时间：2022-11-10 09:59:24
序论：在您撰写有线通信论文时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
目前光纤通讯作为一种新兴的有线通信技术，由于自身的各种优势而得到了广泛的使用，应用范围覆盖方方面面，对信息通信市场产生着越来越深远的影响。对于光纤通信来说，具有的优点主要有：第一，信息容量比较大，通信的频带比较快。光纤与电缆以及铜线相比，具有更大的传输宽带，除此之外，目前使用的密集波分复用技术提升了光纤的信息承载量；第二，光纤具有强抗干扰性，能够抵抗电磁干扰。因为光纤采用的原材料通常是石英等绝缘材料，具有良好的绝缘性，不易腐蚀，另外光纤的另一特性就是抗电磁干扰，所以，光纤通信避免了电磁冲效应；第三，石英光纤的传输能耗比其他传输媒介低，使用非石英光纤能耗将会更低，这在一定程度上增加了光纤通信系统的无中介距离。
2我国电力企业有线通信技术的发展趋势
我国通信技术发展快速，在通信能力、安全性能方面都大大提升。由于有线产生的辐射相对较少，对人身体产生的伤害也小，所以，在电力企业中应用比较广泛。有线通信不断进行服务和功能的改进，有线通信能够进入比较繁杂的各种媒介中，降低数据分析预测故障出现，做好数据储备也是不容忽视的环节。下面对有线通信技术的发展趋势进行详细分析，希望能够对有线通信技术的应用提供参考。
2.1电力企业的有线接入和无线接入相互补充
在电力企业发展中，有线接入以及无线接入一般都是通过介质共享的基础上进行业务的开展的，实现有线接入与无线接入的共享，能够在系统的发展与应用中，实现两者的优势互补。一旦能够实现无线与有线技术的移植与功效互补，在很大程度上回降低开发成本。例如：有线电视网络使用光缆之前，电视单向广播MMDS是最为常用的形式，当HFC出现，这种覆盖方式开始被取代，面临严峻形式。伴随着通信技术的发展，两者取长补短，相互借鉴将会推进有线通信技术的发展。
2.2电缆发展成设备和网络的接口
我国这几年通信业出现了飞速发展，网络带宽的要求也相应提升，计算工作超出传统方式制约，有线通信从结构等方面进行处理，更多的系统工作一般都在电缆内部完成，通信对于宽带线路的要求也越来越高。在这种现实情况下，智能型网络以及设备应选择电缆当作接口。
2.3利用网络设施降低成本
网络技术的发展取得的显著呈现就是实现了有线与无线的相互兼容，借助目前已经搭建的各种成型网络设施上能够大大节约生产成本。无线与有线的相互兼容，说明有线通信自身具备的强优势，无线通信的便捷性也是有线通信无法比拟的。降低未来通信技术的生产成本，为有效通信的长远发展提供更大的空间。在综合考虑成本以及通信效果后，应该实现两者的有机结合。
2.4有线通信需要更高的可靠性、灵活性以及安全性能
对于电力企业来说，不管是有线通信还是无线通信，都是为了提升服务质量，改善服务水平。我国电力企业中现存的网络都存在着一定的自我修复能力，但是，由于各种复杂技术的出现以及介质本身的制约，提升通信数据传输的安全性也是不容忽视的。现在，我国电力企业中的有线通信已经着手引进比无线网络更为先进的功能来改善服务。有线通信能够进入复杂介质中，进行信号的传输，这些功能是无线通信不具备的。通过有线介质的传输数据功能，进行数据的分析，增强预防措施，改变线路的灵活性与可靠性。避免传输数据信息的丢失，这是提升有线供电技术的关键环节，所以有线网络朝向灵活性、可靠性与安全性方向发展。
2.5全光网络的发展
目前有的专家对于通信技术未来发展的预测是高速通信将会呈现全光网络的发展态势。这是光纤通信最为理想的状态，也是最高的一种发展阶段。我国电力企业中传统的无线网络和有线网络的节点之间实现了全光化，但在网络节点处却没有进行相应的提升。这在很大程度上制约了通信网干路容量的提升，因此，实现电力企业的全光网络是一个长远的发展态势，虽然，我国目前的全光网还仅处于初步探索的阶段，未来良好的发展前景是指日可待的。
3结语
现代科技的重要产物就是光纤通信技术，光纤通信的载体是光和电信号。光纤分为单模光纤和多模光纤两大类。单模光纤只能传输一种模式的光，且对光源的谱宽及稳定性都有较高的要求。而多模光纤能在制定的波长上用多个模式进行同时传输，是一种高效的传输方式。与普通的通信传输技术相比，光纤的损耗率要低得多（可低达0.2dB/km）；同时，中继光放大器间距可超过100km，而传统的铜电缆中继放大器间距仅为几百米到几千米。因此，除了用户到小站间仍使用铜电缆，其他通信网中包括电视网、跨海洋的网络全部使用光纤通信。此外，光纤通信抗电磁干扰能力极强。这是由于光纤通信设备的主要成分是SiO2（石英），其具有极强的抗腐蚀性和绝缘性。因此，光纤通信不会受到太阳黑子活动、电离层变化、雷电以及人为释放的电磁等方面的干扰，这一特性使得光纤可以应用到军事领域中。基本光纤系统组成如图2所示。
