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【關鍵詞】 空間衛星 光通信鏈路技術 技術方案
空間衛星光通信鏈路主要包含LEO-LEO、LEO-MEO,LEO-GEO以及GEO-LEO。在空間衛星光通信鏈路中,LEO將獲取到的遙感數據,通過GEO中繼站轉到相應的地面空間站,這是星間通信和星地通信。衛星遙感圖像分辨率的提高對衛星數據的傳輸速度有很高的要求,現有的衛星數據傳輸速率不已能滿足信息通過空間衛星鏈路進行大容量交換的工作。
空間衛星光通信能夠有效突破低軌衛星與定點衛星間高碼率通信,但高頻調制速率和大功率光源技術是目前空間衛星光通信鏈路中的關鍵點和難點,為有效實現空間衛星間的光通信,應當提高光源的發射功率和調制碼速率,并采用靈敏度相對高的接收機。
本文分析探討了空間衛星光通信鏈路的關鍵技術,在現有技術的支持下選擇了可行性方案。
一、空間衛星光通信鏈路關鍵技術
捕捉、對準與跟蹤系統、通信系統以及輔助系統組成了空間衛星光通信的整個終端。由于信號光束發散時角度很小,大約10-20μrad,在建立空間衛星通信鏈路過程中,對準與跟蹤技術是空間衛星光通信鏈路的關鍵技術,對準與跟蹤技術的精準度直接影響光通信系統的通信質量。
空間衛星間通行特點主要表現為距離長、碼速率高以及誤碼率低,空間衛星光通信對光通信光源的功率要求也因此而更高,加上對準與跟蹤精度和系統對體積、質量和功率的限制,信號光的波速太小無法滿足通信需要,同時接收天線的限制和光源功率需求的增加也是空間衛星通信鏈路的關鍵技術。
LEO-GEO的通信距離為45000km,通信碼速率為1Gb/s,通信誤碼率為10-7,考慮到衛星的質量和體積的限制,應當選擇孔徑為250mm的天線來實現衛星間的通信。當發射天線效率、接收天線效率、對準與跟蹤指向偏差、鏈路儲備以及接收機靈敏度分別為-3dB、-7 dB、-2dB、1dB和-40dBm時,根據以上公式可以得出,當發射光束發散角為10μrad時,光源發射功率應當達到5.9W;當發射光束發散角為20μrad時,光源發射功率應達到23μrad。
二、空間衛星光通信鏈路尖技術的解決方案
衛星間光通信的波長通常在800nm、1060nm和1550nm三個波段中選擇,在質量、體積和功耗限制下,衛星間通信的激光光源大多數選擇的半導體激光器是800nm和1060nm波段的。目前,對于1550nm波段,隨著光放大器技術越來越成熟,光功率的放大技術也更為成熟。
由于目前相應的800nm波段的衛星光通信波放大器達不到理想的效果,所以需要用更大功率的激光器進行直接和間接綜合調制。然而,激光器功率的增大,對調制帶寬和深度要求也越來越高,同時也對調制電壓提出了更高要求。800nm波段的激光器在單縱模和單橫模方面比1550nm波段的激光器都要差,不宜采用直接的調制方法。
對此,對于800nm波段的調制最好采用間接調制的方式。從通信系統整體來看,一味的想要提高發射端的功率是不現實的,為更好的實現空間衛星光通信,可以提高接收機的靈敏度,將靈敏度改善3dB,或者將光源發射功率降低3dB。但是設計和制造高靈敏度的接收機有很大的工作難度,受目前技術的限制,提高接收機的靈敏度是一項艱難的但又不得不解決的關鍵技術。
三、空間衛星光通信鏈路技術解決方案的對比
從空間衛星光通信鏈路關鍵技術來看,以下兩種方案可以采用:第一,在1550nm波段,可以直接耦合低功率分布反饋式激光器與光纖功率放大器得到碼速率高的發射光源,在接收端加入前置摻鉺光纖放大器來提高接收機的靈敏度。第二,是針對于800nm波段的,調制時利用大功率的激光器進行,同時同樣用波分復用技術降低單路通信碼速率,這樣可以提高接收機的靈敏度。
關鍵詞:起重機械;安全監控;應力應變;運行監測
中圖分類號:TH231.5;TP272 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2017)02-00-03
0 引 言
作為一種生產型特種設備,起重機械一旦發生事故將造成人員和財產的巨大損失。據統計,起重機械傷害事故占全部工業企業傷亡事故的比例呈逐年上升趨勢,高達15%左右。為此,國家逐漸重視起重機運行安全性保障措施的實施。2011年,國家質檢總局發文明確規定,從2014年開始,在所有在用大型起重機械上安裝安全監控管理系統。2015年底,尚未安裝安全監控管理系統的大型起重機械已明令不予使用。
根據GB/T 28264-2012《起重機械安全監控管理系統》[1]的要求,本文針對真實通用門式起重機的運行狀態量、運行參數量、應力應變、振動狀態、視頻信息等多方面設計了安全測控方案,以期及時掌握門式起重機多方位多維度運行信息,為起重機的安全作業提供可靠信息基礎,避免設備日常管理、檢驗檢測和維修策略制定的盲目性。
1 總體方案
門式起重機運行信息狀態監控系統是獲取起重機狀態并對起重機進行安全預警和故障預警的基礎,主要包括參數量監測、結構應力應變狀態監測、振動狀態監測、狀態量監測、視頻監控五個部分。O計過程涉及監測位置布置以及監控傳感器選取。監控系統終端對拾取的傳感器信號進行數據解析處理,根據預設的監測參數閾值判斷起重機狀態是否危險并報警。
監控方案設計以“江蘇省大型起重機風險評價與結構損傷檢測技術重點實驗室”的MH01F型通用門式起重機實物為對象,如圖1所示。基本參數見表1所列。
按GBT 28264-2012《起重機械安全監控管理系統》的要求,并結合門式起重機港口工作需求,設計了11個參數的數據采集,包括測點布置、傳感器選擇及數據傳輸方式。具體監測狀態量、參數屬性和使用傳感器見表2所列。
2 應力應變狀態監測
在起重機的每一次工作循環中,其相關機構要進行正反向各一次的運動,機構由此不斷受到交變載荷作用[2]。因此須對其工作過程中機構的應力(包括動應力和靜應力)狀態進行監測。
2.1 測點位置選擇
理想狀態下測點越多越能反映結構應力的實際情況,但是工程測試環境一般不夠理想,測點多必然帶來較長的測試周期和麻煩[3]。結合門式起重機實際受力情況,其重點監測區域應在危險應力區,即均勻應力區應力集中區和彈性撓曲區;在主梁跨中結構最大應力處;使用過程中最不利工況下的最大應力處;有塑性變形可能產生裂紋或經常超載的位置。因此,監測系統的應力應變測點布置為跨中4個,1/4跨4個,支腿4個。
2.2 監測方法及傳感器選型
系統采用主流的應變電測法進行應力監測。鑒于門式起重機工作在戶外,工作環境惡劣且潮濕,狀態監測需要長期監測,因此選用電阻式表面式應變計DH1205測量安裝點的線性變形(應變)與應力。表面式應變計及應變數據采集器實物圖如圖2所示。
2.3 數據傳輸方案設計
起重機工作環境復雜且結構跨度較大,應變數據采集器通過無線WiFi方式將數據傳輸至操作室監測端,監測端通過企業局域網上傳至服務器,進而可通過遠程端訪問服務器獲取實時數據,傳輸拓撲結構如圖3所示。
3 起制動系統振動狀態監測
