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网络信息传输的基本原理范文1
关键词：网络编码； 构造算法； 多项式时间算法； 随机网络编码
中图分类号：TN915-34文献标识码：A文章编号：1004-373X(2011)19-0011-04
Research on Construction Algorithm of Network Coding
CHEN Hai-yong1, ZHU Shi-bing2, LI Chang-qing3
(1.Department of Postgraduate, Institute of Command & Technology of Equipment, Beijing 101416, China;
2. Department of Training, Institute of Command & Technology of Equipment, Beijing 101416, China;
3.Department of The Informational Equipment, Institute of Command & Technology of Equipment, Beijing 101416, China)
Abstract： Network coding is an important breakthrough of the information transmission technology in communication network, whose main idea is using the intelligentized function of router and encoding the transmit information by the intermediate node of network to improve the efficiency of network transmission. An example about "papilionaceous net" is proposed to analyze the basic theory of network coding, the basic construction algorithm, advantages and shortages of network coding are summarized, and the further development direction of this algorithm is discussed.
Keywords： network coding; construction algorithm; multinomial time algorithm; random network coding
收稿日期：2011-04-11
0 引 言
在传统的通信网络及信息传输过程中，中间节点都只是完成简单的存储转发功能。2000年，R Ahlswede等人在IEEE Transactions on Information Theory上发表了论文《Network Information Flow》，第一次提出了“网络编码”这一概念，论文证明了在单信源组播网络中，使用网络编码可以达到信息传输的最大流界，并通过蝴蝶网络的例子说明传统路由无法实现最高的传输效率［1］。这篇文章是网络编码理论发展的开端。
网络编码是一种基于网络层的编码技术，核心思想就是尽量利用路由器的智能化功能，将传统的路由器中对数据包先接收再转发的处理模式提升到允许对接收到的数据包进行组合、编码等一系列的智能化处理，然后再转发出去［2］。
1 网络编码的基本原理
在研究网络编码的过程中，为了能够给大家一个直观的印象，能够更深入地了解网络编码的概念，下面将通过著名的“蝶形网络”进行分析。假定有一个(如图1所示)通信网络，它拥有单个信源和2个接收节点，假设每条链路都无时延和无差错，且信道容量为1，即单位时间内可以传输一个单位信息量(例如1 b)。图中，S是信源节点；Y和Z是信宿节点；T,U,W,X是中间节点。源节点S要同时向两个信宿节点Y和Z发送组播信息。根据图论的“最大流最小割”定理，该多播的最大理论传输容量为2，即理论上信宿Y和Z能够同时收到信源S发出的2个单位的信息，也就是说能同时收到b1和b2。
图1 “单信源二信宿”蝴蝶网络如果是传统的信息传输方式，如图1(a)所示，链路STTY和STTWWXXZ传送b1，链路SUUZ，和SUUWWXXY传送b2，信道容量为1的要求约束了链路WX，使得链路WX无法同时传输b1和b2。b1和b2传输到节点W时，若WX传输b1，则b2需要等待b1传输完毕才能传输，所以在单位时间内，信宿Y获得两个b1，信宿Z获得b1和b2，该方式不能够实现最大传输容量。如果应用网络编码的思想，则如图1(b)所示，令节点W为编码节点，b1和b2传输到节点W时，W对接收到的b1和b2进行编码，压缩传输信息流，从而，使得链路STTY和SUUZ分别给信宿Y和Z传输b1和b2，链路WXXY和WXXZ给信宿Y和Z传输b1b2，Y收到b1和b1b2后，通过译码操作b1(b1b2)就能解出b2，因此，信宿Y同时收到了b1和b2。同理，信宿Z也同时收到b1(通过译码操作b2(b1b2))和b2，由此，基于网络编码思想的传输方式能够实现理论上的最大传输容量。
在无环有向网络中，只要存在链路瓶颈，就可以利用网络编码来提高其信息传输吞吐量。因此，在利用网络编码思想时，应该寻找链路瓶颈，选择适宜的网络编码节点，应用相关的网络编码构造算法，从而实现理论上网络组播的最大传输容量。
2 网络编码构造算法
为了便于理解，在介绍网络编码构造算法之前，先给出以下两个定义：
定义1：全局编码向量
如图2所示，设X=［x1,x2…,xn］为信源S输出的n维信息流向量;Zj为第j条链路上传输的信息流向量;Zj为第j条链路上传输信息流中关于信源输出信息流向量的系数，则Zj=ξjXT，则ξTj称为第j条链路的全局编码向量。
定义2：系统转移矩阵
网络信息传输的基本原理范文2
Abstract: The Digital TV STB basic working principle is discussed and its technical principles are analyzed,with the discussion on the structure of digital TV STB middleware.
