網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用研究

馬 牮

（杭州市公安局 西湖名勝風(fēng)景區(qū)分局，浙江 杭州 310003）

0 引 言

近年來，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，通信技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信等設(shè)備對信息進(jìn)行收集、存儲(chǔ)以及傳輸?shù)募夹g(shù)[1]。在現(xiàn)實(shí)生活中，利用通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)將各種數(shù)據(jù)資源進(jìn)行最大程度的共享和傳輸，其基本要素包括通信介質(zhì)、通信模塊以及數(shù)據(jù)通信3個(gè)部分。通信技術(shù)的發(fā)展使得人們的生產(chǎn)生活更加便利，利用通信技術(shù)建立起的連接，結(jié)合各種智能設(shè)備，使人們即使遠(yuǎn)隔萬里也可以實(shí)現(xiàn)面對面交流，如常見的視頻聊天和視頻會(huì)議等。當(dāng)前，我國已經(jīng)建立起相對完善的通信基礎(chǔ)設(shè)施，手機(jī)和平板電腦的普及使得通信技術(shù)發(fā)揮的作用越來越重要，同時(shí)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展也進(jìn)一步推動(dòng)了通信技術(shù)的發(fā)展，使得通信質(zhì)量更加優(yōu)良。本文對網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用開展分析和研究，詳細(xì)分析各種典型的通信技術(shù)及其在社會(huì)生活各領(lǐng)域的代表性應(yīng)用，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)領(lǐng)域研究人員提供參考和借鑒。

1 常見網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)分析

常見的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)通常包括IP網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、無線通信技術(shù)以及射頻識別技術(shù)等。

1.1 IP網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

IP網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是目前應(yīng)用較為廣泛的通信技術(shù)，通常可分為兩類，一類是利用互聯(lián)網(wǎng)傳輸信息，即常見的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由主機(jī)、網(wǎng)關(guān)以及路由器等設(shè)備構(gòu)成，用戶利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以相互傳遞文本、圖像、視頻以及語音等各種信息，常見的應(yīng)用包括各種分布式管理系統(tǒng)和各種社交軟件等。另一類是利用互聯(lián)網(wǎng)傳輸語音信息，這種傳輸方式與傳統(tǒng)的通信技術(shù)相比費(fèi)用較低，使得IP網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)普及速度較快。IP電話是其中的典型應(yīng)用之一，通常由電話機(jī)、網(wǎng)關(guān)以及網(wǎng)絡(luò)管理者等組成，電話機(jī)是通信終端，網(wǎng)關(guān)包括互聯(lián)網(wǎng)和電話網(wǎng)等之間的網(wǎng)絡(luò)接口，能夠?qū)鬏數(shù)恼Z音信號進(jìn)行壓縮、尋址以及呼叫控制，網(wǎng)絡(luò)管理者主要是維護(hù)和管理整個(gè)通信過程，記錄通信過程中的通信時(shí)長和通信地址等，為用戶的通信收費(fèi)提供依據(jù)[2]。

1.2 無線通信技術(shù)

無線通信技術(shù)包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、短波通信技術(shù)以及衛(wèi)星通信技術(shù)等。其中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)利用分布式的傳感器節(jié)點(diǎn)，結(jié)合無線通信方式構(gòu)建的自組織網(wǎng)絡(luò)，收集和感知傳感器分布范圍內(nèi)的環(huán)境或特定對象的信息，然后通過自組織網(wǎng)絡(luò)將信息發(fā)送到特定接收端。利用傳感器網(wǎng)絡(luò)可以感知特定區(qū)域的電壓、溫度以及壓力等，典型的應(yīng)用如高鐵沿線的環(huán)境監(jiān)測[3]。短波通信技術(shù)是在指定的頻率上發(fā)射電磁信號，利用電離層對電磁信號進(jìn)行反射和折射，在發(fā)射端和接收端傳遞信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)超視距通信的技術(shù)，但短波通信技術(shù)傳輸信息質(zhì)量對環(huán)境依賴較大，因此信息傳輸質(zhì)量不高。目前，短波通信在民用領(lǐng)域應(yīng)用較少，在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛，如飛機(jī)和艦船之間的通信等。衛(wèi)星通信技術(shù)是目前應(yīng)用較為廣泛的通信技術(shù)，是利用人造衛(wèi)星作為中繼站對無線信號進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的通信方式，具有傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋范圍廣、傳輸質(zhì)量高以及傳輸延遲小等特點(diǎn)，典型應(yīng)用如導(dǎo)航定位系統(tǒng)和衛(wèi)星電話等。

