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1引言
宽带是指在同一传输介质上,使用特殊的技术或者设备,可以利用不同的频道进行多重(并行)传输,并且速率在256Kbps以上。至于到底多少速率以上算作宽带,目前没有国际标准,这里我们按照约定俗成和网络多媒体视频数据量来计量为256K。
2宽带主干网技术
2.1千兆以太网技术
最高传输速率为1Gbps,与以太网技术、快速以太网技术向下兼容。在传输介质上由氏叻⒄刮庀耍渚嗬耄ㄔ谖拗屑烫跫拢钤犊纱?20KM。这样,在传输距离上已不再受传输介质的限制,可以满足城域网的需求。而且,因为世界上80%的网络节点均为以太网形式,所以光以太网和现有网络形式有最好的兼容性。以太网具有设备便宜,组网成本低,便于运维的特点,所以非常适合传输大带宽、低利润的数据业务。特别适合小型城市的城域网建设。
2.2IPoverATM
融合了IP和ATM的技术特点,基本原理为:将IP数据包在ATM层全部封装为ATM信元,以ATM信元形式在信道中传输。当网络中的交换机接收到一个IP数据包时,它首先根据IP数据包的IP地址通过某种机制进行路由地址处理,按路由转发。随后,按已计算的路由在ATM网上建立虚电路(VC)。以后的IP数据包将在此虚电路上以直通方式传输。采用信元传输和交换技术,减少处理时延,保障服务质量,使其端口可以支持从E1(2Mbps)到STM-1(155Mbps)、STM-4(622Mbps)、STM-16(2.4Gbps)的传输速率。优点为:1、ATM技术本身能提供QoS保证,因此可利用此特点提高IP业务的服务质量。2、具有良好的流量控制均衡能力以及故障恢复能力,网络可靠性高。3、适应于多种业务,具有良好的网络可扩展能力。4、对其它几种网络协议如IPX等能提供支持。
缺点为网络体系结构复杂且重复,ATM与TCP/IP都具寻址、选路和流量控制功能,开销损失大,因而主要用于网络边缘多业务的收集和一般IP骨干网,不太适合超大型IP骨干网应用。
2.3IPoverSDH技术
它使用链路及PPP协议对IP数据包进行封装,把IP分组根据RFC1662规范简单地插入到PPP帧中的信息段中,然后再由SDH通道层的业务适配器把封装后的IP数据包映射到SDH的同步净荷中,再经过SDH传输层和段层,把净荷装入一个SDH帧中,最后到达光层,在光纤中传输。采用高速光纤传输,以点对点方式提供从STM1到STM64甚至更高的传输速率。其中IPoverSDH技术也简称为POS技术,也就是将IP包直接封装到SDH帧中,提高了传输的效率。特点为:1、对IP路由的支持能力强,具有很高的IP传输效率。2、符合Internet业务的特点,如有利于实施多路广播方式。3、能利用SDH技术本身的环路达到链路纠错,提高了网络的稳定性。4、省略了不必要的ATM层,简化了网络结构,降低了运行费用。5、仅对IP业务提供好的支持,不适于多业务平台。6、不能像IPoverATM技术那样提供较好的服务质量保障。7、对IPX等其它主要网络技术支持有限。
这种技术的特点是充分利用光纤的带宽资源,极大地提高了带宽和相对的传输速率,不仅可以与现有通信网络兼容,还可以支持未来的宽带业务网及网络升级,并具有可推广性、高度生存性等特点。
3宽带接入技术
3.1铜线接入
3.1.1非对称数字用户环路(ADSL)
ADSL属于铜线接入技术,是以铜电话线为传输介质的点对点传输技术。它是一种非对称的数字用户环路,即用户线的上行速率和下行速率不同,根据用户使用各种多媒体业务的特点,上行速率较低,下行速率则比较高,特别适合传输多媒体信息业务。
ADSL技术为家庭和小型业务提供了增强带宽的标准方式,国际电信联盟公布的G.Lite或ADSLLite标准规定的下行带宽为1.5Mbs,上行带宽为384Kbps,前者大约是现有拨号模拟调制解调器的50倍,为此实际上与网络建立了两个连接,它们分别用于电话和数据业务,并可同时打开和连续使用。
ADSL除可提供电话业务外,还能提供多种宽带业务,在未来几年内,ADSL接入技术将会是终端用户最主要的宽带接入方式。
缺点是传输距离非常有限,对线路质量要求较高,当线路质量不高时,推广使用有困难。
3.1.2高比特率数字用户线(VDSL)
VDSL是ADSL的升级,是DSL技术根据HDTV、视频会议以及对称/非对称业务的需要而发展的技术。该技术是在94年下半年提出,目的就是为了能在双绞线上实现比ADSL更高的传输速率。VDSL提供了更高的带宽,满足更多的业务需求,它除了支持与ADSL相同的应用外,还支持包括高保真音乐、高清晰度的电视,多通道视频业务、MPEG-2图象等,是真正的全业务接入(FSAN)手段。它的特点是传输速率快,有效距离短,速率可变自适应,并可以按照要求配制成对称和非对称两种传输模式。
3.2光纤同轴(HFC)接入技术
CabelModem是一种基于光纤-同轴混合网(HFC)基础上的一种技术,可在不影响有线电视广播的频带内实现对互联网信息的接入与访问。它的下行传输速率可以达到10Mbps~30Mbps,上行速率可以在512kbps以上。这种技术的另一个突出的优点是,它只占用了有线电视系统可用频谱中的一小部分,因而用户上网时不影响收看电视和使用电话。
缺点是需要进行双向改造,带宽进一步扩展能力有限,而且无法建设独立的社区内部网络平台。
3.3以太网接入技术
原本主要应用于计算机网络的以太网技术,由于技术上的发展,使得以太网的传输距离大为扩展,完全可以满足接入网和城域网数据通信的需求。由于具有性能价格比好、可扩展、易安装的特点,这一技术正在成为为企事业用户提供高速接入的主要手段,目前全球企事业用户80%以上都采用以太网接入。
缺点是对已经建成的社区,需重新进行布线和设施改造。
3.4无线接入技术
无线接入技术分为固定无线接入、移动无线接入和蜂窝移动三大系列。
3.4.1固定无线接入
⑴本地多点分配业务(LMDS)
其最大的特点在于宽带特性,可用频谱往往达1GHz以上。在不同国家或地区,电信管理部门分配给LMDS的具体工作频段及频带宽度有所不同,其中大部分国家将27.5GHz~29.5GHz定为LMDS频段。我国则采用26GHz及38GHz。
由于该技术利用高容量点对多点毫米波进行传输,它几乎可以提供任何种类的业务,如话音、数据及视频图像等,能够实现从64Kbps到2Mbps,甚至高达155Mbps的用户接入速率,并具有很高的可靠性,被认为是一种“无线光纤”技术。
LMDS系统通常由四个部分组成:基础骨干网络、基站、用户端设备以及网管系统。由于LMDS直接支持无线ATM协议,可以使链路效率得到提高。
缺点是覆盖范围小,覆盖30平方英里。
⑵多点多信道分布式系统(MMDS)
MMDS不需要本地电信或有线广播公司的干涉就能够通过用户安装在屋顶上的天线为每位用户提供服务。
MMDS最初用于单向传输的影像广播服务,包括城市与城市之间的无线网络系统。现在则可以采用双向的数据业务传输,允许更加灵活地使用MMDS频谱。而LMDS技术,则属于区域性的无线技术,可被应用在城市内、郊区等小范围的通信网络。
⑶自由空间光通信(FSO)
激光无线通信与以往的利用电磁波(radio)的无线通信相比,具有容量大、发射装置和功率小、不用政府特许证、对人体无影响等优点。但容易受到天气和障碍物的影响,一般用于近距离室内通信,如各种遥控信号的传递、微机间和手机间的数据通信等。现在开始应用到室外通信,但需要使用抗天气劣化的自适应技术。自由空间光通信(FSO)使用光脉冲调制信号,按照FSO联盟的规定可以采用两个红外线波长:长波长1550nm和短波长800nm。以提供100、155和622Mbps的数据速率。
3.4.2移动无线接入
⑴宽带无线局域网络(WLAN)
无线局域网络是便携式移动通信的产物,终端多为便携式微机。其构成包括无线网卡、无线接入点(AP)和无线路由器等。目前最流行的是IEEE802.11系列标准,它们主要用于解决办公室、校园、机场、车站及购物中心等处用户终端的无线接入。
在802.11的基础上,IEEE相继推出了802.11b和802.11a两个标准。三者之间技术上的主要差别在于MAC子层和物理层。802.11b使用动态速率漂移,可因环境变化,在11Mbps、5.5Mbps、2Mbps、1Mbps之间切换,且在2Mbps、1Mbps速率时与802.11兼容。802.11a工作在5GHz频段,物理层速率可达54Mbps,传输层可达25Mbps。可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口,以及TDD/TDMA的空中接口。
⑵蓝牙技术
蓝牙是一种短距离无线连接技术,用于提供一个低成本的短距离无线连接解决方案。家庭信息网络由于距离短,可以利用蓝牙技术。
蓝牙采用2.4GHz的ISM(工业、科研和医疗)频段,不受各国频率分配不统一的
影响;采用FM调制方式,降低了设备成本;采用快速跳频、正向纠错(FEC)和短分组技术,可减少同频干扰和随机噪声,使无线通信质量有所提高。蓝牙的传输速率为1Mb/s,传输距离约10米,加大功率后可达100米。
⑶无线ATM网络
