,数字信息的安全已经关系到人们日常生活的方方面面,而在对电子通讯设备的可靠性的探索中,也发现对电子通讯设备的可靠性的影响因素也是多种多样的。因此,通过分析影响电子通讯设备的可靠性的因素,来提高电子通讯设备的可靠性。
1 电子通讯设备的可靠性设计技术的作用于意义
我国现阶段已经进入信息化时代,电子电器产品的使用率也越来越高,电子电器产品的种类也是越来越多,其中,尤其是电子通讯设备的使用,几乎达到了人人都使用的情况,因此,电子通讯设备的可靠性就显得尤为重要。
在电子通讯设备的开发与使用过程中,可靠性设计技术是电子通讯设备的可靠性的前提和基础,从而确保了电子通讯设备的良好性能。随着通讯技术的迅速发展,电子通讯设备更加趋于智能化,便捷化与功能多样化,如果要全面实现电子通讯设备的这些功能,确保电子通讯设备的可靠性是这些功能的前提与基础。因此,电子通讯设备的可靠性技术的不断地发展与进步,才是推动我国整个信息技术产业的不断前进的动力。
2 影响电子通讯设备的可靠性的因素
2.1 生产条件的因素
在对电子通讯设备的可靠性的技术的分析研究过程中,我们发现存在诸多因素,这些因素会对电子通讯设备的可靠性产生重要的影响。
其中,主要的是生产条件的因素。在信息化的时代,电子通讯设备更加智能化、多样化与便捷化,而这些重要的功能则是在电子通讯设备的研发的制造过程中以电子通讯设备的可靠性为基础的。尽管我国现在已经进入信息化时代,但是,电子通讯设备的生产条件并没有跟上时展的要求,因此,在生产条件不齐全及生产器械较落后的情况下,这种条件下生产出来的电子通讯设备,其可靠性就得不到保证,因此,生产条件的因素会严重影响电子通讯设备的可靠性。
2.2 机械条件的因素
在影响电子通讯设备的众多因素中,机械条件因素是影响电子通讯设备的另一个重要的因素。由于电子通讯设备已经成为人们日常生活中必不可少的重要工具,因此,在人们使用这些电子通讯设备时,存在出现设备故障,损坏的各种各样的情况,出现这种状况后,电子通讯设备的正常功能受到损坏,不能正常使用。
因此,机械条件因素也是影响电子通讯设备的可靠性的重要因素。由于某些外部条件因素是不可避免的,这样,也会对电子通讯设备的可靠性问题提出重要的挑战。
2.3 外界环境的因素
由于电子通讯设备是我国信息时代的产物,属于信息技术的高端产品,这些高端的科技产品具有高质量和耐用性强的优良性能,因此,一般电子通讯设备具有良好的可靠性。但是,由于电子通讯设备属于消费品,即使电子通讯产品拥有较高的品质,也会在电子通讯产品的使用过程中,出现错误。
为了能够维护电子通讯产品的可靠性,因此,在设计研发电子通讯产品的过程中,不得不考虑环境和外界因素等对电子通讯产品的可靠性的影响。
3 加强电子通讯设备的可靠性的措施
3.1 加强电子通讯设备的生产环境
由于我国现阶段的电子通讯设备的生产条件有限,如何提高电子通讯设备的生产条件是提高电子通讯设备的可靠性的前提。只有把在电子通讯设备的生产条件与生产技术等生产的环境要素提高与改善,才能有希望提高电子通讯设备的可靠性。
因此,加强通讯设备的生产环境要素,是加强电子通讯设备的可靠性的重要措施之一。
3.2 加强电子通讯设备的机械环境
电子通讯设备的各种元器件在电子通讯设备的使用过程中,都会存在出现故障的状况。由于,电子通讯设备的可靠性设计在电子通讯设备的研发过程中,是一个十分复杂的过程,因此对于电子通讯设备的可靠性设计,要在满足设备基本性能需求的基础上,不断提高电子通讯设备的组成元器件的性能,使得确保满足电子通讯设备的可靠性设计,达到电子通讯设备的耐用等性能。
因此,加强电子通讯设备的机械环境因素也是加强电子通讯设备的可靠性的设计的重要影响因素之一。
3.3 加强电子通讯设备的电磁兼容的设计
