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關鍵詞：PLC網絡；電力線通信

1 PLC網絡概述

隨著Internet應用的迅速普及，登錄上網的用戶數急劇增加。在網絡干線基礎設施相對完善的情況下，連接千家萬戶的接入網絡成為制約網絡用戶增長的主要障礙。新增或擴充計算機接入網絡，人們通常都是敷設新的有線信道，如光纖、雙絞線等。研究表明接入網的費用要占網絡總投資的50%以上[Halid2001C]，因為新增線路不僅造價較高，而且對于已經使用的建筑物會造成一定程度的損壞。雖然利用無線或紅外通信不會對建筑物造成破壞，但這類通信容易受天氣原因、建筑物遮擋以及其它各種干擾等因素的影響，因而也不是一種理想的選擇。能不能找到一種省錢、實用、方便的通信介質？近年來，利用低壓電力線介質建立計算機局域網及接入網絡已經成為國際上IT領域的熱門研究內容[1]。

利用電力線介質傳遞信息分為中高壓電力線載波通信和低壓PLC計算機網絡兩個基本類別。中高壓電力線載波通信指利用35kV以上高壓電力線以載波方式傳遞信息，其主要特點是通訊速率低、傳輸距離遠、采用點對點通信方式；低壓PLC計算機網絡指利用220V/380V的用戶電力線為傳輸介質，在末端變壓器和用戶住宅之間或住宅內建立計算機局域網及接入網絡，其特點是通訊速率高、傳輸距離近、采用網絡化通信方式。中高壓電力線載波通信并不是一種新出現的技術，它已經有近百年的發展歷史[2]。長期以來，電力部門利用該技術在中高壓（35kV以上）輸電線路上通過電力線載波機傳遞遠動信息、調度電話語音信息等，傳輸速率一般為300―600bps，載波頻率為9-490kHz。本文主要討論利用低壓電力線介質建立計算機局域網及接入網絡的相關技術（以下簡稱PLC網絡）[3]。

2 PLC網絡技術的發展及其現狀

傳統的電力線通信技術主要包括InteUon CEBus、Echelon Lon Works及AdaptiveNetworks等，下面簡要介紹以上技術及其優缺點[4]。

2.1 Intellon CEBus技術

Intellon是一個生產符合消費電子總線CEBus（ConsumerElectronicsBus）標準產品的私有公司，CEBus標準是一個為在電力線和其它媒介上通信分別提供物理層規范的開放標準。Intellon技術面向住宅網絡提供控制能力，包括兩個基本單元――一個使用擴頻技術的收發器和一個完成協議的微控制器。采用擴頻技術，收發器以大約10kbps的速率傳輸數據包，每個數據包包含必需的發送地址和接收地址。CEBus協議使用對等通信模式，網絡上的任何節點可以在任何時間訪問介質。為了避免數據沖突，其使用載波偵聽多路訪問/沖突檢測和解決CSMA/CDCR（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detectand Resolution）協議，該協議是在載波偵聽多路訪問/沖突檢測CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect）的基礎上加入解決沖突功能的結果。這種介質訪問控制協議要求一個網絡節點等待線路上沒有其它數據包傳送時才能發送數據包。CEBus包括一種公共應用語言CAL（Common Application Language），允許設備之間使用一種公共的語法和詞匯彼此傳遞命令和狀態請求。CAL定義了一系列叫做“環境”的電子設備功能子單元，例如電視機、立體聲音響、CD播放器或盒式磁帶。錄像機的音量控制就是一種CAL環境。每種環境還可進一步細分為代表不同環境控制功能的“對象”，例如音量、低音、高音或靜音功能。最后，對象被定義為一套規定對象功能操作的實例變量，例如音量對象的隱含或當前設定值。通過應用CAL規范，Intellon確信他們的芯片可以同其它CAL兼容設備通信。

2.2 Echelon Lon Works技術

像Intellon一樣，Echelon規定了一種對等通信協議來完成CSMA技術。Echelon提供一種基于擴頻技術的10kbps電力線芯片，還提供一種經過改進的、專有的、嵌入其神經元芯片中的MAC協議來服務于對等網絡層。目前有兩個版本的神經元芯片，都包含三個8位處理器、10k字節RAM和10k字節ROM。Echelon的專有協議策略最近有所變化，開放了其神經元協議，以允許同第三方的電力線收發器接口。由于Echelon芯片設計的巨大開銷和MAC層能力，使得其對住宅用戶解決方案來說價格較貴。因此Echelon技術應用被限制在工業/商業解決方案，而不是住宅應用。實際上，商業建筑自動化系統獨占Echelon收入的30%，另外的30%來自面向工業的控制。

2.3 Adaptive Networks技術

像ntellon和Echelon一樣，Adaptive也提供基于擴頻技術的電力線芯片組，但其提供低速和高速兩套芯片組，速率分別為19.2kbps和100kbps。與Intellon和Echelon使用的對等CSMA/CDCR模式相對應，Adaptive使用一種混合的令牌介質訪問模式?；旌狭钆颇Ｊ皆试S網絡節點在輕負荷環境下使不必要的令牌傳遞減到最小，而在重負荷情況下保持令牌的可靠性。雖然Adaptive技術提供比Intellon和Echelon更快的傳輸速率，但對一些高帶寬的應用來說它還略顯不夠，例如文件共享、打印共享、數字話音和圖像傳輸。

2.4 現有的PLC技術的比較

表1.1列出了以上各現有PLC網絡技術在速率、接入數量、通信方式和MAC層協議方面的比較情況。

3 現有高速PLC網絡技術淺析

目前國際上關于高速PLC網絡技術主要有兩種模式。其一是以美國為代表的住宅連網模式。這種模式只提供住宅內部連網，戶外訪問使用其它的通信方式。美國推薦這種模式是因為其ADSL技術和產品已經比較成熟和普及。支持該模式的國際組織是HomePlug，目前該組織已制定了有關的技術規范（Specification1.0），用于規范PLC網絡的調制方式、壓縮編碼方式、使用頻帶、發送功率、MAC協議等相關技術細節，以增強各廠商產品的兼容性。目前室內PLC網絡較高速率的產品有Intellon公司的PowerPacket，速率達到14Mbps，1TRAN公司的產品速率達12Mbps。這兩種產品目前均處于實驗室階段。另一種模式是面向歐洲和亞太市場，提供自配電變壓器到用戶住宅的PLC網絡全面解決方案，包括“最后一公里”和住宅內的各類信息設施連網。該模式的國際組織是國際電力線通信論壇（IPCF，International Powerline cornlrlunicationForum）。由于室外產品和室內產品的環境差異，在技術上實現起來比較困難，因此目前能夠提供該方案的系統產品很少，大都處于實驗室階段。

