通讯网络技术精品(七篇)

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关键词：PLC网络；电力线通信

1 PLC网络概述

随着Internet应用的迅速普及，登录上网的用户数急剧增加。在网络干线基础设施相对完善的情况下，连接千家万户的接入网络成为制约网络用户增长的主要障碍。新增或扩充计算机接入网络，人们通常都是敷设新的有线信道，如光纤、双绞线等。研究表明接入网的费用要占网络总投资的50%以上[Halid2001C]，因为新增线路不仅造价较高，而且对于已经使用的建筑物会造成一定程度的损坏。虽然利用无线或红外通信不会对建筑物造成破坏，但这类通信容易受天气原因、建筑物遮挡以及其它各种干扰等因素的影响，因而也不是一种理想的选择。能不能找到一种省钱、实用、方便的通信介质？近年来，利用低压电力线介质建立计算机局域网及接入网络已经成为国际上IT领域的热门研究内容[1]。

利用电力线介质传递信息分为中高压电力线载波通信和低压PLC计算机网络两个基本类别。中高压电力线载波通信指利用35kV以上高压电力线以载波方式传递信息，其主要特点是通讯速率低、传输距离远、采用点对点通信方式；低压PLC计算机网络指利用220V/380V的用户电力线为传输介质，在末端变压器和用户住宅之间或住宅内建立计算机局域网及接入网络，其特点是通讯速率高、传输距离近、采用网络化通信方式。中高压电力线载波通信并不是一种新出现的技术，它已经有近百年的发展历史[2]。长期以来，电力部门利用该技术在中高压（35kV以上）输电线路上通过电力线载波机传递远动信息、调度电话语音信息等，传输速率一般为300―600bps，载波频率为9-490kHz。本文主要讨论利用低压电力线介质建立计算机局域网及接入网络的相关技术（以下简称PLC网络）[3]。

2 PLC网络技术的发展及其现状

传统的电力线通信技术主要包括InteUon CEBus、Echelon Lon Works及AdaptiveNetworks等，下面简要介绍以上技术及其优缺点[4]。

2.1 Intellon CEBus技术

Intellon是一个生产符合消费电子总线CEBus（ConsumerElectronicsBus）标准产品的私有公司，CEBus标准是一个为在电力线和其它媒介上通信分别提供物理层规范的开放标准。Intellon技术面向住宅网络提供控制能力，包括两个基本单元――一个使用扩频技术的收发器和一个完成协议的微控制器。采用扩频技术，收发器以大约10kbps的速率传输数据包，每个数据包包含必需的发送地址和接收地址。CEBus协议使用对等通信模式，网络上的任何节点可以在任何时间访问介质。为了避免数据冲突，其使用载波侦听多路访问/冲突检测和解决CSMA/CDCR（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detectand Resolution）协议，该协议是在载波侦听多路访问/冲突检测CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect）的基础上加入解决冲突功能的结果。这种介质访问控制协议要求一个网络节点等待线路上没有其它数据包传送时才能发送数据包。CEBus包括一种公共应用语言CAL（Common Application Language），允许设备之间使用一种公共的语法和词汇彼此传递命令和状态请求。CAL定义了一系列叫做“环境”的电子设备功能子单元，例如电视机、立体声音响、CD播放器或盒式磁带。录像机的音量控制就是一种CAL环境。每种环境还可进一步细分为代表不同环境控制功能的“对象”，例如音量、低音、高音或静音功能。最后，对象被定义为一套规定对象功能操作的实例变量，例如音量对象的隐含或当前设定值。通过应用CAL规范，Intellon确信他们的芯片可以同其它CAL兼容设备通信。

2.2 Echelon Lon Works技术

像Intellon一样，Echelon规定了一种对等通信协议来完成CSMA技术。Echelon提供一种基于扩频技术的10kbps电力线芯片，还提供一种经过改进的、专有的、嵌入其神经元芯片中的MAC协议来服务于对等网络层。目前有两个版本的神经元芯片，都包含三个8位处理器、10k字节RAM和10k字节ROM。Echelon的专有协议策略最近有所变化，开放了其神经元协议，以允许同第三方的电力线收发器接口。由于Echelon芯片设计的巨大开销和MAC层能力，使得其对住宅用户解决方案来说价格较贵。因此Echelon技术应用被限制在工业/商业解决方案，而不是住宅应用。实际上，商业建筑自动化系统独占Echelon收入的30%，另外的30%来自面向工业的控制。

2.3 Adaptive Networks技术

像ntellon和Echelon一样，Adaptive也提供基于扩频技术的电力线芯片组，但其提供低速和高速两套芯片组，速率分别为19.2kbps和100kbps。与Intellon和Echelon使用的对等CSMA/CDCR模式相对应，Adaptive使用一种混合的令牌介质访问模式。混合令牌模式允许网络节点在轻负荷环境下使不必要的令牌传递减到最小，而在重负荷情况下保持令牌的可靠性。虽然Adaptive技术提供比Intellon和Echelon更快的传输速率，但对一些高带宽的应用来说它还略显不够，例如文件共享、打印共享、数字话音和图像传输。

2.4 现有的PLC技术的比较

表1.1列出了以上各现有PLC网络技术在速率、接入数量、通信方式和MAC层协议方面的比较情况。

3 现有高速PLC网络技术浅析

目前国际上关于高速PLC网络技术主要有两种模式。其一是以美国为代表的住宅连网模式。这种模式只提供住宅内部连网，户外访问使用其它的通信方式。美国推荐这种模式是因为其ADSL技术和产品已经比较成熟和普及。支持该模式的国际组织是HomePlug，目前该组织已制定了有关的技术规范（Specification1.0），用于规范PLC网络的调制方式、压缩编码方式、使用频带、发送功率、MAC协议等相关技术细节，以增强各厂商产品的兼容性。目前室内PLC网络较高速率的产品有Intellon公司的PowerPacket，速率达到14Mbps，1TRAN公司的产品速率达12Mbps。这两种产品目前均处于实验室阶段。另一种模式是面向欧洲和亚太市场，提供自配电变压器到用户住宅的PLC网络全面解决方案，包括“最后一公里”和住宅内的各类信息设施连网。该模式的国际组织是国际电力线通信论坛（IPCF，International Powerline cornlrlunicationForum）。由于室外产品和室内产品的环境差异，在技术上实现起来比较困难，因此目前能够提供该方案的系统产品很少，大都处于实验室阶段。

