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篇1

Abstract:Haveintroducedthattheoperationimagetransfersapplicationinworkinginhospitalmedicaltreatmentandtheirprinciplemainly.

Keywords:Operationimagetransmission,standardandagreementthattheimagetransfers,MPEG-4heightislimpidlookatamessage

馬鞍山市中心醫(yī)院是三級醫(yī)院，其骨科在國內(nèi)外享有盛名，相關(guān)教學(xué)和學(xué)術(shù)交流活動十分頻繁，手術(shù)觀摩和指導(dǎo)是交流的重要內(nèi)容，手術(shù)室的特殊性決定了不可能在現(xiàn)場開展這些活動。采用圖像傳輸系統(tǒng)，將手術(shù)圖像傳到觀摩會議室來可以有效解決這一難題。骨科手術(shù)屬于高精密、高難度手術(shù)，對于傳輸?shù)膱D像清晰度要求非常高，傳統(tǒng)的會議電視系統(tǒng)提供的圖像質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要，經(jīng)過多次演示和實(shí)際檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)采用DVISION的基于IP網(wǎng)絡(luò)的MPEG-4高清晰會議電視終端和多點(diǎn)控制單元（MCU），可提供高質(zhì)量手術(shù)圖像的遠(yuǎn)程傳輸。

1圖像傳輸?shù)母攀?/p>

醫(yī)院圖像傳輸是現(xiàn)代電信技術(shù)在醫(yī)療系統(tǒng)的應(yīng)用，綜合了異步傳輸模式（ATM）、電視、快速以太網(wǎng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)圖像、聲音、數(shù)據(jù)的高速寬帶傳輸，具有雙向的功能。既有可視電話的雙向性，又有現(xiàn)場直播的時效性，且容量大、清晰度高。

醫(yī)院手術(shù)圖像傳輸系統(tǒng)有以下功能：手術(shù)室的教授通過該設(shè)備進(jìn)行雙向交流；一般的學(xué)生或醫(yī)生，可以在資料室通過設(shè)備終端進(jìn)行手術(shù)觀摩；可進(jìn)行手術(shù)圖像的傳輸和過程監(jiān)視；主要設(shè)備可作為多點(diǎn)控制用；存儲服務(wù)器可以對視音頻碼流進(jìn)行數(shù)字存儲，存儲功能使保存、回放、剪輯和VCD/DVD制作輕易實(shí)現(xiàn)。

2圖像傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

手術(shù)直播特指專家于特定會議室實(shí)時觀看手術(shù)過程，給予手術(shù)醫(yī)生實(shí)時指導(dǎo)，同醫(yī)生就手術(shù)情況進(jìn)行實(shí)時交流、討論和研究的雙向交互式視頻會議系統(tǒng)。本方案中我院采用了三套終端（其中一套是只接收終端），一臺MCU，一臺存儲服務(wù)器。設(shè)備匯接在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上，通過醫(yī)院的快速以太網(wǎng)的千兆光纖實(shí)現(xiàn)互通。

手術(shù)室終端視頻源包括：PELCO球型攝像頭和顯微鏡，并匯接在1臺視頻切換矩陣上。PELCO球型攝像頭可以水平方向360度旋轉(zhuǎn)，垂直方向90度旋轉(zhuǎn)，放置在手術(shù)室的頂角處，攝入角度可以覆蓋整個手術(shù)室，觀察宏觀景物活動，也可以進(jìn)行遠(yuǎn)端遙控。攝像機(jī)是通過無影燈的專用孔中觀察，不但可以看到手術(shù)部位的手術(shù)圖像。還可以遠(yuǎn)程遙控手術(shù)室攝像機(jī)的切換、搖移、拉伸、聚焦等，可以看到各種儀器的數(shù)據(jù)、主刀醫(yī)生的畫面、手術(shù)全景等畫面，并掌握全面情況。而無線麥克風(fēng)則可放置在醫(yī)生身上，以便于和遠(yuǎn)端進(jìn)行交流。傳統(tǒng)遠(yuǎn)程醫(yī)療設(shè)備不能提供高清晰的手術(shù)畫面，只能進(jìn)行遠(yuǎn)程的會診和交流，高清晰會議電視系統(tǒng)應(yīng)用于遠(yuǎn)程醫(yī)療，不但可以進(jìn)行一般的會診和交流，同時可以提供高清晰的手術(shù)畫面和顯微畫面。通過采用MPEG-4的4M碼流，其高品質(zhì)的圖像，使顯微鏡下的組織結(jié)構(gòu)也清晰無比。MPEG-4編碼器可實(shí)現(xiàn)每秒約48000個宏塊的吞吐率，提供了對兩個逐行SDTV（720×480，60fps）視頻流或14個CIF分辨率視頻流進(jìn)行解碼的足夠吞吐率。音頻編碼采用MPEG-4(AAC)，AAC是一種由MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)定義的有損音頻壓縮格式。

數(shù)字化高清晰遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)不但可以提供高清晰的手術(shù)畫面、高保真的語音和雙向?qū)崟r交流，而且可以將手術(shù)過程同步存儲在計(jì)算機(jī)中，便于教學(xué)和點(diǎn)播，并可以作為資料文獻(xiàn)記錄在光盤上。

3手術(shù)圖像傳輸功能介紹

3.1高清晰圖像在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸

因?yàn)椴捎肕PEG-4編解碼，在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行廣播級質(zhì)量的視頻交流成為現(xiàn)實(shí)。手術(shù)室傳來的手術(shù)動態(tài)圖像可達(dá)352x576像素(1CIF),X光片通過圖文展示臺可達(dá)704x576像素(4CIF)，電腦圖像可達(dá)1024x768像素(XGA)。兩臺顯示設(shè)備分辨率自動動態(tài)調(diào)整，如CIF+4CIF(手術(shù)圖像和X光片)，CIF＋XGA(手術(shù)圖像+PC圖像)等。同樣，會議室專家亦可將會議室圖像和專家提供的參考資料同時顯示在手術(shù)室的顯示設(shè)備上。傳統(tǒng)的視訊系統(tǒng)絕大多數(shù)采用的視頻編碼方式的圖像分辨率（352x288）就不高，從圖像本身來講比傳統(tǒng)產(chǎn)品要高。由于MPEG-4算法本身的優(yōu)勢，可以保證高品質(zhì)的視頻回放質(zhì)量，即使在對視頻質(zhì)量要求極為苛刻的廣電行業(yè)，MPEG-4也依然可以提供符合要求的廣播級圖像，這就是為什么MPEG-4會成為事實(shí)上的廣電數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)的原因。醫(yī)院由于要傳輸高質(zhì)量的手術(shù)圖像，所以對圖像清晰度的要求非常高，尤其是顯微鏡下的組織圖像，MPEG-4產(chǎn)品能夠提供從標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量圖像到專業(yè)廣播級的圖像質(zhì)量，滿足了醫(yī)院對圖像質(zhì)量的高要求。由于采用了4Mbit/s碼率，使顯微鏡下的組織圖像清晰，富有層次感。

3.2實(shí)時存儲

通過在線存儲系統(tǒng)實(shí)時將手術(shù)全過程圖像畫面和聲音以流媒體格式存儲在服務(wù)器中，方便術(shù)后重新播放，可通過訪問存儲服務(wù)器進(jìn)行網(wǎng)上的點(diǎn)播或廣播，并可制作成資料光盤存檔和交流。

3.3雙向、實(shí)時的教學(xué)功能

醫(yī)院手術(shù)室的主刀大夫可以通過圖像和聲音同監(jiān)視點(diǎn)或會議室的人員進(jìn)行討論和交流，監(jiān)視點(diǎn)或會議室的人員可以指導(dǎo)手術(shù)和隨時提問。

3.4強(qiáng)大的視頻會議控制中心MCU功能

醫(yī)院使用的視頻會議控制中心（MCU），是能夠同時支持H.261、H.263、H.264、MPEG-2、MPEG-4編解碼方式的多點(diǎn)控制單元，可以同時支持窄帶和寬帶終端（384Kbit/s－6Mbit/s），具有廣泛的適用性和極強(qiáng)的兼容性。

