導(dǎo)語：如何才能寫好一篇網(wǎng)絡(luò)的傳輸方式，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

    數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)、節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)、硬盤播出系統(tǒng)、磁帶、流、文件、MPEG、TCP/IP、FTP、集中上載系統(tǒng)、媒體資產(chǎn)管理

Abstract:

    This paper described three interaction types of digital video network. Interacting by magnetic tape, by media stream and by files. We analyzed the advantages and shortages of this three interaction types of digital video network, then conclude that interacting by files is the best way in this three types. We also analyzed the problems we must face when we use this method interacting in digital video networks, and gave the solutions. This paper gave an exercisable project about interaction by files type in digital video networks, and described this method implements in other fields, just like programs upload system, satellite transmission and so on.

Keyword:

    Digital video network, Program network, Broadcast server, Magnetic tape, Media stream, File, MPEG, TCP/IP, FTP, Programs upload system, Media management system.

    數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)給電視業(yè)者帶來的變革已經(jīng)毋庸置疑了。許多電視臺都在考慮或正在使用非線性視頻編輯環(huán)境全面的替換傳統(tǒng)視頻編輯環(huán)境，使用硬盤播出系統(tǒng)取代磁帶播出的方式。媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)有著被所有人看好的前景，硬盤錄像機和藍光盤技術(shù)在攝錄設(shè)備中已經(jīng)開始應(yīng)用。非常明顯，很快數(shù)字非線性視頻編輯技術(shù)就會占領(lǐng)電視節(jié)目制作播出環(huán)境的各個環(huán)節(jié)。

    這樣會帶來一個問題，或者說是一系列問題，在一個制播環(huán)境中，不同的系統(tǒng)設(shè)備環(huán)節(jié)如何相互交換數(shù)據(jù)。

    比如我們有這樣的一個制播環(huán)境，每個橢圓代表不同的功能模塊。如圖-1所示：

該制播環(huán)境由節(jié)目源、節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)、硬盤播出系統(tǒng)、節(jié)目存檔或媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)(這里所指的媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)，主要是以媒體資產(chǎn)查詢管理為主，不是指包括采編播查詢一體的廣義上的媒體資產(chǎn)管理)以及遠程節(jié)目系統(tǒng)組成，這樣的制播環(huán)境代表了國內(nèi)大部分電視臺的現(xiàn)實情況或發(fā)展方向。

 

    節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)毋庸置疑。硬盤播出系統(tǒng)包括了分散的節(jié)目上載系統(tǒng)，集中的存儲單元和數(shù)據(jù)庫管理體系，視頻流輸入輸出接口，具備了一個視頻網(wǎng)絡(luò)幾乎所有的要素。所以從嚴格意義上來講，硬盤播出系統(tǒng)也是一種視頻網(wǎng)絡(luò)。利用信息技術(shù)的節(jié)目存儲系統(tǒng)和媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)也是相對獨立的數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)。而隨著硬盤錄像機和藍光盤技術(shù)的應(yīng)用，前期設(shè)備也將會脫離單機單任務(wù)操作的狀態(tài)，加入視頻網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中。

    從發(fā)展的角度來看，制播環(huán)境各個環(huán)節(jié)如何連接的問題，其本質(zhì)上就是數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)之間如何有效傳輸數(shù)據(jù)。他們之間如何連接交互數(shù)據(jù)，反映了不同類型的視頻網(wǎng)絡(luò)相互傳輸數(shù)據(jù)所需面對的問題。

也許有人會說，采用制播一體化網(wǎng)絡(luò)不就不存在這種問題了嗎？這在理論上是完全正確的。使用同一廠商的視頻網(wǎng)絡(luò)搭建整個電視臺的制作播出存儲系統(tǒng)，使用統(tǒng)一的硬盤存儲陣列和管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理節(jié)目制作、播出和存儲系統(tǒng)，使用播出服務(wù)器替換原有制作網(wǎng)絡(luò)的下載端口，理論上的確可以節(jié)省設(shè)備投資，減少數(shù)據(jù)流環(huán)節(jié)并提高工作效率。

    但是，從實際工程角度來看，卻遠遠不是如此簡單。比如對播出安全性的高要求使得必須給于播出系統(tǒng)足夠的系統(tǒng)冗余，獨立的存儲系統(tǒng)，相對封閉的管理空間，大容量的數(shù)據(jù)吞吐能力和演播室信號的直播處理能力。完全滿足以上要求會導(dǎo)致一個硬盤播出系統(tǒng)的設(shè)備預(yù)算不會比具有相應(yīng)支持能力的節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)低多少。同樣，一個基于信息技術(shù)，滿足要求的節(jié)目存儲查詢系統(tǒng)其本身也是一個完整的數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)。而對于一個功能獨立的硬盤播出系統(tǒng)或節(jié)目存儲查詢系統(tǒng)而言，它和節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)的交互數(shù)據(jù)其實已經(jīng)是兩個視頻網(wǎng)絡(luò)之間的連接了。即使這些環(huán)節(jié)是由同一廠商開發(fā)設(shè)計，也必須面對網(wǎng)絡(luò)間互聯(lián)的問題。除此之外，我們還必須考慮到遠程節(jié)目網(wǎng)絡(luò)的擴展問題。

    從另一個角度來看，廠商當然是希望做制播一體化網(wǎng)絡(luò)，因為可以拿到成倍金額的合同，他們甚至希望用一個統(tǒng)一的、大而全的媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)涵蓋采編播的所有環(huán)節(jié)，拿下所有的訂單。但從用戶的角度而言，大而全的網(wǎng)絡(luò)就意味著要對自己的設(shè)備環(huán)境進行全面的更換，并且保持一致，為了遷就某一廠商在某一領(lǐng)域的優(yōu)勢而忍受其在其他領(lǐng)域內(nèi)的缺陷。同時一體化網(wǎng)絡(luò)所帶來的巨額設(shè)備投入也不是中小型電視臺所能夠承受的。

    從工程技術(shù)角度來看，在系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)考慮到系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)發(fā)展的不平衡性。分散的模塊化的設(shè)計思路比整體統(tǒng)一的設(shè)計思路更加具有靈活性和可擴展性，并可減少工程周期過長、一次性投資過大帶來的技術(shù)被動。

    所以本文希望從工程角度出發(fā)，探討如何在相對獨立的數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)間建立連接，便捷、高效的進行數(shù)據(jù)交互。

    從工程上看，我們有三種方法可以做到相互獨立的數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)，進行節(jié)目和信息的交換：一、使用磁帶或磁盤等獨立存儲物理介質(zhì)作為網(wǎng)絡(luò)間節(jié)目和數(shù)據(jù)交換的載體；二、使用數(shù)據(jù)流作為交換的載體；三、使用文件作為交換的載體。

以下分別說明：

    第一種方法是使用磁帶或類似的記錄工具作為數(shù)據(jù)交換載體，這是最簡單方法也是現(xiàn)在最普遍的做法。在不同的視頻網(wǎng)絡(luò)之間以磁帶作為中轉(zhuǎn)介質(zhì)。節(jié)目源使用錄像帶上載節(jié)目素材到節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)中，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)編輯完成用于播出的節(jié)目成片后通過下載端口下載到錄像帶上，由專人送交到播出機房或者節(jié)目存檔系統(tǒng)。播出機房將送交的節(jié)目播出帶上載到硬盤播出服務(wù)器中，編目存儲用于播出，節(jié)目存檔系統(tǒng)或媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)將磁帶信息再次數(shù)據(jù)化。

如圖-2所示。

    此種工作方式的好處是各個環(huán)節(jié)在物理完全獨立，通過磁帶作為環(huán)節(jié)間數(shù)據(jù)傳送的媒介，不需考慮不同環(huán)節(jié)設(shè)備之間的接口協(xié)議，也不需考慮各個環(huán)節(jié)內(nèi)部的文件壓縮格式和交換格式，只要統(tǒng)一磁帶格式即可。各個環(huán)節(jié)相互獨立的另一個好處是相互之間不會產(chǎn)生影響，安全性和可維護性較好。

    但這種工作方式的優(yōu)點卻帶來了它致命的缺陷，即節(jié)目大量上下載所帶來的時間浪費，多次壓縮解壓和設(shè)備接口帶來的信號損失。

    我們舉例說明。比如用戶編輯一小時的節(jié)目成片，需用兩個小時的節(jié)目素材，那么用戶就必須按照以下工作步驟進行節(jié)目制作：首先用戶需花費兩個小時用于節(jié)目素材上載。編輯完成后，花費一小時的時間將節(jié)目下載到磁帶上。將節(jié)目磁帶送交播出機房，由播出機房花費一小時時間將節(jié)目上載到播出服務(wù)器的存儲陣列中，編目用于播出。播出完成后的節(jié)目帶送到節(jié)目存儲系統(tǒng)中。不計編輯時間和節(jié)目磁帶送交所花費的時間，一小時的節(jié)目從制作到播出，僅僅用于上下載的時間就需要四個小時，四倍于節(jié)目時長。如果節(jié)目存儲系統(tǒng)也是基于數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的話，那么將花費更多的時間在磁帶數(shù)據(jù)的上下載方面。

    這里需要說明的是，雖然現(xiàn)在的有的廠商推出高速上載和傳輸設(shè)備，但對這種工作方式的幫助并不大?；赟DTI接口的設(shè)備提供2~4倍的磁帶讀取速度，實現(xiàn)產(chǎn)品化的只有2倍速傳輸接口，同時需要板卡或視頻服務(wù)器支持。由于受到磁頭技術(shù)及工藝的限制，磁帶類設(shè)備的高速上載并無良好的前景，筆者認為在磁帶的范疇內(nèi)討論高速上載其意義和前景不大。

    再來看看信號質(zhì)量的損失，一個節(jié)目上載到非線性節(jié)目編輯網(wǎng)絡(luò)，需要進行一次編碼壓縮，比如說壓縮成MPEG-2全I幀50Mbps或30Mbps碼流的視頻文件，用于后期編輯。節(jié)目后期編輯工作完成后，需將視頻文件解壓縮成SDI或模擬分量\復(fù)合信號下載磁帶上，由專人將磁帶送交到播出機房，壓縮成MPEG-2 長GOP 8 Mbps或相近碼流的視頻文件，上載到播出服務(wù)器的存儲硬盤陣列存儲，解碼后用于播出。另外信號每過一次錄像機設(shè)備就要經(jīng)過一次編解碼過程，其多次編解碼和由于上下載接口所帶來的信號質(zhì)量下降不可避免。以使用SDI接口的錄像機為例，如圖-3所示。

    可以看出，在單純的制播網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境中一個節(jié)目從素材到成片，從編輯到播出，需要四倍于節(jié)目時長的時間用于上下載工作，經(jīng)過三次編碼和四次解碼，三次使用SDI信號傳輸數(shù)據(jù)。而這些時間、人力和設(shè)備資源投入的大量消耗，僅僅是為了實現(xiàn)視頻網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)傳輸。而多次的壓縮編解碼和設(shè)備接口也會帶來信號質(zhì)量不可避免的損失。以上所述還未包括節(jié)目存儲和媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)，對節(jié)目存儲和媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)可能帶給整個制播環(huán)節(jié)的影響尚未考慮在內(nèi)。

    從整體上來看，在這種方式下工作，數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)所帶來的集中、共享、設(shè)備資源消耗少和高效的優(yōu)勢，在網(wǎng)絡(luò)間大量利用磁帶上下載的過程中幾乎消失殆盡。

    對于使用磁帶作為數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)交互的方式而言，使用數(shù)據(jù)流作為網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)交互的方式更加理想一些。

    下面仍然以節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)和硬盤播出系統(tǒng)連接傳遞節(jié)目數(shù)據(jù)為例，說明如何采用流的方式進行不同數(shù)據(jù)視頻網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交互。

    筆者參與過這樣一個工程：為了解決非線性新聞制作網(wǎng)絡(luò)向播出機房傳送節(jié)目的問題，在非線性新聞節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)和播出機房的播出服務(wù)器之間，設(shè)計并架設(shè)了一條SDI通道。這其實上是視頻網(wǎng)絡(luò)之間交換數(shù)據(jù)的第二種方式，采用流的方式傳送數(shù)據(jù)。其拓撲結(jié)構(gòu)如圖-4所示。

    在這種工作方式中，上傳工作站是網(wǎng)絡(luò)里的一個有卡工作站，可以回放編輯完成的節(jié)目成片。采集控制工作站是硬盤播出系統(tǒng)的一個節(jié)目上載控制站點，它可以控制視頻采集通道矩陣中某個通道的工作狀態(tài)。我們分別在上傳工作站和采集控制工作站上安裝以太網(wǎng)卡，使用雙絞線，利用TCP/IP協(xié)議建立了一個點對點的控制流通道。利用視頻線在上傳工作站和硬盤播出系統(tǒng)的采集工作站之間建立了一個SDI數(shù)據(jù)流通道。這種連接方式在某種意義上來說有點兒類似遠程采集系統(tǒng)。

    在節(jié)目制作完成之后，節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)通過上傳工作站的控制流通道向遠端的采集控制工作站發(fā)送上傳請求和所需上傳的節(jié)目信息，并準備開始回放制作完成的節(jié)目；采集控制工作站得到請求后檢測視頻采集通道的工作狀態(tài)是否正常，如檢測正?？梢赃M行采集，就開啟視頻采集通道的采集功能，根據(jù)節(jié)目信息進行節(jié)目采集，同時通過控制通道返回應(yīng)答信號；上傳工作站在接到應(yīng)答信號后開始回放節(jié)目，通過SDI流傳送到視頻采集通道進行節(jié)目上傳；視頻采集通道結(jié)束采集工作后，采集控制工作站返回結(jié)束信號給上傳工作站，結(jié)束上傳工作。

    這種工作方式的最大好處是在工作流程中去掉了磁帶這個中間環(huán)節(jié)，節(jié)省了大量的上下載時間和送磁帶所消耗的人力物力，并且減少了編解碼環(huán)節(jié)和錄像機設(shè)備接口對信號質(zhì)量的損傷。如圖-5所示。

    從圖-5可以看出，這種工作方式比使用磁帶的工作方式減少了一次節(jié)目下載時間，一次編碼過程和一次解碼過程，并且免去了磁帶的人手傳遞，減少了接口設(shè)備可能對節(jié)目數(shù)據(jù)的影響。相對與使用磁帶的方式大大提高了工作的效率。

    但這種工作方式還是具有明顯的缺陷：在這種工作方式下采集和傳送必須同時進行，其數(shù)據(jù)交換過程不可中斷，數(shù)據(jù)傳輸過程中如有錯誤必須從頭重新進行，靈活性較差；數(shù)據(jù)傳輸依然是實時進行，無法進行高速傳輸；傳輸節(jié)目時必須完全占用硬盤播出系統(tǒng)的一個視頻采集通道。

    其它使用數(shù)據(jù)流的方式在不同的數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)間交互數(shù)據(jù)的工程，具體設(shè)備、接口和控制方式可能有所不同，但工作模式應(yīng)和上述節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)和硬盤播出系統(tǒng)的連接相同或相似?？梢钥闯霾捎昧鞣绞皆跀?shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)間傳輸數(shù)據(jù)，就像使用電話一樣，首先建立握手關(guān)系，然后獨占通道和時間進行數(shù)據(jù)交互。

這種方式還有一個好處，就是使用統(tǒng)一的通道傳輸數(shù)據(jù)，不用理會通道兩端的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如何。比如在SDI通道作為數(shù)據(jù)流通道的前提下，我們使用的節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)和硬盤播出系統(tǒng)可以采用完全不同的數(shù)據(jù)壓縮方式，無論是M-JPEG、MPEG-2還是DVC50，只要提供SDI接口即可進行網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)傳輸。

