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长安三太子
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相关范文: 匿名通信技术在电子商务中的应用 [摘 要] 随着Internet的迅猛发展和广泛应用,网上的匿名和隐私等安全问题也逐步成为全球共同关注的焦点,尤其在电子商务领域。文章从匿名通信技术的概述入手,简要论述了洋葱路由Tor匿名通信技术及其在电子商务中的应用。 [关键词] 网络安全 电子商务 匿名通信 洋葱路由 随着Internet技术的飞速发展,基于网络技术的电子商务应运而生并迅速发展。电子商务作为一种新兴的现代商务方式,正在逐步替代传统的商业模式。然而,网络交易安全也逐步成为电子商务发展的核心和关键问题。特别是随着网民的不断增多,信息网络中的隐私和保护已经成为广大网民最为关注的问题之一。据统计,有58%的电子商务消费者担心个人隐私得不到有效保障而放弃了网上购物等业务。因此,网络中的隐私权保护问题将成为困扰电子商务发展的重要保障。文章主要针对电子商务活动中存在的隐私权保护问题,简要论述了电子商务交易中的匿名通信及相关技术。 一、匿名通信系统技术 作为网络安全来说,它的技术总是针对防御某些网络攻击而提出来的,匿名通信技术也不例外。匿名通信技术是指通过一定的方法将数据流中的通信关系加以隐藏,使窃听者无从直接获知或推知双方的通信关系和通信的一方。匿名通信的一个重要目的就是隐藏通信双方的身份信息或通信关系,从而实现对网络用户的个人通信隐私以及对涉密通信更好的保护。在电子商务不断发展的今天,匿名通信技术作为有效保护电子商务活动中的电子交易起着相当重要的作用。 通常,按照所要隐藏信息的不同,可以将匿名分为三种形式:发起者匿名(Sender anonymity)即保护通信发起者的身份信息,接收者匿名(Recipient anonymity)即保护通信中接收者的身份信息,发起者或接收者的不可连接性(Unlinkability of Sender and Recipient)即通过某种技术使通信中的信息间接地到达对方,使发送者与接收者无法被关联起来。 二、Tor匿名通信系统 1.Tor匿名通信系统概念 所谓Tor(The Second Onion Router),即第二代洋葱路由系统,它由一组洋葱路由器组成(也称之为Tor节点)。这些洋葱路由器用来转发起始端到目的端的通信流,每个洋葱路由器都试图保证在外部观测者看来输入与输出数据之间的无关联性,即由输出的数据包不能判断出其对应输入的数据包,使攻击者不能通过跟踪信道中的数据流而实现通信流分析。Tor是一个由虚拟通道组成的网络,团体和个人用它来保护自己在互联网上的隐私和安全。 与传统的匿名通信系统不同,Tor并不对来自不同用户的数据进行任何精确的混合,即不采用批量处理技术,这样可保证所有连接的数据被公平地转发。当一个连接的流缓存为空时,它将跳过这一连接而转发下一个非空连接缓存中的数据。因为Tor的目标之一是低延迟,所以它并不对数据包进行精确的延迟、重新排序、批量处理和填充信息丢弃等传统操作。 2.Tor匿名通信技术分析 洋葱路由技术的提出主要目的是在公网上实现隐藏网络结构和通信双方地址等关键信息,同时可以有效地防止攻击者在网上进行流量分析和窃听。洋葱路由技术结合Mix技术和Agent代理机制,不用对Internet的应用层进行任何修改,通过洋葱代理路由器,采用面向连接的传输技术,用源路由技术的思想对洋葱包所经过的路由节点进行层层加密封装,中间的洋葱路由器对所收到的洋葱包进行解密运算,得出下一跳的路由器地址,剥去洋葱包的最外层,在包尾填充任意字符,使得包的大小不变,并把新的洋葱包根据所指示的地址传递给下一个洋葱路由器。 洋葱路由方案采用了实时双向隐藏路径的实现方法,它是在请求站点W上的代理服务器与目标主机之间进行匿名连接,其数据流经过若干中间洋葱路由器后抵达目的站点而形成一条隐藏路径。为了在请求和响应站点之间建立一条会话路径,请求站点的代理确定一连串的安全路由器以形成通过公网的路径,并利用各洋葱路由器的公钥构造一个封装的路由信息包,通过该路由信息包把双向会话加密密钥和加密函数分配给各洋葱路由器。若分配成功则在请求和响应站点之间建立了一条洋葱隐藏路径。建立这样的隐藏路径采用松散源路由方式,为增强抵抗路径分析能力,洋葱包采用填充技术,在每个洋葱路由器站点之间传送的信息包大小是相同的。 3.国内外研究现状 Tor是第二代洋葱路由的一种实现,网络用户通过Tor可以在因特网上进行匿名通信与交流。最初该项目由美国海军研究实验室(US Naval Research Laboratory)赞助。2004年,Tor成为电子前哨基金会(Electronic Frontier Foundation,EFF)的一个项目。2005年后期,EFF不再赞助Tor项目,但开发人员继续维持Tor的官方网站。我们可以在网站上很容易下载到Tor程序,并且通过Tor可以进行匿名通信。而且,Tor主要是针对现阶段大量存在的流量过滤、嗅探分析等工具,在JAP之类软件基础上改进的,支持Socks5,并且支持动态代理链,因此难于追踪,可以有效地保证网络的安全性。此外,Tor已经实现了匿名原理的分析与设计,但是并没有一个规范的协议标准,因为它是不断发展变化的,Tor是一个工具集,最新的版本(稳定版 0.1.2.17;测试版0.2.0.6-alpha)修正了一些严重的安全漏洞。 三、结束语 总之,网络隐私权的保护是一项庞大的工程。在基于匿名通信技术的电子商务环境下,采取何种匿名通信技术要依实际情况而定,还要综合运用其他网络安全技术措施,例如防火墙技术、病毒防护技术、认证技术、加密技术等。只有这样,才能确保电子商务活动的双方进行安全电子交易,从而进一步促进我国电子商务蓬勃发展。 参考文献: [1]张国银:电子商务网络安全措施的探讨与分析[J].电脑知识与技术.2007,(22) [2]吴艳辉 王伟平:基于重路由的匿名通信系统研究[J].计算机工程与应用,2006,(17) 仅供参考,请自借鉴 希望对您有帮助补充:这是最新的资料。如需其他欢迎您留言、咨询。