关键词:数字电视机顶盒;基本原理;技术;中间件
Key words: digital TV set-top box;the basic principle;technology;middleware
中图分类号:TN94 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)24-0232-01
1数字电视机顶盒的基本工作原理
机顶盒是一种普遍应用在广播电视领域的信号转换系统。由于功能和用途不同,机顶盒有早期的如增补频道机顶盒、图文电视机顶盒、付费电视机顶盒等。随着数字电视广播的迅速发展,目前主要应用的是接收数字电视的机顶盒。根据传输媒体的不同,数字电视机顶盒又分为三种,即数字卫星机顶盒、地面数字电视机顶盒和有线数字电视机顶盒,其中有线电视数字机顶盒应用较为广泛。
有线电视数字电视机顶盒接收数字电视节目、处理数据业务和完成多种应用的解析。信源在进入有线电视网络前完成两级编码,一是传输用的信道编码,另一级是音视频信号的信源编码和所有信源封装成传输流。与前端相应,接收端机顶盒首先从传输层提取信道编码信号,完成信道解调;其次是还原压缩的信源编码信号,恢复原始音视频流,同时完成数据业务和多种应用的接收、解析。有线数字电视机顶盒由机顶盒出高频头、信道解调器、信源解复用器、MPEG-2解码器、视频编码器、音频D/A、嵌入式CPU系统和接口、条件接收模块等组成。具有交互功能的机顶盒则需回传通道。高频头接收来自有线网的高频信号,通过QAM解调器完成信道解码,从载波中分离出包含音视频和其它数据信息的传送流(TS)。传送流中一般包含多个音视频流及一些数据信息。解复用器则用来区分不同的节目,提取相应的音视频流和数据流,送入MPEG-2解码器和相应的解析软件,完成数字信息的还原。对于付费电视,条件接收模块对音视频流实施解扰,并采用含有识别用户和进行记账功能的智能卡,保证合法用户正常收看。MPEG-2解码器完成音视频信号的解压缩,经视频编码器和音频D/A变换,还原出模拟音视频信号,在常规彩色电视机上显示高质量图像。
2数字电视机顶盒的技术原理
数字电视机顶盒所涉及到的技术主要有以下几种:
2.1 信道解码数字电视机顶盒中的信道解码电路相当于模拟电视机中的高频头和中频放大器。在数字电视机顶盒中,高频头是必须的,不过调谐范围包含卫星频道,地面电视接收频道,有线电视增补频道。
2.2 信源解码模拟信号数字化后,信息量激增,必须采用相应的数据压缩标准。数字电视广播采用MPEG-2视频压缩标准,适用多种清晰度图像质量。音频目前则有AC-3和MPEG-2两种标准。信源解码器必须适应不同编码策略,正确还原原始音视频数据。
2.3 上行数据的调制编码开展交互式应用,需要考虑上行数据的调制编码间题。目前普遍采用的有三种方式,采用电话线传送上行数据,采用以太网卡传送上行数据和通过有线网络传送上行数据。
2.4 嵌入式CPU嵌入式CPU是数字电视机顶盒的心脏,当数据完成信道解码以后,首先要解复用,把传输流分成视频、音频,使视频、音频和数据分离开,在数字电视机顶盒专用的CPU中集成了32个以上可编程PID滤波器。CPU是嵌入式操作系统的运行平台,它要和操作系统一起完成网络管理、显示管理、有条件接收管理、图文电视解码、数据解码、OSD、视频信号的上下变换等功能。
2.5 MPEG-2解码目前实用的视频数字处理技术基本上是建立在MPEG-2技术基础上,MPEG-2是包括从网络传输到高清晰度电视的全部规范。MPEG-2解压缩电路包含视频,音频解压缩和其它功能。在视频处理上要完成主画面,子画面解码,最好具有分层解码功能。图文电视可用APHA迭显功能选加在主画面上,这就要求解码器能同时解调主画面图像和图文电视数据,要有很高的速度和处理能力。
2.6 机顶盒软件电视数字化后,数字电视技术中软件技术占有更为重要的位置。除了音视频的解码由硬件实现外,包括电视内容的重现、操作界面的实现、数据广播业务的实现,直至机顶盒和个人计算机的互联以及和因特网的互联都需要由软件来实现。