3.1 高速PLC原理簡介

低壓配電網在物理上呈樹狀總線結構，因此目前國際上大部分PLC研究實體將PLC網絡構建為總線型結構的以太網。其介質訪問控制主要以CSMA/CD方式工作，或使用令牌環（Token Ring）方式。但這些都是應用現有技術，是研究實體為盡快生產出產品而采取的權宜措施，它并不是適合PLC網絡流量特性的最佳訪問結構。因此，設計高速PLC網絡上具有高性能的MAC層協議以及MAC的性能分析是高速PLC領域中的重要課題[5]。

由圖可知，高速PLC網絡由兩部分組成：室內部分包括所有可能通過電力線連網的信息產品，如計算機、傳真機、數字電視機等數字家電產品；室外部分包括跨接電表的設施，以及各住戶通過“最后一公里”組建的網絡。變壓器是高速PLC網絡的外部“網關”。電能通過變壓器從高壓側送到居民用戶，而PLC計算機網絡則通過安裝在變電站的網關實現與Internet連網。信息產品使用PLC調制解調器連接到PLC介質，PLC調制解調器主要由接口、調制解調和耦合等三部分組成。接V1部分是指電力線調制解調器同用戶設備間的雙向數據傳輸的接口，這些接口包括同智能設備之間的RS一232接口、同計算機之間的RJ.45以太網接口或USB接口、同模擬電話之間的RJ一11接口；調制解調部分由數字信號處理單元和相應的電路組成。數字信號處理單元負責同用戶設備間的雙向通信、實現MAC層協議，并將來自用戶的數據進行編碼、調制后進行數模轉換、放大、濾波后送往耦合單元，或將來自耦合單元經濾波、放大、模數轉換后的信號進行解調、解碼后送往用戶設備；耦合單元是電力線同調制解調部分的結合設備，它將調制好的高頻模擬信號送入電力線進行傳輸，或在電力線上提取出高頻信號以便進行解調[6]。

3.2 PLC網絡技術的優勢

PLC網絡利用四通八達、遍布城鄉，并與用戶直接相連的220W380V低壓電力線高速傳輸信息。因其免除布線、覆蓋范圍廣、連接方便的顯著特點，PLC網絡被認為是提供“最后一公里”解決方案最具競爭力的技術之一。目前國外PLC網絡的通信速率已經達到12Mbps，預計2003年將達到45Mbps，這種速率足以傳輸各種多媒體信息。與常規通信介質網絡相比較，PLC網絡具有一個獨特的優勢：即充分利用現有的低壓電力線基礎設施，無需任何布線，是一種“無線”技術手段，節約有線資源，無需挖溝和穿墻打洞，避免了對建筑物的損壞，節省資金、人力、時間；

與常規通信介質網絡一樣，PLC網絡還具有以下明顯的優勢[7]：

1）低速的PLC網絡是家居自動化的有效手段。通過遍布住宅內的電源插座，可對智能家用電器連網，并通過網關與外部連接。住宅主人在家可以享受數字化住宅設施的舒適和便利，在外可以通過互連網絡及時了解和設定住宅內設施；

2）高速的PLC網絡可以為人們提供Internet接入服務，并且可以享受居家視聽一體化的服務。通過電力線實現網絡瀏覽、網上購物、視頻點播以及可視電話等將不再是遙遠的夢想；

3）利用PLC的永久連接在線，可構建住宅樓宇自動化系統，如防火、防盜防有毒氣體泄漏的保安監控系統讓上班族倍感放心，醫療急救系統讓住有老人、兒童或病人的家庭心里踏實。

以上插述的PLC網絡的技術優勢和美好前景，有些已經在國外成為現實，而其它甚至更好的未來正在探求之中?？梢灶A測，PLC網絡這一新技術對促進經濟發展必將帶來新的機遇。尤其對于中國這樣的發展中國家，經濟實力不夠強大，要趕超發達國家的信息化水平，需要投入巨大的資金，而PLC網絡提供了另一種可能的技術手段，這種技術手段可以幫助我們以較少的投入加快國家信息化的進程，我們沒有理由不盡快研究適合中國電力網環境的PLC網絡技術。

3.3 目前PLC網絡技術存在的主要技術問題

PLC網絡的關鍵技術難點集中在物理層和MAC子層，面臨的主要問題和關鍵技術有[8]：

1）線路阻抗匹配問題。常規專用通信介質有比較固定的負載連接，而電力線介質不象其它專用通信介質那樣，連接在電力線上的任何動力負荷都會影響電力線的阻抗。由于用電負荷接入和斷開具有隨機性，例如開關任何一盞電燈都可能引起線路負載變化。因此，收、發信機的輸出阻抗和輸入阻抗很難和線路的阻抗匹配。自適應均衡技術目前被認為是改善這個問題的關鍵技術之一，它可以動態診斷信道狀態和動態設置信道參數，從而盡可能匹配阻抗。

2）多徑反射問題。低壓配電網絡具有很復雜的樹型結構，連接在電力線上的收發信機因位置不同，會產生多路徑的信號反射，這種反射會引起傳輸信號的選擇性衰減和碼間串擾。OFDM調制技術是目前PLC網絡的一項關鍵技術，它特別適用于像電力線這種具有頻率選擇性失真的信道。

3）頻譜范圍很寬的噪聲問題。電力線的根本用途是輸送能量，線路上連接著無數的配電設施和用電器具。當使用電力線傳遞信息時，除了存在和常規專用傳輸介質同樣的問題之外，連接在電力線上的各種設施也成了噪聲來源，因此PLC網絡傳輸信道中存在頻譜范圍很寬的噪聲。主要的噪聲來源有：