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星无畏惧

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1.0~1.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。

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幸福0571

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。

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辛巴在深圳

近来有人对光纤通信的发展情景,有些困惑。其一,在2000年IT行业的泡沫,使光纤通信的生产规模投入过大,生产过剩,IT行业中许多小公司倒闭。特别是光纤,国外对中国倾销。其二,有人认为:光纤通信的传输能力已经达到10Tbps,几乎用不完,而且现在大干线已经建设得差不多,埋地的剩余光纤还很多,光纤通信技术不需要更多的发展。 笔者认为,光纤通信技术尚有很大的发展空间,今后会有很大的需求和市场。主要是:光纤到家庭FTTH、光交换和集成光电子器件方面会有较大的发展。在此主要讨论光纤通信的发展趋势和市场。 光纤通信的发展趋势 1、光纤到家庭(FTTH)的发展 FTTH可向用户提供极丰富的带宽,所以一直被认为是理想的接入方式,对于实现信息社会有重要作用,还需要大规模推广和建设。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2~3倍。过去由于FTTH成本高,缺少宽带视频业务和宽带内容等原因,使FTTH还未能提到日程上来,只有少量的试验。近来,由于光电子器件的进步,光收发模块和光纤的价格大大降低;加上宽带内容有所缓解,都加速了FTTH的实用化进程。 发达国家对FTTH的看法不完全相同:美国AT&T认为FTTH市场较小,在0F62003宣称:FTTH在20-50年后才有市场。美国运行商Verizon和Sprint比较积极,要在10—12年内采用FTTH改造网络。日本NTT发展FTTH最早,现在已经有近200万用户。目前中国FTTH处于试点阶段。 ◆FTTH[遇到的挑战:现在广泛采用的ADSL技术提供宽带业务尚有一定优势。与FTTH相比:①价格便宜②利用原有铜线网使工程建设简单③对于目前1Mbps—500kbps影视节目的传输可满足需求。FTTH目前大量推广受制约。 对于不久的将来要发展的宽带业务,如:网上教育,网上办公,会议电视,网上游戏,远程诊疗等双向业务和HDTV高清数字电视,上下行传输不对称的业务,AD8L就难以满足。尤其是HDTV,经过压缩,目前其传输速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技术开发,可压缩到5~6Mbps。通常认为对QOS有所保证的ADSL的最高传输速串是2Mbps,仍难以传输HDTV。可以认为HDTV是FTTH的主要推动力。即HDTV业务到来时,非FTTH不可。 ◆ FTTH的解决方案:通常有P2P点对点和PON无源光网络两大类。 F2P方案一一优点:各用户独立传输,互不影响,体制变动灵活;可以采用廉价的低速光电子模块;传输距离长。缺点:为了减少用户直接到局的光纤和管道,需要在用户区安置1个汇总用户的有源节点。 PON方案——优点:无源网络维护简单;原则上可以节省光电子器件和光纤。缺点:需要采用昂贵的高速光电子模块;需要采用区分用户距离不同的电子模块,以避免各用户上行信号互相冲突;传输距离受PON分比而缩短;各用户的下行带宽互相占用,如果用户带宽得不到保证时,不单是要网络扩容,还需要更换PON和更换用户模块来解决。(按照目前市场价格,PEP比PON经济)。 PON有多种,一般有如下几种:(1)APON:即ATM-PON,适合ATM交换网络。(2)BPON:即宽带的PON。