数字组网技术

数字组网技术（精选8篇）

数字组网技术 篇1

1 当前数字集群系统结构及其局限性

数字集群通信系统是一种高效使用无线信道资源的专用指挥调度系统,能够提供安全、可靠以及高效率的语音和数据通信,目前在轨道交通、公共安全、政府部门、港口和民航等单位得到广泛应用。现代战争对通信系统的时效性、机动性、抗毁性、互联互通性及安全保密性有着越来越高的要求,数字集群通信系统能够很好地满足战场环境下的通信指挥需求,因此数字集群通信系统在军事领域大有可为。

如图1 所示为一个多层次、多控制中心的多区系统,将各基站通过有线与一个控制中心相连,并受其统一管理和控制,区域交互中心主要负责越区用户的身份登记、不同区间业务的管理、控制信道的分配和管理以及区间用户的漫游业务等。

上文所介绍的数字集群系统为常驻系统,并不能满足部队机动过程中的应用需求。同时,多基站互连时都需要通过有线接入到一个固定的控制中心来实现跨基站用户业务。在战场环境下,控制中心会成为敌方的重要目标,很可能遭到破坏,这将造成各基站之间的连接中断,系统崩溃,这对数字集群通信系统在战场环境下的应用构成了很大限制。

针对这一问题,数字集群系统加强了基站的功能,在基站中增加了MSC、VLR、GVLR等功能实体,使之成为机动基站,单个基站在脱离集群系统时也能够在本基站范围内实现集群功能。同时,几个机动基站也可以通过有线组网,选举出一名基站组长来负责该临时移动网络的控制管理。每一个机动基站向组长基站进行注册,组长基站掌握所属机动基站的用户归属前缀信息和组呼服务配置信息,充当常驻网络中控制中心。当组长基站因故障无法正常工作时,可以通过重新选举组长基站的方法增强系统的健壮性。

然而在战场环境下,BD 很可能处于快速机动过程,各机动基站通过有线方式共同连接至控制中心或一个组长基站就不具备可操作性了。除了战场环境外,在一些特殊环境或紧急情况下,有一个共同控制中心的有线联网集群系统也不能胜任。比如,发生地震、洪水等自然灾害后,通信基础设施可能遭受破坏,但是仍要求在抢险救灾过程中实现各基站之间的通信。在以上场合中都要求各移动基站能够不依赖基础网络设施进行快速和灵活配置组网,因此在数字集群系统中引入能够满足要求的机动基站自组网技术就势在必行了。

对自组网技术的研究是因军事应用而发展起来的,它能够适应军事应用的需要,因此具备先天的技术优势。因其特有的无需架设网络设施、可快速展开、抗毁性强等特点,自组网技术一直是数字化战场通信的首选技术。将数字集群系统与自组网技术融合能够在数字集群系统中引入自组网技术的一些技术优势: 独立组网无中心:自组网网络采用无中心结构,所有节点地位平等,组成一个对等式网络,其中的节点可以随时加入和离开网络,任意节点的故障也不会影响整个网络的运行。与有中心的网络相比,具备很强的抗毁性。动态拓扑:自组网网络中,移动终端能够以任意可能的速度和移动模式移动,并且可以随时关闭。

2 数字集群自组网技术原理

近年来,自组网技术与数字集群系统的融合国内外均有研究人员涉及,大部分研究重点在于终端级别的自组网。在无法架设基站或者基站覆盖不到的情况下,集群系统定义了移动台脱网直通操作模式,受移动台功率限制,通信距离有限。因此,研究基站覆盖范围之外的移动台形成一个自组织网络可以在一定程度上增强数字集群系统的脱网工作能力。然而还是受移动台功率的限制,移动台级别的自组织网络仍然不能很好地解决通信距离受限问题。基站的功率相对更大,如果能够实现机动基站的自组网,可以大大增加集群系统在机动过程中的覆盖范围。

数字集群系统基站的覆盖范围为10km,要保证基站原有覆盖范围的前提下实现无线组网,才能真正发挥集群系统基站自组网的优势。

数字集群系统工作频率:

下行频率 (基站到移动台):851MHz～866 MHz

上行频率 (移动台到基站):806MHz～821 MHz

基站高发低收,移动台低发高收,基站正常条件下只能接收覆盖范围下的移动台发送的信号,无法接收邻近基站的无线信号的,在现有条件下无法实现无线组网。因此考虑在基站中增加一个接收台来负责接收邻近基站的无线信号,收发分离,通过接收台与基站配合来实现无线组网。

如图2所示,在机动基站中增加了一个具备较高灵敏度的接收台,在需要进行基站自组网时,接收台开机,寻找周围基站定期发射的同步脉冲,接收台只要接收到一个载波的4个时隙的任一时隙的猝发脉冲,就具备跟该基站一致的信息,包括比特同步、时隙、帧和复帧等。同步之后接收台就可以接收周围基站在广播网络信道(BNCH)上发送的系统信息,接收台可以接收所有邻近基站发送的广播系统信息,这些广播消息中包含接收台接入系统所需要的系统参数。接收台将所有这些小区广播参数存储起来,然后通过基站广播交互几个基站的接收台所接收到的系统参数,通过这些系统参数来共同确定某个接收台需要与哪些邻近基站同步,从而监听相应基站的控制信道,实现机动基站自组网。当自组织网络形成之后,接收台不断更新所接收到的系统参数,如果出现因基站移动等原因造成连接中断,网络无法形成时,则需要再次交互接收到的系统参数,确保形成一个包含尽可能多基站的自组织网络。为了确保网络的连通性,提高呼叫成功率,接收台需要确定合理的监听对象。一种可行的方式是各机动基站自组织形成一个链状网络,处于中间的机动基站接收台监听前后两个邻近基站的控制信道,确保任何一个基站下移动台发起的呼叫能够到达整个链状网络。在图3中基站 1的接收台监听基站2的控制信道,基站2的接收台同时监听基站1和基站3的控制信道,基站3的接收台监听基站2和基站4的控制信道,最后基站4的接收台监听基站3的控制信道,这样就形成了一个逻辑上的链状网络。

3 数字集群基站自组网通播组呼业务

如图4所示,基站间有线联网断开,只能通过基站自主组网通播组呼业务实现基站间通信业务。新定义数字集群基站自主组网通播组呼号码对应的组呼基站识别码为GTSI i,在MSC1中有通播组成员MS1位于BS1-2和MS2位于BS1-3;在MSC2中有通播组成员MS3位于BS2-2;在MSC3中有通播组成员MS4位于BS3-2;在MSC4中有通播组成员MS5位于BS4-2。此时MSC2的接收台AS2-2监听MSC1的下行信令信道TSCC1;MSC1的接收台AS1-1监听了MSC2的下行信令信道TSCC2,接收台AS1-2监听了MSC3的下行信令信道TSCC3;MSC3的接收台AS3-1监听了MSC2的下行信令信道TSCC2,接收台AS3-2监听了MSC4的下行信令信道TSCC4;MSC4的接收台AS4-1监听了MSC3的下行信令信道TSCC3。即此时基站间已经形成一个逻辑上的双向链状网络。

为不失一般性,选择通播组呼组成员MS1作为通播组呼的主叫移动台。主叫用户通过MSC1的BS1-2下的移动台MS1人机界面选择通播组呼号码通过上行信令信道U-TSCC发起一个组呼请求,MSC验证MS1的合法性之后,首先查询该组呼号码对应的组呼集群识别码为GTSI i。由于基站之间并没有通过有线联网,基站GVLR中只包含在本基站覆盖范围内的组成员位置信息和组呼配置信息。MSC1查询的组呼访问位置寄存器GVLR1得知在本交换中心下有该组成员分别位于BS1-2、BS1-3,且基站下的两个接收台AS1-1、AS1-2为该组的默认组成员。MSC1为本次组呼分配组呼业务信道TP1,并在下行信令信道TSCC1上通知所有该组成员加入本次组呼并切换到组呼业务信道TP1上,MS1、MS2收到通知后切换到组呼业务信道TP1上。

