光纤通信系统发展综述

光纤通信系统发展综述（精选6篇）

光纤通信系统发展综述 第1篇

光纤通信系统发展综述

摘要： 光纤通信技术（optical fiber communications）从光通信中脱颖而出,已成为现代通信的主要支柱之一,在现代电信网中起着举足轻重的作用。光纤通信作为一门新兴技术,其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的,也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。

仅在过去5年中，光纤技术领域取得了大量突破性进展，其中包括10Gbit/s网络的构建和单根光纤上每秒太比特容量的成功演示。不久前，业内成功演示了40Gbit/s和80Gbit/s网络。这些演示进一步突出了对速度更高、容量更大的网络的需求和期望。

一、光纤通信的发展史

世界光纤通信发展史

光纤的发明，引起了通信技术的一场革命，是构成21世纪即将到来的信息社会的一大要素。

1966年出生在中国上海的英籍华人高锟，发表论文《光频介质纤维表面波导》，提出用石英玻璃纤维（光纤）传送光信号来进行通信，可实现长距离、大容量通信。

于1970年损失为20db/km的光纤研制出来了。据说康宁公司花费3000万美元，得到30米光纤样品，认为非常值得。这一突破，引起整个通信界的震动，世界发达国家开始投入巨大力量研究光纤通信。1976年，美国贝尔实验室在亚特兰大到华盛顿间建立了世界第一条实用化的光纤通信线路，速率为45Mb/s，采用的是多模光纤，光源用的是发光管LED，波长是0.85微米的红外光。在上世纪70年代末，大容量的单模光纤和长寿命的半导体激光器研制成功。光纤通信系统开始显示出长距离、大容量无比的优越性。

按理论计算：就光纤通信常用波长1.3微米和1.55微米波长窗口的容量至少有25000GHz。自然会想到采用多波长的波分复用技术WDM（WavelengthDivisionMultiplex）。1996年WDM技术取得突破，贝尔实验室发展了WDM技术，美国MCI公司在1997年开通了商用的WDM线路。光纤通信系统的速率从单波长的2.5Gb/s和10Gb/s爆炸性地发展到多波长的Tb/s(1Tb/s=1000Gb/s)传输。当今实验室光系统速率已达10Tb/s，几乎是用之不尽的，所以它的前景辉煌。

中国光纤通信发展史

1973年，世界光纤通信尚未实用。邮电部武汉邮电科学研究院（当时是武汉邮电学院）就开始研究光纤通信。由于武汉邮电科学研究院采用了石英光纤、半导体激光器和编码制式通信机正确的技术路线，使我国在发展光纤通信技术上少走了不少弯路，从而使我国光纤通信在高新技术中与发达国家有较小的差距。

我国研究开发光纤通信正处于十年**时期，处于封闭状态。国外技术基本无法借鉴，纯属自己摸索，一切都要自己搞，包括光纤、光电子器件和光纤通信系统。就研制光纤来说，原料提纯、熔炼车床、拉丝机，还包括光纤的测试仪表和接续工具也全都要自己开发，困难极大。武汉邮电科学研究院，考虑到保证光纤通信最终能为经济建设所用，开展了全面研究，-1-

除研制光纤外，还开展光电子器件和光纤通信系统的研制，使我国至今具有了完整的光纤通信产业。

1978年改革开放后，光纤通信的研发工作大大加快。上海、北京、武汉和桂林都研制出光纤通信试验系统。1982年邮电部重点科研工程“八二工程”在武汉开通。该工程被称为实用化工程，要求一切是商用产品而不是试验品，要符合国际CCITT标准，要由设计院设计、工人施工，而不是科技人员施工。从此中国的光纤通信进入实用阶段。

在20世纪80年代中期，数字光纤通信的速率已达到144Mb/s，可传送1980路电话，超过同轴电缆载波。于是，光纤通信作为主流被大量采用，在传输干线上全面取电缆。经过国家“六五”、“七五”、“八五”和“九五”计划，中国已建成“八纵八横”干线网，连通全国各省区市。现在，中国已敷设光缆总长约250万公里。光纤通信已成为中国通信的主要手段。在国家科技部、计委、经委的安排下，1999年中国生产的8×2.5Gb/sWDM系统首次在青岛至大连开通，随之沈阳至大连的32×2.5Gb/sWDM光纤通信系统开通。2005年3.2Tbps超大容量的光纤通信系统在上海至杭州开通，是至今世界容量最大的实用线路。

中国已建立了一定规模的光纤通信产业。中国生产的光纤光缆、半导体光电子器件和光纤通信系统能供国内建设，并有少量出口。

有人认为，我国光纤通信主要干线已经建成，光纤通信容量达到Tbps，几乎用不完，再则2000年的IT泡沫，使光纤的价格低到每公里100元，几乎无利可图。因此不要发展光纤通信技术了。

实际上，特别是中国，省内农村有许多空白需要建设；3G移动通信网的建设也需要光纤网来支持；随着宽带业务的发展、网络需要扩容等，光纤通信仍有巨大的市场。现在每年光纤通信设备和光缆的销售量是上升的。

二、光纤通信的原理及其优点

光纤通信的原理是：在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息．

光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。光纤通信之所以发展迅猛,主要缘于它具有以下特点:

(1)通信容量大、传输距离远;一根光纤的潜在带宽可达20THz。采用这样的带宽，只需一秒钟左右，即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。目前400Gbit/s系统已经投入商业使用。光纤的损耗极低，在光波长为1.55μm附近，石英光纤损耗可低于0.2dB/km，这比目前任何传输媒质的损耗都低。因此，无中继传输距离可达几

十、甚至上百公里。

(2)信号串扰小、保密性能好;

(3)抗电磁干扰、传输质量佳,电通信不能解决各种电磁干扰问题，唯有光纤通信不受各种电磁干扰。

(4)光纤尺寸小、重量轻,便于敷设和运输;

(5)材料来源丰富,环境保护好，有利于节约有色金属铜。

(6)无辐射,难于窃听,因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外。

(7)光缆适应性强,寿命长。

(8)质地脆，机械强度差。

(9)光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术。

(10)分路、耦合不灵活。

(11)光纤光缆的弯曲半径不能过小（>20cm）

(12)有供电困难问题。

利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式．由于激光具有高方向性、高相干性、高单色性等显著优点，光纤通信中的光波主要是激光，所以又叫做激光－光纤通信．

光纤通信是现代通信网的主要传输手段，它的发展历史只有一二十年，已经历三代：短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤．采用光纤通信是通信史上的重大变革，美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路，而致力于发展光纤通信．中国光纤通信已进入实用阶段．

光纤通信的诞生和发展是电信史上的一次重要革命与卫星通信、移动通信并列为20世纪90年代的技术。进入21世纪后，由于因特网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的增长，对大容量（超高速和超长距离）光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。光纤通信就是利用光波作为载波来传送信息，而以光纤作为传输介质实现信息传输，达到通信目的的一种最新通信技术。

通信的发展过程是以不断提高载波频率来扩大通信容量的过程，光频作为载频已达通信载波的上限，因为光是一种频率极高的电磁波，因此用光作为载波进行通信容量极大，是过去通信方式的千百倍，具有极大的吸引力，光通信是人们早就追求的目标，也是通信发展的必然方向。

光纤通信的应用领域是很广泛的，主要用于市话中继线，光纤通信的优点在这里可以充分发挥，逐步取代电缆，得到广泛应用。还用于长途干线通信过去主要靠电缆、微波、卫星通信，现以逐步使用光纤通信并形成了占全球优势的比特传输方法；用于全球通信网、各国的公共电信网（如我国的国家一级干线、各省二级干线和县以下的支线）；它还用于高质量彩色的电视传输、工业生产现场监视和调度、交通监视控制指挥、城镇有线电视网、共用天线（CATV）系统，用于光纤局域网和其他如在飞机内、飞船内、舰艇内、矿井下、电力部门、军事及有腐蚀和有辐射等中使用。