(3)OPON:采用通用帧处理的OFP-PON。(4)EPON:采用以太网技术的PON,0EPON是千兆毕以太网的PON。(5)WDM-PON:采用波分复用来区分用户的PON,由于用户与波长有关,使维护不便,在FTTH中很少采用。 发达国家发展FTTH的计划和技术方案,根据各国具体情况有所不同。美国主要采用A-PON,因为ATM交换在美国应用广泛。日本NTT有一个B-FLETts计划,采用P2P-MC、B-PON、G-EPON、SCM-PON等多种技术。SCM-PON:是采用副载波调制作为多信道复用的PON。 中国ATM使用远比STM的SDH少,一般不考虑APON。我们可以考虑的是P2P、GPON和EPON。P2P方案的优缺点前面已经说过,目前比较经济,使用灵活,传输距离远等;宜采用。而比较GPON和EPON,各有利弊。GPON:采用GFP技术网络效率高;可以有电话,适合SDH网络,与IP结合没有EPON好,但目前GPON技术不很成熟。EPON:与IP结合好,可用户电话,如用电话需要借助lAD技术。目前,中国的FTTH试点采用EPON比较多。FTTH技术方案的采用,还需要根据用户的具体情况不同而不同。 近来,无线接入技术发展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g协议,传输带宽可达54Mbps,覆盖范围达100米以上,目前已可商用。如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输,包括:上下行数据和点播电视VOD的上行数据,对于一般用户其上行不大,IEEES02.11g是可以满足的。而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输,当然在需要时也可包含一些下行数据。这就形成“光纤到家庭+无线接入”(FTTH+无线接入)的家庭网络。这种家庭网络,如果采用PON,就特别简单,因为此PON无上行信号,就不需要测距的电子模块,成本大大降低,维护简单。如果,所属PON的用户群体,被无线城域网WiMAX(1EEE802.16)覆盖而可利用,那么可不必建设专用的WLAN。接入网采用无线是趋势,但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑,与FTTH相差无几。FTTH+无线接入是未来的发展趋势。 2、光交换的发展什么是通信? 实际上可表示为:通信输+交换。 光纤只是解决传输问题,还需要解决光的交换问题。过去,通信网都是由金属线缆构成的,传输的是电子信号,交换是采用电子交换机。现在,通信网除了用户末端一小段外,都是光纤,传输的是光信号。合理的方法应该采用光交换。但目前,由于目前光开关器件不成熟,只能采用的是“光-电-光”方式来解决光网的交换,即把光信号变成电信号,用电子交换后,再变还光信号。显然是不合理的办法,是效串不高和不经济的。正在开发大容量的光开关,以实现光交换网络,特别是所谓ASON-自动交换光网络。 通常在光网里传输的信息,一般速度都是xGbps的,电子开关不能胜任。一般要在低次群中实现电子交换。而光交换可实现高速XGbDs的交换。当然,也不是说,一切都要用光交换,特别是低速,颗粒小的信号的交换,应采用成熟的电子交换,没有必要采用不成熟的 大容量的光交换。当前,在数据网中,信号以“包”的形式出现,采用所谓“包交换”。包的颗粒比较小,可采用电子交换。然而,在大量同方向的包汇总后,数量很大时,就应该采用容量大的光交换。目前,少通道大容量的光交换已有实用。如用于保护、下路和小量通路调度等。一般采用机械光开关、热光开关来实现。目前,由于这些光开关的体积、功耗和集成度的限制,通路数一般在8—16个。 电子交换一般有“空分”和“时分”方式。在光交换中有“空分”、“时分”和“波长交换”。光纤通信很少采用光时分交换。 光空分交换:一般采用光开关可以把光信号从某一光纤转到另一光纤。空分的光开关有机械的、半导体的和热光开关等。近来,采用集成技术,开发出MEM微电机光开关,其体积小到mm。