此时MSC2的接收台AS2-2和MSC3的接收台AS3-1均已监听MSC1的下行信令信道TSCC1,收到通知后也作为通播组呼的组成员切换到MSC1为本次通播组呼分配的业务信道TP1上,同时分别作为主叫向各自的本地基站发起通播组呼呼叫。MSC3收到集群组呼识别码为GTSI i的组呼建立请求后查询GVLR3后得知在本交换中心下由该组成员MS4位于BS3-2下,MSC3为通播组呼分配组呼业务信道TP3,并在下行信令信道TSCC3上通知所有该组成员加入该组呼并切换到业务信道TP3上。在MSC2中亦对本次呼叫做相同处理。

MSC4的接收台AS4-1在监听的MSC3的下行信令信道上收到加入该组呼的通知后切换到MSC3为本次通播组呼分配的组呼业务信道TP3上,并作为主叫向MSC4发起通播组呼呼叫。MSC4收到集群组呼识别码为GTSI i的组呼建立请求后查询其GVLR4后得知在本交换中心下由该组成员MS5位于BS4-2下,MSC4为通播组呼分配组呼业务信道TP4,并在下行信令信道TSCC4上通知所有该组成员加入该组呼并切换到业务信道TP4上。

至此,覆盖MSC1、MSC2、MSC3和MSC4通播组呼业务建立完成,各基站下的通播组成员均加入到通播组呼中。

4 结束语

自组网技术与蜂窝网络的融合技术是当前国际上研究的热点之一,在研究自组网技术与数字集群系统融合时需要考虑数字集群系统的技术特点和用户需求,才能更好地发挥数字集群系统的技术优势。本文在分析数字集群系统局限性的基础上,提出了在数字集群系统基站中增加一个接收台来实现数字集群系统与自主网技术的融合,并分析了系统实现原理以及通播组呼呼叫接续流程。该方案的实现可以有效地提高数字集群系统在机动过程的无线组网能力,提高了系统的灵活性,扩大了网络的覆盖范围。

OTN技术组网及应用分析 篇2

关键词：OTN技术 组网 应用

中图分类号：TM7文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）07（c）-0083-01

作为整个信息通信网络和业务发展基础的OTN技术，在近几年来不断的创新进步，容量越来越大，速率越来越高，业务越来越多，起到的作用也越来越大，在目前的发展形势中我们可以看出，OTN技术将出现全面的规模化应用，成熟的规范性发展要求也在渐渐地实现，首先我们详细的介绍一下OTN组网技术基础。

1 OTN组网技术基础

在一个完整的OTN组网方案中一般包括传送平面、管理平面、控制平面和网络规划四个部分。下面就对这四个部分做详细的介绍。

1.1 传送平面

在传送平面中通常根据其交叉能力的大小划分为光层交叉、电层交叉和光电混合交叉等三大类。

首先，电层交叉，它比光层交叉在波长调整上更具有优势，它的子波长具有调整波长业务的能力，除此以外还可以进行业务汇聚。在复合方式的支持中对子波长的灵活度进行了调整，而且电层交叉具有更强的业务调度和管理能力，但是它的交叉容量比较小，在同类产品中它的普遍水平是量级是Tbit，在多方向可以达到10T左右的调度。目前OTN技术研发的关键就是要解决机械机构和散热以及提升交叉容量等问题。

其次，光层交叉，它是在波长中进行交叉的，可以灵活的调整波长级，在各个方向都可以达到40到80波的范围，它具有成本小的优点，但它并不是完美的，存在着物理受限的缺点。在光层交叉中主要以WSS为主，同时有的也用到PLC等器件。

第三，光电混合交叉结合了光层交叉和电层交叉两种形式，在进行业务调度中光层交叉和电层交叉相互补充，各有分工。

1.2 控制平面

控制面板主要是为了自动发现资源，管理通道和管路资源的实现。根据业务参数的不同进行有效的配置，这样不仅能够自动完成资源发现，而且还能自由验证和选择路由、处理波长冲突等。在控制面板中也可以实现业务的自我恢复和保护，从而提高了业务的生存能力。控制面板的使用为智能光网络的发展奠定了坚实的基础。

1.3 管理平面

通过网络管理平面来给予网络管理配置适当的支持，管理性能，管理网络资源以及实现业务从端到端的调度等功能，除此之外还涉及到了光电混合调度、分层管理等。现在使用的大部分OTN网管系统都是在以前的WDM网管系统上升级得到的，关于OTN的管理功能都在以前的基础上的到了扩大。

1.4 系统规划

规划系统可以帮助客户分析网络资源以及验证方案等，它支持制定、选择和决策网络建设方案。

2 OTN组网的应用

OTN组网技术可以应用到多个层面上，上至省级骨干层，下到城际网络聚层等。作为骨干层的光传送网覆盖的范围非常大，其中省际干线主要包括了网状网和链状网络，通常具有双核心的环网结构，在双核心的节点上要求的交叉容量很大，需要引进其他的设备才能更好的实现业务在环间的调度，对于其他的边缘节点也可以采用两维ROADM。OTN在城域网层面上主要用于汇聚和业务调度两个方面。城域网在业务发展的促使下会承担更多的大容量分组业务，这给容量小的技术带来了威胁和挑战，促进着他们的不断创新。与路由器相比，OTN设备的成本更低，而且对安全和管理等方面的要求也能更好地满足。

在OTN的引入过程中，要把OTN和原有的SDH和WDM网络的关系处理好。OTN汇集了以上两种网络技术的所有优点，它有能力替代SDH和WDM独立存在，只不过是它的规模应用过程还不太完善，需要我们继续努力。所有，我们要保持OTN和SDH、WDM的共存和互通。

3 OTN组网发展趋势

在现代，有三大趋势日益发展明显，光传输网和IP承载网的协同、融合发展，那么如何实现光传输资源与IP路由的协同，从而保证网络的整体性更加高效、可靠的运作已经逐渐成为目前研究的热门课题。近些年来，随着相关技术的不断进步以及互联网数据业务的发展，促使IP网中的数据量呈现增加趋势，但是这样会导致IP层路由器面临着巨大的处理压力、扩容压力，进而导致其容量、功耗、复杂度不断增加。在其中，骨干路由器是最昂贵的设备之一在网络中。但在以后若是引入OTN技术，并对其进行了IP数据的承载，这样可以进一步对骨干路由器的压力进行有效缓解，并且应用于网络的实际部署中。则可以进行统一的规划通过对IP层和光层资源。其可以使得整个网络达到直连的效果，并具有和路由器相关的功能。由于OTN设备每比特的功耗和成本相对较低，在使用了OTN节点路由器的中转流量之后，可以有效的缓解对核心路由器的容量负荷，进而解决了网络容量的弊端，这对整个网络使用效率的提高具有很大幫助。基于某国外研究机构对现网流量进行的研究和分析发现，采用该方法可以有效的缓解对核心路由器容量的需求的，并且达到好些百分点。特别是今后使用了很多的成本很高的高速接口如核心路由器STM 一256POS接口、40G E/100G E以太网接口等等，在研究光层实现中转业务分流和识别方面具有更大的价值。

4 结语

OTN技术的广泛应用可以有效的带动组网由IP over WDM向IP over OTN发展，应用新一代的OTN组网技术除了可以更高效的完成传送业务外，还能实现对组网的优化，从而提高了网络资源的使用效率，避免了资源的过度浪费，降低了网络维修和运用的成本，给人们带来了更多的方便。

参考文献

[1]李芳，张海懿.IP over OTN的联合优化网组方案的探讨[J].电信网技术，2010（12）：28-29.

[2]赵文玉.OTN应用技术分析[J].通信世界，2010（20）：55-56.