振動狀態監測是起重機進行故障分析與診斷的必要環節,振動監測主要面向起重機的零部件,通過分析診斷零部件的振動狀態來分析可能誘發的故障。目前起重機的振動狀態監測重點一般集中在起升機構[4,5]、回轉機構[6],其他機構的電機、齒輪箱、小車等。門式起重機的起升機構如圖4所示,主要包括主起升機構、副起升機構。主、副起升機構的減速箱布置于小車箱中,屬故障易發部位,是振動狀態檢測的對象。
3.1 測點布置
測點位置將直接影響振動信號采集的準確率,因此其布置應能夠對待監測設備進行全面詳盡的描述,并且測點數量不宜過多。經驗表明測點盡可能選在軸承直徑上方并且與軸承外圈最靠近的地方。根據門式起重機起升機構的特點,本系統振動測點布置于圖4所示主起升機構減速機與副起升機構減速機的輸入軸上方。
3.2 傳感器選擇
合適的振動傳感器類型也是監測系統的關鍵環節之一。傳感器的類型選擇應滿足以下原則[7,8]:
(1)較長的使用壽命及穩定性;
(2)較高的響應特性;
(3)不應從被測對象抽走較多的能量;
(4)加在設備對象的負載要盡量最小;
(5)對于信號的處理、記錄和傳遞要方便;
(6)具備較好的抗干擾能力。
本系統選用壓電式傳感器,其內置阻抗變換器,電壓(低阻)輸出動態特性好,抗過載能力強,頻響范圍寬,可多場合使用。傳感器及振動數據采集器如圖5所示。
3.3 數據傳輸方案
振動數據采集器、轉換電源及振動傳感器置于起升機構的小車箱中。振動數據采集器通過有線方式上傳至本地操作室終端,由本地終端將數據上傳至服務器,可通過遠程客戶端實時查看,其具體數據傳輸架構如圖6所示。
4 參數量和狀態量監測
4.1 起升重量狀態
為了使駕駛人員能夠實時了解起升機構當前起的重量狀態,需要對其進行監測,以實時數據的形式顯示在操作室監控界面上,有效預防超載作業。
起重量的監測方法目前最常通過圖7所示的YHZL-PY-20T型張力傳感器測量鋼絲繩在起升重物時的應力變化來實現數據采集。測試時,張力傳感器放置在紙幅導紙輥兩側支撐座下,通過接線盒連接信號放大器。
4.2 運行行程
門式起重機在機構運行過程中雖有運行行程限制器,但其作用僅在機構運行到極限位置時制停,無法顯示運行行程實時值。因此采用光電編碼器對主、副起升機構,大車機構和小車機構四部分的運行行程進行實時監測。
增量型編碼器存在零點累計誤差,抗干擾性較差,接收設備的停機需斷電記憶,開機存在找零或參考位等問題。而絕對編碼器由機械位置決定的每個位置是唯一的,無需記憶,無需找參考點,抗干擾特性、數據的可靠性相較增量型編碼器大大提高。因此系統選用圖8所示的GAX60 R13/12 E10LB型絕對值編碼器測量機構。
在使用之前對絕對值編碼器進行標定,根據待測機構的轉軸直徑計算機構轉軸轉動一圈時所經過的距離,同時修改地址,用于與數據采集器之間通信。
4.3 驅動及制動系統狀態
門式起重機驅動和制動系統是影響機構運動準確性和可靠性的直接環節。由于門式起重機采用間歇、重復的工作方式,通過起重吊鉤或其他吊具起升、下降,或升降與運移物料的機械設備,起動與制動動作十分頻繁,在起重機運行過程中起制動系統若突發故障并得不到及時處置,極易引發嚴重的安全事故。因此,全面O測起制動系統運行狀況對提高設備的本質安全性能十分必要[9,10]。本監測系統通過采集機構的繼電器狀態來獲取制動器當前的狀態,并通過AKH-0.66/G 30*30I-0.2型電流互感器監測驅動電機電流狀態起伏實現電機狀態監測。
4.4 狀態數據傳輸
行程、起重量、制動器、電機狀態幾部分的傳感器通過有線方式傳輸至圖9所示的狀態量數據采集器,進而由企業局域網上傳至本地終端和服務器端,進行遠程分析診斷。具體數據傳輸方案如圖10所示。
5 環境視頻監測
對于起重機的監測大部分都集中于機身,而忽略了其外部工作環境。但作業區域的外部障礙物(包括無關人員)誤入往往是事故發生的主要原因。本系統通過對通用視頻設備二次開發,將視頻監控集成入內,通過圖像采集裝置動態捕捉起重機外部工作環境,向操作人員實時反映周圍狀態變化。
系統選用DS-2CD2A10F(D)型含6個攝像頭的網絡攝像機,可動態變化捕捉并進行夜間紅外攝像。本地監控端及遠程監控端將直接訪問視頻監控工控機,從工控機獲取實時視頻數據及歷史視頻文件,支持視頻回放。圖11所示為視頻監控界面。
6 結 語
本文設計了門式起重機運行信息狀態監測系統,對于起重機鋼結構的應力應變、起制動系統的減速箱、運行行程、起重量、開關量、環境視頻信息等進行了傳感器布置分析,并根據監測內容確定了各監測模塊的數據傳輸方案。系統設計符合國家對起重機安全監控管理系統的要求,獲取的起重機運行狀態數據可作為安全預警和故障診斷的基礎信息,為大型起重機安全監控管理系統的開發和推廣應用積累了一定工作經驗。
參考文獻
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關鍵詞:醫療衛生 放射性同位素 輻射安全
【中圖分類號】R4 【文獻標識碼】A 【文章編號】1671-8801(2014)04-0033-01
隨著放射性同位素在醫療行業的應用日益廣泛,放射診斷、核醫學和放射治療等技術在疾病的診斷與治療中發揮了獨特的作用,已成為了現代醫學不可缺少的重要組成部分。促進了科學技術和經濟的發展以及社會的進步,給人們的生產和生活帶來了極大的便利。同時由于放射性同位素的固有特性,在應用中會對周圍的環境和工作人員造成了一定危害和損傷,因此在使用放射性同位素的過程中一定要注意輻射防護問題及安全。
1 新疆放射性同位素在醫療行業中應用現狀
在醫學上同位素主要用于顯像、診斷和治療,另外還包括醫療用品消毒、藥物作用機理研究和生物醫學研究。目前新疆醫療行業使用放射性同位素數量的也占有相當比例,截至2013年底全疆使用密封放射性同位素單位201家,涉及放射源2977枚,其中醫療行業使用放射源數量544枚,占總數的18.3%;非密封放射性同位素使用單位20家,年使用量6.38E+13Bq,其中醫療行業使用非密封放射性同位素的有14家,年使用量5.36E+13Bq占總活度的84%。
新疆醫療行業主要使用密封放射源是60CO和192IR主要用于放射治療;使用的非密封核素主要有99Mo-99mTc、131I、125I、90Sr、90Sr-90Y、18F和153Sm,其主要用途見表1[1]。
由表2可以看出,2004年醫療衛生部門使用密封放射源僅有31枚,占全疆總數(1598枚)的1.94%,2007年使用放射源數量282枚,占全疆總數(2021枚)的14%,2013年使用放射源數量544枚,占全疆總數(2977枚)18.3%。目前用于放射治療的設備主要是電子直線加速器和60Co 放射源,這兩種設備的市場占有率大約90%以上的份額,由于60Co 源的γ射線能量偏低,在保證殺死癌變細胞的同時,正常組織吸收計量比例比較高。所以發達國家中60Co 源(包括γ刀)正被逐步淘汰。作為發展中國家的中國,估計在近幾年60Co 源的放射治療設備和γ刀還會占有相當比例[2]。
