摘 要 在Internet/Intranet技术迅速发展并得到广泛应用的今天,网络安全越来越受到人们的重视。本文分析了内部网络在与互联网物理隔离的情况下存在的安全威胁,初步提出了一套安全体系来保护内部网络。 关键词 内部网络;网络安全1 引言 目前,在我国的各个行业系统中,无论是涉及科学研究的大型研究所,还是拥有自主知识产权的发展中企业,都有大量的技术和业务机密存储在计算机和网络中,如何有效地保护这些机密数据信息,已引起各单位的巨大关注! 防病毒、防黑客、数据备份是目前常用的数据保护手段,我们通常认为黑客、病毒以及各种蠕虫的攻击大都来自外部的侵袭,因此采取了一系列的防范措施,如建立两套网络,一套仅用于内部员工办公和资源共享,称之为内部网络;另一套用于连接互联网检索资料,称之为外部网络,同时使内外网物理断开;另外采用防火墙、入侵检测设备等。但是,各种计算机网络、存储数据遭受的攻击和破坏,80%是内部人员所为! (Computer World,Jan-uary 2002)。来自内部的数据失窃和破坏,远远高于外部黑客的攻击!事实上,来自内部的攻击更易奏效!2 内部网络更易受到攻击 为什么内部网络更容易受到攻击呢?主要原因如下: (1)信息网络技术的应用正日益普及,应用层次正在深入,应用领域从传统的、小型业务系统逐渐向大型、关键业务系统扩展。网络已经是许多企业不可缺少的重要的组成部分,基于Web的应用在内部网正日益普及,典型的应用如财务系统、PDM系统、ERP系统、SCM系统等,这些大规模系统应用密切依赖于内部网络的畅通。 (2)在对Internet严防死守和物理隔离的措施下,对网络的破坏,大多数来自网络内部的安全空隙。另外也因为目前针对内部网络安全的重视程度不够,系统的安装有大量的漏洞没有去打上补丁。也由于内部拥有更多的应用和不同的系统平台,自然有更多的系统漏洞。 (3)黑客工具在Internet上很容易获得,这些工具对Internet及内部网络往往具有很大的危害性。这是内部人员(包括对计算机技术不熟悉的人)能够对内部网络造成巨大损害的原因之一。 (4)内部网络更脆弱。由于网络速度快,百兆甚至千兆的带宽,能让黑客工具大显身手。 (5)为了简单和易用,在内网传输的数据往往是不加密的,这为别有用心者提供了窃取机密数据的可能性。 (6)内部网络的用户往往直接面对数据库、直接对服务器进行操作,利用内网速度快的特性,对关键数据进行窃取或者破坏。 (7)众多的使用者所有不同的权限,管理更困难,系统更容易遭到口令和越权操作的攻击。服务器对使用者的管理也不是很严格,对于那些如记录键盘敲击的黑客工具比较容易得逞。 (8)涉密信息不仅仅限于服务器,同时也分布于各个工作计算机中,目前对个人硬盘上的涉密信息缺乏有效的控制和监督管理办法。 (9)由于人们对口令的不重视,弱口令很容易产生,很多人用诸如生日、姓名等作为口令,在内网中,黑客的口令破解程序更易奏效。3 内部网络的安全现状 目前很多企事业单位都加快了企业信息化的进程,在网络平台上建立了内部网络和外部网络,并按照国家有关规定实行内部网络和外部网络的物理隔离;在应用上从传统的、小型业务系统逐渐向大型、关键业务系统扩展,典型的应用如财务系统、PDM系统甚至到计算机集成制造(CIMS)或企业资源计划(ERP),逐步实现企业信息的高度集成,构成完善的企事业问题解决链。 在网络安全方面系统内大多企业或是根据自己对安全的认识,或是根据国家和系统内部的相关规定,购置部分网络安全产品,如防火墙、防病毒、入侵检测等产品来配置在网络上,然而这些产品主要是针对外部网络可能遭受到安全威胁而采取的措施,在内部网络上的使用虽然针对性强,但往往有很大的局限性。由于内部网络的高性能、多应用、涉密信息分散的特点,各种分立的安全产品通常只能解决安全威胁的部分问题,而没有形成多层次的、严密的、相互协同工作的安全体系。同时在安全性和费用问题上形成一个相互对立的局面,如何在其中寻找到一个平衡点,也是众多企业中普遍存在的焦点问题。4 保护内部网络的安全 内部网络的安全威胁所造成的损失是显而易见的,如何保护内部网络,使遭受的损失减少到最低限度是目前网络安全研究人员不断探索的目标。笔者根据多年的网络系统集成经验,形成自己对网络安全的理解,阐述如下。 内部网络的安全体系 笔者认为比较完整的内部网络的安全体系包括安全产品、安全技术和策略、安全管理以及安全制度等多个方面,整个体系为分层结构,分为水平层面上的安全产品、安全技术和策略、安全管理,其在使用模式上是支配与被支配的关系。在垂直层面上为安全制度,从上至下地规定各个水平层面上的安全行为。 安全产品 安全产品是各种安全策略和安全制度的执行载体。虽然有了安全制度,但在心理上既不能把制度理想化,也不能把人理想化,因此还必须有好的安全工具把安全管理的措施具体化。 目前市场上的网络安全产品林林总总,功能也千差万别,通常一个厂家的产品只在某个方面占据领先的地位,各个厂家的安全产品在遵守安全标准的同时,会利用厂家联盟内部的协议提供附加的功能。这些附加功能的实现是建立在全面使用同一厂家联盟的产品基础之上的。那么在选择产品的时候会面临这样一个问题,即是选择所需要的每个方面的顶尖产品呢,还是同一厂家联盟的产品?笔者认为选择每个方面的顶尖产品在价格上会居高不下,而且在性能上并不能达到l+1等于2甚至大于2的效果。这是因为这些产品不存在内部之间的协同工作,不能形成联动的、动态的安全保护层,一方面使得这些网络安全产品本身所具有的强大功效远没有得到充分的发挥,另一方面,这些安全产品在技术实现上,有许多重复工作,这也影响了应用的效率。因此网络安全产品的选择应该是建立在相关安全产品能够相互通信并协同工作的基础上,即实现防火墙、IDS、病毒防护系统、信息审计系统等的互通与联动,以实现最大程度和最快效果的安全保证。目前在国内外都存在这样的网络安全联盟实现产品之间的互联互动,达到动态反应的安全效果。 网络安全技术和策略 内部网络的安全具体来说包括攻击检测、攻击防范、攻击后的恢复这三个大方向,那么安全技术和策略的实现也应从这三个方面来考虑。 积极主动的安全策略把入侵检测概念提升到了更有效、更合理的入侵者检测(甚至是内部入侵者)层面。内部安全漏洞在于人,而不是技术。因此,应重点由发现问题并填补漏洞迅速转向查出谁是破坏者、采取弥补措施并消除事件再发的可能性。如果不知道破坏者是谁,就无法解决问题。真正的安全策略的最佳工具应包括实时审查目录和服务器的功能,具体包括:不断地自动监视目录,检查用户权限和用户组帐户有无变更;警惕地监视服务器,检查有无可疑的文件活动。无论未授权用户企图访问敏感信息还是员工使用下载的工具蓄意破坏,真正的安全管理工具会通知相应管理员,并自动采取预定行动。 在积极查询的同时,也应该采用必要的攻击防范手段。网络中使用的一些应用层协议,如HTTP、Telnet,其中的用户名和密码的传递采用的是明文传递的方式,极易被窃听和获取。因此对于数据的安全保护,理想的办法是在内部网络中采用基于密码技术的数字身份认证和高强度的加密数据传输技术,同时采用安全的密钥分发技术,这样既防止用户对业务的否认和抵赖,同时又防止数据遭到窃听后被破解,保证了数据在网上传输的可靠性。攻击后恢复首先是数据的安全存储和备份,在发现遭受攻击后可以利用备份的数据快速的恢复;针对WWW服务器网页安全问题,实施对Web文件内容的实时监控,一旦发现被非法篡改,可及时报警并自动恢复,同时形成监控和恢复日志,并提供友好的用户界面以便用户查看、使用,有效地保证了Web文件的完整性和真实性。 安全管理 安全管理主要是指安全管理人员。有了好的安全工具和策略,还必须有好的安全管理人员来有效的使用工具和实现策略。经过培训的安全管理员能够随时掌握网络安全的最新动态,实时监控网络上的用户行为,保障网络设备自身和网上信息的安全,并对可能存在的网络威胁有一定的预见能力和采取相应的应对措施,同时对已经发生的网络破坏行为在最短的时间内做出响应,使企业的损失减少到最低限度。 企业领导在认识到网络安全的重要性的同时,应当投入相当的经费用于网络安全管理人员的培训,或者聘请安全服务提供商来维护内部网络的安全。 网络安全制度 网络安全的威胁来自人对网络的使用,因此好的网络安全管理首先是对人的约束,企业并不缺乏对人的管理办法,但在网络安全方面常常忽视对网络使用者的控制。要从网络安全的角度来实施对人的管理,企业的领导必须首先认识到网络安全的重要性,惟有领导重视了,员工才会普遍重视,在此基础上制定相应的政策法规,使网络安全的相关问题做到有法可依、有据可查、有功必奖、有过必惩,最大限度地提高员工的安全意识和安全技能,并在一定程度上造成对蓄意破坏分子的心理震慑。 目前许多企业已认识到网络安全的重要性,已采取了一些措施并购买了相应的设备,但在网络安全法规上还没有清醒的认识,或者是没有较为系统和完善的制度,这样在企业上下往往会造成对网络安全的忽视,给不法分子以可乘之机。国际上,以ISO17799/BSI7799为基础的信息安全管理体系已经确立,并已被广泛采用,企业可以此为标准开展安全制度的建立工作。具体应当明确企业领导、安全管理员、财物人员、采购人员、销售人员和其它办公人员等各自的安全职责。安全组织应当有企业高层挂帅,由专职的安全管理员负责安全设备的管理与维护,监督其它人员设备安全配置的执行情况。单位还应形成定期的安全评审机制。只有通过以上手段加强安全管理,才能保证由安全产品和安全技术组成的安全防护体系能够被有效地使用。5 结论 要想保证内部网络的安全,在做好边界防护的同时,更要做好内部网络的管理。所以,目前在安全业界,安全重在管理的观念已被广泛接受。没有好的管理思想,严格的管理制度,负责的管理人员和实施到位的管理程序,就没有真正的安全。在有了“法治”的同时,还要有“人治”,即经验丰富的安全管理人员和先进的网络安全工具,有了这两方面的治理,才能得到一个真正安全的网络。参考文献[1] 杨义先、钮心忻,网络安全理论与技术[M.人民邮电出版社,2003[2] Linda McCarthy著,赵学良译,信息安全一企业抵御风险之道[M].清华大学出版社,2003[3] 求是科技:董玉格、金海、赵振,攻击与防护:网络安全与实用防护技术[M].人民邮电出版社,2002
