有線通信論文范文
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第1篇
現(xiàn)代科技的重要產(chǎn)物就是光纖通信技術(shù)，光纖通信的載體是光和電信號。光纖分為單模光纖和多模光纖兩大類。單模光纖只能傳輸一種模式的光，且對光源的譜寬及穩(wěn)定性都有較高的要求。而多模光纖能在制定的波長上用多個模式進行同時傳輸，是一種高效的傳輸方式。與普通的通信傳輸技術(shù)相比，光纖的損耗率要低得多（可低達0.2dB/km）；同時，中繼光放大器間距可超過100km，而傳統(tǒng)的銅電纜中繼放大器間距僅為幾百米到幾千米。因此，除了用戶到小站間仍使用銅電纜，其他通信網(wǎng)中包括電視網(wǎng)、跨海洋的網(wǎng)絡(luò)全部使用光纖通信。此外，光纖通信抗電磁干擾能力極強。這是由于光纖通信設(shè)備的主要成分是SiO2（石英），其具有極強的抗腐蝕性和絕緣性。因此，光纖通信不會受到太陽黑子活動、電離層變化、雷電以及人為釋放的電磁等方面的干擾，這一特性使得光纖可以應(yīng)用到軍事領(lǐng)域中。基本光纖系統(tǒng)組成如圖2所示。
2通信工程中有線傳輸技術(shù)的改進———以光纖有線傳輸技術(shù)為例
與其他傳輸技術(shù)相比，光纖傳輸技術(shù)有著較為突出的優(yōu)越性，現(xiàn)階段其己經(jīng)基本取代同軸電纜傳輸技術(shù)、絞合電纜傳輸技術(shù)等成為當前最主流、應(yīng)用最廣泛的通信技術(shù)。加強光纖有線傳輸技術(shù)的改進意義重大。
2.1光纖有線傳輸新技術(shù)的應(yīng)用
我國最早的光纖傳輸技術(shù)即為PDH技術(shù)，其主要采用圖像與語音結(jié)合的多媒體方式進行光纖傳輸，傳輸方式相對簡單，且傳輸設(shè)備也比較單一，隨著經(jīng)濟建設(shè)的不斷變化與發(fā)展，這種準同步數(shù)字傳輸技術(shù)已經(jīng)很難適應(yīng)時展的需要。2.1.1SDH技術(shù)的應(yīng)用SDH技術(shù)是繼PDH技術(shù)之后的一種更嚴密、更靈活的傳輸技術(shù)。以SDH技術(shù)為主的光纖傳輸節(jié)點設(shè)備又稱為同步數(shù)字序列設(shè)備，SDH技術(shù)傳輸設(shè)備正為全球各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于光纖節(jié)點處理和傳輸中。由于當前的SDH技術(shù)相較于之前的PDH技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸與處理功能、業(yè)務(wù)處理能力及傳輸網(wǎng)絡(luò)的靈活度與運行能力、網(wǎng)絡(luò)維護等各方面都有了明顯的提升和改善，極大地彌補了原先的PDH技術(shù)的缺點和不足。2.1.2DXC技術(shù)的應(yīng)用該技術(shù)的出現(xiàn)是在SDH基礎(chǔ)上演變而來的，是為了更好地服務(wù)于用戶之間相互傳輸、轉(zhuǎn)化等信息提供相應(yīng)的技術(shù)支持。該技術(shù)的使用可以通過光纖數(shù)字技術(shù)傳輸網(wǎng)絡(luò)配線、軟件管理、業(yè)務(wù)監(jiān)控等方面進行改革創(chuàng)新，進而做到光纖業(yè)務(wù)分級處理、動態(tài)信息監(jiān)控，從而保證了信息傳輸?shù)馁|(zhì)量。2.1.3DWDM技術(shù)的應(yīng)用密集波分復(fù)用系統(tǒng)簡稱DWDM，現(xiàn)今它大致向兩大領(lǐng)域發(fā)展：用于DWDM系統(tǒng)長途傳輸骨干網(wǎng)的大容量長距離，以及用于DWDM系統(tǒng)本地骨干傳輸網(wǎng)，其具有大容量短距離、多業(yè)務(wù)接口的低成本以及多速率的特征。使用DWDM技術(shù)，能夠增長光纖的傳輸容量，可達幾十倍、幾百倍，這給IP業(yè)務(wù)的指數(shù)性增長提供了條件。DWDM的優(yōu)勢在于其具有容量超大，“透明”傳輸數(shù)據(jù)，高度的組網(wǎng)靈活性、經(jīng)濟性和可靠性，兼容全光交換，能最大限度地保護已有投資的特點。
