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[论文摘要]3G的时代已经来临,其主要技术标准WCDMA和CDMA2000谁优谁劣自然引起了我们的关注。本文从各个方面对两个技术标准做了全面的对比研究。
一、引言
上世纪70年代末,诞生了被称为第一代蜂窝移动通信系统的双工FDMA模拟调频系统,但由于模拟系统固有的先天缺陷,在90年代初被以TDMA为基础的第二代数字蜂窝移动通信系统所取代,相对FDMA系统有诸多优点,如频谱利用率高,系统容量大、保密性好等。与此同时产生了以CDMA为基础的数字蜂窝通信系统,相比TDMA系统具有低发射功率、信道容量大、软容量、软切换、采用多种分集技术等优点。
随着网络的广泛普及,图像、话音和数据相结合的多媒体和高速率数据业务的业务量大大增加,人们对通信业务多样化的要求也与日俱增,而一代二代系统远远不能满足用户的这些需求,所以诞生了第三代移动通信技术,它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。国际上承认的3G标准有三个:CDMA2000、WCDMA以及TD-SCDMA,这里主要从各个方面做WCDMA和CDMA2000的对比研究。
二、WCDMA和CDMA2000的综合比较
由于WCDMA和CDMA2000这两种技术都是将CDMA技术用于蜂窝系统,许多的思想都是源于CDMA系统,因此WCDMA和CDMA2000有许多相试之处:从双工方式上看,WCDMA和CDMA2000属于FDD模式。WCDMA和CDMA2000都满足IMT-2000提出的技术要求,支持高速多媒体业务、分组数据和IP接入等。但它们在技术实现、规范标准化、网络演进等方面都存在较大差异。
WCDMA和CDMA2000各有优势和缺点。WCDMA技术较成熟,能同广泛使用的GSM系统兼容;相比第二代通信系统能提供更加灵活的服务;而且WCDMA能灵活处理不同速率的业务。其缺点是只能共用现有GSM系统的核心网部分,无线侧设备可以共用的很少。
CDMA2000的优势是可以和窄带CDMA的基站设备很好地兼容,能够从窄带CDMA系统平滑升级,只需增加新的信道单元,升级成本较低,核心网和大部分的无线设备都可用。容量也比IS-95A增加了两倍,手机待机时间也增加了两倍。缺点是CDMA2000系统无法和GSM系统兼容。
1.WCDMA与CDMA2000的物理层技术比较
WCDMA和CDMA2000物理层技术细节上有相似也有差异,由于考虑出发点不同,造成了不同的技术特点。WCDMA技术规范充分考虑了与第二代GSM移动通信系统的互操作性和对GSM核心网的兼容性;CDMA2000的开发策略是对以IS-95标准为蓝本的窄带CDMA的平滑升级。
(1)这两个标准的物理层技术相似点可以归纳为以下几点:
①内环均采用快速功率控制。CDMA系统是干扰受限系统,因此为了提高系统容量,应尽可能的降低系统的干扰。功率控制技术可以减少一系列的干扰,这意味着同一小区内可容纳更多的用户数,即小区的容量增加。因此CDMA系统中引入功率控制技术是非常必要的。
②系统都支持开环发射分集,信道编码采用卷积码和Turbo码。
③系统均采用软切换技术。所谓软切换是指移动台需要切换时,先与新的基站连通再与原基站切断联系,而不是先切断与原基站的联系再与新的基站连通。软切换只能在同一频率的信道间进行,因此模拟系统、TDMA系统不具有这种功能。软切换可以有效地提高切换的可靠性,大大减少切换造成的掉话。
④WCDMA工作频段:1900~2025MHz频段分配给FDD上行链路使用,2110~2170MHz频段分配给FDD下行链路使用,2110~2170MHz频段分配给TDD双工方式使用。其中WCDMA和CDMA2000利用1900~2025MHz频段(上行),2110~2170MHz(下行)。
(2)两个标准的物理层技术差异可以归纳为以下几点:
①扩频码片速率和射频带宽。WCDMA根据ITU关于5MHz信道基本带宽的划分规则,将基本码片速率定为3.84Mcps。WCDMA使用带宽和码片速率是CDMA2000-1X的3倍以上,能提供更大的多路径分集、更高的中继增益和更小的信号开销。CDMA2000分两个方案,即CDMA2000-1X和CDMA2000-3X两个阶段。CDMA2000系统可支持话音、分组数据等业务,并且可实现QoS的协商。室内最高数据速率达2Mbit/s,步行环境384kb/s,车载环境144kb/s。CDMA2000在前向和反向CDMA信道在单载波上采用码片速率1.2288Mcps的直接序列扩频,射频带宽为1.25MHz。
②支持不同的核心网标准。WCDMA要求实现与GSM网络的兼容,所以它把GSMMAP协议作为上层核心网络议;CDMA2000要求兼容窄带CDMA,因此它把ANSI-41作为自己的核心网络协议。