光纤通信光源技术论文篇二 我国光纤通信技术综述 光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。近年来,光纤通信技术得到了长足的发展,新技术不断涌现,这大幅提高了通信能力,并使光纤通信的应用范围不断扩大。 1. 我国光纤光缆发展的现状 普通光纤 普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展,光中继距离和单一波长信道容量增大,光纤的性能还有可能进一步优化,表现在1550rim区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。符合规定的截止波长位移单模光纤和符合规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。 核心网光缆 我国已在干线(包括国家干线、省内干线和区内干线)上全面采用光缆,其中多模光纤已被淘汰,全部采用单模光纤,包括光纤和光纤。光纤虽然在我国曾经采用过,但今后不会再发展。光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量,它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中采用分立的光纤,不采用光纤带。干线光缆主要用于室外,在这些光缆中,曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构,目前已停止使用。 接入网光缆 接入网中的光缆距离短,分支多,分插频繁,为了增加网的容量,通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中,由于管道内径有限,在增加光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量,是很重要的。接入网使用普通单模光纤和低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集波分复用,目前在我国已有少量的使用。 室内光缆 室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。并目还可能用于遥测与传感器。国际电工委员会(IEC)在光缆分类中所指的室内光缆,笔者认为至少应包括局内光缆和综合布线用光缆两大部分。局用光缆布放在中心局或其他电信机房内,布放紧密有序和位置相对固定。综合布线光缆布放在用户端的室内,主要由用户使用,因此对其易损性应比局用光缆有更严格的考虑。 电力线路中的通信光缆 光纤是介电质,光缆也可作成全介质,完全无金属。这样的全介质光缆将是电力系统最理想的通信线路。用于电力线杆路敷设的全介质光缆有两种结构:即全介质自承式(ADSS)结构和用于架空地线上的缠绕式结构。ADSS光缆因其可以单独布放,适应范围广,在当前我国电力输电系统改造中得到了广泛的应用。国内已能生产多种ADSS光缆满足市场需要。但在产品结构和性能方面,例如大志数光缆结构、光缆蠕变和耐电弧性能等方面,还有待进一步完善。ADSS光缆在国内的近期需求量较大,是目前的一种热门产品。 2. 光纤通信技术的发展趋势 对光纤通信而言,超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标,而全光网络也是人们不懈追求的梦想。 超大容量、超长距离传输技术波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量,在未来跨海光传输系统中有广阔的应用前景。近年来波分复用系统发展迅猛,目前的WDM系统已经大量商用,同时全光传输距离也在大幅扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用(OTDM)技术,与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同,OTDM技术是通过提高单信道速率来提高传输容量,其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。 仅靠OTDM和WDM来提高光通信系统的容量毕竟有限,可以把多个OTDM信号进行波分复用,从而大幅提高传输容量。偏振复用(PDM)技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零(RZ)编码信号在超高速通信系统中占空较小,降低了对色散管理分布的要求,且RZ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散(PMD)的适应能力较强,因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采用RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和WDM通信系统的关键技术中。 光孤子通信 光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲,由于它在光纤的反常色散区,群速度色散和非线性效应相互平衡,因而经过光纤长距离传输后,波形和速度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信,在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。 光孤子技术未来的前景是:在传输速度方面采用超长距离的高速通信,时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上;在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少ASE,光学滤波使传输距离提高到100000km以上;在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。当然实际的光孤子通信仍然存在许多技术难题,但目前已取得的突破性进展使人们相信,光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中,尤其在海底光通信系统中,有着光明的发展前景。 全光网络 未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段,也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化,但在网络结点处仍采用电器件,限制了目前通信网干线总容量的进一步提高,因此真正的全光网已成为一个非常重要的课题。 全光网络以光节点代替电节点,节点之间也是全光化,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。 目前,全光网络的发展仍处于初期阶段,但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看,形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层,建立纯粹的全光网络,消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势,更是未来信息网络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。 结语 光通信技术作为信息技术的重要支撑平台,在未来信息社会中将起到重要作用。虽然经历了全球光通信的"冬天"但今后光通信市场仍然将呈现上升趋势。从现代通信的发展趋势来看,光纤通信也将成为未来通信发展的主流。人们期望的真正的全光网络的时代也会在不远的将来如愿到来。 看了“光纤通信光源技术论文”的人还看: 1. 光通信技术论文 2. 光纤技术论文 3. 光纤传感技术论文 4. 光通信技术论文(2) 5. 电力系统光纤通信技术论文
探讨光纤通信传输技术优点和缺点及其在现代通信中的应用论文
在学习、工作中,大家都经常看到论文的身影吧,论文是进行各个学术领域研究和描述学术研究成果的一种说理文章。相信很多朋友都对写论文感到非常苦恼吧,下面是我为大家整理的探讨光纤通信传输技术优点和缺点及其在现代通信中的应用论文,欢迎阅读与收藏。
摘要: 随着通信技术的发展, 光纤的诞生使信号传输发生了质的转变, 当今信息时代, 通信网络的复杂程度不断提高, 为现代化通信的发展打下坚实基础。目前通信工程中最广泛的技术就是现代光纤传输技术, 大大的提升了通信传输的可靠性和传输速率。本文通过对现代光纤通信传输技术优点和缺点的分析, 探讨光纤传输技术在现代通信中的应用。
关键词:光纤通信; 传输技术; 应用;
一、光纤通信技术
1、光纤通信传输技术简述。
光纤通信传输技术是以光纤作为媒介, 具有进行长距离传输、大容量的通信、对环境污染小等优点, 光纤分为通信光纤、感用光纤两种类型, 能够对不同的情况进行整形、分频、调制光波等。在现实应用中, 光纤通信传输技术有更高的光波频率, 与普通的传输方式相比, 光纤有较高的传输质量并且损耗较小。
2、光纤通信技术的`特点。
(1) 施工成本低损耗小。随着传输技术水平的提高, 光纤传输的过程不断降低损耗, 光纤通信主要是以石英制成的绝缘体作为材料, 与其他类型的光纤相比具有成本低、损耗小等优点, 施工过程中不用安装回路和接地, 又具有较好的绝缘性, 从而使施工成本大幅降低。
(2) 容量大。相对于电缆和铜缆的传输, 光纤传输传输中损耗小并且具有更高的带宽, 通过特殊技术手段扩大光纤传输信息量, 实现远距离高效传输。
(3) 占用空间小。光纤的直径很小, 在施工过程中占据的空间越小, 就能减少施工的任务和后期的检修, 节约光纤维修的时间, 对于通信系统集成化具有非常重要的作用。
(4) 良好的保密性以及抗干扰能力。石英光纤有较好的绝缘性和抗腐蚀性, 不论是高压线释放的电磁干扰和自然活动中的电磁干扰都具较强的抵抗力, 不会干扰到信号的传输, 在军事方面运用的非常广泛。传统的电波通信容易出现电波泄露的问题, 保密性比较差, 但光纤通信技术却有较强的保密性, 更好的保护传输的内容。