三、近几年技术大突破

要全面发挥互联网的潜力，我们必须不断提高网络可靠性、速度和灵活性。这就要求我们构想一种非常可靠、可以灵活地支持新应用和业务而且成本低廉的网络。有一套真正的端到端

解决方案，对于构建更可靠、速度更高而且更灵活的互联网也至关重要。

此外，我们还需要智能网络，它必须提供动态的带宽管理、集成的分组和光纤联网以及通过一体化解决方案实现的协调一致的故障排除功能。将来的网络还必须提供可扩展、可实现业务的多太比特连接管理解决方案，它应该可以集合和整理（groom）波长和子波长（sub wavelength）业务并提供灵活的恢复机制来满足业务需要。

超高容量和超远距离（4000km）解决方案对于演进长途网络也很关键，而先进的DWDM系统则是城域解决方案的一个重要组成部分。可靠性不再是一个业务差分因素，它已成为一项必备要求，而光纤层保护和恢复则是它的一部分。光纤和分组层上采用的经过实践验证的功能恢复方法可以更可靠、智能地根据根本原因处理网络性能下降情况。

要在一个业务要求瞬息万变的环境中提供灵活性，模块化光纤系统是一项必备条件。从收集层到高速核心网之间，我们需要提供多样化的上高速路（OnRamp）手段，使得我们能处理不同的协议和不同的传输速率。这是收集层波分复用设备非常重要的要求。

时分复用（TDM）和密集波分复用（DWDM）技术的发展帮助我们顺利演进了网络以处理业务容量问题。这两种技术可以提高光纤吞吐量模块性，而DWDM还可以提供一种解决容量问题的方法，因为它使服务供应商可以在一根光纤上合并和发送多个光信号。这样，服务供应商便可以灵活地增加专为增加光纤容量而设计的下一代TDM技术，以便通过将时间划分为更短的时间段和增加每秒传输的比特数量来处理比特率。

然而，寻求实现2.5Gbit/s和10Gbit/s以上线路速率的服务供应商还必须满足这一要求。服务供应商们正在寻求可以支持更高光纤核心传输速率的解决方案，以便实现高性能骨干太比特容量并有效管理带宽增长，同时降低在光纤上将每比特业务传输1英里所需的成本。下一代技术的发展可以提高光纤层的容量和效率，而且还可以在一根传输线路速率为40Gbit/s的光纤上支持高达64Tbit/s的容量。这种结构可以扩展到80Gbit/s甚至更高。与DWDM网络设备协同使用时，全新的40G解决方案实现的太比特容量可以实现一种非常优化的解决方案来缓解网络核心的业务拥塞和瓶颈。

40Gbit/s平台可以提高网络的经济高效性，扩大光纤覆盖范围，同时降低对传统网络单元的需求。它在每英里上传输1比特业务的成本最低而且设计小巧，可以减少在中心局中所需的空间。一个完整的40Gbit/s平台将可以集成一个智能ASON（自动交换式光纤网络），以提供在传输层管理容量的功能，同时实现将带宽设置和多种端到端业务迅速重新路由至网络任何地方的灵活性。这有助于确保需求可以得到经济高效的满足。

光纤组件的其它进步和一体化网状体系结构的建立将为服务供应商带来更高效的解决方案。网状网的灵活性可以提高网络效率，同时降低总投资成本。网状体系结构允许进行多种灵活的网络配置，每一种配置都可以支持基于智能光纤交换机的电路设置和所请求保护级别上对不同多级别业务的路由。

多重路由功能允许经济高效的业务设置，而且可以通过缩短恢复时间提高网络的整体可靠性。灵活的带宽管理还使服务供应商可以在必要时租用不同波长。另外，可调谐的发射机将为光纤核心带来更大的灵活性，并通过在所有波长上使用相同激光器来降低库存成本。

四、光通信器件的介绍

光通信器件是光通信的关键部分，对光通信的发展起到了制约的作用，直接影响到整个光纤通信系统设备的技术水平和市场竞争力。随着密集波分复用系统、光传送网和光纤接入网的发展，对器件的质量要求越来越高，并且不断向交换、无线通信、光互连和传感器等领域扩展。

光纤通信器件分为有源器件、无源器件，其中有源器件包括激光器及组件、光纤放大器（以掺铒光纤放大器为主）、发送器、接收器等；无源器件可分为波分复用器、光开关、连接器、衰减器、准直器 隔离器等。

随着目前全光网络、太比特速率以及密集波分复用技术等光纤通信新技术的涌现，由光电集成和光子集成组成的光纤通信器件在整个光纤通信系统中所起的作用越来越重要，用量大增，其占据光纤通信市场份额迅速上升。在2000年，有源器件在整个光通信市场份额占40%，无源器件占9%。同时，光纤通信技术能否持续发展，很大程度取决于器件水平。可以说光纤通信进步的基础在于光器件。

五、光通信材料的介绍

一般而言，新材料的研制开发大多来源于新兴器件技术的需求，对于光纤（Optical Fiber）材料也有类似情形，玻璃作为传输介质的研制探索已有近一个世纪的历史，目的主要在于改善宽频带（Broadband）的长途通信（Teleconmunication），使得借助玻璃纤维传输的光信号优于通过金属电线传导的电信号．

早期的电话是通过电线传输的直流信号，它的强度（音量大小）由碳话筒（Car－fon Microphone）产生的电阻变化而调制．随着真空管（Vacuum Tube）的出现，声信号通过交流载波器（Carrier）而调幅，并建立起间隔为4000Hz的十二个交流载波器组成的频率体系（Frequency Hierarchy）．越高的载波频率允许越大的信息承载容量．由于金属电线的阻抗随频率增高而变大，该系统在高于IMHk频率就不能使用．这种限制在二战后被克服，采用单边带微波无线电（Single Sideband MicrowaveRadio）明显地增大了单个传输通道的带宽容量，它们早先通过塔杆而后使用卫星进行传送．后来，可用的频带限制了其增长，人们的汪意力转向波导（Waveguide）以及同轴电缆（Coaxial Cable）的研制开发。

不久同轴电缆就用在大容量的中继主干线路（Trunk Line），但因高损耗而在间距

一、两公里就需放大处理．寻求更有效的系统导致了毫米波导的开发．相比起同轴系统传输600对声音信号，每个波导可提供多达238，000对声音回路．但是，波导系统的复杂性和调节的紧密性使得系统非常昂贵，光通信设想早已被注意，原因在于 10 12 Hz频率的光可提供几乎无限的带宽．然而，主要的障碍在于获得透明的传输介质．最早的实验利用空气来传输，但因雾。烟、雨等干扰而未能实用化．然后，尝试用铝管中的压缩空气来传输，纯净的空气透光性好，不过用于补偿光束发散的透镜会导致高的反射损耗．一种巧妙发明的气体透镜，可对称地加热管中的气体引起密度因而折射率（Refractiv Index）的梯度变化，从而起到聚焦作用，这种通过加热金属管的传输系统同样不大经济．

采用头发丝细的玻璃纤维可以代替气体作为传输质．这种圆柱形纤维中高折射率的内芯，被低折射率的包覆层围绕，从而使光线芯子与包覆层的界面发生全反射，并且无反射损耗地传输．由这种光学特性可以预计，光纤能在比金属波导低的生产和安装成本下达测望的适应性能．若低于lppm的过渡金属杂质，则透明石英光纤能达到小于20 dB／km的损耗．

六、光纤通信的发展前景

FTTH（光纤到家庭）是光纤通信进一步发展的方向，它被公认为理想的宽带接入网。目前，所谓宽带业务，大多是500kbps的影视节目。运营商为了充分利用铜线资源，采用ADSL技术就可提供，这使FTTH成为接入网主流的时间有所推迟。不久的将来，在HDTV普及的情况下，ADSL不能满足要求，而先进的ADSL2+也许可满足1chHDTV/户。如果4chHDTV/户采用FTTH比较合理。在双向业务广泛应用的情况下，上下行不对称的ADSL难以对应。目前，发达国家FTTH建设普遍开展，日本、韩国和美国比较发达，采用各种无源光网PON和以太网技术。中国的运营商和房地产开发商已对FTTH进行了试点。近来出现了所谓的网络电视（IPTV），电信运营商提出IPTV的初衷是考虑到有计算机的人少而有电视机的人多。提出的IPTV是采用专用的机顶盒连接电视机可直接浏览电信网的内容，而不要计算机。IPTV具有常规电视并兼有点播和时移电视的功能，可能会取代常规电视。由于IPTV的发展，影响光纤接入网和FTTH的构建。另外，也产生电信运营商和广播运营商的利益冲突。尽管有限制发牌照政策以保护广播运营商，但大势所趋，不可阻挡。实际上，许多广播运营商也开始改造其广播网为数字双向，也具备了发展IPTV的功能。广播运营商和电信运营商的界限开始有些模糊。

