移动存储技术（共11篇）
移动存储技术 篇1
前边的几篇连载文章中已经提到, 电能存储 (EES) 技术有很多的应用。电能存储的一些应用已经商业化, 并且未来将继续用于这些领域。此外, 一些新兴的应用领域 (例如支持扩大可再生能源发电和智能电网等) 也已经出现。EES在未来社会中的重要性被广泛认可, 人们也对其在未来市场的发展潜力进行了研究。根据目标、时间、区域和应用等方面的不同, 上述研究可以被分为两类:一是对未来市场中几乎所有的EES的应用的预测, 二是对未来市场的重心聚焦在具体的新的EES应用的预测。
1 EES综合应用的市场潜力
本部分介绍了两项研究实例和一项专业模拟:美国桑迪亚国家实验室的研究评估了EES能带来的盈利和美国境内所有EES应用的最大市场潜力;美国波士顿咨询集团的研究预测了EES技术的成本降低和评估EES应用投资的盈利能力, 从而判断其在世界市场上的潜力;还有一项是由日本松下公司作出的对未来锂离子电池市场的模拟。
1.1 美国桑迪亚国家实验室 (SNL) 对EES市场的评估
桑迪亚国家实验室评估了美国不同EES应用的市场潜力。该评估分别展示了每项应用的市场规模和每千瓦电能储存的成本效益的盈亏平衡。虽然这项研究只限于目前的市场潜力和只考虑了一个 (大) 市场, 但它对未来的EES市场提供了非常有用的建议。研究结果表明, 目前还不存在同时具有高价值和大市场潜力的应用市场。例如, “变电站现场” (即将应急电源安装在变电站上) 展现出了相当高的价值, 但它的市场潜力小。另一方面, “峰谷分时电价能源” (即由用户根据需求调整供给) 这项应用预期有一个很大的市场规模, 但它的价值不高。
该研究还表明, 未来每项应用的价值和市场规模将根据实地情况而不断发生变化, 同时每项EES设施可能会用于多种应用, 这可以增加投资的盈利。影响未来市场的一个因素是新安装的可再生能源的规模。
1.2 波士顿咨询公司 (BCG) 对EES市场的评估
该研究预测了到2030年EES技术的成本降低情况, 同时还评估了EES应用的投资收益情况。此外, 还对八组应用进行了明确的定义。为了帮助对未来EES应用的市场潜力进行判定, 该项研究还对执行应用的可行性进行了评估, 即要评估现存的常规技术、EES技术发展的技术难点、与现有相关业务的兼容性以及社会环境影响等。
最有前途的市场是“传统能源输出增稳”, 其市场大且具有很高的可预期的收益, 如抽水蓄能和压缩空气储能。“传统能源输出增稳”包括常规发电的错峰削谷和效率的提高。随着可再生能源的广泛引入, 错峰削谷提高输出电能的稳定性的需求急剧增长, 因而使得该应用具有良好的应用前景。
另外一个非常有吸引力的市场是“平衡新能源输出”, 它可以在短时间内调整电源供应, 以满足需求的波动。在该应用中, 大容量的电能储存技术如抽水蓄能和压缩空气蓄能在经济上已经可行, 其它EES技术也有了投资应用的价值。由于可再生能源对供应方供能的增加会使得“平衡能源输出”的需求增加, 越来越多的电力市场将引入成熟的市场机制, 未来用于优化能源输出的EES会被采购。这项研究推断总的市场潜力是330 GW。
1.3 松下集团对EES市场中锂离子电池的评估
松下集团 (三洋) 已经对EES市场中锂离子电池的市场潜力进行了评估。该评估是通过一项模拟得到的, 该模拟基于以下假设:
(1) 电力的交易价格将持续按照市场调查得到的趋势变化, 并与未来的锂离子电池价格进行比较;
(2) 对于公用设施, 假设社区能量储存和输配电投资部分替换;
(3) 对于UPS, 假设为便于维护和节省空间, 用锂离子电池替代铅酸电池;
(4) 电动车充电站将和电动汽车数量同比增长;
(5) 并无锂资源的短缺。
结果表明, 锂离子电池市场将稳步增长, 特别是与住行相关的市场将在2017年开始迅速增长。未来将会有各种从小到大的不同型号的锂离子电池应用于实际生活。
2 EES市场广泛引入可再生能源的潜力评估
可再生能源进入电网和与电网整合可能会导致电能输出的波动和一些不可预测的问题。当连接到电网中可再生能源的总量超过一定值时, 这些问题将变得突出, 此时需要寻求解决这些问题的对策。在一些市场上 (特别是欧盟) 存在一些规模宏大的引入可再生能源激励机制的计划, 因此预计EES将会是实现这些计划的一个关键因素。因此, 需要研究确定EES的需求量来计划引入多少可再生能源。
2.1 弗劳恩霍夫对德国EES市场潜力的评估
德国是众所周知的首先引进可再生能源的领先国家, 因此其EES应用具有巨大的市场。德国已经预设了一个目标, 到2030年, 其可再生能源的份额要从目前的不足20%增长到大约60%~80%。
这表明, 在过去和未来预计需要大量的EES来及时处理可再生能源的整合。对于短期或者长期需求来说, 都需要大量的EES来提供所需峰值功率。到2030年, 需要达到以下的值 (峰值功率乘以时间) :
每小时:16 GWh;
每天:170 GWh;
每周:3.2 TWh (即3.2×109 k Wh) ;
每月:5 T Wh;
总量:大约8.4 TWh。
目前已安装的存储容量为40 GWh的PHS只能满足若干小时的电能需求量和部分满足若干天的电能需求量。为了弥补额外的每小时和每天的电能需求量, 可以使用电化学储能EES (如电池) 。为了满足每周和每月的电能需求, 预计可以使用压缩空气蓄能、氢气 (H2) 和合成天然气 (SNG) 储能技术。
2.2 天然气网络中存储的大量能量
对于储能巨大的电化学储能来说, EES将会过于昂贵, 并且需要太多的空间。另外一种储能方法是将电能转化为氢气或合成天然气, 储存并分配在现有的天然气管道系统中。全周期的电能转化为氢储存的效率为55%~75%, 转化为合成天然气 (SNG) 储存的效率为50%~70%。德国现有天然气网络的存储容量是非常大的, 约为200 TWh (整个配电网储能量约有400 TWh) 。从技术角度来看, 它是将10%的氢气加入到天然气中而不影响天然气的质量。 (由于氢气含有的能量是天然气的三分之一, 因此可以将含能量为7 TWh的氢气输入到天然气网络中。) 任何时候, 天然气网络中的天然气可转化为电能, 转化效率大于60%。到2030年, 德国每周和每月的EES需求量将约为8.2 TWh, 而通过将氢气输入到合成天然气输气网络中的储能方式完全可以满足这样的需求。但该解决方案只能用在有着完整的天然气输气网络的国家;否则, 必须将氢气或者合成天然气存储在外加高压容器 (通常没有困难) 或器皿中。
2.3 西门子公司对EES在欧洲的市场潜力的评估
该研究是为了解决由大量引入可再生能源引起的问题。这项研究涵盖了整个欧洲并采取了一个极端的假设, 假设所有的电力供应都来自于可再生能源 (65%的风能和35%的太阳能) 。
由于可再生能源在性质上是无法控制的, 其在地理区域和时间范围内都可能发生供需之间的不匹配。当供给和需求之间发生不匹配时, 供应短缺通常由一个可靠的电源如化石燃料发电机 (火力发电机) 来弥补。为了解决供需不匹配的问题, 对于地理不匹配, 可以通过加强和邻近区域的相互联接, 对于时间的不匹配, 可以使用EES的时移功能来解决。为了确定在不与周围互联的条件下EES的需求量, 西门子公司完成了一项模拟研究, 用来减少建设电站的存储容量。整个欧洲被划分成了83个区域, 每个地区都有一个不同组合的可再生能源。整个欧洲总的供能是由65%的风能和35%的太阳能组成。模拟结果表明, 如果没有EES, 30%~50%的负荷需求需要由化石燃料发电机提供。如果EES的量能够满足一周的负荷需求, 额外的供能需求可以减少10%~20%, 这相当于60 TWh的EES或者2%的年供能需求量 (3 200 TWh) 。
在实际中, 对于100%由可再生能源供能的EES来说, 加强邻近区域之间联系和增加EES的容量来满足2%~8%的年需求供能量是必需的。能够满足的需求量取决于加大了多少电网联接和扩大可再生能源的供给量。对于每小时和每日的需求, 研究建议使用抽水蓄能 (PHS) 和电化学储能EES (如钠硫电池、锂离子电池、铅酸电池 (LA) 或者氧化还原液流电池 (RFB) 。对于每周和每月的需求, 推荐使用压缩空气储能 (CAES) 和氢 (H2) 储能。对于每周和每月的需求, 斯堪的纳维亚国家 (瑞典、挪威) 对大而新的PHS在TWh范围内的储能性能进行了讨论。然而, 加强与邻近区域的联接需要长距离的传输线, 但从今天的角度来看, 筹集资金并设置这种传输线似乎很难。
2.4 国际能源署 (IEA) 对EES的市场潜力的评估
国际能源署也对EES市场潜力进行了研究, 以应对在整个世界范围内大规模地引进可再生能源。在这项研究中, 计算了EES的需求量与可再生能源的输出量的变化关系。EES的需求量随着可再生能源的输出的增加而增加。例如, 如果假定风力发电的净输出变化率为30%, 在西欧EES的输出量将由2010年的3 GW增加到2050年的90 GW, 以与风力发电量的预测升幅相匹配。若假定在2050年风力发电的净输出变化率为15%~30%之间, 则EES的需求量在50 GW到90 GW之间。
估计EES的需求量是在预计的可再生能源的引入量的基础上完成的。由于预计在西欧和中国可再生能源的普及率将会相当高, 因而EES在这两个地区的市场潜力也是比较大的。到2050年, 整个世界上的EES的需求量将达到189~305 GW之间, 相应的可再生能源的净输出变化率为15%~30%。
当前的EES (主要是PHS) 总量为100 GW, 假定地理分布较好, 可用EES的需求量将会增加一到两倍, 否则, EES需求量将会更多。
3 车辆到电网的概念
随着电动汽车的发展和普及, 将汽车的电源从电池反馈到电网将有巨大的潜力。根据德国联邦政府的预测, 到2020年电动汽车的数量将达到一百万辆。包括混合动力汽车和纯电动汽车在内, 每辆车的平均容量大约是20 k Wh。在实际应用中如果使用总容量的30%, 就具有约6 GWh的可存储电能。在德国, 相比于2011年40 GWh的水力发电储能, 这将多出15%的额外的电能存储。国际能源机构也进行了关于在全球范围内使用电动车电池来缓解可再生能源的输出的研究。如果电动汽车电池使用车辆-电网技术 (V2G) , 用来调整供电时间和稳定短期波动, 在这两种情况下, EES的需求量将分别由189 GW减少到122 GW, 或者由305 GW减少到280 GW。如果将来使用这些储存容量, 电网运营商将有更多的短期时移范围和更高的安全水平来保证电力供应。
低电压电网是有待加强发展的一个领域, 其用来给电动汽车充电的基础设施未能与电动车的数量相匹配, 因而电网的有限的传输容量将会捉襟见肘。根据需要, 电网运营商还可以为消费者提供一个价格可以接受的车辆和运营商之间智能通信系统。消费者的接受能力将在车辆到电网技术的成功应用中扮演一个重要角色。目前正在讨论一些不同的商业模式, 例如, 一个车主不是车中的电池的所有者, 但他可以出租或者租赁汽车, 但同时他也需要以一定的比率为包含电池成本的电能付费。
4 未来市场上EES的潜力
在本章中介绍了一些关于EES的市场潜力的研究, 得到了以下的结论:
(1) 未来EES的潜在市场比已存在的市场要大很多, 该市场主要由扩展的可再生能源和能源行业的转型来驱动, 包括一些新的应用, 例如电动代步。市场的容量与 (未来) 可再生能源比率及区域位置相关。
(2) 如果能更进一步降低成本, 提高技术, EES体系将会得到更为广泛的发展和应用, 例如调整需求时间、稳定可再生能源的输出、提高现有的发电效率等。
(3) 欧洲的研究表明, 可以期望通过EES技术应对可再生能源的输出波动巨大的问题。大型风力涡轮机和太阳能光伏发电的安装可以保证从两个小时到一天时间的电能输送。因此, 传统的大规模EES市场, 如PHS和绝热CAES还是具有很大的吸引力的。
(4) 在MW-MWh (兆瓦—兆瓦时) 范围内广泛地引进电化学储能EES, 如钠硫电池、锂离子电池和RFB, 它们的放电时间在数小时至数天。