二、现代光纤通信传输技术的应用
(1) 单纤双向传输技术。如今, 将现有的双纤双向改用为单纤双向技术, 更有效的节省能源, 降低光纤的消耗, 单纤双向传输技术是在不同的波段中用手法信号调制, 通过技术改进, 更适用于光纤末端设备的接入。
(2) FTTH接入技术。即光纤到户接入技术, FTTH主要采用PON无源光网络和P2P这两种通信方案进行传输, 具有全光纤、全透明的光接入网方式, 为三网融合进程的不断加快提供了有力支持。为满足消费者对通信技术的需求, 必须要有光纤到户接入技术, 虽然ADSL技术为信息通信领域中的提供良好基础, 但在未来的通信业务中的运用却越来越少, 尤其是在会议电视、网上游戏和HDTV高清数字电视等业务中。
(3) 在电力通信中的应用。未来电力通信的发展是以内部需求为主。在电网内部;
一是要降低成本;
二是要重视通信的重要性,电网外部, 一是要面对市场的变革;
二是要克服对外界的影响。据此要求, 需要电力通信相关工作人员提升专业水平、加强沟通工作, 保证电力通信的正常运行。
(4) 光交换技术。光交换技术是光纤传输技术的信息传递过程中通过光信号进行交换, 传统的通信网络是以金属线缆为物理基础, 传输信息数据的线路中是以电子信号的方式存在的, 电子信号是利用电子交换机进行交换, 目前传统的电缆通信网络已经被光纤通信技术替代, 除用户末端部分是采用光纤限号传输, 信息数据是以光信号的形式存在, 但是技术还是电信号交换技术, 由于光开关技术不成熟, 只通将光信号转换为电子信号再变成光信号传输, 这种方式效率低、技术成本高, 因此, 大容量光开关器件的研发对光交换技术的实现提供了支持, 但是由于大容量光交换技术在小颗粒、低速度信号交换中的技术还不成熟, 也可以在小颗粒的信号交换中采用电子交换技术。
三、光纤通信技术的发展趋势
(1) 光网络智能化。我国的光纤通信方式主要是以传输为主线, 但是随着计算机技术的快速发展, 计算机技术使网络通信技术得到了更进一步的发展。信息自动发现技术、系统保护恢复功能以及自动连接控制技术更多的运用现代光网络技术, 促进了光网络的智能化发展, 光网络的智能化也是通信领域发展的主要方向。
(2) 光器件的集成化。为了促进网络通信传输速度的发展, 光器件的集成化是实现全光网络的重要发展方向, 传统的ADSL宽带接入无法满足时下信息传输的需求, 因此必须先完善光器件性能提高信息传输速度, 所以, 为了推动光纤传输技术的发展实现光器件的集成化是必然发展方向。
(3) 全光网络。全光网络是在信号的交换过程和网络传输的过程中以光的形式存在, 在进出网络时进行电光和光电的转换。传统的光网络系统在网络结点处使用电器件, 在节点间形成全光化, 影响光纤通信干线的总容量, 因此, 实现全光网络是一个重大课题, 为了实现纯粹的全光网络, 必须建立光转换技术和WDM技术提高网络信息传输速度和网络资源的利用率。
结语:
光纤通信传输技术已经成为现代社会信息传输的重要技术, 信息通信领域中光纤通信技术的广泛运用, 大容量、高速度、长距离成为了我们追求的主要目标。网络时代的到来, 我们必须尽快了解光纤通信传输技术的现状及优缺点, 促进光纤通信传输技术的发展。
从视觉传达设计的发展进程来看,在很大程度上,它是兴起于19世纪中叶欧美的印刷美术设计的扩展与延伸。视觉传达设计是通过视觉媒介表现并传达给观众的设计,体现着设计的时代特征和丰富的内涵,其领域随着科技的进步、新能源的出现和新产品新材料的开发应用而不断扩大,并与其他领域相互交叉,逐渐形成一个与其他视觉媒介关联并相互协作的设计新领域。当前科学技术的日新月异,使以电影、电视和网络为媒体的各种技术飞速发展,这给人们带来了革命性的视觉体验。并且在当今瞬息万变的信息社会中,影视媒体的影响越来越重要。传统平面设计表现的内容已无法涵盖一些新的信息传达媒体,因此,视觉传达设计应该向着这些方向去努力拓展。这其中影视作品正在以一个不可忽视的重要力量日新月异的发展着,而影视片头又是影视作品的给观众的第一印象。任何一个风格独特、富于个性化的影视片头都是画面视觉艺术巧妙结合的典范,它包含着多方面、多视角的综合知识,可能是历史方面的,或者是时尚方面的。新技术的不断出现,强烈的开拓着视觉传达的延伸之一影视片头的创作,为其提供了更强大的物质基础和广阔的创作可能。同时也对影视片头的创作提出了更新更高的要求:一方面,技术的发展为创作者提供了更多的可能性,也迫使设计者不断的挑战影视片头的表现极限,另一方面,也促成了观众审美需求的提高,反过来促进创作上的进步。影视片头的视觉艺术是具有电影特性的美术设计。是一种具有思维空间形态的艺术造型。一个好的电影,电视剧,其片头片尾是非常讲究的,研究影视片头片尾视觉效果的意义在于:1、片头是观众对一部影片的第一印象,片头和片尾相当于一本书的封面和封底。片头的好坏,直接影响到观众对整个影片的观赏效果。 2、任何一种艺术,其魅力都在于内容与表现形式的完美与统一。电影片头,给设计提供了广影片片头艺术的创作,同样存在 内容与形式的完美统一的创作历程。根据影片不同主题,设计不同的方案,不同的表现形式。体裁不同,内容不同阔的天地。3、电影片头字幕的设计,是整个电影艺术的组成部分,而片头片尾的视觉设计又与影片自身有很大的不同,不可忽视,必须从视觉上加以美观。对经典的影视片头从视觉传达角度来归纳总结。4、现阶段影视制作飞速发展,各种富有视觉冲击力的效果层出不穷,我国在影视片头片尾创意方面与国外差距比较大。通过比较以促进国内影视片头制作的发展。希望此课题的研究能对影视工作者起到一个很好的借鉴作用。
光纤通信论文的写作格式、流程与写作技巧 广义来说,凡属论述科学技术内容的作品,都称作科学著述,如原始论著(论文)、简报、综合报告、进展报告、文献综述、述评、专著、汇编、教科书和科普读物等。但其中只有原始论著及其简报是原始的、主要的、第一性的、涉及到创造发明等知识产权的。其它的当然也很重要,但都是加工的、发展的、为特定应用目的和对象而撰写的。下面仅就论文的撰写谈一些体会。在讨论论文写作时也不准备谈有关稿件撰写的各种规定及细则。主要谈的是论文写作中容易发生的问题和经验,是论文写作道德和书写内容的规范问题。论文写作的要求下面按论文的结构顺序依次叙述。(一)论文——题目科学论文都有题目,不能“无题”。论文题目一般20字左右。题目大小应与内容符合,尽量不设副题,不用第1报、第2报之类。论文题目都用直叙口气,不用惊叹号或问号,也不能将科学论文题目写成广告语或新闻报道用语。(二)论文——署名科学论文应该署真名和真实的工作单位。主要体现责任、成果归属并便于后人追踪研究。严格意义上的论文作者是指对选题、论证、查阅文献、方案设计、建立方法、实验操作、整理资料、归纳总结、撰写成文等全过程负责的人,应该是能解答论文的有关问题者。现在往往把参加工作的人全部列上,那就应该以贡献大小依次排列。论文署名应征得本人同意。学术指导人根据实际情况既可以列为论文作者,也可以一般致谢。行政领导人一般不署名。(三)论文——引言 是论文引人入胜之言,很重要,要写好。一段好的论文引言常能使读者明白你这份工作的发展历程和在这一研究方向中的位置。要写出论文立题依据、基础、背景、研究目的。要复习必要的文献、写明问题的发展。文字要简练。(四)论文——材料和方法 按规定如实写出实验对象、器材、动物和试剂及其规格,写出实验方法、指标、判断标准等,写出实验设计、分组、统计方法等。这些按杂志 对论文投稿规定办即可。(五)论文——实验结果 应高度归纳,精心分析,合乎逻辑地铺述。应该去粗取精,去伪存真,但不能因不符合自己的意图而主观取舍,更不能弄虚作假。只有在技术不熟练或仪器不稳定时期所得的数据、在技术故障或操作错误时所得的数据和不符合实验条件时所得的数据才能废弃不用。而且必须在发现问题当时就在原始记录上注明原因,不能在总结处理时因不合常态而任意剔除。废弃这类数据时应将在同样条件下、同一时期的实验数据一并废弃,不能只废弃不合己意者。实验结果的整理应紧扣主题,删繁就简,有些数据不一定适合于这一篇论文,可留作它用,不要硬行拼凑到一篇论文中。论文行文应尽量采用专业术语。能用表的不要用图,可以不用图表的最好不要用图表,以免多占篇幅,增加排版困难。文、表、图互不重复。实验中的偶然现象和意外变故等特殊情况应作必要的交代,不要随意丢弃。(六)论文——讨论 是论文中比较重要,也是比较难写的一部分。应统观全局,抓住主要的有争议问题,从感性认识提高到理性认识进行论说。要对实验结果作出分析、推理,而不要重复叙述实验结果。应着重对国内外相关文献中的结果与观点作出讨论,表明自己的观点,尤其不应回避相对立的观点。 论文的讨论中可以提出假设,提出本题的发展设想,但分寸应该恰当,不能写成“科幻”或“畅想”。(七)论文——结语或结论 论文的结语应写出明确可靠的结果,写出确凿的结论。论文的文字应简洁,可逐条写出。不要用“小结”之类含糊其辞的词。(八)论文——参考义献 这是论文中很重要、也是存在问题较多的一部分。列出论文参考文献的目的是让读者了解论文研究命题的来龙去脉,便于查找,同时也是尊重前人劳动,对自己的工作有准确的定位。因此这里既有技术问题,也有科学道德问题。一篇论文中几乎自始至终都有需要引用参考文献之处。如论文引言中应引上对本题最重要、最直接有关的文献;在方法中应引上所采用或借鉴的方法;在结果中有时要引上与文献对比的资料;在讨论中更应引上与 论文有关的各种支持的或有矛盾的结果或观点等。(九)论文——致谢 论文的指导者、技术协助者、提供特殊试剂或器材者、经费资助者和提出过重要建议者都属于致谢对象。论文致谢应该是真诚的、实在的,不要庸俗化。不要泛泛地致谢、不要只谢教授不谢旁人。写论文致谢前应征得被致谢者的同意,不能拉大旗作虎皮。(十)论文——摘要或提要:以200字左右简要地概括论文全文。常放篇首。论文摘要需精心撰写,有吸引力。要让读者看了论文摘要就像看到了论文的缩影,或者看了论文摘要就想继续看论文的有关部分。此外,还应给出几个关键词,关键词应写出真正关键的学术词汇,不要硬凑一般性用词。
土木工程是一项综合性很高的课程,其中,土木工程材料的教学有着很强的实践性。下文是我为大家搜集整理的关于土木工程材料论文的内容,欢迎大家阅读参考!