2.7 显示技术电视采用低帧频的隔行扫描方式,当显示图形和文字时,亮度信号存在背景闪烁,水平直线存在行间闪烁。如果把逐行扫描的计算机图文转换到电视机上,水平边沿就会仅出现在奇场或偶场,屏显时间接近人眼的视觉暂留,会产生厉害的边缘闪烁现象,因而要用电视机上网,必须要补救电视机显示的缺陷。目前主要采用两种方法进行改进,一种是抗闪烁滤波器,另一种方法是把隔行扫描变成逐行扫描,并适当提高帧频。
2.8 加解扰技术该技术用于对数字节目进行加密和解密。其基本原理是采用加扰控制字加密传输的方法,用户端利用IC卡解密。在MPEG传输流中,与控制字传输相关的有授权控制信息和授权管理信息。由业务密钥加密处理后的控制字在授权控制信息中传送,其中包括节目来源、时间、内容分类和节目价格等节目信息。对控制字加密的业务密钥在授权管理信息中传送,并且业务密钥在传送前要经过用户个人分配密钥的加密处理。授权管理信息中还包括地址,用户授权信息,如用户可以看的节目或时间段、用户付的收视费等。
3数字电视机顶盒中间件结构
随着数字电视市场的逐渐成熟和作为接收终端的机顶盒的迅速发展,利用机顶盒实现增强型和交互型的电视服务,如电子节目菜单、视频点播、网络浏览等业务,成为机顶盒软件开发的主要任务,中间件产品应时而生。
一个完整的数字机顶盒由三层组成:底层软硬件资源、中间件和应用软件。底层软硬件资源包括硬件和底层软件,硬件提供机顶盒的硬件平台,软件提供操作系统内核以及各种硬件驱动程序。应用软件包括本机存储的应用和可下载的应用。中间件是一种以API(应用程序接口)的形式将机顶盒的基本、通用功能提供给机顶盒生产厂家,存储在机顶盒的闪存中,将应用程序与底层的操作系统、硬件细节隔离开来,使应用不依赖其体的硬件平台而完成用户请求的软件环境。
参考文献:
[1]崔海龙.浅析图文电视和电视数据广播系统的基本原理[J].有限电视技术,2002(16).
网络信息传输的基本原理范文3
关键词：CORS；基本原理；应用
CORS是利用卫星导航定位（GNSS）、计算机、数据通信和互联网络（LAN/WAN）等技术，在一个城市、一个地区或一个国家根据需求按一定距离建立长年连续运行的若干个固定GNSS参考站的网络系统。随着GPS技术的飞速进步和应用的普及，它在测量中的作用已越来越重要。
1 CORS基本原理
1.1 CORS的系统原理
CORS技术就是利用地面布设的一个或多个基准站组成GPS连续运行参考站（CORS），综合利用各个基站的观测信息，通过建立精确的误差修正模型，实时发送RTCM差分改正数来修正用户的观测值精度，在更大范围内实现移动用户的高精度导航定位服务。
1.2 CORS的分类
CORS系统按照提供服务的区域和级别划分，可以分为国家级连续运行参考站网、省区级参考站网、城市级参考站网和临时参考站网等。
国家级连续运行参考站网用于维持和更新国家地心坐标参考框架的GPS连续运行参考站网，是国家经济建设、国防建设的基础设施，用于为开展全国范围内的高精度定位、导航工程建设和科学研究服务。省区级的CORS，省区级参考站网是指在全省（区）范围内构建CORS网络，实现为全省各个单位提供各种多元化的实时或事后空间定位服务以及其他GPS相关服务，服务范围覆盖全省区，一般由若干个城市级CORS组成；城市级参考站网，是指在一个城市范围内建设的CORS，主要为城市建设和规划提供服务，目前，我国大多数已经建成的CORS都是城市级CORS；临时参考站网多用于小范围工程施工测量、建筑物变形监测等领域，一般要求实时或近实时地提供优于厘米级的定位服务。
1.3 CORS系统组成
①参考网子系统（RSS），由卫星信号的捕捉、跟踪、采集与传输和设备完好性监测；
②系统控制中心（SMS），数据的分流与处理、系统管理与维护；服务生成与用户管理；③ 数据通信子系统（DCS），主要的工作内容是把参考站GNSS观测数据传输至系统控制中心并把系统差分信息或定制的原始观测数据传输至用户或输给精密处理用户；④数据中心（UDC），实时网络独立主辅站改正数解算，自动单元生成以及GNSS原始观测数据定制抽取转换；⑤用户应用子系统（UAS），按照用户需求进行不同精度定位。