3.1 高速PLC原理简介

低压配电网在物理上呈树状总线结构，因此目前国际上大部分PLC研究实体将PLC网络构建为总线型结构的以太网。其介质访问控制主要以CSMA/CD方式工作，或使用令牌环（Token Ring）方式。但这些都是应用现有技术，是研究实体为尽快生产出产品而采取的权宜措施，它并不是适合PLC网络流量特性的最佳访问结构。因此，设计高速PLC网络上具有高性能的MAC层协议以及MAC的性能分析是高速PLC领域中的重要课题[5]。

由图可知，高速PLC网络由两部分组成：室内部分包括所有可能通过电力线连网的信息产品，如计算机、传真机、数字电视机等数字家电产品；室外部分包括跨接电表的设施，以及各住户通过“最后一公里”组建的网络。变压器是高速PLC网络的外部“网关”。电能通过变压器从高压侧送到居民用户，而PLC计算机网络则通过安装在变电站的网关实现与Internet连网。信息产品使用PLC调制解调器连接到PLC介质，PLC调制解调器主要由接口、调制解调和耦合等三部分组成。接V1部分是指电力线调制解调器同用户设备间的双向数据传输的接口，这些接口包括同智能设备之间的RS一232接口、同计算机之间的RJ.45以太网接口或USB接口、同模拟电话之间的RJ一11接口；调制解调部分由数字信号处理单元和相应的电路组成。数字信号处理单元负责同用户设备间的双向通信、实现MAC层协议，并将来自用户的数据进行编码、调制后进行数模转换、放大、滤波后送往耦合单元，或将来自耦合单元经滤波、放大、模数转换后的信号进行解调、解码后送往用户设备；耦合单元是电力线同调制解调部分的结合设备，它将调制好的高频模拟信号送入电力线进行传输，或在电力线上提取出高频信号以便进行解调[6]。

3.2 PLC网络技术的优势

PLC网络利用四通八达、遍布城乡，并与用户直接相连的220W380V低压电力线高速传输信息。因其免除布线、覆盖范围广、连接方便的显著特点，PLC网络被认为是提供“最后一公里”解决方案最具竞争力的技术之一。目前国外PLC网络的通信速率已经达到12Mbps，预计2003年将达到45Mbps，这种速率足以传输各种多媒体信息。与常规通信介质网络相比较，PLC网络具有一个独特的优势：即充分利用现有的低压电力线基础设施，无需任何布线，是一种“无线”技术手段，节约有线资源，无需挖沟和穿墙打洞，避免了对建筑物的损坏，节省资金、人力、时间；

与常规通信介质网络一样，PLC网络还具有以下明显的优势[7]：

1）低速的PLC网络是家居自动化的有效手段。通过遍布住宅内的电源插座，可对智能家用电器连网，并通过网关与外部连接。住宅主人在家可以享受数字化住宅设施的舒适和便利，在外可以通过互连网络及时了解和设定住宅内设施；

2）高速的PLC网络可以为人们提供Internet接入服务，并且可以享受居家视听一体化的服务。通过电力线实现网络浏览、网上购物、视频点播以及可视电话等将不再是遥远的梦想；

3）利用PLC的永久连接在线，可构建住宅楼宇自动化系统，如防火、防盗防有毒气体泄漏的保安监控系统让上班族倍感放心，医疗急救系统让住有老人、儿童或病人的家庭心里踏实。

以上插述的PLC网络的技术优势和美好前景，有些已经在国外成为现实，而其它甚至更好的未来正在探求之中。可以预测，PLC网络这一新技术对促进经济发展必将带来新的机遇。尤其对于中国这样的发展中国家，经济实力不够强大，要赶超发达国家的信息化水平，需要投入巨大的资金，而PLC网络提供了另一种可能的技术手段，这种技术手段可以帮助我们以较少的投入加快国家信息化的进程，我们没有理由不尽快研究适合中国电力网环境的PLC网络技术。

3.3 目前PLC网络技术存在的主要技术问题

PLC网络的关键技术难点集中在物理层和MAC子层，面临的主要问题和关键技术有[8]：

1）线路阻抗匹配问题。常规专用通信介质有比较固定的负载连接，而电力线介质不象其它专用通信介质那样，连接在电力线上的任何动力负荷都会影响电力线的阻抗。由于用电负荷接入和断开具有随机性，例如开关任何一盏电灯都可能引起线路负载变化。因此，收、发信机的输出阻抗和输入阻抗很难和线路的阻抗匹配。自适应均衡技术目前被认为是改善这个问题的关键技术之一，它可以动态诊断信道状态和动态设置信道参数，从而尽可能匹配阻抗。

2）多径反射问题。低压配电网络具有很复杂的树型结构，连接在电力线上的收发信机因位置不同，会产生多路径的信号反射，这种反射会引起传输信号的选择性衰减和码间串扰。OFDM调制技术是目前PLC网络的一项关键技术，它特别适用于像电力线这种具有频率选择性失真的信道。

3）频谱范围很宽的噪声问题。电力线的根本用途是输送能量，线路上连接着无数的配电设施和用电器具。当使用电力线传递信息时，除了存在和常规专用传输介质同样的问题之外，连接在电力线上的各种设施也成了噪声来源，因此PLC网络传输信道中存在频谱范围很宽的噪声。主要的噪声来源有：