七、总结：

光纤通信系统可以传输数字信号，也可以传输模拟信号。用户要传输的信息多种多样，一般有话音、图像、数据或多媒体信息。光纤通信系统，包括发射、接收和作为广义信道的基本光纤传输系统。在任何一种通信网络中，光纤是核心和关键。现代通信系统的发展日新月异，新技术、新产品的不断出现，它迅速改善和提高了人们的生活水平

参考文献： 光纤通信 刘增基 周洋溢西安电子科技大学出版社

光纤光学刘明德中国科学出版社

光纤通信系统欣婉仪北京邮电大学出版社

光纤通信系统发展综述 第2篇

商用卫星通信发展综述

1 引言 卫星通信是一种利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波而进行的两个或多个地球站之间的.通信方式,具有覆盖范围广(单颗对地静止卫星可覆盖地球表面的1/3)、建站成本和通信成本与距离无关、站点开通时间短并不受地理条件的限制等优点,特别适合广播通信业务以及难以敷设有线通信设施地区的通信需求.

作 者：宋立军 杨锐 唐伟文 作者单位：四川通信科研规划设计有限责任公司,成都,610041刊 名：电信技术英文刊名：TELECOMMUNICATIONS TECHNOLOGY年，卷(期)：“”(4)分类号：关键词：

高速铁路通信系统方案研究综述 第3篇

铁路运输作为陆地运输的最有效的途径, 见证了我国社会的进步和科学技术的发展历程。铁路运输系统是一种工业的生产过程, 见证了人类社会文明的发展, 正逐步的向信息化发展迈进。进入二十一世纪, 我国铁路开始了大规模的改进与发展, 经过科技人员的不断研究与创新, 原有的无线电通信系统将逐步被GSM-R系统代替。在高速铁路环境下, 使用最先进的调制频谱将列车的速度提升的更快, 也仅仅能够高速铁路的运营需求, 却不能充分的满足旅客对网络接入的要求, 所以高速铁路网络通信系统的建立是非常有必要的。

1 目前我国高速铁路通信系统存在的问题

科学技术的不断发展, 使人们对高速铁路的通讯系统的要求也越来越高, 而相关部门也根据国家的要求对不同地域的特点进行规划设计。而我国目前使用的的GSM-R系统在高速铁路通信中不能形成有效的覆盖面积, 进一步暴漏了我国高速铁路通信系统的不足之处。

第一, 就要注意多普勒频移的现象, 多普勒频移是指在铁路运行时引发接受其的不断移动, 进而导致信号频移现象, 这种现象的形成的原因, 一是接收器的工作台的移动方向和速度, 二是电磁波所摄入的角度。高速铁路在运行的过程中列车的运行速度快使多普勒频移的现象也比较明显, 一般的列车出现的多普勒频移现象就不怎么明显, 这是因为普通列车与路轨的距离很远, 使电磁波呈90o角射入, 接收器的工作台移动方向和速度都相对的减小。多普勒频移的现象大多出现在高速列车上, 而现实生活的应用中也会出现多普勒频移现象。高速铁路通讯系统产生的多普勒频移过大会导致旅客的通话质量差, 而列车在高速运行产生的高频次深度的快衰落现象也会严重影响正常通信[1]。

第二, 在高速列车上使用类似WIFI等相关的通信机制时, 将通信覆盖的面积的尺寸进行缩小, 通常范围都会缩小到一百米的直径范围内, 这样就能保证列车上网络连接的有效性, 为覆盖区域内的旅客提供无线宽带服务。而高速铁路的沿线上, 通常都会设立覆盖直径为一百米的高频天线网络, 在每一台列车上架设多个接收天线与高频天线建立无线宽带的连接。随着高速列车的车速越来越快, 使小区覆盖范围不断减小, 导致了小区的切换相对频繁, 例如一个时速为300千米的列车在全速行驶的过程中, 经过这种直径为一百的无线通信范围, 那么它在这个无线电小区的切换时间是1.2秒, 在当前的通信机制下这种小区频繁的切换, 对旅客无线网络的使用带来了很多不必要的麻烦, 使高速铁路的通信系统不能充分满足人们网络的需求[2]。

第三, 隧道跟铁路通信的发展有着密切的关系, 而铁路隧道的通信问题对铁路通信的覆盖问题有重要的影响。对于不同的隧道对于信号的采集于覆盖方式也有很大的不同。

2 高速铁路通信技术研究

2.1 加强通信传输的路线

列车在运行过程中的各种信息要不停的相互传输, 用来保证列车在运行过程的中安全与稳定, 那么就要有一个相对应的信息传输线路, 这个线路就是光缆。光缆中的配置一定要满足各种信息的传递与储存需要, 也要符合以后的升级需要。目前, 我国的高速列车车轨旁都设有两条光缆, 其中每一条光缆中有20芯光缆, 利用这些芯光缆对高速列车进行数字传输系统的开通, 区间信息接入系统的开设、预留无线通信直放站、自动化远程控制系统的牵引、组成封闭性的光纤局域网络和传送各种列控信息等工作[3]。

2.2 综合业务接入系统和承载平台

通信系统承载平台最主要的数字传输体制就是SDH体制, 这种体制的使用适用于多种业务开展, 例如ATM取款机、IP等业务的连接和处理;MSTP系统的特点就是对信息的接入和综合处理功能非常好, 可将多种业务的信息网络集成一个网络设备, 例如对公务电话、调度集中等业务数据的处理, 可以把区间接入系统中的信息数据传动到目的车站。

高速铁路业务信息不仅容量非常大, 而且种类繁多, 所以根据使用需要对承载平台的设计进行有效的更改, 将承载平台的主要结构分为多业务传输系统和接入网系统。多业务传输系统主要任务是解决车站对业务通道的需求, 并且为下一层的通道提供有效的保护;而接入网系统主要解决多种业务通道对信息采集点中对信息的接受和传输[4]。

MSTP的使用能为高铁客户提供相对的宽带业务, 但是想要使用语音业务就需要光节点对语音数据进行介入。高速铁路的传输系统不仅要为列车提供业务接口, 还要为旅客的服务系统提供接口, 把旅客的相关的服务业务储存到传输系统, 根据采集的信息接入传输设备, 构成传输系统, 通过MSTP系统将信息传送到信息综合调度系统。在车站内和列车沿线内的信息接入点的设施必须具备能介入多种业务的光节点, 在部分车站设置区域光线路终端设备, 将接入网络形成一个一体化综合业务的网络。

2.3 专用通信系统

高速铁路专用通信网络作为运营系统和信息化服务等专业进行服务, 是高速铁路行车安全不可缺少的设施, 高铁专用通信调度系统通过通信网进行调度。接入调度专用交换机的设备有:话机、传真机等, 是高速现代化通信的重要标志。

高铁专用通信调度系统就是对高铁相关运行工作的专用通信系统, 不仅可以进行通话, 还可以对多种调度信息进行有效传送。调度专用机可以接入很多的设备, 也开在一台终端系统上提供多种业务, 采用速度非常快的数字信号传输功能的G4进行传真, 充分满足了语音和数据通信等功能, 对高速铁路通信起到重要的保障作用[5]。

2.4 数据通信系统

高铁数据通信系统的网络分为两个结构, 一个是为系统提供交换和高速路由的功能, 为网络信息提供交换和传输的平台的核心路由器。另一个是根据实际情况对高铁所在车站的网络语高铁提供接入业务的接入路由器。高速数据通信网的整个承载网的路由器是独立的, 所有路由器的分布成网状对数据进行合理的传输, 然后接入核心路由器[6]。

2.5 无线通信系统

我国目前使用的数字无线通信系统就是GSM-R通信系统, 它能对高速铁路通信的需求进行合理化处理, 也是综合性能最好的无线通信系统, 它不仅能提供通信信号, 还能提供很多语言通信功能, 例如应急的通信、无线列调、编组调车通信、养护维修通信等。

3 总结

随着科学技术不断的完善, 我国铁路系统也进入到了更高的发展阶段, 高速铁路的快捷和环保等特性的充分展现, 使人们对高铁的运输能力和通信能力有了进一步的认识。我国目前高速铁路通信网建设最主要的目标是, 列车安全可靠的运行和经济效益的提高。通过我国对高速铁路通信上遇到的问题进行不断的探索与总结, 对高速铁路的通信系统的建设提出设计理念, 对高速铁路通信系统的快速稳定的发展起到至关重要的作用。

参考文献

[1]刘勃.高速移动环境下宽带无线视频通信系统及其抗干扰技术研究[D].上海交通大学, 2010.

