導語：如何才能寫好一篇網絡的傳輸方式，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

    數字視頻網絡、節目制作網絡、硬盤播出系統、磁帶、流、文件、MPEG、TCP/IP、FTP、集中上載系統、媒體資產管理

Abstract:

    This paper described three interaction types of digital video network. Interacting by magnetic tape, by media stream and by files. We analyzed the advantages and shortages of this three interaction types of digital video network, then conclude that interacting by files is the best way in this three types. We also analyzed the problems we must face when we use this method interacting in digital video networks, and gave the solutions. This paper gave an exercisable project about interaction by files type in digital video networks, and described this method implements in other fields, just like programs upload system, satellite transmission and so on.

Keyword:

    Digital video network, Program network, Broadcast server, Magnetic tape, Media stream, File, MPEG, TCP/IP, FTP, Programs upload system, Media management system.

    數字視頻網絡給電視業者帶來的變革已經毋庸置疑了。許多電視臺都在考慮或正在使用非線性視頻編輯環境全面的替換傳統視頻編輯環境，使用硬盤播出系統取代磁帶播出的方式。媒體資產管理系統有著被所有人看好的前景，硬盤錄像機和藍光盤技術在攝錄設備中已經開始應用。非常明顯，很快數字非線性視頻編輯技術就會占領電視節目制作播出環境的各個環節。

    這樣會帶來一個問題，或者說是一系列問題，在一個制播環境中，不同的系統設備環節如何相互交換數據。

    比如我們有這樣的一個制播環境，每個橢圓代表不同的功能模塊。如圖-1所示：

該制播環境由節目源、節目制作網絡、硬盤播出系統、節目存檔或媒體資產管理系統(這里所指的媒體資產管理系統，主要是以媒體資產查詢管理為主，不是指包括采編播查詢一體的廣義上的媒體資產管理)以及遠程節目系統組成，這樣的制播環境代表了國內大部分電視臺的現實情況或發展方向。

 

    節目制作網絡是數字視頻網絡毋庸置疑。硬盤播出系統包括了分散的節目上載系統，集中的存儲單元和數據庫管理體系，視頻流輸入輸出接口，具備了一個視頻網絡幾乎所有的要素。所以從嚴格意義上來講，硬盤播出系統也是一種視頻網絡。利用信息技術的節目存儲系統和媒體資產管理系統也是相對獨立的數字視頻網絡。而隨著硬盤錄像機和藍光盤技術的應用，前期設備也將會脫離單機單任務操作的狀態，加入視頻網絡的環境中。

    從發展的角度來看，制播環境各個環節如何連接的問題，其本質上就是數字視頻網絡之間如何有效傳輸數據。他們之間如何連接交互數據，反映了不同類型的視頻網絡相互傳輸數據所需面對的問題。

也許有人會說，采用制播一體化網絡不就不存在這種問題了嗎？這在理論上是完全正確的。使用同一廠商的視頻網絡搭建整個電視臺的制作播出存儲系統，使用統一的硬盤存儲陣列和管理數據庫系統管理節目制作、播出和存儲系統，使用播出服務器替換原有制作網絡的下載端口，理論上的確可以節省設備投資，減少數據流環節并提高工作效率。

    但是，從實際工程角度來看，卻遠遠不是如此簡單。比如對播出安全性的高要求使得必須給于播出系統足夠的系統冗余，獨立的存儲系統，相對封閉的管理空間，大容量的數據吞吐能力和演播室信號的直播處理能力。完全滿足以上要求會導致一個硬盤播出系統的設備預算不會比具有相應支持能力的節目制作網絡低多少。同樣，一個基于信息技術，滿足要求的節目存儲查詢系統其本身也是一個完整的數字視頻網絡。而對于一個功能獨立的硬盤播出系統或節目存儲查詢系統而言，它和節目制作網絡的交互數據其實已經是兩個視頻網絡之間的連接了。即使這些環節是由同一廠商開發設計，也必須面對網絡間互聯的問題。除此之外，我們還必須考慮到遠程節目網絡的擴展問題。

    從另一個角度來看，廠商當然是希望做制播一體化網絡，因為可以拿到成倍金額的合同，他們甚至希望用一個統一的、大而全的媒體資產管理系統涵蓋采編播的所有環節，拿下所有的訂單。但從用戶的角度而言，大而全的網絡就意味著要對自己的設備環境進行全面的更換，并且保持一致，為了遷就某一廠商在某一領域的優勢而忍受其在其他領域內的缺陷。同時一體化網絡所帶來的巨額設備投入也不是中小型電視臺所能夠承受的。

    從工程技術角度來看，在系統設計時應考慮到系統各個環節發展的不平衡性。分散的模塊化的設計思路比整體統一的設計思路更加具有靈活性和可擴展性，并可減少工程周期過長、一次性投資過大帶來的技術被動。

    所以本文希望從工程角度出發，探討如何在相對獨立的數字視頻網絡間建立連接，便捷、高效的進行數據交互。

    從工程上看，我們有三種方法可以做到相互獨立的數字視頻網絡之間的互聯，進行節目和信息的交換：一、使用磁帶或磁盤等獨立存儲物理介質作為網絡間節目和數據交換的載體；二、使用數據流作為交換的載體；三、使用文件作為交換的載體。

以下分別說明：

    第一種方法是使用磁帶或類似的記錄工具作為數據交換載體，這是最簡單方法也是現在最普遍的做法。在不同的視頻網絡之間以磁帶作為中轉介質。節目源使用錄像帶上載節目素材到節目制作網絡中，經過網絡編輯完成用于播出的節目成片后通過下載端口下載到錄像帶上，由專人送交到播出機房或者節目存檔系統。播出機房將送交的節目播出帶上載到硬盤播出服務器中，編目存儲用于播出，節目存檔系統或媒體資產管理系統將磁帶信息再次數據化。

如圖-2所示。

    此種工作方式的好處是各個環節在物理完全獨立，通過磁帶作為環節間數據傳送的媒介，不需考慮不同環節設備之間的接口協議，也不需考慮各個環節內部的文件壓縮格式和交換格式，只要統一磁帶格式即可。各個環節相互獨立的另一個好處是相互之間不會產生影響，安全性和可維護性較好。

    但這種工作方式的優點卻帶來了它致命的缺陷，即節目大量上下載所帶來的時間浪費，多次壓縮解壓和設備接口帶來的信號損失。

    我們舉例說明。比如用戶編輯一小時的節目成片，需用兩個小時的節目素材，那么用戶就必須按照以下工作步驟進行節目制作：首先用戶需花費兩個小時用于節目素材上載。編輯完成后，花費一小時的時間將節目下載到磁帶上。將節目磁帶送交播出機房，由播出機房花費一小時時間將節目上載到播出服務器的存儲陣列中，編目用于播出。播出完成后的節目帶送到節目存儲系統中。不計編輯時間和節目磁帶送交所花費的時間，一小時的節目從制作到播出，僅僅用于上下載的時間就需要四個小時，四倍于節目時長。如果節目存儲系統也是基于數據存儲技術的話，那么將花費更多的時間在磁帶數據的上下載方面。

    這里需要說明的是，雖然現在的有的廠商推出高速上載和傳輸設備，但對這種工作方式的幫助并不大。基于SDTI接口的設備提供2~4倍的磁帶讀取速度，實現產品化的只有2倍速傳輸接口，同時需要板卡或視頻服務器支持。由于受到磁頭技術及工藝的限制，磁帶類設備的高速上載并無良好的前景，筆者認為在磁帶的范疇內討論高速上載其意義和前景不大。

    再來看看信號質量的損失，一個節目上載到非線性節目編輯網絡，需要進行一次編碼壓縮，比如說壓縮成MPEG-2全I幀50Mbps或30Mbps碼流的視頻文件，用于后期編輯。節目后期編輯工作完成后，需將視頻文件解壓縮成SDI或模擬分量\復合信號下載磁帶上，由專人將磁帶送交到播出機房，壓縮成MPEG-2 長GOP 8 Mbps或相近碼流的視頻文件，上載到播出服務器的存儲硬盤陣列存儲，解碼后用于播出。另外信號每過一次錄像機設備就要經過一次編解碼過程，其多次編解碼和由于上下載接口所帶來的信號質量下降不可避免。以使用SDI接口的錄像機為例，如圖-3所示。

    可以看出，在單純的制播網絡化環境中一個節目從素材到成片，從編輯到播出，需要四倍于節目時長的時間用于上下載工作，經過三次編碼和四次解碼，三次使用SDI信號傳輸數據。而這些時間、人力和設備資源投入的大量消耗，僅僅是為了實現視頻網絡間數據傳輸。而多次的壓縮編解碼和設備接口也會帶來信號質量不可避免的損失。以上所述還未包括節目存儲和媒體資產管理系統，對節目存儲和媒體資產管理系統媒體資產管理系統可能帶給整個制播環節的影響尚未考慮在內。

    從整體上來看，在這種方式下工作，數字視頻網絡所帶來的集中、共享、設備資源消耗少和高效的優勢，在網絡間大量利用磁帶上下載的過程中幾乎消失殆盡。

    對于使用磁帶作為數字視頻網絡間數據交互的方式而言，使用數據流作為網絡間數據交互的方式更加理想一些。

    下面仍然以節目制作網絡和硬盤播出系統連接傳遞節目數據為例，說明如何采用流的方式進行不同數據視頻網絡之間的數據交互。

    筆者參與過這樣一個工程：為了解決非線性新聞制作網絡向播出機房傳送節目的問題，在非線性新聞節目制作網絡和播出機房的播出服務器之間，設計并架設了一條SDI通道。這其實上是視頻網絡之間交換數據的第二種方式，采用流的方式傳送數據。其拓撲結構如圖-4所示。

    在這種工作方式中，上傳工作站是網絡里的一個有卡工作站，可以回放編輯完成的節目成片。采集控制工作站是硬盤播出系統的一個節目上載控制站點，它可以控制視頻采集通道矩陣中某個通道的工作狀態。我們分別在上傳工作站和采集控制工作站上安裝以太網卡，使用雙絞線，利用TCP/IP協議建立了一個點對點的控制流通道。利用視頻線在上傳工作站和硬盤播出系統的采集工作站之間建立了一個SDI數據流通道。這種連接方式在某種意義上來說有點兒類似遠程采集系統。

    在節目制作完成之后，節目制作網絡通過上傳工作站的控制流通道向遠端的采集控制工作站發送上傳請求和所需上傳的節目信息，并準備開始回放制作完成的節目；采集控制工作站得到請求后檢測視頻采集通道的工作狀態是否正常，如檢測正常可以進行采集，就開啟視頻采集通道的采集功能，根據節目信息進行節目采集，同時通過控制通道返回應答信號；上傳工作站在接到應答信號后開始回放節目，通過SDI流傳送到視頻采集通道進行節目上傳；視頻采集通道結束采集工作后，采集控制工作站返回結束信號給上傳工作站，結束上傳工作。

    這種工作方式的最大好處是在工作流程中去掉了磁帶這個中間環節，節省了大量的上下載時間和送磁帶所消耗的人力物力，并且減少了編解碼環節和錄像機設備接口對信號質量的損傷。如圖-5所示。

    從圖-5可以看出，這種工作方式比使用磁帶的工作方式減少了一次節目下載時間，一次編碼過程和一次解碼過程，并且免去了磁帶的人手傳遞，減少了接口設備可能對節目數據的影響。相對與使用磁帶的方式大大提高了工作的效率。

    但這種工作方式還是具有明顯的缺陷：在這種工作方式下采集和傳送必須同時進行，其數據交換過程不可中斷，數據傳輸過程中如有錯誤必須從頭重新進行，靈活性較差；數據傳輸依然是實時進行，無法進行高速傳輸；傳輸節目時必須完全占用硬盤播出系統的一個視頻采集通道。

    其它使用數據流的方式在不同的數字視頻網絡間交互數據的工程，具體設備、接口和控制方式可能有所不同，但工作模式應和上述節目制作網絡和硬盤播出系統的連接相同或相似。可以看出采用流方式在數字視頻網絡間傳輸數據，就像使用電話一樣，首先建立握手關系，然后獨占通道和時間進行數據交互。

