時間：2022-12-08 18:45:25
導語：在數字通信論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
量子力學誕生于1926年，是人類對微觀世界加以認識的理論基礎之一。量子力學和相對論之間的不相容性在1935年被愛因斯坦、波多爾基斯和羅森論證后，約翰•貝爾于1964年提出貝爾理論，，阿斯派克等人于1982年證明了超光速響應的存在。1989年第一次演示成功量子密鑰傳輸，1997年量子態隱形傳輸的原理性實驗驗證由奧地利蔡林格小組在室內首次完成，2004年，該小組又將量子態隱形傳輸距離成功提高到600米。2007年開始我國架設了長達16公里的自由空間量子信道，于2009年成功實現世界上量子隱形傳態的最遠距離。
二、量子通信技術的發展趨勢
量子通信技術的研究方向除了包括量子隱形傳態還包括量子安全直接通信等，突破了現有信息技術，引起了學術界和社會的高度重視。與傳統通信技術相比，量子通信除具有超強抗干擾能力外且不需對傳統信道進行借助；與此同時量子通信的密碼被破譯的可能性幾乎沒有，具有較強的保密性；另外，量子通信幾乎不存在線路時延，傳輸速度很快。量子通信發展僅僅經歷了20年左右，但其發展卻十分迅猛，目前已經被很多國家和軍方給予高度關注。
量子通信在國防和軍事上具有廣闊的應用前景，作為量子技術的最大特征，量子技術的安全性是傳統加密通信所無可企及的。量子通信技術的超強保密性，能夠有效保證己方軍事密件和軍事行動不被敵方破譯及偵析，在國防和軍事領域顯示出無與倫比的魅力。另一方面，在破解復雜的加密算法上，也許現有計算機可能需要好幾萬年的時間，在現實中是完全無法接受且幾乎沒有實用價值的。但量子計算機卻能在幾分鐘內將加密算法破解，如果未來這種技術被投入實用，傳統的數學密碼體制將處于危險之中，而量子通信技術則能能夠抵御這種破解和威脅。
在民間通信領域量子通信技術的應用前景也同樣廣闊。中國科技大學在2009年對界上首個5節點的全通型量子通信網絡進行組建后，使得實時語音量子保密通信被首次實現，城市范圍的安全量子通信網絡在這種“城域量子通信網絡”基礎上成為了現實。
三、總結
集群通信系統是共享資源、分擔費用、向用戶提供優良服務的多用途、高效能而又廉價的先進無線調度指揮系統。對于指揮調度功能要求較高的企、事業、工礦、油田、農場、公安、武警以及軍隊等部門都十分適用,集群通信采用單工或半雙工方式,要求接續時間小于500毫秒,具有調度級別控制等。同時對于集群通信還提出了傳輸集群、準傳輸集群和信息集群的定義。
隨著集群通信的發展和用戶的需求,集群通信也從原來的模擬集群向數字集群過渡。但這種過度并不是簡單的將原來的模擬話音轉換為數字話音和提供數據傳輸功能就可以稱為數字集群了。其實,綜觀國際上提出的數字集群來看,數字集群的標準都是圍繞著用戶的需求而發展起來和提出的。
2.數字集群移動通信網絡的運行
數字集群通信是繼手機、小靈通之后的第三大戰場,正在成為電信領域開發的新重點,運營商、設備商正在展開一場新的角逐。在設計中針對了專業無線用戶的需求,特別適合在政府和商業領域的專網使用。
2.1數字集群通信的標準
TETRA(陸地集群無線電)系統在指揮調度方面應用的比較多,可完成話音、電路數據、短數據消息、分組數據業務的通信及以上業務的直通模式,并可支持多種附加業務。在大區制條件下最大覆蓋半徑56公里。TETRA擴容可以逐步增加模塊化,適用于小、中、大型調度系統;設計組網靈活,既適應于專用調度網,也適應于共用調度網。TETRA話音編碼方式采用代數結構碼本激勵線性預測編碼,具有良好的話音質量,即使在強背景噪聲干擾下也可聽清,話音質量并不像調頻系統那樣隨場強減弱而降低。大量實驗證明,TETRA系統的話音質量比GSM系統好。因此,大量應用于應急、調度、指揮等專網應用系統。
iDEN(集成數字增強型網絡)系統是基于TDMA多址方式的調度通信/蜂窩雙工電話組合系統。它在傳統大區制調度通信基礎上,大量吸收數字蜂窩通信系統的優點,如采用雙模手機方式,增強了電話互聯功能;采用小區復用蜂窩結構,提高了網絡覆蓋能力。選用這種編碼是先進的,但技術公開性不好,價格較貴。但通話質量和保密性都較好。
2.2數字集群系統設備安全
設備是網絡的基礎,設備的安全是保障網絡安全的基礎,只有保證網絡的物理可靠性,才能保證網絡功能、信息的安全性,因此基礎設備的可靠性至關重要。
對于交換機,硬件上應實現關鍵部件的熱備份。軟件上,關鍵的用戶數據、配置數據應當及時、定期進行備份。對于基站系統要考慮其抗外界干擾的能力,如射頻干擾、雷擊、抗震性能等。基站系統的備用電源應根據基站覆蓋區的重要程度適當配備,以應變突發事件。系統主備用倒換能力是系統可靠性的一個重要指標,如倒換時間、倒換過程對正在進行的業務的影響等。完善的監控告警機制可大大提高網絡的可靠性,如系統部件可自我診斷和修復、系統可隔離故障模塊、及時產生告警信息。此外,調度臺、終端存儲了用戶的重要信息,這些設備由用戶控制,應由專人維護,以保證相關用戶信息不被外界竊取。
數字集群通信系統是一種特殊的專用通信系統,在應對突發事件時,對社會穩定和人民生命財產的安全起著及其重要的作用,因此數字集群通信系統的安全要求要大大高于公眾移動通信系統,所以數字集群通信系統運營者必須從各方面考慮如何增強系統的抗災變能力,如何使系統更安全可靠的傳遞信息。只有全面的重視數字集群通信系統的安全問題,才能使數字集群系統發揮其應有的作用。