    這里牽扯出另外一個問題，如果兩個數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)采用同樣的數(shù)據(jù)壓縮結(jié)構(gòu)，我們還需要通過SDI這樣的接口嗎？

    這個問題可以由數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)間交互數(shù)據(jù)的第三種方式來解答，即使用文件方式在數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)間交互數(shù)據(jù)。

    使用文件方式傳輸節(jié)目數(shù)據(jù)，一個重要的前提是傳輸雙方的數(shù)據(jù)文件壓縮格式可以為對方所識別。這看起來并不難達到，因為大部分視頻廠商都提供M-JPEG、MPEG2、DVC25、DVC50等主流的壓縮格式，但實際在工程中不同廠商的不同產(chǎn)品，甚至同一廠商不同系列的產(chǎn)品，其文件格式都不兼容。

    下面我們先介紹如何利用文件方式在數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)間交互數(shù)據(jù)，其優(yōu)勢和不足，然后對如何解決基于不同文件格式的數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)之間交互數(shù)據(jù)進行分析。

    以本文開始所描述的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為例，對采用文件方式在視頻網(wǎng)絡(luò)間傳送節(jié)目素材進行分析。我們?nèi)匀灰怨?jié)目制作網(wǎng)絡(luò)和播出機房的連接為例，設(shè)計這樣一個工程方案，其拓撲結(jié)構(gòu)如圖-6所示。

    我們假設(shè)該工程中節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)和硬盤播出服務(wù)系統(tǒng)使用的是同種壓縮格式，即均為MPEG-2或DVC50，并且節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)可以提供符合播出要求碼流的壓縮文件，例如MPEG2 8M碼流的長GOP文件（很多視頻板卡都可以根據(jù)用戶需求提供不同碼流的數(shù)據(jù)文件）。

    這種工作模式實質(zhì)上是在數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)間建立高速數(shù)據(jù)傳輸通道（光纖或千兆以太），利用TCP/IP協(xié)議組中的FTP(文件傳輸協(xié)議)在數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)間以文件方式傳輸視頻數(shù)據(jù)。

    在我們設(shè)計的節(jié)目網(wǎng)和硬盤播出服務(wù)器的連接方案中，使用一臺帶有FC接口和告訴FTP接口（光纖或千兆以太接口）的計算機設(shè)備作為節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)。使用光纖網(wǎng)卡或千兆以太接口與硬盤播出系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備連接。在該網(wǎng)關(guān)（即上傳工作站）上建立一個FTP服務(wù)器。硬盤播出系統(tǒng)通過FTP登陸的方式訪問該網(wǎng)關(guān)，將節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的，可以為硬盤播出系統(tǒng)所識別的，滿足播出要求的視音頻文件拷貝到播出服務(wù)器的硬盤存儲陣列中，經(jīng)過編目加入播出列表程序后用于播出。其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)流程如圖-7所示。

    由圖-7可以看出，使用文件方式進行數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)間節(jié)目數(shù)據(jù)傳輸，實質(zhì)上是將節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)目數(shù)據(jù)文件直接用于播出。這種方式比采用流方式可以減少一次編碼解碼的過程，而且由于是文件到文件的傳輸方式，可以完全排除外界因素對視頻信號質(zhì)量的影響。

    采用FTP文件方式傳輸數(shù)據(jù)，可以完全根據(jù)通道的數(shù)據(jù)流量來考慮傳輸時間，而不需要根據(jù)具體節(jié)目或視頻文件的時長，以千兆網(wǎng)卡為例，1000Mbps速度傳輸8M碼流的MPEG-2長GOP，理論狀態(tài)下滿通道占用可以達到1000/8=125倍的傳輸速度，即1小時的節(jié)目需要半分鐘左右就可以傳輸完畢。當然這是一種理論狀態(tài)，工程中涉及到網(wǎng)絡(luò)連接的實際傳輸速率，文件的結(jié)構(gòu)、磁盤讀寫速度等因素使傳輸速度不可能達到上述理論狀態(tài)，但對于以8M碼流的視頻文件而言，至少可以達到20~30倍的傳輸速率，即1小時時長的節(jié)目在2~3分鐘之內(nèi)可以傳輸完畢。同時在一個通道內(nèi)可以傳輸多個節(jié)目文件。另外該方式還有一個好處，幾乎所有的FTP服務(wù)軟件均支持斷點續(xù)傳功能，這樣就可以避免出現(xiàn)流方式傳輸時遇到錯誤必須從頭重新傳輸?shù)膯栴}。

    這種工作方式在工程比使用流方式傳輸視頻更容易實現(xiàn)。流文件傳輸需要編寫建立雙方專有的通訊軟件，采用握手的方式交互數(shù)據(jù)，就像電話一樣，一方不接聽雙方就不能通話。而對于文件方式傳輸只需在發(fā)送方建立一個FTP服務(wù)器目錄，將所需要傳輸?shù)囊曨l文件放進目錄里，接受方根據(jù)需要，自由選擇時間從該文件目錄中獲取文件，這種方式和從互聯(lián)網(wǎng)上下載文件是完全相同的。在本文所舉工程例子中，節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)可以采用一臺普通的計算機作為FTP服務(wù)器。FTP服務(wù)器軟件幾乎所有的操作系統(tǒng)都提供支持，例如Windows 2000中就自帶IIS系列的FTP服務(wù)器。對于硬盤播出系統(tǒng)可以使用其異步接口板卡或部件作為網(wǎng)關(guān)，如Pinnacle MediaStream系列視頻服務(wù)器使用Mediastream connectplus部件作為其千兆異步接口,支持標準的FTP協(xié)議，而SONY的MAV-70、MAV-555系列服務(wù)器也可以通過分別加配BKMA-7045和BKMA-550板卡提供千兆異步接口，支持標準的FTP協(xié)議。在這種工作模式下，節(jié)目網(wǎng)絡(luò)和硬盤播出系統(tǒng)均不需要對自己內(nèi)部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和管理方式進行改造，只需要通過千兆異步接口，采用文件到文件的方式傳輸視頻素材即可。

    我們下面可以采用表格的方式對上述三種數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)間節(jié)目數(shù)據(jù)傳輸方式進行對比。我們選用三種不同壓縮碼率的節(jié)目視頻文件作為對比的參照，以上述節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)向硬盤播出系統(tǒng)傳送節(jié)目為例，從上載到播出各個環(huán)節(jié)進行比照。

    假設(shè)節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)可以提供MPEG-2 全I幀 50 Mbps碼流、MPEG-2 全I幀 30 Mbps碼流和MPEG-2 IBBP幀 8 Mbps碼流三種壓縮格式的視頻節(jié)目成品文件，以上文件均可為硬盤播出系統(tǒng)所識別和使用。

    表-1現(xiàn)顯三種傳輸方式在傳輸各個環(huán)節(jié)的特性，表-2對比了三種不同的MPEG-2壓縮方式在三種傳輸方式下各自的特性參數(shù)。

表-1：

通道類型使用錄像機上下載次數(shù)使用SDI信號次數(shù)編解碼次數(shù)傳輸速度是否可變是否需要手工干預(yù)可否共用傳輸通道傳輸速度與壓縮方式是否有關(guān)磁帶方式傳輸數(shù)據(jù)SDI接口錄像機3次3次7次否是是否流方式傳輸數(shù)據(jù)SDI通道1次2次5次否否否否文件方式傳輸數(shù)據(jù)千兆以太（光纖）1次1次3次是否是是表-2 ：

壓縮方式碼流節(jié)目視頻文件大小/每小時通道方式通道帶寬理論每小時節(jié)目傳輸時間實際每小時節(jié)目傳輸時間磁帶方式流方式文件方式磁帶方式流方式文件方式磁帶方式流方式文件方式磁帶方式流方式文件方式MPEG-2 全I幀50Mbps22.5GB 人工SDI千兆以太無270Mbps1000Mbps2小時1小時180秒遠大于2小時接近1小時400秒MPEG-2 全I幀30 Mbps13.5GB人工SDI千兆以太無270Mbps1000Mbps2小時1小時180秒遠大于2小時接近1小時240秒MPEG-2 IBBP幀8Mbps3.6GB人工SDI千兆以太無270Mbps1000Mbps2小時1小時29秒遠大于2小時接近1小時64秒注:1文件大小的計算方法為 文件大小≈碼流Mb/s×60s×60÷8B/b

2文件大小的計算忽略了相對數(shù)據(jù)量很小的文件包裝數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)

3理論傳輸時間根據(jù)1000Mbps帶寬計算,實際傳輸時間根據(jù)實際450Mbps速率計算。

表-2

    由以上兩個表格可以清楚地看到這采用這三種工作方式在數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)間傳輸節(jié)目數(shù)據(jù)的各自特點，而采用文件方式與前兩種方式對比，具有傳輸環(huán)節(jié)少、速率快、靈活性強、可以同時執(zhí)行多任務(wù)，信號損失少及工程實現(xiàn)簡單等多種優(yōu)勢。

    既然采用文件方式的優(yōu)勢如此明顯，那我們所有的所有視頻網(wǎng)絡(luò)都通過這種節(jié)目方式傳輸節(jié)目或視頻不就完了？但問題也并非如此簡單，我們希望再通過一個工程例子來說明采用文件方式在數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)間交互數(shù)據(jù)所面對的問題，并探討解決方案的可行性。

    該例子是一個已經(jīng)產(chǎn)品化的集中上載的工程。節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的日益膨脹導(dǎo)致單機上載的工作模式已經(jīng)無法滿足大電視臺的胃口了，所以集中上載作為制作網(wǎng)絡(luò)的一項功能需求被提了出來。該工程在本質(zhì)上其實就是一個采用文件方式在數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)間交互數(shù)據(jù)的范例，它所面對的問題和解決方案在某個層面上反映了我們想要探討的，使用文件方式在數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)間交互數(shù)據(jù)所需解決的問題。

該工程方案如下：

    該方案的工作原理是利用帶存儲單元的多通道視頻服務(wù)器，作為集中上載的第一個環(huán)節(jié)，視頻輸入通道分別與錄像機、攝像機等傳統(tǒng)前期節(jié)目相連。錄制控制工作站通過422控制矩陣控制視頻服務(wù)器的輸入通道進行節(jié)目素材上載，以視頻服務(wù)器所提供的視頻文件格式存儲在服務(wù)器本機存儲單元內(nèi)。視頻服務(wù)器利用千兆異步接口通過網(wǎng)關(guān)與千兆以太交換機連接，利用標準的FTP協(xié)議將服務(wù)器內(nèi)的視頻文件通過轉(zhuǎn)碼工作站傳輸至節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)的硬盤存儲陣列中，提供給編輯環(huán)境進行編輯制作工作。轉(zhuǎn)碼工作站是一臺帶有千兆以太及FC接口的高性能計算機，視頻文件通過千兆以太接口進入轉(zhuǎn)碼工作站，經(jīng)過處理后通過FC端口輸出至節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)的硬盤存儲陣列。轉(zhuǎn)碼工作站所做得工作是在視頻文件的拷貝過程中改變文件的格式，將視頻文件由視頻服務(wù)器所支持的文件格式轉(zhuǎn)換為編輯環(huán)境所識別和可使用的視頻文件格式。

    這種工作方式建立后，具有極強的靈活性。傳統(tǒng)使用SDI、模擬復(fù)合分量接口的設(shè)備可以使用視頻服務(wù)器連接上載，而對提供千兆以太接口的設(shè)備，如硬盤錄像機、SONY的e-VTR及基于文件系統(tǒng)的藍光盤攝錄設(shè)備，都可以通過標準的千兆以太接口和集中上載系統(tǒng)中的千兆交換機連接，通過422控制或以太網(wǎng)絡(luò)和控制環(huán)節(jié)連接?？梢苑奖愕睦肍TP方式進行高速文件上載的工作，并且在加入這些設(shè)備時，對集中上載的系統(tǒng)配置和控制操作無需進行大的調(diào)整或更改。

    也許有人會問：如果大家都使用同樣的壓縮方式，那為什么還要使用轉(zhuǎn)碼工作站？使用文件到文件的直接拷貝，把視頻服務(wù)器的文件拿來，直接拷貝到節(jié)目存儲網(wǎng)絡(luò)的硬盤存儲陣列中使用不是更有效率？這個看似有點兒可笑的問題，卻引出了利用視頻服務(wù)器集中上載工程方案，或者說是使用文件方式在數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)間進行節(jié)目數(shù)據(jù)傳輸所需面對的最大困難：即不同的廠商提供的視頻文件格式互不兼容。

    所有的視頻產(chǎn)品服務(wù)商都不買別人的帳，我的服務(wù)器有我自己的文件格式，你的板卡有你的專用板卡文件格，即使大家都具有相同的壓縮方式，彼此的視頻文件也互不兼容。更有甚者，有時候同一廠商不同系列的產(chǎn)品采用的文件格式也都互不兼容。比如上述工程如果使用的SONY的MAV系列視頻服務(wù)器，采用MPEG-2 全I幀 50 Mbps碼流壓縮方式。編輯環(huán)境使用的Matorx Digisuite DTV系列的板卡，雖然DTV板卡本身即支持MPEG-2 全I幀 50 Mbps碼流壓縮方式，我們?nèi)匀恍枰獙ONY的文件格式轉(zhuǎn)換為Matrox 所支持的文件格式，。這種文件格式的轉(zhuǎn)化其實并不涉及到MPEG-2的重新編碼和解碼，只是將文件的包裝格式和標示標志進行改變，重新打包，使之可以為Matrox Digisuite DTV板卡所識別和使用。如圖-9所示。

    由圖可以看出，在轉(zhuǎn)碼過程中對視頻數(shù)據(jù)部分（包括音頻部分）未作任何改動，只是對視頻文件的文件包裝格式進行了改變。視頻文件依然采用的是FTP方式進行數(shù)據(jù)遷移，在數(shù)據(jù)遷移的過程中將視頻文件的一些標志性參數(shù)和格式進行了更換。這項工作從實際工程方面相當?shù)暮唵?，其面對的主要問題是廠商對自有文件包裝格式的開放問題。我們從工程上可以從兩個方面考慮努力解決這個問題：

一、 建立統(tǒng)一的視頻文件格式。

    這個方向當然是最理想的工作方式。所有的文件都采用通用的文件格式，無需轉(zhuǎn)碼就可以為不同廠商的設(shè)備所識別和使用。那么轉(zhuǎn)碼工作站就沒有存在的必要了，直接采用文件到文件拷貝的方式既可。但實際上這項工作的難度很大，涉及到標準的制定，廠商相互的利益因素，所以最理想的方式也是最難實現(xiàn)的方式。

二、 不同廠商的設(shè)備相互識別對方的文件格式。

    這是個退而求其次的方式，我們沒有統(tǒng)一的標準，但我們可以相互識別對方的標準。你的文件可以為我所用，我的文件也可以為你所用。但這種方式依然收到廠商相互利益的制約。

    所以在現(xiàn)有的環(huán)境下，轉(zhuǎn)碼作為數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)間采用FTP交互數(shù)據(jù)的中介，是解決不同文件格式的數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)之間節(jié)目數(shù)據(jù)交換問題比較理想的解決方案。