這種方式還有一個好處，就是使用統一的通道傳輸數據，不用理會通道兩端的數據結構如何。比如在SDI通道作為數據流通道的前提下，我們使用的節目制作網絡和硬盤播出系統可以采用完全不同的數據壓縮方式，無論是M-JPEG、MPEG-2還是DVC50，只要提供SDI接口即可進行網絡間的數據傳輸。

    這里牽扯出另外一個問題，如果兩個數字視頻網絡采用同樣的數據壓縮結構，我們還需要通過SDI這樣的接口嗎？

    這個問題可以由數字視頻網絡間交互數據的第三種方式來解答，即使用文件方式在數字視頻網絡間交互數據。

    使用文件方式傳輸節目數據，一個重要的前提是傳輸雙方的數據文件壓縮格式可以為對方所識別。這看起來并不難達到，因為大部分視頻廠商都提供M-JPEG、MPEG2、DVC25、DVC50等主流的壓縮格式，但實際在工程中不同廠商的不同產品，甚至同一廠商不同系列的產品，其文件格式都不兼容。

    下面我們先介紹如何利用文件方式在數字視頻網絡間交互數據，其優勢和不足，然后對如何解決基于不同文件格式的數字視頻網絡之間交互數據進行分析。

    以本文開始所描述的網絡結構為例，對采用文件方式在視頻網絡間傳送節目素材進行分析。我們仍然以節目制作網絡和播出機房的連接為例，設計這樣一個工程方案，其拓撲結構如圖-6所示。

    我們假設該工程中節目制作網絡和硬盤播出服務系統使用的是同種壓縮格式，即均為MPEG-2或DVC50，并且節目制作網絡可以提供符合播出要求碼流的壓縮文件，例如MPEG2 8M碼流的長GOP文件（很多視頻板卡都可以根據用戶需求提供不同碼流的數據文件）。

    這種工作模式實質上是在數字視頻網絡間建立高速數據傳輸通道（光纖或千兆以太），利用TCP/IP協議組中的FTP(文件傳輸協議)在數字視頻網絡間以文件方式傳輸視頻數據。

    在我們設計的節目網和硬盤播出服務器的連接方案中，使用一臺帶有FC接口和告訴FTP接口（光纖或千兆以太接口）的計算機設備作為節目制作網絡的網關。使用光纖網卡或千兆以太接口與硬盤播出系統的網關設備連接。在該網關（即上傳工作站）上建立一個FTP服務器。硬盤播出系統通過FTP登陸的方式訪問該網關，將節目制作網絡產生的，可以為硬盤播出系統所識別的，滿足播出要求的視音頻文件拷貝到播出服務器的硬盤存儲陣列中，經過編目加入播出列表程序后用于播出。其數據結構流程如圖-7所示。

    由圖-7可以看出，使用文件方式進行數字視頻網絡間節目數據傳輸，實質上是將節目制作網絡中的節目數據文件直接用于播出。這種方式比采用流方式可以減少一次編碼解碼的過程，而且由于是文件到文件的傳輸方式，可以完全排除外界因素對視頻信號質量的影響。

    采用FTP文件方式傳輸數據，可以完全根據通道的數據流量來考慮傳輸時間，而不需要根據具體節目或視頻文件的時長，以千兆網卡為例，1000Mbps速度傳輸8M碼流的MPEG-2長GOP，理論狀態下滿通道占用可以達到1000/8=125倍的傳輸速度，即1小時的節目需要半分鐘左右就可以傳輸完畢。當然這是一種理論狀態，工程中涉及到網絡連接的實際傳輸速率，文件的結構、磁盤讀寫速度等因素使傳輸速度不可能達到上述理論狀態，但對于以8M碼流的視頻文件而言，至少可以達到20~30倍的傳輸速率，即1小時時長的節目在2~3分鐘之內可以傳輸完畢。同時在一個通道內可以傳輸多個節目文件。另外該方式還有一個好處，幾乎所有的FTP服務軟件均支持斷點續傳功能，這樣就可以避免出現流方式傳輸時遇到錯誤必須從頭重新傳輸的問題。

    這種工作方式在工程比使用流方式傳輸視頻更容易實現。流文件傳輸需要編寫建立雙方專有的通訊軟件，采用握手的方式交互數據，就像電話一樣，一方不接聽雙方就不能通話。而對于文件方式傳輸只需在發送方建立一個FTP服務器目錄，將所需要傳輸的視頻文件放進目錄里，接受方根據需要，自由選擇時間從該文件目錄中獲取文件，這種方式和從互聯網上下載文件是完全相同的。在本文所舉工程例子中，節目制作網絡可以采用一臺普通的計算機作為FTP服務器。FTP服務器軟件幾乎所有的操作系統都提供支持，例如Windows 2000中就自帶IIS系列的FTP服務器。對于硬盤播出系統可以使用其異步接口板卡或部件作為網關，如Pinnacle MediaStream系列視頻服務器使用Mediastream connectplus部件作為其千兆異步接口,支持標準的FTP協議，而SONY的MAV-70、MAV-555系列服務器也可以通過分別加配BKMA-7045和BKMA-550板卡提供千兆異步接口，支持標準的FTP協議。在這種工作模式下，節目網絡和硬盤播出系統均不需要對自己內部的數據結構和管理方式進行改造，只需要通過千兆異步接口，采用文件到文件的方式傳輸視頻素材即可。

    我們下面可以采用表格的方式對上述三種數字視頻網絡間節目數據傳輸方式進行對比。我們選用三種不同壓縮碼率的節目視頻文件作為對比的參照，以上述節目制作網絡向硬盤播出系統傳送節目為例，從上載到播出各個環節進行比照。

    假設節目制作網絡可以提供MPEG-2 全I幀 50 Mbps碼流、MPEG-2 全I幀 30 Mbps碼流和MPEG-2 IBBP幀 8 Mbps碼流三種壓縮格式的視頻節目成品文件，以上文件均可為硬盤播出系統所識別和使用。

    表-1現顯三種傳輸方式在傳輸各個環節的特性，表-2對比了三種不同的MPEG-2壓縮方式在三種傳輸方式下各自的特性參數。

表-1：

通道類型使用錄像機上下載次數使用SDI信號次數編解碼次數傳輸速度是否可變是否需要手工干預可否共用傳輸通道傳輸速度與壓縮方式是否有關磁帶方式傳輸數據SDI接口錄像機3次3次7次否是是否流方式傳輸數據SDI通道1次2次5次否否否否文件方式傳輸數據千兆以太（光纖）1次1次3次是否是是表-2 ：

壓縮方式碼流節目視頻文件大小/每小時通道方式通道帶寬理論每小時節目傳輸時間實際每小時節目傳輸時間磁帶方式流方式文件方式磁帶方式流方式文件方式磁帶方式流方式文件方式磁帶方式流方式文件方式MPEG-2 全I幀50Mbps22.5GB 人工SDI千兆以太無270Mbps1000Mbps2小時1小時180秒遠大于2小時接近1小時400秒MPEG-2 全I幀30 Mbps13.5GB人工SDI千兆以太無270Mbps1000Mbps2小時1小時180秒遠大于2小時接近1小時240秒MPEG-2 IBBP幀8Mbps3.6GB人工SDI千兆以太無270Mbps1000Mbps2小時1小時29秒遠大于2小時接近1小時64秒注:1文件大小的計算方法為 文件大小≈碼流Mb/s×60s×60÷8B/b

2文件大小的計算忽略了相對數據量很小的文件包裝數據和音頻數據

3理論傳輸時間根據1000Mbps帶寬計算,實際傳輸時間根據實際450Mbps速率計算。

表-2

    由以上兩個表格可以清楚地看到這采用這三種工作方式在數字視頻網絡間傳輸節目數據的各自特點，而采用文件方式與前兩種方式對比，具有傳輸環節少、速率快、靈活性強、可以同時執行多任務，信號損失少及工程實現簡單等多種優勢。

    既然采用文件方式的優勢如此明顯，那我們所有的所有視頻網絡都通過這種節目方式傳輸節目或視頻不就完了？但問題也并非如此簡單，我們希望再通過一個工程例子來說明采用文件方式在數字視頻網絡間交互數據所面對的問題，并探討解決方案的可行性。

    該例子是一個已經產品化的集中上載的工程。節目制作網絡規模的日益膨脹導致單機上載的工作模式已經無法滿足大電視臺的胃口了，所以集中上載作為制作網絡的一項功能需求被提了出來。該工程在本質上其實就是一個采用文件方式在數字視頻網絡間交互數據的范例，它所面對的問題和解決方案在某個層面上反映了我們想要探討的，使用文件方式在數字視頻網絡間交互數據所需解決的問題。

該工程方案如下：

    該方案的工作原理是利用帶存儲單元的多通道視頻服務器，作為集中上載的第一個環節，視頻輸入通道分別與錄像機、攝像機等傳統前期節目相連。錄制控制工作站通過422控制矩陣控制視頻服務器的輸入通道進行節目素材上載，以視頻服務器所提供的視頻文件格式存儲在服務器本機存儲單元內。視頻服務器利用千兆異步接口通過網關與千兆以太交換機連接，利用標準的FTP協議將服務器內的視頻文件通過轉碼工作站傳輸至節目制作網絡的硬盤存儲陣列中，提供給編輯環境進行編輯制作工作。轉碼工作站是一臺帶有千兆以太及FC接口的高性能計算機，視頻文件通過千兆以太接口進入轉碼工作站，經過處理后通過FC端口輸出至節目制作網絡的硬盤存儲陣列。轉碼工作站所做得工作是在視頻文件的拷貝過程中改變文件的格式，將視頻文件由視頻服務器所支持的文件格式轉換為編輯環境所識別和可使用的視頻文件格式。

    這種工作方式建立后，具有極強的靈活性。傳統使用SDI、模擬復合分量接口的設備可以使用視頻服務器連接上載，而對提供千兆以太接口的設備，如硬盤錄像機、SONY的e-VTR及基于文件系統的藍光盤攝錄設備，都可以通過標準的千兆以太接口和集中上載系統中的千兆交換機連接，通過422控制或以太網絡和控制環節連接。可以方便的利用FTP方式進行高速文件上載的工作，并且在加入這些設備時，對集中上載的系統配置和控制操作無需進行大的調整或更改。

    也許有人會問：如果大家都使用同樣的壓縮方式，那為什么還要使用轉碼工作站？使用文件到文件的直接拷貝，把視頻服務器的文件拿來，直接拷貝到節目存儲網絡的硬盤存儲陣列中使用不是更有效率？這個看似有點兒可笑的問題，卻引出了利用視頻服務器集中上載工程方案，或者說是使用文件方式在數字視頻網絡間進行節目數據傳輸所需面對的最大困難：即不同的廠商提供的視頻文件格式互不兼容。

    所有的視頻產品服務商都不買別人的帳，我的服務器有我自己的文件格式，你的板卡有你的專用板卡文件格，即使大家都具有相同的壓縮方式，彼此的視頻文件也互不兼容。更有甚者，有時候同一廠商不同系列的產品采用的文件格式也都互不兼容。比如上述工程如果使用的SONY的MAV系列視頻服務器，采用MPEG-2 全I幀 50 Mbps碼流壓縮方式。編輯環境使用的Matorx Digisuite DTV系列的板卡，雖然DTV板卡本身即支持MPEG-2 全I幀 50 Mbps碼流壓縮方式，我們仍然需要將SONY的文件格式轉換為Matrox 所支持的文件格式，。這種文件格式的轉化其實并不涉及到MPEG-2的重新編碼和解碼，只是將文件的包裝格式和標示標志進行改變，重新打包，使之可以為Matrox Digisuite DTV板卡所識別和使用。如圖-9所示。

    由圖可以看出，在轉碼過程中對視頻數據部分（包括音頻部分）未作任何改動，只是對視頻文件的文件包裝格式進行了改變。視頻文件依然采用的是FTP方式進行數據遷移，在數據遷移的過程中將視頻文件的一些標志性參數和格式進行了更換。這項工作從實際工程方面相當的簡單，其面對的主要問題是廠商對自有文件包裝格式的開放問題。我們從工程上可以從兩個方面考慮努力解決這個問題：