2通信工程中有线传输技术的改进———以光纤有线传输技术为例
与其他传输技术相比，光纤传输技术有着较为突出的优越性，现阶段其己经基本取代同轴电缆传输技术、绞合电缆传输技术等成为当前最主流、应用最广泛的通信技术。加强光纤有线传输技术的改进意义重大。
2.1光纤有线传输新技术的应用
我国最早的光纤传输技术即为PDH技术，其主要采用图像与语音结合的多媒体方式进行光纤传输，传输方式相对简单，且传输设备也比较单一，随着经济建设的不断变化与发展，这种准同步数字传输技术已经很难适应时展的需要。2.1.1SDH技术的应用SDH技术是继PDH技术之后的一种更严密、更灵活的传输技术。以SDH技术为主的光纤传输节点设备又称为同步数字序列设备，SDH技术传输设备正为全球各领域广泛应用于光纤节点处理和传输中。由于当前的SDH技术相较于之前的PDH技术在网络传输与处理功能、业务处理能力及传输网络的灵活度与运行能力、网络维护等各方面都有了明显的提升和改善，极大地弥补了原先的PDH技术的缺点和不足。2.1.2DXC技术的应用该技术的出现是在SDH基础上演变而来的，是为了更好地服务于用户之间相互传输、转化等信息提供相应的技术支持。该技术的使用可以通过光纤数字技术传输网络配线、软件管理、业务监控等方面进行改革创新，进而做到光纤业务分级处理、动态信息监控，从而保证了信息传输的质量。2.1.3DWDM技术的应用密集波分复用系统简称DWDM，现今它大致向两大领域发展：用于DWDM系统长途传输骨干网的大容量长距离，以及用于DWDM系统本地骨干传输网，其具有大容量短距离、多业务接口的低成本以及多速率的特征。使用DWDM技术，能够增长光纤的传输容量，可达几十倍、几百倍，这给IP业务的指数性增长提供了条件。DWDM的优势在于其具有容量超大，“透明”传输数据，高度的组网灵活性、经济性和可靠性，兼容全光交换，能最大限度地保护已有投资的特点。
2.2光纤有线传输网络改进方案
2.2.1骨干层骨干层改进由四部分组成：①通过收敛骨干层的带宽和路由，让它生成网状或环状型的组网，且节点的扩展性要非常强；②尽量使用不同种类的光缆路由组网，及不同种且能对其进行自愈保护SDH环网系统中的直达电路；③为了使障碍点降到最低，应尽最大努力缩减跳线转接；④把接入层业务进行负荷分担处理，尽量采用接入环双归属，合理地增加骨干环与骨干节点的数量。2.2.2光缆线路光缆线路作为连接传输设备的物理介质，若中心局房对应管辖区域没有清晰的划分，根据目前的设备类型的组成，核心层承担两局间电路和调度电路，为传输系统提供物理上的光通路，并且至各局的业务趋于均衡，建议对设备区域进行中远期的规划划分，使运营商选择符合自身网络发展的设备类型。故光缆线路优化要求根据网络的组成，若中心局房对应管辖区域合理并有清晰的划分，通过设备搬迁调整实现合理划分，从而为本地SDH光传输网的网络结构的稳定发展打下基础，考虑经济、工程等因素。假设各环路均为STM-16环路，既可提高设备的可控能力，网络结构调整和设备搬迁替换过程可进一步对生产性能高效性的各指标进行评估比较。以通路规划的思路，可采用拓扑，又可适当引入设备厂家，采用两纤双向复用段保护方式，提高竞争力。2.2.3接入层从两个方面入手对接入层进行优化，根据接入环容量已经趋于饱和的实际情况对运用光纤资源并且做出接入环的裂变，相当于把接入部分进行化一为二的裂变，以此提升网络的容纳量；把接点数设置在8个范围内更加适应当今的环网中的节点数的现状。运用拆环的方法来提高环路的容量大小来解决接入节点相对多的环路。由于业务发展不断增大的需要，通过提升环网的容量实现升级。2.2.4设备依据考虑的着重因素进行设备优化，主要从以下几个方面考虑：①根据自身发展需要的网络规划和商务谈判等情况，优化方案实施的难点是搬迁替换设备过程和调整网络结构应标准规范，现今MSTP设备的优选处理能力弱于SDH光传输网设备，而且要以保证网络的正常运行为基础对网络结构进行调整。②对厂家设备环境进行优化。根据优化网层面的分布对厂家设备环境进行优化。而且在实际优化的过程中，要对电源、光纤、机房等条件进行充分地考虑，运营商在准备的阶段应做好与设计院等各方意见的协调工作。不能局限在一个厂家的设备，要做出详细的方案，但也不宜做出过多的电路割接方案，尽可能地形成一个具有完善、稳定调整目标的网络方案。
3结语