数字家庭无线控制网络的组网技术 篇3

关键词：数字家庭,网络,一次成型,局部修复

数字家庭利用先进的计算机技术、网络技术和传感器技术, 将各种家用设施通过家庭网络集中管理, 为人们提供智能、舒适的居住环境。数字家庭网络包含信息网络和控制网络。节点比较灵活的网络适合采用移动自组网, 这样的话, 数字家庭系统就不能照搬移动自组网技术, 因为他的节点是比较稳定。为了在数字家庭系统之争应用移动自组网技术, 就要对他进行进一步的改善, 是他能够适应数字家庭系统。本文基于这一背景, 对数字家庭无线控制网络的组网技术中一次成型和局部修复机制技术进行了较为详细的分析。

1 组网技术

1.1一次成型机制

一次成型机制的组网过程如图1所示。

由图1可知, 假定中心节点的初始地址是00, 功能节点在首次组网前由于没有分配到地址, 地址都是FF。但它们都有唯一出厂ID号, 假定分别是A、B、C、D、E、F。定义组网指令ZW, 该指令包括发送节点的地址及要求的组网代码。中心节点00在初始状态发送ZW指令, 包含自己的地址码00。假定节点A在中心节点00的通信范围内, 当A收到中心节点00的组网指令ZW后, 立即返回一个组网确认指令RZW, 该指令包含A节点的ID号。中心节点00在收到A节点的组网确认指令RZW后, 分配A节点一个地址码01, 通过分配地址指令AD发送。节点A在收到中心节点00的AD指令后, 知道自己加入了网络, 并分配到了地址01, 随后立即返回一个地址分配确认指令RAD给中心节点00。中心节点00在收到节点A的RAD指令后, 节点A加入网络成功, 同时拥有了通往中心节点的路由。节点A在加入网络后, 立刻向周围节点转发组网指令ZW, 该指令同样包括自己的地址码01。假定节点D在节点A的通信范围内, 在接收到ZW指令后, 返回RZW指令给地址码为01节点A。节点A根据自己的路由将节点D的RZW指令返回给中心节点00, 并将自己的地址码01加入到RZW指令中。中心节点00收到节点D的RZW指令后, 根据RZW指令, 返回过程中所经过节点的地址码, 使节点D拥有通往该节点的路由。根据该路由发送AD指令给节点D, 并分配地址码04。AD指令包含去往节点D的路由信息, 返回给节点D。即先发送到地址码为01的A节点, 再发送给节点D。节点D在收到AD指令后, 即可知其分配到了地址码04, 同时也拥有了通往中心节点的路由, 随即返回一个RAD指令给中心节点00。随后节点D继续向周围节点发送ZW指令。以此类推, 来使其他节点加入网络。

按照一次成型的方法进行组网, 就可以使网络增加许多的特性:第一, 拓扑结构建立起来了, 节点和地址一一对应, 路由表是独一无二的, 掌握着流向中心节点的路线, 节点地址码在路由表中有所保存, 错做就简单了许多;第二, ID号和相应的地址都在中心节点中有留下记录, 路由在中心节点中也有出现;第三, 节点在接受信息的同时, 都会进行记录, 将这些信息的发出地址做一个记录。简单来说, 就是每个节点都有其他节点的地址码, 但这些节点必须是在他的通信范围之内才有效。建成组网后, 节点要按照一次成型路由系统进行试验, 是否能够进行通信。从上面的步骤看来, 组网并不复杂, 操作性强。

1.2局部修复机制

在一次成型组网的基础之上, 建成网络, 这时的节点都具有独一无二的路由。只要其中的某一个节点变化, 其他的节点的路由就会受到干扰, 网络就无法正常工作。对此, 科学的组网必须要有完善的修复机制, 这样才不会使网络陷入瘫痪。在数字家庭无线控制网络中, 少数的节点的罢工与网络的结构没有太大的联系, 那么就可以参考这个方面的知识, 成功设计出修复机制。节点的变化情况有三情况, 点添加, 节点失效, 节点删除。下面就从这四个方面展开。

(1) 节点失效:节点的电池没有能量是, 节点就无法正常工作。 (2) 节点添加:每一个节点都有属于自己的独一无二的路由, 在进行节点添加时, 就无需手动输入, 只要进行搜索, 就会出现该节点的信息, 然后按照上面的提示一步步进行, 就可以完成节点的添加工作。这样看来, 新添加的节点的地位下降了, 并不是一个主节点, 而沦为一个子节点。 (3) 节点删除:当节点失效的失效的时候, 就可以进行节点删除的工作。当网络发生问题时, 会自行修复, 这样的话就能保证网络的正常工作。但是当中心节点发出不进行修复的命令, 就可以进行节点删除的工作。

参考文献

[1]汪开元, 洪慧, 沈明华.数字家庭无线控制网络组网策略研究[J].计算机工程, 2011, (22) :91-93+98.

[2]巫晓倩, 张倩.数字家庭关键技术专利状况分析[J].电子知识产权, 2012, (01) :48-58.

[3]黄标, 彭木根, 王文博.无线数字家庭组网技术研究[J].中国无线电, 2005, (11) :61-65.

广东省地面数字电视组网技术探讨 篇4

随着世界广播电视进入数字化时代, 我国的电视改革也随之紧锣密鼓的开展起来, 数字电视已成为不可阻挡的发展趋势, 同时也具有巨大的增值空间。广东省根据中国地面数字电视传输标准的颁布方案协, 积极展开推进广东省国标数字地面电视覆盖工作。由于广东广播电视传输发射觉有完善的传输媒体新闻的网络渠道, 让许多城市及周边地区也能接受到更多的电视信息, 但是在广东省地面数字电视组网技术也存在一些阻力, 为了更好的展开地面数字电视发送渠道的畅通, 广东省还要在困难面前积极的采取应对措施, 完善全省范围内的传输网络, 促进广东省地面数字电视更好的发展。

1 广东省地面数字电视发展现状

近年来, 广东省地面数字电视的发展趋势是不可阻挡的, 能够更好的满足人们的生活需求, 但是广东省在地面数字电视发展中也存在一定的现实问题, 这也是政府在极大力度推动地面数字电视发展前所应该解决的问题。

1.1 广东省地面数字电视产业仍处于发展的初级阶段

广东省在数字电视产业发展初期, 数字电视系统供应商和系统技术供应商在整个产业结构性里矛盾很多, 没有成熟的运营产品的推出, 没有好的盈利点, 让广东省在数字电视产业中处理劣势, 同时网络运营商提供长期运营级服务的技术能力和技术队伍不足, 导致地面数字电视产业发展低迷不前的主要原因。

1.2 广东省地面数字电视产业未能协调发展

地面数字电视产业的划归并不明确, 数字电视产业走的是纯商业频道节目, 而数字电视技术被广泛采用之后, 音视频节目并未因此而发生变化, 两种产业没有极好的融合一体, 导致节目市场的单一化, 极大满足不了受众在观看数字电视也同收益音频节目的矛盾, 使整个地面数字电视产业在组网技术推进产生阻力。

1.3 广东省地面数字电视内容质量低

数字电视节目能否满足受众的需求, 提高收视率, 对消费者是否选择安装数字电视有很大决定性作用, 同时随着人们生活水平的提高, 消费者对电视节目内容的要求也逐渐提高, 由此可看数字电视产业能否成功, 主要数字电视节目源是关键。但是建立专业的付费频道及其符合市场规律的影视产品经营模式也是很难的, 数字电视节目内容的整顿还是有待整体完善。

2 广东省地面数字电视组网技术探讨

现如今数字电视已经呈现出大规模的发展态势, 开始逐渐取代模拟电视, 其实主要原因在于现实中很多城市和周边地区, 在接受电视节目很受限制, 甚至接受的节目效果也不好, 给人们的在收听收看电视都带来极大的不便, 如果想靠增加发射机的功率和天线的高度来解决此问题也是不够完善和合理的, 但困难的存在不等于走进了死胡同, 纵观全国数字电视发展的全过程, 广大省经济的发展还是对全省数字电视发展有不可逆转的趋势。

随着数字电视技术的发展, 数字电视产业逐渐形成了有线数字电视系统、卫星数字电视系统、地面数字电视系统互为补充, 并行发展的格局。广东省应该积极应对以上出现的困难, 积极的在地面数字电视广播中, 逐步采用一种单频网组网技术。所谓单频网, 是由多个不同地点的处于同步状态的无线电发射台, 在同一时间、以同一频率发射同一信号, 以实现对一定服务区的可靠覆盖。广东省地面数字电视组网技术--单频网, 是推进地面数字电视产业重要组网方式, 提高了全省收视率, 很好地解决了接收问题。单频网技术特点主要体现在:一是, 在全省频谱资源紧张的情况下, 可以大大节约宝贵的频率资源, 提高频谱利用率。二是, 覆盖范围广, 通常很多信号的接受很容易山区地形和高楼阻挡, 影响信号的接受通常, 单频网技术则是通过采用类似于蜂窝网的方式, 以增加覆盖范围。最后单频网技术还具有降低信号辐射、减少电磁污染、增强信号覆盖均匀度等诸多优点, 成为一个山区数字电视网络建设的重要补充部分。

