微波通信技术论文范文第1篇
【摘 要】光纤通信作为最主要的信息传输技术在铁路通信系统中得到了广泛的应用。文章从发展状况、技术特点等方面简要介绍了光纤通信技术，并着重分析了光纤通信技术在当今铁路通信系统中应用的基本情况。
【关键词】光纤通信技术 铁路通信 应用技术
从光纤通信问世到现在，光传输的速率以指数增长，光纤通信技术得到了长足的进步， 应用范围也不断扩大。随着铁路通信朝着数字化、综合化、宽带化、智能化方向发展，光纤通信技术已经大量应用于铁路通信系统中，显著地提高了铁路通信能力，极大地促进了铁路通信系统的完善和发展。
一、光纤通信概述
光纤通信是以很高频率（大约1014Hz）的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。1966年7月，美籍华人高锟博士发表论文《用于光频的光纤表面波导》，分析证明了用光纤作为传输媒体以实现光通信的可能性，预见了低损耗的光纤能够用于通信，敲开了光纤通信的大门。1970年，美国康宁公司根据高锟论文的设想首次研制成功当时世界上第一根超低损耗光纤（衰减系数约为20dB/km），光纤通信时代由此开始。由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业内人士青睐，发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从1980年到2000年增加了近一万倍，传输速度在过去的10年中大约提高了100倍。目前，光纤通信技术已有了长足的发展，新技术也不断涌现，进而大幅度提高了通信能力，并不断扩大了光纤通信的应用范围。
二、光纤通信技术现状
（一）波分复用技术
波分复用技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源，根据每一信道光波的频率（或波长）不同，将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器（合波器），将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端，再由一波分复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立（不考虑光纤非线性时），从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。
（二）光纤接入技术
光纤接入网是信息高速公路的“最后一公里”。实现信息传输的高速化，满足大众的需求，不仅要有宽带的主干传输网络，用户接入部分更是关键，光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中，由于光纤到达位置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的应用，统称FTTx。FTTH（光纤到户）是光纤宽带接入的最终方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纤的宽带特性，为用户提供所需要的不受限制的带宽，充分满足宽带接入的需求。
三、光纤通信技术发展趋势
（一）超高速、超大容量和超长距离传输
超大容量、超长距离传输的波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量，在未来跨海光传输系统中有广阔的应用前景。近年来波分复用系统发展迅猛，目前1.6Tbit/的 WDM 系统已经大量商用，同时全光传输距离也在大幅扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用（OTDM）技术，与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同，OTDM技术是通过提高单信道速率来提高传输容量，其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。仅靠OTDM和WDM 来提高光通信系统的容量毕竟有限，可以把多个OTDM信号进行波分复用，从而大幅提高传输容量。偏振复用（PDM）技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零（RZ）编码信号在超高速通信系统中占空较小，降低了对色散管理分布的要求，且RZ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散（PMD）的适应能力较强，因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采用RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和 WDM通信系统的关键技术中。
（二）光孤子通信
光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲，由于它在光纤的反常色散区，群速度色散和非线性效应相互平衡，因而经过光纤长距离传输后，波形和速度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信，在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。光孤子技术未来的前景是：在传输速度方面采用超长距离的高速通信，时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率10～20Gbit/s提高到100Gbit/s以上；在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少ASE，光学滤波使传输距离提高到100000km 以上；在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。
（三）全光网络