现代无线网络的组成主要由蓝牙、WiFi、WiMax、Mesh、RFID等。蓝牙：主要是小范围相互连接的几个装置间形成的无线网络，一般范围较小，相对开放，通信不需要电缆，成本较低。WiFi：是一种高频无线电信号，能够将移动终端通过无线方式连接起来，相对开放，通信价格低廉，便于人们生活。WiMax：是更大范围的无线信号网络，一般用于城域网的构建技术基础，也是目前3G信号技术应用标准。Mesh网络：采用网络拓扑结构，也称多跳网络，其相对于其他网络传输，可靠性更高，而且传输速率更快。RFID技术：是一种无线射频识别技术，能够通过特定的无线电通信讯号识别目标及其数据信息，在门禁、票务等系统中多有使用。
2现代信息技术在油气生产运行过程中的有效运用
2.1自动化数据的控制与采集
在油气自动化生产过程中，信息的自动化收集与处理是整个自动化控制的重点。自动化数据采集系统采用集散型控制结构，运用两级SCADA自动化监控系统来实现对生产系统内各技术参数的实时数据收集与控制。油气自动化生产中，在联合站、计量站、油井等相关技术控制区域设置信息收集与控制基站。基站与生产系统中各离散点通过传感器与变送器进行数据信息收集，并利用各自动阀门、压力参数通过自动程序的控制进行实时的调节以实现PID闭环控制，从而构成油气生产自动化控制的一级SCADA监控。基站通过光纤、WLAN等方式将实时数据信息及时传输到工控室、自控中心，通过自控中心与工控室的调度实现数据的动态显示与数据信息异常的及时处理，从而实现对生产系统的控制。由此构成油气自动化生产控制的二级SCADA监控系统。一级单元与二级单元相互之间通过电台进行数据交互，以实现整个网络的信息实时交互联系。
2.2多媒体视频监控系统
多媒体视频监控系统一般由视频客户端、视频监控单元、视频监控中心组成，设置在厂区生产系统及其附属设施、系统的视频监控单元将实时的视频监控信息编码成数据流通过网络传输到视频监控中心，通过转码解流将视频信息反应到视频客户端上，由此实现实时的视频监控。而在整个视频监控系统中比较重要的一个部分是网络视频器，主要负责各种多媒体影像声音的采集以及该视频影像的压缩编码；同时，将网络用户以及监控中心的实际控制命令有效地往前端设备上进行传输。目前，MPEG-4网络视频编码器的压缩比例相对较高，运动补偿性方面较为优越，逐渐成为主流。由于大部分采油厂的视频监控多置于室外，所以，一般要选用能够进行360°全景扫描的恒温监控设备，实施对整个尤其生产自动化系统的全天候监视。后端的监控中心主要是由交换机、多媒体电视强以及视频服务器等等设备有机组成的。其中，视频服务器主要是用来管理源于网络视频编码中的相应的网络视频流，并运用组播技术提供相应的视频服务给相关的网络用户，真正实现多媒体数字化实时监控以及网络点播检索行为的有效运行，监控中心可以授权网络用户，这部分被授权的网络用户称作是客户端，客户端为外网用户以及本地网用户均可以。
2.3宽带Ethernet网络系统
2.3.1网络结构
各信息收集基站（联合站、计量站、油井等）收集的数据信息汇集到工区控制处理器，工区工控室通过报表生成、实时图像存储等数据处理后传送到厂部自动化控制指挥中心，以方便厂部领导及技术人员实时浏览各基站主要技术参数、主要实时信息以及异常信息的监测与处理。各基站与工控室、工控室与自控中心之间的连接一般采用光纤、数字微波、WLAN等多种传输方式，通过点到点、点到面、面到面的星状连接网络构建出油气生产系统无线通信网络。
2.3.2组网方式
各基站之间的信息传输组网一般采用可靠性较高、受干扰程度较低的光纤进行连接。从厂部局域网引出光纤连接到油田信息网，如果从厂部到工控室之间的信息连接系统如小容量微波系统不能满足宽带传输的需要，可通过在两端加装E1/RJ45网桥的方式实现微波系统扩容。在基站站点过多、涉及范围过密集、涉及地理环境过于复杂的局部区域，可采用光纤/WLAN混合的方式进行组网，以避免区域光纤连接的复杂性。
3结语
结合铁路基础设施健康监测的特点，从硬件和软件两个方面设计数据采集子系统；首先，分析振动传感器的选用原则和输出信号的特点，在此基础上进行数据采集系统的硬件设计；然后，提出利用软件进行数据采集的模拟，详细论述各个模拟模块的建立过程；最后利用所属方法建立用于铁路基础设施检测的数据采集子系统，系统的建立为铁路基础设施监测理论研究提供了方法，为同类型数据采集系统设计提供参考。
关键词：
铁路基础设施；监测；振动传感器；数据采集
0.引言
