高速传输系统（精选12篇）
高速传输系统 篇1
1 高速光纤通信系统的主要技术
高速光纤通信系统的建立离不开各种关键技术的使用。现阶段, 高速光纤通信系统所使用的主要技术有光纤技术、调制技术、色散管理技术、放大技术与光源等。这些技术共同支撑着高速光纤通信系统的正常运行, 从而为网络用户提供良好的网络体验服务。
应用于光纤通信中的调制技术有外调制与直接调制两种形式。对于激光器光源的调制, 多采用直接调制, 这是由于受光纤色散作用而使系统中继距离受限;对于单模光纤, 多采用外调制, 以达到较远的传输距离。因而, 外调制适用于单个波长且传输速率高于10Gb/s的传输系统[1]。
目前, 较为成熟的光纤技术有G655、G654、G656 等。G654 光纤属于截止波长位移光纤, 适用于海底光纤通信;G655 光纤属于非零色散位移光纤, 色散值范围大, 具有在1550nm处产生微量色散特点;G656 光纤面向的是40Gb/s光纤传输系统, 它能够改变色散斜率特性, 较之其他光纤, 在高速光纤通信系统中更为适用。
放大技术在光纤通信系统中的应用不仅较好地解决了色散与损耗两个关键问题, 而且极大地推动了高速光纤通信系统的发展。现阶段, 放大技术可以说无处不在, 无论是实验系统、办公系统, 还是商用系统, 均使用了光放大器。应用于光纤通信系统中的光放大器主要有半导体光纤放大器、非线性光纤放大器和掺稀土离子放大器三种类型。为提高高速光纤通信传输系统的传输质量, 对于光放大器的选择应保证具有足够高的输出功率和带宽[2]。
2 不同码型的光谱分析
非归零码是由马赫泽德调制器对激光二极管连续光进行调制所产生的, 具有脉冲宽、输出光谱紧凑的特点。归零码是由两个马赫泽德调制器调制而成, 第二个调制器通过对第一个调制器输出的非归零光信号进行调制, 从而输出归零光信号。归零码具有无相位变化、有线状谱特点[3]。载波抑制归零码也是由两个调制器所产生, 但第二个调制器调制信号与归零码完全不同, 所用频率为20Gb/s, 是正常信道传输速率的一半。这种码型具有改变一个周期发生一个相位差变化, 光谱无线状谱特点。
3 40Gb/s光纤传输系统传输特性实验
3.1 系统构成简介
40Gb/s光纤传输系统主要由调制器 (DPSK) 、电码型产生器 (BPG) 、光源、接收机、频率时钟源、误码分析仪 (EA) 等器件组成。其中, 调制器、误码分析仪与电码型产生器是整个系统需要进行参数设置的三个部分。调制器作为40Gb/s光纤传输系统的主要器件, 负责生成各种码型, 参数主要包括数据增益、脉冲放大、数据与脉冲偏压等。误码分析仪主要负责对误码进行测量, 即对最后输出的结果进行检验, 判断是否存在误码, 其需要设置的参数包括伪随机序列级数、极性等。需要特别注意的是, 误码分析仪参数必须与电码型产生器参数相互对应, 否则系统将无法正常工作[4]。电码型产生器参数包括伪随机码级数, 输入有内部时钟与外部时钟, 用户可以进行自定义编码。
3.2 背靠背实验
40Gb/s系统伪随机码采用23 级, 光源采用1560nm光源, 误码测量时间为100s。考虑到正常情况下设备输出信号功率过小, 因而需要对其进行放大处理, 并改变设备接收功率。这种实验方法即为背靠背实验法。它是一种用来测量高速光纤通信系统各种码型灵敏度的常用方法。
首先, 使用马赫调制器对激光器产生的连续光进行调制, 依次输出非归零光信号 (如图1 所示) 、归零光信号 (如图2 所示) 和载波抑制归零光信号 (如图3 所示) 。
从非归零码光谱图中可以看出, 非归零光谱非常紧凑, 且脉冲信号是三种码型中最宽的一种。归零码的产生是对第一个输出的非归零信号执行二次调制所形成的, 频率为40GHz正弦波, 从其光谱中可以看出, 载波左右两边出现了间隔为40GHz的线状谱, 且无相位变化。载波抑制归零码的产生也需要使用两个调制器来完成, 但第二个调制器的偏置电压、输入时钟与归零码不同, 其时钟频率为信号的二分之一, 即20GHz。通过这种调制方式得到的光信号为无线状谱的归零码, 因而被称为载波抑制归零码。从载波抑制归零码光谱中可以看出, 其载波受到了抑制, 较之归零码光谱较窄。
4 结语
通过对40Gb/s光纤传输系统非归零码、归零码与载波抑制归零码三种码型的光谱实验分析可知, 后两种码型适用于高速光纤传输系统信号传输需求, 即使用这两种码型有利于系统传输质量与传输效率的提高。对于高速光纤传输系统传输特性的研究, 未来我国应加大在实验方面的研究力度, 以为高质量光纤传输系统的形成提供重要的理论依据。
参考文献
[1]Demissie Jobir Gelmecha.高速光纤通信在非线性色散影响下的传输特性[D].武汉:华中师范大学, 2011.
[2]鲁力.高速光纤通信系统中电子色散补偿技术的研究[D].武汉:华中科技大学, 2012.
高速传输系统 篇2
与普通的有线通信或无线通信相比，甚至与一般的公共移动通信系统相比，高速铁路通信仍存在较大区别。
无论是在系统组成还是使用环境，对高速铁路通信系统的技术和设备需求均较高。
一般而言，我国高速铁路通信系统主要存在三方面的问题。
一是多普勒频移。
多普勒频移是指接收器的移动引发的信号频移现象。
一般的列车多普勒频移现象不太明显，而高速列车由于在高速运动中，列车与基站之间的距离会频繁改变，多普勒频移现象非常严重。
多普勒频移过大会导致高速移动通信的通话质量下降，同时高速列车在高速移动时产生的高频次深度快衰落现象对正常通信也有很大程度的影响，这将导致通信系统的解调性能大幅下降。
第二是小区尺寸问题。
一般而言，在高速列车上使用WiFi、WiMAX等通信机制时，将通信的小区尺寸进行缩小至直径100m以内，就能为列车上实现有效的宽带连接服务。
而随着列车的速度越来越快，导致小区尺寸出现过小、引发小区切换过于频繁的问题，加上信号的快速衰落现象存在，高速铁路通信系统对用户的小区切换以及功率控制提出了更高要求。
三是隧道通信问题。
由于隧道在铁路的组成中占据非常重要的地位，隧道通信问题严重影响铁路通信覆盖问题，不同隧道方式对通信系统的覆盖方式和信号源的选取要求均不相同，造成铁路通信系统的整体兼容性较差的局面。
文件传输架起“高速路” 篇3
瓶颈凸显
大连银行成立于1998年，在过去的十多年里实现了快速的发展，资产规模不断扩大。2012年，大连银行存款增长27.4%，在全国副省级城市城商行中位居第二，是东北地区银行业的标杆之一。在发展过程中，大连银行非常重视信息化建设，专门建立了信息科技管理委员会、运行中心和信息中心，积极开展信息科技项目建设。2011年上半年之前，大连银行已建立起近百个应用系统，为生产、管理、经营、决策提供服务。
但随着业务的快速发展，大连银行总分行之间、各个应用系统之间需要传输的数据文件越来越多，传统的主要基于FTP的数据文件传输方式逐渐显得力不从心。首先，FTP采用同步传输方式，没有缓冲机制，传输大批量文件时占用大量系统资源，影响系统正常运行；其次，在FTP传输模式下，用户无法对全网的传输节点进行统一管理和控制，导致系统管理难度将伴随着业务系统、分支机构数量的激增而不断加大，降低了工作效率。此外，FTP传输方式还存在着安全性低、编程复杂等弊端，导致文件传输成为制约银行信息化发展的瓶颈，给金融业务综合运营工作带来了难题。
“文件资源是银行信息化的基础性资源，85%以上的信息通过文件方式进行交互。在传统的代发工资、数据归档等应用场景中，工作人员通过FTP、E-Mail等工具或者U盘拷贝等方式传送文件，工作效率低，并且容易出错，导致系统运维成本居高不下；另一方面，传统的文件传输方式，也无法满足相关政策（如《中国人民银行关于加强银行数据集中安全工作的指导意见》等文件）对数据安全监管、业务连续性等方面的要求，存在着一定的科技管理风险。”服务于众多银行客户的东方通售前咨询顾问徐有明指出，目前这一问题不仅仅困扰大连银行一家，很多商业银行都对此感到头疼。
疏通脉络
针对传统文件传输系统存在的问题，大连银行经过需求调研及选型，最终选择了东方通提出的文件传输平台构建方案，并在大连银行IT系统规划的指引下统一部署通用文件传输平台TongGTP。据了解，这款产品是东方通面向分布式应用场景推出的文件传输平台，拥有高效、易管理、安全等优势，可以为多个业务系统提供文件传输服务，不仅提高了文件传输的效率，而且降低了银行科技风险和系统运维成本。
结合自身需求，大连银行在ODS、信贷、网银等多个系统底层部署了TongGTP，并通过传输中心承载的TongGTP节点，构建出覆盖银行生产网、办公网内相关系统的文件传输服务网络，承担起系统间信息资源共享交换的重任。
每天晚上9点到第二天早上7点，大连银行内部的ODS系统（操作型数据处理系统）都会接收大批量的数据文件。这些文件分别来自信贷、个贷等应用系统和银行核心系统，单个文件的大小从几十KB到几个GB不等，文件格式也不尽相同。经过ODS系统处理之后，这些文件将根据需要传送到信用卡、网银等业务系统，为第二天银行办公做好准备。这就是自2011年底成功上线以后，大连银行文件传输平台一直在承担的文件处理工作。