未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段，也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍采用电器件，限制了目前通信网干线总容量的进一步提高，因此真正的全光网已成为一个非常重要的课题。全光网络以光节点代替电节点，节点之间也是全光化，信息始终以光的形式进行传输与交换，交换机对用户信息的处理不再按比特进行，而是根据其波长来决定路由。目前，全光网络的发展仍处于初期阶段，但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看，形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层，建立纯粹的全光网络，消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势，更是未来信息网络的核心，也是通信技术发展的最高级别，更是理想级别。
光纤通信技术作为铁路通信系统中最主要的信息传输技术，对铁路通信的发展起到了非常重要的作用，不断涌现的光纤通信新技术，不仅在铁路通信领域扮演了重要的角色，还将极大地促进整个通信行业的发展，而市场需求的不断增加也必然推动着光纤通信技术走向更高的水平。
微波通信技术论文范文第2篇
摘 要 通信电源是整个通信网络的关键基础设施，因此做好对通信电源的维护具有十分重要的意义，文章分析了通信电源系统存在的问题，并对维护措施进行了总结。
关键词 电源设备；问题；改进
通信电源是通信系统的重要组成部分。一个完整的通信电源系统由5个部分组成：交流配电单元、整流模块、直流配电单元、蓄电池组、监控系统。通信电源系统是通信系统的心脏，它在通信系统中占据十分重要的位置。一般通信设备故障是局部的，影响面小，而通信设备的供电一旦中断，必然会造成通信电路全部中断，现代的通信网还会造成丢失大量信息，从而造成巨大的经济损失和极坏的社会影响。因此，维护和改进通信电源系统，及时排除通信电源系统的故障是保证通信系统安全、可靠运行的关键。
1 通信电源系统存在的问题
通信电源是通信畅通的基础和保障。电源系统要给许多通信设备供电，为了确保通信畅通，通信电源在保证可靠的前提下还要满足稳定、小型、高效的要求。但由于部分通信人员仍未对通信电源的管理和维护引起足够的重视，部分运营商的机房租赁使用，先天存在一些基础方面的不足，使通信电源系统存在一些需要亟待解决的问题。
1.1 在系统设计方面存在不足
电源系统要有备份设备，电源设备要有备品备件，市电要有双路或多路输入，交流和直流互为备用。目前有的通信电源系统缺乏应急方面的详细设计，如有的重要通信枢纽只有一路交流供电。设计中对所使用的各种电源电缆、空气开关、熔断器等材料的质量要求、电缆接头处理等方面没有做出严格的规定。这些先天的不足是造成电源故障的根本
原因。
1.2 机房环境条件很难满足可靠运行要求
通信电源机房环境温湿度、洁净度、噪声等等，大多达不到标准。温度、温度变化率、相对湿度、洁 净 度、防火、门禁、防雷在设计和施工上没有严格把关。工作环境不能满足通信电源设备长期可靠工作的要求。
1.3 缺乏完善的通信电源系统运行管理及设计技术规程、规范
由于没有专门针对通信电源系统设计、建设及运行维护管理，制定完善的规程和规范，所以在通信电源设计、工程建设、及运行维护管理等方面无章可循，造成这些环节工作的不规范和随意性，给整个通信网的安全可靠运行带来巨大安全隐患。
1.4 通信电源运行维护管理薄弱
目前，通信电源运行维护管理需要专门的岗位，电源负责人应由具有较丰富的实践经验、较强的组织领导能力和较高理论水平的人员担任。但实际上在基层单位，基本上都没有设置专门岗位，而且还缺乏有效的技术管理，电源负责人对通信电源运行维护没有深入研究，不能结合理论提出相应的通信电源系统运行维护方法，更谈不上按照通信电源系统中各种设备的运行维护特点进行科学的维护管理。有的机房虽然配置了备用油机，但由于日常保养等没有专门培训的技术人员负责，在启用时可能发生故障，影响正常供电。据统计分析，在电源设备的事故中，蓄電池事故占70％，高压切换事故占20％ ，高频开关电源事故占10％。可见，有针对性地进行重点维护，进行科学的运行维护管理是可以有效减少通信电源事故发生率的。
2 通信电源设备维护的措施
随着科学技术的发展，通信设备的可靠性不断增强，设备本身的故障率不断下降，维护人员的思想也随之放松，这样通信电源故障就显得突出了，实际运行统计显示，由于通信电源系统故障造成的通信电路中断大约占通信总中断的70％～75％，可见通信电源已经成了影响整个通信网可靠运行的最主要的因素。
2.1 加强对电源设备的重视
通信电源作为整个通信网的能量保证，它的作用是整体性和全局性的，虽然它不是通信网主流设备，但它却是通信网中最重要、最关键的设备。电源设备与通信网中的其他设备（如交换、传输、数据等）有较大的不同，正因为如此，运营商市、县维护单位无论是在组织机构、人员、资金还是管理上，都要给予相应的保证。
2.2 重视通信电源系统初期的设计、安装
电源系统设计时应充分考虑容量大小、地理位置、空间布置、未来发展，设备质量、工程勘察与设计、运行方式选择、建设管理、运行维护管理等各个环节相关。其中对于设备选择、方案设计、工程管理等环节尤其要加强重视和管理。
2.3 建立健全障碍处理及报告制度
省、市、县电源维护监控中心以及电源机房必须建立请示汇报制度，遇有重大事故、危及设备和人身安全的问题必须及时向主管领导和上级部门请示汇报。
2.4 建立通信电源集中监控系统
通信电源集中监控系统可以对通信局（站）实施集中监控管理，对分布的、独立的、无人值守的电源系统内各设备进行遥测、遥控、遥信，。利用电源监测系统及时了解掌握通信电源系统的运行情况，记录、处理相关数据和检测故障，尤其是意外停电后能够及时响应，确保设备正常运行，提高供电系统的可靠性和设备的安全性。
2.5 改善通信机房环境和通信电源机房环境
现在的通信设备、电源设备由于集成度高，散热大多采用风扇强制方式，因此对工作环境温度、湿度和洁净度都有较高的要求，实际运行中，部分电源机房是最不受重视的部分，我们发现因温度高，灰尘重造成的通信设备损坏和电源故障占很大比例，蓄电池的使用寿命也会受极大影响，因此在作好机房“三防”的基础上，对省、地、县通信枢纽站机房，应配置专用机房空调，电源室也应配置工业级空调设备。
3 结束语
通信电源是整个通信网络的关键基础设施，电源的安全、可靠是保证通信系统正常运行的重要条件，只有从主观上足够重视，并创造良好的客观运行环境，做到管理专业化、制度化，设备、技术先进化，操作、维护现代化，才能保证通信电源系统和通信系统的安全生产运行，确保通信的可靠畅通。
参考文献
[1]罗大林.现代通信电源管理与维护[J].中国科技博览,2010,31.