[2]张昊.高铁车地通信系统级仿真平台设计与多基站协作技术的研究[D].西南交通大学, 2013.

[3]梁寅明, 潘峮, 袁超, 余立, 徐瑨, 李男, 张欣.TDD-LTE移动通信系统高速铁路场景共存研究[J].广东通信技术, 2011, 2 (3) :45-49.

[4]邵志伟, 李丹宁, 黄羿.基于RoF的高速铁路通信系统中动态信道预留算法的研究[J].重庆文理学院学报 (自然科学版) , 2012, 12 (4) :68-70.

[5]徐全盛, 纪红, 李曦, 廖海帆, 姚丽萍.高速铁路通信系统中基于优先级的接纳控制机制[J].北京邮电大学学报, 2013, 11 (5) :41-44.

光纤通信系统发展综述 第4篇

【关键字】入侵 检测 神经网络

一、引言

随着互联网的飞速发展，网络攻击的行为日益增多，一般的防火墙和数据加密等被动的防护很难对网络行全面的监控，有主动防御功能的入侵检测技术可以补充防火墙的不足。神经网络有良好的归纳推理能力和自适应性，对已知和未知的攻击行为进行检测，在入侵检测过程中起到了重要的作用。

二、基于神经网路的通信系统入侵检测技术发展趋势

如图1所示，基于神经网络的入侵检测技术，在2001年到2003年间申请量较小，之后几年内，随着神经网络技术的不断发展以及网络环境的日渐复杂，基于神经网络的入侵检测技术研究受到更多重视，专利申请数量也稳步增加，该技术得到快速发展。

三、基于神经网路的通信系统入侵检测技术解析

针对基于神经网络的入侵检测技术专利申请的研究，可主要分为四个技术分支：选择合适的数据源和数据属性、改进现有算法、发现新的入侵检测算法、改进入侵检测系统构架。

3.1选择合适的数据源和数据属性

选择合适的数据源和数据属性是一个关键环节，在入侵检测系统中特征提取器和分类器成为了入侵检测领域研究的特点。如2012年的申请号为201210074813中，对于相同的训练数据，加入少量有标签的数据的半监督GHSOM算法，同时利用有标签的数据判断神经元类型，对神经元起到自动标识的作用；2014年的专利申请号为201410750891中，提供一种基于加权距离度量以及矩阵分解的入侵检测方法，可有效解决现有技术没有考虑整个数据集的特性以及各数据集属性之间量纲的差异，对噪声数据敏感，导致检测效果较差的问题。

3.2改进现有的算法

入侵检测算法是基于神经网络的入侵检测技术的核心，其直接关系到检测的效率和误警率。申请号为201310712975的专利，提供一种集成维纳过程与Adaboost集成学习方法、解决不平衡数据集的分类问题，能够对集成学习算法泛化能力进行极大提升；申请号为201410372707的专利中提供一种用于基于特征的三阶段神经网络入侵检测的方法和系统，其针对入侵检测使用三阶段神经网络，实现较少的假警报率。

3.3发现新的入侵检测算法

随着基础的检测算法日益成熟，为开发新的检测算法提供了强有力的基础，因此，近年来，开始出现关于新的检测算法的申请。申请号为201310032391的专利中将PCA降维与BP神经网络相结合的方式引入手机，从而降低了传统BP神经网络的计算量和存储量，以少的计算量达到主动防御的效果；申请号为201410855655的专利中通过广义回归神经网络结合模糊聚类算法迭代学习和训练，使得网络入侵连接的分类更加准确，改进了经典的Apriori算法，降低了其时间复杂度，适应了网络环境的变化。

3.4入侵检测系统构架

入侵检测系统是一种能够通过系统进行实时监护，分析网络的相关数据，检测到有可疑的入侵行为后进行警报等一系列措施的系统。申请号为201110457562的专利可针对入侵检测全过程，从攻击或从事恶意行为的网络入侵到操作系统内部监控，都给予其抵御，并形成防御机制，增加了防御的实时性，为自动抵抗攻击带来动力；消除了大量的数据输入；实现了Linux下的高量数据包监听；申请号为201410383497的专利中基于Hadoop分布式计算框架，提出了一种着眼于整个互联网防御的安全体系。

四、结束语

中国电力通信网发展综述 第5篇

摘 要 ：中国电力通信网(电力专用通信网)是现代电力系统不可缺少的重要组成部分，是现代电网安全稳定运行的三大支柱之一。本文简述了电力通信的意义和作用，以及目前采用的主要通信方式，着重对我国电力通信的发展和现状进行了分析。电力通信的意义和作用 电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的。

它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。目前，它更是电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的基础；是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段；是电力系统的重要基础设施。由于电力通信网对通信的可靠性、保护控制信息传送的快速性和准确性具有及严格的要求，并且电力部门拥有发展通信的特殊资源优势，因此，世界上大多数国家的电力公司都以自建为主的方式建立了电力系统专用通信网。

我国的电力通信网经过几十年风风雨雨的建设，已经初具规模，通过卫星、微波、载波、光缆等多种通信手段构建而成了一个以北京为中心覆盖全国30个省（市、区）的立体交叉通信网。整个中国电力通信的发展，从无到有，从小到大，从简单技术到当今先进技术，从较为单一的通信电缆和电力线载波通信手段到包含光纤、数字微波、卫星等多种通信手段并用，从局部点线通信方式到覆盖全国的干线通信网和以程控交换为主的全国电话网、移动电话网、数字数据网，无不展现出电力通信发展的辉煌成就。随着通信行业在社会发展中作用的提高，以电力通信网为基础的业务不再仅仅是最初的程控语音联网、调度时时控制信息传输等窄带业务，逐渐发展到同时承载客户服务中心、营销系统、地理信息系统（GIS）、人力资源管理系统、办公自动化系统（OA）、视频会议、IP电话等多种数据业务。电力通信在协调电力系统发、送、变、配、用电等组成部分的联合运转及保证电网安全、经济、稳定、可靠的运行方面发挥了应有的作用，并有利的保障了电力生产、基建、行政、防汛、电力调度、水库调度、燃料调度、继电保护、安全自动装置、远动、计算机通信、电网调度自动化等通信需要。虽然电力通信的自身经济效益目前不能得以直接体现出来，但它所产生并隐含在电力生产及管理中的经济效益是巨大的。同时，电力通信利用其独特的发展优势越来越被社会所重视：

（1）近67万km的35kV及以上输电线路是架设电力特殊光缆的极好资源，经济、快速、安全、可靠；

（2）遍布全国各大城市的电缆管道和电杆是建设光纤接入网的极好资源；

（3）电力线通信（PLC）技术的日益成熟，为用户接入提供了首选手段；

（4）其它具有电力特色的技术，如无源光纤接入、无线宽带、多点扩频系统等，使电力资源得到充分有效的利用和发挥。

中国加入WTO，为电力通信的发展提供了一个新的发展舞台，电力通信人自知：机遇与挑战并存。电力通信正在走上一条把握机遇、深化改革、转变观念、扬长避短、加快发展的道路。迈入21世纪的中国电力通信必将成为中国电力工业实施多元化发展战略、进入高成长的信息服务领域的一个新的高效的经济增长点。