    很多視頻廠商也開始注意到了使用文件方式在數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)間傳輸數(shù)據(jù)的優(yōu)越性，開始考慮文件的兼容問題，并且在硬件上提供千兆以太的接口和FTP的協(xié)議。比如SONY的MAV系列服務(wù)器均提供千兆異步接口，PINNACLE 提供MediaStream connectplus設(shè)備作為MediaStream系列服務(wù)器的千兆以太接口；MPEG IMX系列錄像機可通過加裝備卡提供千兆接口升級為網(wǎng)絡(luò)錄像機e-VTR，e-VTR網(wǎng)絡(luò)錄像機在應(yīng)用中就是在網(wǎng)絡(luò)中使本機成為一個FTP服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)上其他的節(jié)點通過FTP的方式傳輸節(jié)目數(shù)據(jù)。

    采用文件方式在衛(wèi)星節(jié)目傳輸上也已經(jīng)有了很好的應(yīng)用，國內(nèi)不少節(jié)目制作公司通過衛(wèi)星將已經(jīng)完成的節(jié)目視頻文件傳輸給電視臺接受終端，由終端解壓縮后下載或編輯，而不是通過傳統(tǒng)的直接解碼輸出流的方式經(jīng)直接錄制到錄像帶上。

    如圖-10。接收終端是一臺計算機，它帶有一塊TS流接收板卡和一塊視頻解壓縮板卡，視頻壓縮卡的種類取決于所傳輸?shù)囊曨l文件的壓縮的方式（MPEG-2、MPEG-4）。TS流接收板卡可以接受衛(wèi)星TS流，將節(jié)目視頻文件從TS流中解出后存儲在本地硬盤中。存儲完成后，用戶可以根據(jù)需要隨意選擇時間通過視頻解壓縮板卡輸出節(jié)目視頻。

    我們可以看出，這種傳輸方式實質(zhì)上和本文前面所說的節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)和硬盤播出系統(tǒng)連接傳輸數(shù)據(jù)的方式是一模一樣，都是通過文件到文件的方式傳輸節(jié)目素材視頻文件。我們?nèi)绻谠摴ぷ髡军c上加裝一塊千兆以太板卡，通過網(wǎng)關(guān)和其他的數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)連接，就可以省去節(jié)目下載到磁帶這一步驟，又可以節(jié)省人力、時間和設(shè)備資源，大大的提高工作效率。

    現(xiàn)在我們可以回頭看看本文開始時所提出的問題，在一個制播環(huán)境中，不同的數(shù)字系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)備環(huán)節(jié)如何相互交換數(shù)據(jù)。我們可以采用以下的方式。

    通過交換機設(shè)備將各自分割、功能獨立的制播環(huán)節(jié)連接起來，使用文件到文件的方式，通過高速通道交互節(jié)目數(shù)據(jù)，在保持各個環(huán)節(jié)功能和控制獨立的情況下，達到資源的共享和系統(tǒng)擴展，提高工作效率。

總結(jié)

篇2

關(guān)鍵詞：IEC61850 GOOSE 報文 優(yōu)先級 實時傳輸

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）003-060-02

1 引言

伴隨著光電互感器、智能斷路器、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的興起以及IEC61850標準的實施，各大電網(wǎng)公司都開始著手變電站的數(shù)字化建設(shè)。面向通用對象的變電站事件GOOSE是IEC61850標準中的重要組成部分，GOOSE網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)實時傳輸關(guān)系到變電站的控制、監(jiān)視和保護功能，是數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)過程層和間隔層之間通信的重要紐帶。

2 GOOSE的特點和組網(wǎng)方式

2.1 GOOSE的特點

GOOSE是一種基于IEC61850標準定義的面向通用對象的變電站事件，是一種可以在變電站系統(tǒng)范圍內(nèi)進行數(shù)據(jù)的快速采集和穩(wěn)定傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。本文中的GOOSE實時通信采用了者/訂閱者架構(gòu)， GOOSE報文具有較高的優(yōu)先級和較好的實時性，具有顯著的優(yōu)勢。

2.2 GOOSE組網(wǎng)方式

隨著數(shù)字化變電站的逐漸發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用程度越來越高，GOOSE報文傳輸組網(wǎng)方式分為了三個階段：

（1）GOOSE報文傳輸單獨組網(wǎng)。由于GOOSE報文傳輸對實時性和可靠性的高要求，變電站的IED裝置都具備了獨立的GOOSE通信接口，該方式保證了GOOSE報文傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

（2）GOOSE報文傳輸與站控層共用網(wǎng)絡(luò)。這種組網(wǎng)方式需要支持IEEE802.1P協(xié)議交換機的支持，支持IEEE802.1P的交換機可以確保GOOSE報文的優(yōu)先傳輸。

（3）數(shù)字化變電站共用網(wǎng)絡(luò)。這種共用網(wǎng)絡(luò)的方式在間隔層IED設(shè)備之間只需要一個通信接口，這樣就降低了IED設(shè)備的成本，也降低了變電站的建設(shè)成本。

3 GOOSE網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實時傳輸方法的研究與實現(xiàn)

3.1 GOOSE報文傳輸延遲和穩(wěn)定性的解決方案

本文通過研究IEC61850標準當中G00SE通信實時性，提出了一種新的報文發(fā)送方式，報文的發(fā)送依據(jù)優(yōu)先級高低依次發(fā)送，解決了發(fā)送端GOOSE報文發(fā)送具有延遲和傳輸不確定的問題。

IEC61850通信標準規(guī)定了GOOSE網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸采用者/訂閱者的通信模型，對于GOOSE網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠嗛喍?，本文在網(wǎng)卡接收端口使用了將實時性報文和非實時性報文分開的方法，用事件驅(qū)動來通知待處理的任務(wù)，收到優(yōu)先級較高的GOOSE網(wǎng)絡(luò)報文后，交由高優(yōu)先級的任務(wù)處理。

發(fā)送端的解決方案：

為了確保GOOSE網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的可靠性，本文采用了一種特殊的重傳機制來實現(xiàn)GOOSE網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。首先，發(fā)送端發(fā)出GOOSE報文的發(fā)送請求，隨即對報文內(nèi)容編碼，在發(fā)送端產(chǎn)生發(fā)送GOOSE報文的事件，增加發(fā)送時間并重發(fā)數(shù)據(jù)。GOOSE網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的每個報文都帶有一個特定參數(shù)，即報文允許生存時間參數(shù)，其用于判斷最長等待時間，當訂閱端在超過報文允許生存時間內(nèi)仍然沒有收到重傳報文，或者有新事件發(fā)生，則判斷為連接中斷。這種重傳機制如圖1所示，最大重復(fù)間隔是無事件發(fā)生時期的重傳時間，在有事件發(fā)生時期，GOOSE將以最短重傳時間進行重傳，在新事件傳輸完過后，重傳時間會逐漸增加到無事件發(fā)生時期的重傳時間。

圖1 GOOSE的重傳機制

3.2 GOOSE網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實時傳輸系統(tǒng)架構(gòu)

為了實現(xiàn)GOOSE網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報文的實時傳輸，本文設(shè)計了基于FPGA+ARM架構(gòu)的嵌入式架構(gòu)來滿足GOOSE報文的傳輸要求，圖 2 為本文設(shè)計的GOOSE報文實時傳輸系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

圖2 GOOSE報文實時傳輸系統(tǒng)

其內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括以下四個部分：

（1）多通道AD以及調(diào)理電路模塊，可以實現(xiàn)信號濾波，電路阻抗匹配，信號直流偏置，信號電平轉(zhuǎn)換等。

（2）時鐘同步處理模塊，主要實現(xiàn)整個裝置各部分的時鐘同步。

（3）數(shù)據(jù)處理模塊，該模塊是由FPGA和ARM構(gòu)成，主要實現(xiàn)對互感器傳送的采樣值解析、裝置建模、文本描述生成以及報文生成等功能，并且實現(xiàn)多路輸入的高速同步數(shù)/模轉(zhuǎn)換，具有容錯和自檢能力。

（4）網(wǎng)絡(luò)處理模塊，該模塊集成了目前大部分的同步時鐘方案，可以為采集信息提供精確的同步時標。同時該模塊可以給內(nèi)部控制采集的FPGA提供作為基準的秒脈沖信號，該秒脈沖信號也可以輸出給外部互感器作為同步采集的基準信號。

3.3 GOOSE網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實時傳輸報文識別流程

在本文設(shè)計的GOOSE網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實時傳輸系統(tǒng)中，其接收端GOOSE報文識別流程，其特征在于，對于接收報文過程，在網(wǎng)絡(luò)芯片的驅(qū)動中加入GOOSE報文捕獲程序，用于識別是GOOSE報文還是普通報文。普通報文則繼續(xù)交給上層協(xié)議棧處理，GOOSE報文則可以直接解析獲取其中的開關(guān)信息。發(fā)送端引入多級優(yōu)先發(fā)送隊列的方法，根據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)的實時性，分為多級隊列，例如GOOSE數(shù)據(jù)以及采樣數(shù)據(jù)，在協(xié)議層調(diào)用協(xié)議驅(qū)動時候可以放入高級隊列中優(yōu)先發(fā)送。

4 系統(tǒng)仿真與分析

圖3 系統(tǒng)捕獲到的GOOSE報文

本文采取了報文模擬發(fā)送來驗證本文設(shè)計的GOOSE網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的實時傳輸。如圖 3系統(tǒng)捕獲到的GOOSE報文所示，通過交換機，在沒有事件發(fā)生時，我們成功接收到了系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)送的GOOSE報文，間隔時間為最大發(fā)送間隔T0為5000ms，在新事件發(fā)生之后，系統(tǒng)迅速響應(yīng)，在響應(yīng)時間T1即5ms時發(fā)送響應(yīng)報文，在新事件傳輸完成之后，重傳時間逐漸加大，經(jīng)過T2（10ms）和T3（20ms），逐漸回到最大重傳時間T0（5000ms）?？梢钥闯鲂碌膱笪陌l(fā)送方式和系統(tǒng)解決方案成功解決了發(fā)送端GOOSE報文發(fā)送具有延遲和傳輸不確定的問題。

5 結(jié)語

本文提出了一種修改網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動來實現(xiàn)多優(yōu)先級隊列的方法，GOOSE網(wǎng)絡(luò)報文的發(fā)送會依據(jù)優(yōu)先級高低依次發(fā)送，GOOSE通信使用了一種特別的重傳機制，可以減小GOOSE數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鬏斞舆t，進而確保了GOOSE報文傳輸和處理的即時性。在硬件方面采用了基于FPGA+ARM的系統(tǒng)架構(gòu)，利用了時鐘同步技術(shù)，最終實現(xiàn)了 GOOSE網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的實時傳輸。

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篇3

關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；空間相關(guān)性；數(shù)據(jù)清洗；孤立點檢測；數(shù)據(jù)可靠性

中圖分類號： TP311； TP393.032

文獻標志碼：A

Abstract： Since the data gathered in Wireless Sensor Network （WSN） are inaccurate and unreliable， a flexible space model based on the spatial correlation of sensor data was defined， and an adaptive neighborspace approach for data cleansing （ANSA） was proposed. The approach adjusted neighborspace dynamically according to sensor data fluctuation and calculated the weighted average of neighbors measurements to clean local raw data. The experimental results show that， the sensor data error after cleansing by the proposed approach is less than 0.5， and compared to the classic Weighted Moving Average （WMA）， it is more accurate and the energy consumption is reduced by about 36%.

Key words： Wireless Sensor Network （WSN）； spatial correlation； data cleansing； outlier detection； data reliability

0引言

近年來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network， WSN）被廣泛應(yīng)用于環(huán)境感知、智能監(jiān)測、行為分析等領(lǐng)域。但由于傳感器易受環(huán)境等因素的影響，WSN中獲得的感知數(shù)據(jù)往往含有噪聲和誤差，并經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、重復(fù)和不一致現(xiàn)象。由于感知數(shù)據(jù)的不精確性和不完整性[1]，WSN難以對現(xiàn)實世界中的狀態(tài)或事件進行精確監(jiān)測，因此在利用感知數(shù)據(jù)之前，先對其進行清洗以保證數(shù)據(jù)的精確性和可靠性是極其重要的。

感知數(shù)據(jù)的時空相關(guān)性[2]是WSN區(qū)別于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)流的一個重要的特性，也是被研究人員廣泛用于數(shù)據(jù)清洗的特性，這種特性可以概括如下。

1）時間相關(guān)性。WSN在環(huán)境監(jiān)測、事件跟蹤等應(yīng)用中，感知節(jié)點所在環(huán)境發(fā)生的現(xiàn)象或事件會持續(xù)一段時間，不會立即消失，即這個感知節(jié)點的測量值在這段時間內(nèi)（幾個或多個測量周期）應(yīng)該保持相對穩(wěn)定，不會發(fā)生急劇變化。

2）空間相關(guān)性。在WSN應(yīng)用中，現(xiàn)實世界發(fā)生的現(xiàn)象或事件會覆蓋WSN的某個區(qū)域（稱為事件區(qū)域（Event Area）），而不是一個位置點，即在現(xiàn)象或事件發(fā)生區(qū)域內(nèi)的感知節(jié)點，在同一時刻應(yīng)具有相近的測量值，且在一段時間內(nèi)（幾個或多個測量周期）其測量值具有相似的變化趨勢。

在WSN應(yīng)用領(lǐng)域，基于時空相關(guān)性的傳感數(shù)據(jù)清洗技術(shù)得到廣泛研究，主要分為集中式清洗方法和網(wǎng)內(nèi)清洗方法。

1）集中式數(shù)據(jù)清洗方法。如Jeffery等[3]建立的傳感器數(shù)據(jù)清洗模型，利用感知數(shù)據(jù)的時空相關(guān)性來恢復(fù)缺失數(shù)據(jù)和去除孤立點；Sheng等[4]提出使用直方圖表示數(shù)據(jù)的分布式提示信息（hints）并使用hints濾出不必要的數(shù)據(jù)和識別可能的孤立點。

2）網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)清洗方法。如Zhuang等[5]提出的加權(quán)移動平均（Weighted Moving Average， WMA）方法，通過本地節(jié)點測試和鄰居節(jié)點測試相結(jié)合的方法進行感知數(shù)據(jù)的去噪，從而減少本地節(jié)點采樣的能量消耗，并加知數(shù)據(jù)的響應(yīng)速度；郭龍江等[6]在WMA基礎(chǔ)上提出基于節(jié)點密度的混合式方法（Densitybased Hybrid Approach， DHA），根據(jù)節(jié)點密度（單跳通信范圍內(nèi)近鄰節(jié)點個數(shù)）來動態(tài)調(diào)整算法，以達到有效去噪和節(jié)省能量的目的；Branch等[7]提出一種網(wǎng)內(nèi)孤立點檢測方法（全局檢測和半全局檢測），只使用單跳通信獲取近鄰節(jié)點數(shù)據(jù)，通過計算感知數(shù)據(jù)的估計值識別孤立點。

集中式清洗方法由于要將大量感知數(shù)據(jù)傳送至Sink節(jié)點進行集中處理，因此不能很好地滿足WSN應(yīng)用的實時性要求；同時，由于大量數(shù)據(jù)的傳輸引起的能量消耗，也使得集中式清洗方法低效而難以普及。網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)清洗方法與集中式數(shù)據(jù)清洗方法相比，感知數(shù)據(jù)直接在節(jié)點內(nèi)部清洗，具有良好的實時性和節(jié)能特性，但這些方法[5-7]沒有考慮近鄰節(jié)點的空間相關(guān)度。

