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传输技术论文范文1
摘要:
网络同步和时钟产生是高速传输系统设计的重要方面。为了通过降低发射和接收错误来提高网络效率,必须使系统的各个阶段都要使用的时钟的质量保持特定的等级。网络标准定义同步网络的体系结构及其在标准接口上的预期性能,以保证传输质量和传输设备的无缝集成。有大量的同步问题,系统设计人员在建立系统体系结构时必须十分清楚。本文论述了时钟恶化的各种来源,如抖动和漂移。本文还讨论了传输系统中时钟恶化的原因和影响,并分析了标准要求,提出了各种实现技巧。
基本概念:抖动和漂移
抖动的一般定义可以是“一个事件对其理想出现的短暂偏离”。在数字传输系统中,抖动被定义为数字信号的重要时刻在时间上偏离其理想位置的短暂变动。重要时刻可以是一个周期为T1的位流的最佳采样时刻。虽然希望各个位在T的整数倍位置出现,但实际上会有所不同。这种脉冲位置调制被认为是一种抖动。这也被称为数字信号的相位噪声。在下图中,实际信号边沿在理想信号边沿附近作周期性移动,演示了周期性抖动的概念。
图1.抖动示意
抖动,不同于相位噪声,它以单位间隔(UI)为单位来表示。一个单位间隔相当于一个信号周期(T),等于360度。假设事件为E,第n次出现表示为tE[n]。则瞬时抖动可以表示为:
一组包括N个抖动测量的峰到峰抖动值使用最小和最大瞬时抖动测量计算如下:
漂移是低频抖动。两者之间的典型划分点为10Hz。抖动和漂移所导致的影响会显现在传输系统的不同但特定的区域。
抖动类型
根据产生原因,抖动可分成两种主要类型:随机抖动和确定性抖动。随机抖动,正如其名,是不可预测的,由随机的噪声影响如热噪声等引起。随机抖动通常发生在数字信号的边沿转换期间,造成随机的区间交叉。毫无疑问,随机抖动具有高斯概率密度函数(PDF),由其均值(μ)和均方根值(rms)(σ)决定。由于高斯函数的尾在均值的两侧无限延伸,瞬时抖动和峰到峰抖动可以是无限值。因此随机抖动通常采用其均方根值来表示和测量。
图2.以高斯概率密度函数表示的随机抖动
对抖动余量来讲,峰到峰抖动比均方根抖动更为有用,因此需要把随机抖动的均方根值转换成峰到峰值。为将均方根抖动转换成峰到峰抖动,定义了随机抖动高斯函数的任意极限(arbitrarylimit)。误码率(BER)是这种转换中的一个有用参数,其假设高斯函数中的瞬时抖动一旦落在其强制极限之外即出现误码。通过下面两个公式,就可以得到均方根抖动到峰到峰抖动的换算。3
由公式可得到下表,表中峰到峰抖动对应不同的BER值。
确定性抖动是有界的,因此可以预测,且具有确定的幅度极限。考虑集成电路(IC)系统,有大量的工艺、器件和系统级因素将会影响确定性抖动。占空比失真(DCD)和脉冲宽度失真(PWD)会造成数字信号的失真,使过零区间偏离理想位置,向上或向下移动。这些失真通常是由信号的上升沿和下降沿之间时序不同而造成。如果非平衡系统中存在地电位漂移、差分输入之间存在电压偏移、信号的上升和下降时间出现变化等,也可能造成这种失真。
图3,总抖动的双模表示
数据相关抖动(DDJ)和符号间干扰(ISI)致使信号具有不同的过零区间电平,导致每种唯一的位型出现不同的信号转换。这也称为模式相关抖动(PDJ)。信号路径的低频截止点和高频带宽将影响DDJ。当信号路径的带宽可与信号的带宽进行比较时,位就会延伸到相邻位时间内,造成符号间干扰(ISI)。低频截止点会使低频器件的信号出现失真,而系统的高频带宽限制将使高频器件性能下降。7
