时间:2023-04-01 10:06:21
导语:在石油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。
目前,全球石油资源逐渐的枯竭,影响着全球经济的发展,因此对新型技术在石油地质勘探中的应用进行研究具有重要的意义。石油地质勘探中应用新型技术能够提升国家能源的安全,促进社会的健康发展。随着社会经济的发展,传统石油地质勘探技术的不足日益显露出来,且传统的石油勘探技术在经费方面以及石油开采等方面都存在着一定的缺陷,因此对于新型技术在石油地质勘探中的应用进行探索是时展所必须的。但是新型技术的石油地质勘探是要建立在可持续发展的基础上的,只有这样,才能够保持能源有效的开采和使用,所以在石油地质勘探中应用新型技术具有重要意义。
二新型技术在石油地质勘探中的应用
1GIS技术在石油勘探中的应用
GIS技术在石油勘探中主要应用在两个方面:一个是空间数据的应用;另一个是石油勘探成果的可视化。在石油勘探的过程中,能够积累大量的图形数据以及基础数据,所以利用GIS技术进行对数据的管理与存储,可以为工作人员提供灵活、完整的资料管理的环境。在实际工作中,主要应用Oracle数据库来对石油勘探进行管理与组织。使用服务器(B/S)/浏览器的操作模式,便能够允许用户可以组合直观的HTML界面,并且允许用户开发数据库,对石油勘探所得到的数据进行访问。GIS具有较为强大的空间数据的分析能力,这主要是针对数据的处理而言,所以GIS数据库能够将石油勘探过程中所得出的不同资料进行比较,进而得到具有意义的数据。对于石油勘探成果的可视化,主要是将基于GIS可视化系统用计算机数据和图形进行结合,并通过网络技术将实际的情况图文并茂的输出,更利于决策。和一般的数字石油应用的可视化系统相比较,石油勘探的可视化系统要满足以下层次的需求,主要是面向管理层、决策层和科研层。
2测井技术
在石油地质勘探中,测井技术的发展,主要是因为计算机技术和电子技术的发展。目前,石油地质勘探工作中,利用计算机设备,能够有效地完成测井工作的数据分析、采集与处理,并能够将现有的数据转变为成像测井技术,从而提升数据的准确性和真实性,在短时间内,发送更全面的数据信息,而且通过对设备进行不同的组合,从而扩大范围,提升勘探的深度和采样的效率。除了测井技术,其中新型技术中还包括随钻测井技术、核磁共振技术、套管井技术等,这些技术都对石油地质勘探工作效率具有重要的作用。比如,在石油地质勘探中应用核磁共振技术,能够有效地提升测井效率,还能够提升测量的准确与精读,并且通过对应的测量平台,还能够减少测井过程中出现意外的发生,从而保证测井工作进行得更加顺利。核磁共振技术不仅能够缩短测井的时间,提升测量的效率,还能够保证设备的安全。在石油地质勘探中应用综合性的测井技术,对测井车、仪器以及计算机等设备和系统合理进行搭配,从而提升测井的成功率,加强测井的质量。
3虚拟现实技术
在石油勘探中的应用在石油地质勘探中应用虚拟现实技术能够提升人们对勘探目标的识别能力。此功能能够提升勘探的效率和精度,并有效地降低在勘探时出现错误的几率。在传统的勘探中,一般需要足够的实践对数据进行整理和分析,但是,在虚拟现实技术系统中,仅需要几天就可以完成数据的分析工作,能够直观地显现,使数据更容易被人们理解。这种技术还能够对储集层的三层模型进行分析,以及对其进行处理,使工作人员可以更方便快捷地使用这些数据,能够有效地减少工作人员的工作时间,从而有效地提升工作人员的工作效率,推进石油勘探的进步。应用虚拟现实技术分析数据能够使交易更加容易,并能够减少工作人员出现错误的次数,保证石油勘探工作可以正常地运行。虚拟现实技术通过对传统数据进行分析与处理,从而形成直观的三维影像,对石油勘探工作中的相关数据进行分析与展示,让工作人员有身临其境的感觉,让数据的分析过程更加顺利。
三结语
WEBIM为一类基于网页的即时通讯工具,其代表如webQQ,是对传统即时通讯服务的一种改革。网页版即使通讯产品的优势主要有以下几点:无需下载、安装客户端软件。用户不再需要经常更换通讯软件的版本而不停下载安装新的客户端,节约电脑的空间。聊天记录无论在任意电脑上都可以查看。传统的即时通讯软件一般把聊天记录保存在客户端的电脑上,用户换了电脑再使用的时候,往往就查看不到聊天记录。但是网页版的即时通讯软件是将聊天记录保存在服务器中,因此,无论在哪台电脑上使用都可以看到聊天记录。可以和社区网站无缝结合,进一步提高用户之间的交流互动。
2即时通讯技术应用方向分析
即时通讯技术作为网络技术的一个重要分支,目前在石油勘探开发领域已经得到了广泛的应用,如在本文引言中提到的石油仪器远程诊断等等。以下从即时通讯技术与石油勘探开发融合的角度出发,分析其在今后石油领域中的应用方向。
(1)远程技术支持随着即时通讯技术的发展,越来越多的油田引入即时通讯技术作为用户沟通、技术支持的重要手段。目前各大油田的技术支持手段除现场服务外主要为电话、短信、邮件,即时通讯手段主要为腾讯QQ,传统手段在即时性、直观性上有所欠缺,腾讯QQ在即时性上可胜任现有需求,但是在组织架构设置、企业用户分类管理、专业化形象建立方面有所欠缺。因此建立油田专属的即时通讯工具,丰富其远程技术支持手段将更为高效。该系统除具备基本的远程即时通讯功能外,也需具备专门的用户管理、组织架构设置调整功能。
(2)仪器远程服务对于各石油仪器制造商来说,随着石油勘探开发的不断提速,仪器维修的快速响应已经成为产品销售的重要保障。除常规的现场服务外,远程诊断与远程维修逐渐被油田用户接受和认可。石油仪器制造商可利用即时通讯技术实现各类仪器设备状态的监控,完成状态信息从钻井现场到仪修中心的实时传输。各类传感器或其他设备可提供对外的设备状态监测接口,通过即时通讯客户端可实时了解设备运行情况,在出现问题时可辅助判断症结所在。这将大大提高仪器维修效率,减少现场与仪修中心的频繁交互。
(3)远程辅助作业石油勘探开发远程化的终极目标将是实现井场的无人值守和自动化作业,这就要求各类设备操作的远程化和仪器维护的远程化。此两者的实现也可依靠远程即时通讯技术将现场的作业数据、设备信息实时传回油田基地或仪器技术支持中心,作业指令也将通过即时通讯技术实时发送到作业现场。目前来看,实现完全的勘探作业远程化从技术实现和管理手段上尚有较大差距,但即时通讯手段的加入将一定程度上实现远程辅助监控,减少现场操作人员和现场服务人员的工作量。
3即时通讯即时开发模式分析
(1)自主开发模式自主开发模式可实现底层代码控制,具有自主知识产权,但是开发难度较大,开发周期较长。即时通讯的普通文字聊天功能可以用Socket简单实现,满足几十人上百人的文字通讯,但若要商用,或者在互联网上运营,系统运行会碰到瓶颈。通过本阶段技术调研,主要存在以下较大的技术难点:复杂性互联网作为异构网络综合体,从底层物理传输介质上看具备光缆、无线、卫星等多种传输媒介,从网络结构上看多个运营商网络、多个自建网络互相交织,数据交换需跨越多种网关,解决此问题需多种技术综合应用。比如底层传输协议优化、网络地址转换协议研究、语音视频压缩算法研究、数据加密算法研究、中转服务器集群建立等。安全性在互联网上自建公网服务器在安全性上具有较高要求,需自建软硬防火墙、NAT地址转换服务器等网络设备。经济性自建公网服务器或者服务器集群成本较高,除中转服务器、数据库服务器及相关网络设备硬件成本外,也存在较高的日常运营成本。
