时间：2023-03-15 14:53:08
导语：在信息通信技术论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
4G通信的优点就在于能够以最快的速度实现信息的接收，4G作为移动通信的第四代信号改革技术的产物，能够通过多个网络分点将信号传送到一个信号点，这就是为什么我们能够在同一时间接收到不同的人的信息的原因。而且，4G网络能够准确的辨认信号的移动，不会造成网络在移动过程中中断的问题。
1.更大传输频宽
对大范围高速移动的使用者（最高250km/h）频宽需求为2Mbps，中速移动的使用者（60km/h）频宽需求为20Mbps，低速移动或室内静止的使用者频宽需求为100Mbps。
2.更高储存容量
由于传输频宽增大，因此资料储存容量至少需求为3G系统的10倍以上。
3.更高相容性
4G通信技术具备向下相容、开放介面、全球漫游、与网路互联、多元终端应用等，并能从3G通信技术平稳过渡至4G。
4.不同系统的无缝连接
行动使用者在移动中，特别是高速移动，也都能顺利使用通信系统，并在不同系统间进行无缝转换（SeamlessTransitions），传送高速多媒体资料等。
5.整合性的便利服务
4G系统将个人通信、资讯传输、广播服务与多媒体娱乐等各项应用整合，提供更为广泛、便利、安全与个性化的服务。
二、4G通信技术的未来发展趋势
1.4G通信技术在手机上得到广泛应用
4G通信技术从被研发以来就被广泛应用到了手机上，尤其是现在的移动通讯公司，可以将顾客之前的2G或者3G卡免费换成4G的卡，除了对4G进行充分的宣传外，还希望顾客能够体验到更加快速稳定的网络。
2.4G通信技术社区无线接入更强大
4G网络在试用阶段就受到了广泛的好评，之后的接连工作就是移动通讯公司尽可能地将4G移动信号覆盖到全国各地，4G的网络信号强，就算是在偏僻的山区也可以收到信号，为广大群众解决了一直面临的通讯不便的烦恼，争取让世界的各个角落都可以接受4G网络的强大信号，为百姓做出更大的贡献。
3.多种高科技技术将得到突破进展
4G移动通讯充分利用了卫星信号，对众多的使用者的位置以及网络地址自行作出识别。即使是在网络使用过程中出现连接错误或者网络交叉等的错误，4G网络具有自动修复的功能。第四代的移动通讯技术更接近于无线网络，因此相比之前的网络，实现了节约能源，保护自然环境的生态平衡的作用。
4.4G通信技术能够随时随地地实现通信功能
4G通讯的成功从真正意义上实现了网络的无限使用，现在走在大街上，无时无刻都能看见商店里，饭店里甚至角落里都覆盖有无线网络，有了4G网络的诞生，我们才开始使用WLAN，以快于第三代网络几倍甚至几十倍的下载速度完成对数据传输速度的支持，不仅满足了对使用者随时随地无线上网的使用要求，而且实现了对无线网的快速切入。
5.高速的传输速度
4G的传输速度在3G上的速度基础上做了一定的提高，但传输速度快了几十倍，最明显的就是使用者在对影视，音乐或者图片等的上传和下载速度。通常在使用第三代网络进行下载时，即使是一张图片也要等上一会，现在的4G网络不需要下载，点击图片立刻就可以观看，点击保存就立刻保存到了手机当中，；另外，过去的网速若是用来下载一个电影，估计半天也下载不下来全部的影片，现在的网速，一分钟一个电影是完全不成问题的。
6.高度的智能化网络
4G网络的发展是根据对3G智能的研究得出来的结果，4G网络对多接入点的网络具有更精准、快速的判断能力，即使是在同一时间同一台机器向四面八方传输文件，有了4G网络，就不会出现传输混淆或者传输错误的情况了。
7.超强的兼容性能
经常出差或者经常在两省之间走动的人都会对3G的网络漫游印象非常的深刻，4G从根本上改变了网络使用的漫游，因为4G的兼容性是在3G的基础上做的改进，不仅具有全球覆盖的面积，而且上网速度完全不会受到影响。
三、结语
【关键词】电力自动化；通信技术；信息安全
电力行业在国民经济中占主导地位，近几年，凭借科技不断发展，电力行业正日益向自动化方向迈进。通信技术在电力自动化中起到了举足轻重的作用，但其涉及到的信息安全问题却关系到供电稳定性与安全性。因此，强化对信息安全方面的探究，找出现阶段存在的问题，采取有效防护措施予以处理和加强，是具有重要作用与现实意义的。
1信息安全防护范围与重点
某城区通信网的主要任务为对市区内22座变电所提供纵向通信，所有通信网均采用光纤通信电路，根据方向的不同，可分成东部与西部两部分。其中，东部采用ATM网络，设备选择为Passport6400；西部采用IP+SDH交换机网络，设备选择为Accelar1100与150ASDH。该市区通信网负责县级调度与少数枢纽变电所通信，主要采用自带两类适配端口的设备。在通信网中，信息安全防护范围为整个信息通信网，主要防御对象为黑客或病毒等经过调度数据网络与实时监控系统等主动发起的攻击与破坏，确保传输层上的调度数据网络与实时监控系统可靠、稳定、安全运行。
2安全防护原则分析
电力调度数据网络与实时监控系统在实际运行过程中各个变电所和调度通信中心之间存在若干条纵向通信，根据相关规定，在系统总体技术层面上主要提出以两个隔离为核心的安全防护基本原则。其中，涉及通信隔离的基本原则可总结为以下几点：（1）为确保调度数据网运行安全，网络需要在通道上借助专用网络的设备组网，并采取同步数字序列或准同步数字序列，完成公用信息网络及物理层面上的有效安全隔离；（2）根据电力系统信息安全防护技术路线明确的有关安全防护区涉及的几项基本原则，为所有安全防护区当中的局域网均提供一个经过ATM配置的虚拟通信电路或者是经过同步数字序列配置的通信电路，采取这样的方式为各个安全等级提供有效的隔离保护[1]。
3通信网络的安全分析
根据上述目标要求与基本原则，通信网必须向不同的应用层提供具有良好安全性的传输电路，即VirtualPrivateNet-work，虚拟专用网络，其原理如图1所示。该市区已经完成了各项初步设计工作，具备充足的条件严格按照目标要求与基本原则开展后续工作。在现有通信网的ATM系统中，根据实时要求或非实时要求，已完成对四个安全区的有效划分，每一个安全区都可以配置虚电路，因虚电路的端口主要适配于ATM系统的适配层，借助ATM系统的信元完成信息传输，各个虚电路的内部连接属于典型的端与端物理式连接，不同虚电路之间不涉及横向上的通信，并且与外界也不存在通信联系。因此，对于通信网络的ATM系统而言，其在虚拟专用网络方面的虚电路之间主要为物理隔离，不同区的虚拟专用网络传输具备良好的安全性。对1100IP交换机系统而言，它需要承担不少于四个区的实时业务通信，因为这些业务通信区在所有站上都采用交换机完成传输与汇接，不同区之间仅仅是根据IP地址方面的差异而进行划分，形成各自的VLAN（VirtualLocalAreaNetwork，虚拟局域网），区之间并未完成原则上要求的物理隔离，作为虚拟专用网络主要传输链路，无法满足其在专用局域网方面的基本要求[2]。根据上述分析结果可以看出，该城区通信网络将ATM视作虚拟专用网络的信息传输链路基本满足安全性要求，但交换机实际传输与汇接却存在不同程度的安全隐患，违背了安全防护方面提出的各项基本要求，为了从本质上确保通信网络安全，必须对此予以有效改造，可采取如下改造方案：充分利用西部系统现有电路，增设2M/10M适配设备，借助同步数字体系为所有安全区构建透传电路，在中心站集中交换机，每个安全区都配置一个交换机，以此达到“一区一网”的根本目标，即一个安全区配置一个虚拟专用网络。
4安全防护技术手段
该城区设置的电力信息通信网本质上属于专门为电力系统提供服务的通信网络，其自身作用较为单一，仅为信息中心和调度通信中心与各个变电所间的通信，根据安全防护提出的各项基本原则，充分考虑现阶段网络基本状况，可实施采取以下技术手段：（1）切断与外界之间的直接通信，确保系统和外界不存在直接通信关系；（2）采用同步数字体系向所有安全防护区提供专用电路，同时采用速率适配装置等实现和业务端之间的连接；而不同业务端之间则可以使用点与点的方式进行通信，以此满足安全防护区以内通信业务方面的纵向通信要求。由同步数字体系设置的专用电路通常不会产生横向通信[3]；（3）由ATM系统向所有安全防护区提供虚电路，以此构成一个完整的虚拟专用网络，并确保不同虚拟专用网络间没有产生横向通信的可能；（4）城区整体电力信息通信网与市县级通信网在完全相同的安全防护网中构成相同的虚拟专用网络。
5总结
（1）根据电力系统信息安全防护明确的防护范围与各项图1虚拟专用网络基本原理低碳技术基本原则，对某城区所用通信网潜在的各类安全问题进行深入分析，并结合现阶段实际发展要求，提出一系列技术手段，为制定合理、有效的处理方案提供依据。（2）该城区电力信息通信网本质上属于一个具有封闭性特点的单一用途通信网络，可实现与外部间的完全隔离以及系统内部电路之间的相互隔离，其具备的安全防护能力可以很好的满足系统安全运行要求。然而，考虑到系统安全防护水平的提高必然会引起相关要求的改变，因此以上结论仅限当前水平。
作者:周建新 单位:国网湖南省电力公司沅江供电分公司
参考文献
[1]程雪.电力自动化通信技术中的信息安全及应用[J].网络安全技术与应用，2014（12）：46+48.
