時間:2023-04-20 18:09:18
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇通訊論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
ADS通過加入延遲線對光信號在一個比特周期內進行兩次采樣,獲取信號的相圖[10],即二維幅度直方圖,并進行傳輸損傷分析。采用ADS技術的OPM模塊結構如圖1(a)所示,待測的WDM光信號以帶寬為1nm的光帶通濾波器(BPF)進行選通,濾除相鄰信道光信號功率,但不影響選通信道的被監測光信號的波形狀態;光電探測器(PD)輸出電信號經帶寬為0.8倍信號符號率的低通電濾波器(LPF)消除帶外噪聲干擾;再進行3dB分路,一路以可調電延遲線(VDL)引入Δt延遲;最后以外部圖1ADS原理。(a)ADS光性能監測器結構圖;(b)10Gb/sNRZ-OOK半比特ADS示意圖Fig.1PrincipleofADS.(a)StructureofthedelaytapsamplingOPMmonitor;(b)halfbitdelaytapsamplingof10Gb/sNRZ-OOK時鐘驅動的低采樣速率的模數轉換器(ADC)對兩路電信號進行采樣并對采樣后數據做進一步處理。以10Gb/sNRZ-OOK信號為例說明半比特ADS原理,如圖1(b)所示。其中Tb=100ps為信號比特周期;以可調電延遲線設定3dB分路之后的一路電信號延遲時間為Δt=50ps,即半比特延遲;如采用80MSPS的14-bit分辨率雙輸入ADC,例如AD9644,進行異步降頻采樣,則采樣周期Ts=12.5ns,Ts與Tb無關,且TsTb;雙路ADC的每次采樣包含兩個采樣點E(xi)和E(yi),對應的時間差為Δt,將兩路采樣點進行幅度值的歸一化,之后再以X-Y模式做二維散點圖可得ADS相圖。在NRZ-OOK半比特ADS相圖中,沿45°對角線的兩端代表0、1電平的不同組合狀態(0,0)和(1,1);其間的過渡點對應眼圖中波形的上升和下降沿,沿-45°對角線的最大寬度反映其斜率。ADS相圖中包含被測信號相同或相鄰比特周期間的過渡態信息,能夠反映信號波形受傳輸損傷影響的狀態,可用作OPM。
OPM仿真驗證
對光信號速率、碼型調制格式透明,并能同時監測多種傳輸損傷是OPM技術的核心要求。在10Gb/s及更低速率系統中,NRZ-OOK為代表的強度調制直接檢測(IM-DD)系統因調制和接收器件簡單、成本低而占據主導地位。但在40Gb/s及更高速率的系統中,由于CD和PMD容限的降低和對頻譜效率要求的提高,NRZ-OOK調制不再適用于長距離傳輸。而以相位輔助強度調制,如ODB,也稱相位整形二進制傳輸(PSBT)和相位調制,如RZ-DPSK等為代表的先進調制格式由于損傷閾值高、頻譜效率高而受到重視[20]。以上述三種碼型調制格式為監測對象,基于OptiSIM4.0商業仿真軟件平臺構建采用ADS和ANN技術的OPM仿真系統,驗證所提出方案的透明性和損傷參數集總監測能力。
110Gb/sNRZ-OOK
10Gb/sNRZ-OOK光性能監測系統如圖3(a)所示,1550nm連續光源(CW)經工作于正交傳輸點的無啁啾馬赫-曾德爾調制器(MZM)進行外調制產生NRZ信號,數據源為10Gb/s偽隨機二進制序列(PRBS),其序列長度為27-1。級聯的摻鉺光纖放大器(EDFA)和可調光衰減器(VOA)用于調整系統的OSNR值,通過設置不同單模光纖(SMF)的傳輸距離和CD、PMD系數來模擬不同程度的CD和DGD傳輸損傷,入纖光功率保持為0以消除非線性效應影響。包含損傷的光信號一部分經PD光電轉換后以示波器(OSC)顯示眼圖作為參考,另一部分經ADS監測器進行Δt=50ps,即半比特延遲采樣和數據采集,最后通過提取相圖特征參量對ANN模型進行多損傷監測的訓練和測試。光通信性能監測系統圖中的細實線代表電路連接,粗實線代表光路,而虛線代表信號數據,下同。NRZ信號在不同損傷條件下的眼圖與相圖如圖3(b)所示,OSNR導致信號1電平和過渡點幅度分布展寬;CD和DGD均導致信號時域展寬,但CD導致信號消光比降低,相圖點沿45°對角線外擴,而DGD導致信號波形三角化,相圖出現非對稱性。根據不同損傷參數特點,提取相圖特征參數,其中珡m和σm分別為相圖采樣點到原點距離的均值和標準差;珋θ為相圖采樣點角度平均值;Qd=(μ1-μ0)/(σ1+σ0)類似眼圖中Q值的定義,以相圖中沿45°對角線上采樣點區分0、1電平,求其均值和標準差得對角線Q值。以上述4個參數構成如圖3(c)所示ANN模型的輸入向量,OSNR,CD,DGD參數構成輸出向量,MLP-3包含26個隱元,采用擬牛頓(Quasi-Newton)算法作為訓練算法,ANN的訓練使用張齊軍教授開發的NeuroModeler軟件包。