(2)二次开发模式二次开发模式基于现有即时通讯产品对外接口完成,开发周期较短,基本功能已提供,稳定性较有保证,但是也存在一定的不确定性,主要集中在产品选择方面。开发必须基于一款成熟稳定长期的即时通讯产品,该产品必须具备较大的用户群基数,以备本项目的持续改进需要;产品二次开发接口需能够满足本项目的功能需求,服务器端、客户端均需具有对外接口;系统性能需有所保障;网络性能需适用于勘探开发现场地域分布较广的特点。基于以上对比分析,基于现有商用平台二次开发更为符合石油勘探开发领域的行业特点。例如可针对RTX、IMO或者目前一些较主流中小公司的远程即时通讯产品进行二次开发,在保证开发质量和降低研发成本的前提下,实现远程交互、远程维修、远程作业等具有油田特色的专属功能。
4结束语
在对塔设备进行故障诊断时,丫射线扫描技术的应用非常广泛。在实际的诊断过程中,在塔设备的两端防止探测器和丫射线源,同时要测出塔设备内的操作介质密度分布谱图。不管是板式塔或者是填料塔,处在不同位置的介质,密度也会存在一定的差异,对于丫射线的吸收也有差异。所以就可以通过扫描谱图来对塔设备内的操作情况进行判断。通过丫射线扫描技术能够有效的检测出塔设备内存在的一些问题,例如塔板的塌陷和失踪、填料层塌陷、泡沫严重、液泛、漏液情况严重等。丫射线扫描技术处理可以诊断塔设备存在的故障,同时也看可以在不停工、无干扰的情况下对塔设备进行监测。采用丫射线扫描石油化工生产过程中的一些关键设备,可以让生产过程保持长时间的稳定和安全,尤其是对于分离塔设备的操作,因为分离塔设备的原料波动非常严重,同时也容易出现堵塞、腐蚀和结垢,所以建立起分离塔设备的运行数据库具有非常重要的作用。通过丫射线扫描技术还能够进行有针对性的查找和跟踪,从而来掌握相关关键参数的变化情况,这样就能尽早发现潜在的问题和故障,然后采取有效的措施来解决,这样才能让设备安全和可靠的运行,停工时间就能得到有效减少。在对设备进行检修前对其进行扫描,这样就能够在既定的停工检修期前做好相关的准备工作,比如书人力、材料以及其他相关细节。如果塔设备需要经常置换,就可以在实际的运行周期中进行定期的扫描,同时对塔设备的损坏部分和操作变坏的部分进行详细记录,这样就能够对损坏的原因进行确认,从而找出相应的改进措施。
2.中子背散射线检测技术在石油化工装置中的作用
在石油化工装置中.可以用中子背散射线技术进行检测.其主要检测装置容器、管道等器壁的厚度或者是厚度的变化情况。在用中子背散射线进行检查时,需要使用慢化剂作用于中子,促进中子背散射线进行检查,这些慢化剂一般为水、酒精等含氢的物质。当中子发射的快中子与慢化剂作用形成热中子,热中子产生背散射现象,反射热中子中的一部分就被石油化工装置器壁所吸收,然后通过探测器检测出中子强度,根据反射规律得出慢化剂与探测器之间的距离。在石油化工装置中,通过中子背散射技术,主要是由于检测料位,从而检测出装置器壁液体与液体、液体与固体、液体与气体的界面,从而确定出装置中物质的高度,计算出存储物质的量等。在化工业中常采用Am一Be中子源,主要是因为其中子产出率比较活跃,能够测量较厚的装置,可是子啊进行防护时是一件困难的事情。如某化工厂存在堵塞的气液分离罐、加氢反应器,要求在不停工的情况下检测出装置中的料位。用一般方法进行测量计算存在一定的难度,因为该装置器壁后为55毫米,反应器的厚度为100毫米,工作状态下压强在107帕上。这时就采用中子产量为106/。的中子源进行某不停提工检修某化工厂对气液分离罐中的料位进行检测,用探测器检测出装置外壁中子背散射分布如图所示,从而就能准确的确定出装置中物质的料位。
3.放射性示踪技术在石油化工装置中的作用
放射性示踪技术也是现阶段石油化工装置中应用比较广泛的一种射线检测技术。丫射线扫描技术和中子背散射技术是一种密封源的放射性技术,这两种技术在对相关设备测量时只能够在外部来进行。而放射性示踪技术则能够对设备内部的介质量、频率和速率能够清楚的掌握,放射性示踪技术主要是通过在生产工艺流程中加入气体、固体或者液体放射性材料来实现的。但是现阶段在我国的石油化工企业中,放射性示踪技术还没有真正实现工业应用。放射性示踪技术可以对装置或者换热器的渗漏进行检测、测量反应物料的停留时间分布情况、测量管线、槽或者反应器的流体流量等。
4.结束语
显微CT技术在石油地质中的应用
显微CT技术扫描重建的数字岩心几乎反映了真实岩心的结构形态特性,现在被广泛用于非常规油气田研究中,用来观察储层岩石微观特性。
1储层岩石微观特征分析
显微CT扫描重建得到的二维灰度图像,利用图像二值分割法可直观描述岩石孔隙中的微观结构,如孔隙形状、尺寸、分布情况以及连通性等。显微CT重构的数字岩心可以表现为近似两相分形多孔介质[9]。且数字岩心作为岩石物理实验的补充,是一种在中观尺度研究岩石孔隙传输特性的有效手段[10,11]。显微CT扫描重建的三维立体数字图像,可计算基于CT图像序列的岩石孔径、孔隙率及其二者之间的变化规律[7]。对孔隙度参数做了定量评价后,可准确评价出该储层岩石的渗透率性能,这对预计储油量和剩余油量估计有很大的作用。显微CT扫描技术还可以随试验过程进行岩石微结构立体切片,对其中的油相、水相、固化有机相、无机矿物相进行全方位的动态监测。这种试验方法,很容易将油层改造的最佳化配方案挑选出来,获取理想的增产实施效果。
2储层流体特征分析
油、气、地下水等资源储集在多孔储层岩石中,而现有的实验技术观察微观孔隙结构是有缺陷的。显微CT技术能提供较好的分辨率,不仅能清晰识别孔隙空间中原始和残余流体的分布,也能清晰识别孔隙内部流体形态及配置关系。油、水在储层中的贮存状态决定着产出液量中油水比率的不同,现有岩心分析技术多已剔除了分析试样中的油和水,影响了分析结果的正确性。目前,油层增产改造试验基本都是在忽略有机液相存在的情况下进行的无机化学试验,对储层增产改造液的优化选配实施效果不理想。三维数字岩心分析技术可以在试验过程中对油相、水相、固化有机相、无机矿物相进行全方位的动态监测,不但方便挑选油层改造的最佳化配方案,获得理想的增产实施效果;也可实现在动态状态下观测含烃流体与储层矿物之间的反应过程,通过采用分阶段立体切片(适用于反应时间较长的试验)综合图像对比分析,确定烃类流体与储层成因的关系进而通过对痕量烃的研究建立油气与储层成岩矿物的联系,为揭示油气成藏规律奠定基础。
3实例及结果分析
本文以胜利临南油区单井-商548为例,商548井位置处在临南洼陷带沙三中亚段基山砂体发育区,沉积相纵向组合特征为以前缘相和间湾相为骨架,夹少部分滑塌相和重力流水道沉积物;自下而上,三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲相依次排列,退积序列是区内沉积物纵向叠置的基本方式;砂体内部受三角洲的间歇式活动控制,砂体分布具有多旋回的特征。对商548井相应层段样品的测试结果显示,分析样品均为碎屑岩,岩石类型以极细粒岩屑长石砂岩和细粒岩屑长石砂岩为主。碎屑以石英、长石和变质岩屑为主要成分,石英可见多期次生加大,长石蚀变程度中等,钾长石略多于斜长石,除变质岩屑外,还可见喷出岩屑,灰岩、白云岩岩屑,泥岩岩屑和方解石、白云石碎屑。碎屑分选性中偏好,镜下常见显微纹层,显示以牵引流为主要搬运方式的沉积特征。磨圆度次棱,颗粒支撑方式,颗粒间以点-线和线-凹接触关系为主,综合评价为高结构成熟度,低成份成熟度。填隙物包括碳酸盐、自生石英、粘土矿物和重晶石、石膏、黄铁矿等。将商548井所取岩心上部制成5mm圆柱进行CT扫描,以所得二维灰度图像分析该井岩石的微观特征(图2)。成像所用设备为三英精密工程中心研制的NanoVoxel-2000显微CT,成像分辨率<1μm。显微CT扫描重建的二值化灰度图像,灰度值黑的部分为孔,呈高亮白点部分为金属矿物,不同的CT值表示不同的矿物成分(图2)。依图分析可得,岩石粒度相对较细、孔隙中充填了碳酸盐岩胶结物、杂基(泥质、岩屑等)充填物及因压实作用使得原来的喉道形成的最大紧密堆积等影响了孔隙的连通性。还有石英的次生加大,石英及长石次生加大是胶结作用的一种形式,如果加大级别高,它能使孔隙变小,喉道变窄,导致储集性能下降。影响渗透率的性能。