・家用电器，尤其是计算机、电视机开关电源产生的噪声；

・利用可控硅制作的电子调光器、节能灯及其相关产品所产生的噪声；

・配电开关设备在电力线上产生的噪声；

・电动机产生的强噪声；

・其它高频信号在空间传输中耦合到电力线上的噪声。

在各种噪声中，一种称为非周期性脉冲干扰的噪声是影响PLC网络信道的最关键问题之一，也是当今本领域专家最关心的热点问题。在MAC层就如何消除非周期的异步脉冲干扰也没有获得有效进展。因此，如何消除或减弱脉冲干扰对物理层和数据链路层的影响是PLC网络中最关键的技术之一[9]。

4）电磁兼容性（EMC）问题。作为接入网的PLC网络，必须使用较高的信号频率和一定的发射功率，这就存在产品的EMC问题，包括其它电器对PLC产品的影响和PLC产品对其它产品的影响。目前国际上还没有制定统一的PLC网络产品EMC标准。

5）国外产品在国内的适应性问题。尽管国外已经研究出一些实验型PLC产品，但是直接拿到国内来使用可能造成意想不到的后果。因为我国的低压配电网络比国外的配网更复杂，用户多、接线方式多、线径细、屏蔽不好，这些特点将导致国内电力线的通信参数与国外有所不同。因此，必须对国内线路进行严格测试，国外产品必须在满足国内测试结果的条件下才能应用。

6）PLC网络的MAC层技术研究十分薄弱。由于PLC物理层本身尚有许多问题需要攻克，目前国外把PLC网络的研究重点放在PLC物理层，包括调制方式、编码方式、使用频带、发送功率等。而MAC层则简单地采用常规介质的处理方式。由于电力线介质与常规介质具有不同的特性，照搬常规介质的MAC协议将导致PLC网络的MAC协议运行失败或性能低下。事实上，针对电力线的特点，研究MAC的协议工作方式、信道分配方式、数据帧的设定等都是摆在我们面前的课题。

7）PLC网络研究人才匮乏。PLC网络不仅在国内是一个刚刚兴起的研究课题，而且在国际上也尚处于初期研究阶段，从概念定义、理论研究、技术标准、工程试点以及管制政策等方面都有大量需要明确的问题。研究内容涉及电力、通讯、计算机等多个专业学科，要求研究人员具有电力配网、通信、计算机网络等方面的知识，对研究人员要求高[10]。

4 结论

PLC网络技术是最近10年来发展起来的技术，具有广阔的市场应用前景，但作为新兴的通信和网络技术，PLC网络面临许多有待攻克的技术难题.目前国外把PLC网络研究重点放在它的物理层，包括抗干扰、调制方式、编码方式、频带分配等，而它的MAC层则简单的采用常规介质计算机网络的MAC层的工作方式，由于电力线介质与常规介质具有不通的物理特性，照搬常规介质的MAC协议将导致PLC网络的MAC协议运行失败或性能低下，因此，针对电力线的特点，研究MAC的协议工作方式、信道分配方式、数据帧长度的设定等都是摆在我们面前的课题。

[参考文献]

[1]曹志刚，钱亚生.《现代通信原理》.清华大学出版社，1992.

[2]陈长德，等.OFDM调制技术在宽带电力线通信中的应用.《电力系统自动化》，Sept.25，2001.

[3]国家电力科学研究院通信所：”The characteristics of Powerline at High frequencies on Chinese 220/380V Distribution Networks.

[4]李良沫.电力线数字载波及其发展.《电力系统通信》，2000年第一期.

[5 宋永华，肖颖，张棋.电力线载波技术重大突破---数字配电线及其应用.《电网技术》，1999年，第23卷，第二期.

[6]王越先，等.电源线介质计算机网络的设计与实现.《小型微型计算机系统》V0l.17 No.12 Dec.1996.

[7]赵瑞霖，等.电力线（PL）通信与扩频载波电路.《电子产品世界》1998.12.

[8]周明天，汪文勇.（（TCP/1P网络原理与技术》.清华大学出版社，1993.

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【关键词】通讯网络信息系统；维护技术；网络技术

通讯网络信息系统是目前移动网络通信发展的基础设备，其技术是计算机技术和数据库技术。其主要功能是实现了网络资源的共享，使得信息化的传播效率更高。通过不同地区的数据传输使得通信信号增强。信息通信网络的系统维护对其发展具有积极作用，就目前看，我国企业对于通信网络信息系统的认识并不深。

1信息通讯网络系统维护的意义和内容

1.1信息通讯网络系统维护的意义

信息通信系统的安全性是企业发展的基本保证，企业在发展过程中，通信系统负责信息的收集、提取或储存，使企业获得第一手的市场信息，促进企业发展。信息通信安全系统还为企业提供了安全防护措施，保证信息收集的安全性，维护企业的利益。随着我国信息产业的发展，通信网络系统在社会范围内具有重要作用，如信息通信系统应用于公共机关或者服务机构中，可以为民众提供巨大的方便，实现资源的查找和共享功能。信息通信系统在我国多个行业有广泛的应用，其目的在于服务社会公众，保护系统不受外界攻击。

1.2信息通讯网络系统维护的内容

信息通信系统维护的主要方向为软硬件维护和病毒防范。软件维护需要一定的技术支撑，检查内容包括系统的兼容性和运行环境分析，另外还需要对软件自身的性能进行核查，保证其功能的完整性。计算机系统在运行中，面临较多的威胁，影响系统安全。硬件系统是信息通信网络的基础，具体内容包括硬件功能的维护与检查，硬件性能主要体现在设计上，对设备的性能质量做好基本把控，并且要做必要的日常检查。其次：计算机网络系统的操作不当和自身缺陷均可能带来病毒。病毒入侵影响网络通信效果，甚至导致系统崩溃。尤其是在移动通信网络技术更新的初级阶段，技术的成熟度遭到质疑，病毒更容易入侵。因此，信息通讯网络系统维护技术的主要内容就是完善系统，防止病毒入侵。要求对系统的软硬件进行杀毒，并对网络实施必要的监控，一旦出现病毒或者判断存在病毒隐患，要及时处理和确保计算机网络安全。

