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篇(1)

關鍵詞：電力系統；通信網絡；網絡管理系統；Q3適配器；SNMP；TMN

引言

近年來隨著通信技術的發展，為了滿足電力系統安全、穩定、高效生產的需求及電力企業運營走向市場化的需求,電力通信網的發展十分迅速。許多新的通信設備、通信系統，例如SDH、光纖環路、數字程控、ATM等，都紛紛涌入電力通信網，使網絡的面貌日新月異。新設備的大量涌入表現出通信網的智能化水平不斷提高，功能日益強大，配置、應用也十分復雜。層出不窮的新產品、新功能、新技術及技術經濟效益等諸多因素的影響，使可選擇的設備越來越多，造成電力通信網中設備種類的復雜化。技術的發展使某些舊的觀念有了根本的改變，計算機網絡技術與通信技術相互交融。傳統通信網絡的交換、傳輸等領域引入了計算機網絡設備，例如路由器、網絡交換、ATM設備等。某些傳統的通信業務通過計算機網絡實現，例如IP電話等。今天通信網與計算機網的界限已越來越模糊。電力通信業務已從調度電話、低速率遠動通道擴展到高速、數字化、大容量的用戶業務，例如計算機互聯網、廣域網、視頻傳送等。電力通信網的結構也已從單一服務于調度中心的簡單星形方式發展到今天多中心的網狀網絡，以保證能為日益增長的電力信息傳輸需求服務。

此外，由于網絡規模的限制，電力通信網實際上是一個小而全的網絡。小是指網絡的業務量不大；全是指作為通信網所有環節一樣不少，而且電力通信網地域廣大、數量繁多。由于規模的原因，電力通信網的管理傳統上一直都是不分專業統一管理，每一位通信管理維護人員都必須管理包括網絡中傳輸、交換、終端各個環節上的設備，還包括電源、機房、環境等網絡輔助設備，同時還要管理電路調配等網絡業務。

由于電力系統行政劃分的各級都設置電力調度，電力通信網又被人為的劃分成不同級別、不同隸屬關系的網絡。一般來說，電力通信網分為主干網、地區網；主干網分國家、網局、省局、地區4級；地區網又分為地區、縣級網。各個級別的網絡根據隸屬關系互聯，各行政單位所屬的網絡管理、維護關系獨立。而且由于傳統的原因，上級網絡的設備維護工作多由通信設備所在地區的下級網絡的通信管理人員負責。網絡設備管理與維護分離，集中運行，分散維護。

面對這樣一個復雜的網絡，這樣一些苛刻的管理要求，唯一的也是十分有效的方法就是建立具有綜合業務功能、綜合接入功能的電力通信網絡管理系統（簡稱網管系統）。

早期的電力通信網管理方式簡單，由于通信設備的功能單一、智能化水平不高，自動化管理表現為監控系統，具有監視通信設備運行狀態，實時通告設備的告警和運行異常信息，遠程實時控制設備的主、備切換等功能。隨著電力通信網的發展，作為新一代通信網基礎的智能化設備出現后，產生了網元管理系統，它除了對設備故障的監控功能外，還包括對設備性能、配置及安全的管理。時至今日，網元管理系統的應用在通信網的運行管理過程中已隨處可見。隨著通信設備智能化水平的提高和通信業務需求的增長，通信組網的靈活性越來越大，通信網的規模也越來越大，網絡管理系統應運而生。

一、電力通信網絡管理的設計原則

1.1全面采用TMN的體系結構

TMN是國際電信聯盟ITU—T專門為電信網絡管理而制定的若干建議書，主要是為了適應通信網多廠商、多協議的環境，解決網管系統可持續建設的問題。TMN包括功能體系結構、信息體系結構、物理體系結構及Q3標準的互聯接口等項內容。通過多年來的不斷完善和發展，TMN已走向成熟。國際上的許多大的公司（例如SUN,HP等）都開發出TMN的應用開發平臺，以支持TMN的標準；越來越多國際、國內的通信設備制造廠商也宣布接受Q3接口標準，并在他們的設備上配置Q3接口。國內的公用網、部分專用通信網都有利用TMN來建設網管系統的成功范例，例如：全國長途電信局利用HP的TMN平臺OVDM建設全國長途電信三期網管；無線通信局利用SUN的SEM平臺建設TMN網絡管理系統。TMN的優點在于其成熟和完整性，是目前國際上被廣泛接受的體系中最為完整的通信網管標準體系；TMN的不足在于其復雜性和單一化的接口。這些問題在網管系統建設中應該加以考慮。

1.2兼容其他網管系統標準

在接受TMN的同時，兼容其他流行的網管系統的標準以解決TMN接口單一的問題，對電力通信網管系統的建設十分有好處，尤其在強調技術經濟效益的今天，這一點更為重要。

SNMP簡單網路管理協議所構成的網絡管理是目前應用最為廣泛的TCP/IP網絡的管理標準，SNMP網絡管理系統實際上也是目前世界上應用最為廣泛的網絡管理系統。不僅計算機網絡產品的廠商，目前越來越多的通信設備制造廠商都支持SNMP的標準。因此電力通信網管系統應該將SNMP簡單網路管理協議作為網絡管理的標準之一，尤其在通信網與計算機網的界限越來越模糊的今天，其效益是顯而易見的。

另外，目前出現了新發展的網管體系和標準，例如對象管理組織OMG的CORBA體系、基于Web的網管體系、分布式網絡管理技術等，這些新的技術都應當引起我們的重視。總之，對于電力通信網這種組織結構分散的網絡來說，網管系統對各種體系的兼容性很有必要。

1.3采用高水平的商用TMN網管開發平臺作為開發基礎

網絡管理是一個巨大、復雜的工程，涉及面廣，難度大，特別是像TMN這樣的系統，而綜合業務及綜合接入功能的要求又增加了系統的難度。依照標準的建議書從基礎開發做起的方法無論從時間、經濟的角度來說都是不可取的。高層網管應用開發平臺是世界上具有相當實力的廠商，投巨資歷時多年開發出來的商用系統，目前比較成熟的有SUN公司的SEM、HP公司的OPENView、IMB的NetView等［3］。每一種商用系統都為建設通信網絡管理系統提供了一整套管理、、協議接口及信息數據庫開發的工具和方法。利用商用TMN網管平臺作為核心來構筑電力通信網管系統，屏蔽了TMN網管系統的復雜性，可大大降低開發難度，縮短開發時間，提高分開的成功率。對電力通信網管系統的建設來說不失為一種經濟有效的方法。

當然，商用化高層網管應用開發平臺的成本相對比較高，因此對于規模小、層次低的通信網，采用一些專用的自行開發的網絡管理系統平臺可能更為實際。

1.4網管系統的網絡化

網管系統互聯組成網管網絡這一點是不言而喻的。從長遠的觀點來講，電力通信網管應接受異構網互聯的觀念，即不同層次、不同廠商甚至不同體系結構的系統之間應不受阻礙的互聯，組成一個具有廣泛容納性的網管網絡。

規定一種或幾種統一的標準互聯接口作為系統互聯的限制約定是目前網管系統之間互聯的最可行的方法，如采用CMIP的Q3接口、SNMP的簡單網絡管理協議作為網管之間互聯的標準協議接口。當然隨著技術的發展這種限制可能會有所改變，例如：CORBA技術的應用會對目前的狀況產生影響。雖然統一接口有系統花費大的不足，但是統一接口在數據互聯中的優點是顯而易見的。

網管系統的數據共享和可互操作性機制是網管系統互聯的基礎。完善的安全機制是網管系統互聯成功的保障。網管系統還應支持與網管系統以外的信息管理系統的互聯，實現數據共享。

1.5綜合接入性

網管必須滿足各種通信網絡、通信設備的接入要求，兼容各種制式、各個廠商的產品。

TMN網管系統本身支持的標準接口有限，能夠直接接入TMN網管系統的通信系統、通信設備并不多，大量通信設備的接入依靠網管系統提供的轉換機制，網管系統通過協議適配器這樣的網管部件，將通信設備上的五花八門的管理數據接口轉換成統一的網管系統支持的標準接口（例如Q3適配器，SNMPPROX等），實現網管對通信設備的接入。對于設備種類繁多的電力通信網，這個環節尤為重要。