2.2光纖有線傳輸網(wǎng)絡(luò)改進方案
2.2.1骨干層骨干層改進由四部分組成：①通過收斂骨干層的帶寬和路由，讓它生成網(wǎng)狀或環(huán)狀型的組網(wǎng)，且節(jié)點的擴展性要非常強；②盡量使用不同種類的光纜路由組網(wǎng)，及不同種且能對其進行自愈保護SDH環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)中的直達電路；③為了使障礙點降到最低，應(yīng)盡最大努力縮減跳線轉(zhuǎn)接；④把接入層業(yè)務(wù)進行負荷分擔處理，盡量采用接入環(huán)雙歸屬，合理地增加骨干環(huán)與骨干節(jié)點的數(shù)量。2.2.2光纜線路光纜線路作為連接傳輸設(shè)備的物理介質(zhì)，若中心局房對應(yīng)管轄區(qū)域沒有清晰的劃分，根據(jù)目前的設(shè)備類型的組成，核心層承擔兩局間電路和調(diào)度電路，為傳輸系統(tǒng)提供物理上的光通路，并且至各局的業(yè)務(wù)趨于均衡，建議對設(shè)備區(qū)域進行中遠期的規(guī)劃劃分，使運營商選擇符合自身網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的設(shè)備類型。故光纜線路優(yōu)化要求根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的組成，若中心局房對應(yīng)管轄區(qū)域合理并有清晰的劃分，通過設(shè)備搬遷調(diào)整實現(xiàn)合理劃分，從而為本地SDH光傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定發(fā)展打下基礎(chǔ)，考慮經(jīng)濟、工程等因素。假設(shè)各環(huán)路均為STM-16環(huán)路，既可提高設(shè)備的可控能力，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整和設(shè)備搬遷替換過程可進一步對生產(chǎn)性能高效性的各指標進行評估比較。以通路規(guī)劃的思路，可采用拓撲，又可適當引入設(shè)備廠家，采用兩纖雙向復(fù)用段保護方式，提高競爭力。2.2.3接入層從兩個方面入手對接入層進行優(yōu)化，根據(jù)接入環(huán)容量已經(jīng)趨于飽和的實際情況對運用光纖資源并且做出接入環(huán)的裂變，相當于把接入部分進行化一為二的裂變，以此提升網(wǎng)絡(luò)的容納量；把接點數(shù)設(shè)置在8個范圍內(nèi)更加適應(yīng)當今的環(huán)網(wǎng)中的節(jié)點數(shù)的現(xiàn)狀。運用拆環(huán)的方法來提高環(huán)路的容量大小來解決接入節(jié)點相對多的環(huán)路。由于業(yè)務(wù)發(fā)展不斷增大的需要，通過提升環(huán)網(wǎng)的容量實現(xiàn)升級。2.2.4設(shè)備依據(jù)考慮的著重因素進行設(shè)備優(yōu)化，主要從以下幾個方面考慮：①根據(jù)自身發(fā)展需要的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和商務(wù)談判等情況，優(yōu)化方案實施的難點是搬遷替換設(shè)備過程和調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)標準規(guī)范，現(xiàn)今MSTP設(shè)備的優(yōu)選處理能力弱于SDH光傳輸網(wǎng)設(shè)備，而且要以保證網(wǎng)絡(luò)的正常運行為基礎(chǔ)對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行調(diào)整。②對廠家設(shè)備環(huán)境進行優(yōu)化。根據(jù)優(yōu)化網(wǎng)層面的分布對廠家設(shè)備環(huán)境進行優(yōu)化。而且在實際優(yōu)化的過程中，要對電源、光纖、機房等條件進行充分地考慮，運營商在準備的階段應(yīng)做好與設(shè)計院等各方意見的協(xié)調(diào)工作。不能局限在一個廠家的設(shè)備，要做出詳細的方案，但也不宜做出過多的電路割接方案，盡可能地形成一個具有完善、穩(wěn)定調(diào)整目標的網(wǎng)絡(luò)方案。
