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關(guān)鍵詞:煤礦;自動化;通信技術(shù);功能特點;關(guān)鍵技術(shù)
我國地大物博,人口眾多,含有豐富的煤礦資源,且煤礦資源在我國能源結(jié)構(gòu)中占比極大,這就促使煤礦行業(yè)得以快速發(fā)展起來。同時科學技術(shù)的不斷發(fā)展,自動化和信息化等先進科學技術(shù)應(yīng)用到了煤礦資源開發(fā)生產(chǎn)過程中,大大提高了煤礦資源開發(fā)生產(chǎn)的安全性和高效性,對于煤礦行業(yè)的發(fā)展有著積極的推進作用。
1 煤礦自動化功能特點與關(guān)鍵技術(shù)
1.1 煤礦自動化功能特點
1.1.1 運行、管理自動化
利用遠程技術(shù)和設(shè)備對礦區(qū)設(shè)備進行遠程操作,然后利用集線器收集設(shè)備的運行狀態(tài)信息,并進行記錄,最后傳輸給終端計算機,讓煤礦企業(yè)能夠?qū)崟r掌握礦區(qū)設(shè)備運行狀態(tài)信息,這樣的模式下能夠讓煤礦生產(chǎn)運行管理實現(xiàn)集成化、多維度的管理功能,從而提高煤礦生產(chǎn)運行管理的科學性。
1.1.2 運輸自動化
相較于傳統(tǒng)的運輸方式,運輸自動化具有自動運輸、自動識別功能。從其構(gòu)建方面來看,主要是采用單片機或PLC聯(lián)動傳輸物理設(shè)備的方式,包括了檢測傳輸設(shè)備重量,對運動時間與頻次進行自動規(guī)劃,這樣能夠有效減少人力資源投入,節(jié)約煤礦運輸成本。
1.1.3 洗選自動化
煤礦資源一旦經(jīng)過開采就會形成初級產(chǎn)品,然后還需要對初級產(chǎn)品進行洗選以及合理分類,最終將煤礦產(chǎn)品分類進行銷售。而煤礦產(chǎn)品洗選環(huán)節(jié)的工作環(huán)境較為惡劣,這就嚴重影響了煤礦產(chǎn)品洗選工作效率。通過在煤礦產(chǎn)品洗選中應(yīng)用自動化體系,有效改善了煤礦產(chǎn)品洗選的工作環(huán)境,避免了人為損傷情況的出現(xiàn),極大地提高了煤礦產(chǎn)品洗選工作效率。
1.1.4 安全保障自動化
煤礦開采是一項危險性較高的工作,多年來煤礦開采安全事故也是屢見不鮮,影響煤礦開采安全的因素較多,通過多年調(diào)查研究表明,人為操作不當是導致煤礦開采安全事故發(fā)生的主要原因之一。所以,在煤礦安全保障體系中構(gòu)建自動化體系,利用自動化檢測設(shè)備與報警設(shè)備,能夠幫助煤礦企業(yè)實時了解煤礦井下環(huán)境信息與人員操作行為情況,進而有效規(guī)避存在的風險,防止安全事故的發(fā)生,實現(xiàn)安全保障自動化[1]。
1.2 煤礦自動化的關(guān)鍵技術(shù)
將繼電器體系與單片機及PLC控制系統(tǒng)進行聯(lián)動,能夠?qū)崿F(xiàn)對相關(guān)設(shè)備的自動化管理。煤礦自動化構(gòu)建中,其關(guān)鍵技術(shù)主要包括三個方面:一是管理方面。在管理過程中,自動化管理主要通過系統(tǒng)評價體系及可視化界面來實現(xiàn)。設(shè)備自動化控制主要通過主機控制分機的訊號來實現(xiàn);而設(shè)備自動化運行則與自動化控制相反,主要是利用PLC現(xiàn)場終端收集訊號并進行初步處理,進而獲取到相關(guān)數(shù)據(jù)信息,然后利用計算機進行統(tǒng)一管理。二是訊號方面。訊號傳輸主要是通過可視化管理體系來實現(xiàn),是煤礦自動化實現(xiàn)的根本所在。在通信構(gòu)建中還應(yīng)注意以下兩點情況:第一點,為了保證訊號傳輸中的清晰度和保密性,應(yīng)對訊號進行增強,對設(shè)備進行加密;第二點,為了避免訊號在傳輸過程中受到干擾,還應(yīng)使用硬件屏蔽技術(shù)。三是系統(tǒng)設(shè)置方面。為了實現(xiàn)系統(tǒng)自動管理,應(yīng)有效整合相關(guān)設(shè)備,合理設(shè)定具體參數(shù),同時建立并嚴格執(zhí)行數(shù)據(jù)后臺評價與報警機制,將設(shè)備的工作情況和檢修情況設(shè)置為系統(tǒng)指標,從而推進煤礦自動化體系的構(gòu)建[2]。
2 煤礦通信技術(shù)功能特點與關(guān)鍵技術(shù)
2.1 煤礦通信技術(shù)功能特點
2.1.1 基于設(shè)備之間的通信環(huán)節(jié)
煤礦通信體系構(gòu)建中,設(shè)備之間的通信通常比較簡單,只需要將操作指令利用二進制代碼進行傳輸,就能夠達到設(shè)備之間通信的目的。煤礦通信體系構(gòu)建中設(shè)備之間的通信利用電訊號就能夠完成,這是由于電訊號本身就具有整合訊息的功能,所以,設(shè)備之間通信體系的構(gòu)建相對來說比較簡單。此外,設(shè)備之間通信體系的構(gòu)建中,大多是采取單一控制,基于這樣的條件下,設(shè)備之間通信體系構(gòu)建中的關(guān)鍵技術(shù)就是遠程控制技術(shù)。該通信技術(shù)的功能特點就是保證線路通暢以及訊號的準確性。
2.1.2 基于人機互動或者工作人員之間的通信環(huán)節(jié)
一是工業(yè)環(huán)網(wǎng)的構(gòu)建主要通過集成網(wǎng)絡(luò)來完成,工業(yè)環(huán)網(wǎng)中的接口技術(shù)能夠?qū)γ旱V整體信息傳輸進行有效整合。工業(yè)環(huán)網(wǎng)構(gòu)建模式具有一次性完成建設(shè)并且能夠反復利用的功能特點。
二是在煤礦通信系統(tǒng)構(gòu)建中應(yīng)用先進技術(shù)和新型材料。煤礦通信的基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建主要是通過光纖介質(zhì)來完成,在構(gòu)建中,應(yīng)對煤礦井下光纖的使用安全給予高度重視,因為光纖容易受到懇、外力、震動等因素的影響,所以需要采取相應(yīng)的外套保護措施來保護光纖井下使用的安全。
2.2 煤礦通信關(guān)鍵技術(shù)
2.2.1 礦井生產(chǎn)調(diào)度通信技術(shù)
礦井生產(chǎn)調(diào)度通信技術(shù)簡單來說就是對煤礦井下生產(chǎn)過程進行通信管理的技術(shù)。礦井生產(chǎn)調(diào)度通信技術(shù)中涉及到的通信設(shè)備主要有調(diào)度主機、本安自動電話機、安全隔離器等。
管理人員通過利用以上設(shè)備能夠?qū)崟r管控煤礦井下生產(chǎn)運輸全過程,以此確保礦井生產(chǎn)安全性與高效性。礦井生產(chǎn)調(diào)度通信技術(shù)又包括多種技術(shù)類型,例如在礦井下結(jié)合調(diào)度主機與行政交換機的通信技術(shù)類型,通過礦井生產(chǎn)調(diào)度工作人員對調(diào)度主機和行政交換機的綜合使用管理,能夠?qū)ΦV井下的生產(chǎn)過程進行實時管控,該種技術(shù)類型多用于大型煤礦企業(yè)。除了上述通信技術(shù)類型外,還有只單獨使用調(diào)度主機或是只單獨使用行政交換機的通信技術(shù)類型,多用于小型煤礦企業(yè)。
2.2.2 井下光纖通信技術(shù)
井下光纖通信技術(shù)與其他通信技術(shù)相比,具有通信速度快、容量大、質(zhì)量高等多種優(yōu)點,還具有防爆性能、阻燃性能及防干擾性能。井下光纖通信技術(shù)在煤礦信息化體系構(gòu)建中的應(yīng)用,實現(xiàn)了多種系統(tǒng)的有機融合,包括通信系統(tǒng)、電力系統(tǒng)監(jiān)控、人員定位系統(tǒng)、設(shè)備運行監(jiān)控系統(tǒng)等,有效推進了煤礦信息化的建設(shè)[3]。
3 結(jié)束語
綜上所述,在煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用煤礦自動化和通信技術(shù),不僅能夠為煤礦生產(chǎn)管理的順利進行及作用的發(fā)揮提供重要的基礎(chǔ)保障,還能夠有效保證并提高能煤礦開發(fā)生產(chǎn)的質(zhì)量,安全性和高效性,節(jié)省人力資源和成本,進一步提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益,是煤礦行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
參考文獻
[1]王博翰.淺談煤礦自動化和通信技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].科技風,2015(23):150.