為了驗證ANN模型監測傳輸損傷的性能,以125組不同損傷條件下相圖參數構成訓練樣本,其中OSNR分別為40,36,32,28,24dB;CD分別為0,200,400,600,800ps/nm;DGD分別為0,12,24,36,48ps,對ANN進行訓練。在訓練完成后,以另外的64組不同損傷參數,其中OSNR分別為38,34,30,26dB;CD分別為100,300,500,700ps/nm;DGD分別為6,18,30,42ps,構成測試樣本對ANN的預測輸出進行測試。10Gb/sNRZ-OOK光性能監測結果如圖4所示,其中ANN模型在200次迭代之后的訓練誤差Etrain=0.008,ANN模型預測輸出與測試樣本相關系數Rc=99.3%,損傷參數監測的均方根誤差分別為EOSNR=0.1dB,ECD=8.34ps/nm和EDGD=0.92ps,在監測損傷參數的測量范圍內,監測誤差小于5%。
240Gb/sODB
40Gb/s光通信系統與10Gb/s系統相比,CD容限減小16倍,PMD容限減小4倍,NRZ-OOK調制的無電中繼再生可傳輸距離大大縮短。ODB調制格式采用三電平調制,非連續的相鄰1電平之間相位相差π,在CD、PMD或濾波器效應引入波形展寬時,產生干涉相消,使0電平保持低電位,從而大幅提高其對色散損傷的閾值,而且其頻譜較NRZ-OOK調制更窄,有利于窄信道間隔的WDM傳輸[20]。同時,ODB調制格式只需改動發射機,而接收機不變,在性能和復雜度之間實現折中。40Gb/sODB光性能監測系統如圖5(a)所示,信號源產生40Gb/sPRBS,其序列長度為27-1,首先進行雙二進制預編碼,之后經帶寬為10GHZ的低通濾波器產生三電平驅動信號,在工作于傳輸零點的MZM中對1550nm的CW光源進行外調制得ODB信號,入纖功率保持為0,消除非線性效應影響。光纖鏈路中OSNR、CD和PMD三種傳輸損傷的模擬與眼圖監測部分與4.1中相同,ADS監測器的延遲為半比特,即Δt=12.5ps。不同損傷條件下的ODB信號眼圖與ADS相圖如圖5(b)所示,OSNR降低導致0、1電平和過渡點幅度值均勻展寬;CD導致波形三角化,相圖中第3象限采樣點外擴;DGD導致波形斜率降低,消光比減小,相圖點沿對角線方向閉合。根據相圖變化特點提取特征參數,其中珡m、σm、珋θ和Qd與4.1中相同,σm3為相圖第3象限采樣點到原點距離的標準差。以相圖特征參數為輸入向量,監測損傷參數為輸出向量構造ANN模型如圖5(c)所示,采用擬牛頓訓練算法,隱元數目為32個。以125組不同的傳輸損傷組合構成訓練樣本,其中有OSNR分別為42,38,34,30,26dB;CD分別為0,40,80,120,160ps/nm;DGD分別為0,4,8,12,16ps,對ANN進行訓練。以64組不同的傳輸損傷組合構成測試樣本對訓練完成的ANN模型進行預測輸出的檢驗,其中有OSNR分別為40,36,32,28dB;CD分別為20,60,100,140ps/nm;DGD分別為2,6,10,14ps。監測結果如圖6所示,ANN模型訓練誤差Etrain=0.031,預測輸出與測試樣本相關系數Rc=97.6%,損傷監測均方根誤差為EOSNR=0.72dB,ECD=3.24ps/nm和EDGD=0.49ps,測量范圍內的監測誤差小于5%。
340Gb/sRZ-DPSK
一、電力通訊自動化設備
(一)載波通訊設備
一個完整的載波通訊系統,按功能劃分,大體分為調制系統、載供系統、自動電平調節系統、振鈴系統和增音系統。其中前四部分是載波機的主要組成。
1.載波機。電力線載波機概括起來由四部分組成:自動電平調節系統、載供系統、調制系統和振鈴系統。載波機類型不同,各自系統的構成原理、實現方式等都有所不同。調制系統:雙邊帶載波機傳輸的是上下兩個邊帶加載頻信號,只要經過一級調制即可將原始信號搬到線路頻譜;單邊帶載波機傳輸的是單邊帶抑制載頻的信號,一般要經過兩級或三級調制將原始低頻信號搬往線路頻譜。自動電平調節系統:此系統的設置是為補償各種因素所引起的傳輸電平的波動。在雙邊帶載波機中,載頻分量是常發送的,在接收端,將能夠反映通道衰減特性變化的載頻分量進行檢波、整流,而后去控制高載放大器的增益,即可實現此目的;單邊帶載波機,設置中頻調節系統,發信端的中頻載頻一方面送往中頻調幅器,另一方面經高頻調幅器的放大器送往載波通路,對方收信支路用窄帶濾波器選出中頻,放大后,一方面送中頻解調器進行同步解調另一方面作為導頻,經整流后,再去控制收信支路的增益或衰減,從而實現自動電平調節。振鈴系統:為保證調度通訊的迅速可靠,電力線載波機均設置樂自動交換系統以完成振鈴呼叫自動接續的任務。雙邊帶載波機是利用載頻分量實現自動呼叫,單邊帶載波機則設有專門的音頻振鈴信號。載供系統:其作用是向調制系統提供所需載頻頻率。在雙邊帶載波機中,發信端根據調制系統的需要,一般設有中頻載頻和高頻載頻,而且收信端除設有一個高頻載頻振蕩器外,中頻解調器的載頻則主要靠對方端送過來的中頻載頻,以實現載頻的“最終同步”。