进入21世纪以来，我国铁路建设发展迅猛，取得了良好的经济与社会效益。随着铁路运输速度的迅速提升，再加上其相对方便舒适的环境和价格上的优势，势必能吸引越来越多的人选择铁路作为他们旅行的交通工具，然而，伴随着铁路运输的飞速发展给人们带来的交通上的快捷与方便，车体与铁轨的振动故障对公共财产及人身安全构成了前所未有的威胁。伴随着我国铁路立体跨越式的迅猛发展，轮轨间激扰力与激扰频率随着车辆行驶速度的不断提高，逐渐增大，变宽，结果会造成电机等吊挂设备和车内设备的高频高幅振动，引起车体设备振动能量的急速加剧。如果超过了铁路各设备所允许的振动强度范围，未来的工作性能指标及使用寿命将会受到过大的动态载荷和噪声的严重影响，情况越发严重会导致零部件的早期失效。当前大量事实表明，在长期作用的情况下，铁路振动故障可能会导致货物破损，轨道破坏，列车脱轨等危险情况。为确保铁路“安全、经济、快捷、舒适”的特点和优势，铁路建设要不断发展完善其各项功能，才能在越发激烈的市场竞争中取得优势，因此，各国都加强了对铁路振动的检测及分析，也增加了对其的投入力度。今年我国对铁路振动检测领域的人力物力投入有明显增加，并且研究范围扩展到众多方面。以往铁路振动检测系统只配备在一些重要单位或者要害部门，而在2000年以后，各个铁路站段及各个振动检测站点基本都已经涉及发展应用到。铁路振动检测系统的重要性越来越被人们所认可，近些年又不断完善各项相应的标准和规范。为了保证铁路的运输安全、高效舒适的科学发展及以人为本的发展要求，确保铁路的优势和特点，如何准确检测高速铁路的振动并判断故障是摆在铁路工作者面前不容缓的实际问题。
1.数据采集系统设计方案
本论文用于铁路基础设施监测的振动传感器数据采集系统主要由下位机系统和上位机节点两个大的部分组成。系统设计方案的结构框图下位机系统里包含了振动传感器数据采集模块、IIC实时数据传输模块、微处理器模块和电源模块五个单元。振动传感器把接收到的振动信号数字化，通过IIC数字传输方式，将数据发送给微处理器STM32F103ZET6。微处理器作为控制单元，用于接收振动传感器数据并进行数据处理分析计算，通过RS-232串口通信，运用MAX3232电平转换芯片及CH340RS-232串口转USB芯片，实现了XYZ三轴振动数值发送到上位机进行控制显示。因为目前个人电脑上已很少有串口，所以我们使用RS-232串口转USB口芯片CH340G，数据可以从USB口进入PC上位机。由于每一个节点的检测范围有限，使用多个这样的节点共同检测则可以扩大系统的监测范围，提高系统的整体工作性能。整个铁路振动检测系统是由多个下位机节点互相协作共同完成系统功能的。
2.系统硬件设计
2.1系统硬件设计思想
本论文的铁路振动检测系统是由振动传感器数据采集模块，IIC实时数据传输模块，微处理器模块以及RS-232有线通信模块和电源模块组成。振动传感器数据采集模块对铁路振动的振动数据信号进行实时采集，将采集到的数据数字化，并通过IIC实时数据传输方式与单片机处理器通信，接着单片机处理器模块将采集的数据进行数据处理分析，通过有线通信模块上传到上位机进行实时显示及存储，为铁路振动故障的判断提供合理依据。微处理器中有数据处理分析算法的设计，完成对采集到的实时振动信号进行数据处理分析，判断当前得到的振动数据是否在铁路设备所能产生的振动范围之内并对数据进行干扰点剔除，去直流及多项式趋势项和平滑处理，计算出与自然坐标系夹角的角度，使整个铁路振动检测系统的性能与数据准确性得到大幅度提高，很大程度上降低了系统的错误上报率。
2.2系统介绍
系统硬件部分可以分为五个部分：振动传感器数据采集模块、IIC实时数据传输模块、微处理器模块、RS-232有线通信模块和电源模块。数据采集模块：由单片机处理器模块发出相应的控制指令配置振动传感器的控制寄存器，内部控制寄存器来决定信号的采集速度、通信方式、数据输出格式与带宽，振动传感器根据内部控制寄存器的值按要求采集振动信号。实时数据传输模块：振动传感器采集的实时数据通过IIC传输方式，将数据发送给处理器，为之后的数据处理分析奠定了基础。微处理器模块：主要工作是通过系统软件控制数据采集模块完成振动数据信号的采集，并对数据进行处理分析，然后控制RS-232有线通信模块将处理完成的数据上传至PC上位机进行显示及存储。该模块是振动传感器数据采集模块和RS-232有线通信模块进行联系的核心部分。RS-232有线通信模块：将微处理器模块处理完毕的数据，通过RS-232串口通信的方式传递给上位机，上位机会自动显示及存储数据，供振动故障的判断使用。电源模块：通过该模块，将5V外部直流电源转换成系统所使用的3.3V电源。
结论
本论文设计了一套铁路振动检测系统，该系统采用下位机整体检测模块PC上位机整体控制数据流向，并对上传的检测数据进行显示保存。从与传统检测方法的比较来看，它能够更加高效、深入、细致的对铁路振动信号进行检测、处理分析及显示存储，并为铁路振动故障的判断提供可靠依据。
作者：鲁楠 唐岚 廖若冰 朱加豪 单位：西华大学汽车与交通学院 西华大学西华学院
参考文献
[1]冯晓芳.中国高速铁路的发展与展望[J].科技资讯，2009（1）：129-130.