(5) 长期的能源存储是必不可少的, 以实现可再生能源的高比例。国际能源署 (IEA) 的报告显示, 进一步输出可再生能源将导致火力发电机的能源控制的不足, 造成短时间内的电能输出波动。预计这种情况可能会发生在西欧和中国这两个都设定了高可再生能源输出目标的区域。
(6) 为了保证从几天到几个月的输电, 需要开发氢气和合成天然气技术。在一些具有完善的合成天然气输气网络和地下储能系统的地区 (如欧洲) , 可以用来存储 (或部分用来存储) 氢气和合成天然气。
(7) 智能电网技术使用许多小的、分散的电池, 如电动汽车电池, 这对于许多应用具有很大的吸引力。但是, 即使所有的电动汽车的电池都被用于该目标, 也不足以满足未来市场对EES的需求。
研究结果还表明, 一些EES技术或将使一些应用变得可行, 同时, 进一步的研究和发展是必需的。
此外, 锂离子电池的许多应用具有巨大的潜力, 但这需要做进一步仔细地研究并扩大量产以降低成本。CAES、RFB和H2适用于实际应用, 可用于调整供电时间, 但同样也需要做进一步仔细的研究并扩大量产以降低成本。HBF和SNG也可能适用于这些应用, 同样需要进一步的基础研究和开发, 以满足可靠要求和成本要求。
移动存储技术 篇2
关键词：移动通信；IP节点；节点处理；技术分析
一、移动IP原理
在移动IP中，信号要在正常的渠道进行传输，为此要找到信号传输的入口，这时隧道作为传输的介质就很关键，隧道的入口与出口的移动节点处理好。入口与出口协调到位，才能使隧道畅通无阻。数据包在隧道入口与隧道出口之间发生很多不可预料的结果，有的时候不能传到隧道出口，而是在此过程中又回到了隧道入口处的情况，当这种情况出现时，加封一个IP报头就能解决上述的问题。生存时间域（TTL）值要根据每个新的报头有所设计，这样就避免数据包丢失，会出现数据包一直增大下去。
在解封装中，使原来IP数据报恢复出来有很多的方法，最主要的方法是将新IP报头去掉，这种方法相对其他的方法操作性更强。移动IP中，移动节点的注册信息需要在外地代理的情况下将其保存下来，通过这种方式可以使数据报路由给移动节点，并将其解封装。这样，就实现了点到点的数据传输的全流程。
二、移动IP节点在移动过程中通信的实现
在熟悉了移动IP的工作原理之后，外部链路上的移动节点并不能快速的与另一端进行匹配，而是需要分配一个转交地址，通过中间介质隧道来将IP数据包再次封装。因为经过加工的IP数据包已经被再封装，这个时候通过外部链路上的IP地址承载目标IP地址，通过这种手段更有利于该数据包从本地代理传递给位于外部链路上的移动节点，这样做法带来了一个很大的好处就是就本地代理与外部代理之间流通通道上的路由器解放了，不再做任何改动了。
（一）移动节点的工作方式。代理搜索：代理搜索在移动节点环节扮演着重要的角色，它是各个环节的开端，它的作用有很多，但是最重要的就是能维持正常通信下足功夫，确定自己处在什么位置显得尤为重要。
注册：移动节点何时确定自己在外地的链路？这要根据整个移动通信的环境来确定，在这个时刻发挥着重要的作用，UDP 包作为整个循环的传输介质，对家乡代理尤其重要，在传输的给过程中，确定自己当前的 IP 地址，并相应的获得转交地址，最后以收到代理服务器的应答消息进行相应终止。
注销：移动节点通过正常的流通通道重新回到家乡链路的时候，以一个 UDP 包的形式循环给家乡带理，直到收到家乡代理的应答消息这个环节才算结束。
接收、发送数据包：假设移动节点确定家乡链路上是传输的端点，这时就要使用 TCP/IP 协议，使用它的好处是不把数据包作为包袱，通过正常的传输渠道将其直接发送；当然还有相反的情况，当其出现的时候，势必要以另一种方式来进行相应的转化，并进行发送。
（二）注册、注销机制。代理搜索之后是什么环节，这时移动IP的注册过程紧随其后。此时，移动节点这个环节要进行相应的计算，通过计算得出的数据判断出自己的位置，对到底是处于家乡链路还是处于外地链路进行相应的取舍，这时要进行一个相应的选择，当然选择的链路不同，意味着下一步会发生实质性的变化。当移动节点的网络接入点进行选择时，尤其是链路切换这个环节，这时就会产生注册环节。另外，当这些注册超过一定的时限时，会带来一系列的后果。生存时间难以保证，也不能做到恰到好处，在这种情况下，移动节点的位置就不会发生移动，即进行相应的注销，进行重新注册。
（三）传递数据包的选路。移动IP的最主要技术就是根据移动节点的当前位置进行数据包选路，该技术在一定程度实现了很大的突破。使用该技术我们要考虑两种情况：移动节点连接的问题，该节点到底家乡链路上还是在外地链路上进行有效的连接。假如选择后者，还要面临着两种情形：在转交地址上要面临着选择，到底选择移动节点采用的代理转交地址还是配置转交地址，这要根据实际情况进行相应的调整。IPv6成为处理该问题的焦点，随着移动通信技术的发展，IPv6已经成为下一代互联网事实上的标准协议，并且IPv6不存在地址空间问题也为自己赢得了很大的优势，因此，在IPv6下，移动IP将没有外地代理。
（四）代理搜索。代理搜索在移动节点发生着至关重要的作用。它的三个功能起着举足轻重的作用，这三个功能第一是先明确判定自身当前的位置，在现有的此位置的基础上进行相应的判断，到底是选择家乡与外地链路的哪个链路上；第二是在确定了选择哪条链路时，切换也作为当下重要的任务；第三是如果已经处于外地链路，则要通过有效的办法就行交替，即要取得外地链路上的转交地址。
代理搜索由两条简单的消息构成。第一条消息是代理广播消息，家乡代理功能是如何实现宣传的，它主要是利用这个消息向移动节点进行宣布。节点在链路上进行相应的配置，不同的一个节点会被配置不同的角色，这时承担的责任也大不一样。当该节点成家乡代理服务器的时候，要进行相应的调整并快速的作出判断，以此来判定该链路上是否有代理存在。如果代理是存在的，可以从代理广播消息中探索如何获得IP地址，这时只有通过代理来进行实现。需要相关专家群里群策，来判定代理的功能是什么，并如何快速有效的捕捉到IP地址。第二条消息是代理请求消息，当移动节点没有耐心时就会出现一些情况，这时就等待下一个周期发送的代理广播消息时，它可以发送代理请求消息。这个消息具有唯一性，就是让链路上的所有代理发送代理广播消息，并且是不附带任何的附加条件。
（五）快速切换。快速切换通过与第二层的协调耦合，预测MH的移动，向将移动到潜在的临近FA发送消息的多份备份，因此可以达到低时延。与HMIP类似，快速切换仍然将分级隧道机制作为有效的通道，位置信息数据库将网络中的FA以分布方式进行保存。
结束语：为了实现信号的传递的无死角的连续性，移动主机发挥着重要的作用。如何确保移动主机移动时通信不间断？这时移动IP方法在一定程度上有效的解决了此问题，也为后续提供了可参考的价值。移动IP能够确保通过有效的传输介质使终端从子网移至其他子网，在移动的过程中还能做到通信依旧连续。在保证通信连续性的前提下，隧道技术在移动IP技术发挥着核心的作用。隧道技术的实现，通过加入程序模块在Linux内核内得以实现。而随着电子商务的快速发展，企业方、消费者借助电子商务快速发展的东风，顺势而为，消费者提出了更高的通信业务要求，企业在利用一些技术手段也发生了飞跃的进步。新网络协议IPv6机应运而生，它在该领域的发展前景是一片光明的，更有甚者该技术将会在更多的领域得到应用。
参考文献：
[1] 李欣. 移动IP协议体系[J]. 民营科技. 2011（02）
[2] 刘炼. 浅析移动IP新技术及应用[J]. 科技信息. 2011（04）
移动存储技术 篇3
随着计算机技术的不断进步和发展, 我们的存储设备也开始不断发展, 移动存储设备从最初的价格昂贵的神坛上走下来, 日益普及, 价格逐渐降低。日益普及的移动存储设备, 使得其安全保密问题日益突出, 对于其研究也越来越多。
1 移动存储设备的安全隐患
移动存储设备的大范围普及以后, 给人们的数据存储与传输等带来了很大的便利, 无论是生活中还是工作中, 大容量的移动存储设备, 满足了人们对数据的记录的需求。但是日益普及以后, 就不得不面对一个数据安全问题。这样的安全问题是来自多方面的。
1) 比较常见的安全问题是移动存储设备。例如优盘的丢失, 随着制造技术的发展, 我们的优盘等存储设备的外形各异, 体积越来越小, 人们在生活以及工作中就经常会出现丢失的情况, 这对于大数据时代的人们来说, 所产生的恶劣影响是可想而知的, 如果你的优盘里有一些个人的隐私信息以及重要的公司信息, 这样因为丢失所带来的损失, 很可能是巨大的, 当年轰动全国的艳照门事件就是一个教训, 重要信息的丢失对一个人来说可能会影响一辈子。如果是重要的公司项目信息, 这样的丢失, 后果也是难以想象的。
2) 病毒的入侵。这是计算机设备常见的安全问题, 病毒入侵以后, 会导致我们的信息丢失或被窃取或失效, 这也会对移动存储设备的拥有者带来不小的损失。病毒入侵的方式, 也有很多种, 插入带病毒的电脑, 保存不恰当使得移动存储设备受到多方面的物理损伤, 都是使得病毒入侵, 这就像一个人的身体一样, 一旦生病了, 就会很容易招致病毒的入侵, 如果病毒没有得到及时有效的杀除, 身体就会越来越不好, 同样的道理, 我们的移动存储设备也会出现毛病, 导致我们信息失效, 除此之外, 病毒之间还有一定的传染性, 倘若没有提前知悉病毒的入侵, 而误将病毒带给了电脑, 整个电脑甚至内部网都可能会遭到病毒的侵害, 这样的损失也是显而易见的。
3) 还有一种安全问题, 来自于移动存储设备持有者本身。很多人都存在一种情况, 喜欢将自己所有的信息都放在一个移动优盘里, 里面的信息包括自己的公私信息, 在很多场合下, 使用同样一个优盘, 这就很可能会使得信息泄漏, 所有的公众场合都存在这样的安全隐患。
2 移动存储设备的安全保密技术
计算机世界里, 信息漫天, 数据大爆炸性的充斥在互联网世界里, 安全问题的存在也是难免的。对于移动存储设备从安全保密技术性层面来看的话, 很多时候计算机安全问题道理都是相通的。从技术层面上来说, 要加强技术防控, 是移动存储设备安全保障的关键。
1) 做好加密技术。加密技术是计算机网络中最为常规的一种安全保护措施, 我们的笔记本电脑会有一个用户登录的密码, 我们平常所使用的社交软件也是有密码保护, 密码保护是一种最常规、最简单、最基础的技术措施。我们的移动存储设备完全可以采用加密技术, 只有通过了密码输入, 才能够正确地进入移动存储设备, 获取我们所需要的信息。
2) 采用授权的技术。授权是我们计算机中常见的一种保密方式, 授权主要是通过一定的权限限制, 使得访问受到限制, 这就会在某种程度上保护了我们的移动存储设备信息的外流。现在移动智能手机已经开始实现这样的功能。很多时候手机上存储了我们大量的信息, 关于生活隐私以及财产隐私几乎都在我们的移动终端上, 部分手机已经有授权功能, 有些丢失以后可以开启定位系统, 最后能够通过定位等找到丢失的手机, 手机作为我们移动终端存储设备授权技术已经越来越普遍, 其他的移动存储设备完全是可以借鉴的。
3) 做好监控。监控技术, 指的是在移动存储设备丢失或发生异常的时候, 会自动产生一些加密或者警报以及记录措施, 使得丢失或者被别人盗取的移动存储设备能够在第一时间有所反应, 这样的反应能够在一定程度上保护我们信息的外流。
4) 做好杀毒及保密工作。我们的移动存储设备最常与我们家里的电脑以及工作上的电脑相关联, 这样关联的时候, 就不仅仅是移动存储设备的安全问题, 我们最常用的电脑也要做好安全防护, 防治软硬件的损害所带来的病毒入侵等的安全隐患。
3 结语
移动存储设备的发展, 是大数据时代的产物。越来越发达的移动存储技术, 也使得其安全问题日益突出, 安全问题关系到我们每一个人生活的方方面面。因此对于移动存储设备的安全保密技术的研究刻不容缓, 从技术层面上来说, 主要就是做好加密、授权以及监控技术, 还要做好电脑的安全防护。
参考文献
[1]刘尚焱, 陈学明, 李谦.移动存储设备安全保密相关技术概览[J].保密科学技术, 2012 (7) .