1.1有利于培养幼儿的学习兴趣
现代教育技术能够营造一个十分轻松、优美、愉悦的教学环境,能够促进幼儿提高想象力和语言表达能力。例如,在进行语言教学的时候,传统的教育模式中,幼儿教师通常都是自己朗读课文,让幼儿跟读,这样虽然也能够起到一定的作用,但是由于幼儿教师往往难以引起所有幼儿的兴趣和注意力,使得教学效果十分有限。而通过现代教学技术,幼儿教师可以通过相应的课件,利用多媒体的形式,将课文展示给幼儿,通过动画片的形式,将文章的内容展示给幼儿观看。让幼儿轻轻松松地就能掌握整个的故事内容,并且针对课件中各种语言对白的声调、语速、神态等各方面的不同,让幼儿进行模仿和训练,可以很有效的提高幼儿的语言表达能力。这样,教师在轻松、愉悦的课堂氛围中,就能够轻松地完成教学目标。
1.2有利于培养幼儿的科技素质
在幼儿教育中,科技方面的教学是其中比较重要,同时也是比较困难的内容之一。在传统幼儿教学当中,由于这方面的知识和内容相对较为枯燥和乏味,理论和概念性的东西偏多,教学效果始终不理想。因此,一些幼儿教师对此就没有给予足够的重视,使幼儿在这方面的基础十分薄弱。而现代教育技术的应用,让幼儿教师改变了这种教学思想,他们可以利用现代教育技术,将科技教学的一些成果或实验等展示给幼儿观看,通过神奇的科学现象,引起儿童的兴趣,让幼儿能够积极主动的参与到学习当中。
1.3有利于幼儿的个性发展
古希腊伟大的哲学家柏拉图曾经提出“歌是有声的画,画是无声的歌”,他认为,音乐艺术对幼儿性格的发育和形成具有重要的影响作用。因此,幼儿园中的广播和班级中的各种录音设备、多媒体软件等,对于幼儿个性的发展和性格的形成都具有很重要的作用。幼儿教师应当分别在早操、午餐、午睡、下午的课外活动等时间段,有针对性的仔细挑选段不同的音乐来播放,通过大环境对幼儿产生潜移默化的影响。久而久之,能够收到意想不到的效果。
2对游戏活动方面的影响
2.1营造氛围
在传统幼儿教师的教学思想当中,对于游戏活动的重视程度明显不足,认为只要组织幼儿做游戏就可以,忽略了氛围的重要性。例如在进行音乐游戏时,幼儿教师往往只是给幼儿播放录音,效果十分不理想。而在现代教育技术的影响下,幼儿教师可以利用多媒体设备,将音乐、舞蹈、动作等立体、直观的展示给幼儿,让他们能够充分感受到声音、画面、动作相结合的和谐效果。运用教学课件,将音乐与画面有效的融合在一起,将以前难以描绘的情境直观的展示出来,更加有利于幼儿的理解和模仿。
2.2积累经验
在传统的幼儿教学当中,对于游戏经验的积累,条件较好的幼儿园会带领学生到一些活动场所实地进行参观了解;而对于一些条件相对较差的幼儿园,只能通过图片、文字等枯燥的、乏味的讲解和展示,让幼儿慢慢了解和掌握,效果十分的有限。而如今,幼儿教师可以通过利用现代教育技术,将这些需要进行了解和体验的场景以视频的形式拍摄下来,让幼儿在不能现场体验的情况,也能有一个相对比较直观的感受,大大缩短了幼儿教师的讲解时间和讲解难度,提高了游戏活动的效率和效果。
3对日常生活方面的影响
3.1有利于幼儿拓宽视野
在幼儿园课间休息的时候,幼儿教师可以利用现代教学技术,通过多媒体等设备,播放一些有教育意义的内容,让幼儿可以自行浏览和观看,以拓宽幼儿的视野,增加幼儿的知识面。应当注意选取一些生动、活泼、趣味性强,能够吸引幼儿的注意力,引起幼儿兴趣的内容,这样才能够取得更好的效果。
3.2方便于家长与幼儿园之间的联系
幼儿教师可以利用现代教育技术,通过网络等方式,加强与幼儿家长之间的沟通和联系。家长可以通过幼儿园的网站等渠道,了解幼儿在幼儿园中的日常学习、生活的情况,观看课堂教学的内容和过程,以对幼儿的日常表现有一个更加直观的了解和掌握。通过这种方式,家长可以在平常的生活中以适当的方式对幼儿进行鼓励和引导,促进幼儿的发展。同时也能够对幼儿教师及幼儿园提出合理化的建议和意见。幼儿教师可以通过网站交流掌握家长们的反馈信息,有针对性的进行采纳,以更新自己的教学思想,提升教学手段和教学效果,从而使幼儿教育变得更加完善和高效。
4结语
一、有机肥中的氮磷钾不能完全满足果树生长需要
当前果园施用的有机肥料90%以上为农家肥,这些肥料不仅能为果树提供全面营养,促进其生长,而且肥效长,可以增加和更新土壤有机质,促进微生物繁殖,增强土壤保水、保肥和供肥能力。但是,有基肥肥源紧缺导致其施用量有限,更重要的是,果树需要养分的平衡供给,有机肥中的养分虽然十分丰富,但氮磷钾的比例和含量还不能完全满足果树生长需求。因此,单纯施用有机肥不能同时满足果树对氮磷钾的需求,必须与化肥配合施用。
二、未经腐熟的有机肥施入后对果树有危害
1.灼伤根系。农家肥大多来源于动物粪便,富含大量的有机质。这些有机肥未腐熟时其养分状态是缓效性的,不能被果树根系直接吸收和利用,如果将其施入,在地下腐熟过程中,由于反硝化作用的加强,易产生热量造成根部灼伤(俗称“烧根”),引发根腐病。
2.营养释放与树体需肥不同步。秋季施入未经腐熟的有机肥后,由于秋冬季土壤温度低,再加上和果园土层混合,这些有机肥在地下腐熟需要较长时间。据笔者在3年前施入生粪而后几年未施有机肥的果园掘土调查,发现仍有部分生粪处在原来状态。第2年春季,地温虽然上去了,但我国北方苹果主产区春季一般雨水偏少,施入的有机肥腐熟速度仍然很慢,此时树体需要大量的营养物质来供给树体开花结果,而缓慢腐熟的有机肥所释放出的有限的有机营养根本无法满足树体的需要。同时,在腐熟过程中微生物还会消耗掉一部分果树根系土壤中原有的营养元素(如氮肥),树体往往表现营养不良。当进入第2年夏秋季后,随着雨量的增加,地温快速上升,上年未经腐熟的有机肥腐熟速度明显加快,释放出更多的可被树体吸收的有机营养物质,导致树体生长加快,大量冒条,果实着色不良,营养生长过剩,花芽分化能力差,使大量的有机营养物质白白浪费,树体营养供给失调。
3.极易招惹地下越冬的害虫。未经腐熟的有机肥由于含有大量的动物性有机质,故而成为许多果树害虫的理想越冬场所,特别容易招惹为害果树的各类金龟子(蛴螬)、桃小食心虫、尺蠖、舟形毛虫、梨花网蝽等,对来年虫害防治极为不利。
关键词:语文教学;信息技术整合;优势
中图分类号:G622.0 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2014)02-346-01
一、语文学科与信息技术整合,有利于激发学生学习兴趣。
兴趣是最好的老师。以计算机为核心的信息技术之所以得到了人们的关注,是因为它使得语文教学声情并茂、知情并重,化难为易、化繁为简,起到了化腐朽为神奇的重要作用。在同样的时间内,大地提高了语文教与学的效率,有利于学生认识能力、思维能力、想象能力和综合能力以及创新精神的培养,有利于学生学习潜力的开发。在语文教学中,只有创设一种最佳的学习情境,才能激发学生的学习热情,从而自主地参与到学习中来,达到“未成曲调先有情”的境界。
二、新的教学环境下,以学生为中心的教学模式彰显生机。
学生的学习质量,是衡量教师工作优劣的一把尺子。教师为了显示自身的价值,都在不遗余力的在教学模式、教学手段和教学方法上各显神通。他们普遍认识到,信息技术与语文学科教学的整合是改革传统模式、教学方式和教学手段的重要途径。他们将多媒体计算机的视听功能全部展现出来,以随机性、灵活性、全方位、整体化的方式,把语文信息直观形象地呈现给学生,使学生产生强烈的好奇心和求知欲,变单一感官刺激为多重感官刺机,变单方面进步为多方面进步,变单一媒体为多媒体,变孤立研究为合作研究,变信息传递为信息交流,变被动学习为主动的、探究的、基于问题的学习,变基于事实和知识的学习为批评性思考并根据信息决策。这种教学环境的转变使课堂变得多彩生动,使学生的学习富于激情。这样的学习情境怎能不触发他们的学习欲望?怎能不使他们欣喜而又乐于学习呢?