现如今, 广东省正在全方面推行三网融合前的数字电视双向网改造, 通过数字电视核心软件和双向网络解决方案为主营业务的模式为广东省地面地面数字电视组网技术提供了更好的增长潜力, 在摸索出电信运营商、互联网运营商及广电运营商三大运营体系之间网络互连、协议互通、业务互相覆盖的三网融合模式的同时在广电行业形成省、市、县三级贯通、统一管理、统一经营、统一标准的有线电视网络新体制, 为实现真正的三网融合铺平道路。这种三网融合模式更加让广东省地面数字电视组网技术有了突破性的发展, 极大促进我国数字电视产业发展, 改善我国频率资源紧张的状况。

随着时代的前进发展, 在广东省地面数字电视组网技术支撑下, 地面数字电视网络也得到了升级改造, 并开拓了地面数字电视业务发展, 给数字电视的各个产业链都得到了相互的协调共同发展。此后, 广东省地面数字电视组网技术仍需要不断加以完善和创新, 更有效的促进了广东省地面数字电视发展的完善, 使广东省在全国数字电视发展浪潮中名列在前, 带领着全国范围的地面数字电视广播应用迅速开展。

播音主持艺术是广播电视系统中不可缺少的重要组成部分, 是广播电视传媒的关键一环。作为新时期的播音员主持人, 应该通过继承和创新来适应更高层次的广播电视形态, 以满足人们不断增长的物质上、生活上、精神上的各种需要。因此, 结合时代发展要求和广大人民群众对广播电视节目的期望, 广大播音员主持人应该继续坚持继承与创新, 就播音主持艺术而言, 继承与创新是为了更好地适应广播电视的发展, 更好地发挥传播效果, 达到最好的宣传目的。

1发挥正确的舆论引导作用

我们的广播电视媒体是党和人民的喉舌, 我们提倡播音主持继承与创新, 目的是更好地坚持党性原则, 更好地发挥舆论引导作用。目前社会上一些错误思潮也不断出现在电视屏幕上, 随着思想教育的淡化, 播音员主持人队伍中党的喉舌的观念似乎不那么明确了, 一些新入行的人认为“个性”才是改革的生机, 甚至出现了“打破喉舌是改革的前提”的错误观点。某些征婚节目中的拜金论, 宣扬错误的人生观和价值观, 不讲舆论导向, 随心所欲地搞个人的一套, 这就误导了观众;一些主持人为了所谓的“创新”, 在有声语言的发声上标新立异, 或嗲声嗲气, 或男生女气, 女生小气, 矫揉造作;播音员主持人在屏幕上的形象, 代表了媒体的形象, 是端庄得体还是花哨怪异、哗众取宠, 也会在社会上产生截然不同的影响。因此, 播音主持创作主体只有每时每刻注意讲究宣传艺术, 提高引导水平, 才能把正确的导向与受众的利益、需求和兴趣结合起来。

2 新时期新要求, 更要强调继承与创新

播音主持创作的过程是一个实践性非常强的工作, 作为一种语言文化现象, 它需要继承和借鉴的内容是多层面的, 播音界的前辈和优秀的传承者在探索创新思维的规律方面积累了许多宝贵经验, 学习和继承这些经验, 可以使我们在创作思路和方法上得到启迪。现在业内和观众中有一种偏见, 一提“字正腔圆”就与“呆板生硬”等同, 一提“传统”就和“照本宣科”划等号, 结果把某些僵化、无创造可言的固定腔调都扣在传统播音头上。我们认为, 播音传统是正确的创作道路, 在继承传统的基础上, 创新不是另起炉灶, 不是否认历史, 而是理解传统后的发展传统, 这样才能改革创新。

当下播音员主持人的语言表达呈现出新特点:节目播讲语速普遍加快了, 这对播音员主持人的语言基本功提出了高要求, 要达到语言表达重点更明确、节奏更明快、逻辑更严谨、语言更流畅、现场报道更直接更鲜活……对于播音员主持人来说, 在有稿的准确表述基础上, 还必须训练无稿即兴的语言表达能力。央视《世界报道》中的康辉, 《焦点访谈》中的敬一丹、《新闻调查》中的柴静……很多播音员主持人都以精练跳脱的语言和快捷深入的报道深受广大群众喜爱。求鲜活、快节奏的语言表达准确地体现了快节奏的时代特点、大信息量的传播特色。随着时代的发展, 受众对播音员主持人的要求是:能够满足生活中对各类咨讯的了解和生活中的放松, 不希望呆板地说教和默守陈规的“精英话体”的播报。当然, 任何经验都是在一定时间、地点等客观条件下对事物的反映和认识, 而万物总是发展、前进、变化的, 过去成功的经验不一定全都能适应时代的发展和进步, 更不可能指望学到一点经验就一劳永逸, 要想在艺术上有所创新, 就需要有胆有识, 敢于打破框框, 又要善于把前人积累的知识“拿来”, 变成自己的营

播音与主持的继承与创新

文丨吴庆捷

摘要:播音主持艺术是广播电视系统中不可缺少的重要组成部分, 是广播电视传媒的关键一环。随着时代的发展和受众精神需求度的提高, 播音员主持人应在继承传统的播音主持艺术基础上, 开拓创新, 更好地发挥传播效果, 以满足广大受众的精神文化生活需求。

关键词:播音员主持人;广播电视;继承;创新

参考文献

[1]许浅林.16:9规格画幅的前景 (中) .影视技术, 1994 (8) .

[2]张兆扬, 高磊.COFDM原理及在数字电视传输中的应用.电视技术, 1995 (10) .

[3]马长华.中国数字化电视广播的发展道路.广播与电视技术, 1997 (6) .

[4]姜晓凌.数字电视发展趋势标准带动产业化.上海科技报, 2003 (6) .

数字化变电站GOOSE组网方案 篇5

1 GOOSE介绍

IEC61850借鉴公共设施通信体系(UCA)的通用变电站状态事件GSSE(Generic Substation State Event)引入了GOOSE。在数字化变电站中,GOOSE是一种实时应用,为保证GOOSE的可靠性及实时性,IEC61850规定GOOSE通信协议栈如图1所示[3,4]。

a.基于4层通信协议栈。GOOSE协议栈只用了国际标准化组织开放系统互联(ISO/OSI)中的4层,其目的是提高可靠性和降低传输延时。

b.IEEE802.1Q的应用。在数据链路层,GOOSE采用IEEE802.1Q、IEEE802.1P协议,保证GOOSE报文的优先传送并提高了GOOSE网络的安全性。

c.基于P2P通信方式。GOOSE服务是以高速P2P(Peer-to-Peer)通信为基础的,P2P体系结构消除了主/从方式和非网络化的串行连接方案存在的缺陷,网络化的连接同时也降低了设备的维护成本。

d.GOOSE应用层协议中包含数据有效性检查和GOOSE消息的丢失、检查、重发机制,以保证接收智能装置(IED)能够收到消息并执行预期的操作。

e.传输介质基于光纤以太网或双绞线,通信速率达到10 M、100 M、100000 M。应用在过程层GOOSE网络中,建议采用光纤传输来提高抗干扰能力。

2 GOOSE组网方式

2.1 数字化变电站报文

按照IEC61850标准的描述,数字化变电站分为3层:站控层、间隔层和过程层。各层次内部以及层次之间采用高速通信网络,通信报文主要分3类[2,5,6]。

a.基于客户/服务器模式的制造报文规范MMS(Manufacturing Message Specification)报文。该类报文主要为站控层设备与间隔层设备之间以及站控层设备之间的通信报文,基于IEC61850-8-1标准,通信模型利用ISO的所有7层协议,这类报文所传输信息的实时性要求相对于过程层与间隔层之间的信息以及间隔层之间的信息要低。

b.GOOSE报文。GOOSE报文传送的数据信息主要包括间隔层之间的闭锁信号,间隔层与过程层之间的位置信号、状态信号以及控制信号。该类型的信息对实时性及可靠性要求较高。正常状态下,报文长度较短,网络负载较小,在故障状态下特别是母线故障时,报文的信息量短时比较密集。

c.采样报文。该类型报文传输的信息为过程层至间隔层的采样数据,单向传输,报文协议基于IEC61850-9-1(点对点模式)、IEC61850-9-2协议(组网方式)。这类报文特点:实时性要求高;报文长度固定;网络负载量固定不变,并由采样频率确定。