3結(jié)語
第2篇
現(xiàn)代無線網(wǎng)絡(luò)的組成主要由藍牙、WiFi、WiMax、Mesh、RFID等。藍牙：主要是小范圍相互連接的幾個裝置間形成的無線網(wǎng)絡(luò)，一般范圍較小，相對開放，通信不需要電纜，成本較低。WiFi：是一種高頻無線電信號，能夠?qū)⒁苿咏K端通過無線方式連接起來，相對開放，通信價格低廉，便于人們生活。WiMax：是更大范圍的無線信號網(wǎng)絡(luò)，一般用于城域網(wǎng)的構(gòu)建技術(shù)基礎(chǔ)，也是目前3G信號技術(shù)應(yīng)用標準。Mesh網(wǎng)絡(luò)：采用網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，也稱多跳網(wǎng)絡(luò)，其相對于其他網(wǎng)絡(luò)傳輸，可靠性更高，而且傳輸速率更快。RFID技術(shù)：是一種無線射頻識別技術(shù)，能夠通過特定的無線電通信訊號識別目標及其數(shù)據(jù)信息，在門禁、票務(wù)等系統(tǒng)中多有使用。
2現(xiàn)代信息技術(shù)在油氣生產(chǎn)運行過程中的有效運用
2.1自動化數(shù)據(jù)的控制與采集
在油氣自動化生產(chǎn)過程中，信息的自動化收集與處理是整個自動化控制的重點。自動化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用集散型控制結(jié)構(gòu)，運用兩級SCADA自動化監(jiān)控系統(tǒng)來實現(xiàn)對生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)各技術(shù)參數(shù)的實時數(shù)據(jù)收集與控制。油氣自動化生產(chǎn)中，在聯(lián)合站、計量站、油井等相關(guān)技術(shù)控制區(qū)域設(shè)置信息收集與控制基站。基站與生產(chǎn)系統(tǒng)中各離散點通過傳感器與變送器進行數(shù)據(jù)信息收集，并利用各自動閥門、壓力參數(shù)通過自動程序的控制進行實時的調(diào)節(jié)以實現(xiàn)PID閉環(huán)控制，從而構(gòu)成油氣生產(chǎn)自動化控制的一級SCADA監(jiān)控。基站通過光纖、WLAN等方式將實時數(shù)據(jù)信息及時傳輸?shù)焦た厥摇⒆钥刂行模ㄟ^自控中心與工控室的調(diào)度實現(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)顯示與數(shù)據(jù)信息異常的及時處理，從而實現(xiàn)對生產(chǎn)系統(tǒng)的控制。由此構(gòu)成油氣自動化生產(chǎn)控制的二級SCADA監(jiān)控系統(tǒng)。一級單元與二級單元相互之間通過電臺進行數(shù)據(jù)交互，以實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)的信息實時交互聯(lián)系。
2.2多媒體視頻監(jiān)控系統(tǒng)
多媒體視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般由視頻客戶端、視頻監(jiān)控單元、視頻監(jiān)控中心組成，設(shè)置在廠區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)及其附屬設(shè)施、系統(tǒng)的視頻監(jiān)控單元將實時的視頻監(jiān)控信息編碼成數(shù)據(jù)流通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)揭曨l監(jiān)控中心，通過轉(zhuǎn)碼解流將視頻信息反應(yīng)到視頻客戶端上，由此實現(xiàn)實時的視頻監(jiān)控。