③WCDMA进行功率控制的速度是CDMA2000的2倍,能保证更好的信号质量,并支持多用户。
④为了使支持基于GSM的GPRS业务而部署的所有业务也支持WCDMA业务,为了完善新的数据话音网络,CDMA2000-1x需要添加额外的网元或进行功能升级。
2.WCDMA与CDMA2000网络接口的比较
3G标准的基本目标是能在车载、步行和静止各种不同环境下为多个用户分别提供最高为144kbit/s、384kbit/s和2048kbit/s的无线接入数据速率。为多个用户提供可变的无线接入数率是3G标准的核心要求。CDMA2000可分别用于900MHZ和2GHZ两个频段CDMA2000的码片速率与IS-95相同,两系统可以兼容。WCDMA的码片速率为3.84Mcps,显然WCDMA系统中低速率用户或语音用户的移动台成本会大幅上升,在CDMA2000系统中则不会如此。
WCDMA的接口标准规范、制定严谨、组织严密,而CDMA2000的接口标准严谨性有待加强。IS-95厂家设备难以互通,给运营商设备选型带来了较大问题;3G许诺的高速无线数据服务必须可以和话音一样实现无缝的漫游,这是至关重要的。多媒体信息要漫游、视频通话也要漫游,没有这些基本要素,3G就不能称其为3G。漫游涉及到的不仅仅是技术问题,更重要的是商业利益。在这方面WCDMA显然更胜一筹,它支持全球漫游,全球移动用户均有唯一标识,而CDMA2000尚不能很好做到这一点。
3.WCDMA和CDMA2000网络演进的比较
(1)WCDMA的网络演进技术
现有的GSM系统利用单一时隙可提供9.6kbit/s的数据服务。如果复用多个时隙就能升级为HSCSD(高速电路交换数据)方式;此后出现了GPRS(通用分组无线业务),首次在核心网中引入了分组交换的方式,可提供144kbit/s的数据速率。接着继续升级采用8PSK调制,这样传输速率可以上升至384kbit/s这就是EDGE;WCDMA的数据传输速率将高达2M/s。
(2)CDMA2000网络演进技术
主要的CDMA2000运营商将来自现在的窄带CDMA运营商。窄带CDMA向CDMA2000过渡的方式为IS-95AIS95BIS-95CIMT2000。IS-95A的数据传输速率为14.4kbit/s,为了提供更高的速率,1999年部分厂商开始采用IS-95B标准,理论上支持115.2kbit/s的速率。IS-95C进一步使容量加倍,最后升级为CDMA2000。
窄带CDMA系统向CDMA2000系统的演进分为空中接口、网络接口及核心网络演进等方面。
①目前窄带CDMA系统的空中接口是基于IS295A,其支持的数据速率为14.4kbit/s,由IS295A升级到IS295B,可支持64kbit/s。
②窄带CDMA网络接口的演进主要指窄带CDMA系统A接口的升级和演进。对于窄带CDMA系统,以前其A接口不是规范接口(即不是开放接口),窄带CDMA和GSM的A接口的规范相比较,GSM是先有A接口标准,然后厂家依据标准开发;窄带CDMA是厂家各自开发,然后广泛宣传,最后凭借自身影响修改标准。
③窄带CDMA的核心网在美国经过多年发展后,从IS241A到IS241B到IS241C,我国CDMA试验网和红皮书以IS241C为基础,IS241D规范在1999年底,目前IS241E规范还未正式。
三、WCDMA和CDMA2000在我国的前景
对3G标准的选择不仅要看其技术原理及成熟程度,还要结合本国国情、市场运作状况等因素进行考虑。按目前的进展来看,两种标准最后不能融合成一种,但可以共存。
在我国,GSMMAP网络已形成巨大的规模,欧洲标准的WCDMA在网络上充分考虑到与第二代的GSM的兼容性,在技术上也考虑了与GSM的双模切换兼容,向WCDMA体制的第三代系统演进,从一开始就解决了全网覆盖的问题。而且CDMA2000采用GPS系统,对GPS依赖较大;在小区站点同步方面,CDMA2000基站通过GPS实现同步,将造成室内和城市小区部署的困难,而WCDMA设计可以使用异步基站,运营者独立性强;对于电信设备制造行业,我国在GSM蜂窝移动通信方面发展成熟,而窄带CDMA系统尚未形成规模和产业。
WCDMA采用全新的CDMA多址技术,并且使用新的频段及话音编码技术等。因此GSM网络虽然可采用一些临时的替代方案提供中等速率的数据服务,却不能提供一种相对平滑的路径以过渡到WCDMA。而CDMA2000的设计是以IS-95系统的丰富经验为依据的,因此窄带CDMA向CDMA2000的演进无论从无线还是网络部分都更为平滑。在基站方面只需更新信道板,并将系统软件升级,即可将IS-95基站升级为CDMA2000基站。
由此可见,WCDMA和CDMA2000还将长时间在我国共存,鹿死谁手?尚未分晓。
参考文献:
[1]TeroOjanpera,RamjeePrasad.朱旭红译.宽带CDMA:第三代移动通信技术.北京:人民邮电出版社.