已开发出1296x1296MEM光交换机(Lucent),属于试验性质的。 光波长交换:是对各交换对象赋于1个特定的波长。于是,发送某1特定波长就可对某特定对象通信。实现光波长交换的关键是需要开发实用化的可变波长的光源,光滤波器和集成的低功耗的可靠的光开关阵列等。已开发出640x640半导体光开关+AWG的空分与波长的相结合的交叉连接试验系统(corning)。采用光空分和光波分可构成非常灵活的光交换网。日本NTT在Chitose市进行了采用波长路由交换的现场试验,半径5公里,共有43个终端节,(试用5个节点),速率为2.5Gbps。 自动交换的光网,称为ASON,是进一步发展的方向。 3、集成光电子器件的发展 如同电子器件那样,光电子器件也要走向集成化。虽然不是所有的光电子器件都要集成,但会有相当的一部分是需要而且是可以集成的。目前正在发展的PLC-平面光波导线路,如同一块印刷电路板,可以把光电子器件组装于其上,也可以直接集成为一个光电子器件。要实现FTTH也好,ASON也好,都需要有新的、体积小的和廉价的和集成的光电子器件。 日本NTT采用PLO技术研制出16x16热光开关;1x128热光开关阵列;用集成和混合集成工艺把32通路的AWG+可变光衰减器+光功率监测集成在一起;8波长每波速串为80Gbps的WDM的复用和去复用分别集成在1块芯片上,尺寸仅15x7mm,如图1。NTT采用以上集成器件构成32通路的OADM。其中有些已经商用。近几年,集成光电子器件有比较大的改进。 中国的集成光电子器件也有一定进展。集成的小通道光开关和属于PLO技术的AWG有所突破。但与发达国家尚有较大差距。如果我们不迎头赶上,就会重复如同微电子落后的被动局面。 光纤通信的市场 众所周知,2000年IT行业泡沫,使光纤通信产业生产规模爆炸性地发展,产品生产过剩。无论是光传输设备,光电子器件和光纤的价格都狂跌。特别是光纤,每公里泡沫时期价格为羊1200,现在价格Y100左右1公里,比铜线还便宜。光纤通信的市场何时能恢复? 根据RHK的对北美通信产业投入的统计和预测,如图2.在2002年是最低谷,相当于倒退4年。现在有所回升,但还不能恢复。按此推测,在2007-2008年才能复元。光纤通信的市场也随IT市场好转。这些好转,在相当大的程度是由FTTH和宽带数字电视所带动的。 笔者认为:FTTH毕竟是信息社会的需求,光纤通信的市场一定有美好的情景。发达国家的FTTH已经开始建设,已经有相当的市场。大体上看,器件和设备随市场的需要,其利润会逐步回升,2007-2008年可能良好。但光纤产业,尽管反倾销成功,目前价格也仍低迷不起,利润甚微。实际上,在世界范围内,光纤的生产规模过大,而FTTH的发展速度受社会环境、包括市民的经济条件和数字电视的发展的影响,上升缓慢。据了解,有大公司目前封存几个光纤厂,根据市场情况,可随时启动生产,其结果是始终供大于求。供不应求才能涨价,是通常的市场规律,所以光纤产业要想厚利,可能是2009年后的事情。中国经济不发达地区和小城镇,还需要建设光纤线路,但光纤用量仍然处于供太子求的范围内。 对中国市场,FTTH受ADSL的挑战和数字电视HDTV发展的制约,会有所延后。目前,中国大量建设FTTH的社会环境和条件尚未具备,可能需要等待一段时间。不过,北京奥运会需要HDTV的推动和设备价格的下降,会促进FTTH的发展。预计在2007-2008年在中国FTTH可开始推广。不过也有些大城市的所谓中心商业区CBD,有比较强的经济力量,现在已经采用光纤到住地PTTP来建设。总的来说,目前中国的FTTH处于试点阶段。试点的作用,一方面是摸索技术和建设的经验,另一方面,还起竞争抢占用户的作用。所以,现在电信运行商,地方业主都积极对FTTH试点,以便发展宽带业务。因此,广播运行商受到巨大的挑战,广播商应加快发展数字电视的进程,并且要充实节目内容和采取有竞争力的商业模式。如果广播商要发展VOP点播电视,还需要对电缆电视网双向改造,如果采用光纤网,可更充分地适应未来的技术发展和市场需求。