綜上所述，本文定義了一種數(shù)據(jù)清洗的彈性空間模型，并在此基礎(chǔ)上提出網(wǎng)內(nèi)的自適應(yīng)近鄰空間清洗方法（Adaptive NeighborSpace Approach， ANSA）。ANSA通過動態(tài)調(diào)整近鄰空間大小控制能耗，并使用空間相關(guān)度較高的近鄰節(jié)點測量數(shù)據(jù)的加權(quán)平均識別孤立點和去噪。最終，通過仿真驗證了ANSA方法的可行性和效果。

1面向數(shù)據(jù)清洗的自適應(yīng)近鄰空間

1.1近鄰空間及其對數(shù)據(jù)清洗的影響

感知節(jié)點的近鄰空間是指某一節(jié)點根據(jù)某一度量依據(jù)與其他節(jié)點共同形成的空間，這些節(jié)點互為近鄰節(jié)點。近鄰空間的度量依據(jù)可以是地理距離或路由跳數(shù)等信息，也可以人為指定。在WSN中，由于感知節(jié)點密集分布且可以利用某些定位技術(shù)獲得其地理位置信息，因此，往往根據(jù)地理位置將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點劃分在不同的空間。

基于近鄰空間的數(shù)據(jù)清洗過程，是以近鄰節(jié)點的感知數(shù)據(jù)作為依據(jù)，消除本地節(jié)點數(shù)據(jù)不確定性的過程。在WSN中，節(jié)點的近鄰空間越大，近鄰節(jié)點數(shù)量越多，節(jié)點間感知數(shù)據(jù)的整體空間相關(guān)度就越低?？臻g相關(guān)度越低，近鄰節(jié)點所提供的信息不確定性越高，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)清洗結(jié)果不準確。另外，更多的節(jié)點意味著更多的數(shù)據(jù)通信和更多的能量消耗。當節(jié)點近鄰空間過小時，由于近鄰節(jié)點提供的信息不足，也不能很好地完成數(shù)據(jù)清洗任務(wù)。因此，根據(jù)本地傳感器數(shù)值的不確定程度和節(jié)點的空間相關(guān)性選擇合適大小的近鄰空間，是有效完成數(shù)據(jù)清洗任務(wù)的前提。

3.3通信能耗評估

在數(shù)據(jù)清洗中，使用進行數(shù)據(jù)交換的近鄰節(jié)點數(shù)量來評估ANSA的通信能耗。近鄰空間越小，通信的近鄰節(jié)點數(shù)量越少，意味著通信能耗越低。通過對100次實驗進行統(tǒng)計，ANSA平均需要和5.1個近鄰節(jié)點通信，而WMA始終需要和8個近鄰節(jié)點通信，在采用相同通信協(xié)議的情況下，ANSA能相對減少約36%的通信能耗。在不同網(wǎng)絡(luò)部署環(huán)境和不同參數(shù)設(shè)定下，通信能耗統(tǒng)計結(jié)果可能會有差異，但與其他固定近鄰節(jié)點數(shù)的清洗方法相比，在達到同樣清洗效果的情況下ANSA更節(jié)省能耗。

4結(jié)語

本文首先探討了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中感知數(shù)據(jù)的不確定性和節(jié)點間感知數(shù)據(jù)的空間相關(guān)性，進而提出一種可以提高數(shù)據(jù)可靠性且節(jié)省能耗的自適應(yīng)清洗方法。本文方法綜合考慮感知數(shù)據(jù)波動、節(jié)點間的空間相關(guān)度和節(jié)點的通信能耗，從而確定數(shù)據(jù)清洗使用的近鄰節(jié)點數(shù)量。實驗結(jié)果表明該方法可行、有效，更適合實時性要求較高的WSN應(yīng)用。下一步研究將考慮結(jié)合各節(jié)點感知數(shù)據(jù)的時間相關(guān)性對感知數(shù)據(jù)進行清洗。

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篇4

關(guān)鍵詞 計算機技術(shù)；遠程網(wǎng)絡(luò)；通訊技術(shù)；技術(shù)條件

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）04-0029-01

伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代社會更像是一個“地球村”，各種信息可以在最快的時間傳遞到世界各地。近幾年來，各國在計算機技術(shù)方面投入了大量的人力、物力以及財力，計算機的發(fā)展也已經(jīng)從原先的單個計算機發(fā)展到以遠程網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為基礎(chǔ)的聯(lián)網(wǎng)計算機系統(tǒng)，這大大提高了現(xiàn)代計算機資源的利用率，拓展了全球信息資源共享的途徑。原先國家、企業(yè)、個人的計算機信息處理基本處于分散狀態(tài)，但是通過網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，可以形成一個面，不僅提高了信息處理和傳播的速度，也方便人們第一時間了解來自世界各地的信息，計算機遠程網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)將會是未來信息管理系統(tǒng)的主要運營方式。

1 遠程網(wǎng)絡(luò)通訊的原理

在分析計算機遠程網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)之前，讓我們來先探究一下其運行和工作的原理。從底層層面分析，網(wǎng)絡(luò)通訊就是指實現(xiàn)從一臺計算機到另一臺計算機的傳輸協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)IO，其中計算機網(wǎng)絡(luò)通訊傳輸協(xié)議比較出名的有基于Socket概念上為某類應(yīng)用場景而擴展出的http、tcp、udp等。計算機網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議以及網(wǎng)絡(luò)IO是所有應(yīng)用通訊的基礎(chǔ)，無論是那種語言，在設(shè)計之初，未來方便其運用，基本都采用這一的應(yīng)用層協(xié)議。按照上述網(wǎng)絡(luò)通信原理，現(xiàn)代計算機遠程網(wǎng)絡(luò)通訊的目標是，計算機系統(tǒng)一端發(fā)出請求，另一端接受請求，包括異步請求、同步請求、one-way request等請求方式，進行相應(yīng)的信息流處理同時將結(jié)果返回給請求端，需要實現(xiàn)這個需要做的就是通過傳輸協(xié)議傳輸至遠端，將請求轉(zhuǎn)換成信息流，后遠端計算機處理接收到請求的信息流，然后再將其轉(zhuǎn)化成信息流，然后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議傳輸給計算機調(diào)用端。

2 計算機遠程網(wǎng)絡(luò)通訊方式

2.1 按消息傳送的方向與時間分

對于計算機點對點之間的通信傳輸而言，按信息傳輸?shù)臅r間和方向，通信方式可以分為單工通信（消息流的單向傳輸）、半雙工通信（消息流的雙向傳輸，但不能同時進行）及全雙工通信（雙向信道）三種形式。由于全雙工通信的雙方都能同時傳輸消息流，因此，只有全雙工通信才是雙向信道。

2.2 按數(shù)字信號排序方式分

在數(shù)字通信中，如果根據(jù)數(shù)字信號代碼不同的排列順序分，通信方式可以劃分為串序傳輸和并序傳輸。其中串序傳輸是一般的數(shù)字通信方式，只需占用一條通路，是主要的作用是在信道中按時間順序?qū)⒋硇畔⒌臄?shù)字信號序列有序的進行傳輸，由此可見串序傳輸所需的時間一般較長；而并序傳輸雖然需要占用多種通路，但是相對于串序傳輸，并序傳輸?shù)乃璧臅r間較短。

2.3 按通信網(wǎng)絡(luò)形式分

按通信網(wǎng)絡(luò)形式分，通信的網(wǎng)絡(luò)形式有以下幾種方式。

在通信網(wǎng)絡(luò)中，直通方式是最為簡單的一種形式；在分支方式中，經(jīng)過同一信道直通方式的每一個終端（A、B、C、…N）才能與轉(zhuǎn)接站進行連接，終端之間不能進行直接的連接，必須經(jīng)過轉(zhuǎn)接站。

通過交換設(shè)備的終端，通信的網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)一種靈活線路交換方式，即把要求通過程序控制實現(xiàn)消息交換，或者通信的兩終端之間的線路接通，也就是說，由計算機一端發(fā)來的信息先行儲存在交換設(shè)備中，然后再傳輸給計算機的另一端。通過交換設(shè)備的終端，這一通信的網(wǎng)絡(luò)的交換方式可是實現(xiàn)時間長短的自由控制。與點與點直通方式不同，分支方式及交換方式都是網(wǎng)絡(luò)通信方式。

3 遠程網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)通訊技術(shù)的條件

3.1 通訊通道

整個通訊網(wǎng)絡(luò)效果可以直接影響到整個計算機通訊通道乃至計算機通信系統(tǒng)的效果。遠程網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)通訊技術(shù)的條件首先就是具備完善的通信通道。在目前，被廣泛運用的通訊的通道主要有以下幾種方式。

1）對稱電纜。對稱電纜受到外界的影響很小，因此由于對稱電纜帶有多層絕緣層，基本上在技術(shù)的護套里面電磁場就被有效的限制了，但是由于對稱電纜之間可能存在回波的影響，這一通信通道并不能保證計算機通訊的傳輸效率。

2）架空明線。由于架空明線一般由兩層導(dǎo)線構(gòu)成，因此，這一通信通道會受到電磁場的影響，而由于存在這一不利因素，架空明線之間的傳輸?shù)乃俾蕛H為600bps左右。

3）同軸電纜。在一種理想的狀態(tài)下，由于其電磁場是環(huán)形的封閉式，電磁場一般其中在封閉環(huán)中央，因此，受到回波的影響也微乎其微，同軸電纜由外導(dǎo)體相互組成，傳輸速率一般在1200bps左右，遠遠大于架空明線的傳輸速率。

伴隨著技術(shù)的進一步發(fā)展，在傳輸?shù)娜萘恳约巴ㄓ嵉馁|(zhì)量等方面，現(xiàn)代化光纖電纜具有較好的發(fā)展趨勢，但是由于光纖電纜的成本很高，現(xiàn)階段并沒有大量的使用，只在一小部分環(huán)境中有所運用。

3.2 終端設(shè)備及接口

遠程網(wǎng)絡(luò)通訊的終端設(shè)置包括各種類型的計算機設(shè)備。值得注意的是，計算機設(shè)備只要配備的一些通訊接口設(shè)備，也可以實現(xiàn)遠程網(wǎng)絡(luò)通信（點對點）。

3.3 遠程通訊轉(zhuǎn)換設(shè)備

遠程通訊轉(zhuǎn)換設(shè)備還需要一個轉(zhuǎn)換設(shè)備，即調(diào)制解調(diào)器，它可以計算機傳輸信息編碼、加碼、翻譯成我們需要的信息。

3.4 網(wǎng)絡(luò)通訊控制軟件

網(wǎng)絡(luò)通訊控制軟件可以選擇通信對話、傳輸方式，這是能夠?qū)崿F(xiàn)計算機遠程網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的一個重要條件。

4 結(jié)束語

隨著計算機遠程網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的日益發(fā)展，人們的生活逐漸變得信息化，多種計算機遠程網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)廣泛應(yīng)用在人們的生活中，多媒體技術(shù)、寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、移動通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)讓人們的生活變得更有豐富多彩，但同時，健康安全的使用計算機遠程網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)也相當重要，社會需要在文明中進步，未來計算機遠程網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展將不可估量。

參考文獻

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篇5

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與普及，尤其是國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（Internet）的迅猛發(fā)展，將人類文明帶入一個新的信息時代。國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字技術(shù)與計算機通訊技術(shù)日益發(fā)展和密切結(jié)合的產(chǎn)物，作為一個巨大的通信網(wǎng)，其把全世界聯(lián)結(jié)在一起。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，版權(quán)所保護的作品有了新的傳播方式，公眾獲得創(chuàng)造性文化產(chǎn)品的途徑也發(fā)生了重大的變更，這對傳統(tǒng)的版權(quán)保護制度造成很大的沖擊。由于網(wǎng)絡(luò)傳輸對版權(quán)人的利益有重大影響，因而該問題引起國際知識產(chǎn)權(quán)界的關(guān)注與興趣。一些發(fā)達國家和地區(qū)紛紛組織專家研究網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的版權(quán)保護問題并找出相應(yīng)的對策，如美國、澳大利亞、歐盟、加拿大等等，世界知識產(chǎn)權(quán)組織也于1996年底推出了兩個新公約，解決網(wǎng)絡(luò)傳輸納入版權(quán)保護體系的問題。論文百事通根據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心的統(tǒng)計，到1998年底我國Internet上網(wǎng)計算機已達74.7萬臺，用戶達210萬。且目前其發(fā)展極為迅速，因此網(wǎng)絡(luò)傳輸對我國傳統(tǒng)版權(quán)保護體系來說，也是一個嚴峻的挑戰(zhàn)。版權(quán)制度是隨著新技術(shù)的變化而不斷完善的，我國的著作權(quán)法也應(yīng)予以調(diào)整以適應(yīng)信息時代的發(fā)展。本文通過分析網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆尚再|(zhì)，從重新界定合理使用和加強集體管理的角度，找出保護網(wǎng)絡(luò)傳輸權(quán)利的對策，并提出對我國著作權(quán)法相應(yīng)的修改建議，以期促進網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對版權(quán)的保護。

二、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆尚再|(zhì)

計算機網(wǎng)絡(luò)化給以往的作品傳播形態(tài)帶來了巨大的變化，幾乎所有傳統(tǒng)傳媒介質(zhì)的作品都可以通過二進制數(shù)字編碼在網(wǎng)絡(luò)上傳播，通過網(wǎng)絡(luò)交換得到的作品與原始作品有完全一致的效果，且使用者還可以根據(jù)自己的需要，對于數(shù)字化后的信息很容易地改變或加工其內(nèi)容，或插入其他信息。這種信息的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化對著作權(quán)的影響是巨大的，但從本質(zhì)上說，其僅僅是為權(quán)利人增加了一種傳播作品的方式而已，并未動搖著作權(quán)保護的基礎(chǔ)──只保護作品的表達形式，而不保護其思想內(nèi)容本身。因而要使網(wǎng)絡(luò)運行規(guī)范化，也不必對著作權(quán)法作根本的變更，只是應(yīng)對現(xiàn)有規(guī)定作適當調(diào)整和補充。其中，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆尚再|(zhì)問題是規(guī)范網(wǎng)絡(luò)運行的基礎(chǔ)和前提。對于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆尚再|(zhì)，學(xué)者多有論及。但大體有以下三種見解：

1、網(wǎng)絡(luò)傳輸是一種發(fā)行行為

根據(jù)我國著作權(quán)法實施條例第5條的規(guī)定，發(fā)行是指為滿足公眾的合理需求，通過出售、出租等方式向公眾提供一定數(shù)量的作品復(fù)制件的行為。而網(wǎng)絡(luò)傳輸中，與傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)的用戶即可從其計算機終端上卸載作品進行閱覽、儲存、打印或以其他方式進行使用。因此這種向公眾傳輸?shù)慕Y(jié)果和經(jīng)濟影響與傳統(tǒng)意義上的“發(fā)行”有相似之處。計算機程序可以從一臺計算機傳輸?shù)绞_計算機，當傳輸結(jié)束時，原件保留在發(fā)出傳輸?shù)挠嬎銠C中，復(fù)制件則存在于每一臺計算機的內(nèi)存或存儲裝置之中，傳輸?shù)慕Y(jié)果本質(zhì)上與發(fā)行十個復(fù)制件相同。以網(wǎng)絡(luò)傳輸向公眾發(fā)行作品復(fù)制件與以其他傳統(tǒng)方式發(fā)行并無區(qū)別，因此網(wǎng)絡(luò)傳輸是一種發(fā)行行為。美國1995年公布的信息基礎(chǔ)設(shè)施工作組“知識產(chǎn)權(quán)和國家信息基礎(chǔ)設(shè)施：工作組關(guān)于知識產(chǎn)權(quán)的報告”，即通稱的“白皮書”就建議，美國的版權(quán)法明確承認網(wǎng)絡(luò)傳輸屬于向公眾發(fā)行，在版權(quán)人專有的發(fā)行權(quán)之內(nèi)。我國有的學(xué)者也持此觀點，認為網(wǎng)絡(luò)傳輸事實上是在社會公眾中發(fā)行作品的一種新方式。