中国电力通信网是国家专用通信网之一，是电力系统不可缺少的重要组成部分，是电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的基础，是确保电网安全、稳定、经济运行,实现了对除台湾外31个省、自治区、直辖市的覆盖，功能涉及语音、传真、数据、图像传输、远动继电保护、电力监控、移动通信等领域。光纤通信在电力系统中有独特的资源优势和广泛的应用前景，光纤通信将成为电力通信网的主要通信方式。利用高压输电线路，可敷设架空地线复合光缆（OPGW）、无金属自承式光缆（ADSS）或缠绕式光缆（GWWOP）。目前全系统已建成的长途干线光纤累计长度超过19127公里。不仅如此，根据全国电力“十五”通信规划，到2005年全国电力通信网将形成由光纤通信电路组成的三纵四横的主干网架结构。在通信网络接入方面，电力通信网同样有着巨大的技术和资源优势：电力系统的低压线路已经进入包括农村在内的千家万户，随着PLC（电力线通信）技术的不断成熟和完善，可利用低压配电网开发接入网，预示着电力系统网络将成为集电话、电脑、电视和电力为一体的“ 四合一”网络。

做为行业性的专用通信网，电力通信是随电力系统的发展需要而逐步形成和发展的。它主要用来缓解公网发展缓慢而造成的通信能力不足和填补公网难以满足的一些电力部门特殊的通信需求，以保证电力专业化生产正常高效地进行，进而促进整个国民经济的发展。

电力通信是现代电力系统不可缺少的重要组成部分。组成电力系统的各部分，发电、送电、变电、配电和用电通常都是分散在广大地区，其生产、输送、分配和消费是同时进行和完成的，不同于其他任何产业部门。为保证安全、经济地发供电，合理分配电能，保证电力质量指标，防止和及时处理系统事故，就要求集中管理，统一调度，因此电力系统必须要有一个能够提供特殊保障性服务的通信系统做支持。优质可靠的通信手段是电网安全稳定发电和供电的基础，而电力通信的物理结构和服务对象决定了电力通信与电网密不可分。电力系统发展到哪里，电力通信网就应该相应建设到哪里。

电力通信的业务可划分为关键运行业务和事务管理业务两大类。关键运行业务是指远动信号、数据采集与监视控制系统、能量管理系统、继电保护信号和调度电话等；事务管理业务包括行政电话、会议电话和会议电视、管理信息数据等。不同的电力通信业务要求也各异。关键运行业务信息量不大，但对通信的实时性、准确性要求很高；事务管理性业务则是业务种类多、变化快、通信流量大。

电力通信主要为电网的自动化控制、商业化运营和实现现代化管理服务。它是电网安全稳定控制系统和调度自动化系统的基础，是电力市场运营商业化的保障，是实现电力系统现代化管理的重要前提，也是非电产业经营多样化的基础。随着电力工业的日益发展，电力系统通信网作为现代电力系统的一重要组成部分，正在不断成长、发展和完善，并发挥着越来越重要的作用。电力通信网的构成及特点

电力通信网是以光纤、微波及卫星电路构成主干线，各支路充分利用电力线载波、特种光缆等电力系统特有的通信方式，并采用明线、电缆、无线等多种通信手段及程控交换机、调度总机等设备组成的多用户、多功能的综合通信网。

2.1 电力通信的几种主要方式

2.1.1 电力线载波通信(PLC)

电力线载波通信是电力系统传统的特有通信方式。它以输电线路为传输通道，具有通道可靠性高、投资少、见效快、与电网建设同步等电力部门得天独厚的优点，曾经是电力通信的主要方式。

我们知道，电力线路主要是用来输送工频电流的。将话音及其他信息通过载波机变换成高频弱电流，利用电力线路进行传送，就是电力线载波通信。

虽然在有线通信中，话音信号可以利用明线或电缆直接进行传送，但在高压输电线路上，由于工频电压很高(数十万、百万伏特)，电流很大(上千安培)，因此其谐波分量也很大，这些谐波如果和话音信号混合在一起是无法区分的。例如话音信号的频率在300Hz，工频电流的6次谐波也是300Hz，而且其谐波值往往要比一般传送的话音信号大得多，对话音信号产生严重干扰，因此在电力线上直接传送话音信号是不可能的。

利用载波机将低频话音信号调制成 40kHz以上的高频信号，通过专门的结合设备耦合到电力线上，信号会沿电力线传输，到达对方终端后，再采用滤波器很

容易将高频信号和工频信号分开。而对应于 40kHz以上的谐波电流，是50Hz工频电流的800次以上谐波，其幅值已相当小，对话音信号的干扰已减至可以接受的程度。这样，利用电力线既传送电力电流，又传送高频载波信号，称电力线的复用。

电力线载波通信的主要缺点是由于受电力线强磁场干扰，杂音电平高；传输性能受电力线结构影响，电力线换位及线路故障会衰耗剧增；通道容量小(我国规定其频率使用范围为40～500kHz),音频范围窄等。

为防止输电线遭受雷击，在输电线上方要架设避雷线(即架空地线)，而且在每座杆塔上避雷线都要可靠接地。将避雷线经放电间隙接地，正常运行时呈绝缘状态，用以传送载波信号，称绝缘地线载波。与普通电力线载波相比，绝缘地线载波不受线路停电检修或输电线路发生接地故障的影响，噪声电平低，耦合设备简单，可使用频带宽，而且地线处于绝缘状态可减少大量电能损耗。

在相分裂导线束中，也可利用两根经绝缘处理的分裂导线传输信号，即分裂导线载波通信。分裂导线载波传输性能好、衰耗小，但分裂导线间加绝缘困难。目前在国内绝缘地线载波和分裂导线载波的使用都不是很普遍。

电力系统中还有利用 10kV、380V/220V中低压送电线路作为传输通道的中低压配线电力线载波通信(DLC)。

2.1.2 光纤通信

由于光纤通信具有抗电磁干扰能力强、传输容量大、频带宽、传输衰耗小等诸多优点，它一问世便首先在电力部门得以应用并迅速发展。除普通光纤外，一些专用于电力系统的特种光纤也在电力通信中大量使用：

a.地线复合光缆(OPGW)，即架空地线内含光纤。这种光缆使用可靠，不需维护，但一次性投资价格较高，适用于新建线路或旧线路更换地线时使用。

b.地线缠绕光缆(GWWOP)，是用专用机械把光缆缠绕在架空地线上。这种光纤芯数少，容易折断(枪击、啄木鸟害等)，经济，简易，也具有较高的可靠性。

c.无金属自承式光缆(ADSS),这种光缆可以提供数量大的光纤芯数，安装费用比OPGW低，一般不需停电施工，还能避免雷击。因为它与电力线路无关，光缆重量轻，价格适中，安装和维护都比较方便，但容易产生电腐蚀。

d.其他，如相线复合光缆(OPPC)、金属铠装自承式光缆(MASS)等等。

电力特殊光缆受外力破坏的可能性小，可靠性高，虽然其本身造价相对较高，但施工建设成本较低。经过十多年的发展，电力特殊光缆制造及工程设计已经成熟，特别是 OPGW和 ADSS技术，在国内电力特殊光缆已经开始大规模的应用，如三峡工程中的长距离主干 OPGW光缆线路等。其次，体现在本地传输方面，城市内电力系统的杆路、沟道资源也可以为通信服务。特种光纤依托于电力系统自己的线路资源，避免了在频率资源、路由协调、电磁兼容等方面与外界的矛盾和纠葛，有很大的主动权和灵活性。

2.1.3 微波通信

在光纤通信发展成熟前，微波通信曾做为远距离传输的主要手段得以大力发展。目前数字微波通信在我国电力通信传输网中仍居主导地位，但其发展速度正在减缓，作用也开始由主网逐渐向配网、备用网转变。此外，各地方小网以及农网中还有很多一点多址小微波组成地区网。