三、语文学科与信息技术的整合,利于学生自主学习和合作精神的培养。
学习和发展的主体是学生,教师工作的出发点和落脚点是为学生的发展服务。传统的教学,教师是一切的主宰,学生只能无奈而被动的参与教学过程。从教学内容、教学策略、教学方法到教学步骤,学生的主体地位,没有得到维护。而信息技术与语文学科的整合,彻底打破了这个局面。教师作为课堂教学的组织者,引导者和促进者,要做好课堂教学设计,就必须充分尊重学生的学习实际。这样,才能做到有目的、有计划地完成课堂教学任务,保证课堂教学质量,才能引导学生主动思考、主动探索和主动发现,充分发挥学生的主体积极性。使学生平等地共享学习资源,可以按照自己的基础、兴趣来选择学习内容、方法和发展目标,在开放式的学习空间里创造自主的学习天地。
扬振宁指出:“进入信息社会以来,没有人们的共同参与、相互合作,任何重大发明创造都是不可能的。在经济一体化与专业分工日趋精细的大趋势下,合作意识与合作能力已成为人们生存发展的重要品质。”一个美国心理学家提出导致失败的九大要素之首的便是不善于与人团结合作。因此,合作的重要性在当今以致于今后的作用由此可见一斑。信息技术与语文学科的整合,切实为学生养成合作意识与发展协作能力搭建了平台。使学生交流、师生交流,显示出多向性、丰富性、快捷性和交互性。有利于培养学生的合作精神,为学生的良好发展打下了初步的良好的基础。得到了学生的认可和欢迎,起到了事半功倍的效果。所以说,信息技术与语文教学的整合,意味着语文教学的一种革命,一次挑战,有利于学生知识的获取与保持,有利于知识向能力的转变。
有关“幼儿园教师计算机操作能力”的调查结果表明,仅2%的学员操作非常熟练,完全没有基础的占11%。调查还发现,多数幼儿园教师对课件认识模糊,不能把素材的获取与处理和课件制作有机结合,且对课件制作中自定义动画和超链接的认识片面,这不仅是课件制作中的技术问题,更是内容呈现的艺术问题。综合调查结果发现,幼儿园教师认同信息技术的应用能够优化教育教学活动的开展,但日常教育活动中应用信息技术的意识不强,认识上存在误区,信息技术应用能力亟待提升,具体体现在多数教师的信息获取、加工与处理能力较低,很少教师会自己制作教学课件。此外,幼儿园教师自身条件的差异性、幼儿园性质和管理的差异性、幼儿园所在地区经济和文化的差异性也会影响教师的信息技术应用能力状况。
二、培训思路
基于“国培计划(2014)”幼儿园教师的实际需要,提出制定适宜的培训目标、组织适宜的培训内容、搭建网络学习空间、构建课堂面授和网络学习相结合的培训模式等幼儿园教师信息技术应用能力培训构想。
(一)制定适宜的培训目标
当前一些培训机构将信息技能、信息能力和信息素养混同。信息技能侧重信息技术操作与应用;信息能力强调信息化资源的获取、加工与处理能力,信息化教学设计能力和信息化教学模式的应用能力;信息素养则包含信息意识、信息知识、信息能力和信息道德四个层面的内容,其范围更大,这是在较短时间内难以提升的。学前教育信息化是指在学前教育中恰当地运用信息技术,开发适宜幼儿学习的数字化教育资源,优化学前教育教学活动,培养幼儿的信息素养,促进幼儿的学习和发展的过程。其中,恰当地运用信息技术是学前教育信息化的本质特征,开发适宜幼儿学习的优质数字化资源是学前教育信息化的基础。
相对中小学系统传授和学习知识、技能,幼儿园教学活动是幼儿园教师和幼儿在《纲要》的指导下,有目的、有计划地开展健康、语言、社会、科学、艺术等领域的基础性知识和技能的教与学的活动,目的在于促进幼儿身心健康、和谐发展。幼儿园教学活动的核心是幼儿园教师对幼儿各种学习活动(教学活动、生活活动、游戏等)的组织与指导,以游戏为主要开展方式。因此,信息技术在活动开展中的应用形式与时机应具有适宜性,旨在充分调动幼儿的各种感官,激发其参与活动的兴趣,优化活动的开展。培训学习具有时间紧、任务重等特点,培训机构应结合学员自身的信息技术能力基础侧重其适宜性信息技术应用能力培养。基于此,信息技术能力培训目标可定位为:一是提高幼儿园教师应用信息技术开展教育教学活动的意识;二是掌握图片、声音、视频、动画等多媒体素材的获取与处理方法,并能熟练地应用多媒体素材创新设计与制作PPT教学课件。
(二)组织适宜的培训内容
早在1996年,全教协会(NAEYC)在《技术与3~8岁儿童》的报告中明确指出“在早期教育中适宜地利用计算机技术,能够促进儿童的认知和社会性发展;并提倡将适宜的计算机技术整合到常规的学习环境中,使之成为众多支持儿童学习的方式之一。”1999年,美国当代著名幼儿教育专家苏姗•霍兰德率先在全美开展幼儿教育技术的研究与实践工作,研究证明,3岁以后的幼儿使用计算机具有很多潜在的好处,提出“发展适宜性幼儿园教育技术”的学术思想。基于此,笔者认为幼儿园教师适宜性信息技术应用能力的构成要素应包括:获取适合幼儿园活动需要的信息资源、设计与开发适合3~6岁幼儿的信息化教学资源、采取有助于活动目标实现的信息化应用策略、搭建家园互动协作的网络平台等方面。因此,培训机构应结合幼儿园教师的信息能力基础和学习需求,并考虑幼儿园工作的实际需要,尤其是结合3~6岁幼儿的认知特点组织适宜的信息技术培训内容。
“国培计划(2014)”幼儿园教师信息技术能力培训开始,指导学员4-5人自由结成小组,推选计算机操作基础较好的学员担任小组长,协同主讲教师统计小组成员的信息技术应用基础及学习期望,以便针对性地组织培训内容。综合调查与访谈结果分析发现,大部分学员期望学习多媒体资源的获取与处理方法、多媒体课件制作。基于参训学员的信息技术应用意识淡薄、计算机基础差,确定了多媒体教学案例的观摩与评析,多媒体教学资源的获取与下载,多媒体资源的加工与处理,利用PPT设计与制作多媒体教学课件四个培训专题。将图片、音频和视频等多媒体教学资源的获取、加工与处理和多媒体课件设计与制作确定为重点培训内容。
(三)搭建网络学习空间
以服务于幼儿园教师的实际需要为指导思想,结合培训内容和目标利用好看簿(也称作“易用的图片博客”http://www.haokanbu.com)搭建班级网络学习空间。首先,教师结合个人好看簿向学员讲解其功能与基本应用,使学员对其有直观的了解,并激发自己注册好看簿的兴趣。然后,指导学员在好看簿平台注册,并自主探索好看簿的功能及基本应用(写日志、写故事、发起活动、成立小组、发送小纸条等),教师巡回进行个别指导。为便于教师和学员的交流互动、培训资源的共享及学员作品的展示与评价,教师在个人主页成立班级小组,共享小组网址,邀请学员加入班级小组,由此,完成班级网络学习空间的基本搭建。该平台的搭建与应用为实现面授培训和学员自主学习一体化创造了条件,加强了参训学员之间的互动、协作,并为培训结束后的跟踪指导提供了交流空间。同时,该学习空间的搭建也是启示学员能够将其运用到自己的实际工作中,以建立家园合作的网络空间,一是方便幼儿园和家庭的互动,二是通过班级活动及幼儿状况的,增进家庭对幼儿园的了解。
(四)构建课堂面授和网络学习相结合的培训模式
为使幼儿园教师有效掌握培训内容,主讲教师与参训学员形成“主体间”师生关系,营建师生学习共同体;及时观察幼儿园教师集中面授学习时的反应和个人操作练习情况,灵活调整培训内容和方式,构建“课堂面授和网络学习相结合”的混合培训模式,采取“问题导向—任务驱动—演练结合—个别指导—协同创作—作品与评析”的培训程序。
三、培训实施
(一)问题导向———观摩与评析优秀多媒体教学课例