數(shù)字通信是指用數(shù)字信號作為載體來傳輸信息,或者用數(shù)字信號對載波進行數(shù)字調(diào)制后在傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健K闹饕夹g(shù)設(shè)備包括發(fā)射器、接收器以及傳輸介質(zhì)。數(shù)字通信系統(tǒng)的通信模式主要包括數(shù)字頻帶傳輸通信系統(tǒng)、數(shù)字基帶傳輸通信系統(tǒng)以及模擬信號數(shù)字化傳輸通信系統(tǒng)三種。
數(shù)字通信與模擬通信相比具有明顯優(yōu)點。它抗干擾能力強、通信質(zhì)量不受距離影響、信號易于調(diào)制、保密性高能自動和控制差錯可與計算機相連能支持多種通信業(yè)務(wù)。具體介紹如下:(1)數(shù)字通信比模擬通信抗干擾能力強。一種數(shù)字信號傳播形式簡單只有“0”、“1”兩種區(qū)別鮮明形式。即是傳播過程中經(jīng)由信號放大器,信號在到達終端接收器時仍然可重新再生復原。另一數(shù)字信號是以離散性形式進行傳播。雖然也不可避免會受到系統(tǒng)外部以及系統(tǒng)內(nèi)部噪聲干擾,但是只要噪聲絕對值在一定范圍內(nèi)就可以消除噪聲干擾,不會出現(xiàn)信號噪聲疊加在一起并隨著信號被傳輸、被放大進而將影響通信質(zhì)量現(xiàn)象。(2)更適于遠距離傳輸。在進行遠距離的信號傳輸時,通信質(zhì)量依然能夠得到有效保證。因為在數(shù)字通信系統(tǒng)當中利用再生中繼方式,能夠消除長距離傳輸噪音對數(shù)字信號的影響,而且再生的數(shù)字信號和原來的數(shù)字信號一樣,可以繼續(xù)進行傳輸,這樣一來數(shù)字通信的質(zhì)量就不是因為距離的增加而產(chǎn)生強烈的影響,所以它也比傳統(tǒng)的模擬信號更適合進行高質(zhì)量的遠距離通信。(3)數(shù)字信號易于調(diào)制。雖然數(shù)字信號較模擬信號更加方便快捷但是在實際生活中模擬電路占有通信比例仍然不小那么數(shù)字信號能否利用已經(jīng)建立起來四通八達模擬電路進行傳輸呢?答案是肯定只需在數(shù)字終端設(shè)備和模擬電路之間加裝以調(diào)制、解調(diào)為主體接口設(shè)備便可實現(xiàn)由于數(shù)字信號只存在“0”和“1”兩種狀態(tài)其信號調(diào)制則相當簡單具有波形變換速度快、調(diào)整測試方便、體積小、設(shè)備可靠性高等特點一般而言數(shù)字調(diào)幅、數(shù)字調(diào)頻、數(shù)字調(diào)相十數(shù)字調(diào)制最常用三種方式。(4)數(shù)字信號比模擬信號保密性強。由于無線電波是朝著四面八方方向傳播只要終端接收器對口每個人都可以接收到傳播內(nèi)容數(shù)字通信可以將其信號在編碼器與密碼相捆綁在進入信道傳播接收方則通過解碼器解除密碼限制取得信號傳播內(nèi)容由此避免了傳播信息外漏現(xiàn)象數(shù)字信號加密只需通過簡單“加”、“減”等邏輯運算按照一定規(guī)律將密碼“加”到語音電碼中去將包含著語音信息電碼進行傳播。此外數(shù)字通信對其設(shè)備中所用電路要求較簡單有著輕巧、故障少、耗電低、成本低集成電路即可滿足通信需求數(shù)字信號還便于和電子計算機結(jié)合由計算機來處理信號使得數(shù)字通信系統(tǒng)更加靈活通用也為各類如電話、電報、圖像以及數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)開展提供了更加便利條件。
要進行數(shù)字通信就必須進行模數(shù)變換,也就是把由信號發(fā)射器發(fā)出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。基本的方法包括:首先把連續(xù)形的模擬信號用相等的時間間隔抽取出模擬信號的樣值。然后將這些抽取出來的模擬信號樣值轉(zhuǎn)變成最接近的數(shù)字值。因為這些抽取出的樣值雖然在時間進行了離散化處理,但是在幅度上仍然保持著連續(xù)性,而量化過程就是將這些樣值在幅度上也進行離散化處理。最后是把量化過后的模擬信號樣值轉(zhuǎn)化為一組二進制數(shù)字代碼,并最終實現(xiàn)模擬信號數(shù)字化地轉(zhuǎn)變,然后將數(shù)字信號送入通信網(wǎng)進行傳輸。而在接收端則是一個還原過程,也就是把收到的數(shù)字信號變?yōu)槟M信號,通過數(shù)據(jù)模變換再現(xiàn)聲音以及圖像。如果信號發(fā)射器發(fā)出的信號本來就是數(shù)字信號,則不用在進行數(shù)據(jù)模變換的過程,可以直接進入數(shù)字網(wǎng)進行傳輸。
二、數(shù)字通信系統(tǒng)的應(yīng)用
數(shù)字通信系統(tǒng)的關(guān)鍵性技術(shù)包括編碼、調(diào)制、解調(diào)、解碼以及過濾等。其中數(shù)字信號的調(diào)制以及解調(diào)是整個系統(tǒng)的核心也是最基本、最重要的技術(shù)。數(shù)字調(diào)制是通過對信號源的編碼進行調(diào)制,將其轉(zhuǎn)換成為能夠進行信道傳輸?shù)念l帶信號,即把基帶信號(調(diào)制信號)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€高頻率的帶通信號(已調(diào)信號),而且由于在傳輸過程中為了避免信息失真、傳輸損耗以及確保帶內(nèi)特性等因素,在進行信號進行長途傳輸以及大規(guī)模通信活動時必須對數(shù)字信號進行載波調(diào)制。現(xiàn)階段的數(shù)字信號調(diào)制主要分為調(diào)幅、調(diào)相以及調(diào)頻三種。調(diào)幅是根據(jù)信號的不同,通過調(diào)節(jié)正弦波的幅度進行信號調(diào)制,目前最常見的數(shù)字信號是幅度取值為0和1為代表的波形,即二進制信號;調(diào)相是由于載波的相位受到數(shù)字基帶信號(調(diào)制信號)的控制,通常情況下載波相位和基帶信號是保持一致的,例如二進制基帶信號為0時,載波相位相應(yīng)也為0;調(diào)頻是利用數(shù)字信號進行載波頻率的調(diào)制。解調(diào)就是講載波信號提取出來并經(jīng)過還原得到信息的過程,它是調(diào)制的逆過程也被稱為反調(diào)制。目前解調(diào)的類型分為相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩大類。數(shù)字通信的質(zhì)量通常用信息傳輸速率、符號傳輸速率以及消息傳輸速率這三個指標來衡量。對于數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標通常用信息傳輸速率、符號傳輸速率以及消息傳輸速率這三個指標來衡量。
通信系統(tǒng)向數(shù)字化時代的轉(zhuǎn)變就是要從有線通信想無線通信,從公用移動網(wǎng)絡(luò)到專用網(wǎng)絡(luò),從而實現(xiàn)全球化的數(shù)字通信理念。而且通過現(xiàn)有的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),通過一個多用途的用戶網(wǎng)絡(luò)接口就可以輕松實現(xiàn)信號發(fā)出端到接收端全程數(shù)字傳輸與交換的新型通信網(wǎng)。利用這種新型技術(shù)可以擴充通信業(yè)務(wù)的范圍,而且還具有更加經(jīng)濟以及靈活的特點,能夠與現(xiàn)有的計算機互聯(lián)網(wǎng)、多媒體信息網(wǎng)、公共電話網(wǎng)以及分組交換數(shù)字網(wǎng)等進行任意轉(zhuǎn)換。隨著數(shù)字通信設(shè)備的發(fā)展和不斷完善,利用微處理技術(shù)對數(shù)字通信系統(tǒng)的信號進行轉(zhuǎn)變,還能夠使設(shè)備更加靈活的應(yīng)用到各種長途以及市話當中。由于長途通信線路的投資遠大于終端設(shè)備,為了提高長距離傳輸?shù)慕?jīng)濟性,未來高度、大容量的數(shù)字通信系統(tǒng)也將成為主流趨勢,而且隨著數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字通信系統(tǒng)的設(shè)備制造也越來越容易,成本更低、可靠性也更高。
一、MOOC介紹
MOOC即慕課[1][2],英文全稱為Massive Open Online Course,即大規(guī)模開放的在線課程,是新近發(fā)展起來的一種在線課程模式。慕課具有大規(guī)模的、開放課程、網(wǎng)絡(luò)課程等主要特點。