[2]李艳萍.浅谈通信电源的管理与应用[J].内蒙古科技与经济,2009,6.
作者简介
高子斌（1971—），女，籍贯：吉林省梅河口市，职称：通信工程师，中国电信股份有限公司通化分公司副总经理。
微波通信技术论文范文第3篇
摘 要：本文就5G通信技术应用场景与关键技术进行了相关研究，关键技术包括新型网络构架、多天线传输、智能化、D2D技术以及同时同频双全工等;而应用场景包括mMTC型应用场景、低延时和高可靠应用场景、超密集部署、宏覆盖增强应用场景、uRLLC型应用场景、eMMB型应用场景、机器间通信场景等。
关键词：5G通信技术;5G应用场景;5G关键技术
0 引 言
4G无线网络技术在我国已经基本普及，同时已经开始往5G网络时代发展。就5G无线通信网络的概念来讲，其应用将会使社会更进一步，迈入到高智能高融合的网络时代。所以，为了有效地开展5G无线通信网络，必须加大对无线网络技术研究的投入，对目前出现的各项干扰进行认真分析，同时制定有针对性的解决方案，使所有资源的使用率能够得以提升。
1 5G通信技术的应用场景
1.1 eMMB型应用场景
VR技术是eMMB型应用场景的代表作品，该技术能够在一定程度上体现宽度的高能需求，同时，eMMB型应用场景也是5G通信技术中最为基本的应用场景。在当前阶段，5G通信技术有三个主要的优点，分别是稳定、快速和准确。因此，在最基本的应用场景中，5G通信技术不仅能够将快速体现出来，同时还能够表现出高效[1]。不管是VR技术展示层面，还是信息同步展示层面，5G通信技术都更为快速。就应用场景描述方面举个例子，一部时长为两个小时，容量为2G的高清电影，在5G通信技术的下载速度中，只需要1秒便能够顺利地将其下载[2]。
1.2 uRLLC型应用场景
在自动驾驶技术中，能够将uRLLC型应用在通信技术方面的及时性和可靠性体现出来，5G通信技术有着非常多的应用场景，但uRLLC型应用场景的优点无疑是所有应用场景中最多的一个[3]。我国5G通信技术有两个方面的优势，其一是通信技术的可靠性，其二是通信技术的高传输性。5G通信技术在下载速度方面，与4G通信技术相比，前者的下载速度是后者的几十倍，并且在下载的过程中，5G通信技术有着比较良好的连线性。5G通信技术包含三个特性，即时性、高效性和可靠性，这三种特性能够最大程度地推动uRLLC型应用场景的实现，从而促进5G通信技术应用场景的实现[4]。
1.3 mMTC型應用场景
mMTC型应用场景中，有一个极具代表性的案例——智慧城市，该案例能够充分体现大量机器的通信需求[5]。在上文中，eMMB型应用场景以及uRLLC型应用场景的描述，都是从5G通信技术微观层面来进行分析的，不管是eMMB型应用场景还是uRLLC型应用场景，两者都没有强连接功能，唯有mMTC型应用场景拥有强连接功能。强连接功能主要优点是可以将生产环境和消费环节进行覆盖，不仅可以将生产环境和消费环节融入到互联网中，同时还可以将市场融入到物联网中，从而实现万物互联的目的。在智慧城市中，5G通信技术能够对多种事物实现智能化管理，比如路灯、路口、井盖等，并且还能够保证基础交通设备的顺利运行，从而提升交通的稳定性[6]。
1.4 超密集部署
5G通信技术所有的应用场景都与超密集部署存在着一定的联系，比如，5G通信技术能够应用到酒店茶楼之中，也能够应用到写字楼、办公室等中。不管在哪个场景都能够将其运用，所以5G通信技术的应用场景与超密集部署有着一定的关系，用户在体验5G通信技术时，不管处于哪个场景，速度都应该达到1Gb/s以上。超密集应用场景可以根据它所应用的范围，将其分为三种不同类型的小区，包括毫微小区、微小区以及宏小区，这些小区通常会呈现两种特性，异构性和多样性。不同小区之间天线高度、发射频率以及增益都会存在一定的差异[7]。超密集应用场景能够使用的技术有三种，其一是无线回传技术，其二是虚拟小区技术，其三是新型调制编码技术。在室内应用场景部署中，需要依靠高频率通信应用来对用户体验速率进行实现，其主要原因是为了避免不同小区之间的干扰。
1.5 宏覆盖增强应用场景
5G通信技术在宏覆盖增强应用场景中出现的大部分频段都是低频频段，而其在宏小区的应用中，所覆盖的范围较广泛，半径能够达到数千米，并且宏覆盖增强应用场景中，用户到基站的路损量有着极大的差异，从而导致信噪比出现差异。通常情况下，会将大量的天线布设在宏站上，使得宏覆盖增强应用场景使用如下三种技术，包括新型调制编码技术、非正交传输技术以及规模非常大的天线技术，而且这三种不同的技术能够实现共存，单个技术远不如综合技术的效果好，因此将三种技术放在一起使用，能达到非常好的效果[8]。