2通讯网络信息系统的常见安全威胁

2.1主动捕获用户身份信息

计算机网络病毒的形式众多，一些病毒植入后可以进入计算机核心系统，主动获得用户信息，破坏网络服务的正常运行，一般主动捕获类病毒包括以下几种：①伪装网络实体。是通过一些具有诱惑性的链接发送植入计算机网络系统，用户对这类信息要采取忽视态度，伪装网络实体不容易被发现，因此对网络的干扰往往较大。②物理等级干扰。是指通过恶意手段对网络服务体系的无线链路实施进攻，盗取用户信息，并对网络服务体系造成严重破坏。③协议等级干扰。移动通信系统的运行要在某些指定的网络程序下进行，攻击者利用这些协议的漏洞对其实施攻击，最终导致程序无法运行。

2.2非法访问

通信网络运行中，攻击者通过非正常手段进入网络内部，就属于非法访问。非法访问包括病毒植入模式，也包括秘钥解锁等其他模式，一般是具有目的性的访问，进入后对网络通信系统的数据进行破坏。移动通信网络的信息控制、信令和信息收集等过程中均易造成非法访问，大量的数据信息丢失。我国移动通信业务正处于快速发展中，网络设备等技术更新不及时就会导致其存在漏洞，给非法访问留下机遇。

3信息通信网络系统维护技术应用

3.1信息技术的应用

通信系统的应用一方面体现在信息技术行业，在我国信息系统维护过程中，信息维护的作用十分明显。失去信息维护将造成大量的信息被盗。在信息传输中，利用信息技术可有效降低系统故障，及时查找系统隐藏的不安全因素。总之，信息技术作为系统维护的一种主要手段，确保信息的传输高效性。

3.2网络技术的应用

计算机网络维护的其中一个重要项目就是无线网络远程技术。目前，远程技术在我国发展迅速，在医疗、交通等多个领域具有重要的作用。网络技术大量应用于信息通信网络系统，运行过程中存在一定的安全隐患，维护技术是确保其安全的关键。网络远程监测技术具有区域性特征，未来可以利用移动通信系统的网络特征来实现区域化连接，保证某个区域的高效发展，实现全过程的远程监控，可以及时发现企业运行中存在的问题，发挥远程监控的作用。同时，可以利用远程遥感与控制实现来对远程服务器进行维修和处理，提升了工作效率。

4总结

总之，信息通讯网络系统具有重要作用。在运行过程中，保证信息通信网络系统的安全运行，需要进行必要的维护。目前，移动通信网络信息系统面临的威胁包括非法访问、病毒植入等方式。设计者要认识到信息通信系统的重要性和其存在的威胁，对其实施必要的维护，并不断的实现信息通信系统的安全与稳定，发挥信息技术与网络通信技术的重要作用。

参考文献

[1]党林.电力系统网络安全维护中入侵检测技术的应用分析[J].电子技术与软件工程，2013（4）.

[2]王晨.计算机网络技术在电力系统的应用分析[J].中国新技术新产品，2012（5）.

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【关键词】4G通信网络 网络结构 关键技术

随着我国的进一步发展，人们对于通信网络提出了更高的要求。3G通信网络技术在一定程度上已经不能满足人们对于通信网络的要求.4G通信网络技术作为3G网络的再发展，在通信网络系统的深度以及广度方面有了很大深化，同时4G网络与WLAN网络技术的结合，有效的提升了移动网络终端设备的通信网络质量。4G网络的开发和应用给当前的通信网络运营商带来非常大的挑战和机遇，其通信网络结构和关键性技术问题是一个值得通信网络技术人员思考的问题。

一、当前4G的通信网络结构

当前情况下4G通信网络技术相对于3G通信网络技术还是一个新鲜词语，其普及程度远远落后于3G通信网络技术。其中很大的原因也是由于4G通信网络技术在很多方面还处于开发阶段，现阶段研发的4G通信网络技术主要网络结构由两部分组成：无缝网络结构和接入技术层结构，先分述如下；

（一）4G通信无缝网络结构

4G通信网络技术相对于3G通信网络技术的最大特点就是能够实现各种有线系统和各类接入技术之间的平衡通信。从4G通信网络技术的发展历程也可以看出，4G通信网络中包含的接入系统特别注重不同通信网络和相同通信网络之间的信息传递，逐步的构建成一个全IP无缝核心结构网络，同时4G通信网络技术在移动设备管理以及通信网络用户业务的安全性和可靠性方面提供了相对于3G通信网络更加安全的保障技术。

（二）4G通信接入技术层结构

4G通信网络的接入技术层结构就是根据实际的通信网络需求以及通信网络的应用范围，确定出相应的与之相匹配的通信网络系统。利用分层结构的形式实现对于各类网络技术的安排和利用。例如，4G网络技术当中的CELLULAR 网络层，其主要代表作用是无线通信技术，通过限有的无线传输频率，针对各类蜂窝明确相应的频率，如此一来，就确保了现有的无线资源充分使用，现阶段其主要应用在一般性多媒体设备和个人PC设备的连接方面。

二、4G通信网络技术中的关键技术

所谓的4G网络通信技术是一种对整个通信网络的概括和整合，其进步和发展必须需要在相关关键性技术方面的进步，现阶段4G通信网络开发中的关键技术主要包括空分多址技术、正交频分复用技术、无线链路增强技术、多用户检测技术、智能天线技术以及多入多出技术等6大关键技术，先分述如下：