一、 建立統一的視頻文件格式。

    這個方向當然是最理想的工作方式。所有的文件都采用通用的文件格式，無需轉碼就可以為不同廠商的設備所識別和使用。那么轉碼工作站就沒有存在的必要了，直接采用文件到文件拷貝的方式既可。但實際上這項工作的難度很大，涉及到標準的制定，廠商相互的利益因素，所以最理想的方式也是最難實現的方式。

二、 不同廠商的設備相互識別對方的文件格式。

    這是個退而求其次的方式，我們沒有統一的標準，但我們可以相互識別對方的標準。你的文件可以為我所用，我的文件也可以為你所用。但這種方式依然收到廠商相互利益的制約。

    所以在現有的環境下，轉碼作為數字視頻網絡間采用FTP交互數據的中介，是解決不同文件格式的數字視頻網絡之間節目數據交換問題比較理想的解決方案。

    很多視頻廠商也開始注意到了使用文件方式在數字視頻網絡間傳輸數據的優越性，開始考慮文件的兼容問題，并且在硬件上提供千兆以太的接口和FTP的協議。比如SONY的MAV系列服務器均提供千兆異步接口，PINNACLE 提供MediaStream connectplus設備作為MediaStream系列服務器的千兆以太接口；MPEG IMX系列錄像機可通過加裝備卡提供千兆接口升級為網絡錄像機e-VTR，e-VTR網絡錄像機在應用中就是在網絡中使本機成為一個FTP服務器，網絡上其他的節點通過FTP的方式傳輸節目數據。

    采用文件方式在衛星節目傳輸上也已經有了很好的應用，國內不少節目制作公司通過衛星將已經完成的節目視頻文件傳輸給電視臺接受終端，由終端解壓縮后下載或編輯，而不是通過傳統的直接解碼輸出流的方式經直接錄制到錄像帶上。

    如圖-10。接收終端是一臺計算機，它帶有一塊TS流接收板卡和一塊視頻解壓縮板卡，視頻壓縮卡的種類取決于所傳輸的視頻文件的壓縮的方式（MPEG-2、MPEG-4）。TS流接收板卡可以接受衛星TS流，將節目視頻文件從TS流中解出后存儲在本地硬盤中。存儲完成后，用戶可以根據需要隨意選擇時間通過視頻解壓縮板卡輸出節目視頻。

    我們可以看出，這種傳輸方式實質上和本文前面所說的節目制作網絡和硬盤播出系統連接傳輸數據的方式是一模一樣，都是通過文件到文件的方式傳輸節目素材視頻文件。我們如果在該工作站點上加裝一塊千兆以太板卡，通過網關和其他的數字視頻網絡連接，就可以省去節目下載到磁帶這一步驟，又可以節省人力、時間和設備資源，大大的提高工作效率。

    現在我們可以回頭看看本文開始時所提出的問題，在一個制播環境中，不同的數字系統系統設備環節如何相互交換數據。我們可以采用以下的方式。

    通過交換機設備將各自分割、功能獨立的制播環節連接起來，使用文件到文件的方式，通過高速通道交互節目數據，在保持各個環節功能和控制獨立的情況下，達到資源的共享和系統擴展，提高工作效率。

總結

篇2

關鍵詞：IEC61850 GOOSE 報文 優先級 實時傳輸

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）003-060-02

1 引言

伴隨著光電互感器、智能斷路器、網絡通信技術的興起以及IEC61850標準的實施，各大電網公司都開始著手變電站的數字化建設。面向通用對象的變電站事件GOOSE是IEC61850標準中的重要組成部分，GOOSE網絡的數據實時傳輸關系到變電站的控制、監視和保護功能，是數字化變電站自動化系統過程層和間隔層之間通信的重要紐帶。

2 GOOSE的特點和組網方式

2.1 GOOSE的特點

GOOSE是一種基于IEC61850標準定義的面向通用對象的變電站事件，是一種可以在變電站系統范圍內進行數據的快速采集和穩定傳輸的通信方式。本文中的GOOSE實時通信采用了者/訂閱者架構， GOOSE報文具有較高的優先級和較好的實時性，具有顯著的優勢。

2.2 GOOSE組網方式

隨著數字化變電站的逐漸發展，網絡技術在數字化變電站中的應用程度越來越高，GOOSE報文傳輸組網方式分為了三個階段：

（1）GOOSE報文傳輸單獨組網。由于GOOSE報文傳輸對實時性和可靠性的高要求，變電站的IED裝置都具備了獨立的GOOSE通信接口，該方式保證了GOOSE報文傳輸的可靠性。

（2）GOOSE報文傳輸與站控層共用網絡。這種組網方式需要支持IEEE802.1P協議交換機的支持，支持IEEE802.1P的交換機可以確保GOOSE報文的優先傳輸。

（3）數字化變電站共用網絡。這種共用網絡的方式在間隔層IED設備之間只需要一個通信接口，這樣就降低了IED設備的成本，也降低了變電站的建設成本。

3 GOOSE網絡數據實時傳輸方法的研究與實現

3.1 GOOSE報文傳輸延遲和穩定性的解決方案

本文通過研究IEC61850標準當中G00SE通信實時性，提出了一種新的報文發送方式，報文的發送依據優先級高低依次發送，解決了發送端GOOSE報文發送具有延遲和傳輸不確定的問題。

IEC61850通信標準規定了GOOSE網絡數據傳輸采用者/訂閱者的通信模型，對于GOOSE網絡數據傳輸的訂閱端，本文在網卡接收端口使用了將實時性報文和非實時性報文分開的方法，用事件驅動來通知待處理的任務，收到優先級較高的GOOSE網絡報文后，交由高優先級的任務處理。

發送端的解決方案：

為了確保GOOSE網絡數據通信的可靠性，本文采用了一種特殊的重傳機制來實現GOOSE網絡數據傳輸。首先，發送端發出GOOSE報文的發送請求，隨即對報文內容編碼，在發送端產生發送GOOSE報文的事件，增加發送時間并重發數據。GOOSE網絡數據通信的每個報文都帶有一個特定參數，即報文允許生存時間參數，其用于判斷最長等待時間，當訂閱端在超過報文允許生存時間內仍然沒有收到重傳報文，或者有新事件發生，則判斷為連接中斷。這種重傳機制如圖1所示，最大重復間隔是無事件發生時期的重傳時間，在有事件發生時期，GOOSE將以最短重傳時間進行重傳，在新事件傳輸完過后，重傳時間會逐漸增加到無事件發生時期的重傳時間。

圖1 GOOSE的重傳機制

3.2 GOOSE網絡數據實時傳輸系統架構

為了實現GOOSE網絡數據報文的實時傳輸，本文設計了基于FPGA+ARM架構的嵌入式架構來滿足GOOSE報文的傳輸要求，圖 2 為本文設計的GOOSE報文實時傳輸系統的內部結構圖。

圖2 GOOSE報文實時傳輸系統

其內部結構主要包括以下四個部分：

（1）多通道AD以及調理電路模塊，可以實現信號濾波，電路阻抗匹配，信號直流偏置，信號電平轉換等。

（2）時鐘同步處理模塊，主要實現整個裝置各部分的時鐘同步。

（3）數據處理模塊，該模塊是由FPGA和ARM構成，主要實現對互感器傳送的采樣值解析、裝置建模、文本描述生成以及報文生成等功能，并且實現多路輸入的高速同步數/模轉換，具有容錯和自檢能力。

（4）網絡處理模塊，該模塊集成了目前大部分的同步時鐘方案，可以為采集信息提供精確的同步時標。同時該模塊可以給內部控制采集的FPGA提供作為基準的秒脈沖信號，該秒脈沖信號也可以輸出給外部互感器作為同步采集的基準信號。

3.3 GOOSE網絡數據實時傳輸報文識別流程

在本文設計的GOOSE網絡數據實時傳輸系統中，其接收端GOOSE報文識別流程，其特征在于，對于接收報文過程，在網絡芯片的驅動中加入GOOSE報文捕獲程序，用于識別是GOOSE報文還是普通報文。普通報文則繼續交給上層協議棧處理，GOOSE報文則可以直接解析獲取其中的開關信息。發送端引入多級優先發送隊列的方法，根據發送數據的實時性，分為多級隊列，例如GOOSE數據以及采樣數據，在協議層調用協議驅動時候可以放入高級隊列中優先發送。

4 系統仿真與分析

圖3 系統捕獲到的GOOSE報文

本文采取了報文模擬發送來驗證本文設計的GOOSE網絡數據的實時傳輸。如圖 3系統捕獲到的GOOSE報文所示，通過交換機，在沒有事件發生時，我們成功接收到了系統穩定發送的GOOSE報文，間隔時間為最大發送間隔T0為5000ms，在新事件發生之后，系統迅速響應，在響應時間T1即5ms時發送響應報文，在新事件傳輸完成之后，重傳時間逐漸加大，經過T2（10ms）和T3（20ms），逐漸回到最大重傳時間T0（5000ms）。可以看出新的報文發送方式和系統解決方案成功解決了發送端GOOSE報文發送具有延遲和傳輸不確定的問題。

5 結語

本文提出了一種修改網絡驅動來實現多優先級隊列的方法，GOOSE網絡報文的發送會依據優先級高低依次發送，GOOSE通信使用了一種特別的重傳機制，可以減小GOOSE數據傳輸的傳輸延遲，進而確保了GOOSE報文傳輸和處理的即時性。在硬件方面采用了基于FPGA+ARM的系統架構，利用了時鐘同步技術，最終實現了 GOOSE網絡數據的實時傳輸。

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篇3

關鍵詞：無線傳感器網絡；空間相關性；數據清洗；孤立點檢測；數據可靠性

中圖分類號： TP311； TP393.032

文獻標志碼：A

Abstract： Since the data gathered in Wireless Sensor Network （WSN） are inaccurate and unreliable， a flexible space model based on the spatial correlation of sensor data was defined， and an adaptive neighborspace approach for data cleansing （ANSA） was proposed. The approach adjusted neighborspace dynamically according to sensor data fluctuation and calculated the weighted average of neighbors measurements to clean local raw data. The experimental results show that， the sensor data error after cleansing by the proposed approach is less than 0.5， and compared to the classic Weighted Moving Average （WMA）， it is more accurate and the energy consumption is reduced by about 36%.