1.6 低延时和高可靠应用场景
5G通信技术中，低延时和高可靠场景是各种不同应用的共同要求。比如，在制造一些精密机械的时候，如果不同机器之间的通信存在延时，那么将会对产品质量造成一定程度的影响，并且这种延时影响即使是毫秒级别也不能例外。特别是在一些智能交通系统运作过程中，延时超过毫秒是绝对不允许的，与此同时，为了减少交通事故发生的几率，它的检测率需要非常低，甚至会低到零。5G通信技术在低延时和高可靠场景应用中，通常会使用两种技术，包括链路自适应技术和终端直通技术。
1.7 机器间通信应用场景
5G通信技术的应用场景有许多，其中包含物联网场景。当前，物联网存在的最大的问题就是巨量终端数据的支持能力不足，并且物联网对各个机器终端和应用场景有着一定的要求，在机器终端方面，机器终端的成本不能高于普通手机的终端。在应用场景方面，为了能够保证电池使用时间延长，需要确保非常低的功率[9]。除此之外，物联网应用场景需要非常广泛的覆盖范围，其他不谈，至少地下室需要覆盖得到。在物联网应用场景的技术使用上，能够采取的技术有三种，包括非正交传输技术、控制信令优化技术以及窄带传输技术。非正交传输技术能够在同一时间支持许多终端同时使用无线资源，控制信令优化可显著降低控制信道的开销，而窄带传输技术则是能够大幅度地降低成本，在扩大覆盖范围的同时减少信道开销。
2 5G通信技术的关键技术
2.1 多天线传输技术
目前，5G通信技术在我国仍旧处于发展过程中，多天线传输技术还存在许多不足和缺陷需要去解决，因此，还需要进一步完善和发展多天线传输技术。多天线传输技术目前发展比较缓慢，5G通信技术如果想要将其进行改变，就要改变源天线，同时对源天线列阵进行完善，只有这样才能够将网络频谱的利用率提高，在不影响应用效果的同时，最大程度地降低通信成本。由于多天线传输技术能够将通信网络覆盖范围进行拓展，所以在5G通信技术利用率方面，多天线传输技术能够将其有效提升[10]。
2.2 新型网络构架技术
随着通信行业的不断发展，5G通信技术也要随之进行改进，特别是在通信效率方面，需要对其进行提升。不过在提升的过程中，需要注意控制通信业务的成本，不能够抬高，尽可能地往低成本发展。如果想要让5G通信技术变得更有效率，最为关键的一点是需要整合所有通信业务，除了对通信业务进行整合外，还要增加更多的新业务。根据社会发展的实际需求增加新业务，使生活中的各个领域都能够将网络系统应用其中，使自组织网络通过这个过程实现网络虚拟化。5G通信技术一方面能够使通信技术的互动功能增强，另一个方面能够使人们体验到无比真实的情境。为了使通信质量得到进一步提高，同时为了将通信技术的应用优势体现出来，就需要结合数据和无线网络云端提高峰值速率。新型网络构架技术有两个方面的优势，即帮助人们建立新的交付模式和提供计算机存储平台[11]。
2.3 智能化技术
在5G通信技术中，智能化技术是最为关键的技术。随着时代的不断发展，智能化科技产品不断涌现，这些智能化产品为人们的日常生活带来了许多便利，比如扫地机器人、智能家电等。针对这一方面，相关的科研需要更辛苦的研究和探索才能够将5G通信技术应用到各个智能化产品当中。云平台是5G通信技术建立的基础，各类智能化产品在云平台上有着一定的联系，这些智能化产品共同构成了数据库，并且这个数据库随时在变动[12]。5G通信技术在大数据背景中，能够开展多种业务，完善其服务，同时还能够保证通信服务的多样性。
2.4 同时同频双全工技术
同时同频双全工技术在5G通信技术中，能够将外界环境干扰降到最低，其主要原因是同时同频双全工技术能够在接收信号的同时将发射机的干扰信息最大程度地消除，因此，该技术能够有效地提高频谱效率。不过在实际应用中，同时同频双全工技术有着一定的缺陷，比如应用范围较小，利用率偏低等。而随着5G通信技术的不断发展和完善，将推动同时同频双全工技术频谱利用率的提高，在保障5G通信技术可靠、稳定的同时，也能够促进5G通信技术的不断进步。
3 結 论
随着无线网络技术成为如今信息传递的主要技术，5G通信技术已经是社会发展的必然要求。对5G通信技术进行改进，对通信网络建设进行完善，能够极大地推动社会和经济的发展，对通信行业有着重大意义。因此，在5G通信技术发展过程中，需要将现有的优势进行保留，以此为基础来进行相关技术研究，对出现的各种问题进行有针对性的解决，只有这样才能够对5G通信技术进行整体优化。
参考文献：
[1] 黄桔林，卢旭文.5G关键技术：D2D通信技术应用 [J].电子技术与软件工程，2019（16）：35-36.