[2]吴继伟.加强移动存储设备管理的几点思考[J].金融科技时代, 2011 (6) .
[3]郑晓辉, 王红胜, 陈军广.移动存储设备安全防护系统的研究与设计[J].四川兵工学报, 2009 (7) .
移动执法系统技术方案 篇4
移动执法系统技术方案
移动执法系统借助移动终端为环境执法提供工作现场平台支持，充分利用环境信息资源，以移动通信网络为依托，以多种方式将现有的环境信息资源实时便捷地提供给移动执法人员，为其处理各项业务提供及时准确的依据；移动终端直接与执法业务系统互联，实现现场执法信息及时上报、及时处理，提高环境执法的工作效率和准确度。
（一）移动应用系统功能（1）查询功能
可快捷检索出关注的污染源企业，并可查看其静态信息及动态信息，辅助现场执法。静态信息包括企业“一厂一档”信息，动态信息包括污染源在线监测的实时数据、历史数据、超标数据、总量数据。
（2）现场执法
用户通过“污染源总览”列表，快捷检索出污染源，并进行询问笔录、监督性检查单、现场检查、现场通知的填写，有需要可进行立案申请。
系统可新建和查询询问笔录、监督性检查单、现场检查、现场通知表单和立案申请书，并能进行拍照、录像、录音取证，支持文件的批量上传。
（3）专家支持
系统为用户提供法律法规、自由裁量、经典案例、检查记录及风险源、危险品的信息查询，信息可与中心管理系统同步更新。
（4）移动办公
包括消息管理、通讯录管理和在线审批，用户可通过“我的任务”和“我的消息”查询未处理的消息和待办任务，消息和待办工作以列表显示。通过消息管理可查询消息的详细内容，包括发送时间、信息类型、具体内容及处理状态（已读、未读）。通讯录信息包括姓名、单位、部门、手机号码、电子邮箱、办公地址，可按姓名、单位、部门快速查询，并支持直接排号。信息可与中心管理系统同步。用户可以通过在线审批功能处理信访、建设项目审批、接收公文、收文办理工作。系统可按待办信息和已办信息分类查看具体内容及办理流程。
（5）系统管理
系统登录：所有用户基于统一界面，实现对登录用户和密码的验证，限制非法访问，保证整个系统的安全。特别具有设备审核功能，只有经过设备序列号(每台PDA都具有唯一的编号)认证的PDA 才能连接到服务端查询数据。支持离线登录和在线登录方式。
数据同步：移动端与中心端数据同步更新，同步信息包括通讯录、企业一厂一档、专家支持信息。系统自动显示数据同步更新情况。
密码修改：用户可以对自己的密码进行修改，密码与中心系统同步更新。
系统配置：可对服务器的地址、访问端口、本机文件存放位置、本机IMIN号查询，并能对服务器地址、端口和文件存放位置进行修改。
版本管理：当软件版本有升级时，系统在用户登陆时主动提示，用户可以根据自己需要更新软件。
（二）中心管理系统功能（1）数据整合服务
通过数据整合服务，可与环保数据中心或污染源在线系统、环境质量系统、LIMS系统等在线监测系统进行数据整合，实现移动端的实时数据监测、历史数据查询、超标数据查询，和一厂一档的信息管理（需要各系统提供接口支持）。
（2）移动应用接口
按用户权限为移动端系统提供的实时数据监测、历史数据查询、超标数据、和“一厂一档”等查询功能的接口服务，并通过数据整合服务从其他系统中获取数据。
（3）用户及终端管理
为了用户的数据保密，系统可将用户名、密码与手机绑定。智能终端锁定服务自动检测中心端是否对本机进行锁定，一旦中心端对本机进行了锁定，则整个手机和本系统不能使用（除非重新安装手机系统）；用户手机丢失或损坏时，系统自动锁定手机通讯卡状态，使其它人员不能使用手机并获取信息。
（4）权限管理
为了系统安全，可对用户权限进行管理，包括各移动端应用功能的查询、上传、下载、更新等操作权限管理。权限可与其他系统进行整合。
（5）稽查管理
通过GPS定位+GIS地图，领导可查询一线执法人员所在位置信息、行动轨迹信息。能够根据信息中心位置指示信息在电子地图上显示执法人员位置，接受监控中心的调度管理和跟踪。
（6）版本管理
系统对移动端的应用软件版本可进行管理，包括APK安装包上传，历史版本查询，为登
陆系统的客户端提供新版本安装包的下载服务。
（三）环境地理信息功能
环境地理信息应用功能将涵盖所有环境信息进行环境 “一张图”式的分类专题图层展示。全辖区的环境状况将一览无余地展现于管理者面前，真正实现环境管理部门对全辖区进行全方位、无盲区的环境安全监管。
（一）GIS平台基本功能
根据系统的总体架构和对地理信息平台的需求，本系统在功能设计上至少包括以下内容： 实现环境功能区专题信息、污染源专题信息、风险源专题信息等其他环境专题信息空间分布的查询，并在地图上直观地展示。
搜索定位：帮助用户通过环境要素的名称关键字在地图上快速找到需要的信息，并显示其名称、地址/位置、类型等属性信息。
周边查询：帮助用户在地图上找到指定功能区或指定点位周边的环境要素信息，并显示所查询环境要素的名称、地址/位置、类型等信息。
地图标注：帮助用户在地图上临时添加标注信息，并对添加的标注信息进行编辑和删除；支持文字、点位、线路、区域标注；
地图测量：帮助用户在地图上测量两地点之间（直线或折线）的距离或指定区域（规则或不规则）的面积；
地图截图：帮助用户对地图上指定区域的显示内容进行记录、保存，以备存档查询，指定区域支持矩形方式截图；
图层管理：包括底图切换和环境图层管理。
地图图例：帮助用户认识地图上各环境要素的种类、类型、等级等；
视图调整控制：实现对地图进行上下左右移动、快速返回全图、分级放大缩小、拖动地图等功能以帮助用户对当前可视地图区域进行调整；
鹰眼（缩略图）：帮助用户快速了解当前视图区域在整个地图范围中的位置；或通过鹰眼（缩略图）内矩形框的拖动帮助用户快速调整当前视图区域；
地理坐标：帮助用户了解地图上指定位置（鼠标）的经纬度坐标值； 地图比例显示：帮助用户了解当前可视地图与实际地形的大小对比情况；
（二）地图要求
全辖区1:10000，中心城区1:2000。
（三）环境专题图
实现污染源专题信息、风险源专题等其他环境专题信息的管理，包括信息的增加、删除以及详情的修改、查询等功能。治理设备运行监管子系统
治理设备运行监管将实现对治理设备运行状态数据和操作日志数据的实时采集，并通过3G或互联网上传给平台，通过平台的智能判断，对设备运行状况进行监控和分析。
（一）现场采集
现场采集设备采集监测设备的运行状态、设备状态、监测数据，操作日志等，并把这些源数据按照预先设置的格式和频率上传，为设备运行监管系统提供用于监控和分析的数据来源。
（二）数据分析
设备监管系统提供数据的趋势分析，分析中能够增加水质和烟气行业规则判断，如烟尘，烟气的含量跟氧气关系，COD与浊度及溶解氧的关系等等，当曲线不满足这种关系时，会自动提示可能故障或者异常，供相关人员进一步调查确认。
（三）状态报警
现场设备信息，故障和超标等信息应能够实时显示在监测界面，同时，当数据或者状态异常时，系统声光报警，提示值班人员，同时可以设置短消息来发送给相关人员，以便他们及时确认和处理。
系统对报警分类，定义优先等级，严重报警优先处理。可设定等级报警，通过短消息发送到指定负责人手机上，通知其关注。
（四）GIS展示
浅谈网络存储技术 篇5
关键词：网络存储；直接连接存储；网络连接存储；存储区域网络
中图分类号：TP333 文献标识码：A文章编号：1007-9599(2011)07-0000-01
Network Storage Technology
Zhou Xin (Huazhong University Of Scince and Technology Wenhua College,Wuhan430074,China)
Abstract:The rapid development of today's information age,network storage to people living and working to bring more convenience.This article describes several key technologies of network storage and the development trends are put forward.