2.1.4 无线通信

无线通信主要指频率为 100～1000MHz的特高频无线电波通信。它具有设备简单、方便灵活、建设速度快和投资省等特点，很适合农村电网使用，可以满足县调调度及自动化系统(主要是远动)的工作需要。目前我国电力系统无线通信主要用于县级及以下农电通信和电力施工检修、城市集群、寻呼等。

2.1.5 其他

电力通信网中还有传统的明线电话、音频电缆及新兴的扩频通信等方式。

2.2 电力系统通信的特点

和公用通信网及其他专网相比，电力系统通信有如下特点：

2.2.1 要求有较高的可靠性和灵活性

电力对人们的生产生活及国民经济有着重大的影响，电力供应的安全稳定是电力工作的重中之重。电力生产的不容间断性和运行状态变化的突然性，要求电力通信有高度的可靠性和灵活性。

2.2.2 传输信息量少但种类复杂、实时性强

电力系统通信所传输的信息有话音信号、远动信号、继电保护信号、电力负荷监测信息、计算机信息及其他数字信息、图象信息等，信息量一般都较少，但一般都要求有很强的实时性。目前一座 110kV普通变电站，正常情况下只需要一到二路600～1200Bd的远动信号，一到二路调度电话和行政电话。

2.2.3 具有很大的耐“冲击”性

当电力系统发生事故时，在事故发生及波及的发电厂、变电站通信业务量会骤增，通信的网络结构、传输通道的配置应能承受这种冲击。在发生重大自然灾害时，各种应急、备用通信手段应能充分发挥作用。

2.2.4 网络结构复杂

电力系统通信网中有着种类繁多的通信手段和各种不同性质的设备、机型，它们通过不同的接口方式和不同的转接方式，如用户线延伸、中继线传输、电力线载波设备与光纤、微波等设备的转接及其他同类、不同类通信设备的转接等，构成了电力系统复杂的通信网络结构。

2.2.5 通信范围点多面广

除发电厂、供电局等通信集中的地方外，供电区内所有的变电站、电管所也都是电力通信服务的对象。很多变电站地处偏远，通信设备的维护半径通常达上百公里。

2.2.6 无人值守机房居多

通信点的分散性、业务量少等特点决定了电力通信各站点不可能都设通信值班。事实上除中心枢纽通信站外，大多数站点都是无人值守。这一方面减少了费用开支，另一方面又给设备的维护维修带来了诸多不便。我国电力通信的发展

电网的发展离不开通信的支持，可以说电力通信的发展是和电网的发展同步的。在 40年代，我国除东北有几条输电线外，其他地区都处于以城市为中心的孤立系统阶段，调度通信主要依赖明线电话，长距离调度则使用日本生产的电力线载波机。

到了五六十年代，我国工农业生产迅速恢复发展，用电量出现激增，东北、华北电网相继建成，而公网通信的落后局面难以满足电力调度的基本需要，以明线电话、电力线载波和电缆通道为主要方式的电力通信也迅速发展。此时我国使用的电力线载波机主要是苏联进口的，并开始自己研制开发生产。70年代电力系统开始在一些信息需求量大和重要部门采用微波通信，但进程缓慢。到70年代末期，我国电力通信中电力线载波通信占居主导地位，其他有小容量(120路以下)FDM模拟微波、邮电多路载波、电缆及架空明线等，交换机多为小容量机电式，不少地方还使用磁石电话。全国有三十多个十万千瓦以上的电网没有通信干线，只有部分地区开始形成了各自独立的通信网。华北、东北、华东三大电网每万千瓦容量仅能提供20个左右的话路公里，与国外差距很大。网调和省调到一些主要厂站的通信不够完善，甚至到(电力/水电)部调度中心也没有自己的通道。由于通信电路不健全，自动化水平低，造成很多大面积停电事故和系统振荡事故，扩大和延长了事故处理时间，给工农业生产带来很大的影响。现有电力通信系统已远远不能满足电网统一调度和安全经济调度的需要，更不能适应生产、基建、现代化管理的需要，通信的落后已成为电力工作的薄弱环节之一。

进入 80年代以来，我国电力事业和电力系统迅猛发展。大电站、大机组、超高压输电线路不断增加，电网规模越来越大。电网的发展必然对电网管理和技术提出更高的要求，这就要求电力系统通信更加完善和先进。与此同时，信息时代的到来，促进了全球范围内电信科技的全面、多维发展，各种新兴的通信技术不断出现。通信设备性能越来越先进，价格越来越低廉。数字微波、卫星通信、光纤通信、移动通信、对流层散射通信、特高频通信、数字程控交换机等新兴通信技术在电力系统中得以逐步的推广使用。

80年代是我国电力通信大发展时期。1978年国家根据电力生产的特殊需求，正式批准建设电力专用通信网。自此，我国电力通信事业伴随着电网的迅猛拓展以前所未有的速度一路凯歌。从70年代末，电力系统就开始了数字化网络建设，为中国通信事业的发展历史写下了光辉的一笔。1979年，电力系统开始建设亚洲第一条1000km以上PCM480数字微波线路——京汉微波，到1981年全线陆续开通。1982年，与国内最早开通的光纤电路差不多同时，电力系统第一条光纤通信线路在山西太原供电局投运。同年，原水利电力部建成以北京为中心，连接南宁、广州、成都等地面站的卫星通信系统。同时，无线通信系统也在电力通信中推广使用，一些地区还实现了无线与有线电话网的联接。到1990年初，电力系统已拥有微波电路18000km，110kV及以上输电线载波电路26万话路千米，卫星地面站6座，光纤电路37条337km，无线移动电台2万多部，此外，还有一些散射、电缆等无线或有线电路。程控交换机达30多台、容量约4万门(线)，多数用于部、网、省汇接中心，通过汇接中心，电力系统内有200多个单位的交换机实现了直拨联网，初步构成了以微波、卫星通信为主干线路，覆盖全国大部分省区的电力通信网，成为我国仅次于军队、铁路的第三大专用通信网。同时，自上而下成立了电力通信网建设和管理的专门机构，明确了通信建设是电网建设和完善的一个重要组成部分，及电力通信网“统一规划、分期建设、分级管理”的基本原则，逐步形成和完善了一套指导建设电力通信网的技术政策，制订了有关通信的规章制度和技术要求，培养出了一批熟悉通信设计、建设、运行、维护、管理的人才。

90年代我国电力通信网得到了进一步的发展壮大，各种新技术新设备不断得以应用，传输网、交换网等得到进一步完善，数字数据网、监测网、互联网、支撑网等也逐步建立和引入。我国电力通信的现状

4.1 我国电网发展概况

经过几十年的努力，我国的发电设备装机容量和发电量、电网规模均居世界前列，形成了以大型发电厂和中心城市为核心、以不同电压等级的输电线路为骨架的各大区、省级和地区的电力系统。到 1998年年底，我国发电机装机容量已达2.77亿kW，年发电量达到11577亿kW·h，居世界第二位。自1981年中国的第一条500kV葛—沪输电线路投入运行以来，500kV的线路已逐步成为各大电力系统的骨架和跨省跨地区的联络线。目前全国电网已基本上形成了500kV和330kV的骨干网架，大电网已覆盖全部城市和大部分农村。以三峡为中心的全国联网工程的启动，标志着我国电网进入了远距离、超高压、跨大地区输电的新阶段。现阶段我国电网发展的重点是大区电网互联和城市电网、农村电网的改造。

三峡工程的开工建设，使以三峡为中心的全国大区电网互联的步伐加快。目前，三峡电力系统正在紧张施工，福建、华东电网的联网工程也已展开，将形成由华中、华东、四川、重庆和福建电网组成的强大中部电网。华北、华中电网 2001年就有望实现联网运行。我国电力网已经由80年代中期以高参数、大机组、高电压为特征，发展到以大区电网互联、建设全国统一联合电网为特征的崭新时期。

4.2 我国电力通信事业取得的成就

与电网的发展相适应，几十年来我国电力通信取得了长足的进步，在现代化电力生产和经营管理中发挥着越来越重要的作用，名符其实地成为现代电网安全稳定和经济运行的三大支柱之一。