3.未來數字集群通信技術發展方向
3.1高安全性
數字集群在基站與手機之間,信息完全依靠無線電波的傳輸,很容易被人們從空中攔截,在通話狀態、待機狀態都會泄密,即使關閉電臺,利用現代高科技,仍可遙控打開,繼續竊聽,從中截取、破壞、調換、假冒和盜用通信信息。
3.2高抗毀性
專業移動通信在使用過程可能遇到惡意破壞的人為因素或雨雪災害的自然因素等影響,導致網絡不能正常工作,因此,未來PPDT系統要求可靠、準確地提供業務,具有高的抗毀性和可用性。通常情況下,系統以集群方式工作;在遭遇危害的極端情況下,系統以故障弱化方式或直通方式工作,保證系統能滿足基本的集群業務需求。
3.3高環境適應性
專業移動通信由于它是用于全球的表層和空間,會遇到各種惡劣的氣候、地形和環境;因此,要求通信裝備必須能抗拒酷暑、嚴寒、狂風、暴雨等惡劣氣候條件;必須適應山岳、叢林、沙漠、河海、高空等三維空間的不同地形環境條件;既可車載船裝,又能背負手持,要經得起各種移動體的安裝機械條件;在嘈雜的噪聲環境,要具有背景噪聲濾除功能,使通話對方聽不見噪聲干擾,話音清晰;在高速行駛時,通信不能中斷,質量不能下降,可支持500km/h的高速運行。
4.結論
集群共網畢竟具有它自身的缺陷,那就是這些共網往往是調度功能要相對弱一些,即使是利用與專網相同的系統來組建的共網,也同樣會相對使得調度功能減弱。那些在公網基礎上發展起來的調度系統由于是在原來的系統協議和結構上增加了調度功能,由于原來的體制、協議和系統結構是以公網的電話業務為主而建立的,要想完全能夠符合專業用戶對專網的需求,應該講目前還是達不到的。
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通信電源專業課程群的總體規劃，課程群劃分的標準與其他通信專業方向劃分類似，都是以能否適應通信企業的需求為導向。高職通信電源專業開設了通信電源設備維護方向和開發方向。通信電源和電子技術課程聯系化教學設計規劃首先應在通信電源設備維護方向嘗試，因為高職學生以后就業方向就是上崗應用。在經過實踐后，開始向通信電源專業方向其他知識關聯的方向延伸，最后擴大至其他通信專業教學的范圍。對跨課程聯系庫的項目資源進行通盤設計既要考慮理論知識的傳授，又要關注基本技能的掌握，同時也要定期更新教學資源庫，及時了解學生掌握知識的能力，使課程之間的聯系、老師和學生之間的聯系更具有靈活性。例如在整流UPS的教學中為了保證學生教學的學習積極性，要經常介紹新的控制技術的發展、高智能化集中監控系統的動向。將電子技術的新發展和通信電源專業的發展有機地結合來講授。項目庫最好是每兩年更新一次。在高職的教育中主要是突出學生的動手能力和理論聯系實際的能力，高職通信電源的學習也是如此。通信電源的每一次大發展都和電子技術的大發展是分不開的。例如在電子技術中采用大功率開關管的高頻開關整流電源電路，與傳統采用工頻變換技術的相控電源相比是一次很大的電子技術上的突破，導致通信電源變換技術的大發展。學生在領悟通信電源技術的基礎上，要求能了解電子技術的發展動向，突出學生在電子技術方面的動手能力。針對通信電子技術課程內容多課時少的特點，將通信電子技術的內容分為有機的幾個部分，提出了新的課程內容設置思路，即：以模擬電子技術的放大電路、負反饋為基礎，講述通信電源的變換電路。以電路與信號的傅里葉級數為基礎，講述通信電源調制與解調的應用。以數字電子技術的邏輯電路為基礎，講述通信電源的油機、不間斷電源的控制應用。兼顧當前技術發展，這種內容設置方法有利于學生掌握課程核心內容，這樣在教學過程中即能讓學生理解通信電源的應用又能兼顧通信電子技術課程內容多課時少的特點，從而優化課堂教學內容。在通信電源課程展開前一定要讓學生建立通信電子技術的概念。普通的電子技術教學和通信電子技術的教學是有所不同的。通信電子技術更具有針對性，通信電子技術針對的是本通信專業所需的電子技術的內容，概念深奧難懂，電路復雜多變，學生基礎差，很容易產生厭學的情緒，所以在實踐中要注重學生對本專業培養，激發學生對通信電子技術的學習興趣，如開設“對講機”“發射機”通信電子技術實驗。“通信電子技術”是通信技術、電子技術兩者交叉的新興學科，是通信電源、通信工程及其移動通信專業的專業基礎課，是一門理論與應用相結合，實踐性很強的課程，也是發展很快的學科，它不僅能為通信工程及其移動通信等各相關專業的在校學生打下堅實的理論基礎，同時也可為從事與電能變換、柴油機、開關電源、電力系統等相關領域工作的工程技術人員提供現代高新技術的重要基礎知識，在通信專業人才培養中占有重要地位。由于通信電子技術的電路原理復雜、概念深奧難懂，應用變換多樣，學生們在學習過程中會覺得難學難懂，因此，我們對課程進行了教學方法、教學內容、教學實驗和教學手段等環節的改革，除了讓學生掌握課程知識外，更重要的是提高自學能力、創新能力以及團隊協作能力，在實際操作過程中，安排專人負責制度。例如作為下一代通信核心機房（NGN系統、5G系統）的供電設備應該是要求極高的供電設備，其供電方式必須做到能消除單點的供電故障，電源質量要求高、可靠性好、效率高、監控完善。能滿足下一代通信核心機房的供電設備要求的非直流電源（-48V系統）不可。在教學過程中要引導學生如何很好掌握新一代通信電源的基礎知識，引導學生把握信新一代通信電源發展變革方向，鼓勵學生自學新知識、學習新技術。
2高職通信電源中電子技術課程聯系化教學設計舉例