由于无线ATM网络采用的无线传输信道与ATM骨干网所采用的光纤传输信道具有很大的差异,一些新的问题,如介质共享性、广播性、较长的传输延时、较高的信道误比特率以及信道衰落的影响等等,必须加以解决。因而无线ATM除了具有与ATM相同的ATM层、AAL层以及信令部分外,还要增加与无线通信有关的无线物理层(PHY)、介质访问控制层(MAC)、数据链路控制层(DLC),以及相应的无线控制功能,这样才能在无线网络中实现ATM服务。为支持对各种业务的服务质量控制,DLC协议常常针对不同的业务采用不同的差错控制方式;MAC协议则一般采用信道动态分配算法来支持业务速率的可变。
另外,无线ATM通信网要支持移动用户,因此网络应具有移动管理功能。当无线ATM通信网采用微蜂窝小区形式的网络结构时,越区切换控制就是移动管理的一项关键技术。无线ATM网和现有的移动通信系统(如GSM)相比具有一些不同的特点。例如,无线ATM网可支持多种类型的业务及多速率业务的通信,越区切换时需保证各种业务的服务质量(信元丢失率、延时等)不恶化;ATM信元字头没有序号字段,越区切换时可能出现信元次序混乱,造成信元丢失;现有的ATM网络采用固定VP/VC连接方式(即固定路由),而越区切换需更新原来的连接、重建路由。这就必须研究适用于无线ATM网络的切换控制方案。
关于无线ATM的无线接口方面和移动管理方面的标准分别由ETSI和ATM论坛负责制定。依据这些标准,许多无线ATM系统被推出,如下表所示。
移动无线宽带接入还包括欧洲ACTS项目中著名的AWACS、SAMBA及MEDLAN系统,其工作频段分别使用19GHz、40GHz、61GHz等,MEDIAN为室内慢速移动,AWACS及SAMBA可用于室外较高移动速度的情况,覆盖范围一般较小,为数十米至200米左右。它们的目标是实现155Mbps乃至速率更高的移动或半移动环境下高速优质多媒体个人通信服务。
表2无线ATM系统比较
3.4.3蜂窝移动无线通信系统
蜂窝移动无线通信系统是当前移动通信的主力军,它采用蜂窝结构,频率可重复利用,实现了大区域覆盖;并支持漫游和越区切换,实现了高速移动环境下的不间断通信。从70年代起,它已经历了第一代(1G)、第二代(2G)并开始进入第三代(3G),未来向超(Beyond)3G过渡。
目前,国内外的主流系统是2G,它采用TDMA/CDMA和数字调制,提高了系统容量和通话质量。但1G/2G主要提供语音服务,为了提供自由的移动多媒体接入,例如话音、可视电话和高速数据传输,则需要发展3G和超3G移动通信系统。
在1999年10月的ITU芬兰会议上,3G(即IMT-2000)的无线接口技术规范(如图4)获得通过,标志着第三代技术的格局最终确定。它分为CDMA和TDMA两大类共五种技术,其中主流技术为三种CDMA技术:CDMA-DS(直接扩频)即欧洲和日本共同提出的WCDMA技术;CDMA-MC(多载波)即美国提出的cdma2000技术;CDMA-TDD(时分双工)包括我国提出的TD-SCDMA和欧洲提出的UTRATDD。这些标准的制定主要靠3GPP和3GPP2两个国际组织。
3.5卫星接入
相对较少的上行数据(如对网站的信息请求)可以通过现有的Modem和ISDN等任何方式传输,大量的下行数据(如图片、动态图像)则通过54M宽带卫星转发器直接发送到用户端,用户可以享受高达400kbps的浏览和下载速度。
3.5.1IPover卫星
这里的卫星主要指现阶段的C或Ku波段静止轨道卫星,可用于作为地面网中继的大型卫星关口站或VSAT卫星通信网。这种方式主要是采用协议网关来实现。协议网络既可以是单独的设备,也可以将功能集成到卫星调制解调器中。它截取来自客户机的TCP连接,将数据转换成适合卫星传输的卫星协议(卫星协议是根据前面所述的针对卫星特点对TCP的改进),然后在卫星线路的另一端将数据还原成TCP,实现与服务器的通信。整个过程中,协议网关将端到端的TCP连接分成三个独立的部分:一是客户机与网关间的远程TCP连接;二是两个网关间的卫星协议连接;三是服务器方网关与服务器问的TCP连接。
这一结构采取分解端到瑞连接的方式,既保持了对最终用户的全部透明,又改进了性能。客户机和服务器不需做任何改动,TCP避免拥塞装置可继续保留地面连接部分,以保持地面网段的稳定性。同时通过在两个网关间采用大窗口和改进的数据确认算法,减弱了窗口大小对吞吐量的限制,避免了将分组丢失引起的传输超时误认为是拥塞所致。
3.5.2IPover卫星ATM
为了满足多媒体通信业务的需求,许多宽带卫星计划正在快速发展中,采用星上处理和ATM技术是其主要特点。IPover卫星ATM使宽带卫星能够无缝传输Internet业务,因而这种方式的卫星IP网将更好地满足未来人们对数据传输的需求。在卫星ATM网络中,卫星被设计为能支持几千个地面终端。地面终端通过星上交换机建立VC(VirtualChannel),与另一个地面终端之间传输ATM信元。由于星上交换机有限的能力,每个地面终端能用于TCP/IP数据传输的VC数量有限。当路由选择IP业务进出ATM网时,这些地面终端成为IP与ATM间的边缘设备(路由器)。这些路由器必须能够将多个IP流聚集到单个VC中。除了流量和VC管理之外,地面终端还提供在IP和ATM网间拥塞控制的方法。卫星上ATM交换机必须在信元和VC级完成业务管理。此外,为了有效利用网络带宽,TCP主机实现各种TCP流量和拥塞控制机制。IPover卫星ATM可以利用前面讨论的卫星知P改进和协议网关等技术,地面网中IPoverATM的一些技术也适用。
4宽带网络技术发展趋式
4.1宽带网络主干技术发展趋式
光以太网技术是现有两大主流通信技术的融合和发展:以太网和光网络。它集中了以太网和光网络的优点,如以太网应用普遍、价格低廉、组网灵活、管理简单,光网络可靠性高、容量大。光以太网的高速率、大容量消除了存在于局域网和广域网之间的带宽瓶颈,将成为未来融合话音、数据和视频的单一网络结构。
光网络正在向智能化方向发展,如现在兴起的自动交换光网络技术ASON,假如未来的ASON节点设备(如大容量的OXC)可以实现全光域上的恢复保护(电信级),实现多波长动态分配和路由,灵活的波长上/下路,SDH体系和产品也会逐步向电信网络的边缘转移,演变为一种客户层信号或标准接口,网络形态将更为简单。
4.2宽带网络接入技术发展趋式
4.2.1无线接入
⑴高业务量
2010年,在3G系统中将广泛采用多媒体业务,上下行链路的话音和多媒体业务量之间的比率预计约为1∶2。到2010后,假若多媒体业务量年增长率为40%,那么它将是目前水平的23倍,多媒体和话音业务量的比率将是10∶1。为了适应业务量的高速增长,到2010年,频宽将增加160MHz。因此,对4G系统的研究包含提供频谱利用率和开发新的频段,以适应用户业务量的增长。
⑵高机动性
4G蜂窝系统将对移动用户提供至少2Mbps的数据率。尽管高数据率系统实现高机动性相当困难,但5.8GHz的智能传输系统实现这一要求是可能的。上述是专用于运输车辆的通信系统,但它将向通用系统发展,将在毫米波频段提供50~200Mbps的数据率。
⑶覆盖地域广和不同系统之间的无缝隙漫游
由于未来系统的目标数据率将比目前系统高两个数量级,蜂窝半径将缩小;但是,利用距地面高20公里的同温层平台(HAPS)可以实现广域覆盖。同时,对户内WLAN、户外宽带接入系统和ITS等其他系统的平滑切换,是未来系统的极其重要的功能。实现这种漫游功能的第一步是构造基于IP技术的网络,支持下一代Internet。
⑷低成本
鉴于到2010年,4G系统的每单位面积的容量将是3G蜂窝系统的10倍,而传输信息的成本将大幅度下降。
⑸无线QoS资源控制
无线系统使用有限的资源(频率和发射功率),而且易于受拥塞的影响,因此无线QoS资源控制对于保证服务质量、支持各种应用和不同类型的服务将发挥重要作用,同时也是扩大用户数量的重要保证。
4.2.2光纤接入
随着IP技术的不断完善,大多数的运营商已经将IP技术作为数据网络的主要承载技术。由此也衍生出大量以以太网技术为基础的接入技术。同时由于以太技术的高速发展,使得ATM技术完全退出了局域网。因此把简单经济的以太技术与无源光网络(EPON)的传输结构结合起来的EthernetoverPON概念,自2000年开始引起技术界和网络运营商的广泛重视。在IEEE802.3EFM(EthernetfortheFirstMile)会议上,加速了EPON的标准化工作。但是EPON产品在严格意义上还没有标准,另外还存在诸如测距、同步等一些技术难点以及突发性光器件成本等问题。
EPON宽带光纤接入技术正成为主要的开发方向和应用重点。随着宽带应用越来越多,尤其是视频和端到端应用的兴起,人们对带宽的需求越来越强烈。在北美,每个用户的带宽需求在5年内将达到20~50Mb/s,而在10年内将达到70Mb/s。在如此高的带宽需求下,传统的技术将无法胜任,而PON技术却可以大显身手。
参考文献:
[1]NordbottenALMDSsystemsandtheirapplication.IEEECommunicationsMagazine,2002;38(6):150–154
[2]VaccaJR.WirelessBroadbandNetworksHandbook3G,LMDS&WirelessIntemet.TheMcGraw-HillCompanies,Inc.2001
[3]邓永红.宽带固定无线接入技术及其比较[DB/OL].http:∥,2003.
[4]毛京丽,孙学康.SDH技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2002.