（一）4G通信网络技术中空分多址技术

4G通信网络技术中空分多址技术就是一种以不同的坐标方位的信息实现多个地址之间的通信，其各个地址之间信息的获取主要通过详细的空间划分来实现的，因此，在有限的信号频率资源下，4G通信网络能够有效及时的将信号传递过去，同时，各个间隙领域之间，各种途径的信号能够在第一时间内实现高效率的传递。此外，通过此种方式传递的信号，各个信号接收端，所接受的信号是由各个明确的渠道而来的，在很大程度上能够避免各个信号之间的影响，这对于提高信号之间的传输质量是非常有帮助的。

（二）4G通信网络技术中正交频分复用技术

4G通信网络技术中正交频分复用技术主要是用一种多载波调整技术，通过将信道划分为几个正交自算信道，将通讯网络当中的高速通信信号转变成相应的低速通讯数据流，通过相应的子信道进行快速的传输，通过采用相关技术将正交信号在接收端分开，有效消除由于信道的多径效应而导致的频率选择性衰落情况，防止产生码间串扰，对通信性能质量的提高有着非常重大的意义。

（三）4G通信网络技术中无线链路增强技术

4G通信网络技术中无线链路增强技术主要作用是通过无线链路的增强技术能够增大通信容量，同时能够提升时间分集、空间分集等分集方面的分集性能。4G通信网络中可通过多天线通信网络技术利用两根或四根通信网络天线进行发射分集通信。此外，4G通讯网络中利用多输出多输入技术实现发射和接受分集。

（四）4G通信网络技术中多用户检测技术

4G通信网络技术中多用户检测技术开发的主要目的是通信网络独立用户在逐渐衰退的环境中使用通信时相应的通信扩频码之间的正交，从而避免所用的通信网络用户之间出现相互干扰的情况和用户内部的通讯容量约束。现阶段的多用户检测技术开发的主要方面是将各个通信网络用户的干扰算法的复杂程度降低到各个通讯网络用户能够接受的水平。

（五）4G通信网络技术中智能天线技术

4G通信网络技术中智能天线技术其实就是一种双向天线的应用，主要的安装方位就是通信网络的基地现场，可利用固定天线进行方位的获取，这种智能天线本身带有一组可以自动编码的电子相关关系，通过这个自动编码的电子相关关系获得移动电塔与基地现场的链路准确方向。

智能天线技术在很大程度上能够避免通信网络多进衰落的现象出现，而且将4G通信网络相对于3G通信网络的优势和通信性能表现出来，更好的提升了核心通信网络的实际运行质量和实际运行速度。此外，4G通信网络的智能天线技术在很大程度上还能够避免各个通讯信号之间的干扰，这对于提高4G通信网络的通话以及网上冲浪质量是非常有帮助的。

（六）4G通信网络技术中多入多出技术

要想实现4G通信网络技术中多入多出技术必须首先在通信网络的终端安装两个以上的通信网络天线，这个天线的主要作用是为整个4G通讯网络系统打开了相应的通讯空间复用和通信空间之间的分集。通讯空间的复用是指一种在一个相同的通信网络频段内，利用不同的各个子信号发射的通信信号，实现多量多径，通讯天线数量越多，传输的通讯网络数量也就越多。

三、结束语

随着我国再次快速发展，国家各个行业对于通信质量的要求会越来越高，作为现阶段最高级的通讯网络系统4G通信网络系统的发展前景是非常明朗的，但其中的很多技术是有待完善的。

参考文献

[1]尹良.认知无线网络中频谱容量与频谱业务建模关键技术研究[D].北京邮电大学，2013.

[2]罗剑锋.产业链变革的动态视角下通信运营商合作伙伴选择与合作机制研究[D].中南大学，2013.

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【关键词】计算机网络；通讯网络；网络故障；故障处理；日常维护

中图分类号：G250文献标识码： A

引言

1994年，中关村地区教育与科研示范网络与美国的Internet互联成功，形成了我国最早的国际互联网网络。随着计算机技术的快速发展，计算机及计算机网络已深入到各行各业，并成为经济行业的建设基础和信息支柱。在计算机网络中，网络故障是比较现实的问题，随着网络技术的发展，网络故障问题也越来越多，处理方式也越来越复杂。

1计算机通讯网络故障诊断及处理

1.1计算机通讯网络故障诊断的目的

计算机通讯网络出现故障，要根据故障的具体情况进行分析处理，着手故障问题，进行诊断分析。进行网络故障诊断的目的：

通过诊断，发现出现网络故障的问题点，通过分析、处理、恢复网络，保持正常运行。

发现网络规划结构和网络配置中有所欠缺的地方，优化网络结构，改善网络性能。

时时检测计算机通讯网络的运行状况，并监控通讯网络质量和数据流量、数据安全。

1.2计算机通讯网络故障诊断步骤

第一、确定网络故障的具体情况，并收集故障的相关信息。常见故障有：网络不通、网络速度过慢、特殊操作不可行、仅部分功能可行、收发数据包数据差距较大、网络延迟严重等等。了解发生网络故障前是否进行磁盘整理、优化系统等操作，发生故障时是否正在进行软件安装；分析故障发生是否具有时间的规律性、故障的局部性、故障的随机性。正确分析和了解计算机通讯网络故障具体情况是实现故障处理的基础，通过向计算机使用用户询问发生网络故障的问题，了解发生故障的可能因素。

第二、通过从网络管理系统，对通讯协议进行分析并跟踪，采用路由器诊断命令将故障信息报告输出。

第三、根据收集到的故障相关信息，分析可能产生的原因，并排除部分故障原因，将故障原因范围缩小。

第四、根据缩小的故障原因，依据故障可能发生的程度，列出故障原因表，并建立故障诊断计划。

第五、依据故障诊断计划，从最可能发生故障的问题开始分析、检查、测试，逐步执行诊断计划。在诊断时，改变参数要进行记录并确认结果，有必要时要进行多故障综合考虑。

第六、查找网络故障。查找计算机通讯网络故障要从物理层故障、网络设备故障、网络层故障、操作系统层故障入手。进行物理层故障检查时，要查看网卡接触是否良好，网络接头是否接触，网络线路是否出现中段；观察网络设备交换机上的工作指示灯，一般情况下绿灯表示工作和连接正常，红灯表示出现连接故障，指示灯不亮时通常为网络设备故障或连线不通。网络设备根据数量流量大小，会出现指示灯的时快时慢的随机闪烁，指示灯同时闪烁的，有可能是网络不正常。网络层故障检查主要是查看计算机网络协议是否正确配置、IP地址、子网掩码、网关、DNS服务器设置是否正确；计算机操作系统层检查是对计算机操作系统的检查，如出现病毒或其他木马，会导致系统机能缺失发生网络故障。