通信電源和電子技術有很強的聯系性和依賴性，這種聯系性和依賴性雖然也能跨越到其他通信專業課程，但通信電源和電子技術的聯系性和依賴性更高。高職學生的特點之一是學習不積極、高中理科基礎差、自學能力低，對知識的連貫性掌握技能就更差。項目庫中每個項目的實施需要相關課程群合作完成，例如將電子技術中的功率因數概念的教學和通信電源的直流不間斷電源中的有源功率因數校正電路結合起來講，學生更易于對功率因數概念的理解，也能很好地掌握通信電源的直流不間斷電源中的有源功率因數校正電路的原理。通信電源課程根據教學計劃需求就能完成對應電子技術基礎教學任務。在相關通信電源知識群中由項目驅動完成電子技術基礎教學任務后，通信電源教學任務也同步完成最終結果。因此，教學設計者應能夠依據人才培養方案來建立通信電源和電子技術課程間聯系構架和設計跨課程的教學項目，在教學活動中，動態地將通信電源和通信電子技術課程進行聯系，形成具有活力的知識連貫體，并根據與通信電源課程群的知識聯系性來設計電子技術課程的項目庫。通過對高職通信電源專業聯系化教學的現狀分析和對通信電源專業的人才培養方案和教學計劃剖析后，我們應首先對通信電源和通信電子技術進行聯系化設計，提出對電子技術教學的設計方案，例如將電子技術專業課程中的電路與信號、模擬電子技術融入通信電源的配電和防雷來講授，將數字電子技術融入通信電源的UPS和整流來講授。電子技術的應用、電子技術實訓、電子產品設計與制作與通信電源的設備實訓相關聯，進行項目關聯設計試點。基于聯系需求將通信電源和電子技術課程的這些環節緊密相關，層次清晰，環環相扣。從而實現，在高職通信電源專業技能培養的生命周期過程中的前后緊密聯系，并最終形成通信電源專業的教學表現結果。
3結論
信息技術在變電站自動化系統中的應用發展大體上經過了下面的時期。
第一時期是面向功能設計的集中式RTU（遠程終端設備，RemoteTerminalUnit）加常規保護模式。在二十世紀八十年代之前，主要采用了RTU為基礎的遠動裝置。事實上，當時的變電站自動化系統能夠進行遙測、遙信、遙控、遙調，它是在常規的繼電保護及二次接線的基礎上，添加了RTU裝置。第二時期是面向功能設計的分布式測控裝置加微機保護模，這一時期是在二十世紀九十年代開始的，現場總線和網絡技術得到了應用，信息交換可以通過數據通信的方式來實現。第二時期的變電站自動化系統仍然存在著比較多的電纜互聯，不具備較強的擴展性。第三時期是在二十世紀九十年代中期開始的面向間隔、面向對象(Object-Oriented)設計的分層分布式結構模式。在科技進步的形勢下，出現了按間隔為對象設計保護測控單元，選擇了分層分布式的系統結構，從而得到分層分布式自動化系統。在當今時代，國內外的許多知名企業都使用了面向間隔、面向對象(Object-Oriented)設計的分層分布式結構模式。因為使用了非常現代化的計算機信息技術和面向對象的方法，所以，這一時期的變電站自動化系統是配置最為靈活的，并且也具備非常良好的擴展性。
二、當前的變電站綜合自動化產品
變電站綜合自動化系統的三種主要結構模式是集中式、分布分散式和分布集中式組屏。當前的國內變電站綜合自動化產品主要有：
(1)適用于各級變電站的集中配屏式系統。
(2)向智能型發展的變電站綜合自動化系統。
(3)開發面向對象的變電站綜合自動化系統。
在變電站自動化系統中，監測變電站各項技術指標起著極其重要的作用。狀態量、模擬量、脈沖量是變電站監測的主要常量。狀態量有隔離開關狀態、：變壓器分接頭位置信號、變電站一次設備狀態及斷路器狀態等。典型模擬量有及頻率電流、功率值、線路電壓、功率值電壓、母線電壓等。直流電源電壓、所用電電壓和功率、變電站室溫、變壓器油溫等。本文根據變電站監測的主要數據通過使用SQL技術，并且綜合利用實時控制功能，構建變電站自動化監測系統。
三、信息技術在變電站自動化系統中的應用功能
（1）實時數據采集及處理功能
通過間隔單元，變電站自動化檢測系統采集來自CT、PT、配電裝置保護、直流系統、所用電系統等生產過程的模擬量、數字量、脈沖量及溫度量等，對所采集的輸入量進行數字濾波、有效性檢查、工程轉換、故障判斷、信號接點抖動消除、電度計算等加工，從而產生可供使用的電流、電壓、有功功率、無功功率、電度、功率因數等各種實時數據，供數據庫更新。
（2）歷史數據處理及趨勢分析功能
所有的實時數據，電能數據都可選擇為歷史數據進行記錄，歷史數據的保留時間是可選的，一般大于兩年。對歷史數據進行日，月檢索，以趨勢圖的方式顯示且進行分析，并可對歷史數據記錄庫的數據進行庫操作。對任意歷史記錄數據進行日，月統計，指明該數據在某日、某月的最大值、最小值及出現的時間。保留告警事件（開關變位、線路越限、電壓越限、周波越限）、保留SOE事件，保留時間可以任意選擇，最少一年。可以按日、月檢索，并可對所有保留的事件進行回放、打印。對歷史數據庫一年中任意一天的數據進行瀏覽、回顧打印。歷史數據的存取簡單方便，可在MIS系統順利存取。新系統將原由系統的歷史數據、事件記錄完整地轉換過去，以便檢索。系統管理人員可以方便地在智能終端在線或離線利用數據庫應用程序來重新生成數據庫。對于遙控流水記錄，指明操作員、操作對象、執行結果等信息。
（3）電能采集及處理功能
能處理RTU脈沖電量、系統積分電量以及通過FAXMODEM接收電量采集終端的電量數據。按每5分鐘、15分鐘、1小時時段對電能進行累計。對電能任5分鐘時段的電能進行檢索，修正。對電能的存檔數據可曲線、棒圖等顯示。電能日、月報，顯示、打印。按用戶具體要求，提供電能分時計費處理。