4.2.1 形成了覆盖全国的电力通信综合业务网

电力通信网已基本形成了由数字微波通道、卫星通道及光纤通道构成的以北京为中心覆盖全国 36个电力集团公司和省电力公司的主干网架，以及以北京为中心的四级汇接五级交换的全国性电话自动交换网、全国电力电话会议网、中国电力信息网、数字数据网和分组交换网。到1999年，电力通信网已拥有数字微波通信线路64000km，电力线载波电路65万话路千米，各种光缆线路6000km，卫星地球站36座，交换机容量约60万门，以及其他的通信线缆等。在北京、上海、沈阳、哈尔滨、广洲等地区还建成了800MHz集群移动通信系统、寻呼系统。电力通信业务范围包括调度及行政电话、远动信息、继电保护信号、计算机数字数据通信、会议电话、电视电话等综合业务。

4.2.2 技术装备水平有了很大提高

从五六十年的双边带电子管电力线载波机、明线磁石电话到今天的 SDH光纤通信系统、数字式电力线载波机、数字程控交换机、ATM交换机，我国电力通信技术装备水平产生了质的飞跃，基本上适应了现代通信发展的潮流和现代电网发展的需要。

4.2.3 通信机构和通信队伍已具规模

从国家电力公司到各网局、省电力公司、发电厂、县市农电局，以及电力科研、教学、设计、施工单位等，都设有相应的通信机构。目前我国电力通信队伍约有三万多人，其中有相当一部分具有大中专以上学历。通信机构的完善和通信队伍的培养状大，为电力通信的发展提供了组织保证和人才保证。

4.2.4 造就了良好的科研学术氛围

成立了中国电机工程学会电力通信专委会，并定期两年一次举办学术会议。创办了全国性的学术期刊《电力系统通信》，一些地方电力部门也办起自己的刊物，如广东的《广东电力通信》等。从国家电力调度通信中心领导到电力通信生产一线人员，一批致力于电力通信的专业人士跟随世界潮流，结合国内现状，撰写了大量学术性、技术性论文，在探讨中国电力通信的发展走向、解决生产实际问题等方面做出了有益的探索和贡献。

4.2.5 制订了一系列各项管理标准和技术规范

企业标准体系是企业现代化管理的重要组成部分。多年来，从国家电力公司(水电部/电力部)到各地方电力部门都逐步制订和完善了有关电力通信各专业的管理、运行、设计、测试的标准、规程、规定和规范、原则，对电力通信网的建设、运行和管理起了统一化、规范化的作用，也为企业创一流打下了良好的基础。

4.3 我国电力通信存在的主要问题

虽然我国电力通信已发展成为具有多种通信方式和具备一定能力的较为完整的通信网络，但纵观全球电信发展的大趋势和世界各国电力通信发展的方向，尤其面对新形势下大区电网互联乃至全国联网、电力市场等对电力通信提出的新的要求，处于世纪之交的我国电力通信还不能真正满足未来业务发展的需要。4.3.1 通信网网络结构比较薄弱

目前电力通信主干网络基本上成树型与星型相结合的复合型网络结构，难以构成电路的迂回，一旦某一线路出现故障，不能有效地通过迂回线路分担故障线路业务。网络管理水平亦不高，管理系统只能对电路进行分路监测和简单的控制。

4.3.2 干线传输容量不足

通信网内主干电路容量一般只有 34Mbps，少数 为140Mbps和155Mbps，而主干电路区段化使用的情况十分严重，网内主要节点之间话路紧张，极大地制约了宽带新业务的开拓。

4.3.3 通信体制落后，干线电路超期服役严重

干线微波电路主要是 PDH传输体系，不少已运行十多年，到了或超过报废期限，急需更新换代。交换设备不少是空分制，不通过改造升级难以实现综合数字业务。

4.3.4 网络接入和网络管理薄弱

目前电力通信网用户接入系统薄弱，一般都是电话线，电路的用户接口基本上也都是模拟式信号接口，不能传输调整数据信息。网络管理系统只是刚刚起步，只能对电路进行分路监测和简单的控制。由于通信规约、接口等不能统一，网内设备、通信方式的多元化以及传输网现行体制的限制，网管系统所需要的信息很难收集，难以集成一个完整的网管系统。

4.3.5 通信网发展的规划、标准、规范等的制订不及时、不完备

作为国家通信的组成部分，电力通信网的标准、体制等不仅要符合国家和国际标准，还要满足电力系统的特点和要求。由于新技术应用更新周期很短，通信网发展很快，有关相应部门不能及时制订出指导性的规划、标准、规范等，在一定程度上影响了全国电力通信网作为一个有机整体的发展。

4.3.6 各地发展极为不平衡

由于各地经济发展水准不等、领导重视程度各异等原因，在电力通信上也表现为发展极不平衡，一些地区、单位已实现数字化、光纤化环网，有能力向社会提供通信业务。有些地方甚至偏远变电站连最基本的调度电话也不能保证。新形势下电力通信面临的机遇和挑战

近年来，全球范围内电信体制改革，放松管制、打破垄断、引入竟争机制已成为势不可挡的潮流。中国的改革开放正在步步深化，其中电力和电信的改革已走在了前列。电力工业和通信产业结构的调整和重组，电力通信利用改革之机最终推向市场和电力系统开放电力通信市场已是大势所趋。电力行业的改革、市场化运营、电网互联等，也对电力通信提出了新的要求。各种通信新技术的不断涌现，更为电力通信的发展提供了良好契机。电力通信将如何走，如何抓着机遇，迎接挑战，使电力通信能更好地适应电网的发展和在今后激烈的市场竞争中立于不败之地，已成为摆在每个电力通信人员面前的严峻课题。

做为全国最大的专网之一，电力通信在走向市场参与竞争中有其得天独厚的优势，电力系统有着较为完善的通信基础设施和潜力巨大的路由资源(包括可复设光纤等通信线路的中高压电力线路、城市地下管道及可用于未来数据传输的低压入户电力线路等)，有着强大的科研、设计、施工、运行管理队伍和健全的组织机构，有为用户提供综合业务服务的能力和经验等。但也存在很多不足，除以上所述网络结构薄弱等问题外，在经营管理上，由于长期以来电力通信一直从属于电力主业，强调电力通信的经济性寓于整个电力系统的经济性之中，通信人员没有经济效益的观念，缺乏经营管理经验和人才，多数系统也不具备网络管理和计费功能。

电力通信的战略地位必须首先为电力行业服务，因为电力通信的物质基础是电力系统，其生存基础是特殊的保障性通信。就发展来看，通信网要统筹考虑，按照普遍服务原则，采用最新电信网技术和设备，高起点、高标准，加快发展。电力通信的改革，将最终实行公司化运营，要面向开放的市场。

光纤通信系统发展综述 第6篇

通信设备配送管理系统设计与实现的综述

通信设备配送管理系统设计与实现的综述

王云凤

（电子信息与控制工程系，宜宾职业技术学院，宜宾，四川，644000）

摘要：设备配送大多缺乏高效、快捷的管理系统，因此，进行基于Internet的物流配送技术研究，向企业提供先进的管理软件和运作平台，为之提供低成本、高效率的配送服务，整合社会的物流资源，已成为迫切需要解决的问题。经过对一些物流企业的调查，发现普遍存在信息化程度不高、物流内耗大、效率低等问题。为解决这些问题，本文详细介绍了物流管理系统的配送系统部分。本文针对企业的配送管理做了以下几个方面的研究：首先，分析目前物流配送企业的管理现状，研究了关于短路径、订单合成的算法，提出了基于配送中心选取、配送计划制定的策略。其次，分析了系统的功能需求，对企业配送管理业务流程进行了研究，设计r系统的功能结构、软件体系结构、数据库与数据结构关系以及系统测试案例。最后，介绍了系统实现所用的软件技术的特点，介绍了系统实现的关键算法流程、系统的典型运行界面，描述了配送管理系统的实现情况以及软件系统实旌后所产生的效果。