随着时代的发展，在较大程度上完善了通讯方式，用户要想获得各类信息，可以随时随地的获得，借助于信息网络的生产方式和工作方式，可以促使信息化社会体系得到构建。如今电网系统拥有更强的竞争力，将语音、视频和数据的应用给大部分融合了过来，促使电力企业员工统一服务的需求得到满足，并且可以有效应用到先行网络环境中。
（1）可以促使员工的工作效率得到有效提升
电力企业的规模在不断扩大，电力企业要将为人民服务的原则给贯彻下去，通过电力通讯，来对员工更好的服务，并且促使员工的工作需求得到随时随地的满足，以便更加快捷的开展工作，并且通过融合电力信息和电力通讯，将多样化的服务提供给员工，促使员工的工作效率得到提升。
（2）多样化的工作方式
通过融合网络，我国现代化电子商务的需求和移动办公需要能够得到满足，融合网络数据，可以应用企业信息通讯，员工可以更加灵活的工作，操作可以随时随地进行，并且将电脑以及手机等通讯工具应用过来，促使现代信息化操作功能得到实现。
2电力信息和通讯技术融合的技术环境分析
电力企业在网络技术日趋成熟和广泛应用的大环境下，将会越来越广泛的用于因特网的信息化业务管理内容。通过不断引入新型技术，统一应用多种业务和技术，电网将会朝着这个方向发展。通过有效融合电力信息和电力通讯，同时将一些先进技术应用过来；具体来讲，包括这些方面的内容：
（1）融合核心网技术
借助于IP/MPLS技术，来对核心网络进行构建，促使网络的可靠性、拓展性以及低延时性得到提高，带宽的利用率得到提升，同时，借助于先进的信息技术，以便更好地服务于员工。
（2）融合接入网技术
如今，接入网技术获得了较快的发展，有着更加广泛的应用范围，但是还没有完善全网宽带化。通过有效融合电力信息和电力通讯，借助于一系列的通讯条件，如因特网和WLAN等，介入多元化的宽带。就目前的情况来讲，要想促使发展需求得到满足，就需要充分重视光纤接入网和无源光网。
3电力信息和电力通信技术的融合策略
（1）对企业工作流程进行优化，统一整合
在企业发展的过程中，需要对信息通信调度室进行统一构建，这样调度人员就可以统一监控调度信息通信，分开调度室和机房，以便连通通信和信息，对统一的通信信息调度运行平台进行构建。借助于通信调度，信息工作许可就可以得到实现，向通信调度反馈信息的监控结果，这样就可以对信息传输状态及时了解。要想促使通信系统运行的统一调度、统一运行目的得到实现，就需要对通信信息的运行、维护管理工作等进行强化，对信息监控系统进行全方位的构建，对各个通信站的通信运作进行实时监测，并且监督反馈工作需要及时进行。
（2）将基础技术作为技术融合的立足点
信息技术是利用计算机与通信技术相结合的方式来处理一些实际中的信息，在高中的教学过程中，信息技术主要体现在教学过程中利用的多媒体技术等教学方式上，包括对教学资源的收集、课件的编辑以及利用。利用信息化技术，可以将原本略显枯燥的课堂变得生动，也能将较为抽象的教学知识变得具体。另外，利用信息技术，实现了教学经验的共享，使得教学逐渐的脱离了封闭的状态，慢慢的走向开放。而通用技术是在日常活动中利用较为广泛的技术，具有很强的基础性以及通用性。在高中教学过程中，通用技术主要指的是一般的教学课程，并不是指单纯的对学生技能的训练，与一般高中教学中的劳动技术科具有本质的区别。通用技术教学，注重培养学生的实践能力，让学生在实践的过程中，培养自主创新的学习能力。
2.信息技术背景下高中通用技术教学优化策略
在信息技术背景下高中通用技术教学优化，就需要将通用技术与信息技术进行有机的整合，包括教学目标、教学内容、教学策略、教学资源以及教学评价与信息技术的整合。
2.1高中通用技术教学目标与信息技术的整合高中教学课程中的通用技术课程与信息技术课程在教学目标与教学要求上具有很大的相似性，都同属技术学科。高中通用技术课程主要是通过教学实践，来增强学生自主创新的能力，培养学生的技术素养，促进学生全面发展。信息技术课程算是一门辅助工具课程，可以通过信息技术教学，培养学生掌握信息技术，并利用其达到教学的目标。所以在高中教学过程中，在利用信息技术的同时，还应该加强对通用技术课程教学任务的完成，将信息技术整合到通用技术课程教学目标中。
2.2高中通用技术教学内容以及教学策略与信息技术的整合高中通用技术教学过程中，可以利用信息技术来丰富教学内容，是教学的方式向着多元化的方向发展，这样不仅可以丰富学生的知识，还可以全面的提升学生的学习效率，减少教学难度。关于高中通用技术教学内容与教学策略与信息技术的整合，主要体现了以下几个方面：第一，利用信息技术对通用技术教学内容进行整合，可以丰富高中教学的方式，并且能更加形象、直观的将教学的内容进行展示。利用信息技术手段，不仅仅在通用技术教学的课程设计上，还可以利用多媒体等信息技术手段进行各个阶段的通用技术课程教学。第二，高中通用技术课程中，有许多章节都是在教学实验室中完成的，这主要与通用技术课程注重实践能力的培养密不可分。在此过程中，利用信息技术可以实现学生之间的交流、讨论，并利用信息技术去解决实际的技术问题。学生要在通用技术课程中很好的掌握电子技术，就必须通过大量的实验，并通过讨论、总结，这样才能更好的掌握相关的知识，使掌握的知识更加的牢固。我们有很多高中学校，其实并不具备让学生进行大量实验的条件，所以可以用专业的仿真软件来进行模拟实验，这样也能达到原来的教学目的，这也是通用技术课程的教学策略、内容与信息技术的整合。通过信息技术对高中通用技术教学内容以及策略的整合，不仅简化了较为繁琐的课程，降低了教学的难度，而且能够让学生在更加生动、形象的氛围下学习知识，大大提升了学习的效率。
2.3高中教学资源与信息技术的整合在高中教学过程中，特别是在目前信息化高度发达的时代，如果仅仅按照教材上的内容进行讲授，那么在知识面上就不能适应时代的发展。信息技术与高中通用技术教学资源的整合，可以利用目前网络信息高度共享、丰富、无时间空间界线等特点，能够充分利用这些教学资源，将信息技术合理的整合到通用技术教学课程中。这样整合的优点在于，学生不仅仅可以学习到教材上的知识，还能拓展新的知识，紧紧与时代接轨，并完善课本中的知识。如高中教学中，一些实验的过程与背景材料，不可能详细的整篇整幅的阐述，学生通过信息技术手段就能去了解，这样不仅仅能够丰富知识点，还可以巩固原本学到的知识。
2.4高中通用技术教学评价与信息技术的整合高中通用技术教学中的各个环节，都需要有教学评价的实施，这样才能检验学生的学习成果，也是提高通用技术课程有效性的主要手段。将信息技术与教学评价进行整合，不仅体现在对学生学习成果的评价上，还体现在通用技术教学过程中。首先，教师可以利用信息技术制定有关通用技术教学的网站，并设立学生的个人档案，将学生的个人档案储存到教学网站上。制定详细的教学评价标准，让学生通过网站能进行自我评价，还可以利用网站实现学生与学生之间、师生之间的交流互动。其次，教师可以将学生在通用技术教学过程中的小发明、论文、设计等成果展示到网站上，这样能提高学生的自信心，促使其更加积极的参与到通用教学过程中。
3.总结
关键词光纤光缆通信电缆ITU-T建议技术发展
1光纤技术发展的特点
1.1网络的发展对光纤提出新的要求
下一代网络（NGN）引发了许多的观点和争论。有的专家预言，不管下一代网络如何发展，一定将要达到三个世界，即服务层面上的IP世界、传送层面上的光的世界和接入层面上的无线世界。下一代传送网要求更高的速率、更大的容量，这非光纤网莫属，但高速骨干传输的发展也对光纤提出了新的要求。
（1）扩大单一波长的传输容量
目前，单一波长的传输容量已达到40Gbit/s，并已开始进行160Gbit/s的研究。40Gbit/s以上传输对光纤的PMD将提出一定的要求，2002年的ITU-TSG15会议上，美国已提出对40Gbit/s系统引入一个新的光纤类别（G.655.C）的提议，并建议对其PMD传输中的一些问题进行深入探讨，也许不久的将来就会出现一种专门的40Gbit/s光纤类型。
（2）实现超长距离传输
无中继传输是骨干传输网的理想，目前有的公司已能够采用色散齐理技术，实现2000～5000km的无电中继传输。有的公司正进一步改善光纤指标，采用拉曼光放大技术，可以更大地延长光传输的距离。
（3）适应DWDM技术的运用
目前32×2.5Gbit/sDWDM系统已经运用，64×2.5Gbit/s及32×10Gbit/s系统已在开发并取得很好的进展。DWDM系统的大量使用，对光纤的非线性指标提出了更高的要求。ITU-T对光纤的非线性属性及测试方法的标准（G.650.2）最近也已完成，当光纤的非线性测试指标明确之后，对光纤的有效面积将会提出相应指标，特别是对G.655光纤的非线性特性会有进一步改善的要求。