對于網絡層次多、設備分布廣、智能水平低的電力通信網，如果全盤依照TMN的方案，勢必造成系統十分龐大，整個網管系統變得很不經濟。因此，選用一種綜合接入能力強、成本低的網管系統直接面向大量的通信設備，將通信設備集中轉換，再通過標準接口送入TMN高層次網管。建立綜合接入網管系統來完成接入的任務對電力通信網不失為一種經濟可行的方案。

對于大量中等以下規模的網絡完全可以依靠綜合接入網管系統的功能來管理網絡，既可實現通信設備的綜合接入，又建立了網絡的分層管理，一舉兩得，而且這種方案的經濟效益十分可觀。對于系統已經在建的大量的監控、網元管理系統來說，也可以采用先將其改造成綜合接入網管系統再接入高層TMN網管的方案。

1.6完善的應用功能及客戶應用接口的開放性

在今天這樣的市場競爭環境下，網管系統的應用功能是否完善、豐富，能否滿足用戶的要求、適應網絡的變化，總之網管系統的應用功能是否能得到用戶的認可，是網管系統成敗的關鍵。

應用功能的設置應該能由用戶來選擇，用戶的應用界面應該滿足用戶的要求。這要求網管系統除了具有根據用戶要求定制的能力外，重要的一點是網管系統的應用功能接口應具有開放性，應能支持滿足應用功能接口的第三方應用程序，在不改變基礎系統的情況下不斷推出新的應用功能、用戶界面，滿足用戶的要求。由于電力通信網采用行政劃分的管理方式，各級用戶的管理功能要求的不一致性更大，應用功能開放性的要求顯得更為重要。

1.7網管系統的一體化和獨立性

網管系統應實現電力通信網的一體化管理，即各種功能網絡管理系統的應用程序統一設計，采用統一的界面風格，采用一致的名詞術語。用統一的管理操作界面去操作控制不同型號、廠家的同類功能設備。在同一個平臺、界面上監視、處理網絡告警，控制網絡運行。

真正的網絡管理系統應具有獨立性，系統不應依賴于某個設備制造廠商；網管系統應能保證所有的廠商都得到同樣公平和有效的支持。這樣做的目的是為了保證通信系統本身的發展，確保不會因網管系統方案選擇限制通信系統本身。這一點對于多樣化特點十分明顯的電力通信網尤為重要。

1.8網管系統的人機界面

首先，對象化的思想應該貫穿在網管界面的設計中。將圖形上的元素及元素的組合定義成圖形對象，將圖形對象與它所表示的數據對象、實際的通信設備串聯起來，實現實物、數據、表示界面的統一。這種對象化的設計方法保證了網管系統數據和界面的統一，保證了網管系統對被管理系統的變化的適應能力。對象化的設計觀念應推廣到網管系統人機界面的各個方面，例如：語音申告、媒體管理等。

其次，網管系統的界面應不斷采用新技術加以更新、改造。界面是表示一個系統的窗口，界面的優劣直接影響人們對系統的第一印象，影響人們對系統的使用。引入新的技術，提高系統界面的功能、界面的可觀賞性、系統的易使用程度是網管系統成敗的又一關鍵因素。

GIS是目前實用化和技術經濟性能都比較高的一項可視化信息技術，GIS采用對象化設計思想，支持地理信息數據，支持多圖層控制，采用矢量化圖形方式。GIS在信息管理系統的數據表示界面方面應用廣泛，在表示與地理信息有關的數據界面時尤其優秀，電力通信網管系統可以采用GIS技術開發基于地理信息系統的網管應用界面。

Web是一種影響非常廣的、為人們廣泛接受的、使用方便的數據瀏覽界面，Web支持的數據包括文本、圖形、圖片、視頻等，支持數據庫的瀏覽，而且支持的數據種類和數據格式還在不斷豐富。利用Web的優勢作為網管系統的信息媒介是一種非常明智的選擇。

二、電力通信網管系統方案

2.1需求分析

在選擇網管系統方案時各種因素都會影響最終的決定，如網絡管理要求、通信系統規模、通信網絡結構、技術經濟指標等。網絡管理要求應是確定網管系統方案的首要因素。并不是在任何情況下網管的配置越高、功能越全越好，如果管理要求只關心對通信設備的實時監控，那么最佳方案是選擇監控系統。在完成監控功能方面，監控系統的實時性能、準確程度都較復雜的網管系統要高。同樣如果管理要求只關心通信設備的信息，只需要建立網元管理系統即可。但如果是一個管理一定規模的通信網絡而且提供通信服務的管理單位，那么就應該選擇能夠涵蓋整個通信網的網管系統。

2.2網絡設計

初期的網管系統一般只注重網絡某些部分（如通信設備）的管理，其主要原因是通信網管系統在發展初期一般依賴于通信設備生產廠商。真正的網絡管理系統應包括以下各個層次：

網元數據采集層：網元(設備)的數據接入、數據采集系統。

網元管理層：直接管理單個的網元(設備)，同時支持上級的網絡管理層。這一層主要是面向設備、單條電路，是網絡管理系統的基礎內容。其直接的結果實現設備的維護系統。

網絡管理層：在網元管理的基礎上增加對網元之間的關系、網絡組成的管理。主要功能包括：從網絡的觀點、互聯關系的角度協調網元(設備)之間的關系；創建、中止和修改網絡的能力；分析網絡的性能、利用率等參數。網絡管理層的另一個重要的功能是支持上層的服務管理。

服務管理層：管理網絡運行者與網絡用戶之間的接口，如物理或邏輯通道的管理。管理的內容包括用戶接口的提供及通道的組織；接口性能數據的記錄統計；服務的記錄和費用的管理。

業務管理層：對通信調度管理人員關于運行等事項所需的一些決策、計劃進行管理。對運行人員關于網絡的一些判斷的管理。這一層管理往往與通信企業的管理信息系統密切相關。其功能包括：日志記錄，派工維護記錄，停役、維護計劃，網絡發展規劃等。

網絡管理系統應當是全網絡的，對于面向用戶服務的規模較大的通信網絡，管理的重點應放在網絡、服務、業務等層次的管理上。

2.3系統功能

一個完善的網絡管理系統應具備如下功能。

故障管理：提供對網絡環境異常的檢測并記錄，通過異常數據判別網絡中故障的位置、性質及確定其對網絡的影響，并進一步采取相應的措施。

性能管理：網絡管理系統能對網絡及網絡中各種設備的性能進行監視、分析和控制，確保網絡本身及網絡中的各設備處于正常運行狀態。

配置管理：建立和調整網絡的物理、邏輯資源配置；網絡拓撲圖形的顯示，包括反映每期工程后網絡拓撲的演變；增加或刪除網絡中的物理設備；增加或刪除網絡中的傳輸鏈路；設置和監視環回，以實施相關性能指標的測試。

安全管理：防止非法用戶的進入，對運行和維護人員實現靈活的優先權機制。

2.4系統結構

為了保證網管系統能較好適應電力通信網的特點，滿足電力通信網的管理要求，網管系統應能兼容多機種、多種操作系統；應能設計成冗余結構保證系統可靠性；應能充分考慮系統分期建設的要求，充分考慮不同檔次的網管系統的需求。

網管系統可采用IP級的網絡實現系統中各硬件平臺之間的互聯，利用現有的各種管理數據網絡的路由，組織四通八達的網管系統網絡。

數據服務器：是網管管理信息數據庫的存儲載體，用于存儲和處理管理信息。

網管工作站：為網管系統提供人機接口功能。它為用戶提供友好的圖形化界面來操作各被管設備或資源，并以圖形的方式來顯示網絡的運行狀態及各種統計數據，同時運行各種網管系統的應用程序。