?家用電器，尤其是計算機、電視機開關電源產生的噪聲；

?利用可控硅制作的電子調光器、節能燈及其相關產品所產生的噪聲；

?配電開關設備在電力線上產生的噪聲；

?電動機產生的強噪聲；

?其它高頻信號在空間傳輸中耦合到電力線上的噪聲。

在各種噪聲中，一種稱為非周期性脈沖干擾的噪聲是影響PLC網絡信道的最關鍵問題之一，也是當今本領域專家最關心的熱點問題。在MAC層就如何消除非周期的異步脈沖干擾也沒有獲得有效進展。因此，如何消除或減弱脈沖干擾對物理層和數據鏈路層的影響是PLC網絡中最關鍵的技術之一[9]。

4）電磁兼容性（EMC）問題。作為接入網的PLC網絡，必須使用較高的信號頻率和一定的發射功率，這就存在產品的EMC問題，包括其它電器對PLC產品的影響和PLC產品對其它產品的影響。目前國際上還沒有制定統一的PLC網絡產品EMC標準。

5）國外產品在國內的適應性問題。盡管國外已經研究出一些實驗型PLC產品，但是直接拿到國內來使用可能造成意想不到的后果。因為我國的低壓配電網絡比國外的配網更復雜，用戶多、接線方式多、線徑細、屏蔽不好，這些特點將導致國內電力線的通信參數與國外有所不同。因此，必須對國內線路進行嚴格測試，國外產品必須在滿足國內測試結果的條件下才能應用。

6）PLC網絡的MAC層技術研究十分薄弱。由于PLC物理層本身尚有許多問題需要攻克，目前國外把PLC網絡的研究重點放在PLC物理層，包括調制方式、編碼方式、使用頻帶、發送功率等。而MAC層則簡單地采用常規介質的處理方式。由于電力線介質與常規介質具有不同的特性，照搬常規介質的MAC協議將導致PLC網絡的MAC協議運行失敗或性能低下。事實上，針對電力線的特點，研究MAC的協議工作方式、信道分配方式、數據幀的設定等都是擺在我們面前的課題。

7）PLC網絡研究人才匱乏。PLC網絡不僅在國內是一個剛剛興起的研究課題，而且在國際上也尚處于初期研究階段，從概念定義、理論研究、技術標準、工程試點以及管制政策等方面都有大量需要明確的問題。研究內容涉及電力、通訊、計算機等多個專業學科，要求研究人員具有電力配網、通信、計算機網絡等方面的知識，對研究人員要求高[10]。

4 結論

PLC網絡技術是最近10年來發展起來的技術，具有廣闊的市場應用前景，但作為新興的通信和網絡技術，PLC網絡面臨許多有待攻克的技術難題.目前國外把PLC網絡研究重點放在它的物理層，包括抗干擾、調制方式、編碼方式、頻帶分配等，而它的MAC層則簡單的采用常規介質計算機網絡的MAC層的工作方式，由于電力線介質與常規介質具有不通的物理特性，照搬常規介質的MAC協議將導致PLC網絡的MAC協議運行失敗或性能低下，因此，針對電力線的特點，研究MAC的協議工作方式、信道分配方式、數據幀長度的設定等都是擺在我們面前的課題。

[參考文獻]

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[3]國家電力科學研究院通信所：”The characteristics of Powerline at High frequencies on Chinese 220/380V Distribution Networks.

[4]李良沫.電力線數字載波及其發展.《電力系統通信》，2000年第一期.

[5 宋永華，肖穎，張棋.電力線載波技術重大突破---數字配電線及其應用.《電網技術》，1999年，第23卷，第二期.

[6]王越先，等.電源線介質計算機網絡的設計與實現.《小型微型計算機系統》V0l.17 No.12 Dec.1996.

[7]趙瑞霖，等.電力線（PL）通信與擴頻載波電路.《電子產品世界》1998.12.

[8]周明天，汪文勇.（（TCP/1P網絡原理與技術》.清華大學出版社，1993.

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【關鍵詞】通訊網絡信息系統；維護技術；網絡技術

通訊網絡信息系統是目前移動網絡通信發展的基礎設備，其技術是計算機技術和數據庫技術。其主要功能是實現了網絡資源的共享，使得信息化的傳播效率更高。通過不同地區的數據傳輸使得通信信號增強。信息通信網絡的系統維護對其發展具有積極作用，就目前看，我國企業對于通信網絡信息系統的認識并不深。

1信息通訊網絡系統維護的意義和內容

1.1信息通訊網絡系統維護的意義

信息通信系統的安全性是企業發展的基本保證，企業在發展過程中，通信系統負責信息的收集、提取或儲存，使企業獲得第一手的市場信息，促進企業發展。信息通信安全系統還為企業提供了安全防護措施，保證信息收集的安全性，維護企業的利益。隨著我國信息產業的發展，通信網絡系統在社會范圍內具有重要作用，如信息通信系統應用于公共機關或者服務機構中，可以為民眾提供巨大的方便，實現資源的查找和共享功能。信息通信系統在我國多個行業有廣泛的應用，其目的在于服務社會公眾，保護系統不受外界攻擊。

1.2信息通訊網絡系統維護的內容

信息通信系統維護的主要方向為軟硬件維護和病毒防范。軟件維護需要一定的技術支撐，檢查內容包括系統的兼容性和運行環境分析，另外還需要對軟件自身的性能進行核查，保證其功能的完整性。計算機系統在運行中，面臨較多的威脅，影響系統安全。硬件系統是信息通信網絡的基礎，具體內容包括硬件功能的維護與檢查，硬件性能主要體現在設計上，對設備的性能質量做好基本把控，并且要做必要的日常檢查。其次：計算機網絡系統的操作不當和自身缺陷均可能帶來病毒。病毒入侵影響網絡通信效果，甚至導致系統崩潰。尤其是在移動通信網絡技術更新的初級階段，技術的成熟度遭到質疑，病毒更容易入侵。因此，信息通訊網絡系統維護技術的主要內容就是完善系統，防止病毒入侵。要求對系統的軟硬件進行殺毒，并對網絡實施必要的監控，一旦出現病毒或者判斷存在病毒隱患，要及時處理和確保計算機網絡安全。