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[4] 丁聪.5G通信技术应用场景和关键技术探讨 [J].中国新通信，2019，21（14）：121-122.
[5] 张俞.光纤传送网在5G移动通信前传关键技术中的应用 [J].信息记录材料，2019，20（7）：47-48.
[6] 庄良.5G通信技术应用场景和关键技术 [J].电子技术与软件工程，2019（12）：20.
[7] 赵丽.基于5G关键技术的应用场景及发展研究 [J].无线互联科技，2019，16（12）：139-140.
[8] 路玉.5G通信技术的技术演化、应用场景及发展趋势 [J].科技经济导刊，2019，27（18）：24.
[9] 刘秋慧.面向5G通信应用的射频MEMS开关设计与制造关键技术研究 [D].山西：中北大学，2019.
[10] 丁聪.5G通信技术应用场景和关键技术探讨 [J].通讯世界，2019，26（5）：98-99.
[11] 黎云杏，全健，谢培全.5G无线通信技术的关键技术应用研究 [J].科技资讯，2019，17（14）：29-30.
[12] 米胜凯.试析5G通信技术应用场景及关键技术探讨 [J].数字技术与应用，2019，37（4）：21+23.
作者简介：李飞（1986-），男，汉族，河南淮阳人，中级工程
师，本科，研究方向：通信工程设计。
微波通信技术论文范文第4篇
摘 要：在全球信息技术不断发展的大环境下，数据通信网络的基本内容去的突飞猛进的发展。在具体的理论创新、实际应用上，数据通信与网络技术都很好的发展。我们也发现在数据通信网络技术不断发展的前提下，要保证数据通信的安全与准确性也成为数据通信与网络技术发展的重要研究课题，通过网络的安全来加强对数据通信网络的维护已成为我们时代的要求。笔者以多年研究为基础试图探讨数据通信网络维护与安全相关问题。
关键词：数据通信；通信网络；网络安全
1 数据通信网络与网络安全
1.1 数据通信网络
我们在具体的实践中我们通常所采用的是数据通信网络主要是指通过双绞线、光纤、无线通道实现的以计算机为信息载体的网络互联的设备集合，在这样的设计安排中我们就可以实现用户在分享上的最大便宜。按照地理位置进行划分，数据通信网络可以分为局域网、广域网、城域网以及国际网这四种网络类型。其中，局域网在覆盖范围上是最小的，它可以是局限在一个很小的范围内；城域网也就是我们通常所说的城市网，顾名思义就是局限在一个城市之内，距离一般在10km～100km的区域内；广域网是比城域网覆盖范围更大的数据通信网络，距离通常在100km～1000km的区域内；而国际网是世界范围内最大的一种数据通信网络。这是我们根据地域对其进行的划分，有利于我们有针对的开展相应的研究，实现我们的分类处理。
1.2 网络安全
在我们的实践中我们可以发现在我们的具体所指安全是指通过网络系统中的各种硬件、软件及相关数据都受到一定的保护，使其免于遭受恶意的更改、破坏、泄漏，保证网络系统能够持续、可靠地运行，这使我们能够实现安全使用网络的关键。
我们在实践中可以得出这样的结论，数据通信网络对于事业单位、企业或者其他组织机构的发展具有重要意义，安全是我们网络应用中十分关键的部分使我们需要积极维护的部分，只有前提保障安全，才能实现其效用最大化，才能保障我们用户的权益不受损失。
2 维护数据通信网络稳定的现实意义
我们在一般意义上所确认的稳定性与安全性，在这里我们主要需要关注的就是数据通信的稳定并不只是一个简单的技术性问题，其对社会的发展有真重要的意义，是需要我们重视的关键内容。维护数据通信网络的稳定，在现实的环境中我们不能直观的发现其经济价值，但是其价值与意义却实实在在的为我们的经济保驾护航起到非常关键的作用，却能够使单位或者是企业内部的各种信息得到准确的传输与共享，这对于大数据盛行的今天尤为重要，其重大意义在于不仅仅为我们的决策提供支持，也能维护经济的健康安全运行。对于企业而言，数据通信网络的稳定性决定了通信数据的安全性，这是企业正常运行的保障。所以维护数据通信网络的稳定，不仅仅能够保证通信信息的真实性与准确定，这是为我们的商业社会竞争提供稳定的支撑，是我们平等竞争的基础。
3 提升网络安全，加强数据通信网络维护
要提升网络安全，加强数据通信网络的安全维护，实现数据的可靠传输，必须从现有的网络条件入手，对现行状况与已全面的分析，给与客观的评价，并且有针对的开展工作。
3.1 对网络安全性能进行评估
数据通信网络的构建与运用主要是为单位或者是企业的相关人员提供一个数据平台，我们要求通过这一平台我们能够实现相关的工作人员的最大安全化。只要按着我们具体的安全要求才能实现我们对于现实的技术平台的最优化使用，要确保数据通信网络的可靠性，首先应对现有网络的安全性能进行基本的评估，使用规范的评估方式对潜在用户群及信息源进行基本识别，这是我们确保信息安全的前提与基础，是我们信息安全的关键。
3.2 分析网络安全存在的风险
网络安全维护主要针对的是数据信息网中的数据信息、软硬件资源等，而在网络环境中，IP地址的伪造及恶意攻击可以使外界人员进入到数据通信网络系统中，对系统数据进行破坏与窃取，如果我们需要确保信息的安全就是要有针对的开展工作予以保护相关信息，只有这样才能确保相关工作信息。对数据通信网络中存在的各种风险进行提前分析与查找，通过设置网关限制、访问控制权限避免外界用户的侵入，系统进行分析与判断，开展工作及时准确地发现问题根源，予以解决。
4 结束语
我们可以发现在，网络数据通信已经成为信息传输的主导力量，在未来，数字化、智能化、综合化的通信网络将与更多的信息源相链接，这就会更加凸显网络安全问题。提升网络安全问题的管理意识，加强对数据通信网络的安全维护，使数据通信更加安全可靠也将是数据通信行业的重点研究课题。
参考文献：
[1]高宏杰.浅析数据通信交换方式及其适用范围[J].民营科技，2010（02）.