1.1计算机通信技术的定义计算机通信技术是将现代计算机技术与通信技术进行有机融合,来实现信息资源在计算机同终端设备间或者计算机同计算机间以数据形式进行传递的一种现代化通信手段。随着科技的飞速发展,社会的不断进步,计算机通信技术在人们的学习、工作与社会生活中应用得越发广泛,如今正以其对庞杂信息处理、传递和利用的便捷与高效受到更多人的青睐,在办公自动化系统、军队指挥自动化系统、信息处理系统等领域发挥着越来越重要的作用。
1.2计算机通信技术的原理计算机通信技术应用的基本原理是通过使用计算机语言二进制数中的0和1来表示高压电平的转换方式,把电信号初步转换成逻辑信号,再把所有的信息用具差异性的二进制序列予以表示,即用二进制数中0和1的比特流电压来表示信息数据,产生的脉冲电流通过通讯设备来完成数据的传输,达到通信功能。
2计算机通信中的传输控制技术研究
2.1数据传输技术MAC(介质访问控制子层协议)处于OSI七层协议数据链路层下半部分,主要负责连接与控制物理层中的物理介质。进行数据发送时,该协议可预判发送数据可能性,若能发送则在数据上附加部分控制信息,最终将数据和控制信息按照规定方式发送至物理层;进行数据接收时,协议在判断输入信息内容未发生传输错误的前提下,将原先附加的控制信息去掉,将数据发送至LLC层。MAC在传统有线局域网与当前无线局域网中均得到广泛应用,MAC层中,数据传输技术分为包含总线争用技术与令牌控制技术的主导技术和其他辅助技术,辅助技术须得配合主导技术一同使用。以下主要针对数据传输技术的代表性主导技术进行简要介绍。(1)CSMA技术。作为一种总线争用技术,CSMA(载波侦听多路访问)利用分散式的控制方法来使附接总线附近的各节点以竞争方式来获取总线使用权,任意节点无特定发送时间,节点向总线发送数据具随机性,通过侦听检测媒体空闲状态来决定是否发送数据,若总线处于忙碌状态则需延迟发送时间。该技术的优点是技术易实现、响应较及时,缺点在于数据发送效率不稳定,网络负载一旦增大,发送时间就会增长。(2)集中式轮询技术。轮询技术是实现集中式数据控制的主要方法,分为传递轮询与轮叫轮询,前者主机通过向某子站发送轮询信息来检测该子站是否无数据传输或完成数据传输,再向其临站发送轮询,以此方式依次处理所有站点,控制最终回到主机;后者主机则是按照顺序逐个询问各子站是否存在数据。(3)分散式令牌技术。实现分散式控制的方法主要是令牌技术,作为最典型的令牌技术,令牌环网的基本原理是网上各主机地位平等,只有获得令牌的主机才能发送数据。
2.2差错控制技术(1)ARQ方式。数据接收端一旦检测出差错,就会设法通知发送端对码字进行重发,直至接收到正确的码字为止。ARQ方式中使用检错码,只可检测出数据在传输过程中发生的差错,依靠双向通道把差错信息反馈给发送端,并且要求发送端设有数据缓冲区来储存已发送数据,以便对出错数据进行重发。(2)FEC方式。与ARQ方式相比,FEC方式中数据接收端不但可以检测出差错,还能对二进制码元中发生错误的位置进行判断,从而对差错加以自动、及时的纠正。该方式中使用的是纠错码,无需反向通道来传输请示重发的信息,发送端也无需设置数据缓冲区来储存原始数据,但与ARQ相比,其编码效率较低,且纠错设备较为复杂。混合纠错是将以上两种纠错方式进行综合,传输设备较为复杂,不作重点说明。
3计算机通信中的数据传输控制技术实施要点
3.1传输控制软件的功能模块松散耦合设计数据传输控制服务功能模块主要包括信道检测与优选、协议封装与解析、信息与安全处理等,各模块之间的选择和配置可根据数据传输具体需求来定。功能模块松散耦合设计突破了以往设计中存在的功能模块间相互依赖、边界不清的紧密耦合限制,增加了各功能模块的独立性、可调性,并给予了系统集成人员安装功能构建的可选择性,使功能模块更符合信息传递要求,维护人员也能准确发现问题所在,对网络传输控制服务进行有针对性的修复和优化。
3.2传输控制软件的信息传输的跨平台设计跨平台设计能使程序语言、硬件和软件设备在不同硬件架构的计算机上或不同的作业系统内实现无障碍运作。信息传输的跨平台设计主要包括信息跨平台传输与软件跨平台移植,通过网络传输控制软件来封装不同平台下的驱动机制与通信接口,进而形成统一的接口,以实现对数据传输的有效管理。
3.3多协议透明封装和解析采用多个相对立协议封装和解析模块能实现协议封装和解析功能与业务应用软件的有效分离,以多协议封装和解析来使业务软件应用更为透明,核心处理技术更为简明。这种多协议透明封装和解析的实现要以上层信息安全处理软件为基础,在交换服务中完成相应格式转换,实现传输协议在传输服务层中的封装和解析。
3.4可靠与实时传输相结合不同类型信息在传输要求的侧重上存在差异,指令类信息传输要求可靠性,态势感知类信息传输注重实时性,无线信息传输信道的特殊性对数据传输质量有较大影响,为保证传输的可靠性和实时性,可在无线信道上采用三级缓冲机制,使信息数据依次经过发送缓冲区、等待区与回执等待区,增加人工确认。
4结语