（4）計算及統計功能
變電站自動化檢測系統對實時數據進行統計、分析、計算，例如通過計算產生電壓合格率、有功、無功、電流、總負荷、功率因數、電量日/月/年最大值/最小值及時間、日期、負荷率、電能分段累計值、數字輸入狀態邏輯運算值等，設備正常/異常變位次數并加以區分等，并提供一些標準計算函數，用來產生用戶可定義的虛擬測點進行平均值、積分值和其它計算統計。
（5）圖形處理功能
變電站自動化檢測系統人機系統畫面所顯示的圖形可以無級嵌套縮放、平移；當圖形太大時，導航功能可以快速定位到某一點。回放功能可以以事件記錄作為觸發條件，去顯示歷史某一時刻的工況及狀態。與工業電視（攝像）圖像系統的鏈接，使無人操作變電站的功能得到了進一步的加強。行政地理圖、系統主接線圖顯示，可縮放、平移，并有設備運行工況及數據顯示。MDI環境設計的多畫面同時在一屏幕顯示。趨勢圖及棒狀圖顯示，一坐標多曲線及可變的時間跨度，可以顯示歷史趨勢及實時趨勢，并可組合周波、計劃。曲線上標有最大值，最小值，平均值，峰谷差等，計劃曲線能帶狀顯示（帶寬度百分比可設定）。并能根據電力市場考核要求進行修改。
論文摘要：文章介紹了數字通信系統的技術特點，并與傳統的模擬信號對比闡述了數字信號的優勢，然后對數字通信系統的應用方法進行淺析。
一、數字通信系統
數字通信是指用數字信號作為載體來傳輸信息，或者用數字信號對載波進行數字調制后在傳輸的通信方式。它的主要技術設備包括發射器、接收器以及傳輸介質。數字通信系統的通信模式主要包括數字頻帶傳輸通信系統、數字基帶傳輸通信系統以及模擬信號數字化傳輸通信系統三種。
數字信號與傳統的模擬信號不同，它是一種無論在時間上還是幅度上都屬于離散的負載數據信息的信號。與傳統的模擬通信相比其具以下優勢：首先是數字信號有極強的抗干擾能力，由于在信號傳輸的過程中不可避免的會受到系統外部以及系統內部的噪聲干擾，而且噪聲會跟隨信號的傳輸而進行放大，這無疑會干擾到通信質量。但是數字通信系統傳輸的是離散性的數字信號，雖然在整個過程中也會受到的噪聲干擾，但只要噪聲絕對值在一定的范圍內就可以消除噪聲干擾。其次是在進行遠距離的信號傳輸時，通信質量依然能夠得到有效保證。因為在數字通信系統當中利用再生中繼方式，能夠消除長距離傳輸噪音對數字信號的影響，而且再生的數字信號和原來的數字信號一樣，可以繼續進行傳輸，這樣一來數字通信的質量就不是因為距離的增加而產生強烈的影響，所以它也比傳統的模擬信號更適合進行高質量的遠距離通信。此外數字信號要比模擬信號具有更強的保密性，而且與現代技術相結合的形式非常簡便，目前的終端接口都采用數字信號，同時數字通信系統還能夠適應各種類型的業務要求，例如電話、電報、圖像以及數據傳輸等等，它的普及應用也方便實現統一的綜合業務數字網，便于采用大規模集成電路，便于實現信息傳輸的保密處理，便于實現計算機通信網的管理等優點。
要進行數字通信就必須進行模數變換，也就是把由信號發射器發出的模擬信號轉換為數字信號。基本的方法包括：首先把連續形的模擬信號用相等的時間間隔抽取出模擬信號的樣值。然后將這些抽取出來的模擬信號樣值轉變成最接近的數字值。因為這些抽取出的樣值雖然在時間進行了離散化處理，但是在幅度上仍然保持著連續性，而量化過程就是將這些樣值在幅度上也進行離散化處理。最后是把量化過后的模擬信號樣值轉化為一組二進制數字代碼，并最終實現模擬信號數字化地轉變，然后將數字信號送入通信網進行傳輸。而在接收端則是一個還原過程，也就是把收到的數字信號變為模擬信號，通過數據模變換再現聲音以及圖像。如果信號發射器發出的信號本來就是數字信號，則不用在進行數據模變換的過程，可以直接進入數字網進行傳輸。
二、數字通信系統的應用
數字通信系統的關鍵性技術包括編碼、調制、解調、解碼以及過濾等。其中數字信號的調制以及解調是整個系統的核心也是最基本、最重要的技術。
數字調制是通過對信號源的編碼進行調制，將其轉換成為能夠進行信道傳輸的頻帶信號，即把基帶信號（調制信號）轉變為一個高頻率的帶通信號（已調信號），而且由于在傳輸過程中為了避免信息失真、傳輸損耗以及確保帶內特性等因素，在進行信號進行長途傳輸以及大規模通信活動時必須對數字信號進行載波調制。現階段的數字信號調制主要分為調幅、調相以及調頻三種。調幅是根據信號的不同，通過調節正弦波的幅度進行信號調制，目前最常見的數字信號是幅度取值為0和1為代表的波形，即二進制信號；調相是由于載波的相位受到數字基帶信號（調制信號）的控制，通常情況下載波相位和基帶信號是保持一致的，例如二進制基帶信號為0時，載波相位相應也為0；調頻是利用數字信號進行載波頻率的調制。解調就是講載波信號提取出來并經過還原得到信息的過程，它是調制的逆過程也被稱為反調制。目前解調的類型分為相干解調和非相干解調兩大類。數字通信的質量通常用信息傳輸速率、符號傳輸速率以及消息傳輸速率這三個指標來衡量。對于數字通信系統的性能指標通常用信息傳輸速率、符號傳輸速率以及消息傳輸速率這三個指標來衡量。
通信系統向數字化時代的轉變就是要從有線通信想無線通信，從公用移動網絡到專用網絡，從而實現全球化的數字通信理念。而且通過現有的綜合業務數字網絡為基礎，通過一個多用途的用戶網絡接口就可以輕松實現信號發出端到接收端全程數字傳輸與交換的新型通信網。利用這種新型技術可以擴充通信業務的范圍，而且還具有更加經濟以及靈活的特點，能夠與現有的計算機互聯網、多媒體信息網、公共電話網以及分組交換數字網等進行任意轉換。隨著數字通信設備的發展和不斷完善，利用微處理技術對數字通信系統的信號進行轉變，還能夠使設備更加靈活的應用到各種長途以及市話當中。由于長途通信線路的投資遠大于終端設備，為了提高長距離傳輸的經濟性，未來高度、大容量的數字通信系統也將成為主流趨勢，而且隨著數字集成電路技術的發展，數字通信系統的設備制造也越來越容易，成本更低、可靠性也更高。