瀏覽工作站：通過廣域網、Internet或Intranet網接入網管系統，提供網管系統數據信息的瀏覽功能。

協議適配器：完成網管系統與被管理設備之間的協議轉換。

前置機：通過遠方數據輪詢采集及網管系統與采集系統之間的協議轉換，實現對各種通信站、通信設備的實時管理。

網管系統的軟件由管理信息數據庫、網管核心模塊、若干應用平臺、若干網絡高級分析程序及數據轉換接口程序組成。

管理數據庫：負責存儲和處理被管設備、被管系統的歷史數據,以及非實時的資料、統計檢索結果、報表數據等離線數據。

網管核心模塊包括管理信息服務模塊、管理信息協議接口及實時數據庫；

通信調度應用平臺包括系統運行監視、運行管理、設備操作、圖形調用、數據查詢等功能。

圖形系統實現網管系統圖形應用界面，包括圖元制作工具、繪圖工具、圖形文件管理工具、數據庫維護工具等。

通信運行管理應用平臺提供網管系統所需的各種管理功能，包括運行計劃管理、維護管理、報表管理、權限管理等。

網絡高級分析軟件包括網絡故障分析、性能分析、路由分析、資源配置分析。

三、結語

電力通信網絡管理系統的開發與應用起步比較遲，相對于公用網和其他一些專用網都落后了一步。目前，在電力通信網中未見真正的規模比較大的網絡管理系統，網絡的運行管理主要依靠通信監控系統和一些隨通信系統和通信設備引進的網元、網絡管理系統。隨著網絡規模、管理水平的提高，越來越顯示出目前這種狀況的不適應性。從事電力通信網運行、管理、開發的建設者們有能力、有決心解決好這些問題。

參考文獻：

［1］ITU-TM.3010-96.PrinciplesforaTelecommunicationManagementNetworks.

篇(2)

關鍵詞:防竊聽;語音擾頻;端到端

1引言

隨著移動通信及相關業務的迅猛發展,移動智能終端在政治、軍事、金融、外交等領域均扮演著重要的角色。移動通信網絡給我們帶來各種方便快捷服務的同時,也面臨著日趨嚴重的信息安全問題。尤其“棱鏡”事件后,手機泄密事件頻頻見諸報導,各國也更加重視移動設備數據加密、存儲和傳輸的監管。目前,移動通信網絡已指定了諸多安全有效的安全框架和加密機制,但移動通信網絡的信息加密只是出現在基站和移動終端的無線通信信道這一部分,比如基站和基站之間的信息傳遞就是以明文進行傳輸。因此,研究一種加密效果好、解密語音恢復度高、通話延遲小的移動智能終端防竊聽技術及設備很有必要[1]。

2手機防竊聽語音擾頻裝置設計思路

本設計目標即是解決移動通信網絡的上述缺陷,基于FPGA技術研制便攜式即插即用語音擾頻裝置,實現端到端的安全加密通信。在不改造用戶移動終端及移動通信網絡的前提下,本設計基于硬件的處理手段和芯片化的設計思想,確定采用信源加密的技術方案[2]。便攜式即插即用語音擾頻裝置定位為類似于手機話務式耳機線控的裝置,其對外接口主要有麥克風、耳機接口以及密鑰注入接口,可以將人的聲音轉換成不可解釋的模擬噪聲并且將被擾頻的噪聲在不安全的網絡電話或互聯網發送,只有將其發送到連接同樣裝置的對端有線電話或者移動電話上,才能還原出發送端的原始語音信號,并且整個加解密過程使用一次性密鑰,以增強加密效果。

3硬件設計架構

基于FPGA芯片的語音加密硬件系統是一個基于FPGA的最小系統,其主要包括FPGA處理器模塊、PROM模塊、電源模塊、A/D模塊以及時鐘模塊,通過所增加的一組標準語音輸入、輸出接口與手機及耳麥連接進行通信[3],其加密硬件模塊框圖如圖1所示。加密過程:語音首先從標準語音輸入、輸出接口輸入,然后經A/D模塊變換后送至FPGA處理器模塊進行加密處理,再經A/D模塊變換后從標準語音輸入、輸出接口將加密語音送至手機射頻輸出。解密過程:加密語音經手機接收后,從標準語音輸入、輸出接口輸入,首先經A/D模塊變換,再經FPGA處理器模塊解密處理,最后經A/D模塊變換后,從標準語音輸入、輸出接口輸出至耳機。電源模塊主要用于電源管理,為FPGA、A/D轉換器等模塊供電。考慮到長時間待機和尺寸的要求,電池考慮采用900mah的鋰離子電池,充電接口采用通用性強的迷你型USB接口,電壓比較電路用于檢測電池電量,可用于低電告警。時鐘模塊通過分頻為FPGA芯片、A/D轉換芯片提供精確定時脈沖。在A/D轉換模塊中,考慮采用AD73311模/數模轉換器芯片和AMBE-2000語音壓縮／解壓芯片對輸入的語音信號進行編解碼,以降低數字信號的比特率、保證通信質量。FPGA處理器模塊是系統的核心部件,主要由XilinxSPARTEN3E系列的XC3S500E芯片及基本電路組成,用于運行程序完成加密系統的密鑰協商、語音加解密、系統同步等工作。PROM模塊用于存儲FPGA的程序,配置芯片采用的是XCF04系列PROM串行配置芯片。硬件接口上需要提供標準插入式3.5mm語音輸入/輸出接口和迷你USB充電接口。

4語音加解密算法設計

軟件系統一般由密鑰協商模塊、語音加密模塊和同步算法模塊三個模塊組成,加解密算法模塊是核心的技術之一[4]。語音加解密須保證加密算法不影響手機聲碼器的正常編碼,為了快速語音加解密,需要設計出一種安全快速且適用于硬件架構的抗RPE-LTP壓縮編碼的語音加解密算法。本算法主要針對RPE-LTP壓縮編解碼之特性,對語音信號進行一定的變換處理,使之成為不可懂的聲音信號,從而實現語音信號加密;同時,需要保證加密語音信號在通過RPE-LTP編碼器后能夠被對方解碼器恢復,且經過解密后成為可懂的原始語音信號,從而完成全部加解密過程。

5結語

在不改造用戶手機終端和移動通信網絡前提下,本文提出了一種硬件化、集成化、便攜式的端到端語音加密方案,并對加解密外置裝置進行了設計,可實現手機端到端語音加密通信,設備即插即用,解密語音可懂度高,通話延遲小,兼容性、拓展性強,可廣泛應用于軍事、政治、外交等領域,為通信業務提供安全保障,具有巨大的商業和現實應用價值。

作者:寇萬里 王喆 林少鋒 單位:西安通信學院

參考文獻

[1]金堃.移動通信網中的端到端語音加密技術研究[D].華中科技大學碩士論文,2012.

[2]楊于村.基于公眾移動通信網的端到端加密語音傳輸技術研究[D].華南理工大學博士論文,2009.

篇(3)

論文摘要：針對目前通信技術的發展狀況及就業形勢，并結合我院實驗室現狀，提出了建設綜合通信網絡實驗平臺的必要性；給出了綜合通信網絡實驗平臺的拓撲結構；論述了sdh傳輸系統、程控交換系統及epon光接入等系統的詳細配置情況。  

 

隨著通信技術的發展及信息業務量的劇增,社會對通信專業人才的需求不斷加大,從近幾年的就業情況來看,企業需要的是既有較好的理論基礎,又有較強的實踐能力,并且了解通信行業技術的綜合應用型人才。因此,高校必須不斷完善通信實驗室建設,改進實驗模式,才能適應市場對人才的需求。我院于2009年提出了建設綜合通信網絡實驗平臺的計劃,并獲得了中央地方共建專業特色實驗室項目的資助。 

 

1實驗室現狀及建設綜合實驗平臺的必要性 

 

2000年以來我院先后建設了計算機技術、電子技術、通信原理、高頻電子、eda等基礎實驗室及檢測與控制專業實驗室。2004年通信專業開始招生,為滿足教學要求,籌建了通信專業實驗室。由于當時學校經費緊張,制定了通信專業實驗室的建設在現有基礎上分兩步走的計劃：第一步,建設以滿足教學需求的基本型專業實驗室,主要完成光纖、程控、通信網、移動通信等專業課程實驗。該實驗室建設方案以各種實驗箱及相關的儀器設備組成,基本1人1箱,其特點是：技術成熟,投資少,維護方便。第二步,建設綜合通信網絡實驗室。第一步建設方案已于2006年完成。 