学习开始,选取优秀的多媒体教学课例大班绘本《犟龟》和中班科学《三只小猪的房子》进行观摩,分析所用媒体的类型、媒体在活动中所起的作用、应用策略及教育效果,以引导幼儿园教师充分认识到应用信息技术开展教育活动的优越性,强化其应用信息技术的意识,从而激发学习的兴趣。
(二)任务驱动———搜集与获取多媒体素材
培训内容组织以中班科学活动《三只小猪的房子》为主线,带领参训教师完成教学活动设计和课件制作。首先,指导幼儿园教师通过网络资源获取课件制作所需的图片、音频、视频等多媒体素材。基于参训学员的信息技术能力基础及实际学习需要,采取演练结合的方法,重点讲解应用百度分类下载图片,酷狗下载音频素材,以及应用优酷客户端下载视频素材的方法。学员自主练习时,采取任务驱动,使其分类下载《三只小猪的房子》课件制作所需的素材,要求获取的视觉素材有三种不同材质房子的图片,水稻成长与收割、稻草垛及各种草制品图片,大树、伐木、木材及各种木质品图片,沙土、砖厂制砖、砖头及各种砖制品图片;音频素材有朗诵《三只小猪》;视频素材有童话故事《三只小猪》、收割稻草、伐木、制砖和砌砖等。
(三)演练结合———加工与处理多媒体素材
由于下载的素材不一定都符合课件制作的需求,因此,为学员布置学习任务,即对所获取的素材进行加工与处理。首先,讲解图片、音频、视频和动画的常用格式;然后,采取演练结合的方法具体演示讲解各类素材的处理软件和应用方法。考虑到大多数学员都是来自农村幼儿园,计算机基础差,因此,多媒体素材处理软件的选取以绿色小软件为主,易安装,且易学易用,适合幼儿园教师的学习特点,并能满足其实际教学需要。同时,尽可能照顾到个别学员的特殊学习需求。教学采用演练结合法,为使参训学员更清晰直观地看到操作过程,并保证学习进度的一致性,演示讲解采用教师屏幕广播的方式,讲解结束,学员进行自主练习,教师巡回个别指导。此外,教师将演示操作的主要内容进行屏幕截图,并标注需要注意的地方,制作成PPT,保存为图片,然后,上传至好看簿写故事,从而为学员课下自主练习提供帮助。素材的加工处理是制作教学课件的基础,该部分内容的讲解一方面是帮助国培学员获取教学所需的材料,另一方面是在素材处理软件的安装与应用过程中,强化国培学员的信息意识,帮助其掌握信息知识,提升信息能力,进而提高其信息素养。
(四)创新设计———整合应用素材制作多媒体教学课件
课件是用于帮助教师执行部分教学任务的计算机程序。作为一种教学媒体,具有帮助教师提高教学效果、扩大教学范围和延伸教师功能的作用。课件创作是将用户已经准备好的文本、图片、音频、视频、动画等多媒体素材,根据课件设计要求,用多媒体创作工具来组织安排,集成多媒体课件。设计是影响课件质量的关键。基于幼儿园教师的实际需要,培训选择Powerpoint2010作为课件制作软件,首先讲解幻灯片设计模板的下载与应用,然后介绍了课件设计与制作的基本法方法与流程。首先,分析学习者特征,选择课件所需的素材。引导教师认识到课件是为幼儿学习及活动的有效开展服务的,因此,课件制作前应准确、全面地分析学习者的已有经验、学习兴趣和学习需要。中班幼儿在日常生活中经常接触到塑料、木质和金属制品,但对故事中提到的稻草、砖或石头等材质了解不多,因此,本活动课件制作在素材选择及制作要点的考虑上旨在帮助幼儿认知草、木、砖三种不同的材质,知道其形态和用途,能区分出事物的不同材质并进行分类。
其次,设计活动环节,确定课件制作的结构。该环节旨在帮助参训教师了解课件设计与制作的基本流程,并通过课例的设计与制作使参训教师理解课件制作应遵循的教育性、科学性、启发性、艺术性和技术性原则。基于幼儿园教育活动特点及前面所准备的多媒体素材,课件设计与制作分为四部分:一是情境导入环节,选择性地播放视频童话故事《三只小猪》,以唤醒幼儿的先前记忆,激发其学习兴趣;二是学习新知环节,借助图片和视频材料帮助幼儿认识稻草的形态及用途,了解木材的来源与用途,认识砖的形态与用途;三是强化认知环节,结合幼儿特点选择适宜的图片(水稻、稻草、草制品、大树、木材、木制品、沙土、砖、砖制品)插入课件中,并对图片呈现方式设置适宜的自定义动画;四是活动延伸,选择性地呈现准备好的幼儿园户外环境图片,引导幼儿观察幼儿园的草制、木制和砖制物品,并指导幼儿对这些事物进行分类。
由于参训教师多是幼儿园一线教师,具有丰富的活动设计与实施经验,因此,该环节只供参考,参训教师可结合自己的想法合理确定课件制作环节。课件设计与制作过程,及时与学员互动交流,结合学员的练习情况灵活调整学习进度。为帮助学员较好地掌握多媒体课件制作的方法,结合课例具体演示讲解艺术字、超链接、自定义动画(进入、退出、强调和动作路径)、幻灯片切换等应用技巧。为确保培训的实效性,先了解小组长的掌握情况,对掌握不够好的地方及时指导,再由小组长帮助组内成员,协同教师做好个别化指导工作,以尽可能照顾到所有学员。
(五)小组协同创作———发起好看簿活动实现作品共享
为强化学员所学,充分利用课堂练习环节,鼓励每个小组自选主题,协同进行活动设计,并制作多媒体教学课件。在好看簿的班级小组发起活动,指导小组长负责将本组协作完成的作品提交到好看簿编写故事,积极参与活动,以实现作品共享,有助于大家相互评价、借鉴,进而提高课件的质量。
四、结论与展望
关键词:线电视网络同轴电缆混合网络HFC双向传输
l有线电视系统技术发展的阶段性
中国有线电视开始于二十世纪七十年代,经过二十多年的发展,从无到有,从小到大。今天,已经发展成为我国广播电视领域一支新兴产业。中国有线电视技术从自力更生、白手起家,到引进国外先进设备,系统技术水平发展很快。从VHF频段、全频道共用天线系统到750MHz、860MHz有线电视城域网系统,从同轴电缆传输到光缆、电缆、MMDS等多种传输技术的混合应用,从只传输模拟信号到模拟、数字信号的混合传输,从单向广播网到双向交互网络。同时,先进的数据传输设备、数字传输系统以及计算机技术在有线电视系统中的成功运用,中国有线电视技术的发展日益接近国际先进水平。今天已经确立了它在国家信息化结构框架“三网一平台”的基础网络地位。有线电视技术先进,有良好的社会效益和经济效益,是国家的基础设施建设项目。
我国有线电视的发展历程,总体上看,可分为三个阶段,即:小型共用天线系统、大型共用天线系统和有线电视系统。
1.1小型共用天线系统阶段(1975—1985年)
1、生长的自发性
2、经费的自筹性
3、企业的主动性
4、系统的分散性
5、节目源的局限性
1.2大型共用天线系统阶段(1985—1995年)
1.3有线电视系统阶段(1996-现在)
有线电视系统的发展阶段。充分借鉴国际上的先进技术,因地制宜地采用光纤、电缆、MMDS微波等传输技术,在省、市、县各行政区域范围内建设有线电视网。目前.正朝着大容量、数字化、双向多功能等方向发展。
经过几年的网络实践,一个以传输广播电视节目为主的A平台和一个以传输数据为主的B平台已经取得成功。既保证了千家万户收看高质量的广播电视节目,又为数据通信和各种信息的传输提供高速率、大容量、低资费、安全可靠的传输手段。
目前,我国大多数省市己开通采用数字技术的光缆干线,实现了全省、全市范围内的联网。同时,全国骨干网采用先进的数字传输技术,为开展数字、数据传输业务提供了优质的服务平台。我国有线电视进人了实现数字化、交互式高速多媒体信息网的实验阶段。
2有线电视系统性能指标及相关标准
2.1基本概念
1、有线电视Cabletelevition(CATV):用射频电缆、光缆、多路微波或其组合来传输、分配和交换声音、图像及数据信号的电视系统。