2.2 GOOSE组网方式

在数字化变电站发展过程中,随着网络技术的发展,GOOSE网络的组网方式分3个阶段逐渐改进。

a.GOOSE独立组网。基于GOOSE传送的信息对实时性以及可靠性的要求,GOOSE网络采用独立组网,IED装置具备独立的GOOSE通信口。独立组网优点在于:避免了与不同优先级数据的同网传输,保证了数据传输的可靠性;数字化变电站内部网络之间基于物理隔离,某一网络故障不会影响到另一网络的运行,提高了数字化变电站的安全性。

b.GOOSE与站控层共用网络方式。这种组网方式的前提是支持IEEE802.1P协议交换机的应用。在正常状态还是故障状态时,基于MMS的站控层报文占用的带宽远大于GOOSE报文所占带宽,支持IEEE802.1P协议的交换机保证网络上GOOSE报文的优先传送。

c.数字化变电站内共用网络方式。随着网络通信技术的发展,采样报文基于IEC61850-9-2标准,过程层网络与变电站层网络合并是数字化变电站组网方式发展的目标。这种组网方式的优点在于:间隔层智能设备仅需一个通信口,降低了智能设备的成本,同时降低了数字化变电站的网络建设成本。

在实际工程应用时,应根据电压等级、网络负载量、网络通信介质、经济性、安全性等因素确定GOOSE的组网方式[4]。

3 GOOSE网络结构

GOOSE网络结构主要有装置单环网、交换机环形网和星形网[7,8,9],各有其优缺点。

3.1 装置单环网

装置单环网是指装置内部自带交换功能、实现一进一出的2个网络口、环网中所有装置串联的通信方式,如图2所示。

优点:网络结构简单、投资费用低。

缺点:

a.装置间的报文传输延时随环网中装置数目的增加而增加,实时性差;

b.环网发生故障时自愈时间需要数十毫秒至数百毫秒,不能满足继电保护装置之间数据交换的性能要求;

c.装置检修时对环网通信的影响很大;

d.对装置性能要求更高,要求装置具备交换功能。

3.2 交换机环形网

环形网是指连接装置的交换机之间采用实时环网的通信方式,如图3所示。

优点:网络冗余性最好,交换机之间网络发生故障时,通过环网自愈依然可以保证网络通信。

缺点:

a.网络实时性差,环网中节点间的网络通信延时要高于星形网,另外环网中的自愈时间不能满足继电保护装置之间数据交换的性能要求;

b.网络可靠性较差,环网通信基于快速生成树协议,通信故障时可能会引起网络风暴问题;

c.设备兼容性较差,不同厂家交换机的私有快速生成树协议实现方式存在差异,互联时可能会有问题;

d.投资成本高于星形网,因为交换机需要的网口数要多于星形网。

3.3 星形网

星形网是指交换机之间采用级联方式组网,如图4所示。

优点:网络实时性好,网络延时最少,可以满足继电保护装置之间实时数据交换的性能要求,不会产生网络风暴。

缺点:网络冗余性较差,星形网交换机之间网络发生单点故障时,网络通信将受到较大影响。

IEC61850标准要求GOOSE报文延时小于4 ms。如前所述,环网发生故障时的自愈时间不能满足GOOSE网络的实时性要求,为了提高GOOSE网络的可靠性,通常过程层GOOSE网络采用双星形网。在智能装置处理GOOSE报文时,采用双发双收方式,不存在网络切换过程。

4 GOOSE组网中的网络通信技术的应用

数字化变电站信息传输基于以太网实现,VLAN划分(IEEE802.1Q协议)、报文优先级定义(IEEE802.1P协议)、链路聚合(IEEE802.3ad协议)等通信技术在GOOSE网络中的应用提高了数字化变电站的可靠性、实时性以及安全性。

4.1 虚拟网络VLAN技术及应用

VLAN(Virtual LAN)划分是为解决以太网的广播问题和安全性而提出的一种网络技术,在以太网帧的基础上增加了VLAN头,通过VLANID把用户划分为更小的工作组,限制不同工作组间的用户二层互访,每个工作组就是一个虚拟局域网。

支持IEEE802.1Q协议的IED终端设备发送的以太网报文中增加了4字节的802.1Q桢头,封装格式见图5。TPID(0x8 100)为支持IEEE802.1Q的标志;TCI标识中包括3位优先级标志(IEEE802.1P协议)以及12位VLAN标识,最多支持4096个虚拟网络。

实际组网时,终端IED支持IEEE802.1Q协议不是构建虚拟网络的必要条件,但构建网络的交换机必须支持VLAN。交换机常用的4种VLAN划分方法为:根据端口划分VLAN;根据介质访问控制MAC(Media Access Control)地址划分VLAN;根据网络层划分VLAN;根据IP组播作为VLAN。GOOSE网络应根据端口划分VLAN。

下面是GOOSE网络引入VLAN的主要优点。

a.限制广播包的传输范围。交换机不能为类似GOOSE的多播报文建立地址映射,报文都会被广播到网络上所有端口,造成了网络资源的浪费。通过划分VLAN,交换机将广播报文限制在本VLAN范围内,提高了网络资源的利用效率,限制了“网络风暴”影响范围。

b.提高系统安全性。IEC61850对GOOSE安全性未作要求,任何接入GOOSE网络的设备都有可能对网络上的运行设备构成威胁。通过配置VLAN实现网络上不同VLAN之间逻辑隔离,从而实现信息访问的安全。

在GOOSE通信网络的设计阶段,需要规划VLAN以及采用何种方式划分,VLAN划分的基本出发点是功能的应用。需要了解:基于GOOSE建立了一些什么样的应用、这些应用需要交换的数据有哪些、数据涉及到哪些IED、数据的通信量有多大,这些因素都会影响到VLAN最终的划分[10]。另外需要考虑IED设备以及交换机VLAN功能能否满足应用的要求。

4.2 报文优先级定义及应用

IEEE802.1P协议是IEEE802.1Q协议的扩充协议,为以太网上数据包定义不同的优先级,确保关键应用和时间要求高的信息流优先进行传输,同时照顾优先级低的应用和信息流。如图5所示,以太网数据包中3比特的优先级标签定义8个优先级,交换机报文阻塞时,优先发送优先级高的数据包。

根据数字化变电站的应用要求,过程层GOOSE网络中传输的信息优先级按照由高到低的顺序做定义。

a.最高级:电气量保护跳闸;保护闭锁信号。

b.次高级:遥控分合闸;断路器位置信号。

c.普通级:刀闸位置信号;一次设备状态信号。

站控层与过程层公用网络时,应设置GOOSE报文的优先级高于站控层非实时性报文的优先级。

4.3 链路聚合技术及应用

链路聚合技术(IEEE802.3ad)将数个以太网端口汇聚成一个带宽更大的逻辑链路,主要用于交换机之间级联通信。应用在GOOSE网络中的主要优点:

a.在以太网星形网络上,交换机级联的端口往往成为网络通信的瓶颈,通过链路聚合技术扩大交换机之间的通信带宽;

b.星形网络交换机之间通信中断往往对网络造成的影响最大,链路聚合技术实现了交换机之间通信通道的冗余,在GOOSE网络设计时,充分考虑交换机之间并联通道走不同光缆,当某一路径上的通信中断时,不会影响网络的继续运行。