第七、检查处理结果。对诊断问题进行观测和检查，分析故障问题是否得到正确的处理，故障是否真正排除。

2计算机通讯网络故障处理

2.1Ping命令网络故障测试

采用计算机网络命令Ping进行检测，判断网络故障问题是否发生在配置、物理层或路由器设置引起的，通过向主机发生internet控制消息协议（icmp）回响请求信息，验证与主机TCP/IP的ip连接。在网络运行正常情况下，命令提示符窗口的Ping命令结果为所有发送包都被成功接收，其丢包率为0。通过对数据包数目和网络丢包率大小，来测试网络稳定性，并检查与主机的连通性。采用直接Ping主机IP的方式，如果不能Ping通，说明故障原因有可能是本机引起的。此时要检查本机网络配置、计算机协议、IP地址等信息是否出现设置错误，同时要查看数据交换设备是否开机、运行是否正常。

2.2ipconfig-all命令故障检测。

2.3Netstat命令检测网络故障。

Netstat命令能够显示当前计算机有关统计信息和网络TCP/IP连接情况，并能检查本机网络端口开放和连接情况。在计算机网络中没有安装特殊的网络管理软件的情况下，采用Netstat命令对整个网络进行了解非常有用。

2.4采用分层故障排除法处理网络故障。

计算机通讯网络故障通常为物理层中物理设备相互连接或硬件本身存在问题、数据接口配置问题、网络协议配置和操作问题、传输层设备的性能故障或传输通讯拥塞。在OSI七层模型中，常见网络故障要关注网络层、数据链路层和物理层的信息。关注网络层中地址分配、路由协议设置参数；关注数据链路层中封装协议和链路利用率及相关参数；关注物理层中各电线电缆、连接头、编码、组帧等。

进行网络层诊断时，要从网络层建立、保持、释放手段入手，采取路由选择、流量控制、终端等方法，来进行故障诊断。其主要故障类型为ACL、路由策略、用户受到攻击。排除故障方法为：沿着从源到目标的路劲，检查路由器的路由表，查看路由器接口和IP地址。

数据链路层排除故障要查看数据交换机的配置，检查各连接端口的数据共享和同一数据链路层的数据封装情况。

物理层故障诊断和排除主要是看网线连接是否正常、数据交叉线是否正确、交换机端口是否正常、端口模块是否正常。

2.5常见网络故障原因：

物理层：网线接触、网线连接问题，数据交换机端口故障。

网络层：路由问题（路由重复、被引入黑洞）、网络流量过大（端口堵塞、设备间端口堵塞）、病毒攻击（ARP攻击）、配置出错（IP地址、网关、子网掩码、NDS服务器配置错误、网络设备配置错误）。

在进行计算机网络维护时，最重要的就是对网速的维护。在某些情况下，计算机通讯网速的速度经常只有几kb，计算机网速过慢严重影响了用户的工作和学习，遇到类似情况时我们首先要根据交换机的状态灯的闪烁情况来判断原因，一般情况下，是由于交换机过分疲劳造成的，这个时候我们应当将交换机关闭一段时间，并切断其电源，扒掉电源插口和水晶头端口，待交换机冷却后，再重新进行连接。

结语：计算机通讯网络的应用给人们进行工作和学习的带来了极大的方法，但一旦计算机网络出现故障就会给用户带来重大的损失和使用不便，所以，必须清晰地了解计算机网络通讯障碍的常见问题和控制手段，并做到对计算机进行经常的维护，以适应我国计算机网络通讯技术的需要，推动计算机网络通讯的良性发展

参考文献：

[1]朱庆弦,张骏温.网络管理技术的发展趋势[J].电子技术,2005,12

[2]吴娜,鲁东明.网络管理技术的研究与发展[J].计算机应用研究,2000,4

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关键词:RS-485通讯地址,自动分配,冲突检测

0、引　言

RS-485通讯网络使用方便、可靠性高、价格低廉,在工业控制、家用电器等领域均有广泛的应用。在传统的RS-485网络设计中,通常使用拨码开关或者人机输入方式对从机地址进行设置,故在实际的工程应用中,需要现场手工对地址进行设置,在某些场合很不方便。也有部分应用通过电脑串口软件对地址进行设置,但是这种方法只能离线设置,设置好再进行工程安装和组网,故难以适用于一般的工程。随着电器和设备网络技术的不断发展,研究和发展RS-485通讯网络的地址自动分配算法意义重大。

1、RS-485通讯网络的结构特点

鉴于需要实现多节点通讯,RS-485通讯网络使用共享总线的半双工传送方式(halfduplex):某一时刻A方只能发送信息,B方只能接收信息,而在另一刻,B方只能发送信息,A方只能接收信息。网络结构上,采用主机――从机结构方式,一个主机,多个从机实现通讯,主机和从机通过RS-485总线连接在一起。系统简图如下图1所示。

基于RS-485通讯网络结构特点,要实现通讯首先要进行网络身份识别。目前最常用的网络身份识别方法有三种:一通过拨码开关等硬件设置;二是通过键盘和显示利用人机界面输入,三是通过电脑串口软件对地址进行设置。这三种方法最主要的问题是都要人工设置,很多时候现场操作不方便。