2、付费电视Pay-TV:采用加、解扰技术,用户需额外付费方可收看的电视节目。
3、双向有线电视Two-way:具有上、下行传输的有线电视系统
4、前端Beadend:在有线电视系统中,用以处理需要传输的由天线接收的各种无线信号和自办节目信号的设备。
5、分前端hubheadend:系统辅助前端,通常设置在服务区中心。其向下传输模拟和数字电视信号,同时接收源于服务区内所有用户上行传输的信号。
6、干线系统Trunkfeedersystem:在有线电视广播系统中,用于各类前端之间或前端与各分配点或各光节点之间传输信号的链路。
7、光链路opticallink:利用光纤通信技术传输声音、图像和数据信号的链路。一般由光发送机(电/光转换器)、光纤、光接收机(光/电转换器)及其它必需的光器件(如光放大器、光连接器、光分路器和光衰减器等)组成。
8、光纤同轴电缆混合网(HFqhybridfibercoaxial以光纤为干线、同轴电缆为分配网的接入网。
9、光节点fibernode:为HFC网络中完成光、电或电、光转换的节点,以光纤与前端(分前端)相连,以同轴电缆与分配网络相连。
10、下行传输通道downstreamtransmiwssionpath:HFC网络的一部分,其信号在下行方向从前端或任何其它中心节点分配到用户的网络部分。
11、上行传输通道upstreamtransmissionpath:HFC网络的一部分,其信号在上行方向从连接到网络的用户到前端或任何其它中心节点的网络部分。
12、系统输出口Systemoutlet:连通用户线和接收机引入线的接口装置。
13、双向用户端口two-waysubscriderport:用户室内的可向下传输信号和向上传输信号的双工接入端口。
2.2性能定义
1、图象载波电平:在75Q终端上调制包络峰处(同步头)的图像载波电压的有效值,以dBuv表示。
2、伴音载波电平:在75欧姆终端上无调制声音载波电压的有效值,以dBuv表示。
3、载噪比(c/N):图像载波电平有效值与规定带宽内系统噪声电平均方根值之比,用dB表示。
4、交扰调制比(CM):在系统指定点,指定载波上有用调制信号峰一峰值对交扰调制成分峰一峰值之比,用dB表示。
5、载波互调比:在系统指定点,载波电平对规定的互调产物的电平之比,用dB表示。
6、载波复合二次差拍比(C/CSO):在系统指定点,图像载波电平与在带内成簇集聚的二次差拍产物的复合电平之比,用dB表示。
7、载波复合三次差拍比(C/CTB):在系统指定点,图像载波电平与围绕在图像载波中心附近群集的复合三次差拍产物的峰值电平之比(多簇产物时应取叠加功率),用dB表示。
8、交流声调制比(HM):基准调制与峰一峰值交流声调制之比,用dB表示。
9相互隔离:在待测系统的频率范围内,任意频率上系统某个输出口与另一个输出口之间的衰减,对任何特定的设施,总是取其频率范围内所测得的最差值做为相互隔离,用dB表示。
10、色度/亮度时延差:电视信号中色度和亮度分量通过被测系统之后,它们的延时不等称为色度/亮度时延差,用m表示。
11、回波值:在规定测试条件下,测得的系统中由于反射而产生的滞后于原信号并与原信号内容相同的干扰信号的值。
12、上行汇集噪声:源自于用户端、电缆和无源传输设备引入的干扰,以及光纤和有源设备自身产生的噪声在前端或分前端汇集形成的噪声。
13、上行最大过载电平:保证链路中上行光发射机和放大器不造成严重过载失真条件下,在用户端可以注入的最大上行电平值。
14、上行通道群延时:在规定频段内不同频率信号从用户端到前端接收端产生的传输时间差。
15、上行通道传输延时:信号从最远路由用户端至双向通信设备上行射频接收端传输的总延时。
16、窄带数据频段:适应于传输窄带低速数据的信道频段
17、宽带数据频段:适应于传输宽带高速数据的信道频段
18、通道串扰抑制比:在双向系统运营时,上行信号(满负载时)对下行电视信号产生干扰导致传输技术指标劣化。下行图象载频电平与因此产生的寄生产物电平的比值。
19、上行通道的载波/汇集噪声比(C/N):用于在规定上行测量信号源电平值为标称值条件下,对上行物理通道作广义性的传输质量判别。C/N=上行信号电平(双向通信设备上行射频接收端口)一上行汇集噪声电平(双向通信设备上行射频接收端口)
20、用户端口保护隔离能力:当某用户端引入强干扰时,可能导致某信号频段(信道)停止服务。系统对其引入干扰抑制的分贝值。
21、用户电视端口噪声抑制能力:在同一用户室内,规定其用户电视端口(或电视传输物理通道)相对于该用户的双向数据端口(或数据物理通道)对上行传输公共通道具有的抑制(隔离)能力。
22、上行电平:上行信号功率(P1)与基准功率(P0)比的分贝值,即101gPl/P0。通常用dBuv表示。以在75欧姆负载电阻上产生luv电压的功率(0.0133uuW)为基准。
23、上行传输增益:在双向用户端口注入电平为A1的信号,经过上行传输通道,在前端或分前端双向通信设备上行射频接收端口处测量到的电平为A2,上行传输增益G=A2-A1以dB值表示。
2.3系统性能指标
1、下行传输系统主要技术参数要求
(1)系统输出口电平(dBuv)60-80
(2)载噪比(dB)≥43(B=5.75MHz)
(3)载波互调比(dB)
≥57(对电视频道的单频干扰)
≥54(电视频道内单频互调干扰)
(4)载波复合三次差拍比(dB)≥54
(5)载波复合二次差拍比(dB)≥54
(6)交扰调制比(dB)≥46+10Lg(N一1)(N为电视频道数)
(7)载波交流声比(%)≤3
(8)色亮度时延差(ns)100
(9)回波值(%)≤7
(10)微分增益(%)≤10
(11)微分相位(度)≤10
(12)系统输出口相互隔离度(dB)330(VHF)≥22(其它)
(13)特性阻抗75欧姆
2、上行传输通道主要技术要求:
(1)特性阻抗75欧姆
(2)频率范围(MHz)5-65(基本信道)
(3)标称上行端口输人电平(dB,V)100(设计标称值)
(4)上行传输路由增益差(dB)≤10(任意用户端口上行)
(5)上行通道频率响应(dB)≤109.4—61.8MHz)≤1.5(32MHz范围内)
(6)上行最大过载电平(dBuv)≥112(三路载波输人,当二次或三次非线性产物为-40dBc时测量)
(7)载波/汇集噪声比(dB)≥20(Ra波段)≥26(Rb、Rc波段)
(电磁环境最恶劣时间段测量,一般为18点--22点,注入上行载波电平为l00dBuv,波段划分见附表)
(8)上行通道传输延时(us)≤800
(9)回波值(%)≤10
(10)上行通道群延时(回≤30(任意3.2MHz范围内)
(11)信号交流声调制比㈤≤7
(12)用户电视端口噪声抑制能力㈣≥40
(13)通道串扰抑制比(dB)≥54
2.4相关国家标准和行业标准
1、GB/T6510-1996<电视和声音信号的电缆分配系统>
2、GY/T106-1999<有线电视广播系统技术规范>
3、GY/T121-1995<有线电视系统测量方法>
4、GY/T131-1997<有线电视网中光链路系统技术要求和测量方法>
5、GY/T132-1998<多路微波分配系统技术要求>
6、GY/T180-2001<HFC网络上行传输物理通道技术规范>
7、GY/T135-1998《有线电视系统物理发泡聚乙烯绝缘同轴电缆入网技术条件和测量方法>