2通訊網絡信息系統的常見安全威脅

2.1主動捕獲用戶身份信息

計算機網絡病毒的形式眾多，一些病毒植入后可以進入計算機核心系統，主動獲得用戶信息，破壞網絡服務的正常運行，一般主動捕獲類病毒包括以下幾種：①偽裝網絡實體。是通過一些具有誘惑性的鏈接發送植入計算機網絡系統，用戶對這類信息要采取忽視態度，偽裝網絡實體不容易被發現，因此對網絡的干擾往往較大。②物理等級干擾。是指通過惡意手段對網絡服務體系的無線鏈路實施進攻，盜取用戶信息，并對網絡服務體系造成嚴重破壞。③協議等級干擾。移動通信系統的運行要在某些指定的網絡程序下進行，攻擊者利用這些協議的漏洞對其實施攻擊，最終導致程序無法運行。

2.2非法訪問

通信網絡運行中，攻擊者通過非正常手段進入網絡內部，就屬于非法訪問。非法訪問包括病毒植入模式，也包括秘鑰解鎖等其他模式，一般是具有目的性的訪問，進入后對網絡通信系統的數據進行破壞。移動通信網絡的信息控制、信令和信息收集等過程中均易造成非法訪問，大量的數據信息丟失。我國移動通信業務正處于快速發展中，網絡設備等技術更新不及時就會導致其存在漏洞，給非法訪問留下機遇。

3信息通信網絡系統維護技術應用

3.1信息技術的應用

通信系統的應用一方面體現在信息技術行業，在我國信息系統維護過程中，信息維護的作用十分明顯。失去信息維護將造成大量的信息被盜。在信息傳輸中，利用信息技術可有效降低系統故障，及時查找系統隱藏的不安全因素?？傊?，信息技術作為系統維護的一種主要手段，確保信息的傳輸高效性。

3.2網絡技術的應用

計算機網絡維護的其中一個重要項目就是無線網絡遠程技術。目前，遠程技術在我國發展迅速，在醫療、交通等多個領域具有重要的作用。網絡技術大量應用于信息通信網絡系統，運行過程中存在一定的安全隱患，維護技術是確保其安全的關鍵。網絡遠程監測技術具有區域性特征，未來可以利用移動通信系統的網絡特征來實現區域化連接，保證某個區域的高效發展，實現全過程的遠程監控，可以及時發現企業運行中存在的問題，發揮遠程監控的作用。同時，可以利用遠程遙感與控制實現來對遠程服務器進行維修和處理，提升了工作效率。

4總結

總之，信息通訊網絡系統具有重要作用。在運行過程中，保證信息通信網絡系統的安全運行，需要進行必要的維護。目前，移動通信網絡信息系統面臨的威脅包括非法訪問、病毒植入等方式。設計者要認識到信息通信系統的重要性和其存在的威脅，對其實施必要的維護，并不斷的實現信息通信系統的安全與穩定，發揮信息技術與網絡通信技術的重要作用。

參考文獻

[1]黨林.電力系統網絡安全維護中入侵檢測技術的應用分析[J].電子技術與軟件工程，2013（4）.

[2]王晨.計算機網絡技術在電力系統的應用分析[J].中國新技術新產品，2012（5）.

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【關鍵詞】4G通信網絡 網絡結構 關鍵技術

隨著我國的進一步發展，人們對于通信網絡提出了更高的要求。3G通信網絡技術在一定程度上已經不能滿足人們對于通信網絡的要求.4G通信網絡技術作為3G網絡的再發展，在通信網絡系統的深度以及廣度方面有了很大深化，同時4G網絡與WLAN網絡技術的結合，有效的提升了移動網絡終端設備的通信網絡質量。4G網絡的開發和應用給當前的通信網絡運營商帶來非常大的挑戰和機遇，其通信網絡結構和關鍵性技術問題是一個值得通信網絡技術人員思考的問題。

一、當前4G的通信網絡結構

當前情況下4G通信網絡技術相對于3G通信網絡技術還是一個新鮮詞語，其普及程度遠遠落后于3G通信網絡技術。其中很大的原因也是由于4G通信網絡技術在很多方面還處于開發階段，現階段研發的4G通信網絡技術主要網絡結構由兩部分組成：無縫網絡結構和接入技術層結構，先分述如下；

（一）4G通信無縫網絡結構

4G通信網絡技術相對于3G通信網絡技術的最大特點就是能夠實現各種有線系統和各類接入技術之間的平衡通信。從4G通信網絡技術的發展歷程也可以看出，4G通信網絡中包含的接入系統特別注重不同通信網絡和相同通信網絡之間的信息傳遞，逐步的構建成一個全IP無縫核心結構網絡，同時4G通信網絡技術在移動設備管理以及通信網絡用戶業務的安全性和可靠性方面提供了相對于3G通信網絡更加安全的保障技術。

（二）4G通信接入技術層結構

4G通信網絡的接入技術層結構就是根據實際的通信網絡需求以及通信網絡的應用范圍，確定出相應的與之相匹配的通信網絡系統。利用分層結構的形式實現對于各類網絡技術的安排和利用。例如，4G網絡技術當中的CELLULAR 網絡層，其主要代表作用是無線通信技術，通過限有的無線傳輸頻率，針對各類蜂窩明確相應的頻率，如此一來，就確保了現有的無線資源充分使用，現階段其主要應用在一般性多媒體設備和個人PC設備的連接方面。

二、4G通信網絡技術中的關鍵技術

所謂的4G網絡通信技術是一種對整個通信網絡的概括和整合，其進步和發展必須需要在相關關鍵性技術方面的進步，現階段4G通信網絡開發中的關鍵技術主要包括空分多址技術、正交頻分復用技術、無線鏈路增強技術、多用戶檢測技術、智能天線技術以及多入多出技術等6大關鍵技術，先分述如下：

（一）4G通信網絡技術中空分多址技術

4G通信網絡技術中空分多址技術就是一種以不同的坐標方位的信息實現多個地址之間的通信，其各個地址之間信息的獲取主要通過詳細的空間劃分來實現的，因此，在有限的信號頻率資源下，4G通信網絡能夠有效及時的將信號傳遞過去，同時，各個間隙領域之間，各種途徑的信號能夠在第一時間內實現高效率的傳遞。此外，通過此種方式傳遞的信號，各個信號接收端，所接受的信號是由各個明確的渠道而來的，在很大程度上能夠避免各個信號之間的影響，這對于提高信號之間的傳輸質量是非常有幫助的。