[2]段合朋.铁道车辆振动特性及平稳性研究[D].成都：西南交通大学，2010.
[3]柴东明.铁路实用微型振动测试仪研究[J].设备管理与维修，1994（11）：18-21.
【关键词】MSTP多业务传送节点SDH同步数字体系ATM异步转移模式OTN开放式通信网络RPR弹性分组环
一、光通信传输网络四种不同技术的比较分析
1.业务承载能力
(1)OTN技术
采用基于TDM体制的复用技术，每路信号占用在时间上固定的比特位组，信道通过位置进行标识，有独特的帧结构，可区分不同等级速率，并能在同一网络中综合不同的网络传输协议，对实时性业务及非实时性业务都能提供相应承载，实现了从窄带到宽带的综合业务传输。
传输设备可以直接提供工业标准的通信协议接口，而不需借助接入设备。
各种通信业务应用可直接接入OTN，无需接入设备，可以支持语音。图像信号的多点广播，采用数字图像压缩(M-JPEG和H.264)和图像矩阵交换技术。
OTN设备简单、组网灵活、集中维护方便，国内外地铁工程中应用广泛，其不足是设备独家生产，售后服务对原设备厂商依赖大，兼容性差，与非OTN网络连接能力较弱。
(2)ATM技术
ATM虽然可以承载实时性业务中的时分复用业务，但每一个节点的延时都要大于SDH传输制式，特别是故障时系统切换时间较SDH传输制式长(有时甚至以秒计)，所以ATM技术一般不用于时分复用业务的承载。另外，ATM没有低速率接口，需增加接入设备，设备价格高且协议复杂。对于视频业务，由于其具有很高的突发度，而ATM恰恰能够很好地支持具有突发性的可变比特率业务，并且其固有的设计已经充分考虑了业务QOS(服务质量)问题，因此可以实现承载。
然而对于非实时性业务的传输，ATM存在带宽利用率较低的问题，且没有音频等低速接口，需设接入设备。
(3)SDH及基于SDH的多业务传送平台(MSTP)
SDH是最适合实时性业务中时分复用业务的承载技术，但无法解决实时性业务中视频信号和实时性业务及非实时性业务中以太网的传输问题。SDH接口种类单一，仅具有PDH系列标准接口(E1/E3/STM-le)。传输窄带业务(话音、数据、宽带音频)时，需增加接入设备(PCMD/l设备)；无直接的视频和LAN接口，需外部增加视频CODEC和Ethernet路由器；对Ethernet业务，一般只提供ZMb/s的传输带宽，存在性能瓶颈；对广播音频业务，仅提供3kHz的传输带宽，难以满足高保真的广播效果；一般只提供点对点的通信信道，难以满足大量共线式通信信道的要求。
同时SDH只能向用户提供固定速率的信道，不能动态分配带宽，不能进行统计复用，对总线型宽带数据业务及图像业务的支持困难。
MSTP克服了SDH设备中的一些不足，随着技术不断的发展成熟，越来越适合各种通业务的承载，但仍需增加接入设备。
(4)RPR
对于实时性时分复用业务，RPR技术虽然定义了协议，但需在实际中得到进一步验证。
对于数据业务，RPR具备绝对的优势，可根据用户需求分配带宽，支持空间复用技术和统计复用技术，在网络正常运营的情况下，可使带宽利用率相对SDH网络提高3-4倍。RPR还可对数据业务进行优化，有效支持IP的突发特性。
对于有实时性要求的数据业务，RPR可以提供不同等级的服务和基于不同等级业务的环保护功能来保障数据业务的实时性，在保障实时性方面和故障倒换时间(16ms-50ms)上可与SDH技术媲美，而在带宽利用率上比SDH传输数据业务大大提高。特别是它对视频业务的承载，目前数据视频监控市场的主流设备提供商，都将其系统构建在基于IP的MPEGZ编码和压缩技术，以及基于IP的视频数据存储、检索和访问控制技术上，这些系统所采用的摄像头基本上都可以直接提供MPEGZ编码及以太网数据端口，因此，由RPR技术来承载视频监控系统，用户数据能继续保持以太网帧格式，省略复杂的映射过程，并对用户分组进行严格的服务质量等级分类；并能提供严格的延时和抖动保障机制，视频图像清晰、画面流畅，完全达到高速铁路/公路监控图像的要求。但业务接口同SDH、MSTP、ATM、IP一样，必须借助于接入设备来提供低速数据接口。
2.带宽利用率
OTN:开销<2%，带宽利用率较高。
ATM:开销约为12.8%，带宽利用率低。
SDH:开销占3.7%，但由于其需预留保护带宽，带宽利用率较低。