8、GY/T130-1998<有线电视用光缆入网技术条件>
9、GB/T11318-1996<电视和声音信号的电缆分配系统设备与部件>
10、GB50200-1994<有线电视系统工程技术规范>
11、GBJ42-81<工业企业通信设计规范>
12、GBJ79-85<工业企业通信接地设计规范>
13、GB57-83<建筑防雷设计规范>
14、GBJl20-88<工业企业共用天线电视系统设计规范>
15、GB7393-87<声音和电视信号的电缆分配系统输出口基本尺寸》
16、SJ2708-86<声音和电视信号的电缆分配系统图形符号》
3有线电视系统的组成
有线电视系统由三部分组成:前端系统、传输系统和电缆分配系统。
3.1前端
位于信号源和传输系统之间,对传输信号进行各种技术处理的设备组合。它是系统信号处理的中枢。前端设备的性能,对整个系统的信号质量起着决定性的作用。
3.2传输系统
对于超大型或大型CATV系统而言,传输系统指远距离传输的超干线或干线。它位于前端系统和电缆分配系统之间。对于干线系统的技术要求是将前端信号传送到各个干线分配点所连接的电缆分配系统。同时必须达到载噪比和非线性失真指标要求。传输系统一般分别采用电缆、光纤或微波多路MMDS三种方式。
3.3电缆分配系统
位于传输系统和用户终端设备之间,把前端经干线系统传输的信号进行放大和分配。将信号均匀地分配给各用户,并使各用户终端得到规定的电平。同时,各用户终端之间具有良好的相互隔离作用互不干扰。对于双向有线电视系统还必须符合反向回传通道的技术要求。
4有线电视系统传输技术
4.1电缆传输技术
1,电缆传输系统的构成
电缆传输系统采用同轴电缆做传输线,构成CATV网的干线或超干线。电缆传输系统主要由同轴电缆和干线放大器间隔配置、级连构成,附属设备有过电型分支器、分配器,用于干线分路。供电器和电源插入器用于干线放大器的电缆芯线供电。
电缆传输干线示意图
2,电缆的传输特性及其补偿
(1)同轴电缆的结构:
同轴电缆由内导体、外导体和中间的绝缘介质组成。常用的有:藕芯型、封闭竹节型和物理发泡型。
(2)同轴电缆的传输特性:
A、特性阻抗:75欧姆
B、衰减特性:高频衰减大于低频衰减。细芯径电缆衰减大于粗芯径电缆衰减。衰减与电缆长度成正比。
C、温度特性:随温度的升高,电缆的衰减量增大。一般电缆的温度系数约为0.2%/度。
D、屏蔽特性:优质的电缆外导体有良好的屏蔽作用,传输信号不受外界干扰,也不会向外幅射、干扰其它信号。同轴电缆的屏蔽特性用屏蔽衰减表示,单位为dB。
E、机械特性:包括抗弯曲性能、防潮抗腐蚀性能和结构稳定性。
(3)电缆传输特性的均衡和补偿:
由于同轴电缆的衰减与电缆的长度成正比,干线要远距离传输,必须对电缆的传输特性进行补偿。干线放大器用来补偿电缆对信号电平的衰减,均衡电缆的频率特性和温度特性。干线放大器使用特性相同的放大器,各放大器的输入和输出电平值相同。采用“单位增益法”设计。
3,对远距离传输的限制
同轴电缆传输系统采用干线放大器级联的方法实现对电视信号的远距离传输,传输距离越远,需要放大器的级连N越大,系统指标下降越多。
随着区域性有线电视网络建设的发展,干线传输系统的传输距离越来越大,而放大器级联增多导致噪声、频率失真和非线性失真的积累,使得信号指标下降。而且电缆的温度特性增加了系统设备的复杂度,远距离传输时,可靠性差。系统的维护管理任务繁重,服务水平难以提高。
4.2微波多路MMDS传输技术
1,MMDS的技术特征
(1)多路微波分配系统MMDS的定义:用微波频率以一点发射,多点接收的方式把电视、声音广播及数据信号传输到各有线电视站、共用天线电视系统前端或直接到各用户的微波系统。
(2)频率范围:空间传输2500-2700MHz
接收分配111-750MHz
(3)传输方式:多路微波信号采用空间传输方式。发射与接收应在视距范围内进行。
2,MMDS传输系统的构成:由发射系统和接收系统组成,发射系统的设备包括发射机、合成器、馈缆和发射天线;接收系统的设备包括接收天线、下变频器和供电器。
3,受无线传输缺陷的局限性
MMDS传输系统属于无线传输,带有无线传输的通用缺点,如信号怕遮挡、反射出重影、易受干扰。这种方式不适用于人口稠密、高层建筑林立的大中城市。
4.3光纤传输技术
1,光纤传输技术的特征
(1)光纤传输损耗小,可实现电视信号的远距离干线传输,保证电视信号的技术指标。
CATV系统中用于干线的同轴电缆,即使很粗(例如美国MC750电缆),在750MHz的损耗,也要40dB/km左右。而采用波长1310nm的光信号,其损耗约为40dB/100km。光纤的损耗比同轴电缆降低100倍。显然,用光纤替代每隔几百米必须设置一台放大器的同轴电缆干线,可以实现跨越几十公里的直传。彻底解决了干线放大器级联造成传输信号技术指标下降的问题。
(2)光纤频带宽,可以保证多路有线电视信号均衡地传输到各光节点。
(3)光纤无中继传输距离长,且抗干扰能力强,系统可靠性高。
(4)光纤传输技术不仅仅局限于传输有线电视信号,它为开展宽带综合业务传输提供一个开放平台,是宽带综合业务网的重要组成部分。
2,光纤传输系统的构成
最基本的光纤传输系统由电光变换器(E/o)、光纤和光电变换器(O/E)组成。也称之为光链路。光纤传输系统具有很大的传输容量,在系统中实行着多工传输。
(1)空分多工:(SDM)。(上下各一光纤)
(2)时分多工:(TDM)。
(3)波分多工:(WDM)。
(4)副载波多工:(SCM)。
3,为开展宽带综合业务传输提供开放平台
光纤有线电视网不仅仅局限于有线电视业务,它可以为开展宽带综合业务传输提供一个开放的平台,是宽带综合业务网的一个重要组成部分。用光缆构成广域的包括电视业务在内的多媒体网络具有广阔的前景。
4.4光纤同轴混合网--HFC宽带接入网的拓扑结构
HFC有线电视网由光纤作干线、同轴电缆作分配网,构成光纤同轴混合网。它充分发挥了光纤和电缆所具有的优良特性,有机地结合而完成了有线电视信号的高质量传输与分配。从而构成了这一独特的光纤/同轴电缆混合网络结构。HFC是一个以前端为中心、光纤延伸到小区并以光节点为终点的光纤星形布局,同时,以一个星树型同轴电缆网络从光节点延伸覆盖用户。因而,HFC有线电视网络拓扑是一个星一树形结构。
在HFC宽带接入网中,模拟电视和数字电视、综合数据业务信号在前端或分前端进行综合,合用一台下行光发射机,将下行信号用一根光纤传输至相应的光节点。在光节点,将下行信号变换成射频信号。每个光节点通过同轴电缆,以星树形拓扑结构覆盖用户。从用户来的上行信号在光节点变换为上行光信号,通过上行光发射机和上行回传光纤传回前端或分前端。上下行信号在光传输中采用的是空分复用,在电缆传输中采用的是频分复用。
HFC网采用频分复用技术,将5-1000MHz的频段分割为上行和下行通道。5-65MHz为上行通道,87-1000MHz为下行通道。上行通道为非广播业务,主要传输包括状态监控信号、视频点播信号以及数据通信业务等。下行通道将87-550MHz为普通广播电视业务,该频段全部用于模拟电视广播时,除调频广播业务外,可安排约54个频道的模拟电视节目。550-750MHz为下行数字通信信道,用于传输数字广播电视、VOD数字视频以及数字电话下行信号和数据,上行数据一般利用5-65MHz频段,为了提高抗干扰能力,采用QPSK(或16QAM)调制。