（二）4G通信網絡技術中正交頻分復用技術

4G通信網絡技術中正交頻分復用技術主要是用一種多載波調整技術，通過將信道劃分為幾個正交自算信道，將通訊網絡當中的高速通信信號轉變成相應的低速通訊數據流，通過相應的子信道進行快速的傳輸，通過采用相關技術將正交信號在接收端分開，有效消除由于信道的多徑效應而導致的頻率選擇性衰落情況，防止產生碼間串擾，對通信性能質量的提高有著非常重大的意義。

（三）4G通信網絡技術中無線鏈路增強技術

4G通信網絡技術中無線鏈路增強技術主要作用是通過無線鏈路的增強技術能夠增大通信容量，同時能夠提升時間分集、空間分集等分集方面的分集性能。4G通信網絡中可通過多天線通信網絡技術利用兩根或四根通信網絡天線進行發射分集通信。此外，4G通訊網絡中利用多輸出多輸入技術實現發射和接受分集。

（四）4G通信網絡技術中多用戶檢測技術

4G通信網絡技術中多用戶檢測技術開發的主要目的是通信網絡獨立用戶在逐漸衰退的環境中使用通信時相應的通信擴頻碼之間的正交，從而避免所用的通信網絡用戶之間出現相互干擾的情況和用戶內部的通訊容量約束?，F階段的多用戶檢測技術開發的主要方面是將各個通信網絡用戶的干擾算法的復雜程度降低到各個通訊網絡用戶能夠接受的水平。

（五）4G通信網絡技術中智能天線技術

4G通信網絡技術中智能天線技術其實就是一種雙向天線的應用，主要的安裝方位就是通信網絡的基地現場，可利用固定天線進行方位的獲取，這種智能天線本身帶有一組可以自動編碼的電子相關關系，通過這個自動編碼的電子相關關系獲得移動電塔與基地現場的鏈路準確方向。

智能天線技術在很大程度上能夠避免通信網絡多進衰落的現象出現，而且將4G通信網絡相對于3G通信網絡的優勢和通信性能表現出來，更好的提升了核心通信網絡的實際運行質量和實際運行速度。此外，4G通信網絡的智能天線技術在很大程度上還能夠避免各個通訊信號之間的干擾，這對于提高4G通信網絡的通話以及網上沖浪質量是非常有幫助的。

（六）4G通信網絡技術中多入多出技術

要想實現4G通信網絡技術中多入多出技術必須首先在通信網絡的終端安裝兩個以上的通信網絡天線，這個天線的主要作用是為整個4G通訊網絡系統打開了相應的通訊空間復用和通信空間之間的分集。通訊空間的復用是指一種在一個相同的通信網絡頻段內，利用不同的各個子信號發射的通信信號，實現多量多徑，通訊天線數量越多，傳輸的通訊網絡數量也就越多。

三、結束語

隨著我國再次快速發展，國家各個行業對于通信質量的要求會越來越高，作為現階段最高級的通訊網絡系統4G通信網絡系統的發展前景是非常明朗的，但其中的很多技術是有待完善的。

參考文獻

[1]尹良.認知無線網絡中頻譜容量與頻譜業務建模關鍵技術研究[D].北京郵電大學，2013.

[2]羅劍鋒.產業鏈變革的動態視角下通信運營商合作伙伴選擇與合作機制研究[D].中南大學，2013.

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【關鍵詞】計算機網絡；通訊網絡；網絡故障；故障處理；日常維護

中圖分類號：G250文獻標識碼： A

引言

1994年，中關村地區教育與科研示范網絡與美國的Internet互聯成功，形成了我國最早的國際互聯網網絡。隨著計算機技術的快速發展，計算機及計算機網絡已深入到各行各業，并成為經濟行業的建設基礎和信息支柱。在計算機網絡中，網絡故障是比較現實的問題，隨著網絡技術的發展，網絡故障問題也越來越多，處理方式也越來越復雜。

1計算機通訊網絡故障診斷及處理

1.1計算機通訊網絡故障診斷的目的

計算機通訊網絡出現故障，要根據故障的具體情況進行分析處理，著手故障問題，進行診斷分析。進行網絡故障診斷的目的：

通過診斷，發現出現網絡故障的問題點，通過分析、處理、恢復網絡，保持正常運行。

發現網絡規劃結構和網絡配置中有所欠缺的地方，優化網絡結構，改善網絡性能。

時時檢測計算機通訊網絡的運行狀況，并監控通訊網絡質量和數據流量、數據安全。

1.2計算機通訊網絡故障診斷步驟

第一、確定網絡故障的具體情況，并收集故障的相關信息。常見故障有：網絡不通、網絡速度過慢、特殊操作不可行、僅部分功能可行、收發數據包數據差距較大、網絡延遲嚴重等等。了解發生網絡故障前是否進行磁盤整理、優化系統等操作，發生故障時是否正在進行軟件安裝；分析故障發生是否具有時間的規律性、故障的局部性、故障的隨機性。正確分析和了解計算機通訊網絡故障具體情況是實現故障處理的基礎，通過向計算機使用用戶詢問發生網絡故障的問題，了解發生故障的可能因素。

第二、通過從網絡管理系統，對通訊協議進行分析并跟蹤，采用路由器診斷命令將故障信息報告輸出。

第三、根據收集到的故障相關信息，分析可能產生的原因，并排除部分故障原因，將故障原因范圍縮小。

第四、根據縮小的故障原因，依據故障可能發生的程度，列出故障原因表，并建立故障診斷計劃。

第五、依據故障診斷計劃，從最可能發生故障的問題開始分析、檢查、測試，逐步執行診斷計劃。在診斷時，改變參數要進行記錄并確認結果，有必要時要進行多故障綜合考慮。

第六、查找網絡故障。查找計算機通訊網絡故障要從物理層故障、網絡設備故障、網絡層故障、操作系統層故障入手。進行物理層故障檢查時，要查看網卡接觸是否良好，網絡接頭是否接觸，網絡線路是否出現中段；觀察網絡設備交換機上的工作指示燈，一般情況下綠燈表示工作和連接正常，紅燈表示出現連接故障，指示燈不亮時通常為網絡設備故障或連線不通。網絡設備根據數量流量大小，會出現指示燈的時快時慢的隨機閃爍，指示燈同時閃爍的，有可能是網絡不正常。網絡層故障檢查主要是查看計算機網絡協議是否正確配置、IP地址、子網掩碼、網關、DNS服務器設置是否正確；計算機操作系統層檢查是對計算機操作系統的檢查，如出現病毒或其他木馬，會導致系統機能缺失發生網絡故障。