Key words： Wireless Sensor Network （WSN）； spatial correlation； data cleansing； outlier detection； data reliability

0引言

近年來，無線傳感器網絡（Wireless Sensor Network， WSN）被廣泛應用于環境感知、智能監測、行為分析等領域。但由于傳感器易受環境等因素的影響，WSN中獲得的感知數據往往含有噪聲和誤差，并經常出現數據丟失、重復和不一致現象。由于感知數據的不精確性和不完整性[1]，WSN難以對現實世界中的狀態或事件進行精確監測，因此在利用感知數據之前，先對其進行清洗以保證數據的精確性和可靠性是極其重要的。

感知數據的時空相關性[2]是WSN區別于傳統數據流的一個重要的特性，也是被研究人員廣泛用于數據清洗的特性，這種特性可以概括如下。

1）時間相關性。WSN在環境監測、事件跟蹤等應用中，感知節點所在環境發生的現象或事件會持續一段時間，不會立即消失，即這個感知節點的測量值在這段時間內（幾個或多個測量周期）應該保持相對穩定，不會發生急劇變化。

2）空間相關性。在WSN應用中，現實世界發生的現象或事件會覆蓋WSN的某個區域（稱為事件區域（Event Area）），而不是一個位置點，即在現象或事件發生區域內的感知節點，在同一時刻應具有相近的測量值，且在一段時間內（幾個或多個測量周期）其測量值具有相似的變化趨勢。

在WSN應用領域，基于時空相關性的傳感數據清洗技術得到廣泛研究，主要分為集中式清洗方法和網內清洗方法。

1）集中式數據清洗方法。如Jeffery等[3]建立的傳感器數據清洗模型，利用感知數據的時空相關性來恢復缺失數據和去除孤立點；Sheng等[4]提出使用直方圖表示數據的分布式提示信息（hints）并使用hints濾出不必要的數據和識別可能的孤立點。

2）網內數據清洗方法。如Zhuang等[5]提出的加權移動平均（Weighted Moving Average， WMA）方法，通過本地節點測試和鄰居節點測試相結合的方法進行感知數據的去噪，從而減少本地節點采樣的能量消耗，并加知數據的響應速度；郭龍江等[6]在WMA基礎上提出基于節點密度的混合式方法（Densitybased Hybrid Approach， DHA），根據節點密度（單跳通信范圍內近鄰節點個數）來動態調整算法，以達到有效去噪和節省能量的目的；Branch等[7]提出一種網內孤立點檢測方法（全局檢測和半全局檢測），只使用單跳通信獲取近鄰節點數據，通過計算感知數據的估計值識別孤立點。

集中式清洗方法由于要將大量感知數據傳送至Sink節點進行集中處理，因此不能很好地滿足WSN應用的實時性要求；同時，由于大量數據的傳輸引起的能量消耗，也使得集中式清洗方法低效而難以普及。網內數據清洗方法與集中式數據清洗方法相比，感知數據直接在節點內部清洗，具有良好的實時性和節能特性，但這些方法[5-7]沒有考慮近鄰節點的空間相關度。

綜上所述，本文定義了一種數據清洗的彈性空間模型，并在此基礎上提出網內的自適應近鄰空間清洗方法（Adaptive NeighborSpace Approach， ANSA）。ANSA通過動態調整近鄰空間大小控制能耗，并使用空間相關度較高的近鄰節點測量數據的加權平均識別孤立點和去噪。最終，通過仿真驗證了ANSA方法的可行性和效果。

1面向數據清洗的自適應近鄰空間

1.1近鄰空間及其對數據清洗的影響

感知節點的近鄰空間是指某一節點根據某一度量依據與其他節點共同形成的空間，這些節點互為近鄰節點。近鄰空間的度量依據可以是地理距離或路由跳數等信息，也可以人為指定。在WSN中，由于感知節點密集分布且可以利用某些定位技術獲得其地理位置信息，因此，往往根據地理位置將網絡節點劃分在不同的空間。

基于近鄰空間的數據清洗過程，是以近鄰節點的感知數據作為依據，消除本地節點數據不確定性的過程。在WSN中，節點的近鄰空間越大，近鄰節點數量越多，節點間感知數據的整體空間相關度就越低。空間相關度越低，近鄰節點所提供的信息不確定性越高，可能導致數據清洗結果不準確。另外，更多的節點意味著更多的數據通信和更多的能量消耗。當節點近鄰空間過小時，由于近鄰節點提供的信息不足，也不能很好地完成數據清洗任務。因此，根據本地傳感器數值的不確定程度和節點的空間相關性選擇合適大小的近鄰空間，是有效完成數據清洗任務的前提。

3.3通信能耗評估

在數據清洗中，使用進行數據交換的近鄰節點數量來評估ANSA的通信能耗。近鄰空間越小，通信的近鄰節點數量越少，意味著通信能耗越低。通過對100次實驗進行統計，ANSA平均需要和5.1個近鄰節點通信，而WMA始終需要和8個近鄰節點通信，在采用相同通信協議的情況下，ANSA能相對減少約36%的通信能耗。在不同網絡部署環境和不同參數設定下，通信能耗統計結果可能會有差異，但與其他固定近鄰節點數的清洗方法相比，在達到同樣清洗效果的情況下ANSA更節省能耗。

4結語

本文首先探討了無線傳感器網絡中感知數據的不確定性和節點間感知數據的空間相關性，進而提出一種可以提高數據可靠性且節省能耗的自適應清洗方法。本文方法綜合考慮感知數據波動、節點間的空間相關度和節點的通信能耗，從而確定數據清洗使用的近鄰節點數量。實驗結果表明該方法可行、有效，更適合實時性要求較高的WSN應用。下一步研究將考慮結合各節點感知數據的時間相關性對感知數據進行清洗。

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篇4

關鍵詞 計算機技術；遠程網絡；通訊技術；技術條件

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）04-0029-01

伴隨著科學技術的發展，現代社會更像是一個“地球村”，各種信息可以在最快的時間傳遞到世界各地。近幾年來，各國在計算機技術方面投入了大量的人力、物力以及財力，計算機的發展也已經從原先的單個計算機發展到以遠程網絡通信技術為基礎的聯網計算機系統，這大大提高了現代計算機資源的利用率，拓展了全球信息資源共享的途徑。原先國家、企業、個人的計算機信息處理基本處于分散狀態，但是通過網絡通信技術，可以形成一個面，不僅提高了信息處理和傳播的速度，也方便人們第一時間了解來自世界各地的信息，計算機遠程網絡通信技術將會是未來信息管理系統的主要運營方式。

1 遠程網絡通訊的原理

在分析計算機遠程網絡通信技術之前，讓我們來先探究一下其運行和工作的原理。從底層層面分析，網絡通訊就是指實現從一臺計算機到另一臺計算機的傳輸協議和網絡IO，其中計算機網絡通訊傳輸協議比較出名的有基于Socket概念上為某類應用場景而擴展出的http、tcp、udp等。計算機網絡通信協議以及網絡IO是所有應用通訊的基礎，無論是那種語言，在設計之初，未來方便其運用，基本都采用這一的應用層協議。按照上述網絡通信原理，現代計算機遠程網絡通訊的目標是，計算機系統一端發出請求，另一端接受請求，包括異步請求、同步請求、one-way request等請求方式，進行相應的信息流處理同時將結果返回給請求端，需要實現這個需要做的就是通過傳輸協議傳輸至遠端，將請求轉換成信息流，后遠端計算機處理接收到請求的信息流，然后再將其轉化成信息流，然后通過網絡傳輸協議傳輸給計算機調用端。

2 計算機遠程網絡通訊方式

2.1 按消息傳送的方向與時間分

對于計算機點對點之間的通信傳輸而言，按信息傳輸的時間和方向，通信方式可以分為單工通信（消息流的單向傳輸）、半雙工通信（消息流的雙向傳輸，但不能同時進行）及全雙工通信（雙向信道）三種形式。由于全雙工通信的雙方都能同時傳輸消息流，因此，只有全雙工通信才是雙向信道。

2.2 按數字信號排序方式分

在數字通信中，如果根據數字信號代碼不同的排列順序分，通信方式可以劃分為串序傳輸和并序傳輸。其中串序傳輸是一般的數字通信方式，只需占用一條通路，是主要的作用是在信道中按時間順序將代表信息的數字信號序列有序的進行傳輸，由此可見串序傳輸所需的時間一般較長；而并序傳輸雖然需要占用多種通路，但是相對于串序傳輸，并序傳輸的所需的時間較短。

2.3 按通信網絡形式分

按通信網絡形式分，通信的網絡形式有以下幾種方式。

在通信網絡中，直通方式是最為簡單的一種形式；在分支方式中，經過同一信道直通方式的每一個終端（A、B、C、…N）才能與轉接站進行連接，終端之間不能進行直接的連接，必須經過轉接站。

通過交換設備的終端，通信的網絡可以實現一種靈活線路交換方式，即把要求通過程序控制實現消息交換，或者通信的兩終端之間的線路接通，也就是說，由計算機一端發來的信息先行儲存在交換設備中，然后再傳輸給計算機的另一端。通過交換設備的終端，這一通信的網絡的交換方式可是實現時間長短的自由控制。與點與點直通方式不同，分支方式及交換方式都是網絡通信方式。

3 遠程網絡實現通訊技術的條件

3.1 通訊通道

整個通訊網絡效果可以直接影響到整個計算機通訊通道乃至計算機通信系統的效果。遠程網絡實現通訊技術的條件首先就是具備完善的通信通道。在目前，被廣泛運用的通訊的通道主要有以下幾種方式。

1）對稱電纜。對稱電纜受到外界的影響很小，因此由于對稱電纜帶有多層絕緣層，基本上在技術的護套里面電磁場就被有效的限制了，但是由于對稱電纜之間可能存在回波的影響，這一通信通道并不能保證計算機通訊的傳輸效率。

2）架空明線。由于架空明線一般由兩層導線構成，因此，這一通信通道會受到電磁場的影響，而由于存在這一不利因素，架空明線之間的傳輸的速率僅為600bps左右。

3）同軸電纜。在一種理想的狀態下，由于其電磁場是環形的封閉式，電磁場一般其中在封閉環中央，因此，受到回波的影響也微乎其微，同軸電纜由外導體相互組成，傳輸速率一般在1200bps左右，遠遠大于架空明線的傳輸速率。

伴隨著技術的進一步發展，在傳輸的容量以及通訊的質量等方面，現代化光纖電纜具有較好的發展趨勢，但是由于光纖電纜的成本很高，現階段并沒有大量的使用，只在一小部分環境中有所運用。

3.2 終端設備及接口

遠程網絡通訊的終端設置包括各種類型的計算機設備。值得注意的是，計算機設備只要配備的一些通訊接口設備，也可以實現遠程網絡通信（點對點）。

3.3 遠程通訊轉換設備

遠程通訊轉換設備還需要一個轉換設備，即調制解調器，它可以計算機傳輸信息編碼、加碼、翻譯成我們需要的信息。

3.4 網絡通訊控制軟件

網絡通訊控制軟件可以選擇通信對話、傳輸方式，這是能夠實現計算機遠程網絡通信技術的一個重要條件。

4 結束語

隨著計算機遠程網絡通訊技術的日益發展，人們的生活逐漸變得信息化，多種計算機遠程網絡通訊技術廣泛應用在人們的生活中，多媒體技術、寬帶網絡技術、移動通信技術、網絡與信息安全技術讓人們的生活變得更有豐富多彩，但同時，健康安全的使用計算機遠程網絡通訊技術也相當重要，社會需要在文明中進步，未來計算機遠程網絡通訊技術的發展將不可估量。

參考文獻

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篇5

計算機網絡技術的發展與普及，尤其是國際互聯網絡（Internet）的迅猛發展，將人類文明帶入一個新的信息時代。國際互聯網絡是數字技術與計算機通訊技術日益發展和密切結合的產物，作為一個巨大的通信網，其把全世界聯結在一起。在網絡環境下，版權所保護的作品有了新的傳播方式，公眾獲得創造性文化產品的途徑也發生了重大的變更，這對傳統的版權保護制度造成很大的沖擊。由于網絡傳輸對版權人的利益有重大影響，因而該問題引起國際知識產權界的關注與興趣。一些發達國家和地區紛紛組織專家研究網絡環境下的版權保護問題并找出相應的對策，如美國、澳大利亞、歐盟、加拿大等等，世界知識產權組織也于1996年底推出了兩個新公約，解決網絡傳輸納入版權保護體系的問題。論文百事通根據中國互聯網絡信息中心的統計，到1998年底我國Internet上網計算機已達74.7萬臺，用戶達210萬。且目前其發展極為迅速，因此網絡傳輸對我國傳統版權保護體系來說，也是一個嚴峻的挑戰。版權制度是隨著新技術的變化而不斷完善的，我國的著作權法也應予以調整以適應信息時代的發展。本文通過分析網絡傳輸的法律性質，從重新界定合理使用和加強集體管理的角度，找出保護網絡傳輸權利的對策，并提出對我國著作權法相應的修改建議，以期促進網絡環境下對版權的保護。

二、網絡傳輸的法律性質

計算機網絡化給以往的作品傳播形態帶來了巨大的變化，幾乎所有傳統傳媒介質的作品都可以通過二進制數字編碼在網絡上傳播，通過網絡交換得到的作品與原始作品有完全一致的效果，且使用者還可以根據自己的需要，對于數字化后的信息很容易地改變或加工其內容，或插入其他信息。這種信息的數字化、網絡化對著作權的影響是巨大的，但從本質上說，其僅僅是為權利人增加了一種傳播作品的方式而已，并未動搖著作權保護的基礎──只保護作品的表達形式，而不保護其思想內容本身。因而要使網絡運行規范化，也不必對著作權法作根本的變更，只是應對現有規定作適當調整和補充。其中，網絡傳輸的法律性質問題是規范網絡運行的基礎和前提。對于網絡傳輸的法律性質，學者多有論及。但大體有以下三種見解：