有线电视HFC网上综合多种数字业务是依靠电缆调制解调器Cablemodem和机顶盒Set-top-Box。Cablemodem系统由置于用户端的Cablemodem(CM)和设置于前端的CMTS(电缆调制解调端接系统)组成。用户端CM的基本功能是将上行的数字信号调制成RF信号,将下行的RF信号解调为数字信号。HFC接入网的主要优势为:巨大的接入带宽,可提供各种模拟和数字业务;Cablemodem系统的下行速率高是显著的优势,提高了网络资源的利用率;同时,还具有永久在线、无须拨号的优点。
有线电视接入网络的主要业务可分为两大类,即广播电视业务和交互业务。广播电视业务包括目前的模拟电视节目的传输和正在逐步发展的数字广播、数字电视等其它广播业务。交互业务包括INTERNET接入、视频点播VOD、可视电话、会议电视、远程教育、远程医疗等。
5有线电视电缆传输网络
有线电视电缆传输网络,作为有线电视城域网的一部分,其规划设计,从规划思路、设计标准、技术指标、施工工艺规范等方面,都发生了很大变化。有线电视电缆传输网络已不再象以往那样:每个小区都自成体系,具有接收电视信号的前端、传输外线和楼内分配网络,属于封闭的、小型独立的共用天线系统。今天的电缆传输网络不需要前端,要建成双向传输宽带网络,它不但要符合达到相关的国家标准,还必须执行所在地域有线电视网的总体技术要求。
5.1双向传输的实现方式:
在HFC接入网中,为了实现信号的双向传输,同时采用了空分复用、频分复用和时分复用技术。从光节点至前端(或骨干网的分前端)的光纤传输链路中,上下行信号采用空分复用:从光节点到用户的电缆网中,上下行信号采用频分复用,数据传输采用时分复用方式,
5.2回传通道的噪声
在HFC网络中,反向通道的汇集噪声是影响双向数据传输的主要问题。由于反向噪声大,数据传输链路的C/N大大降低。因此,解决反向回传通道的噪声问题,是Ⅲc网络顺利开展双向业务的关键。
上行通道中汇集的噪声来源于多种形式。其中,影响上行信号传输的主要是信号的削波失真、网络结构噪声和侵入噪声。
(1)削波失真主要由系统中的反向回传光发射机和双向放大器等传输设备的非线性失真造成。
(2)结构噪声主要来源于系统中的有源设备的器件自身产生的基础热噪声。同时,由于放大器的级联以及各支路回传信号的汇集,造成噪声的功率叠加,形成“漏斗效应”。
(3)侵入噪声主要由外界电磁波的侵入造成。是一种随机的、不规则的射频干扰。它是HFC网络开展双向数据通信需要努力克服的技术难题。系统中的侵人噪声主要有两种,即:A窄带短波信号的干扰:B冲击脉冲干扰:主要包括雷电、电动机、发动机,以及家用电器设备产生的脉冲干扰。
5.3电缆分配网络的组成
1、传输系统
包括光节点中的正、反向RF放大模快、双向延长放大器、线路分支器、分配器、供电器、同轴电缆等。光节点中的正向光接收机将下行光信号转换成电信号后,经置于光节点内的RF宽带放大器放大至较高电平,再由延长线上的延长放大器、同轴电缆和线路分支、分配器,将信号下行信号分路传送给各分配系统。来自分配,系统的反向回传上行信号,从分配放大器的输入端口沿着正向传输的途径进行反向回转,经同轴电缆、线路分支器、分配器、延长放大器,进入光节点,送人回传激光器。
2、分配系统
包括双向分配放大器(即楼头放大器),分支器分配器,双向用户终端和同轴电缆等。
延长线路将下行信号传送到各分配放大器的输入端。分配放大器将信号放大至所需电平后,经过同轴电缆、分配器、分支器,传送给每个用户终端。来自用户的反向回传上行信号,从用户应用设备的回传发射机,通过用户电缆回送人用户终端,经过分支器、分配器和同轴电缆,送到分配放大器的输出端,经分配放大器放大到合适的电平,从分配放大器的输入端送入传输系统。
5.4电缆分配网络的规划与设计
由于住宅小区的网络规划受土建规划的制约,各种形式风格住宅小区的土建设计千差万别,建筑物大小、高低、形状各异。特别是各小区内建筑群体布局各不相同。因此,住宅小区的网络规划也不可能有统一的模式,只能因地制宜。
1光节点的位置
光节点应设置在服务区的中心建筑物内,以达到尽量减少延长线电缆传输的最远距离,并减少延长放大器的级联的目的。进而降低传输信号的噪声和非线性失真。
2光节点服务区的划分
应按照各建筑物内的用户数量,将相近的建筑物组成500左右的服务区。由于不同结构的建筑物中的用户数量差别较大,因此不宜按照建筑物数量划分服务区。
3、器材选用
(1)同轴电缆的选用
系统内所有电缆均选用物理发泡电缆。延长线的电缆,应选用外导体为铝管结构的一12电缆。所有外线电缆均采用稳定的聚乙烯外护套。
(2)延长放大器
由于光接点服务区都不太大,采用手动增益控制放大器(MGC)能够满足使用要求。延长放大器按使用的模块不同,有推挽放大器和功率倍增放大器延长放大器一般应选用双模块功率倍增放大器。
4、双向放大器上下行通道结构
双向放大器总体上由正向放大通道、反向放大通道、分波器、混合器、稳压电源组成。
正向放大通道由前置衰减器和均衡器、一级放大模块、级间衰减器和均衡器、二级放大模块组成。
反向放大通道由反向放大模块、衰减器和均衡器组成。
5、设计计算公式
(1)放大器输出信号的载噪比与噪声系数的关系:
C/N=Si-NF-2.4
式中:Si为放大器输入电平
NF为放大器的噪声系数
(2)放大器级联后的载噪比(各级放大器工作状态相同)
(C/N)n=(C/N)1-10Lgn式中:n为级联数
(3)放大器的C/CTB取决于放大器的输出
电平,输出电平增加ldB时,C/CTB下降2dB。
(4)放大器级联后的C/CTB(各级放大器工作状态相同)
(C/CTB)n=(C/CTB)1-20Lgn
式中:n为级联数
5.5用户分配网络
1住宅建筑(楼房)用户分配网的组成作为住宅小区网中的分配系统,主要包括用户分配放大器(即楼头放大器)、同轴电缆、分支分配器、用户终端。
2用户分配网使用的设备
(1)双向用户分配放大器
采用双模块功率倍增型或双模块推挽型。
(2)分配器和分支器
分配器和分支器都是无源网络设备,其主要功能为既对下行信号进行功率分配,对上行信号进行汇集。
分配器是将下行信号均匀分成几路,在下行通道中起分路作用。常用的有二分配器(分两路)、三分配器(分三路)、四分配器(分四路)、六分配器(分六路)。
分支器是将下行信号不均匀分成几路,输出信号有主路输出和分支输出。主路输出衰减小,可持续进行再分配。分支输出有一系列的衰减量,供信号分配时选用。同时,将主路输出端和分支输出端的反向回传信号进行汇集。常用的有一分支器、二分支器、三分支器、四分支器、六分支器。
分配器的主要性能指标
A、分配衰减:指分配器的输人端的输入电平与输出端的输出电平的差值。分路越多的分配器,分配衰减越大。
B、相互隔离:指分配器的各输出端之间的隔离度。相互隔离表征了分配器各输出端相互影响的程度。相互隔离数值越大,相互影响越小。
C、端口阻抗与反射损耗
有线电视系统中的所有设备均采用75欧姆端口阻抗。反射损耗是表征各种设备的端口阻抗匹配的程度。反射损耗的数值越大,表示阻抗匹配越好。
分支器的主要性能指标
A、分支衰减:是指分支器的输入端输入电平与分支输出端输出电平的差值。
B、反向隔离:是指分支器的分支输出端与主输出端之间的隔离度。反向隔离表征了分支器的分支输出端与主输出端之间相互影响的程度。反向隔离越大,相互影响越小。
C、插入损耗:是指分支器输入端的输人电平与主输出端输出电平的差值。分支器的分支衰减越小,其插入损耗越大。
D、端口阻抗与反射损耗:同分配器。