2.音頻架、高頻架。在載波通訊中,如果調度所和變電站相距較遠,為了保證撥號的準確性和通訊質量,在調度所側安裝音頻架,而在變電站側安裝高頻架,兩架之間用音頻電纜連接起來。載波機按音頻架、高頻架分架安裝后,用戶線很短,通訊質量明顯提高,另外給遠動通路信號電平的調整也帶來方便。同時,話音通路四線端亦在調度所,便于與交換機接口組成專用業務通訊網。
(二)微波通訊設備
根據微波站的作用,所承擔任務的不同,微波站分為不同類型。根據站型的不同,其設備也有所不同。但一般來說,包括以下設備:終端機、收發信機、天饋線、微波配線架、電源、蓄電池、鐵塔等。
1.收、發信機。微波收、發信機的主要任務就是在群路信號與微波信號之間進行頻率變換。在發信通道,頻率變換過程是將信號的頻率往高處變(群路信號變為微波信號),即上變頻。在收信通道,頻率變換過程是將信號的頻率往低處變(微波信號變為群路信號),即下變頻。
2.終端機。微波通訊系統中,必須有復用設備作為終端機,其作用是:在發信端,將各用戶的話路信號,按一定的規律組合成群頻話路信號;在收信端,將群頻話路信號,按相應規律解出各個話路信號。
(三)光纖通訊設備
光纖通訊系統主要包括光端機和光中繼機以及脈沖編碼調制PCM數字通訊設備。
1.光端機。光端機是光纖通訊系統中主要設備。它由光發送機和光接收機組成。在系統中的位置介于PCM電端機和光纖傳輸線路之間。光發送機由輸入接口、光線路碼型變換和光發送電路組成。光接收機由光接收定時再生、光線路碼型變換和輸出接口等組成。光端機中還有其他輔助電路,如公務、監控、告警、輸入分配、倒換、區間通訊、電源等。在實際應用中,為了提高光端機的可靠性,往往采用熱備用方法,使系統在主備狀態下工作,正常情況下主用部分工作,當主用部分發生故障時,可自動切換到備用部分工作,目前應用較多的是一主一備方式。光端機各主要組成部分作用如下:輸入接口:將PCM綜合業務接入系統送來的信號變成二進制數字信號。光線路碼型變換:簡稱碼型變換,將輸入接口送來的普通二進制信號變換為適于在光纖線路中傳送的碼型信號。光發送電路:包括光驅動電路、自動光功率控制電路和自動溫度控制電路。光驅動電路將碼型變換后的信號變換成光信號向對方傳輸。光接收電路:將通過光纖送來的光脈沖信號變換成電信號,并進行放大,均衡改善脈沖波形,清除碼間干擾。定時再生電路:由定時提出和再生兩部分組成,從均衡以后的信號流中抽取定時器,再經定時判決,產生出規則波形的線路碼信號流。光線路碼型反變換:簡稱碼型反變換。將再生出來的線路信號還原成普通二進制信號流。光端機一般采用條架結構,單元框方式。不同速率下工作的光端機,單元框的組成情況也不同。
2.光中繼機。在進行長距離光傳輸時,由于受發送光功率、接收機靈敏度、光纖線路衰耗等限制,光端機之間的最大傳輸距離是有限的。例如34Mbit/s光端機的傳輸距離一般在50~60km的范圍,155Mbit/s光端機的傳輸距離一般在40~55km的范圍,若傳輸距離超過這些范圍,則通常須考慮加中繼機,相當于光纖傳輸的接力站,這樣可以將傳輸距離大大延長。由于光中繼機的作用可知,光中繼機應由光接收機、定時、再生、光發送等電路組成。一般情況下,可以看成是沒有輸入輸出接口及線路碼型正反變換的光端機背靠背的相連。因此,光中繼機總的來說比光端機簡單,為了實現雙向傳輸,在中繼站,每個傳輸方向必須設置中繼,對于一個系統的光中繼機的兩套收、發設備,公務部分是公共的。3.數字通訊設備。一般來說,數字通訊設備包括PCM基群和高次群復接設備。PCM基群設備是將模擬的話音信號通過脈沖編碼、調制,變成數字信號,再通過數字復接技術,將多路PCM信號變成一路基群速率為2048Mbit/s信
號進行傳送,以及將收到的PCM基群信號通過相反的處理過程,還原成模擬的話音信號的一種設備。
二、電力通訊網絡的工作模式
通訊的目的是為了傳送、交換信息。雖然信息有多種形式(如語音,圖像或文字等),但一般通訊系統的組成都可以概括為:信源是指信息的產生來源,這些信息都是非電信息,要轉換成電信號,需要一種變換器,即輸
入設備。交換設備是溝通輸入設備與發送設備的接續裝置。它可以經濟地使用發信設備,提高發信設備的利用率。發送設備的任務是將各種信息的電信號經過處理(如調制、濾波、放大等)使之滿足信道傳輸的要求,并經濟有效地利用信道。載波通訊中,載波機的發信部分就是一種發送設備。信道是信息傳輸的媒介,概括地講分有線信道和無線信道。信號在傳輸過程中,還會受到來自系統內部噪聲和外界各種無用信號的干擾各種形式的噪聲集中在一起用一個噪聲源表示。接收設備和輸出設備的作用與發送設備和輸入設備作用相反,它們是接收線路傳輸的信息,并把它恢復為原始信息形式,完成通訊。在電力工業中,現已形成以網局及省局為中心的專用通訊網,并且已開通包括全國各大城市的跨省長途通訊干線網絡。在現行的通訊網中光纖通訊已占主導地位。隨著電力工業的發展,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;通訊技術發展突飛猛進,裝備水平不斷提高,更新周期明顯縮短。數字微波、衛星通訊、移動通訊、對流層散射通訊、特高頻通訊、擴展頻譜通訊、數字程控交換機以及數據網等新興通訊技術在電力系統中會得以逐漸推廣與應用。