1、網絡傳輸是一種發行行為

根據我國著作權法實施條例第5條的規定，發行是指為滿足公眾的合理需求，通過出售、出租等方式向公眾提供一定數量的作品復制件的行為。而網絡傳輸中，與傳輸的網絡聯網的用戶即可從其計算機終端上卸載作品進行閱覽、儲存、打印或以其他方式進行使用。因此這種向公眾傳輸的結果和經濟影響與傳統意義上的“發行”有相似之處。計算機程序可以從一臺計算機傳輸到十臺計算機，當傳輸結束時，原件保留在發出傳輸的計算機中，復制件則存在于每一臺計算機的內存或存儲裝置之中，傳輸的結果本質上與發行十個復制件相同。以網絡傳輸向公眾發行作品復制件與以其他傳統方式發行并無區別，因此網絡傳輸是一種發行行為。美國1995年公布的信息基礎設施工作組“知識產權和國家信息基礎設施：工作組關于知識產權的報告”，即通稱的“白皮書”就建議，美國的版權法明確承認網絡傳輸屬于向公眾發行，在版權人專有的發行權之內。我國有的學者也持此觀點，認為網絡傳輸事實上是在社會公眾中發行作品的一種新方式。

筆者不同意這種觀點，主要原因在于網絡傳輸過程中不存在傳統意義上的復制行為，與傳統的發行行為的內涵不符。從我國著作權法實施條例第五條的規定看，發行是與復制行為相聯系的，復制是指以印刷、復印、臨摹、拓印、錄音、錄像、翻錄、翻拍等方式將作品制成一份或者多份的行為。這可以理解為狹義的復制，此外還存在意義更加廣泛的廣義復制。這種廣義復制實質上可以把著作權法所規定的全部經濟權利的行使方式都包括進去了，因為可以認為一切“再現”原始作品的行為都是復制，而不僅僅是原封不動的復制，翻譯、改編、錄制等都是作品的再現，只是改變了表現方式。但這種廣義復制在著作權法上意義不大，且易造成權利混淆，故一般并不采用。對于網絡傳輸，有的學者認為也存在復制過程，即通常所說的“暫時復制”。暫時復制是指作品僅進入了計算機內存，沒有固定在任何有形媒體上，這在網絡傳輸中是廣泛存在的。美國的白皮書就認為暫時復制是一種復制行為，此后世界知識產權組織1996年12月在日內瓦舉行了外交會議，由于暫時復制遭到廣大發展中國家的反對，在版權條約的最終文本中刪去了包括暫時復制的復制權的內容。關于暫時復制的主張實質上就是一種廣義上的復制，這種主張并無太大的積極意義，相反還易導致網絡運行各主體間權利義務的不確定，且其對于作品的使用，對于信息的流通，都會構成不同程度的障礙。因此網絡傳輸過程中不存在傳統意義上的復制，不是發行行為。再者，即使將網絡傳輸行為看作是發行行為，也會產生與“發行權窮竭”原則的矛盾，應對該原則作例外規定。因為傳統的作品的有形物經發行后，該有形物的發行權便用盡，而網絡傳輸的作品是與有形物相脫離的，再適用該原則就會產生矛盾。

2、網絡傳輸是一種類似廣播的行為

網絡傳輸是與廣播相類似的公共傳播行為，其同有線電視傳輸沒有本質的區別。家庭錄制設備的出現同樣遇到網絡傳輸今天遇到的個人大量復制的問題，但是對于個人復制廣播電視節目，并未將廣播權解釋為發行權；而且采用公共傳播理論，可以避免“發行權窮竭”原則的矛盾。但根據我國著作權法實施條例第五條的規定，播放是指通過無線電波、有線電視系統傳播作品，播放方式包括無線播放和有線播放兩種。依該規定及伯爾尼公約的相關規定，只有有限種類的作品和有限種類的傳播方式能包容進去。因此可以通過對播放權含義的擴充，從性質上確認網絡傳輸是一種公眾傳播行為，是屬于作者的一種專有權利。但需對播放的范圍予以擴展，從播放對象看，既包括現場的表演和展出，也包括音響作品、動畫作品、電影電視作品、文學作品、美術作品、攝影作品等各類作品的數字形式；從采用的技術上說，既包括通過無線電波和有線電視系統的播放，也包括通過計算機互聯網絡的播放；從傳輸方式上說，既包括一對多的播放，也包括一對一的播放，即點到點的傳輸。

筆者認為此種觀點有其合理之處，網絡傳輸與有線電視傳輸確有技術上的相似之處；但二者畢竟是兩種性質完全不同的行為，在運行主體、傳輸內容、傳輸目的、法律責任等方面都有所不同，因此將網絡傳輸作為類似廣播的行為予以保護，亦不甚可取。

3、網絡傳輸是一種新的傳播方式─增設網絡傳輸權予以保護

網絡傳輸具有不同于其他作品使用方式的特點，它通過聯結千家萬戶的網絡，利用計算機處理信息速度快、效率高、范圍廣的特點，向公眾信息，傳輸作品，使得信息的流通產生了質的飛躍，因而應增設網絡傳輸權予以保護。目前國內有些專家學者持這種觀點。且1996年底世界知識產權組織通過的版權條約、表演和唱片條約規定了作者在網絡上的權利，作者應享有專有權，以授權將其作品以有線或無線方式向公眾傳播，使公眾中的成員在其個人選定的地點和時間可獲得這些作品。這兩個新條約規定的向公眾傳播的權利，即網絡傳輸權。

筆者同意這種觀點。根據傳統的理解，作品傳播給公眾主要有兩種形式，一是公開傳播，二是發行。網絡傳輸行為盡管與這兩種方式有某些可比之處，但不能將其簡單地定性為公開傳播或發行行為。只是可以作為立法上的參考，在司法實踐中，在法律尚無明文規定之前，甚至可作某些類推適用。但從本質上說，網絡傳輸行為與傳統的傳播方式完全不同，因而在世界知識產權組織的新條約中規定了網絡傳輸權，也就是說，作品的傳播目前應有三種方式，傳統的公開傳播、發行和涉及網絡傳輸的向公眾傳播的權利。作品在網絡上向公眾傳輸，屬著作權人對作品實現經濟權利的使用方式之一，具有和“復制、表演、播放、展覽、發行、攝制電影、電視、錄像或者改編、翻譯、注釋、編輯等”同等重要的地位，而且隨著計算機網絡化的深入發展，以及普及率的不斷提高，作品通過計算機網絡向公眾傳輸，可能會成為作者使用作品的主要方式，而且這種方式的經濟價值會越來越大，甚至會超過傳統的作品使用方式。把作品搭載到計算機網絡上向公眾傳播作為著作權人的一項專有權利，并在法律中規定，是計算機網絡化健康、規范發展的內在要求。從目前國內網絡傳輸的情況看，在版權保護方面基本上是無序狀態。如果不盡快在著作權法中增加網絡傳輸權的內容，司法機關會因法律的不明確而無法操作，侵權行為也得不到制止，長此以往，會使公眾誤以為任何作品都可以隨意上網并免費使用，這種習俗一旦形成，將難于糾正。這對著作權人利益的保護、對社會經濟秩序的維護都是極為不利的。因此應在我國著作權法第10條增加網絡傳輸權，即以有線或無線方式公開傳播，包括將作品向公眾提供，使公眾中的成員在其個人選定的地點和時間可獲得其作品的權利。

因此，筆者認為，網絡傳輸行為既不是發行行為，也不是類似廣播的行為，而應作為一種新的傳播方式予以規范和保護，我國著作權法應盡快增設網絡傳輸權，以保護著作權人的利益，但同時也要注意維持著作權人利益與社會公眾利益之間的平衡。

三、網絡傳輸與合理使用

明確了網絡傳輸的法律性質，我們再進一步分析如何保護著作權人的網絡傳輸權，這首先涉及到重新界定合理使用的問題。根據我國著作權法第22條第一項的規定，為個人學習、研究或者欣賞，可以合理使用他人已經發表的作品。所謂合理使用，是指他人依法律的明文規定，不必經著作權人的許可而無償地使用其作品的行為10.這對于一般傳統作品來講，是容易理解的。隨著網絡技術的普及，越來越多的作品通過網絡傳輸，在網上以點對點的形式傳播，如果依照傳統著作權法，這種使用屬于私人使用，應劃歸合理使用的范圍。這樣，無疑會給網絡傳輸作品的著作權人帶來巨大的損害。在著作權法中確定網絡傳輸權，個人在網絡上獲取作品固然將受到該權利的控制，但同時也應對合理使用的規定進行適當修改，應加上網絡傳輸環境的例外規定，使之適應網絡環境的要求。

四、網絡傳輸權利的行使

即使法律規定網絡傳輸作品的著作權人的網絡傳輸權，著作權人要真正實現這一權利也是有困難的。因為著作權人無法知道自己的作品被誰利用了，如何利用了，利用了多少次，更難以發放許可和收取報酬。從現存的著作權保護制度和國際上通行的作法來看，解決數字技術環境下的著作權行使問題，除通過著作權人個人行使權利外，主要是通過著作權集體管理制度來解決的。

著作權集體管理，是指著作權人、鄰接權人或者其他權利所有人授權有關組織，代為集中管理著作權、鄰接權的行為。由于復制和傳播技術的發展，作品的使用方式也日趨多樣化、國際化，著作權人對作品的被使用情況很難了解，因而出現了著作權集體管理機構，從事著作權、介紹，或者信托活動，其最早誕生于18世紀下半葉的歐洲。集體管理機構的主要職能在于：監督有關作品的使用情況，與作品使用者談判、簽約，發放使用許可，收取、分配使用費和追究侵權責任等。其中通過集體管理機構行使著作權最多的是音樂作品。網絡傳輸作品也可采取設立集體管理著作權的機構的方式，以對之有效保護。網絡傳輸的著作權人可將權利以信托的方式轉讓給管理機構，由管理機構與作品的利用者締結合同，或由管理機構對侵權者依法采取對策。通常每一侵權行為的損害看來是微不足道的，每個權利人對這類侵權行為一一訴諸法律，事實上也十分困難。如果由管理機構將大量的權利集中，以規模化的利益為目標開展工作，則無論是監視侵權，還是進行訴訟，均成為可能。同時，從作品使用者的角度，也易知道誰是權利人，許可的條件是什么11.因此，著作權集體管理是適用于網絡環境的。

我國著作權法中沒有提及著作權集體管理問題，只是在實施條例第54條中規定，“著作權人可以通過集體管理的方式行使其著作權。”由于缺乏具體的法律規定，所以我國目前的集體管理活動受到較大的制約，中國音樂著作權協會是我國目前唯一的著作權集體管理機構。我國應在著作權法中確立著作權集體管理的法律地位，對著作權法予以修訂。因為集體管理制度作為權利人行使權利的有效途徑，不僅表現在數字技術引起的問題上，而且表現在其他新技術，如錄音錄像、靜電復印、電纜電視等技術引起的著作權問題方面。可見，著作權集體管理制度在現代社會，尤其是技術發展日新月異的時代是極為重要的。因此在我國著作權法中，應明確規定著作權集體管理機構的法律地位，因為畢竟集體管理在我國屬全新的事物，公眾乃至司法人員對之了解甚少；此外還可以針對網絡傳輸的情況，規定網絡傳輸權應通過著作權集體管理機構實現，因為這是在數字技術時代保護著作權人利益的最為有效的途徑。