电子通讯设备是我国信息化时代的高科技的产物,在电子通讯产品的设计和研发的过程中,应用到许多知识,尤其是电磁等物理知识。在印制电路板的过程中,该电路板的过程中,存在一定程度的电感的情况,那么,这种存在的电感,就会在日后的电子通讯设备的使用过程中,产生不利于电子通讯的电磁干扰,因此,考虑如何将电路板上产生的电感消除掉,减少电磁干扰,这也是提高电子通讯设备的可靠性设计的重要措施之一。
因此,加强电子通讯设备的电磁兼容的设计也是提高电子通讯设备的可靠性的设计的重要措施。
4 结论
随着信息科技的迅猛发展,高科技产品已经成为人们日常生活的必需品,而其中,电子通讯设备的使用率更高,其可靠性设计是保障电子通讯设备的安全性能和稳定性能的重要基础与前提。同时,也是电子通讯设备的生产制造的一个重要的而且十分关键的环节。因此,在考虑电子通讯设备的可靠性设计技术时,应该注重合理选用电子通讯设备的元器件,加强电子通讯设备的生产条件。因此,在信息化的今天,需要每一个电子通讯设备生产的企业和电子通讯设备的使用者共同努力,提高电子通讯设备的可靠性。
参考文献
[1]杨泽雄.电子通讯设备的可靠性设计技术探析[J].通讯世界,2015,19:35-36.
[2]王三红,郭琳,张军琴.电子通讯设备的可靠性设计技术探讨[J].电子产品可靠性与环境试验,2003,03:13-19.
[3]徐S.浅析电子通讯设备的可靠性设计[J].计算机光盘软件与应用,2014,22:299-300.
[4]王富亮.分析电子通讯设备的可靠性设计技术[J].电子世界,2013,20:35.
作者简介
贯春发(1972-),男,吉林省农安县人。现供职于江苏省南京市民防局。
人类在发现、使用和推广电能的过程中,建立了庞大的、遍及全球的物理连接网络。世界范围内人们都期望能将现有的庞大的电力网作为信息通讯的物理网络,将电力输送网和通讯网合二为一,经济地实现“智能大厦”、“智能小区”。
由于电力线载波在电力系统中使用坚固可靠的高压电力线作为信号的传输媒介,可节省大量的通道建设投资,再加上电力线载波信息传输稳定可靠,路由合理,安全保密以及能够同时使用运动信号等特点,使得这种电力系统独有的通信方式在数字微波、一点多址、光纤、特高频等通信方式相继出现的今天仍得到持续的发展。因此电力网被国外传媒喻为“未被挖掘的金山”毫不为过。
电力线数字通讯技术是实现智能小区、智能家电、集中抄表和照明控制的核心技术,国外许多著名公司和研究单位都在对此进行研究,并开发出相对应的器件和产品。如:Intellon、Thomson、Atmel、Enika、National等等,而国内的许多的企业也紧随国际步伐在利用电力线传输信息,特别是在远程抄表系统方面已逐步形成应用研究的热点。
二、市场应用前景
电力线载波(PLC)是电力系统特有的、基本的通信方式,电力线载波通讯是指利用现有电力线,通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。由于使用坚固可靠的电力线作为载波信号的传输媒介,因此具有信息传输稳定可靠、路由合理、可同时复用远动信号等特点,是唯一不需要线路投资的有线通信方式。
电力线载波通讯技术可以进行模拟(语音信号)或数字信息(如:家居控制信号)双工传输,可广泛应用于家居自动化、小型办公室、家庭办公室通讯(如:互联网、内部信件、游戏、音频(MP3)、视频)等领域,具有普及效果、节省费用、安装方便、应用广泛等特点。
作为通讯技术的一个新兴应用领域,电力载波通讯技术以其诱人的前景及潜在的巨大市场而为全世界所关注,成为世界各大公司及研究单位争相研究的热点。国外许多著名公司和研究单位都在对此进行研究,并开发出相对应的器件和产品,如:Intellon、Thomson、Atmel等等。而国内的许多的企业也紧随国际步伐在利用电力线传输信息,特别是在远程抄表系统方面已逐步形成应用研究的热点。
1.在智能小区中的应用
智能住宅的概念起源于美国,美国的智能住宅发展是最为迅猛的。继美国之后,欧洲、新加坡等国家住宅智能化也得到了飞速发展。所谓的智能化住宅小区,是指通过综合配置住宅区内的各功能子系统,以综合布线为基础,以计算机网络为区内各种设备管理自动化的新型住宅小区。通常智能化大厦是“三A”系统,即:
①安全自动化(SAS- Safe Automation System):包括室内防盗报警系统、消防报警系统、紧急求助系统、出入口控制系统、防盗对讲系统、煤气泄漏报警系统、室外闭路电视摄像监控系统、室外的巡更签到系统。
②通讯自动化(CAS一Communication Automation System):包括数字信息网络、语言与传真功能、有线电视、公用天线系统。
③管理自动化(MAS一Management Automation System ):包括水、电、煤气的远程抄表系统、停车场管理系统、供水供电设备管理系统、公共信息显示系统。
随着我国国民经济、科学技术水平的提高,特别是计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术、信息技术的迅猛发展与提高,促使家庭实现了生活现代化,居住环境舒适化、安全化。这些高科技已经影响到人们生活的方方面面,改变了人们生活习惯,提高了人们生活质量。在我国,智能住宅这一概念推广较晚,但其发展的速度却很快,全国已建立了一些具有一定智能化功能的住宅和住宅小区。
家庭智能大厦、智能小区是一个综合性的系统工程,包含了若干子系统,作为智能大厦、智能小区的后备网络,采用电力载波通讯有其无法比拟的优越性,因而在智能大厦、智能小区底层通讯方式的选取上,各公司不约而同的把电力载波通讯作为首选。
2.在自动抄表系统中的应用
抄电表一直是件麻烦事。快到月底的时候,供电局总要派出许多人到各个居民小区里抄表,每人一天最多也只能抄上三五百户,伴随着城市住宅建设日益发展,居民数和独立电能表数迅速膨胀,多种电价制度开始推行,抄表计量日趋复杂,传统的人工抄表方式已难以适应新的变化,但如果在电表里安装一个火柴盒大小的电脑远程终端那么一切都不再一样:
①无需抄表员用户的用电情况快速准确地反映到供电局的计算机中心。
②供电局直接和银行联系,用户只要在银行里办一张资金卡,就无须定时定期到供电部门排队交电费了。
③通过系统随意呼叫,每户人家当前用电量值、最大平均功率出现的时间,甚至整幢楼每小时、日、月、年的用电量、最大平均功率及其出现的时间,停电时间和次数,以及日、月的线损量和线损率都能清晰地显示。
④准确地对各类不同用户的不同用电负荷进行记录。
⑤系统自动运算各环节电量,及时发现不明的电量损失,杜决盗窃用电。
所谓自动抄表系统就是自动采集各种计量表的读数(如:电表、水表、煤气表、冷气表等),现在采集数据方法有:电话线、无线电、电力线和红外线等等。我们的电力线载波抄表系统则是利用现有的电力线为媒介进行数据收集。不但有效降低系统成本的同时可以方便快捷地实现自动化抄收。利用计算机的强大功能抄收的数据可以立即处理形成报表,同时由于双工通讯可以很容易做到监控用户用电参数、欠费断电等其他系统没有的功能。
我国现行的能源管理方式已远远跟随不上经济蓬勃发展的要求。为此,要尽快地对用电进行自动化管理,并支持电力部门进行技术改造。配合我国国家电力公司国电安运[1998]669号文中提出的“要重视用电营业,长远的目标是实现‘一户一表、集中抄表、银行联网’”的政策,采用以计算机为基础、利用电力线载波通讯技术开发的自动抄表系统,取消用电中间层,降低用电中间层,降低居民用电价格,消除用电过程腐败现象,成为电力部门响应国家这一政策的最佳解决方法。同时也给远程智能抄表的技术发展与产品推广提供了前所未有的契机、巨大的潜在市场和蓬勃的生命力。人们似乎已经看到,随着各种抄表自动计量装置产品的问世,“人工抄表”将退出历史舞台,自动抄表系统“一统天下”的日子已为时不远。
3.在家居智能化中的应用