MOOC是指由參與者的課程,典型的慕課課程是大型的或者大規(guī)模的。MOOC課程必須是開放的并且不是面對面的課程。課程材料散布于互聯(lián)網(wǎng)上。上課地點和時間不受局限,只要有一臺網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的電腦,你就可以花最少的錢享受國內(nèi)的或者世界頂尖大學的一流課程。現(xiàn)在的MOOC一般都是大學課程,優(yōu)化后搬到網(wǎng)上,內(nèi)容和分類都以大學的知識構(gòu)架為基準。開課日期模仿大學時間表,每周上一次課,一次講一至兩學時,布置課后作業(yè),開課期間安排答疑,體現(xiàn)了交互性。
MOOC的基本組成結(jié)構(gòu):課程視頻,隨堂測試、作業(yè)、考試以及在線助教、討論。課程視頻為微視頻組成的課程串,每個微視頻大約幾分鐘到十幾分鐘不等。微視頻里會插入小測試,看完就需要答題,然后電腦進行評分。期末要提交作業(yè)或進行考試,因為學生人數(shù)很多,作業(yè)和考試一般采用互評打分的方法。一般每門課都有自己的論壇,里面會有助教加入,對課程學習過程中的相關(guān)問題進行解答。而且還有討論區(qū),還可以找在線的同學互相討論。慕課一般是免費的,這個免費主要指的是聽課免費,如果想要證書就需要交費。現(xiàn)在有很多大學將一些很多學生都選修的課程作為慕課課程,這樣既節(jié)約教師和教學資源,又可以讓學生在某一時間段內(nèi)自主學習。
二、數(shù)字通信原理作為慕課課程的必要性
數(shù)字通信原理是電子與通信工程專業(yè)和網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。是一門系統(tǒng)性、理論性強,同時又強調(diào)實踐性的課程。通過數(shù)字通信課程的學習,使學生了解現(xiàn)代通信系統(tǒng)所涉及的基礎(chǔ)理論,重點掌握數(shù)字通信系統(tǒng)的構(gòu)成、基本原理、主要性能指標的計算、分析方法、通信信號和系統(tǒng)的基本設(shè)計方法,使學生較好地掌握現(xiàn)代通信的基本原理,通信系統(tǒng)的基本框架及通信技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài),從而對現(xiàn)代通信工程有一個較全面的了解。許多綜合性大學和理工類大學都開設(shè)了數(shù)字通信原理這門課程,同時通信和網(wǎng)絡(luò)行業(yè)從業(yè)人員也需要掌握數(shù)字通信原理相關(guān)知識,所以將數(shù)字通信原理作為一門慕課課程是非常必要的。
三、數(shù)字通信原理課程的MOOC教學方法
數(shù)字通信原理課程的目的和任務(wù)是:課程通過對通信基本模型、通信信道、模擬通信系統(tǒng)、數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)、數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)、同步等內(nèi)容學習,使學生了解各種通信系統(tǒng)的基本組成,掌握通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和工作原理。希望學生通過學習,具有進行現(xiàn)代通信技術(shù)研究、開發(fā)和通信工程設(shè)計與調(diào)測能力。
本文以中國人民大學出版社出版的數(shù)字通信原理[3]為例,該書由毛京麗主編。本課程的先行課程有:電路、概率論、信號與系統(tǒng)、通信電子技術(shù)等。學生需要了解通信發(fā)展史及信息概念。掌握常用的模擬信號數(shù)字化的編碼方法。掌握數(shù)字信號的基帶、頻帶傳輸原理,最佳接收原理。掌握同步技術(shù)。掌握差錯控制編碼。
該課程的教學要求和主要內(nèi)容有:第一部分:緒論,了解模擬信號和數(shù)字信號的定義和特點;熟悉數(shù)字通信的特點和主要性能指標。第二部分:語音信號數(shù)字化編碼,要求掌握:語聲信號數(shù)字化的基本過程,抽樣定理,均勻量化和非均勻量化的區(qū)別以及非均勻量化的實現(xiàn)方式,編碼的基本概念及解碼的基本原理,A律13折線編解碼的基本工作原理及編解碼的信號比較及產(chǎn)生過程,了解DPCM、ADPCM、子帶編碼、線形預(yù)測編碼的基本概念及工作原理。第三部分:時分多路復用及PCM30/32路系統(tǒng),要求掌握:TDM的基本概念及系統(tǒng)構(gòu)成原理、幀同步概念及工作原理、PCM30/32路幀結(jié)構(gòu),了解位同步的概念及工作原理、PCM30\32路系統(tǒng)幀同步的工作原理。第四部分:準同步數(shù)字體系和同步數(shù)字體系,要求掌握:同步復接的方法及工作原理、異步復接PCM二次群幀結(jié)構(gòu)、SDH的基本概念,了解PCM復用原理和數(shù)字復接方法、SDH傳送網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)、SDH網(wǎng)的自愈功能實現(xiàn)方法、SDH網(wǎng)的同步方式。第五部分:數(shù)字信號的傳輸,要求掌握:數(shù)字信號基帶傳輸?shù)幕纠碚摚私饣鶐鬏數(shù)木€路碼型、數(shù)字信號頻帶傳輸?shù)母拍罴癙CM信號頻帶傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成。
視頻共計32講、64段。每章第1講最初幾分鐘說明了本章的基本問題,它們作為主線,引導后續(xù)各講展開。各章講、練適度分離,以便按需獨立學習。講解力求:1.簡單易懂:讓初學者輕松入門;2.融合貫通:再次學習可深化理解。導學圖幫助學生梳理各部分知識,建立全局觀。
學習方法可以是:1.先看視頻,再讀教材,促進思考;2.先讀教材,再看視頻,深化理解;3.其他各種安排。深入學習者,可以從各講的相關(guān)知識點出發(fā),閱讀參考書籍,積極參加討論。基本學習的人,可以按需裁剪章、節(jié)內(nèi)容,或只觀看部分視頻講座。淺嘗即止的話,可以只學習第一章與少數(shù)幾講視頻。
本課程總計100分,成績構(gòu)成如下:平時成績(測試與作業(yè)、討論與交流等綜合評定)40%,期末考試占60%,完成課程學習并考核成績60-84分為合格,成績85-100分為優(yōu)秀。
四、小結(jié)
本文介紹了將數(shù)字通信原理作為慕課課程的必要性,并且對該課程的教學做了相應(yīng)的規(guī)劃。通過一學期小范圍的試運行,發(fā)現(xiàn)通過這種教學方式,學生能較好的掌握這門課程,并且通過幾次課的學習,能基本適應(yīng)慕課這種教學形式。
關(guān)鍵詞: 高職類院校 數(shù)字通信原理課程 教學心得
數(shù)字通信原理課程是電子科學與技術(shù)、電子信息工程專業(yè)必修的主干專業(yè)基礎(chǔ)課程,它的課程內(nèi)容是在數(shù)字通信基本理論的基礎(chǔ)上,著重研究數(shù)字通信傳輸體質(zhì)和數(shù)字信號傳輸?shù)募夹g(shù)問題。
對于高職類院校的相關(guān)專業(yè)學生來說,重點是要在這個課程中掌握數(shù)字通信系統(tǒng)的基本組成與基本概念,研究數(shù)字信號傳輸?shù)幕纠碚摚耘囵B(yǎng)實際技能。
當前我國開設(shè)數(shù)字通信原理課程教學的高職類院校比較多,對于這門課程的教學質(zhì)量、教學效果的探討也不少,我在實踐教學的基礎(chǔ)上談?wù)剬@門課程的一些教學研究。
一、數(shù)字通信原理教材的選擇
數(shù)字通信類的教材有國外原版的經(jīng)典教材,如Bernard Sklar的經(jīng)典教材《數(shù)字通信(第5版)(英文版)》,這本教材在闡述數(shù)字通信基本問題的基礎(chǔ)上,著重是對數(shù)字通信的新技術(shù)做了一系列分析,專業(yè)性強,理論分析透徹,比較適合通信專業(yè)的高年級本科生或研究生使用。但對于高職類院校的學生來說,由于學生學習層次的不同和培養(yǎng)目標的不同,就不適宜選用這樣的教材。在實踐教學中,我們使用的是國內(nèi)的一些優(yōu)秀教材,比如北京郵電大學毛京麗主編的《數(shù)字通信原理》等,這些國內(nèi)優(yōu)秀教材能夠結(jié)合學生實際,既深入簡出地介紹數(shù)字通信技術(shù)的基本概念與理論,又結(jié)合實用性探討了數(shù)字通信的實用技術(shù),淺顯易懂,減少了一些不必要的數(shù)學推導與計算。
當然國內(nèi)國外的優(yōu)秀教材都很多,無論是選擇哪種教材,都必須注意符合學生的能力層次,以及培養(yǎng)目標的要求。
二、考核方式靈活多變
這門課程的考核既要注意理論知識的掌握,又要注意實踐技能的操作考核。
傳統(tǒng)的總結(jié)式考試對于這門課來講,有一錘子買賣的感覺,很可能會導致學生過于關(guān)注考試結(jié)果,死記硬背一些原理概念。這樣的考試考核并不能實際促進學生對這門課程知識的掌握。為了淡化學生對于考試的緊張感,我們可以采取靈活多變的綜合性考試,以期達到一定的效果。既要安排傳統(tǒng)的筆試,又要安排動手操作的實驗考核。在筆試命題部分,注意試題的難度與類型,要抓住課程的核心要領(lǐng),根據(jù)教學大綱內(nèi)容難易結(jié)合,題型注意多樣性。實驗考核,一部分是來自對學生平時實驗的態(tài)度檢查情況,包括學生實驗考勤,實驗報告完成的質(zhì)量,另一部分可以采取對學生抽做實驗的方式進行考核。