2006年以來，通信專業實驗室在實驗教學工作中發揮了其應有的作用。但這些設備各自獨立,沒有形成網絡,系統性不強,實驗內容多以演示、驗證為主。隨著通信技術的迅猛發展,這類實驗室條件局限性較大,沒有通信全程全網的系統性,學生對所學的專業課程缺乏系統整體概念,無法滿足對通信技術的深入研究及市場對人才的需求。因此建設綜合通信網絡實驗平臺是非常必要的。 

 

2綜合通信網絡實驗平臺的建設思路與目標 

 

隨著通信行業的不斷發展,電信領域正在向著移動化、寬帶化的方向不斷融合。因此,綜合通信網絡實驗平臺建設的基本思路是建設一個集傳輸、交換、寬帶接入及有線、無線通信為一體的綜合現代通信網絡,是一個類似于電信系統的全真式網絡。該系統能夠實現模擬網絡運行,各個網絡對接,并能夠完成每種設備平臺的實訓與研究。通過該實驗系統,讓學生從軟件到硬件全方位感受現代通信的真實環境,對所學專業有直觀的認識及深入的了解,提高專業素質,鍛煉動手能力,把學生培養成符合社會需求的綜合型、應用型通信技術人才。 

3綜合通信網絡實驗平臺的建設方案與內容 

 

建設方案既要技術先進,又要經濟合理,通過反復多次的論證,提出了適應現有資金條件,適合當代通信技術發展的綜合通信實驗平臺。整個平臺由sdh傳輸網、程控交換網、移動無線接入網、epon光接入網、網規、網優等系統構成。 

3.1 網絡拓撲結構網絡拓撲結構如圖1所示。 

 

圖1 綜合通信網絡實驗平臺拓撲圖 

3.2 光傳輸系統 

光傳輸系統是整個實驗網絡的核心,溝通了各模塊之間的通信聯絡。系統采用sdh技術,由3臺stm-1設備構成環形網絡。sdh技術是目前通信網絡的主流技術,它以其突出的技術優勢為網絡提供優質、高效、可靠的通信業務,能夠滿足寬帶數據及視頻圖像等多業務的傳輸需求,自愈功能強。掌握傳輸技術對通信工程專業的學生來說,是非常重要的。 

傳輸系統選用華為公司的optix155/622hmetro1000型設備,主要功能及配置如下： 

(1)系統高階交叉能力為136×136vc4,低階交叉能力1638×1638vc12。 

(2)單臺傳輸系統配置stm-1光接口2個,e1接口21個,fe接口數量為4個,支持155m至2.5g光速率的在線升級能力。 

(3)具備多業務處理能力,提供多路e1，t1，e3和t3業務及各種音頻接口,數據接口功能。 

(4)系統采用mstp第三代技術,支持以太網信號的匯聚、二層交換和vlan。 

(5)傳輸系統配備了設備級管理軟件,在提供完備的網元級管理功能的同時,提供了網絡層管理功能,支持傳統業務的端到端管理。 

(6)整個傳輸網絡保護機制健全,交叉、時鐘、電源均采用1+1保護措施,具備強大的告警分析和故障自動診斷功能,提高了網絡系統的安全性和可靠性。 

3.3 程控交換系統 

程控交換系統采用華為公司c&c08程控交換設備,通過傳輸網絡及其他配合設備構建一個完全模擬實際應用的,具有局間交換、遠端接入功能的完整交換網絡。主要配置為： 

(1)系統交換能力為16k×16k,配置模擬電話用戶96路,數字中繼120dt(最大可擴充至50000線模擬用戶及10000線數字中繼)。 

(2)提供中國1號信令、7號信令,滿足局間通信的要求；提供語音業務及其他綜合接入業務,配置各種接口。 

(3)提供設備級網管軟件,可對硬件設備進行設置、配置, 進行信令的觀測、跟蹤等。 

3.4 td-scdma移動通信無線網絡系統 

td-scdma技術是目前廣為使用的新技術,大幅提升了數據傳輸速率,實現了移動寬帶,能夠處理圖像、音樂、視頻等多種媒體形式,提供網頁瀏覽、電話會議、電子商務等多種信息服務。 

系統由td-scdma無線側基站控制器單元(rnc)、無線側基帶處理及射頻單元(node b)及無線網絡操作維護中心(omc-r)等主要設備及相關系統軟件組成。 

td-scdma無線側基站控制器單元(rnc)采用華為公司新一代基站控制器drnc820型設備,該設備集成度高、容量大、可靠性好,可以滿足未來高速分組業務發展,大大提升td-scdma全系統的帶寬和容量。系統采用maio(multiple access to i n one)技術,統一atm，tdm和ip交換體系,既支持對2g傳輸資源的前向兼容,也支持向全網ip的演進。設備采用模塊化設計,支持單框解決方案與平滑升級；采用雙平面ge star交換網,可提供最大120gbps的交換容量；接口豐富,可提供多種組網方式。

td-scdma無線側基帶處理及射頻單元采用業界技術領先的多形態統一模塊設計,具有體積小、容量大、功耗低、安裝靈活的特點,最大可支持36載扇的td-scdma基帶處理能力。 

操作維護系統主要完成軟件管理、故障管理、性能管理、測試管理、傳輸管理等功能。 

3.5 epon光接入系統 

epon光接入系統采用華為公司ma5680t型設備,具備多種豐富的功能特性,可提供大容量、高速率、高帶寬的語音、數據和視頻業務接入。設備為gpon/epon一體化設備,滿足用戶擴容升級需要；系統能力滿足背板交換容量為275gbps,業務交換容量雙向為68g；單框可支持onu/ont數為7168；支持3層特性,支持ripv1/v2和ospf路由協議；滿足多種fttx組網應用,滿足基站傳輸、ip專線互聯、批發等業務組網需求。 

3.6 網規網優系統 

無線網絡測試系統選用鼎利公司的測試軟件,具備完善的gsm/gprs/td-scdma/hsdpa網絡測試功能。能夠提供多種測試方法。 

3.7 專用e-bridge實驗軟件 

由于本次實驗平臺選用的硬件設備均為商用設備,所以要考慮整個網絡系統如何適合于學生進行實驗,一般來說,實際商用設備的管理終端數只有一個,這樣對于有40名學生的班級來說,需要分40組,顯然不現實。訊方公司研發的專用e-bridge實驗軟件,解決了多人操作的問題,滿足每個系統平臺可以40名學生進行實驗操作,把商用設備轉化為適合高校教學的實驗設備。 

專用e-bridge實驗軟件具備實驗過程控制功能,實驗教師可靈活分配實驗項目和實驗時間,可以調整每組學生的實驗時間,軟件能同時滿足多人多次上機實驗的要求。 

綜合實驗平臺系統組成除配置以上設備、軟件外,還考慮設置了通信電源設備、光纖配線架、數字配線架、音頻配線架等其他配合設備。 

 

4實驗項目內容 

 

整個實驗系統通過通信網管軟件,可滿足40個學生終端進行實驗操作,可開展的主要實驗項目內容如下： 

(1)sdh光傳輸系統：①傳輸設備配置實驗：通過傳輸網管軟件對設備進行操作加載及維護；硬件數據配置、分配功能模塊資源等；②組網實驗：可進行sdh鏈型網、環型網組網配置；③通道保護實驗：通過對傳輸光口、邏輯系統、保護制式的設定,實現通道保護和復用段保護機制的實驗；④網管操作實驗；⑤開銷分析實驗：⑥傳輸復用解復用字節分析實驗等。 

(2)程控交換系統：①交換機硬件配置實驗：通過交換機網管軟件對設備進行操作加載及維護；分配各個功能模塊資源；②用戶實驗：配置、分析用戶及號碼；本局用戶新業務設定及注冊等；③電話呼叫處理實驗：觀察呼叫處理過程、信號流程；④局間中繼信令系統實驗：包括no1和no7中繼調試,局向設置、路由選擇,觀察計發器信令流程及出局呼叫過程；⑤計費系統實驗；⑥全局綜合業務實驗等。 

(3)rnc系統實驗：①數據配置實驗：對rnc設備狀態、網絡結構、后臺數據庫進行配置；②鏈路、通道信息配置；③小區參數配置、優化、參數測試實驗；④rna網絡結構實驗；⑤手機注冊、呼叫、切換流程分析等實驗。 