三、結束語
數字通信系統是一種全新的利用數字信號進行消息傳輸的通信模式，伴隨著社會的不斷發展，數字通信的應用也已經越來越廣泛，在我們日常生活中的電腦、手機上網、視頻電話、網絡會議以及數字電視等都是通過數字通信系統來進行信號傳輸的，而且由于社會的發展人們對各種通信業務的需求量也在逐漸增加，在光纖傳輸媒介還沒有完全普及以前，數字通信系統主要是利用電纜、微波等有限的媒介進行傳輸，但目前光纖技術的發展無疑將會推動數字通信的發展。隨著數字通信系統也正在向智能化化、高速度以及大容量的方向迅速發展，相信在未來數字通信系統將會取代傳統的模擬通信系統而成為主導。
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1注重IPv6技術在廣電網絡通信優化與信息傳輸中的運用
對于IPv6技術而言，屬于新興的技術類型之一，可以將其運用到廣電網絡通信的優化當中，用以將IPv4進行替代。然而，從當前廣電平臺、網絡以及終端等采用的技術來看，依然以IPv4技術為主。為了做到與時俱進，滿足市場發展的需要，應該引入全新的IPv6技術，實現對網絡通信功能的優化與提高。面對此種狀況，廣電網絡應該逐步加快由IPv4向IPv6的過渡速度，確保廣電網絡的通信業務能夠符合市場的需要。比如：某些平臺會利用雙棧協議，構建網絡和平臺間的鏈接，達到互通彼此通信業務的目的。實際上，廣電網絡通信的目標與功能以傳播有關信息為主，提高信息的利用率。通過借助IPv6網絡層當中的匯聚層和交換層，能夠實現對聚合鏈路的有效優化，達到使帶寬傳輸效率提高的目的。并且依靠IPv6擁有的高安全性功能，可以確保網絡運行的穩定性，滿足安全方面的需求。憑借這種性能優勢，使得IPv6技術得到了眾多企業的關注和重視，IPv6技術也被逐漸應用到廣電網絡通信當中的不同業務、機構間的信息傳輸當中，實現了信息的交換與共享[1]。如此，不僅規避了受到外界病毒帶給廣電網絡通信內容的侵害情況發生，而且提高了廣電網絡運行的安全性，讓信息的傳輸變得更加高效。
2凸顯IPv6技術在促進廣電網絡參與“三網融合”中的作用
自從我國的“三網融合”發展策略被首次提出之后，廣電網絡便予以極大的重視，從不同的方面積極推進和電信網、互聯網之間業務與功能方面的融合進程，充分凸顯出自身的重要作用。對于廣電網絡而言，在其發展的過程當中，IPv6技術具有重要的地位，充分發揮出技術支撐的作用，有利于促進三網融合。比如：通過利用IPv6技術，可以滿足“三網融合”過程當中的IP地址需求，形成一定的技術支撐作用，使得廣電網絡通信的功能更加豐富，體現出便捷性的優勢，與當前的網絡融合發展相匹配。除此之外，利用IPv6技術，還可以提供給IPTV等視頻業務的發展一定的支持與幫助，其重要性不容忽視。
3合理利用5G技術，加快無線網絡的建設布局速度
受到5G技術不斷發展的影響，移動通信網絡技術獲得了長足的進步。為了滿足市場發展的需求，廣電網絡需要合理利用5G技術，加快無線網絡的建設布局速度，推動技術革新。雖然5G網絡分布的范圍非常廣泛，并且十分靈活，不過在技術方面依然存在不足。比如：由于無線網絡在傳輸的過程當中，通常會發生信號被屏蔽的情況，此時移動網絡運用固網技術能夠進行處理。因此，廣電網絡在不斷完善固網建設的同時，還應該大力推進無線網絡的建設進程。廣電網絡應該利用5G移動網絡的覆蓋空間，開展精準、高質量的地區服務。比如在社區超市中構建無線網絡，借助無線網絡技術，使得網絡傳輸速度獲得質的提升。通過把MIMO和OFDM技術有效結合到一起，讓無線傳輸的質量獲得有效保障，與此同時，也提高了傳輸的速率。除此之外，廣電網絡需要基于無線網絡技術的基礎上，開展具有創新價值的布局建設，引入先進的5G技術，占據更多的無線網絡需求市場份額[2]。
[論文摘要]本論文討論計算機網絡數據交換技術的發展歷程，闡述數據交換每個發展階段的技術特點。著重對分組交換技術進行分析論述。
交換設備是人類信息交互中的重要實施，在相互通信中起著立交橋的作用。交換技術的發展總是依賴于人類的信息需求、傳送信息的格式和技術，以及控制技術的發展而螺旋型發展。從電話交換一直到當今數據交換、綜合業務數字交換，交換技術經歷了人工交換到自動交換的過程。人們對可視電話、可視圖文、圖象通信和多媒體等寬帶業務的需求，也將大大地推動異步傳輸技術（ATM）和同步數字系列技術（SDH）及寬帶用戶接入網技術的不斷進步和廣泛應用。
從交換技術的發展歷史看，數據交換經歷了電路交換、報文交換、分組交換和綜合業務數字交換的發展過程。
一、電路交換
自1876年美國貝爾發明電話以來，隨著社會需求的增長和通信技術水平的不斷發展，電路交換技術從最初的人工接續方式，經歷了機電與電子式自動交換、存儲程序控制的模擬和數字交換、第三方可編程交換等技術的變革，當前正在發展中的融合多媒體格式相互通信的軟交換技術。
隨著電子技術，尤其是半導體技術的迅速發展，人們在交換機內引入電子技術，這類交換機稱作電子交換機。最初是在交換機的控制部分引入電子技術，話路部分仍采用機械接點，出現了“半電子交換機”、“準電子交換機”。只有在微電子技術和數字技術的進一步發展以后，才開始了全電子交換機的迅速發展。