[2]李琳.计算机网络数据通信系统构建技术[J].硅谷，2010（09）.
[3]周斌.数据通信与计算机网络的发展[J].信息系统工程，2011（01）.
作者单位：沈阳师范大学，沈阳 110034
微波通信技术论文范文第5篇
摘要：针对计量终端存在的数据通信实时性和可靠性较差的问题，基于EPON通信技术提出了一种计量自动化终端的设计。该计量终端的设计采用双光模块的通讯接口设计，以支持EPON通信组网形式，并采用单片机和专用计量芯片的硬件设计，以提高计量终端的使用可靠性和低功耗性能。配合实时操作系统，对计量终端的软件系统进行了优化设计，使其实现了电能自动计量、数据上传、终端状态监测、人机交互等功能。最后通过性能测试证明，该计量终端具有良好的数据通信效率和可靠性，能够满足设计要求。
关键字：EPON;ONU;计量终端;光纤通信;电力通信
文献标识码：A
随着通讯技术的发展，基于光纤通信的电力三网融合业务正在逐步展开。目前多数IIOKV变电站至小区配电站的光缆建设已经完成，EPON设备能够通过光缆连接电力公司综合数据网进行数据交互的[1]。因此利用已经成熟的光纤通信资源和EPON通信技术实现用计量自动化终端的高效率接人，提高计量数据采集的稳定性和可靠性成为必然趋势。相对于其他通讯技术手段光纤通信方式具有更快的传输速率和更好数据的安全性。由于处于电网供配电以及数据采集的末端的计量终端数量巨大且分布面广，显然难以采用点对点方式进行组网。基于通信性能与成本核算的平衡考虑，采用EPON通信技术对计量自动化终端进行组网逐渐成为被广泛接收的最优选择[2-3]。文献[4]面向电网终端计量，基于双向计量与设备监控的实际需求，提出了一种包括光纤通信接口在内的多接口的具备智能电表和智能终端的多用途终端设计。文献[5]采用配用点专用ONU芯片，结合计量自动化通信技术，提出一种嵌入式配电光通信终端的设计方案，并在设计充分考虑了配电信息安全问题。
通过对上述研究成果的总结，基于光纤通信原理、现有设备和计量自动化业务功能原理，采用E-PON通信技术，结合计量自动化系统的通信需求，进行计量自动化终端的优化设计，在实现电能自动计量、数据上传、终端状态监测以及人机交互等功能的基础，提升数据通信的速度和可靠性，实现终端电力数据智能采集和高效上传的目的。
1 计量终端的设计需求
目前计量自动化系统由主站、通信网、计量终端以及电表组成[6]。计量终端实现对多个电表电量信息的集中采集，然后通过电力通信网络把数据上传到主站系统，为电力电能决策部门提供准确实时的原始数据，实现电力计量的自动化过程[7]。
为支撑计量自动化系统诸多功能的实现，计量自动化终端应当具备计量功能、监测与通信功能、人机交互管理等功能，还应具备设备状态监测的功能[8]。针对计量自动化终端的设计，本文着重研究和实现以下问题：
（1）采用EPON（Etherent Passive Optical Net-work）通信技术，保证数据能够高效、准确传输。
（2）有效实现对终端用户的电能自动计量、用电监测以及计量终端的状态检测。
2 硬件设计
2.1 硬件架构
依据设计需求，结合相关设计案列，计量自动化终端采用MCU作为系统控制核心，辅以专用计量芯片的硬件架构[9]。该架构主要由计量模块，CAN总线、存储模块、人机交互模块等构成，如图1所示。
图1中，安全模块包括保证实现安全认证的ESAM电路以及保证终端可靠工作的掉电保护电路;为了保证计量终端的适用性，计量模块包含三相计量电路和单相计量电路。人机交互模块中设计了用于显示基本信息的触摸屏模块，此外还提供基本的显示功能、唤醒、切换等操作。存储模块提供用于配置信息、事件记录、数据存储、历史记录的存储空间。通讯模块主要由EPON通信單元组成。
2.2 计量模块
为保证计量数据的准确，计量模块采用功能成熟的专用电能计量芯片。本设计使用四片CS5460实现四路电量信号的分时采集。CS5460的运用可在实现对模拟信号的高精度采集和转换的基础上使得电路变得更加精简，以有效减少系统功耗[1O-11]。
CS5460是一种专用电能计量芯片，由一个可编程增益放大器、两个16位分辨率2kHz信号带宽并同时取样的ADC组成。该芯片有高通滤波、数字滤波、系统校准以及相位补偿等功能，具有完成转换精度高、测量能量强、线路简单等优点，能够充分满足本设计的需求[12-13]。