(4)網優、路測實驗內容：①手機終端的測試：包括呼叫、數據業務、手機強制測試等；②室內、樓宇、樓層測試、數據分析；小區覆蓋測試分析；③鄰區優化測試,2g/3g系統間鄰區優化分析；④網優綜合測試實驗等。 

(5)其他操作實驗：線纜布放、光纖接續、光纜終端盒接續等實驗。 

 

5綜合通信網絡實驗平臺的特色 

 

(1)技術新,功能強,適用面寬。該實驗平臺模擬現代通信網絡系統,集傳輸、交換、移動通信于一體,可進行通信工程課程實驗、畢業設計、專業實習等綜合實訓內容。 

(2)內容廣泛、系統性強。以往的實驗內容基本以驗證為主,綜合通信網絡實驗平臺的建成,提供了豐富、寬泛的實驗內容,可開展大量的綜合型、設計型、研究型實驗,為師生提供了全程全網的實驗環境。 

(3)系統配置高、操作性好。整個平臺硬件設備技術先進,軟件管理功能全面,可為學生提供良好的實驗操作條件。 

綜合通信網絡實驗平臺的建設,從方案確定到設備選型、系統配置,思路明確、定位準確,建立了完善的實驗系統,提升了實驗內容的綜合程度,促進了理論與實踐的結合,必將為提高學生的創新思維、綜合能力,提高實踐教學質量起到重要的作用。 

 

參考文獻 

 

[1] 黃熙岱.高校通信工程專業實踐教學體系構建的研究[j].中國現代教育裝備,2010,17：140～141 

[2] 丁永紅,尤文斌.高校專業實驗室建設與實驗教學改革探討[j].中國教育技術裝備,2010,30：93～94 

[3] 張立民,隋燕,李維祥.電子信息類綜合性系統實驗的教學改革與探索[j].實驗技術與管理,2007,24(10)：118～120 

篇(4)

雖然“光纖通信”課程是一門理論與實踐相結合的課程［4］，但是基礎理論的掌握對以后實踐起著極其重要的作用。可以說基礎理論的廣度和深度直接影響以后從事實用型工作還是創造型研究。“光纖通信”總學時為92學時，其中基礎理論占56學時，實驗教學為36學時，最后設置了兩周課程設計內容。理論教學內容主要包括光纖傳輸理論、通信用光器件、光端機、數字光纖通信系統、模擬光纖通信系統、光纖通信新技術和光纖通信網絡等。實驗教學主要包括以光纖端面處理與熔接實驗、單模光纖結構設計光纖光纜的識別與使用、光纖損耗系數和事件點參數測量、光發送機的參數測試、光纖電話傳輸實驗、光纖視頻傳輸實驗、波分復用光纖傳輸實驗和摻鉺光纖放大器實驗為代表的十二個題目。本課程最后一個教學環節為課程設計，主要是針對所學內容進行選擇性深入學習和研究，并獨立設計完成指定題目。

二、“光纖通信”課程理論教學方法與實踐

1.理論教學過程中的理論分析應從簡單遞進難度。例如，我們在教學實踐過程中學習光纖中的光傳輸理論時，先討論學生較熟悉的幾何光學法的全反射傳輸理論，再分析光在光纖中遵循的電磁理論，提出麥克斯韋方程組，并進行嚴格推導和詳細討論。

2.教學中應適當展開課堂討論。對于一些較簡單并有一定重復性的內容，可以采取課堂討論的教學模式。由于，光纖制造和光纜制作工藝相對簡單易懂，制造過程和方法有很多種。因此，對以上內容進行課堂討論形式教學。預先把學生分成幾組，每組選擇2~3個題目，之后收集資料、制作PPT、充分備課。課堂上每組選出1~2個學生，上講臺利用15~25分鐘的時間對特定題目進行講解，講完后其他成員可以提問，相互討論。通過以上教學環節，本是一些繁雜的內容從不同講解者的不同風格再現出來，課堂氣氛積極活躍，講授內容豐富多彩。同時講解者完成了選題目、制作PPT及備課講課等全過程，這對即將畢業的學生是一個展現自己、鍛煉自己的好機會。

3.教學過程中適當展示實際器件或相關案例。光纖通信是一門要求理論與實踐相結合的課程。除了規定的實驗課外，在理論教學過程中應該注意理論與實際相結合。在理論教學過程中，涉及一些實際光學元件和設備時，比如，連接器、耦合器、光纖光柵和激光器等，課堂上盡量展示實物及說明書，并說明其在通信網絡中的具置和作用。不僅可以活躍課堂氣氛，還可以鞏固教學內容，留下深刻印象。比如，設計光纖分類和工藝等內容時，我們盡量引入許多國內外的著名企業并展示其相關光纖產品。我國已擁有長飛、亨通、烽火、富通、中天、永鼎、通光、匯源等光纜企業及特發、成康、北康、侯馬、富春江、天虹、宏安、華倫、華達、華新、港龍、通鼎、西古、法爾勝等一大批骨干企業。2006年，國內市場光纜總量達2000萬芯公里，出口光纜470萬芯公里，總產銷2470萬芯公里以上。2000~2012年，我國光纖需求量增加了整整24倍，年增長率達30%。2006年中國光纖需求量僅占全球的25%左右，至2012年，這一市場份額已超過了50%。光纜總體技術水平已達國際先進水平，主要企業的主要產品指標領先國際先進水平，產品種類規格基本齊全（海底越洋光纜尚差）［5］。

4.概念與其背景相聯系。每一學科與每一門課程都具有相應的概念和理論。其中一些現象的發現、一些概念的提出有其歷史背景和條件。在光通信，特別是光孤子通信屬于這一類，孤子這個名詞首先是在流體力學中提出的，其概念可以追溯到1844年英國工程師SocttRussel在《波動論》中記錄的一段于1834年8月在愛丁堡一戈拉斯高運河上的一次經歷。講授該內容時，我們抓住其獨特的歷史，回顧一下當年的發現，活躍課堂氣氛，形象準確地理解概念。

5.理論分析與科研成果相聯系。在教學實踐中應用科技論文，可以使學生對教學內容掌握得更好，同時對科技論文的查閱、內容格式和寫作等進一步了解，對以后畢業論文，乃至科研工作有一定的引導作用。對科技論文的選取要注意以下幾點：文章的主題符合課程相關內容；科技論文的難度要適當；科技論文作者及其單位在行業有一定的影響力；最后，科技論文內容為該領域研究熱點［2］。比如，講授完光纖結構、制造工藝和傳輸理論之后，組織學生學進延（烽火通信科技有限公司）的《S-C-L三波段傳輸新型單模光纖的設計和研究》和專利《一種新型低色散光纖》［3］。通過分析科技論文鞏固所學知識，進一步理解提出問題、解決問題，并把成果撰寫成科技論文或申請專利的整體過程，提升學生的科學素養，培養學生綜合能力。

6.實驗、課程設計和仿真模擬。在實踐教學環節，我們針對性地開設了12個典型實驗。除此之外，結合理論與實踐，設置了計算機仿真的課程設計內容。仿真是利用模型復現實際系統中發生的本質過程，并通過對系統模型的實驗研究存在的或設計中的系統［6］。很多情況下，因受到實驗條件限制，光纖通信中經實際操作，用實驗結果證實和分析的內容有限。此時，我們可以學習和利用仿真技術，主要是利用一些光纖通信領域功能較強的模擬軟件設計光纖通信器件和光纖通信系統。對光纖通信網絡的模擬，參數調整和結果分析加深對實際通信網絡的了解，分析其存在的問題，提出解決方案。

三、結語

篇(5)

論文摘要：分析了電力系統專用通信網的管理要求，針對網絡管理層次多、設備種類多、網絡結構復雜的特點，從技術的角度提出了建設電力通信網網絡管理系統的基本要求及解決方案。方案以TMN為基礎兼容其他網管系統標準，強調接口的開放性，強調系統的一體化和獨立性，強調網絡化和對各種體系結構的兼容性。為網管系統設計和方案選擇提供一些有益的建議。