三、結語
在合理規劃、設計和實施各種網絡的基礎上,如何為電力系統提供種類繁多、質量可靠的服務,就成為擺在電力通訊部門面前的一個重要課題,而建立一個綜合、高效的電力系統通訊資源管理系統則是解決這一問題的一項重要基礎工程,具有十分重要的理論意義和應用價值。
1開放式傳輸網絡技術
開放式傳輸網絡技術的性能比較穩定,具備非常多的接口類型還有數據,是一項專門為城市軌道交通進行服務的技術。然而,由于該技術缺乏統一的國際標準,造成其本身的封閉性,不利于進行系統的升級和優化。另外,我國在城市軌道交通方面的業務量越來越大,在寬帶不斷改進的環境下,開放式傳輸網絡技術已經適應不了寬帶的需求。
2同步數字傳輸技術
同步作數字傳輸技術,作為電信骨干網中非常重要的一部分,比開放式傳輸網絡技術顯得更加成熟和優秀。該技術具備統一的國際標準,為系統的更新換代提供了可能性,另外還有自愈以及網管的功能。但是,該技術還有一些欠缺,例如,語音業務是同步數字傳輸技術主要服務項目,因此在數據和圖像業務方面還存在著不足。
3異步轉移模式技術
異步轉移模式技術的優勢在于,一是業務服務對象比較多樣,可以給各種業務提供服務,特別是在視頻的相關業務中,其效果非常明顯;二是能夠有效地提高寬帶的使用效率,這是因為該技術屬于面向連接的技術,使用統計復用功能就能實現寬帶利用率的提高。然而,由于異步轉移模式技術系統的復雜性,導致該技術不夠準確可靠,此外該技術的成本比較高,這也對該技術的發展產生了不利的影響。另外值得一提的是,隨著各種新型通訊新技術的開發和涌現,軌道交通的業務有了相當程度的發展,新型的業務不斷成熟,對寬帶的需求也有所上升。在未來城市軌道交通信息通訊系統中,將會采用千兆以太網技術和粗波分復用技術。其中,千兆以太網技術,能夠和以太網及快速以太網兼容,并且具有直接、快速的特點,設備比較便宜,傳輸距離長,在一定程度上能夠讓城市軌道交通信息通訊系統組網的要求得到滿足,而且也解決了以太網存在的缺陷;粗波分復用技術,已成為大容量電信骨干網的首選,它具有操作簡單、價格便宜以及容量大等優點,未來城市軌道交通信息通訊系統中可以充分利用粗波分復用技術,值得推廣。
二城市軌道交通信息通訊系統的其他子系統
1公務電話系統
公務電話系統作為軌道交通運營控制的重要通訊工具,主要是用于軌道交通線內部的一般公務通信,并且連接了市話網和一些相關的軌道交通線的公務電話網。在軌道交通線內部,可以直接通過撥號進行通話;如果與公用電話網的用戶通話,那么是由全自動或是半自動的出入局來完成呼叫。另外,該系統應該要有其他普通程控交換系統所不具備的功能,例如,和時鐘系統的時間達到一致。
2專用電話系統
專用電話系統是軌道系統所專用的,是為軌道交通行車指揮、系統能夠正常運行所專門設置的通信設備,主要負責的是控制中心和各車站的列車、電力、防災及公安等方面的調度,并且還提供了緊急電話、調度電話以及站間電話業務。在軌道交通中使用專用電話系統,有利于工作人員指揮列車的運行,以及進行設備的操作,同時也為行車調度提供了有力的支持。在應對突發狀況時,為了快速解決事件,可以把系統內部的每臺電話都設置成熱線電話,進而保障行車安全。
3閉路電視監控系統
閉路電子監控系統通過圖像通訊,能夠跟蹤、監控和記錄實時的動態圖像。該系統還具有指揮和管理的功能,有利于實現城市軌道交通自動化調度和管理。另外,電視監控系統的傳輸具有不對稱的特點,導致車站到中心需要比較大的寬帶,而中心到車站運用低速的數據業務即可。就目前來看,ATM技術仍是電視監控系統中最佳的傳輸機制,該系統可以利用ATM技術按需求連接、分配帶寬的特點,保證圖像的質量,同時也節省了所占的寬帶。
4廣播系統、時鐘系統、無線系統、電源系統
廣播系統由控制中心廣播系統、停車場廣播系統組成。首先廣播系統采用的是模塊化的設計,因而結構很簡單,便于操作和安裝;其次該系統具備很好的兼容性以及一致性,采取的是進口數字音頻信號處理設備,可以根據需要進行自由組合。時鐘系統主要有設在控制中心的GPS接收設備、主控母鐘、各站鋪助母鐘、子鐘以及傳輸設備等組成,其作用在于為乘客與工作人員提供標準時間,并且為其他系統提供統一的時間信號,從而實現全縣統一的時間標準。無線通信系統包括列車無線通信、公安無線通信以及消防無線通信。是為列車運營、電力供應、日常維修、防災救護提供指揮手段的專用通信系統。電源系統由配電設備、整流設備和蓄電池組成。電源系統是為通信設備中各系統正常運行提供電源保障。所以,電源系統一定要具有安全性和可靠性,可以滿足不間斷的運行。
2數據庫的優化設計