因此，為有效保護網絡傳輸作品作者的著作權，我國應修訂現行著作權法，規定網絡傳輸權，重新界定合理使用，并明確規定著作權集體管理制度。但同時我們還應注意到著作權制度的最終目的是促進社會文化、經濟事業的發展。保護作者的權利，固然可以激勵他們進行再創造，促進文化事業的發展；但是著作權法還涉及作品的傳播者和使用者，因此應選擇一個利益平衡點，既保護著作權人的利益，又不至于損害公眾利益，阻礙文化傳播和經濟發展。對于網絡傳輸問題也是如此，既要保護著作權人的利益，又不能影響公眾通過網絡利用信息，既不能造成免費隨意使用信息的習俗，又不可對著作權人進行過度保護而影響社會公眾的利益。且從世界范圍來看，1997年8月德國開始實施全世界第一部規范計算機網絡的服務和使用的單行法律──為信息與電信服務確立基本規范的聯邦法12.其中第七章規定了著作權法的修正問題，主要規定了數據庫的法律保護，盡管對網絡技術對著作權保護的影響基本未涉及，該法仍是一個值得贊許的探索，對各國的信息立法工作會發揮重要的參考作用，我國修訂著作權法也可借鑒該法。

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關鍵詞：廣播電臺；內外網；隔離安全；

中圖分類號：TP393.08 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）29-0077-02

目前，我國的廣播電臺廣泛應用互聯網技術，互聯網技術為廣大的廣播電臺工作人員帶來工作上的便利的同時，也存在一定的安全隱患。這些安全問題直接影響廣播電臺的正常運行，因此迫切需要解決。

當前，我國大部分的廣播電臺安裝內部隔離設施，并強化了網絡安全技術應用，然而，并沒有達到理想的效果。因此，應當進一步加強廣播電臺內外網隔離安全傳輸技術的研究，促進我國廣播電臺事業的發展。

1 內外網隔離技術

所謂內外網隔離就是防止網絡病毒或者木馬對電臺運行造成不良影響。一般來講，廣播電臺網絡系統分為內網和外網。內網主要是用于自動化播出節目，外網的作用是獲取互聯網信息或者向互聯網上傳信息。因此，廣播電臺的工作人員，為了保障數據安全，應當采取相關手段確保進入內網的音頻信息的可靠性。

2 傳統模式的問題

2.1 信息共享效率不高

廣播電臺主要是通過人工對錄的形式將內網和外網之間的數據進行共享，首先在一個網絡內進行音頻的播放，再在另一網絡對音頻數據進行采集。這種傳統模式的最大好處是兩個網絡互相獨立，二者之間沒有聯系，因此完全杜絕的了網絡病毒的攻擊，這種模式是廣播電臺最為安全的傳輸技術，然而，信息量較小可以行之有效，對于大量的數據完全無能無力，這種方式過程復雜并且效率不高。

一般來講，傳統的音頻記錄的方式是把音頻數據制成CD，制成CD之后通過光驅讀取再傳送到數據庫。通過CD法能夠保證數據的可靠性以及安全性。但是刻錄CD成本高并且效率低，而且制作上傳過程相當復雜繁瑣，浪費大量人力物力，這種方法不適應現代社會廣播電臺[1]。

2.2 網絡安全威脅

廣播電臺網絡必須要保障網絡環境的安全性，目前我國的廣播電臺面臨的網絡安全威脅主要包括以下幾種類型：網絡病毒、網絡惡意代碼、惡意腳本、網絡攻擊等。

首先，網絡病毒。網絡病毒的危害非常廣泛，網絡病毒是一組計算機的指令集合，這些病毒具有極強的自我復制的能力，能夠迅速擴散并且造成網絡危害。病毒不僅僅只是通過電子文件共享、或者伊妹兒傳播，更多的時候是大范圍地自我激活、復制進行傳播；

其次，網絡惡意腳本。惡意腳本是計算機指令，屬于比較高級的計算機語言，不是直接被計算機執行，而是通過中間翻譯進行執行，惡意腳本主要針對當前的計算機瀏覽器，瀏覽器是惡意腳本的很好的翻譯工具；

最后，網絡攻擊，網絡攻擊是最為常見的安全威脅，網絡攻擊主要利用電子計算機的安全漏洞進行攻擊，造成廣播電臺網絡不穩定。

3 尋找突破口

一般來講，傳統的刻錄CD的方式效率低下，而直接連接互聯網存在安全隱患，因此，應當積極尋找突破口，保障電臺廣播數據安全傳輸。

首先，網絡防火墻。網絡防火墻具有網絡隔離的特點，但是部分協議是直接傳輸，這種方式難以真正杜絕網絡的病毒以及惡意代碼。雖然具有一定的抗病毒進攻的能力，但是實際使用效果不理想；

其次，網閘的方式。通過這種方式基本能夠抵御網絡的攻擊，但是這種方式還是無法完全杜絕網絡病毒以及惡意代碼對廣播電臺帶來危害。

因此，應當加強對內外網安全傳輸技術的研究，從而提出切實可行的解決方案。

4 內外網隔離安全傳輸技術

4.1 木桶理論

木桶理論是指一個裝滿水的木桶，一片木板出現破壞就會導致整桶水漏出來。因此，木桶并且保證每塊木板的牢固性以及木板間的緊密性。影響網絡安全性的因素多種多樣，一般包括技術和管理兩方面的因素，因此，主要從這兩個方面加強內外網隔離安全傳輸技術，廣播電臺的內網之間的隔離安全措施就如水桶中的最重要的一塊木板。

一般來講，我國大部分的廣播電臺一直使用物理隔離的方式，采取這種隔離方式的主要原因是如果內外網絡連接上，外網的病毒或者代碼很容易進入內網，從而影響廣播電臺正常工作。

因此，內外網的連接就是解決安全問題的關鍵點，它是影響網絡安全最主要、關鍵、薄弱的環節。目前，內外網主要隔離物理連接才能保障數據安全[2]。

4.2 技術原理

通過內外網隔離安全傳輸技術能夠解決內網和外網之間的信息傳遞的安全性問題，主要的原理就是在內外網隔離的前提下，保障數據的傳輸。內外網隔離主要是避免病毒、惡意代碼等的攻擊與入侵。內外網隔離安全傳輸技術首先應當保障內外網之間互相隔離，所有網絡以及協議傳送等統統隔離，只要保障內外網信息傳遞即可。

目前，主要采用的方法是網橋技術以及網閘技術，通過這兩個技術的應用，從而保障傳輸信息的安全性以及實用性。

4.3 信息安全認定

目前，我國廣播電臺音頻格式主要是S48格式，這種格式的文件中容易攜帶病毒以及惡意代碼，因此，應當對傳輸的信息進行安全性認定，保障網絡的安全性。在網絡傳輸過程中，應當采取相關措施對信息進行安全認定。

5 應用設計

從實際應用的角度上，廣播電臺內外網隔離安全傳輸技術主要表現為兩種方式。

首先，是通過手動操作，讓簡單的外網客戶端計算機想內網客戶端計算機跨網傳輸和共享特定數字格式音頻內容和文本內容得以實現。

其次，是通過應用系統后臺軟件，讓外網應用系統向內網應用系統跨網傳輸和共享某些特定數字格式音頻內容和文本內容行為得以自動完成。

從目前而言，當下已經出現了一批IT廠家，他們通過廣播電臺內外網隔離安全傳輸技術，已經研發出了廣播電臺內網隔離安全傳輸設備。這種設備不但能夠讓內外網間的安全隔離得到有效實現，而且還能夠讓內外網特定信息的共享傳輸得到有效實現。

在實際應用過程中，通常都會蘊含兩個部分，一是內網單元，二是外網單元。針對于各單元部分所在網絡而言，其接入所在網絡的方法通常都是借助于通用的網絡通信協議和接口，而內網單元和外網單元之間，則是借助于對私有協議的網橋方式或網閘方式進行支持，從而不但讓網絡安全隔離得到實現，更是能夠讓信息的跨網傳輸得到有效實現。

廣播電臺內外網隔離安全傳輸技術的手動操作方式。通常在應用設計過程中，是借助于固定文件夾來讓音頻或純文本內容的傳輸得到實現，簡單而言，就是廣播電臺內網隔離安全傳輸設備會將用戶手動復制到外網客戶端某個固定文件夾中的相關音頻和純本內容，自動的傳輸到內網客戶端中相同的一個固定文件夾中，從而提供給用戶使用。

而針對于廣播電臺內外網隔離安全傳輸技術的后臺自動方式，在進行應用設計的過程中，則是借助于對廣播電臺內網隔離安全傳輸設備所帶來的軟件開發包進行充分利用，并通過應用程序結構來對后臺傳輸模塊進行研發，最終以此來讓內外網應用系統之間自動的音頻或純文本內容從外網自動傳輸到內網。

從傳輸效率上來看，由于當下收到硬件平臺效率的約束，通常能夠達到10 M左右的單組設備間傳輸效率以太網傳輸效率。而針對于內容較多的傳輸需求，其傳輸效率還需要得到進一步提升，一般是在設計過程中對多組設備并發同時傳輸的方式進行增加使用，從而讓傳輸效率得到提升。

而從安全上，雖然設備能夠做到很好的抵抗網絡攻擊和阻斷網絡病毒擴散，但是依然需要進一步的預防網絡應用層上的存在的安全攻擊和破壞現象。尤其是不能夠輕視內容語義方面的信息安全隱患。廣播電臺應該進一步的強化技術系統上的安全管理，并通過設計系統整體的安全應急機制來進行聯合應對。

6 結 語

綜上所述，本文主要對廣播電臺內外網隔離安全傳輸技術加以分析研究，反映了傳統技術的某些弊端，并且對于廣播電臺內外網隔離安全傳輸技術的理論原理加以論述。

廣播電臺內外網隔離安全傳輸技術對于廣播電臺的發展有著十分重要的意義。為了保障電臺廣播的安全穩定運行以及播放等，應當切實對其進行研究，從而促使廣播電臺現代化以及網絡化。

參考文獻：

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關鍵詞：HFC雙向網； 帶寬； 傳輸

1 HFC網絡發展的現狀

隨著IT信息技術的迅猛發展， HFC雙向網絡正以其獨特的帶寬優勢取得很好的發展，而且這個市場還在不斷擴大，HFC雙向網絡作為三網融合推進工作的基礎和核心，是整個三網融合工作的重中之重。

2 HFC雙向網技術

HFC（Hybrid Fiber Coax）是光纖同軸混合網，即在同一個網絡上同時HFC網絡下行廣播電視業務與交互式的HFC寬帶上行業務。這種HFC網絡中同時有模擬信號和數字信號，是光信號網絡和電信號網絡基礎上發展起來的光纖+同軸混合網。

2.1 HFC雙向網其本原理

傳統的電視節目的傳輸為單向傳播方式，也就是說原來的有線電視網絡HFC只有單身傳輸功能，而要實現交互的HFC網絡要求網絡提供雙向傳輸能力，下面分析HFC雙向網絡的傳輸基本原理：（1）上行信道帶寬的分配：把上行信道理解成為是由連續眾多的小時隙構成的流，把這種概念上分解的小時隙作為傳輸的基本的資源單位，CMTS通過管理cable moden對這些時隙的申請訪問進行資源分配。CMTS進行帶寬分配的基本原理是分配映射表，分配映射表是CTS發出的MAC管理報文，其功能指明了上行信道的小時隙使用方式。（2）上行信道訪問方式：上行信道采用CDMA或者SCDMD的訪問方式，如果眾多CM同時訪問CMTS的小時隙，通過一定的算法來處理這種碰撞的訪問。也就是說CMTS同一小時隙可以有多個CM同時傳輸數據，需要注意的是CM在CMTS為其分配了小時隙后才具備傳輸的條件。（3）CMTS與CABLE MODEN的交互：CABLE MODED在接通電源啟動后，首先進入啟動過程，初始化數據，同時不但向CMTS傳輸的數據和接受CMTS發送的數據。在這個過程中，CABLE MODED獲得上行信道的傳輸的基本參數，獲得IP地址，建立IP連接。（4）系統安全性：CMTS廣播的數據幀能被所有在線的CABLE MODEN接收到，但是這種數據幀不是對所有的CABLE MODED都有效，只有數據幀中指定CABLE MODEN的標識信息相同的CABLE MODED才能接收到，其他的CABLE MODEN接受該數據幀，發現數據幀中與自己所帶的CABLE MODED數據幀標識不同，將丟棄該數據幀。至此建立CMTS與CABLE MODEN之間的通信。