一、引言
随着电子政府、电子商务、电子社区以及各类Ieternet相关应用的飞速发展,应用对带宽的需求越来越大,网上流量每6~9个月就翻一番。再加上由单一信息形式、单一业务向数据、语音、图像“三合一”多媒体信息形式以及综合业务方向发展,也即所谓交互式多媒体信息时代的到来,对网络容量提出了越来越高的要求。目前骨干网速度已经达到了上百Gbps,并且在很多城市已经实现了光纤到大楼、小区。
如何使千家万户上网,便是大家都在谈论的所谓“最后一公里”的接入问题。接入网建设投资约占信息网络基础设施总投资的一半以上,可以说这是宽带网络建设的瓶颈、热点和关键环节。目前,各种宽带接入技术的发展正方兴未艾,竞争激烈。
目前国际上主流并且比较成熟的技术包括xDSL技术、以太网技术、光纤接入技术、Cable技术、电力线通信技术以及无线接宽带接入技术等。但xDSL技术覆盖面有限(只能在短距离内提供高速数据传输),并且一般高速传输数据是非对称的,仅仅能单向高速传输数据(通常是网络的下行方向)。因此xDSL技术只适合一部分应用。此外,xDSL技术对铜缆用户线路的质量也有一定要求,因此实践中实施起来有一定难度。以太网的带宽管理能力先天不足,光纤接入技术的价格昂贵,Cable技术在实现双向传输上面临大幅度的改造,并且这三种技术在设置终端接口时都存在极大的不便,必须给各个终端预留相应的接口,这样每个房间都必须预埋线路,对于未预埋线路的楼房来说线路改造工程浩大。
最近几年出现了电力线通信和无线宽带接入技术,其中无线部分包括IEEE8002.11和蓝牙技术。与上述几种技术比较,它们具有易建设、见效快等优势,下文将详细介绍这三种技术。
二、电力线通信技术
电力线通信PowerLineCommunication技术简称为PLC技术,是利用配电网低压线路传输高速数据、话音、图像等多媒体业务信号的一种通信方式。因为它具有无需新线、覆盖范围广、连接方便的显著特点,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。
其接入方法十分简单,用户通过特定的PLCModem联结到户内电源插座,通过电力线进行互连或者接入相应的PLC主控设备,然后连接到网络。用户只需装设一台PLC-Modem,不用拨号,就能在线地接收和发送Internet信息。PLC调制解调器主要由接口、调制解调和耦合等三部分组成。接口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-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-11接口。
采用高速的PLC技术具有很多的优点:
首先,PLC充分利用现有的低压配电网络基础设施,无需任何布线,是一种无需布置新线路的技术,节约了资源。无需挖沟和穿墙打洞,避免了对建筑物和公用设备的破坏,同时也节省了人力。
PLC可以为用户提供高速因特网访问服务、话音服务,从而为用户上网和打电话增加了新的选择:
另外,PLC对家庭联网也提供支持,使人们可以尽享由PLC技术带来的家庭音、视频网络,多人对抗游戏等娱乐。
同时,PLC技术是家居自动化的生力军,通过遍布各个房间的墙上插座将智能家电联网,提前享用数字化家庭和舒适和便利;利用PLC技术进行远程自动读出水、电、气表数据,可以用一张收费单解决用户生活的所有收费项目,节省大量人力、物力,也极大地方便了用户;并且,可以为电力公司提供负荷控制、需求侧管理的新手段,提高电力公司管理水平。
为此,国际上有众多的公司先后投资这个领域,如美国的Intellon、InariIntelogis、ITRAN等公司,韩国的Xeline公司,欧洲的ASCOM、Polytrax等公司,PLC芯片的传输速率从1Mbps发展到2Mbps、14Mbps、45Mbps。目前PLC技术已经形成两种发展模式:其一为以美国为代表的家庭联网模式,这种模式的PLC只提供家庭内部联网,户外访问使用其它传统的通信方式,支持该模式的国际组织为Home-Plug,是一个为高速家用电力线通信网络产品和服务提供开放规模而成立的论坛。另一种模式是面向欧洲和亚洲市场的,提供自配电变压器或楼边至用户家庭的全面PLC解决方案。该模式的国际组织为国际电力线通信论坛。2000年3月23-24日,在瑞士的Interlaken召开了国际电力线通信技术论坛成立大会,该论坛着重制定了与PLC有关的技术标准、讨论并解决相关问题,以促进PLC技术的发展,来自17个国家和51个厂商、用户、投资者成为论坛成员,其中包括北电网络、思科系统等IT行业的巨头。目前在北京的华景园小区和广华轩小区都已经采用了第二种方式。
三、IEEE802.11和蓝牙技术
无线接入技术(WirelessAccessTechnology)也称无线接续技术,或称无线本地环路(WirelessLocalLoop),主要功能是以无线技术(大部分是移动通信技术)为传输媒介向用户提供固定的或移动的终端用户。无线用户环路的宗旨和目标是提供与有线接入网相同的业务种类和更广泛的服务范围,无线用户环路由于具有应用灵活,安装快捷等特点,目前已也是接入技术中热门的话题。IEEE802.11和蓝牙技术是针对小的或者更小(微)的无线网络而发展的技术。
802.11是IEEE最初制定的一个无线局域网标准,主要用于解决办公室局域网和校园网中,用户与用户终端的无线接入,业务主要限于数据存取,速率最高只能达到2Mbps。目前,3Com等公司都有基于该标准的无线网卡。
由于802.11在速率和传输距离上都不能满足人们的需要,因此,802.11工作组相继推出了802.11b和802.11a两个标准。802.11b规范指定在2.4GHz通信频带,物理层采用高速直接序列扩频技术(HR-DSSS),保持与最初802.11DSSS标准的兼容性。调制方式有两种:第一种是高效率的“补码键控”(CCK)调制方案,从而达到了11Mbps的顶端数据速率。第二种调制方案是“信息包二进制回旋式编码”(PBCCTM),凭借其能够提供3dB的编码增益,延伸了通信的距离。因此作为在5.5和11Mbps速率的范围内获得更高性能的一个选择。802.11a工作在5GHzU-NⅡ频带,并被指定高达54Mbps的数据速率。与单个载波系统载波调制技术。由于802.11a运用5GHz射频频谱,因此它与802.11b或最初的802.11WLAN标准均不能进行互操作。
为了提高802.11b的性能,802.11工作组进而提出了802.11g标准,这一初步标准是T1公司、美国Intersil等数家公司提出的妥协方案,在确保与IEEE802.11b相互兼容的情况下,实现2.4GHz频带下的多种数据传输速度(最大54Mbps)。调制方式遵循CCK-OFDM与T1公司的“PBCC-22”,PBCC-22技术使得22Mbps与现有支持11Mbps的IEEE802.11b产品间相互兼容。
蓝牙(IEEE802.15)取自10世纪丹麦国王哈拉尔德的别名。蓝牙技术是一种用于替代便携或固定电子设备上使用的电缆或连线的短距离无线连接技术。其设备使用全球通行的、无需申请许可的2.4GHz频段,可实时进行数据和语音传输,传输速率可达到10Mbps,在支持3个话音频道的同时还支持高达723.2Kbps的数据传输速率。也就是说,在办公室、家庭和旅途中,无需在任何电子设备间布设专用线缆和连接器,通过蓝牙遥控装置可以形成一点到多点的连接,即在该装置周围组成一个“微网”,网内任何蓝牙收发器都可与该装置互通信号。而且,这种连接无需复杂的软件支持。蓝牙收发器的一般有效通信范围为10米,强的可达到100米左右。正如爱立信蓝牙组负责人所说,设计蓝牙的最初想法是“结束线缆噩梦”。
1引言
宽带是指在同一传输介质上,使用特殊的技术或者设备,可以利用不同的频道进行多重(并行)传输,并且速率在256Kbps以上。至于到底多少速率以上算作宽带,目前没有国际标准,这里我们按照约定俗成和网络多媒体视频数据量来计量为256K。
2宽带主干网技术
2.1千兆以太网技术
最高传输速率为1Gbps,与以太网技术、快速以太网技术向下兼容。在传输介质上由氏叻⒄刮庀耍渚嗬耄ㄔ谖拗屑烫跫拢钤犊纱?20KM。这样,在传输距离上已不再受传输介质的限制,可以满足城域网的需求。而且,因为世界上80%的网络节点均为以太网形式,所以光以太网和现有网络形式有最好的兼容性。以太网具有设备便宜,组网成本低,便于运维的特点,所以非常适合传输大带宽、低利润的数据业务。特别适合小型城市的城域网建设。
2.2IPoverATM
融合了IP和ATM的技术特点,基本原理为:将IP数据包在ATM层全部封装为ATM信元,以ATM信元形式在信道中传输。当网络中的交换机接收到一个IP数据包时,它首先根据IP数据包的IP地址通过某种机制进行路由地址处理,按路由转发。随后,按已计算的路由在ATM网上建立虚电路(VC)。以后的IP数据包将在此虚电路上以直通方式传输。采用信元传输和交换技术,减少处理时延,保障服务质量,使其端口可以支持从E1(2Mbps)到STM-1(155Mbps)、STM-4(622Mbps)、STM-16(2.4Gbps)的传输速率。优点为:1、ATM技术本身能提供QoS保证,因此可利用此特点提高IP业务的服务质量。2、具有良好的流量控制均衡能力以及故障恢复能力,网络可靠性高。3、适应于多种业务,具有良好的网络可扩展能力。4、对其它几种网络协议如IPX等能提供支持。
缺点为网络体系结构复杂且重复,ATM与TCP/IP都具寻址、选路和流量控制功能,开销损失大,因而主要用于网络边缘多业务的收集和一般IP骨干网,不太适合超大型IP骨干网应用。
2.3IPoverSDH技术