1.4 CORS系统优势
CORS网络RTK与传统的RTK作业方式相比，优势主要体现在：（1）用户不需要架设参考站，真正实现单机作业，减少费用（2）改进了初始化时间，扩大了有效工作的范围；（3）采用连续基站，可以随时观测，提高了工作效率；（4）拥有完善的数据监控系统，由于消除或削弱各种系统误差的影响，可获得较高精度和高可靠性的测量成果。
网络信息传输的基本原理范文4
关键词：物联网；高职；建设思路；课程体系
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）35-8464-02
2009年8月7日，国务院总理来到中科院无锡高新传感网工程技术研发中心考察并发表重要讲话后，“物联网”这一概念在中国迅速走红。各地相继成立了各种与物联网有关的组织，目前在中国，物联网已经被提升到国家战略。
物联网是通过RFID、无线传感器、GPS等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行通讯和信息交换，以实现智能化识别、监控、定位、管理的一种网络。简单地说，物联网是指把世界上所有的物体都联接到互联网上，形成“物联网”。
1 物联网技术
目前，物联网公认为有三个层次，最底层是感知层，这里的感知主要就是指系统信息的采集，包括把物品通过射频识别（RFID）、一维、二维条码、传感器、红外感应器、GPS等信息传感装置自动采集到与物品相关的信息；第二层是网络层，它是物联网的网络传输平台，建立在现有的移动通讯网、互联网和其他专网的基础上，将从底层获取的数据传输出去；最上面则是应用层，将所获得的数据进行分析、处理，完成物联网的“收集―传输―处理”三个步骤。
2 专业方向与课程体系
从技术上来分析，物联网所涉及的核心技术有传感器技术、RFID技术、无线网络技术、云计算技术等， 这些技术覆盖面广，从专业建设的角度来说不可能全部涉及，要有专业的定位。从物联网的主要应用来看物联网专业至少可以有以下几个方向：
2.1物联网工程方向
1）培养目标：面向物联网产业，服务区域与地方经济发展，培养具有扎实的专业理论基础知识、较强的实践能力、良好的团队协作能力，具有可持续发展能力与创新精神，掌握物联网基本知识和基本原理，具备物联网组建、管理、维护、应用，物联网设备营销与技术支持等能力的高素质技能型人才。
2）专业核心能力：物联网组网方案拟定及物联网组建能力；物联网工程施工组织及实施能力；网络设备配置与调试能力；物联网管理与维护及保障网络系统安全运行的能力；网络系统运行维护（监控、故障排除、网络系统优化和升级）能力；物联网应用能力；物联网应用系统管理与维护能力；物联网设备营销与技术支持能力。
3）主干课程：物联网技术导论、网页设计与制作、电子技术、数据库设计、嵌入式技术、编程与应用、综合布线、C#程序设计等
4）核心课程：传感器与无线传感器网络技术、RFID技术、短距离无线数据通信、网络设备配置调试与管理、物联网规划与组建等。
2.2 智能建筑方向
1）培养目标：面向智能建筑楼宇智能化产业，服务地方经济发展，培养具有智能建筑楼宇智能化必备的专业理论知识，良好的团队协作和创新精神，较强实践操作技能，掌握楼宇智能化产品营销运作、楼宇智能化设备的生产与维修、楼宇智能工程的设计与施工等方面技术，具备楼宇智能工程行业生产、服务、技术、管理等职业能力的高素质技能型人才。
2）专业核心能力：智能建筑及小区物业设备管理能力；智能建筑行业电气方面的安装、施工、管理和监理能力；建筑智能产品的生产、销售及售后服务能力；建筑智能系统的调试、维护维修、设备更新能力；建筑智能化系统相关产品研制开发的能力等。
3）主干课程：电子电路技术、楼宇自动化技术、AutoCAD工程制图、现代空调制冷与测控技术、建筑楼宇节能过程控制技术、PLC编程技术、综合安防监控技术等。
4）核心课程：物联网技术导论、RFID技术与高频技术、传感器与无线传感器网络技术、智能楼宇组态软件设计与应用、网络设备配置调试与管理、云语言信息技术、网络通信技术等
2.3车联网方向
