有線通信論文范文
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第1篇
現代科技的重要產物就是光纖通信技術，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，其他通信網中包括電視網、跨海洋的網絡全部使用光纖通信。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用到軍事領域中。基本光纖系統組成如圖2所示。
2通信工程中有線傳輸技術的改進———以光纖有線傳輸技術為例
與其他傳輸技術相比，光纖傳輸技術有著較為突出的優越性，現階段其己經基本取代同軸電纜傳輸技術、絞合電纜傳輸技術等成為當前最主流、應用最廣泛的通信技術。加強光纖有線傳輸技術的改進意義重大。
2.1光纖有線傳輸新技術的應用
我國最早的光纖傳輸技術即為PDH技術，其主要采用圖像與語音結合的多媒體方式進行光纖傳輸，傳輸方式相對簡單，且傳輸設備也比較單一，隨著經濟建設的不斷變化與發展，這種準同步數字傳輸技術已經很難適應時展的需要。2.1.1SDH技術的應用SDH技術是繼PDH技術之后的一種更嚴密、更靈活的傳輸技術。以SDH技術為主的光纖傳輸節點設備又稱為同步數字序列設備，SDH技術傳輸設備正為全球各領域廣泛應用于光纖節點處理和傳輸中。由于當前的SDH技術相較于之前的PDH技術在網絡傳輸與處理功能、業務處理能力及傳輸網絡的靈活度與運行能力、網絡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技術的缺點和不足。2.1.2DXC技術的應用該技術的出現是在SDH基礎上演變而來的，是為了更好地服務于用戶之間相互傳輸、轉化等信息提供相應的技術支持。該技術的使用可以通過光纖數字技術傳輸網絡配線、軟件管理、業務監控等方面進行改革創新，進而做到光纖業務分級處理、動態信息監控，從而保證了信息傳輸的質量。2.1.3DWDM技術的應用密集波分復用系統簡稱DWDM，現今它大致向兩大領域發展：用于DWDM系統長途傳輸骨干網的大容量長距離，以及用于DWDM系統本地骨干傳輸網，其具有大容量短距離、多業務接口的低成本以及多速率的特征。使用DWDM技術，能夠增長光纖的傳輸容量，可達幾十倍、幾百倍，這給IP業務的指數性增長提供了條件。DWDM的優勢在于其具有容量超大，“透明”傳輸數據，高度的組網靈活性、經濟性和可靠性，兼容全光交換，能最大限度地保護已有投資的特點。
2.2光纖有線傳輸網絡改進方案
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，讓它生成網狀或環狀型的組網，且節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，及不同種且能對其進行自愈保護SDH環網系統中的直達電路；③為了使障礙點降到最低，應盡最大努力縮減跳線轉接；④把接入層業務進行負荷分擔處理，盡量采用接入環雙歸屬，合理地增加骨干環與骨干節點的數量。2.2.2光纜線路光纜線路作為連接傳輸設備的物理介質，若中心局房對應管轄區域沒有清晰的劃分，根據目前的設備類型的組成，核心層承擔兩局間電路和調度電路，為傳輸系統提供物理上的光通路，并且至各局的業務趨于均衡，建議對設備區域進行中遠期的規劃劃分，使運營商選擇符合自身網絡發展的設備類型。故光纜線路優化要求根據網絡的組成，若中心局房對應管轄區域合理并有清晰的劃分，通過設備搬遷調整實現合理劃分，從而為本地SDH光傳輸網的網絡結構的穩定發展打下基礎，考慮經濟、工程等因素。假設各環路均為STM-16環路，既可提高設備的可控能力，網絡結構調整和設備搬遷替換過程可進一步對生產性能高效性的各指標進行評估比較。以通路規劃的思路，可采用拓撲，又可適當引入設備廠家，采用兩纖雙向復用段保護方式，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化，根據接入環容量已經趨于飽和的實際情況對運用光纖資源并且做出接入環的裂變，相當于把接入部分進行化一為二的裂變，以此提升網絡的容納量；把接點數設置在8個范圍內更加適應當今的環網中的節點數的現狀。運用拆環的方法來提高環路的容量大小來解決接入節點相對多的環路。由于業務發展不斷增大的需要，通過提升環網的容量實現升級。2.2.4設備依據考慮的著重因素進行設備優化，主要從以下幾個方面考慮：①根據自身發展需要的網絡規劃和商務談判等情況，優化方案實施的難點是搬遷替換設備過程和調整網絡結構應標準規范，現今MSTP設備的優選處理能力弱于SDH光傳輸網設備，而且要以保證網絡的正常運行為基礎對網絡結構進行調整。②對廠家設備環境進行優化。根據優化網層面的分布對廠家設備環境進行優化。而且在實際優化的過程中，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做好與設計院等各方意見的協調工作。不能局限在一個廠家的設備，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、穩定調整目標的網絡方案。