浅论土木工程中关于智能材料的应用
【摘要】随着人们对土木工程质量和使用功能的要求不断提高,包括光纤、压磁、压电、记忆合金等各种智能材料在土木工程领域得到了广泛的应用。文章介绍了智能材料的概念、特点及其在土木工程中的应用情况,并展望了其在未来的应用趋势。
【关键词】智能材料;土木工程;特点;发展趋势
引言
目前,随着光钎、压磁、压电和形状记忆合金等材料的发展,智能材料已经被广泛应用于土木工程的各个领域。最基本的智能材料一般被称为感知材料,其可以感知内外部刺激的材料。通过感知内外部条件变化,并做出适应环境调整的材料被称作驱动材料。现在的智能材料,一般需要多种材料复合组装来实现环境变化情况下材料结构的诊断、修复、调整。
一、智能材料类型及特点
智能材料概念在20世纪80年代初被系统地提出,并于80年代末得到前所未有发展空间。随着光纤、压磁、形状记忆合金等智能材料的发展,使其在土木工程领域得到较为广泛地应用。智能材料以其具有的不同功能特点通常可分为两大类,一类为可感知外界或内部刺激强度作用的材料,称为感知材料。另一类为可响应或驱动因外界环境条件或内部状态发生变化的材料,也称为智能驱动材料。智能材料结构具有控制、传感与驱动三个要素,可利用自身感知处理信息,发出指令并执行动作,进而实现结构自我监控、诊断、检测、修复、校正与适应等各种功能。一般情况下,单一功能材料难以具有上述多种功能,这需要组元复合或组装多种材料而构成新的智能材料才能实现。
二、土木工程中智能材料的应用
1.形状记忆合金的应用
形状记忆合金是具有形状记忆效应的一种智能合金材料,作为新型功能性材料,最主要的优点就是在激发材料的形状记忆效应过程中,材料可以产生高于700兆帕的回复应力及8%左右的回复应变,同时具有较强的能量传输储存能力。该特性的应用能够将材料置于各种结构中,实现结构的自我诊断、增韧、增强与适应控制的应用研究,而且还可以将材料研制为智能型驱动器,在结构变形、损伤、裂缝及振动等方面开展应用研究工作。相变伪弹性与相变滞后性能是形状记忆合金的另一个优点,在加卸载过程中其应力-应变曲线构成环状,表明材料在此过程中能够吸收耗散较多的能量。形状记忆合金具有高达400兆帕的相变回复力,结合该特性能够研制开展形状记忆合金被动耗能控制系统,该系统可实现相变伪弹性性能,可在土木工程结构中用于耗能抗震的被动控制。通常在结构层间或底部安置形状记忆合金被动耗能控制系统,用于实现耗能系统对结构的层间变形的感知,进而起到消耗地震能量的作用。有关研究结果显示,耗能器安装形状记忆合金结构后,耗能器可吸收约为三分之二的地震能量,并显著抑制结构的位移。
2.压电材料的应用
压电材料一般是指在收到压力后,材料两端会出现电压的晶体材料。压电材料在土木工程中的应用主要包括对于结构的静变形控制、噪声控制和抗震抗风等领域。传统的压电材料使用方法是通过压电传感元件对结构的震动进行感知,利用传感器输出结果,从而实现对于震动的感知和预警。在此基础上,采取合适的控制算法对压电体的输入进行控制和定量,从而实现对于结构震动的控制,这是目前压电类智能材料的研究前沿。随着研究的深入和技术的进步,压电类的智能结构土木工程中的应该越来越广泛。
3.光导纤维的应用
光导纤维由外包层与内芯构成,是一种纤维状光通信介质材料,该材料采用先进的信息传输技术起初用于通信传输系统,由于作为信息载体的光子在速度与容量上高于电子,因此得到较为迅速的发展。光子所具有的高并行处理能力与高信息率,潜力在信息容量与处理速度得到充分发挥。光纤材料在监测、传感及信息远距离传输等方面得到应用,将光纤作为传感元件埋入传统混凝土结构中针对结构方面各项指标实现自动监测、诊断、控制、预报及评价等功能,而且将形状记忆合金等驱动元件埋入,有机结合信息处理系统与控制元件,使混凝土结构具有智能功能,进而实现混凝土结构自我诊断与修复。在土木工程结构诊断及主动控制地震响应中,光纤材料一直作为设计传感器的一种比较理想的材料,我国目前也已将其用于检测评定三峡大坝。
4.压磁材料的应用
压磁材料在土木工程中的应用主要包括磁流变材料和磁致伸缩材料。基于磁流变材料的原理,当磁场的强度高于临界强度时,磁流变在极短时间内从液态向固态转化。在介于固液体之间可根据磁流变液特点具有的快速、可控及可逆性质,控制流体特性实施时需要较低的能量,因此在智能结构中通常将磁流变液作为动器件的主要材料。基于这点,磁流变材料可用于高层建筑的结构中,实现对地震的半主动控制。因为潜在应用前景的广阔,使得磁致伸缩材料近年来得到很大关注。磁致伸缩材料具有强烈的磁致伸缩效应,这种材料可以在电磁和机械之间进行可逆转换,这种特性使其可以用于大功率超声器件、声纳系统、精密定位控制等很多领域。
三、智能材料的发展趋势
在土木工程领域,智能材料的发展趋势集中体现在以下三方面。一是实时监控检测结构状态,在土木结构中集成传感与驱动元件,利用其网络实时监控结构状态,以保证土木工程结构与基础设施的安全,有效降低维修成本。二是形状自适应材料与结构,该结构不仅可承载传递运动,还能检测并改变结构特性,具有较为广阔的应用前景。三是自适应控制减振抗震抗风降噪的结构,在土木工程设计中结构动力响应一直是比较重要的一个问题,尤其是针对桥梁与高层建筑等土木工程结构的抗震抗风问题,研发应用智能材料能够为其提供重要的途径,实现结构的自适应控制。尽管当前的智能材料还存在不同程度的不足之处,但随着有关研究的不断深入,智能材料的性能将得到明显改善。在众多领域中,智能材料都将发挥其潜力,体现出广阔的应用前景,开展的研究包括力学、计算机控制、材料、微电子、人工智能等多个学科技术。
四、结语
综上所述,随着智能材料的广泛应用,同时元件逐渐向小型化、多功能化及高功率化方向发展,在建筑结构中复合控制、传感、驱动系统及耦合/连接元件,建筑结构将发展成为主动式智能建筑结构,对于有效利用太阳能、抵御地震、风振等严重自然灾害影响具有重要作用, 为人们工作生活提供更为舒适安全的环境,对于提高土木工程结构建设质量具有十分重要的意义。
参考文献:
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[4]郑智能,张永兴,董强.智能材料及其在土木工程中的应用[J].重庆交通学院学报,2005,24(6):91-94.
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发一篇给你,结合你自己的实际情况适当加工一下即可。光通信从一开始就是为传送基于电路交换的信息的,所以客户信号一般是TDM的连续码流,如PDH、SDH等。随着计算机网络,特别是互联网的发展,数据信息的传送量越来越大,客户信号中基于分组交换的分组信号的比例逐步增加。分组信号与连续码流的特点完全不同,它具有随机性、突发性,因此如何传送这一类信号,就成为光通信技术要解决的重点。 另外,传送数据信号的光收发模块及设备系统与传统的传送连续码流的光收发模块及设备系统是有很大区别的。在接入网中,所实现的系统即为ATM-PON、EPON或GPON等。在核心网,实现IP等数据信号在光层(包括在波分复用系统)的直接承载,就是大家熟知的IP over Optical的技术。 由于SDH系统的良好特性及已有的大量资源,可充分利用原有的SDH系统来传送数据信号。起初只考虑了对ATM的承载,后来,通过SDH网络承载的数据信号的类型越来越多,例如FR、ATM、IP、10M-baseT、FE、GE、10GE、DDN、FDDI、Fiber Channel、FICON、ESCON等。 于是,人们提出了许多将IP等信号送进SDH虚容器VC的方法,起初是先将IP或Ethernet装进ATM,然后再映射进SDH传输,即IP/Ethernet over ATM,再over SDH。后来,又把中间过程省去,直接将IP或Ethernet送到SDH,如PPP、LAPS、SDL、GFP等,即IP over SDH、POS或EOS。 不断增加的信道容量 光通信系统能从PDH发展到SDH,从155Mb/s发展到10Gb/s,近来,40GB/s已实现商品化。同时,还正在探讨更大容量的系统,如160Gb/s(单波道)系统已在实验室研制开发成功,正在考虑为其制定标准。此外,利用波分复用等信道复用技术,还可以将系统容量进一步提高。目前32×10Gb/s(即320Gb/s)的DWDM系统已普遍应用,160×10Gb/s(即)的系统也投入了商用,实验室中超过10Tb/s的系统已在多家公司开发出来。光时分复用OTDM、孤子技术等已有很大进展。毫无疑问,这些对于骨干网的传输是非常有利的。 信号超长距离的传输 从宏观来说,对光纤传输的要求当然是传输距离越远越好,所有研究光纤通信技术的机构,都在这方面下了很大工夫。特别是在光纤放大器出现以后,这方面的记录接连不断。不仅每个跨距的长度不断增加,例如,由当初的20km、40km,最多为80km,增加到120km、160km。而且,总的无再生中继距离也在不断增加,如从600km左右增加到3000km、4000km。 从技术的角度看,光纤放大器其在拉曼光纤放大器的出现,为增大无再生中继距离创造了条件。同时,采用有利于长距离传送的线路编码,如RZ或CS-RZ码;采用FEC、EFEC或SFEC等技术提高接收灵敏度;用色散补偿和PMD补偿技术解决光通道代价和选用合适的光纤及光器件等措施,已经可以实现超过STM-64或基于10Gb/s的DWDM系统,4000km无电再生中继器的超长距离传输。 光传输与交换技术的融合 随着对光通信的需求由骨干网逐步向城域网转移,光传输逐渐靠近业务节点。在应用中人们觉得光通信仅仅作为一种传输手段尚未能完全适应城域网的需要。作为业务节点,比较靠近用户,特别对于数据业务的用户,希望光通信既能提供传输功能,又能提供多种业务的接入功能。这样的光通信技术实际上可以看作是传输与交换的融合。目前已广泛使用的基于SDH的多业务传送平台MSTP,就是一个典型的实例。 基于SDH的MSTP是指在SDH的平台上,同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入处理和传送,提供统一网管的多业务节点设备。实际上,有些MSTP设备除了提供上述业务外,还可以提供FR、FDDI、Fiber Channel、FICON、ESCON等众多类型的业务。 