3.5操作簡便

該圖像傳輸系統(tǒng)采用WEB方式的操作界面，功能一目了然，設(shè)置方便。成功地應(yīng)用MPEG-4高清晰遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)進(jìn)行手術(shù)圖像的傳輸，標(biāo)志著我院在遠(yuǎn)程圖像傳輸系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入數(shù)字化、高清晰、可視化、實(shí)用化階段。MPEG-4高清晰視訊系統(tǒng)也成為現(xiàn)代遠(yuǎn)程圖像傳輸系統(tǒng)的標(biāo)志性產(chǎn)品。

4手術(shù)圖像傳輸在醫(yī)院的應(yīng)用及發(fā)展

手術(shù)圖像傳輸系統(tǒng)是遠(yuǎn)程視頻會議系統(tǒng)的有效擴(kuò)展應(yīng)用。應(yīng)用于醫(yī)療的實(shí)時畫面的遠(yuǎn)距離傳輸，所傳輸?shù)男Ч?、質(zhì)量、畫面乃至色差都直接與病人的生命及健康密切相關(guān)，系統(tǒng)需對其承擔(dān)的任務(wù)負(fù)完全醫(yī)療和法律責(zé)任。因此，為了保證手術(shù)直播和遠(yuǎn)程醫(yī)療的效果，系統(tǒng)必須建立在高端視頻傳輸設(shè)備之上。

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2我國通信工程中傳輸技術(shù)的顯著特點(diǎn)

自從改革開放以來，我國的經(jīng)濟(jì)水平和科學(xué)技術(shù)得到了很大提升，在這個大背景下，通信工程也獲得更高的發(fā)展，同步數(shù)字技術(shù)體系出現(xiàn)在了人們的視野中，該種技術(shù)不僅在我國乃至全世界都獲得了一致的肯定。同步數(shù)字技術(shù)體系是指本身就具有一種獨(dú)立性質(zhì)的通信傳輸模塊，通過這個模塊能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行靈活多樣的傳輸，同時還能夠加強(qiáng)不同設(shè)備之間的連接功能。這就使得這種技術(shù)相比其他通信設(shè)備技術(shù)而言更具有優(yōu)勢，在當(dāng)前的通信領(lǐng)域使用中也更為廣泛。通過大量的調(diào)查研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，同步數(shù)字技術(shù)體系的每一小步提升，都會促進(jìn)通信工程的一大步提高，所以我們必須對同步數(shù)字技術(shù)進(jìn)行深入研究，全面掌握同步數(shù)字技術(shù)體系在當(dāng)前通信工程中所占的重要作用，并根據(jù)當(dāng)前我國通信工程發(fā)展的特點(diǎn)和未來目標(biāo)，不斷對同步數(shù)字技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，使其更加適合我國通信工程的需求。

3通信工程中傳輸技術(shù)分類

在實(shí)際通信工程傳輸?shù)倪^程中會使用到不同的信道，通過信道的不同可以把傳輸技術(shù)進(jìn)行分類，當(dāng)前主要分為無線傳輸技術(shù)和光纖傳輸兩類。相比無線傳輸技術(shù)，光纖傳輸技術(shù)使用的范圍更加廣泛，組成成分也更多。包括：對稱電纜設(shè)備、架空明線設(shè)備、光纜設(shè)備及其同軸電纜設(shè)備等；相比光纖傳輸技術(shù)，無線傳輸技術(shù)的組成部分有：地波傳播技術(shù)、視距傳播技術(shù)及其天波傳播技術(shù)等。在當(dāng)前時期，這兩種傳輸技術(shù)是現(xiàn)代通信工程中最為常用。這兩種傳輸方式都各有所長，對通信工程都起到了十分重要的作用。由于光纖傳輸技術(shù)具有更高的帶寬，而且能夠保證信息傳輸過程中的安全性，使得該項(xiàng)傳輸技術(shù)成為了通信工程中的核心組成部分。由于無線傳輸技術(shù)本身存在著很高的靈活性，同時還具有更高的機(jī)動性，能夠根據(jù)用戶自身的需求自行轉(zhuǎn)換，使得該技術(shù)成為了最為普遍的通信傳輸技術(shù)。

4通信工程中傳輸技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1在我國通信工程傳輸網(wǎng)中應(yīng)用的長途干線

同步數(shù)字技術(shù)體系在通信工程傳輸技術(shù)中的運(yùn)用是最多、最為常見的，在開發(fā)其通信傳輸網(wǎng)的作業(yè)過程中，通過運(yùn)用同步數(shù)字技術(shù)，可以使得該傳輸網(wǎng)的使用性能、管理性能及其經(jīng)濟(jì)效益等各個方面均將會得到很大程度上的提升，進(jìn)而可以開辟比較高效、靈活的新型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。但是，在實(shí)踐中由于受到較遠(yuǎn)距離的移動交換中心內(nèi)部所產(chǎn)生的某一些負(fù)面影響和干擾，對運(yùn)用于長途傳輸網(wǎng)進(jìn)行通信的同步數(shù)字技術(shù)體系而言，其自身的使用性能和使用效果就將會發(fā)生降低，那么我們?yōu)榱擞行У鼐S持或是不斷地提高其使用質(zhì)量，則需要在一定程度和一些方面繼續(xù)擴(kuò)大通信工程建設(shè)和技術(shù)應(yīng)用的成本，不斷增加通信網(wǎng)絡(luò)的總體容量。假如把同步數(shù)字技術(shù)體系與密集波分復(fù)用進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，不僅可以保證結(jié)合的步驟相對更為簡單，并且還能夠最終實(shí)現(xiàn)以十倍上下的速度進(jìn)行通信傳輸容量的增長效果。所以，將同步數(shù)字技術(shù)體系以及密集波分復(fù)用進(jìn)行行之有效的融合運(yùn)用，一方面可以不斷提高通信工程的經(jīng)濟(jì)利潤，另一方面還能夠有效地節(jié)約了信息傳輸過程中的經(jīng)濟(jì)成本。

4.2在通信工程傳輸網(wǎng)中本地骨干的具體應(yīng)用

通信工程的實(shí)現(xiàn)需要建立本地傳輸網(wǎng)，當(dāng)前本地傳輸網(wǎng)的建設(shè)基本都集中在一個地區(qū)的中心地帶，實(shí)現(xiàn)了由一個中心向四周輻射的形態(tài)，之所以采用這種分布方式，一方面能夠更好地進(jìn)行管理，同時還能夠保證集中分布點(diǎn)和周圍不同區(qū)域之間的長度相似。但是在實(shí)踐中，因?yàn)橥ㄐ殴こ探ㄔO(shè)的傳輸網(wǎng)處在一個城市內(nèi)部的中心地區(qū)或者是重點(diǎn)區(qū)域，所以導(dǎo)致本地的傳輸網(wǎng)附近位置建筑物也就是隨之比較多。城市中的本地傳輸網(wǎng)一般情況下只能夠通過管道來進(jìn)行信息的傳輸工作。所以，實(shí)踐中這種分布格局事實(shí)上最終將導(dǎo)致光纖資源與其使用時受到了一定的局限，因此就需要在能夠接受的范圍內(nèi)將光纖資源盡可能地最大化利用，那么這種手段也是現(xiàn)階段需要解決的最為重要的問題，而且這一問題尚不只是屬于通信設(shè)計(jì)方面的問題，同時需要通信工程的傳輸部門來進(jìn)行有效地解決。眾所周知，因?yàn)槊芗偷墓獠◤?fù)用及其密集波分復(fù)用均相對較為實(shí)用，同時它們的使用性價比普遍均比較高，假如要將其應(yīng)用到通信系統(tǒng)的完善、升級、系統(tǒng)整改及其系統(tǒng)維護(hù)等方面，都具有非常顯著的優(yōu)勢。所以，現(xiàn)階段我國通信工程中傳輸技術(shù)運(yùn)用本地骨干來進(jìn)行傳輸?shù)耐局校粌H能夠滿足人們對于通信工程的實(shí)際需求和使用標(biāo)準(zhǔn)，同時還可以顯著地降低通信行業(yè)的實(shí)際占地面積。

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天線的安裝技術(shù)