1.2光纤标准的细分促进了光纤的准确应用
2000年世界电信标准大会批准将原G.652光纤重新分为G.652.A、G.652.8和G.652.C3类光纤；将G.655光纤重新分为G.655.A和G.655.B两类光纤。这种光纤标准的细分促进了光纤的准确使用，细化标准的同时也提高了一些光纤的指标要求（如有些光纤几何参数的容差变小），明确了对不同的网络层次和不同的传输系统中使用的光纤的不同指标要求（如PMD值的规定），并提出了一些新的指标概念（如“色散纵向均匀性”等），对合理使用光纤取得了很好的作用。所有这些建议的修改、子建议的出现及新子建议的起草，都意味着光纤分类及指标、测试方法有某些改进，或有重要的提升；都标志着要求光纤质量的提高或运用方向上的调整，是值得注意的光纤技术新动向。
1.3新型光纤在不断出现
为了适应市场的需要，光纤的技术指标在不断改进，各种新型光纤在不断涌现，同时各大公司正加紧开发新品种。
（1）用于长途通信的新型大容量长距离光纤
主要是一些大有效面积、低色散维护的新型G.655光纤，其PMD值极低，可以使现有传输系统的容量方便地升级至10～40Gbit/s，并便于在光纤上采用分布式拉曼效应放大，使光信号的传输距离大大延长。如康宁公司推出的PureModePM系列新型光纤利用了偏振传输和复合包层，用于10Gbit/s以上的DWDM系统中，据称很适合于拉曼放大器的开发与应用。Alcatelcable推出的TeralightUltra光纤，据介绍已有传输100km长度以上单信道40Gbit／s、总容量10.2Tbit／s的记录。还有一些公司开发负色散大有效面积的光纤，提高了非线性指标的要求，并简化了色散补偿的方案，在长距离无再生的传输中表现出很好的性能，在海底光缆的长距离通信中效果也很好。
（2）用于城域网通信的新型低水峰光纤
城域网设计中需要考虑简化设备和降低成本，还需要考虑非波分复用技术（CWDM）应用的可能性。低水峰光纤在1360～1460nm的延伸波段使带宽被大大扩展，使CWDM系统被极大地优化，增大了传输信道、增长了传输距离。一些城域网的设计可能不仅要求光纤的水峰低，还要求光纤具有负色散值，一方面可以抵消光源光器件的正色散，另一方面可以组合运用这种负色散光纤与G.652光纤或G.655标准光纤，利用它来做色散补偿，从而避免复杂的色散补偿设计，节约成本。如果将来在城域网光纤中采用拉曼放大技术，这种网络也将具有明显的优势。但是毕竟城域网的规范还不是很成熟，所以城域网光纤的规格将会随着城域网模式的变化而不断变化。
（3）用于局域网的新型多模光纤
由于局域网和用户驻地网的高速发展，大量的综合布线系统也采用了多模光纤来代替数字电缆，因此多模光纤的市场份额会逐渐加大。之所以选用多模光纤，是因为局域网传输距离较短，虽然多模光纤比单模光纤价格贵50％～100％，但是它所配套的光器件可选用发光二极管，价格则比激光管便宜很多，而且多模光纤有较大的芯径与数值孔径，容易连接与耦合，相应的连接器、耦合器等元器件价格也低得多。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纤标准，但由于局域网发展的需要，它仍然得到了广泛使用。而ITU-T推荐的G.651光纤，即50/125μm的标准型多模光纤，其芯径较小、耦合与连接相应困难一些，虽然在部分欧洲国家和日本有一些应用，但在北美及欧洲大多数国家很少采用。针对这些问题，目前有的公司已进行了改进，研制出新型的5O/125μm光纤渐变型（G1）光纤，区别于传统的50/125μm光纤纤芯的梯度折射率分布，它将带宽的正态分布进行了调整，以配合850nm和1300nm两个窗口的运用，这种改进可能会为50/125pm光纤在局域网运用找到新的市场。
（4）前途未卜的空芯光纤
据报道，美国一些公司及大学研究所正在开发一种新的空芯光纤，即光是在光纤的空气够传输。从理论上讲，这种光纤没有纤芯，减小了衰耗，增长了通信距离，防止了色散导致的干扰现象，可以支持更多的波段，并且它允许较强的光功率注入，预计其通信能力可达到目前光纤的100倍。欧洲和日本的一些业界人士也十分关注这一技术的发展，越来越多的研究证明空芯光纤似有可能。如果真能实用，就能解决现有光纤系统长距离传输的问题，并大大降低光通信的成本。但是，这种光纤使用起来还会遇到许多棘手的问题，比如光纤的稳定性、侧压性能及弯曲损耗的增大等。因此，对于这种光纤的现场使用还需做进一步的探讨。
2光缆技术的发展特点
2.1光网络的发展使得光缆的新结构不断涌现
光缆的结构总是随着光网络的发展、使用环境的要求而发展的。新一代的全光网络要求光缆提供更宽的带宽、容纳更多的波长、传送更高的速率、便于安装维护、使用寿命更长等。近年来，光缆结构的发展可归纳为以下一些特点。
1）光缆结构根据使用的网络环境有了明确的光纤类型的选择，如干线网光纤、城域网光纤、接入网光纤、局域网光纤等，这决定了大范围内光缆光纤传输特性的要求，具体运用的条件还有可依据的细分的标准及指标；
2）光缆结构除考虑光缆使用环境条件以外，越来越多的与其施工方法、维护方法有关，必须统一考虑，配套设计；
3）光缆新材料的出现，促进了光缆结构的改进，如干式阻水料、纳米材料、阻燃材料等的采用，使光缆性能有明显改进。
不同的场合和不同的要求造成了光缆的多结构的发展趋势，新的光缆结构以及在现有结构上不断改进的各种结构也在不断涌现，出现了如下一些类型。
·“干缆芯”式光缆：所谓“干缆芯”即区别于常用的填充管型的光缆缆芯。这种缆的阻水功能主要靠阻水带、阻水纱和涂层组合来完成，其防水性能、渗水性能都与传统的光缆相同，但它具有生产、运输、施工和维护上的一些优点。首先是方便，因为阻水材料不含粘性脂类，操作使用比较方便安全；其次，干式光缆重量轻、易接续、易搬运，设备投资小、成本低，生产使用中也显得干净卫生，在长期使用中还可减少缆芯中各种元件之间的相对移动。特别是在接入网室内缆和用户缆中，好处更加明显。
·生态光缆：一些公司从环境保护及阻燃性能的要求出发，开发了生态光缆，应用于室内、楼房及家庭。现有光缆中使用的一些材料已不符合环保的要求，如PVC燃烧时会放出有毒性气体，光缆稳定剂中有时含铅，都是对人体及环境有害的。2001年ITU-T已通过了一项L45建议——“使电信网外部设备对环境的影响最小化”建议，通过对光缆、电缆光器件及电杆等基于寿命周期怦估（LifeCycleAnalysis，LCA）的方法来确定产品对环境的影响。由于环境因素正日益受到重视，对通信外部设备，特别是光缆产品规定这样的指标已提到日程上来，如果不在材料和工艺上下功夫就难以达到环保的要求。因此已有不少公司针对此类问题开发了一些新材料，如对室内用缆，开发了含有阻燃添加剂的聚酞胺化合物，以及无卤性阻燃塑料等。
·海底光缆：海底光缆近年来有根快的发展，它要求长距离、低衰减的传输，而且要适应海底的环境，对抗水压、抗气损、抗拉伸、抗冲击的要求都特别严格。
·浅水光缆（MarinizedTerrestrailCable，MTC）：浅水光缆是区别于海底光缆而提出来的另一类结构的水下光缆，适合于在海岸边上、浅水中安装，无需中继、通信距离比较短的水下（如岛屿间、沿海岸边上的城市）敷设使用。这种光缆区别于海底光缆的环境，需要的光纤数不多（中等），但要求结构简单、成本较低，易于安装和运输，便于修复和维护。ITU-T在2001年提出了ITU-TG.972定义下的浅水光缆建议，为建设类似的水下光缆提供了一组规范，随后也有可能形成相应的国际标准。
·微型光缆：为了配合气压安装（或水压安装）施工系统的运用，各种微型的光缆结构已在设计和使用中。对于气压安装的微型光缆，要求光缆与管道之间有一定的系数，光缆重量要准确，具有一定的硬度等。这种微型光缆和自动安装的方式是未来接入网，特别是用户驻地网络中综合布线系统很有潜力的一种方式，如在智能建筑中运用的智能管道中就非常适合这种安装。
·采用了纳米材料的光缆：近来，一些厂商已开发出纳米光纤涂料、纳米光纤油膏、纳米护套用聚乙烯（PE）及光纤护套管用纳米PBT等材料。采用纳米材料的光缆，利用了纳米材料所具有的许多优异性能，对光缆的抗机械冲击性能、阻水、阻气性都有一定的改善，并可延长光缆的使用寿命。目前此类材料尚处于试用阶段。