數據庫優化,提高系統響應能力一直是數據庫應用開發的研究課題。通常是通過設計較好的關系數據表、采用存儲過程、增加索引等手段來提高數據響應能力,但是當數據過于龐大時,這些常規的手段已經不能適應需求,系統響應效率低,當前其他各系統都采用人為分表的原始方式來解決這一問題,人為將本來屬于一個邏輯表的分成若干個邏輯表,從而達到提高數據響應效率的目的,但會帶來了許多問題,開發人員需要維護創建該邏輯表,同時存儲數據時還要開發人員區分存入邏輯表,增加了故障點,降低系統的可靠性,由于生硬的將一個概念模型分成了若干個相同的模型,數據庫表的概念模型設計可讀性差。數據庫表分區技術解決了以上問題,數據庫通過表分區技術不改變邏輯表的結構和數量,通過邏輯表和若干個物理表的內部映射將邏輯表分成若干個物理表存儲區;且這些物理表可以分布在不同磁盤分區下,歷史數據文件易于分離,而現有分表的方式不易分離,因為都是存儲在一個物理文件里面的;如果是磁盤陣列,各物理表的查詢響應將實現并行讀取,提高查詢效率和系統響應速度;將本來不屬于開發人員維護的任務獨立由數據庫維護,降低開發人員難度,同時也消除了若干個可能的故障點,提高了系統的可靠性。圖5形象說明了表分區的優勢。
在超快帶無線的接入技術中,在因為有超高速數據的傳輸能力,而受到廣泛關注,然而其還有著很大的優勢。因為其采用是超短的周期沖脈調制。沒有使用載波上的技術。這樣就使得其具有低成本和低功耗的特點。超寬帶無線的接入技術因為傳輸數據能力在未來無線的通訊市場上占據一席之地。對于藍牙技術也造成一定沖擊。但對于目前慢慢普及3G技術和wlan技術等還是不構成威脅的。
電信是克服距離和時間障礙的信息傳播形式,電信傳播的前提是解碼和編碼打的對應性,換句話說,收信方收到電磁代碼要合理運用和發信方的互逆性的算法破譯,這樣才會得到電磁碼所攜帶的專業信息。
一般來說,由尾纖故障導致通信系統無法正常工作的主要原因有:(1)機房內清潔不當,過量灰塵導致尾纖接頭失靈;(2)尾纖與法蘭盤接觸不良;(3)法蘭盤與尾纖接觸部位不正確導致線路錯位;(4)盤纖違規操作,尾纖彎曲半徑沒有達到有關標準;(5)尾纖松動;(6)線路老化嚴重,輸送效率較低,能耗過大,信號不穩定。
針對上述問題,可以采取以下辦法應對:提高機房清潔標準;執行嚴格的操作規范;提高工作人員的崗位責任意識等。
做好接頭,減小衰耗
光纜線路中通常安裝了很多活接頭,光設備接頭接觸不良引發的通信系統異常,主要特點是光功率顯著下降,主要是因為結構疏松、環境污染、接觸不良和接觸不到位等情況造成的。在對線路進行修復時,要處理好接頭工序。光纜接頭工作十分繁瑣,通常容易出現如下幾方面問題:(1)接頭環境要保證低灰塵濃度;(2)待光纖熱塑保護管完全冷凝后再往接頭托盤上的接頭卡槽中放置;(3)當光纖連接完成后,要處理好接頭盒中的光纖長度,避免光纖曲率半徑偏小的情況發生,以免造成不必要的功率損失;(4)保證光纜接頭盒避免水分的侵襲。
通信光板的1+1保護
對于光端機而言,光板之所以使用1+1保護模式,主要是為了:兩塊光板正常工作,即使其中一塊出現故障,也能夠保證通信系統不出現異常。實踐證明,這種處理辦法具有很好的效果,一旦光板無法正常工作,或者由于纖芯的損耗過大導致光功率偏低,通信系統可以緊急啟用備用光板,保證通信系統不被因故中斷。
加強光纜線路的應急措施
1臨時調纖
本文所設計的USB設備系統的功能比較簡單,它主要實現SPCE061A與PC機之間的簡單通訊,是SPCE061A單片機的一種基本應用。這篇文章的主要目的是希望能夠給讀者起拋磚引玉的作用,開發者可以在這個基礎上修改程序,輕松實現USB設備系統開發。本文所設計的系統具有三種簡單功能:1.檢測USB外設是否連接成功。2.通過點擊PC端的應用軟件上的按鈕,可以點亮或熄滅與SPCE061A單片機IO口相連的LED燈。3.應用軟件發送任意字符串到SPCE061A,SPCE061A接受、回送字符串,應用軟件接受到字符串時,能夠將它顯示出來。
4.1系統組成
本USB通訊系統,主要由凌陽十六位單片機SPCE061A,Philips公司的USB接口芯片PDIUSBD12組成,系統框圖如圖3.10所示。
這個系統的基本工作流程為:PC端應用軟件,發送ID0(為了使主機和設備方能同步,該系統定義了三個握手ID:ID0,ID1,ID2。)給PDIUSBD12,PDIUSBD12接收數據,產生中斷通知SPCE061A單片機讀取數據。SPCE061A如果讀取的數據為ID0,那么發送ID0給PDIUSBD12;PC機端應用軟件發送完數據后,讀取外設發送的數據,如果讀到的數據為ID0,那么彈出一個提示框,提示USB外設連接成功。此后PC機端的應用軟件和USB外設之間的通訊都是通過ID來進行的。
4.2硬件設計
系統電路原理圖如圖3.11所示。其中PDIUSBD12用作實現PC機與SPCE061A單片機進行通信的高速通用并行接口。USB協議層的相關通訊協議通過PDIUSBD12來實現,它由硬件實現不需要固件的參與。SPCE061A單片機的主要作用:1.windows系統配置、枚舉USB外設時,SPCE061A發送、接收相關的USB設備信息。2.windows系統配置、枚舉USB外設成功后,根據接收到的ID,進行相應的操作,起控制作用。