如今，文件传输平台已经成为大连银行各项业务高效运营的强有力保障，其价值对大连银行来说，主要体现在三个方面：首先是数据传输层面，文件传输平台拥有高效的文件传输功能，保证文件可顺利到达目标系统。同时，平台还提供批量传输、自定义传输任务、文件自动压缩等丰富的辅助功能，使用户能够根据需要灵活制定传输策略，提高文件传输的效率；其次是数据处理层面，文件传输完成以后，该平台将自动触发相关应用程序来处理文件，实现文件传输和数据处理的无缝衔接，优化业务流程；第三是系统管理层面，用户可以在管理界面上对所有节点的传输任务、状态等进行统一管理和监控，降低了运维工作的复杂度，并可对用户角色、权限等进行控制，增强系统安全性。
经过一年多的实战，大连银行文件传输平台运行稳定，持续为十多个应用系统提供文件传输服务，打通了不同系统之间的文件传输管道，有效提升了文件资源的传输效率和开发利用水平，对银行信用卡、网银、个贷、信贷等各种业务运营起到了有力的支撑作用。文件传输平台的成功运行，还为大连银行节省了运维成本、人工成本以及系统批量传输文件的时间，取得了良好的应用价值和经济效益。
正是有了这个良好的开始，目前在该平台一期工程取得成功的基础上，大连银行于今年继续和东方通合作，开始了其文件传输平台二期的工程建设，将平台动态扩展到其他业务系统和更多的分支机构，以全面完善大连银行文件传输服务体系。
链接
IT系统步入精细化管理
在2013年城市商业银行年会上，中国银监会主席尚福林指出，当前城商行发展进入关键期，应继续加大信息化建设力度，制定符合本行实际的IT蓝图，切实提高信息系统建设水平和支撑能力，有效防控各类风险。由此可见，信息科技作为金融业务运营和服务创新的重要推手，将会得到越来越多城商行决策者的重视。在这样的环境下，大连银行文件传输平台的成功搭建及其表现出来的应用价值，将会在全国特别是东北地区城商行信息化建设中产生示范性效应。实际上，包括北京银行、上海银行、徽商银行、华融湘江银行、包商银行等在内的众多城商行，已经建成或正在实施文件传输平台。
就在近日召开的2013东方通第二届金融行业新技术研讨会上，来自北京银行、华融湘江银行等银行机构的信息化专家分享了成功应用经验，指出文件服务平台缩减了业务开发周期，提高了系统管理效率和分行满意度，有效规避了传统文件传输工具易出错、易泄密、时效性差等问题。同时，东方通市场部相关负责人也表示，随着信息技术深入渗透到金融业务各个角落，金融信息系统架构变得越来越复杂，需要专业服务支撑金融系统建设与运营，借助文件传输平台，在银行内部业务系统之间、银行与合作机构信息系统之间建立起安全、高效的文件传输服务网络，并提供统一的监控与管理功能，不仅可以提高文件传输的效率，而且还将有效降低银行科技风险和系统运维成本。
高速公路光纤数字传输系统的检测 篇4
光纤数字传输系统是为高速公路提供话务通信 (业务电话、数字用户电话、收费热线电话) , 它还为监控, 收费系统的数据、传真、图像等非话业务提供传输通道。一旦传输系统出现问题, 后果不堪设想, 将严重影响高速公路的正常运营管理, 因此有必要对光纤数字传输系统进行定期的测试, 及时发现系统存在的问题, 确保系统的正常运行和消除潜在的风险。根据高速公路业务接入特点, 目前单条高速公路内部一般采用SDH与综合业务接入网相结合的光纤数字传输系统。基于高速公路传输的业务量和设备成本两点考虑, 多数选用STM-16及STM-16以下的传输速率等级。系统一般在通信分中心设置一套光纤线路终端 (OLT) , 其余通信站各设置一套光网络单元 (ONU) , 通过接入网系统为全线提供大容量数字通路、2M数字通路、音频/数据通路等多种数字信道和接口, 实现数据的上传及管理数据的下达;通信中心还设一套光传输本地网管终端, 实现对SDH设备的维护管理。根据省交通集团制定的企业标准《高速公路机电工程养护质量检验评定标准》, 光纤数字传输系统定期检测项目包括:系统接收光功率、平均发送光功率、2M传输通道误码指标、自动保护倒换功能、安全管理功能、公务电话功能等。下面就对这几个项目的检测进行一一介绍。
1系统实际接收光功率和平均发送光功率的测试
对于任何光纤传输系统的安装、运行和维护, 光功率测量必不可少。光功率的测量所采用的仪器是光功率计。测量光口的收发光功率时, 应注意选择对应测试波长, 光纤数字传输系统光纤的工作波长一般为:1310nm和1550nm, 测量光功率时需按照实际测量对象即光发射机光信号的工作波长选择光功率波长。根据光口的接头类型选择相应的尾纤接头, 然后用尾纤把光口和光功率计如图1、图2那样连接起来, 等光功率计上的数值稳定后读出该值即为光口的接收光功率值或平均发送光功率值。光功率的严格测试应该是用图案发生器发送规定的伪随机序列码至被测设备, 然后用光功率计测试接收光功率, 我们的日常维护检测是近似测试, 接收光功率一般在接收灵敏度和接收过载点之间。
光功率测量中的注意点: (1) 测试前应该仔细地用酒精棉球或者镜头纸充分清洗光连接器 (如尾纤头、法兰盘) 的表面。 (2) 如果尾纤已经上ODF架, 测试应该在ODF架一侧进行, 以免由于多次插拔设备的光口, 造成光连接头损坏和被污染。 (3) 固定光纤的放置状态, 避免震动, 减少光功率检测的不确定值。
2 2M传输误码指标的测试
2M传输通道误码性能是衡量光纤数字传输系统电路质量的最重要的维护指标, 对其的测试可以判断系统电路传输质量的好坏。2M传输通道误码指标的测试采用的仪器是2M误码议, 根据行业标准和企业内部标准, 2M传输通道测试的误码指标有:平均误块率BER、误码秒比ESR、严重误块秒比SESR、背景块差错率BBER。SDH系统是以一次群速率或一次群速率以上的数字通道进行传输, 故对误码的检测是以“块”为单位的。
测试模式可以分为在线 (In Service) 测试和中断业务 (Out of Se rvice) 测试, 在线测试指的是不中断业务的情况下, 实时监测SDH设备及网络。中断业务测试是在业务开通前或故障修复后对SDH设备性能和功能的测试。中断业务测试的项目比在线监测多, 大多用于要求较高的邮电检测标准中, 由于养护质量检测是在营运期进行的检测, 所以我们的检测均为在线测试, 即不中断传输业务的情况下进行测试。
测试方法:误码性能测试选择两个网元站点A和B, 测试两站间的2M传输通道, 误码仪接在站点A的一个2M口上, 在站点B对应的2M口上软件环回 (或硬件环回) 。2M传输通道检测数量和检测时长可依据标准规定, 测试的误码指标应符合标准要求。可将多条支路串接起来测试, 这里不做详细介绍。
测试仪器的接法如下图:
3自动倒换功能的测试
高速公路上光纤数字传输网主要采用通道保护的环形组网结构, 在本路段内通过隔站相连的方式组成二纤单向自愈通道保护环, 即PP保护环。自动倒换功能就是当主环通道出现故障或者大误码时, 无需人为干预, 可以由主环路自动转换到备用环路上, 通信不出现中断, 以实现较高的传输安全性。自动倒换功能的测试, 一般采用的是插拔光纤强制倒换测试。测试方法:先断开西侧光纤连接 (主环) , 业务应能完成倒换至备环, 网管上2M口出现PS保护倒换告警。然后再恢复西侧光纤, 断开东侧光纤连接 (备环) , 业务能立刻倒换回来, 表明自动倒换功能正常, 或者是恢复西侧光纤 (主环) , 不断开东侧光纤 (备环) , 10分钟后, 网管中2M口的PS保护倒换告警结束, 表明倒换恢复正常。自动倒换功能也也可以使用网管中“关闭激光器”的功能进行测试, 但注意测试完成后要记得打开激光器。
4安全管理功能、公务电话功能的检测
安全管理功能:网管系统管理员应根据网管的安全域和功能级别设定各级用户, 让各级用户拥有不同的操作权限。各级用户设置各自的安全登录口令, 未经授权的用户无法登录或进入网管系统, 并对试图接入的申请进行监控, 三次输入错误的登录口令, 网管系统进入锁定状态。建议定期对用户的登录密码进行修改, 以增加系统的安全性。
公务电话功能:公务电话是各网元间保持联系的一个重要工具, 虽然现在通信工具较发达, 可以通过多种方式进行联系, 没有必要设置公务电话, 但公务电话测试可以视为检验传输通路是否连通的手段之一, 对于用户今后的日常维护也很有用。在各站用公务电话选址呼叫其它各网元, 各网元应振铃, 且与各网元能通话;在各站拨会议电话号码呼叫其它各网元, 各网元均应振铃, 且各站之间均能相互通话。高速公路光纤数字传输网一般为环形组网, 在进行系统公务电话测试时, 还要进行断纤后的公务电话测试。断开主环上站点的光纤, 进行拨打测试应正常;恢复主环光纤再断开备环光纤, 再进行拨打测试正常。
参考文献
[1]广东交通集团企业标准.高速公路机电工程养护质量检验评定标准 (Q/JTJT003-2006) .2006.