5 GOOSE组网实例

以110 k V数字化变电站过程层GOOSE单独组网为例讨论GOOSE网络的组建方案。

GOOSE网络基于双星形网络结构,每个智能装置提供双GOOSE通信口分别接入GOOSE双网中。GOOSE网络中的信息交换分为2种类型。

a.本间隔(线路、主变、母线)设备之间的信息交换。通信设备包括本间隔的保护装置、测控装置、智能单元等设备。传输信息包括分合命令,开关刀闸位置,启动信号、闭锁信号等。

b.母线间隔设备与其他间隔(线路、主变)设备之间的信息交换。交换的信息包括母差保护与各间隔保护之间的启动、闭锁信息,母差保护与各间隔智能单元之间的分合命令及位置信息,母线测控装置与各间隔设备之间的联闭锁信息等。

基于罗杰康交换机RSG2100,按照间隔配置交换机以及划分VLAN,单GOOSE网络配置方案如图6所示(图中,Vn为第n间隔内部数据划分的VLAN,Vnk为第n间隔送给母线间隔的数据划分的VLAN,Vmk为母线间隔送给其他各间隔的数据划分的VLAN),组网原则如下:

a.交换机之间的级联通道应用链路聚合技术,采用双光纤连接;

b.按照间隔划分VLAN,为每一间隔(包括母线间隔)分配2个VLAN,一个VLAN作为本间隔内部装置之间交换数据的VLAN(标号为Vn),另一个VLAN作为本间隔发送到其他间隔数据的VLAN(标号为Vnk);

c.交换机上所有的端口都设置为TRUNK端口,以保证不同VLAN的数据可以被智能装置接收;

d.通过设置顶层交换机VLAN的禁止端口,隔离GOOSE网络报文的传输范围,保证间隔内部的通信报文被限制在本间隔交换机范围内,母线间隔与其他间隔之间的通信报文只被传送到需要接收该报文的间隔交换机中;

e.每个间隔设置一个专用调试端口,访问数据的VLAN基于Vn,数据的传播范围被限制在本间隔交换机范围内;

f.GOOSE网络上的信息按照4.2节要求划分不同优先级。

按间隔组网并划分VLAN的GOOSE组网方案提高了GOOSE网络的安全性及可靠性:

a.提高了GOOSE网络的利用效率,限制了“网络风暴”的传播范围;

b.物理上同一间隔的设备只接入同一交换机,某一交换机出现故障时,不会影响到其他间隔的运行;

c.正常情况下,变电站按照间隔进行调试检修,专用调试口的访问范围被限制在本间隔的交换机范围内,保证了调试检修的安全性。

6 结语

本文对数字化变电站GOOSE网络方案以及相关网络技术进行了讨论并提出了一些应用建议。GOOSE网络的组建需要综合考虑IED装置要求、交换机的性能、网络的通信数据类型、数据的通信量等相关因素。只有综合运用这些方面的知识,组织相关方面的技术人员共同研讨,才能提出比较合理可行的工程方案。

摘要：分析了IEC61850标准中保证面向通用对象的变电站事件(GOOSE)服务具备实时应用特征的相关协议规范。数字化变电站内部主要通信报文为基于客户/服务器模式的MMS报文、GOOSE报文和采样报文。讨论了主要通信报文的应用特点;基于GOOSE网络通信的安全性、可靠性、实时性,讨论了在数字化变电站发展过程中,从独立组网至全站共网的各种组网方式以及装置单环网、星形网等网络结构在GOOSE组网应用中的优缺点,分析了VLAN技术、报文优先级、链路聚合等网络技术在GOOSE组网过程中的应用。最后结合具体实例对GOOSE组网方式、组网结构以及交换机的配置进行分析研究。

关键词：IEC61850,GOOSE,数字化变电站,交换机,网络技术

参考文献

[1]国家发展与改革委员会.DL/T 860.81-2006 IEC61850-8-1变电站通信网络和系统:第8-1部分特定通信服务映射(SCSM)到制造报文MMS(ISO 9506-1和ISO 9506-2)和ISO/IEC8802-3的映射[S].北京:中国电力出版社,2006.

[2]高翔.数字化变电站应用技术[M].北京:中国电力出版社,2008:12-13.

[3]宋丽君,王若醒,狄军峰,等.GOOSE机制分析、实现及其在数字化变电站中的应用[J].电力系统保护与控制,2009,37(14):31-35.SONG Lijun,WANG Ruoxing,DI Junfeng,et al.Analysis andimplementation of GOOSE mechanism and its application in digitalsubstation[J].Power System Protection and Control,2009,37(14):31-35.

[4]范建忠,马千里.GOOSE通信与应用[J].电力系统自动化,2007,31(19):85-89.FAN Jianzhong,MA Qianli.GOOSE and its application[J].Au-tomation of Electric Power Systems,2007,31(19):85-89.

[5]贺振华,胡少强.IEC61850标准下通用变电站事件模型与采样值传输模型的比较[J].继电器,2008,36(1):80-83.HE Zhenhua,HU Shaoqiang.Comparison between generic sub-station event model and sampled value model based onIEC61850[J].Relay,2008,36(1):80-83.

[6]徐成斌,孙一民.数字化变电站过程层GOOSE[J].电力系统自动化,2007,31(19):91-94.XU Chengbin,SUN Yimin.A communication solution of processlayer GOOSE in digitized substation[J].Automation of ElectricPower Systems,2007,31(19):91-94.

[7]中国电力企业联合会.DL/T860系列标准工程化实施技术规范[S].北京:中国电力出版社,2007.

[8]肖韬,林知明,田丽平.关于变电站GOOSE通信方案的研究[J].华东交通大学学报,2008,25(4):66-70.XIAO Tao,LIN Zhiming,TIAN Liping.Study on the program ofGOOSE communication substation[J].Journal of East China JiaotongUniversity,2008,25(4):66-70.

[9]窦晓波,吴在军,胡敏强,等.与GOOSE联动的数字化变电站遥视系统[J].电力自动化设备,2008,28(11):94-98.DOU Xiaobo,WU Zaijun,HU Minqiang,et al.Remote videosystem of digital substation supporting linkage with GOOSE[J].Electric Power Automation Equipment,2008,28(11):94-98.

数字组网技术 篇6

近年来,一次设备智能化、二次设备网络化已成为变电站发展的趋势。作为变电站重要组成部分的继电保护装置不可避免地要实现信息采集、指令下发的全过程数字化、网络化,完成数字化技术变革。

由于缺乏相关的标准及规范,且符合IEC 61850标准的数字化继电保护装置同传统的继电保护装置在配置及应用等方面都存在较大区别,导致数字化变电站中继电保护装置的应用形式各异,因此需要对其进行必要的研究和分析。

与以往通过电缆连接二次设备的方式不同.数字化变电站采用通信网络连接站内数字化二次装置,因此单一的点对点的连接方式已不适用。本文将探讨数字化变电站中继电保护装置的组网方式。

1 数字化变电站继电保护装置特点

数字化变电站的拓扑结构按照“三层两网”的模式分为站控层、间隔层和过程层,其中站控层和间隔层通过站控层网络通信,间隔层和过程层通过过程层网络通信。

在数字化变电站中,数字化的继电保护装置取代了传统的继电保护装置,其主要特点为:

(1)采用网络数据接口来进行数据传输,通过数据组网完成装置的即插即用,实现了二次装置的标准化、模块化。

(2)采用GOOSE、SMV通信技术,使信息采集、指令下发网络化,为实现站内信息统一共享和二次装置一体化提供了依据。

(3)通过数据信息的网络化,摆脱传统继电保护装置的硬接线方式;利用光纤取代电缆,简化装置外部回路,增强了装置抗干扰能力,减少了误接线、误触碰等情况的发生,有效降低运维成本。

(4)利用电子式互感器线性度好、动态范围大的特点,改善现有保护原理中存在的问题,提出新的保护动作判据。

(5)数字化变电站的信号传输均通过计算机通信技术实现,通信系统在传输有效信息的同时传输信息效验码和通道自检信息,拒绝误传信号和监视通信系统的完好性,电压互感器、电流互感器断线的判断将不再成为问题,提高了信号传输可靠性。

2 光纤点对点的方式

光纤点对点的方式,即以光纤代替传统电缆,完成继电保护装置与合并单元、智能终端等间隔层设备的连接,SV信息和GOOSE信息通过各自专属光纤传送至不同继电保护装置。光纤点对点方式如图1所示。