1）培养目标：面向汽车行业，培养具有扎实的专业理论基础知识、较强的实践能力、良好的团队协作能力，具有可持续发展能力与创新精神，掌握车联网基本知识和基本原理，具备车联网组建、管理、维护、应用，车联网设备营销与技术支持等能力的高素质技能型人才。
2）专业核心能力：车联网系统管理能力；卫星定位系统应用能力；信号收集与利用能力，车联网系统配置能力；车联网系统监管处理能力；网络设备配置与调试能力。
3）主干课程：网络通信技术、车载技术、交通导航与信息服务、蓝牙技术、智能轨道交通管理、无线网络技术、微波技术等。
4）核心课程：M2M技术应用、RFID技术与高频技术、传感器与无线传感器网络技术、GPS定位技术/北斗定位技术、网络设备配置调试与管理、云语言信息技术、短距离无线通信技术、3G移动通信技术等。
2.4智能农业方向
1）培养目标：面向农业生产单位培养具有扎实的智能农业管理专业理论基础知识、较强的实践能力、良好的团队协作能力，具有创新能力和奉献精神，掌握智能农业管理基本知识和基本原理，具备农业生产经营管理、农业信息获取及处理、农业专家系统、农业系统模拟、农业决策支持系统、农业物联网网络技术等能力的高素质技能型人才。
2）专业核心能力：信息存储和处理能力、通讯系统应用能力、WSN网络应用能力、地理信息系统GIS应用能力、全球定位系统GPS应用能力，遥感技术应用能力等。
3）主干课程：精准农业管理、地理地质信息应用技术、生态环境监测与治理、设施农业智能化管理、精细化农业管理、种子储藏加工与种子管理、WSN现代农业应用、灌溉技术等。
4）核心课程：物联网技术导论、RFID技术与高频技术、传感器与无线传感器网络技术、无线网络技术、网络设备配置调试与管理、短距离无线通信技术、3G移动通信技术等。
3 总结
物联网专业的方向与课程体系的建设要依靠区域的物联网产业，这样才能为专业发展提供行业背景支撑，区域经济发展建设，同样也需要大量物联网人才支持。一个专业的建设与发展，需要很多硬件或软件的条件，只有因地制宜，与时俱进，制定出合理的专业方向和课程体系才能培养出更多的物联网高素质技能型人才。
参考文献：
网络信息传输的基本原理范文5
【关键词】电力系统;自动化;远动控制技术;应用
前言
电力系统自动化，主要包括生产过程中的自动检测和自动控制，以及系统和元件的自动安全保护和网络信息的自动传输。要实现这个目标，需要对计算机技术、现代通信技术、远动控制技术等进行有机融合。在电力系统自动化中，远动控制技术的作用不仅包括了对于故障位置的准确定位，还可以对电能的消耗以及供电质量、系统负荷等进行有效分析，可以说是电力系统自动化的关键，需要电力工作人员的重视。
一、远动控制技术概述
所谓远动，就是应用通信技术对远方的运行设备进行监视和控制，以实现远程测量、远程信号、远程控制和远程调节等各种功能。在电力系统中，远动是为了统一管理遍布各个地方的变电站所采用的一种控制技术，主要由控制端、调度端以及执行终端共同组成，可以实现对于电力系统的遥控、遥信、遥测和遥调，从而确保电力系统运行的稳定性、可靠性和经济性。
二、远动控制技术的基本原理
一般来说，远动控制的过程主要包括远动信息的产生、传输以及接收。从系统结构分析，远动控制系统与自动化系统存在一定的差别，这个差别主要表现在信道上。对于远动控制系统而言，要实现命令在信道中的有效传输，必须通过特定的设备，对其进行转换，在这种情况下，远动控制容易受到外界的干扰，影响控制的有效性和准确性。因此，电力企业必须建立一套可靠的远动控制系统，以实现“四遥”功能，既遥控（YK）、遥信（YX）、遥测（YC）和遥调（YT）。其中，YC和YX是远动终端采集的运行参数和状态量信息，需要按照特定的通信协议，上传给调度中心，而YK和YT则是调度中心根据接收到的数据信息，对电力系统的运行状态进行调节，向执行终端下达相应的命令，从而实现电力系统的可靠运行。其基本原理如下：
三、远动控制技术在电力系统自动化中的应用
1.数据采集技术