隨著核醫學的發展,放射診斷和治療的新技術和新方法在醫療行業的應用,同位素的用量將繼續穩定地增長,尤其是在代謝治療、近距治療和PET顯像等方面。體內放射性藥物的顯像技術現正處于蓬勃發展階段,新的方法層出不窮。我國ECT每年增長5%,而PET數量更是每年增長15%[3]。PET進入臨床標志著醫學進入了一個嶄新的時代,它對人體內部臟器的形態與功能可進行動態、定量、立體地觀察。核醫學顯像技術的進步帶動了體內放射性藥物的發展。近年來出現的超短壽命正電子藥物適應了PET的飛速發展,其中放射性藥物18F標記的脫氧葡萄糖(18F-FDG) [3],由于既可診斷心肌和腦部疾病,又可用于人體任何部位腫瘤的定位,因而用量日漸增加。醫用同位素除了在臨床診斷上可發揮作用外,在放射治療方面,尤其是近距治療具有很大的應用潛力。
3 放射性同位素在醫學應用中存在輻射安全問題及對策
3.1 存在問題。
(1)有些醫院不經環保部門批準擅自買賣放射性同位素的醫院仍然存在。
(2)而且醫護人員缺乏相關的輻射防護知識,自身防護意識和對病人的防護意識較差。
(3)有些醫院的放射治療室建造年代較早,不能滿足現在輻射防護的要求,特別是治療室的防護門和監視窗屏蔽效果較差,射線泄漏問題嚴重,治療室內排風系統不好,不能將室內有毒有害氣體和感生放射性所產生的短半衰期的放射性核素及時排出,對醫護人員和患者潛在危害仍存在。
(4)有些醫院沒有規范的候診區,注射了放射性藥物患者隨意走動,對其他患者和醫護人員造成一定的傷害,給管理上增加了難度。
3.2 解決措施。
(1)加大法律法規和防護知識的宣傳力度,使輻射工作人員及公眾認識到輻射事故的危害性,增強自我保護意識;使醫療單位增強守法意識,自覺采取有效的防護措施,提高單位的自主管理水平。
(2)加強輻射工作人員培訓工作,嚴把輻射工作人員上崗關。按照《條例》要求,從事輻射工作人員必須參加相關法律法規和輻射防護知識的培訓并考試合格后方能上崗,否則不能上崗。
(3)加大執法力度,嚴把轉讓審批手續關。依據《條例》,對不經環保部門審批擅自購買放射性同位素的單位進行處罰;對輻射工作場所不符合防護要求的單位限期進行整改,否則不能開展輻射工作。
3.3 醫護人員、患者和公眾的防護措施。醫院要通過加強對醫務人員進行放射防護知識的培訓,規范對注入放射源藥品的患者管理,醫務人員和公眾的受照劑量;也可以通過改進裝置和采用低毒性的放射性藥品來降低患者和醫護人員的受照劑量;采用必要的防護用品達到防護目的,如給患者注射放射性藥品是采用鉛袖式注射屏蔽可以最大程度地降低手部劑量[4];通過模擬訓練增加操作人員的熟練程度縮短照射時間。
參考文獻
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關鍵詞衛星通信技術;電力應急通信;應用
衛星通信應急系統通過指揮中心遠程聯絡應急搶修現場,來解決電力通信網絡出現的故障,使電力通信的網絡保持暢通。
1衛星應急通信建設的必要性
在巨大的自然災害影響下,災區的電力系統往往處于癱瘓狀態,無法進行通信數據和圖像的傳輸業務,給處于災區中心的人造成無法與外界聯系的恐慌心理,這成為電力企業需要研究并解決的問題。將衛星通信技術運用到電力通信應急中,有效發揮它的優良特性,比如不受環境、時間、地點限制,開通簡單,組網方式靈活方便,傳輸距離遠,能同時連接多處網址,也能解Q通信數據和圖像業務的雙向傳輸需求,當災害發生時,能第一時間開通,向人們傳遞災區的外界人們測不到的信息,并保持信息的準確性和實效性,使外界人們能及時根據災情,作出相應的救濟措施,為解救災區人們贏得第一時間。
常見的衛星通信系統有四種,其一是衛星地面站,是指揮救災的中心部,覆蓋范圍比較廣,在覆蓋范圍內可以對災區進行指揮和通信。其中的一個限制就是不能移動。其二是應急通信車,可以作為車載指揮車,聽其名字,就可知其可以移動,機動能力強,無限集群、數字圖傳系統、超短波電臺、短波都可以在車內集成,覆蓋范圍內的通信能力也可以通過衛星鏈路實現。但是因為它是可以移動的,不可避免的受到路面平整度的限制。其三是機動便攜站,具有應急通信車的作用,打破路面限制,直接到達災區,通過衛星鏈路進行災情實況轉播,但是它有體積和重量方面的限制。其四是衛星電話,作為終端設備,是信息指令互通的工具。災情發生時,電力應急通信可以及時啟用衛星通信技術,使幾種通信系統能結合彼此的優勢、彌補自身的限制,共同作用,能為災區救助提供第一服務。
2衛星通信傳輸技術及特點
VSAT衛星通信是電力應急通信網的手段之一。它的傳輸體制分為三類:TDM/TDMA、MF-TDMA、SCPC/I)AMA。
2.1TDM/Aloha TDMA
該體制呈星狀,遠端站接收來自系統中心站的TDM載波,挑選信息進行發送,以此來形成出境信道,入境信道的形成則是TDMA載波以競爭的方式被遠端站發送,遠端站處于主戰入境的方向上。通信是通過信道建立碰撞重發實現的。
這種方式的主要特點是:這種體制實現通信的方式限制了它只能適合通信效率高、系統通信時間短,不要求實效性的場合。新技術的運用,當遠端站的數量多時,Aloha衛星通信系統采用這種體制,信道帶寬利用率會有所提高,但其通信時間依舊短,沒有多大的突破。
這種體制不能保證通信質量,只適合用于小規模網絡和短消息傳輸。
2.2MF-TDMA
這種傳輸體制原理是網絡的所有站點,可根據通信的實際情況,選擇由原來系統中的高速TDMA載波分解的不同速率的小TDMA載波進行通信。
這種傳輸體制特點:處理信息靈活方便,基于此體制是在傳統的時分多址方式的基礎上發展而來,系統可以調頻和調速。單一平臺可以進行星狀、全網狀、混合狀的拓撲結構,適應于星狀、全網狀業務的應用,但不適用于樹狀業務的應用。這種體制需要建立同步的幀,來支持系統通過TDMA的成幀格式來傳輸信息。TSMA的載波速率與幀的效率成正相關。純的TDMA體制受限于昂貴的價格,不被廣泛使用。
2.3SCPC/DAMA
該傳輸體制是在FDMA的基礎上改造而來的,它能借助于載波方式,實現各個信道按照占用需求在兩個節點之間進行通信的目的。針對于該系統的信令廣播信道都有設置,遠端站點可以通過SCPC方式進行兩點的通信,且支持DAMA根據需求進行分配以回傳信息。
它的特點就是:比TDMA通信效率高,因為它對信息的處理方式是頻分多址;支持DAMA根據需求進行分配以反向回傳信息,使得空間信道資源的利用率得到提高;載波中斷后能輕易恢復,因為該業務信道的載波形式是連續不間斷的;該體制彌補了TDMA的缺陷,不會受到成本價格的限制;可以自動申請分配信道;網絡傳輸方式是星型、多級星型。
2.4綜合比較
通過對3種傳輸技術在擴展衛星通信網絡、拓撲的建設性能、提升網絡應對業務的能力三方面進行綜合比較,SCPC/TDMA系統因具有擴展性強和靈活的特質脫穎而出,成為電力應急通信中比較受歡迎的衛星通信技術。
3衛星通信技術在電力應急通信中的應用
3.1電力通信中,衛星通信組網方案