它使用链路及PPP协议对IP数据包进行封装,把IP分组根据RFC1662规范简单地插入到PPP帧中的信息段中,然后再由SDH通道层的业务适配器把封装后的IP数据包映射到SDH的同步净荷中,再经过SDH传输层和段层,把净荷装入一个SDH帧中,最后到达光层,在光纤中传输。采用高速光纤传输,以点对点方式提供从STM1到STM64甚至更高的传输速率。其中IPoverSDH技术也简称为POS技术,也就是将IP包直接封装到SDH帧中,提高了传输的效率。特点为:1、对IP路由的支持能力强,具有很高的IP传输效率。2、符合Internet业务的特点,如有利于实施多路广播方式。3、能利用SDH技术本身的环路达到链路纠错,提高了网络的稳定性。4、省略了不必要的ATM层,简化了网络结构,降低了运行费用。5、仅对IP业务提供好的支持,不适于多业务平台。6、不能像IPoverATM技术那样提供较好的服务质量保障。7、对IPX等其它主要网络技术支持有限。
这种技术的特点是充分利用光纤的带宽资源,极大地提高了带宽和相对的传输速率,不仅可以与现有通信网络兼容,还可以支持未来的宽带业务网及网络升级,并具有可推广性、高度生存性等特点。
3宽带接入技术
3.1铜线接入
3.1.1非对称数字用户环路(ADSL)
ADSL属于铜线接入技术,是以铜电话线为传输介质的点对点传输技术。它是一种非对称的数字用户环路,即用户线的上行速率和下行速率不同,根据用户使用各种多媒体业务的特点,上行速率较低,下行速率则比较高,特别适合传输多媒体信息业务。
ADSL技术为家庭和小型业务提供了增强带宽的标准方式,国际电信联盟公布的G.Lite或ADSLLite标准规定的下行带宽为1.5Mbs,上行带宽为384Kbps,前者大约是现有拨号模拟调制解调器的50倍,为此实际上与网络建立了两个连接,它们分别用于电话和数据业务,并可同时打开和连续使用。
ADSL除可提供电话业务外,还能提供多种宽带业务,在未来几年内,ADSL接入技术将会是终端用户最主要的宽带接入方式。
缺点是传输距离非常有限,对线路质量要求较高,当线路质量不高时,推广使用有困难。
3.1.2高比特率数字用户线(VDSL)
VDSL是ADSL的升级,是DSL技术根据HDTV、视频会议以及对称/非对称业务的需要而发展的技术。该技术是在94年下半年提出,目的就是为了能在双绞线上实现比ADSL更高的传输速率。VDSL提供了更高的带宽,满足更多的业务需求,它除了支持与ADSL相同的应用外,还支持包括高保真音乐、高清晰度的电视,多通道视频业务、MPEG-2图象等,是真正的全业务接入(FSAN)手段。它的特点是传输速率快,有效距离短,速率可变自适应,并可以按照要求配制成对称和非对称两种传输模式。
3.2光纤同轴(HFC)接入技术
CabelModem是一种基于光纤-同轴混合网(HFC)基础上的一种技术,可在不影响有线电视广播的频带内实现对互联网信息的接入与访问。它的下行传输速率可以达到10Mbps~30Mbps,上行速率可以在512kbps以上。这种技术的另一个突出的优点是,它只占用了有线电视系统可用频谱中的一小部分,因而用户上网时不影响收看电视和使用电话。
缺点是需要进行双向改造,带宽进一步扩展能力有限,而且无法建设独立的社区内部网络平台。
3.3以太网接入技术
原本主要应用于计算机网络的以太网技术,由于技术上的发展,使得以太网的传输距离大为扩展,完全可以满足接入网和城域网数据通信的需求。由于具有性能价格比好、可扩展、易安装的特点,这一技术正在成为为企事业用户提供高速接入的主要手段,目前全球企事业用户80%以上都采用以太网接入。
缺点是对已经建成的社区,需重新进行布线和设施改造。
3.4无线接入技术
无线接入技术分为固定无线接入、移动无线接入和蜂窝移动三大系列。
3.4.1固定无线接入
⑴本地多点分配业务(LMDS)
其最大的特点在于宽带特性,可用频谱往往达1GHz以上。在不同国家或地区,电信管理部门分配给LMDS的具体工作频段及频带宽度有所不同,其中大部分国家将27.5GHz~29.5GHz定为LMDS频段。我国则采用26GHz及38GHz。
由于该技术利用高容量点对多点毫米波进行传输,它几乎可以提供任何种类的业务,如话音、数据及视频图像等,能够实现从64Kbps到2Mbps,甚至高达155Mbps的用户接入速率,并具有很高的可靠性,被认为是一种“无线光纤”技术。
LMDS系统通常由四个部分组成:基础骨干网络、基站、用户端设备以及网管系统。由于LMDS直接支持无线ATM协议,可以使链路效率得到提高。
缺点是覆盖范围小,覆盖30平方英里。
⑵多点多信道分布式系统(MMDS)
MMDS不需要本地电信或有线广播公司的干涉就能够通过用户安装在屋顶上的天线为每位用户提供服务。
MMDS最初用于单向传输的影像广播服务,包括城市与城市之间的无线网络系统。现在则可以采用双向的数据业务传输,允许更加灵活地使用MMDS频谱。而LMDS技术,则属于区域性的无线技术,可被应用在城市内、郊区等小范围的通信网络。
⑶自由空间光通信(FSO)
激光无线通信与以往的利用电磁波(radio)的无线通信相比,具有容量大、发射装置和功率小、不用政府特许证、对人体无影响等优点。但容易受到天气和障碍物的影响,一般用于近距离室内通信,如各种遥控信号的传递、微机间和手机间的数据通信等。现在开始应用到室外通信,但需要使用抗天气劣化的自适应技术。自由空间光通信(FSO)使用光脉冲调制信号,按照FSO联盟的规定可以采用两个红外线波长:长波长1550nm和短波长800nm。以提供100、155和622Mbps的数据速率。
3.4.2移动无线接入
⑴宽带无线局域网络(WLAN)
无线局域网络是便携式移动通信的产物,终端多为便携式微机。其构成包括无线网卡、无线接入点(AP)和无线路由器等。目前最流行的是IEEE802.11系列标准,它们主要用于解决办公室、校园、机场、车站及购物中心等处用户终端的无线接入。
在802.11的基础上,IEEE相继推出了802.11b和802.11a两个标准。三者之间技术上的主要差别在于MAC子层和物理层。802.11b使用动态速率漂移,可因环境变化,在11Mbps、5.5Mbps、2Mbps、1Mbps之间切换,且在2Mbps、1Mbps速率时与802.11兼容。802.11a工作在5GHz频段,物理层速率可达54Mbps,传输层可达25Mbps。可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口,以及TDD/TDMA的空中接口。
⑵蓝牙技术
蓝牙是一种短距离无线连接技术,用于提供一个低成本的短距离无线连接解决方案。家庭信息网络由于距离短,可以利用蓝牙技术。
蓝牙采用2.4GHz的ISM(工业、科研和医疗)频段,不受各国频率分配不统一的
影响;采用FM调制方式,降低了设备成本;采用快速跳频、正向纠错(FEC)和短分组技术,可减少同频干扰和随机噪声,使无线通信质量有所提高。蓝牙的传输速率为1Mb/s,传输距离约10米,加大功率后可达100米。
⑶无线ATM网络
由于无线ATM网络采用的无线传输信道与ATM骨干网所采用的光纤传输信道具有很大的差异,一些新的问题,如介质共享性、广播性、较长的传输延时、较高的信道误比特率以及信道衰落的影响等等,必须加以解决。因而无线ATM除了具有与ATM相同的ATM层、AAL层以及信令部分外,还要增加与无线通信有关的无线物理层(PHY)、介质访问控制层(MAC)、数据链路控制层(DLC),以及相应的无线控制功能,这样才能在无线网络中实现ATM服务。为支持对各种业务的服务质量控制,DLC协议常常针对不同的业务采用不同的差错控制方式;MAC协议则一般采用信道动态分配算法来支持业务速率的可变。
另外,无线ATM通信网要支持移动用户,因此网络应具有移动管理功能。当无线ATM通信网采用微蜂窝小区形式的网络结构时,越区切换控制就是移动管理的一项关键技术。无线ATM网和现有的移动通信系统(如GSM)相比具有一些不同的特点。例如,无线ATM网可支持多种类型的业务及多速率业务的通信,越区切换时需保证各种业务的服务质量(信元丢失率、延时等)不恶化;ATM信元字头没有序号字段,越区切换时可能出现信元次序混乱,造成信元丢失;现有的ATM网络采用固定VP/VC连接方式(即固定路由),而越区切换需更新原来的连接、重建路由。这就必须研究适用于无线ATM网络的切换控制方案。
关于无线ATM的无线接口方面和移动管理方面的标准分别由ETSI和ATM论坛负责制定。依据这些标准,许多无线ATM系统被推出,如下表所示。
移动无线宽带接入还包括欧洲ACTS项目中著名的AWACS、SAMBA及MEDLAN系统,其工作频段分别使用19GHz、40GHz、61GHz等,MEDIAN为室内慢速移动,AWACS及SAMBA可用于室外较高移动速度的情况,覆盖范围一般较小,为数十米至200米左右。它们的目标是实现155Mbps乃至速率更高的移动或半移动环境下高速优质多媒体个人通信服务。
表2无线ATM系统比较
3.4.3蜂窝移动无线通信系统
蜂窝移动无线通信系统是当前移动通信的主力军,它采用蜂窝结构,频率可重复利用,实现了大区域覆盖;并支持漫游和越区切换,实现了高速移动环境下的不间断通信。从70年代起,它已经历了第一代(1G)、第二代(2G)并开始进入第三代(3G),未来向超(Beyond)3G过渡。
目前,国内外的主流系统是2G,它采用TDMA/CDMA和数字调制,提高了系统容量和通话质量。但1G/2G主要提供语音服务,为了提供自由的移动多媒体接入,例如话音、可视电话和高速数据传输,则需要发展3G和超3G移动通信系统。
在1999年10月的ITU芬兰会议上,3G(即IMT-2000)的无线接口技术规范(如图4)获得通过,标志着第三代技术的格局最终确定。它分为CDMA和TDMA两大类共五种技术,其中主流技术为三种CDMA技术:CDMA-DS(直接扩频)即欧洲和日本共同提出的WCDMA技术;CDMA-MC(多载波)即美国提出的cdma2000技术;CDMA-TDD(时分双工)包括我国提出的TD-SCDMA和欧洲提出的UTRATDD。这些标准的制定主要靠3GPP和3GPP2两个国际组织。
3.5卫星接入
相对较少的上行数据(如对网站的信息请求)可以通过现有的Modem和ISDN等任何方式传输,大量的下行数据(如图片、动态图像)则通过54M宽带卫星转发器直接发送到用户端,用户可以享受高达400kbps的浏览和下载速度。