1946年第一臺電子計算機的誕生，對交換技術的發展起了巨大的影響。在20世紀60年代后期，脈沖編碼調制(PCM)技術成功地應用在通信傳輸系統中，對通話質量和節約線路設備成本都產生了很大好處。隨著數字通信與PCM技術的迅速發展和廣泛應用，于是產生了將PCM信息直接交換的思想，各國開始研制程控數字交換機。1970年法國首先在拉尼翁(Lanion)成功地開通了世界上第一臺程控數字交換系統，標志著交換技術從傳統的模擬交換進入到了數字交換時代。程控數字交換技術采用PCM數字傳輸和數字交換，非常適合信息數字化應用，除應用于普通電話通信以外，并且為開通用戶電報、數據傳送等非話業務提供了有利條件。目前在電信網中使用的電路交換機全部為程控數字交換機，可向用戶提供電路方式的固定電話業務、移動電話業務和窄帶ISDN業務。
二、報文交換
報文交換方式的數據傳輸單位是報文，報文就是站點一次性要發送的數據塊，其長度不限且可變。當一個站要發送報文時，它將一個目的地址附加到報文上，網絡節點根據報文上的目的地址信息，把報文發送到下一個節點，一直逐個節點地轉送到目的節點。
每個節點在收到整個報文并檢查無誤后，就暫存這個報文，然后利用路由信息找出下一個節點的地址，再把整個報文傳送給下一個節點。因此，端與端之間無需先通過呼叫建立連接。報文在每個節點的延遲時間，等于接收報文所需的時間加上向下一個節點轉發所需的排隊延遲時間之和。
三、分組交換
分組交換是交換技術發展的重要成果，代表著網絡未來演進的方向。分組交換方式兼有報文交換和線路交換的優點。分組交換技術使用統計復用，與電路交換相比大大提高了帶寬利用率。這要求在交換節點使用存儲轉發，從而導致掉隊現象的發生。因此，分組交換全引入不固定的延遲的概念。分組交換網絡主要有面向連接和無連接兩種方式．分組網絡包含3個功能面，分別是數據面、控制面和管理面。數據面負責分組轉發，因此需要高性能的實現。目前主要的分組交換網包括面向連接的X．25、幀中繼、ATM、MPLS以及無連接的以太網、CP／IP網絡。
分組交換網有兩種主要的形式：面向連接和無連接。對于分組交換技術來說，面向連接的網絡與電路交換類似，也需要通過連接建立過程在交換機中分配資源；但由于它采用統計復用，所分配的資源是用邏輯標號來表示的。自分組交換技術出現以來，已經有多種分組交換網投人運行。電信領域最早提出的是X．25網絡，但由于它協議復雜，速度有限，逐漸被性能更好的網絡如幀中繼代替。幀中繼網絡可以認為是X．25的改進版本，它簡化了協議以提高處理效率。
計算機領域的一個側重點是局域網，即小范圍、小規模的網絡，用于互連辦公室內的計算機。目前以太網已成為占統治地位的局域網技術。
在20世紀90年代中后期，因特網獲得較大發展，規模持續擴大，對核心路由器吞吐量的要求也越來越高。由于路由器對IP分組進行轉發時路由表的查找比較復雜，轉發速度受到很大限制。前面指出，面向連接網絡使用邏輯子信道標號進行轉發表查找，速度是很快的。人們結合ATM技術在這方面的優點，提出將核心網絡改為使用類似于ATM的交換機，而只在邊緣網絡使用路由器的IP交換技術，最終發展為多協議標記交換(MPlS)。然而，在隨后的幾年中，提出了多種實用的高速路由查找方法，使其不再成為瓶頸。此時，MPLS最大的優點就是流量工程(TramcEn小needng)能力，即人為控制分組流向。但是由于目前高速路由器還能夠很好地工作，MPLS技術并沒有被廣泛使用。
四、綜合業務數字交換
綜合業務數字網是集語音、數據、圖文傳真、可視電話等各種業務為一體的網絡，適用于不同的帶寬要求和多樣的業務要求。異步傳輸模式ATM(AsynchronousTransferMode)就是用于寬帶綜合業務數字網的一種交換技術。ATM是在分組交換基礎上發展起來的。它使用固定長度分組，并使用空閑信元來填充信道，從而使信道被等長的時間小段。由于光纖通信提供了低誤碼率的傳輸通道，因而流量控制和差錯控制便可移到用戶終端，網絡只負責信息的交換和傳送，從而使傳輸時延減小。所以ATM適用于高速數據交換業務。
隨著通信技術和通信業務需求的發展，迫使電信網絡必須向寬帶綜合業務數字網(B—ISDN)方向發展。這要求通信網絡和交換設備既要容納非實時的數據業務，又要容納實時性的電話和電視信號業務，還要考慮到滿足突發性強、瞬時業務量大的要求，提高通信效率和經濟性。在這樣的通信業務條件下，傳統的電路交換和分組交換都不能夠勝任。電路交換的主要缺點是信道帶寬(速率)分配缺乏靈活性，以及在處理突發業務情況下效率低。而分組交換則由于處理操作帶來的時延而不適宜于實時通信。因此，在研究新的傳送模式時需要找出兩全的辦法，既能達到網絡資源的充分利用，又能使各種通信業務獲得高質量的傳送水平。這種新的傳送模式就是后來出現的“異步轉移模式”(ATM)。
ATM是在光纖大容量傳輸媒體的環境中分組交換技術的新發展。在大量使用光纜之前，數字通信網中的中繼線路是最緊張也是質量最差的資源，提高線路利用率和減少誤碼是最著重考慮的事情。光纜的大量使用不僅大大增加了通信能力，而且也大大提高了傳輸質量。這使得人們逐漸傾向于寧可犧牲部分線路利用率來減少節點的處理負擔。