RPR:开销占3.7%，同时采用统计空间复用技术，使带宽利用率大大提高。
3.环网保护能力、可靠性
OTN:采用双环设计网络，具有自愈保护功能，并且保护倒换时间小于50ms。
ATM:主要进行VC保护。
SDH及MSTP的网络:具有强大的保护恢复能力，并且保护倒换时间小于50ms。
RPR:网络具有强大的保护恢复能力，并且保护倒换时间小于50ms。
4.成熟度及发展前景
OTN:国内轨道交通领域已得到较多运用，但油田和长输管线比较少，作为西门子的专利技术比较成熟，在专网需求方面能够予以专属研发和更新，发展速度较快。
ATM:技术、设备复杂，随着IP技术的发展，IP质量保证问题的解决，对ATM技术应用带来较大冲击，其发展前景不好。
SDH及MSTP:SDH技术很成熟，有着广泛的应用基础；MSTP是在SDH基础上发展起来的，目前还在不断完善，功能越来越强。
RPR:目前还未得到较大规模的应用，需在实践中进行验证，但其技术先进，发展前景好。
二、光通信传输网络在油气田和长输管线上的应用
通过上述对比可以看出，四种技术各有优劣，应用在油气田和长输管道上，应综合考虑工程实际，合理优化，选择适合油气田和长输管道传输技术发展方向的技术或技术组合，极大地提高效率，降低成本。
因此油气田和长输管线光通信传输网制式上的选择可以是一个制式独立组网，也可以是多种制式混和组网，应根据项业务量和业务种类来确定采用何种技术；一个制式单独组网可以选择OTN，也可以选择MSTP；但由于目前MSTP技术对数据业务解决还存在一定局限性，可以采用MSTP与RPR或IP混合组网，由MSTP承载语音业务及低速数据业务，由RPR或IP来承载视频和数据业务。
关键词：铁路基础设施；监测；振动传感器；数据采集
中图分类号：TN919 文献标识码：A
0.引言
进入21世纪以来，我国铁路建设发展迅猛，取得了良好的经济与社会效益。随着铁路运输速度的迅速提升，再加上其相对方便舒适的环境和价格上的优势，势必能吸引越来越多的人选择铁路作为他们旅行的交通工具，然而，伴随着铁路运输的飞速发展给人们带来的交通上的快捷与方便，车体与铁轨的振动故障对公共财产及人身安全构成了前所未有的威胁。
伴随着我国铁路立体跨越式的迅猛发展，轮轨间激扰力与激扰频率随着车辆行驶速度的不断提高，逐渐增大，变宽，结果会造成电机等吊挂设备和车内设备的高频高幅振动，引起车体设备振动能量的急速加剧。如果超过了铁路各设备所允许的振动强度范围，未来的工作性能指标及使用寿命将会受到过大的动态载荷和噪声的严重影响，情况越发严重会导致零部件的早期失效。当前大量事实表明，在长期作用的情况下，铁路振动故障可能会导致货物破损，轨道破坏，列车脱轨等危险情况。为确保铁路“安全、经济、快捷、舒适”的特点和优势，铁路建设要不断发展完善其各项功能，才能在越发激烈的市场竞争中取得优势，因此，各国都加强了对铁路振动的检测及分析，也增加了对其的投入力度。
今年我国对铁路振动检测领域的人力物力投入有明显增加，并且研究范围扩展到众多方面。以往铁路振动检测系统只配备在一些重要单位或者要害部门，而在2000年以后，各个铁路站段及各个振动检测站点基本都已经涉及发展应用到。铁路振动检测系统的重要性越来越被人们所认可，近些年又不断完善各项相应的标准和规范。为了保证铁路的运输安全、高效舒适的科学发展及以人为本的发展要求，确保铁路的优势和特点，如何准确检测高速铁路的振动并判断故障是摆在铁路工作者面前不容缓的实际问题。
1.数据采集系统设计方案
如图1所示，本论文用于铁路基础设施监测的振动传感器数据采集系统主要由下位机系统和上位机节点两个大的部分组成。系统设计方案的结构框图下位机系统里包含了振动传感器数据采集模块、IIC实时数据传输模块、微处理器模块和电源模块五个单元。
振动传感器把接收到的振动信号数字化，通过IIC数字传输方式，将数据发送给微处理器STM32F103ZET6。微处理器作为控制单元，用于接收振动传感器数据并进行数据处理分析计算，通过RS-232串口通信，运用MAX3232电平转换芯片及CH340 RS-232串口转USB芯片，实现了XYZ三轴振动数值发送到上位机进行控制显示。因为目前个人电脑上已很少有串口，所以我们使用RS-232串口转USB口芯片CH340G，数据可以从USB口进入PC上位机。由于每一个节点的检测范围有限，使用多个这样的节点共同检测则可以扩大系统的监测范围，提高系统的整体工作性能。整个铁路振动检测系统是由多个下位机节点互相协作共同完成系统功能的。