3.5.1IPover卫星
这里的卫星主要指现阶段的C或Ku波段静止轨道卫星,可用于作为地面网中继的大型卫星关口站或VSAT卫星通信网。这种方式主要是采用协议网关来实现。协议网络既可以是单独的设备,也可以将功能集成到卫星调制解调器中。它截取来自客户机的TCP连接,将数据转换成适合卫星传输的卫星协议(卫星协议是根据前面所述的针对卫星特点对TCP的改进),然后在卫星线路的另一端将数据还原成TCP,实现与服务器的通信。整个过程中,协议网关将端到端的TCP连接分成三个独立的部分:一是客户机与网关间的远程TCP连接;二是两个网关间的卫星协议连接;三是服务器方网关与服务器问的TCP连接。
这一结构采取分解端到瑞连接的方式,既保持了对最终用户的全部透明,又改进了性能。客户机和服务器不需做任何改动,TCP避免拥塞装置可继续保留地面连接部分,以保持地面网段的稳定性。同时通过在两个网关间采用大窗口和改进的数据确认算法,减弱了窗口大小对吞吐量的限制,避免了将分组丢失引起的传输超时误认为是拥塞所致。
3.5.2IPover卫星ATM
为了满足多媒体通信业务的需求,许多宽带卫星计划正在快速发展中,采用星上处理和ATM技术是其主要特点。IPover卫星ATM使宽带卫星能够无缝传输Internet业务,因而这种方式的卫星IP网将更好地满足未来人们对数据传输的需求。在卫星ATM网络中,卫星被设计为能支持几千个地面终端。地面终端通过星上交换机建立VC(VirtualChannel),与另一个地面终端之间传输ATM信元。由于星上交换机有限的能力,每个地面终端能用于TCP/IP数据传输的VC数量有限。当路由选择IP业务进出ATM网时,这些地面终端成为IP与ATM间的边缘设备(路由器)。这些路由器必须能够将多个IP流聚集到单个VC中。除了流量和VC管理之外,地面终端还提供在IP和ATM网间拥塞控制的方法。卫星上ATM交换机必须在信元和VC级完成业务管理。此外,为了有效利用网络带宽,TCP主机实现各种TCP流量和拥塞控制机制。IPover卫星ATM可以利用前面讨论的卫星知P改进和协议网关等技术,地面网中IPoverATM的一些技术也适用。
4宽带网络技术发展趋式
4.1宽带网络主干技术发展趋式
光以太网技术是现有两大主流通信技术的融合和发展:以太网和光网络。它集中了以太网和光网络的优点,如以太网应用普遍、价格低廉、组网灵活、管理简单,光网络可靠性高、容量大。光以太网的高速率、大容量消除了存在于局域网和广域网之间的带宽瓶颈,将成为未来融合话音、数据和视频的单一网络结构。
光网络正在向智能化方向发展,如现在兴起的自动交换光网络技术ASON,假如未来的ASON节点设备(如大容量的OXC)可以实现全光域上的恢复保护(电信级),实现多波长动态分配和路由,灵活的波长上/下路,SDH体系和产品也会逐步向电信网络的边缘转移,演变为一种客户层信号或标准接口,网络形态将更为简单。
4.2宽带网络接入技术发展趋式
4.2.1无线接入
⑴高业务量
2010年,在3G系统中将广泛采用多媒体业务,上下行链路的话音和多媒体业务量之间的比率预计约为1∶2。到2010后,假若多媒体业务量年增长率为40%,那么它将是目前水平的23倍,多媒体和话音业务量的比率将是10∶1。为了适应业务量的高速增长,到2010年,频宽将增加160MHz。因此,对4G系统的研究包含提供频谱利用率和开发新的频段,以适应用户业务量的增长。
⑵高机动性
4G蜂窝系统将对移动用户提供至少2Mbps的数据率。尽管高数据率系统实现高机动性相当困难,但5.8GHz的智能传输系统实现这一要求是可能的。上述是专用于运输车辆的通信系统,但它将向通用系统发展,将在毫米波频段提供50~200Mbps的数据率。
⑶覆盖地域广和不同系统之间的无缝隙漫游
由于未来系统的目标数据率将比目前系统高两个数量级,蜂窝半径将缩小;但是,利用距地面高20公里的同温层平台(HAPS)可以实现广域覆盖。同时,对户内WLAN、户外宽带接入系统和ITS等其他系统的平滑切换,是未来系统的极其重要的功能。实现这种漫游功能的第一步是构造基于IP技术的网络,支持下一代Internet。
⑷低成本
鉴于到2010年,4G系统的每单位面积的容量将是3G蜂窝系统的10倍,而传输信息的成本将大幅度下降。
⑸无线QoS资源控制
无线系统使用有限的资源(频率和发射功率),而且易于受拥塞的影响,因此无线QoS资源控制对于保证服务质量、支持各种应用和不同类型的服务将发挥重要作用,同时也是扩大用户数量的重要保证。
4.2.2光纤接入
随着IP技术的不断完善,大多数的运营商已经将IP技术作为数据网络的主要承载技术。由此也衍生出大量以以太网技术为基础的接入技术。同时由于以太技术的高速发展,使得ATM技术完全退出了局域网。因此把简单经济的以太技术与无源光网络(EPON)的传输结构结合起来的EthernetoverPON概念,自2000年开始引起技术界和网络运营商的广泛重视。在IEEE802.3EFM(EthernetfortheFirstMile)会议上,加速了EPON的标准化工作。但是EPON产品在严格意义上还没有标准,另外还存在诸如测距、同步等一些技术难点以及突发性光器件成本等问题。
EPON宽带光纤接入技术正成为主要的开发方向和应用重点。随着宽带应用越来越多,尤其是视频和端到端应用的兴起,人们对带宽的需求越来越强烈。在北美,每个用户的带宽需求在5年内将达到20~50Mb/s,而在10年内将达到70Mb/s。在如此高的带宽需求下,传统的技术将无法胜任,而PON技术却可以大显身手。
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超宽带(UltraWideBand)作为一种新型的无线通信技术与传统的通信方式相比有着很大的区别。由于它不需使用载波电路,而是通过发送纳秒级脉冲传输数据,因此该技术具有发射和接收电路简单、功耗低、对现存通信系统影响小、传输速率高的优点,此外它还具有多径分辨能力强、穿透力强、隐蔽性好、系统容量大、定位精度高等优势。根据FCC的规定,从3.1GHz~10.6GHz之间的7.5GHz带宽频率都将作为UWB通信设备所使用。但出于对现存无线系统影响的考虑,UWB的发射功率被限制在1mW/MHz以下。
UWB是一种可以为无线局域网LAN、个人域网PAN的接口卡和接入技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术。它解决了困扰传统无线技术多年的重大难题,开发了一个具有对信道衰落特性不敏感、发射信号功率普密度低、不易被截获、复杂度不高等众多优点的传输技术。该技术尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入和军事通信应用中。
图1
1基本概念
超宽带(UWB)又被称为脉冲无线电(ImpulseRadio),具体定义为相对带宽(信号带宽与中心频率的比)大于25%的信号,即:
Bf=B/fc=(fh-fl)/[(fh+fl)/2]>25%(1)
或者是带宽超过1.5GHz。实际上UWB信号是一种持续时间极短、带宽很宽的短时脉冲。它的主要形式是超短基带脉冲,宽度一般在0.1~20ns,脉冲间隔为2~5000ns,精度可控,频谱为50MHz~10GHz,频带大于100%中心频率,典型点空比为0.1%。
传统的UWB系统使用一种被称为“单周期(monocycle)脉形”的脉冲。一般情况下,通过随道二极管或者水银开关产生。在计算机仿真中用高斯脉冲来近似代替它。由于天线对脉冲的影响不同,所以可以假设发送脉冲为:
而接收端收到的信号为:
tc是脉冲的时移,2tau为脉冲的宽度。图1给出了发射脉冲和接收脉冲的时域脉形。
2UWB的性能特点
超宽带有别于其它现存的一些通信技术,其最根本的区别在于无需载波,大大降低了发射和接收设备的复杂性,从根本上降低了通信的成本。
UWB的优点可以归纳为以下八个方面:
(1)无需载波,发送和接收设备简单。由于UWB信号是一些超短时的脉冲,其频率很高,所以它不象传统的基带信号那样需要将其调制到某个发射频率上才能在信道中传输。因此,必然会使发射机和接收机的结构简单化。
图2
(2)功耗低。由于UWB信号无需载波,工作在频谱的电子噪声波段,所以它只需要很低的电源功率。一般UWB系统只需要50~70mW的电源,而这只是移动电话的百分之一,蓝牙技术的十分之一。
(3)传输速率高。极宽的带宽使UWB具有很高的传输速率,一般情况下,其最大数据传输速度可以达到几百Mbps~1Gbps。美国英特尔公司于2002年4月在“IDF2002SpringJapan”上对该技术进行了演示,在数米的距离内传输速率可达100Mbps。
(4)隐蔽性好,安全性高。由于UWB信号的带宽很宽,且发射功率很低,这必然使该项通信技术具有低截获能力LPD(LowProbabilityofDetection)的优点。另外超宽带还采用了跳时TH(TimeHopping)扩频技术,接收端必须在知道发射端扩频码的条件下才能解调出发送的数据信息。
(5)多径分辨能力强。从时域角度看,超宽带系统采用脉冲宽度为几纳秒的窄信号,因此具有很高的时间分辨力,相应的多径分辨率小于几十厘米;从频域的角度分析,由于UWB信号的带宽极宽,所以信号在传输过程中出现频率选择性衰落出现是一定的。然而正是因为极宽的带宽,多径衰落只在某些频点处出现,从整体上考虑,衰落掉的能量只是信号总能量很小的部分,所以该技术在抗多径方面仍具有鲁棒性。
(6)系统容量大。香农公式给出
C=Blog2(1+S/N)(4)
可以看出,带宽增加使信道容量的升高远远大于信号功率上升所带来的效应,这一点也正是提出超宽带技术的理论机理。
(7)高精度的距离分辨力。由于超宽带定位设备的时间抖动小于20ps,如果采用GPS相同的工作原理和算法,相应的距离不确定性小于1cm。而在实际应用中,超宽带雷达系统使用的超窄脉冲信号,其距离分辨率小于30cm。