三、注重立體化課程建設(shè)
數(shù)字通信原理完整的課程體系既包括主講教材的傳授,又包括清晰明了的多媒體教學材料制成,還包括實驗實訓的指導和習題指導。
目前對于主講教材的重視,大家都已經(jīng)達成了共識。隨著技術(shù)與經(jīng)濟的發(fā)展,數(shù)字通信的技術(shù)手段也是日新月異,我們可以通過安排一定的學時來了解。但是我們的實驗實訓指導和習題指導等還沒有跟上來,在配套的課程建設(shè)方面,容易對學生的學習造成一定的障礙。
四、緊扣教學大綱,合理安排基礎(chǔ)知識與實驗知識的比例
針對高職學生的學習特點以及認知規(guī)律,教師在教學過程中,重點要講授數(shù)字通信原理的基本理論與方法,同時隨著技術(shù)的發(fā)展,也要不斷擴展學生的閱讀知識面,以符合時代的要求。在基礎(chǔ)知識的講授中,注意強調(diào)對數(shù)字通信系統(tǒng)所涉及的基本概念、公式、原理的掌握,打牢知識基礎(chǔ),有計劃地安排一些理論作業(yè)練習,強調(diào)基礎(chǔ)理論知識的扎實性。在基礎(chǔ)知識的教學中,我們不必追求一些繁復冗余的數(shù)學推導,重點是強調(diào)公式的掌握與運用。
當然,由于這門課程的預(yù)修課比較多,如果單一的學習課程,效果未必能達到預(yù)想,因此我們建議在學習這門課程前,應(yīng)當對信號與系統(tǒng)、工程數(shù)學、高頻電子電路等課程預(yù)先學習,這樣在知識體系上,才能達到一個比較好的架構(gòu),也能夠?qū)σ苿油ㄐ拧⑿l(wèi)星通信等后續(xù)課程打好基礎(chǔ)。教師在備課的時候,要結(jié)合不同學生的要求,從學生的實際出發(fā),多想辦法,靈活講授。
同時,為了提高專業(yè)技術(shù)能力的訓練,數(shù)字通信原理課程必須安排相應(yīng)有效的實驗實訓操作。
目前數(shù)字通信原理的基本實驗是抽樣定理實驗、PAM實驗、PCM實驗。這些驗證性實驗是奠定數(shù)字通信基本理論的基礎(chǔ),是學生掌握數(shù)字通信基本原理的必要步驟,也是鍛煉學生技能的入門之步。
隨著實驗條件的不斷改革,以及技術(shù)的不斷革新,一批集合多個實驗與實訓項目的通信原理實驗箱在市場上出現(xiàn)了,根據(jù)教材與學生的需求,可以選擇引進適合自身需求的實驗器材。除基本的驗證性實驗,數(shù)字通信原理還可以開展綜合的課程設(shè)計性實驗。
由于受到課時的限制,在實驗前,學生必須對數(shù)字通信原理的實驗?zāi)康幕蛳嚓P(guān)知識進行預(yù)習,這樣才能在有限的課時里,完成適量的實驗內(nèi)容與流程。
數(shù)字通信實驗的數(shù)據(jù)比較多,由于設(shè)備的影響,以及操作的不當,學生在實驗過程中所出現(xiàn)的狀況也比較多,實驗數(shù)據(jù)的記錄與流程的記錄就顯得尤為重要,要鼓勵學生在不同的實驗數(shù)據(jù)里去尋找規(guī)律,在不同的實驗現(xiàn)象里探究原因。數(shù)字通信原理的課程設(shè)計實驗由于難度比較大,建議采取小組合作的方式,讓學生完成。
五、提高學生學習興趣,重視數(shù)字通信原理的課程設(shè)計
我在教學實踐中,發(fā)現(xiàn)學生由于知識層次與能力水平的不同,對數(shù)字通信原理的學習熱情和學習態(tài)度差異性比較大。
這門課程難度比較大,而且內(nèi)容比較復雜,要想掌握課本知識,必須有端正的學習態(tài)度和積極的學習情緒。在實踐教學中,我們一方面可以通過各種教學手段來提高學生的學習主動性,另外一方面可以進行一些課程設(shè)計活動。
高職類學生學習課程比較多,時間比較緊張,課程設(shè)計可以確定一些小設(shè)計、小綜合性的題目。重點不是讓學生做大的綜合性設(shè)計,而是讓學生在課程設(shè)計中能夠達到復習鞏固課本知識的目的,更是讓學生能夠擁有一些小的設(shè)計能力。
在課程設(shè)計中,讓學生能夠描述自己的設(shè)計目的與設(shè)計要求,能夠使用準確到位的語言描述設(shè)計原理。對于數(shù)字通信原理這門課程來說,其課程設(shè)計還必須包括具體的設(shè)計程序,教師可以對學生進行程序上的指導,并且小組探討設(shè)計結(jié)果。
一個完整的課程設(shè)計會使學生大大地提高學習的主動性,并能夠在活動中取得益處,比如學習查閱資料,學習制作完整的課程設(shè)計報告,在活動中培養(yǎng)小組團隊意識,提高對數(shù)字通信課程的探究性。
近些年來,對于數(shù)字通信原理的教學研究也很多,對于從事數(shù)字通信原理的高校教師也不斷地提出了新的要求。我在實踐教學的基礎(chǔ)上對于數(shù)字通信原理課程的教學實際,以及存在的一些問題,提出了一些探討,希望能為該課程的教學提供一些借鑒。
參考文獻:
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首先,介紹一下通信終端的種類、特點及用途。一臺大型的轉(zhuǎn)播車的通信終端一般有如下的配備。
1 矩陣式數(shù)字通信主站
矩陣式數(shù)字通信主站可以連接4線制的通信終端,通過與矩陣式數(shù)字通信主站連接使用的系列通話面板配合使用,這些通話面板被設(shè)置在各工作區(qū),供各工作區(qū)之間通話用,這些通話面板可根據(jù)具體的需要,通過在矩陣式數(shù)字通信主站的程序設(shè)置,來設(shè)定其與其它通信設(shè)備通話的權(quán)限。
2 有線對講系統(tǒng)
有線對講系統(tǒng)通常由有線對講基站和若干有線對講通話包組成。有線對講基站通信接口一般為2線制,看連接各種2線制通信終端。現(xiàn)在的有線對講基站通常設(shè)計為多路分組式的使用模式,一個有線對講基站有多組通信通道,每組通信通道中包含多路通信接口。中、小型演播室通信系統(tǒng)設(shè)計中,通常是用有線對講基站作為通信的中心,與攝像機連接。
3 無線雙工對講系統(tǒng)
無線對講系統(tǒng)是由無線對講(發(fā)射、接收)基站和無線(發(fā)射、接收)通話包組成。它可以與矩陣式數(shù)字通信主站(通過4線接口)連接,也可以與有線對講基站(通過2線接口)連接使用。由于無線雙工對講的發(fā)射功率較小、信號穿透能力較弱,因此無線對講一般要在短距離的開闊場地使用。
4 手持對講機系統(tǒng)
轉(zhuǎn)播車的無線對講機系統(tǒng)通常由轉(zhuǎn)發(fā)器和若干個手持對講機組成。轉(zhuǎn)發(fā)器內(nèi)一般都集成有雙工器,可與矩陣式數(shù)字通信主站進行連接,來實現(xiàn)手持對講機與通信主站的通信。而各個手持對講機之間也可通過頻率的選擇跳過轉(zhuǎn)發(fā)器直接進行通信。
應(yīng)急通信:轉(zhuǎn)播車的矩陣式數(shù)字通信主站有可能在使用時發(fā)生故障,這時轉(zhuǎn)播車與現(xiàn)場的攝像員就失去聯(lián)絡(luò),在這種情況下,節(jié)目的轉(zhuǎn)播與錄制將很難進行,怎么樣建立一套簡單快速的應(yīng)急通信系統(tǒng)是保障轉(zhuǎn)播與錄制順利進行的關(guān)鍵。
現(xiàn)在的演播室攝像機系統(tǒng)通常都有兩路通信,一路ENG(工程通信)、一路PROD(導演通信)。每臺攝像機的ENG通話可以混合在一起,即每個攝像員與導播間可以通過攝像機的CCU通話,每個攝像員之間也可以互相通話。而每臺攝像機的PROD通話是不能混合的,即每個攝像員每個攝像員與導播間可以通過攝像機的CCU通話,但每個攝像員之間卻不可以互相通話。在使用時,可根據(jù)工作人員的習慣選擇哪一路通信做主路使用,哪一路做備路使用。主路連接矩陣式數(shù)字通信主站在正常的工作狀態(tài)使用,備路作為應(yīng)急通信使用。下面介紹一下應(yīng)急通信的設(shè)計與連接。在通常的轉(zhuǎn)播車通信系統(tǒng)中,都會設(shè)置有線對講系統(tǒng),它由一臺有線對講基站與若干通話包通過音頻電纜連接,再通過4線轉(zhuǎn)2線通話轉(zhuǎn)換器與矩陣式數(shù)字通信主站連接使用。在一般的中、小型演播室通信系統(tǒng)設(shè)計中,是用有線對講基站作為通信的中心,攝像機的對講系統(tǒng)也是連接在有線對講基站使用的,這樣我們可以借鑒演播室的使用模式,把攝像機的一路通信作為備路與有線對講連接組成應(yīng)急通信系統(tǒng)。下面介紹一下應(yīng)急通信的設(shè)計與連接。