除了基于SDH的MSTP之外,还可以有基于WDM的MSTP。实际上是将WDM的每个波道分别用作各个业务的通道,即可以用透传的方式,也可以支持各种业务的接入处理,如在FE、GE等端口中嵌入以太网2层甚至3层交换功能等,使WDM系统不仅仅具有传送能力,而且具有业务提供能力。 进一步在光层网络中,将传输与交换功能相结合的结果,则导出了自动交换光网络ASON的概念。ASON除了原有的光传送平面和管理平面之外,还增加了控制平面,除了能实现原来光传送网的固定型连接(硬连接)外,在信令的控制下,还可以实现交换的连接(软连接)和混合连接。即除了传送功能外,还有交换功能。 互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势 近年来,随着互联网的迅猛发展,IP业务呈现爆炸式增长。预测表明,IP将承载包括语音、图像、数据等在内的多种业务,构成未来信息网络的基础;同时以WDM为核心、以智能化光网络(ION)为目标的光传送网进一步将控制信令引入光层,满足未来网络对多粒度信息交换的需求,提高资源利用率和组网应用的灵活性。因此如何构建能够有效支持IP业务的下一代光网络已成为人们广泛关注的热点之一。 对承载业务的光网络而言,下一步面临的主要问题不仅仅是要求超大容量和宽带接入等明显需求,还需要光层能够提供更高的智能性和在光节点上实现光交换,其目的是通过光层和IP层的适配与融合,建立一个经济高效、灵活扩展和支持业务QoS等的光网络,满足IP业务对信息传输与交换系统的要求。 智能化光网络吸取了IP网的智能化特点,在现有的光传送网上增加了一层控制平面,这层控制平面不仅用来为用户建立连接、提供服务和对底层网络进行控制,而且具有高可靠性、可扩展性和高有效性等突出特点,并支持不同的技术方案和不同的业务需求,代表了下一代光网络建设的发展方向。 研究表明,随着IP业务的爆发性增长,电信业和IT业正处于融合与冲突的“洗牌”阶段,新技术呼之欲出。尤其是随着软件控制(“软光”技术)的使用,使得今天的光网络将逐步演进为智能化的光网络,它允许运营者更加有效地自动配置业务和管理业务量,同时还将提供良好的恢复机制,以支持带有不同QoS需求的业务,从而使运营者可以建设并灵活管理的光网络,并开展一些新的应用,包括带宽租赁、波长业务、光层组网、光虚拟专用网(OVPN)等新业务。 综上所述,以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心,并面向IP互联网应用的光波技术已构成了今天的光纤通信研究热点,在未来的一段时间里,人们将继续研究和建设各种先进的光网络,并在验证有关新概念和新方案的同时,对下一代光传送网的关键技术进行更全面、更深入地研究。 从技术发展趋势角度来看,WDM技术将朝着更多的信道数、更高的信道速率和更密的信道间隔的方向发展。从应用角度看,光网络则朝着面向IP互联网、能融入更多业务、能进行灵活的资源配置和生存性更强的方向发展,尤其是为了与近期需求相适应,光通信技术在基本实现了超高速、长距离、大容量的传送功能的基础上,将朝着智能化的传送功能发展。
光纤通信技术的发展趋势[摘要]对光纤通信技术领域的主要发展热点作一简述与展望,主要有超高速传输系统,超大容量波分复用系统,光联网技术,新一代的光纤,IP over SDH与IP overOptical以及光接入网.关键词:光纤 超高速传输 超大容量波分复用 光联网光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命.近几年来,随着技术的进步,电信管理体制的改革以及电信市场的逐步全面开放,光纤通信的发展又一次呈现了蓬勃发展的新局面,本文旨在对光纤通信领域的主要发展热点作一简述与展望.1 向超高速系统的发展从过去2O多年的电信发展史看,网络容量的需求和传输速率的提高一直是一对主要矛盾.传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用(TDM)方式进行,每当传输速率提高4倍,传输每比特的成本大约下降30%~40%;因而高比特率系统的经济效益大致按指数规律增长,这就是为什么光纤通信系统的传输速率在过去20多年来一直在持续增加的根本原因.目前商用系统已从45Mbps增加到10Gbps,其速率在20年时间里增加了20O0倍,比同期微电子技术的集成度增加速度还快得多.高速系统的出现不仅增加了业务传输容量,而且也为各种各样的新业务,特别是宽带业务和多媒体提供了实现的可能.目前10Gbps系统已开始大批量装备网络,全世界安装的终端和中继器已超过5000个,主要在北美,在欧洲,日本和澳大利亚也已开始大量应用.我国也将在近期开始现场试验.需要注意的是,10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感,而已经敷设的光缆并不一定都能满足开通和使用10Gbps系统的要求,需要实际测试,验证合格后才能安装开通.在理论上,上述基于时分复用的高速系统的速率还有望进一步提高,例如在实验室传输速率已能达到4OGbps,采用色度色散和极化模色散补偿以及伪三进制(即双二进制)编码后已能传输100km.然而,采用电的时分复用来提高传输容量的作法已经接近硅和镓砷技术的极限,没有太多潜力可挖了,此外,电的40Gbps系统在性能价格比及在实用中是否能成功还是个未知因素,因而更现实的出路是转向光的复用方式.光复用方式有很多种,但目前只有波分复用(WDM)方式进入大规模商用阶段,而其它方式尚处于试验研究阶段.2 向超大容量WDM系统的演进光纤接入|光纤传输如前所述,采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽,然而光纤的200nm可用带宽资源仅仅利用了不到1%,99%的资源尚待发掘.如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一极光纤上传送,则可大大增加光纤的信息传输容量,这就是波分复用(WDM)的基本思路.采用波分复用系统的主要好处是:(1)可以充分利用光纤的巨大带宽资源,使容量可以迅速扩大几倍至上百倍;(2)在大容量长途传输时可以节约大量光纤和再生器,从而大大降低了传输成本;(3)与信号速率及电调制方式无关,是引入宽带新业务的方便手段;(4)利用WDM网络实现网络交换和恢复可望实现未来透明的,具有高度生存性的光联网.鉴于上述应用的巨大好处及近几年来技术上的重大突破和市场的驱动,波分复用系统发展十分迅速.如果认为1995年是起飞年的话,其全球销售额仅仅为1亿美元,而2000年预计可超过40亿美元,2005年可达120亿美元,发展趋势之快令人惊讶.目前全球实际敷设的WDM系统已超过3000个,而实用化系统的最大容量已达320Gbps(2*16*10Gbps),美国朗讯公司已宣布将推出80个波长的WDM系统,其总容量可达200Gbps(80*)或400Gbps(40*10Gbps).实验室的最高水平则已达到(13*20Gbps).预计不久实用化系统的容量即可达到1Tbps的水平.可以认为近2年来超大容量密集波分复用系统的发展是光纤通信发展史上的又一里程碑.不仅彻底开发了无穷无尽的光传输键路的容量,而且也成为IP业务爆炸式发展的催化剂和下一代光传送网灵活光节点的基础.3 实现光联网——战略大方向上述实用化的波分复用系统技术尽管具有巨大的传输容量,但基本上是以点到点通信为基础的系统,其灵活性和可靠性还不够理想.如果在光路上也能实现类似SDH在电路上的分插功能和交叉连接功能的话,无疑将增加新一层的威力.根据这一基本思路,光的分插复用器(OADM)和光的交叉连接设备(OXC)均已在实验室研制成功,前者已投入商用.实现光联网的基本目的是:(1)实现超大容量光网络;(2)实现网络扩展性,允许网络的节点数和业务量的不断增长;(3)实现网络可重构性,达到灵活重组网络的目的;(4)实现网络的透明性,允许互连任何系统和不同制式的信号;(5)实现快速网络恢复,恢复时间可达100ms.鉴于光联网具有上述潜在的巨大优势,发达国家投入了大量的人力,物力和财力进行预研,特别是美国国防部预研局(DARPA)资助了一系列光联网项目,如以Be11core为主开发的"光网技术合作计划(ONTC)",以朗讯公司为主开发的"全光通信网"预研计划","多波长光网络(MONET)"和"国家透明光网络(NTON)"等.在欧洲和日本,也分别有类似的光联网项目在进行.光纤接入|光纤传输综上所述光联网已经成为继SDH电联网以后的又一新的光通信发展高潮.其标准化工作将于2000年基本完成,其设备的商用化时间也大约在2000年左右.建设一个最大透明的.高度灵活的和超大容量的国家骨干光网络不仅可以为未来的国家信息基础设施(NII) 奠定一个坚实的物理基础,而且也对我国下一世纪的信息产业和国民经济的腾飞以及国家的安全有极其重要的战略意义.4 新一代的光纤近几年来随着IP业务量的爆炸式增长,电信网正开始向下一代可持续发展的方向发展,而构筑具有巨大传输容量的光纤基础设施是下一代网络的物理基础.传统的单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势,开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分.目前,为了适应干线网和城域网的不同发展需要,已出现了两种不同的新型光纤,即非零色散光纤(光纤)和无水吸收峰光纤(全波光纤). 新一代的非零色散光纤 非零色散光纤(光纤)的基本设计思想是在1550窗口工作波长区具有合理的较低色散,足以支持10Gbps的长距离传输而无需色散补偿,从而节省了色散补偿器及其附加光放大器的成本;同时,其色散值又保持非零特性,具有一起码的最小数值(如2ps/()以上),足以压制四波混合和交叉相位调制等非线性影响,适宜开通具有足够多波长的DWDM系统,同时满足TDM和DWDM两种发展方向的需要.为了达到上述目的,可以将零色散点移向短波长侧(通常1510~1520nm范围)或长波长侧(157nm附近),使之在1550nm附近的工作波长区呈现一定大小的色散值以满足上述要求.典型光纤在1550nm波长区的色散值为光纤的1/6~1/7,因此色散补偿距离也大致为光纤的6~7倍,色散补偿成本(包括光放大器,色散补偿器和安装调试)远低于光纤. 