用模拟技术在电力线上传递载波信号很早就有了。把电力线通信技术、网络、微控制器相结合,是在现有基础上推进家庭自动化的最现实最经济的途径,即以电力线为物理媒介,把分布在信宅各个角落的微控制器和家电PC机连成一个网络。其优点是:电力线和信号线合一,无须布设信号线;人们原来使用和维护电器的习惯都不受影响,家电无须增加双绞线、红外等接口,只要在内部配备电力线载波通信芯片,再更新程序就行了,对老式家电的改造也很容易;家电的信息量小,电力线载波速度慢的缺点不突出。因此电力线载波通讯技术在家居智能化应用方面有着广泛的前景,特别是在中速率传输应用方面,因其具有可靠性高、造价低廉等优点,故可以与“蓝牙”相媲美。
4.在其它领域的应用
在其他领域里,电力线载波通讯也显示出了其巨大潜力,比如在一些干扰大、布线困难的工业自动化控制系统,采用电力载波通讯方式能达到事半功倍的效果。电力线在现代生活中已无处不在,只要能满足通讯要求,而又不便布线的地方,电力载波通讯技术都有着无比的的优越性,可以得到充分的应用。
虽然随着各种新的通信方式的出现,各类通信线路所占的比例各有所变化,但电力线载波通信在较发达国家的比例却一直保持在12%左右,而在发展中国家则高达30%。在国外,一些公司一直积极进行电力线载波通讯技术的研究及相关产品的开发。
就技术上说,挪威NERA公司A.C.E.32全数字电力线载波通讯技术及德国西门子的准数字电力线载波通讯技术代表了目前国际上电力线载波通讯技术发展的水平。
我国从50年代开始从事电力线载波通讯技术的研究,到80年展到全盛时期。90年代初期以后,电力线载波技术的需求随着我国经济的发展进一步扩大。21世纪的新契机更使电力线载波通讯这一通讯技术的新兴应用技术得到了前所未有的发展,彻底改变人们的生活。
三、发展现状
1.发展方向
从总体来说,电力线载波通讯技术在向五个方面发展:
①从个别用户到低压段区段使用(PLC),其后段部分采用电话线、光缆、无线等构筑网络;
②仅用于低压部分(AC110/220V);
③室内系统正在出笼;
④室外系统成为研究课题;
⑤向家居自动化发展。
按速率和载波频率分为:
①低速率通讯(1KB/S以下),主要应用于长距离(1公里以上)利用25K高压电线对配电设施进行控制;
②中速率通讯(1-50KB/S),主要应用于固定小区间、楼宇间的数字通讯。包括自动照明控制、消防报警、自动抄表以及数据监控等系统。载波频率一般在50-535KHZ之间;
③高速率通讯,(100KBPS以上)主要用于小区域中的高流量数据通讯。如电脑网络中的打印、文件共享等,采用高载波频率1.7-30MHZ。
2.实现难点
由于电力线是给用电设备传送电能的,而不是用来传送数据的,所以电力线对数据传输有许多限制,因此电力线通讯具有以下特点:
①配电变压器对电力载波信号有阻隔作用,所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送。
②三相电力线间有很大信号损失(10 dB -30dB)。通讯距离很近时,不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输。
③不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同,藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合。线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比,电力载波信号少损失十几dB,但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用。
④电力线存在本身因有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50HZ和60HZ,则周期为20ms和16.7ms在每一交流周期中,出现两次峰值,两次峰值会带来两次脉冲干扰,即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰,干扰时间约2ms,必须加以处理。