关键词：物流系统；合成配送；ASPNET技术；RFID；UML 中图分类号：TP315 文献标识码：B1 引言

物流，这个被称为”第三利润源泉”的事物，是企业提高竞争力的重要途径之一；而配送，又是物流中的重中之重。有效的提高配送效率，降低配送成本，是物流中的关键。配送管理的目的是为了减少流通环节，降低商品成本，增强企业竞争力，但是仅依靠人工管理是不容晏达到这个目的的，因此在电子商务、计算机网络时代，智能配送应运而生。智能配送是指在作配送规划时，运用计算机的

技术、图论、运筹、统计、GIS等技术，由计算机根据配送的要求，选出一个最佳的配送方案，包括配送路线、使用车辆、装载的商品等内容。目的是解决在实际配送中，由于路途、运输工县、要货周期等条件的制约，配送规划难以制定的难题。建立可靠而高效的物流配送系统是电子商务中实现简化业务流程、降低企业运作成本、增强市场竞争力的有力保障。随着电子商务的快速发展对物流配送系统提出的更高要求，研究如何开发物流配宜宾职业技术学院

通信设备配送管理系统设计与实现的综述

送软件，通过计算机实现快速、合理地安排配送计划是非常有意义的。

计开发建摸语言进行系统的功能模块划分、逻辑模块的设计、数据库的设计等；系统体系结构设计采用基于B／S的三层结构模式，使表现层、逻辑层、数据层分开设计，采用模块联结的方式，增强了系统的可维护性和可升级性。2 基于WEB应用的配送管理系统

文献[1]研究的主要内容是配送管理系统的设计与开发，系统从需求分析着手，整个系统开发按照生命周期法与原形法结合的开发结构，采用软件工程的分糖设计思想，运用UML设

图1 配送系统体系结构图 基于UML配送管理系统

文献[2]建立的配送管理系统，整体上按照面向对象技术的思想和方法进行分析和设计，利用UML进行系统采用UML建模使系统开发人员、建模，使用Rational Rose 2003作为系统建模工具，Java作为程序设计语言，SQL Server 2005作为系统的数据库。

系统用户、分析人员、测试人员、管宜宾职业技术学院

通信设备配送管理系统设计与实现的综述

理人员之间均可以从中得到有用的信息．便于各方人员交流。在分析和设计系统的过程中。充分认识到系统建模对于系统的最终实现具有重要的意义．运用合适的系统的分析与设计工具对于系统的开发是有很大的帮助作用的。在本文中运用了UML作为系统建模语言，它从不同的方面，采用了不同的视图，全面地分析出系统的静态和动态结构，为系统的实现提供了除了考虑系统的总费用最小外，还应考虑系统的总配送响应时间最短。根据建模的假设条件，建立了基于时间竞争的配送系统多目标非线性规划模型，按照模型决策空间所具有的特殊结构，设计了一种求解模型的启发式算法。用实际调研的数据作为算侧对模型进行了数值演算，结果表明，模型实用，算法有教。

依据。基于RFID技术配送管理系统

文献[3]在现有仓库管理系统的基础上，设计了以RFID技术为读写手段的物资配送管理系统。应用该系统可实现对物资信息的自动采集和汇总处理，有利于完成物资出入库、盘点的自动化作业和运输过程的跟踪监控，提高了物资配送效率，达到应急目的。统，采用Mapxtreme forJava 来架构地图服务器，采用MapInfo + TransCad 进行GIS 的制作和管理[5]。设备呼叫配送中心管理系统

用UML建模语言进行系统需求分析，开发来电管理、工单管理、汇总报表和系统管理等功能模块。设计并开发基于医疗设备呼叫配送中心工作流的信息化管理系统。

系统利用UML建模方法分析需求，采用C／S架构、面对对象VC++编程语言和Microsoft SQLServer2000数据库服务器进行开发。

利用UML用例图分析需求，可以体现出系统需要的高级功能呼叫配送中心主要工作流程如下：

(1)设备租用流程：接听电话后，确认设备处于空闲状态，然后填写并打印设备租用工单、设备配送工单，5 第三方物流实时配送管理系统

采用J2EE技术和GIS技术设计了面向第三方物流企业的B2B和B2C实时配送管理系统。详细介绍了系统的功能结构、配送计算机网络拓扑结构、系统配置方法，采用TransCad实现配送路网制作方法，基于MapInfo的GIS显示功能设计过程，以及两者的融合接口方法。

采用JSP 技术来构建物流配送管理系 宜宾职业技术学院

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配送人员把设备送达。

(2)设备归还流程：接听电话后，确认需要归还的设备。在系统中调出设备租用工单信息，填写工单中设备归还的信息，打印设备配送工单，配送人员将设备取回配送中心。

(3)设备维修流程：接听电话后，填写并打印设备维修工单、设备配送工单，配送人员把故障设备送达设备器材科。

(4)工作量统计：每个月底统计配送中心人员工作量，进行量化考评。7 网络化配送管理系统

图2 系统体系结构

网络化配送管理系统的体系结构分为界面层、功能层和数据库层，如图2所示。

(1)界面层是系统与用户的接口，系统尉户包括发运员、仓库管理员、配送人员、计划人员和管理人员等，这些用户分散在物流配送过程的各个环节，受到地理位置和网络接入等各

种条件的限制，需要多种接入方式访问系统以完成相关业务操作。

(2)功能层由应用功能模块、外部集成模块和内部集成模块三部分组成。应用功能模块提供配进管理工作中的业务逻辑处理功能，它包括提供异地多仓库管理、需求管理、统计分析、发运管理、系统管理等一系列功宜宾职业技术学院

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能模块。外部集成模块通过Internet连^客户需求发布系统，实时接收客户需求信息。该模块提供邮件及基于RosettaNet框架的Web Service等多种形式的接¨，以满足与不同平台、架构系统集成的需要。内部集成模块实现系统与企业内部其他信息系统的集成。通ERP接口，系统将处理后的需求信息传递到生产管理环节，组织生产；通过STL接口与决策支持系统集成，通过SMS接口和POS机接口与手机、POS机及其他移动通信终端相连。

(3)数据库层是系统的基础，其主要功能是实现对数据的存储、查询及维护，解决各功能模块对数据库的访问及异种数据库间的互操作[7]。

“三个应用层次”进行设计及设计，CDMS系统体系结构采用c／s构架，数据库选择Sybase ASE，开发工具选择Power Bui1d。系统采用了“分布采集，分布存储，统一处理”的策略，建成了以1台小型机、若干台PC服务器为中心，以Internet为通讯载体的虚拟广域网[8]。结论与展望

在研究配送系统的业务流程的基础上，提出了设计开发出一套实用的配送管理系统，这种配送管理系统提出了一种新的管理思想，并且运用了实用的订单合成算法，这样对于提高配送效率，减少成本有着很大的意义。

通过对配送管理系统的设计和实现，作了以下几个方面的工作，首先，分析了配送管理现状，提出了配送中心选址和订单合成算法。其次，按照软件工程的思想，从系统的需求分析、业务流程、功能结构、软件体系结构、数据库与数据结构关系、系统测试设计等方面，设计了实用性高的配送管理系统。其次，采用ASPNET技术，结合WebService等先进软件技术的应用，实现了配送管理系统。同时，描述了配送管理系统的实现情况以及软件系统实施后所产生的结果。

系统还存在很多地方需要完善，8 连锁配送管理系统

设计解决的关键问题：建立一个连锁配送管理系统(CDMS)，即配送中心管理系统。主要负责连锁店分店的进货、销售、库存业务，包括商场价格管理，进货管理，库存管理，销售管理，核算管理，配送管理等多个块。配送中心及各分店在各自经营地域内搭建独立的局域网络，配送中心与分店之间的数据交换通过在Internet上租用的虚拟空间进行，并且通过加密软件系统实现数据安全传输。

按照“一个系统”、“两级设计”、宜宾职业技术学院

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根据不同的企业经营方式，需要的优化方式也存在着不同，算法思想只有不断的提高才能适应需求；存在一些

条件限制没有考虑进去：系统有待完善，需要成熟[1]。

参考文献：