高速公路三大系统简介 篇5
高速公路机电工程项目分为三大系统： 1．通信
2．监控
3．收费
所涉及的工程项目有：1.前期通信管道工程、2.配电照明工程、3.后期的机电安装（我们的）项目。一．关于通信系统：
从工程角度出发，可分为土建项目、线路工程、以及设备安装项目。1．土建项目又具体分为管道工程和期础工程，此项目一般由前期通信管道施工单位来完成。
具体来讲通信管道工程是通信系统的基础工程，属土建作业，它主要包括：路侧紧急电话平台、通信人（手）井、电力人（手）井以及管道工程组成。主线管道现在通常采用硅芯管敷设于中央分隔带内，一般一公里处设有分企管道两侧与电话平台相连。分企管道采用的是预埋钢管的形式，预埋数量一般都能满足近期需求，此处不作为我们普查的重点，但也有部分路段由于所安装设备较多，按照前期通信管道的设计管孔数量可能不太满足需求，后期机电系统应及时提出需求相应进行增加预埋管道，这样的路段一般集中在服务区或收费站附近，按照以往的经验，横穿管道只要是Ф89以上钢管数量在4孔以上都是能满足要求的。
通信管道工程标的界面一般是从主线下线后沿边坡埋设至收费大棚下的路肩人孔处。剩余站区内的管道工程一般划归后期的机电工程来施工。2．传输线路主要采用的是光缆。也有部分采用音频电缆进行传输的这主要用于相距较近的收费站和服务区之间。全程穿放，一般由专业的施工队采用气吹法来施工。与我们的关系不太大。3．设备安装：一般由后期的机电工程专业来施工 二．配电照明工程
之所以讲这项内容主要是因为此项内容与我们后期的机电安装项目密不可分
配电照明工程同样分为土建项目、线路工程、以及设备安装项目。相比较来讲土建项目与我们的关系较为紧密。线路工程、设备安装与我们关系不太大。1． 土建项目：分为基础工程和管道工程。其基础工程是为自身提供安装平台的与我们关系不太大，这里着重说一下管道工程。
管道工程：一般而言配电照明站区的管道是很完善的，配电房至各单体建筑物和结构物之间都是有管道相通的。特别是配电房至站区办公大楼间以及办公大楼至收费大棚间的管道更加完善。这些管道，如后期机电项目的路由与其同路且有位置的话完全可以利用（如收费大棚下的监控、通信、收费系统的线缆完全可以利用收费亭下的通信管道进行穿缆）。
对于服务区，由于前期配电照明管道工程的设计标准不象后期机电项目的要求那么高，有部分区段可能没有管道而采用的是直埋的方式。但对我们来说就必须进行管道完善。站房至主线间需要管道贯通同样主区与副区之间也需进行管道贯通，管道预埋数量应能满足中长期要求。
这里还要强调一点，有部分服务区的前期管道路由设计基本上都是采用配电房----办公房---主线的方式，但由于后期机电项目外场设备的供电往往采用直接取自配电房的方式，这样在普查中就应该在配电房至主线下线井之间选择合理的管道路由。(但也有取自通信机房的方式)对于收费站，由于前期配电照明为匝道灯或广场灯供电提供有管线路由，部分跨越匝道预埋有管道，如我们为外场设备供电的路由与其路由一致，可利用其管道穿缆，如管孔数量不够，我们可提需求相应增加管孔数量。最好，机电项目管道和配电照明管道一次建成避免二次开挖。但也有部分地方由于外场设备所处位置的限制，而不能利用配电照明的管线路由，这样就必须结合现场实际情况，充分利用附近桥、涵来跨越匝道，如实在跨越不了，就选择合理的路由，并且增加横穿匝道预埋管。特别是增加匝道预埋管，更应该引起我们的注意，因为和路基施工单位作业面交叉，我们必须在油面施工前完成，否则，油面施工完后再提出开挖恐怕难度很大。
由于一般外场设备多集中在服务区或收费站附近，因此现场查看时应特别注意：附近都有哪些设备、设备所布置的位置、所处路的侧别，这些都是决定管线路由的重要因素。
综上所述，本次现场考查应着重做到以下几点： 1． 查看一下服务区和站区的施工进展情况，看是否具备我通信管道埋设条件。2． 对全线工程情况作一了解，比如道路通行情况、地材情况、人为环境、劳动力供应情况及报酬标准。3． 有条件的话与前期承包商接触一下，包括房建承包商、通信管道承包商、配电照承包商最好能留下他们的联系电话。4． 5． 按照路边敷缆的方式，对全线布缆难易程度作一综合评判。仔细查看一下场区附近的外场设备，基本定出其位置，画出其信号及供电路由图。6． 结合图纸，找出车检器的具体位置，量出路肩以外3.5米处边坡与路面高差.7． 查看一下我机电工程管道路由之上前期工程预埋管道情况,看能否满足我施工需求.(如无施工可与其承包单位联系,查看一下其图纸).8． 根据路程的远近、通行情况、村庄情况合理划一下施工段，初步找出几个工地备选驻扎地。9． 记一下路上结构物（桥、涵）的桩号，长度，为下一步外场定位及预算工作量打好基础。
信南高速普查报告
我xxx工程建设有限公司于2006年7月7日至7月11日对信南高速公路机电工程项目作了全面的普查，情况报告如下； 一． 工程概况
本项目工程东起信阳平桥区西至南阳卧龙区全线总长182公里，途经信阳、驻马店和南阳三地区，地形属重丘区及微丘区，地形复杂多变，雨水较多，整体来看K000+000----K090+000路段整体为石质路段，K090+000----K180+000段路基整体为砂砾石，坑槽及管道沟开挖较为困难，部分路段桥梁正在吊装，便道地势低洼，雨天通行困难。但从整体情况看：本工程的部分分项工程已具备开工条件（钢管预埋、设备基础浇筑、人手孔浇筑、过桥钢管安装等）。二． 现有施工条件
1．主线情况：K000+000----K19+900段K22+500----K25+300段，K40+200----K049+900段K95+100----K110+900段K138+000----K180+000段通信管道工程正在施工，中央人井正在浇筑，硅芯管沟槽正在开挖，跨路分歧管道正在埋设，我方具备进场施工条件。
2．站区情况：平桥服务区、桐柏服务区、泌阳服务区、唐河服务区、汉冢服务区、正在进行场地平整，我机电工程暂时无法进场施工。查山收费站外场设备供电线路较易绕行通过（利用附近桥涵），有一处跨越匝道保护钢管急需预埋，其它项目可以进场施工。桐柏收费站外场设备供电线路可以绕行通过（利用附近桥涵），但由于场地正在进行平整之中，我方暂无法进场施工。马谷田互通立交外场设备供电线路可以绕行通过（利用附近桥涵），但由于前期工程正在进行施工之中，我方暂无法进场施工。泌阳收费站外场设备供电线路大都可以绕行通过（利用附近桥涵），但有一处横穿匝道电缆保护钢管急需埋设，场区预埋管道暂时无法施工。翟庄收费站外场设备供电线路大都可以绕行通过（利用附近桥涵），但FCMS6情报板的供电线路需跨越地方公路，钢管预埋需破路。大河屯收费站、铜寨铺收费站、唐河收费站、陈官营互通立交外场设备供电线路大都可以绕行通过（利用附近桥涵），外场设备基础及人手井可以进场施工。
3．材料供应情况：由于工程所在地的地材供应较为充足，因此，水泥、大砂、碎石都较易买到。但由于此段内大部分收费站离县城或集市较远，钢材、五金、辅助材料、工器具的购买较为困难。
4． 水源及电力情况：此段水源较为丰富且都很洁净，施工用水较为方便。由于此段为重丘区，电力供应较为困难，特别是施工用三相电。再加上施工战线较长，流动性大。因此，施工单位应自行解决工程用电问题。须备相应功率的柴油发电机。
1． 2． 需机电工程项目最终设计图纸。
需配电照明管线路由图、通信管道施工图、站区房建平面图、全线结构物桩号汇总表。3． 4． 相关业主单位、监理单位、施工单位人员联系电话。我方自购材料的内容。5． 6． 7． 外场设备供电方案尽快确立。
原图纸中普通路段电力电缆为钢管防护，实际是否照此施工。普查中发现房建标图纸中含有场区电力管道工作内容，此项工作内容究竟由谁来完成。8． 9． 前期原材料试验，是否需要做，由谁来做。
石质路段设备基础是否可以采用加大基础截面而相应减小深度的方式。
高速凹印机节能干燥系统的优化 篇6
节能干燥系统工作原理及分类
1.节能干燥系统工作原理
凹印机的节能干燥系统主要为对流干燥，就是指热气体以对流方式将热量传送至承印物表面，承印物表面得到热量后，再以传导方式将热量传至其内部。热风干燥装置如图1所示，新鲜空气由进风口进入，经过热交换器将新鲜空气加热并由风机通过进风管吹入烘箱，在烘箱单元内热空气由吹嘴吹向承印物表面，烘箱中废气的一部分热量经排风管抽出，而废气中的另一部分热量经过回风管再回到进风管与新鲜空气相混合后再次进入热交换器，使得废气中的部分热量被循环利用。