光纤传感器主要由光源、光纤与探测器3部分组成,光源发出的光耦合进光纤,经光纤进入调制区,在调治区内,外界被测参数作用于进入调区内的光信号,是其光学性质如光的强度、相位、偏振态、波长等发生变化成为被调制的信号光,再经过光纤送入光探测器而获得被测参数,光纤传感器中的光纤通常由纤芯、包层、树脂涂层和塑料护套组成,纤芯和包层具有不同的折射率,树脂涂层对光纤起保护作用,光纤按材料组成分为玻璃光纤和塑料光纤;按光纤纤芯和包层折射率的分布可分为阶跃折射率型光纤和梯度折射率光纤两种。光纤能够约束引导光波在其内部或表面附近沿轴线方向向前传播,具有感测和传输的双重功能,是一种非常重要的智能材料。
2.光纤传感器的类型及特点
光纤传感器的类型很多,按光纤传感器中光纤的作用可分为传感型和传光型两种类型。
传感型光纤传感器又称为功能型光纤传感器,主要使用单模光纤,光纤不仅起传光作用,同时又是敏感元件,它利用光纤本身的传输特性经被测物理量作用而发生变化的特点,使光波传导的属性(振幅、相位、频率、偏振)被调制。因此,这一类光纤传感器又分为光强调制型,偏振态调制型和波长调制型等几种。对于传感型光纤传感器,由于光纤本身是敏感元件,因此加长光纤的长度可以得到很高的灵敏度。
传光型光纤传感器又称非功能型光纤传感器,它是将经过被测对象所调制的光信号输入光纤后,通过在输出段进行光信号处理而进行测量的。在这类传感器中,光纤仅作为传光元件,必须附加能够对光纤所传递的光进行调治的敏感元件才能组成传感元件。
3.光纤传感器的应用
光纤传感器的应用范围很广,几乎涉及国民经济的所有重要领域和人们的日常生活,尤其可以安全有效地在恶劣环境中使用,解决了许多行业多年来一直存在的技术难题,具有很大的市场需求。主要表现在以下几个方面的应用:
(1)城市建设中桥梁、大坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力传感器的应用。光纤传感器可预埋在混凝土、碳纤维增强塑料及各种复合材料中,用于测试应力松弛、施工应力和动荷载应力从而来评估桥梁短期、施工阶段和长期营运状态的结构性能。
(2)在电力系统,需要测定温度、电流等参数,如对高压变压器和大型电机的定子、转子内的温度检测等,由于电类传感器易受强电磁场的干扰,无法在这些场合中使用,只能用光纤传感器。分布式光纤温度传感器是近几年发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的高新技术,分布式光纤温度传感系统不仅具有普通光纤传感器的优点,还具有对光纤沿线各点的温度的分布式传感能力,利用这种特点我们可以连续实时测量光纤沿线几公里内各点的温度,定位精度可达米的量级,测温精度可达1度的水平,非常适用于大范围多点测温的应用场合。
(3)在石油化工系统、矿井、大型电厂等,需要检测氧气、碳氢化合物、CO等气体,采用电类传感器不但达不到要求的精度,更严重的是会引起安全事故。因此,研究和开发高性能的光纤气敏传感器,可以安全有效地实现上述检测。
(4)在环境监测、临床医学检测、食品安全检测等方面,由于其环境复杂,影响因素多,使用其它传感器达不到所需要的精度,并且易受外界因素的干扰,采用光纤传感器可以具有很强的抗干扰能力和较高的精度,可实现对上述各领域的生物量的快速、方便、准确地检测。目前,我国水源的污染情况严重,临床检验、食品安全检测手段比较落后,光纤传感器在这些领域具有极好的市场前景。
(5)医学及生物传感器。医学临床应用光纤辐射剂量计、呼吸系统气流传感系统;圆锥形微型FOS测量氧气浓度及其他生物参数;用FOS探测氢氧化物及其他化学污染物;光纤表面细胞质粒基因组共振生物传感器;生物适应FOS系统应用于海水监测、生化技术、医药。
光纤传感器在实践中运用到的例子举不胜举,这些技术都是多学科的综合,涵盖的知识面广,象光纤陀螺,火花塞光纤传感器,光纤传感复合材料,以及利用光纤传感器对植物叶绿素的研究等等;随着科技的不断进步,越来越多的光纤传感器将面世,它将被应用到生产生活的每一个角落。
4.光纤传感器的技术发展方向
光纤传感技术经过20余年的发展也已获得长足的进步,出现了很多实用性的产品,然而实际的需要是各种各样的,光纤传感技术的现状仍然远远不能满足实际需要。目前,光纤传感器技术发展的主要方向是。
(1)传感器的实用化研究。即一种光纤传感器不仅只针对一种物理量,要能够对多种物理量进行同时测量。
(2)提高分布式传感器的空间分辨率、灵敏度,降低其成本,设计复杂的传感器网络工程。注意分布式传感器的参数,即压力、温度,特别是化学参数(碳氢化合物、一些污染物、湿度、PH值等)对光纤的影响。
(3)传感器用特殊光纤材料和器件的研究。例如:增敏和去敏光纤、荧光光纤、电极化光纤的研究等。这些将是以后传感器进一步发展的趋势。
(4)在恶劣条件下(高温、高压、化学腐蚀)低成本传感器(支架、连接、安装)的开发和应用。
(5)新传感机理的研究,开拓新型光纤传感器。
参考文献
[1]肖军,王颖.光纤传感技术的研究现状与展望[J].机械管理开发,2006,6.
[2]吴洁,薛玲玲.光纤传感器的研究进展[J].激光杂志,2007,5.
[3]吴琼,吴善波,刘勇,袁长迎.新型光纤传感器的设计及其特性研究[J].仪表技术与传感器,2007,11.
[4]李文植.光纤传感器的发展及其应用综述,科技创业月刊,2006,7.