1 電力通信網絡管理的設計原則

1.1 全面采用TMN的體系結構

TMN是國際電信聯盟ITU-T專門為電信網絡管理而制定的若干建議書[1]，主要是為了適應通信網多廠商、多協議的環境，解決網管系統可持續建設的問題。TMN包括功能體系結構、信息體系結構、物理體系結構及Q3標準的互聯接口等項內容。通過多年來的不斷完善和發展，TMN已走向成熟。國際上的許多大的公司（例如SUN，HP等）都開發出TMN的應用開發平臺，以支持TMN的標準；越來越多國際、國內的通信設備制造廠商也宣布接受Q3接口標準，并在他們的設備上配置Q3接口。國內的公用網、部分專用通信網都有利用TMN來建設網管系統的成功范例，例如：全國長途電信局利用HP的TMN平臺OVDM建設全國長途電信三期網管；無線通信局利用SUN的SEM平臺建設TMN網絡管理系統。TMN的優點在于其成熟和完整性，是目前國際上被廣泛接受的體系中最為完整的通信網管標準體系；TMN的不足在于其復雜性和單一化的接口。這些問題在網管系統建設中應該加以考慮。

1.2 兼容其他網管系統標準

在接受TMN的同時，兼容其他流行的網管系統的標準以解決TMN接口單一的問題，對電力通信網管系統的建設十分有好處，尤其在強調技術經濟效益的今天，這一點更為重要。

SNMP簡單網路管理協議所構成的網絡管理是目前應用最為廣泛的TCP/IP網絡的管理標準，SNMP網絡管理系統實際上也是目前世界上應用最為廣泛的網絡管理系統。不僅計算機網絡產品的廠商，目前越來越多的通信設備制造廠商都支持SNMP的標準。因此電力通信網管系統應該將SNMP簡單網路管理協議作為網絡管理的標準之一，尤其在通信網與計算機網的界限越來越模糊的今天，其效益是顯而易見的。

2 電力通信網管系統方案

2.1 需求分析

在選擇網管系統方案時各種因素都會影響最終的決定，如網絡管理要求、通信系統規模、通信網絡結構、技術經濟指標等。網絡管理要求應是確定網管系統方案的首要因素。并不是在任何情況下網管的配置越高、功能越全越好，如果管理要求只關心對通信設備的實時監控，那么最佳方案是選擇監控系統。在完成監控功能方面，監控系統的實時性能、準確程度都較復雜的網管系統要高。同樣如果管理要求只關心通信設備的信息，只需要建立網元管理系統即可。但如果是一個管理一定規模的通信網絡而且提供通信服務的管理單位，那么就應該選擇能夠涵蓋整個通信網的網管系統。

2.2 網絡設計

初期的網管系統一般只注重網絡某些部分（如通信設備）的管理，其主要原因是通信網管系統在發展初期一般依賴于通信設備生產廠商。真正的網絡管理系統應包括以下各個層次：

網元數據采集層：網元(設備)的數據接入、數據采集系統。

網元管理層：直接管理單個的網元(設備)，同時支持上級的網絡管理層。這一層主要是面向設備、單條電路，是網絡管理系統的基礎內容。其直接的結果實現設備的維護系統。

網絡管理層：在網元管理的基礎上增加對網元之間的關系、網絡組成的管理。主要功能包括：從網絡的觀點、互聯關系的角度協調網元(設備)之間的關系；創建、中止和修改網絡的能力；分析網絡的性能、利用率等參數。網絡管理層的另一個重要的功能是支持上層的服務管理。

服務管理層：管理網絡運行者與網絡用戶之間的接口，如物理或邏輯通道的管理。管理的內容包括用戶接口的提供及通道的組織；接口性能數據的記錄統計；服務的記錄和費用的管理。

業務管理層：對通信調度管理人員關于運行等事項所需的一些決策、計劃進行管理。對運行人員關于網絡的一些判斷的管理。這一層管理往往與通信企業的管理信息系統密切相關。其功能包括：日志記錄，派工維護記錄，停役、維護計劃，網絡發展規劃等。

網絡管理系統應當是全網絡的，對于面向用戶服務的規模較大的通信網絡，管理的重點應放在網絡、服務、業務等層次的管理上。

2.3 系統功能

一個完善的網絡管理系統應具備如下功能。

故障管理：提供對網絡環境異常的檢測并記錄，通過異常數據判別網絡中故障的位置、 性質及確定其對網絡的影響，并進一步采取相應的措施。

性能管理：網絡管理系統能對網絡及網絡中各種設備的性能進行監視、分析和控制，確保網絡本身及網絡中的各設備處于正常運行狀態。

配置管理：建立和調整網絡的物理、邏輯資源配置；網絡拓撲圖形的顯示，包括反映每期工程后網絡拓撲的演變；增加或刪除網絡中的物理設備；增加或刪除網絡中的傳輸鏈路；設置和監視環回，以實施相關性能指標的測試。

安全管理：防止非法用戶的進入，對運行和維護人員實現靈活的優先權機制。

2.4 系統結構

為了保證網管系統能較好適應電力通信網的特點，滿足電力通信網的管理要求，網管系統應能兼容多機種、多種操作系統；應能設計成冗余結構保證系統可靠性；應能充分考慮系統分期建設的要求，充分考慮不同檔次的網管系統的需求。網管系統可采用IP級的網絡實現系統中各硬件平臺之間的互聯，利用現有的各種管理數據網絡的路由，組織四通八達的網管系統網絡。

數據服務器：是網管管理信息數據庫的存儲載體，用于存儲和處理管理信息。

網管工作站：為網管系統提供人機接口功能。它為用戶提供友好的圖形化界面來操作各被管設備或資源，并以圖形的方式來顯示網絡的運行狀態及各種統計數據，同時運行各種網管系統的應用程序。

瀏覽工作站：通過廣域網、Internet或Intranet網接入網管系統，提供網管系統數據信息的瀏覽功能。

協議適配器：完成網管系統與被管理設備之間的協議轉換。

前置機：通過遠方數據輪詢采集及網管系統與采集系統之間的協議轉換，實現對各種通信站、通信設備的實時管理。

網管系統的軟件由管理信息數據庫、網管核心模塊、若干應用平臺、若干網絡高級分析程序及數據轉換接口程序組成。

管理數據庫：負責存儲和處理被管設備、被管系統的歷史數據， 以及非實時的資料、統計檢索結果、報表數據等離線數據。

網管核心模塊包括管理信息服務模塊、管理信息協議接口及實時數據庫；

通信調度應用平臺包括系統運行監視、運行管理、設備操作、圖形調用、數據查詢等功能。

圖形系統實現網管系統圖形應用界面，包括圖元制作工具、繪圖工具、圖形文件管理工具、數據庫維護工具等。

通信運行管理應用平臺提供網管系統所需的各種管理功能，包括運行計劃管理、維護管理、報表管理、權限管理等。

網絡高級分析軟件包括網絡故障分析、性能分析、路由分析、資源配置分析。

3 結語

電力通信網絡管理系統的開發與應用起步比較遲，相對于公用網和其他一些專用網都落后了一步。目前，在電力通信網中未見真正的規模比較大的網絡管理系統，網絡的運行管理主要依靠通信監控系統和一些隨通信系統和通信設備引進的網元、網絡管理系統。隨著網絡規模、管理水平的提高，越來越顯示出目前這種狀況的不適應性。從事電力通信網運行、管理、開發的建設者們有能力、有決心解決好這些問題。

參考文獻

[1]ITU-T M.3010-96.Principles for a Telecommunication Management Networks.