接收天線可安裝在地面和平面屋頂。不管采用何種方式，都要先澆筑基座，等基座凝固好后，才能安裝天線。天線基座制作尺寸和方法通常由天線制造方提供，在安裝時要嚴(yán)格按圖紙要求完成。在天線放置在屋頂上或樓頂上時，要進(jìn)行風(fēng)荷載和天線質(zhì)量計(jì)算，確認(rèn)安全后才能進(jìn)行施工，同時要注意必須將基座制作在承重梁上。安裝天線要根據(jù)廠家提供的結(jié)構(gòu)圖嚴(yán)格進(jìn)行安裝。在裝配時，不可把面板劃傷或碰撞變形，而影響裝配精度和天線電氣性能。要把腳架裝在基座或地面上，校正水平，調(diào)好方位角后固定腳架，完全調(diào)好方位角后方可緊固腳架或焊接固定；裝上方位托盤和仰角調(diào)節(jié)螺桿或螺釘；按順序把反射板的加強(qiáng)支架和反射板裝在反射板托盤上，在反射板及相連接時稍微固定，暫不固緊，在全部裝完后，調(diào)整板面平整，再把全部螺釘緊固；饋源、高頻頭和矩形波導(dǎo)口要對準(zhǔn)、對齊，波導(dǎo)口內(nèi)應(yīng)平整，兩波導(dǎo)口間要加密封圈，擰緊螺釘而避免滲水，把連接好的饋源和高頻頭裝在饋源固定盤上，對準(zhǔn)天線中心位置焦點(diǎn)。如果接收天線在某建筑避雷針保護(hù)范圍以內(nèi)，可不單獨(dú)設(shè)避雷針。而其基座螺栓接地要良好，接地電阻不大于4h，不然，要重新作接地極。若接收天線獨(dú)處于空曠地區(qū)，或在雷雨較多區(qū)域，要加裝避雷針。避雷針要在接收天線的主反射面和副反射面的頂端各裝一個，避雷針的高度要使它的保護(hù)范圍覆蓋整個主反射面，通常高出1m~2m?；菟ń拥仉娮璨淮笥?h時能作為接地極，不然也應(yīng)重新做接地極。避雷針的引下線用10mm的鍍鋅圓鋼。天線的避雷接地線不能與室內(nèi)衛(wèi)星電視接收機(jī)等設(shè)備的保護(hù)地線接在一起。同時要按規(guī)范要求進(jìn)行接地線的安裝。

接收天線的調(diào)試

技術(shù)準(zhǔn)備。要了解欲接收衛(wèi)星電視下行技術(shù)參數(shù)：波段、極化方式、傳輸方式、符碼率、加密情況和衛(wèi)星的位置；通過計(jì)算和查表等方式確定天線的方位角和仰角；正確連接高頻頭、低損耗電纜、衛(wèi)星接收機(jī)和監(jiān)視器，準(zhǔn)備適當(dāng)?shù)恼{(diào)試儀器。調(diào)試。極化匹配調(diào)試要對照安裝圖安裝極化器；進(jìn)行天線仰角、方位角和極化角粗調(diào)。要依次對天線仰角、方位角和極化角進(jìn)行粗調(diào)，再檢查沒備接線，在確認(rèn)接線無誤后，開啟電源，對衛(wèi)星接收機(jī)輸入欲接收的衛(wèi)星電視自于信號參數(shù)，獲得較好的圖像和伴音；進(jìn)行天線仰角、方位角、極化角和焦距細(xì)調(diào)：運(yùn)用場強(qiáng)儀調(diào)整天線仰角、方位角、極化角和饋源的位置，按仰角、方位角、饋源焦距和極化角順序進(jìn)行；天線固定要在細(xì)調(diào)完成后，把全部螺栓緊固好，并把仰角和方位角在天線上做好標(biāo)記。

本文作者：李曉華工作單位：勃利縣廣播電視事業(yè)局

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SDH是指同步數(shù)字系列，是在SONET的基礎(chǔ)上形成的主要針對光纖傳輸?shù)男碌臄?shù)字傳輸網(wǎng)體制。它在應(yīng)用過程中的主要原理是在信號通過某種形式固定在某個結(jié)構(gòu)上，并使光纖通過其進(jìn)行傳送，以一定的速率并且通過技術(shù)手段使光纖信號轉(zhuǎn)換成基本的電信號，并使其在通過電纜和DDF接到所需用戶的端口。這種傳送信號的方式在發(fā)展過程中形成了全球統(tǒng)一的數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

2、WDM系統(tǒng)

WDM是波分復(fù)用系統(tǒng)，是一種可以提高光纖頻率帶寬利用率的系統(tǒng)。WDM系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是使信號在光纖的傳播過程中能夠適應(yīng)不同的波長，這種技術(shù)采用了光發(fā)射機(jī)來進(jìn)行信號的傳送，將不同波長的信號附著在一根光纖上，使其先復(fù)用再在節(jié)點(diǎn)處解復(fù)用，這項(xiàng)技術(shù)節(jié)省了大量的中間環(huán)節(jié)，使信息傳輸速度更加快速、穩(wěn)固。

3、MSTPMSTP是以SDH為核心來實(shí)現(xiàn)多種線路的速率

MSTP具有多種技術(shù)的融合優(yōu)勢，同時也具有了一些新的特點(diǎn)，不僅提供了ATM、以太網(wǎng)、RPR、MLSP等多方面的功能，還能夠充分滿足用戶對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的匯集、與整合要求。在信息傳輸過程中MSTP不僅能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行整合，還可以滿足人們對信息管理的要求，在降低成本的同時提高的相應(yīng)的傳輸效率。

4、ASONASON是通過智能化來完成光網(wǎng)絡(luò)交換連接的傳送網(wǎng)

是在通信工程中最具核心意義的發(fā)展項(xiàng)目，數(shù)據(jù)信息傳輸速度快、容量大、安全性強(qiáng)在同領(lǐng)域項(xiàng)目的比較下具有較大的競爭優(yōu)勢。在傳輸及管理過程中自身的適用性更強(qiáng)，在可擴(kuò)展性方面也具有相當(dāng)大的優(yōu)勢，相較于以往的傳輸管理體系更能適應(yīng)對信息需求不斷增強(qiáng)的現(xiàn)代社會的發(fā)展。

二、通信工程傳輸技術(shù)的應(yīng)用

1、長途干線的傳輸網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用

SDH憑借具有較強(qiáng)的同步復(fù)用能力與較強(qiáng)的網(wǎng)管系統(tǒng)因而得到了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用，它不單單可以在通信工程的傳輸技術(shù)中廣泛應(yīng)用，同時在管理運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)信息傳輸方面具有絕對化的優(yōu)勢，它的傳輸信息的可靠性與靈活性使得SDH與WDM、ASON、DWDM等進(jìn)行相互組合，調(diào)配其兼容性，發(fā)揮各自的長處，減少相對成本，從而建立起適合長途干線傳輸?shù)男阅芊€(wěn)定、功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

2、本地骨干傳輸網(wǎng)的應(yīng)用

本地傳輸網(wǎng)的的布局要求一般對容量要求較小，可以根據(jù)各種傳輸技術(shù)的特點(diǎn)來分配，來實(shí)現(xiàn)本地的信息傳輸過程的要求，本地的信息傳輸雖然距離短，但相較與長途干線的信息傳輸要更加復(fù)雜化，包括各個節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)等等。所以綜合考慮成本及傳輸速率等，一般情況下，本地傳輸網(wǎng)中的主要節(jié)點(diǎn)往往都集中在城市，采用WDM與DWDM具有較強(qiáng)的性價比和實(shí)用性，在系統(tǒng)維護(hù)、升級、管理等方面具有較大的優(yōu)勢。

3、寬帶局域網(wǎng)和接入網(wǎng)中的應(yīng)用

通信工程的傳輸技術(shù)在寬帶局域網(wǎng)和接入網(wǎng)中的應(yīng)用是十分普遍且具有時展意義的，目前個人用于記入到Internet和有線電視最主要的方式Modem、ASDL和HFC等，企業(yè)用戶則采用LAN接入，這些接入方式都是以SDH接入傳輸網(wǎng)，利用ADM提供的靈活的接入口來滿足不同寬帶用戶的需求。對于網(wǎng)絡(luò)接入是當(dāng)前各項(xiàng)發(fā)展中最為活躍的，人們在學(xué)習(xí)及工作過程中對互聯(lián)網(wǎng)的需求是不容小覷的，通信工程在傳輸技術(shù)中的這項(xiàng)應(yīng)用將為其帶來極大的經(jīng)濟(jì)利益。