2.2 HFC雙向網傳輸的基本方式

HFC潛在的最大優點在于，帶寬容量大，通過現有的技術容易實現互動雙向傳輸，并且頻率特性好，傳輸鏈路上損耗小，可有效延長傳輸數據的距離，光纖間不會有串音現象，不怕電磁干擾，能確保信號的傳輸質量。其傳輸方式目前主要有兩種：（1）空分復用技術：其基本過程是用不同的線路分別傳輸上行信道信號和下行信道信號，這是技術上實現HFC雙向傳輸最簡單的方式，這種一種已經淘汰的技術，成本高。廣電運營商基本淘汰這種傳輸方式。（2）頻分復用技術：利用不同的上行頻帶和下行頻帶，中間留一個保護頻帶，以保證上行頻帶和下行頻帶不互相影響，這是目前廣電HFC網絡雙向傳輸所采用的主要方式。根據經驗上行信道在低頻段上傳輸，下行信道在高頻段傳輸，上行頻道和下行頻段的頻率的如何劃分高低，主要看HFC雙向網絡實現的網絡功能和其承載的業務量。

3 關鍵技術問題

 HFC雙向網絡關鍵技術問題主要有，數字壓縮技術、寬帶交換技術、條件接受系統和雙向HFC局域網互聯技術。（1）數字壓縮技術：帶寬問題一直是所有傳輸網絡面對的主要問題， HFC雙向網絡針對大量的視頻信息和圖片信息的傳輸同樣存在帶寬不足的問題，解決這個問題就得用到數字電視壓縮技術，通過一定算法去除要傳輸數據的冗余數據，減少和存儲數據信息，有效利用有有限的帶寬資源。一般采用的壓縮技術標準有：JPEG、PX64、MPEG。（2）寬帶交換技術：雙向式寬帶業務眾多，而且要求互動交換速率高。為解決這個問題，CCITT設計了一種新的數據交換方式，具備及時性特征，這就是 ATM技術，解決了數據交換的延時，實現數據交換的及時性。（3）條件接收：是根據用戶被授予的權限，對用戶端包括機頂盒或者CM進行控制、這里涉及到CAS（條件接收系統）。目前對機頂盒采用提智能卡加密方式控制；對CM采用的是識別CM的MAC地址的方式進行有效的控制。（4）HFC 局域網互聯：在IT技術已經成熟的今天，實現HFC局域網的互聯，已經變得非常簡單。根據ISO/OSI模型，物理層是解決底層連接的電氣特性問題，CM技術已經成熟， HFC局域網互聯問題已經得到成功的解決。

4 HFC雙向網絡傳輸的帶寬分配和噪聲

（1）帶寬分配：HFC接入網的頻段分配如下：上行通道使用5-42MHz頻段，用來傳送上行用戶請求/控制信號；下行通道（Downstream Channel）使用50-1000MHz頻段，其中50-550MHz頻段用來傳送數字電視，750-1000MHz頻段預留用來傳送雙向通信業務，HFC網中的頻帶資源是由接在同一個光機上（光節點）的所有終端共同占用，為了使每個用戶終端有足夠的帶寬資源，滿足不同用戶的業務需求，一般采用光纖到樓棟，可以減少一個光節點的用戶數，或者提前傳輸效率。（2）上行噪聲：在上行信道中，所有用戶終端接入到HFC雙向網中，都會帶來或多或少的噪聲，并且HFC本身網絡中的設備，包括所有反向放大器、光機、分配器等有源器件也會產生噪聲，最后鏈路上所有噪聲都匯聚在光節點和前端，叫做“漏斗效應”。（3）解決上行噪聲問題：設計HF網絡時，盡量采用光節點到樓棟，以減少相應光節點的用戶數；加接濾波器或網絡接口模塊濾除用戶設備引入的噪聲；在上行通道中采用CDMA碼分多址復用提高系統的抗干擾性能；根據香農公式，增加信道帶寬，可以使系統降低對信噪比的要求，提高了系統的抗干擾性能。

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關鍵詞 計算機；網絡；構建技術；維護

中圖分類號TP39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）67-0184-02

1 計算機網絡的分類

作為多個獨立計算機相連接的集合，網絡實現了各個獨立計算機之間資源的共享，通常來說，計算機之間的連接方式包括如下幾種類型，即同軸電纜、光纖以及無線連接三種方式，確保不同計算機間不含從屬關系，相互間獨立自主。根據網絡傳輸介質對計算機網絡進行分類，可將其分為有線和無線兩種網絡類型。一般來說，某一局域網所采用的都是單一的數據傳輸介質，如當前使用較為廣泛的雙絞線，而對于城域網以及廣域網來說，可同時采用多種不同類型的傳輸介質，如雙絞線、光纖或者同軸細纜等等。以下分別就有線和無線網絡進行介紹。

1.1 有線網絡

有線網絡通常采用的是雙絞線、同軸電纜或光纖等有線的介質實現各個計算機網絡的連接。如今最為常見的有線聯網方式即是通過雙絞線進行聯網，這是由于其不僅價格相對較低，而且安裝起來更為方便快捷，但是也具有不少缺點，這種聯網方式容易受到干擾，而且數據的傳輸效率相對較低，數據傳輸的距離較同軸電纜來說更短。通過光導纖維進行傳輸的光纖網就彌補了前兩種聯網方式的缺陷，其不僅傳輸距離長、數據傳輸效率高，且抗干擾程度高，因而發展迅速。

1.2 無線網絡

同有線網絡不同，無線網絡主要是通過電磁波進行數據的傳輸，如微波、紅外線或無線電等方式，通常來說，無線網絡聯網方式相當靈活和方便，不會受到地域等因素的影響，基于無線網絡的優勢可以看出其組網方式相當樂觀，也具有非常廣闊的發展空間和發展前景。

2 計算機網絡的構建及其維護

2.1 有線網絡的構建與維護

2.1.1 網卡的安裝及維護

有線網絡進行構建的過程中，必須首先保證網卡安裝過程的正常性，如今多數的主板與集成網卡僅僅需要進行相應安裝操作系統的驅動即可實現網卡的正常安裝，對于不集成網卡的主板來說，必須確保將網卡準確無誤地安裝在PCI的接口上，若配置之后對系統進行重啟的過程中出現了報錯或是進入系統之后無法實現網卡的檢測時，對于集成網卡主板可進行主板說明的查閱，看其在BIOSS 中是否開啟；對于不集成網卡的主板來說，可嘗試進行不同插槽的更換。配置結束之后對系統進行重啟，并再次進行網卡正常與否的檢查。若重啟時能夠正常檢測到，但是無法實現同其他機器間的互相連接，則可能是由于IP地址或子網掩碼的配置發生了錯誤，或者是由于網線不通，網絡協議發生錯誤，也有可能是路由發生了錯誤所導致。維護辦法如下：首先，看網卡的回送地址（127.0.0.1）是否連通，如果連通順暢則說明問題出在了本機的TCP/IP上，其工作不正常；如果不通暢則應進行重新配置，并再次進行電腦的重啟。

2.1.2 計算機網絡的檢查及維護

網絡互聯系統指的網絡的連接及轉發等相關設備，如HUB、路由及交換機等。若HUB或交換機狀態指示燈閃爍或黃燈常亮，說明網絡數據包發生了堵塞，需要對同局域網中重復IP地址分配與否、或是局域網IP地址分割交叉與否進行檢查。若路由出現了故障，可以通過 MIB變量瀏覽器進行路由表、端口流量相關數據、計費相關數據、CPU溫度、負載及路由內存余量等相關數據地收集。作為局域網的血管，若其出現故障，將會直接影響網絡信息的順利流通。

2.1.3 網線連接

通常來說，使用較多的是雙絞線組網，若8根4對雙絞線連接不正確，將會直接影響網絡通訊的效果。根據10 Base-T 標準，第1和第2 根線、第3和第6根線是一對線，在一對線傳輸過程中，由于其線路雙絞，因而可以實現渦流的相互抵消，因而對數據信號的衰減過程具有延緩作用。若線路的使用不正確，就無法實現渦流的相互抵消，導致數據的傳輸距離及其傳輸速度大大降低。若雙方線序相同，說明其是接集線器的直聯線。若是1、3、2、6反接形式，說明是雙機直聯線。

2.2 無線網絡的構建與維護

2.2.1 無線網絡的構建

無線局域網主要包括了計算機、無線網卡、無線接入點（AP）以及其他相關設備，通常來說，較為常見的組成方式包括如下三種類型，即點對點型、點對多點型以及混合型三種類型。對于點對點型而言，其常用于需要聯網的兩個固定位置間，是無線聯網類型中最為常用的一種方式，通過此方式所構建的網絡具有傳輸距離遠、傳輸速率高、抗干擾能力較高的特點。對于點對多點型方式而言，其多用在一個中心點多個遠端點的情況下，其優點是網絡構建成本較低，維護較為簡便，設備調試較為容易等。缺點是由于使用了全向天線，因而波束的全向擴散導致功率衰減幅度較大，因而傳輸速率相對較低，遠距離傳輸效率低。對于混合型而言，其多用在網絡構建過程中具有遠距離點、近距離點以及存在建筑物或山脈阻擋的點。在此種網絡的構建過程中，綜合使用了前兩種方式，遠距離點可使用點對點方式，而近距離點則采用點對多點的方式，對于有阻擋的點采用的是中繼方式。

2.2.2 無線網絡的維護

若僅僅有一個接入點及一個客戶端出現連接問題時，可以很快找到出問題的那個客戶端。但是，對于大型無線網絡環境中，若有些用戶的網絡無法連接，而其他用戶卻沒有出現問題時，則很有可能是眾多接入點中的某一個或幾個出現了故障。通常來說，可以對網絡出問題的客戶端的物理位置進行檢查，這樣就可以大致判斷到底是哪個接入點出現了問題。若所有用戶的網絡都無法連接，可能是許多原因引起的。若網絡僅使用一個接入點，則說明此接入點的硬件有問題，或是配置出現錯誤。當然也可能是由于無線電的干擾太過強烈、或無線接入點同有線網絡之間的連接出現故障所引起。

計算機網絡構建技術是一項較為專業和系統的工作，需要從多方面綜合進行考慮，確保有線和無線連接的暢通，并做好維護工作，才能夠保證網絡構建的成功。

參考文獻

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【關鍵詞】 通信傳輸網絡 發展規劃 思路

引言

隨著通信技術的快速發展以及互聯網技術的普及，我國的電力通訊技術水平得到了有效的提升，在通信網絡傳輸方面取得了一定的進步和發展。盡管當前電力通訊傳輸網絡雖然已經比較完善，但是在網絡通訊傳輸過程中還是存在著一定的問題，這些問題對于電力通信網絡會產生重要的影響。

一、通信傳輸網絡發展不足之處

1.1結構比較單一

想要保證通信傳輸網絡的有效性，單一的傳輸方式使難以滿足的，所以，需要最少兩種的傳輸方式來保證網絡傳輸的順暢。當前通訊傳輸網絡使用的是光傳輸網絡方式（OTN）。這種方式中一共包含四種傳輸節點，這些節點的網絡結構分布比較多，傳輸網絡的機構也比較單一，這樣就會對于通信網絡的穩定運行造成一定的影響。

1.2存在著資源浪費的情況

當前，在我國通信網絡傳輸中，主要是使用STM-1通道保護鏈組成的，在現在的條件下，一般站點的資源是2M，但是在STM的環網站下，就會導致許多的站點資源處于空余的狀況，會存在著資源浪費的情況，這樣的問題對于電力通信運輸網絡的發展會產生一定的影響。這種資源浪費會導致通信傳輸網絡的發展受到影響，造成效率低下的問題。