篇(6)

論文摘要：隨著電力通信新技術的發展，電力通信網作為保持電力系統安全穩定運行的支柱之一，在我國發揮著不可忽視的作用。為了保證我國電力系統的安全與穩定，需要對電力通信行業的發展歷程和現狀有一個準確客觀的認識，并提出發展方向和建議。本文從我國電力通信的發展歷程、面臨的現狀和未來發展方向三個方面，對其做出了闡釋。 

在通信技術和電力技術飛速發展的今天，我國的電力通信行業，隨著電力工業的發展，正不斷擴展和完善。我國的電力通信網，是為保證我國電力系統的安全穩定優質運行而產生的，經歷了從無到有，從簡單到當今先進技術的運用，從單一到多種通信手段共用覆蓋的發展過程。電力通信在為電網的自動化控制、商業化運營和自動化管理的過程中發揮著巨大的聯通和服務作用。 

1 我國電力通信系統的發展歷程 

我國的電力通信系統，經歷了一個較快的發展時期，幾十年內，經歷了一個從縱橫交換到程控交換、從明線和同軸電纜到光纖傳輸、從模擬網到數字通信網、從定點通信到移動通信以及從主要面向硬件到主要面向軟件技術的發展階段變化。 

1.1 四十年代至五六十年代 

電力通信的發展始終與電網的發展相同步，互相支持、互相配合。在我國，四十年代，主要以東北輸電線為主，除城市外，其他地區都較為孤立，且明線電話在當時占主要地位，長距離調度所使用的載波機主要依靠日本機器。隨著五六十年代我國用電量的明顯劇增，東北電網又向華北地區擴散，建成了華北電網，但我國的公網通信仍然較為落后。此階段我國使用的電力線載波機仍是國外進口，在向蘇聯進口的同時我國開始自行研發生產。 

1.2 七十年代 

七十年代初期開始，我國的電力通信系統開始在一些信息需求量大和重要部門采用微波通信；到末期，我國的電力通信系統又有了進一步發展，電力線載波通信占主導地位，其它有小容量（120路以下）fdm模擬微波、郵電多路載波、電纜及架空明線等，我國的電網已經擴大到擁有華北、東北和華東三大電網，部分地區開始形成自己的獨立通信網絡。此階段我國電力通信以音頻、載波、模擬微波等通信方式為主。不過全國范圍內，大多地區十萬千瓦以上的電網沒有通信干線，且通信電路不太健全、自動化水平不高，部分地區還經常出現停電現象，通信系統的落后成為我國電力工作的薄弱環節之一，給我國的工農業生產帶來了較大影響，與國外差距仍然較大。 

1.3 八十年代 

八十年代是我國電力通信的高速發展時期，隨著大規模集成電路的發展，出現了數字微波、光纖通信和程控交換機等，大電站、大機組、超高壓輸電線路不斷增加，電網規模越來越大。承接七十年代末的電力系統數字化網絡的建設，八十年代，我國開始建設電力專用通信網。此階段，數字微波、衛星通信、光纖通信、移動通信、對流層散射通信、特高頻通信、數字程控交換機等得到了推廣與運用。當然，電網的飛速發展也為電網的管理和技術提出了新的要求，我國緊跟時代腳步，自上而下成立了電力通信網建設和管理的專門機構，并逐步形成和完善了一套指導建設電力通信網的技術政策，制訂了有關通信的規章制度和技術要求，培養出了一批熟悉通信設計、建設、運行、維護、管理的人才，在政策和制度方面加強了力量建設。 

1.4 九十年代 

九十年代，我國的電力通信系統發展較快，有了進一步提高，新技術和新設備的應用更快更靈活，在其他網絡上，例如傳輸網和交換網等得到了進一步的完善，并開始引入一批高新網絡技術，為現在的電力通信發展打下了良好基礎。 

2 我國電力通信的現狀 

2.1 電力通信網的主要業務形式 

在我國，電力通信網是一種專業性極強的通信網，是電網的重要組成部分，在網絡通信技術不斷發展的今天，電力通信網的業務形式也在不斷擴大和發展，其主要業務形式表現在以下幾個方面： 

2.1.1 電網安全監視和穩定控制方面 

在我國各個城市中經常出現電力系統崩潰的現象，其中一個重要原因就是電力網絡結構過于薄弱，而且使用極不合理。對此，許多地區在電網的安全監視和穩定性控制方面給予了不少投入。例如，購置了及時定位線路故障點的線路故障測距裝置；對通信網絡不穩定的地方設置了實時監控系統，監視通信網路的健康狀況；通過全球衛星定位系統的實時相量測量，在電力系統中實施相量控制等手段，使得我國大部分地區的電力系統穩定運行成為了可能。 

2.1.2 氣象與新能源方面 

電力通信系統目前在氣象監測方面正發揮著日益增大的作用，例如：對于常年無人監守的戶外水電站，可借助電力通信系統在水電站的上游選取合適位置安放監測臺，對一年降水情況進行采集和網絡分析，然后通過網絡將信息傳播，對數據進行全面具體的分析。同時，它在新能源方面的作用也正不斷突出，對太陽能、風能、潮汐等新能源的發電技術研究正是今后國家電力進程的一個長期方向，因此電力通信系統對新能源的開發利用也是今后電力通信網絡的業務方向之一。 

2.1.3 環境保護方面 

在環境保護力度不斷加大的今天，對各個領域的各種排放物的監控要求正不斷提高，目前，我國電力通信系統在對部分火電廠、核電站的廢氣、煙塵、放射線等的排放上已形成全面的監測系統。此系統綜合利用gps系統、地理信息系統（gis）、遙感技術（rs）等先進技術，將采集到的數據和實物樣本就地進行分析處理，并通過網絡，傳輸到總部統一備案處理，大大提高了效率，對環境保護做出了巨大貢獻。 

2.1.4 電網商業化運營方面 

電網商業化運營主要依托于全國的聯網工程，在我國電力改革深入發展的今天，要求形成與國際互聯網企業接軌的大的網絡環境。電子商務系統安全性大、快捷方便，收益空間大，建立互動式電子商務平臺，不僅能擴展業務范圍，還能擴大信息交流。高速而又安全的電力通信網絡，對電子商務的實時交易和電力網絡環境的安全維護，發揮著越來越重要的作用。 

2.2 我國電力通信的主要問題 

2.2.1 電力通信網絡管理標準不完善 

我國的電力通信網絡，其標準和體制雖然符合國家和國際標準，但在電力系統的特點和要求下，其通信網發展的標準和規范都極不完善，規劃等制定和更新也不及時。這在新技術更新發展速度如此迅速的今天，電力通信網絡的管理標準不完善對電力通信網的整體全面發展影響較大。 

2.2.2 區域發展不平衡 

在我國，各地受經濟發展水平、政策貫徹落實程度和科技運用程度的差異，每個地區的電力通信發展水平極不平衡。部分地區和單位早已實現數字化和光纖化環網，該地區的電網及通信業務服務能力大大加強；而有些地區受地理和經濟因素的共同制約，在發展速度上落后于發達地區，有的甚至偏遠到變電站連成最基本的調度電話都難以保證，各地區發展極不平衡。 

3 電力通信的發展方向 

3.1 加快光纖傳輸網的設置，加大全面網絡建設 

我國部分地區的電力通信系統中，電力光纖通信網存在著纖芯容量不足、設備容量小的情況。因此很有必要加大投入在加快傳輸網的建設上。要對該地區主干光纖傳輸網加大改造和建設力度，吸引投資，以點帶面，在工程建設上做好工作。而且，要在電力通信和動作流程中加大網絡的全面、系統建設。例如，在通信網的非話業務方面和網內ip技術等方面要加大開拓和推廣力度，努力擴大電力通信網絡的覆蓋面，在各交換機制的組網工作中做好相關完善工作，把信息交換網絡朝著高速高效率、安全性強、穩定性高的方向建設。 

3.2 加大科研力度和技術研究 

我國的電力傳輸技術有待提高，要在維護已有的傳統傳輸模式的基礎上，加強改造和新技術的研發，增加業務管理力度和方面，在研究和建設電力通信網絡的同時，要鼓勵科技創新，將寬帶ip等新技術的運用深入到現代通信網絡的建設當中，多角度加大經費投入和科研技術的研究。 

3.3 各地嚴抓電力通信電路的建設質量 

在我國電力通信發展速度飛快的現狀下，要努力減少通信電路誤碼率高、公務監控不力、監控系統不通等系列問題，杜絕電力通信網絡工程中的低質量工程項目的出現。各個地區應避免“地方保護”、“門戶觀念”對工程選擇和決定的不良影響。且在網絡系統的建設過程中，加大科研力度和投入，其工程項目負責人還要實行責任制，做好檢測和監管工作，及時驗證工程指標是否合格，確保建設質量。 