在電力應急通信中,衛星通信技術的主要任務就是實行雙向傳輸。縣調范圍的VSAT網絡方案主要應用于業務量少、實效低的幾個小站之間的通信,組網時,采取遠端小站、變電所、調度部門這樣的雙跳方式連接系統。地調范圍的VSAT組網方案主要用于數量規模大的站點通信,組網時,采取的是單跳方式連接系統。省級系統VSAT網絡方案是建立一個系統的負責全省范圍內的站點通信,組網時,也是采用的單跳方式。
3.2衛星應急通信網系統實現
根據綜合比較,發現SCPC/TDMA最適合用于電力應急通信,某大型電網公司采用這種技術,使得其中的每一個站點和上一級節點站都能通信,衛星信道鏈接可以根據不同的業務需求,進行連接和斷開,其過程具有自動性衛星寬帶可以根據業務不同的傳輸量進行調整,其過程也具有自動性。站點之間建立雙向通信是通過發射一個SCPC載波實現的。電力應急通信建設方案中,在電網調度中心建立中心站點,其要求就是“一發射和六十接收”,各電廠站點可以通過“一發射和兩接收”的遠程端點進行自由通信,后期。遠端站在原來的基礎上進行系統更新處理,就可以實現和其他的遠端站之間進行雙向自由通信的目的,這是借用系統臨時分配的子載波進行數據通信。
曾經輝煌過
南京同創信息產業集團有限公司(同創)闖入衛星通信領域,讓不少人感到意外,畢竟同創出身計算機、也發家于計算機。從計算機到衛星通信領域,同創走出了一條衛星通信與計算機技術相融合的自主創新之路。
同創曾在上世紀90年代末創造了計算機行業內“北有聯想,南有同創”的輝煌。創立于1991年的同創集團擁有濃厚的軍工背景。1995年8月,敏感的同創借助英特爾奔騰處理器上市的機會,在國內領先一步推出奔騰電腦,開創了國內計算機的“奔騰”時代,造就了中國IT業最快的發展速度,也推動了中國計算機產業的發展。據稱,1998年,同創電腦以20萬臺的佳績躍居國產品牌電腦第二位,其市場占有率僅次于聯想,并迅速建立起包括廣東江門、貴州貴陽、云南昆明、黑龍江大慶在內的五大生產基地,率先在國內建成了百萬級計算機產業群。
利用電腦一炮打響后的同創曾一度陷入了沉寂。
蟄伏后的同創
幾年后,同創不可避免地走上整合重組的道路。同創集團總裁王巧木梁認為,這是自主創新必須付出的代價。創新之路艱苦曲折,但只有掌握了核心技術,才有優勢利潤。“單純的跟風和模仿是不夠的,國內企業必須在自主創新方面下功夫,可能會遇到很多挫折,但應百折不撓。”
王巧木梁 這樣定義了同創曾經有過的輝煌:盡管同創在國內開創了“奔騰”時代,但那個時代實際上屬于英特爾而不是同創,因為國內的計算機更多的是組裝品而已,同創也不例外。王巧木梁 說,“興民族產業、創自主品牌,這是同創永遠不變的目標。”同創要走自己的路,要做出自主創新、有核心知識產權的產品。
也就是這個時候,同創選擇了向網絡和衛星通信的全面轉型,向新同創的全面轉型。
新同創整合了原來同創電腦的所有核心資源和業務,并融合了計算機技術與衛星通信技術。新同創除擁有同創電腦生產、出口許可證之外,還擁有國內一流的計算機生產線,在全國12個地區擁有銷售分公司。可以說,轉型后的新同創,厚實的家底還在。
闖入通信領域
同創認為,與傳統的通信和傳輸方式相比,衛星通信在技術和成本上具有高可用性和高性價比的優勢。它可確保在任何情況下,甚至在地面網絡無法覆蓋或遭到破壞的情況下,都能夠及時、快速、可靠、穩定地提供寬帶多媒體通信服務,真正做到廣域無縫隙覆蓋。而此前國內把衛星通信過分高科技化了,其應用也大多限于軍事等特定領域,而且在很多用戶看來,衛星通信價格昂貴,不可能普及。隨著衛星通信技術的不斷發展,衛星應用的成本已大幅度降低,利用衛星,對一般行業用戶來講,其價格都可以承受。衛星通信已經進入了一個規模商業應用的時代。
1999年12月,經國家計委批準,同創集團下屬公司―――南京同創天地環網有限公司作為唯一一家項目承接單位,承接了國家計委天地環網網絡示范工程項目,該項目共計投資1.94億元。2001年7月3日,天地環網有限公司獲得了信息產業部電信管理局頒發的《中華人民共和國電信與信息服務業務經營許可證》,同創正式進入了衛星通信領域。11月12日,天地環網微機衛星接收系統核心部件產業化示范工程項目正式開工。2002 年,一期工程的微機衛星接收系統核心部件產業化生產線竣工投產。2003年,天地環網二期工程衛星地球站開工,同創引進了法國阿爾卡特VSAT衛星網絡主站系統,并在國內首次實際應用歐洲DVB-RCS標準構架衛星寬帶通信平臺,針對我國寬帶通信的現狀,提出了衛星寬帶應用方案,并進行系統設計和研制生產。
2004年,項目進入了關鍵階段。同創根據當時的情況,集中精力進行了資源整合,把重點放在了衛星主站的建設上,并設置了以衛星主站為核心的天地環網衛星營運中心。同創還及時向阿爾卡特公司提出了明確的建設要求,順利解決了衛星主站系統向小站回傳的問題。同創在項目實施過程中,不斷提升對衛星主站有效價值的開發,積極尋找適合的衛星應用方案,以保證同創能夠順利地切入國內VSAT市場。
同創對衛星通信車的自主研發使其在衛星通信領域站得更穩。據稱,同創衛星通信車集衛星通信、微波傳輸、超短波通信、無線局域網、地面互聯網、移動公網及視音頻壓縮傳輸等技術于一體,可以在到達任務現場后3-5分鐘內快速建立起雙向衛星通信網絡,并提供一體化的衛星應急通信解決方案,真正實現對現場實時圖像、聲音、數據等多媒體信息的采集與傳輸,保障指揮中心對事發現場的遠程監控與雙向互動。
據王巧木梁 介紹,衛星通信車可廣泛應用于應急指揮、消防、氣象、地震、公安、水利、林業、石油勘探等行業,可以有效預防風險,并能實施快速救援應急指揮,對于保障人民群眾的生命財產安全、創建和諧社會具有現實意義。同創的衛星通信車,被業內認定為“填補了國內同類產品的空白”。
王巧木梁說,“我們在衛星通信和計算機融合這一新興產業中占據了制高點,推出衛星機動通信車這一拳頭產品,對同創來說,應該是水到渠成。”
創新應該是同創幾年來發展的根本。雖然創新要承擔風險,但同創創新的腳步從來就沒有停止過。王巧木梁這樣評價自己的企業:“同創的10年,是探索的10年、創新的10年。”
關于同創―――
由于MF-TDMA(多頻時多分址)技術在支持綜合業務的傳輸方面以及衛星通信靈活組網方面都有一個比較明顯的優勢,適合大多數不同規模的衛星通信網絡。但是,多頻時多分址技術也有其自身的局限性,工作模式屬于突發模式,在資源的分配方面也存在一定的滯后性,因此在實際的工作應用過程中,必須對其網絡工作的方式和系統的參數進行一個合理的設計,以提高多頻時多分址衛星通信網絡技術的使用效率。本文主要就MF-TDMA的工作模式進行了分析,并對其參數的選擇進行了初步的設計。
【關鍵詞】MF-TDMA 衛星通信 技術體制 分析研究
MF-TDMA技術是由90年代的單載波TDMA技術的基礎上又經過一些列的發展革新而來的一種新型的寬帶VSAT網,它對FDMA和TDMA進行了一個整合,吸取了兩者的優點,并且借鑒了FDMA的設計理念,將TDMA技術體制進行了一個改善,解決了其龐大的缺點,讓用戶們的使用更加方便。系統的擴展能力很強,可以根據實際情況以及實際客戶的需求自動的增加載波寬帶和載波的數量,網絡管理也可以對衛星的實時資源有一個動態的分配,提高IP數據業務資源的利用效率。
1 FMT調制解調技術