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KauluwehiS

仿真技术在光纤通信实验教学中的应用论文

摘要:本文将Optisystem和Matlab联合仿真技术引入光纤通信实验教学,学生通过虚拟仿真技术,更清晰直观地进行实验,并且节省硬件设备投资,取得良好的教学效果。

关键词:仿真技术光纤通信实验技术应用

随着通信技术的迅猛发展,光纤通信作为通信专业的一门重要必修课程,在培养通信人才能力的角色中扮演着越来越重要的作用[1]。光纤通信是一门物理学和通信学的交叉学科,其中涉及很多物理学和通信学科的基础理论和基础知识,这给学生学习掌握好这门课程带来很大的挑战。

光纤通信作为一门工程学科,不仅仅教授理论内容,其实践内容也占有非常重要的地位。由于资金的限制,电信级的设备无法购入,因此光纤通信实验课基本以试验箱为主,再配合其他测试仪器完成实验教学,这种模式存在诸多问题,比如实验设备具有使用寿命、易老化;实验项目方法单一、缺乏灵活性;很难进行综合性开发、二次开发;难以深入了解其内部工作原理等。随着计算机仿真技术的发展,国内外高校越来越重视该技术在实验教学中的应用,目前各大高校已经陆续开始建设虚拟仿真实验室。本文将Optisystem和Matlab联合仿真技术引入光纤通信实验教学中,不仅克服了传统实验教学的弊端,还带来了实验开设的便利性、重复性、精准性等优势,取得了良好的教学效果。

1。Optisystem仿真系统

Optisystem是加拿大Optiwave公司推出的一款计算机仿真系统[2],主要用于光纤通信系统的器件仿真、系统设计等。Optisystem提供了良好的可扩展性,可与Matlab进行联合仿真,只需要在仿真系统中添加一个Matlab组件即可,使用起来方便简单[3]。在使用Optisystem与Matlab协同仿真的时候,首先要了解Optisystem的信号输入Matlab工作空间的格式。

其数据格式如图1所示。

图1Matlab空间数据格式

由图1(a)可以看出,Optisystem的信号格式包括“TypeSignal”,字符类型,表示该信号的类型为光信号、电信号或二进制信号;“Sampled”,结构体,Optisystem的信号就包含在该字段当中。“Parameterized”,结构体,参数化字段,表示一些与时间平均有关的量,如平均功率、中心波长、偏振态等;“Noise”,结构体,表示噪声数据;“Channels”,表示该信号的波长,是指中心波长。

如果选择的是频率抽样信号,则Sampled的数据格式如图1(b)所示。如果选择的是时间抽样信号,则Sampled的数据格式如图1(c)所示。到底是时间信号还是频率信号,由具体问题决定。使用Matlab在时域对信号处理时,就选择时域抽样,否则,选择频域抽样。由图1(b)、图1(c)看出,Smapled包含两个字段,一个是Signal字段,该字段是信号在抽样点的值,另一个是Frequency或Time字段,该字段是抽样点的频点或时间点。

2。频域的Optisystem与Matlab联合仿真

为了进一步说明Optisystem与Matlab联合仿真技术在光纤通信实验教学中的应用,用以下例子做说明。本部分是频域的联合仿真,第3部分是时域的联合仿真。在本部分的例子中,我们使用Matlab代码,对连续波激光器的输出光谱进行右移1THz的操作。其搭建的Optisystem系统如图2所示。