2.系统硬件设计
2.1 系统硬件设计思想
本论文的铁路振动检测系统是由振动传感器数据采集模块，IIC实时数据传输模块，微处理器模块以及RS-232有线通信模块和电源模块组成。
振动传感器数据采集模块对铁路振动的振动数据信号进行实时采集，将采集到的数据数字化，并通过IIC实时数据传输方式与单片机处理器通信，接着单片机处理器模块将采集的数据进行数据处理分析，通过有线通信模块上传到上位机进行实时显示及存储，为铁路振动故障的判断提供合理依据。
微处理器中有数据处理分析算法的设计，完成对采集到的实时振动信号进行数据处理分析，判断当前得到的振动数据是否在铁路设备所能产生的振动范围之内并对数据进行干扰点剔除，去直流及多项式趋势项和平滑处理，计算出与自然坐标系夹角的角度，使整个铁路振动检测系统的性能与数据准确性得到大幅度提高，很大程度上降低了系统的错误上报率。
2.2 系统介绍
如图2所示，系y硬件部分可以分为五个部分：振动传感器数据采集模块、IIC实时数据传输模块、微处理器模块、RS-232有线通信模块和电源模块。
数据采集模块：由单片机处理器模块发出相应的控制指令配置振动传感器的控制寄存器，内部控制寄存器来决定信号的采集速度、通信方式、数据输出格式与带宽，振动传感器根据内部控制寄存器的值按要求采集振动信号。
实时数据传输模块：振动传感器采集的实时数据通过IIC传输方式，将数据发送给处理器，为之后的数据处理分析奠定了基础。
微处理器模块：主要工作是通过系统软件控制数据采集模块完成振动数据信号的采集，并对数据进行处理分析，然后控制RS-232有线通信模块将处理完成的数据上传至PC上位机进行显示及存储。该模块是振动传感器数据采集模块和RS-232有线通信模块进行联系的核心部分。
RS-232有线通信模块：将微处理器模块处理完毕的数据，通过RS-232串口通信的方式传递给上位机，上位机会自动显示及存储数据，供振动故障的判断使用。
电源模块：通过该模块，将5V外部直流电源转换成系统所使用的3.3V电源。
结论
本论文设计了一套铁路振动检测系统，该系统采用下位机整体检测模块PC上位机整体控制数据流向，并对上传的检测数据进行显示保存。从与传统检测方法的比较来看，它能够更加高效、深入、细致的对铁路振动信号进行检测、处理分析及显示存储，并为铁路振动故障的判断提供可靠依据。
参考文献
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论文摘要：通信技术的发展引领着社会生活的进步。本文主要探讨了高新技术在有线通信系统和光通信系统中的应用。
从20世纪90年代初以来，全球向信息密集的工作方式和生活方式的转变，推动了通信技术的发展。然而，在当今经济技术知识爆炸的时代，随着行业及社会对信息需求的不断增长和应用的不断深化，只有实现通信系统在技术科技方面不断更新，加快通信系统向网络化、服务化、体系化与融合化方向的演进，才能突显通信系统在社会生活领域支撑引领的作用和地位，创造更好的发展空间。本文笔者结合工作实践，主要探讨了现代高新技术在有线通信系统和光通信系统中的应用。
1、分数阶Fourier变换技术在有线通信系统中的应用
有线通信是利用电线或者光缆作为通讯传导的通信形式，它通过对现有各类网络进行技术改造，与下一代新建网络互通和融合，成为现代通信系统的重要支柱。然而，在有线通信信道中存在各种噪声，如果不对其进行处理则会使误码率增加。因此，要消除不理想信道和噪声对信号的影响，必须应用新技术。分数阶Fourier变换(FRFT)的通信技术原理是以线性调频信号(chirp)作为调制信号，利用线性调频信号在分数阶里变换域的能量聚焦特性，通过接收机进行路径分集接收抑制有线通信信道多途效应所产生的码间干扰，从而提高系统的抗噪声干扰和频率选择性衰减的能力。具体应用程序如下：
1.1信号检测与参数估计