濾波多音調制技術也就是FMT調制解調技術,顧名思義它是一種多載波的傳輸技術,實際上它是與正交頻分復用系統類似的多載波傳輸技術,其的基本原理就是發送端低通濾波器實現對每個子信道的頻帶進行一個嚴格的限制而達到的多載波的調制技術,其使用的低通濾波器必須是嚴格帶限的。FMT與OFDM都是多載波的正交調制技術,但是二者還有所區別,OFDM的各個子載波的頻道都處于一個重疊正交的狀態,而FMT由于有嚴格帶限的各個子信道而使得其相鄰的子載波波頻互相不重疊。
2 典型的網絡結構
2.1 獨立的網狀和星狀組網模式
MF-TDMA的衛星通信體制可以構建多種類型的網絡結構。對于獨立的網狀和星狀組圖模式來說,其主要是依靠MF-TDMA衛星通信體制通過主載波和業務載波等的通信載波來支持的。在獨立的網狀組圖網模式時,網內的各個站可以在主載波上接收廣播的參考幀,并且還可以將申請信息發射出去,進行一個自主測距管理,然后經過主載波和業務載波兩者實現一個相互之間的通信。在獨立的星狀組網模式下,網內的各個業務站要首先接受主站發射的廣播載波參考幀,然后進一步的通過業務載波發射申請信息并實現分站與主站之間的一個通信,各個業務站之間也可以實現一個雙跳通信,不過這個所謂的雙跳通信是由主站來完成的,而測距管理則由主站在經過計算之后通過對業務站加以指導完成。
2.2 多點廣播與通信融合網
MF-TDMA衛星通信技術不僅僅可以支持業務載波等通信載波的配置,除此之外還可以支持單獨配置的廣播載波。網內的各個站點可以將網狀組網通信和廣播載波發送廣播信息的任務同時進行,比如,在進行網狀組通信的同時可以進行視頻、信令以及相關數據的傳送與傳輸,網內工作的最大特點就是支持廣播業務與通信業務共用一個網進行傳輸。
3 MF-TDMA體制的優勢所在
3.1 系統靈活和廣播能力較強
在現代通信衛星的發展過程中,對通信節點之間的組網能力有一個重要的要求,要求其有足夠靈活,能夠及時應對變化。到目前為止我國的MF-TDMA綜合業務網已經可以比較靈活的形成星狀網以及網狀網了,并且,其發展已經相當成熟,在其同一個網內還可以靈活自如的形成不同的網絡。比如,在同一個網內,可以將電話業務配置成為網狀網,而將數據業務配置成為星狀網,并且,還可以根據不同的實際情況,針對不同的業務部門的情況配置不同的虛擬子網,將數據廣播和數據共享更加完美的實現出來。總而言之,MF-TDMA的一個顯著的特點就是可以靈活的進行網絡的重新配置,并且,MF-TDMA還可以將接有不同任務的不同的幾個站進行一個對接,還可以對其的工作狀態和實時的網絡狀況進行一個監控,系統呼叫轉換的時間也大大的減短了。
3.2 業務支持能力強
在之前,對于稀路由的,端到端的話音或者是相對來說數據較為低俗的業務來說,大多都是采用SCPC/DAMA系統構成星狀網進行轉接,也有是通過小站業務經主站來完成轉接的任務的。但是隨著用戶業務多樣性的變化,通信網絡也不得不使用多樣性的服務來滿足客戶多樣性的要求,尤其是針對于IP的業務,與普通的電話基于CALL-BY-CALL的模式不同,本端的IP數據需要在同一個時刻去到不同的目的地,這就是為什么采用MF-TDMA這一份體制來構成平時的IP網絡了。
3.3 支持視頻會議
對于MF-TDMA來說,其還有一個十分重要的應用就是其支持任一點對視頻會議的功能,在新的MF-TDMA系統中,每一個站內發出的時隙,以及時隙所包含的信元,都可以經過合理配置,從而實現一方面指向目的地,另一方面進行廣播應用,進行全網或者是分組用戶通收,從而呈現所需要的視頻會議。
4 MF-TDMA體制的應用設計
4.1 進行多類站型疊層組網的應用
所謂的提高多類地球站混合組網通信容量實際上就是通過采用一些雙值守載波以及地球站分類和自動適配的技術實現的,通過這些技術的應用使得小口徑地球站間可以使用低速度的載波、大口徑地球站間可以使用高速度的載波,并且還實現了大小地球站間可以使用中速率的載波進行成企鵝狀的組網通信,這些不同速度的載波的應用可以將地球站之間收發信號的能力充分的利用起來,從而加大多類地球站混合組網的通信容量。
4.2 應用規劃
MF-TDMA系統的工作主要是依靠衛星透明轉發器的工作,其參數配置的靈活性較強。因此,對于相同的通信網建設或者是任務保障來說,其可行的配置方案會存在很多種不同的方案,但是,需要注意的是在不同種類的配置方案中,其對應方案幀的效率也不盡相同,這就決定了其對于通信衛星的占有也不完全相同。使用的規劃就是要達到一個在保證任務需求和服務質量的前提下,要找出幀效率最高,并且轉發器資源的利用效率相對來說較高的系統配置方案,需要注意的是,在最終的確定階段還應當結合地面站型的配置情況,來最終確定配置方案。總之,應當注意到以下的幾點,任務的需求、地球站的類型、相關的氣象信息等。綜合考慮,確定最佳的配置方案十分重要。
5 總結
總而言之,MF-TDMA技術的發展經過了不斷的融合與創新,其獨有的靈活性為多樣性的需求帶來了便利,視頻會議功能也是其特色,其的發展有了一定的進步,但是依舊存在一些不足需要去改進,其關于網絡衛星資源的配置更是需要經過綜合考慮各種因素,才能最終確定一個最佳的配置方案,這也是MF-TDMA技術在今后發展的主要方向,
參考文獻
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作者單位
【關鍵詞】遠程教學系統;IP網絡;衛星通信
構建科學、完善的遠程教學系統是開展遠程教育最重要的基礎環節之一。遠程教學系統的構建應該根據實際的教學內容以及教學目標來確定系統設計方案。遠程教學系統的設計首先應該以實現其基礎功能為前提,再根據教學實現的環境來對系統功能進行細化,以此來構建一個高效、便捷、安全、靈活的網絡多媒體遠程教學系統。目前,雖然我國的通信網絡建設的整體水平已經有了比較大的提升,但是,由于地區經濟發展水平的差異,使得不同地區的網絡通信建設水平存在比較大的差異。因此,如何克服這一差異,加強多媒體遠程教學系統的設計與應用成為一個關鍵問題。
一、多媒體遠程教學系統的建設需求分析
教育教學與多媒體和互聯網技術的融合是現代教育的一個重要發展方向,遠程教育正是這一融合趨勢的重要發展產物。開展遠程教育,有助于打破教育教學的空間限制,實現教育資源的大范圍共享,不僅能夠實現在校內教學的傳遞,也能夠通過遠程教學通信系統實現校內與校外教學授課的傳遞和教學溝通,實現立體化的遠程交互教學。多媒體遠程教學系統的構建,是開展遠程教育的重要基礎條件之一。
二、多媒體遠程教學系統設計方案分析
根據各個學校的教學管理目標以及開展遠程教學的需要,在對我國網絡通信狀況進行詳細了解的基礎上,積極利用各種網絡通信技術設計出相應的遠程教學系統方案。筆者根據自身的經驗,重點闡述了基于IP通信網絡與基于衛星通信網絡構建而成的遠程教學系統。基于IP網絡通信技術構建的遠程教學系統能夠聯結校外的學習中心,并且保持較好的通信信號質量,起到豐富教學功能的目的。而基于衛星通信技術構建起來的遠程教學系統則具有覆蓋范圍廣的優勢。
(一)基于IP網絡通信技術構建的遠程教學系統設計方案