Keywords:Network storage ;Direct attached storage;Network attached storage;Storage area network
一、网络存储技术概述
信息时代的来临给人们带来了新问题：海量数据的产生、存储和访问，因此，网络存储技术应运而生。网络存储技术是基于数据存储的一种通用网络术语。网络存储技术的出现，使人们对海量数据的存储、数据的共享和分析以及数据的安全和备份等要求得到了满足。但如何有效的保证这些数据的安全，保证这些数据访问的及时性以及在系统出现故障的时候数据能够快速恢复，成为当前的的一个重要课题和难题。
二、网络存储主要技术分析
（一）直接连接存储。直接连接存储，是将磁盘阵列、磁带库等数据存储设备通过扩展接口直接连接到服务器或者客户端。DAS以服务器为中心，不带有存储操作系统，即存储设备是服务器的一部分，I/O请求将直接发送到存储设备。这种方式的优点是实施简单、成本低、见效快。但是存储管理工作繁琐而重复，容量很难再分配，当服务器忙的时候，响应速度会减慢，而且扩充性能比较差。（二）网络连接存储。网络连接存储。NAS与DAS不同，它的存储设备不是直接连接到服务器，而是直接连接到网络，通过标准的网络拓扑结构连接到服务器。在这种存储方式中，应用和数据存储部分在不同的服务器上，分别为应用服务器和数据服务器。数据服务器拥有自己的操作系统，可以将借到到的应用服务器的“File.I/O”文件存储请求转换为“Block.I/O”，发送到内部磁盘。不同的应用服务器可以通过局域网的接口访问数据服务器，从而实现了在异构服务器之间的数据共享。NAS具有存储独立、协议独立、易于管理和性价比优的特点，但是由于NAS和正常业务访问使用同一个网络，因此会造成相互影响。当NAS的数据量比较大时，可以通过NDMP减少对网络资源的需求，而且可以实现本地备份和灾难恢复。NDMP是一种基于企业级数据管理的开放协议，它定义了一种基于网络的协议和机制，用于控制备份、恢复，以及在主要和次要存储器之间的数据传输。NDMP结构基于客户端/服务器模型，其中数据生产者和消费者被认为是服务器或服务提供者，也可以叫做数据服务提供者（DSP）；备份管理软件被认为是客户端。每一次NDMP会话只能有一个客户，但可以有多个服务器。（三）存储区域网络。1.存储区域网络概念。存储区域网络。SAN是一种通过专用传输通道连接存储设备和相关服务器的存储结构[1]。SAN主要由三部分组成：存储设备、专用传输通道和服务器。和NAS一样，SAN也支持异构服务器之间的数据共享，而且SAN存储设备既可以处于同意地理位置，也可以扩展到不同的其他地方。SAN和服务器之间是各自独立、地位对等的，通过高带宽的集线器或者交换机相互通信。服务器可以通过专用传输通道访问SAN中的任何存储设备并将其当做本地存储设备使用。存储设备之间、存储设备和SAN交换机之间也可以不通过服务器直接进行通信。各工作站通过局域网访问服务器，服务器通过专用传输通道向存储设备发送“Block.I/O”数据请求，和存储设备进行通信，SAN存储技术把存储设备从局域网中隔离出来，成为独立的存储网络，避免了大流量的数据传输时占用局域网带宽而带来的阻塞和冲突。SAN的具体优点有：
（1）利用专用传输通道，SAN可以在存储设备和服务器之间高校地传输海量数据，减少了用于数据备份和恢复的时间开销和对局域网网络资源的占用。（2）SAN具有很好的扩展性，可以在不中断与服务器连接的情况下增加存储而不影响网络性能。（3）通过独立的区域存储，在几种的存储设备上共享数据，SAN可以对存储设备和数据进行几种的管理和控制，实现无人情况下的远程管理。（4）SAN可以实现异地存储，提高了容灾能力[2]。
2.SAN和NAS对比。相对于传统的存储技术，在数据共享、存储容量的扩展性还是数据的安全性方面，SAN和NAS都有着明显的优势。SAN和NAS共同点有：对数据进行集中存储和管理，提高了说数据高可用性；允许数据从应用服务器中独立出来，并在异构服务器之间共享；通过冗余结构实现高效率数据备份，保证了数据的完整性[3]。SAN和NAS的不同点有：在设备管理方面，NAS必须对每个节点的存储设备进行独立管理，而SAN则是对所有存储设备进行集中刮泥，较为方便；在性能方面，NAS利用局域网和服务器通信，占用了一定的网络资源，增加了网络负荷，同时性能也受到网络带宽限制。如果要提高性能，就必须增加带宽，这增加了成本。SAN是通过光纤通道技术，无须占用局域网的带宽，而且在连接扩展和I/O性能方面都优于NAS。尽管NAS性能不如SAN，但NAS的技术已经成熟且相对便宜；在实施和维护方面，NAS只要将存储设备直接与局域网相连即可使用，且NAS支持即插即用。而SAN的存储设备是通过专用交换机和客户端连接，如果要增加客户端，必须对交换机进行级联。因此，NAS比SAN容易维护。从这些对比可以看出，NAS和SAN各有长短，在实际应用中，可以将两种存储技术结合使用，进行优势互补。
（四）网络存储新技术。由于以上这些技术都存在不足，因此，出现了新一代的SAN，即SDD（SAN Data Director）.SDD在扩展客户端时，采用的是交换机并联而不是级联，无须改动以前的连接，提高了可维护性。使用交换机并联，减少了连接节点，简化了结构，提高了稳定性和安全性。而且SDD改变了传统的RIAD存储结构，采用两级RAID并且在盘塔之间做RAID，存储容量和容错能力都有大的改善。
三、总结
网络存储技术朝着高容量、高速度、高安全性方面发展，取得了较大成效。相信在不久的将来，网络存储技术定会得到更大发展，为人们生活、工作带来更大便利。
参考文献：
[1]刘艳.SAN环境下数据备份系统的设计与实现[D].重庆大学,2008
[2]黄荣安.基于网络存储的安全性研究与设计[D].上海交通大学,2008
云计算时代的存储技术——云存储 篇6
云其实是网络、互联网的一种比喻说法。过去在图中往往用云来表示电信网, 后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。云计算分狭义云计算和广义云计算。狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式, 指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源;广义云计算指服务的交付和使用模式, 指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。如果仅下一个定义, 人们仍然无法理解到底什么是云计算, 我们举一个很浅显的例子。传统模式下, 企业建立一套IT系统不仅仅需要购买硬件等基础设施, 还有买软件的许可证, 需要专门的人员维护。当企业的规模扩大时还要继续升级各种软硬件设施以满足需要。对于企业来说, 计算机等硬件和软件本身并非他们真正需要的, 它们仅仅是完成工作、提供效率的工具而已。对个人来说, 我们想正常使用电脑需要安装许多软件, 而许多软件是收费的, 对不经常使用该软件的用户来说购买是非常不划算的。如果能够提供我们需要的所有软件供我们租用, 我们只需要在用时付少量“租金”即可“租用”到这些软件服务, 为我们节省许多购买软硬件的资金。我们每天都要用电, 但我们不是每家自备发电机, 它由电厂集中提供;我们每天都要用自来水, 但我们不是每家都有井, 它由自来水厂集中提供。这种模式极大得节约了资源, 方便了我们的生活。面对计算机给我们带来的困扰, 我们可不可以像使用水和电一样使用计算机资源?这些想法最终导致了云计算的产生。云计算的最终目标是将计算、服务和应用作为一种公共设施提供给公众, 使人们能够像使用水、电、煤气和电话那样使用计算机资源。云计算模式即为电厂集中供电模式。在云计算模式下, 用户的计算机会变的十分简单, 或许不大的内存、不需要硬盘和各种应用软件, 就可以满足我们的需求, 因为用户的计算机除了通过浏览器给“云”发送指令和接受数据外基本上什么都不用做便可以使用云服务提供商的计算资源、存储空间和各种应用软件。这就像连接“显示器”和“主机”的电线无限长, 从而可以把显示器放在使用者的面前, 而主机放在远到甚至计算机使用者本人也不知道的地方。云计算把连接“显示器”和“主机”的电线变成了网络, 把“主机”变成云服务提供商的服务器集群。在云计算环境下, 用户的使用观念也会发生彻底的变化:从“购买产品”到“购买服务”转变, 因为他们直接面对的将不再是复杂的硬件和软件, 而是最终的服务。用户不需要拥有看得见、摸得着的硬件设施, 也不需要为机房支付设备供电、空调制冷、专人维护等等费用, 并且不需要等待漫长的供货周期、项目实施等冗长的时间, 只需要把钱汇给云计算服务提供商, 我们将会马上得到需要的服务。这就是云计算, 在这样的模式下, 云存储又是怎么一回事, 它与云计算有怎样的联系呢?
2 云存储概念
云存储是在云计算 (cloud computing) 概念上延伸和发展出来的一个新的概念, 是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能, 将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作, 共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时, 云计算系统中就需要配置大量的存储设备, 那么云计算系统就转变成为一个云存储系统, 所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。简单来说, 云存储就是将储存资源放到网络上供人存取的一种新兴方案。使用者可以在任何时间、任何地方, 透过任何可连网的装置方便地存取数据。然而在方便使用的同时, 我们不得不重视存储的安全性, 存储必须具有良好的兼容性, 以及它在扩展性与性能聚合方面等诸多因素。首先, 作为存储最重要的就是安全性, 尤其是在云时代, 数据中心存储着众多用户的数据, 如果存储系统出现问题, 其所带来的影响远超分散存储的时代, 因此存储系统的安全性就显得愈发重要。其次, 在云数据中心所使用的存储必须具有良好的兼容性。在云时代, 计算资源都被收归到数据中心之中, 再连同配套的存储空间一起分发给用户, 因此站在用户的角度上是不需要关心兼容性的问题的, 但是站在数据中心的角度, 兼容性却是一个非常重要的问题。众多的用户带来了各种各样的需求, Windows、Linux、Unix、Mac OS, 存储需要面对各种不同的操作系统, 如果给每种操作系统更够配备专门的存储的话, 无疑与云计算的精神背道而驰, 因此, 云计算环境中, 首先要解决的就是兼容性问题。再次, 存储容量的扩展能力。由于要面对数量众多的用户, 存储系统需要存储的文件将呈指数级增长态势, 这就要求存储系统的容量扩展能够跟得上数据量的增长, 做到无限扩容, 同时在扩展过程中最好还要做到简便易行, 不能影响到数据中心的整体运行, 如果容量的扩展需要复杂的操作, 甚至停机, 这无疑会极大地降低数据中心的运营效率。最后, 云时代的存储系统需要的不仅仅是容量的提升, 对于性能的要求同样迫切, 与以往只面向有限的用户不同, 在云时代, 存储系统将面向更为广阔的用户群体, 用户数量级的增加使得存储系统也必须在吞吐性能上有飞速的提升, 只有这样才能对请求作出快速的反应, 这就要求存储系统能够随着容量的增加而拥有线性增长的吞吐性能, 这显然是传统的存储架构无法达成的目标, 传统的存储系统由于没有采用分布式的文件系统, 无法将所有访问压力平均分配到多个存储节点, 因而在存储系统与计算系统之间存在着明显的传输瓶颈, 由此而带来单点故障等多种后续问题, 而集群存储正是解决这一问题, 满足新时代要求的千金良方。
3 云存储技术与传统存储技术
传统的存储技术是把所有数据都当作对企业同等重要和同等有用来进行处理, 所有的数据集成到单一的存储体系之中, 以满足业务持续性需求。但是在面临大数据难题时显得捉襟见肘:1) 成本激增。在大型项目中, 前端图像信息采集点过多, 单台服务器承载量有限, 就造成需要配置几十台, 甚至上百台服务器的状况。这就必然导致建设成本、管理成本、维护成本、能耗成本的急剧增加;2) 磁盘碎片问题。由于视频监控系统往往采用回滚写入方式, 这种无序的频繁读写操作, 导致了磁盘碎片的大量产生。随着使用时间的增加, 将严重的影响整体存储系统的读写性能, 甚至导致存储系统被锁定为只读, 而无法写入新的视频数据;3) 性能问题。由于数据量的激增, 数据的索引效率也变得越来越为人们关注。而动辄上TB的数据。甚至是几百TB的数据, 在索引时往往需要花上几分钟的时间。
作为最新的存储技术, 与传统存储相比, 云存储具有以下优点:1) 管理方便。其实这一项也可以归纳为成本上的优势。因为将大部分数据迁移到云存储上去后, 所有的升级维护任务都是由云存储服务提供商来完成, 节约了企业存储系统管理员上的成本压力。还有就是云存储服务强大的可扩展性, 当企业用户发展壮大后, 突然发现自己先前的存储空间不足, 就必须要考虑增加存储服务器来满足现有的存储需求。而云存储服务则可以很方便的在原有基础上扩展服务空间, 满足需求;2) 成本低。就目前来说, 企业在数据存储上所付出的成本是相当大的, 而且这个成本还在随着数据的暴增而不断增加。为了减少这一成本压力, 许多企业将大部分数据转移到云存储上, 让云存储服务提供商来为他们解决数据存储的问题。这样就能花很少的价钱获得最优的数据存储服务;3) 量身定制。这个主要是针对于私有云。云服务提供商专门为单一的企业客户提供一个量身定制的云存储服务方案, 或者可以是企业自己的IT机构来部署一套私有云服务架构。私有云不但能为企业用户提供最优质的贴身服务, 而且还能在一定程度上降低安全风险。
传统的存储模式已经不再适应当代数据暴增的现实问题, 如何让新兴的云存储发挥它应有的能力, 在解决安全、兼容等问题上, 我们还需要不断的努力, 就目前而言, 云计算时代已经到来, 作为其核心的云存储必将成为未来存储技术的必然趋势。
摘要：随着信息化以及计算机网络技术的高速发展, 从计算机应用由于资源匮乏而不得不采取的计算资源大集中模式到如今IT技术高度发展而带来的云计算时代。数据信息量的不断增加, 给传统的存储技术带来了新的挑战, 如何让数据存储适应新技术的发展无疑是我们在发展的道路上必须弄清楚的一个重要问题。本文由浅入深, 首先从云计算、云存储的概念谈起, 进而分析在云计算时代云存储技术的实际作用。通过对传统存储技术与云存储技术的对比, 体现云存储技术是未来数据存储的必然趋势。
关键词：网络,云计算,数据存储,云存储
参考文献
[1]高岚岚.云计算与网格计算的深入比较研究[J].海峡科学, 2009 (2) .
[2]卢大勇, 陆琪, 姚继锋.伯克利云计算白皮书 (节选) [J].高性能计算发展与应用, 2009 (1) .
[3]李德毅, 孟海军.隶属云和隶属云发生器[J].计算机研究与发展, 2009.
[4]中国云计算网.什么是云计算, 2009.
[5]维基百科.Cloud computing, 2009.
[6]Amazon Amazon elastic compute cloud (Amazon EC2) 2009.