2、地址自动分配算法的设计

2.1　算法设计目标

首次上电时,实现RS-485通讯网络从机地址自动分配和识别,不需要人工干预。以后再次上电记忆原分配的地址。

2.2　算法设计的基本思路

本算法主要参考计算机互联网的CSMA(Carrier Sense Multiple Access,载波检测多路访问)思想。在主机发出地址分配信息时,从机进行数据冲突检测,首先监听信道,看当时是否有其它从机发送数据出来。如果信道忙则一直等待到信道空闲,如果信道空闲则延时一个随机时间,如果信道依然空闲,则回复发送一帧数据。在地址分配期间从机一直检测其它从机的数据,如果发现有其它从机的地址和本机相同,就检测到地址冲突,并对冲突的从机重新进行地址分配。随机时间通过调用随机函数实现,根据RS-485波特率产生一个毫秒为单位的随机时间。就这样,通过实时检测信道数据和选择有效的数据发送时间窗口,从而避开数据冲突和地址冲突。这种方法单独一次不能完全避免冲突,故需要发现冲突再多次重复检测。

2.3　算法使用假设条件

1)总线上每一帧数据的时间间隔最小为TO。

2)主机点名从机,如果从机没有回复数据,则点名间隔为Tl;如果从机回复数据,则下一次点名时间为收完从机数据延时T2。

3)T分钟为地址分配时间,根据网络的大小进行选择,要保证有足够时间将地址分配完。

4)A为伪随机函数产生的时间,范围0-(T1-TO)。

4)从机有效地址范围为1-B。B根据网络中连接从机的最大数量确定。

5)从机具备记忆功能,可以记忆本机地址。

2.4　算法执行过程

1)上电,所有从机的本机地址初始化为0x00,表示没有分配地址。

2)从记忆模块读取本机地址。如果为有效信(校验正确,并且在有效地址范围),则将记忆的地址作为本机地址。

3)之后的T分钟内,进行地址冲突检测和地址自动分配操作。

4)如果已经获得有效的本机地址,跳到步骤7)进行地址冲突检测;否则进行地址自动分配。

5)从机本机地址赋值为0x00,表示没有分配地址。

6)主机依次点名从机,地址从1到B,将有效地址点名一圈。从机监听总线上主机的一个通讯点名循环数据,记录所有在线从机地址。并将没有在线的地址的最小一个作为本机地址。

7)从机监听总线,发现主机点名地址与本机地址相符,则延时(TO+A)时间,如果总线空闲则回复主机。

8)如果从机在延时(TO+A)时间里,在总线上收到其它从机的数据,即发现数据冲突,则取消本次回复。

9)在有效的时间T内,重复5-9操作,从机在第T分钟时刻记忆有效本机地址。否则,重复7-9操作。

10)超过T时间,从机无法获得有效地址,则显示出错信息。

2.5　算法流程图

主机流程图较简单,这里不再列出。从机执行算法的流程图如下:

2.6　算法的验证

对10个从机节点的小网络进行验证。使用9600的波特率,编程中使用的参数:T0为10毫秒,Tl为500毫秒,T2为10毫秒,T为3分钟,B为15。每次地址都可以自动分配成功。网络规模增加时,T1、T要相应增大,具体要结合实际应用调整。

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【关键词】移动核心网；优化；要点

一、移动通讯网络现状分析

移动通讯网络通过信号交换站（NSS）、基站建设（BSS）以及操作维护部分实现信号的全覆盖。使用者可以通过自己手中的移动设备作为连接移动通讯网的平台。

其中NSS系统可以提供的服务包括进行网络内部之间的资料调整，完善客户资料，构建具备移动性和相对安全的数据库系统。在通讯网络中，NSS的这些功能通过MSC、VLR、ACU等部件的运转才能实现。其中MSC是整个通讯系统的关键部件，可以实现它所控制的使用者手中的移动设备的话路变化，同时它还承担着移动通讯网络和另外一些公用的通讯网络相互连接的责任。总之，它扮演的角色包括网络连接端口、公用信号连接通道和计价收费等，同时它也是BSS、MSC部件进行相互交换的平台，可以帮助系统实现无线连接的移动化管理。

二、核心网优化在移动通信网络优化中的作用及重要性

核心网优化主要是对移动无线网络进行优化，其包含在无线网络优化内，无线网络优化是当前移动运营商的首要任务，同时也是最难的工作，运营商不仅要重视无线网络优化，也要注重核心网的优化，只有无线网络和核心网优化到位，移动运营商才能为用户提供高质量的网络，才能满足用户当前对网络的需求。在移动通信网络中，软交换网络优化就属于核心网优化范畴，通过软交换核心网的优化设计，不仅能丰富用户的网络需求，也为移动运营商带来了很大的经济效益和社会效益。移动核心网络优化的目标主要是使网络结构趋于合理、网络升级方便，便于集中维护和管理、大容量和高集成度、增强网络安全性、核心网全部实现软交换和VOIP、业务支撑能力增强等方面，交换核心网的优化，也为用户提供了多功能的语音服务和多媒体信息服务，因此，核心网优化在移动通信网络优化中具有重要意义，通过核心网优化，可以有效解决当前移动运营商面临的问题，包括：

1.针对移动通信网络的运行状况，通过优化可以对其全面的进行分析和评估；

2.可以全面掌握整个移动通信网络的运行情况；

3.对于通信网络中的常见故障，如连通3G网络系统的常见问题，可以及时发现网络中的问题，进而解决网络中所存在的问题；

4.优化、调整通信网络结构；

5.配合无线网络的优化和解决其他网元的常见问题；

6.增强网络安全性，提供一个高质量的网络；

7.确保通信网络安全运行；

8.充分掌握移动通信网络的未来发展趋势，为网络通信实施提供参考依据。

三、移动核心网优化的要点及方法

1.网络结构的优化方法。网络结构的合理性将直接影响到移动网络的质量。网络结构优化主要为对信令网与话务网的连接方式、网络结构、本地网络配置和路由设置等各个方面进行规范与调整。随着移动核心网的发展和网络规模的扩大，网络容量也在不断增加，移动核心网需要做好网络结构优化，以保证网络系统的可靠性与安全性。例如在电路域核心网的优化中，运营商需要做好网络性能的调查、业务路由分析、信令网分析、网络阻塞分析和网络负载观察等各项内容的优化，以找出业务性能较差环节；在分组域核心网的优化中，通过对设备与业务容量分析、网络拓扑性能的优化、分组核心网络的安全性及配置分析和业务模型分析等，得出网络瓶颈、负载分担和容量浪费的状况，从而提高用户对网络性能的满意度。