分数阶Fourier变换作为一种新型的线性时频工具，其实质是信号在时间轴上逆时针旋转任意角度到U轴上的表示(U轴被称为分数阶Fourier(FRF)域)，而该核是U域上的一组正交的chirp基，这就是分数阶Fourier变换的chirp基分解特性。所以，在适当的分数阶Fourier域中，一个chirp信号将表现一个冲击函数，即分数阶Fourier变换过程中，某个分数阶Fourier域对应的chirp信号具有很好的能量聚焦性，而这种能量聚焦性对chirp信号的监测和估计具有很好的作用。因此，在信号检测与参数估计中，我们的基本思路是以旋转角口为变量进行扫描，求出观测信号所有阶次的分数阶Fourier变换，于是形成信号能量在由分数阶域U和分数阶次P组成的二维参数平面上的分布。然后，我们按域值在在此平面上进行二维搜索，找出最大峰值位置。并根据最大峰值坐标可以检测出chirp信号，并估计出峰值所对应的分数阶次P和分数阶域坐标，估计出信号的参数。
1.2分集接收
分集接收是利用信号和信道的性质，将接收到的多径信号分离成互不相关的多路信号，然后将多径衰落信道分散的能量更有效的接收起来，处理之后进行判决，从而达到抗衰落的目的。本文采用分集合并技术，即取出那些幅度明显大于噪声背景的多径分量，对它们进行延时相加，使之在某一时刻对齐并按一定的准则合并，提高多径分集的效果。在通信系统中，RAKE接收机由N个并行相关器和个合并器组成，每个相关器与发射信号的一个多径分量匹配。在N个相关器前增加时移单元，就可在时间上将所有分量对齐，从而采用相同的本地参考信号。然后，相关器组的输出送给合并器，将合并器输出的判决变量送到检测器进行判决。最后，根据接收机使用的不同合并方法，在选择性合并方式下，在多支路接收信号中，选取信噪比最高的的支路信号作为输出信号。
1.3峰值输出
信噪比系数呈现出一个典型的振荡特性，且振荡频率与振荡幅度与时频面的旋转角度和输入信号相关。因此在采用分数阶Fourier变换技术的实际使用中，在进行近似计算处理时需要特别注意，必须对近似处理带来的误差进行评估。
2、ATP系统在光通信系统中的应用
随着科技发展的日新月异，自由激光空间光通信已经成为现代通信技术发展的新热点。但从技术实现方面来讲，由于激光通信具有信号光束窄、发散角小这样的特点，从而导致APT（Acquisition Pointing Tracking)捕获、跟踪、瞄准相距较远的运动体上的较窄信号光束相当困难。ATP系统是由粗跟踪和精跟踪单元构成的复合跟踪系统，其主要功能是在粗跟踪单元实现初始的捕获和跟踪，并将信标光引入精跟踪的视场范围内，然后精跟踪单元实现更高带宽的跟瞄，再将信标光稳定在可通信的视场之内，为最终空间站光通信系统工程实现奠定了一定的技术基础。
2.1粗跟踪单元
粗瞄准单元由一个安装在精密光机组件上的收发天线，万向支架驱动电机以及粗跟踪探测器（CCD）组成，主要作用是捕获目标和完成对目标的粗跟踪。在捕获阶段，粗瞄准机构接收由上位机根据已知的卫星运动轨迹或星历表给出的命令信号，将望远镜定位到对方通信终端的方向上。为确保入射的信标光在精跟瞄控制系统的动态范围内，必须根据粗跟踪探测器给出的目标脱靶量来控制万向支架上的望远镜，使它的跟踪精度必须保证系统的光轴处于精跟踪探测器视场内，从而把信标光引入精跟踪探测器的视场内。
2.2精跟踪单元
精跟踪单元的跟踪精度将决定整个系统的跟踪精度，它要求带宽非常高，带宽越高，对干扰的抑制能力就越强，从而可加快系统的反应速度，加强跟踪精度。因此，设计一个高带宽高精度的精跟踪环是整个ATP系统的关键所在。在这一单元我们可采用高帧频、高灵敏度、具有跳跃式读出模式的面阵电荷耦合器件（CCD）传感器。它基于深埋沟道移位寄存器技术，可以获得非常高的读出速率、非常低的噪声和非常高的动态范围。通过由捕获探测器（CCD）和定位探测器（OPI N）组成探测接收单元转换，CCD完成捕获与粗跟踪，并将接收光引导至OPI N上，在OPI N中进行误差信号的检测，从而提高信标光捕捉精度。
2.3控制单元
将捕捉的信号经放大、整形和A／D变换处理后，在计算机中按一定的数据分配流程将信号输入。然后通过计算机给出的速度控制信号和加速度控制信号，又经数据分配接口送入D／A转换与处理网络，使伺服电机按要求转动并带动天线转动机构分别在水平和俯仰两个方位转动，以调整天线的位置，达到自动捕获、跟踪、瞄准的目的。
3、结语
通信技术的发展促进了社会生活的进步，在未来通信技术的研究上，应不断探索、创新，追求高新技术在通信系统中的应用。
参考文献