数字化变电站中,继电保护装置应用的难点主要在于信号的实时性因延时等原因而得不到保证,且不同数据占据的带宽及信息量各有不同,传输信息易丢失。而光纤点对点方式在保证继电保护装置通信实时性的基础上,实现了信息传输的数字化。

采用光纤点对点方式的数字化变电站一般可采用下放式布置形式,即将合并单元和智能终端就地安装,保证数据的可靠传输,避免受到其它数据的干扰,同时减少光纤设备及施工成本。此方式的不足是简单地用光纤代替常规电缆,不同装置间的信息仍然是割裂的,限制了数字化信息交互和数据共享的能力,制约了过程层网络集中处理及应用的可能性。

3 GOOSE点对点、SV组网的方式

GOOSE点对点、SV组网的方式,即继电保护装置与智能终端的连接采用光纤点对点方式,GOOSE报文传输、继电保护装置与合并单元的连接采用交换机组网方式,并根据电压等级和配置原则建立SV子网,完成继电保护装置从合并单元提取SV采样值信号的工作。GOOSE点对点、SV组网方式如图2所示。

采用GOOSE点对点、SV组网方式,可以保证GOOSE报文,尤其是跳/合闸指令等重要信号传输的可靠性,避免受到其它信号的干扰;同时SV组网可有效减少合并单元的接口负担,合并单元仅需完成与交换机的连接即可。此方式的不足是SV采样值数据量大,对交换机的要求高,增加了交换机设备成本。

4 GOOSE组网、SV点对点的方式

GOOSE组网、SV点对点的方式,即继电保护装置与智能终端的连接采用交换机组网方式,根据电压等级和配置原则建立GOOSE网络,GOOSE报文传输、继电保护装置与合并单元的连接采用光纤点对点方式,完成继电保护装置从合并单元提取SV采样值信号的工作。GOOSE组网、SV点对点方式如图3所示。

采用GOOSE组网、SV点对点方式,可使数据量较大的SV采样值通过独立光纤传输至继电保护装置,且不影响其它数据的传输;同时GOOSE的数据量较小,建立GOOSE网络将有利于网络的优化配置。此方式的不足是GOOSE报文采用组网方式,会产生通信时延和数据时间同步的问题,对保护的速动性有影响。

5 GOOSE、SV均组网的方式

GOOSE、SV均组网方式,即继电保护装置与智能终端、合并单元的连接采用交换机组网方式,并根据电压等级和配置原则建立过程层子网。根据组网策略的不同,分为GOOSE、SV独立组网和GOOSE、SV共网的组网方式,具体实现方式如图4所示。

如图4(a)所示,采用GOOSE、SV独立组网方式,站内结构清晰简洁,便于维护管理,保证了通信的可靠性,且两类数据互不影响。此方式的不足是通信的时延、数据的同步问题及对带宽等网络设备的高要求都会对数据传输有一定影响。

如图4(b)所示,GOOSE、SV共网方式具有与GOOSE、SV独立组网方式相同的特点。除此之外,共网方式对网络资源的负荷要求低,两类数据传输时互相间会产生一定影响,特别需要注意的是由于带宽和网络负荷等问题将导致数据丢失。

6 结束语

数字化变电站技术的进步促进了继电保护装置的发展,相关的数字化技术更是推翻了以往常规继电保护装置的实现方式,对数据采样、传输协议、网络资源都提出了更高的要求。实际工程应用中较为常见的数字化继电保护组网方式各有优缺点,需根据现场情况并结合自动化技术发展状况,选择合适的组网方式,优化技术方案。

参考文献

[1]刘娇,刘斯佳,王刚.智能变电站建设方案的研究[J].华东电力,2010,38(7):974-977

[2]解晓东,汤磊.数字化变电站继电保护应用问题研究[J].中国电力教育,2010,172(21):263-266

[3]杨然静,白小会.数字化变电站技术的发展与应用[J].供用电,2010,27(1):11-14

[4]贺家李,宋从矩.电力系统继电保护原理[M].北京:中国电力出版社,1994

[5]刘建刚,孙同景.基于FFT的傅里叶算法在微机继电保护中的应用[J].继电器,2004,32(10):24-26,30

[6]杨奇逊.微机继电保护基础[M].北京:中国电力出版社, 2000

数字组网技术 篇7

从我国渔业的发展来看, 在船岸的无线通信系统不能及时发出预警信号, 这导致渔船预警数字短波组网通信系统无法满足渔船预警的需要。另外由于短波频率极度匮乏, 而导致供不应求, 因此必须重新设计好水上数字短波综合业务组网系统, 以满足水上作业的信息联络需求。本文将针对传统数字短波组网的特点, 来研究分析数字通道短波电台和其组网能力。

2 短波通信的特点

2.1 传统模拟短波通信的特点

短波是唯一不受网络枢钮和有源中继体制约的远程通信手段, 一旦发生战争或灾害, 各种通信网络都可能受到破坏, 卫星也可能受到攻击。无论哪种通信方式, 其抗毁能力和自主通信能力与短波无可相比;在山区、戈壁、海洋等地区, 超短波覆盖不到, 主要依靠短波;与卫星通信相比, 短波通信不用支付话费, 运行成本低。

短波通信是无线电通信的一种。波长在50m~10m之间, 频率范围6MHz~30MHz。发射电波要经电离层的反射才能到达接收设备, 通信距离较远, 是远程通信的主要手段。由于电离层的高度和密度容易受昼夜、季节、气候等因素的影响, 所以短波通信的稳定性较差, 噪声较大。天波是由天线向高空辐射的电磁波遇到大气电离层折射后返回地面的无线电波。

电离层只对短波波段的电磁波产生反射作用, 因此天波传播主要用于短波远距离通信。电离层是大气的一个电离区域, 60km以上的整个大气层都处于部分电离或者完全电离的状态, 部分电离的大气区域。无线短波在电离层能够改变传播作用, 产生折射、反射和散射。这样便于地面接收。

短波通信受到电离层以及各种传播媒介的影响, 存在着频率利用率低的特点, 并且无法传播数字语音和图像数据等信息。短波通信近年来由于其自身的缺陷导致发展缓慢, 并且渐渐被智能化、抗干扰、支持综合业务的新型通信系统所取代。

2.2 现代短波通信的特点

与传统模拟短波通信电台相比, 现代短波通信电台更加有效。现代短波电台通信已经由第二代向第三代通信发展, 短波电台也由低速、窄频发展为高速、宽带、抗干扰电台。传统的报刊话务业也开始支持图像、数据、话音和传真等综合型业务。不仅如此, 现代短波通信也开始转向智能化、软件化。

现代短波通信主要特点是数字化、网络化, 短波组网通信技术是其主要技术。由于传统模拟短波通信已经无法满足现代短波通信的需求, 因此必须研发新型短波接收机。目前短波数字化接收机已经采取数字化控制技术对控制电路进行调制, 并且厂方也能够通过DSP软件进行设备升级, 以方便使用。

3 数字短波电台在船岸无线通信中的使用

3.1 短波通信在船岸无线通信中的应用状况

短波通信不断应用于船岸无线通信。水上交通多采用水上无线电话, 以HF、MF、VHF作为专用频率, 以方便船舶之间、船与岸台之间的无线电话通信。全球海上遇险与安全系统包括地面通信系统和卫星通信系统, 其中SSB收发信机、中高频和NBDP是到地面通信系统的主要设备, 而INMARSAT船站和C船站则为卫星通信系统的主要设备。

设立船岸无线通信设备主要是为了船舶之间的正常通信、海上遇险时紧急呼救以及保障船只的安全航行。我国是渔业大国, 海域广阔, 众多沿海省市多以渔业为生。渔民所用船只多为大马力钢质渔轮, 船内配有短波通信电台。另一方面, 自从我国加入世贸组织, 国际贸易不断增多, 渔业发展迅速, 船舶需求里也不断增加, 因此短波通信电台也不断发展, 以满足船舶安全航行的需要。

3.2 短波通信在船岸无线通信中的分配状况

船舶流通性比较强, 为了确保船只在运行过程中能和岸台保持随时联络, 那就必须确保频率调节范围覆盖全球海清与, 这样能够保证海岸电台能够和船舶之间进行无线通信。目前全球海上中高频段大概有2400个, 频率调节范围在0.5MHz-29.999MHz之间。