三、通信工程中傳輸技術(shù)應(yīng)用的未來發(fā)展趨勢

1、ASON技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展

在未來的發(fā)展進(jìn)程中，ASON技術(shù)能夠結(jié)合大容量的特點(diǎn)與保護(hù)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，使得其在未來應(yīng)用過程中可以更容易實(shí)現(xiàn)智能化地網(wǎng)絡(luò)交接，所以ASON在發(fā)展演變進(jìn)程中具有相對的優(yōu)勢，例如先進(jìn)性、可靠性、恢復(fù)性及保護(hù)性等功能，能夠自動搜索和發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源，并且為市場需求提供多種準(zhǔn)備條件，保證通信工程流通順暢，所以ASON在未來發(fā)展進(jìn)程中具有很大的空間。

2、小型化的發(fā)展趨勢

通信工程的小型化發(fā)展趨勢是信息傳輸技術(shù)的又一個特點(diǎn)，顧名思義，小型化就是將設(shè)備設(shè)施與產(chǎn)品外形精簡化，不僅方便運(yùn)輸安裝，而且占地面積小，更加受到人們的喜愛。未來電子產(chǎn)品的發(fā)展進(jìn)程中一般都是以越來越精簡化取勝，在相對更靈活的設(shè)施設(shè)備中卻涵蓋著更加豐富的使用功能，這是未來發(fā)展的必然趨勢。

3、多功能化的發(fā)展趨勢

同前面所講的小型化發(fā)展趨勢是一個道理，多功能化也將以方便的服務(wù)成為適應(yīng)潮流的必需品，在客戶自主選擇的過程中，小型且多功能的設(shè)備是首要考慮的因素。將多種功能集中在一個設(shè)備上，不僅節(jié)省成本及空間，更加減少輻射帶來的危害，其優(yōu)勢就是通過將以往的單一傳送信號的設(shè)備替換為具有直接接入功能設(shè)備，以此增加了設(shè)備的功能和用途，提高了傳輸設(shè)備增值業(yè)務(wù)的能力。

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2光纖通信技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

光纖通信技術(shù)的應(yīng)用是十分廣泛的，其中最主要的應(yīng)用是市話中繼站，在這個領(lǐng)域中光纖通信具有很大的優(yōu)勢。長途干線通信通過電纜，微波，衛(wèi)星進(jìn)行的通信逐漸被光纖通信取代并衍生出比特傳輸法，并在全球范圍內(nèi)占據(jù)優(yōu)勢。比特網(wǎng)傳輸法的應(yīng)用范圍主要是全球通信網(wǎng)以及各個國家的公共電信網(wǎng)等。目前，光纖通信技術(shù)還應(yīng)用于交通控制和監(jiān)視指揮以及城鎮(zhèn)有限電視網(wǎng)等等領(lǐng)域，在各行各業(yè)中均體現(xiàn)出其優(yōu)勢。由于光纖傳輸系統(tǒng)的組成特性，光纖通信技術(shù)在光纖模擬通信系統(tǒng)，光纖數(shù)字通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中均得到了利用。前者電信號的處理和光纖通信系統(tǒng)基本類似，后者將基帶信號放大，取樣，量化后再由相關(guān)設(shè)備進(jìn)行調(diào)解。數(shù)據(jù)光纖通信和數(shù)字通信系統(tǒng)的不同地方是在進(jìn)行信號處理時不需要換碼型。

3無線傳輸?shù)膽?yīng)用

無線傳輸是利用電磁波進(jìn)行的信息傳輸工作。該技術(shù)的綜合成本較低，且具有較為穩(wěn)定的性能。無線監(jiān)控系統(tǒng)是無線傳輸技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，其能夠?qū)⒉煌攸c(diǎn)的現(xiàn)場信息及時的通過無線通訊手段來傳送到無線監(jiān)控中心。此外還可以自動形成視頻數(shù)據(jù)庫，以后在檢時也可以更方便。無線傳輸具有較好的可擴(kuò)展性，還能夠即插即用，并可以靈活組網(wǎng)。

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ASON系統(tǒng)作為通信工程傳輸技術(shù)中一項(xiàng)重要的科研項(xiàng)目，它有效的將通信數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)有機(jī)的連接，并實(shí)現(xiàn)了IP所具有的一些特征。同時，在通信傳輸過程中，ASON系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)超大容量的接收，針對所連接的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面的覆蓋，有效的整合了網(wǎng)絡(luò)信息傳輸資源，實(shí)現(xiàn)了自動搜索的智能計(jì)算方式，是一種高效率的傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在通信工程管理中，ASON也發(fā)揮了極其重要的地位和作用，它可以將部分信息進(jìn)行控制移動，然后進(jìn)入系統(tǒng)控制層進(jìn)行分布設(shè)置，完成一系列的智能恢復(fù)業(yè)務(wù)，以及動態(tài)式的管理方式鏈接。

1.2MSTP系統(tǒng)

MSTP是以SDH為基礎(chǔ)進(jìn)行通信工程傳輸?shù)男聜鬏斚到y(tǒng)，它可以通過多條線路進(jìn)行同時傳輸，也可以與其他通信工程系統(tǒng)進(jìn)行交叉同步傳輸，這種傳輸方式大大提高了工作效率以及信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性。滿足了廣大用戶對信息傳輸量需求大的要求，同時也實(shí)現(xiàn)了多系統(tǒng)的整合與匯集。這樣在傳輸過程中即便發(fā)現(xiàn)問題也能針對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的解決。

1.3WDM系統(tǒng)

WDM是一種能夠在很大程度上提高光纖頻率帶寬利用率的系統(tǒng)，它屬于波分復(fù)用系統(tǒng)；其工作原理是在光層上復(fù)用之后，通過光發(fā)射機(jī)將不同的波長信號進(jìn)行傳輸，附著在一根光纖上，到達(dá)節(jié)點(diǎn)之后，可以再解復(fù)用。WDM系統(tǒng)在本質(zhì)上屬于同時在光纖上傳輸不同的波長信號的技術(shù)，它可以實(shí)現(xiàn)光信號的傳輸，主要應(yīng)用技術(shù)有OXC、OADM、DXC、ADM等，這些新技術(shù)并不需要通過OE技術(shù)的轉(zhuǎn)換。

1.4SDH系統(tǒng)

SDH是一種數(shù)字系列，它是在SONET的基礎(chǔ)之上，通過整合新的技術(shù)手段而得到的，其主要的功能是針對光纖傳輸?shù)男滦偷臄?shù)字傳輸網(wǎng)體系。國際上針對SDH技術(shù)有著標(biāo)準(zhǔn)的光路接口和統(tǒng)一的幀結(jié)構(gòu)數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)速率，以保證網(wǎng)管系統(tǒng)互通；它有著很好的橫向兼容性，能夠與現(xiàn)在通用的PDH完全兼容，并能夠整合、容納新的業(yè)務(wù)信號，形成統(tǒng)一的、全球通用的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。SDH的主要工作原理是將信號固定在一定的幀結(jié)構(gòu)之上，在電路層上復(fù)用之后，以一定的速率在光纖上傳輸。當(dāng)光纖通過進(jìn)入到ADM之中后，信號就轉(zhuǎn)變成為基本的電信號，再通過數(shù)字配線架（DDF）及電纜系統(tǒng)，接入到用戶端口。

2傳輸技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用

2.1無線傳輸

信息傳輸技術(shù)大多采用電磁波方式來實(shí)現(xiàn)其無線傳輸，這項(xiàng)技術(shù)因其穩(wěn)定性高，成本低，故此被廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)生活的方方面面。尤其是針對其安全防范措施而言，這項(xiàng)技術(shù)是一項(xiàng)比較優(yōu)越的信息監(jiān)控系統(tǒng)，在很多場合，例如商業(yè)大廈、智能小區(qū)都設(shè)有其這種無線監(jiān)控系統(tǒng)，以便更好的通過無線傳輸?shù)姆绞娇梢员O(jiān)測到環(huán)境的各方面，且無線傳輸技術(shù)對于環(huán)境的適應(yīng)性很強(qiáng)，對于鋪設(shè)布線等要求比較低，是當(dāng)今廣泛被使用的一種無線傳輸技術(shù)。這種無線傳輸技術(shù)對于網(wǎng)絡(luò)傳輸維修的費(fèi)用相對較低，在起初使用的過程中，信息系統(tǒng)擁有其自我免費(fèi)維修系統(tǒng)，隨即可以被使用。無線傳輸技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)的有效結(jié)合更加可以針對現(xiàn)場各個傳輸?shù)攸c(diǎn)進(jìn)行有效的無人監(jiān)控，通過信息傳輸將信息畫面?zhèn)鬏斨量刂浦行牟⑼ㄟ^視頻軟件呈現(xiàn)，這種監(jiān)測手段不僅僅可以確保信息傳輸過程中的質(zhì)量，還可以有效的保障信息傳輸?shù)倪B續(xù)性。