1.1民用通信網(wǎng)絡(luò)管理的挑戰(zhàn)民用通信網(wǎng)絡(luò)管理在目前的數(shù)字通信網(wǎng)當中,屬于非常重要的一個模塊,同時對數(shù)字通信網(wǎng)的未來發(fā)展具有決定性的影響。首先,民用通信網(wǎng)絡(luò)的管理涉及到的工作很多,而且每一項工作都與人民大眾的工作和生活息息相關(guān),如果說某一項工作沒有做好,勢必得不到大眾的青睞。普通群眾作為數(shù)字通信網(wǎng)的發(fā)展和運作基礎(chǔ),對其影響是顯而易見的。目前的挑戰(zhàn)在于,民用通信網(wǎng)絡(luò)既要滿足工作上的需求,又要滿足生活上的需求。因為很多人不再尋求單一的網(wǎng)絡(luò)和通信環(huán)境,而是想要在任何環(huán)境下,都能夠擁有一個穩(wěn)定、流暢的通信和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。其次,民用通信網(wǎng)絡(luò)管理的系統(tǒng)和技術(shù)需要革新。在網(wǎng)絡(luò)化普及程度較高的今天,很多人都對網(wǎng)絡(luò)有所了解,隨著上網(wǎng)人數(shù)的不斷增多,通信領(lǐng)域的不斷進步,高峰期似乎不再集中于某一個時間段,而是從每一天的開始到結(jié)束都處于“高峰期”。現(xiàn)今的工作和生活,幾乎離不開網(wǎng)絡(luò)和通信,所以高峰期一直都存在。民用通信網(wǎng)絡(luò)管理的系統(tǒng)和技術(shù)必須從根本上進行革新,才能更好的滿足大眾和社會總體發(fā)展上的需求。
1.2軍用通信網(wǎng)管理系統(tǒng)的挑戰(zhàn)軍隊和大眾的距離比較遠,很多的事情只能從電視和新聞上了解。軍方之所以能夠擁有強大的武器和先進的技術(shù),數(shù)字通信網(wǎng)發(fā)揮了很大的作用。比方說,軍方使用的衛(wèi)星電話,即便是在信號極其不好的山林當中,也能夠通過一些特殊的波段來進行通話,即便是相隔千萬里,仍然能夠了解到較遠的情況。軍方通信網(wǎng)在目前的發(fā)展當中,也遇到了較大的挑戰(zhàn)。第一,很多的系統(tǒng)和技術(shù)仍然被國外所掌握,對本土構(gòu)成了直接的威脅。再過一段時間,WindowsXP系統(tǒng)就會完全失去微軟的服務(wù),同時撤出市場。在這種情況下,我國的軍用通信管理系統(tǒng)會受到一定的影響,小則威脅到軍方的日常辦公和訓練,大則威脅到國土安全。第二,軍用通信網(wǎng)管理系統(tǒng)在目前也面對很大的挑戰(zhàn)。隨著時間的推移和社會的不斷前進。冷兵器時代已經(jīng)完全終結(jié),即便是發(fā)生了戰(zhàn)爭,也是追尋高科技、高精尖的武器。我國目前的軍用通信網(wǎng)管理系統(tǒng)雖然沒有什么太大的漏洞,但是在更新過程中以及日常的維護當中,需要進一步提高相關(guān)的技術(shù),同時必須讓系統(tǒng)能夠被內(nèi)部人員熟練的掌握,在復雜和簡單之間尋找到一個最佳平衡點。
2數(shù)字通信網(wǎng)管理發(fā)展的趨勢
2.1民用通信網(wǎng)管理的趨勢為了對電信網(wǎng)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理,就必須建立網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是由多個網(wǎng)絡(luò)管理中心和傳輸線路組成的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)如何組織,網(wǎng)絡(luò)管理中心分幾個等級、各網(wǎng)管中心如何設(shè)置等是建立網(wǎng)管系統(tǒng)時首先要考慮的,一個合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),對發(fā)揮網(wǎng)管效能、提高網(wǎng)絡(luò)運行效率起著非常重要的作用。計算機網(wǎng)管理系統(tǒng)中各管理者與各者間的通信一般利用計算機網(wǎng)的業(yè)務(wù)通道,因此其管理信息網(wǎng)由此計算機網(wǎng)承載。計算機網(wǎng)管理系統(tǒng)的管理功能一般參考ISO定義的五大管理功能域即配置管理、故障管理、性能管理、計費管理和安全管理。特別注重:基于H.323的管理、拓撲管理、路由管理、策略管理、端端連接管理、SLA管理及IP使用管理等。從以上的闡述來看,民用通信網(wǎng)管理的發(fā)展趨勢還是比較理想的,并且在很多方面都能夠滿足大眾的需求,相信在日后的相關(guān)工作和項目的運作當中,能夠取得一個理想的結(jié)果。
2.2軍用通信網(wǎng)管理的發(fā)展趨勢軍用通信網(wǎng)管理在日后的相關(guān)工作當中,必須通過一系列的優(yōu)化措施以及技術(shù)性的革新措施來完成。本文認為,今后的軍用通信網(wǎng)管理在發(fā)展的趨勢上,可以在戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)以及戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)上努力。典型的戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)一般采用三級管理體制,由第三級網(wǎng)管中心與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點直接相連,每個節(jié)點配置一個三級網(wǎng)管中心,此三級網(wǎng)管中心負責管理本節(jié)點的節(jié)點交換機及此節(jié)點向外輻射的各個傳輸鏈路上的傳輸設(shè)備、保密機;全網(wǎng)按區(qū)域劃分設(shè)若干個二級網(wǎng)管中心,每區(qū)域一個。每個二級中心分區(qū)域管理此區(qū)域內(nèi)各節(jié)點上的三級網(wǎng)管中心。全網(wǎng)設(shè)一個一級網(wǎng)管中心,一級中心管理各區(qū)域的二級網(wǎng)管中心。另一方面,由于戰(zhàn)略通信網(wǎng)越來越向平戰(zhàn)結(jié)合的方向發(fā)展,且戰(zhàn)時也需要部分民用網(wǎng)的配合共同完成某種任務(wù),因此戰(zhàn)略通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的管理功能兼顧了電信網(wǎng)與戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)管理功能的雙重特點,除對OSI五大管理功能進行適當裁剪外,特別應(yīng)注意網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、路由管理、故障監(jiān)控、傳輸鏈路質(zhì)量監(jiān)控、端端連接管理等方面的管理。從以上的表述來看,軍用通信網(wǎng)的管理發(fā)展趨勢還是比較積極的,并且在很多方面都表現(xiàn)出了細致化、結(jié)構(gòu)精簡化的特點。隨著各項技術(shù)的不斷進步,相信軍用通信網(wǎng)管理在日后的發(fā)展中,會擁有一個更好的未來。
3結(jié)束語
【關(guān)鍵詞】衛(wèi)星;微波;直播車
0.前言
衛(wèi)星、微波和光纜是我國廣播電視覆蓋的三種基本傳輸方式。數(shù)字微波通信作為現(xiàn)代無線通信的先行者,一直在通信領(lǐng)域起著舉足輕重的作用,隨著衛(wèi)星數(shù)字通信、光纖數(shù)字通信的不斷發(fā)展,數(shù)字微波通信已經(jīng)從長距離通信的主導者,轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)于中短距離的接入傳輸。數(shù)字微波傳輸設(shè)備也隨著通信網(wǎng)絡(luò)的演進和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展而轉(zhuǎn)型,被定位于其它系統(tǒng)的支撐、接入設(shè)備,使得數(shù)字微波通信技術(shù)有了更新的發(fā)展。衛(wèi)星數(shù)字通信本質(zhì)上也是微波傳輸?shù)囊环N,只是中繼站設(shè)在同步通信衛(wèi)星上,實質(zhì)上是一個安裝在赤道上空的中繼站,衛(wèi)星數(shù)字傳輸已經(jīng)成為廣播電臺節(jié)目覆蓋全國及世界的一種必不可少的傳輸方式。本文主要對衛(wèi)星和微波技術(shù)在移動媒體中的應(yīng)用進行簡單探討。
1.近年來直播車傳輸技術(shù)的發(fā)展以及特點
1.1數(shù)字微波傳輸技術(shù)
數(shù)字微波傳輸頻率 300MHz- 300GHz。直播車常用的車載式數(shù)字微波系統(tǒng)的傳輸頻率在 1GHz 左右,采用編碼正交頻分復用調(diào)制技術(shù)(COFDM),將高速數(shù)據(jù)流通過串并轉(zhuǎn)換,分配到傳輸速率較低的若干子信道中進行傳輸,能克服多徑干擾,對噪聲和干擾有著很好的免疫力。主要優(yōu)勢有:
(1)因其具有繞射和穿透遮擋物的能力,可支持突破視距限制的應(yīng)用。所以,數(shù)字微波直播車,特別適合在建筑物分布密集且復雜的城市中使用,信號傳輸不受視距限制。
(2)數(shù)字微波直播車采用全向發(fā)射、全向接收,能快速建立視頻信號的傳輸鏈路,不像SNG 車那樣需要專業(yè)技術(shù)人員進行尋星對星,傳輸鏈路的建立幾秒內(nèi)可完成,這對突發(fā)新聞的直播尤為重要。