第七、檢查處理結果。對診斷問題進行觀測和檢查，分析故障問題是否得到正確的處理，故障是否真正排除。

2計算機通訊網絡故障處理

2.1Ping命令網絡故障測試

采用計算機網絡命令Ping進行檢測，判斷網絡故障問題是否發生在配置、物理層或路由器設置引起的，通過向主機發生internet控制消息協議（icmp）回響請求信息，驗證與主機TCP/IP的ip連接。在網絡運行正常情況下，命令提示符窗口的Ping命令結果為所有發送包都被成功接收，其丟包率為0。通過對數據包數目和網絡丟包率大小，來測試網絡穩定性，并檢查與主機的連通性。采用直接Ping主機IP的方式，如果不能Ping通，說明故障原因有可能是本機引起的。此時要檢查本機網絡配置、計算機協議、IP地址等信息是否出現設置錯誤，同時要查看數據交換設備是否開機、運行是否正常。

2.2ipconfig-all命令故障檢測。

2.3Netstat命令檢測網絡故障。

Netstat命令能夠顯示當前計算機有關統計信息和網絡TCP/IP連接情況，并能檢查本機網絡端口開放和連接情況。在計算機網絡中沒有安裝特殊的網絡管理軟件的情況下，采用Netstat命令對整個網絡進行了解非常有用。

2.4采用分層故障排除法處理網絡故障。

計算機通訊網絡故障通常為物理層中物理設備相互連接或硬件本身存在問題、數據接口配置問題、網絡協議配置和操作問題、傳輸層設備的性能故障或傳輸通訊擁塞。在OSI七層模型中，常見網絡故障要關注網絡層、數據鏈路層和物理層的信息。關注網絡層中地址分配、路由協議設置參數；關注數據鏈路層中封裝協議和鏈路利用率及相關參數；關注物理層中各電線電纜、連接頭、編碼、組幀等。

進行網絡層診斷時，要從網絡層建立、保持、釋放手段入手，采取路由選擇、流量控制、終端等方法，來進行故障診斷。其主要故障類型為ACL、路由策略、用戶受到攻擊。排除故障方法為：沿著從源到目標的路勁，檢查路由器的路由表，查看路由器接口和IP地址。

數據鏈路層排除故障要查看數據交換機的配置，檢查各連接端口的數據共享和同一數據鏈路層的數據封裝情況。

物理層故障診斷和排除主要是看網線連接是否正常、數據交叉線是否正確、交換機端口是否正常、端口模塊是否正常。

2.5常見網絡故障原因：

物理層：網線接觸、網線連接問題，數據交換機端口故障。

網絡層：路由問題（路由重復、被引入黑洞）、網絡流量過大（端口堵塞、設備間端口堵塞）、病毒攻擊（ARP攻擊）、配置出錯（IP地址、網關、子網掩碼、NDS服務器配置錯誤、網絡設備配置錯誤）。

在進行計算機網絡維護時，最重要的就是對網速的維護。在某些情況下，計算機通訊網速的速度經常只有幾kb，計算機網速過慢嚴重影響了用戶的工作和學習，遇到類似情況時我們首先要根據交換機的狀態燈的閃爍情況來判斷原因，一般情況下，是由于交換機過分疲勞造成的，這個時候我們應當將交換機關閉一段時間，并切斷其電源，扒掉電源插口和水晶頭端口，待交換機冷卻后，再重新進行連接。

結語：計算機通訊網絡的應用給人們進行工作和學習的帶來了極大的方法，但一旦計算機網絡出現故障就會給用戶帶來重大的損失和使用不便，所以，必須清晰地了解計算機網絡通訊障礙的常見問題和控制手段，并做到對計算機進行經常的維護，以適應我國計算機網絡通訊技術的需要，推動計算機網絡通訊的良性發展

參考文獻：

[1]朱慶弦,張駿溫.網絡管理技術的發展趨勢[J].電子技術,2005,12

[2]吳娜,魯東明.網絡管理技術的研究與發展[J].計算機應用研究,2000,4

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關鍵詞:RS-485通訊地址,自動分配,沖突檢測

0、引　言

RS-485通訊網絡使用方便、可靠性高、價格低廉,在工業控制、家用電器等領域均有廣泛的應用。在傳統的RS-485網絡設計中,通常使用撥碼開關或者人機輸入方式對從機地址進行設置,故在實際的工程應用中,需要現場手工對地址進行設置,在某些場合很不方便。也有部分應用通過電腦串口軟件對地址進行設置,但是這種方法只能離線設置,設置好再進行工程安裝和組網,故難以適用于一般的工程。隨著電器和設備網絡技術的不斷發展,研究和發展RS-485通訊網絡的地址自動分配算法意義重大。

1、RS-485通訊網絡的結構特點

鑒于需要實現多節點通訊,RS-485通訊網絡使用共享總線的半雙工傳送方式(halfduplex):某一時刻A方只能發送信息,B方只能接收信息,而在另一刻,B方只能發送信息,A方只能接收信息。網絡結構上,采用主機――從機結構方式,一個主機,多個從機實現通訊,主機和從機通過RS-485總線連接在一起。系統簡圖如下圖1所示。

基于RS-485通訊網絡結構特點,要實現通訊首先要進行網絡身份識別。目前最常用的網絡身份識別方法有三種:一通過撥碼開關等硬件設置;二是通過鍵盤和顯示利用人機界面輸入,三是通過電腦串口軟件對地址進行設置。這三種方法最主要的問題是都要人工設置,很多時候現場操作不方便。