在电力系统自动化中，远动控制涉及的数据采集技术主要包括变送器和A/D转换等技术。在对信号进行处理时，一般采用0-5V的TTL电平信号。但是，由于在电力系统中，运行设备多属于高电压、大功率设备，为了保证数据采集和处理的有效进行，需要利用变送器对其设备的运行参数进行转换，换言之，就是将电力系统中的电压、电流信号转换成为相应的TTL电平信号，同时，利用A/D转换技术，将模拟信号转换为数字信号，从而实现YX信息的编码以及YC信息的采集。为了保证系统的正常运行，YX传送信息需要利用光电隔离设备进行采集，同时将对象状态中的二进制码编写到YX数据帧中，之后利用数字多路开关，将数据输送到接口电路。由CT、PT和相应的传感器，获取电压电流信号，然后通过滤波放大，除去信号中的高次谐波，再由取样保持环节同步采集，得到与信号源同步的信号，经A/D转换后，将数据输送到STD空机等高级环节，则数据采集流程结束。
2.通信传输技术
在电力系统自动化中，远动控制系统的通信传输技术，主要包括调制和解调两种。自动化系统可以通过自身的电力通信网络资源和方式，构建相应的电力通信专用网。从目前的发展情况看，电力自动化系统对于信号的传输，主要是通过光纤以及电力线载波的形式，电力线载波之所以能够实现通信传输，主要是以信号发射端中经编码产生的基带信号，以及电力线中的高频谐波信号为载波信号，利用相应的调制技术，将信号转换为模拟信号，以电压和电流的方式，从电力线进行通信传输。在接收端接收到模拟信号后，利用解调技术，将其转换为数字信号。光纤传输技术的发展，使得光纤设备的造价不断降低，电力系统自动化光纤传输网络不断发展和完善，必将取代传统的通信传输网络，成为电力系统自动化通信传输的主要方式，应该得到电力工作人员的重视和深入研究。
3.信道编码技术
在远动系统中，信道编码技术主要是指信道的编码、译码以及信道传输协议等。在电力系统中，RTU采集到的数据信息，要想传输到调度中心，必须经过线性的通信信道。但是，受各种因素的影响，数据信息在传输过程中，必然存在一定的干扰，影响信息的完整性和准确性。针对这种情况，可以通过对信息进行信道编码和译码的方式，提升信息在传输过程中的抗干扰能力。从目前来看，在电力系统中，多使用线性分组码进行编码和译码。同时，为了保证数据传输的准确性，对数据传输中的差错进行控制，需要在编码后，采用循环检错法、反馈检错法等进行检验。
线性分组码属于奇偶校验码的一种，在信道编码的传输过程中，可以使用（n，k）的形式进行表示。假设信息矢量存在k个码元，按照相应的规则，增加r个监督码元，形成n=k+r的码元组，如果监督码采用的信息码元是原信息码元的线性组合，则为线性分组码，如果使用矩阵来表示，则为R=MG。其中，R表示监督码部分，为[1×（n-k）];M表示原信息码部分，为（1×k）;G表示生成矩阵，为[k×（n-k）]。监督码在这里的作用，主要是实现信息编码的检错和纠错。同时，作为线性组码的一种，循环码是比较常用的编码形式，其特性是各个码字中的码元循环向左（右）移位所形成的码字依然是码组中的一个码字。其编码原理如下：
在一个（n，k）的循环码中，如果有且仅有一个n-k次码多项式g（x），则需要满足下列条件：循环码中的每一个多项式h（x），则h（x）=m（x）g（x）。在编码过程中，将m（x）与xn-k相乘，之后被g（x）相除，得商p（x），得余u（x），再将u（x）模2加上xn-km（x），就可以得到系统循环码字h（x）=xn-km（x）+u（x）。
通过这种方式，可以对系统循环码编码中是否在噪音信道中受到干扰进行良好的校验准则，用生成多项式去除接收码字，检查余式是否为零，若余式为零则无误码，反之则有。
四、结语
总而言之，在电力系统实现自动化的过程中，远动控制技术是十分重要的，不仅可以实现电力系统调度的自动化，还可以提升电力系统的交互性和智能化。随着远动控制技术的不断提高和完善，其在电力系统自动化发展中的作用必将更加重要，为电力系统的自动化奠定良好的基础。
参考文献
[1]张恒山.电力系统自动化中远动控制技术的应用[J].机电信息2012，（36）：115-116.
[2]李勋涛，柯美波.自动化远动控制技术在电力系统的应用[J].电源技术应用，2013，（12）：138.