[论文摘要]大众传播媒介是随着技术的发展而诞生的。人类社会的信息传播可以追溯到远古时期,在漫长的岁月中人们靠着表情动作来交流信息,直到15世纪才产生了技术上的真正突破——古登堡发明了印刷机。科技的进步带来大众传播事业的迅猛发展,互联网的出现给传媒业带来了新的发展契机。我国传播媒介也在大力应用传播技术,并且还面临着如何在新的形势下发展传播事业的问题。
在传播学领域,媒介分析作为一个大的研究部分,主要包括:媒介产生发展的历史,各种媒介的特点,媒介同人类社会变迁和文明发展史的关系,媒介文化等等。开媒介分析先河的英尼斯和麦克卢汉提出了如“媒介即讯息”等著名的观点,使人们逐渐认识到媒介技术及其发展的巨大作用。然而,在传播学的研究领域,传播技术与媒介作为信息传递和接受的手段、载体,并非总是研究的重点。人们的注意力主要倾注在媒介所传递的信息内容和其产生的效果上。但近些年来,信息传播新技术革命席卷全球的浪潮使我们看到技术在传播中起着不可估量的作用。从一定意义上说,只有掌握了先进的传播手段才能在激烈的竞争中立于不败。
一、传播技术的产生和发展
人类诞生之初,由于生存的需要,必须实现个体之间的交流。在漫长的时期
内,人类只能依靠原始而古老的传播方式如表情、动作等来相互了解。随着劳动和生活中传播活动的需要,人类发明了使自己彻底完成从猿到人的转变的传播工具——语言,然后又发明了使信息可以保存下来并使文化有效积累成为可能的传播工具——文字。最初的文字刻在甲骨、金器上,后来又有了绢、帛,东汉的毕昇借鉴前人的经验发明了纸。雕版印刷术,活字印刷术的发明使传播手段先进,传播内容丰富了起来。但是,这些还无法实现真正意义上的大规模的迅速的社会传播,还需要有技术上的更大突破。这种突破,于15世纪中叶拉开了序幕,其标志是金属活字印刷术和金属活字印刷机的问世。
德国人古登堡发明了世界上第一台手摇金属活字印刷机,开始了活字版印刷书籍,这说明人类在信息传递技术上的进步。到了19世纪初伦敦《泰晤士报》首先于公元1814年开始以蒸汽为动力的机器印报,使得知识与资讯得以普及,这是一项相当重要的进展。1833年,第一张廉价报纸纽约《太阳报》的诞生标志着真正的大众传播时代的到来。它采用当时最先进的滚筒印刷机,每小时印报4000份,为大量发行提供了技术保证。
在19世纪,美国人莫尔斯发明通讯电码,开始了有线电报时代。1870年出现电话,1895年意大利人马可尼发明无线电,使人类的通讯技术大幅改进。第一次世界大战后,以此技术为基础发明了民用无线电。在此同时,电影工业在欧美亦成为另一种有力的大众传媒。电视是在1924年首次问世,而英国定期播放电视则始于公元1936年。电视时至今日,仍是一般人主要吸收资讯、常识,作为休闲娱乐,或作为消磨时间打发孤寂的工具。
20世纪40年代计算机的出现为大众传播带来了一次新的机遇。数字化技术的运用,通过与通讯的巧妙结合,在加工处理信息方面改变了以往直接参与的方式,是信息处理第一次超越了人类自身而实现,真正达到了信息的传递、存储和加工处理的一体化和自动化,完成了人类历史上的最先进的传播革命,大众传播进入了数字化与网络传播的崭新时代。
电脑促进办公室自动化、产业自动化及家庭自动化;镭射科技,如磁碟机、碟片、影像传真机及文件处理系统普及;有线电视与通讯卫星结合,使电视的功能发挥更佳;资讯社会应用许多新的传播媒体,如电视、电话、电子邮件、电子报讯、电视传讯、电话影视、电子会议等等,正缔造全面电子化的环境。特别是互联网的出现,整合了多种技术,它不但能统一处理文字、声音、图形、影像等各种符号形式,而且打破了地域界限和国家界限。信息技术的应用范围已深入到社会的各个方面,正悄然改变着人们习以为常的传媒环境。
二、传播技术在我国媒介中的应用
近年来,我国的传播事业迅速发展。为顺应世界建设信息高速公路的潮流,
缩小与发达国家传媒业的差距,我国传媒业积极采用新技术,对媒介内部从业人员进行培训,改革旧有的观念,使之跟上国际步伐,成为我国传媒业的一个新趋势。
以《文汇报》为例,对我国媒介使用新技术的情况可窥见一斑。《文汇报》于1998年1月26日开始推出网络版,迅速引起了公众的兴趣,当时的数据表明,每天平均有近千人上网访问浏览。与该报印刷版相比,网络版提供了优秀的检索服务,读者只要键入自己想找的指令,很快就能得到许多相关资料。此外,对于外省市不能及时看到印刷版《文汇报》的地方,网络版更能显示出它的优势。网络的应用还能使读者的反馈瞬间传回报社,读者和报社的距离大大拉近,从而使报社更清楚的知道读者的要求,把报纸办得更有贴近性。
此外,除了报纸媒体使用新技术外,电台、电视台也在大量使用。上海人民广播电台使用电脑工作室,实现了采访、制作、编排、播出的电脑化运作。在“数字化储存、数字化传输、电子化交换”原则的指引下,该电台在其传输系统中运用光纤技术,采用一种自愈式光纤环网,将广播节目从控制中心传输到发射台,该光纤环网还可同时传送数字化节目和模拟节目。我国电视媒体正在迈进一个数字化的时代,各电视台都在加快数字化进程。中央电视台采用多种电脑技术,尤其是多媒体技术,包括非线性编辑技术、虚拟技术、三维技术和动画技术,采用机械手自动装带播出系统等,在节目的制作和播出上更加自动化和智能化。