此設計方案主要是通過IP通信網絡以及H.323標準視頻會議系統來實現的。通過視頻會議系統,連接IP通信來將教師的現場授課的圖像、聲音等實時傳輸到IP通信網絡另一端的授課的終端系統上,并且實現主講授課現場與各分會場視訊終端的影音多向交互。這種方案能夠實現單播和組播兩種遠程教學模式,單播能夠讓系統另外一端的學生更好地參與進教學之中。而組播則能夠保證數據通訊傳播的質量,但是它的交互性比不上單播。
(二)基于衛星通信網絡技術構建的遠程教學系統設計方案
基于IP網絡通信構建的遠程教學系統已經能夠承載比較完善的遠程教學功能,但是,這種遠程系統的構建對通信網絡的要求非常高,在一些網絡通信狀況并不十分理想的偏遠地區,此種遠程教學系統不能很好地發揮其應有的效果。而利用衛星通信技術則能夠有效克服網絡通信傳輸不穩的問題,能夠實現遠程教學的大范圍實施交互,尤其是在遠程教學的接收點數多且分散的狀況下,通過衛星通信技術能夠有效實現遠程教學的目標。該方案重點就是要充分運用衛星通信技術與DirecPC技術將衛星通信網絡與國際互聯網聯結起來,使服務器能夠實現對衛星接收站同時發送連續的數據流,如此一來,就能夠保證教學信息的同步傳輸。同時,結合衛星同喜的流媒體組播技術以及地面服務器的數據流網絡回傳,能夠實現遠程教學的雙向傳輸,構建交互式的實時傳輸遠程教學環境。
三、多媒體遠程教學系統的應用
(一)基于IP網絡通信的遠程教學系統的應用實現
1.系統組成部分
基于IP網絡通信的遠程教學系統主要由通信傳輸網絡、視頻會議中心、多媒體教學系統這三部分構成。
(1)通信傳輸網絡
遠程教學系統的應用需要依靠運營商提供的通信線路來進行構建,主要是為了保證通信網絡的帶寬以及傳輸網絡服務的順利運營。系統的主網絡是通過在中心節點上配置的Cisco7240的路由器來將局域網與視頻會議中心的MCU服務器、視頻會議系統服務器等連接起來。而在教學中心系統用較高的帶寬接入,連接系統的錄制、點播等服務終端設備。連接校外教學中心的網絡則是通過一Cisco2620的路由器與網內的中心節點進行連接,帶寬在2M左右。在各個節點上開放支持多媒體多點通信等功能。
(2)視頻會議中心
視頻會議中心的終端所使用Vcon公司的視頻終端設備,主播教室配備Media Connect8003型號的視頻終端設備,在接收方則配備Media Connect8001型號的視頻終端設備。而在網內的中心節點則應該配置Media Center中心控制服務器、GateKeeper和相應的管理服務器設備,并且允許不同速率的視頻會議終端接入同一個會議。
(3)多媒體教學系統
構建多媒體教學系統的主播教室,給主播教室配備Media Connect8003型號的視頻終端設備,并且配置基本的電子白板、投影儀、攝像機、投影屏幕、錄像機、麥克風、功放音響、調音臺等多媒體教學輔助設備。
2.多媒體遠程系統功能的應用實現
基于IP網絡通信技術構建的多媒體遠程教學系統利用IP網絡實現了遠程異地教學的交互傳輸活動。利用電子白班、投影機、攝錄機等設備將主播教室里的教學過程通過IP網絡通信傳送到系統另一端的接收教室。交互式的遠程教學系統也能夠使在遠端的學生通過系統對主播教室的教師進行提問,實現雙方的教學互動,這種教學模式打破了空間限制,實現了異地的雙向交互教學交流,它可以算作是一種傳統面對面教學的升級版。
(二)基于衛星通信的遠程教學系統的應用實現
1.系統組成部分
基于衛星通信的遠程教學系統主要由主教學中心、衛星中上行站、校外學習中心這三部分構成。
(1)教學中心
教學中心是基于衛星通信技術構建的多媒體遠程教學系統非常重要的一部分,它主要配備一些常規的遠程教學系統設備,包括相關的網絡傳輸設備、衛星網絡地面接收專線設備、計算機系統、音視頻輔助設備等。衛星網絡地面專線設備主要是負責將多媒體數據流發送到衛星上行站,并且將一些多媒體控制信息傳回到控制中心。
(2)衛星上行站
衛星上行站主要負責多媒體數據流的上行傳輸以及用戶的信息回傳接口,它是遠程教學系統傳輸網絡的關鍵。通過配置各種服務功能模塊以及管理控制服務器,以此來保持多媒體流通信服務的順利運行。將各類教學資源以及教學信息通過衛星專線或者互聯網絡上傳到衛星上行站,并且通過各類服務功能模塊和管理服務器傳送到衛星上,通過衛星傳輸實現遠程教學的大范圍覆蓋。
(3)校外學習中心
將多媒體流通過衛星傳送到用戶終端是遠程教學過程的最后一部分。它主要是將計算機連接上USB插口的Direce PC卡。通過衛星天線以及Direce PC來接收衛星上行站的廣播傳輸內容。將遠端的接收教室配置連接系統的計算機系統,并且通過連接大的投影屏幕來將遠端教師的授課內容實時傳送給學生。衛星傳輸數據的速率一般在64K-24Mbps左右,具體的傳輸速率根據遠程教學的傳輸內容來定。還可以根據教學的內容劃分為多個衛星傳輸頻道,實現遠程教學的分類管理。如果需要進行遠程交互教學,則可以通過調制解調器進行撥號連接,通過衛星進行信息的同步傳輸。
2.多媒體系統功能的應用實現
基于衛星通信構建的多媒體遠程教學系統能夠很好地在主教學中心生成實時的多媒體音視頻流,并且通過地面的衛星傳輸專線將多媒體流傳輸到衛星上行站,然后傳送到衛星,最后通過衛星廣播傳送到全國各地。而遠程教學系統的校外學習中國心可以通過安裝的各類衛星數據接收設備來接收各類數據流信號。此外,遠程教學的遠端用戶也可以通過調制解調器或者互聯網的撥號上網的方式來進行多媒體數據流的回傳,實現穩定的異地遠程教學的交互傳播。
參考文獻
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本文在分析現有技術的基礎上總結了現有寬帶衛星網絡的發展基礎,發展中遇到的問題,以及發展前景。
【關鍵詞】衛星通信;寬帶;通信系統
通信基礎設施建設的日臻完善和Internet的商業化興起,以及交互式多媒體業務的迅速增加,都推動了寬帶衛星通信的發展。目前,國際上許多國家都對寬帶衛星通信技術進行了研究,并已著手設計和開發寬帶衛星通信系統。發展寬帶衛星系統己成為當前通信的新熱點之一。寬帶衛星通信系統既能夠在遠距離通信傳輸上充分發揮衛星通信的作用,又能夠進一步向用戶提供從話音到數據、從低速到高速、從單一通信到多媒體通信、從固定到移動等各種通信方式。寬帶衛星通信不僅要面向企業集團、多媒體提供商,也要在圖像傳輸、衛星數字電視直播、多媒體信息廣播、寬帶接入、交互式遠程教育、遠程醫療等方面逐步向個人服務方面發展。時至今日,衛星原有的許多優勢己無法與地面光纖通信相比,衛星僅存的優勢只剩下廣播、建設周期短以及建設成本與通信距離無關的特性。但在未來相當長的一段時間里,衛星在寬帶業務上還將有所作為。對于時延要求低以及具有廣播/組播性質的高速數據業務(如大容量數據傳輸、多媒體廣播、因特網寬帶接入、衛星遠程應用、多媒體雙向互動等業務)來說,衛星具有極大的優越性。