筆者不同意這種觀點，主要原因在于網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中不存在傳統(tǒng)意義上的復(fù)制行為，與傳統(tǒng)的發(fā)行行為的內(nèi)涵不符。從我國著作權(quán)法實施條例第五條的規(guī)定看，發(fā)行是與復(fù)制行為相聯(lián)系的，復(fù)制是指以印刷、復(fù)印、臨摹、拓印、錄音、錄像、翻錄、翻拍等方式將作品制成一份或者多份的行為。這可以理解為狹義的復(fù)制，此外還存在意義更加廣泛的廣義復(fù)制。這種廣義復(fù)制實質(zhì)上可以把著作權(quán)法所規(guī)定的全部經(jīng)濟權(quán)利的行使方式都包括進去了，因為可以認為一切“再現(xiàn)”原始作品的行為都是復(fù)制，而不僅僅是原封不動的復(fù)制，翻譯、改編、錄制等都是作品的再現(xiàn)，只是改變了表現(xiàn)方式。但這種廣義復(fù)制在著作權(quán)法上意義不大，且易造成權(quán)利混淆，故一般并不采用。對于網(wǎng)絡(luò)傳輸，有的學(xué)者認為也存在復(fù)制過程，即通常所說的“暫時復(fù)制”。暫時復(fù)制是指作品僅進入了計算機內(nèi)存，沒有固定在任何有形媒體上，這在網(wǎng)絡(luò)傳輸中是廣泛存在的。美國的白皮書就認為暫時復(fù)制是一種復(fù)制行為，此后世界知識產(chǎn)權(quán)組織1996年12月在日內(nèi)瓦舉行了外交會議，由于暫時復(fù)制遭到廣大發(fā)展中國家的反對，在版權(quán)條約的最終文本中刪去了包括暫時復(fù)制的復(fù)制權(quán)的內(nèi)容。關(guān)于暫時復(fù)制的主張實質(zhì)上就是一種廣義上的復(fù)制，這種主張并無太大的積極意義，相反還易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)運行各主體間權(quán)利義務(wù)的不確定，且其對于作品的使用，對于信息的流通，都會構(gòu)成不同程度的障礙。因此網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中不存在傳統(tǒng)意義上的復(fù)制，不是發(fā)行行為。再者，即使將網(wǎng)絡(luò)傳輸行為看作是發(fā)行行為，也會產(chǎn)生與“發(fā)行權(quán)窮竭”原則的矛盾，應(yīng)對該原則作例外規(guī)定。因為傳統(tǒng)的作品的有形物經(jīng)發(fā)行后，該有形物的發(fā)行權(quán)便用盡，而網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)淖髌肥桥c有形物相脫離的，再適用該原則就會產(chǎn)生矛盾。

2、網(wǎng)絡(luò)傳輸是一種類似廣播的行為

網(wǎng)絡(luò)傳輸是與廣播相類似的公共傳播行為，其同有線電視傳輸沒有本質(zhì)的區(qū)別。家庭錄制設(shè)備的出現(xiàn)同樣遇到網(wǎng)絡(luò)傳輸今天遇到的個人大量復(fù)制的問題，但是對于個人復(fù)制廣播電視節(jié)目，并未將廣播權(quán)解釋為發(fā)行權(quán)；而且采用公共傳播理論，可以避免“發(fā)行權(quán)窮竭”原則的矛盾。但根據(jù)我國著作權(quán)法實施條例第五條的規(guī)定，播放是指通過無線電波、有線電視系統(tǒng)傳播作品，播放方式包括無線播放和有線播放兩種。依該規(guī)定及伯爾尼公約的相關(guān)規(guī)定，只有有限種類的作品和有限種類的傳播方式能包容進去。因此可以通過對播放權(quán)含義的擴充，從性質(zhì)上確認網(wǎng)絡(luò)傳輸是一種公眾傳播行為，是屬于作者的一種專有權(quán)利。但需對播放的范圍予以擴展，從播放對象看，既包括現(xiàn)場的表演和展出，也包括音響作品、動畫作品、電影電視作品、文學(xué)作品、美術(shù)作品、攝影作品等各類作品的數(shù)字形式；從采用的技術(shù)上說，既包括通過無線電波和有線電視系統(tǒng)的播放，也包括通過計算機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的播放；從傳輸方式上說，既包括一對多的播放，也包括一對一的播放，即點到點的傳輸。

筆者認為此種觀點有其合理之處，網(wǎng)絡(luò)傳輸與有線電視傳輸確有技術(shù)上的相似之處；但二者畢竟是兩種性質(zhì)完全不同的行為，在運行主體、傳輸內(nèi)容、傳輸目的、法律責(zé)任等方面都有所不同，因此將網(wǎng)絡(luò)傳輸作為類似廣播的行為予以保護，亦不甚可取。

3、網(wǎng)絡(luò)傳輸是一種新的傳播方式─增設(shè)網(wǎng)絡(luò)傳輸權(quán)予以保護

網(wǎng)絡(luò)傳輸具有不同于其他作品使用方式的特點，它通過聯(lián)結(jié)千家萬戶的網(wǎng)絡(luò)，利用計算機處理信息速度快、效率高、范圍廣的特點，向公眾信息，傳輸作品，使得信息的流通產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，因而應(yīng)增設(shè)網(wǎng)絡(luò)傳輸權(quán)予以保護。目前國內(nèi)有些專家學(xué)者持這種觀點。且1996年底世界知識產(chǎn)權(quán)組織通過的版權(quán)條約、表演和唱片條約規(guī)定了作者在網(wǎng)絡(luò)上的權(quán)利，作者應(yīng)享有專有權(quán)，以授權(quán)將其作品以有線或無線方式向公眾傳播，使公眾中的成員在其個人選定的地點和時間可獲得這些作品。這兩個新條約規(guī)定的向公眾傳播的權(quán)利，即網(wǎng)絡(luò)傳輸權(quán)。

筆者同意這種觀點。根據(jù)傳統(tǒng)的理解，作品傳播給公眾主要有兩種形式，一是公開傳播，二是發(fā)行。網(wǎng)絡(luò)傳輸行為盡管與這兩種方式有某些可比之處，但不能將其簡單地定性為公開傳播或發(fā)行行為。只是可以作為立法上的參考，在司法實踐中，在法律尚無明文規(guī)定之前，甚至可作某些類推適用。但從本質(zhì)上說，網(wǎng)絡(luò)傳輸行為與傳統(tǒng)的傳播方式完全不同，因而在世界知識產(chǎn)權(quán)組織的新條約中規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)傳輸權(quán)，也就是說，作品的傳播目前應(yīng)有三種方式，傳統(tǒng)的公開傳播、發(fā)行和涉及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)南蚬妭鞑サ臋?quán)利。作品在網(wǎng)絡(luò)上向公眾傳輸，屬著作權(quán)人對作品實現(xiàn)經(jīng)濟權(quán)利的使用方式之一，具有和“復(fù)制、表演、播放、展覽、發(fā)行、攝制電影、電視、錄像或者改編、翻譯、注釋、編輯等”同等重要的地位，而且隨著計算機網(wǎng)絡(luò)化的深入發(fā)展，以及普及率的不斷提高，作品通過計算機網(wǎng)絡(luò)向公眾傳輸，可能會成為作者使用作品的主要方式，而且這種方式的經(jīng)濟價值會越來越大，甚至?xí)^傳統(tǒng)的作品使用方式。把作品搭載到計算機網(wǎng)絡(luò)上向公眾傳播作為著作權(quán)人的一項專有權(quán)利，并在法律中規(guī)定，是計算機網(wǎng)絡(luò)化健康、規(guī)范發(fā)展的內(nèi)在要求。從目前國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)那闆r看，在版權(quán)保護方面基本上是無序狀態(tài)。如果不盡快在著作權(quán)法中增加網(wǎng)絡(luò)傳輸權(quán)的內(nèi)容，司法機關(guān)會因法律的不明確而無法操作，侵權(quán)行為也得不到制止，長此以往，會使公眾誤以為任何作品都可以隨意上網(wǎng)并免費使用，這種習(xí)俗一旦形成，將難于糾正。這對著作權(quán)人利益的保護、對社會經(jīng)濟秩序的維護都是極為不利的。因此應(yīng)在我國著作權(quán)法第10條增加網(wǎng)絡(luò)傳輸權(quán)，即以有線或無線方式公開傳播，包括將作品向公眾提供，使公眾中的成員在其個人選定的地點和時間可獲得其作品的權(quán)利。

因此，筆者認為，網(wǎng)絡(luò)傳輸行為既不是發(fā)行行為，也不是類似廣播的行為，而應(yīng)作為一種新的傳播方式予以規(guī)范和保護，我國著作權(quán)法應(yīng)盡快增設(shè)網(wǎng)絡(luò)傳輸權(quán)，以保護著作權(quán)人的利益，但同時也要注意維持著作權(quán)人利益與社會公眾利益之間的平衡。

三、網(wǎng)絡(luò)傳輸與合理使用

明確了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆尚再|(zhì)，我們再進一步分析如何保護著作權(quán)人的網(wǎng)絡(luò)傳輸權(quán)，這首先涉及到重新界定合理使用的問題。根據(jù)我國著作權(quán)法第22條第一項的規(guī)定，為個人學(xué)習(xí)、研究或者欣賞，可以合理使用他人已經(jīng)發(fā)表的作品。所謂合理使用，是指他人依法律的明文規(guī)定，不必經(jīng)著作權(quán)人的許可而無償?shù)厥褂闷渥髌返男袨?0.這對于一般傳統(tǒng)作品來講，是容易理解的。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，越來越多的作品通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，在網(wǎng)上以點對點的形式傳播，如果依照傳統(tǒng)著作權(quán)法，這種使用屬于私人使用，應(yīng)劃歸合理使用的范圍。這樣，無疑會給網(wǎng)絡(luò)傳輸作品的著作權(quán)人帶來巨大的損害。在著作權(quán)法中確定網(wǎng)絡(luò)傳輸權(quán)，個人在網(wǎng)絡(luò)上獲取作品固然將受到該權(quán)利的控制，但同時也應(yīng)對合理使用的規(guī)定進行適當修改，應(yīng)加上網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境的例外規(guī)定，使之適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的要求。

四、網(wǎng)絡(luò)傳輸權(quán)利的行使

即使法律規(guī)定網(wǎng)絡(luò)傳輸作品的著作權(quán)人的網(wǎng)絡(luò)傳輸權(quán)，著作權(quán)人要真正實現(xiàn)這一權(quán)利也是有困難的。因為著作權(quán)人無法知道自己的作品被誰利用了，如何利用了，利用了多少次，更難以發(fā)放許可和收取報酬。從現(xiàn)存的著作權(quán)保護制度和國際上通行的作法來看，解決數(shù)字技術(shù)環(huán)境下的著作權(quán)行使問題，除通過著作權(quán)人個人行使權(quán)利外，主要是通過著作權(quán)集體管理制度來解決的。

著作權(quán)集體管理，是指著作權(quán)人、鄰接權(quán)人或者其他權(quán)利所有人授權(quán)有關(guān)組織，代為集中管理著作權(quán)、鄰接權(quán)的行為。由于復(fù)制和傳播技術(shù)的發(fā)展，作品的使用方式也日趨多樣化、國際化，著作權(quán)人對作品的被使用情況很難了解，因而出現(xiàn)了著作權(quán)集體管理機構(gòu)，從事著作權(quán)、介紹，或者信托活動，其最早誕生于18世紀下半葉的歐洲。集體管理機構(gòu)的主要職能在于：監(jiān)督有關(guān)作品的使用情況，與作品使用者談判、簽約，發(fā)放使用許可，收取、分配使用費和追究侵權(quán)責(zé)任等。其中通過集體管理機構(gòu)行使著作權(quán)最多的是音樂作品。網(wǎng)絡(luò)傳輸作品也可采取設(shè)立集體管理著作權(quán)的機構(gòu)的方式，以對之有效保護。網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹鳈?quán)人可將權(quán)利以信托的方式轉(zhuǎn)讓給管理機構(gòu)，由管理機構(gòu)與作品的利用者締結(jié)合同，或由管理機構(gòu)對侵權(quán)者依法采取對策。通常每一侵權(quán)行為的損害看來是微不足道的，每個權(quán)利人對這類侵權(quán)行為一一訴諸法律，事實上也十分困難。如果由管理機構(gòu)將大量的權(quán)利集中，以規(guī)?；睦鏋槟繕碎_展工作，則無論是監(jiān)視侵權(quán)，還是進行訴訟，均成為可能。同時，從作品使用者的角度，也易知道誰是權(quán)利人，許可的條件是什么11.因此，著作權(quán)集體管理是適用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的。

我國著作權(quán)法中沒有提及著作權(quán)集體管理問題，只是在實施條例第54條中規(guī)定，“著作權(quán)人可以通過集體管理的方式行使其著作權(quán)?！庇捎谌狈唧w的法律規(guī)定，所以我國目前的集體管理活動受到較大的制約，中國音樂著作權(quán)協(xié)會是我國目前唯一的著作權(quán)集體管理機構(gòu)。我國應(yīng)在著作權(quán)法中確立著作權(quán)集體管理的法律地位，對著作權(quán)法予以修訂。因為集體管理制度作為權(quán)利人行使權(quán)利的有效途徑，不僅表現(xiàn)在數(shù)字技術(shù)引起的問題上，而且表現(xiàn)在其他新技術(shù)，如錄音錄像、靜電復(fù)印、電纜電視等技術(shù)引起的著作權(quán)問題方面?？梢姡鳈?quán)集體管理制度在現(xiàn)代社會，尤其是技術(shù)發(fā)展日新月異的時代是極為重要的。因此在我國著作權(quán)法中，應(yīng)明確規(guī)定著作權(quán)集體管理機構(gòu)的法律地位，因為畢竟集體管理在我國屬全新的事物，公眾乃至司法人員對之了解甚少；此外還可以針對網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)那闆r，規(guī)定網(wǎng)絡(luò)傳輸權(quán)應(yīng)通過著作權(quán)集體管理機構(gòu)實現(xiàn)，因為這是在數(shù)字技術(shù)時代保護著作權(quán)人利益的最為有效的途徑。

因此，為有效保護網(wǎng)絡(luò)傳輸作品作者的著作權(quán)，我國應(yīng)修訂現(xiàn)行著作權(quán)法，規(guī)定網(wǎng)絡(luò)傳輸權(quán)，重新界定合理使用，并明確規(guī)定著作權(quán)集體管理制度。但同時我們還應(yīng)注意到著作權(quán)制度的最終目的是促進社會文化、經(jīng)濟事業(yè)的發(fā)展。保護作者的權(quán)利，固然可以激勵他們進行再創(chuàng)造，促進文化事業(yè)的發(fā)展；但是著作權(quán)法還涉及作品的傳播者和使用者，因此應(yīng)選擇一個利益平衡點，既保護著作權(quán)人的利益，又不至于損害公眾利益，阻礙文化傳播和經(jīng)濟發(fā)展。對于網(wǎng)絡(luò)傳輸問題也是如此，既要保護著作權(quán)人的利益，又不能影響公眾通過網(wǎng)絡(luò)利用信息，既不能造成免費隨意使用信息的習(xí)俗，又不可對著作權(quán)人進行過度保護而影響社會公眾的利益。且從世界范圍來看，1997年8月德國開始實施全世界第一部規(guī)范計算機網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)和使用的單行法律──為信息與電信服務(wù)確立基本規(guī)范的聯(lián)邦法12.其中第七章規(guī)定了著作權(quán)法的修正問題，主要規(guī)定了數(shù)據(jù)庫的法律保護，盡管對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對著作權(quán)保護的影響基本未涉及，該法仍是一個值得贊許的探索，對各國的信息立法工作會發(fā)揮重要的參考作用，我國修訂著作權(quán)法也可借鑒該法。