2.2光纖傳輸技術(shù)

隨著無線傳輸?shù)膹V泛使用，為了提高通信工程更好的服務(wù)于社會生產(chǎn)生活的各個方面，在此基礎(chǔ)上以光纖為媒介的傳輸方式開始大量的使用。這種傳輸技術(shù)可以通過光纖可以傳輸視頻以及數(shù)字信號，且傳輸速度比銅線的傳輸更加穩(wěn)定可靠。光纖傳輸過程中信息容量比較大且在很大程度上可以抵御電纜傳輸過程中所產(chǎn)生的噪音，而且維修成本相對較低。就目前發(fā)展階段而言，光纖傳輸被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)與商業(yè)領(lǐng)域之中，尤其是在軍事方面更加可以有效的進(jìn)行監(jiān)控、防御等軍事監(jiān)控。其他廣播媒體和衛(wèi)星與光導(dǎo)纖維結(jié)合在一起，將在交通運(yùn)輸、傳感器、機(jī)器人、航空電子學(xué)、武器系統(tǒng)中得到專業(yè)應(yīng)用和商務(wù)通信。

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2通信工程中有線傳輸技術(shù)的改進(jìn)———以光纖有線傳輸技術(shù)為例

與其他傳輸技術(shù)相比，光纖傳輸技術(shù)有著較為突出的優(yōu)越性，現(xiàn)階段其己經(jīng)基本取代同軸電纜傳輸技術(shù)、絞合電纜傳輸技術(shù)等成為當(dāng)前最主流、應(yīng)用最廣泛的通信技術(shù)。加強(qiáng)光纖有線傳輸技術(shù)的改進(jìn)意義重大。

2.1光纖有線傳輸新技術(shù)的應(yīng)用

我國最早的光纖傳輸技術(shù)即為PDH技術(shù)，其主要采用圖像與語音結(jié)合的多媒體方式進(jìn)行光纖傳輸，傳輸方式相對簡單，且傳輸設(shè)備也比較單一，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷變化與發(fā)展，這種準(zhǔn)同步數(shù)字傳輸技術(shù)已經(jīng)很難適應(yīng)時展的需要。2.1.1SDH技術(shù)的應(yīng)用SDH技術(shù)是繼PDH技術(shù)之后的一種更嚴(yán)密、更靈活的傳輸技術(shù)。以SDH技術(shù)為主的光纖傳輸節(jié)點(diǎn)設(shè)備又稱為同步數(shù)字序列設(shè)備，SDH技術(shù)傳輸設(shè)備正為全球各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于光纖節(jié)點(diǎn)處理和傳輸中。由于當(dāng)前的SDH技術(shù)相較于之前的PDH技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸與處理功能、業(yè)務(wù)處理能力及傳輸網(wǎng)絡(luò)的靈活度與運(yùn)行能力、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)等各方面都有了明顯的提升和改善，極大地彌補(bǔ)了原先的PDH技術(shù)的缺點(diǎn)和不足。2.1.2DXC技術(shù)的應(yīng)用該技術(shù)的出現(xiàn)是在SDH基礎(chǔ)上演變而來的，是為了更好地服務(wù)于用戶之間相互傳輸、轉(zhuǎn)化等信息提供相應(yīng)的技術(shù)支持。該技術(shù)的使用可以通過光纖數(shù)字技術(shù)傳輸網(wǎng)絡(luò)配線、軟件管理、業(yè)務(wù)監(jiān)控等方面進(jìn)行改革創(chuàng)新，進(jìn)而做到光纖業(yè)務(wù)分級處理、動態(tài)信息監(jiān)控，從而保證了信息傳輸?shù)馁|(zhì)量。2.1.3DWDM技術(shù)的應(yīng)用密集波分復(fù)用系統(tǒng)簡稱DWDM，現(xiàn)今它大致向兩大領(lǐng)域發(fā)展：用于DWDM系統(tǒng)長途傳輸骨干網(wǎng)的大容量長距離，以及用于DWDM系統(tǒng)本地骨干傳輸網(wǎng)，其具有大容量短距離、多業(yè)務(wù)接口的低成本以及多速率的特征。使用DWDM技術(shù)，能夠增長光纖的傳輸容量，可達(dá)幾十倍、幾百倍，這給IP業(yè)務(wù)的指數(shù)性增長提供了條件。DWDM的優(yōu)勢在于其具有容量超大，“透明”傳輸數(shù)據(jù)，高度的組網(wǎng)靈活性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性，兼容全光交換，能最大限度地保護(hù)已有投資的特點(diǎn)。

2.2光纖有線傳輸網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)方案

2.2.1骨干層骨干層改進(jìn)由四部分組成：①通過收斂骨干層的帶寬和路由，讓它生成網(wǎng)狀或環(huán)狀型的組網(wǎng)，且節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)展性要非常強(qiáng)；②盡量使用不同種類的光纜路由組網(wǎng)，及不同種且能對其進(jìn)行自愈保護(hù)SDH環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)中的直達(dá)電路；③為了使障礙點(diǎn)降到最低，應(yīng)盡最大努力縮減跳線轉(zhuǎn)接；④把接入層業(yè)務(wù)進(jìn)行負(fù)荷分擔(dān)處理，盡量采用接入環(huán)雙歸屬，合理地增加骨干環(huán)與骨干節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。2.2.2光纜線路光纜線路作為連接傳輸設(shè)備的物理介質(zhì)，若中心局房對應(yīng)管轄區(qū)域沒有清晰的劃分，根據(jù)目前的設(shè)備類型的組成，核心層承擔(dān)兩局間電路和調(diào)度電路，為傳輸系統(tǒng)提供物理上的光通路，并且至各局的業(yè)務(wù)趨于均衡，建議對設(shè)備區(qū)域進(jìn)行中遠(yuǎn)期的規(guī)劃劃分，使運(yùn)營商選擇符合自身網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的設(shè)備類型。故光纜線路優(yōu)化要求根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的組成，若中心局房對應(yīng)管轄區(qū)域合理并有清晰的劃分，通過設(shè)備搬遷調(diào)整實(shí)現(xiàn)合理劃分，從而為本地SDH光傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定發(fā)展打下基礎(chǔ)，考慮經(jīng)濟(jì)、工程等因素。假設(shè)各環(huán)路均為STM-16環(huán)路，既可提高設(shè)備的可控能力，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整和設(shè)備搬遷替換過程可進(jìn)一步對生產(chǎn)性能高效性的各指標(biāo)進(jìn)行評估比較。以通路規(guī)劃的思路，可采用拓?fù)?，又可適當(dāng)引入設(shè)備廠家，采用兩纖雙向復(fù)用段保護(hù)方式，提高競爭力。2.2.3接入層從兩個方面入手對接入層進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)接入環(huán)容量已經(jīng)趨于飽和的實(shí)際情況對運(yùn)用光纖資源并且做出接入環(huán)的裂變，相當(dāng)于把接入部分進(jìn)行化一為二的裂變，以此提升網(wǎng)絡(luò)的容納量；把接點(diǎn)數(shù)設(shè)置在8個范圍內(nèi)更加適應(yīng)當(dāng)今的環(huán)網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)的現(xiàn)狀。運(yùn)用拆環(huán)的方法來提高環(huán)路的容量大小來解決接入節(jié)點(diǎn)相對多的環(huán)路。由于業(yè)務(wù)發(fā)展不斷增大的需要，通過提升環(huán)網(wǎng)的容量實(shí)現(xiàn)升級。2.2.4設(shè)備依據(jù)考慮的著重因素進(jìn)行設(shè)備優(yōu)化，主要從以下幾個方面考慮：①根據(jù)自身發(fā)展需要的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和商務(wù)談判等情況，優(yōu)化方案實(shí)施的難點(diǎn)是搬遷替換設(shè)備過程和調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，現(xiàn)今MSTP設(shè)備的優(yōu)選處理能力弱于SDH光傳輸網(wǎng)設(shè)備，而且要以保證網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行為基礎(chǔ)對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。②對廠家設(shè)備環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化。根據(jù)優(yōu)化網(wǎng)層面的分布對廠家設(shè)備環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化。而且在實(shí)際優(yōu)化的過程中，要對電源、光纖、機(jī)房等條件進(jìn)行充分地考慮，運(yùn)營商在準(zhǔn)備的階段應(yīng)做好與設(shè)計(jì)院等各方意見的協(xié)調(diào)工作。不能局限在一個廠家的設(shè)備，要做出詳細(xì)的方案，但也不宜做出過多的電路割接方案，盡可能地形成一個具有完善、穩(wěn)定調(diào)整目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)方案。