SPCE061A內嵌32K的FLASH的存儲空間、14個中斷源,它在2.6~3.6V的工作電壓范圍內的工作速率范圍為0.32MHz~49MHz,這使得它有較高的速率和存儲空間來應付USB通訊。單片機SPCE061A與PDIUSBD12之間通訊采用中斷方式,數據交換主要是靠SPCE061A單片機給PDIUSBD12發命令和數據來實現的。
PDIUSBD12通過這種方式來識別命令和數據:在ALE信號的下降沿時鎖定地址,如果是奇地址,那么它接收的是命令;如果是偶地址,那么它發送或接收的是數據。PDIUSBD12的中斷寄存器只要不為0,它的中斷輸出引腳(INT_N)就保持低電平,所以系統初始化時可將SPCE061A單片機的外部中斷(下降沿觸發)引腳IOB2設置為帶上拉電阻輸入。當PDIUSBD12的中斷寄存器由零變為非零時,馬上觸發SPCE061A的外部中斷,SPCE061A單片機在中斷處理時,讀取PDIUSBD12芯片的狀態寄存器以清除中斷寄存器中對應位,使得中斷引腳變為高電平。這樣使得SPCE061A可以在退出中斷后,可隨時響應外部中斷。
圖3.11中的LED1燈非常有用,它是PDIUSBD12的GOODLINK指示燈,在系統枚舉時會根據通信的狀況間歇閃爍,當PDIUSBD12被枚舉和配置成功后,將一直點亮。隨后在USB通信時會閃爍,這對調試非常有用。
4.3軟件設計
USB設備的軟件設計主要包括兩部分:一、USB設備端的單片機軟件,主要完成USB協議處理與數據交換。二、PC端的程序,由USB驅動程序和用戶服務程序兩部分組成,用戶服務程序通過USB驅動程序通信,由系統完成USB協議的處理與數據傳輸。
該系統單片機端的軟件流程如圖3.12所示。SPCE061A單片機控制程序由三部分組成:第一、初始化SPCE061A和PDIUSBD12。第二、主循環部分,主要任務是判斷標志位是否改變,如果改變則執行相應的程序,否則一直循環等待中斷。第三、中斷服務程序,主要任務是接收、發送數據,設置相應的標志位。主機首先要發令牌包給PDIUSBD12,PDIUSBD12接收到令牌包后就給單片機發中斷,單片機進入中斷服務程序,首先讀PDIUSBD12的中斷寄存器,判斷USB令牌包的類型,然后執行相應的操作。因此,單片機程序主要就是中斷服務程序的編寫。在USB單片機程序中要完成對各種令牌包的響應,其中比較難處理的是SETUP包,主要是端點0的編程。
系統初始化部分包括系統時鐘,IO口,中斷設置(開外部中斷),PDIUSBD12芯片軟件復位、初始化。該主流程的核心部分是協議層的請求處理,它關系到PC機枚舉USB外設成功與否。所以在調試單片機程序的時候,要特別注意Window對USB設備的枚舉順序。如果枚舉成功,主機將找到新的設備,提示安裝驅動程序;否則找到未知設備,USB外設不可用。
中斷服務子程序的編寫,采用混合編程,也就是說,在匯編程序中調用C函數,這樣可以提高代碼的可讀性。中斷服務子程序的流程如圖3.13所示,有好幾個地方,只做清中斷處理,這是因為有些端點沒有用到。它只作為一個程序接口,為擴展系統功能用。
目前編寫主機的USB驅動程序主要采用三種方法。第一,使用WindowsDDK來編寫驅動程序,難度很大,但是非常靈活;第二,使用DriverStudio開發工具來生成驅動程序;第三,使用Windriver開發工具來生成驅動程序。用后面兩種方法來開發驅動程序的周期短,但是不靈活。本系統的驅動程序采用DDK編寫,用戶服務程序能夠通過驅動程序與PDIUSBD12芯片中任意端點通訊,因此編寫用戶服務程序也是非常靈活的。
LiNbO3是典型的負單軸晶體,其透光波段為330~5500nm,基本覆蓋了所有光通信波段[8]。目前,基于LiNbO3晶體的高效頻率轉換主要有兩種相位匹配方式,即準相位匹配(QPM)和雙折射相位匹配(BPM)[9]。利用周期極化摻氧化鎂的LiNbO3(PPMgLN)晶體實現準相位匹配,其實質是對LiNbO3等鐵電材料的自發極化方向進行周期性調制,以補償相位失配,從而在整個PPMgLN晶體內實現高效的光學頻率變換。由于極化周期與材料的內在特性無關,因此與BPM技術相比,QPM技術沒有波矢方向和偏振方向的限制;沒有雙折射效應的晶體也可以實現QPM;理論上QPM能夠利用晶體的整個透光范圍;此外,QPM過程也不再要求垂直偏振光束,所以能夠利用大的非線性系數,其非線性光學頻率變換的轉換效率較BPM有顯著提高[10]。因此,在全光通信波長轉換時,選用準相位匹配方式。準相位匹配方式也分兩種類型,即O型(eee型)準相位匹配和I型(ooe型)準相位匹配。O型準相位匹配泵浦帶寬非常窄,通常只能容下一個泵浦光頻率,且其最大非線性系數為d33(25.3pm/v);I型準相位匹配泵浦帶寬較寬,且其最大非線性系數為d31(4.6pm/v)[11]。如果選用O型準相位匹配,則頻率轉換效率很高,但泵浦帶寬很窄;如果選用I型準相位匹配,則頻率轉換效率較低,但泵浦帶寬很寬,為此可根據需要選取O型準相位匹配或I型準相位匹配。在PPMgLN準相位匹配參量過程中,三波應滿足能量守恒定律和動量守恒定律[12]。