篇6

關(guān)鍵詞：廣播電臺；內(nèi)外網(wǎng)；隔離安全；

中圖分類號：TP393.08 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）29-0077-02

目前，我國的廣播電臺廣泛應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為廣大的廣播電臺工作人員帶來工作上的便利的同時，也存在一定的安全隱患。這些安全問題直接影響廣播電臺的正常運行，因此迫切需要解決。

當前，我國大部分的廣播電臺安裝內(nèi)部隔離設(shè)施，并強化了網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)應(yīng)用，然而，并沒有達到理想的效果。因此，應(yīng)當進一步加強廣播電臺內(nèi)外網(wǎng)隔離安全傳輸技術(shù)的研究，促進我國廣播電臺事業(yè)的發(fā)展。

1 內(nèi)外網(wǎng)隔離技術(shù)

所謂內(nèi)外網(wǎng)隔離就是防止網(wǎng)絡(luò)病毒或者木馬對電臺運行造成不良影響。一般來講，廣播電臺網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分為內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)。內(nèi)網(wǎng)主要是用于自動化播出節(jié)目，外網(wǎng)的作用是獲取互聯(lián)網(wǎng)信息或者向互聯(lián)網(wǎng)上傳信息。因此，廣播電臺的工作人員，為了保障數(shù)據(jù)安全，應(yīng)當采取相關(guān)手段確保進入內(nèi)網(wǎng)的音頻信息的可靠性。

2 傳統(tǒng)模式的問題

2.1 信息共享效率不高

廣播電臺主要是通過人工對錄的形式將內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)進行共享，首先在一個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進行音頻的播放，再在另一網(wǎng)絡(luò)對音頻數(shù)據(jù)進行采集。這種傳統(tǒng)模式的最大好處是兩個網(wǎng)絡(luò)互相獨立，二者之間沒有聯(lián)系，因此完全杜絕的了網(wǎng)絡(luò)病毒的攻擊，這種模式是廣播電臺最為安全的傳輸技術(shù)，然而，信息量較小可以行之有效，對于大量的數(shù)據(jù)完全無能無力，這種方式過程復(fù)雜并且效率不高。

一般來講，傳統(tǒng)的音頻記錄的方式是把音頻數(shù)據(jù)制成CD，制成CD之后通過光驅(qū)讀取再傳送到數(shù)據(jù)庫。通過CD法能夠保證數(shù)據(jù)的可靠性以及安全性。但是刻錄CD成本高并且效率低，而且制作上傳過程相當復(fù)雜繁瑣，浪費大量人力物力，這種方法不適應(yīng)現(xiàn)代社會廣播電臺[1]。

2.2 網(wǎng)絡(luò)安全威脅

廣播電臺網(wǎng)絡(luò)必須要保障網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全性，目前我國的廣播電臺面臨的網(wǎng)絡(luò)安全威脅主要包括以下幾種類型：網(wǎng)絡(luò)病毒、網(wǎng)絡(luò)惡意代碼、惡意腳本、網(wǎng)絡(luò)攻擊等。

首先，網(wǎng)絡(luò)病毒。網(wǎng)絡(luò)病毒的危害非常廣泛，網(wǎng)絡(luò)病毒是一組計算機的指令集合，這些病毒具有極強的自我復(fù)制的能力，能夠迅速擴散并且造成網(wǎng)絡(luò)危害。病毒不僅僅只是通過電子文件共享、或者伊妹兒傳播，更多的時候是大范圍地自我激活、復(fù)制進行傳播；

其次，網(wǎng)絡(luò)惡意腳本。惡意腳本是計算機指令，屬于比較高級的計算機語言，不是直接被計算機執(zhí)行，而是通過中間翻譯進行執(zhí)行，惡意腳本主要針對當前的計算機瀏覽器，瀏覽器是惡意腳本的很好的翻譯工具；

最后，網(wǎng)絡(luò)攻擊，網(wǎng)絡(luò)攻擊是最為常見的安全威脅，網(wǎng)絡(luò)攻擊主要利用電子計算機的安全漏洞進行攻擊，造成廣播電臺網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定。

3 尋找突破口

一般來講，傳統(tǒng)的刻錄CD的方式效率低下，而直接連接互聯(lián)網(wǎng)存在安全隱患，因此，應(yīng)當積極尋找突破口，保障電臺廣播數(shù)據(jù)安全傳輸。

首先，網(wǎng)絡(luò)防火墻。網(wǎng)絡(luò)防火墻具有網(wǎng)絡(luò)隔離的特點，但是部分協(xié)議是直接傳輸，這種方式難以真正杜絕網(wǎng)絡(luò)的病毒以及惡意代碼。雖然具有一定的抗病毒進攻的能力，但是實際使用效果不理想；

其次，網(wǎng)閘的方式。通過這種方式基本能夠抵御網(wǎng)絡(luò)的攻擊，但是這種方式還是無法完全杜絕網(wǎng)絡(luò)病毒以及惡意代碼對廣播電臺帶來危害。

因此，應(yīng)當加強對內(nèi)外網(wǎng)安全傳輸技術(shù)的研究，從而提出切實可行的解決方案。

4 內(nèi)外網(wǎng)隔離安全傳輸技術(shù)

4.1 木桶理論

木桶理論是指一個裝滿水的木桶，一片木板出現(xiàn)破壞就會導(dǎo)致整桶水漏出來。因此，木桶并且保證每塊木板的牢固性以及木板間的緊密性。影響網(wǎng)絡(luò)安全性的因素多種多樣，一般包括技術(shù)和管理兩方面的因素，因此，主要從這兩個方面加強內(nèi)外網(wǎng)隔離安全傳輸技術(shù)，廣播電臺的內(nèi)網(wǎng)之間的隔離安全措施就如水桶中的最重要的一塊木板。

一般來講，我國大部分的廣播電臺一直使用物理隔離的方式，采取這種隔離方式的主要原因是如果內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)連接上，外網(wǎng)的病毒或者代碼很容易進入內(nèi)網(wǎng)，從而影響廣播電臺正常工作。

因此，內(nèi)外網(wǎng)的連接就是解決安全問題的關(guān)鍵點，它是影響網(wǎng)絡(luò)安全最主要、關(guān)鍵、薄弱的環(huán)節(jié)。目前，內(nèi)外網(wǎng)主要隔離物理連接才能保障數(shù)據(jù)安全[2]。

4.2 技術(shù)原理

通過內(nèi)外網(wǎng)隔離安全傳輸技術(shù)能夠解決內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)之間的信息傳遞的安全性問題，主要的原理就是在內(nèi)外網(wǎng)隔離的前提下，保障數(shù)據(jù)的傳輸。內(nèi)外網(wǎng)隔離主要是避免病毒、惡意代碼等的攻擊與入侵。內(nèi)外網(wǎng)隔離安全傳輸技術(shù)首先應(yīng)當保障內(nèi)外網(wǎng)之間互相隔離，所有網(wǎng)絡(luò)以及協(xié)議傳送等統(tǒng)統(tǒng)隔離，只要保障內(nèi)外網(wǎng)信息傳遞即可。

目前，主要采用的方法是網(wǎng)橋技術(shù)以及網(wǎng)閘技術(shù)，通過這兩個技術(shù)的應(yīng)用，從而保障傳輸信息的安全性以及實用性。

4.3 信息安全認定

目前，我國廣播電臺音頻格式主要是S48格式，這種格式的文件中容易攜帶病毒以及惡意代碼，因此，應(yīng)當對傳輸?shù)男畔⑦M行安全性認定，保障網(wǎng)絡(luò)的安全性。在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中，應(yīng)當采取相關(guān)措施對信息進行安全認定。

5 應(yīng)用設(shè)計

從實際應(yīng)用的角度上，廣播電臺內(nèi)外網(wǎng)隔離安全傳輸技術(shù)主要表現(xiàn)為兩種方式。

首先，是通過手動操作，讓簡單的外網(wǎng)客戶端計算機想內(nèi)網(wǎng)客戶端計算機跨網(wǎng)傳輸和共享特定數(shù)字格式音頻內(nèi)容和文本內(nèi)容得以實現(xiàn)。

其次，是通過應(yīng)用系統(tǒng)后臺軟件，讓外網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)向內(nèi)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)跨網(wǎng)傳輸和共享某些特定數(shù)字格式音頻內(nèi)容和文本內(nèi)容行為得以自動完成。

從目前而言，當下已經(jīng)出現(xiàn)了一批IT廠家，他們通過廣播電臺內(nèi)外網(wǎng)隔離安全傳輸技術(shù)，已經(jīng)研發(fā)出了廣播電臺內(nèi)網(wǎng)隔離安全傳輸設(shè)備。這種設(shè)備不但能夠讓內(nèi)外網(wǎng)間的安全隔離得到有效實現(xiàn)，而且還能夠讓內(nèi)外網(wǎng)特定信息的共享傳輸?shù)玫接行崿F(xiàn)。

在實際應(yīng)用過程中，通常都會蘊含兩個部分，一是內(nèi)網(wǎng)單元，二是外網(wǎng)單元。針對于各單元部分所在網(wǎng)絡(luò)而言，其接入所在網(wǎng)絡(luò)的方法通常都是借助于通用的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和接口，而內(nèi)網(wǎng)單元和外網(wǎng)單元之間，則是借助于對私有協(xié)議的網(wǎng)橋方式或網(wǎng)閘方式進行支持，從而不但讓網(wǎng)絡(luò)安全隔離得到實現(xiàn)，更是能夠讓信息的跨網(wǎng)傳輸?shù)玫接行崿F(xiàn)。

廣播電臺內(nèi)外網(wǎng)隔離安全傳輸技術(shù)的手動操作方式。通常在應(yīng)用設(shè)計過程中，是借助于固定文件夾來讓音頻或純文本內(nèi)容的傳輸?shù)玫綄崿F(xiàn)，簡單而言，就是廣播電臺內(nèi)網(wǎng)隔離安全傳輸設(shè)備會將用戶手動復(fù)制到外網(wǎng)客戶端某個固定文件夾中的相關(guān)音頻和純本內(nèi)容，自動的傳輸?shù)絻?nèi)網(wǎng)客戶端中相同的一個固定文件夾中，從而提供給用戶使用。

而針對于廣播電臺內(nèi)外網(wǎng)隔離安全傳輸技術(shù)的后臺自動方式，在進行應(yīng)用設(shè)計的過程中，則是借助于對廣播電臺內(nèi)網(wǎng)隔離安全傳輸設(shè)備所帶來的軟件開發(fā)包進行充分利用，并通過應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)來對后臺傳輸模塊進行研發(fā)，最終以此來讓內(nèi)外網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)之間自動的音頻或純文本內(nèi)容從外網(wǎng)自動傳輸?shù)絻?nèi)網(wǎng)。

從傳輸效率上來看，由于當下收到硬件平臺效率的約束，通常能夠達到10 M左右的單組設(shè)備間傳輸效率以太網(wǎng)傳輸效率。而針對于內(nèi)容較多的傳輸需求，其傳輸效率還需要得到進一步提升，一般是在設(shè)計過程中對多組設(shè)備并發(fā)同時傳輸?shù)姆绞竭M行增加使用，從而讓傳輸效率得到提升。

而從安全上，雖然設(shè)備能夠做到很好的抵抗網(wǎng)絡(luò)攻擊和阻斷網(wǎng)絡(luò)病毒擴散，但是依然需要進一步的預(yù)防網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層上的存在的安全攻擊和破壞現(xiàn)象。尤其是不能夠輕視內(nèi)容語義方面的信息安全隱患。廣播電臺應(yīng)該進一步的強化技術(shù)系統(tǒng)上的安全管理，并通過設(shè)計系統(tǒng)整體的安全應(yīng)急機制來進行聯(lián)合應(yīng)對。

6 結(jié) 語

綜上所述，本文主要對廣播電臺內(nèi)外網(wǎng)隔離安全傳輸技術(shù)加以分析研究，反映了傳統(tǒng)技術(shù)的某些弊端，并且對于廣播電臺內(nèi)外網(wǎng)隔離安全傳輸技術(shù)的理論原理加以論述。

廣播電臺內(nèi)外網(wǎng)隔離安全傳輸技術(shù)對于廣播電臺的發(fā)展有著十分重要的意義。為了保障電臺廣播的安全穩(wěn)定運行以及播放等，應(yīng)當切實對其進行研究，從而促使廣播電臺現(xiàn)代化以及網(wǎng)絡(luò)化。

參考文獻：

篇7

關(guān)鍵詞：HFC雙向網(wǎng)； 帶寬； 傳輸

1 HFC網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的現(xiàn)狀

隨著IT信息技術(shù)的迅猛發(fā)展， HFC雙向網(wǎng)絡(luò)正以其獨特的帶寬優(yōu)勢取得很好的發(fā)展，而且這個市場還在不斷擴大，HFC雙向網(wǎng)絡(luò)作為三網(wǎng)融合推進工作的基礎(chǔ)和核心，是整個三網(wǎng)融合工作的重中之重。

2 HFC雙向網(wǎng)技術(shù)

HFC（Hybrid Fiber Coax）是光纖同軸混合網(wǎng)，即在同一個網(wǎng)絡(luò)上同時HFC網(wǎng)絡(luò)下行廣播電視業(yè)務(wù)與交互式的HFC寬帶上行業(yè)務(wù)。這種HFC網(wǎng)絡(luò)中同時有模擬信號和數(shù)字信號，是光信號網(wǎng)絡(luò)和電信號網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的光纖+同軸混合網(wǎng)。

2.1 HFC雙向網(wǎng)其本原理

傳統(tǒng)的電視節(jié)目的傳輸為單向傳播方式，也就是說原來的有線電視網(wǎng)絡(luò)HFC只有單身傳輸功能，而要實現(xiàn)交互的HFC網(wǎng)絡(luò)要求網(wǎng)絡(luò)提供雙向傳輸能力，下面分析HFC雙向網(wǎng)絡(luò)的傳輸基本原理：（1）上行信道帶寬的分配：把上行信道理解成為是由連續(xù)眾多的小時隙構(gòu)成的流，把這種概念上分解的小時隙作為傳輸?shù)幕镜馁Y源單位，CMTS通過管理cable moden對這些時隙的申請訪問進行資源分配。CMTS進行帶寬分配的基本原理是分配映射表，分配映射表是CTS發(fā)出的MAC管理報文，其功能指明了上行信道的小時隙使用方式。（2）上行信道訪問方式：上行信道采用CDMA或者SCDMD的訪問方式，如果眾多CM同時訪問CMTS的小時隙，通過一定的算法來處理這種碰撞的訪問。也就是說CMTS同一小時隙可以有多個CM同時傳輸數(shù)據(jù)，需要注意的是CM在CMTS為其分配了小時隙后才具備傳輸?shù)臈l件。（3）CMTS與CABLE MODEN的交互：CABLE MODED在接通電源啟動后，首先進入啟動過程，初始化數(shù)據(jù)，同時不但向CMTS傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和接受CMTS發(fā)送的數(shù)據(jù)。在這個過程中，CABLE MODED獲得上行信道的傳輸?shù)幕緟?shù)，獲得IP地址，建立IP連接。（4）系統(tǒng)安全性：CMTS廣播的數(shù)據(jù)幀能被所有在線的CABLE MODEN接收到，但是這種數(shù)據(jù)幀不是對所有的CABLE MODED都有效，只有數(shù)據(jù)幀中指定CABLE MODEN的標識信息相同的CABLE MODED才能接收到，其他的CABLE MODEN接受該數(shù)據(jù)幀，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀中與自己所帶的CABLE MODED數(shù)據(jù)幀標識不同，將丟棄該數(shù)據(jù)幀。至此建立CMTS與CABLE MODEN之間的通信。