对流干燥的节能方式有多种，归纳起来为两方面：一是减少能量损失，提高干燥器的热能利用率，如采取密封、保温、热风循环措施等；二是强化干燥过程，提高干燥速率，提高生产效率。这两方面的最终效果均可提高干燥装置的热效率。在节能工作中，往往前者的效果最明显，多为工作的重点和主要工作对象，而后者常被忽视或遗漏，显然这是不全面的。因此，要全面提高对流干燥技术和用能水平，必须两者一起抓，才能取得较大的经济效益。
2.节能干燥系统分类及特点
（1）单出风口节能干燥系统
图2所示为单出风口的节能干燥箱模型，此干燥箱只有一个进风口和一个出风口，热空气由进风口进入干燥箱，通过风嘴将热空气吹向承印物，最后废气通过进风口上面的出风口被抽出，完成干燥工作。其不足在于只有一个出风口，需要较大的压强，因此对风机的选择会比较困难。
（2）双出风口节能干燥系统
图3所示为双出风口节能干燥箱，其与单出风口节能干燥箱的工作原理及结构基本相同，只是在干燥箱的下部增加一个出风口，其优点是解决了单出风口风机选择困难的问题，因为增加一个出风口，可以分担出风口抽出的废气的压强，于是便降低了压强，对风机也有更多的选择。
（3）双面吹风节能干燥系统
图4所示为双面吹风节能干燥箱，其与单面节能干燥箱的区别在于在单面节能干燥箱的背面增加了一个小型干燥箱，这个干燥箱只有4个像孔板一样的风嘴，空气全部由下面的进风口进入，一部分热空气由小的进风口通过导流板直接进入上面的小型干燥箱，再由小型干燥箱的风嘴吹向承印物的背面，使承印物能够双面干燥。双面吹风节能干燥系统的优点在于可辅助干燥工作，使墨层干燥得更快、更彻底。
高速凹印机出风口的优化
1.单出风口模型仿真分析
（1）建立干燥箱单出风口的三维模型
在保证干燥箱分析要求的前提下，对其进行适当简化，为了方便分析图2干燥箱的三维建模，定义干燥箱最下部风嘴为风嘴1，其他风嘴由下至上依次排列。
（2）对干燥箱单出风口模型进行网格划分
根据实际情况对其选择适合的网格单元，主体采用四面体网格划分方式，在适当位置辅以六面体网格和楔形网格，在热风风嘴及导流板附近对网格进行局部加密，精确捕捉热风流动状态，干燥箱共划分网格4256871个，将画好网格的干燥箱送入Fluent软件中进行计算。
（3）对干燥箱单出风口模型进行仿真计算
图5为单出风口干燥箱模型在Fluent软件中计算后得到的热风流场迹线图。从这个三维流动迹线图可以看出，干燥箱主要靠右侧（即离风口远处）回风，在两个风嘴之间形成涡流，涡流以涡旋式向右运动，大部分经由右侧回风腔被上出风口抽出，而少部分由左侧回风腔被上出风口抽出。经过干燥箱时，由于承印物向上运动，出风口将热风从干燥箱上部抽走，不利于油墨的干燥。
2.双出风口模型仿真分析
在保证干燥箱分析要求的前提下，对其进行适当简化，为了方便分析如图3干燥箱的三维建模，定义干燥箱最下部风嘴为风嘴1，其他风嘴由下至上依次排列。
对改进后的双出风口干燥箱模型进行网格划分，具体划分过程与单出风口干燥箱模型相同。接着对划分好网格的双出风口干燥箱在Fluent软件中进行计算，得到图6所示的热风流场迹线图。
从图6可以看出，干燥箱主要靠干燥箱右侧（即离风口远处）回风，在两个风嘴之间形成涡流，涡流区域主要靠右侧回风，大部分热风从下出风口抽出。由于承印物向上运动，增加下出风口后，有效增加了承印物与热风接触的时间，使干燥效果更好，这在高速凹印机上十分有意义。
因此，有下出风口的干燥箱为优化后的节能干燥箱，而且当一个出风口时，需较大负压才能将内腔外部热风抽出，风机较难选择，而增加下出风口，将热风抽出的难度降低，风机选择方便。因此优化改进后的节能干燥箱能够为印刷过程中的干燥提供更加有利的帮助。
高速数据采集系统 篇7
这是一种纯硬件串行数据传输设计方式, 该系统具有电路连接简单, 设计方便, 新片管脚少的特点, 用单片机来控制的数据采集系统, 具有8Bits高精度传输能力, 并且采用计算机虚拟软件显示, 消差处理, 该方案有A/D转换电路, 存储单元, D/A转换电路, 并用计算机软件与8051单片机控制相结合, 使信息传送方便, 传输速度高, 系统结构简化, 并且有利于系统功能扩展, 而且装配调试费用低。
(二) 系统组成及工作原理
1. 系统组成
本系统有三部分组成, 即 (1) A/D转换部分, 它的主要作用是将模拟信号转换成数字信号; (2) D/A转换部分, 它主要是将采集来的数字信号转换成模拟信号以便于进行显示, 从而对数据进行分析测量; (3) RAM部分用做将采集来的数据进行存储。
2. 工作原理
原理框图如图1所示:
(1) A/D转换部分
A/D转换接口是数据采集系统前向通道的一个环节。数据采集和转换系统从一个或几个信号源中采集模拟信号, 并将这些信号转换为数字形式, 以便输入计算机。因此, 对于一个模拟信号转换成为数字信号所基本的要求: (1) 模拟多路转换与信号调节; (2) 采样/保持放大器; (3) 模拟/数字 (A/D) 转换器; (4) 通道控制电路。
前向通道中与传感器相连接的是信号调节器, 它完成传感器初次模拟信号的调节任务。而模/数转换中的多路转换及信号调节则要将模拟信号变换成能直接满足模/数变换所需要的信号电平及输入方式。为了减少动态数据测量的孔径误差, 对于快速动态信号应采样/保持电路以防止采样过程中信号发生变化。因此, 模拟数据的采集及模/数变换通道设计时不仅仅是单纯选择A/D转换芯片及设计A/D转换接口, 要综合考虑从传感器到计算机数据输入的全过程。
为了实现系统中的“高速”, 我们采用了AD578LN芯片, AD578LN最大的应用特性就是它的高速A/D转换特性, 因此当AD578LN与微处理器接口时, 由于大多数微处理器的时钟比较慢, 这时用CPU控制AD578LN的转换就是有可能丢失数据, 另外由于AD578LN的数据输出没有三态缓冲数据输出, 所以必须和微处理器的I/O口直接相连。
作为控制A/D转换的部分, 即传送控制信号的芯片我们采用的单片机为MCS-51系列的单片机, 在本系统中它主要是进行寻址和发出控制信号使整个系统在它的控制之下能够同步快速的完成系统功能。
根据以上各个芯片的功能及用法特点, 我们做了如图2所示的A/D转换部分:
在进行AD578LN高速A/D转换与8051单片机的接口设计时, 相对较好的方法是将8位的A/D转换结果缓冲锁存在寄存器里, 然后再对数据进行处理, 电路如上图所示.图中所示电路是采用查询方式完成AD578LN的A/D转换, 其中缓冲锁存存器采用74LS244总线锁存器以实现对A/D转换数据输出的单向锁存。74LS244的片选由74LS138译码得到, 其中之一输出信号和/WR构成AD578LN的启动信号START。
由于本系统在BIPoff上没有接滑动变阻器, 所以为单极性输入方式, 即输入电压是0~+10V或0~+20V, 当74LS138译码后的一路信号与/WR的信号通过74LS02的与非门产生一个能触发START信号的高电平, 则AD578LN开始工作, 将其输入的信号转换为8路数字信号, 并通过74LS244进行锁存, 而74LS244的触发则是/RD信号与74LS138的一路信号相与后产生, 当74LS244产生触发信号后则将74LS244锁存的信号输入到8051单片机中, 而转换结束信号则是START信号的逻辑非信号, 这样在START为低电平时, EOC为高电平时, 这样A/D转换就结束。
(2) D∕A转换部分
数/模转换换部分是基于后向通道配置与接口技术设计思想而进行设计的。在单片机的控制当中单片机总要对控制对象实现控制操作, 因此, 在这样的系统当中, 总要有后向通道, 后向通道是计算机实现控制运算处理后, 对控制对象的输出通道接口, 后向通道是对控制对象实现控制操作的输出通道。后相通倒应解决的问题: (1) 功率驱动。将单片机输出的信号进行放大, 以满足伺服驱动的功率要求。 (2) 干扰防治。主要防治伺服驱动系统通过信号通道、电源以空间电磁场对计算机系统的干扰。通常、采用信号隔离、电源隔离和对大功率开关实现过零切换等方法进行干扰防治。 (3) 数/模转换。对于二进制输出的数字量采用D/A变换器;对于频率量输出则可以采取F/V转换器变成模拟量。
后向通道中常用的器件及电路主要有数/模转换、功率驱动和干扰防治器件及电路。其中我们重点了解D/A部分。
D/A转换是应用系统后向通道的典型接口技术内容。现阶段单片机应用系统D/A转换接口设计主要是选择D/A转换集成芯片, 配制外围电路及器件, 实现数字量至模拟量的线形转换, 他不涉及D/A转换器的结构设计, 也不必对其中内部电路作详细分析。