級聯二階倍頻差頻(cSHG/DFG)全光波長轉換
基于PPMgLN晶體在1.5μm波長附近的WDM區域實現波長轉換可利用二階效應以及二階級聯效應。如果是利用二階效應,一個強的泵浦光(0.78μm波段)與信號光(1.5μm波段)產生差頻效應得到轉換光。圖1中Coupler為光耦合器,PC為偏振控制器,EDFA為摻鉺光纖放大器,Collimator為光準直器,Lens為光聚焦透鏡,TC為晶體溫度控制器,OSA為光譜分析儀。在寬帶倍頻差頻全光通信波長轉換實驗方案中,泵浦光和信號光從PPMgLN晶體的一端入射后沿著晶體的x軸方向傳輸,傳輸過程中泵浦光產生了倍頻光,倍頻光再與信號光差頻,最終產生轉換光。在整個傳輸過程中,倍頻與差頻過程是同時作用的,最終產生的轉換光可表示為。其轉換過程如圖2所示。該種波長轉換機制也存在著一個問題,就是其泵浦光在通信波段,占據了一個可能的波長通道。為了解決這個問題,提出了級聯二階和頻差頻全光波長轉換機制。
級聯二階和頻差頻(cSFG/DFG)全光波長轉換
一、即時通訊的概念
即時通訊(Instantmessaging,簡稱IM)是一個終端連往一個即時通訊網路的服務,允許兩人或多人使用網路即時的傳遞文字訊息、檔案、語音與視頻交流。即時通訊不同于e-mail在于它的交談是即時的。大部分的即時通訊服務提供了presenceawareness的特性——顯示聯絡人名單,聯絡人是否在線上與能否與聯絡人交談。即時通訊比傳送電子郵件所需時間更短,而且比撥電話更方便,無疑是網絡年代最方便的通訊方式。目前中國最流行的有QQ、MSN、GoCom、POPO、UC、LAVA-LAVA等,而國外主要使用ICQ、MSN。在當今社會,即時通訊軟件以迅雷不及掩耳之勢滲透蔓延到人們的日常生活之中,也由此引發了即時通訊軟件業內連年的廝殺與混戰。
二、即時通訊的發展歷程
ICQ是即時通訊當仁不讓的鼻祖程序。1996年,四位以色列的年輕人開發出了極具傳奇色彩的ICO“壞小子”,這個可供網上尋呼的“小玩意”,使得IM的概念由此誕生,并創造了因特網時代的又一個新的神話,或者,我們可以說是,ICQ開啟了一個IM新的網絡時代。IM應用憑借其實時在線交互的特性迅速風靡全球。不久之后,美國在線公司收購ICQ,投入4億多美元的重金,使之不斷發展,臻于完善。目前,全球ICQ的用戶已經逾1.5億,在全球擁有廣泛的用戶支持,但缺乏中國本土化支持仍是其最大缺點。
在眾多實力公司爭相效仿ICQ的過程中,中國的QQ憑借其良好的地緣優勢,迅速脫穎而出。QQ是中國國內即時通訊的龍頭老大,用戶數量穩坐其位。與其他中文通訊軟件相比,騰訊QQ以其漂亮的界面、合理的設計、良好的易用性、強大的功能,穩定高效的系統運行,贏得了用戶的青睞。
MSN是即時通訊領域的又一領軍人物。MSN在全球約有5000萬用戶,在中國用戶量則位居第二。事實上,MSN更多的偏重于辦公階層用戶,其簡單的操控性讓我們能夠在最短的時間內掌握它的使用要決。最讓人津津樂道的功能就是把漢字做成彩色的表情圖片,在占用資源上比同類軟件優勝、穩定性超強、語音與視頻質量上佳。因此MSN成為企業職員們相互通信的首選工具,且用戶群體還在日益擴大。專家分析,資本的介入,加快了行業的發展,導致了競爭的加劇,并將催化即時通訊市場走向細分。
飛信的到來似乎如期而至。飛信是中國移動推出的一項業務,可以實現即時消息、短信、語音、GPRS等多種通信方式,保證用戶永不離線。實現無縫鏈接的多端信息接收,讓您隨時隨地都可與好友保持暢快有效的溝通,亦掀起了一場專業化勢頭顯著的“飛熱”。
根據易觀國際近期《2008年第2季度中國即時通信市場季度監測》顯示:2008年第2季度中國即時通訊市場九個主要IM產品(QQ\\阿里旺旺\\飛信\\等)總注冊賬戶數達到13.3億,同比增長25%,其中活躍賬戶數達到4.25億,同比增長13%,最高同時在線賬戶數達到5351萬,同比增長40%。從這一連串的數字中,我們就能深刻體會即時通訊發展之迅猛,用戶數量連年呈幾何級數遞增,確實,我們必須承認,即時通訊給了我們無限的可能性和前所未有的便捷。
三、即時通訊的專業化
2003年10月,著名的電視商務服務商阿里巴巴開發了“貿易通”(阿里巴巴將其命名為AliTalk),這是為商人度身定做的免費商務溝通軟件。“貿易通”的發展源于阿里巴巴公司的定位,阿里巴巴是全球領先的B2B電子商務公司,也是阿里巴巴集團的旗艦業務。阿里巴巴通過旗下三個交易市場協助世界各地數以百萬計的買家和供貨商從事網上生意,三個交易市場形成一個擁有來自240多個國家和地區超過4,500萬名注冊用戶的網上社區。
阿里巴巴“貿易通”出現的意義在于,第一次將網上即時通訊技術應用于商務領域,使即時通訊走出了單純聊天的框架,真正實現商務價值,是一款完全在辦公環境中應用的網上即時通訊服務?!百Q易通”具有QQ\MSN的常用功能,其用戶群是企業及其員工,還整合和阿里中文站的全部操作,包括阿里助手、客戶管理系統、商友速配等實用功能。“貿易通”強大的功能和鮮明的定位,使得電子商務和即時通訊服務完美結合,標志著即時通訊走上了商業化應用的發展方向。