而在整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)中比較重要的一個部分是網(wǎng)絡(luò)視頻器，主要負責各種多媒體影像聲音的采集以及該視頻影像的壓縮編碼；同時，將網(wǎng)絡(luò)用戶以及監(jiān)控中心的實際控制命令有效地往前端設(shè)備上進行傳輸。目前，MPEG-4網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器的壓縮比例相對較高，運動補償性方面較為優(yōu)越，逐漸成為主流。由于大部分采油廠的視頻監(jiān)控多置于室外，所以，一般要選用能夠進行360°全景掃描的恒溫監(jiān)控設(shè)備，實施對整個尤其生產(chǎn)自動化系統(tǒng)的全天候監(jiān)視。后端的監(jiān)控中心主要是由交換機、多媒體電視強以及視頻服務(wù)器等等設(shè)備有機組成的。其中，視頻服務(wù)器主要是用來管理源于網(wǎng)絡(luò)視頻編碼中的相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)視頻流，并運用組播技術(shù)提供相應(yīng)的視頻服務(wù)給相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)用戶，真正實現(xiàn)多媒體數(shù)字化實時監(jiān)控以及網(wǎng)絡(luò)點播檢索行為的有效運行，監(jiān)控中心可以授權(quán)網(wǎng)絡(luò)用戶，這部分被授權(quán)的網(wǎng)絡(luò)用戶稱作是客戶端，客戶端為外網(wǎng)用戶以及本地網(wǎng)用戶均可以。
2.3寬帶Ethernet網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
2.3.1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
各信息收集基站（聯(lián)合站、計量站、油井等）收集的數(shù)據(jù)信息匯集到工區(qū)控制處理器，工區(qū)工控室通過報表生成、實時圖像存儲等數(shù)據(jù)處理后傳送到廠部自動化控制指揮中心，以方便廠部領(lǐng)導(dǎo)及技術(shù)人員實時瀏覽各基站主要技術(shù)參數(shù)、主要實時信息以及異常信息的監(jiān)測與處理。各基站與工控室、工控室與自控中心之間的連接一般采用光纖、數(shù)字微波、WLAN等多種傳輸方式，通過點到點、點到面、面到面的星狀連接網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建出油氣生產(chǎn)系統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡(luò)。
2.3.2組網(wǎng)方式
各基站之間的信息傳輸組網(wǎng)一般采用可靠性較高、受干擾程度較低的光纖進行連接。從廠部局域網(wǎng)引出光纖連接到油田信息網(wǎng)，如果從廠部到工控室之間的信息連接系統(tǒng)如小容量微波系統(tǒng)不能滿足寬帶傳輸?shù)男枰赏ㄟ^在兩端加裝E1/RJ45網(wǎng)橋的方式實現(xiàn)微波系統(tǒng)擴容。在基站站點過多、涉及范圍過密集、涉及地理環(huán)境過于復(fù)雜的局部區(qū)域，可采用光纖/WLAN混合的方式進行組網(wǎng)，以避免區(qū)域光纖連接的復(fù)雜性。
3結(jié)語
第3篇