2、地址自動分配算法的設計

2.1　算法設計目標

首次上電時,實現RS-485通訊網絡從機地址自動分配和識別,不需要人工干預。以后再次上電記憶原分配的地址。

2.2　算法設計的基本思路

本算法主要參考計算機互聯網的CSMA(Carrier Sense Multiple Access,載波檢測多路訪問)思想。在主機發出地址分配信息時,從機進行數據沖突檢測,首先監聽信道,看當時是否有其它從機發送數據出來。如果信道忙則一直等待到信道空閑,如果信道空閑則延時一個隨機時間,如果信道依然空閑,則回復發送一幀數據。在地址分配期間從機一直檢測其它從機的數據,如果發現有其它從機的地址和本機相同,就檢測到地址沖突,并對沖突的從機重新進行地址分配。隨機時間通過調用隨機函數實現,根據RS-485波特率產生一個毫秒為單位的隨機時間。就這樣,通過實時檢測信道數據和選擇有效的數據發送時間窗口,從而避開數據沖突和地址沖突。這種方法單獨一次不能完全避免沖突,故需要發現沖突再多次重復檢測。

2.3　算法使用假設條件

1)總線上每一幀數據的時間間隔最小為TO。

2)主機點名從機,如果從機沒有回復數據,則點名間隔為Tl;如果從機回復數據,則下一次點名時間為收完從機數據延時T2。

3)T分鐘為地址分配時間,根據網絡的大小進行選擇,要保證有足夠時間將地址分配完。

4)A為偽隨機函數產生的時間,范圍0-(T1-TO)。

4)從機有效地址范圍為1-B。B根據網絡中連接從機的最大數量確定。

5)從機具備記憶功能,可以記憶本機地址。

2.4　算法執行過程

1)上電,所有從機的本機地址初始化為0x00,表示沒有分配地址。

2)從記憶模塊讀取本機地址。如果為有效信(校驗正確,并且在有效地址范圍),則將記憶的地址作為本機地址。

3)之后的T分鐘內,進行地址沖突檢測和地址自動分配操作。

4)如果已經獲得有效的本機地址,跳到步驟7)進行地址沖突檢測;否則進行地址自動分配。

5)從機本機地址賦值為0x00,表示沒有分配地址。

6)主機依次點名從機,地址從1到B,將有效地址點名一圈。從機監聽總線上主機的一個通訊點名循環數據,記錄所有在線從機地址。并將沒有在線的地址的最小一個作為本機地址。

7)從機監聽總線,發現主機點名地址與本機地址相符,則延時(TO+A)時間,如果總線空閑則回復主機。

8)如果從機在延時(TO+A)時間里,在總線上收到其它從機的數據,即發現數據沖突,則取消本次回復。

9)在有效的時間T內,重復5-9操作,從機在第T分鐘時刻記憶有效本機地址。否則,重復7-9操作。

10)超過T時間,從機無法獲得有效地址,則顯示出錯信息。

2.5　算法流程圖

主機流程圖較簡單,這里不再列出。從機執行算法的流程圖如下:

2.6　算法的驗證

對10個從機節點的小網絡進行驗證。使用9600的波特率,編程中使用的參數:T0為10毫秒,Tl為500毫秒,T2為10毫秒,T為3分鐘,B為15。每次地址都可以自動分配成功。網絡規模增加時,T1、T要相應增大,具體要結合實際應用調整。

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【關鍵詞】移動核心網；優化；要點

一、移動通訊網絡現狀分析

移動通訊網絡通過信號交換站（NSS）、基站建設（BSS）以及操作維護部分實現信號的全覆蓋。使用者可以通過自己手中的移動設備作為連接移動通訊網的平臺。

其中NSS系統可以提供的服務包括進行網絡內部之間的資料調整，完善客戶資料，構建具備移動性和相對安全的數據庫系統。在通訊網絡中，NSS的這些功能通過MSC、VLR、ACU等部件的運轉才能實現。其中MSC是整個通訊系統的關鍵部件，可以實現它所控制的使用者手中的移動設備的話路變化，同時它還承擔著移動通訊網絡和另外一些公用的通訊網絡相互連接的責任。總之，它扮演的角色包括網絡連接端口、公用信號連接通道和計價收費等，同時它也是BSS、MSC部件進行相互交換的平臺，可以幫助系統實現無線連接的移動化管理。

二、核心網優化在移動通信網絡優化中的作用及重要性

核心網優化主要是對移動無線網絡進行優化，其包含在無線網絡優化內，無線網絡優化是當前移動運營商的首要任務，同時也是最難的工作，運營商不僅要重視無線網絡優化，也要注重核心網的優化，只有無線網絡和核心網優化到位，移動運營商才能為用戶提供高質量的網絡，才能滿足用戶當前對網絡的需求。在移動通信網絡中，軟交換網絡優化就屬于核心網優化范疇，通過軟交換核心網的優化設計，不僅能豐富用戶的網絡需求，也為移動運營商帶來了很大的經濟效益和社會效益。移動核心網絡優化的目標主要是使網絡結構趨于合理、網絡升級方便，便于集中維護和管理、大容量和高集成度、增強網絡安全性、核心網全部實現軟交換和VOIP、業務支撐能力增強等方面，交換核心網的優化，也為用戶提供了多功能的語音服務和多媒體信息服務，因此，核心網優化在移動通信網絡優化中具有重要意義，通過核心網優化，可以有效解決當前移動運營商面臨的問題，包括：

1.針對移動通信網絡的運行狀況，通過優化可以對其全面的進行分析和評估；

2.可以全面掌握整個移動通信網絡的運行情況；

3.對于通信網絡中的常見故障，如連通3G網絡系統的常見問題，可以及時發現網絡中的問題，進而解決網絡中所存在的問題；

4.優化、調整通信網絡結構；

5.配合無線網絡的優化和解決其他網元的常見問題；

6.增強網絡安全性，提供一個高質量的網絡；

7.確保通信網絡安全運行；

8.充分掌握移動通信網絡的未來發展趨勢，為網絡通信實施提供參考依據。

三、移動核心網優化的要點及方法

1.網絡結構的優化方法。網絡結構的合理性將直接影響到移動網絡的質量。網絡結構優化主要為對信令網與話務網的連接方式、網絡結構、本地網絡配置和路由設置等各個方面進行規范與調整。隨著移動核心網的發展和網絡規模的擴大，網絡容量也在不斷增加，移動核心網需要做好網絡結構優化，以保證網絡系統的可靠性與安全性。例如在電路域核心網的優化中，運營商需要做好網絡性能的調查、業務路由分析、信令網分析、網絡阻塞分析和網絡負載觀察等各項內容的優化，以找出業務性能較差環節；在分組域核心網的優化中，通過對設備與業務容量分析、網絡拓撲性能的優化、分組核心網絡的安全性及配置分析和業務模型分析等，得出網絡瓶頸、負載分擔和容量浪費的狀況，從而提高用戶對網絡性能的滿意度。