总之,我国传媒机构使用电子技术的用途大致有以下几点:①文字处理(写稿、改稿、编辑、排版、电脑字幕等);②电脑激光照排;③扫描;④管理-信息存储与资料管理;⑤建立内部网络,进行稿件和图片的传输等;⑥三维动画;⑦非线性编辑,特技剪辑;⑧联网查询;⑨播出等。
三、新形势下我国传媒业面临的挑战和对策
首先,传统媒体报纸、广播、电视要加快数字化进程,实现信息处理的全面数字化。互联网的出现打破了传统媒体的界限,为从事跨媒体经营提供了现实的可能。在互联网上看报纸,听广播,看电视已经实现,现在需要加快发展的是广播的数字音频技术和数字电视。
其次,还须加快信息高速公路的建设进程,使信息传播数字化。媒体要抓住机遇,谋求新的发展。我国政府近年来十分强调科教兴国的发展战略,人们因而十分敏感的关注科技创新事物对其他领域发展的推动作用。所以,我们要对能够采纳最新信息传播技术持乐观态度,抓住这个难得的发展契机。
总而言之,传播技术在媒介的发展中起着巨大的作用,我们决不能忽视它。但是我们也应该看到,技术在媒介的发展中并不是惟一起作用的力量,社会制度、经济发展水平、历史文化等都会对媒介产生影响。我们在努力创新传播技术并应用它的时候,也要注意与其他方面的协调,使先进技术发挥出最大的能量,促使媒介不断向前发展。
参考文献:
[1]张咏华著,《媒介分析:传播技术神话的解读》,2002年版,复旦大学出版社
关键词:光传送网;关键技术;组网;应用
随着传送网络承载的主要客户类型由语音转向数据的变化,基于光同步数字体系(SDH)以VC-12/VC-4为带宽调度颗粒结合点到点波分复用(WDM)多波长传输的网络结构面临着严峻挑战。首先是数据业务量大导致传送带宽颗粒产生的低效适配问题,如对于路由器的千兆比以太网(GE)或10GE接口,若采用目前典型结构来传送,则需要多个VC-12/VC-4通过连续级联或虚级联的方式来映射,适配和传送效率显著降低。其次是WDM网络的维护管理问题。目前的WDM网络主要检测SDH帧结构的B1字节和J0字节等开销[1],对于信号在WDM网络传输中的性能和告警等功能检测较弱。最后是WDM网络的组网能力问题。WDM网络目前仅仅支持点到点或者环网拓扑,在光域基本没有或支持有限的组网能力。因此,针对这些需求,国际电联(ITU-T)基于光域数字处理尚不成熟的技术现状,从1998年左右开始提出了基于大颗粒带宽进行组网、调度和传送的新型技术——光传送网(OTN)的概念,同时持续对于相关标准进行了规范,截至到目前已经规范了网络结构[2]、网络接口[3]、设备功能接口[4]、管理模型[5]和抖动[6]等。OTN技术是综合了SDH和WDM优势并考虑了大颗粒传送和端到端维护等新需求而提出并实现的技术,相关规范同时涵盖了未来全光网的范畴,是光网络极有发展潜力的新型技术,将在后续的网络中逐渐引入与应用。
1光传送网的技术特征
OTN技术继承了SDH和WDM技术的诸多优势功能,同时也增加了新的技术特征。
(1)多种客户信号封装和透明传输
基于ITU-TG.709的OTN帧结构可以支持多种客户信号的映射,如SDH、异步转发模式(ATM)、以太网等。目前对于SDH和ATM可实现标准封装和透明传送,但对于以太网则支持有所差异。例如对于GE客户,OTN尚未规范具体的映射方式,各设备厂家采用不同的方式实现GE客户透传,导致客户业务无法互通,同时由于10GE接口的规范完成晚于OTN标准框架规范,OTN对于10GE的透明传送程度有所差异,目前ITU-T提出了2种标准方式和3种非标准方式[7],解决了点到点透明传送10GE的问题。
(2)大颗粒带宽复用、交叉和配置
OTN目前定义的电域的带宽颗粒为光通路数据单元(ODUk,k=1,2,3),即ODU1(2.5Gb/s)、ODU2(10Gb/s)以及ODU3(40Gb/s),光域的带宽颗粒为波长,相对于SDH的VC-12/VC-4的处理颗粒,OTN复用、交叉和配置的颗粒明显要大很多,对高带宽客户业务的适配和传送效率显著提升。
(3)强大的开销和维护管理能力
OTN提供了和SDH类似的开销管理能力,OTN光通路(OCh)层的OTN帧结构大大增强了OCh层的数字监视能力。另外OTN还提供6层嵌套串联连接监视(TCM)功能,这样使得OTN组网时,端到端和多个分段同时进行性能监视成为可能。
(4)增强了组网和保护能力
通过OTN帧结构和多维度可重构光分插复用器(ROADM)[8]的引入,大大增强了光传送网的组网能力,改变了目前WDM主要点到点提供传送带宽的现状。而采用前向纠错(FEC)技术,显著增加了光层传输的距离(如采用标准G.709的FEC编码,光信噪比(OSNR)容限可降低5dB左右,采用其他增强型FEC,光信噪比(OSNR)容限降低等多[9])。另外,OTN将提供更为灵活的基于电层和光层的业务保护功能,如基于ODUk层的光子网连接保护(SNCP)和共享环网保护、基于光层的光通道或复用段保护等,但目前共享环网技术尚未标准化。
(5)OTN支持多种设备类型
鉴于OTN技术的特点,目前OTN支持4种基本的设备类型[10],即OTN终端型设备、基于电交叉功能的OTN设备、基于光交叉功能的OTN设备和基于光电混合交叉功能的OTN设备。目前大多数厂家支持的OTN产品主要以OTN终端设备和基于光交叉功能的OTN设备为主,基于电交叉功能和光电混合交叉功能的OTN设备也有部分提供,在具体应用时可根据实际需求综合考虑选择哪种或哪几种OTN设备。