网络信息传输的基本原理范文6
关键词：FEC编码；高速光纤通信；RS码智能光
网络中普遍采用的动态路由分配技术使光信号传输距离变得更加难以测量与估计，造成了PMD在传输过程中的叠加效应越来越严重，从而导致接收端信号质量的下降。PMD已经成为光纤通信系统传输速率提高的一个重要技术瓶颈，许多学者都试图寻找新的技术和新型器件来解决这个问题。
1FEC技术原理
在高速光网络通信系统中对通信的延时要求比较高，故往往采用了前向纠错（FEC）的方式。目前在FEC的应用中主要有以下三种编码方式：带外FEC、带内FEC以及并行FEC。这种分类方法实际上是根据FEC与SDH之间的关系来划分的。带外FEC在实际应用中使用更为广泛，最典型的是RS码，在本文中将以RS码为例研究FEC技术的基本原理。RS码的定义为：在有限域中GF（q），则码长n=q-1的本原BCH码称为RS码，其主要的特点为码元的符号域与根域均取自GF（q）上，因此，对于码长为n=q-1，设计距离为d的RS码而言，其生成多项式为：（1）通常m=0或1，q=2m，其中为本原域元素。在有限域GF（2m）中，且选择系统没码字编码方式，则RS（n，k）的码字为：C=（Cn-1，Cn-2，…，C1，C0）=（Mk-1，Mk-2，…，M1，M0，R2t-1，R2t-2，…，R1，R0），其中Mi为信息符号，Ri为校验符号，2t=n-k。因此，这种以多项式除法为基础的RS编码器只需要四步就能完成编码。（1）选择有限域上的本原多项式；（2）计算RS码的生成多项式；（3）计算信息多项式、校验多项式以及码字多项式；（4）RS码编码器完成多项式的除法，得到多项式的余式则完成了编码过程。在国际标准中，对于FEC的帧结构进行了定义。其结构图如图1所示。图1FEC子帧结构图由图可知，1个FEC子帧共有255bit，其中具有1bit的开销位，238bit的负载位，16bit的RS编码位，子帧之间的复用采用的是bit间插与字节间插共用的方式，其中8个FEC子帧采用的是bit间插，64个FEC子帧采用的是字节间插，FEC子帧的详细内容可以参阅G.709标准。
2高速光纤通信
光纤在理论是可以实现超高速通信的，目前已经实现了多种形式的高速光纤通信，下面本文将详细阐述这几种方法基本原理、主要优势和缺点、及其基本实现方法。要实现光在光纤中的高效传输，最关键的一点就是需要降低光纤损耗，其次还应使光纤达到至少25THz的传输带宽。就目前的应用而言，光纤的传输速大部分都低于几十Gbps，远低于理论的传输带宽25THz，这主要是由于信号在光纤传输过程中受到了损耗与色散的严重影响。目前实现高速光纤通信网络主要是通过在光域进行复用实现的，复用的方法有：频域复用、时域复用以及空域复用。所谓“光频复用“指的是在系统设计时，人为地使光载波处于不同的频段上。目前广泛使用的光频复用技术主要有三种：WDM、DWDM和FDM。这几种通信方式使用了不同的波长间隔，因此各有各的特征。在光纤通信发展初期，许多学者相信基于FDM－相干检测原理的光通信将大有作为，然而这种通信方式无论在经济上还是在技术上都远远超越了当时的水平。后来，自掺铒光纤放大器的发明使光纤通信领域发生了重大革命。传统的”光—电—光”中继方式一度被，取而代之的是全新的EDFA技术。该技术的最大特点是能对在一根光纤中传播的多路光信号进行同一时间的放大，这一革命性技术不但大大降低了光中继系统的生产成本，而且减少了光纤中的能量损耗，使光纤的通信能力进一步提升。其中，WDM由于波长间隔较容易满足实际需要，于是很快就得到了推广。光时分复用（OTDM）具有与电时分复用（ETDM）类似的基本原理，它们的不同点仅仅是利用的物理介质不同，前者是光频利用，后者是电频利用。由于光时分的复用，光信号在光纤中传输的码速率有了很大的提升。与WDM相比，OTDM具有其十分独特的优势，最关键的是OTDM可以实现相当高的频带利用率。为了避免各路信号相互窜扰，WDM信道之间往往会预留一段频率宽度，这直接导致了WDM通信系统的频带利用率低下。为了解决这个问题，OTDM方法有了很大的改进，它使用了超短光脉冲进行通信，单个信号通道就能实现接近640Gbit/s的速率，超短光脉冲使光纤的频带得到了更高效的利用。由于传输只采用一个载波，OTDM系统在光纤传输时只需一个载波，信号的处理实现起来比较简单。OTDM技术的实现主要依赖于以下技术的成熟：超短光脉冲的发生，时分复用及解复用算法，时钟同步和时钟提取技术，超高速光脉冲的传输及检测。综上所述，OTDM确实具有比其它方法更高的通信效率。但这种基于超短光脉冲的OTDM技术仍然存在着一些缺点：首先，超短脉冲在光纤中的传输同样会受到色散的影响，从而造成衰减。其次，光开关的制造技术也还不能完全满足超高速率的光通信。