2.3 通讯模块
将目前市场已有的通用ONU、OLT产品集成到计量自动化终端的通讯模块中，会存在抗干扰能力差、功耗高、性价比低、数据安全难以保证等问题[14-15]。为此，本方案设计了嵌入式ONU电路方案，原理如图2所示。
为支持EPON的环形、链形及分支等组网形式，计量终端ONU电路采用2片ONU芯片、2个光电转换模块的设计。此外ONU电路还包含加密电路、控制电路、交换电路及与接口电路等部分。
在在计量终端的ONU电路中终下行和上行数据都由交换电路调度，并通过控制模块设置两个光口的主从关系。通讯模块的数据处理过程可描述如下：
1）主站与计量终端的通信数据经由控制电路进行判断是否为需加、解密操作;
2）具体加、解密操作的算法和密钥交互由MCU负责与主站进行协调;
3）MCU与ONU电路只进行应用层数据报文通信。
2.4 存储和人机交互模块
外设存储器包括一片2M x16 -bit的NorFLASH和一片IMx16-bit的PSRAM。复用MCU的外设存储器总线，工作频率为125Mhz。MCU的FLASH模块和PSRAM模块公用外部数据总线和地址总线，因此，在PCB中存在大量的分支走线。为防止信号在传输过程中出现分支反射，存储模块采用菊花链布线方式。通过这种方式的布线能够有效可知分支长度，使得信号的上升边不至于被掩盖，提高设备的工作可靠性。
计量自动化终端采用DGUS触摸屏作为人机交互的载体。DGUS触摸屏内部有自己的处理器、寄存器、存储区等，显示的内容与操作模式都是基于预先配置好的变量文件，配置文件通过DGUS组态软件生成，用SD卡下载到DGUS屏中。当DGUS屏接收到单片机发送过来的命令时，就根据命令和预先配置的模式对相关变量进行显示。DGUS触摸屏的使用使得人机交互设计与数据计量、数据存储以及网络通信等功能分离开来，减少MCU的代码量，降低了人机交互界面设计的难度，为开发带来了便利。
3 软件设计
计量自动化终端对数据采集、数据处理的实时性要求较高，选用μLC/OS II作为操作系统，将计量操作、通讯操作以及存储操作独立成线程，依据其优先级由系统调用。
3.1 总体流程
计量自动化终端的主要任务为电能计量、数据存储、人机交互以及和主站的通信[16]。因此将上述几个功能分割成独立线程，在实时操作系统的主流程中由不同优先级的中断分别调用。为了保证实时性要求不同的线程都能得到及时处理，需要对不同的线程设置不同的优先级[17]。
看门狗等保证系统安全运行的线程获得最高的优先级。数据存储线程需要处理掉电数据应急保存等实时要求高的操作，因此设定为仅次于看门狗的优先级。通信线程需要处理主站发送操作命令，而为人机交互的流畅性，因此这两个线程的优先级被设定高于计量线程。优先级的具体设置如图3所示。
在完成优先级设定的基础上，对系统的各个参数进行初始化，并在系统空闲线程中依据优先级响应各个线程中断请求。软件总体流程如图4所示。
3.2 计量线程
计量线程的主要工作是在完成对计量芯片的初始化的基础上，周期读取计量芯片集成的寄存器数据，并向主线程发送中断请求。在计量中断处理线程中，对计量中断存储单元中的电能数据进行及时更新，为主线程提供实时的计量数据。
计量线程的较表操作是在计量终端的操作指令下对校准数据进行自动计算，并将较正后参数存储在计量终端的外存储器中以备下次较表使用。计量流程如图5所示。
3.3 通信线程
计量终端的ONU模块上电后需要与主站建立连接，才能够完成数据通信。主站运行的计量自动化软件于服务监听模式，计量终端的ONU模块采用TCP协议主动发起socket连接，完成连接后依据376.1通讯协议进行握手操作，完成握手操作后主站与计量终端的通讯链路正式建立。流程如图6所示。
由中断线程触发的光口通信线程接收、提取主站发送的376.1数据帧，并通过对数据帧中的操作命令的识别，分别完成在线抄表、数据上传、参数配置等操作，并把操作完成的数据打包成376.1数据帧通过socket链路回传给主站。具体通信流程如图7所示。
3.4 数据存储线程
数据存储线程图如图8所示。该线程主要实现对计量终端的基本参数、电能信息和用户用电信息等数据的读写操作，同时在掉电和上电时进行数据存储和数据恢复操作。同时该线程还对计量终端的当前运行状态进行实时记录。