·全介质自承式光缆（ADSS）：全介质光缆对防止电磁影响及防雷电都有优良的特性，而且重量轻、外径小，架空使用非常方便，在电力通信网中已得到大量的应用。预计2000～2005年，每年电力部门对ADSS光缆需求约15000km。ADSS同时也是电信部门在对抗电磁干扰及雷暴日高的敷设环境中一种很好的光缆类型的选择。在今后一段时间内，如何在满足要求的前提下，尽量减小ADSS光缆的外径，减轻光缆的重量，提高其耐电压性能是ADSS光缆研究改进的课题。
·架空地线光缆（OPGW）：OPGW已出现了很长一段时间，近年来一直在改进和提高之中。OPGW的光纤单元中采用PBT，于套管外面再加上一层不锈钢管，有的还在塑料套管与不锈钢管之间加上一层热塑胶，不锈钢管用激光焊接长度可达数十公里，光纤在这样的多层保护管中得到了充分的机械保护。预计从现在到2005年，OPGW光缆的需求将会逐年上升，每年增加约2500km，到2005年预计可达到20000km。当然对OPGW光纤的防雷问题一直是业界十分关注的问题，也应配合具体环境和使用条件加以考虑，使之得到充分保护。
2.2光缆的自动维护、适时监测系统已逐渐完善，可保证大容量高速率的光缆不中断传输
光缆的维护对于保证网络的可靠性是十分重要。在已开通的光网络中，光缆的维护和监测应该是在不中断通信的前提下进行的，一般通过监测空闲光纤（暗光纤）的方式来检测在用光纤的状态，更有效的方式是直接监测正在通信的光纤。虽然ITU-T长时间收集和讨论了国际上的最新资料，于1996年了L.25光缆网络维护的建议书，对光缆的预防性维护和故障后维护规定了详细的维护范围和功能，但已经不能满足当前的需要，目前最新的建议是2001年12月IUT-TSG16会议通过的“光缆网络的维护监测系统”（L.40建议）。为了进一步缩短检测及修复时间，美国朗讯公司曾提出了新一代光纤测试及监控系统，能在1s内发出故障告警，3min内找到故障点，且工作人员可以遥控操作，据称该系统还将开发有故障预测及对断纤（缆）的快速反应能力。日本、意大利等国电信企业也提出了一些系统方案。
·日本NTT方案：在局内运用光纤选择器与系统的测试设备和传输设备相连形成了一种可对光纤状况进行实时监测的系统，保证有用信号在通过光纤选择器测试证明良好的光纤上传输，对有故障的光纤可以预选监测出来及时传送到维护中心进行适当处理，避免不良状况进入有用的光传输信道，从而起到在运行中对整个光通信系统的支撑作用；在局外通过水敏传感器装置可监测外部设备光缆线路接头盒浸水的位置，水敏传感器安装在空闲的光纤上，水敏传感器中装有吸水性膨胀物，当水渗人接头盒时，吸水性物质会膨胀使得接头盒中的光纤受力，也就是使得这一空闲光纤弯曲，从而使光纤的损耗增加，在监测中心的OTDR上就会反映出来。
·意大利的方案：此方案是一种综合处理的新型连续光缆监测系统。主要特点是将光缆网络、光纤及光缆护套的监测综合在一起，既利用了OTDR系统周期性地对光纤的衰减进行监测，发现有衰减变化即发出警报，并进行故障定位，同时也能连续监测光缆护套的完整性，包括护套对地绝缘电阻的监测，发现问题（如护套进水等）即马上告警，达到更全面地预告故障发生的目的。
比较日本和意大利电信部门提出的光缆维护支撑系统的方案可见：日本方案在OTDR自动适时测试光纤的基础上，加入了光纤选择器，在外线上装设水敏传感器并进行护套监测，形成了一套较完整的自动维护、支撑系统，真正做到不中断光通信的维护。意大利的方案中除监测光纤性能以外，还考虑了护套绝缘电阻的自动监测。由此两例可以看出全自动的光缆维护应是一种发展方向。
3通信电缆的发展特点
3.1宽带的HYA通信电缆需要更好地为数字通信新业务服务
原有的电缆网络虽然可以支持一些数字新业务，但是在实际使用中并不是特别理想，在通信距离、速率及质量上仍有一定的限制。对于新的网络当然是以光纤为主，对于光纤所不能达到的地方或因各种原因仍然要新建电缆网络的地区，应该考虑新型宽带结构的HYA电缆（铜芯聚乙烯绝缘综合护套市内通信电缆），以便更能符合新业务发展的需要。一些公司对现有的电缆高频特性作了测试，他们得到的结论是所研究的电缆（即现有的HYA市话电缆）不能达到5类电缆的技术要求，户外电缆要实现j类电缆的特性，必须通过特殊的设计和制造来达到。但在20MHz以下，所有电缆都显示出充分适宜的传输性能。
美国已在1997年制定了用于宽带的对绞通信电缆标准（ANSI/ICEAS-98-688-1997及S-99-689-1997），包括非填充和填充两种型式。传输频宽已扩展到100MHz，可供数字网络使用。IEC对此问题也进行过较长时间的讨论，2001年，IEC62255-1文件“用于高比特频率数字接入电信网络的多对数电缆”提出了0.4～个0.8mm线径、1～150对、最高频率30MHz等指标的建议，此建议的提出也许会为这种电缆开辟一个新的空间，我国也开始了这方面的探讨和研制，并正在建立相应的标准。
3.2超5类及6类电缆将替代5类电缆成为布线系统发展的超蛰
随着智能化大楼、智能化建筑小区对宽带布线的要求愈来愈高，超5类和6类电缆己逐渐成为布线系统中的主流。超5类电缆与5类电缆的频带都是100MHz，但其具有双向通信的能力，用户可以同时收发宽带信息。因此超5类电缆比5类电缆在电阻不平衡性、绝缘电阻、对地电容不平衡性、传输速度等指标上都有提高，并且增加了近端串音衰减功率和等电平远端串音功率等一些指标，因此在工艺和结构上要做一定的改进才能达到。6类电缆在超5类的基础上，又提高了传输频带，达到250MHz，其相应的指标也有较大的提高。同时，6类电缆要求不但有严格的工艺，而且不少厂商在结构上也有一定的改进和创新，如采用泡沫皮绝缘芯线或皮泡皮绝缘芯线、骨架式结构隔离线对等都改善了电缆的高频特性。
3.3物理发泡射频同轴电缆及漏泄同轴电缆将具有较好的发展前景
由于移动通信的高速发展，无线电基路用物理发泡射频同轴电缆，特别是超柔形结构的室内电缆、路由连结电缆都有了较大的市场需求。同时，随着移动通信信号覆盖面的不断扩大，基站站数的增多，以及边缘地区（电梯、地铁、地下建筑、高层建筑室内等用户）对移动信号的要求不断提高，预计这类电缆将会有较好的发展前景。但对电缆指标的要求（如驻波比、屏蔽衰耗等要求）已明显提高，要求电缆的工艺及结构应不断改进，以与之适应。
4光纤光缆及通信电缆技术与产业发展中几个值得思考的问题
4.1积极创新开发具有自主知识产权的新技术
虽然这几年来，我国光缆电缆技术有很大发展，有一些具有自主知识产权的技术已在发挥作用，但是应该看到这种比例仍是很小的，国内有近200家光纤光缆厂，但大多产品单一，没有自主的知识产权，技术含量较低，竞争力不强。有资料统计，1997～1999年国内企业申请光通信专利的有132件，其中光纤38件，光缆只有19件，而同期外国公司在中国申请光通信专利达550件，其中光纤光缆37件。还有资料报道：从1997年以来，国内光通信核心技术专利是90件，我国自主申请的只有9件，仅占10％。实际上我国的光纤光缆技术应该说与国际水平己差距下大，因此我们作为世界第二的光缆大国，应该把开发具有自主知识产权的技术作为我们工作的重中之重，争取创造更多的光纤光缆专利。
4.2开发具有先进技术水平、与使用环境、施工技术相配套的新产品
电信网络在不断发展的同时也对光缆电缆产品不断提出新的要求。不难发现，光缆的结构越来越依赖于使用的环境条件及施工的具体要求，在海底光缆、浅水光缆、ADSS及OPGW光缆的开发中，会对这一点有深刻的体会。而今后光缆建设的重点将会随着接入网、用户驻地网的建设不断展开，新一代的光缆结构和施工技术也会基于如微型光缆、吹入或漂浮安装及迷你型微管或小管系统的全套技术而有一系列新的变化，以便有限的敷设空间得到充分、灵活的利用。这当中也包含了若干光缆设计、制造工艺、光纤光缆材料、施工安装方面的新的技术课题。一些国家或公司已取得了一些经验，正逐渐形成新的系统技术专利。我国的用户众多，接入网和用户驻地网具有很多的特色，对接入光缆也会有更多的要求，为我们研究和创新接入网和用户驻地网光缆结构提供了很好的机会。应该说，
多数光缆技术我们是跟在国外最新技术的后面，虽然紧跟了先进技术，但自我创新的成份太少。今后应当在这方面下些功夫，走自己的创新之路。在有中国特色的接入网及用户驻地网中多采用一些有中国特色的光电缆产品。
4.3利用已有设备与技术，改善HYA市话电缆的相应特性，为数字业务提供更好的服务