全波光纤 与长途网相比,城域网面临更加复杂多变的业务环境,要直接支持大用户,因而需要频繁的业务量疏导和带宽管理能力.但其传输距离却很短,通常只有50~80km,因而很少应用光纤放大器,光纤色散也不是问题.显然,在这样的应用环境下,怎样才能最经济有效地使业务量上下光纤成为网络设计至关重要的因素.采用具有数百个复用波长的高密集波分复用技术将是一项很有前途的解决方案.此时,可以将各种不同速率的业务量分配给不同的波长,在光路上进行业务量的选路和分插.在这类应用中,开发具有尽可能宽的可用波段的光纤成为关键.目前影响可用波段的主要因素是1385nm附近的水吸收峰,因而若能设法消除这一水峰,则光纤的可用频谱可望大大扩展.全波光纤就是在这种形势下诞生的.全波光纤采用了一种全新的生产工艺,几乎可以完全消除由水峰引起的衰减.除了没有水峰以外,全波光纤与普通的标准匹配包层光纤一样.然而,由于没有了水峰,光纤可以开放第5个低损窗口,从而带来一系列好处:(1)可用波长范围增加100nm,使光纤的全部可用波长范围从大约200nm增加到300nm,可复用的波长数大大增加;(2)由于上述波长范围内,光纤的色散仅为155Onm波长区的一半,因而,容易实现高比特率长距离传输;(3)可以分配不同的业务给最适合这种业务的波长传输,改进网络管理;(4)当可用波长范围大大扩展后,允许使用波长间隔较宽,波长精度和稳定度要求较低的光源,合波器,分波器和其它元件,使元器件特别是无源器件的成本大幅度下降,这就降低了整个系统的成本.5 IP over SDH与IP over Optical以IP业务为主的数据业务是当前世界信息业发展的主要推动力,因而能否有效地支持IP业务已成为新技术能否有长远技术寿命的标志.目前,ATM和SDH均能支持IP,分别称为IP over ATM和IP over SDH两者各有千秋.IP over ATM利用ATM的速度快,颗粒细,多业务支持能力的优点以及IP的简单,灵活,易扩充和统一性的特点,可以达到优势互补的目的,不足之处是网络体系结构复杂,传输效率低,开销损失大(达25%~30%).而SDH与IP的结合恰好能弥补上述IP overATM的弱点.其基本思路是将IP数据包通过点到点协议(PPP)直接映射到SDH帧,省掉了中间复杂的ATM层.具体作法是先把IP数据包封装进PPP分组,然后利用HDLC组帧,再将字节同步映射进SDH的VC包封中,最后再加上相应SDH开销置入STM-N帧中即可.IP over SDH在本质上保留了因特网作为IP网的无连接特征,形成统一的平面网,简化了网络体系结构,提高了传输效率,降低了成本,易于IP组插和兼容的不同技术体系实现网间互联.最主要优点是可以省掉ATM方式所不可缺少的信头开销和IP overATM封装和分段组装功能,使通透量增加25%~30%,这对于成本很高的广域网而言是十分珍贵的.缺点是网络容量和拥塞控制能力差,大规模网络路由表太复杂,只有业务分级,尚无优先级业务质量,对高质量业务难以确保质量,尚不适于多业务平台,是以运载IP业务为主的网络理想方案.随着千兆比高速路由器的商用化,其发展势头很强.采用这种技术的关键是千兆比高速路由器,这方面近来已有突破性进展,如美国Cisco公司推出的12000系列千兆比特交换路由器(GSR),可在千兆比特速率上实现因特网业务选路,并具有5~60Gbps的多带宽交换能力,提供灵活的拥塞管理,组播和QOS功能,其骨干网速率可以高达,将来能升级至10Gbps.这类新型高速路由器的端口密度和端口费用已可与ATM相比,转发分组延时也已降至几十微秒量级,不再是问题.总之,随着千兆比特高速路由器的成熟和IP业务的大发展,IP overSDH将会得到越来越广泛的应用.光纤接入|光纤传输但从长远看,当IP业务量逐渐增加,需要高于的链路容量时,则有可能最终会省掉中间的SDH层,IP直接在光路上跑,形成十分简单统一的IP网结构(IP overOptical).显然,这是一种最简单直接的体系结构,省掉了中间ATM层与SDH层,减化了层次,减少了网络设备;减少了功能重叠,简化了设备,减轻了网管复杂性,特别是网络配置的复杂性;额外的开销最低,传输效率最高;通过业务量工程设计,可以与IP的不对称业务量特性相匹配;还可利用光纤环路的保护光纤吸收突发业务,尽量避免缓存,减少延时;由于省掉了昂贵的ATM交换机和大量普通SDH复用设备,简化了网管,又采用了波分复用技术,其总成本可望比传统电路交换网降低一至二个量级!综上所述,现实世界是多样性的,网络解决方案也不会是单一的,具体技术的选用还与具体电信运营者的背景有关.三种IP传送技术都将在电信网发展的不同时期和网络的不同部分发挥自己应有的历史作用.但从面向未来的视角看,IP over Optical将是最具长远生命力的技术.特别是随着IP业务逐渐成为网络的主导业务后,这种对IP业务最理想的传送技术将会成为未来网络特别是骨干网的主导传送技术.在相当长的时期,IP over ATM,IP overSDH和IP over Optical将会共存互补,各有其最佳应用场合和领域.6 解决全网瓶颈的手段——光接入网过去几年间,网络的核心部分发生了翻天覆地的变化,无论是交换,还是传输都已更新了好几代.不久,网络的这一部分将成为全数字化的,软件主宰和控制的,高度集成和智能化的网络.而另一方面,现存的接入网仍然是被双绞线铜线主宰的(90%以上),原始落后的模拟系统.两者在技术上的巨大反差说明接入网已确实成为制约全网进一步发展的瓶颈.目前尽管出现了一系列解决这一瓶颈问题的技术手段,如双绞线上的xDSL系统,同轴电缆上的HFC系统,宽带无线接入系统,但都只能算是一些过渡性解决方案,唯一能够根本上彻底解决这一瓶颈问题的长远技术手段是光接入网.接入网中采用光接入网的主要目的是:减少维护管理费用和故障率;开发新设备,增加新收入;配合本地网络结构的调整,减少节点,扩大覆盖;充分利用光纤化所带来的一系列好处;建设透明光网络,迎接多媒体时代. 所谓光接入网从广义上可以包括光数字环路载波系统(ODLC)和无源光网络(PON)两类.数字环路载波系统DLC不是一种新技术,但结合了开放接口,并在光纤上传输综合的DLC(IDLC),显示了很大的生命力,以美国为例,目前的亿用户线中,DLC/IDLC已占据3600万线,其中IDLC占2700万线.特别是新增用户线中50%为IDLC,每年约500万线.至于无源光网络技术主要是在德国和日本受到重视.德国在1996年底前共敷设了约230万线光接入网系统,其中PON约占100万线.日本更是把PON作为其网络光纤化的主要技术,坚持不懈攻关十多年,采取一系列技术和工艺措施,将无源光网络成本降至与铜缆绞线成本相当的水平,并已在1998年全面启动光接入网建设,将于2010年达到6000万线,基本普及光纤通信网,以此作为振兴21世纪经济的对策.近来又计划再争取提前到2005年实现光纤通信网.光纤接入|光纤传输在无源光网络的发展进程中,近来又出现了一种以ATM为基础的宽带无源光网络(APON),这种技术将ATM和PON的优势相互结合,传输速率可达622/155Mbps,可以提供一个经济高效的多媒体业务传送平台并有效地利用网络资源,代表了多媒体时代接入网发展的一个重要战略方向.目前国际电联已经基本完成了标准化工作,预计1999年就会有商用设备问世.可以相信,在未来的无源光网络技术中,APON将会占据越来越大的份额,成为面向21世纪的宽带投入技术的主要发展方向.7 结束语从上述涉及光纤通信的几个方面的发展现状与趋势来看,完全有理由认为光纤通信进入了又一次蓬勃发展的新高潮.而这一次发展高潮涉及的范围更广,技术更新更难,影响力和影响面也更宽,势必对整个电信网和信息业产生更加深远的影响.它的演变和发展结果将在很大程度上决定电信网和信息业的未来大格局,也将对下一世纪的社会经济发展产生巨大影响.
弗吉尼亚光电技术中心的光传感器研究作者:王安波*,Gray R. Pickrell在恶劣环境下通常的测量器件难以使用的工业与军事应用的广泛领域中,需要在比较苛刻环境下使用的光传感器。光纤传感器在测量各种不同的物理参数方面已被证明是有吸引力的,这是由于这种传感器具有如下的优点:1)体积小,2)不受电磁干扰,3)分辨率高,4)无需电流传导,5)能够对各种被测量作出响应,6)避免发生火花,7)能够克服恶劣环境影响,8)可远距离操作,9)可进行多路传输。在过去的20年来,光线传感器在实践中已得到验证,并得到发展。在弗吉尼亚光电技术中心(VTCPT)所进行的光传感器的研究工作,主要集中在开发测量压力、温度、应变、声波、流量、局部放电、表面映射以及三维温度成像技术。大多数上述传感器基于光纤传感器,包括具有各种聚合体和金属镀层的石英玻璃光纤,以及蓝宝石纤维波导。根据被调制的光学参数,这些传感器可粗略分类为干涉测量法型,旋光测量法型,光强型,以及波长编码型器件。本文提出了弗吉尼亚光电技术中心近期开发的上述传感器中的几个例子。(*译者注:辽宁鞍山人,大连理工大学物理系研究生毕业,现在美国)
基金项目:国家杰出青年基金项目(40225006),国家教育部重点项目(010886),南京大学985工程项目。
索文斌王宝军施斌刘杰
(南京大学地球科学系地球环境计算工程研究所,南京,210093)
【摘要】BOTDR是一种新型的分布式光纤传感监测技术,其分布式、高精度、长距离、实时性、远程控制等特点,已逐渐受到工程界的广泛关注。由于监测是分布式的,所以得到的数据与地理位置具有重要的相关性。结合工程实践中遇到的具体问题,研发了一套基于GIS的大型工程分布式光纤传感监测系统。本文重点论述系统的设计要求,包括设计目标、技术框架和特色功能。结合某隧道 BOTDR监测工程开发的一套相应的监测数据管理系统,实现了工程监测数据的采集与管理、监测结果的可视化、监测信息的对比查询等功能,是一套集智能化分析与决策化管理为一体的多功能管理系统。
【关键词】BOTDRGIS分布式光纤传感器监测系统
1引言
光纤传感技术以其良好的耐久性、抗腐蚀、抗电磁干扰,适合于在恶劣环境中长期工作等优点受到越来越多的工程建设者和科研人员的重视[~3]。BOTDR(Brillouin Optic Time-Domain Reflectometer)布理渊光时域反射计,作为新型的分布式传感技术,逐渐得到工程界的认可。日本、加拿大、瑞士等国已成功地将该技术应用到水坝、桩基、边坡、堤岸等工程的监测中[~3]。我国自2001年由南京大学地球环境计算工程研究所率先从日本引进该技术以来,开展了大量的室内外实验研究,并成功地完成了多个工程项目,取得了一系列重要的研究成果[4-7]。