1.3 射頻識別技術(shù)

射頻識別技術(shù)是一種近距離無線通信技術(shù)，其特點(diǎn)是不需要電池，發(fā)送方和接收方不需要直接接觸，且由于這種通信技術(shù)具有密碼的唯一性特點(diǎn)，因此具有較高的安全性，使用期限也較長。這些特點(diǎn)使得射頻識別技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，如門禁系統(tǒng)、物品追蹤以及用戶身份識別等。射頻識別技術(shù)通常有Reader和Transponder兩個(gè)部分構(gòu)成，工作時(shí)Reader在設(shè)定的頻率上發(fā)送無線電磁波，Transponder在接收到Reader發(fā)送的電磁波后，將ID Code發(fā)送給Reader，Reader接收到ID Code信息通過驗(yàn)證后再執(zhí)行后續(xù)的操作。

2 現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用分析

現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用范圍較為廣泛，本文主要從電力系統(tǒng)、企業(yè)、航海導(dǎo)航以及通信電源集中監(jiān)控等方面詳細(xì)分析現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用情況。

2.1 現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

電力系統(tǒng)是維持企業(yè)正常運(yùn)行和人們?nèi)粘Ｉ畹幕A(chǔ)設(shè)施，而通信技術(shù)是支持電力系統(tǒng)正常工作的基本技術(shù)。目前，現(xiàn)代通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮了重要作用，應(yīng)用時(shí)間較長，且電力技術(shù)和通信技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，技術(shù)契合度已相對成熟。在電力系統(tǒng)中的通信技術(shù)中，應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)是PLC通信技術(shù)。PLC通信技術(shù)將電力線路作為通信的介質(zhì)和載體進(jìn)行通信，具有使用方便和通信覆蓋范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，且同時(shí)可以提供實(shí)時(shí)在線功能[4]。PLC通信技術(shù)在實(shí)際工作中的基本流程可以分成信息數(shù)據(jù)發(fā)送和信號接收兩個(gè)階段，在信息數(shù)據(jù)發(fā)送階段，首先設(shè)定信號傳輸?shù)耐ㄐ蓬l段，其次根據(jù)信道特性，利用相關(guān)的信號調(diào)制技術(shù)對傳輸?shù)男盘栠M(jìn)行調(diào)制處理，將信號調(diào)制成適合在信道中傳輸?shù)男盘栴愋停詈罄冒l(fā)送設(shè)備將信號發(fā)送給接收端。在信號接收階段，接收設(shè)備首先采用濾波技術(shù)處理接收到的信號，然后利用相應(yīng)的解調(diào)設(shè)備將調(diào)制信號還原成原始信號。在整個(gè)通信過程中，發(fā)送端發(fā)送的信號經(jīng)過調(diào)制處理利用電力線路傳輸給接收端，較為常見的調(diào)制技術(shù)是正交頻分復(fù)用技術(shù)（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFMD），可利用頻分技術(shù)使數(shù)據(jù)在信道中實(shí)現(xiàn)并行高速傳輸。與其他的調(diào)制技術(shù)相比，該技術(shù)具有較好的抗多徑衰弱能力，且能夠同時(shí)支持多用戶接入使用。

2.2 現(xiàn)代通信技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用

目前，企業(yè)的正常運(yùn)行已經(jīng)離不開以通信技術(shù)作為基本支撐技術(shù)的信息基礎(chǔ)設(shè)施。通信技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在信息化管理方面，利用通信技術(shù)中的TCP/IP套接字技術(shù)，企業(yè)可以高效并及時(shí)處理運(yùn)行過程中出現(xiàn)的各類問題，同時(shí)TCP/IP套接字技術(shù)還可在企業(yè)的不同終端機(jī)、服務(wù)器以及不同的網(wǎng)絡(luò)之間建立連接，為企業(yè)員工提供交互性良好的軟件界面，形成不同主機(jī)之間的互相通信終端節(jié)點(diǎn)[5]。企業(yè)的數(shù)據(jù)共享平臺是通信技術(shù)的典型應(yīng)用，對大中型企業(yè)來說，不同部門或不同地理位置的分店之間的數(shù)據(jù)共享均需要利用通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)。利用撥號連接的方式可以保存和傳輸分布在不同位置的客戶端的數(shù)據(jù)，在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，TCP/IP套接字處理和提取服務(wù)器中的數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)在本地服務(wù)器中，然后采用撥號連接的方式將數(shù)據(jù)發(fā)送到各個(gè)終端設(shè)備。