对于已经敷设的铜电缆，我们只能在现有条件下尽量利用其特性开通数字新业务。而现有的HYA电缆，虽然亦可开通ADSL等一些新业务，但是容量有限，当ADSL数量增大到一定限度后还是会出现干扰问题，而且还会影响以前开通的业务。因此，对新敷设的铜电缆，希望能提出一些新的宽带指标要求，为将来开通更多更好的新业务作好准备。现有的市话电缆生产厂商应深入研究自身的生产工艺，在不改变（或不大改变）生产设备的情况下，认真设计和精心制造，把现有电缆的技术水平提高一个档次，以提供更宽频带的电缆，为更多更好地开拓数字新业务提供高质量的通道。
4.4改进光缆电缆的施工和维护方法
目前，为了适应城市施工的特点，国际上较重视不挖沟的方式施工光、电缆，采用小地沟或微地沟技术安装光缆，同时对光缆网进行自动监测，保证光缆网络不中断通信维护。与此相适应的是需要开发相应的元器件、工具和设备，并且要在体制上作一些改进与之相适应。ITU对NH开发光缆用浸水传感器、光纤自动测试时的光纤选择器以及美国提出的1s告警、3min内定位的指标及意大利提出的光纤纤芯与光缆护套指标综合监测等方案都十分重视。在现代化的光网络中，这些方式已经起到明显的作用。由此可见，为了保证光缆网络工作的可靠性，在施工和维护中降低成本、节省劳力、节省时间，逐步推广新的施工方法，逐步完善光缆网络的自动监测维护系统和提高光缆网络的不中断维护水平已势在必行。
4.5冷静地审视当前电信市场的发展，促进光纤光缆和通信电缆产业的发展
2001年下半年以来，光纤光缆需求下降，这当然与世界电信行业的整体下滑以及宽带网络泡沫的破灭有很大关系，但更多的则是受到从1999年下半年起由于光纤紧缺而各大公司扩产过多的影响。据资料介绍，在2000年，全球光纤厂商的投资额达到26亿美元，为1999年的6倍，按推算到2002年全球光纤的产能将达到1.65～1.75亿光纤公里，远远超过了实际需求。加上当前电信基础建设的不景气，光纤过剩的现象不可避免。
光纤光缆及通信电缆的市场走势虽然受到国际经济大形势发展的影响，特别是与整个电信行业的发展有密切的关系，但应看到，在挤出了网络泡沫的水份之后，随着光纤网络从骨干网的扩建到接入网、城域网的扩散以及向用户驻地网的不断延伸，光纤光缆及宽带数字电缆的市场必将增长。据KMI预计，2003年世界光纤市场将开始有较大的增长，而到2004年的市场规模将超过敷设量最高的2000年。
应该看到，信息通信业是一个充满生机与活力的朝阳产业，网络经济有着强大的生命力，信息技术、网络技术的发展，仍然是推动社会进步的重要动力，信息网络化仍然是当今世界经济、社会发展的强大趋势。因此我们应树立信心，在全球经济好转、通信市场复苏及我国西部开发等有利条件下抓住机遇，促进光纤光缆和通信电缆技术与产业取得更大的进展。
关键词:光纤通信技术；优势；接入技术
0引言
近年来随着传输技术和交换技术的不断进步，核心网已经基本实现了光纤化、数字化和宽带化。同时，随着业务的迅速增长和多媒体业务的日益丰富，使得用户住宅网的业务需求也不只局限于原来的语音业务，数据和多媒体业务的需求已经成为不可阻挡的趋势，现有的语音业务接入网越来越成为制约信息高速公路建设的瓶颈，成为发展宽带综合业务数字网的障碍。
1光纤通信技术定义
光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信力式。在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波的频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多，所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路，光纤之间的中绕非常小，光波在光纤中传输，不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听，光纤的芯很细，由多芯组成光缆的直径也很小，所以用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题。
2光纤通信技术优势
2.1频带极宽，通信容量大
光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽，光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。散波长窗口，单模光纤具有几十GHz·km的宽带。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量，特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。采用密集波分复术可以扩大光纤的传输容量至几倍到几十倍。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps，采用密集波分复术实现的多波长传输系统的传输速率已经达到单波长传输系统的数百倍。巨大的带宽潜力使单模光纤成为宽带综合业务网的首选介质。
2.2损耗低，中继距离长目前，实用的光纤通信系统使用的光纤多为石英光纤，此类光纤损耗可低于0.20dB/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低，因此，由其组成的光纤通信系统的中继距离也较其他介质构成的系统长得多。
如果将来采用非石英系统极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离;对于一个长途传输线路，由于中继站数目的减少，系统成本和复杂性可大大降低。目前，由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多km，由非石英系极低损耗光纤组成的通信系至数公里，这对于降低通信系统的成本、提高可靠性和稳定性具有特别重要的意义。
2.3抗电磁干扰能力强我们知道光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，不易被腐蚀，而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受人为释放的电磁干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。它是一种非导电的介质，交变电磁波在其中不会产生感生电动势，即不会产生与信号无关的噪声。这样，就是把它平行铺设到高压电线和电气铁路附近，也不会受到电磁干扰。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。
2.4光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设光纤的芯径很细，约为0.1mm，由多芯光纤组成光缆的直径也很小，8芯光缆的横截面直径约为10mm，而标准同轴电缆为47mm。这样采用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题，节约了地下管道建设投资。此外，光纤的重量轻，柔韧性好，光缆的重量要比电缆轻得多，在飞机、宇宙飞船和人造卫星上使用光纤通信可以减轻飞机、轮船、飞船的重量，显得更有意义。还有，光纤柔软可绕，容易成束，能得到直径小的高密度光缆。
2.5保密性能好对通信系统的重要要求之一是保密性好。然而，随着科学技术的发展，电通信方式很容易被人窃听，只要在明线或电缆附近设置一个特别的接收装置，就可以获取明线或电缆中传送的信息，更不用去说无线通信方式。
光纤通信与电通信不同，由于光纤的特殊设计，光纤中传送的光波被限制在光纤的纤芯和包层附近传送，很少会跑到光纤之外。即使在弯曲半径很小的位置，泄漏功率也是十分微弱的。并且成缆以后光纤在外面包有金属做的防潮层和橡胶材料的护套，这些均是不透光的，因此，泄漏到光缆外的光几乎没有。更何况长途光缆和中继光缆一般均埋于地下。所以光纤的保密性能好。此外，由于光纤中的光信号一般不会泄漏，因此电通信中常见的线路之间的串话现象也可忽略。
3光纤接入技术
随着通信业务量的不断增加，业务种类也更加丰富，人们不仅需要语音业务，高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已经得到了更多用户的青睐。光纤接入网可分为有源光网络A(ON)和无源光网络((PON。)采用SDH技术、ATM技术、以太网技术在光接入网系统中称为有源光网络。若光配线网(ODN全)部由无源器件组成，不包括任何有源节点，则这种光接入网就是无源光网络。