而目前“貿易通”升級版的“阿里旺旺”則發展勢頭更為明顯,其用戶已經超過一億。這是繼騰訊QQ之后,我國第二個用戶過億的即時通訊平臺。這樣,在全球用戶過億的即時通訊中,中國獨占兩席,另兩個分別是微軟公司的MSN、雅虎公司的雅虎通。根據著名調研機構iResearch的《2008年第二季度即時通訊市場研究報告》表明,2008年1-7月份阿里旺旺-淘寶版月度覆蓋人數上超過MSN,僅次于QQ;在網上交易市場上,阿里旺旺的市場率位列第一。截至目前,旺旺“群”總數已超過250萬,再次刷新互聯網上商務性及時交流社區的總規模數。依托于阿里巴巴平臺創立的阿里旺旺,兼具了淘寶旺旺和貿易通地多重優點,對客戶需求了解也有著天然優勢,已成為商務人士進行即時交流的首選。同時報告顯示,阿里旺旺的品牌知名度比第一季度上升6.4%,使用者對阿里旺旺商務特性中“便捷的商務功能”認知度遠遠高于其他IM。
“同比2007年1月的2千多萬注冊用戶,旺旺在短短一年半的時間里,實現了連翻五番的神話,快速高效的完成了破繭成蝶地蛻變”。阿里軟件市場總監王冠雄表示,“在競爭激烈的IM領域中,作為最有價值的即時通訊平臺?!?/p>
2009年5月,阿里旺旺攜手前程無憂,推出“亮燈計劃”。從一個單純的在線通訊工具成功滲透到商務人士的求職方面,當然,這是一個新的起點,旺旺的上升空間還十分之大。旺旺已經不僅僅定位于IM軟件的角色,而是提升到一個IM平臺,盡可能地滿足用戶的各種需求,富有鮮明的專業化應用特點。
早在5年前,就有業內人士預測,新的國際資本將為即時通訊軟件指明下一個熱點,即商務應用。賽迪顧問也認為,未來中國即時通訊市場將會逐漸向綜合化、專業化、互聯互通和安全化發展,從而帶動市場持續快速的增長。從ICQ到貿易通到阿里旺旺,我們用心記錄著IM從大眾化到專業化一步步的發展歷程。
1.1軟件流程圖
根據軟件的功能模塊及其分工,當軟件啟動時,定時讀取PLC規定存儲區域的數據到數據庫中,并把數據用動態形式顯示在界面上。點擊查詢功能時,選擇相應的罐進行數據的分類查詢及顯示,同時刻進行報表的生成及打印工作,其工作流程圖如圖2所示。
1.2軟件與PLC的通訊
串口通信最重要的參數是波特率、數據位、停止位和奇偶校驗。對于兩個進行通信的端口,這些參數必須匹配。為實現PC和PLC的數據通訊,需在PC和PLC中進行通訊協議的有關設定。PLC端設定:PLC實現串口通訊參數初始化設定,主要在程序中調用相應功能模塊,從而進行參數設定。對于S7-200PLC,其設定模塊如圖3所示。設定從站為1號站,波特率為19200bit/s,采用偶校驗方式進行數據校驗,默認數據位為8位,停止位1位,以及設定寄存器的起始地址等內容。PC端設定:根據PLC端的設定,對PC的串口需進行相匹配的通訊設置。由于數據讀取采用定時出發的方式,在界面中采用隱藏的Timer控件,實現定時通訊的過程,其主要源代碼如下:IfMSComm1.PortOpen=TrueThenMSComm1.PortOpen=FalseMSComm1.CommPort=1MSComm1.Settings=″19200,e,8,1″MSComm1.InputMode=comInputModeBinaryMSComm1.OutBufferCount=0MSComm1.InBufferCount=0MSComm1.PortOpen=TrueTimer1.Interval=1000
1.3軟件與數據庫的連接
VB對數據庫的操作有3種方法:當timer控件觸發時,PC發出讀取數據指令,PLC將存儲區域的數據從二進制轉換成十進制,傳輸給PC,再有程序將接受的數據寫入到數據庫中。寫的過程經歷了數據庫指定或者創建、數據寫入、數據庫關閉3個過程。DimcnAsNewADODB.ConnectionDimrsAsNewADODB.Recordsetcn.ConnectionString=″DRIVER=SQLServer;SERVER=″&a&″;UID=″&″″&″;PWD=″&″″&″;DATABASE=監控″cn.Openrs.Open″select觹from總表″,cn,adOpenKeyset,adLockOpti-misticrs.AddNewrs.Fields(0)=Nowrs.Fields(1)=″″&f2&″″……rs.Updaters.Close
1.4查詢功能實現
客戶對于數據的查詢,主要按照單罐的方式,按照一天、一月及年度的方式,收集該罐的數據以便于客戶進行數據的分析及存檔。軟件設計是遵循客戶習慣,依照圖4所示軟件流程圖進行數據操作,在數據庫打開的情況下,利用se-lect語句實現數據庫數據的篩選,再將數據利用一下代碼打開Excel程序,并將數據導入到Excel表中,以便報表的生成和打印。
1.5軟件的動畫顯示
監控軟件主體界面中,主要是顯示當前的工作狀態,利用圖片的顯示、隱藏功能及循環語句區分當前設備的不同狀態。其主體界面如圖5所示。