2.3 現(xiàn)代通信技術(shù)在航海導(dǎo)航中的應(yīng)用

航海中的導(dǎo)航服務(wù)也是現(xiàn)代通信技術(shù)的典型應(yīng)用。船只在海洋中選擇航行方向時(shí)通常難以找到參照物，如果沒有通信技術(shù)提供導(dǎo)航服務(wù)，極易迷失方向甚至出現(xiàn)嚴(yán)重事故。同時(shí)對救援船只來說，如果未配備精確的導(dǎo)航系統(tǒng)，將難以精確定位出現(xiàn)事故船只的位置，從而導(dǎo)致救援工作無法有效開展，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失或人員傷亡。當(dāng)前大部分船只均配備了導(dǎo)航定位系統(tǒng)，可提供精確的定位服務(wù)，也能夠與其他的船只之間交換數(shù)據(jù)，在民用領(lǐng)域可為航行導(dǎo)航和海上救援提供技術(shù)支持，在軍用領(lǐng)域也可提高艦只的航行作戰(zhàn)能力。傳統(tǒng)的船只導(dǎo)航系統(tǒng)大多采用串行接口進(jìn)行通信和傳輸數(shù)據(jù)，連接方式往往較為簡單，雖然能夠提供數(shù)據(jù)傳輸和保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕菙?shù)據(jù)傳輸速度較慢，難以滿足現(xiàn)階段實(shí)際應(yīng)用需求。為此，我國新型船采用先進(jìn)的控制器局域網(wǎng)絡(luò)（Controller Area Network，CAN）總線通信技術(shù)，這種技術(shù)具有信息傳輸距離遠(yuǎn)且傳輸速度快的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)對傳輸數(shù)據(jù)的利用率較高，前期需投入的成本較低。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可融合使用CAN總線通信技術(shù)與常見的以太網(wǎng)和串口等技術(shù)，共同構(gòu)成性能先進(jìn)的通信系統(tǒng)，既能夠發(fā)揮不同技術(shù)的優(yōu)勢，同時(shí)又彌補(bǔ)了各種技術(shù)本身存在的短板和缺陷。

2.4 現(xiàn)代通信技術(shù)在通信電源集中監(jiān)控中的應(yīng)用

通信電源集中監(jiān)控是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的典型場景。通信站通常分布在不同的地理位置，通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)能夠監(jiān)控和管理分布在不同位置的電源設(shè)備，實(shí)時(shí)掌握運(yùn)行參數(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)故障可以及時(shí)處理。通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)中，通常利用TCP/IP協(xié)議作為通信組網(wǎng)協(xié)議，可提供網(wǎng)絡(luò)虛電路服務(wù)，保證各種數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。當(dāng)前大多數(shù)電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的每一個(gè)中心通常采用多串口卡的方式進(jìn)行連接，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失和響應(yīng)延遲，而利用TCP/IP協(xié)議可以避免通信數(shù)據(jù)損壞、分組信息丟失以及信息傳輸混亂等問題，還可以解決網(wǎng)絡(luò)擁塞等難題。采用客戶機(jī)/服務(wù)器模式或?qū)Φ染W(wǎng)模式構(gòu)建的電源集中監(jiān)控系統(tǒng)，不僅可以利用文件傳輸協(xié)議（File Transfer Protocol，F(xiàn)TP）傳輸設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目旖菪院桶踩裕€可以利用超文本傳輸協(xié)議（HyperText Transfer Protocol，HTTP）技術(shù)為用戶提供萬維網(wǎng)瀏覽。超文本傳輸協(xié)議可以將文件以超文本標(biāo)記語言（HyperText Markup Language，HTML）的方式進(jìn)行編碼，然后傳輸?shù)饺魏温?lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上。此外，電源集中監(jiān)控系統(tǒng)通常也為用戶提供Web瀏覽功能，使得電源集中監(jiān)控系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展。

3 結(jié) 論

網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了社會(huì)的不斷進(jìn)步，通過利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了社會(huì)的各個(gè)行業(yè)的數(shù)據(jù)交換和共享，促進(jìn)了人們之間的溝通和交流，而且具有實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍越來越廣。隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步和人們需求的不斷提高，還需要進(jìn)一步研究網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中，研究人員需要投入較大的人力物力，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，探索各種創(chuàng)新方法，從而完善和提高網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。