在具体应用中,BOTDR所提供的监测结果存在诸如直观表现差、数据配准和空间定位困难、综合管理功能弱等方面的缺陷,未经过系统培训的工程技术人员,很难读懂 BOTDR的监测结果,后期成果处理也非常繁琐。本文针对大型工程分布式光纤传感监测领域存在的数据分析与管理中存在的不足,提出了一套比较切合工程实际的解决方案,并结合具体工程实例设计和开发了一套应用系统。实践表明,该系统可以很好地实现对监测数据的采集与管理、监测结果的可视化显示以及监测信息的对比查询等功能。
2问题的提出
BOTDR的监测原理[1]
激光在光纤中传播时,光波与光声子相互作用即会产生布理渊散射光。当环境温度的变化量不大(T≤5°)时,布理渊光频率漂移量(vB)与光纤所受的应变量(ε)成正比,其关系式如下式所示:式中:υB(ε)表示光纤受到ε应变时的布理渊频率漂移量;υB(0)表示光纤不受应变时的布理渊频率漂移量; 为比例系数,约为;ε为光纤的实际应变量。
地质灾害调查与监测技术方法论文集
为了得到沿光纤分布的应变信息,只需测量沿光纤分布的布理渊频率漂移量的变化情况,沿光纤距离光源为Z长度的点可由下式求得:
地质灾害调查与监测技术方法论文集
式中:c为光速,n为光纤折射率,T为自激光发射与接收到布理渊散射光所经历的时间。
监测原理如图1所示。
图1BOTDR的应变监测原理图
BOTDR在结果表现上存在的问题
在实际工程应用中,根据工程实际情况的不同,可按照不同的黏着方式将传感光纤粘贴在所需监测结构(或材料)的表面,从而获得被粘贴结构(或材料的)沿光纤的径向应变分布信息。但 BOTDR所提供的监测结果存在以下几个方面的缺陷:
(1)海量数据的综合管理缺陷。BOTDR提供的监测数据是沿光纤径向的每一点的应变信息(点之间的间距和仪器的距离分解度相关),而这些点的应变信息是以数据点的形式给出的,造成原始数据繁多复杂。
(2)实际里程与监测结果的数据配准问题。分布式光纤传感器在实际铺设过程中,出于定位需要,经常预留一些冗余光纤,为了将所测得的应变量和实际的光纤里程对应起来,必须获得发生应变部位距离光纤光源的实际里程,而 BOTRD提供的监测里程是光纤的实际长度(包括冗余部分),并不是工程实际里程,也就是说监测结果与实际里程之间存在数据配准问题。
(3)监测结果的直观表现不佳。BOTDR原始监测系统并不提供阈值设定功能,即对于特定的工程而言,我们必须人为地设定阈值寻找应变异常信息。
(4)实测数据影响因子多。BDTOR监测结果是在诸如温度影响在内的多种因子的影响下测得的数据,未经处理的实测数据可信度差。
(5)缺乏面向最终用户的监测数据。BOTDR监测结果是未经配准和处理的纯文本文件,这些数据并不是面向最终用户,而是面向具有 BOTDR操作经验的科研人士,也就是说未经专业培训的工程技术人员很难读懂 BOTDR的原始成果。
3基于GIS的大型工程分布式光纤传感监测系统设计
系统设计目标
针对上述所存在的问题,基于GIS的大型工程分布式光纤传感监测系统应该遵循以下的总体设计目标:
(1)完成对所监测工程的日常健康诊断,分析工程安全性。以应变分析为核心,建立工程安全评价体系,完成对影响规划、管理、决策及科学研究的数据进行储存更新、查询检索、智能评价、统计分析、类比判别和制图制表等任务,提高工程管理质量和效率。
(2)利用BOTDR提供的数据,经系统处理后再配合工程实地调查数据,完成以工程质量为目标的各项监测工作。应用横向纵向两方面类比模式监测工程安全性,即利用不同光纤反馈回来的数据,以及同一根光纤不同时间测试的数据进行类比分析,得出工程可信的结果。
系统技术框架
结合目前GIS的发展趋势,并考虑工程实际的可操作性,系统应用ESRI公司提供的MapOb-jects组件,在Visual Basic 环境下开发了以组件式GIS为核心的管理系统,系统的技术框架如图2所示:
图2系统技术框架图
从图2的技术框架图中可以直观地看出,系统设计以各种不同用户的需求作为指导,并在开发中通过信息反馈不断更新和完善系统功能及工作模式。系统以基础地理及属性数据库为基础利用GIS的开发实现空间数据的提取,结合光纤监测数据库实现监测数据的配准以及可视化表示,以不断更新和完善的管理与决策数据库实现科学决策,构建集基础功能、智能分析、决策管理于一体的多功能系统。
系统的功能与特色
基于GIS的大型工程分布式光纤传感监测系统基本实现了如图3所示功能。
从图3可以看出,该系统基本上可以解决工程监测数据的采集与管理、监测结果的可视化显示、监测结果的智能化分析,是一个以工程应用为目标,以监测结果为核心的多功能管理与智能化分析系统。
(1)图层控制:系统加载多个图层(ESRI的Shape文件、AutoCAD的DXF文件或图像文件JPG、BMP、GIF、TIF等)。在使用中用户可以通过图层控制图层是否可见、图元颜色、可视化范围、图层顺序等,以便于对特定图层进行浏览。
图3系统的功能与特色
(2)视图控制:系统提供图像的放大、缩小,全局显示、局部显示,漫游等基本功能。
(3)动态标注:系统实现了空间任意位置的动态跟踪标注。用户点击鼠标后可随时获得鼠标所在位置的属性信息。
(4)数据维护:用户可以选择两种不同方式查询、检索、更改数据,提供完善的从图到属性和从属性到图的数据查询、检索、更改方式。
(5)绘图功能:系统提供自助的绘图方式,用户可按照自己的想法和要求新建图层或者在原图上自行绘制图形,并根据程序提供的属性表为数据添加属性。
(6)元素选取:系统能够识别图中选取的元素,通过线、矩形、区域、多边形、圆来拾取物体,并显示拾取元素的属性数据。当选中特定位置的光纤时,光纤以闪烁3次来回应用户选中的光纤。
除上述功能之外,鉴于分布式光纤监测的工程特点,本系统还具备以下几个特色功能:
(1)数据分析:系统以绘制专题应变曲线图的方式提供数据分析功能。通过 BOTDR实测数据,绘制光纤应变曲线专题图,根据不同的阈值设置不同颜色的应变曲线图。
(2)数据配准:在实测数据与工程实际里程之间,根据实际工程光纤铺设的特征数据信息(光纤定位信息),系统提供一个精确的配准模块,误差小,应用性强。
(3)图例显示:系统提供独特的图例,便于工程管理。如,实际工程若铺设5根光纤,并且光纤铺设在不同墙面,采取二维示意图显示,可以绘制不同的图例显示,用以区别不同墙面铺设的不同光纤。
(4)对比查询:系统提供了由系统操作主界面至应变曲线绘制界面的对比查询方式,用户可选则从图到曲线或从曲线到图的两种方式进行结果查询,这样,工程监测的质量和效率就大大提高了。
4工程应用实例
工程概况
某隧道工程是一湖底隧道,全长约,其中湖底隧道长约,为双向六车道,三箱室结构形式,其中左右两个箱式为车行道,中间箱室为净宽3m的管廊与检修通道。隧道设计宽约32m,净空高度,设计车速为60km/h。
2002年7月,隧道项目指挥部经反复调研和论证后,决定采用BOTDR技术进行隧道整体变形监测。2002年11月~12月,项目组完成了传感光纤铺设,铺设情况如图4所示,并分阶段对隧道变形进行监测。2003年1月~4月,为施工监测阶段,2003年5月通车后至9月为常规监测阶段。施工监测阶段主要进行由于后期施工对隧道变形的影响以及隧道箱体接缝变形监测,监测频率为2天/次。常规监测阶段主要进行通车条件下隧道稳定性监测,监测频率3~5次/周。
图4某隧道光纤总体平面布置图
隧道工程监测数据管理的系统实现
数据准备
系统的基本数据包括施工区域图、隧道信息、光纤铺设信息、光纤监测数据等四大类。这四类数据既包含了空间信息数据又包含了属性数据,是构成系统数据结构的基础,又是系统数据分析和管理的前提。
(1)施工区域图。主要提供隧道基本信息与周边环境状况,用以确定施工地理信息、施工线路等,为绘制隧道二维示意图提供标准。
(2)隧道信息。主要提供隧道纵剖面、横剖面信息。横剖面信息用于了解光纤铺设里程和方位,纵剖面信息主要用于掌握具体施工操作面,为准确绘制隧道二维示意图做数据基础。
(3)光纤铺设信息。主要提供传感光纤铺设信息。拟铺设的5条传感光纤处在隧道南洞、北洞不同的墙面上,每条光纤的实际铺设长度与工程里程必有误差,通过在铺设过程中了解光纤定位信息,为数据配准模块提供数据基础。
(4)光纤监测数据。主要指 BOTDR实测应变数据,这些实测数据通过数据配准、阈值设定等系统转换处理后,将得到精确的隧道不同位置的应变信息。
系统工作流程
数据管理与分析是该系统的核心组成部分,是得到精确工程监测信息的重要组成部分。数据管理与分析主要靠以下流程来实现:
步骤一:数据准备
将BOTDR实测数据以*.txt文件存放到指定位置,以备数据处理调用。
步骤二:选择光纤
在5根铺设的光纤中,在主操作界面中点击所需监测光纤,即完成所需光纤的选择,点击所选光纤时,与之相对应的系列在后台被调入。
步骤三:选择系列
所谓系列,就是不同时间监测的不同光纤的应变信息和数据配准信息。选择系列操作包括调入监测数据,选择数据配准,设置隧道变形阈值等。
步骤四:应变分析
进行系列选择之后,选择绘制曲线,系统即在新窗口绘制出经数据配准的隧道整体应变分析图。
除上述主要数据管理与分析功能之外,系统还设置了分段管理与分析的功能,即通过对所需监测段进行设置起点、设置终点操作,进行局部数据的管理与分析。另外,系统还提供了由图到曲线(或曲线到图)的对比查询方式,选择图到曲线(或曲线到图)的菜单项之后,图和曲线完美地对应起来,并提供了阈值设定功能,做到自动预警,避免人为干扰。图5至图7显示了系统数据与管理功能的操作界面,其中,图5为数据分析界面,图6为选择系列界面,图7为隧道应变分析曲线界面。
图5数据分析界面图
图6选择系列界面
图7隧道应变分析曲线界面
5结语
综上所述,应用GIS管理分布式光纤监测工程可实现海量数据的高效管理。GIS以其独特的数据管理、查询、检索、分析模式成为工程管理的首选。它的海量数据分层管理、数据结果的可视化表现、实现双向查询、面向最终用户的特点更显示其理想的工程管理能力。具体的说,系统具有以下优点:
(1)系统改善了BOTDR原系统中海量数据的综合管理模式,结果显示更加清晰直观。