(三) D/A转换接口设计的一般性问题
1.D/A转换芯片的选择原则
选择D/A转换芯片时, 主要考虑芯片的性能、结构及应用特性能在。在性能上必须满足D/A转换的技术要求;在结构和应用特性上应满足接口方便, 外围电路简单、价格低廉的要求。
(1) D/A转换芯片的主要性能指标
D/A转换器的主要性能指标有:在给定的工作条件下的静态指标, 包括各项精度指标;动态指标, 通常以建立时间和尖峰等参数表示;环境条件指标, 主要有反映环境温度影响的增益温度系数。实际上, 用户在选择时主要考虑的是以位数表现的转换精度和转换时间。
(2) D/A转换芯片的主要结构特性与应用特性选择
D/A转换器的特性主要有: (1) 数字输入特性。数字输入特性包括接收数码制、数据格式以及逻辑电平等。目前批量生产的D/A转换芯片一般都只能接收自然二进制数字代码。因此, 当输入数字代码为偏置码或2的补码等双极性码时, 应外接适当的偏置电路后才能实现。 (2) 模拟输出特性。目前多数D/A转换器件均属电流输出器件。对于输出特性具有电流源性质的D/A转换器 (如DAC-08) 用输出电压允许范围来表示由输出电路 (包括简单电阻负载或者运算放大器电路) 造成输出端电压的可变动范围。只要输出端电压小于输出电压允许范围, 输出电流和输入数字之间保持正确的转换关系, 而与输出端的电压大小无关。对于输出特性为非电流源特性的D/A转换器, 无输出电压大小允许范围指标, 电流输出端应保持公共端电位或虚地, 否则将破坏其转换关系。 (3) 锁存特性及转换控制。D/A转换器对输入数字量是否具有锁存功能将直接影响与CPU的接口设计。如果D/A转换器没有输入锁存器, 通过CPU数据总线传送数字量时, 必须外加锁存器, 否则只能通过具有输出锁存功能的I/O口给D/A送入数字量。 (4) 参考源。D/A转换中, 参考电压源是唯一影响输出结果的模拟参量。是D/A转换接口中的重要电路, 对接口电路的工作性能, 电路的结构有很大影响。
2.参考电压的配制
目前大多数参考电压源均由带温度补偿的齐纳二极管构成。这类稳压管的稳压值一般在5.5~6.5V之间, 温度系数为±5 ppm/℃, 如国产的2DW (2DW7C) 型温度补偿稳压二极管。
D/A转换接口中的外接参考电路有两种形式:即外接参考电压源可以采用简单稳压电路形式, 也可采用带有运算放大器的稳压电路。前者电路简单, 但负载电流变化对电压稳定性有一定影响, 而且所提供的参考电压为固定值。带运算放大器的参考电压源具有驱动能力强, 负载变化对输出参考电压没有直接影响, 所提供的参考电压可以调节。
(四) D/A转换性能与集成芯片
D/A转换器的主要性能指标:D/A转换器的主要性能指标有静态指标、动态指标以及环境和工作条件指标。
1. D/A转换器的静态指标
(1) 分辨率
D/A转换器的分辨率定义为:当输入数字发生单位数码变化时, 即LSB位产生一次变化时, 所对应输出模拟量 (电压或者电流) 的变化量。对于线性D/A转换器来说, 分辨率Δ与数字量输出的位数n呈下列关系:
在实际应用中, 表示分辨率高低得更常用的方法是采用输入数字量的位数或最大输入码的个数表示, 位数越多, 分辨率就越高。
(2) 标称满量程与实际满量程
标称满量程 (NFS) 是相应与数字量标称值2n的模拟输出量。但实际数字量最大为2n-1, 要比标称值小1个LSB, 因此实际满量程 (AFS) 要比标承志满量程 (NFS) 小1个LSB增量。即
AFS=NFS-1LSB增量=2n-1/2n×NFS
(3) 精度
D/A转换器的转换精度与D/A转换集成芯片的结构和接口配置的电路有关。一般来说, 不考虑其它D/A转换误差时, 但是D/A转换精度还与外电路的配置有关, 当外电路的器件或者电源误差较大时, 会造成较大的D/A转换误差, 当这些误差超过一定程度时, 会增加D/A转换位数。
D/A转换器中的电阻网络、模拟开关及驱动电路均非理想电阻性元件, 各种寄生参量及开关电路的延迟响应特性会造成有限的转换速率, 从而使转换器产生过度过程。实际建立时间的长短不仅与转换器本身的转换速率有关, 还与数字量变化的大小有关。
根据建立时间的长短, D/A转换器分成以下几档:
由于一般线形差分运算放大器的动态响应速度较低, 因此D/A转换器内部带有输出运算放大器或者外接输出放大器的电路, 其建立时间往往比较长。
(4) 尖峰
尖峰是输入数码发生变化时刻产生的瞬时误差。尖峰的持续时间虽然很短 (一般在数十毫微秒数量级) , 但幅值可能很大。在有些应用场合下, 必须采取措施加以避免。
产生尖峰的原因是由于开关在换向过程当中, “导通”延迟时间与“截止”延迟时间不相等造成的。由于尖峰出现的幅值和出现的时刻不是周期性的, 故不能采用简单的滤波办法完全去掉。如图3采取了用两极运算放大器来有效的消除尖峰。
2. 环境及工作条件影响指标
一般情况下, 影响D/A转换精度的主要环境和工作条件因素是温度和电源电压变化。
D/A转换器的工作温度:标准军品可工作于-55~+125℃, 工业级工作温度为-25~+85℃, 而普通级工作温度为0~70℃。多数器件其静、动指标均为25℃的环境温度下测量得到, 环境温度对于各项精度指标的影响用其温度系数来描述。
D/A转换器受电源变化影响的指标为电源变化抑制比 (PSRR) , 它用电源变化1V时所产生的输出误差相对满量程的比值来描述, 以ppm/V表示。
基于以上的各种参数和指标我们作了如图3所示的D/A转换部分:
此部分是整个系统的核心部分之一, 我们选用的是8位的DAC0832, 这种芯片是80××系列的DAC芯片中最快的, 可达到64K以上, 它利用了一种4位改良的FLASH技术, 可以在少于1.5us的时间内完成一个完整的8位转换, 当A/D转换占用时间时, 它可通过内置的采集和锁定功能来捕捉和存储当前的信号。由于系统中只有一路D/A转换或虽然是多路转换, 但不要求同步输出时间, 则采用单缓冲方式接口, 如在本系统中我们就是采用的这种方式。
控制部分我们采用系统中的8051单片机系列。
基于DAC0832的应用特性我门用8051来控制它的片选通信号。利用8051单片机的接DAC0832的WR1和WR2信号, 这样在触发一个信号之后则触发了DAC的写选通信号, 这样DAC0832就进入选通状态, 而输入寄存器信号和数据传诵信号同时接收AD578LN的EOC信号, 这样就保证了A/D与D/A的同步, 即在A/D开始转换的同时就保证数据从AD578LN传送到DAC0832, 这样就保证了工作的时实性从而减少转换时间保证了系统的功能实现的速度。再如图所示的原理图中DI0~DI7直接AD578LN的B1~B8这样才能保证数据传递时无误差和以时间较短的延迟来进行。在DAC0832的输出口IOUT1和IOUT2我们分别用了两极运算放大器LM358, 由于运算放大器的放大功能即可保证输出信号能够以最小失真的放大输出, 这一点对模拟信号的输出非常的重要, 因为D/A的模拟信号输出断与显示部分相连接, 如果输出的模拟信号不能时实得复现原来的数字信号, 那么显示部分就不能正确的显示采样信号, 这对于工作人员来说将不能正确的进行调试和数据分析, 如果对于高精度的数据采集, 那么就有可能造成采集来的数据不准确。
3. 储器扩展
在本系统中我们采用了静态的6116来扩展片RAM。如图4所示:
从而对采集来的数据进行保存, 由于它的容量为2K所以用地址线为11位, 我们的设计思想是用8051单片机的P0.0~P0.7经74LS373锁存后接6116的A0~A7作为6116的高8为地址线, 用P2.0~P2.2直接接到6116的A0~A7作为6116的低3位地址线。这样就可以充分保证6116的2K的寻址范围, 它的选通位用单片机的与位号控制, 即保证了单片机工作的实时性。
(五) 结论
高速数据采集系统通过硬件串行数据传输设计方式, 实现了高速采集系统的模拟量采集的通道数多、数据采集的精度高、低功耗和稳定性等。
参考文献
[1]沈兰荪.数据采集处理器[M].能源出版社出版, 1990:72.
[2]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计[M].北京航空航天大学, 1990:58.
[3]薛钧义, 张彦斌.MCS-51/96系列单片微型计算机及其应用[M].西安交通大学出版社, 1999.
[4]孙涵芳, 徐爱卿.MCS-51/96系列单片机原理及应用[M].北京航空航天大学.