移动存储技术 篇7
1 移动学习的定义
移动学习是在上世纪90年代随着计算机技术发展而兴起的一种学习形式,最早对移动学习的研究是1994年卡内基梅隆Wireless Andrew[1]。当前,学术界对移动学习的理解分为三种:第一,将移动学习归为远程学习的一个分支;第二,将移动学习作为数字化教育的深化;第三,将移动学习作为一种全新的学习方式。所以,很多学者对移动学习做了很多不同的定义,黄荣怀及其研究小组认为:移动学习是指学习者在非固定和非预设的时差位置下发生学习,或有效利用移动技术的发生的学习[2]。该文认为,移动学习是以通讯技术和网络技术为支撑,学习者利用移动设备(PDA、Pocket、PC等)随时随地按照学习者的需要获取学习资源进行学习的一种新型的学习方式,学习者可以在任何时间、任何地点获取最需要的学习内容。
2 移动技术的定义
2002年雷加斯对移动技术作了如下定义:在特定环境中能够用来存储、交流和学习的可移动的技术。Business link的定义:可移动的技术都称为移动技术[3]。2003年赛布丽娜指出:能以不同形式的存取、生成、修改、组织和存储信息的仪器。该文认为,移动技术就是指学习者能够无限制地在任何时间任何地点获取学习资源的技术和设备的统称。移动技术包括以下移动设备和通信技术。
随着现代技术的发展和人们的需求,移动设备功能日趋强大、体积小巧携带方便,而且操作灵活简便,实用性娱乐性增强,成了现代生活中人们不可缺少的工具。目前,主要的移动设备有手机、PDA、笔记本电脑等。
3G(第三代通讯技术):3G是3rd Generation的缩写,指第三代通讯技术[3]。3G技术的出现,是通讯网络快速发展的显著体现。同时,3G技术在移动学习方面具有较强的技术优势。一方面,3G技术和互联网移动通讯网集成构成形成了移动互联网,这样学习者可以不再受时间和空间的约束,进行学习;另一方面,3G技术的传送速率较高,在对文字、图片和视频等学习资源的获取时,能够快速地传输,同时,3G技术对视频对话功能提供了较强的交互能力,不同地方的学习者犹如面对面地一样顺畅,提过了学习者学习效率和增强了学习兴趣。
3 移动技术支持下的移动学习模式的研究
“模式”可简单地理解为模拟现实的一种理论性的简化结构,是构建在经验和理论之间的一种可操作性的知识系统,是研究对象在理论上的一种逻辑框架[4]。学习模式是建立在学习经验和学习理论的基础上而用来设计、组织、实施、优化学习效果而采用的基本学习结构的简化形式。把移动通信技术与学习理论相结合,能够产生多种学习模式。从对移动学习模式的调查发现,移动学习模式已经有了一定的研究成果,并且有一批学者热衷于该领域的研究,也取得了一定的成绩,不过也存在一些问题。从内容上看,主要是理论研究占有优势,研究的层次较浅,和移动技术的结合很少,没有较为成熟的学习模式。该文从分析现有的移动设备和移动技术入手,依据相应的学习资源,按基于移动设备的本地式学习模式和基于网络远模式的不同分类分别对移动学习模式进行讨论。
3.1 基于移动设备的本地学习模式
基于移动设备的本地移动学习模式主要借助于电子存储设计进行移动学习。这种学习模式应用于固定的学习资源上,学习者通过移动设备获取学习资料的一种学习方式。这是目前非常普遍的一种学习方式,这种学习模式依赖的技术相对比较成熟,费用低,用户数量也最多。这种学习模式的学习流程示意图1。
学习者从移动设备通过传输设备上获取学习资源数据库,可以随时随地进行有效地学习,这种学习模式的关键是移动设备,移动设备的存储容量和便携性决定学习者的学习效果。这种建立在移动设备上的学习模式数量繁多,本节仅就当前出现的技术成熟普及率较高的学习方式进行论述,主要包括短信、语音通信、视频等。
3.1.1 基于手机设备的短消息学习方式
短消息功能是移动通信设备最早推出的功能之一,用户通过短消息可以进行单用户或者多用户的信息沟通[5]。目前,随着3G通信的出现,短消息不再局限于文字服务,还有声音、图片、动画这些多媒体形式。随着i OS、Android操作系统的出现,学习者能够浏览很多格式的学习资源,基于手机设备的短消息学习具有便捷性、灵活性、移动性,这些特点让学习者体验到高度片段化。但是,由于手机地储存能力有限,这种学习模式有一定的局限性。
3.1.2 基于PDA设备的邮件学习方式
由于PDA设备的便携和储存容量的优势,越来越受到用户的青睐,相对于短消息,邮件能解决较为复杂的问题。如今,学习者和老师沟通的必备手段之一就是邮件,邮件将是移动学习模式重要形式之一。但是,邮件交互性弱,不能时时交流互动,这种学习模式有一定的延迟性。
3.1.3 基于笔记本电脑的课堂的学习方式
随着电子产业的发展,笔记本电脑已经具备轻、快、功能全面的特点,是手机、PDA、i Pod等不可比拟不可替代的移动设备。这种学习方式的学习案例:如想学习清华大学严蔚敏教授的《数据结构》,学习者可以把这一课程下载到自己的电脑上,按照学习目的,确定学习目标,有计划的学习这门课程。这种学习方式不受上课时间、地点的约束,学习者灵活地按照自己的时间安排学习。基于笔记本电脑的课堂学习方式是目前本地学习模式中最重要最普及的学习方式。
3.2 基于网络的移动学习模式
在移动学习系统中,除了集成的传统的移动学习(短信、邮件等)模式,在网络通信技术的支持下,基于网络通信的移动学习模式已经发展起来。基于网络的移动学习模式实现的技术基础是移动计算机技术和互联网技术,也就是移动互联网技术,比如WAP、GPRS、UMTS等,目前,这些技术基本成熟,特别是3G移动通信技术的迅速发展,移动通信的速度和带宽大大提高,使基于网络的移动学习模式具备了更好的技术支持[6]。在基于网络的移动学习模式中,学习者利用移动学习终端连接移动通信网,通信网络经过网关进入互联网,然后通过网络协议访问学习资源,进行浏览、查询和交互。这种模式必须通过与移动互联网进行连接,学习者和教师可以进行较好地互动,能实时解决问题,模拟体验面对面学习的一种模式。图2所示,在基于网络的学习模式中,网络技术是桥梁,学习资源是核心。在学习过程中,学习者能够通过语音、动作等自然行为和教师交互,学习者几乎感觉不到这是在网络平台下进行的互动,一切都是自然而然进行的[7]。
基于网络的移动学习模式,只要有网络和支持网络的平台,学习者能进行学习并构建学习的真实情境。在这种学习中所创造出来的学习环境,大大提高了学习活动的质量。同时,基于校园网的移动学习模式也出现了。近几年,无线技术的发展和普及,在校园网里建设的无线局域网越来越大,国内很多大学校园网都采用固网和无线网混合组网的方式,通过搭建提供文件下载、应用访问和数据库服务的服务器群组,学生们通过无线上网获取学习资源、共享数据。
当然,移动学习模式不仅仅是文中所介绍的这两种,按照不同的分类对象可以划分其它类别的学习模式。但在学习过程中,也不仅仅只是使用一种模式进行,根据学习内容和学习目标可以采用多种模式进行,移动学习的目标就是让学习者不受学习时间和学习地点的约束利用零碎的时间获得高效的学习,提高学习者的自身素质和工作技能,解决生活和工作中的知识困境。
4 结束语
移动学习从提出、发展到普及,在理论研究和开发研究方面已经初具规模,但是移动学习的目标是应用于学习者,必将走向基于开发的研究模式和基于应用的研究取向上。随着移动学习模式研究的深入、移动设备和移动技术的发展和网络通信协议的兼容和统一性的完善,移动教育必将发挥出积极有效的作用。不过,由于移动设备还受到通信技术的局限,学习资源和情境模式还不能很好联系起来,学习者只能处于当前的体验式的学习中,教育工作者还需要进行深入的研究和探讨。
参考文献
[1]Ye Chenlin,XuFuyin,Xu Jun.The summarization of the research on mobile learning(in Chinese)[J].E-education Re-search,2004(3):12-19.
[2]Liu Jianshe,Li Qin,Liu Jinmei.The summarization of the current research on mobile learning(in Chinese)[J].E-educa-tion Research,2007(7):21-25.
[3]http://www.businesslink.gov.uk/bdotg/action/detailtype=RESOURCES&itemID=1074298219.
[4]Qiu Weiting.An exploration of mobile learning based on short messages of cellular phone(in Chinese)[J].Journal of Beijing Electronic Sci ence and Technology Institute,2008,16(1):67-72.
[5]李岩.基于手机平台的移动学习研究[J].出国与就业:就业版,2011(21).
[6]方海光,王红云,黄荣怀.移动学习的系统环境路线图—国内外移动学习研究与应用案例研究专栏综述篇[J].现代教育技术,2011(1):1-7.
移动存储技术 篇8
1 网络存储技术简介
网络存储系统结构经过了直连式存储(DNS)、存储区域网络(SAN)到网络连接存储、SAN+虚拟化存储的发展。当前主要用于高清播出二级存储系统的结构为SAN和SAN+虚拟存储技术,下面对这两种网络存储系统结构进行简要介绍。
1.1 SAN存储区域网
SAN存储区域网中的存储设备与服务器是互相独立的,其主要采用了FC光纤通道等连接设备与服务器主机相连,通过光纤协议实现存储设备数据的共享。在SAN存储区域网结构的基础上能够建立文件级服务器系统,即NAS网络连接存储系统,通过NAS就可以提供网络文件的共享服务,实现了高清播出存储的目的。
1.2 SAN+虚拟化存储技术
SAN+虚拟化存储技术是NAS与SAN的融合,且在存储性能等方面得到了升级,在SAN网络存储中的存储设备与服务器之间引入虚拟的智能存储管理层,这样就能够存储设备的管理,存储设备能够自行对存储设备空间进行管理,从而实现数据的存取与相关数据的条带化管理[1]。SAN+虚拟化存储技术是一种虚拟的存储技术结构,其带内和带外都是虚拟化的存储方式。对于带内虚拟化而言,在控制和管理元数据的时候可以共享存储通道;而带外虚拟化存储不需要数据存储通道,在存储控制器之外,利用第三方软件就能够实现存储服务,能够收集处理数据流中的元数据。
2 高清播出二级存储系统的设计
2.1 容量规划
以中央电视台为例,中央电视台当前共有10高清频道,每个频道要求15天的节目素材,每天节目播出时间计算为12个小时,这样就可以根据高清节目的码流进行计算:
每小时的高清节目素材量=视频数据+音频数据;
单个频道一天的高清节目量=每小时高清节目素材量×12h;
10个频道15天的总素材容量=各频道1天高清节目量×10个×15d。
同时要考虑到30%的存储冗余,因此得出实际的存储容量如下:
存储容量=总素材量÷(1-30%)
2.2 带宽性能
高清频道以3倍速度向二级存储系统中写入素材,若规定每天的节目素材在4个小时之内完成,则高清电视节目的带宽公式为:
高清节目带宽=(高清频道个数×高清视频码率×高清素材写入倍数)÷8
2.3 存储架构设计
二级存储系统是保证备播存储的关键是高清备播系统的核心,其中存储架构设计至关重要,二级存储系统有两个存储区域。(1)接口缓存区:在进入高清播出系统之前,电视台各业务系统的节目文件都要进入接口缓存区节后审核,审核通过的文件进入高清播出系统进行播出,不通过的文件直接删除。(2)备播缓存区:通过接口缓存区审核后确定合格的节目文件会进入到备播缓存区,在备播缓存区要通过工作人员及数字校验的二次审核,在二次审核合格后的节目文件才能作为播出素材进行播出。
3 高清播出二级存储系统的实施策略
3.1 主备存储系统的应用
二级主存储系统的核心任务是播出备播系统,各个业务系统向二级存储系统迁移高清节目文件,服务器迁移高清素材由二级存储系统向各频道播出;二级备存储系统能够备份主存储系统的高清素材文件,备存储系统只需要向审核系统提供待审定的高清目标文件即可,不直接参与高清节目文件的频道播出。
3.2 分区访问