图2光谱右移Optisystem系统

图2中,连续波激光器发出的激光,输入Matlab组件,使用Matlab组件对其进行频移操作。注意:需要把Matlab组件中的“Sampledsignaldomain”设置为“Frequency”,表示在频域采集信号。把Matlab组件中的“RunCommand”设置为Matlab脚本的名字。以下是编写的Matlab脚本代码,名字为frequench_shift。m

OutputPort1=InputPort1;

f=InputPort1。Sampled。Frequency;%输入光信号的频谱

OutputPort1。Sampled。Frequency=f+1e+12;%输出光谱频率右移1THz

使用光谱仪分别测试连续波激光器的输出光谱和经过Matlab组件处理过后的光谱,分别如图3(a)和(b)所示。

(a)(b)

图3(a)连续波激光器光谱;(b)Matlab组件输出光谱

通过比较图3(a)和(b)可以看出,连续波激光器的输出光谱中心频率位于193。1THz处,而Matlab组件的输出光谱位于194。1THz处,这说明光谱被Matlab组件右移了1THz。仅仅使用了三行Matlab代码即实现了频移操作,非常简洁方便有效。

3。时域的Optisystem与Matlab联合仿真

在时域的Optisystem与Matlab联合仿真中,以光信号的幅度调制为例。搭建的Optisystem系统如图4所示。

图4Matlab实现的光信号幅度调制

在图4中,连续波激光器输出的光信号和调制信号输入Matlab组件,Matlab组件完成对信号的光幅度调制。搭建Matlab组件时,需要设置两个输入端口,其中一个电端口,一个光端口。调制信号采用1Gbit/s的伪随机序列,使用NRZ模块产生1Gbit/s的NRZ格式的伪随机序列。把伪随机序列和连续波激光器输出的'光信号同时输入Matlab组件,用来产生幅度调制光信号。对于光信号的幅度调制,其数学表达式为:

Eout(t)=Ein(t)。[modulation(t)]1/2

其中Eout(t)是输出的光幅度调制信号,Ein(t)是输入的连续波光信号,modulation(t)是调制电信号。

Matlab脚本代码如下,名字为am。m

OutputPort1=InputPort1;

[is,cs]=size(InputPort1。Sampled);

len=length(InputPort1。Sampled);

forcounter=1:cs

OutputPort1。Sampled(1,counter)。Signal=。。。

InputPort1。Sampled(1,counter)。Signal。*。。。

sqrt(InputPort2。Sampled(1,counter)。Signal);

end

(a)(b)

图5(a)伪随机序列时域波形;(b)光幅度调制时域波形

运行Optisystem系统,进行仿真,仿真结束,使用电域示波器(OscilloscopeVisualizer)观测1Gbit/s的伪随机序列NRZ码时域波形。使用光域示波器(OpticalTimeDomainVisualizer)观测Matlab组件的输出时域波形,如图5所示。

其中图5(a)是伪随机序列的时域波形,图5(b)是经过Matlab处理之后的光幅度调制时域波形。通过对比图5(a)和(b)可以知道,使用Matlab组件实现的幅度调制器,能够正常地把伪随机序列码调制到光波上,从而实现数字光信号的幅度调制。

4。结语

本文以Optisystem和Matlab联合仿真为例,介绍了仿真技术在光纤通信实验教学中的应用。通过频域联合仿真和时域联合仿真两个实例,分析了在Optisystem中如何使用Matlab组件进行联合仿真。使用联合仿真技术,可以大大拓展Optisystem的使用范围,学生通过使用仿真技术,不仅能够把课堂上学习的理论知识应用于实践,知其然也知其所以然,还能够巩固学习效果,提高能力,为培养应用型人才打下良好的基础。

参考文献:

[1]王秋光,张亚林,胡彩云,赵莹琦。 OptiSystem仿真在光纤通信实验教学中的应用[J]。实验室科学,2015(2)。

[2]韩力,李莉,卢杰。基于Optisystem的单模光纤WDM系统性能仿真[J]。大学物理实验,2015(10)。

[3]赵赞善,罗友宏,谢娇。 Optisystem中Matlab Component模块的扩展应用[J]。电信技术,2012(12)。

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