(3)數(shù)字微波直播車可進行移動直播,因數(shù)字微波具有抗多普勒效應(yīng)的特點,能支持150 公里/小時內(nèi)的移動速度,在城市中移動直播不成問題。一些城市會定期舉辦馬拉松比賽、自行車比賽等,數(shù)字微波直播車可承擔此類賽事的直播。
(4)因工作頻率較低,數(shù)字微波直播車傳輸信號的雨霧損耗很低,適合在雨天、臺風天進行災(zāi)害天氣的直播。而 SNG車通常工作在Ku波段,頻率在10GHz以上,對雨霧敏感。每年的臺風直播是新聞頻道的重要任務(wù),微波直播車可承擔。
雖然擁有眾多優(yōu)點,但數(shù)字微波技術(shù)也存在著一定的不足,如 目前市場上銷售的移動直播車的微波傳輸系統(tǒng)收發(fā)端都做的很簡易,連基本的接收和發(fā)射電平指示都沒有,也就是說根本沒有監(jiān)測微波收發(fā)性能的手段。當發(fā)射端出現(xiàn)故障導致功率發(fā)射不足或發(fā)不出去,導致接收端收不到信號時,工作人員不能及時了解設(shè)備的工作狀態(tài),更不能準確的判斷出故障點是出在調(diào)制系統(tǒng)、微波傳輸系統(tǒng)還是在接收系統(tǒng),不利于發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。
1.2數(shù)字衛(wèi)星傳輸技術(shù)
隨著航天技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,數(shù)字衛(wèi)星技術(shù)為實現(xiàn)安全高質(zhì)量的直播提供了有效的保障。它是衛(wèi)星技術(shù)與數(shù)字視音頻技術(shù)的一種完美結(jié)合,具有十分突出的優(yōu)點:
(1)節(jié)目的傳輸質(zhì)量高,信號不易失真。
(2)所需發(fā)射功率小。
(3)能夠提供多路優(yōu)質(zhì)音頻信號。
而且經(jīng)過多年的發(fā)展,衛(wèi)星技術(shù)已經(jīng)趨于成熟,新一代衛(wèi)星直播車采用數(shù)字衛(wèi)星新聞采集系統(tǒng)(DSNG),可以工作在衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)頻段、利用可移動衛(wèi)星臨時傳送視、音頻信號。新聞記者通過DSNG系統(tǒng)把新聞現(xiàn)場所采集到的視頻及音頻信號進行數(shù)字化、壓縮、調(diào)制處理后發(fā)送到同步通信衛(wèi)星,再經(jīng)同步通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)回電視臺總部,電視臺可以直播或經(jīng)過編輯后播出。DSNG系統(tǒng)信號傳輸質(zhì)量很高,基本不受地域條件限制,傳送環(huán)節(jié)簡單,安全可靠,快速靈活,質(zhì)量有保障,可更方便、快捷地采集和轉(zhuǎn)播突發(fā)性以及重要的新聞事件。衛(wèi)星直播車不僅具有通過衛(wèi)星傳送視頻、音頻等信號數(shù)據(jù)的鏈路功能,還可根據(jù)實際使用需求而具有一定的實時制作能力。
2.我臺衛(wèi)星微波直播車對衛(wèi)星及微波傳輸技術(shù)的使用
2.1衛(wèi)星系統(tǒng)
衛(wèi)星傳輸功能是體現(xiàn)衛(wèi)星微波直播車快速反應(yīng)、機動靈活的一個主要手段。本臺衛(wèi)星微波直播車的衛(wèi)星系統(tǒng)包括Vertex 1.8M天線系統(tǒng)、兩臺CPI室外型Ku頻段200W高功率放大器、高功放控制器、 Harmonic編碼調(diào)制器、下行及監(jiān)測設(shè)備。其中兩臺高功放構(gòu)成主備冗余備份工作方式,由高功放控制器控制主備切換。
衛(wèi)星系統(tǒng)工作流程:視音頻系統(tǒng)輸出的加嵌了音頻的數(shù)字PGM信號輸入至編碼調(diào)制器,經(jīng)壓縮(可加密)、調(diào)制輸出至高功放以及發(fā)射天線,實現(xiàn)衛(wèi)星上行傳輸。通過車體后艙的接口板,可以將車外信號接入車內(nèi),通過車內(nèi)衛(wèi)星系統(tǒng)實現(xiàn)衛(wèi)星上行傳輸。
本臺衛(wèi)星微波直播車天線系統(tǒng)采用1.8米Ku頻段(12GHz~18GHz)Vertex衛(wèi)星車載天線及RC3000 GPS天線控制器,Ku頻段有著頻率高、波長短、抗干擾好的特點,適用于小口徑天線,滿足小型車載的要求。該天線系統(tǒng)具有如下特點:碳纖維材料的天線反射面和鋁合金材料支架和底座,強度高,質(zhì)量輕,耐腐蝕;驅(qū)動系統(tǒng)智能化,預(yù)置衛(wèi)星參數(shù),內(nèi)置傾斜儀,方位俯仰角顯示和驅(qū)動限位功能,內(nèi)置軟件計算衛(wèi)星軌道位置,友好的操作界面保證了天線優(yōu)良的指向精度,以及極強的抗風性能,提高了工作中天線的穩(wěn)定性;極化旋轉(zhuǎn)采用旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)代替一般的軟波導連接,避免了由于經(jīng)常旋轉(zhuǎn)導致軟波導破裂的隱患;“一鍵尋星”天線控制技術(shù)使得只需要一鍵就可以完成衛(wèi)星的自動捕獲,非常方便;天線收藏時采用了流線型設(shè)計,很好地保護了饋源和高功放,同時提高了車輛行進中尤其是強風條件下天線整體的牢固性。
2.2微波系統(tǒng)
本臺微波衛(wèi)星直播車微波系統(tǒng)選擇了兩套攝像機載全向數(shù)字微波系統(tǒng),一套車載信號傳輸全向數(shù)字微波系統(tǒng),機載微波發(fā)信機掛在攝像機上,機載微波收信機和車載微波發(fā)信機安裝在車內(nèi),車頂配備接收天線和發(fā)射天線。全向微波設(shè)備全面采用COFDM調(diào)制技術(shù)及MPEG-2數(shù)字壓縮編碼方式,克服以往傳統(tǒng)模擬微波技術(shù)和常規(guī)調(diào)制技術(shù)下圖像多徑反射及“兩點之間通視”所帶來的困擾,并且能在沒有任何附加裝置狀態(tài)下實現(xiàn)移動中實時無線傳輸高質(zhì)量視音頻信號。
機載微波發(fā)信機掛在攝像機上,可深入有線攝像機難以到達的現(xiàn)場,機動、靈活、實時、實地、多角度進行拍攝和直播,為突顯新聞快速反應(yīng)的時效性提供了有力的保障。
車載微波可充分發(fā)揮其機動性,車載微波配合攝像機可以在城區(qū)有效范圍內(nèi)進行移動跟蹤拍攝和直播,進一步實現(xiàn)快速新聞的需求;另一方面,車載微波又可作為固定微波傳輸手段,應(yīng)用于一般的新聞直播或大型活動的信號傳輸,解決因復雜環(huán)境帶來的傳輸問題,還可以節(jié)省傳輸費用。
3.結(jié)語
由于衛(wèi)星、微波和光纜這三種形式都有著各自的特點,特別是微波和衛(wèi)星的技術(shù)很難完全替代,同時又都不能缺少,根據(jù)全臺直播節(jié)目的形態(tài)特點和我們現(xiàn)有的技術(shù)手段,按照直播車“靈活機動、快速可靠”的使用要求,最后確定我臺直播車采用衛(wèi)星,微波,光纖三種傳播技術(shù)結(jié)合的方案。這樣使得我臺衛(wèi)星直播車的傳輸手段多樣化,極大提高了信號傳輸保障,可以更好更安全地完成臺里的各項錄制直播任務(wù)。
【參考文獻】
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關(guān)鍵詞:電網(wǎng)通信;無線通信技術(shù);應(yīng)用
中圖分類號:TP393.17 文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2011) 20-0000-01
Wireless Communication Technology Application Study in Grid
Hu Jie
(School of Electrical Engineering,Northwest University for Nationalities,Lanzhou730030,China)
Abstract:With the rapid development of the science and technology,establishing a more perfect electric power communication network is becoming more and more important.This paper mainly analyzes the wireless communication technology's advantages and disadvantages,and researches the wireless communication technology in network communication,hope that can produce positive significance.