與此同時，人類對于通信帶寬的需求日益增加。特別是傳送圖像信息和海量數據，已經使人們對于數據通信的速率由過去的幾千比特／秒增加到幾兆比特／秒。這樣，節點的處理能力成了數據通信網中的“瓶頸”。ATM對于節點處理能力的要求遠低于分組轉送方式，更能適應現代的這種環境。
ATM方式中，采用了分組交換中的虛電路形式，同時在呼叫建立過程中向網絡提出傳輸所希望使用的資源，網絡根據當前的狀態決定是否接受這個呼叫。可以說，ATM方式既兼顧了網絡運營效率，又能夠滿足接入網絡的連接進行快速數據傳送的需要。
五、計算機網絡數據交換技術發展的展望
近年來。以Internet為代表的新技術革命正在深刻地改變著傳統的電信觀念和體系架構，并且隨著信息社會的到來，人們的日常生活、學習工作已經離不開網絡，這導致了人類社會對網絡業務需求急劇增長，并且對網絡也提出了更高的要求，不僅要提供話音、數據、視頻業務，也要同時支持實時多媒體流的傳送，并且要求網絡具有更高的安全性、可靠性和高性能。下一代網絡應是—個能夠屏蔽底層通信基礎設施多樣性，并能提供一個統一開放的、可伸縮的、安全穩定和高性能的融合服務平臺，能夠支持快速靈活地開發、集成、定制和部署新的網絡業務。
下一代網絡將是—一個以軟交換為核心、光網絡為基礎、分組型傳送技術的開放式的融合網。軟交換的出現，可通過一個融合的網絡為用戶同時提供話音、數據和多媒體業務，實現國際電聯提出的“通過互聯互通的電信網、計算機網和電視網等網路資源的無縫融合，構成一個具有統一接入和應用界面的高效率網路，使人類能在任何時間和地點，以一種可以接受的費用和質量，安全的享受多種方式的信息應用”的目標。
參考文獻:
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數字通信是面向高等院校信息類學科高年級學生的重要專業基礎課程之一，該課程涉及的知識面寬，理論性、技術性及實踐性都很強，給教師的知識傳授與學生的知識掌握增加了一定的難度。針對高年級大學生思想較為成熟、具有一定的專業知識積累和專業素養、對創新和能力開發有熱情等特點，將研究型教學模式應用到數字通信課程的教學實踐中，為進一步提高教學質量進行了有益的嘗試。
1 研究型教學模式的內涵
研究型教學以知識教育為依托，以能力培養為目標，把學習、研究、實踐有機的結合起來，引導學生最大限度地發揮其主觀能動性，并且創造性地運用所學知識，在研討中自主地發現問題、研究問題和解決問題，從而實現積累知識、培養能力和鍛煉思維的目的。研究型教學的主要特點在于激發學生的學習興趣、拓寬學生的知識面、培養學生的創新思維，達到深入理解、探究學科知識的目的。傳授知識是實施研究型教學模式的前提和基礎，培養學生分析問題、解決問題的能力和創新精神是實施研究型教學模式的目的。
在教學實踐中，研究性教學的基本思路是實現課內講授與課外實踐、教師引導與學生自學、教材與閱讀有機結合。教師將教學內容用研究性的新理念、新技術和技術手段傳授給學生，提高學生的創新能力和實踐能力。在教學中要引導學生發現問題、研究問題，與學生交流溝通，循序漸進解決問題。研究型教學強調學習形式的靈活性和學習內容的開放性，將掌握知識與解決問題結合起來，以激發學生的獨立性和自主性，在釋疑解惑中實現對知識的主動探索、主動發現和對所學知識意義的主動構建主動思考和探索欲望。
2 研究型教學改革措施
為有效實施研究性教學，需要教師精心設計教學實施層面，可以從課堂教學、課外實踐、教學評價等幾個主要環節開展實施。具體舉措主要有以下幾個方面:
2．1 激發學生的主動性和積極性
學生學習主動性的發揮和積極性的提高有賴于良好的師生關系、教師的合理引導以及有吸引力的教學內容和教學方式。為此，在數字通信課程教學中，我們深入分析高年級大學生的個性特點和學習動機，圍繞激發學生的學習主動性和積極性組織教學活動，構建以學生為主體、教師為主導的研究型教學新模式。
2．1．1 尊重學生的人格
建立良好的師生關系是激發學生對課程學習興趣的重要基礎。在師生關系中，教師尊重學生、學生愛護老師，在人格上相互平等，才能夠建立融洽的師生關系，為營造積極互動、教學相長的教學活動和氛圍提供基礎，并有利于激發學生的學習興趣和主動性，提高課程教學效果。維系師生平等而和諧的關系，首先要尊重學生的人格，保護學生的自尊心。建立和諧融洽，教學相長的師生關系雖然是教師與學生的互動過程，但很大程度上又取決于教師的理智、情感和教育方法。教師要對學生給予愛和尊重，在此基礎之上，努力追求教學內容與教學方法的和諧，建立和諧的教與學的關系。
2．1．2 珍惜學生的學習機會
珍惜學生的學習機會體現在教師精心的課程準備和精彩的課堂呈現中，這就要求教師廣泛搜集課程資料，融會貫通講授內容，設計構思好講授方法。高年級本科生的特點是開始正視自己畢業以后的發展問題，將大多數精力用于準備就業、考研或出國，對專業課程的重視程度不夠。另一方面，當即將離開校園、面對這一人生轉折點的時候，學生又迫切希望得到老師的指導和幫助，以化解迷茫和不安情緒。因此，我們從學生的心理需求出發，將數字通信的課程教學與學生的就業需求結合起來，激發學生對課程學習的主動性和積極性。
2．2 改革課堂教學方法
課堂教學是學校教育的主陣地、是學生掌握知識的主渠道，因此在教學過程中，要采取合適的教學方法，引起學生的學習興趣，調動學生的學習積極性。傳統教學模式下，教師大多采用以講授為主的教學方式，而且習慣于把現成的知識和結論直接灌輸給學生，致使學生被動聽講，參與較少。因此必須實現從以教為主導向以學為主導的轉變，推行啟發式、討論式等有利于培養學生創新能力的教學方法，采用多媒體、互聯網等現代化教學方法和手段。