(6)OTN目前不支持小带宽粒度
由于OTN技术最初的目的主要是考虑处理2.5Gb/s以及以上带宽粒度的客户信号,因此并没有考虑低于2.5Gb/s的客户信号。随着OTN客户需求的发展变化,基于更低带宽颗粒(如1.25Gb/s量级及以下)的需求出现,ITU-T也加大研究力度,目前正在根据各成员提案讨论如何规范具体的带宽粒度规格和参数,同时研究基于多种较小带宽颗粒的通用映射规程(GMP)。
2OTN关键技术及实现
OTN技术包括很多关键技术,主要有接口技术、组网技术、保护技术、传输技术、智能控制技术和管理功能等等。
2.1接口技术
OTN的接口技术主要包括物理接口和逻辑接口两部分,其中逻辑接口是最关键的部分。对于物理接口而言,ITU-TG.959.1已规范了相应接口参数,而对于逻辑接口,ITU-TG.709规范了相应的不同电域子层面的开销字节,如光通路传送单元(OTUk)、ODUk(含光通路净荷单元(OPUk))等,以及光域的管理维护信号。其中OTUk相当于段层,ODUk相当于通道层,而ODUk又包含了可独立设置的6个串联连接监视开销。
在目前的OTN设备实现中,基于G.709的帧,电层的开销支持程度较好,一般均可实现大部分告警和性能等开销的查询与特定开销(含映射方式)的设置,而光域的维护信号由于具体实现方式未规范,目前支持程度较低。
2.2组网技术
OTN技术提供了OTN接口、ODUk交叉和波长交叉等功能,具备了在电域、光域或电域光域联合进行组网的能力,网络拓扑可为点到点、环网和网状网等。目前OTN设备典型的实现是在电域采用ODU1交叉或者光域采用波长交叉来实现,其中不同厂家当中采用电域或电域光域联合方式实现的较少,而采用光域方式实现的较多。目前电域的交叉容量较低,典型为320Gb/s量级,光域的线路方向(维度)可支持到2~8个,单方向一般支持40×10Gb/s的传送容量,后续可能出现更大容量的OTN设备。
2.3保护恢复技术
OTN在电域和光域可支持不同的保护恢复技术。电域支持基于ODUk的子网连接保护(SNCP)、环网共享保护等;光域支持光通道1+1保护(含基于子波长的1+1保护)、光通道共享保护和光复用段1+1保护等。另外基于控制平面的保护与恢复也同样适用于OTN网络。目前OTN设备的实现是电域支持SNCP和私有的环网共享保护,而光域主要支持光通道1+1保护(含基于子波长的1+1保护)、光通道共享保护等。另外,部分厂家的OTN设备在光域支持基于光通道的控制平面,也支持一定程度的保护与恢复功能。随着OTN技术的发展与逐步规模应用,以光通道和ODUk为调度颗粒基于控制平面的保护恢复技术将会逐渐完善实现和应用。2.4传输技术
大容量、长距离的传输能力是光传送网络的基本特征,任何新型的光传送网络都必然不断采用革新的传输技术提升相应的传输能力,OTN技术也不例外。OTN除了采用带外的FEC技术显著地提升了传输距离之外,而目前已采用的新型调制编码(含强度调制、相位调制、强度和相位结合调制、调制结合偏振复用等)结合色散(含色度色散和偏振模色散)光域可调补偿、电域均衡等技术显著增加了OTN网络在高速(如40Gb/s及以上)大容量配置下的组网距离。
2.5智能控制技术
OTN基于控制平面的智能控制技术包含和基于SDH的自动交换光网络(ASON)类似的要求,包括自动发现、路由要求、信令要求、链路管理要求和保护恢复技术等。基于SDH的ASON相关的协议规范一般可应用到OTN网络。与基于SDH的ASON网络的关键差异是,智能功能调度和处理的带宽可以不同,前者为VC-4,后者为ODUk和波长。
目前的OTN设备部分厂家已实现了基于波长的部分智能控制功能,相关的功能正在进一步的发展完善当中。后续更多的OTN设备将会进一步支持更多的智能控制功能,如基于ODUk颗粒等。
2.6管理功能
OTN的管理除了满足通用要求的配置、故障、性能和安全等功能之外,还需满足OTN技术的特定要求,如基于OTN的开销管理、基于ODUk/波长的调度与管理、基于波长的功率均衡与控制管理、波长的冲突管理、基于OTN的控制平面管理等等。目前的OTN网络管理系统一般都基于原有传统WDM网管系统升级,除了常规的管理功能之外,可支持OTN相应的基本管理功能。
3光传送网应用分析
随着传送网客户信号带宽需求的进一步驱动、OTN技术的逐渐发展和OTN设备功能实现程度的显著推进,OTN技术如何应用日益成为业界探讨的焦点,也即何时(什么时候)、何地(什么网络层面)、以什么方式(选择什么功能)引入OTN进行组网以及实际应用时存在哪些障碍或缺陷。因此,文章主要从OTN应用时机、OTN应用网络层面、OTN应用功能以及OTN应用关联问题等角度进行分析。3.1应用时机探讨
OTN是否可以很好地引入应用主要应从传送网客户信号的驱动、OTN技术的完善程度、OTN设备的实现程度以及网络运维人员的OTN技术认知程度等多个角度考虑。