Keywords:Network communication;Wireless communication technology;Application
一、前言
當前,電力通信專網(wǎng)大量的使用了光纖這種方式進行組網(wǎng),假如發(fā)現(xiàn)自然災(zāi)害,那么將會對光纜的運行產(chǎn)生極大的威脅,將會出現(xiàn)大面積中斷的現(xiàn)象,但是光纜的搶修又必須要滿足一定的條件才能進行,需要的時間非常長,這將會對電網(wǎng)安全運行造成很大的影響。所以,我們一定要對無線通信技術(shù)進行分析,尋找出適合電網(wǎng)通信的無線通信組網(wǎng)方式。
二、無線通信技術(shù)優(yōu)劣研究
(一)WLAN技術(shù)研究
Wi-Fi的技術(shù)及其產(chǎn)品已經(jīng)非常的成熟,并且一直在大批量的生產(chǎn),該技術(shù)非常適合于無線局域網(wǎng),對于特殊地點寬帶的應(yīng)用,盡管Wi-Fi技術(shù)的使用較為廣泛,但是依然存在著安全上的問題Wi-Fi技術(shù)應(yīng)用的是射頻技術(shù),是通過空氣來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的。WWAN能夠使得筆記本電腦或者其他設(shè)備裝置在蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋內(nèi)任何地方都能連接到互聯(lián)網(wǎng)。
(二)WMN技術(shù)
WMN技術(shù)處于一種正在研究中的狀態(tài),在研究的過程當中不斷地結(jié)合各種技術(shù)特點進行融合,而且目前還沒有一個較為成熟的產(chǎn)品系列來支持這種技術(shù)進行大規(guī)模的應(yīng)用。從當前的應(yīng)用前景來看,WMN技術(shù)不僅在無線寬帶的接入上有著非常廣闊的應(yīng)用前景,在其他的地方如圖像采集模塊、結(jié)合數(shù)據(jù)等方面能夠?qū)δ繕藢ο筮M行監(jiān)控,廣泛的應(yīng)用到了工業(yè)、環(huán)境檢測等領(lǐng)域。隨著其他技術(shù)的不斷完善,WMN技術(shù)正在與之進行融合,相互取長補短,發(fā)揮出各自的優(yōu)勢。
(三)LMDS技術(shù)
LMDS技術(shù)是一種微波寬帶技術(shù)。因為此技術(shù)使用高容量點對于多點微波進行傳輸,通過毫米波來傳輸,他能夠提供很多種類的業(yè)務(wù),包括雙向語音、視頻圖像等,能夠?qū)崿F(xiàn)從64kbit/s到2Mbit/s,具有非常高的可靠性,能夠在較近的距離實現(xiàn)雙向傳輸話音、視頻、數(shù)據(jù)圖像、會議電視等寬帶業(yè)務(wù),并且支持ATM和MPEG-2。
(四)集群通信技術(shù)研究
1.模擬集群通信。模擬集群通信主要是采用模擬話音進行通信,在整個系統(tǒng)當中并沒有數(shù)字制技術(shù),后來為了能夠使得通信連接變得更加的可靠,很多集群通信系統(tǒng)供應(yīng)商都采用了數(shù)字信令,使得集群通信系統(tǒng)的用戶連接更加的可靠,同時系統(tǒng)的功能也逐漸的增多。所以在模擬集群通信模擬通信系統(tǒng)當中,信令是數(shù)字制的。但是,因為模擬集群通信系統(tǒng)應(yīng)用了數(shù)字信令,所以在一定的時間內(nèi)很多的國內(nèi)商對于用戶都在有意或者無意宣傳其產(chǎn)品是數(shù)字集群系統(tǒng)。這其實是一種誤導,并且大多數(shù)用戶都能夠正確的判斷,因此未收到較大的影響。
2.數(shù)字通信技術(shù)。數(shù)字通信技術(shù)在數(shù)字集群通信系統(tǒng)當中起著非常重要的作用,同時也是數(shù)字通信與模擬通信的不同之處。二者有著非常大的差異:話音編碼、數(shù)字調(diào)制和解調(diào)、信道編碼和解碼及其自適應(yīng)均衡等單元,同時話音編碼和數(shù)字調(diào)制又是數(shù)字通信系統(tǒng)當中的非常重要的組成部分。
三、無線通信技術(shù)在電力通信專網(wǎng)當中的應(yīng)用
(一)電力對無線通信網(wǎng)絡(luò)要求
(1)遠距離接入延伸。對于城域網(wǎng)遠距節(jié)點,因為距離比較遠,敷設(shè)光纜的費用較高,可以考慮應(yīng)用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來對電力通信網(wǎng)絡(luò)進行覆蓋,并且有效解決光纜敷設(shè)產(chǎn)生的高額費用;(2)災(zāi)難時應(yīng)急。應(yīng)用無線通信系統(tǒng)是作為電網(wǎng)運行過程中發(fā)生災(zāi)難時的最佳通信網(wǎng)絡(luò),假如光纜發(fā)生故障或者需要進行維修時,那么無線通信網(wǎng)絡(luò)就能夠作為必要的應(yīng)急通信方式;(3)變電站臨時通信方案。在變電站建設(shè)的過程當中,因為電力通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)受限于變電站的施工條件、機房環(huán)境等,而又必須要開通電力通信網(wǎng)絡(luò),所以,通信工程的建設(shè)時間一般都比較長,經(jīng)常出現(xiàn)光纜不能夠按時投產(chǎn)情況,所以,應(yīng)用無線通信技術(shù)對于光纜線路進行投產(chǎn)前通信組織是一種非常方便的選擇;(4)小范圍進行覆蓋。對于電廠、變電站等區(qū)域,應(yīng)該考慮采用無線通信系統(tǒng)進行語音網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)的無線覆蓋,在業(yè)務(wù)流量需要不是特別大的地方應(yīng)用這種方式,這樣能夠很好的取代綜合布線系統(tǒng),的避免了較高的布線費用,并且能夠提供快捷、方便的接入形式。
(二)組網(wǎng)方案
電力通信專網(wǎng)對于無線通信技術(shù)的需要主要表現(xiàn)為配網(wǎng)通信、應(yīng)急通信、無光纜覆蓋的廠站等節(jié)點臨時通信等方面,為了能夠避免出現(xiàn)應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)在日常過程中出現(xiàn)的閑置情況,達到各自的解決方案,以此交集來進行配電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是非常必要的。
四、小結(jié)
隨著電網(wǎng)對災(zāi)難應(yīng)急、辦公智能化等需求的提出,無線通信技術(shù)以不受地面閑置、迅速部署等特點在電力系統(tǒng)通信當中有著廣泛的應(yīng)用。所以,無線通信能夠成為電力系統(tǒng)當中的一個重要的補充手段,為電網(wǎng)通信的進步墊定了基礎(chǔ)。
參考文獻:
[1]何超云.談無線通信技術(shù)在電網(wǎng)通信中的應(yīng)用前景[J].無線互聯(lián)科技,2010,1
[2]車家林.無線通信技術(shù)在電網(wǎng)通信中的應(yīng)用展望[J].軟件導刊,2010,2
一、我國通信交換工程改造及組網(wǎng)的必要性
電力行業(yè)通常采用傳統(tǒng)通信交換網(wǎng)絡(luò)體系,大部分城市由城市的供電公司負責整個市轄區(qū)下面所有縣市供電營業(yè)業(yè)務(wù),但是這種傳統(tǒng)的通信交換網(wǎng)絡(luò)體系已不能滿足現(xiàn)在愈來愈復雜的通信要求。另外,因為供電公司業(yè)務(wù)范圍較大,在其覆蓋的變電所和供電局范圍內(nèi),傳統(tǒng)的使用音頻電纜或者電力線載波進行通信的網(wǎng)絡(luò)模式會造成通信質(zhì)量低下、通信信息可靠性較低以及信息傳輸距離短等問題,在這種情況下,就需要使用新型設(shè)備及技術(shù)改變原有傳統(tǒng)通信手段,從而實現(xiàn)通信手段的根本改變、提高通信質(zhì)量。