3.4 積極建設寬帶多業務數字網絡平臺 

在電力通信發展規劃中，要積極地建設寬帶多業務數字網絡平臺，在語音、圖像、數據、媒體、新聞等各業務領域為現在和今后的發展打好基礎，提供統一的多優先等級，確保業務質量。 

3.5 致力于國內和國際市場的開發 

保證業務質量的服務，在優化核心層基礎上，廣泛開展接入層、用戶層工作。在電力通信網絡成為功能強大的通信網絡時，要按照市場機制和市場運行規律，充分合理地利用我們的通信網絡資源，積極拓寬新的增值業務和服務范圍，規劃、建設、完善好一批具有一定規模和發展潛力的電力通信系統模式，加大自身競爭力，逐步走向社會，參與競爭。 

電力通信的戰略地位非同一般，做好電力通信行業的發展，必須依托于堅固的電網結構、先進的通訊網絡，并有完善的金融和法制體系作支撐。我國的電力通信技術目前正處于穩步上升發展時期，其具有光明的發展前途和強大的生命力。政府各部門也應該加大關注力度和資金投入力度，同時電力通信行業還要積極提高自身業務水平和素質，在技術和裝備上不斷改進，將科技含量更高、技術更全面的成果廣泛實施，為我國的電力通信行業和全國人民帶來便利和服務。 

參考文獻： 

[1]孫業成，趙大平，陳希.《電力系統信息產業的發展方向》.中國電力科學研究院通信研究所，2001年10月10日. 

[2]《國內電力通信的發展狀況》中華商務網，2002年6月10日. 

篇(7)

論文摘要:集群通信從模擬升級到數字、數字集群產業的國產化等問題已經成為業界的熱門話題。無線集群通信領域的市場需求在不斷發生變化，用戶希望享受到更加融合的集群通信業務和更豐富的集群服務。文章主要簡單的介紹了數字集群移動通信的網絡運行體制。

引言

集群通信系統在中國的發展走過了二十多年，從市場應用的角度看，二十多年足足是一個新的技術起步，成熟，甚至被取代的周期。近幾年來針對集群通信方面進行多個專題的討論，從模擬到數字，從共用專網到專用專網，從體制標準到技術創新，從企業研發到市場應用，從社會需求到應急聯動通信等，本論文擬對于數字集群移動通信網絡體制進行一些粗淺的探討。

1.集群通信網絡的概念

集群通信系統是共享資源、分擔費用、向用戶提供優良服務的多用途、高效能而又廉價的先進無線調度指揮系統。對于指揮調度功能要求較高的企、事業、工礦、油田、農場、公安、武警以及軍隊等部門都十分適用，集群通信采用單工或半雙工方式，要求接續時間小于500毫秒，具有調度級別控制等。同時對于集群通信還提出了傳輸集群、準傳輸集群和信息集群的定義。

隨著集群通信的發展和用戶的需求，集群通信也從原來的模擬集群向數字集群過渡。但這種過度并不是簡單的將原來的模擬話音轉換為數字話音和提供數據傳輸功能就可以稱為數字集群了。其實，綜觀國際上提出的數字集群來看，數字集群的標準都是圍繞著用戶的需求而發展起來和提出的。

2.數字集群移動通信網絡的運行

數字集群通信是繼手機、小靈通之后的第三大戰場，正在成為電信領域開發的新重點，運營商、設備商正在展開一場新的角逐。在設計中針對了專業無線用戶的需求，特別適合在政府和商業領域的專網使用。

2.1 數字集群通信的標準

TETRA(陸地集群無線電)系統在指揮調度方面應用的比較多，可完成話音、電路數據、短數據消息、分組數據業務的通信及以上業務的直通模式，并可支持多種附加業務。在大區制條件下最大覆蓋半徑56公里。TETRA擴容可以逐步增加模塊化，適用于小、中、大型調度系統;設計組網靈活，既適應于專用調度網，也適應于共用調度網。TETRA話音編碼方式采用代數結構碼本激勵線性預測編碼，具有良好的話音質量，即使在強背景噪聲干擾下也可聽清，話音質量并不像調頻系統那樣隨場強減弱而降低。大量實驗證明，TETRA系統的話音質量比GSM系統好。因此，大量應用于應急、調度、指揮等專網應用系統。

iDEN(集成數字增強型網絡)系統是基于TDMA多址方式的調度通信/蜂窩雙工電話組合系統。它在傳統大區制調度通信基礎上，大量吸收數字蜂窩通信系統的優點，如采用雙模手機方式，增強了電話互聯功能;采用小區復用蜂窩結構，提高了網絡覆蓋能力。選用這種編碼是先進的，但技術公開性不好，價格較貴。但通話質量和保密性都較好。

2.2 數字集群系統設備安全

設備是網絡的基礎，設備的安全是保障網絡安全的基礎，只有保證網絡的物理可靠性，才能保證網絡功能、信息的安全性，因此基礎設備的可靠性至關重要。

對于交換機，硬件上應實現關鍵部件的熱備份。軟件上，關鍵的用戶數據、配置數據應當及時、定期進行備份。對于基站系統要考慮其抗外界干擾的能力，如射頻干擾、雷擊、抗震性能等。基站系統的備用電源應根據基站覆蓋區的重要程度適當配備，以應變突發事件。系統主備用倒換能力是系統可靠性的一個重要指標，如倒換時間、倒換過程對正在進行的業務的影響等。完善的監控告警機制可大大提高網絡的可靠性，如系統部件可自我診斷和修復、系統可隔離故障模塊、及時產生告警信息。此外，調度臺、終端存儲了用戶的重要信息，這些設備由用戶控制，應由專人維護，以保證相關用戶信息不被外界竊取。

數字集群通信系統是一種特殊的專用通信系統，在應對突發事件時，對社會穩定和人民生命財產的安全起著及其重要的作用，因此數字集群通信系統的安全要求要大大高于公眾移動通信系統，所以數字集群通信系統運營者必須從各方面考慮如何增強系統的抗災變能力，如何使系統更安全可靠的傳遞信息。只有全面的重視數字集群通信系統的安全問題，才能使數字集群系統發揮其應有的作用。

3.未來數字集群通信技術發展方向

3.1 高安全性

數字集群在基站與手機之間，信息完全依靠無線電波的傳輸，很容易被人們從空中攔截，在通話狀態、待機狀態都會泄密，即使關閉電臺，利用現代高科技，仍可遙控打開，繼續竊聽，從中截取、破壞、調換、假冒和盜用通信信息。

3.2 高抗毀性

專業移動通信在使用過程可能遇到惡意破壞的人為因素或雨雪災害的自然因素等影響，導致網絡不能正常工作，因此，未來PPDT系統要求可靠、準確地提供業務，具有高的抗毀性和可用性。通常情況下，系統以集群方式工作;在遭遇危害的極端情況下，系統以故障弱化方式或直通方式工作，保證系統能滿足基本的集群業務需求。

3.3 高環境適應性

專業移動通信由于它是用于全球的表層和空間，會遇到各種惡劣的氣候、地形和環境;因此，要求通信裝備必須能抗拒酷暑、嚴寒、狂風、暴雨等惡劣氣候條件;必須適應山岳、叢林、沙漠、河海、高空等三維空間的不同地形環境條件;既可車載船裝，又能背負手持，要經得起各種移動體的安裝機械條件;在嘈雜的噪聲環境，要具有背景噪聲濾除功能，使通話對方聽不見噪聲干擾，話音清晰;在高速行駛時，通信不能中斷，質量不能下降，可支持500km/h的高速運行。

4.結論

集群共網畢竟具有它自身的缺陷，那就是這些共網往往是調度功能要相對弱一些，即使是利用與專網相同的系統來組建的共網，也同樣會相對使得調度功能減弱。那些在公網基礎上發展起來的調度系統由于是在原來的系統協議和結構上增加了調度功能，由于原來的體制、協議和系統結構是以公網的電話業務為主而建立的，要想完全能夠符合專業用戶對專網的需求，應該講目前還是達不到的。

參考文獻

[1]鄭祖輝.數字集群通信漫談[J].電子世界，2003，(12).