现阶段，无源光网络P(ON)技术是实现FT－Tx的主流技术。典型的PON系统由局侧OLT光(线路终端)、用户侧ONUO/NT(光网络单元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配网络)组成。PON技术可节省主干光纤资源和网络层次，在长距离传输条件夏可提供双向高带宽能力，接入业务种类丰富，运维成本大幅降低，适合于用户区域较分散而每一区域内用户又相对集中的小面积密集用户地区。
为实现信息传输的高速化，满足大众的需求，不仅要有宽带的主干传输网络，用户接入部分更是关键，光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中，由于光纤到达置的不同，有FTB、FTTC，FTTCab和FTTH等不同的应用，统称FTTx。
FTTH(光纤到户)是光纤宽带接入的最终方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纤的宽带特性，为用户提供所需要的不受限制的带宽，充分满足宽带接入的需求。我国从2003年起，在“863”项目的推动下，开始了FTTH的应用和推广工作。迄今已经在30多个城市建立了试验网和试商用网，包括居民用户、企业用户、网吧等多种应用类型，也包括运营商主导、驻地网运营商主导、企业主导、房地产开发商主导和政府主导等多种模式，发展势头良好。不少城市制定了FTTH的技术标准和建设标准，有的城市还制门了相应的优惠政策，这此都为FTTH在我国的发展创造了良好的条件。
在FTTH应用中，主要采用两种技术，即点到点的P2P技术和点到多点的xPON技术，亦可称为光纤有源接入技术和光纤无源接入技术。P2P技术主要采用通常所说的MC(媒介转换器)实现用户和局端的自接连接，它可以为用户提供高带宽的接入。目前，国内的技术可以为用户提供FE或GE的带宽，对大中型企业用户来说，是比较理想的接入方式。
1.1RS-485总线RS-485是串行数据接口标准，1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准。杨卫中等（2006）[1]开发了基于现场总线的分布式温室自动控制系统，系统硬件由上位机、智能控制器和智能节点3层组成，采用RS-485总线作为层间通信网络。曹洪太等（2006）[2]提出了一种针对温室环境监测的基于WEB的数据采集和信息系统设计方案，从软、硬件的角度介绍了系统的实现方法。硬件系统通过RS-485总线与数字传感器连接，并与具有联网功能的监控计算机构成温室现场监控系统。韩慧（2012）[3]设计了一套能实时控制温室内温度、湿度以及CO2浓度等多参数的温室环境监测系统，由一台PC机与多个下位机组成主从式分布结构，采用RS-485总线通信网络进行数据传输，可实时采集各环境参数值进而进行远程控制。杨靖等（2013）[4]设计了一种基于RS-485总线和短距离无线通信方式相结合的温室环境监控系统；在每个温室内，由无线传感器网络构成一个测量单元（网关节点），各测量单位通过485总线与计算机连接。RS-485接口具有良好的抗干扰性，按其接口组成的半双工网络一般只需二根连线，长的传输距离和多站能力等优点使其成为首选的串行接口，但是RS-485总线的主从和半双工的工作方式难以实现各节点之间的数据交换，且存在效率低、实时性差等问题。
1.2CAN总线CAN总线（ControllerAreaNetwork）即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。胡真明等（2007）[5]设计了基于CAN总线的温室环境单片机测控系统，系统主要由上位机、CAN现场总线、智能测控节点组成，考虑到一般是几栋温室连成一片以及在大型温室里通常都有若干个测控点，基于CAN总线的优越特性、可以将若干个温室的测控点和具有CAN接口的PC机监控站通过CAN总线连在一起。张颖超等（2009）[6]利用CAN总线的特点和性能优势，提出基于CAN总线的温室监测系统的实施方案，采用主从方式，通过CAN总线将每一个独立的监测节点连接起来，实时采集数据传送到上位PC机进行处理；同时自定义了CAN总线通信协议，并给出数据通信流程。为了提高温室控制系统的效率、性能和智能化水平，李晓静等（2010）[7]基于CAN总线，设计了一种结构简单、实用性、可靠性相对较好的温室群控系统设计方案。张丽红等（2011）[8]基于CAN总线设计了温室节水灌溉控制系统，系统能够实现连栋温室内多小区的灌溉自动控制，可集中管理，也可独立控制。相对于RS-485总线，基于CAN总线的分布式控制系统具有以下优势：①工作于多主方式，无主从之分，数据通信实时性强；②节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，总线上其他节点的操作不受影响；③通信直接传输距离可达10km/5kbps，挂接设备数达110个；④报文为短帧格式，并具有硬件CRC校验，传输时间短，出错率极低。
2无线通信方式
与有线方式相比，无线通信网络是一种以数据为中心的自组织无线网络，具有可快速临时组网、拓扑结构可动态变化、抗毁性强、无需架设网络基础设施等优点。常用的无线通信方式有ZigBee、蓝牙、WIFI以及GSM/GPRS技术等。
2.1ZigBee技术ZigBee这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是靠飞翔和“嗡嗡”（zig）抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的无线网络技术，工作在2.4GHz的ISM频段上，符合802.15.4标准，主要用于近距离无线连接。运用这种技术将温室监测系统中的各种电子设备组成一个无线传感器网络，从而方便快捷地对温室环境参数自动监测，这将是温室环境控制的又一突破，具有重大意义。Zhou等（2007）[9]基于ZigBee技术，设计了一个温室监控系统，温室内传感器使用星形拓扑结构，而温室与管理系统之间使用网络拓扑结构。针对温室布线复杂、扩展性差、维护困难等缺点，江儒秀等（2008）[10]提出基于ZigBee无线通信技术的温室环境群控的解决方案，采用JN5121-DKl03模块设计了基于ZigBee树型网络拓扑结构的分布式温室群控系统，并介绍了整个系统的设计方法。Hwang等（2010）[11]利用无线传感器网络组建立了三层温室红辣椒管理系统，传感器、监控相机等数据采集为物理层，传感器管理、数据库服务等为中间层，WEB应用、PDA应用等为应用层。传感器包含环境传感器和生长传感器，环境传感器用于采集植物生长的环境信息，如照度、温度、湿度、风向、风速、CO2浓度、营养液EC、pH等；生长传感器用于测量叶温、茎秆直径、植株高度、体积等的变化。Park等（2011）[12]开发了基于ZigBee的温室测控系统，采集的环境参数包括作物叶片温湿度、环境温湿度和露点测控系统，所有测量数据存储于数据库服务器，并为远程用户提供查询服务。Fukatsu等（2011）[13]采用智能体（Agent）技术实现无线网络节点与Internet的连接，并开发了基于WEB的农田信息监控管理系统。陈勇等（2012）[14]提出了一种基于物联网的农业灌溉监控系统，采用ZigBee无线通信技术实现对地表下植物根部深度土壤含水率进行立体监测。应用ZigBee技术，可以通过无线传输方式实现每个节点温室环境控制器与管控计算机的组网和灵活的网络数据传输，提高了温室群控系统的可靠性和灵活性，并大幅度降低了成本。
2.2蓝牙通信技术蓝牙（Bluetooth）技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，其实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的近距无线接口，使各种设备在无线连接的情况下，能在近距离范围内实现相互通信或操作。其传输频段为全球公众通用的2.4GHzISM频段，而且不容易受到外界干扰源的影响。杜辉等（2005）[15]将蓝牙无线通信技术和现场总线技术相结合用于温室群控，环境传感器与温室现场控制器之间通信采用蓝牙技术，而温室现场控制器与中央监控计算机的通信使用CAN总线的方式，以提高系统的可靠性、抗干扰性以及灵活性；并以蓝牙芯片EricssonROK101007和CAN总线为例，阐述了基于蓝牙技术的分布式温室气候监控系统的硬件与软件设计方法。Kim等（2008）[16]利用无线传感器技术设计了一个定点精准线性移动灌溉系统，该系统采用蓝牙技术实现无线传感器网络与基站的通信,并利用GPS技术定位灌溉点。黄晓鹏等（2008）[17]设计一种基于DSP和蓝牙无线传输技术的分布式沼气加热温室控制系统，环境传感器与现场控制器的通信采用了蓝牙技术，采用的DSP处理芯片具有CAN总线功能，克服了温室内部管道和线缆布置复杂以及线缆容易老化、损坏的缺点。贾海政等（2009）[18]基于蓝牙技术设计了一套温室温度自动检控系统，测温点与执行机构(加热器、通风窗)实现无线连接，系统根据作物不同时期对温度的需求，将温度控制在适合作物生长的最适宜温度区，使作物快速、高效生长，提高经济效益。