高速传输系统 篇8
CCD(Charge Coupled Device)相机拍摄的图像具有分辨率高,数据量大的特点,因此,如何实时采集与传输成为研究的难点。传统的方法是采用多台PC机并行,将采集的CCD相机数据存储到存储介质(如硬盘),事后再读取采集到的数据进行分析,然而这种方式具有非实时性的特点,不能实时对数据进行分析,并且这种方式空间体积大,不适合在空间受限的场合下使用。另一种方式是采用嵌入式系统,如通过EMIF(External Memory Interface)进行传输,虽然这种方式占用体积小,但占用的资源却很多,如64位EMIF接口需要占用104个管脚,这对于资源有限的嵌入式系统处理器是不利的,并且,设备不易升级。本文采用了一种基于SRIO(Serial Rapid IO)接口的传输方式,只占用了6个FPGA管脚,通过SRIO接口,将采集的CCD相机数据实时传输并显示。本文采用Xilinx公司的Virtex2Pro系统FPGA,利用其内嵌的高速串行通信接口Rocket IO,实现了SRIO协议。原始的CCD相机数据先采集到FPGA内的FIFO中,当FIFO中的数据量达到一定值后,将FIFO中的数据通过SRIO以数据包的形式传递给DSP,通过DSP的网络接口将数据发送到PC机进行显示。本文先对SRIO协议作简单介绍,再对SRIO接口设计进行详细的分析。
1 SRIO简介
SRIO是Serial Rapid IO的简称。Rapid IO是一种高速,串行的通信方式,满足了嵌入式基础设施在应用方面的广泛需要。常见的应用包括多处理器互连,存储器,网络设备中的存储器映射、存储子系统和通用计算平台。这一互连技术主要作为系统内部互连,支持芯片到芯片和板到板通信,可以实现从1 Gb/s到60 Gb/s的性能水平。
Rapid IO采用三层体系结构。逻辑层位于最高层,定义全部协议和包的格式,它们为端点器件发起和完成事务提供必要的信息。传输层规范在中间层,定义Rapid IO地址空间和在端点器件间传输包所需要的路由信息。物理层规范和整个分级结构的底部,包括器件级接口的细节,如包传输机制、流量机制、电气特性和低级错误管理等。
Rapid IO数据传输是基于请求和响应事务的。包是系统中端点器件间的基本通信单元。发起器件或主控器件产生一个请求,该事务被发送到目标器件。目标器件产生一个响应事务返回到发起器件以完成该次操作,Rapid IO通信如图1所示。
在Virtex-II Pro FPGA系列FPGA内有最多可达20个的高速串行通信接口Rocket IO,它可以被认作是Rapid IO的物理层,我们可以通过在Rocket IO实现Rapid IO协议,将数据以数据包的形式进行传输即可。Rocket IO可以支持从600 Mb/s到3.125 Gb/s的传输速度,Rocket IO除了支持Rapid IO协议外,还支持其它协议,如表1所示。通过设定表2中SERDES_10B的属性,就可以在Rocket IO上实现不同的协议。
Rapid IO在DSP TMS320C6455中被称作SRIO(Serial Rapid IO),图2显示了DSP中SRIO模块的结构,SRIO是DSP的一个外设,并可以使用其内部的DMA操作。因此,减少了对DSP处理器的干扰,外设可以根据需要将数据传入到DSP,而不用产生中断通知CPU,这样就减少了CPU必须响应的中断个数,相应的也减少了延时。
SRIO协议可支持的最大数据包为256字节,如果有多个数据进行传输,可以通过设定一次传输多个包的机制完成。SRIO一次最多可传输16个数据包,也就是4 096字节,而且只有当这16个数据包全部传输完成之后,才会向CPU产生一个中断,报告数据传输完成。
SRIO支持的数据包的类型有读(NREAD),写(NWRITE),有响应写(NWRITE_R),流写SWRITE),门铃(Doorbell),消息(Message)等,在本文设计的传输平台中,用到了有响应(NWRITE_R)写这种数据包的类型。
2 SRIO接口设计
图3是本文设计的基于SRIO接口的图像传输系统,CCD图像数据首先被采集到FPGA内实现的FIFO中,通过FIFO中的数据量控制SRIO接口是否发起传输,从而实现了FPGA与DSP之间的数据通信,当一帧图像数据由FPGA传输到DSP时,DSP将接到的数据通过EMAC网络接口传输给PC机进行显示。难点在于如何在FPGA内实现SRIO协议,并保持FPGA与DSP之间的SRIO通信的同步。
首先要在FPGA内的高速串行通信接口Rocket IO上实现SRIO接口协议。我们使用Xilinx公司提供的Core_generator工具来产生SRIO模块。设置SRIO属性时要将FPGA设为主设备,以发起读或写操作,DSP作为SRIO的一个从设备,只需要对主设备的请求作出响应。在生成SRIO模块后,需要根据SRIO协议对SRIO模块的一些参数进行调整,如调整差分电压的峰-峰值最小为175 m V,根据SRIO时钟调整PLL的乘数因子,是否使能传输损耗的自适应补偿等。然后才考虑建立与DSP之间的SRIO连接,并实时检测连接状态,保持同步。
在FPGA内生成的SRIO模块中有一个port_initialized端口信号,如果此信号为高,则表明FPGA与DSP之间的SRIO连接已建立,此时,就可通过SRIO接口传输数据。在FPGA端,通过NWRITE_R命令向地址0x00900000到0x00910000周期性的写入数据,而0x00900000到0x00910000是映射到DSP的L2存储区域的,即建立连接后,DSP的存储区域对FPGA是透明的,只需要在FPGA内写入到0x00900000到0x00910000地址区间,就可以将数据传递到DSP。SRIO传输是以数据包的形式进行的,因此要考虑如何将多个包传递给DSP。这样可以提高SRIO带宽的利用率。如前所述,在生成FIFO后,利用FIFO的rd_data_count端口来发起SRIO传输。rd_data_count记录的是FIFO中可读的数据量,当rd_data_count达到一定值后时,将传输有效信号置高,这样,FIFO中的数据包就会通过SRIO接口传递给DSP。由于SRIO传输是3.125 Gb/s,保持数据同步变得尤为重要,所以必须保证lnk_rrdy_n和lnk_trdy_n有效,这二个信号表示了SRIO的正常通信状态。另一个同步问题是图像帧的同步,由于采集的原始数据是以数据包的形式传递的,而原始数据中并没有图像帧的帧头帧尾等信息,可通过消息(Message)这种数据进行传输。设所使用的CCD相机分辨率为1 600×1 200,图像深度为10位,则一帧的图像数据为2 880 000字节,每个SRIO数据包的大小为256字节,则DSP每接收2 880 000/2 560=11 250次,才能接收完一帧图像。
在PC机端,通过MFC编程,利用Socket网络通信,接收从DSP传输进来的数据,并将接收到的数据进行显示。
3 实验结果
在第三节中讲了SRIO通信中遇到的问题及解决方法,本节将给出实验结果。
实验环境:CPU:Pentium(R)Dual-Core E5200@2.50Hz;内存:2 GB;操作系统:Windows XP Professional Service Pack 3;ISE版本:10.1.03;CCS版本:3.3.38.2;示波器:Agilent Oscilloscope DSO5034A。
图4是从示波器上采集的波形。从图4可以看出,最上面的波形是NWRITE_R数据包的个数,可以清楚的看到是10个数据包,10个数据包所占用的时间约为8.8µs,计算出SRIO的传输速度约为290 MB/s。由于SRIO的工作时钟是156.25 MHz,即它的线速度为3.125 Gb/s。因此可以算出SRIO带宽的利用率约为74%。中间的信号线为数据包完成信号,每10个数据包传输完成后都有此信号。表3给出了实验测得的SRIO的传输速度。
4 结论
根据SRIO协议,二个SRIO设备可以进行1×或4×的连续模式。如果按照1×的模式进行连续,则最高可达到3.125 Gb/s的传输速度,若按图5所示的4×模式连接,则可以达到12.5 Gb/s的传输速度。在TMS320C6455系列DSP中,有4个SRIO接口,而在Virtex2 Pro FPGA系列FPGA中,最高可达到20个高速串行接口Rocket IO,所以可以通过SRIO接口将FPGA和DSP进行互连,以组成更高速,处理能力更强的嵌入式计算或通迅系统。
参考文献
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[9]Xilinx.PowerPc Processor Reference Guide[K].USA:Xilinx,2003:98-125.
[10]ZHANG Feng,WU Qin-zhang,REN Guo-qiang.A Fast Algorithm for Fuzzy Clustering Problem[C]//2009Second International Conference on Intelligent Computing and Technology and Automation,Zhangjiajie,China,October10-11,2009:633-636.
近距离高速无线数据传输系统研究 篇9
1 近距离无线数据传输技术的分析
目前, 有线传输技术已经不能满足移动通信的需求及远程数据采集量的日益增加, 于是近距离无线传输在很多测试领域中的应用就显得重要。近年来, 我国在无线通讯领域已经取得了很大的进步, 例如高能电池, 低耗能电路的应用, 射频电路与数字电路制作工艺的完善等。这些进步均提高移动通讯设备使用的灵活性, 可靠性及经济性。
近距离无线通讯技术主要有以下几类:第一类, 红外通信技术。这是使用范围最为广泛的一种近距离无线通信技术, 它借助红外线通断的原理进行工作, 一般情况下的有效作用半径为两米, 被广泛应用于各类遥控器, 移动电话等引动设备;第二类, 微功率近距离无线通讯技术。这种技术离不开大规模集成电路技术的支持, 在近距离无线数据传输系统中, 大多数功能与高频元件等都能够集中至一块芯片的内部, 体现了良好的功能一致性及性能的稳定性。微功率近距离无线通讯技术多应用于小型网络的搭建中;第三类, 蓝牙技术。蓝牙技术在全球范围内均得到了广泛的应用, 其数据传输的有效半径为十米左右, 并且具有很强的穿透力, 能够实现全方位的数据传输, 目前主要被应用于网络中各类数据与语音设备当中。