2.系統配置的優化方法。在移動核心網系統的配置相同時，如果設置方法不同，則會使核心網出現負荷不均衡問題，為移動網絡埋下安全隱患。因此，在交換機的開局過程匯總，運營商需要進行合理規劃，將同局向信令與話路分配于不同模塊上，同一模塊也需要均衡配置不同局向，以避免在移動核心網運行的過程中模塊負荷出現不均衡或者局向信令全集中于統一模塊上，影響移動網絡運行的安全性與穩定性。在進行系統配置優化時，運營商可以采取均衡負荷、擴容模塊和調整模塊局向等措施，這樣既可以提高移動網絡利用率與安全性，又可以對移動網絡進行全面系統的分析，為移動核心網的進一步優化提供依據。

3.接續時長的優化方法。尋呼的接續時長直接關系到移動核心網的質量。影響尋呼接續時長的主要因素為尋呼、被叫支配與主叫支配。因此，在對尋呼的接續時長進行優化時，需要從如下方面入手：

3.1尋呼方面。尋呼方面的因素主要為尋呼間隔、再尋呼的次數和映射位置的登記等，調整尋呼因素對優化尋呼的接續時長有著重要的意義。映射位置的登記對尋呼接續時長影響最為顯著，運營商可以通過增加訪問的時間和減少辯解等途徑，降低尋呼中映射位置登記比例，實現優化尋呼的接續時長目的。

3.2尋呼的成功率方面。雖然優化尋呼的成功率不直接影響其接續時長，但是在修改SCI值、優化再尋呼的次數及尋呼間隔的過程中，也可以減少尋呼失敗的次數，提高用戶對移動網絡的信任度和感受度。

3.3早指配方面。指配分為早支配與晚指配，二者區別主要為TCH信道的分配時機不相同。對主叫而言，早指配順序為指配Alerting消息，晚指配為Alerting指配；對被叫而言，早支配順序為指配摘機，晚指配順序為摘機指配。因為指配和尋呼的接續時長較大，所以早支配最為適合，在主叫支配將要結束時，發送出Paging請求，使主叫側指配請求和尋呼可以同時進行，從而減少接續時延，提高尋呼的成功率。

結束語：

移動核心網絡的優化方法和重要性，是每一位交換機維護人員所關心的問題，掌握有效的優化方法不僅能提升移動核心網的維護水平和網絡質量，同時也是直接影響用戶對運營商網絡感知、影響電信運營部門業務收入的一個主要因素。移動核心網絡優化是一項技術不斷更新且更切合用戶需求的優化工作，隨著移動通信網絡的發展，各種新業務需求及業務也快速上升，全程全網保證業務的穩定和業務量的逐步增加也成為運營商關注的焦點，而移動核心網絡的優化方法和重要性也將凸顯出來。

參考文獻：

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生產實習是電子信息工程專業學生不可缺少的實踐環節，本次實習是在學生學完所有基礎課及技術基礎課和大部分專業課后進行。實習的目的在于通過在網絡和通信公司、企業廣域網和內聯網(internet/intranet)或實習基地的生產實踐，使學生能將所學的理論和實踐相結合，鞏固消化所學的知識，培養實踐操作技能，建立網絡、信息系統集成概念，并為后繼課教學及畢業環節打下基礎。

二、實習要求：

1.了解計算機通訊網絡及企業內聯網的構成和配置，掌握所接觸信息系統(軟硬件)的工作原理，結構，安裝，及故障識別方法，熟悉基本網絡測試工具的使用方法和系統規劃軟件和網絡數據庫的使用方法。

2.了解服務器、交換機、hub、網卡、光纖和粗細纜的功能，安裝，維護及使用方法，了解它們選型的一般原則及對應的網管軟件使用等。

3.了解所在企業信息流的組成，即供應鏈、產品鏈，資金鏈、信息鏈的性質和用途，初步形成企業信息系統和計算機通訊網絡的整體概念。

4. 通過講座、參觀，了解通訊及網絡技術、企業信息管理系統、電子商務的發展情況、使用情況、新成果新技術的應用情況。

三、實習內容：

講座(1)金杯cims

時間、地點、報告人、單位、報告內容、專業認識和體會

講座(2)大顯網絡集成工程建設

時間、地點、報告人、單位、報告內容、專業認識和體會

講座(3)鐵通光纖數據通信、網絡設計

時間、地點、報告人、單位、報告內容、專業認識和體會

注：側重內容：通信設備、方案設計、設備選型、組網、內容總結、心得

實習單位(1)：沈陽鐵通公司

時間、地點、參觀單位簡介、參觀過程、情況總結、心得

側重內容：局域網的組成、光纖通信

實習單位(2)：大顯網絡工程公司

時間、地點、參觀單位簡介、參觀過程、情況總結、心得

側重內容：企業生產流程、控制網和管理網集成硬件平臺、軟件平臺、企業信息管理系統軟件結構、功能、實現、應用情況

注：

(1) 實習報告分為封皮和實習報告正文(封皮應表明專業、班級、學號、姓名，報告正文如果較長，可以加目錄;也可以不加，同學們可以自行選擇)

(2) a4紙，正文小四號字，宋體，標題四號字，加粗，單倍行距

(3) 講座報告和實習單位分開寫

(4) 字數限制在8頁以上

(5) 星期五(9月16號)下班前各班將實習報告盒實習筆記交到8#實驗樓316或311處，交給各班負責的實習老師;交報告前，請各班學委清點人數，標明未交報告的同學名單

實習單位(3)：沈陽汽車制造廠