2.2 HFC雙向網(wǎng)傳輸?shù)幕痉绞?/p>

HFC潛在的最大優(yōu)點在于，帶寬容量大，通過現(xiàn)有的技術(shù)容易實現(xiàn)互動雙向傳輸，并且頻率特性好，傳輸鏈路上損耗小，可有效延長傳輸數(shù)據(jù)的距離，光纖間不會有串音現(xiàn)象，不怕電磁干擾，能確保信號的傳輸質(zhì)量。其傳輸方式目前主要有兩種：（1）空分復(fù)用技術(shù)：其基本過程是用不同的線路分別傳輸上行信道信號和下行信道信號，這是技術(shù)上實現(xiàn)HFC雙向傳輸最簡單的方式，這種一種已經(jīng)淘汰的技術(shù)，成本高。廣電運營商基本淘汰這種傳輸方式。（2）頻分復(fù)用技術(shù)：利用不同的上行頻帶和下行頻帶，中間留一個保護頻帶，以保證上行頻帶和下行頻帶不互相影響，這是目前廣電HFC網(wǎng)絡(luò)雙向傳輸所采用的主要方式。根據(jù)經(jīng)驗上行信道在低頻段上傳輸，下行信道在高頻段傳輸，上行頻道和下行頻段的頻率的如何劃分高低，主要看HFC雙向網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)功能和其承載的業(yè)務(wù)量。

3 關(guān)鍵技術(shù)問題

 HFC雙向網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)問題主要有，數(shù)字壓縮技術(shù)、寬帶交換技術(shù)、條件接受系統(tǒng)和雙向HFC局域網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)。（1）數(shù)字壓縮技術(shù)：帶寬問題一直是所有傳輸網(wǎng)絡(luò)面對的主要問題， HFC雙向網(wǎng)絡(luò)針對大量的視頻信息和圖片信息的傳輸同樣存在帶寬不足的問題，解決這個問題就得用到數(shù)字電視壓縮技術(shù)，通過一定算法去除要傳輸數(shù)據(jù)的冗余數(shù)據(jù)，減少和存儲數(shù)據(jù)信息，有效利用有有限的帶寬資源。一般采用的壓縮技術(shù)標準有：JPEG、PX64、MPEG。（2）寬帶交換技術(shù)：雙向式寬帶業(yè)務(wù)眾多，而且要求互動交換速率高。為解決這個問題，CCITT設(shè)計了一種新的數(shù)據(jù)交換方式，具備及時性特征，這就是 ATM技術(shù)，解決了數(shù)據(jù)交換的延時，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的及時性。（3）條件接收：是根據(jù)用戶被授予的權(quán)限，對用戶端包括機頂盒或者CM進行控制、這里涉及到CAS（條件接收系統(tǒng)）。目前對機頂盒采用提智能卡加密方式控制；對CM采用的是識別CM的MAC地址的方式進行有效的控制。（4）HFC 局域網(wǎng)互聯(lián)：在IT技術(shù)已經(jīng)成熟的今天，實現(xiàn)HFC局域網(wǎng)的互聯(lián)，已經(jīng)變得非常簡單。根據(jù)ISO/OSI模型，物理層是解決底層連接的電氣特性問題，CM技術(shù)已經(jīng)成熟， HFC局域網(wǎng)互聯(lián)問題已經(jīng)得到成功的解決。

4 HFC雙向網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膸挿峙浜驮肼?/p>

（1）帶寬分配：HFC接入網(wǎng)的頻段分配如下：上行通道使用5-42MHz頻段，用來傳送上行用戶請求/控制信號；下行通道（Downstream Channel）使用50-1000MHz頻段，其中50-550MHz頻段用來傳送數(shù)字電視，750-1000MHz頻段預(yù)留用來傳送雙向通信業(yè)務(wù)，HFC網(wǎng)中的頻帶資源是由接在同一個光機上（光節(jié)點）的所有終端共同占用，為了使每個用戶終端有足夠的帶寬資源，滿足不同用戶的業(yè)務(wù)需求，一般采用光纖到樓棟，可以減少一個光節(jié)點的用戶數(shù)，或者提前傳輸效率。（2）上行噪聲：在上行信道中，所有用戶終端接入到HFC雙向網(wǎng)中，都會帶來或多或少的噪聲，并且HFC本身網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，包括所有反向放大器、光機、分配器等有源器件也會產(chǎn)生噪聲，最后鏈路上所有噪聲都匯聚在光節(jié)點和前端，叫做“漏斗效應(yīng)”。（3）解決上行噪聲問題：設(shè)計HF網(wǎng)絡(luò)時，盡量采用光節(jié)點到樓棟，以減少相應(yīng)光節(jié)點的用戶數(shù)；加接濾波器或網(wǎng)絡(luò)接口模塊濾除用戶設(shè)備引入的噪聲；在上行通道中采用CDMA碼分多址復(fù)用提高系統(tǒng)的抗干擾性能；根據(jù)香農(nóng)公式，增加信道帶寬，可以使系統(tǒng)降低對信噪比的要求，提高了系統(tǒng)的抗干擾性能。

篇8

關(guān)鍵詞 計算機；網(wǎng)絡(luò)；構(gòu)建技術(shù)；維護

中圖分類號TP39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）67-0184-02

1 計算機網(wǎng)絡(luò)的分類

作為多個獨立計算機相連接的集合，網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了各個獨立計算機之間資源的共享，通常來說，計算機之間的連接方式包括如下幾種類型，即同軸電纜、光纖以及無線連接三種方式，確保不同計算機間不含從屬關(guān)系，相互間獨立自主。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)對計算機網(wǎng)絡(luò)進行分類，可將其分為有線和無線兩種網(wǎng)絡(luò)類型。一般來說，某一局域網(wǎng)所采用的都是單一的數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)，如當前使用較為廣泛的雙絞線，而對于城域網(wǎng)以及廣域網(wǎng)來說，可同時采用多種不同類型的傳輸介質(zhì)，如雙絞線、光纖或者同軸細纜等等。以下分別就有線和無線網(wǎng)絡(luò)進行介紹。

1.1 有線網(wǎng)絡(luò)

有線網(wǎng)絡(luò)通常采用的是雙絞線、同軸電纜或光纖等有線的介質(zhì)實現(xiàn)各個計算機網(wǎng)絡(luò)的連接。如今最為常見的有線聯(lián)網(wǎng)方式即是通過雙絞線進行聯(lián)網(wǎng)，這是由于其不僅價格相對較低，而且安裝起來更為方便快捷，但是也具有不少缺點，這種聯(lián)網(wǎng)方式容易受到干擾，而且數(shù)據(jù)的傳輸效率相對較低，數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x較同軸電纜來說更短。通過光導(dǎo)纖維進行傳輸?shù)墓饫w網(wǎng)就彌補了前兩種聯(lián)網(wǎng)方式的缺陷，其不僅傳輸距離長、數(shù)據(jù)傳輸效率高，且抗干擾程度高，因而發(fā)展迅速。

1.2 無線網(wǎng)絡(luò)

同有線網(wǎng)絡(luò)不同，無線網(wǎng)絡(luò)主要是通過電磁波進行數(shù)據(jù)的傳輸，如微波、紅外線或無線電等方式，通常來說，無線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)方式相當靈活和方便，不會受到地域等因素的影響，基于無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢可以看出其組網(wǎng)方式相當樂觀，也具有非常廣闊的發(fā)展空間和發(fā)展前景。

2 計算機網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建及其維護

2.1 有線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與維護

2.1.1 網(wǎng)卡的安裝及維護

有線網(wǎng)絡(luò)進行構(gòu)建的過程中，必須首先保證網(wǎng)卡安裝過程的正常性，如今多數(shù)的主板與集成網(wǎng)卡僅僅需要進行相應(yīng)安裝操作系統(tǒng)的驅(qū)動即可實現(xiàn)網(wǎng)卡的正常安裝，對于不集成網(wǎng)卡的主板來說，必須確保將網(wǎng)卡準確無誤地安裝在PCI的接口上，若配置之后對系統(tǒng)進行重啟的過程中出現(xiàn)了報錯或是進入系統(tǒng)之后無法實現(xiàn)網(wǎng)卡的檢測時，對于集成網(wǎng)卡主板可進行主板說明的查閱，看其在BIOSS 中是否開啟；對于不集成網(wǎng)卡的主板來說，可嘗試進行不同插槽的更換。配置結(jié)束之后對系統(tǒng)進行重啟，并再次進行網(wǎng)卡正常與否的檢查。若重啟時能夠正常檢測到，但是無法實現(xiàn)同其他機器間的互相連接，則可能是由于IP地址或子網(wǎng)掩碼的配置發(fā)生了錯誤，或者是由于網(wǎng)線不通，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議發(fā)生錯誤，也有可能是路由發(fā)生了錯誤所導(dǎo)致。維護辦法如下：首先，看網(wǎng)卡的回送地址（127.0.0.1）是否連通，如果連通順暢則說明問題出在了本機的TCP/IP上，其工作不正常；如果不通暢則應(yīng)進行重新配置，并再次進行電腦的重啟。

2.1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的檢查及維護

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)系統(tǒng)指的網(wǎng)絡(luò)的連接及轉(zhuǎn)發(fā)等相關(guān)設(shè)備，如HUB、路由及交換機等。若HUB或交換機狀態(tài)指示燈閃爍或黃燈常亮，說明網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包發(fā)生了堵塞，需要對同局域網(wǎng)中重復(fù)IP地址分配與否、或是局域網(wǎng)IP地址分割交叉與否進行檢查。若路由出現(xiàn)了故障，可以通過 MIB變量瀏覽器進行路由表、端口流量相關(guān)數(shù)據(jù)、計費相關(guān)數(shù)據(jù)、CPU溫度、負載及路由內(nèi)存余量等相關(guān)數(shù)據(jù)地收集。作為局域網(wǎng)的血管，若其出現(xiàn)故障，將會直接影響網(wǎng)絡(luò)信息的順利流通。

2.1.3 網(wǎng)線連接

通常來說，使用較多的是雙絞線組網(wǎng)，若8根4對雙絞線連接不正確，將會直接影響網(wǎng)絡(luò)通訊的效果。根據(jù)10 Base-T 標準，第1和第2 根線、第3和第6根線是一對線，在一對線傳輸過程中，由于其線路雙絞，因而可以實現(xiàn)渦流的相互抵消，因而對數(shù)據(jù)信號的衰減過程具有延緩作用。若線路的使用不正確，就無法實現(xiàn)渦流的相互抵消，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的傳輸距離及其傳輸速度大大降低。若雙方線序相同，說明其是接集線器的直聯(lián)線。若是1、3、2、6反接形式，說明是雙機直聯(lián)線。

2.2 無線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與維護

2.2.1 無線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

無線局域網(wǎng)主要包括了計算機、無線網(wǎng)卡、無線接入點（AP）以及其他相關(guān)設(shè)備，通常來說，較為常見的組成方式包括如下三種類型，即點對點型、點對多點型以及混合型三種類型。對于點對點型而言，其常用于需要聯(lián)網(wǎng)的兩個固定位置間，是無線聯(lián)網(wǎng)類型中最為常用的一種方式，通過此方式所構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)具有傳輸距離遠、傳輸速率高、抗干擾能力較高的特點。對于點對多點型方式而言，其多用在一個中心點多個遠端點的情況下，其優(yōu)點是網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建成本較低，維護較為簡便，設(shè)備調(diào)試較為容易等。缺點是由于使用了全向天線，因而波束的全向擴散導(dǎo)致功率衰減幅度較大，因而傳輸速率相對較低，遠距離傳輸效率低。對于混合型而言，其多用在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程中具有遠距離點、近距離點以及存在建筑物或山脈阻擋的點。在此種網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建過程中，綜合使用了前兩種方式，遠距離點可使用點對點方式，而近距離點則采用點對多點的方式，對于有阻擋的點采用的是中繼方式。

2.2.2 無線網(wǎng)絡(luò)的維護

若僅僅有一個接入點及一個客戶端出現(xiàn)連接問題時，可以很快找到出問題的那個客戶端。但是，對于大型無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，若有些用戶的網(wǎng)絡(luò)無法連接，而其他用戶卻沒有出現(xiàn)問題時，則很有可能是眾多接入點中的某一個或幾個出現(xiàn)了故障。通常來說，可以對網(wǎng)絡(luò)出問題的客戶端的物理位置進行檢查，這樣就可以大致判斷到底是哪個接入點出現(xiàn)了問題。若所有用戶的網(wǎng)絡(luò)都無法連接，可能是許多原因引起的。若網(wǎng)絡(luò)僅使用一個接入點，則說明此接入點的硬件有問題，或是配置出現(xiàn)錯誤。當然也可能是由于無線電的干擾太過強烈、或無線接入點同有線網(wǎng)絡(luò)之間的連接出現(xiàn)故障所引起。

計算機網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)是一項較為專業(yè)和系統(tǒng)的工作，需要從多方面綜合進行考慮，確保有線和無線連接的暢通，并做好維護工作，才能夠保證網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的成功。

參考文獻

篇9

【關(guān)鍵詞】 通信傳輸網(wǎng)絡(luò) 發(fā)展規(guī)劃 思路

引言

隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，我國的電力通訊技術(shù)水平得到了有效的提升，在通信網(wǎng)絡(luò)傳輸方面取得了一定的進步和發(fā)展。盡管當前電力通訊傳輸網(wǎng)絡(luò)雖然已經(jīng)比較完善，但是在網(wǎng)絡(luò)通訊傳輸過程中還是存在著一定的問題，這些問題對于電力通信網(wǎng)絡(luò)會產(chǎn)生重要的影響。

一、通信傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)展不足之處

1.1結(jié)構(gòu)比較單一

想要保證通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的有效性，單一的傳輸方式使難以滿足的，所以，需要最少兩種的傳輸方式來保證網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)捻槙?。當前通訊傳輸網(wǎng)絡(luò)使用的是光傳輸網(wǎng)絡(luò)方式（OTN）。這種方式中一共包含四種傳輸節(jié)點，這些節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分布比較多，傳輸網(wǎng)絡(luò)的機構(gòu)也比較單一，這樣就會對于通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運行造成一定的影響。

1.2存在著資源浪費的情況

當前，在我國通信網(wǎng)絡(luò)傳輸中，主要是使用STM-1通道保護鏈組成的，在現(xiàn)在的條件下，一般站點的資源是2M，但是在STM的環(huán)網(wǎng)站下，就會導(dǎo)致許多的站點資源處于空余的狀況，會存在著資源浪費的情況，這樣的問題對于電力通信運輸網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展會產(chǎn)生一定的影響。這種資源浪費會導(dǎo)致通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展受到影響，造成效率低下的問題。