1.3光纜老化，影響傳輸有效性

在通信網絡運輸過程中，電纜的材料主要以ADSS和OPGW為主，這種材料的腐蝕性比較強，電纜在被腐蝕后，想要保證其安全的運行，那么就需要更換電纜。但是，更換ADSS光纜的時候比較麻煩，這個過程比較繁瑣。需要全部替換腐蝕的電纜，如果遇到環形網格結構，那么就會造成維修難度大，浪費較多的人力和物力，這些問題會直接影響到通信傳輸網絡的健康發展。

二、優化通信傳輸網絡發展的策略

2.1開發軟件無線電技術

在通信傳輸網絡技術中，有一種軟件無線電技術，也被稱為SDR技術，其工作的原理是把寬帶模數變換器和數模變換器接近射頻天線，從而建設一個等模通用的硬件平臺，這樣就可以有效應用這個平臺接收發網絡的信號。SDR技術可以很好地模擬信號的數字化過程，使其起到天線接收信號的功能。軟件無線電技術可以利用寬帶無線通路的功能來強化自身的穩定性，從而使其符合OTN的工作頻段的安全性。@種技術可以結合通信用戶的實際需求來修改系統，從而滿足用戶利用其接收信號的需求，這樣就會有效推動通信網絡傳輸的發展。

2.2應用數字信號處理技術

在通信網絡技術中，數字信號技術的應用，可以通過轉化模擬的信息為數字信息，滿足用戶的個性化的需求，有效推動通信網絡傳輸技術的發展。同時，數字信號處理技術的抗干擾性能比較好，可以很好地保證傳輸信號運行的穩定性。其系統特性可以隨著傳輸信號的變化發生變化，并且具有很好的控制性，尤其是在出現問題進行修改的過程中，充分體現出了其優勢。數字信號處理技術也是一種微處理器，在通信傳輸網絡技術中應用比較廣泛，受到傳輸信號的影響比較小，運行的有效性比較高。

2.3采用全光網絡通信技術

全光網絡通信技術在通信傳輸網絡發展過程中扮演著重要的作用，其容量比較大，并且具有很好的靈活性。在全光網絡通信技術模式下，AON會根據不同的波長選擇路由，這樣就會形成對于通信傳輸碼率和數據格式的通明星。這種技術可以提供多種網絡協議，先對來說，對于接收端和發送端沒有過多的約束。

同時，為了能夠使光纖通信傳輸更好地滿足用戶入戶的要求，在光纖和同軸電纜混合中產生了一種新的模式，即HGF模式，這種模式可以實現雙向通信，很好地滿足了用戶的實際需求。

三、結語

綜上所述，隨著互聯網和科學技術的發展，電力通信傳輸網絡技術迎來了比較好的發展前景。電力通訊傳輸網絡技術憑借其使用性能和諸多優勢，得到了社會的廣泛關注。但是，在實際的應用過程中，還是存在著諸多的問題，這些問題對于電力通信傳輸的發展有著嚴重的影響。

因此，這就需要不斷優化和完善其中存在的問題，保證通信運輸的穩定性。通過對于電力通信網絡傳輸進行系統優化，可以在提升穩定性的同時，還能夠為電力通信技術的長遠發展奠定基礎。

參 考 文 獻

篇10

關鍵詞：計算機；城域網；無線網絡技術

作者簡介：袁金堂（1983-），男，江蘇連云港，本科，助理講師；研究方向：計算機網絡，軟件開發

無線網絡技術極大地改變了人們的生活娛樂方式，使人們擺脫了網線的束縛，應用智能終端在無線網絡的輻射范圍內能夠輕松實現網絡連接。雖然無線技術也面臨著安全性差、通信距離有限的問題，但是隨著網絡技術的不斷發展，無線網絡技術正在逐漸打破距離的束縛，在城域網絡的連接中也得到了應用。

1計算機無線網絡

1.1概述

無線城域網絡是以電磁波作為信號傳輸介質的一種網絡傳輸形式，無需借助網線實現通信，無線網絡傳輸在數據傳輸速度方面和有線網絡相比有著明顯的優勢。現階段，城域網無線網絡傳輸速度已經能夠達到300Mbps，個別網絡數據通訊速度要求較高的區域采用雙數據流方案，傳輸速度甚至達到450Mbps，能夠實現2km以內的高效傳輸，是城際網絡通訊的關鍵技術，改善了有線網絡數據傳輸速率有限、線路維護工作量大的情況。

1.2計算機無線網絡在城域網絡通訊中應用的顯著優勢

1.2.1安裝施工方便

有線網絡通訊實現城域網絡連接，網絡線路的施工安裝比較復雜，工作量很大，為了保護線路，往往需要將線路布置在地下，存在穿墻鑿壁、路面開挖施工的情況，要求有十分精密的施工設計方案，施工中還面臨著各種現場因素的影響，如果城市之間距離較遠，需要很長的網絡架設時間。相比之下，無線網絡通訊無需架設線路，有效減少地面施工工作量，為移動計算機計算機用戶提供接入網絡的AP節點就能夠實現范圍內的網絡連接，安裝工作簡便，工程量小，并且網絡傳輸效率高，帶寬大。

1.2.2線路建設方案更加靈活

一般情況下，有線網絡安裝范圍就是網絡通信覆蓋的范圍，輻射性弱，線路網絡傳輸效率和輻射效果不好。一般而言，網絡建設都是根據數據接收點的分布情況進行設計施工的，網絡線路架設完畢之后進行轉移十分復雜，難以適應數據接收點的流動性。無線網絡通訊有著更好的數據覆蓋范圍，在有效傳輸范圍內全部具有無線收發功能的接收點都能夠實現數據連通，對數據接收點變動的適應性強，重復建設工序簡單，有著更高的靈活性。

1.2.3更高的經濟性優勢

由于有線網絡建設過程中面臨著多方面的約束，方案調整比較困難，所以網絡線路設計過程中，設計者考慮到降低重復建設的資源消耗，設計中往往都采用了冗余方案，布置了偏多于需求的信號接收點，增加了線路建設的成本，線路運行的效率更低，而無線城域網絡實現了接收點附近區域的范圍覆蓋，信號接收點不再限制區域內信號接收設備數量，網絡資源配置更加合理，同時便于網絡后期改造工作，提高了網絡傳輸的整體運行效率，經濟性更強。

2無線城域網絡關鍵技術

2.1網狀體系結構

這是城域無線網絡中最為顯著的特征，明確定義了MAC層業務與消息規范，特殊的網絡結構能夠根據網絡內實際傳輸狀態實現2個節點之間單線路或多線路蜂窩連接，網絡傳輸效率更加出色，而且物理層定義遵循標準規范，獲得了更好的兼容性能。

2.2多載波調制

無線城域網絡能夠根據環境變化完成載波形式的自適應調節。在無線城域網絡傳輸中，選用了單載波方式、2048載波正交頻分多址分配和256載波正交頻分復用3種載波調制形式的自適應調整方案，使用單相載波形式處理特殊需求，256載波正交頻分復用載波調制形式進行信號在256個子載波上的調試，大幅度提升了數據傳輸速度，同時改善了無線信號傳輸抗多徑衰落和時延擴展性能，2048載波正交頻分多址分配則用于實現多用戶復接和分接頭，能夠滿足一對多的通信需求，網絡傳輸環境和傳輸需求發生變化時，根據自適應編碼，無線城域網絡能實現3種載波調制方式的無縫轉換，確保網絡始終在最佳調制方式下運行。

2.3更合理的帶寬分配與更安全的通信協議

無線城域網絡支持QoS，在MAV\C層中設置了面向連接傳輸機制，根據網絡數據傳輸要求與標準控制策略進行數據傳輸與帶寬分配控制，控制語音需求與視頻需求在最低時延之內。與此同時，無線城域網絡和開放性無線局域網之間有著明顯的不同，尤其是在商用通信方面，無線城域通訊網絡采用了加密子層技術，給出了無線接口認證、密鑰交換、封裝協議的明確技術規范，確保無線數據在傳輸過程中不會為其他接入無線網絡的用戶繞過權限直接訪問，提高了無線網絡數據傳輸的安全性。

3城域無線網絡建設

3.1無線橋接方案

城際無線網絡室外無線網橋是無線射頻技術和有線網橋技術的有效結合，通過無線網橋，能夠將有數10km距離的2個局域網絡連接起來，形成大規模的城域網絡系統，最基礎的無線網橋是將網橋以太網端口接在局域網集線器或者交換機上，信號發射端口和天線連接，應用無線網絡大幅度擴大有線網橋的覆蓋范圍。常見的無線橋接方案主要有3種，無線城域無線網絡的建設應該根據對傳輸數據量的需求、傳輸距離以及建設投入情況等方面綜合考慮，合理選擇。

3.1.1點對點

點對多點傳輸無線網橋結構形式如圖1所示。該方案用于實現2個固定單位之間的連接，是無線聯網最常見的方式，點對點傳輸的優勢在于有著更遠的傳輸距離和傳輸速率，且對外部環境干擾的影響抗性較強，但是網絡連接僅局限在兩點之間，網絡傳輸的輻射性覆蓋性差。

3.1.2點對多點

點對多點傳輸無線網橋結構形式如圖2所示。這種傳輸方案中設置了1個中心點，其他點都通過和該中心點建立連接來訪問外網，這種傳輸方案有效降低了網絡建設的成本，維護工作也相對簡單，但是由于該網絡需要在中心點設置全向天線，因此信號的功率下降，網絡傳輸速率下降，傳輸距離縮短，遠端設備網絡傳輸穩定性差，且整個網絡都通過一個中心點連接外網，該設備損壞將會導致所有區域內設備網絡中斷，而且如果網絡中遠端設備受到干擾，調整了中心點的傳輸頻率，那么整個區域內網絡設備都需要調整頻率，更換頻率十分麻煩。

3.1.3混合型

這種網絡傳輸形式適用于傳輸線路上傳輸點距離有遠有近或者傳輸點之間有建筑物和山脈阻隔的情況，根據網絡傳輸性能的具體需求選擇合適的網橋結構形式，遠距離采用點對點闡述，近距離形成點對多點網橋結構，傳輸點之間有阻隔可建設中繼點。

3.2系統設計

城域無線網絡一般用于城市城域網絡的建設，以及市內有線網絡難以連接區域和城域網絡之間的連通，通過無線橋接的形式，連接不同單位和部門局域網，大幅度提升原有有線網絡輻射范圍，為有線通信實現困難的小部分用戶提供靈活的無線網絡接入。一般情況下，對于有線網絡難以連通的區域，往往用戶分布比較分散，距離較遠，或者用戶之間地形復雜，有多種障礙物，或者建筑物密集，有線方式布線施工比較困難，因此才需要通過無線橋接的形式將原有的局域網絡連接起來。對于用于密集的建筑，采用DDN或者光纖入戶的方式建設周期較長，也可以采用無線連接的形式，安裝方便，建筑結構和空間形式不會對無線網絡傳輸造成影響，解決了這些地區網絡布線困難的問題。設計無線建設方案首先確認網絡聯通速率，根據網絡用戶對網絡傳輸帶寬的實際需求，選擇合適的連通速率，一般情況下工作單位都要求較高的數據信號傳輸速率，所以對于工作單位可以設置300Mbps的寬帶，準備有線網橋和無線網絡之間連接需要的橋接器，要在網絡設備上設置必要的避雷器，保護網絡設備不被瞬間高電壓造成破壞。網絡橋接器布置在建筑內部，避雷針安裝在建筑物頂部，設置2個網絡橋接器，同時實現城市網絡與工作單位和城市網絡與居民區局域網之間的連接。在實際安裝過程中，在居民分布密集的區域盡量采用點對多點的無線網絡結構，這樣網絡橋接器安裝在網絡中心點即可，無需逐個安裝在建筑物內部，節省了網絡設備，但是網絡橋接器要選擇功率較大的，使之滿足網絡流通率要求。

4結語

無線網絡技術不斷成熟，在城域網絡通信中的應用能夠實現有線網絡建設困難區域的網絡連通，有效降低網絡傳輸成本，獲得更好的傳輸效率，但是無線網絡存在著易受干擾、遠端信號微弱等問題，相信隨著技術的不斷完善，這些問題將會得到有效解決，無線網絡技術將在城域網絡連接中得到更廣泛的應用。

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