篇8

    由于系統(tǒng)中選用了兩臺不同型號的激光傳感器作為船舶特征信息的采集,它們采用的數(shù)據(jù)接口各異。因此,需選用不同的傳輸方式獲取其數(shù)據(jù)信息。通過對三種方案的實(shí)踐和比較,最終得到了合適的傳輸方案。

    激光傳感器數(shù)據(jù)的傳輸

    1、激光傳感器

    激光傳感器船舶交通量觀測系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)和輔助子系統(tǒng)三個部分組成。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)中的激光傳感器通過自身激光頭的旋轉(zhuǎn),對物體進(jìn)行短時間的線掃描,從而實(shí)現(xiàn)對被測物截面的二維掃描,可實(shí)時采集航道上的目標(biāo)圖像。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)主要由兩臺激光傳感器組成。

    2、激光傳感器數(shù)據(jù)的傳輸

    傳輸方案:

篇9

藍(lán)牙（Bluetooth）是一種新型、開放、低成本、短距離的無線連接接技術(shù)，可取代短距離的電纜，實(shí)現(xiàn)話音和數(shù)據(jù)的無線傳輸。這種有效、廉價的無線連接技術(shù)可以方便地將計(jì)算機(jī)及外設(shè)、移動電話、掌上電腦、信息家電等設(shè)備連接起來，在它可達(dá)到的范圍內(nèi)使各種信息化移動便攜設(shè)備都能實(shí)現(xiàn)無縫資源共享，還可通過無線局域網(wǎng)（WirelessLAN）與Internet連接，實(shí)現(xiàn)多媒體信息的無線傳輸。

藍(lán)牙系統(tǒng)采用分散式（Scatter）結(jié)構(gòu)，設(shè)備間以及從方式構(gòu)成微微網(wǎng)（Piconet），支持點(diǎn)對點(diǎn)和點(diǎn)對多點(diǎn)通信。它采用GFSK調(diào)制，抗干擾性能好，通過快速跳頻和短包技術(shù)來減少同頻干擾，保證傳輸?shù)目煽啃浴Ｊ褂玫念l段為無需申請?jiān)S可的2.4GHz的ISM頻段。

藍(lán)牙協(xié)議從協(xié)議來源大致分為四部分：核心協(xié)議、電纜替代協(xié)議（RECOMM）、電路控制協(xié)議和選用協(xié)議。其中核心協(xié)議是藍(lán)牙專利協(xié)議，完全由藍(lán)牙SIG開發(fā)，包括基帶協(xié)議（BB）、連接管理協(xié)議（LMP）、邏輯鏈路控制和適配協(xié)議（L2CAP）以及服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議（SDP）。藍(lán)牙協(xié)議從體系結(jié)構(gòu)又可分為底層硬件模塊、中間協(xié)議層和高端應(yīng)用層三大部分，其中鏈路管理層（LM）、基帶(BB)和射頻層（RF）構(gòu)成藍(lán)牙的底層模塊。由此可見，基帶層是藍(lán)牙協(xié)議的重要組成部分。本文主要對藍(lán)牙技術(shù)中最重要的基帶數(shù)據(jù)傳輸機(jī)理進(jìn)行分析。

1基帶協(xié)議概述

圖1給出藍(lán)牙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。在藍(lán)牙系統(tǒng)中，使用藍(lán)牙技術(shù)將設(shè)備連接起來的網(wǎng)絡(luò)稱作微微網(wǎng)（Piconet），它由一個主節(jié)點(diǎn)（MasterUnit）和多個從節(jié)點(diǎn)(SlaveUnit)構(gòu)成。主節(jié)點(diǎn)是微微網(wǎng)中用來同步其他節(jié)點(diǎn)的藍(lán)牙設(shè)備，是連接過程的發(fā)起者，最多可與7個從節(jié)點(diǎn)同時維持連接。從節(jié)點(diǎn)是微微網(wǎng)中除主節(jié)點(diǎn)外的設(shè)備。兩個或多個微微網(wǎng)可以連接組成散射網(wǎng)（Scatternet）。

圖2給出藍(lán)牙協(xié)議結(jié)構(gòu)示意圖?；鶐游挥谒{(lán)牙協(xié)議棧的藍(lán)牙射頻之上，并與射頻層一起構(gòu)成藍(lán)牙的物理層。從本質(zhì)上說，它作為一個鏈接控制器，描述了基帶鏈路控制器的數(shù)字信號處理規(guī)范，并與鏈路管理器協(xié)同工作，負(fù)責(zé)執(zhí)行象連接建立和功率控制等鏈路層的，如圖3所示?；鶐瞻l(fā)器在跳頻（頻分）的同時將時間劃分（時分），采用時分雙工（TDD）工作方式（交替發(fā)送和接收），基帶負(fù)責(zé)把數(shù)字信號寫入并從收發(fā)器中讀入數(shù)據(jù)。主要管理物理信道和鏈接，負(fù)責(zé)跳頻選擇和藍(lán)牙數(shù)據(jù)及信息幀的傳輸、象誤碼糾錯、數(shù)據(jù)白化、藍(lán)牙安全等?；鶐б补芾硗胶彤惒芥溄?，處理分組包，執(zhí)行尋呼、查詢來訪及獲取藍(lán)牙設(shè)備等。

在藍(lán)牙基帶協(xié)議中規(guī)定，藍(lán)牙設(shè)備可以使用4種類型的地址用于同場合和狀態(tài)。其中，48位的藍(lán)牙設(shè)備地址BD_ADDR（IEEE802標(biāo)準(zhǔn)），是藍(lán)牙設(shè)備連接過程的唯一標(biāo)準(zhǔn)；3位的微微網(wǎng)激活節(jié)點(diǎn)地址AM_ADDR，用以標(biāo)識微微網(wǎng)中激活成員，該地址3位全用作廣播信息；8位的微微網(wǎng)休眠節(jié)點(diǎn)地址PM_ADDR，用以標(biāo)識微微網(wǎng)中休眠的從節(jié)點(diǎn)。微微網(wǎng)接入地址AR_ADDR，分配給微微網(wǎng)中要啟動喚醒過程的從節(jié)點(diǎn)。

當(dāng)微微網(wǎng)主從節(jié)點(diǎn)通信時，彼此必須保持同步。同步所采用的時鐘包括自身不調(diào)整也不關(guān)閉的本地設(shè)備時鐘CLKN，微微網(wǎng)中主節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)時鐘CLK以及為主節(jié)點(diǎn)時鐘對從節(jié)點(diǎn)本地設(shè)備時鐘進(jìn)行周期更新以保持主從同步的補(bǔ)償時鐘CLKE。

與其它無線技術(shù)一樣，藍(lán)牙技術(shù)中微微網(wǎng)通過使用各種信道來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸。其中，物理信道表示在79個或者23個射頻信道上跳變的偽隨機(jī)跳頻序列，每個微微網(wǎng)的跳頻序列是唯一的，并且由主節(jié)點(diǎn)的藍(lán)牙設(shè)備地址決定；此外，藍(lán)牙有5種傳送不同類型信息的邏輯信道，它們分別為：