2 无线通信系统的基本结构
无线通信系统的基本结构主要包括发射机, 接收机以及用于无线连接的通道等组成。前两种是所有无线通信链路中非常重要的部件, 相互单独工作或结合在一起形成收发机。收发机最典型的就是蜂窝电话, 能够同时进行数据的发射与接收。
3 近距离高速无线数据传输系统遵循的原则
3.1 高效率的数据传输
近距离高速无线数据传输系统首先应该满足高速, 高效及精确的原则, 在爆炸冲击波信号中, 一般都包含较为丰富的频率分量, 其采样的频率较高, 因此为了提高冲击波测试的精准度, 转换等额频率一般都在12字节以上。此外, 为了获得充裕时间的信号, 存储器的容量也会随之增大, 这无形中对无线数据传输系统的数据传输的速度与效率提出了更高的标准, 因此, 高速率无线数据传输技术的开发是获得较快测试数据的关键手段。
3.2 灵活的通信距离
无线数据的传输需要遵循通信距离灵活性的基本原则, 高效快速是一方面, 方便灵活的传输距离也是十分关键的一个要素, 因为在移动通信当中, 距离的障碍产生降低用户的体验, 甚至会给用户带来不必要的损失, 使得无线传输系统的设计不能够得到社会大众的广泛认同, 十分不利于无线数据传输技术的研发与普及。
3.3 微小的天线体积及严谨的通信协议
微小的天线体积不仅能够有效减小系统的使用空间, 同时也是该领域技术发展的一个重要表现。特别是对于在爆炸冲击波场中工作的无线系统来说, 体积较大的一般天线是很难在其中存在的, 因此必须要控制天线的体积, 使其在该种环境中能够正常的适应和工作;在无线数据传输系统的应用中, 测试现场地形的复杂性, 地理地貌的多样性以及通信环境的恶劣性都是影响数据传输可靠性与准确性的重要因素, 因此必须要有严谨的通信协议作为基本保障。
4 近距离高速无线数据传输系统的研究
4.1 系统的总体结构
无线数据传输系统最主要的作用就是完成存储测试系统与计算机之间相关数据及指令的无线传输任务。依据连接对象及无线通道可以将无线数据传输系统划分为两个子系统, 分别为:连接计算机的主要控制系统和连接存储系统的从控制系统。主要控制系统是通过USB来实现与计算机的连接, 从控制系统则对应与存储测试系统进行连接, 体现与主要控制系统一一对应的联系。前者的主要职能包括计算机指令的接收, 对指令进行判断操作, 实现指令的无线数据传输, 将从从控制系统接收的无线指令传送给计算机等;后者的主要职能包括接收和处理来自主要控制系统的无线信号, 判断并执行相应的操作, 对自身的工作参数进行设定, 接收存储系统的信息并转发, 对存储测试系统进行控制等。
4.2 系统的硬件电路
文章研究的无线数据传输系统硬件电路的设计主要分为五个部分, 依次为:功率放大电路、射频电路、接口电路、微处理控制电路以及电源电路的设计。在这当中, 控制电路与射频电路的主要功能是用来实现无线数据的传输, 功率放大器用来延伸通信的距离, 接口电路的主要职能就是获取和传输经过测试所得的数据, 而电源电路则是在低耗能的要求下, 负责为整个无线系统进行供电。频射电路要以无线射频的芯片为核心, 通过搭建恰当的外围原件来实现电路的设计;功率放大器的电驴设计由于无线控制指令传输的双向性, 需要对射频收发转换开关进行考虑;控制电路是无线数据传输系统中的重要环节, 也是系统实现功能的基本保障, 因此要特别注意微处理器的选择问题。
4.3 系统的软件设计
近距离无线数据传输系统的软件设计业十分关键。首先, 主程序的设计, 单片机控制主程序负责控制指令的完成与测试数据的无线传输, 根据上述内容, 可以将其分为主控系统控制程序与从控制程序两个部分进行设计;其次, 子程序的设计, 该部分主要包括连接测试系统模块、测试系统上电模块、工作参数设定模块的设计, 测压自检模块、速测自检模块、调平衡模块、等待时间设定模块, 读取测试数据模块的设计等。
4.4 系统的调试与检测
在近距离无线数据传输系统设计完成后, 需要与存储系统进行联调, 并对其进行无线数据传输的检测, 主要是针对控制指令的无线收发, 测试数据的无线传输进行相应的实验测试, 并要对无线数据传输系统的有效传输距离及平均传输速度进行性能的检测。测试的结构就是无线传输系统设计可行性的最佳体现。此外, 还要重点对无线数据传输的速度与传输的距离进行相关的测试, 实验的次数最好控制在三次以上, 以保证实验数据的精准性, 测试的内容要包含传输的之间, 传输的速率及平均传输速率等项目。无线数据传输距离的检测可以在室外空旷之处完成, 将无线数据传输的距离作为控制的变量, 进行多组不同距离的测试, 并对数据传输的成功率进行记录和统计。
5 结束语
上述内容主要简要介绍了近距离无线数据传输技术, 无线通信系统的基本结构以及近距离高速无线数据传输系统设计需要遵循的原则, 并重点对近距离高速无线数据传输系统的相关内容进行了全面的分析和研究。总的来说, 我国在近距离高速无线数据传输先进技术的研发与系统的设计方面还有着十分广阔的发展空间。
摘要：近年来, 随着社会经济和科学技术水平的不断提高, 近距离无线通讯技术也获得了迅速的发展。高速无线传输技术在冲击波测试中的应用是未来的重要发展趋势, 本研究将主要对近距离高速无线数据传输系统进行分析和探讨。
关键词：近距离,无线传输,冲击波测试
参考文献
[1]周黎明.短距离无线数据传输系统研究[J].工业控制计算机, 2013 (5) .
[2]吕国皎, 唐婷.关于无线数据传输系统的研究[J].自动化与仪器仪表, 2010 (1) .
高速传输系统 篇10
四川电视台新广电中心自2011年启用后, 实现了电视节目的全网络化制作与送播。网络化给节目制作带来了便利, 也提高了节目送播的效率, 但是安全性一直令人十分担忧, 必须严格防范外来带毒文件进入内网, 否则将会导致系统崩溃, 严重影响到节目的制作。而在实际的节目制作中经常会用到各式各样的外来文件素材, 因此如何有效防止病毒随素材文件进入内网, 是保证全台网安全的首要任务。
目前四川电视台制作网每天导入导出量统计如表1所示。
为了解决导入安全和导入效率这一矛盾, 多个厂家分别开发出了不同的导入导出系统。表2是不同架构下导入导出系统的传输效率。
二高清环境下的数据导入导出
随着广电领域应用环境的不断发展, 电视系统的清晰度得到了很大的提高, 正在从标清向高清过渡, 为了获得更好的视觉效果, 有些精品节目甚至采用超高清 (包含2K和4K) 系统进行制作。随着这些标准的不断变化, 必然带来数据量的急剧增加。表3是一个常用编辑格式的数据量表, 可以比较不同分辨率系统下数据量的变化情况。
从表3可以看出, 随着视频图像质量的不断提高, 单个节目素材的数据量可能会达到TB级别。
当单个节目的数据量增加到上百GB级别以后, 数据的传输和处理将消耗大量的时间。如果还在采用传统的架构来构建导入导出系统, 数据传输将是噩梦。
基于四川电视台的实际情况, 大量文件素材需要进行内外网交互, 这一直困扰着我们, 节目部门对导入导出效率的需求也给我们带来了很大的压力, 因此我们不断地在寻求新的导入导出解决方案和产品。
同时, 有厂家已经意识到随着电视节目的高清化普及和4K视频格式的推广, 节目素材的数据量成倍增长, 同时文件化的数据导入成为了节目制作的常态。目前的网络体系和应用系统对于大容量数据传输来说速率低下, 无法满足高清需求。在这种形势下, 一种全新的高速数据传输系统应运而生。
经过安全性检测之后, 我们将这种全新架构的导入导出系统用在了四川电视台的实际生产环境中, 通过一段时间的实践, 取得了一定的经验和应用体会。
三新系统的体系架构及构成模块
1. 系统架构
如图1, 该系统采用当前最快速的总线扩展和交换体系, 以及内存交换技术;提供最新的块传输体系架构, 用无损传输技术来满足超高速安全传输。系统连接采用专用铜缆 (光缆) 和双向通讯机制, 保证了安全、可靠、低时延, 理论上实现了10Gbps的传输。最新产品在数据传输过程中, 实测速率达到6Gbps, 可以满足大数据量导入导出的时效需求。
使用专用光纤时, 连接距离可以达到100米, 专用铜缆支持1~7米的连接距离。可以满足今后和现在的需求。
系统传输采用非TCP/IP通讯模式, 可以有效防止病毒的自动传播。
2. 安全体系架构
系统安全体系结构如图2所示。
(1) 双内嵌杀毒引擎
该系统不仅采用了安全体系架构, 还在系统的两端构建了双杀毒引擎机制。一端采用全球最好的BITDEFENDER (比特梵德) , 另外一端采用NOD32杀毒软件系统。
双杀毒系统可以有效避免漏杀。这两套杀毒软件均提供API级别的查杀病毒机制, 能够极大提高软件效率。
(2) 深度文件检测
针对目前文件和病毒的隐藏方式和病毒的发作机制, 研究和开发了高安全性的深度文件检测机制系统。采用全景式文件检测体系, 能检测目前所有已知的4000种文件格式, 并建立对应的文件档案。如图3。
深度文件检测可以杜绝文件携带病毒代码的可能性, 同时做到无毒传输。针对特殊的文件格式和新开发的文件体系, 系统可以自适应生成对应的比对库。
(3) 数字水印技术
数字水印技术目的是防止在传输过程中, 文件被恶意篡改或损坏等。在系统传输过程中, 保持文件的唯一性和一致性。
该系统采用MD5全文水印技术, 保证系统传输前后文件的完全一致。
(4) 双控安全机制
在系统的两端均采用用户授权机制, 同时引入三权分立机制, 其中管理员、操作员、用户均在不同授权下独立工作, 没有互相干涉和交叉。安全审计员独立于系统之外。
四综合应用体验
2013年, 四川电视台广告系统进行升级改造, 需要将现有的广告合同管理系统与广告编单送播系统进行连通。由于广告编单送播系统与全台网相连, 直通播出网, 其安全级别较高, 而广告合同管理系统经常登录互联网, 与外界沟通, 感染病毒的几率较大, 因此必须在两者之间建立一个安全交互平台, 达到数据安全传输, 保护内网不受侵害。为此, 我们在选型时对各产品进行了实测比对。设备选型实测数据如表4所示。