3結語
第2篇
現代無線網絡的組成主要由藍牙、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絡，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，能夠將移動終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絡，一般用于城域網的構建技術基礎，也是目前3G信號技術應用標準。Mesh網絡：采用網絡拓撲結構，也稱多跳網絡，其相對于其他網絡傳輸，可靠性更高，而且傳輸速率更快。RFID技術：是一種無線射頻識別技術，能夠通過特定的無線電通信訊號識別目標及其數據信息，在門禁、票務等系統中多有使用。
2現代信息技術在油氣生產運行過程中的有效運用
2.1自動化數據的控制與采集
在油氣自動化生產過程中，信息的自動化收集與處理是整個自動化控制的重點。自動化數據采集系統采用集散型控制結構，運用兩級SCADA自動化監控系統來實現對生產系統內各技術參數的實時數據收集與控制。油氣自動化生產中，在聯合站、計量站、油井等相關技術控制區域設置信息收集與控制基站。基站與生產系統中各離散點通過傳感器與變送器進行數據信息收集，并利用各自動閥門、壓力參數通過自動程序的控制進行實時的調節以實現PID閉環控制，從而構成油氣生產自動化控制的一級SCADA監控。基站通過光纖、WLAN等方式將實時數據信息及時傳輸到工控室、自控中心，通過自控中心與工控室的調度實現數據的動態顯示與數據信息異常的及時處理，從而實現對生產系統的控制。由此構成油氣自動化生產控制的二級SCADA監控系統。一級單元與二級單元相互之間通過電臺進行數據交互，以實現整個網絡的信息實時交互聯系。
2.2多媒體視頻監控系統
多媒體視頻監控系統一般由視頻客戶端、視頻監控單元、視頻監控中心組成，設置在廠區生產系統及其附屬設施、系統的視頻監控單元將實時的視頻監控信息編碼成數據流通過網絡傳輸到視頻監控中心，通過轉碼解流將視頻信息反應到視頻客戶端上，由此實現實時的視頻監控。而在整個視頻監控系統中比較重要的一個部分是網絡視頻器，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，將網絡用戶以及監控中心的實際控制命令有效地往前端設備上進行傳輸。目前，MPEG-4網絡視頻編碼器的壓縮比例相對較高，運動補償性方面較為優越，逐漸成為主流。由于大部分采油廠的視頻監控多置于室外，所以，一般要選用能夠進行360°全景掃描的恒溫監控設備，實施對整個尤其生產自動化系統的全天候監視。后端的監控中心主要是由交換機、多媒體電視強以及視頻服務器等等設備有機組成的。其中，視頻服務器主要是用來管理源于網絡視頻編碼中的相應的網絡視頻流，并運用組播技術提供相應的視頻服務給相關的網絡用戶，真正實現多媒體數字化實時監控以及網絡點播檢索行為的有效運行，監控中心可以授權網絡用戶，這部分被授權的網絡用戶稱作是客戶端，客戶端為外網用戶以及本地網用戶均可以。
2.3寬帶Ethernet網絡系統
2.3.1網絡結構
各信息收集基站（聯合站、計量站、油井等）收集的數據信息匯集到工區控制處理器，工區工控室通過報表生成、實時圖像存儲等數據處理后傳送到廠部自動化控制指揮中心，以方便廠部領導及技術人員實時瀏覽各基站主要技術參數、主要實時信息以及異常信息的監測與處理。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絡構建出油氣生產系統無線通信網絡。
2.3.2組網方式
各基站之間的信息傳輸組網一般采用可靠性較高、受干擾程度較低的光纖進行連接。從廠部局域網引出光纖連接到油田信息網，如果從廠部到工控室之間的信息連接系統如小容量微波系統不能滿足寬帶傳輸的需要，可通過在兩端加裝E1/RJ45網橋的方式實現微波系統擴容。在基站站點過多、涉及范圍過密集、涉及地理環境過于復雜的局部區域，可采用光纖/WLAN混合的方式進行組網，以避免區域光纖連接的復雜性。
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第3篇
結合鐵路基礎設施健康監測的特點，從硬件和軟件兩個方面設計數據采集子系統；首先，分析振動傳感器的選用原則和輸出信號的特點，在此基礎上進行數據采集系統的硬件設計；然后，提出利用軟件進行數據采集的模擬，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設施檢測的數據采集子系統，系統的建立為鐵路基礎設施監測理論研究提供了方法，為同類型數據采集系統設計提供參考。
關鍵詞：
鐵路基礎設施；監測；振動傳感器；數據采集
0.引言