1.3光纜老化，影響傳輸有效性

在通信網(wǎng)絡(luò)運輸過程中，電纜的材料主要以ADSS和OPGW為主，這種材料的腐蝕性比較強，電纜在被腐蝕后，想要保證其安全的運行，那么就需要更換電纜。但是，更換ADSS光纜的時候比較麻煩，這個過程比較繁瑣。需要全部替換腐蝕的電纜，如果遇到環(huán)形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，那么就會造成維修難度大，浪費較多的人力和物力，這些問題會直接影響到通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的健康發(fā)展。

二、優(yōu)化通信傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的策略

2.1開發(fā)軟件無線電技術(shù)

在通信傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，有一種軟件無線電技術(shù)，也被稱為SDR技術(shù)，其工作的原理是把寬帶模數(shù)變換器和數(shù)模變換器接近射頻天線，從而建設(shè)一個等模通用的硬件平臺，這樣就可以有效應(yīng)用這個平臺接收發(fā)網(wǎng)絡(luò)的信號。SDR技術(shù)可以很好地模擬信號的數(shù)字化過程，使其起到天線接收信號的功能。軟件無線電技術(shù)可以利用寬帶無線通路的功能來強化自身的穩(wěn)定性，從而使其符合OTN的工作頻段的安全性。@種技術(shù)可以結(jié)合通信用戶的實際需求來修改系統(tǒng)，從而滿足用戶利用其接收信號的需求，這樣就會有效推動通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌l(fā)展。

2.2應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)

在通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，數(shù)字信號技術(shù)的應(yīng)用，可以通過轉(zhuǎn)化模擬的信息為數(shù)字信息，滿足用戶的個性化的需求，有效推動通信網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的發(fā)展。同時，數(shù)字信號處理技術(shù)的抗干擾性能比較好，可以很好地保證傳輸信號運行的穩(wěn)定性。其系統(tǒng)特性可以隨著傳輸信號的變化發(fā)生變化，并且具有很好的控制性，尤其是在出現(xiàn)問題進行修改的過程中，充分體現(xiàn)出了其優(yōu)勢。數(shù)字信號處理技術(shù)也是一種微處理器，在通信傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中應(yīng)用比較廣泛，受到傳輸信號的影響比較小，運行的有效性比較高。

2.3采用全光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

全光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在通信傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程中扮演著重要的作用，其容量比較大，并且具有很好的靈活性。在全光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)模式下，AON會根據(jù)不同的波長選擇路由，這樣就會形成對于通信傳輸碼率和數(shù)據(jù)格式的通明星。這種技術(shù)可以提供多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，先對來說，對于接收端和發(fā)送端沒有過多的約束。

同時，為了能夠使光纖通信傳輸更好地滿足用戶入戶的要求，在光纖和同軸電纜混合中產(chǎn)生了一種新的模式，即HGF模式，這種模式可以實現(xiàn)雙向通信，很好地滿足了用戶的實際需求。

三、結(jié)語

綜上所述，隨著互聯(lián)網(wǎng)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迎來了比較好的發(fā)展前景。電力通訊傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)憑借其使用性能和諸多優(yōu)勢，得到了社會的廣泛關(guān)注。但是，在實際的應(yīng)用過程中，還是存在著諸多的問題，這些問題對于電力通信傳輸?shù)陌l(fā)展有著嚴重的影響。

因此，這就需要不斷優(yōu)化和完善其中存在的問題，保證通信運輸?shù)姆€(wěn)定性。通過對于電力通信網(wǎng)絡(luò)傳輸進行系統(tǒng)優(yōu)化，可以在提升穩(wěn)定性的同時，還能夠為電力通信技術(shù)的長遠發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參 考 文 獻

篇10

關(guān)鍵詞：計算機；城域網(wǎng)；無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

作者簡介：袁金堂（1983-），男，江蘇連云港，本科，助理講師；研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)，軟件開發(fā)

無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)極大地改變了人們的生活娛樂方式，使人們擺脫了網(wǎng)線的束縛，應(yīng)用智能終端在無線網(wǎng)絡(luò)的輻射范圍內(nèi)能夠輕松實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。雖然無線技術(shù)也面臨著安全性差、通信距離有限的問題，但是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正在逐漸打破距離的束縛，在城域網(wǎng)絡(luò)的連接中也得到了應(yīng)用。

1計算機無線網(wǎng)絡(luò)

1.1概述

無線城域網(wǎng)絡(luò)是以電磁波作為信號傳輸介質(zhì)的一種網(wǎng)絡(luò)傳輸形式，無需借助網(wǎng)線實現(xiàn)通信，無線網(wǎng)絡(luò)傳輸在數(shù)據(jù)傳輸速度方面和有線網(wǎng)絡(luò)相比有著明顯的優(yōu)勢?，F(xiàn)階段，城域網(wǎng)無線網(wǎng)絡(luò)傳輸速度已經(jīng)能夠達到300Mbps，個別網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊速度要求較高的區(qū)域采用雙數(shù)據(jù)流方案，傳輸速度甚至達到450Mbps，能夠?qū)崿F(xiàn)2km以內(nèi)的高效傳輸，是城際網(wǎng)絡(luò)通訊的關(guān)鍵技術(shù)，改善了有線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率有限、線路維護工作量大的情況。

1.2計算機無線網(wǎng)絡(luò)在城域網(wǎng)絡(luò)通訊中應(yīng)用的顯著優(yōu)勢

1.2.1安裝施工方便

有線網(wǎng)絡(luò)通訊實現(xiàn)城域網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)線路的施工安裝比較復(fù)雜，工作量很大，為了保護線路，往往需要將線路布置在地下，存在穿墻鑿壁、路面開挖施工的情況，要求有十分精密的施工設(shè)計方案，施工中還面臨著各種現(xiàn)場因素的影響，如果城市之間距離較遠，需要很長的網(wǎng)絡(luò)架設(shè)時間。相比之下，無線網(wǎng)絡(luò)通訊無需架設(shè)線路，有效減少地面施工工作量，為移動計算機計算機用戶提供接入網(wǎng)絡(luò)的AP節(jié)點就能夠?qū)崿F(xiàn)范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)連接，安裝工作簡便，工程量小，并且網(wǎng)絡(luò)傳輸效率高，帶寬大。

1.2.2線路建設(shè)方案更加靈活

一般情況下，有線網(wǎng)絡(luò)安裝范圍就是網(wǎng)絡(luò)通信覆蓋的范圍，輻射性弱，線路網(wǎng)絡(luò)傳輸效率和輻射效果不好。一般而言，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)都是根據(jù)數(shù)據(jù)接收點的分布情況進行設(shè)計施工的，網(wǎng)絡(luò)線路架設(shè)完畢之后進行轉(zhuǎn)移十分復(fù)雜，難以適應(yīng)數(shù)據(jù)接收點的流動性。無線網(wǎng)絡(luò)通訊有著更好的數(shù)據(jù)覆蓋范圍，在有效傳輸范圍內(nèi)全部具有無線收發(fā)功能的接收點都能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)連通，對數(shù)據(jù)接收點變動的適應(yīng)性強，重復(fù)建設(shè)工序簡單，有著更高的靈活性。

1.2.3更高的經(jīng)濟性優(yōu)勢

由于有線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中面臨著多方面的約束，方案調(diào)整比較困難，所以網(wǎng)絡(luò)線路設(shè)計過程中，設(shè)計者考慮到降低重復(fù)建設(shè)的資源消耗，設(shè)計中往往都采用了冗余方案，布置了偏多于需求的信號接收點，增加了線路建設(shè)的成本，線路運行的效率更低，而無線城域網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了接收點附近區(qū)域的范圍覆蓋，信號接收點不再限制區(qū)域內(nèi)信號接收設(shè)備數(shù)量，網(wǎng)絡(luò)資源配置更加合理，同時便于網(wǎng)絡(luò)后期改造工作，提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)恼w運行效率，經(jīng)濟性更強。

2無線城域網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)

2.1網(wǎng)狀體系結(jié)構(gòu)

這是城域無線網(wǎng)絡(luò)中最為顯著的特征，明確定義了MAC層業(yè)務(wù)與消息規(guī)范，特殊的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實際傳輸狀態(tài)實現(xiàn)2個節(jié)點之間單線路或多線路蜂窩連接，網(wǎng)絡(luò)傳輸效率更加出色，而且物理層定義遵循標準規(guī)范，獲得了更好的兼容性能。

2.2多載波調(diào)制

無線城域網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)環(huán)境變化完成載波形式的自適應(yīng)調(diào)節(jié)。在無線城域網(wǎng)絡(luò)傳輸中，選用了單載波方式、2048載波正交頻分多址分配和256載波正交頻分復(fù)用3種載波調(diào)制形式的自適應(yīng)調(diào)整方案，使用單相載波形式處理特殊需求，256載波正交頻分復(fù)用載波調(diào)制形式進行信號在256個子載波上的調(diào)試，大幅度提升了數(shù)據(jù)傳輸速度，同時改善了無線信號傳輸抗多徑衰落和時延擴展性能，2048載波正交頻分多址分配則用于實現(xiàn)多用戶復(fù)接和分接頭，能夠滿足一對多的通信需求，網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境和傳輸需求發(fā)生變化時，根據(jù)自適應(yīng)編碼，無線城域網(wǎng)絡(luò)能實現(xiàn)3種載波調(diào)制方式的無縫轉(zhuǎn)換，確保網(wǎng)絡(luò)始終在最佳調(diào)制方式下運行。

2.3更合理的帶寬分配與更安全的通信協(xié)議

無線城域網(wǎng)絡(luò)支持QoS，在MAV\C層中設(shè)置了面向連接傳輸機制，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸要求與標準控制策略進行數(shù)據(jù)傳輸與帶寬分配控制，控制語音需求與視頻需求在最低時延之內(nèi)。與此同時，無線城域網(wǎng)絡(luò)和開放性無線局域網(wǎng)之間有著明顯的不同，尤其是在商用通信方面，無線城域通訊網(wǎng)絡(luò)采用了加密子層技術(shù)，給出了無線接口認證、密鑰交換、封裝協(xié)議的明確技術(shù)規(guī)范，確保無線數(shù)據(jù)在傳輸過程中不會為其他接入無線網(wǎng)絡(luò)的用戶繞過權(quán)限直接訪問，提高了無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

3城域無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

3.1無線橋接方案

城際無線網(wǎng)絡(luò)室外無線網(wǎng)橋是無線射頻技術(shù)和有線網(wǎng)橋技術(shù)的有效結(jié)合，通過無線網(wǎng)橋，能夠?qū)⒂袛?shù)10km距離的2個局域網(wǎng)絡(luò)連接起來，形成大規(guī)模的城域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，最基礎(chǔ)的無線網(wǎng)橋是將網(wǎng)橋以太網(wǎng)端口接在局域網(wǎng)集線器或者交換機上，信號發(fā)射端口和天線連接，應(yīng)用無線網(wǎng)絡(luò)大幅度擴大有線網(wǎng)橋的覆蓋范圍。常見的無線橋接方案主要有3種，無線城域無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)應(yīng)該根據(jù)對傳輸數(shù)據(jù)量的需求、傳輸距離以及建設(shè)投入情況等方面綜合考慮，合理選擇。

3.1.1點對點

點對多點傳輸無線網(wǎng)橋結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。該方案用于實現(xiàn)2個固定單位之間的連接，是無線聯(lián)網(wǎng)最常見的方式，點對點傳輸?shù)膬?yōu)勢在于有著更遠的傳輸距離和傳輸速率，且對外部環(huán)境干擾的影響抗性較強，但是網(wǎng)絡(luò)連接僅局限在兩點之間，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)妮椛湫愿采w性差。

3.1.2點對多點

點對多點傳輸無線網(wǎng)橋結(jié)構(gòu)形式如圖2所示。這種傳輸方案中設(shè)置了1個中心點，其他點都通過和該中心點建立連接來訪問外網(wǎng)，這種傳輸方案有效降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成本，維護工作也相對簡單，但是由于該網(wǎng)絡(luò)需要在中心點設(shè)置全向天線，因此信號的功率下降，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率下降，傳輸距離縮短，遠端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)傳輸穩(wěn)定性差，且整個網(wǎng)絡(luò)都通過一個中心點連接外網(wǎng)，該設(shè)備損壞將會導(dǎo)致所有區(qū)域內(nèi)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)中斷，而且如果網(wǎng)絡(luò)中遠端設(shè)備受到干擾，調(diào)整了中心點的傳輸頻率，那么整個區(qū)域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都需要調(diào)整頻率，更換頻率十分麻煩。

3.1.3混合型

這種網(wǎng)絡(luò)傳輸形式適用于傳輸線路上傳輸點距離有遠有近或者傳輸點之間有建筑物和山脈阻隔的情況，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸性能的具體需求選擇合適的網(wǎng)橋結(jié)構(gòu)形式，遠距離采用點對點闡述，近距離形成點對多點網(wǎng)橋結(jié)構(gòu)，傳輸點之間有阻隔可建設(shè)中繼點。

3.2系統(tǒng)設(shè)計

城域無線網(wǎng)絡(luò)一般用于城市城域網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，以及市內(nèi)有線網(wǎng)絡(luò)難以連接區(qū)域和城域網(wǎng)絡(luò)之間的連通，通過無線橋接的形式，連接不同單位和部門局域網(wǎng)，大幅度提升原有有線網(wǎng)絡(luò)輻射范圍，為有線通信實現(xiàn)困難的小部分用戶提供靈活的無線網(wǎng)絡(luò)接入。一般情況下，對于有線網(wǎng)絡(luò)難以連通的區(qū)域，往往用戶分布比較分散，距離較遠，或者用戶之間地形復(fù)雜，有多種障礙物，或者建筑物密集，有線方式布線施工比較困難，因此才需要通過無線橋接的形式將原有的局域網(wǎng)絡(luò)連接起來。對于用于密集的建筑，采用DDN或者光纖入戶的方式建設(shè)周期較長，也可以采用無線連接的形式，安裝方便，建筑結(jié)構(gòu)和空間形式不會對無線網(wǎng)絡(luò)傳輸造成影響，解決了這些地區(qū)網(wǎng)絡(luò)布線困難的問題。設(shè)計無線建設(shè)方案首先確認網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通速率，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)用戶對網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬的實際需求，選擇合適的連通速率，一般情況下工作單位都要求較高的數(shù)據(jù)信號傳輸速率，所以對于工作單位可以設(shè)置300Mbps的寬帶，準備有線網(wǎng)橋和無線網(wǎng)絡(luò)之間連接需要的橋接器，要在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上設(shè)置必要的避雷器，保護網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不被瞬間高電壓造成破壞。網(wǎng)絡(luò)橋接器布置在建筑內(nèi)部，避雷針安裝在建筑物頂部，設(shè)置2個網(wǎng)絡(luò)橋接器，同時實現(xiàn)城市網(wǎng)絡(luò)與工作單位和城市網(wǎng)絡(luò)與居民區(qū)局域網(wǎng)之間的連接。在實際安裝過程中，在居民分布密集的區(qū)域盡量采用點對多點的無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這樣網(wǎng)絡(luò)橋接器安裝在網(wǎng)絡(luò)中心點即可，無需逐個安裝在建筑物內(nèi)部，節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但是網(wǎng)絡(luò)橋接器要選擇功率較大的，使之滿足網(wǎng)絡(luò)流通率要求。

4結(jié)語

無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷成熟，在城域網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)困難區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)連通，有效降低網(wǎng)絡(luò)傳輸成本，獲得更好的傳輸效率，但是無線網(wǎng)絡(luò)存在著易受干擾、遠端信號微弱等問題，相信隨著技術(shù)的不斷完善，這些問題將會得到有效解決，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將在城域網(wǎng)絡(luò)連接中得到更廣泛的應(yīng)用。

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