(2)系统设置了数据配准、阈值管理等模块,监测结果可直接应用,避免了人为判别的误差,提高了工作效率。
(3)系统采用可视化显示,面向最终用户,无须对具体工程监测人员进行系统培训。
(4)系统实现了工程监测数据的采集与管理、监测结果的可视化显示、监测信息的对比查询等功能,是一个集智能化分析与决策化管理为一体的多功能管理系统。
本系统以具体工程为实例,具有更加科学、高效、直观、方便等优点,并减少了BOTDR监测结果的后期人为干扰,使得测试结果更加客观、准确,有利于科学管理和提高效率。
参考文献
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光纤通信论文的写作格式、流程与写作技巧 广义来说,凡属论述科学技术内容的作品,都称作科学著述,如原始论著(论文)、简报、综合报告、进展报告、文献综述、述评、专著、汇编、教科书和科普读物等。但其中只有原始论著及其简报是原始的、主要的、第一性的、涉及到创造发明等知识产权的。其它的当然也很重要,但都是加工的、发展的、为特定应用目的和对象而撰写的。下面仅就论文的撰写谈一些体会。在讨论论文写作时也不准备谈有关稿件撰写的各种规定及细则。主要谈的是论文写作中容易发生的问题和经验,是论文写作道德和书写内容的规范问题。论文写作的要求下面按论文的结构顺序依次叙述。(一)论文——题目科学论文都有题目,不能“无题”。论文题目一般20字左右。题目大小应与内容符合,尽量不设副题,不用第1报、第2报之类。论文题目都用直叙口气,不用惊叹号或问号,也不能将科学论文题目写成广告语或新闻报道用语。(二)论文——署名科学论文应该署真名和真实的工作单位。主要体现责任、成果归属并便于后人追踪研究。严格意义上的论文作者是指对选题、论证、查阅文献、方案设计、建立方法、实验操作、整理资料、归纳总结、撰写成文等全过程负责的人,应该是能解答论文的有关问题者。现在往往把参加工作的人全部列上,那就应该以贡献大小依次排列。论文署名应征得本人同意。学术指导人根据实际情况既可以列为论文作者,也可以一般致谢。行政领导人一般不署名。(三)论文——引言 是论文引人入胜之言,很重要,要写好。一段好的论文引言常能使读者明白你这份工作的发展历程和在这一研究方向中的位置。要写出论文立题依据、基础、背景、研究目的。要复习必要的文献、写明问题的发展。文字要简练。(四)论文——材料和方法 按规定如实写出实验对象、器材、动物和试剂及其规格,写出实验方法、指标、判断标准等,写出实验设计、分组、统计方法等。这些按杂志 对论文投稿规定办即可。(五)论文——实验结果 应高度归纳,精心分析,合乎逻辑地铺述。应该去粗取精,去伪存真,但不能因不符合自己的意图而主观取舍,更不能弄虚作假。只有在技术不熟练或仪器不稳定时期所得的数据、在技术故障或操作错误时所得的数据和不符合实验条件时所得的数据才能废弃不用。而且必须在发现问题当时就在原始记录上注明原因,不能在总结处理时因不合常态而任意剔除。废弃这类数据时应将在同样条件下、同一时期的实验数据一并废弃,不能只废弃不合己意者。实验结果的整理应紧扣主题,删繁就简,有些数据不一定适合于这一篇论文,可留作它用,不要硬行拼凑到一篇论文中。论文行文应尽量采用专业术语。能用表的不要用图,可以不用图表的最好不要用图表,以免多占篇幅,增加排版困难。文、表、图互不重复。实验中的偶然现象和意外变故等特殊情况应作必要的交代,不要随意丢弃。(六)论文——讨论 是论文中比较重要,也是比较难写的一部分。应统观全局,抓住主要的有争议问题,从感性认识提高到理性认识进行论说。要对实验结果作出分析、推理,而不要重复叙述实验结果。应着重对国内外相关文献中的结果与观点作出讨论,表明自己的观点,尤其不应回避相对立的观点。 论文的讨论中可以提出假设,提出本题的发展设想,但分寸应该恰当,不能写成“科幻”或“畅想”。(七)论文——结语或结论 论文的结语应写出明确可靠的结果,写出确凿的结论。论文的文字应简洁,可逐条写出。不要用“小结”之类含糊其辞的词。(八)论文——参考义献 这是论文中很重要、也是存在问题较多的一部分。列出论文参考文献的目的是让读者了解论文研究命题的来龙去脉,便于查找,同时也是尊重前人劳动,对自己的工作有准确的定位。因此这里既有技术问题,也有科学道德问题。一篇论文中几乎自始至终都有需要引用参考文献之处。如论文引言中应引上对本题最重要、最直接有关的文献;在方法中应引上所采用或借鉴的方法;在结果中有时要引上与文献对比的资料;在讨论中更应引上与 论文有关的各种支持的或有矛盾的结果或观点等。(九)论文——致谢 论文的指导者、技术协助者、提供特殊试剂或器材者、经费资助者和提出过重要建议者都属于致谢对象。论文致谢应该是真诚的、实在的,不要庸俗化。不要泛泛地致谢、不要只谢教授不谢旁人。写论文致谢前应征得被致谢者的同意,不能拉大旗作虎皮。(十)论文——摘要或提要:以200字左右简要地概括论文全文。常放篇首。论文摘要需精心撰写,有吸引力。要让读者看了论文摘要就像看到了论文的缩影,或者看了论文摘要就想继续看论文的有关部分。此外,还应给出几个关键词,关键词应写出真正关键的学术词汇,不要硬凑一般性用词。
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光纤通信在配电网自动化上的应用 论文 1前言随着国家经济的发展和人民生活水平的提高,人们对电力的需求日益增长,同时对供电的可靠性和供电质量提出了更高的要求。配网馈线自动化是配网系统提高供电可靠性最直接有效的技术手段之一。在近几年国家加大了对城网和农网的改造,国内各大供电局对配电网自动化的投入也在加大。在配网自动化实现的过程中,我们发现通信问题是一个难点问题。在此,仅就光纤通信在配网自动化方面的应用谈一点认识和体会。 2配电网自动化对通信的要求 同调度SCADA系统一样,配电自动化系统也需要一个有效的通信网,同时他有自己的特点:终端数量极多。配网系统拥有众多的开闭所、配电变压器、柱上断路器,要对这些设备进行监控就需要许多FTU和TTU,同时这些FTU随配电设备安装,地域分布广,通讯节点分散。 配网自动化系统的规模、复杂程度和自动化程度决定了通信系统应满足下述要求: (1)可靠性: 配网系统的通信设备有很多暴露在室外,环境恶劣,因此必须能够抵御高温、低温、日晒、雨淋、风雪、冰雹和雷电等自然环境的侵袭。同时,尽量避免各种电磁干扰,保证长期稳定可靠地工作,并要求在线路停电时,通信系统仍能正常工作。 (2)经济性: 考虑到配电网系统的总体经济效益,通信系统的投资不应过大,力争充分利用现有的主网通信资源,进行主、配网整体规划,避免重复投资。 (3)寻址量大: 通信系统不仅要考虑目前及未来的数据传输的需要,还要考虑系统升级的要求。 (4)双向通信: 配网自动化要实现遥测、遥信、遥控功能,就必须要求具有双向通信能力。 (5)容易操作和免维护。 根据以上的要求,伴随着光纤价格的下降,目前,光纤通信正广泛地应用于电力系统。 3光纤通信 自激光器和低损耗光纤问世以来,光纤通信系统以其技术、经济上无可比拟的优越性而迅速崛起,并风靡全球。该系统是以光纤为传输介质,以光为载波信号传递信息的通信系统,应用的光波波长为~1.μm靘,整个系统由电端机、光端机、光缆和中继器构成。光纤可分为单模光纤(SMF)、多模光纤(MMF)、长波长低射散光纤(LMF)、保偏光纤(PMF)及塑料光纤(POF)等很多种;常用的为单模和多模光纤,多模光纤就是传输多个光波模式,而单模光纤只传输一个光波模式。单模光纤比多模光纤传输距离长,目前一般地,光信号在多模光纤内可传6km左右,在单模光纤内可传30km。因此,单模光设备的价格要高于多模光设备。实用的光纤通常都是由多根光纤、加强芯、保护材料、固定材料等组合成光缆构成的传输线。 光纤MODEM可完成光信号与数字信号之间的相互转换。光纤MODEM一般有一个以上的数据口用以传递同步或异步信号。通信速率可达到2Mbps或更高,配网常用的通信速率一般为同步N×64K或异步19200bps以下。故足以满足配网通信的需要,光纤MODEM的连接示意图如下:另外,还有一种光纤MODEM具有双环自愈功能。这一功能使通信的可靠性大大增强。其功能示意图如图2所示:图2(I)中,A,B,C三点是通过自愈光MODEM实现的双环网,若在D点发生故障,则如图2(II)所示,光路在A站和C站愈合(环回),使通信不受影响,同时向主站发出相应的告警及定位信号,使维修人员及时修复故障段光缆。4光纤通信的特点 光纤通信具有通信容量大,衰减小,不怕雷击,抗电磁干扰、抗腐蚀、保密性好、可靠性高、敷设方便等优点,不过投资费用相对较高,尤其对于城区内直埋式电缆线路的光纤敷设,施工费用将更大。 5光纤通信在配电网上的实现方案 光纤通信的组网方式非常灵活,可以构架成星型、链型、树状、网状、单纤网、双纤网、环上多分支、多环相交、多环相切等各种拓扑结构的网络。 根据配电自动化系统的特点,光纤网通常需组成环型网,并与计算机局域网连接,实现数据共享。常用的组网方式如图3所示。图3中:“S”表示网络服务器,“W1、W2、Wn”表示工作站,“b”表示变电所,“k”表示开闭所,“T”表示配电变压器。 实际工程设计中,充分考虑到电力通信专网拓扑结构的复杂性,SDH传输系统可以采用多达126个E1(2M口)全交叉连接和双主光环+多光分支的设计思想。基本构架为1~3个SDH/STM-1双纤自愈环相交或相切,而且在需要时,可通过更换光卡的方式在线升级为SDH/STM-4。如果局调度中心局域网位于网络地理中心,建议设计为相切环,以调度中心为切点,如图4所示;如果局调度中心局域网偏离网络地理中心,建议设计为相交环,由于调度中心不在交点,为了环间可靠转接,各环相交至少两点,互为保护路由,如图5所示。6结束语 在实际的配网自动化的通信系统,必须构建一个成本低、收效高的双向通信系统,用可以接受的费用在可靠性和信息流量方面提供非常高的性能。同时,由于配电网自动化系统所要完成的功能太多而系统复杂,采用单一的通信系统来满足所有的功能需要是不现实的,也是不经济的。因此,在配电网自动化系统中,要应用多种通信方式,按综合的经济技术指标而选取其中最优的组合。在电力系统中较常用的通信方式还有一点多址数字微波、数传电台、无线扩频、专线电缆、邮电本地网、载波、扩频载波等,可供组网时选择。