結(jié)合鐵路基礎(chǔ)設(shè)施健康監(jiān)測的特點，從硬件和軟件兩個方面設(shè)計數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)；首先，分析振動傳感器的選用原則和輸出信號的特點，在此基礎(chǔ)上進行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計；然后，提出利用軟件進行數(shù)據(jù)采集的模擬，詳細論述各個模擬模塊的建立過程；最后利用所屬方法建立用于鐵路基礎(chǔ)設(shè)施檢測的數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，系統(tǒng)的建立為鐵路基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測理論研究提供了方法，為同類型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計提供參考。
關(guān)鍵詞：
鐵路基礎(chǔ)設(shè)施；監(jiān)測；振動傳感器；數(shù)據(jù)采集
0.引言
進入21世紀以來，我國鐵路建設(shè)發(fā)展迅猛，取得了良好的經(jīng)濟與社會效益。隨著鐵路運輸速度的迅速提升，再加上其相對方便舒適的環(huán)境和價格上的優(yōu)勢，勢必能吸引越來越多的人選擇鐵路作為他們旅行的交通工具，然而，伴隨著鐵路運輸?shù)娘w速發(fā)展給人們帶來的交通上的快捷與方便，車體與鐵軌的振動故障對公共財產(chǎn)及人身安全構(gòu)成了前所未有的威脅。伴隨著我國鐵路立體跨越式的迅猛發(fā)展，輪軌間激擾力與激擾頻率隨著車輛行駛速度的不斷提高，逐漸增大，變寬，結(jié)果會造成電機等吊掛設(shè)備和車內(nèi)設(shè)備的高頻高幅振動，引起車體設(shè)備振動能量的急速加劇。如果超過了鐵路各設(shè)備所允許的振動強度范圍，未來的工作性能指標及使用壽命將會受到過大的動態(tài)載荷和噪聲的嚴重影響，情況越發(fā)嚴重會導(dǎo)致零部件的早期失效。當前大量事實表明，在長期作用的情況下，鐵路振動故障可能會導(dǎo)致貨物破損，軌道破壞，列車脫軌等危險情況。為確保鐵路“安全、經(jīng)濟、快捷、舒適”的特點和優(yōu)勢，鐵路建設(shè)要不斷發(fā)展完善其各項功能，才能在越發(fā)激烈的市場競爭中取得優(yōu)勢，因此，各國都加強了對鐵路振動的檢測及分析，也增加了對其的投入力度。今年我國對鐵路振動檢測領(lǐng)域的人力物力投入有明顯增加，并且研究范圍擴展到眾多方面。以往鐵路振動檢測系統(tǒng)只配備在一些重要單位或者要害部門，而在2000年以后，各個鐵路站段及各個振動檢測站點基本都已經(jīng)涉及發(fā)展應(yīng)用到。鐵路振動檢測系統(tǒng)的重要性越來越被人們所認可，近些年又不斷完善各項相應(yīng)的標準和規(guī)范。為了保證鐵路的運輸安全、高效舒適的科學(xué)發(fā)展及以人為本的發(fā)展要求，確保鐵路的優(yōu)勢和特點，如何準確檢測高速鐵路的振動并判斷故障是擺在鐵路工作者面前不容緩的實際問題。
1.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計方案
本論文用于鐵路基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測的振動傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由下位機系統(tǒng)和上位機節(jié)點兩個大的部分組成。系統(tǒng)設(shè)計方案的結(jié)構(gòu)框圖下位機系統(tǒng)里包含了振動傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、IIC實時數(shù)據(jù)傳輸模塊、微處理器模塊和電源模塊五個單元。振動傳感器把接收到的振動信號數(shù)字化，通過IIC數(shù)字傳輸方式，將數(shù)據(jù)發(fā)送給微處理器STM32F103ZET6。微處理器作為控制單元，用于接收振動傳感器數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)處理分析計算，通過RS-232串口通信，運用MAX3232電平轉(zhuǎn)換芯片及CH340RS-232串口轉(zhuǎn)USB芯片，實現(xiàn)了XYZ三軸振動數(shù)值發(fā)送到上位機進行控制顯示。因為目前個人電腦上已很少有串口，所以我們使用RS-232串口轉(zhuǎn)USB口芯片CH340G，數(shù)據(jù)可以從USB口進入PC上位機。由于每一個節(jié)點的檢測范圍有限，使用多個這樣的節(jié)點共同檢測則可以擴大系統(tǒng)的監(jiān)測范圍，提高系統(tǒng)的整體工作性能。整個鐵路振動檢測系統(tǒng)是由多個下位機節(jié)點互相協(xié)作共同完成系統(tǒng)功能的。