(8)穿透能力强。在具有相同带宽的无线信号中,超宽带的频率最低,因此,它在具有大容量和高距离分辨率的同时相对于毫米波信号具有更强的穿透能力。
3UWB信号的调制方式
UWB的调制方式有许多,以脉冲调制PPM(PulsePositionModulation)为例作为一个举例分析。
首先定义一个单周期脉形:
s(k)代表信号kth,w(t)为传输的单周期脉冲。
将其移至每一帧的开始:
Tf代表脉冲重复周期,j表示第j个单脉冲。
加入伪随机跳时码:
最后加入调制数据:
其中,d(k)是信息数据,δ为时移。为了满足多用户的需求,提高通信的安全性和对系统功率谱密度PSD(PowerSpectralDensity)的考虑,引入了跳时码,下面就从功率谱密度的角度来分析这个问题。
假设采用图1(a)给出的高斯单脉冲作为发送信号,且只是一串周期性的脉冲序列,由于时域信号的周期性导致其频域出现了强烈的能量类峰,这些类峰将对现存传统的无线信号造成干扰。因此需要采取某种措施将其平滑。如果采用PPM调制对脉冲的位置做出调整,可以看到:由于调制的置乱效果,频域的尖峰得到了一定的控制,但此时仍比较明显。为了进一步降低类峰的幅度,引入跳时码,这样发送信号的功率谱就会得到进一步的平滑,几乎近似于背景噪声,这也正是UWB系统能与现存无线系统并存的原因之一。图2给出了上述不同信号的PSD图和引入跳时码后的时域波形。
除PPM外,UWB信号还可以采用脉幅调制PAM(PulseAmplitudeModulation),开关键OOK(On-OffKey)和二相移键控BPSK(Bi-PhaseShiftKey)等。在接收端,单脉冲信号可以通过相关技术实现可靠接收。实际应用中常使用相关器(correlator),它用准备好的模板波形乘以接收到的射频信号,再积分就得到一个直流输出电压。相关器输出的是接收到的单周期脉冲和模板波形的相对时间位置差,从输出中寻找时间位置差为0的即为要接收的信号。
为了追求更高效率的信息传输,近来人们提出了一种新型脉冲调制方式——脉形调制PSM(PulseShapeModulation)。PSM就是对脉冲的形状进行调制从而实现信息的载荷,因此脉冲形状的选择是十分重要的。它的提出得益于人们对hermite多项式的研究。由于hermite多项式的数学表达式与高斯单脉冲很接近,而且随着阶数的变化,波形的持续时间不会有很大的变化,因此人们便想到了用hermite多项式数的变化产生形状各异的脉冲,实现多元化的调制。为了寻求正交的波形,需对hermite多项式进行修正,即:
经过改动之后,便可以得到彼此正交的各阶hermite多项式了。这时可以在发送端同时发送n个不同形状的单脉冲,正交性使其互不干扰,接收端用相关接收技术即可把每一个信号分离出来。
图3给出了改进型hermite多项式时域波形。与此同时还可以通过搭建simulink电路得到想要的各阶hermite多项式脉冲。如图4给出了搭建电路和仿真波形。在simulink电路中,Hermite多项式的阶数由脉冲阶数单元控制,示波器1、2给出相应阶数和相应阶数减1阶的hermite脉形。
传输效率的提高带来系统性能的下降,这是许多系统所不能容忍的,因此需要进行编码。首先在形域采用BCH(7,4)对信号编码,这样一来传输速率是单脉冲的4倍,而误码性能则与单脉冲基本相同,随后在时域对信息帧进行BCH(31,11)编码,使性能进一步提高,最后还可以在时域和形域联合编码,误码性能会得到大幅度的改善,而传输效率仍然高于单脉冲系统。性能曲线如图5所示。
4应用前景和发展方向
凭借自身的众多优势,超宽带技术具有广阔的应用前景,UWB首先在美国军方和政府部门得到了实质性关注,并迅速应用于美国军队的无线电台组网(Adhoc)和高精度雷达检测系统中。2002年2月FCC准许UWB技术进入民用领域,条件是:“在发送功率低于美国放射噪音规定值-41.3dBm/MHz(换算成功率则为1mW/MHz)的条件下,可将3.1G~10.6GHz的频带用于对地下和隔墙之物进行扫描的成像系统、汽车防撞雷达以及在家电终端和便携式终端间进行测距和无线数据通信”。尽管该技术在应用中有如此多的限制,但它仍受到广大电信开发商的青睐。TimeDomain和MultispectralSolutions等公司已经向IEEE-802.15委员会提出了采用超宽带技术的议案,众多公司的研究部门乃至学校也都将该技术的研究提到了日程中来。许多现已成熟的技术纷纷与UWB进行结合,如UWB-OFDM、UWB-Adhoc、UWB-Wavelet、UWB-Neuralnetwork等,有的公司甚至已经利用这些技术生产出了实际的民用产品。
图4
笔者把超宽带技术的应用归纳为短距离无线通信、雷达探测和精确定位三个最主要的方面。其中在短距离无线通信中可用于密文传送、音/视频流传输、射频标签识别以及无中心自纺织网络(Adhoc)的物理层等领域;雷达方面主要用作防撞雷达检测、精密测高学、穿墙成像和探地雷达系统;精确定位则可用于资源跟踪和全球定位系统GPS(GlobalPositionSystem)。由此可见,UWB技术的背后蕴藏着巨大的商机。
当然,超宽带技术若要真正用于人们的日常生活,还有许多极具挑战性的课题,这也是超宽带技术近来乃至今后很长一段时间内研究和发展的方向。
(1)建立时域内的超宽带无线电发射器的模型,从时域角度设计天线的传输函数;
(2)研究超宽带信号产生和基本功能的优化;
(3)研究低电平赶宽带无线电信号集合而千万的干扰,有效平衡功率和通信范围的关系;
(4)超宽带跳时码的研究;
(5)研究移动Adhoc网络协议和路由协议,将超宽带技术应用于分布式的网络结构、盲捕获和自配置功能中;研究适用于超宽带类似于“蓝牙”系统的组网协议;
(6)研究基于超宽带无线电传输技术的无线IP协议;
二、认知无线电与宽带无线通信系统的融合
认知无线电的关键技术有:频谱监测技术,自适应频谱资源分配技术、自适应调制解调技术等。宽带无线技术主要有正交频分复用技术(OFDM)、多输入多输出技术(MIMO)、HARQ技术和AMC技术等。认知无线电与宽带无线通信系统的融合最主要的就是自适应频谱资源分配技术和正交频分复用技术结合、并辅以其它相关技术。OFDM系统是目前公认的比较容易实现频谱资源控制的传输方式。该调制方式可以通过频率的组合或裁剪实现频谱资源的充分利用,其与自适应技术相结合,除了在传统的时间域上自适应外,还更容易利用多载波的频率域,可以灵活控制和分配频谱、时间、功率等资源,在结合MIMO系统的空间资源,根据用户在不同的位置的不同传输条件,感知环境并且适应环境,并不断地跟踪环境的变化,以合理利用资源、提高系统容量。自适应频谱资源分配的关键技术主要有:载波分配技术、子载波功率控制技术、多天线层资源分配算法和复合自适应传输技术。
(1)载波分配技术。CR具有感知无线环境的能力。子载波分配就是根据用户的业务和服务质量要求,分配一定数量的频率资源。检测到的宽带资源是不确定的,随时间、空间、移动速度等变化。OFDM系统具有裁剪功能,通过子载波的分配,即在频段内对于用户来说,信干噪比(SINR)较高的不规律和不连续子载波的频谱资源进行整合,按照一定的公平原则将频谱资源分配给不同的用户,确定每个子载波传输的比特数量,选取相应的调制方式,实现资源的合理分配和利用。
(2)子载波功率控制技术。由于分配给用户的功率和子载波数一般是成比例的,功率控制算法在经典的“注水”算法的基础上,有一系列的派生算法。这些算法追求的是功率控制的完备性和收敛性,既要不造成干扰又要使认知无线电有较好的通过率,且达到实时性的要求。事实上功率控制算法和子载波分配算法是密不可分的。这是因为在判断某子载波是否可以使用时,就要对现状(空间距离、衰落)做出判断,同时还需要计算出可分配的功率大小,对于一个用户如果速率一定,如子载波数目增加所需的功率就会下降。
未来的信息网络将朝着宽带化、个人化、智能化的方向发展。传统的单一媒体的话音业务或数据业务已逐渐不能满足人们的要求,人们希望能够通过多媒体的方式进行信息交互。这些多媒体业务包括宽带视频会议、VoD以及B-VPN等。多媒体业务的特点是对QoS要求较高,需要较高的带宽,一般都涉及多用户、多连接、多媒体。目前,实现多媒体业务的方式基本上是一种平台,一种业务的资源很难为另一种业务所共用。所有这些造成多媒体业务使用成本高,业务的灵活性较差,所以尽管宽带多媒体业务具有潜在的巨大市场,但是由于使用价格昂贵,普通用户不敢使用,造成市场拉动缺乏,限制了它的发展。
宽带智能网就是研究在以ATM为基础的宽带网络上利用智能网技术如何开发各种多媒体业务。宽带智能网不是简单地将多种业务集成,它的目的是要实现一个可编程的业务平台,实现业务的灵活加载、扩展和新业务的增加。与以往的业务提供方式不同,宽带智能网能够在一个平台上提供多种业务(宽带智能网能支持的业务如表1所示),实现不同业务之间的资源共用,这样可以有效地降低多媒体业务的运营成本,使用户更容易接受;宽带智能网使得业务的扩展更加灵活,这样能适应不断增长和变化的客户化需求。由此可见,宽带智能网能有效地解决当前宽带网络提供多媒体业务的瓶颈问题。
表1宽带智能网能支持的多媒体业务
类型业务举例连接方式
会话型业务可视电话点到点
检索型业务视频点播多点到点
会议型业务视频会议远程教学远程医疗点到多点或多点到多点
消息型业务多媒体邮件点到点
分配型业务广播式电视点到多点
二、宽带智能网的体系结构
1、体系结构
如图1所示,给出IN与以ATM为骨干交换机的宽带网络综合的体系结构。
图1中,B-SSP由ATM交换机扩展而成,除了接续功能外,B-SSP上有基本的呼叫状态模型,它能向B-SCP提供详细的呼叫事件,这些呼叫事件作为DP点的形式出现。按照业务的需要,B-SCP可以在基本呼叫状态模型中设置需要上报的DP点。呼叫状态模型监视每个呼叫的状态,将触发的DP点事件上报给B-SCP,使B-SCP能够实现对整个呼叫过程的监控。