(1)LC信道：控制信道，用來傳送鏈路層控制信息；

(2)LMC信道：鏈接管理信道，用在鏈路層傳送鏈接管理信息；

(3)UA信道：用戶信道，用來傳送異步的用戶信息；

(4)UI信道：用戶信道，用來傳送等時的用戶信息；

(5)US信道：用戶信道，用來傳送同步的用戶信息。

在藍(lán)牙系統(tǒng)中，主從節(jié)點(diǎn)以時分雙工（TDD）機(jī)制輪流進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。因此，在信道上又可劃分為長度為625μs的時隙（TimeSlot），并以微微網(wǎng)主節(jié)點(diǎn)時鐘進(jìn)行編號(0-227-1)，主從節(jié)點(diǎn)分別在奇、偶時隙進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。

2藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸

藍(lán)牙支持電路和分組交換，數(shù)據(jù)以分組形式在信道中傳輸，并使用流控制來避免分組丟失和擁塞。為確保分組包數(shù)據(jù)正確傳輸，還進(jìn)行數(shù)據(jù)的白化和糾錯，下面分別對這些傳輸機(jī)制進(jìn)行分析。

2.1藍(lán)牙分組

分組包數(shù)據(jù)可以包含話音、數(shù)據(jù)或兩者兼有。分組包可以占用多個時隙（多時隙分組）并且可以在下一個時隙繼續(xù)發(fā)送，凈荷(Payload)也帶有16位的錯誤校驗(yàn)識別和校驗(yàn)（CRC）。有5種普通的分組類型，4個SCO分組包和7個ACL分組包。一般分組包格式如圖4。

圖3基帶層抽象

其中，接入碼(Accesscode)用來定時同步、偏移補(bǔ)償、尋呼和查詢。藍(lán)牙中有三種不同類型的接入碼：

(1)信道接入碼（CAC）：用來標(biāo)識一個微微網(wǎng)；

(2)設(shè)備接入碼（DAC）：用作設(shè)備尋呼和它的響應(yīng)；

(3)查詢接入碼（IAC）：用作設(shè)備查詢目的。

分組頭（Header）包含6個字段，用于鏈路控制。其中AM_ADDR是激活成員地址，TYPE指明分組類型，F(xiàn)LOW用于ACL流量控制位，ARQN是分組包確認(rèn)標(biāo)識，SEQN用于分組重排的分組編號，HEC對分組頭進(jìn)行驗(yàn)。藍(lán)牙使用快速、不編號的分組包確認(rèn)方式，通過設(shè)置合適的ARQN值來區(qū)別確定是否接收到數(shù)據(jù)分組包。如果超時，則忽略這個分組包，繼續(xù)發(fā)送下一個。

2.2鏈接及流控制

藍(lán)牙定義了兩種鏈路類型，即面向連接的同步鏈路（SCO）和面向無連接的異步鏈路（ACL）。SCO鏈接是一個對稱的主從節(jié)點(diǎn)之間點(diǎn)對點(diǎn)的同步鏈接，在預(yù)留的時間里發(fā)送SCO分組，屬于電路交換，主要攜帶話音信息。主節(jié)點(diǎn)可同時支持3個SCO鏈接，從節(jié)點(diǎn)可同時支持2～3個鏈接SCO，SCO分組包不支持重傳。SCO鏈路通過主節(jié)點(diǎn)LMP發(fā)送一個SCO建立消息來建立，該消息包含定時參數(shù)（Tsco和Dsco）。

ACL鏈接是為匹克網(wǎng)主節(jié)點(diǎn)在沒有為SCO鏈接保留的時隙中，提供可以與任何從節(jié)點(diǎn)進(jìn)行異步或同步數(shù)據(jù)交換的機(jī)制。一對主從節(jié)點(diǎn)只可以維持一個ACL鏈接。使用多個ACL分組時，藍(lán)牙采用分組包重發(fā)機(jī)制來保證數(shù)據(jù)的完整性。ACL分組不指定確定從節(jié)點(diǎn)時，被認(rèn)為是廣播分組，每個從節(jié)點(diǎn)都接收這個分組。

藍(lán)牙建議使用FIFO（先進(jìn)先出）隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)ACL和SCO鏈接的發(fā)送和接收，鏈接管理器負(fù)責(zé)填充這些隊(duì)列，而鏈接控制器負(fù)責(zé)自動清空隊(duì)列。接收FIFO隊(duì)列已滿時則使用流控制來避免分組丟失和擁塞。如果不能接收到數(shù)據(jù)，接收者的鏈接控制器發(fā)送一個STOP指令，并插入到返回的分組頭（Header）中，并且FLOW位置1。當(dāng)發(fā)送者接收到STOP指示，就凍結(jié)它的FIFO隊(duì)列停止發(fā)送。如果接收器已準(zhǔn)備好，發(fā)送一個GO分組給發(fā)送方重新恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸，F(xiàn)LOW位置0。

2.3數(shù)據(jù)同步、擾碼和糾錯

由于藍(lán)牙設(shè)備發(fā)送器采用時分雙工（TDD）工作機(jī)制，它必須以一種同步的方式來交替發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。微微網(wǎng)通過主節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)時鐘來實(shí)現(xiàn)同步，并決定其跳頻序列中的相位。在微微網(wǎng)建立時，主節(jié)點(diǎn)的時鐘傳送給從節(jié)點(diǎn)，每個從點(diǎn)節(jié)給自己的本地時鐘加上一個偏移量，實(shí)現(xiàn)與主節(jié)點(diǎn)的同步。在微微同生存期內(nèi)，主節(jié)點(diǎn)不會調(diào)整自己的系統(tǒng)時鐘。為了與主節(jié)點(diǎn)的時鐘匹配，從節(jié)點(diǎn)會偏移量進(jìn)行周期的更新。藍(lán)牙時鐘應(yīng)該至少具有312μs的分首辨率。主節(jié)點(diǎn)分組發(fā)送的平均定時與理想的625ms時隙相比，偏移不不能超過20ppm，抖動（Jitter）應(yīng)該少于1ms。

在分組數(shù)據(jù)送出去并且在FEC編碼之前，分組頭和凈荷要進(jìn)行擾碼，使分組包隨機(jī)化。接收數(shù)據(jù)分組包時，使用盯同的白化字進(jìn)行去擾處理。

為了提高數(shù)據(jù)傳輸可靠性及系統(tǒng)抗干擾性，藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制采用三種糾錯方式：1/3率FEC編碼方式（即每一數(shù)據(jù)位重復(fù)3次）、冗余2/3率FEC編碼方式（即用一個多項(xiàng)式發(fā)生器把10位碼編碼成15位碼）以及數(shù)據(jù)自動請求重發(fā)方式（即發(fā)送方在收到接收方確認(rèn)消息之前一直重發(fā)數(shù)據(jù)包，直到超時）。

圖4藍(lán)牙分組包格式

3藍(lán)牙設(shè)備連接

藍(lán)牙鏈接控制器工作在兩種主要狀態(tài)：待令（Standby）和連接（Connection）。在藍(lán)牙設(shè)備中，Standby是缺省的低功率狀態(tài)，只運(yùn)行本地時鐘且不與任何其他設(shè)備交互。在連接狀態(tài)，主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)能交換分組包進(jìn)行通信，所以要實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙設(shè)備之間的互相，彼此必須先建立連接。由于藍(lán)牙使用的ISM頻帶是對所有無線電系統(tǒng)都開放的頻帶，會遇到各種各樣的干擾源，所以藍(lán)牙采用分組包快速確認(rèn)技術(shù)和跳頻方案來確保鏈路和信道的穩(wěn)定。在建立連接和通信過程中使用跳頻序列作為物理信道，跳頻選擇就是選擇通信的信道。

3.1跳頻選擇

跳頻技術(shù)把頻帶分成若干個跳頻信道（HopChannel）。無線電收發(fā)器按一定的碼序列（以產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的方式）不斷地從一個信道跳到另一個信道，并且收發(fā)雙方都按這個規(guī)律才能通信并同步。跳頻的瞬時帶寬很窄，通過擴(kuò)頻技術(shù)展成寬頻帶，使干擾的影響最小。當(dāng)一個設(shè)備被激活時，該設(shè)備被分配32個跳頻頻點(diǎn)，以后該設(shè)備就在這些跳頻點(diǎn)上接收和發(fā)送信息。通用跳頻選擇方案由兩部分組成，即選擇一個序列并在跳頻頻點(diǎn)上映射該序列。對于每一情況，都需要從-主和主-從兩種跳頻序列。藍(lán)牙系統(tǒng)中使用的跳頻序列有如下幾種：