2.系統(tǒng)硬件設(shè)計
2.1系統(tǒng)硬件設(shè)計思想
本論文的鐵路振動檢測系統(tǒng)是由振動傳感器數(shù)據(jù)采集模塊，IIC實時數(shù)據(jù)傳輸模塊，微處理器模塊以及RS-232有線通信模塊和電源模塊組成。振動傳感器數(shù)據(jù)采集模塊對鐵路振動的振動數(shù)據(jù)信號進行實時采集，將采集到的數(shù)據(jù)數(shù)字化，并通過IIC實時數(shù)據(jù)傳輸方式與單片機處理器通信，接著單片機處理器模塊將采集的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理分析，通過有線通信模塊上傳到上位機進行實時顯示及存儲，為鐵路振動故障的判斷提供合理依據(jù)。微處理器中有數(shù)據(jù)處理分析算法的設(shè)計，完成對采集到的實時振動信號進行數(shù)據(jù)處理分析，判斷當前得到的振動數(shù)據(jù)是否在鐵路設(shè)備所能產(chǎn)生的振動范圍之內(nèi)并對數(shù)據(jù)進行干擾點剔除，去直流及多項式趨勢項和平滑處理，計算出與自然坐標系夾角的角度，使整個鐵路振動檢測系統(tǒng)的性能與數(shù)據(jù)準確性得到大幅度提高，很大程度上降低了系統(tǒng)的錯誤上報率。
2.2系統(tǒng)介紹
系統(tǒng)硬件部分可以分為五個部分：振動傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、IIC實時數(shù)據(jù)傳輸模塊、微處理器模塊、RS-232有線通信模塊和電源模塊。數(shù)據(jù)采集模塊：由單片機處理器模塊發(fā)出相應(yīng)的控制指令配置振動傳感器的控制寄存器，內(nèi)部控制寄存器來決定信號的采集速度、通信方式、數(shù)據(jù)輸出格式與帶寬，振動傳感器根據(jù)內(nèi)部控制寄存器的值按要求采集振動信號。實時數(shù)據(jù)傳輸模塊：振動傳感器采集的實時數(shù)據(jù)通過IIC傳輸方式，將數(shù)據(jù)發(fā)送給處理器，為之后的數(shù)據(jù)處理分析奠定了基礎(chǔ)。微處理器模塊：主要工作是通過系統(tǒng)軟件控制數(shù)據(jù)采集模塊完成振動數(shù)據(jù)信號的采集，并對數(shù)據(jù)進行處理分析，然后控制RS-232有線通信模塊將處理完成的數(shù)據(jù)上傳至PC上位機進行顯示及存儲。該模塊是振動傳感器數(shù)據(jù)采集模塊和RS-232有線通信模塊進行聯(lián)系的核心部分。RS-232有線通信模塊：將微處理器模塊處理完畢的數(shù)據(jù)，通過RS-232串口通信的方式傳遞給上位機，上位機會自動顯示及存儲數(shù)據(jù)，供振動故障的判斷使用。電源模塊：通過該模塊，將5V外部直流電源轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所使用的3.3V電源。
結(jié)論
本論文設(shè)計了一套鐵路振動檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用下位機整體檢測模塊PC上位機整體控制數(shù)據(jù)流向，并對上傳的檢測數(shù)據(jù)進行顯示保存。從與傳統(tǒng)檢測方法的比較來看，它能夠更加高效、深入、細致的對鐵路振動信號進行檢測、處理分析及顯示存儲，并為鐵路振動故障的判斷提供可靠依據(jù)。
作者：魯楠 唐嵐 廖若冰 朱加豪 單位：西華大學(xué)汽車與交通學(xué)院 西華大學(xué)西華學(xué)院
參考文獻
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