首先,目前传送网客户信号主要为IP/以太网,而IP/以太网的高速发展导致大带宽粒度传送与调度的需求增长非常迅速,基于VC-12/VC-4的带宽颗粒的适配与调度方式显然满足不了传送网客户信号对于大颗粒带宽的传送与调度需求。其次,从OTN技术的完善程度来看,虽然目前OTN标准系列还在进一步修订和讨论(如规范ODU0和ODU4颗粒,统一基于超频方式工作的ODU1e、ODU2e容器等等),而OTN的主要标准框架和功能要求已由ITU-T几年前定稿,即使后续部分内容有所更新,但目前的规范内容至少必须要继承和兼容,因此,对于OTN技术目前可以说是基本完善。第三,对于OTN设备的实现程度来看,目前的OTN设备已经基本支持了OTN技术的主要特征,如多速率映射与透明传送、大颗粒带宽的调度与处理、OTN帧结构的开销实现与处理、OTN的组网与保护等,同时实现了对于这些OTN技术特征的管理。因此,从设备实现上而言,OTN设备已经具备了初步应用的功能特征,但具体应用时要根据多种需求综合选择OTN设备相应功能。最后,网络运维人员对于OTN技术认知过程和其他任何新技术一样,都需要一个逐渐了解、深入和掌握的过程。因此,网络运维人员初期对于OTN技术的不熟悉并不是OTN引入与应用的障碍,而应该是OTN应用时所必须要准备的前提条件之一。
因此,从传送网客户信号的驱动、OTN技术的完善程度、OTN设备的实现程度等方面来看,OTN技术的引入与应用目前应该具备了基本的条件,可在综合考虑其他非技术因素的基础上逐步引入与应用OTN技术,以增强传送网络的传送能力与效率,适应客户信号的高速、动态发展。
3.2应用层面分析
由于光传送网络的范畴较大,包括城域光传送网(含核心层、汇聚层和接入层)、干线传送网(省内干线和省级干线)等多个层面。不同网络层面的特点不同,因而是否可以引入OTN技术的结论对于不同网络层面并不完全一致。
对于城域光传送网而言,汇聚与接入层主要是承载的是汇聚型客户业务,客户信号的带宽粒度较小,基于ODUk调度的业务可能性较小,而且OTN目前暂未标准化ODU1(2.5Gb/s)以下的带宽粒度,因此,目前的OTN技术在城域汇聚与接入层引入与应用的优势并不明显。
对于城域传送核心层和干线传送网络而言,客户业务的特点主要为分布型,客户信号的带宽粒度较大,基于ODUk和波长调度的需求和优势明显,OTN技术特点应用的优势比较适宜发挥。
因此,目前OTN技术的引入与应用主要应侧重于城域核心层和干线网络。
3.3应用功能选择
OTN技术的典型应用功能目前可分为3种:OTN接口、ODUk交叉和波长交叉3种。综合考虑客户业务需求、OTN技术完善程度、OTN设备实现程度等多种因素,应在不同的网络层面应选择不同的OTN功能。
首先,在城域传送网核心层层面,由于节点调度与处理要求中等,网络规模较小但调度需求较大,目前一般可根据实际网络的典型需求选择ODUk交叉和波长交叉或者ODUk和波长混合交叉功能,同时提供对于OTN接口功能的支持;后续可根据OTN设备的实现程度选择新型功能。第二,在省内干线层面,由于节点调度与处理要求较大,网络规模较大,调度需求较大,目前一般可根据实际网络的典型需求选择波长交叉或者仅选择OTN接口功能;后续可根据OTN设备的能力的提升和客户业务需求等选择ODUk交叉、波长交叉,或者ODUk和波长混合交叉功能。第三,在省级干线层面,由于节点调度与处理要求很大,网络规模大,调度需求一般,目前一般可根据实际网络的典型需求选择OTN接口功能,特殊需求可局部选择波长交叉功能;后续可根据OTN设备的能力提升和客户业务需求等选择ODUk交叉、波长交叉,或者ODUk和波长混合交叉功能。
3.4应用关联问题
实际引入OTN技术组网时,最典型的关联问题是现有网络如何升级、现有网络与OTN怎么互通以及后续的OTN如何演进等问题。
由于现有WDM网络的彩色接口一般都提供了基于G.709的OTN接口功能,原则上可考虑直接升级或启动OTN接口功能。由于现有WDM设备的OTN接口的支持程度差异较大,而且涉及到现网运营、维护、技术的更新和成本等因素,如何升级为完全支持G.709接口的OTN设备,是个综合多种因素需要深入分析的问题,不同的场景应选择不同的解决方案。
对于互通问题,由于目前的WDM网络支持的G.709接口并不一定完善,因此,新建的OTN网络与已有WDM或者SDH网络互通时,应优先选择客户侧接口(如SDH/以太网等)进行互通,待OTN网络规模逐渐扩大以后,OTN不同子网之间可采用基于OTUk的域间接口互通,逐渐实现端到端的维护与管理。
关于OTN引入和应用后的后续技术演进,应在积累前期运维经验的基础上扩大OTN网络规模的同时,从客户业务需求、OTN技术发展和OTN设备实现程度等多方面紧密跟踪相关进展,以便适时适度地引入更多的OTN新功能,最终实现光传送网络范围内真正意义上端到端灵活的调度、维护与管理,使OTN的应用网络层面覆盖到城域传送网核心、接入与汇聚层以及干线网络。
4结束语
OTN作为新型的光传送网络技术,继承了SDH和WDM技术的诸多优势,同时拓展了新型的大颗粒调度和传送、多级的TCM等新型功能,是下一代光传送网的主流技术。从传送网客户信号的驱动、OTN技术的完善程度、OTN设备的实现程度等多个角度考虑,OTN已具备了引入与应用的基本条件,而具体的应用应着重考虑OTN应用时机、OTN应用网络层面、OTN应用功能以及OTN应用关联问题等方面。
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