上世紀90年代以來,商業網絡逐漸向基于TCP/IP因特網協議的分組交換型網絡發展。與此同時利用衛星通信系統提供大容量數據傳輸和組播廣泛地引起了人們的關注,使人們開始考慮使用衛星傳輸IP業務的可能性。衛星IP技術就是將衛星業務搭載在EP網絡層上營運的技術。這種技術有利于吸收采納目前蓬勃發展的IP技術,降低技術成本。國際電聯的ITU-T SGB是多協議和IP網絡及其互通研究組,負責網絡體系結構和長期網絡演進的研究。SGB將開展有關衛星IP體系結構的研究,第一步研究的對象是高級衛星體系結構,研究目標是構筑衛星IP網絡的體系結構框架,闡述不同類型衛星系統特有的能力,描繪現有衛星網絡的體系結構。
基于IP的因特網業務是寬帶業務的重要組成部分,而IP技術的QOS的問題一直困擾業內人士,衛星要提供具有競爭力的寬帶業務能力就要建設滿足QOS的寬帶系統。面對各種系統的競爭,如何在技術上保證提供業務的低價優質,以及占領市場,是寬帶多媒體衛星通信系統得以生存和發展的關鍵。目前,寬帶衛星系統已采用Ka波段,而Ka波段傳播特性受降雨衰耗的影響較大,這一點為人們所普遍關注。目前約有20個Ka(Ku)波段LEO/MEO/GEO寬帶衛星通信系統,這些系統主要用于多信道廣播、Internet和Intranet的遠程傳送以及作為地面多媒體通信系統的接入手段,成為實現全球無縫個人通信、Internet空中高速通道必不可少的手段。主要的寬帶衛星通信系統II一總結如圖1。
一、寬帶多媒體衛星通信發展的基礎
(一)Internet迅速發展的需求
二十世紀九十年代互聯網商用化以來,互聯網已經發展成為全球最大的信息基礎設施。互聯網己成為全球最大的多媒體網絡,幾乎所有的通信系統都成為了互聯網的組成部分,如先后出現了基于SDH/DWDM的光纖互聯網、基于WAP/GPRS的移動互聯網、基于Cable Modem的有線電視互聯網。同樣,基于VSAT,出現了衛星互聯網。Internet是當今發展最快的業務,各種網絡技術都在向提供高質量IP業務的方向發展,在大范圍覆蓋和長距離傳輸方面具有優勢的衛星通信與Internet的結合無疑是通信發展的一個重要方向,因為衛星通信和Internet所具有的地域國際性,新的衛星系統將加強全球通信基礎設施,使普遍接入Internet成為可能。同時由于Internet的爆炸性增長,不斷推出許多新業務,對這些業務的需求為這種新系統創造了市場機會。寬帶衛星通信市場前景可觀,其原因就在于Internet的發展和廣泛應用。
由于衛星通信具有空間跨越、遠程通信和廣播等獨特的功能,因而成為互聯網擺脫目前困境的一個重要途徑。可見,衛星通信與互聯網的結合是一種必然的趨勢。事實上,針對互聯網存在的問題,比較有效的解決方案是內容投遞網(CDN-Contents Delivery Network)。CDN工作的基本原理是服務提供商在各地設立自己的、主要由緩存服務器構成的服務點,通過自己的專用網絡將內容向網絡的邊緣分布,即盡可能地將內容本地化,以有效地解決了骨干阻塞、接入困難、內容分發效率低等諸多問題,從而起到對互聯網進行加速的作用,并進一步改善QoS aCDN的實現途徑主要有地面網絡和衛星網絡兩種[6],這兩種內容投遞CDN各有千秋,實際使用中的CDN有不少是由兩者混合而成的,但是基于衛星通信的CDN在數量上更多。
(二)未來業務的龐大潛在需求
據Andersen咨詢公司的研究預測,2002年前,整個世界傳輸業務的寬帶市場價值650億美元,大約12%即80億美元由衛星通信分享,2005年之前,衛星通信分享的市場份額將達到160億美元
(三)寬帶多媒體衛星通信技術基礎
衛星通信的可用頻譜資源很有限,C波段和Ku波段的應用已非常擁擠,建設寬帶網必然導致采用更高頻率。目前設計中的寬帶衛星通信網基本都采用Ka頻段,通過GEO, MEO, L'EO或混合分層衛星群系統提供多媒體交互式業務和廣播業務。采用此方案一方面是業務的要求,另一方面也因為有著技術基礎。
(四)頻率資源支持
寬帶網的出現必然導致可用頻譜資源的缺乏,解決的辦法之一就是采用更高頻率。非同步軌道全球寬帶衛星系統推出不久就受到重視,WRC295大會為工作于19-29GHz頻段的非同頻軌道衛星固定業務系統分配了400MHz帶寬,WRC297又新分配了100MHz帶寬。
二、寬帶衛星通信發展面臨的問題
(一)衛星網絡時延和時延抖動
經由衛星網絡傳輸的數據分組經歷的全部端到端時延由以下各時延總和構成:傳輸時延(一個站點從開始發送數據幀到數據幀發送完畢所需要的全部時間);上、下行無線鏈路傳播時延;星際鏈路(ISL-Inter-Satellite Link)傳播時延;星上交換和處理時延及緩存時延。盡管與GEO網絡相比,LEO網絡的傳播時延相對較小,但是LEO系統的ISL時延會因衛星移動、切換、緩存和處理以及自適應路由技術而頻繁發生變化。因此,在實際應用中我們應對GEO和LEO系統的時延和時延抖動特性進行綜合折衷考慮。
(二)星上處理
星上處理(OBP-On Board Pro-
cessing)概念是由歐洲空17局(European SpaceAgenc刃提出的。OBP技術不僅適用于多波束衛星也適用于單波束衛星,但在后一種情況下,僅包括解調、判別、整形和再調制等處理,沒有解碼編碼和路由交換的能力,故通常稱其為星上再生處理。因此,OBP方式主要用在多波束星上交換的場合。
(三)頻率需求和衰減影響
通信衛星當初剛開始運作大型業務時,多運行在4^-6 GHz的C頻段,當C頻段變得過分擁擠時,11 ^-14GHz Ku頻段開始投入使用。而當Ku頻段擁塞時,更多的采用全Ka頻段的衛星轉發器,同時還有一些采用混合Ku/Ka頻段的衛星。由于天氣原因,衛星傳輸會發生路徑損耗,如雨水、水汽匯集凝聚、液態水狀云都會影響信號傳輸。尤其在遠東,天氣情況常常會對Ka頻段信號造成嚴重衰減。在這種情況下,為了使用Ka頻段,必須對傳輸信號提供足夠多的功率裕度(powermargin)。其它的一些頻段可能也有利用價值,包括V頻段(40-50GHz)及毫米波頻段(如60 GHz)。
(四)QoS問題
當經由WAN(廣域網)和MAN(城域網)提供數據服務時,來自不同LAN(局域網)的數據業務必須經過基于幀中繼、衛星、ATM, IP, ISDN或由這些組合而成的骨干網。為此,需要將QoS機制擴展到衛星網絡上,以便在未來經由IP網絡傳輸話音、視頻和數據服務時這些骨干網不致成為支持QOS的瓶頸。對于ATM網絡,為解決IPIATM無縫集成而引出的多協議標簽交換(MPLS-Multiple Protocol Label Switching)協議,已成為兩網融合的先鋒。對于衛星網絡,仍在進行有關交叉層的設計研究,目的是打開未來IP經由衛星網絡傳輸的暢通之路。
三、寬帶衛星通信的發展前景
衛星應用產業是直接為消費者服務的產業,必將成為市場的主體,并朝著個性化、多樣化方向發展。其中衛星寬帶網與互聯網的融合正在擴展衛星通信應用的新領域,衛星寬帶多媒體業務正在興起,將成為市場繁榮的新動力。