就我国目前而言, 海岸短波电台频率稀缺, 在短波通信需求不断上升的同时, 本就缺乏的短波电台频率更加受到限制。我国对高品固定电台的频率指配不仅在电台频率上受到限制, 并且在发射功率上也有严格的限制。因此我国必须提高现有频率的使用率, 以提高短波无线电台信息的传输速率和可靠性。

4 如何提高水上数字短波通信

数字短波通信在水上交通的应用必须解决好频率问题, 这样才能更好地利用短波通信对水上船舶进行安全通信, 以确保数据信息的可靠性和稳定性。目前, 可以使用的主要技术有:高性能数字信道短波电台、宽带短波接收天线, 前者可同于船岸双方, 后者多用于短波数字岸台。另外也利用水上短波数字通信的调制解调协议来解决频谱问题, PACTOR-III协议可以用来实现稳健传输, 或者是采用宽带调制解调器来转换数据, 以进行信息传输。

利用数字短波电台组网进行信息传输也是可以采用的方法。数字短波电台组网方案有单机组网方案、多通道电台组网方案。单机组网方案是将独立的计算机LAN或通信网用短波无线通信相连接。多通道电台组网方案是将多个计算机LAN和电话网利用短波通信连接起来, 这样可以完成数据和话音的传输。

结语

船岸无线通信是采用数字短波组网来保证船舶与岸台之间的日常通信和遇险呼救的重要手段, 关系到渔民生命财产安全。从短波的基本原理出发, 了解数字短波通信的缺陷, 对这些缺点进行改正, 设立数字短波组网系统, 满足水上短波通信的需求。目前对短波通信协议的研究还比较少, 因此必须与以往经验相结合, 结合短波通信发展过程中所存在的问题, 确保船岸数字短波通信组网的可靠性, 这样才能保障渔民出海的安全性。

摘要：本文主要针对传统数字短波组网的特点, 来研究分析数字通道短波电台和其组网能力。首先分析了短波通信的特点, 然后探讨了数字短波电台在船岸无线通信中的使用, 最后分析了如何提高水上数字短波通信。

关键词：数字短波组网,无线通信,应用分析,技术

参考文献

[1]周晓云.船岸数字短波组网及应用研究[J].中国无线电, 2010.

[2]张家荣.浅析短波通信新技术[J].计算机光盘软件与应用, 2012.

[3]聂坤华.数字超短波系统在森林防火中的应用[J].森林防火, 2009.

数字组网技术 篇8

1 单频网概述

单频网可实现同时、同频对一定范围内的信号进行覆盖,具有覆盖面积广、更节约频率资源的优点[2]。当前,城市高楼耸立,电视发射台就算是功率最大也不能进行全覆盖。这就要求必须通过不同地点进行同步的无线发射机对所覆盖地区进行信号发射,以达到代替大型发射机,增强信号覆盖均匀度,并随时调整信号覆盖范围的目的。

2 地面数字电视无线覆盖单频网SFN组网模式分析

2.1 单频SFN组网模式原理

就单频SFN组网原理而言,与多频网原理一样,均是网络拓扑结构,以通过复制发射机提供构成。

2.2 单频SFN组网实现结构

单频SFN组网的实现网络结构主要分为开放式及封闭式网络两类。开放式网络在极端情况下仅由耽搁的发射机构成,总体网络结构形式不会对覆盖以外区域的辐射电平有任何限制;封闭网络实现结构主要是在不影响覆盖区域内服务条件下减少对覆盖区以外的辐射点平,具体可采用方向性的天线在覆盖边界发射站操作即可。

2.3 单频SFN组网模式分析

单频SFN组网模式可分为六边形(图1)及三角形单频模式(图2),六边形单频网常用较大面积单频网设计,三角形单频网常用语较小面积单频网设计。

从六边形单频网组网图可见(图1),该模式共7个发射站,外围6个发射站具有相同发射功率,且对处于几何中心的第7个发射站定向发射天线。一般而言,处于几何中心的第7个发射站均为小功率,发射天线不定向。该六边形面积即为SFN覆盖范围,如需更广面积覆盖只需要进行组合拼接,形成蜂窝网状结构的单频网即可(图3)。

从三角形单频网组网图可见(图2),该模式仅有三个发射站构成三角形位置,以达到以覆盖目标为重心的封闭性等边单频网络,三个发射站功率相同,定向稽核中心发射天下,三角形面积即为SFN覆盖范围,如需更广面积的覆盖只需进行三角形拼接即可(图4)。

2.4 组网模式的灵活应用

在单频SFN组网的实际应用中,由于并不存在规则的地理形态,因此在组网建设中应对组网区域的地形地貌及现有模拟发射站资源进行考虑,以便灵活选用组网模式。一般而言,就地形区域规范性可分为相对正规区域、相对修长区域、地形异形区域三类。相对正规区域通常采用覆盖面积大且发射功率强,也较为均很的分布发射站点组网模式;相对修长区域多采用多点小功率蜂窝组网模式;异形地形区域常采用多点中功率辅助单点大功率联合组网模式。

3 接收不良的处理策略分析

地面无线数字电视覆盖虽然较于有线较大提升了覆盖面积,但通常在少数地区难以做到正常接收,如地下车场、高楼阴影区、郊外及偏远农村[3]。这些地方因固有存在,在长时间内几乎难以改变,所以在接受不良的处理方面,就发射端与接收端进行技术干预。

3.1 发射端对接收不良的处理技术

3.1.1 提高发射站有效输出功率

提高发射站的有效输出功率能明显改善因各种因素造成的覆盖信号偏弱情况,尤其对于信号接受不良的小区域更加适宜。同时,可在结合实际情况下,为增强接收区域场强,还可以适当增加天线高度及扩大覆盖面积,均能起到良好的改善效果。

3.1.2 用数字电视转发器实施补充覆盖

数字电视转发器是一种无线中继信号增强设备,可在已建成的无线数字电视网络覆盖基础上,有效解决盲区问题。数字电视转发器按传输方式可分为同频、移频及光纤转发器,功率一般按瓦或毫瓦计算。在覆盖范围条件允许的情况下,如此有限功率的电视转发器几乎不会对SFN的总干扰值造成影响,也无需与同步网的发射机在时间上保持一致。因此,数字电视转发器是作为补充SFN覆盖的重要途径。

3.1.3 用漏缆补充覆盖地下空间

电视发射机输出信号后分为发射天线连接与漏缆连接两种连接方式。漏缆连接主要应用于地下空间,如地下车库、地铁站线、隧道等,具有很好的信号接收效果。这是因为漏缆作为一种同轴天线,它的外导体被置放于固定的栅网中并开放有多个槽孔,继而产生高频能量并均匀分布地辐射,高频能量由转发器馈入,而辐射方向则由网栅外导体的靠口朝向决定。

3.2 接收端对接受不良的处理技术

对接收端的信号接收不良处理,通过是对接收机进行性能改良,以获得更广区域接收效果。如选用高增益、高性能的接收天线,选用性能更好的接受设备(具有强干扰能力、同步效果及高灵敏度的设备)。另外,当前对处理接受不良重要的技术是分集接收技术,此技术采用双高频头接收机设计,并在此基础上应用二重空间分集技术,继而能在不增加发射机功能的情况下增加3-dB的接受信号电平,是当前克服覆盖信号快速衰落的理想方法。在空间分集的实际应用中,其天线需在水平方向至少间隔不低于1/4的波长。这样才可确保各天线均可获得基本相互独立的信号。

4 结语

地面无线数字电视是未来电视的主流,其覆盖范围的大小、覆盖区域信号强度的强弱是本行业需一直研究的重点课题。笔者对地面无线数字电视单频网SFN组网的原理及模式应用进行分析,并对接受不良进行技术处理。相信在不久的将来,依靠自身创新及国外先进经验,最终能取得更广阔组网覆盖范围、更强信号接收的前景效果。

参考文献

[1]刘文开.地面广播数字电视技术[M].北京:人民邮电出版社,2003.

[2]郭发云.国标地面数字电视单频网的组网与建设[J].山西电子技术,2011(4):77-78.