为了满足电视台内部高清业务系统与二级存储之间的业务量以及带宽要求,每项访问二级存储系统的业务都要进行专属的分区,二级存储系统应划分为多个文件系统,每项业务会对应固定的存储分区,这样就不会对其他分区的资源进行挤占。
4 结论
在高清电视不断发展的今天,以网络存储为技术基础的高清二级存储结构对高清节目的缓存、播出有着重要的作用。许多电视台实行高标清同播播出系统,这就对存储设备的容量提出了新的要求,基于网络技术的高清二级存储系统对高清节目存储的优化至关重要,对高清电视时代节目资源存储系统的发展方向有着重要的指导意义。
摘要：当前电视节目不断向网络化、高清化发展,广电技术的不断更新对存储系统有了更高的要求,随着网络技术的发展,网络存储技术逐渐应用到电视节目的存储系统中,本文简要介绍了主要的网络存储技术,研究了基于网络存储技术的高清播出二级存储系统的设计,探讨了高清播出二级存储系统的实施策略。
关键词：网络存储技术,高清播出,二级存储系统
参考文献
移动存储技术 篇9
从2000年起, 欧洲就对移动学习的方式表现出极大的兴趣, 先后组织了30多个移动学习项目, 对移动学习的教学对象、教学方法、技术手段等进行探讨。在我国, 研究移动学习的研究者主要分为两个流派:理论应用派和技术派, 前者的研究注重教育性与科学性, 重视从学习者的角度研究移动学习的优势与不足。后者的研究注重移动学习技术实现的可行性问题, 为将来基于成熟移动通信网络和移动通信设备的移动应用服务市场推广做准备。本文主要是从技术的角度来论述, 如何利用流媒体技术有效地支持移动学习。
1 移动学习的界定
关于移动学习, 目前还没有明确的统一定义。但存在3种不同的认识与理解取向。第一, 是将移动学习理解为远程学习的一种形式, 远程学习、数字化学习和移动学习是远程教育的3个发展阶段的观点。第二, 认为移动学习是数字化学习的扩展, 学习内容与数字化学习相同, 只是信息与知识获取的方式借助于移动通信网络和移动通信设备。第三, 从认知与学习的角度来开展研究, 认为从内容与形式方面看, 移动学习与数字化学习、网络学习没有本质区别, 但是移动学习的移动性、情境相关的特点使得其成为一种完全不同于数字化学习、网络学习的一种全新学习技术与方式。
在中国, 大部分研究移动学习的学者都比较赞同这样的定义:移动学习是指利用无线移动通信网络技术以及无线移动通信设备 (如移动电话、个人数字助理PDA、Pocket PC等) 获取教育信息、教育资源和教育服务的一种新型学习形式。
移动学习的出现, 本质上是教育与技术相互作用的结果, 经历了一个教育需求与技术发展交互驱动的过程;它的出现不仅会带来人们观念的转变, 还会促使整个人类学习环境的彻底改变。
2 移动学习的技术支持
移动学习是作为泛在社会的一部分存在的, 具备无障碍性和创造性两个重要特点, 以适应后现代社会中知识的复杂性和迭代性引发的学习范式革命。若移动学习要满足无障碍性, 没有强有力的技术支持是达不到的。早期的移动学习资源仅限于文本与简单图片等, 如果需要在移动设备中观看教学录像, 需要先通过计算机的Web接入方式下载到电脑中, 再转存到移动终端设备中, 进行学习。这就导致了移动学习的“障碍性”, 虽然目前有些移动终端能够实现音视频的在线下载和观看功能, 但传输质量和效率都不高。而流媒体技术则能完成排除“障碍”的功能。
2.1 流媒体技术
流媒体指在Internet/Intranet中使用流式传输技术的连续时基媒体, 如音频、视频或多媒体文件。流媒体的核心部分是传输协议和文件格式。流式传输的实现有特定的实时传输协议, 其中包括Internet本身的多媒体传输协议, 以及一些实时流式传输协议等, 只有采用合适的协议才能更好地发挥流媒体的作用, 保证传输质量。
流媒体技术是从互联网上发展起来的一种传送多媒体数据流的技术。流媒体技术的最主要特点是以流 (streaming) 的形式进行多媒体数据的传输。采用流媒体技术的客户端播放器在播放一个多媒体内容之前, 预先下载多媒体内容的一部分作为缓存, 在将缓存中的这部分内容向用户播放的过程当中, 该多媒体内容的剩余部分将在后台系统从服务器继续下载到客户端播放器上。这样, 一方面客户端播放器在不断地向用户播放缓冲区中的多媒体内容, 另一方面多媒体内容的其他部分从后台服务器不断地传输到缓冲区中, 这样就可以实现不必等到整个多媒体内容都下载到客户端播放器上, 而用户就能播放该多媒体内容了。
完整的流媒体业务由流媒体服务器、流媒体客户端、门户 (Portal) 、用户管理系统、缓存服务器构成。门户是为提供更便利的流媒体内容访问能力的服务器, 即用户通过门户进入IP网络从而访问流媒体服务器的内容资源。同时, 通过门户, 内容提供商 (CP) 向流媒体服务器和流媒体缓存发布内容, 门户提供对CP的认证和内容发布的接口。管理系统用于存储用户参数和设备功能信息, 用于控制如何向用户提供流媒体内容。图1为流媒体系统框架图。
在无线网络条件下, 学习者想通过无线移动通信设备获取教育信息、教育资源和教育服务, 但由于可用带宽比较狭窄, 网络的传输时延比较大, 终端设备存储容量有限等限制因素, 学习者并不能有效地进行学习。而采用流媒体技术则可以更好地解决这些问题, 从而有利于开展移动学习。
近年来3G (3rd Generation第三代移动通信系统, 是指能够满足ITUIMT-2000系统要求的新一代移动通信系统) 技术已日趋成熟, 流媒体技术在移动终端实现音视频的直播, 点播和下载功能成为研究的热点问题。
2.2 移动流媒体技术
移动流媒体技术就是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放到网络服务器上, 让移动终端用户能够一边下载一边观看, 而不需要等到整个多媒体文件下载完成就可以观看的技术。移动流媒体系统框架如图2所示, 比较图1和图2可知, 实质上, 移动流媒体技术是流媒体技术在无线网络环境下的应用。
2.2.1 VOD下载应用
VOD下载应用是通过Wap或Web门户提供给终端学习者的。终端学习者浏览媒体门户时, 当他们找到一个符合自我需求的教学资源, 就会点击该资源的链接。这样, 该资源就会保存到移动终端的内存里面, 学习者可以直接使用移动终端进行离线学习。利用移动流媒体技术可以实现该项功能, 图2中实现该功能的流程图如图3所示。当流媒体使用H.264编码标准, 可以保证在同样的图像质量下, 将压缩比提高一倍, 这样就使视频下载应用就更有吸引力了。教学资源提供者可以在不损失图像质量的情况下, 提供的同样大小的视频教学资源, 该资源所包含的信息量大约是以前的2倍。结果是大大缩小了下载时间或提供更多的信息量。在使用流媒体技术后, 视频下载无论是对教学资源提供者还是资源使用者 (学习者) 都具有极大的吸引力。
对于VOD下载播放, 主要的限制指标是终端的处理能力和终端的存储能力, 教学资源提供者可以制作出较高质量的视频内容 (高带宽, 高帧速率) , 但需要考虑内容的下载时间及终端的存储空间。
2.2.2 流式视频直播应用
流式视频直播应用包括3个组件:一端是连接到PC的视频摄像机, 例如:课堂中安装多角度的摄录设备。中间是视频分发平台, 可以在录播系统的控制室安装视频分发平台。另一端是配备移动设备的终端学习者。目的是使终端学习者访问的时候, 感觉视频是直接从摄像机过来的, 而视频分发平台对用户是透明的。利用这样一个视频直播平台, 学习者可以通过移动终端设备对视频画面进行切换, 满足学习者的个性化学习。流式视频直播流程图如图4所示。
2.2.3 流式视频点播应用
移动终端播放器实时从流媒体服务器上获取流媒体数据, 边下载边播放, 流媒体内容不需存储在用户的终端设备。如果学习者需要多次播放同一内容, 每一次都需要从流媒体服务器上重新下载数据。但是这样大大减少了学习者的下载等待时间, 灵活自主、随时随地的自己选择学习内容。教学多媒体内容文件不在客户端驻留, 播放完毕即被清除, 不占用学习终端的存储空间。所以“边下载, 边播放”是流式传输技术真实写照, 也是它与“先下载, 再播放”的传统传输技术的最大区别。
由于是边下载边播放, 播放效果很大程度上依赖于网络带宽, 所以需要根据实际带宽状况, 选择合适的压缩参数制作教学内容。点播应用的流程图与VOD下载应用流程图相同, 只是下载机制不同。
综上所述, 利用流媒体技术支持移动学习, 不仅能实现传统的下载离线学习方式, 而且能满足“边下载, 边播放”的学习点播功能, 还能实现直播的在线学习方式, 比早期的移动学习要有许多优越的地方。学习者不再受基于桌面电脑的固定场地所局限, 可以“随时、随地、随身”在有无线网络接入的地方进行移动学习。
3 基于流媒体技术的移动学习系统仿真模型
Real Networks主要是从事开发与销售专门应用与网络上的音频、视频及其他多媒体的软件, 使用户可从个人电脑至其他电子设备终端都可以发送与接收高质量的视频。自1995年面世至今, Real Networks的产品已成为Internet和Intranet上最具有影响的、最深入人心的媒体流解决方案。
3.1 仿真模型
本文以Real System为原型, 使用Rational Rose统一建模工具, 设计出基于流媒体技术的移动学习系统仿真模型, 如图5所示。
TD-SCDMA作为中国提出的第三代移动通信标准 (简称3G) , 自1998年正式向ITU (国际电联) 提交以来, 已经历经10来年的时间, 完成了标准的专家组评估、ITU认可并发布、与3GPP (第三代伙伴项目) 体系的融合、新技术特性的引入等一系列的国际标准化工作, 从而使TD-SCDMA标准成为第一个由中国提出的, 以我国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准。故本仿真系统采用TD-SCDMA标准作为无线网络的接入方式。移动学习者通过移动终端在有无线网络接入的地方访问门户, 进而实现教学视频的点播, 直播或下载功能, 享受移动学习的快速冲浪体验;教学内容提供者也可以通过无线接入方式提供教学视频内容。
3.2 系统功能特点
(1) 对网络带宽的适配功能
对于移动终端学习者, 在同一地点的不同时间或在同一时间的不同地点所能使用的网络带宽会有很大不同, 所以用统一带宽速率压缩的内容无法满足不同用户的实时播放需求。流媒体业务应根据用户的实际使用状况, 提供带宽适配的功能。当终端学习者在播放流媒体教学内容时, 流媒体业务平台能够探测学习者当前的实际带宽, 然后把以接近实际带宽速率压缩的内容发送给学习者, 保障学习者能够在不同的带宽情况下都能看到无中断的播放。
(2) 负载均衡功能
当流媒体系统有多个流媒体服务器时, 系统具备为学习者的流媒体服务请求选择最合适的流媒体服务器的能力。
(3) 流媒体服务的中断和续传
无线传输由于其网络的特殊性, 容易出现阻塞和中断, 影响学习者观看和学习, 改系统提供断点续传功能, 学习者可从断点处往下观看, 而不用从头开始观看。
(4) 容错功能
无线电传播环境恶劣或学习者处于移动状态等诸多因素, 均能造成无线电传播的损耗。多媒体信息经过压缩后对错误特别敏感, 所以多媒体信息通过无线信道传播时, 极易出现错误。改系统通过采用带宽冗余和丢包重发机制来保证容错。
4 结束语
3G技术已经掀开历史的崭新一页, 无线通信的快速发展变得不可逆转, 移动学习在无线通信技术的支持下更显示其优越性。本文对支持移动学习的流媒体技术进行了初步的探索, 并创新地应用基于J2EE框架的统一建模工具设计出基于流媒体技术的移动学习系统仿真模型, 以期验证流媒体技术可以有效地支持移动学习。虽然, 本文研究的模型代码还未成型, 但为以后的实现模型代码指明了方向, 有利于以后提出优化算法, 使流媒体技术更好地服务移动学习。
摘要：首先对移动学习的概念和本质进行研究;然后阐述流媒体技术以及支持移动学习的流媒体技术即移动流媒体技术;最后, 从理论上分为3个方面论证:移动流媒体技术能有效支持移动学习;并创新地使用Rational Rose统一建模工具, 设计出基于流媒体技术的移动学习系统仿真模型, 以期验证流媒体技术可以有效地支持移动学习。
关键词：移动学习,流媒体技术,移动流媒体技术,无线网络
参考文献
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[4]庄捷.流媒体原理与应用[M].北京:中国广播电视出版社, 2007.