衛星寬帶數據接入將出現重大發展。Ka頻段衛星將得到發展,在未來10年,地球同步軌道上Ka頻段衛星轉發器的數量將增加10倍以上,總數將達到2700多臺,非同步軌道上Ka頻段衛星轉發器的數量近400臺。Internet接入和企業內部網的發展是推動寬帶衛星業務迅速發展的主要因素,商用衛星業務、直播衛星業務、VSAT以及分組數據傳輸、專用網絡通信和移動通信的應用都已取得成功,未來的寬帶衛星通信系統將進一步提供一系列先進的信息服務。寬帶衛星網絡將提供一種運行在空中的Internet,它不同于地面網絡的顯著特點是用戶可按需使用網絡帶寬,且能提供高速接入能力,它通過固定和移動終端,以兆比特以上的速率為用戶提供高速話音、數據等各種新的業務。
寬帶衛星通信系統通過采用最新的衛星數據廣播技術,可以提供寬帶數據廣播業務。廣播的內容可有兩種,一種是數據文件廣播;另一種是多媒體流式文件的廣播。在向用戶提供單向高速的廣播服務時,可以一次將聲音、圖像、文字和數據文件同時發送給多個地點,如大文件的傳輸、公共信息的、實時MPEG圖像和數據的傳輸、多媒體數據廣播;也可根據實際需求分組播出,靈活多樣的數據和視頻服務可以滿足用戶的不同需求,可在網上購物、網上書房,遠程醫療、視頻點播、遠程教育、站點鏡像等多領域提供服務。
寬帶衛星通信技術可以應用在各個領域中,如寬帶智能社區建設、遠程教育、銀行、證券等金融行業以及大企業集團(全國、跨國)專用網建設,等等。無論是從個人,還是從商業利益的角度或者是其它方面來考慮,各國都應抓緊時機加速發展寬帶衛星通信。采用全新技術設計的寬帶衛星通信系統,其潛在的應用和市場需求都很大,而且隨著研究的進一步深入,寬帶衛星通信將在全球信息基礎設施建設中發揮更大的作用,其前景是十分廣闊的。
參考文獻
[1]Abbas Jamalipour,Tracy Tung.The Role of Satellites in Gobal IT:Trends and Implications[J].IEEE Personal Communications,2001,6:5-11.
[2]劉劍,黃國策,宋愛民.寬帶衛星通信概[J].數據通信,2003,1(1):22-24.
男 | 漢 | 已婚 | 33歲 | 本科學歷 | 8年以上工作經驗
現居住于:河北省--石家莊市
戶口所在地:河北省--石家莊市
聯系電話:13888888888
個人能力
能熟練使用計算機及各種常用軟件、熟悉計算機網絡基本原理及技術:LAN,WAN,TCP/IP,ATM,X.25等,能自主設計組建局域網,了解各種路由器(以CISCO為主)、交換機、時隙交叉復用器(邁普9400)等網絡設備的配置管理。
熟悉視頻傳輸設備,電視會議系統,衛星通信車的應用集成,VSAT衛星應用解決方案的撰寫。
熟悉VOIP的各種接入手段,能獨立調測GW設備。
八年以上通信運營企業工作經驗,熟悉無線通信系統,VSAT衛星通信系統。
三年以上項目管理工作經驗,能夠對公司經營狀況進行理性分析,并提出整改方案。
自我評價
具備豐富的工作經驗,認真踏實負責,對新事物接受能力很強,且具備優秀的表達才能,曾多次主持對用戶和內部的技術講解和培訓,獲得用戶和公司的一致好評。
職業目標
畢業于吉林大學(原長春郵電學院)通信工程系移動通信專業,06年以成人高考方式考入河北科技大學,學習通信工程等專業知識;現已工作九年,有良好的機房設備維護經驗!對衛星地面設備、基帶設備、射頻設備比較了解,對網絡設備(路由器、交換機等)相當了解。
以后的發展方向:技術管理、技術支持、項目管理等。
求職意向
期望工作地區:河北省--石家莊市
期望工作行業: 通信(設備/運營/增值服務),計算機硬件/網絡設備
期望工作職業: 信息技術經理/信息技術主管,通信技術工程師,技術支持/維護工程師,網絡工程師
期望工作性質:全職
到崗時間:面談
工作經驗
2007.01 - 2009.02 河北華航通信技術有限公司 項目管理部 項目經理
工作地點:石家莊
公司性質:私營.民營企業
公司行業:通信(設備/運營/增值服務)
工作描述:
2007年進入河北華航通信技術有限公司工程維護部工作,在此期間主要負責項目的立項,組織項目的招投標工作;負責項目的效益分析,對項目管理任務的三控、三管、一協調有深刻的認識;同時負責公司各工程處之間的項目管理工作。
2004.01 - 2007.01 中國衛星通信集團公司河北分公司 網絡部 經營維護部副主任
工作地點:石家莊
公司性質:國有企業
公司行業:通信(設備/運營/增值服務)
工作描述:
2004年調入中國衛星通信集團公司河北省分公司網絡部工作,在此期間擔任機房設備維護主管,兼任經營維護部副主任。主要從事機房設備的維護和管理工作,同時對公司的售前技術支持負有一定的責任,衛通機房內主要設備有Metro 1000光傳輸設備、東軟NETEYE防火墻、華為NE20路由器、華為TMG8010、CISCO AS 5300等。
2000.10 - 2004.01 天宇網絡通信集團有限公司 衛星部 機房主管
工作地點:北京
公司性質:私營.民營企業
公司行業:通信(設備/運營/增值服務)
工作描述:
2001.9--2004.1 天宇網絡通信集團有限公司--衛星通信部
在此期間主要負責衛星通信網、河北(11個地市)地面專網(DDN)以及公司內部局域網的網絡維護工作。
1.Quidway、Cisco路由器網絡產品的日常維護,以及Quidway、Cisco產品的現場調試
2.Gilat SSA系統的日常維護,以及對客戶、公司內部的技術交流與培訓
3.Maipu 9400E 復接設備的調試以及維護
教育背景
1997.10-2000.10 長春郵電學院
專 業:通信工程
學 歷:大專
專業描述:
電路與信號,模擬電路,數字電路,衛星通信等等!
2007.01-2009.11 河北科技大學
專 業:通信工程
學 歷:本科
專業描述:
電路與信號,模擬電路,數字電路,衛星通信等等,計算機軟件,計算機網絡安全,單片機原理及應用!
培訓經歷
2001.10 VSAT原理及應用
培訓時長:5天
所獲證書:
培訓機構:GILAT衛星公司
培訓描述:
VSAT衛星通信網的知識,以及相關技術!
2004.03 網絡安全證書(詳見證書)
培訓時長:5天
所獲證書:東軟認證--東軟網絡安全工程師
培訓機構:東大阿爾派
培訓描述:
主要涉及網絡安全方面的知識!主要包括信息安全管理、NETEYE防火墻管理系統、NETEYE IDS系統等。
2004.06 中低端產品工程師
培訓時長:10天
所獲證書:中低端網絡產品工程師
培訓機構:華為公司
培訓描述: 華為中低端交換機、路由器等設備的調測維護;
2004.07 華為高端產品工程師
培訓時長:10天
所獲證書:高端網絡產品工程師
培訓機構:華為公司
培訓描述:
主要涉及華為NE系列路由器、三層交換機等課程。
2008.06 通信概預算
培訓時長:7天
所獲證書:概預算證書
培訓機構:中華人民共和國工業和信息化部
培訓描述:
主要涉及通信施工、設備安裝等概預算課程。
IT技能
技術名稱:LAN 使用時間:8年 熟悉程度:精通
技術名稱:MS Excel 使用時間:8年 熟悉程度:精通