2.系统配置的优化方法。在移动核心网系统的配置相同时，如果设置方法不同，则会使核心网出现负荷不均衡问题，为移动网络埋下安全隐患。因此，在交换机的开局过程汇总，运营商需要进行合理规划，将同局向信令与话路分配于不同模块上，同一模块也需要均衡配置不同局向，以避免在移动核心网运行的过程中模块负荷出现不均衡或者局向信令全集中于统一模块上，影响移动网络运行的安全性与稳定性。在进行系统配置优化时，运营商可以采取均衡负荷、扩容模块和调整模块局向等措施，这样既可以提高移动网络利用率与安全性，又可以对移动网络进行全面系统的分析，为移动核心网的进一步优化提供依据。

3.接续时长的优化方法。寻呼的接续时长直接关系到移动核心网的质量。影响寻呼接续时长的主要因素为寻呼、被叫支配与主叫支配。因此，在对寻呼的接续时长进行优化时，需要从如下方面入手：

3.1寻呼方面。寻呼方面的因素主要为寻呼间隔、再寻呼的次数和映射位置的登记等，调整寻呼因素对优化寻呼的接续时长有着重要的意义。映射位置的登记对寻呼接续时长影响最为显著，运营商可以通过增加访问的时间和减少辩解等途径，降低寻呼中映射位置登记比例，实现优化寻呼的接续时长目的。

3.2寻呼的成功率方面。虽然优化寻呼的成功率不直接影响其接续时长，但是在修改SCI值、优化再寻呼的次数及寻呼间隔的过程中，也可以减少寻呼失败的次数，提高用户对移动网络的信任度和感受度。

3.3早指配方面。指配分为早支配与晚指配，二者区别主要为TCH信道的分配时机不相同。对主叫而言，早指配顺序为指配Alerting消息，晚指配为Alerting指配；对被叫而言，早支配顺序为指配摘机，晚指配顺序为摘机指配。因为指配和寻呼的接续时长较大，所以早支配最为适合，在主叫支配将要结束时，发送出Paging请求，使主叫侧指配请求和寻呼可以同时进行，从而减少接续时延，提高寻呼的成功率。

结束语：

移动核心网络的优化方法和重要性，是每一位交换机维护人员所关心的问题，掌握有效的优化方法不仅能提升移动核心网的维护水平和网络质量，同时也是直接影响用户对运营商网络感知、影响电信运营部门业务收入的一个主要因素。移动核心网络优化是一项技术不断更新且更切合用户需求的优化工作，随着移动通信网络的发展，各种新业务需求及业务也快速上升，全程全网保证业务的稳定和业务量的逐步增加也成为运营商关注的焦点，而移动核心网络的优化方法和重要性也将凸显出来。

参考文献：

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生产实习是电子信息工程专业学生不可缺少的实践环节，本次实习是在学生学完所有基础课及技术基础课和大部分专业课后进行。实习的目的在于通过在网络和通信公司、企业广域网和内联网(internet/intranet)或实习基地的生产实践，使学生能将所学的理论和实践相结合，巩固消化所学的知识，培养实践操作技能，建立网络、信息系统集成概念，并为后继课教学及毕业环节打下基础。

二、实习要求：

1.了解计算机通讯网络及企业内联网的构成和配置，掌握所接触信息系统(软硬件)的工作原理，结构，安装，及故障识别方法，熟悉基本网络测试工具的使用方法和系统规划软件和网络数据库的使用方法。

2.了解服务器、交换机、hub、网卡、光纤和粗细缆的功能，安装，维护及使用方法，了解它们选型的一般原则及对应的网管软件使用等。

3.了解所在企业信息流的组成，即供应链、产品链，资金链、信息链的性质和用途，初步形成企业信息系统和计算机通讯网络的整体概念。

4. 通过讲座、参观，了解通讯及网络技术、企业信息管理系统、电子商务的发展情况、使用情况、新成果新技术的应用情况。

三、实习内容：

讲座(1)金杯cims

时间、地点、报告人、单位、报告内容、专业认识和体会

讲座(2)大显网络集成工程建设

时间、地点、报告人、单位、报告内容、专业认识和体会

讲座(3)铁通光纤数据通信、网络设计

时间、地点、报告人、单位、报告内容、专业认识和体会

注：侧重内容：通信设备、方案设计、设备选型、组网、内容总结、心得

实习单位(1)：沈阳铁通公司

时间、地点、参观单位简介、参观过程、情况总结、心得

侧重内容：局域网的组成、光纤通信

实习单位(2)：大显网络工程公司

时间、地点、参观单位简介、参观过程、情况总结、心得

侧重内容：企业生产流程、控制网和管理网集成硬件平台、软件平台、企业信息管理系统软件结构、功能、实现、应用情况

注：

(1) 实习报告分为封皮和实习报告正文(封皮应表明专业、班级、学号、姓名，报告正文如果较长，可以加目录;也可以不加，同学们可以自行选择)

(2) a4纸，正文小四号字，宋体，标题四号字，加粗，单倍行距

(3) 讲座报告和实习单位分开写

(4) 字数限制在8页以上

(5) 星期五(9月16号)下班前各班将实习报告盒实习笔记交到8#实验楼316或311处，交给各班负责的实习老师;交报告前，请各班学委清点人数，标明未交报告的同学名单

实习单位(3)：沈阳汽车制造厂