二、通信交換工程改造及組網(wǎng)
(一)中繼傳輸和話路傳輸?shù)母脑旌徒M網(wǎng)。首先,通信交換工程改造及組網(wǎng)從中繼傳輸?shù)母脑烊胧郑谝灾欣^傳輸?shù)耐ㄐ沤粨Q網(wǎng)絡(luò)中,要對計算機服務(wù)器、培訓中心、電信、省電通公司等中心實現(xiàn)滿足需求的連接,這樣一方面提高了通信交換網(wǎng)絡(luò)中的呼叫持續(xù)速度,另一方面還可以提供豐富多彩的業(yè)務(wù),最終增大了設(shè)備的靈活性及功能性。其次,從話路傳輸入手對通信交換工程進行改造和組網(wǎng),傳統(tǒng)的電力供電模式和通信模式因其供電所和變電所設(shè)備陳舊落后而不能提供高質(zhì)量通信服務(wù),加上對供電點和變電所檢修維護工作投入較多、傳輸介質(zhì)傳輸容量小、傳輸距離短及抗干擾能力差等,通信網(wǎng)絡(luò)能夠提供的信息傳輸速率較低,為了改變這種情況,只有預(yù)先安裝新設(shè)備,確保通信網(wǎng)絡(luò)的可靠通信,同時,各類通信設(shè)備要嚴格遵守電力系統(tǒng)管理規(guī)定布線和施工,對于一些安裝完畢的設(shè)備要進行必要的專業(yè)調(diào)試。最后,要依照正確的順序配置鏈路數(shù)據(jù),即要正確配置本局信息,適當增加MTP目的信令點,根據(jù)信令點增加MTP鏈路集,增加MTP路由,增加MTP鏈路。對于中繼話路的數(shù)據(jù)配置則依照增加局向、增加子路由、增加中繼群和增加中繼電路的順序進行。
(二)建立健全同步數(shù)字通信體系。隨著現(xiàn)代通信交換網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展,未來的通信將不單單是語音通話業(yè)務(wù),隨著通信技術(shù)的進一步發(fā)展,電視會議、LAN數(shù)據(jù)傳送以及虛擬網(wǎng)絡(luò)劃分等不同的業(yè)務(wù)和服務(wù)將出現(xiàn)在我們的生活中,因此對于通信交換網(wǎng)絡(luò)的改組和組網(wǎng)要立足未來,針對特色需求,在同步光網(wǎng)絡(luò)標準基礎(chǔ)上逐步建立健全同步數(shù)字通信體系。以長途的干線傳輸網(wǎng)絡(luò)為例,同步數(shù)字通信體系因其具有同步復用、靈活、強大網(wǎng)管能力等特點而廣泛受用,現(xiàn)在同步數(shù)字通信體系傳輸網(wǎng)絡(luò)已然成為各運營商首要選擇。另外,同步數(shù)字通信體系在骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)的成熟應(yīng)用為寬帶城域網(wǎng)的應(yīng)用提供了參考,目前,寬帶城域網(wǎng)中同步數(shù)字通信體系也得到了廣泛的應(yīng)用。
(三)建立通信交換網(wǎng)絡(luò)管理平臺,進行統(tǒng)一控制。目前銅線交換網(wǎng)絡(luò)管理不能滿足時代社會發(fā)展需求,因此,要建立適應(yīng)發(fā)展潮流的通信交換網(wǎng)絡(luò)管理平臺,并進行統(tǒng)一管理。我們可以從變電站自動化、負荷集中控制、調(diào)度自動化以及配電網(wǎng)絡(luò)自動化入手,這樣一方面可以優(yōu)化配置通信交換網(wǎng)絡(luò)管理,另一方面又可以避免信息資源浪費以及信息管理的混亂。
(四)軟件調(diào)試。通信交換工程完成改造及組網(wǎng)后一定要進行調(diào)試設(shè)置,在這個過程中,調(diào)試工作應(yīng)在2M連接成功的情況下開展。通過軟件調(diào)試可以完成一系列的通信網(wǎng)改造,比如,可以完成以供電所為主、其他供電站為輔的網(wǎng)絡(luò)格局,從而可以方便中心站點對每個站點集中監(jiān)控與統(tǒng)一管理。
三、以國內(nèi)某供電公司為例探討通信交換工程的改造及組網(wǎng)
該供電公司共有4座220KV變電所、17座110KV變電所和20座35KV的變電所,該供電公司覆蓋面積較大,通信顯得極為重要。經(jīng)過通信交換網(wǎng)絡(luò)的改造形成了以三部交換網(wǎng)絡(luò)為主、光纖為載體、同步數(shù)字通信體系為組網(wǎng)的模式。在這個通信模式中,電信7號信令考通,計算機服務(wù)器、省電力公司、調(diào)度、排隊機以及呼叫中心等實現(xiàn)全面互聯(lián),這種將業(yè)務(wù)擴展到移動、聯(lián)通業(yè)務(wù)內(nèi)部的做法真正實現(xiàn)了快捷、高效、優(yōu)質(zhì)的信息資源快速傳遞和共享。
(一)中繼傳輸改造。經(jīng)過中繼傳輸改造,實現(xiàn)2個2M對二號院HARRIS交換機連接,4個2M對電信連接、1個2M對排隊機連接、1個2M對省電通公司連接、4個2M對一號院HARRIS交換機連接、1個2M對培訓中心連接。對省電力公司及電信成功將1號信令更換為7號信令方式,成功地提高呼叫持續(xù)速度、業(yè)務(wù)功能及設(shè)備靈活性。中繼傳輸方式如圖1。
圖1中繼傳輸方式
(二)話路傳輸改造。話路傳輸改造前,供電公司覆蓋的范圍內(nèi),通信模式是利用音頻電纜進行遠距離的傳輸或者利用電力線載波進行載波通信,且各個供電點和變電所的設(shè)備陳舊、通信質(zhì)量低、傳輸速率低且維護量較大,同時,通信傳輸介質(zhì)存在傳輸距離短、傳輸容量小及抗干擾能力低下等缺陷,上述各種因素造成了話路的通信問題。為了保證可靠的通信,要在各個站點安裝使用設(shè)備,且要使用通信專用電源,將2M信號轉(zhuǎn)換為光信號用來進行組網(wǎng)的同步數(shù)字通信體系光端機,將話音信號合并成為2M信號的PCM機,這樣一來,全系統(tǒng)、各轄區(qū)內(nèi)各個部門都可以進行局內(nèi)話路交換,極大地提高了通信的可靠性。在進行話路傳輸改造的過程中,各設(shè)備要遵照通信網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)定進行布線及施工,并且設(shè)備完成安裝后,一定要調(diào)試。
(三)軟件調(diào)試。對通信交換工程完成改造及組網(wǎng)后一定要進行調(diào)試,這里主要探討一下該供電公司軟件調(diào)試中的重點:增加7號信號鏈路數(shù)據(jù)及中繼話路數(shù)據(jù),和調(diào)試中應(yīng)該注意的問題。要按照設(shè)置本局信息、增加MTP目的信令點、增加MTP鏈路集、增加MTP路由以及增加MTP鏈路為順序配置7號鏈路數(shù)據(jù)。要依照增加局向、增加子路由、增加中繼群和增加中繼電路的順序配置中繼話路數(shù)據(jù)。其中,應(yīng)該注意,不管是1號中繼還是7號中繼,要在2M成功連接的前提下進行調(diào)試,如果是7號中繼,則首先要和對端調(diào)LINK鏈路,只有在鏈路成功激活之后,才能正常地進行數(shù)據(jù)調(diào)試,與此同時要確保和對端局CIC值以及LINK占用時隙值一致。
四、結(jié)語
通信交換工程的改造及組網(wǎng)有其存在的必要性,本文講述了對中繼傳輸、話路傳輸?shù)母脑欤⒔⒔∪綌?shù)字通信體系,這些方法只是工作的一部分,通信交換工程的改造及組網(wǎng)仍是一項有待努力探索完成的重要任務(wù)。
參考文獻
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