B-SCP作为业务控制点,包括SCF和SDF功能实体。B-SCP的主要功能是完成业务逻辑的执行。对于每个业务,B-SCP都有一个业务轮廓文件,用于记录业务、用户相关的信息。B-SCP可通过监测B-SSP上报的呼叫事件对B-SSP控制,从而达到控制呼叫过程的目的。业务过程中,B-SCP可以通过B-IP进一步收集用户信息,以确定业务逻辑如何进行。根据业务需要,B-SCP能在网络中寻找合适的B-IP来提供特殊资源。此外,B-SCP还能实现计费等多种功能。B-SCP通过B-INAP协议与各个实体交互信息,协调各个功能实体。
B-IP有两个功能:一是与用户的交互,收集用户信息,上报给B-SCP;二是提供特殊资源,以适合不同的宽带多媒体业务。B-IP提供的特殊资源有:视频会议桥、导航菜单、协议转换器等。B-IP是在传统的智能外设基础上引入宽带的能力,包括宽带连接、多媒体应用等。在宽带环境下,B-IP功能大大增强,要求它包含一定的业务逻辑和处理能力,即在B-IP中也引入智能。
B-INAP协议建立在NO.7信令之上,通过NO.7信令传输。它主要定义了IN中各个功能实体之间的相互作用的操作、参数和差错等。B-INAP支持宽带网络中新增加的能力,如多方呼叫提供,修改呼叫连接配置特征,协商连接特征,多方连接支持,第三方呼叫控制建立等。
有关UNI和NNI信令在其它文献中有详细的介绍,这里就不再赘述了。
2、业务实现
在宽带智能网的体系结构下,可同时支持多种多媒体业务。视频会议是一种由多方用户参与,会议过程中使用声音、图象和文本等多种媒体的复杂业务。作为一种具有代表性的业务,它的实现会为其它业务的实现有所启发。下面介绍通过宽带智能网实现视频会议业务的方法。如图2所示,B-SCP中有一个视频会议的业务轮廓文件,可对整个业务过程进行控制。B-IP作为视频会议的服务器提供视频、音频、数据的桥接功能。B-SSP负责接续,各终端通过B-SSP连接到B-IP上。会议的过程如下:
1)会议的准备阶段
每个参加者都必须主动地拨入一个预先决定了号码(包括会议标识)来建立连接。这个号码是对外公布的,参加会议各方的地位平等。参加会议的各方通过拨号连接到B-IP上,进行注册会议的声明。B-IP通过B-INAP信令上报信息给B-SCP,在B-SCP形成全局业务轮廓文件。会议业务的激活可以有两种方式。一种是预先设置启动会议的时间;一种是统计要求加入会议者是否到达预定的数量。当条件满足时,B-SCP按照业务逻辑命令B-SSP向已经注册的用户一个接一个地发出呼叫,会议处于进行状态。
2)会议进行过程
在会议注册以后,若会议开始,B-SCP首先发命令将B-IP上会议实例激活,B-SCP将业务轮廓文件交给B-IP,B-IP根据业务轮廓文件初始化。会议过程中,B-IP负责基本的会议功能控制,并能实现会议的高层管理,包括监视会议和记录用户等。会议结束后,B-SCP关闭会议实例。正常情况下应该由系统拆除连接,即B-SCP拆除会议连接,B-IP整理信息(如与计费相关的呼叫、连接情况)上报给B-SCP。
用IN思想实现视频会议与传统的方法不同,具有以下优势:
1)信息传输与业务控制相分离,当通信平台演进时,采用IN方式可以平滑过渡不会影响用户接口,同时使得业务控制的管理和维护更加方便。
2)IN对网络资源的动态分配可以大大提高资源利用率。
3)业务提供方式灵活,系统可以根据用户的要求和网络的变化进行调整。
4)面向公网为接入用户提供业务,网络建立后,可以在一种体系下提供多种业务,而不是为某一特定用户,特定业务所设计。
三、国内外研究动态
当前,提供基于窄带增值业务的智能网技术已有相当大的发展,但是对于提供宽带多媒体业务的宽带智能网技术尚不成熟。IN与宽带网络的综合是当今电信界研究和讨论的热点,此项研究刚刚起步,在国外也未形成定论,还没有成熟的产品出现。
1、IN的标准化进程
1992年ITU-T正式推出INCS1标准,定义了许多基于PSTN的智能业务;1997年ITU-T推出INCS2标准,该标准主要研究智能网的网间互连网间业务,实现智能业务的漫游。目前ITU-T正在积极研究INCS3和INCS4的标准,INCS3和INCS4主要研究内容包括网、Internet与智能网综合方面的研究。预计1999年初推出INCS3标准,而宽带智能网作为INCS4的主要内容正在加紧研究中。
2、国外研究情况
欧洲和北美各大电信组织,都在积极开展宽带智能网的研究,其中影响比较大的有:ACTS的INSIGNIA计划、以及EURESCOM的P506(或P607)计划。ETSI也成立了一个联合工作组以研究智能网与宽带网络的一体化问题。
P506和P607计划的目标是从现有的IN和宽带网络的体系结构出发,研究各自如何适应对方的体系结构,最终得到一个IN和B-ISDN综合的统一功能结构。具体方法是从研究宽带视频会议、宽带广播电视、宽带VoD和宽带虚拟专用网四个业务的实现方法入手,每个业务都按需求分析、静态模型的动态模型建立过程进行研究。
INSIGNIA计划的目的是在ATM平台上实现并演示智能网与宽带ATM信令综合。INSIGNIA计划侧重于实现方面,它是采用智能网技术在欧洲跨国的宽带网试验床上实现宽带视频会议、宽带VoD和宽带虚拟专用网等多媒体业务,推出了宽带智能网的试验网。INSIGNIA计划的目标是要定义、实现、演示在ATM平台上智能网与宽带网络的信令综合,在跨越欧洲的ATM网络各国的主机平台上提供宽带业务。
3、国内研究情况
北京邮电大学国家重点实验室从1992年开始智能网的研究,于1995年底开发出严格遵照ITU-T标准的CIN01智能网系统,经过一年多的实用化工作和产品更新,CIN01已升级为CIN02,并已在网上运行,可提供基于PSTN的多种话音增值业务。进而,于1996年开始对基于CS2的移动智能网进行了研究与开发,目前,移动智能网的试验网已经在广东肇庆试运行成功,能提供包括预付费、移动VPN等多种业务,下一步工作是完善系统和加速成果的产品化进程。
在国家自然科学基金重大课题的支持下,北京邮电大学于1997年启动了宽带智能网的研究。我们的试验系统是基于北京邮电大学自行研制的BTC-9500AATM交换机,对中国智能网CIN02相关功能实体SCP、IP、SDP等进行增强和改造,并研究宽带网络环境下B-INAP的定义,支持视频会议、VoD等多种多媒体业务的提供。研究的主要内容包括:
1)研究宽带多媒体新业务的业务规范的统一形式化描述方法及业务流程、信令系统。
2)研究统一功能结构模型的改进与完善。
3)研究支持宽带多媒体新业务的基本呼叫状态模型。
4)研究宽带智能网下的B-SSF、B-SCF、B-SRF的功能扩展。
5)研究IN与宽带网络综合的演进途径。
四、宽带智能网的问题
作为一种新技术,宽带智能网的发展也面临着许多问题。主要概括如下:
1.超前没有标准。ITU-T把宽带智能网放在INCS-4的研究范围,但是标准何时出台还没有期限。虽然没有标准,我们也决不能消极等待,应该积极研究宽带智能网技术,并向ITU-T提交建议草案,影响标准的制定。
2.Internet的威胁。近几年里,Internet发展势头强劲,但是Internet在近期内还不可能圆满地解决多媒体业务的QoS问题,而ATM面向连接的信元交换方式能保证多媒体业务QoS,并具有完整的信令协议,所以ATM在骨干网方面有优势。ATM的缺点是协议复杂,在实现上困难很多。为了克服协议复杂性的缺点,现在有关方面也正在提出轻型的ATM协议。
3.缺少“杀手”应用(KillerApplications)。虽然宽带智能网提供的视频会议、B-VPN等业务有一定的前景,但是由于使用价格昂贵,应用范围主要是大公司或国家机关,所以还应该开发出能为广大用户所易于接受,乐于使用的多媒体业务,这对于刺激需求、带动相关领域的研究都有重要意义。
4.宽带智能网仍然是通过集中的SCP提供业务,SCP成为业务提供业务的瓶颈,这可能带来可靠性以及性能等若干问题。所以如何提供一种分布的IN体系结构,对于IN的发展也很重要。
在过去的几年里,我国通信网络事业发展迅猛,取得了很大的成绩。经验告诉我们,我们既应引进、吸收和借鉴国外的先进技术与经验,同时也应结合中国的实际情况走一条适合我国的宽带智能网发展的道路,并有所创新。我们认为:
1.中国的宽带智能网应该发展而且必须发展,利用宽带智能网提供多媒体业务具有巨大的潜在市场。如果不抓紧研究,我们又会在这一领域落后于国外水平。现在国外也只是在作原型系统,还没有产品出现。在国外产品占领中国市场之前,我们必须拥有自己的产品,并占领相当的市场份额,以防止国外技术的垄断。
2.在研究开发过程中,还应该紧跟标准和国外重大的研发计划,保护技术上的领先。同时应密切注意新兴技术对这一领域带来的冲击和影响。
This is also accelerating the upgrading of broadband business, responding to the call of nationalspeed increase and cost reduction. Under the environment of traditional telecom business incomesaturation, the popularity of home broadband and upgrading of products become one of the mainsources of future revenue for operators. The three major operators are aware of the broad bandMarket after this, making the competitive broadband market more brutal. As the new entry ofbroadband service, XX mobile lacks a set of mature and stable broadband service marketing system.