移动智能网技术(1) 篇10
近年来，移动智能网技术在国际电信领域得到了广泛关注和迅速发展，移动智能网产品的应用也为运营商带来了巨大的经济效益。基于移动智能网技术，人们方便、有效地开发出越来越多的各具特色的新业务。这些新业务不但成为各移动运营商吸引用户、提高网络运行效率、参与市场竞争的关键手段，也为广大移动用户带来了极大的便利和周到的服务。
在中国，正式的移动智能网始建于1999年，由于能适合移动交换系统多厂商提供的环境，提供适应中国国情的预付费业务、移动虚拟专用网等多种先进的智能业务，移动智能网建设在2000年得以迅速普及。目前，无论是在GSM，还是在CDMA移动通信网上，中国的移动智能网建设都是基于最新的国际标准，技术起点较高，这使得中国的移动智能网系统在国际商用移动智能网系统中处于技术领先地位。同时，从市场推广的角度看，中国的移动智能网系统无论从市场普及率，还是从市场效益上都是比较成功的。
移动智能网技术是基于智能网技术产生的，是智能网技术在移动通信领域的应用。它一方面继承了智能网的基本原理、分层体系结构、呼叫模型等关键技术；另一方面适应移动性的要求，结合不同移动通信系统的特点，开发出具有各自特色的体系结构和协议标准，成为智能网技术中十分重要的组成部分。
本文将首先介绍智能网的基本概念，在此基础上引入ITU-T有关移动智能业务的建议和移动网与智能网互联的原理，概括介绍国际上几个著名的互联方案，最后对移动智能网技术的未来进行展望。
1智能网技术简介
1.1智能网的概念及基本思想
智能网(IN)是在原有通信网的基础上设置的一层叠加网络，是快速、方便、经济、灵活、有效地生成和实现各种新业务的体系结构。其目标是为现在、未来的所有通信网络服务，不断为各种网络提供满足用户需要的新业务。智能网这一特点深受网络运营商和用户的青睐，智能网业务因此得到迅速的发展，引起了世界各国电信部门的重视，智能化也就成为电信网的发展目标之一。
智能网的基本思想是将传统交换机的交换功能和业务控制功能相分离，在交换网上设置一些新的功能部件，原有交换机仅完成基本的接续功能，所有新业务的提供和控制都由这些功能部件协同原有交换机共同完成。
智能网的定义中并没有人们通常理解的“智能”含义，它仅仅是一种“业务网”。将来，人们会给智能网赋予真正的“智能”，如智能网会自动生成并动态加载新业务，根据用户要求自动完善各种业务等等。
1.2智能网的体系结构
一个典型的智能网体系结构中，一项新业务由业务生成环境(SCE)生成，经过验证后由业务管理点(SMP)提交给业务控制点(SCP)。业务在SCP内执行，业务的一次执行由SCP与SSP(业务交换点)共同协作完成。智能外设(IP)提供智能网业务所需的专用资源。在业务执行的过程中，SCP控制IP向用户播放录音通知和收集拨号数据等。此外，智能网体系结构中还包含业务管理接入点(SMAP)，向用户提供接入到业务管理点，对智能网业务及节点进行管理的接口。
IN结构中，SCP与SSP、IP通过标准SS7互联，完成业务的呼叫控制；SCP与SMP经公用数据网(如X.25)连接，完成系统的业务管理、网络管理及接入管理的控制。
目前，包括ITU-TIN建议在内的各种国际标准只对以上功能实体中的4种——SCF(业务控制功能)、SDF(业务数据功能)、SRF(专用资源功能)、SSF(业务交换功能)之间的接口协议进行了明确规定(ITU-T建议中称为IN应用协议——INAP)。这些协议成为开发智能网系统设备的标准，同时也成为不同厂商智能网设备实现互联互通的分界点。
1.3智能网与现有通信网的关系
智能网是建立在所有通信网之上的一种体系结构概念，它是叠加在这些通信网基础之上的一种网络，可以为各种通信网提供增值业务。智能网既可为现有的电话网(也即PSTN)、综合业务数字网(ISDN)、移动通信网(包括GSM、CDMA网等)提供服务，也可为宽带综合业务数字网(B-ISDN)、因特网(Internet)提供服务。一般地，将叠加在PSTN/ISDN网上的智能网系统称为固定智能网，叠加在移动通信网基础之上的智能网系统则称为移动智能网，叠加在B-ISDN宽带网上的智能网系统则称为宽带智能网。
为了在传输网中实现智能业务，要求对传输网中部分交换设备进行改造，使其能检测到智能呼叫，并上报智能网系统，由智能网控制传输网络完成智能呼叫的接续和传输。由于传输网类型的不同，对传输网中交换机的改造方法和难易程度都有所不同，智能网系统应针对传输网络的特性分别加以设计。
2移动智能网原理
2.1ITU-T标准中移动智能网的有关规定
国际电联ITU-T从1989年开始着手制订智能网的国际标准，标准制订是分阶段进行的，到目前为止已定义了4个阶段。每一阶段的标准从智能网的业务能力和网络能力方面对前一阶段标准进行增强，即规定了各阶段的能力集(CS)，分别为INCS1、CS2、CS3及CS4。
智能网的第一套标准化建议Q.1200系列于1993年3月发布，它确定了智能网的基本概念、理论模型、应用协议及基于PSTN/N-ISDN的能力集1(INCS1)，形成了相对稳定的智能网框架，为进一步研究和开发智能网奠定了基础。该阶段没有对智能网支持移动业务作出规定。1997年底，ITU-T发布了INCS2的冻结版本。该标准主要研究智能网的网间互联以及网间业务。INCS2中提出了10个有关个人移动性和9个有关终端移动性的业务属性，包括用户验证、用户登记、出入呼叫登记、终端鉴权等，但注明在该阶段是为实现个人通信业务——UPT和FPLMTS为目的，并没有定义个人移动性业务和终端移动性业务，也没有给出有关的INAP定义。
ITU-T于1999年初推出了INCS3标准草案，它基本上沿用INCS2的体系结构。在INCS3阶段，明确了实现IN支持移动的第1步，包括以下内容：
（1）加强窄带移动网上的普通业务，如预付费业务等。
（2）加强窄带移动网上的UPT、VPN、FPH等业务。
（3）实现号码可携带性(NP)。
（4）实现虚拟归属环境(VHE)的部分功能。电信业务的使用者可能在不同运营商网络之间漫游，当用户移动到他申请业务的运营商(即归属运营商)所管辖的范围之外时，也应能像在归属环境里一样使用该业务，没有任何区别，这是VHE要提供的功能。IN支持移动的第一步目标只需实现虚拟归属环境的部分功能。
（5）支持移动管理，如用户接入认证、位置登记管理、轮廓文件管理、位置信息管理等等。
ITU-T关于IN的下一个标准为INCS4。INCS4将对IN支持移动的第2步进行研究，包括：
（1）加强宽带移动网上的所有基本业务。
（2）加强宽带移动网上的UPT、VPN、FPH等业务。
（3）实现虚拟归属环境(VHE)的所有功能。
（4）全面支持IMT2000。
2.2移动网与智能网综合的基本思路
移动网的标准与智能网的标准侧重点不同，智能网的标准主要为固定网用户提供增值业务，而移动网络的目标是无论用户在什么位置，是否处于移动当中，均要为最终用户提供电信业务。二者既有区别又有联系。而智能化、个人化、宽带化是整个通信发展的方向，移动网与智能网最终应趋于融合。
第3代数字移动通信网是移动通信网发展的方向，第3代数字移动通信网网络侧的一个重要特征就是智能网和移动网的综合。但是实现移动网与智能网的综合还有很长的路要走，比较可行的办法是：首先实现移动网与智能网的互联，将现有的第2代移动通信系统的移动交换中心升级为移动业务交换点，而移动网的其它实体不变；第2步，综合移动网中数据库VLR、HLR与智能网中数据库SDF，为SCF提供统一的用户信息；最后实现综合智能网与移动网的第3代移动通信系统。实现移动网与智能网的互联是实现综合的第1步，而且也可以较快地满足市场对移动通信的需求。
2.3移动网与智能网的互联
移动网与智能网互联的原理如图1所示。智能网的SCF、SDF等组成客户化业务执行环境(CSE)，负责业务逻辑的执行。MSC/SSP为处理呼叫的交换平台，也就是将现有的移动通信交换网升级而来。在用户呼叫时，MSC/SSP先对用户进行鉴权，然后判断用户的呼叫是否满足触发智能呼叫的条件，如果满足，则把呼叫上报业务执行环境；业务执行环境收到上报的呼叫信息后，开始执行相应的业务逻辑，控制交换平台对呼叫的接续；在呼叫接通后，业务执行环境继续监视并控制呼叫，收集呼叫信息，并且发送计费信息，直到这一呼叫结束。
3移动智能网方案及其发展
近年来，国外许多电信厂商和标准化组织都已推出了移动网与智能网互联的标准或方案，中国目前在GSM、CDMA网中正在进行的移动智能网建设也是基于其中的某些标准的。以下就介绍几个著名的移动网与智能网互联的方案。
3.1ETSI的GSM移动智能网——CAMEL
GSM移动通信网的控制和管理机制与智能网思想已十分相似，但真正实现智能业务还需要增加相应的网络实体和接口信令。ETSI集中了欧洲各运营商和设备厂商制订GSM移动智能网的标准，在1997年推出了CAMEL建议。CAMEL的全称为移动网络增强定制应用逻辑(CustomizedApplicationforMobileNetworkEnhancedLogic)。它是用来解决GSM移动通信网与智能网互联问题的。CAMEL建议为网络运营商提供机制，以向用户提供移动智能业务，甚至在用户漫游出归属位置时，也可以向用户提供与在归属区同样的业务。
ETSI的CAMEL建议是分阶段制订的，分为CAMEL1阶段、CAMEL2阶段和CAMLE3阶段。ETSICAMEL2标准于1999年3月最终完成并冻结，主要针对GSM网络中基于电路交换的移动话音业务。CAMEL3标准正在制订过程中，该阶段标准对CAMEL2阶段支持基于电路交换的移动话音业务进行了增强，并引入了与GPRS网络互联的功能，支持基于分组交换的移动数据业务、支持短消息业务等方面的内容。中国GSM移动智能网的建设主要是基于CAMEL2标准进行的。本讲座的第2部分将对CAMEL技术作较为详细的介绍。
3.2ANSI的CDMA移动智能网——WIN
WIN(无线智能网)概念是在北美CDMA网络发展到一定阶段，市场对网络中业务提供能力的要求不断增长的情况下引入的。美国电信工业协会(TIA)和电子工业协会(EIA)负责WIN标准的制订。
WIN标准的产生与发展都是由市场对业务的迫切需要直接驱动的。因此，与ETSI的CAMEL标准不同，WIN标准不但定义了网络参考模型、基本呼叫状态模型和触发机制、实体之间的信息流和参数，还根据北美运营商的需求，逐步定义一些业务的业务流程，包括各种业务特征。其业务特征的定义尽可能完备，便于运营商的使用和不同厂商之间业务的互通。这种特点也明确反映在WIN标准的发展过程中。
WIN的标准也是分阶段制订的，目前已经过了WINphaseI(IS-771)、WINPPC(IS-826)和WINphaseII(IS-848)这3个阶段。WINphaseIII阶段(IS-843)的标准正在制订过程中。每个阶段都是基于该阶段支持的业务制订，以几种新业务的业务特性和业务流程的标准化为目的，根据业务的需求，不断增加新的触发点和信息流。中国目前的CDMA无线智能网的建设主要基于WINPPC及WINphaseII的部分内容。
3.3爱立信的移动智能网
爱立信在智能网的基础上，提出了网络智能(NI)概念，以适应市场的发展和各种环境下对智能业务的要求。NI可以在固定网和移动网中提供智能业务。
爱立信在其智能网系统中可提供两类业务：基于网络的业务和基于客户的业务。基于网络的业务通过业务接入码的方式接入。为了提供基于客户的业务，爱立信定义了两个新的客户范畴：发端智能业务(OIN)范畴和终端智能业务(TIN)范畴，呼叫如果满足客户范畴就将触发智能业务。OIN范畴是针对主叫用户的，而TIN范畴是针对被叫客户的。当用户申请业务时，网络运营商将在HLR的用户数据中定义这些范畴。移动用户漫游时将把OIN范畴数据从HLR传送到VLR中，而TIN范畴数据不传送。满足OIN范畴的呼叫有3种：从MSC发起的呼叫；MSC激活的有条件前转呼叫；GMSC激活的无条件前转或不可到达前转呼叫。满足TIN要求的呼叫是从GMSC触发的。