2．2．1 基于問題的啟發式教學
基于問題的啟發式教學是在尊重學生主體性的基礎上，教師以問題展開學習和教學，通過引導啟發，使學生獲取知識，培養創新能力的一種教學模式。這種教學模式不僅有利于提高學生分析、解決復雜現實問題的能力，而且有助于提高團隊協作和表達呈現能力。我們在每一章的開始提出問題，然后啟發學生思考本章內容，在講授過程中組織學生分析討論問題，學習結束后，再對問題的解決方案進行回顧總結。
2．2．2 基于討論的互動式教學
基于討論的互動式教學是通過討論課的形式發揮師生雙向的主動作用和主導效應，達到不同觀點碰撞交融，激發教學雙方的主動性，拓展創造性思維，以達到提高教學效果的一種教學方式。在討論過程中，教師有意識地引導學生觀察和發現問題，鼓勵學生拓展思路，以問題解決為中心， 在辯論中一步步接近問題的答案，從而獲得有切身感受的知識。因此學生既能在自我展示中獲得表達能力的鍛煉，又能從他人的意見中辯證的學習，從而訓練了學生的創新性思維。
2．2．3 現代化的教學手段
由于數字通信課程的教與學難度較大，單純依靠課堂教學難以達到全面掌握的目的。為此，我們設計了網絡上的教學論壇，為學生進行在線答疑，彌補課堂教學的不足，得到了考研學生的歡迎和支持。
2．3 增加課外實踐活動
理論與實踐相結合能夠增加學生對知識的感性認識，增進對理論的理解深度，增強對課程的學習積極性。為此，我們鼓勵學生積極參與各種課外實踐活動，如參加電子設計大賽和大學生創業大賽，主動與導師聯系和溝通，參與到導師的科研項目中，邀請其他老師和研究生學生開設通信前沿知識講座，拓展學生的知識面，擴大學生視野，增強學生對課程的興趣。為了引導學生主動獲取知識，鍛煉他們的獨立發現和解決問題的能力，我們還指導學生撰寫和發表學術論文。
3 結束語
論文摘 要:“通信原理”課程是通信、信息及電子類專業一門重要的基礎課程,其特點是系統性強、概念抽象、數學含量大。本文分析了“通信原理”課程存在的問題,并在理論教學和實踐教學改革方面進行探討,提高了教學質量和效果,完善了教學手段,并極大地激發了學生的學習興趣,提高了學生解決實際問題的能力。
1 引言
通信原理課程在通信工程專業的課程體系結構中起著非常重要的作用,是學習諸如移動通信、光纖通信以及數字通信等后續課程的基礎,其教學的重點在于讓學生理解基本概念和原理、掌握相關的分析方法和有關通信系統的重要結論。本課程特點是內容較多,知識面廣,概念抽象,系統性強,同時強調理論和實踐的融會貫通。因此,如何提高課程的教學質量,改善教學效果,提高學生分析問題和解決實際問題的能力,是一項緊迫和重要的工作。本文首先分析通信原理課程教學中存在的問題,然后從課程的理論教學和實踐教學方面進行了一些改革和探索。
2 課程教學中存在的問題
通信原理課程的理論學習往往有大量復雜的數學推導,抽象的理論概念較多,內容覆蓋面廣,理論性和實踐性強,但學生不會將理論知識運用于實踐。同時,由于本門課程內容偏重理論,學生在學習過程容易感覺乏味枯燥,學習效果不好。
因此,傳統的課堂教學中存在以下的問題:(1)學生學習積極性不高;(2)教學方式和教學手段單一化;(3)課程試題庫陳舊;(4)實驗教學內容陳舊;(5)理論和實踐相分離。
3 理論和實驗教學改革
針對上述存在的問題,本小節對如何改進教學方法、豐富教學手段、立足教學內容力求與實際通信系統相結合等方面進行了初步探討。
在理論教學方面,首先應建立良好的師生情感,創設和諧的教學環境,根據不同的教學內容和對象,授以不同的教學方法,以培養學生的學習興趣。其次,在課堂教學中,針對課程中的重點和難點,結合使用現代化的多媒體教學手段,擴大課堂教學的信息量,提高課堂效率,豐富教學形式,增強課堂教學內容的生動性與形象性,多體并存,優勢互補。最后,利用網絡資源及時更新和豐富課程試題庫,并在授課過程當中穿插通信產業的最新進展和目前比較前沿的通信系統如第三代移動通信系統或者新型通信技術-超寬帶無線通信系統,使理論和實際能夠有機結合,進一步激發學生的學習興趣。
在實驗教學方面,合理配置演示性、驗證性和設計性、綜合性實驗,充分利用仿真實驗的便利條件,并將仿真實驗及硬件實驗將課堂教學和實踐環節相融合,使學生對理論知識更好的消化和吸收,鍛煉學生分析問題和解決問題的能力。例如,在實踐教學環節中,可以適當引入和靈活配置Matlab、Labview、SystemView等仿真軟件,由學生設計和實現虛擬實驗,通過靈活配置一些仿真參數,對實驗結果進行分析和討論,通過圖形對比,使學生從理論認識進一步深入到感性認識,以更好地理解和鞏固通信原理課程中的概念和結論。具體設計題目包括:模擬信號的調制與解調、模擬信號的數字化傳輸、基帶傳輸的部分響應系統演示等等。通過上述實驗教學方面的改革,可以使教學理論聯系實際,使學生具備一定的感性認識,并培養學生的觀察能力、思維能力、自學能力以及發現問題、分析問題及解決問題的能力。
4 結語
通信原理課程是一門理論性與實踐性都很強的專業基礎課,本文針對傳統教學中存在的一些問題,從理論教學和實驗教學的角度給出了一些改革的措施。通過對教學內容、教學形式、教學方法和教學手段等方面的改良,調動了學生學習本課程的積極主動性,顯著提高了教學質量和教學效果,達到了培養適應現代科學技術發展的高質量創新型人才的目的。
參考文獻
[1] 楊星海,魏長智,張魯,等.“通信原理教學改革研究”[J].中國現代教育裝備,2010,9:87-88.