This thesis mainly studies the marketing strategy of XX mobile broadband service according tothe 4P theory. First of all focus on external factors facing political and economic, society andtechnology four XX mobile PEST development environment analysis, analysis of the competitiveenvironment faced by XX mobile using five forces model, and then through the marketing strategyanalysis of XX mobile broadband business target market positioning, through empiricalinvestigation to subdivide the user groups, on the basis of the analyze the marketing strategyaccording to the theory of 4P. For the specific product design should cover the uneven levels ofconsumption capacity and the demand of different consumer groups; the price should be designed toensure that not only can realize the rapid penetration of broadband market, according to marketsegments to achieve differentiated pricing, and also can 4G portfolio pricing; promotion designshould embody the concept and content of the XX mobile broadband brand promotion, pricepromotion strategy give full play to the mobile phone business subsidies for broadband services;channel design to improve the development of direct sales channels and physical channels, richelectronic channels. In order to guarantee the smooth implementation of broadband marketingstrategy, the article finally puts forward three guarantee measures to improve broadband networkquality, optimize organization system structure and improve service quality.
Key words : China Mobile,marketing strategy,Broadband service
目录
第一章 绪 论
1.1 论文选题的研究背景与意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 研究方法和内容
1.2.1 研究方法
1.2.2 研究内容
1.3 特色与创新之处
1.3.1 论文的特色
1.3.2 论文的创新
第二章 理论和文献综述
2.1 理论综述
2.1.1 目标市场营销战略
2.1.2 市场营销组合策略
2.1.3 PEST 宏观环境分析法
2.1.4 波特五力模型分析法
2.2 文献综述
第三章 XX 移动宽带业务市场营销环境分析
3.1 XX 移动宽带业务简介
3.2 PEST 环境分析
3.2.1 政治因素
3.2.2 经济因素
3.2.3 社会因素
3.2.4 技术因素
3.3 五力模型分析
3.3.1 供应商的议价能力
3.3.2 购买者的议价能力
3.3.3 新进入者的威胁
3.3.4 替代品的威胁
3.3.5 同业竞争者的竞争程度
第四章 XX 移动宽带业务目标市场定位分析
4.1 宽带业务需求现状调查
4.1.1 宽带业务普及率情况分析
4.1.2 用户使用宽带的主要因素分析
4.1.3 用户选择宽带的主要因素分析
4.2 宽带业务细分市场
4.2.1 按区域分布进行市场细分
4.2.2 按家庭生命周期和生命结构进行市场细分
4.3 宽带业务目标市场选择
4.3.1 不同区域分布的市场选择
4.3.2 不同家庭生命周期和生命结构的市场选择
4.4 宽带业务市场定位
第五章 XX 移动宽带业务市场营销策略
5.1 产品设计225.2 价格设计
5.2.1 竞争性定价策略
5.2.2 差异化定价策略
5.2.3 组合定价策略
5.2.4 体验式定价策略
5.3 促销设计
5.3.1 市场传播设计
5.3.2 资费促销设计
5.4 渠道设计
5.4.1 直销渠道拓展策略
5.4.2 实体渠道拓展策略
5.4.3 电子渠道拓展策略
第六章 营销策略实施保障
6.1 提高宽带网络质量
任职期间主要从事油田通信IT基础设施运维和IP宽带数据网、运营支撑系统、数字电视等领域的技术研究。撰写了《建立基于ITIL的综合运维管理平台 提高油田通信整体信息服务水平》的论文,对油田通信运维管理体系的建立提出了很好的建议。作为项目负责人,主持油田通信IP宽带数据网扩容、营业计费系统升级改造等重大项目的规划及建设方案制定。2008年7月在中国石油信息管理部广域网参与中石油总部网络运维,并主要参与了“十一五”信息化规划项目之一《企业信息系统管理》的可行性研究报告编制。另外,还参与编制了《大庆油田“十二五”信息技术总体规划》,主要负责编写“网络和基础设施”、“生产保障”两部分内容。参与编制了《大庆油田“十二五”信息技术总体规划》,主要负责编写“网络和基础设施”、“生产保障”两部分内容。主持编制的《油田通信IP数据网2010-2012年滚动发展规划》对今后三年的IP数据网络建设具有较强的指导意义。
为配合NGN项目实施,主持了公司对营业计费系统升级改造工作,这是继2001年之后首次从整体架构上对营帐系统进行改造,意义重大。作为项目负责人,主持了油田通信万兆网建设工程、油田数字化系统工程、动力及环境集中监控系统工程、营业计费系统升级改造等工程设计工作。其中,《2004年宽带网扩容工程》、《2006年油田数字化系统工程》、《114及96760系统改造工程》获得了油田公司优秀工程设计项目一等奖。
今年,主要参与了《大庆油田三网融合网络技术与应用研究》科研项目。该科研项目的相关成果在大庆油田,乃至中石油所属各单位、国内其他任何地区都有广泛而深远的应用前景。除此之外,我还参与了《通信资源地理信息综合管理系统》的技术研究,独立开发完成了《油田通信“96760”呼叫服务中心系统开发》项目,并分别获得了大庆石油管理局科学技术进步奖二等奖和三等奖;我主要参与的《大庆油田通信公司SCDMA短信网关工程》获得了大庆石油管理局企业信息化优秀软件;我独立开发的“油城百事通信息系统软件”、“油田通信网络协同办公自动化系统”分别获得了青年创新成果一等奖和二等奖。
我撰写的《云计算技术研究及大庆油田云计算中心建设构想》、《IP宽带数据网建设现状及发展设想》、《通信公司动力及环境集中监控系统建设》等论文先后在大庆油田信息技术应用大赛、省通信学会学术年会和公司科技论文集中发表。
基于我在企业信息化建设方面所做的努力和取得的成绩,我连续6年被公司聘为公司级学术技术带头人、技术骨干。2009年2月,我被大庆油田公司评为2008年度油田信息化先进个人。
1.本课题研究意义:
2.研究内容:提纲包括:
3.研究技术路线、研究方法、研究进程安排
毕业论文开题报告
论文题目:
学生姓名:学号:
专业:
指导教师:
年月日
开题报告填写要求
1.开题报告作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一.此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见审查后生效.
2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写,按成教处统一设计的电子文档标准格式打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见.
3.学生查阅资料的参考文献应在3篇及以上(不包括辞典,手册),开题报告的字数要在1000字以上.
4.有关年月日等日期的填写,应当按照国标gb/t7408—94《数据元和交换格式,信息交换,日期和时间表示法》规定的要求,一律用阿拉伯数字书写.如"XX年9月26日"或"XX-09-26".
毕业论文开题报告
1.本课题的研究意义
中国互联网经过10年的持续发展。目前在普及应用上正步入崭新的多元化应用阶段。有关数据显示,中国宽带用户、网络国际出口带宽、上网方式和途径、网络应用服务更趋多样化。人们对互联网的使用广度、信用度、依赖度正在逐步提高。随着网络提供的功能和服务的进一步完善,网络应用化、生活化服务正逐步成熟。互联网的影响正逐步渗透到人们生产、生活、工作、学习的各个角落。中国互联网整体呈现较快的增长态势。但中国地区之间互联网发展水平、普及水平还存在明显的差距,呈现"东快、西慢,城快、村慢"的特点,因此,加大对于互联网应用和发展的研究力度,借鉴国外互联网应用的成功范例引入和普及互联网应用的先进经验是当务之急。
2.本课题的重点和难点
第一,从全国人口来看,互联网普及率还很低,仅有7.9%,与世界平均水平约14%还有较大差距。因此要普及互联网,让更多人来使用互联网是任重道远的事情。
第二,网上信息资源还不够丰富,质量比较好的、能反映我国优秀文化的、对广大网民有真正用处的信息还不够多。根据国信办的调查,截至XX年底,我国共有6.5亿中文网页,比XX年底差不多翻了一番,但是仅占全世界网页数量(300多亿)的2%,比例很低。因此我们需要网上有更多丰富的内容,特别是健康的、有质量的、有针对性的内容。
第三,目前,互联网产业虽然在电子政务、电子商务方面进行了不少探索,也取得了一些成果,但是从整体上看网络应用水平和实效(即网民的用户体验)还比较初级。在技术驱动下产生的包括网络游戏、电子商务、无线宽带、voip、p2p等新的应用还没有形成成熟的盈利模式。
第四,新技术发展遭遇机遇和挑战。当前国外互联网新技术层出不穷,一直处于互联网发展的领先地位,而我国的自主创新能力比较薄弱,因此需要更加努力,迎头赶上。
第五,网络安全和网络文明面临严峻挑战。网络文明要靠政府法制、行业自律、网民的自觉来维护,而最关键的应该是网民素质的提高。就像交通管理一样,有交通法规的限制,也有警察的监管,但是最关键的还是司机素质的提高,否则交通事故还是无法避免的。同时,提供内容、服务的企业也应当承担其责任,实施行业自律。
3.论文提纲
我国互联网在若干领域的应用
1.互联网在政府中的应用
2.互联网在企业中的应用
3.互联网在消费群体中的应用
我国互联网应用前景
1.互联网将加速融入我们的生活
2.互联网经济逐渐产生效益
3.宽带网络建设打通互联网应用瓶颈
4.互联网成为国民经济新的增长点
毕业论文开题报告
指导教师意见:
(对本课题的深度,广度及工作量的意见)
指导教师:(亲笔签名)
年月日
2.1未来网络拓扑结构 2
2.1.1业务层 2
2.1.2网络控制层 3
2.1.3核心交换层 3
2.1.4边缘接入层 3
2.1.5网络与服务管理 3
2.2宽带城域网网络结构 3
2.2.1核心层 4
2.2.2汇聚层 4
2.2.3接入层 5
3宽带IP城域网解决方案简述 6
3.1网络拓扑结构 6
3.2接入层解决方案 6
3.3汇聚层解决方案 7
3.4核心层解决方案 9
3.4.1 高速路由器和传输设备混合组网方式的优点 9
3.4.2 几种典型组网方式的比较 10
3.5宽带无线接入解决方案简介 11
3.5.1 微波SDH技术 12
3.5.2 MMDS 系统 12
3.5.3 LMDS系统 12
3.6 IP软技术 13
3.6.1 地址分配 13
3.6.2 用户管理 16
3.6.3网络管理 18
传费论文:10000多字
200元