有一种利用波形过0点的短时间内进行数据传输的方法,但由于过0点时间短,实际应用与交流波形同步不好控制,现代通讯数据帧又比较长,所以难以应用。
⑤电力线对载波信号造成高削减。当电力线上负荷很重时,线路阻抗可达1欧姆以下,造成对载波信号的高削减。实际应用中,当电力线空载时,点对点载波信号可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时,只能传输几十米。因此,只有进一步提高载波信号功率来满足数据传输的要求,提高载波信号功率会增加产品成本和体积。
因此电力线上的高削减、高噪声、高变形,使电力线成为一个不理想的通讯媒介,但由于现代通讯技术的发展,使电力线载波通讯成为可能。
3.主要几款国外电力线载波芯片的优点与缺点
由于数据信号的信噪比决定传输距离的远近,因此电力线载波通讯的关键就是设计出一个功能强大的电力线载波专用modem芯片。国外在电力线载波通讯技术方面发展较早,多家国外公司陆续推出了自己的电力线载波modem芯片,并制定了电力线载波适用频率范围的标准。
由于国外电力线载波modem芯片是针对本地区电网特性、电网结构,且一般是针对家庭内部自动化而设计,因此在国内使用都难尽人意。目前,有一、两款电力线载波modem芯片在一定应用领域可勉强使用。我国可使用的电力线载波modem芯片有以下几种:
XR2210/XR2206套片或LM1893
这是比较早的电力线载波芯片的应用。XR2210/XR2206是一组FSK方式的调制解调芯片,并不是专门针对电力线载波通讯而设计的,还可用于有线和无线通讯。LM1893 modem芯片,FSK的调制解调方式,它只是对一般FSK调制解调芯片的稍微改进,目前,以上两款modem芯片在国内基本没有采用。
ST7536
ST7536是SGS-THOMSON公司专为电力线载波通讯而设计的modem芯片。由于它是专用modem芯片,所以除有一般modem芯片的信号调制解调功能外,还针对电力线应用加入了许多特别的信号处理手段。目前,在国内电力线载波抄表领域应用广泛,只是各公司应用水平不同。
SSCP300
SSCP300是Intellon公司采用现代最新通讯技术设计的电力线载波modem芯片。它采用了扩频(Chirp方式)调制解调技术、现代DSP技术、CSMA技术以及标准的CEBus协议,可以称为智能modem芯片,体现了modem芯片的发展趋势。
但在国内电力线载波抄表领域使用效果还不如较早的ST7536。因为SSCP300是Intellon公司按北美地区频率标准、电网特性针对一家一户式独立住宅的家庭自动化而设计的,所以在通讯距离上,它还采用陷波器隔离,防止干扰邻近住宅。而国内电力线载波抄表领域主要要求通讯距离,所以针对中国现状,SSCP300难以胜任电力线载波抄表领域的要求。
PLT-22
PLT-22是Echelon公司最新电力载波收发器,它是针对工业控制网而设计,采用BPSK调制解调技术以及多种容错及纠错技术,所以目前在我国应用效果最理想。但它是Lonworks网络专用,而且价格太高,难以在民用市场领域大规模推广。所以目前还无一款真正适合我国电力线载波通讯的modem芯片。
4.现有的两种实现电力线数据通讯手段
在电力线上实现数据通信,人们进行了很多的尝试。电力线作为一种通信传输介质,具有可变信号衰减、脉冲噪声以及等幅振荡干扰等不利于数据传输的特性。为了排除这些干扰,目前利用电力线进行通信的产品中,主要采用两种窄带载波FM通信方式和扩频通信方式。
传统窄带载波FM通信方式
传统窄带载波FM通信方式是一项成熟的传统技术。其在电力线模拟通讯方面已达到实用标准,能够做到在电力线上跨相位甚至跨变压器进行通讯,价格低廉且较为容易实现,所以在应用中比较普遍。但该传统窄带载波FM通信方式最大的缺点是不能进行数字信号的传输。