(1)呼叫跳頻序列：在呼叫（Page）狀態(tài)使用；

(2)呼叫應(yīng)答序列：在呼叫應(yīng)答（PageResponse）狀態(tài)使用；

(3)查詢序列：在查詢（Inquiry）狀態(tài)使用；

(4)查詢應(yīng)答序列：在查詢應(yīng)答（InquiryResponse）狀態(tài)使用；

(5)信道跳頻序列：在連接（Connection）狀態(tài)使用。

3.2藍(lán)牙連接建立

從待令狀態(tài)到連接狀態(tài)的過程就是連接建立過程。通常來講，兩個設(shè)備的連接建立過程如下：

首先，主節(jié)點(diǎn)使用GIAC和DIAC來查詢范圍內(nèi)的藍(lán)牙設(shè)備（查詢狀態(tài)）。如果任何附近的藍(lán)牙設(shè)備正在監(jiān)聽這些查詢（查詢掃描狀態(tài)），就發(fā)送它的地址和時鐘信息后，從節(jié)點(diǎn)可以開始監(jiān)聽來自主節(jié)點(diǎn)的尋呼消息（尋呼掃描），主節(jié)點(diǎn)在發(fā)現(xiàn)附近的設(shè)備之間可以尋呼這些設(shè)備（尋呼狀態(tài)），建立鏈接。在尋呼掃描的從設(shè)備被這個主節(jié)點(diǎn)尋呼后，就會以DAC（設(shè)備訪問碼）來響應(yīng)（Slaveresponsesubstate）。主節(jié)點(diǎn)在接收到從節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)后，便可以以送主節(jié)點(diǎn)的實(shí)時時鐘、BD_ADDR、BCH奇偶位和設(shè)備類（FHS分組包），最后在從節(jié)點(diǎn)已經(jīng)接收到這個FHS分組之后，進(jìn)入連接狀態(tài)。具體過程如圖5。

由圖5可見，在藍(lán)牙連接建立的呼個不同階段，主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)分別處于不同的狀態(tài)，這些狀態(tài)包括：

查詢（Inquiry）：查詢是主節(jié)點(diǎn)用來查找可監(jiān)視區(qū)域中的藍(lán)牙設(shè)備，以便通過收集來自從節(jié)點(diǎn)響應(yīng)查詢消息中得到該節(jié)點(diǎn)的設(shè)備地址和時鐘，查詢過程使用IAC；

查詢掃描（InquiryScan）：藍(lán)牙設(shè)備周期地監(jiān)聽來自其他設(shè)備的查詢消息，以便自己能被發(fā)現(xiàn)。掃描過程中，設(shè)備可以監(jiān)聽普通查詢接入碼（GIAC）和特定查詢接入碼（DIAC）；

查詢響應(yīng)（Inquiryresponse）：從節(jié)點(diǎn)以FHS分組響應(yīng)查詢消息，它攜帶從節(jié)點(diǎn)的DAC、本地時鐘等信息；

尋呼（Page）：主節(jié)點(diǎn)通過在不同的跳頻序列發(fā)送消息，來激活一個從節(jié)點(diǎn)并建立連接，尋呼過程使用DAC；

尋呼掃描（PageScan）：從節(jié)點(diǎn)周期性地在掃描窗間隔時間內(nèi)喚醒自己，并監(jiān)聽自己的DAC，從節(jié)點(diǎn)每隔1.28s在這個掃描窗上根據(jù)尋呼跳頻序列選擇一個掃描頻率；

從節(jié)點(diǎn)響應(yīng)（SlaveResponse）：從節(jié)點(diǎn)在尋呼掃描狀態(tài)收到主節(jié)點(diǎn)對自己的尋呼消息即進(jìn)入響應(yīng)狀態(tài)，響應(yīng)主設(shè)備的尋呼消息；

主節(jié)點(diǎn)響應(yīng)（MasterResponse）：主節(jié)點(diǎn)在接收到從節(jié)點(diǎn)對它的尋呼消息的響應(yīng)后，主節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個FHS分組給從節(jié)點(diǎn)，如果從節(jié)點(diǎn)響應(yīng)回答，主節(jié)點(diǎn)就進(jìn)入連接狀態(tài)。

3.3連接狀態(tài)

連接（connection）狀態(tài)以主節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個POLL分組開始，表示連接已經(jīng)建立，此時分組包可以在主從節(jié)點(diǎn)之間來回發(fā)送。連接兩端即主從節(jié)點(diǎn)都使用主節(jié)點(diǎn)的接入碼和時鐘，并且使用的跳頻為信道跳頻序列。即在連接建立后，主節(jié)點(diǎn)的藍(lán)牙設(shè)備地址（BD_ADDR）決定跳頻序列和信道接入碼。在連接狀態(tài)的藍(lán)牙設(shè)備，可以有以下幾個子狀態(tài)：

Active:在這個模式下，主從節(jié)點(diǎn)都分別在信道通過監(jiān)聽，發(fā)送和接收分組包，并彼此保持同步；

Sniff:在這個模式下，從節(jié)點(diǎn)可以暫時不支持ACL分組，也就是ACL鏈路進(jìn)入低能源sleep模式，空出資源，使得象尋呼、掃描等活動、信道仍可用；

Park：當(dāng)從節(jié)點(diǎn)不必介入微微網(wǎng)信道，但仍想與信道維持同步，它能進(jìn)入park（休眠）模式，此時具有很少的活動而處于低耗模式，從節(jié)點(diǎn)放棄AM_ADDR，而使用PM_ADDR。

篇10

在教學(xué)實(shí)踐中我利用傳感技術(shù)儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虻玫胶芎玫膶?shí)驗(yàn)效果。分析教材、根據(jù)教學(xué)目標(biāo)及學(xué)生的年齡特點(diǎn)合理選擇利用數(shù)字化傳感器材能夠有效提高課堂實(shí)驗(yàn)效果。課堂實(shí)驗(yàn)探究的高效，傳感技術(shù)儀器的有效使用，不僅需要分析教材，合理選材，還需要精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。只有通過有效的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作，以學(xué)生為主體性，讓學(xué)生配合教師來完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生便于理解，又可增加學(xué)習(xí)興趣，才能使實(shí)驗(yàn)變得簡單易行，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。以下是四上年級《運(yùn)動起來會怎樣》一個有關(guān)于心率傳感器的實(shí)驗(yàn)。首先，連接手握心率傳感器、界面和計(jì)算機(jī)。其次，啟動LoggerPro或LoggerLite軟件，最后，程序?qū)⒆詣幼R別手握心率傳感器，這樣就可以準(zhǔn)備采集數(shù)據(jù)了。測量一個人在激烈活動，例如做跳躍運(yùn)動前、之間和之后的心率；測量一個人在運(yùn)動后的心率返回平常心率要多久。讓學(xué)生在探究實(shí)踐的過程中，注重體驗(yàn)和感悟，又便于學(xué)生對知識的接受和理解，從而也激發(fā)學(xué)生的興趣。

二、傳感技術(shù)探究實(shí)驗(yàn)室的組建

為了提高實(shí)驗(yàn)探究效率，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效開展，創(chuàng)建探究實(shí)驗(yàn)室，合理利用“數(shù)字化”儀器設(shè)備是非常重要的。數(shù)據(jù)采集器和傳感器的配備，主要用于采集并儲存實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并根據(jù)探究需測定的參數(shù)。通過政府采購，我們采購到探究實(shí)驗(yàn)室套材，主要有濕度、音高、音量、光強(qiáng)、pH值、溶解氧濃度、電流、電壓、氧氣含量、二氧化碳含量等傳感器，還可以根據(jù)需求來自行選擇；同時，這些儀器的輕巧與便攜還為學(xué)生進(jìn)行戶外探究提供了可能。計(jì)算機(jī)軟件的安裝將傳感器插入計(jì)算機(jī)時，傳感器可以精確地測量實(shí)驗(yàn)中獲取的各種數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)采集器傳到計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)經(jīng)由配套軟件將數(shù)據(jù)以表格和圖像的形式呈現(xiàn)，并進(jìn)行分析處理。