4 性能测试
4.1 通信性能测试
完成计量自动化终端的设计与实现后，选取具有代表性的以太网性能测试对设计方案的通讯性能进行分析。测试配置如图9所示。
将计量自动化终端的数据端口与流量发射器连接，进行300s吞吐量测试和背靠背测试。测试结果如表1所示。
由测试结果可以看出，计量终端数通信正常，吞吐量最大能够达到30Mbyte/s。吞吐量随着数据帧的变大而逐渐变小，最小值为16 Mbyte/s。显然这样的吞吐量能够充分满足设计要求。
通信时延测试时间为10分钟，测试结果如表2所示。
由表2可以看出，计量终端随着帧的变大，响应时延有所增加，但是即使在恶劣的通信负担的情形下，时延仍能够控制在50 μs以内，足以满足数据采集的实时性要求。在测试计量终端通信功能正常，没有出现丢包现象，有着较好的通信可靠性。
5.2 计量精度测试
首先对计量芯片CS5460内部各个寄存器进行校准，然后将较玩后计算出的电压电流有效值偏移量、电压电流增益、有功增益、相位偏移、无功增益等参数写入MCU。完成校正操作后，利用计量装置的脉冲输出对计量精度进行测试。测试条件为：外加电源的电压，功率因数依次为0.5L、0.8C、1.OL，输出电流依次为O.11n、0.41n、0.71n、1.OIn。测试结果如表1所示。
由表3所示数据可知，本文所设计的计量自动化终端的计量精度能够符合设计要求。
5 结论
以计量自动化终端的需求为基础，基于EPON通心技术，采用MCU核心，设计了支持光口通讯、具备自动电能计量和数据上传功能的计量终端的设计。在计量終端的软件设计中，采用μcios II嵌入式实时操作系统，通过对计量线程、通讯线程、数据存储线程的独立设计，使得计量终端的数据采集和数据通讯功能的实时性能更加凸显。通过性能测试表明，该计量终端的设计具有优异的通讯性能，能够满足设计需求。从软件和硬件设计上实现了计量自动化终端基于EPON的通信，但是没有对针对电力计量系统通信特点进行通讯协议的优化，下一步将在硬件设计的基础上继续对通讯协议进行解析和优化，以期实现更高效的计量自动化系统的数据通信。
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微波通信技术论文范文第6篇
赛迪顾问数据显示，中国数据通信设备企业级市场与电信级市场均增长较快。
赛迪顾问数据显示，2007年中国数据通信设备市场规模总体上保持了稳步增长的态势，市场规模达到180亿元人民币，但增速进一步放缓，与2006年比较，增速为5.6%，其中以太网交换机的市场规模为92.1亿元，路由器销售额达到了88.36亿元。
首先，在市场结构方面，由于近几年企业信息化规模不断扩大，VoIP、统一通信等基于IP的网络通信设备在企业中的深度应用，企业级市场的规模快速增长，一些大的行业市场，如政府、金融、教育等，所占的市场比例已经接近电信级市场。而与电信级市场的高门槛、对产品性能要求苛刻、且近年来增速缓慢相比，企业级市场更具有开放性，目前已经成为数据通信厂商争夺的重点。
其次，在产品方面，随着IP承载概念的发展，以统一IP网络架构发展多种企业通信业务成为整个行业的共识，并且得到了市场的认可。由此在企业网市场，融合了多业务接入的路由器成为了各厂商发展的重点，多业务路由器、边缘路由器不断受到市场的追捧。
同时，随着网络应用与企业业务流程的深度结合，网络安全地位凸现，成为2007年数据通信设备市场主题之一，集成了安全功能的路由器无论是在企业网市场还是在电信级市场都备受关注。
赛迪顾问认为，中国数据通信设备市场将继续保持快速、稳定增长。
在电信级市场，无论是IPTV、还是3G，以及城域以太网大规模建设的到来，都将给数据通信设备市场带来巨大利好。即使以上业务都不能破冰，单就互联网业务尤其是P2P业务的发展和宽带用户数的增加所带来的网络扩容和奥运网络建设，也足以支撑2008年电信市场的平稳增长。
赛迪顾问认为，在企业网市场，2008年及以后几年的企业级网络建设中，以业务应用为主体，以完善的智能网络技术为基础，面向企业用户提供端到端的高度融合的数据、语音、视频等网络解决方案将成为主流，成为网络技术的发展方向。其中，政府、金融和教育仍是行业市场的三大龙头。(本文作者为赛迪顾问通信产业研究中心咨询师)