2.3无线WIFI技术/无线局域网WLANWIFI（WirelessFidelity）网络,符合IEEE/802.11b协议，是由AP（AccessPoint）和无线网卡组成的无线网络，组网方式较为简单，主要优点是无线接入、高速传输以及传输距离远。为管理一组温室，Serodio等（2001）[19]开发了一个分布式数据采集和控制系统，并将多种技术用于数据通信。在每个温室内，底层传感器与控制器的连接采用频率为433.92MHz的无线局域网（wirelesslocalareanetwork,WLAN）。Mizunuma等（2003）[20]开发了一个可以在大田和温室使用的基于WLAN技术的作物生长监测系统，并实现了远程控制，他们认为远程控制策略可以极大提高产量和降低劳动量。马增炜等（2011）[21]设计了一套以集成了WIFI功能和ARM内核的智能温室环境控制系统，实现了通过无线网络对智能温室内温湿度、光照和CO2浓度的采集、汇总、显示和记录。Otoniel等（2012）[22]提出了一种自动监测系统,基于一个低成本WIFI技术的图像传感器，周期性的捕捉和发送农田作物的病虫害信息到远程控制站。温室监控系统充分利用现有普及的WIFI网络资源，有效地提高了无线网络的通信距离和覆盖面积，具有成本低、普及性好、兼容性强、传输带宽、传输速度快、标准化等优点。
2.4GPRS/GSM通信技术GPRS（GeneralPacketRadioService,通用分组无线服务）是一种分组数据承载业务，具有实时在线、按量计费、快捷登录、高速传输、无距离限制等优点，广泛应用在手持式仪器设备、农业物联网等领域。Mancuso等（2006）[23]在一个番茄温室中设计了一个监控系统，采用无线传感器网络对空气温度、相对湿度、土壤温度等进行测量；并开发了一个基于WEB技术的植物监控应用。当测量快速变化时，报警信息就会通过短消息服务（SMS）或GPRS方式发送到温室管理者手机中。孙忠富等（2006）[24]针对农业对象具有的多样性、多变性、以及偏僻分散等特点，提出了一种基于GPRS和WEB技术的远程数据采集和信息系统方案，将485总线与数字传感器连接，并与监控计算机构成温室现场监控系统，利用GPRS无线通信技术建立现场监控系统与互联网的连接，将实时采集信息发送到WEB数据服务器。李莉等（2009）[25]设计一种结合嵌入式技术、无线传感器网络技术的温室环境信息采集与监测的系统，系统控制终端基于ARM9和嵌入式Linux操作系统进行设计，用于温室环境数据的接收、实时显示和存储，通过GPRS方式实现与远程管理中心的通信。张西良等（2010）[26]构建了三层次无线传感器网络系统，将短距离无线传感器网络通信技术与远程GSM网络技术相结合,以实现无线传感器节点和远程管理计算机之间信息高效无线传输。Antonio等（2011）[27]提出了一个基于无线传感器网络技术的农田信息的数据采集系统，该检测系统由GPRS网络与集成检测电路构成，通过传感器和GPRS通信模块实现数据采集和传输，满足了作物信息实时获取的要求。GPRS通信方式适合远距离并且不具备有线网络的情况下的数据传输，采用包交换的优点是在有数据需要传送时才会占用频宽，而且可以以传输的数据量计价，这对用户来说是比较合理的计费方式。
3常用通信技术比较
上述6种作为温室监控系统常用的通信方式各有特点，在不同的应用场景下可以发挥各自优势，扬长避短，也可以将这6种通信方式进行组合，达到高效、远程传输的目的。常见的是适合近距离的通信方式和远距离传输的GSM/GPRS结合，刘士敏等（2013）[28]设计了针对温室大棚中温湿度、CO2浓度、光照强度和土壤温度等参数的无线实时监控系统，采用WIFI技术的无线传感器网络对环境参数进行采集，当超过预先设定的阈值时，可以通过蜂鸣器报警和GSM短信息报警。李颖慧等（2013）[29]设计了基于ZigBee的营养液电导率实时测量自组织网络，同时系统集成了GPRS模块，实现了营养液电导率与温度信息的远程传输与监控等功能。有线通信具有高可靠性、速度快、稳定等优点，但布线繁琐、成本较高。无线通信方式具有设备移动性好、不需或只需少量布线的优点，但存在易受环境影响和延迟较大的不足。从发展角度而言，WIFI网络因具有带宽较宽、传输速度快、兼容能力强、抗干扰能力强等优点[30]，将会成为设施农业温室监控系统重要的信息传输方式，也将是温室信息传输技术的重要研究方向。
4结语
本县治安视频监控系统于2008年开始构建，09年正式投入使用，它主要由三大部分组成：一是县政府牵头建设的平安城市“天眼”工程；二是公安机关内部自建的监控系统，用于对枪弹库及局机关下属各部门的重点部位进行监控（红外定像监控头）；三是社会单位自建自用的监控系统（正在建设属于第三期工程尚未投入使用），其中包括金融系统、公共娱乐场所、及厂矿企业安装的监控系统。
二、当前视频监控系统建设应用中存在的问题
1、我县“天眼”视频监控系统是一期工程建设的社会治安动态视频监控系统，共有35个视频探头，以单独立杆标准安装在县城各个重要路口及位置，该视频探头虽可360度旋转，并自动记录图像，但因建设模式采用的是“电信建设，公安租用”，所以在设备选型、配套设施等方面都存在有一定的局限性，首先目前电信采用的前端摄像机和编码器等设备型号较早，参数、性能等不能满足我县安全监控工作需要，有些监控录象机的参数、性能等在相关网站上查找不到。其次对监控点安装时没有考虑到辅助光源，造成白天图像效果尚可，夜间因光源不足或缺少光源、监控摄像头防护罩未及时清理灰尘，造成视频监控成像模糊，无法辨认，大大降低了实战效能。如所安装的35个视频探头在夜晚光源不足或缺少光源、监控摄像头防护罩未及时清理灰尘时，造成视频监控成像模糊，无法辨认。由于以上种种原因严重影响社会治安视频监控系统的实战效能，我们建设社会治安视频监控系统的目的不是为了看，现在连看都看不清的一个监控系统，更谈不上服务于实战、更深层次的应用了。
2、现有技防监控系统覆盖面虽高，但单位值班人员落实不够好。监控室内值班人员不足，无法保证夜晚值班质量，因值班人员严重不足，从而导致值班人员没有足够的时间去认真观察监控图像，不能及时发现犯罪，只能亡羊补牢。
3、对已建的技防监控系统使用及后期维护还存在一些问题。一是缺乏具有熟悉监控系统的专职人员对技防监控系统进行监控；二是日常线路的维护和保养工作没有及时得到落实，导致许多监控点出现图像不清及黑屏等问题无法及时得到解决。
4、视频功能本身不合理，虽可以360度人工旋转，但无法自动定时定角度旋转，实现全天候、全方位监控。
5、监控器的位置摆放不合理，观察不到关键位置和必经之路或摄像机易被破坏。主要体现在监控点施工不规范，安装质量大打折扣，施工中直接将摄像机安装在建筑物、路旁电杆或其它附属物上，既不安全，也不利于全方位监控，有的监控点安装时没有考虑辅助光源，造成白天图像效果尚可，夜间图像效果模糊，大大降低了实战效能。
6、多个新建住宅小区及重点部位未安装视频监控。从目前我县社会面监控系统使用情况看，视频监控系统建设虽然起步较早，但与经济快速发展、农村加快建设、动态治安控制的要求相比，与发达地区相比，建设速度仍然滞后，监控探头总量还不多、密度不大，部分重点单位、企事业机关、道路街面、公共复杂场所、居民住宅小区等还存在监控盲区，金融单位、加油站等内部监控设备安装还没有完全到位。特别是居民小区、企业事业等单位重点部位在主动落实技防措施上显得力度不够，仅靠公安机关一家“单打独斗”，导致社会面监控系统覆盖率不高，根本无法与当前日趋复杂的社会治安形势相适应。
三、对技防监控系统的建议
1、在建设过程中要注重图像存储质量、有效画面抓录、图像保存时间等，最大限度地满足实战需求