進入21世紀以來，我國鐵路建設發展迅猛，取得了良好的經濟與社會效益。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境和價格上的優勢，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，伴隨著鐵路運輸的飛速發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及人身安全構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，結果會造成電機等吊掛設備和車內設備的高頻高幅振動，引起車體設備振動能量的急速加劇。如果超過了鐵路各設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載荷和噪聲的嚴重影響，情況越發嚴重會導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、經濟、快捷、舒適”的特點和優勢，鐵路建設要不斷發展完善其各項功能，才能在越發激烈的市場競爭中取得優勢，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涉及發展應用到。鐵路振動檢測系統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的標準和規范。為了保證鐵路的運輸安全、高效舒適的科學發展及以人為本的發展要求，確保鐵路的優勢和特點，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.數據采集系統設計方案
本論文用于鐵路基礎設施監測的振動傳感器數據采集系統主要由下位機系統和上位機節點兩個大的部分組成。系統設計方案的結構框圖下位機系統里包含了振動傳感器數據采集模塊、IIC實時數據傳輸模塊、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字化，通過IIC數字傳輸方式，將數據發送給微處理器STM32F103ZET6。微處理器作為控制單元，用于接收振動傳感器數據并進行數據處理分析計算，通過RS-232串口通信，運用MAX3232電平轉換芯片及CH340RS-232串口轉USB芯片，實現了XYZ三軸振動數值發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USB口芯片CH340G，數據可以從USB口進入PC上位機。由于每一個節點的檢測范圍有限，使用多個這樣的節點共同檢測則可以擴大系統的監測范圍，提高系統的整體工作性能。整個鐵路振動檢測系統是由多個下位機節點互相協作共同完成系統功能的。
2.系統硬件設計
2.1系統硬件設計思想
本論文的鐵路振動檢測系統是由振動傳感器數據采集模塊，IIC實時數據傳輸模塊，微處理器模塊以及RS-232有線通信模塊和電源模塊組成。振動傳感器數據采集模塊對鐵路振動的振動數據信號進行實時采集，將采集到的數據數字化，并通過IIC實時數據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據進行數據處理分析，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。微處理器中有數據處理分析算法的設計，完成對采集到的實時振動信號進行數據處理分析，判斷當前得到的振動數據是否在鐵路設備所能產生的振動范圍之內并對數據進行干擾點剔除，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的性能與數據準確性得到大幅度提高，很大程度上降低了系統的錯誤上報率。
2.2系統介紹
系統硬件部分可以分為五個部分：振動傳感器數據采集模塊、IIC實時數據傳輸模塊、微處理器模塊、RS-232有線通信模塊和電源模塊。數據采集模塊：由單片機處理器模塊發出相應的控制指令配置振動傳感器的控制寄存器，內部控制寄存器來決定信號的采集速度、通信方式、數據輸出格式與帶寬，振動傳感器根據內部控制寄存器的值按要求采集振動信號。實時數據傳輸模塊：振動傳感器采集的實時數據通過IIC傳輸方式，將數據發送給處理器，為之后的數據處理分析奠定了基礎。微處理器模塊：主要工作是通過系統軟件控制數據采集模塊完成振動數據信號的采集，并對數據進行處理分析，然后控制RS-232有線通信模塊將處理完成的數據上傳至PC上位機進行顯示及存儲。該模塊是振動傳感器數據采集模塊和RS-232有線通信模塊進行聯系的核心部分。RS-232有線通信模塊：將微處理器模塊處理完畢的數據，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據，供振動故障的判斷使用。電源模塊：通過該模塊，將5V外部直流電源轉換成系統所使用的3.3V電源。
結論
本論文設計了一套鐵路振動檢測系統，該系統采用下位機整體檢測模塊PC上位機整體控制數據流向，并對上傳的檢測數據進行顯示保存。從與傳統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。
作者：魯楠 唐嵐 廖若冰 朱加豪 單位：西華大學汽車與交通學院 西華大學西華學院
參考文獻
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