爱立信提出了3种在移动网中提供智能业务的网络结构，网络运营商可根据业务流量的不同选择不同的结构：
（1）集中的MSSP(移动业务交换点)和MSCP(移动业务控制点)节点，
一个MSSP服务大量的MSC，MSCP同MSSP一一对应，通过7号信令网连接。
（2）分布的MSSP节点。
（3）采用M-SSCP节点，这是一种比较特殊的情况。它在MSC中集成SSP功能。
此外，爱立信还定义了SSP和SCP之间增强的INAP协议，以及SCP和HLR通信的内部协议。
3.4摩托罗拉的WINA(无线智能网结构)
摩托罗拉公司对CS1体系进行了扩充，推出了无线智能网结构(WINA)。同ITU-T的CS1比较，WINA增加了3个功能实体：
（1）RACF(无线接入控制功能)：负责呼叫的移动性管理，包括移动呼叫的始呼、路由选择、切换、位置登记、鉴权以及无线接入。
（2）RCF(无线控制功能)：为呼叫提供无线承载资源管理，包括调制、信道分配、无线频率监视、切换请求处理并与固定网路信道交互。
（3）DSF(数据业务功能)：提供与数据通信有关的业务，包括电路交换与包交换业务。
将WINA映射到物理平面可以有多种方式，从而造成各种网络，适应不同的应用环境。
另外，由于第2代数字移动通信网的控制和管理机制与智能网十分相似，也有公司使用智能网的概念设计HLR和VLR。
综上所述，移动智能网的发展取决于两方面的技术发展：智能网技术的发展和移动通信系统的发展。通过对当前智能网技术和移动通信技术发展趋势的研究，不难看出移动智能网未来的发展方向。
在智能网研究方面，业界普遍认为未来IN开发的关键需求是客户可以以各种不同方式接入不同业务，可以对现有业务客户化，甚至可以创建新业务。未来的智能网系统应适应技术的飞速发展、用户对业务需要的快速增长、各种业务的网间互联，以及通信市场中的竞争机制。未来的IN技术发展将体现在以下3方面：
（1）分离：在已实现的业务控制与呼叫处理相分离的基础上，利用最新的Softswitch技术，实现呼叫控制与底层传输的分离。
（2）多种网络的融合：智能网将逐步扩展到数据通信、移动通信和宽带通信领域，实现各种网络与智能网的最终融合。
（3）与最新IT技术及网络结构的融合：与新型分布计算技术相结合，与电信管理网(TMN)、电信信息网络体系结构(TINA)相融合。
在移动通信技术方面，第3代数字移动通信网是移动通信网发展的方向，而第3代数字移动通信网网络侧的一个重要特征就是智能网和移动网的综合。也就是说，未来的移动智能网将实现智能网与移动通信系统的完全融合。（待续）
(收稿日期：2001-12-27)
作者简介
廖建新，北京邮电大学智能网研究中心主任，博士生导师，特聘教授。在移动智能网、宽带智能网及IP智能网方面负责多项国家级、部级科研课题，获国家发明专利1项。已发表专著3本、论文90余篇。当前的研究方向为移动智能网及宽带IP智能网。
移动存储技术 篇11
2013年1月15日第31次《中国互联网络发展状况统计报告》显示截至2012年12月底, 我国网民规模达到5.64亿, 我国手机网民数量为4.2亿, 手机上网占七成以上, 手机成为第一大上网终端[1], 移动通讯技术快速发展。
1. GSM技术。
GSM是目前应用最广泛的移动电话标准。用户在签署了“漫游协定”后可实现漫游, GSM的优势在于高的数字语音质量和低费用, GSM的一个关键特征是用户身份模块 (SIM) , 可以保存用户数据和电话簿, 用户更换手机后还能保存自己的信息。利用GSM技术图书馆可开展短信、咨询等即时信息服务。
2. GPRS技术。
GPRS技术是一种基于GSM系统的无线分组交换技术, 提供广域的、端到端的无线IP连接, 可以稳定地传送大容量的高质量音频与视频文件。具有“高速”和“永远在线”的优点, GPRS的用途很广泛, 包括浏览互联网, 通过手机发送及接收电子邮件等。
3. WAP技术。
WAP为无线应用协议。是一种向移动终端提供互联网内容和先进增值服务的全球统一的开放式协议标准, WAP将Internet和移动电话技术结合起来, 广泛地应用于GSM、TDMA、CDMA、3G等多种网络, 提供了通过手机访问互联网的途径, 只要有了一个支持WAP的手机, 就可以随时随地随身地访问互联网。
4. J2ME技术。
J2ME是Sun公司为了把Java应用于移动通讯设备、嵌入式设备或消费性电器而推出的一项技术。可提供HTTP、TCP等高级的Internet协议, 通过协议让用户在相同的带宽下, 实现WAP方式下不能实现的各种传输要求。J2ME具有智能化的特点, 能清楚地辨认分析出用户需要访问的信息是本地的还是因特网上的, 克服了WAP访问模式下字节逐一传输的方式, 提高在相同带宽下的下载传输速度, 推广了无线Internet的各项应用。J2ME技术能够实现跨平台运行, 使软件开发商很容易地开发出适合不同运行平台的应用程序, 或者是开发出的应用程序能在千差万别的手机平台上实现相同的功能, 受到移动通信设备广泛采用, 如:移动电话、智能卡、个人电脑记事本和掌上电脑等。
二、移动环境下读者的信息需求
互联网、电信网的结合, 使得读者能够更快、更多地获取信息。移动终端的发展, 能够将信息资源精准地推送到每一个拥有设备的用户。读者需求类型多范围广, 从图书、期刊电子资源扩大到网络小说、新闻资讯、视频资源、有声读物等多媒体资源, 实现在电纸书上编辑、标注、评论、转发等个性化功能。移动互联网时代, 读者“读”与“写”并重的交互式阅读, 随时随地实现休闲娱乐各种方式层出不穷, 高校大学生正是时尚阅读的主力军[2]。
三、高校移动图书馆服务的开展
1. 基于SMS的短信推送服务。
高校移动图书馆服务中短信服务普及率比较高。通过短信平台, 将读者请求或定制的图书馆服务内容, 通过短信方式发送到读者手机上完成图书馆的相关业务, 主要包括借阅信息查询、书目查询、新书推荐、图书到期提醒、预约、续借、信息推送、参考咨询等。2003年北京理工大学图书馆在国内最早开通基于SMS模式的手机图书馆的服务平台, 清华大学从2007年开发并使用了清华大学移动数字图书馆系统, 向读者提供短信, 提醒图书到期催还、预约取书等通知, 通过OPAC服务自助推送馆藏书目信息短信推送服务, 目前还提供多种电子期刊最新文章信息彩信推送服务等[3]。在笔者所调查的高校图书馆中, 由于短信服务对移动设备的要求较低, 几乎能够满足所有读者的要求, 北京大学、复旦大学、西安交通大学、同济大学、华南理工等多所高校移动图书馆服务都采用短信推送服务。
2. 基于WAP的移动服务。
WAP是使移动通信设备接入互联网的开放的国际标准, 是一种窄带宽传输数据的通信协议。搭建WAP网站, 可以如同电脑浏览网页一样, 登录图书馆主页, 提供读者导航、馆藏推荐、馆情动态、馆内指南、活动信息、读者留言等图书馆信息。采用WAP网站可以提供比SMS模式更为丰富和强大的功能, 建立图书馆WAP网站, 用Java+Struct+Hibernate技术开发, 衔接Interlib集群管理系统及平台OPAC, 可实现读者书目查询、图书续借、图书预约、用户密码及个人资料修改等服务, 利用EJB技术, 实现访问整合的数字资源库, 与数据库提供商合作购买数字图书及电子期刊, 推出数字资源全文阅览服务, 读者只要拥有一部能够有WAP浏览器的手机, 随时随地享受图书馆所提供的服务。WAP平台提供本馆概况、馆藏目录查询、个人借阅信息查询、馆藏预约续借、电子资源/数据库检索、留言反馈等多个模块。可以在线浏览图书馆最新消息和资源动态;提供个性化的文献浏览与收藏等功能;提供图书荐购、读者反馈等功能;提供学术微博交流平台, 支持互动学习和互荐文献信息;个人中心提供显示模式、订阅消息时间及订阅内容等设置功能。
3. APP移动服务。
APP (Application) 指智能手机上的应用软件。App可整合LBS、QR、AR等新技术, 带给用户前所未有的用户体验。作为资源搭载的多类型、集成化技术平台, 在功能上具有资源的有效挖掘与集成、方便获取及迅速广泛传播、个性化定制与推送、功能丰富及形式有趣等许多优势, 能够很好地将图书、手稿、图片、音视频、珍贵史料等馆藏资源以数字化和可视化的形式提供给用户阅读和浏览, 还能将特色资源推送给特定的用户。目前我国只有部分图书馆利用APP等新技术提供服务例如:清华大学图书馆于2011年底成功推出了基于安卓系统的图书馆客户端, 开始利用APP为用户提供馆藏目录查询等10个电子资源数据库检索、个人借阅记录查询等服务。中国国家图书馆推出系列电子书APP, 将馆藏电子书以APP形式供用户下载阅览。
4. 移动定位服务。
利用GPS跟踪定位技术, 根据移动读者所处的地理位置, 为读者提供与位置相关的各类信息服务。读者可以通过移动设备确定图书馆的具体位置, 确定图书馆某个科室的位置, 确定某本书的具体架位。如清华大学图书馆使用Innovation Interfaces公司的OPAC可以显示馆藏地的平面图, 再结合移动定位技术就可以确定每一本书的具体架位, 并可以在手机终端显示图形化路线图, 帮助不熟悉排架方法的用户快速获得文献。移动定位服务向读者呈现生动、立体的架位导航图, 使读者清楚方便地了解到图书所在位置, 帮助读者快速精准地找到目标图书。目前深圳图书馆使用RFID射频识别技术实现图书定位功能, 期待RFID技术应用于高校图书馆领域, 将给图书馆的工作方式带来新变革。
5. 二维码应用。
二维码 (QR) 作为传统媒体与数字媒体的一座桥梁, 可实现与视频、音频、图片等内容的无缝连接。利用二维码的信息识别功能, 将手机二维码与图书馆的用户身份识别相结合, 用手机二维码进行用户身份识别。将手机二维码与OPAC检索相结合, 建立OPAC检索大厅和借阅地点之间的虚拟通道, 读者使用手机拍摄二维码即可获取书刊的如书名、作者、出版社、索取号以及架位相关信息。出版物二维码技术应用调研与开发项目已经验收通过, 图书出版时将会贴上二维码, 图书馆编目图书时直接识读二维码即可读出图书的信息。清华大学、南京大学等推出二维码扫描功能, 只要在有照相功能的移动设备上安装二维码识别软件后直接扫描二维码, 就可以扫码上网自动链接到相应数字资源。
四、克服局限共谋发展
移动互联网及移动通信技术的发展改变了传统的图书馆服务模式, 为图书馆的发展带来了新的契机。高校移动图书馆深受师生欢迎, 以内容丰富、形式多样、互动个性、即时便利等特性有着广阔的发展前景。但目前仍存在一些问题如:移动设备同电脑相比其自身软、硬件的局限性 (屏幕小、输入不便、网速较慢、增加消费开支) ;移动终端特别是手机的显示屏幕规格多样, 大屏幕智能手机的阅读效果明显优于屏幕尺寸较小的非智能手机。电子图书存在如TXT、HTML、PDF、DOC、UMD、JAR等繁多格式, 造成移动终端阅读文档困难等诸多问题。移动技术应用建设是一个系统工程它涉及高校发展的方方面面, 要提高设备、技术和管理人员的水平;制定统一的技术标准, 解决不同移动终端设备的兼容问题;制定标准转换技术, 完善不同格式的全文转换技术;制定相应的管理制度, 保护知识产权和维护读者权利。移动图书馆服务是图书馆数字化进程中非常重要的服务方式, 相信在图书馆、读者以及业界各方面共同努力下, 解决当前图书馆移动服务中出现的问题, 探索提高图书馆读者服务工作的新模式, 有效地促进高校学术和科研活动, 推进高校图书馆建设的快速发展。
参考文献
[1]CNNIC发布第31次《中国互联网络发展状况统计报告》[EB/OL]http://news.xinhuanet.com/tech/2013-01/15/c_124233840.htm) .
[2]鄢小燕, 张苏闽, 谢黎.基于移动阅读特征分析的图书馆移动服务思考[J].图书馆论坛, 2012 (5) .