在技术层面上，要广泛应用无线传输、网络传输、移动监控、人像自动识别等高端技术，并积极协调电力部门配合支持，确保夜间监控区域光亮度达到要求，提高监控图像清晰度。在后续维护上，要建立一支设备维护队伍，在各个点确定一至二名维修人员，负责日常检查督导定期维修，以确保系统正常运转。要组织相关维修人员对监控设备的视频功能进行合理调整，使它们自动定时定角度旋转，达到全方位自动监控。对监控器的位置摆放不合理的地方，进行重新安装和调整，使关键位置和必经之路等都能得到有效防控。
2、统一规划，在建设布局上实现全覆盖
县委、县政府要结合我县实际，出台全县治安监控实施方案，限时、保质、保量完成任务。采取单位筹资、县奖励的办法解决投资经费，并严格落实奖惩制度，鼓励先进，鞭策后进，全面推进。在治安保卫重点单位、集镇街道、车站码头、公共复杂场所，治安卡口、治安复杂地区等，要突出重点，全面安装视频监控。在县道、省道要合理布建监控探头，要合理布局，并且定时抓拍。各监控系统、监控点之间要互为补充、有机衔接、联成网络，做到跟踪接力、连续拍录，不留空白和盲区，做到全面覆盖。
3、健全规章制度
进一步建立健全设备维护制度、值守人员工作制度、监控信息调阅复制制度、监控信息分析制度、业务培训制度等一整套监控系统管理工作制度，把设备运转、安全维护、服务运用、信息调阅等各个环节的工作纳入规范化管理轨道，用制度强管理，确保系统高效运转、发挥作用。对运用系统预防制止犯罪、发现重大线索证据破案或提供重要情报信息的要及时给予奖励，并坚持监控成效与奖金福利、评先评优、年度考评相结合，激发值班及维护人员的工作积极性；对因工作失职造成严重后果的，要落实责任倒查，严肃责任追究。
关键词：公路交通；自动检测；信息技术
1.概述
公路交通量调查是一项十分重要的基础工作，其调查所得的数据资料是公路规划、设计、大中修和养护管理的不可替代的第一手资料，是评估、决策公路交通发展战略和总体布局的科学依据，也是经济发展的一个重要窗口，在规划一个经济区域时，往往离不开交通资料。
我省是交通量调查和数据计算机处理在全国走得较早的省份之一。目前，我省有干线公路连续式交通量观测站15个，间隙式交通量观测站241个，县乡道间隙式交通量观测站1746个，总观测里程27677.4公里，其中，国道1779.3公里，省道5095.5公里。二十年来，公路部门为收集公路交通量资料投入了大量的人力和财力，为国民经济的发展，发挥了重要作用，特别是为公路交通网的建设，做出了重要贡献。其观测手段从原始的手工记数到机械计数器，发展到目前的自动观测仪器。
2.公路交通信息技术的第一次飞跃
我省公路交通量调查是从82年开始的，当时车流量不大，国道上日平均最多不过1300~1400辆。改革开放以来，国民经济的蓬勃发展，公路交通流量逐年快速上升，使得人工记数难以招架。有资料表明，我省的几条国道从1982年到2000年交通流量增长了7~9倍，如果当初的车流量用人工记数不会有问题，那么，上了5000~6000单个人记数就比较困难了（除了记数，还得整理每小时的合计数）。上了1万辆就得两人一个班，一天24小时分三班要6个人，注意力高度集中，工作非常辛苦。每一个连续式观测站是常年累月天天如此，由此可见投入人力财力之多。90年代中期我省引进北京有线电厂率先开发的TAM自动观测设备，并开发和完善了交通量数据处理软件，这就是我们走出困境的第一次飞跃。TAM自动观测仪器的使用和数据计算机处理，解放了烦琐、枯燥的人工劳作方式，也使得交通量数据处理真正走上计算机化。这是一种采用电磁感应原理的装置，路面下埋设探头，当汽车从探头上驶过，切割磁力线，产出感应电流，经放大后输入触发器记数并保存。它的工作过程如下：
这在当时是比较先进的设备，到目前为止，我省干线公路上的交通量观测站基本上安装了这种仪器。如今，车流量继续上升，社会对公路交通信息精确、快速和多方位应用的要求，使得我们现有的技术相形见劣。具体来说，有以下不足：
1.精度不够高，不能分车型，难以满足2个95%精度要求（数量精度和车型分类精度）
2.稳定性差（受气候影响较大）
3.路面深开挖也是一大不足，况且经常出故障经常挖
4.不能检测轴载
5.数据难以迅速汇总
综上所述，我们又一次陷入困境、面临危机，开发新的信息技术势在必行。
3.公路交通信息技术一定要有新的飞跃
发展大交通，要有大信息。笔者以为，公路交通信息的内容要更丰富，应用的范围应拓宽，手段要计算机化。公路交通信息的综合应用，除原有交通流量数据统计外，至少，应包括超限运输管理，养护管理（包括大中修），规划、预测等。就车辆数据收集来讲，目前，国内已有一些新的技术开发并趋于成熟，这是十分可喜的，使得我们开发新的信息系统在技术上完全可能。有一种压电感应设备，具有高灵敏度和精确度，稳定性也好，检测车辆的工作原理如下：
设压电板a、b，它们之间距离为s，当车前右轮触a时，打开计时器并设时间为t1，当车前左轮触b时，记下时间为t2，这时可求得车速为V=S/（t2—t1）；同理，当车后左轮触b时，记时间为t2‘，这时，可测得车辆前后轴距L=V*（t2’—t2）；对于多轴车辆或带挂车辆，可分别测得各轴与第一轴之间轴距，然后给予一一保存。由于车型的轴距是限定的，它的轴载也是有限制的，根据这些规定可编制一张信号对照表，存入处理器内部，当车轮压板时，产生电流信号，电流的大小与轴载重量成正比，与车速有关（可以通过试验测定）。记录车辆的左、右、前、后各轴的压电信号，经A/D转换和放大，并与对照表进行对比，车辆的总轴载为各轴载的总和，还可换算成标准轴载。车辆经过这样处理后可得到一张检测报告单：
这些信息保存在处理器内存，通过电缆随时可传送到中心计算机。在此技术上开发公路交通信息系统，可采用Windows操作平台，MSSQLSERVER.7.0数据库，保持历年数据便于查询、对比。其优势：
1.全自动检测，无须人员值守
2.自动分车型，自动检测轴载
3.不需路面深开挖
4.精度高、稳定性好5.数据汇总迅速
系统流程图：
数据流程图：
系统功能层次图
这个系统应当留有扩展功能的空间。
4.超限运输管理简述
与发达国家相比，我国公路和桥梁数量少，承载能力较低，国家尚缺资金进行大规摸新建和改建。近年来，汽车工业的发展和社会对公路运输需求的推动，大吨位汽车逐年增多。由于大型车以及货车超载导致的高轴载质量的破坏作用，一些地区的水泥路面破损相当严重，油路严重龟裂网裂，一些桥梁严重损坏，公路、桥梁的使用寿命大大缩短，这种现象越演越烈。运输部门由于超载所取得的经济效益远远不能补偿公路管理部门在公路、桥梁养护和改造方面多支出的费用，这种偏面追求运输效益，反而损坏了社会的总体效益，同时严重制约了经济发展。
超限运输对路面的影响主要通过轴载来反映，许多国家的公路部门，对汽车轴载质量与路面强度及使用寿命的关系，作了许多专门研究和试验，提出了著名的“四次方法则”，用公式表示K=（P/P.）
4式中：P任一轴载质量
P.标准轴载质量（100KN或60KN）
KP对路面的作用次数换算成P.对路面的作用次数，也可称为破坏系数
根据交通部2号令、《公路法》和有关对超限运输的处罚规定，自2000年4月起，在全省范围主要公路干线上设点，对超限车辆进行卸货、收取赔（补）偿费等，对情节恶劣的进行罚款处理。目前使用的是一种人工操作的称重的仪器，整个工作流程如下：
其特点：
1.干预公路正常通行较多
2.动用人员多，效率低
3.慢速称重（小于5公里/小时）
采用新的压电感应设备后，自动判定超限和测定超限数额，对于超限车辆，系统自动打开摄像机，摄入超限车辆图像并通知前方做好超限处理准备。工作流程如下：
该系统优势：
1.不干预公路车辆正常行驶
2.称重迅速、准确
3.人工介入少，效率高
5.交通流量统计简述
本功能对公路交通量的日报、月报、年报、车型分类、混合折算、高峰小时排列等等进行统计处理，内容与现在使用的软件处理报表相似，这些报表报送交通部或提供给有关部门做进一步分析研究。
6.公路养护简述
公路养护计划、经费安排的主要依据是在现有道路条件下交通流量的状况，特别是汽车轴载量，汽车流量大、吨位大的道路，要求更多的经费用于养护。
7.规划预测简述
通过对历年交通量的对比，可以得出它的增长率，以此，又可预测几年后的交通流量。它的数学模型：
xn＝x1（1＋a）n
a=n√xn/x1—1
式中：a某阶段年平均交通量增长率
xn某阶段最末年年平均日交通量（辆/d）
x1某阶段第一年年平均日交通量（辆/d）
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