3FEC应用于高速光纤通信系统
最常采用的波分设备原理框图见图2。图2波分设备原理框图波分复用系统在发送信号之前，必须由前级设备——FEC编码器对负载信号进行编码。相反地，在系统的接收端，必须将负载信号进行FEC译码器解码，从而还原出各路信号，以便分别进行处理。FEC编码是一种重要的信道编码手段，主要用于通信链路的传输层，这种编码方法可以适应各种极端环境，使系统传输的误码率大大降低。在系统运行环境中传输信号误码率较高时，可以通过FEC编码降低传输的误码率，以实现较好的通信条件。采用了FEC编码技术的高速通信系统，对系统配置要求较低，实现起来较容易，能够在复杂恶劣的环境中稳定运行。与此同时也提高了光纤通信系统的其他性能指标，如：色散、非线性效应等。实验表明，通信传输的误码率在不高于10~12的情况下，并不影响数据的正常传输与处理。与其它系统相比，基于FEC的通信设备性能更优秀，其OSNR最小只需要满足15.5dB即可，而其它通信系统的OSNR必须至少在22dB以上才能保证通信系统的可靠性。为了对FEC系统的性能进行合理的评价，有学者提出了“编码增益“的概念。所谓的编码增益，是指通信系统在满足某一特定的误码率的条件下，是否采用编码手段对接收机最小光信噪比的影响，该影响表现为两者之间的差值。在研究如何衡量FEC性能的指标时，提出了编码增益这样一个指标，它的定义为在满足一定误码率要求的情况下，采用或不采用编码技术时接收机所采用的最小光信噪比的差值。在一般情况下，FEC实现的编码增益大概在6.5dB左右。
4FEC和偏振扰偏技术结合运用于光纤通信系统
系统框图如图1所示。为了避免光偏振带来的不利影响，该系统配置了两种不同状态的LiNb03波形偏振扰偏器来消除光波的偏振，正弦信号产生器的作用是驱动扰偏器，它的频率可在0~10MHz之间随意调整，扰偏的速度即通常所说的驱动频率。由于偏振对系统的性能影响极大，因此必须对扰偏器的性能进行严格测试，常用的方法是输入一个线性偏振光到扰偏器中，然后在输出端接收DOP信号，其值小于0.04，且受输入端的偏振效应影响不大，即输入信号的偏振态已经不明显了。本文还测试了系统的信号传输速率。首先，在输入端输入一个1比特的误码率信号，得到一个9．95328Gbps的数据后，再由RS245等接口进行数据转换，可计算出系统的数据传输速率至少为12.5Gbps。光信号经过编码之后，由扰偏器为第一节点，再经一个相应的PMD模拟器，最终生成一阶和二阶PMD。为了让光功率可调，还专门设计了一个光功率放大设备。经过以上环节之后，最终可得到需要的BER。前文已叙及，系统对偏振非常敏感，偏振的速率更是直接关系到整个通信系统能否稳定和高效运行。第一，FEC的纠错性能是有限的，当误码率超过其限制时则无能为力。第二，BER直接取决于PMD系统的性能，并且不是一成不变的，而是在不同的时刻有一定的浮动。当分光比为0.5时，PMD对系统的贡献几乎为0。分光比同时会随扰偏效果表现出十分敏感的特性。因此，扰偏速度要达到某个特定的值时，FEC帧才可以实现高与低之间的切换，这样就能保证系统的抗干扰性能。另外，扰偏器的振动也会影响到信号的传输效率，并使DGD产生振荡。在理想情况下，该振动带来的影响与70ps的定时振动效果类似，并且扰偏器速率越大，定时振动的频率就越高，反之亦然。
5总结
本文主要研究了FEC的基本原理、高速光纤通信系统、FEC应用于高速光纤通信系统以及FEC和偏振扰偏技术结合运用于光纤通信系统。以此为基础，对FEC编码技术在光纤通信系统中的应用进行了研究，并提出了FEC编码技术结合其他技术运用于光纤通信纠错领域中的新方法。
作者:唐锡龙 单位:贵州大学明德学院
参考文献：
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[2]张颖,杨业令.基于光码分多址编解码技术的光纤通信系统安全分析[J].激光杂志,2016(6):102-105.