经过对多家产品的实测比对, 四川电视台在进行广告网改造时选用了全新总线架构的导入导出系统, 并请系统生产厂家根据四川电视台需求进行了软件的二次开发, 在广告中心构建了一个连通广告合同管理系统与索贝编播平台之间的数据安全传输平台。系统连接架构原理图如图4所示, 消息机制的传输原理图见图5。
目前, 广告系统安全传输平台已经投入运行接近8个月, 稳定可靠, 性能满足需求。
为了了解高清素材大文件的传输效率, 我们又专门模拟了接入苹果制作网的使用环境, 做了系统传输性能测试。测试性能达到设备单点传输260MB/s~330MB/s (设备之间传输-现场测试) , 网络共享测试60MB/s~110MB/s之间 (千兆网络接口) 。
五总结
通过对全新传输架构导入导出系统的实际应用, 我们认为这种新架构的导入导出系统, 不仅能够保证数据传输的安全性, 而且极大降低了等待时间和传输时间, 提高了导入导出效率, 针对高清大文件的传输测试, 平均速度可以达到330MB/s, 每小时传输1TB的素材量基本不成问题, 可以满足高清节目制作环境下的文件素材在内外网之间的交互。
高速传输系统 篇11
【关键词】高速电梯；机械系统振动；计算
引言
随着我国社会经济和科学技术的快速发展，电梯也成为了高层建筑中的重要交通工具。按照驱动方式的不同，可以将电梯分为螺旋电梯、曳引电梯以及爬轮电梯和液压电梯四种类型。按照电梯的速度又可以将其分为低速电梯、中速电梯、高速电梯以及超高速电梯四大类。其中，高速曳引式的电梯具有舒适和安全的特点，并成为了当前国内外高层建筑物中使用最多的一种电梯类型。为了满足当前人们对电梯快速的要求，很多高层建筑都安装的快速电梯，但随着电梯运行速度的增加，也带来一系列的问题，给电梯系统中的某些安全部件带来了冲击，除此以外，电梯速度的加快，电梯振动时产生的噪音也影响到了乘客的舒适感。因此，加强对高速电梯机械系统振动的分析与计算具有重要意义。
一、对高速电梯机械系统工作原理的分析
就目前来说，按照电梯的使用情况可以将电梯的工作状态分为两种，即电梯升降系统和电梯的维护系统。在电梯的升降系统中，电梯的运转主要是靠电动机带动曳轮进行工作的，然后在曳引钢绳的牵引下电梯厢和对重分别连接到曳引钢绳的两端，在电动机系统运转变速的过程中，就有电梯的减速器进行曳引，从而带动曳引轮的转动。电梯轿厢的升降运动和对重都是由曳引钢绳和曳引轮之间相互摩擦产生的牵引力，最终实现电梯的升降。在电梯的维护系统中，主要针对的就是电梯在升降过程中出现的问题，或者是对电梯系统进行定期检测和维护，该系统主要的作用就是控制好电梯，使电梯在良好的状态下工作，避免维护不当在电力工作中发生安全事故[1]。
引起电梯系统振动的因素有很多，主要包括曳引机的因素、减速器的密封圈因素、导轨和导靴的因素、钢丝绳松紧均匀度的因素、轿厢架和轿壁的紧固因素、电梯轿厢的平衡度以及抱闸调节。维修人员在继续拧电梯维护的过程中，要全面的了解引起电梯振动的机械原因，进而能够促进电梯更好地运行。
二、对高速电梯机械系统振动模型建立的分析
（一）对高速电梯机械系统力学模型的分析
在电梯系统中，经过简化的电梯系统有七个自由度，其中X1、X2、X3、X4、X5都表示的是振动线位移，φ1、φ2表示的是振动角位移，设线位移以向上为正，角位移以逆时针为正，用向量表示的系统的广义坐标为：
（二）对数学模型建立的分析
在电梯系统中，对于数学模型的建立，主要是根据拉格朗日第二类方程推导系统的振动微分方程组，按照拉格朗日法，系统的振动方程式可通过动能T，位能U，能量散失函数D来表示[2]。可以表示为：
其中电梯机械系统中的外部激振力表示为Qi，也叫做干扰力。在电梯机械系统中，其外加激振力Qi为零，经过运算和简化后得到：
其中M代表的是系统质量，K代表的是感动股，C代表的是阻尼矩阵，F代表的是激励阵。在电梯系统的运行过程中，没有外加再和作用，但是要是电梯保持平稳的运行和静止停靠，就要在系统中加入加速启动装置和制动减速过程。在这个过程中产生的刚体运动惯性力就是高速电梯机械系统的激励，高速电梯机械系统中设定的刚度和元素与刚体运行加速度有直接的关系。在电梯系统中，刚度矩阵中的元素就是电梯刚体运行位置或运行时间的函数，其中，M、F以及X的方程表达如下：
数学表示是模型表达如下：
三、时变系统振动响应的求解
（一）求解程序的编制
在高速电梯机械系统中，电梯的轿厢处于不同的位置，其曳引轮两侧的钢丝绳的长度相应的也会发生变化。除此以外，电梯轿厢所处位置的变化，也会引起平衡链在张紧装置两侧的长度的变化。因此，在电梯运行的过程中，K1、K2、K3、K4以及K5会随这电梯矫厢的运行高度而发生变化。在不时变系统中，不一定存在封闭的解析解，一般都是离散化成若干个时不变瞬时系统进行求解的。离散是按照一个等采样周期的过程进行处理，即在kT与（k+1）T之间，F（t）= F（kT）=常数列阵，A（t） = A（kT） =常数阵。
（二）对高速电梯机械系统状态方程表示的分析
在对高速电梯机械系统状态方程表示进行分析的过程中，为了便于数值分析与后继的振动主动控制，可以采用状态空间描述法。令
将Y作为状态向量，则其状态方程形式（时变系统模型）为：
其中，
电梯系统运行的第一个单元时间里，系统的初始值是默认为从静止开始的，在第一个单元时间结束以后，第一个单元的最终值就是下一个单元的初始值。
参考文献
[1]曹智超.高层高速电梯振动特性研究与实验[D].中南大学，2012.
高速传输系统 篇12
光波分复用是一种波长选择的技术, 是用来合成或者分离不同波长的光信号。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来 (复用) , 并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输, 在接收端又将这些组合在一起的不同波长的信号分开 (解复用) , 并作进一步处理, 恢复出原信号后送入不同的终端。因此将此项技术称为光波长分割复用, 简称光波分复用技术。可以使光通信系统的容量提高至几十倍。
2、WDM系统的基本构成
WDM将光纤的可用波段分成若干小信道, 每个信道对应一波长, 使单波长传输变成多波长同时传输, 从而大大增加光纤的传输容量。
WDM系统的基本构成主要有两种形式:一是双纤单向传输;二是单纤双向传输。双纤单向WDM是指所有光通路同时在一根光纤上沿同一方向传送, 在发送端将载有各种信息的具有不同波长的已调光信号通过光复用器组合在一起, 并在一根光纤中单向传输, 在接收端通过光的复用器将不同波长的光信号分开, 完成多路光信号的传输, 而反方向则通过另一根光纤传送。双向WDM是指光通路在一要光纤上同时向两个不同的方向传输, 所用的波长相互分开, 以实现彼此双方全双工的通信联络。目前单向的WDM系统在开发和应用方面都比较广泛, 而双向WDM由于在设计和应用时受各通道干扰、光反射影响、双向通路间的隔离和串话等因素的影响, 目前实际应用较少。
3、双纤单向WDM系统的组成
以双纤单向WDM系统为例, 一般而言, WDM系统主要由以下5部分组成:光发射机、光中继放大器、光接收机、光监控信道和网络管理系统。见图1
3.1 光发射机
光发射机是WDM系统的核心部件, 除了对WDM系统中发射光信号激光器的中心波长有特殊的要求外, 还应该根据WDM系统的不同应用 (主要是传输光纤的类型和传输距离) 来选择具有一定色度色散容量的发射机。在发送端首先将来自终端设备输出的光信号利用光转发器把不是特定波长的光信号转换成具有稳定的特定波长的信号, 再利用合波器合成多通路光信号, 通过光功率放大器 (BA) 放大输出。
3.2 光中继放大器
光线路放大器需根据实际传输距离来选择。通常经过长距离 (80-120km) 光纤传输后, 需要对光信号进行光中继放大, 目前使用的光放大器多数为掺铒光纤光放大器 (EDFA) 。可根据具体情况来决定EDFA用作“线路放大”, “功率放大”, 或“前置放大”在WDM系统中必须采用增益平坦技术, 使EDFA对不同波长的光信号具有相同的放大增益, 并保证光信道的增益竞争不影响传输性能。
3.3 光接收机
在接收端, 光前置放大器 (PA) 放大经传输而衰减的主信道信号, 采用分波器从主信道光信号中分出特定波长的光信道, 接收机不但要满足对光信号灵敏度、过载功率等参数的要求, 还要能承受一定光噪声的信号, 要有足够的电带宽性能。
3.4 光监控信道
光监控信道的主要功能是监控系统内各信道的传输情况。在发送端插入本节点产生的波长为λs (1550nm) 的光监控信号, 与主信道的光信号合波输出。在接收端, 将接收到的光信号分波, 分别输出λs (1550nm) 波长的光监控信号和业务信道光信号, 以实现对线路信号传输质量的检测。帧同步字节、公务字节和网管使用的开销字节都是通过光监控信道来传递的
3.5 网络管理系统
网络管理系统通过光监控信道传送开销字节到其他节点或接收来自其他节点的开销字节对WDM系统进行管理, 网络管理通常需要完成波长管理, 带宽管理, 协议管理, 网络保护和生存对策等。
4、WDM的主要应用
4.1 为宽带网络建设提供了拓展平台。
由于可提供话音、数据和图像等方式的完美汇聚传输, 因此伴随着光通信带宽需要的日益增加, WDM将成为光纤应用领域的首选技术。
4.2 应用与广泛的区域范围。
WDM不仅能应付信息流量的剧增, 保护原有线路投资, 降低建设和维护成本, 还可在建设和应用光子网络方面发挥独特的技术优势。此外, 它还将在发展超大容量的光传输、实现更为广阔的区域范围内的信息传递等方面发挥重要作用。
4.3 为日益增长的网络规模提供扩展空间。
由于具有透明性、可重构性、网络生存性强等优点, 未来的WDM光网络将向基于光波长选路、光波长交换的灵活组网方向发展, 并最终成为具有快速网络恢复及重构能力的光传输网。
5、结语
WDM技术充分利用光纤的巨大带宽资源, 使一根光纤的传输容量比单波长传输增加几倍到几十倍, 从而增加光纤的传输容量。根据需要, WDM技术可以有很多应用形式, 如长途干线网、广播式分配网络, 多路多地局域网等, 因此对网络应用十分重要。
参考文献
[1]乔桂红.光纤通信[M].北京:人民邮电出版社, 2005.
[2]原荣.光纤通信.北京, 电子工业出版社, 2003.