正弦抖动以正弦模式调制信号边沿。这可能是由于供给整个系统的电源或者甚至系统中的其他振荡造成。接地反弹和其他电源变动也可能造成正弦抖动。正弦抖动广泛用于抖动环境的测试和仿真。不相关抖动可能由电源噪声或串扰和其他电磁干扰造成。
考虑抖动对数字信号的影响时,需要将整个确定性抖动和随机抖动考虑在内。确定性抖动和随机抖动的总计结果将产生另外一种概率分布4:双模响应,其中部表示确定性抖动,尾部为高斯响应,表示随机抖动分量。
抖动测量—TIE、MITE和TEDV
时间间隔误差(TIE)是通过对实际时钟间隔的测量和对理想参考时钟同一间隔的测量得到的。在给定时间t,以一个称为观测间隔的时间间隔产生时间T(t)的时钟,其相对于时钟Tref(t)的TIE可通过下面公式表示。(x(t)称为误差函数。)
TIE表示信号中的高频相位噪声,提供了实际时钟的每个周期偏离理想情况的直接信息。TIE用于计算大量统计派生函数如MTIE、TDEV等。
最大时间间隔误差(MTIE)定义为,在一个观测时间(t=nt0)内,一个给定时钟信号相对于一个理想时钟信号的最大峰到峰延迟变化,其中该长度的所有观测时间均在测量周期(T)之内。使用下面公式进行估计:
MTIE是针对时间的缓变或漂移而定义的。当需要分析时钟的长期特性时,就需要对MTIE进行测量。MTIE值是对一个时钟信号的长期稳定性的一种衡量。
图4.TIE的图形表示
TDEV是另外一个统计参数,作为集成时间的函数对一个信号的预期时间变化的测量。DEV也能提供有关信号相位(时间)噪声频谱分量的信息。TIE图中每个点的标准偏差是对一个观测间隔计算的,该观测间隔滑过整个测量时间。该值在整个上述测量时间内进行平均以得到该特定间隔的TDEV值。增大观测间隔,重复测量过程。TDEV是对短期稳定性的一种衡量,在评估时钟振荡器性能时有用。TDEV属于时间单位。
高速传输系统中抖动和漂移的原因
最常用的一种时钟体系结构是,在备板上运行一个低频时钟,在每个传输卡上产生同步的高频时钟。低频时钟在集成电路内或通过分立PLL实现进行倍频以产生高频时钟。通过典型的PLL倍频,倍频后时钟上的相位噪声增大为原来时钟相位噪声的20*log(N)次方,其中N为倍频系数。此外,PLL参考时钟输入上的抖动将延长锁定时间,且当输入抖动过大时高速PLL甚至无法实现锁定。在备板上采用一种更高速的差分时钟将比采用低速单端时钟具有更好的抖动性能。
由于VCO对输入电压变化较为敏感,因此电源噪声是增大时钟抖动的一个主要因素。输出时钟抖动幅度与电源噪声幅度、VCO增益成正比,与噪声频率成反比。因导线电阻形成的电阻下降和因导线电感形成的电感噪声而造成的电源或接地反弹,会对上述输出时钟抖动产生相似的影响。在系统板上对电源进行充分过滤,靠近集成电路电源引脚提供去耦电容,可以确保PLL获得更高的抖动性能。
在系统板内,时钟和数据相互独立,发射和接收端在启动、保持和延迟时间方面的变化对高速率非常关键。因数据和时钟路径中存在不同有源元件而使数据和时钟路径之间出现传播延迟差异,时钟路径之间的接线延迟差异,数据位之间的接线延迟差异,数据和时钟路径之间不同的负载情况,分组长度差异等等,均可能造成上述变化。在规划系统抖动余量时,必须将不同信号路径的变化考虑在内。
当在一段距离上进行传输时,在发射机和接收机中的很多点上存在抖动累积。在发射机物理层实现中,DAC非线性或激光非线性等非线性特性会加重信号失真。在传输介质和接收机中,除了外部乱真源(大多在铜导线中)之外,因不同频率和调制效应而导致的光纤失真、因接收机实现(主要与带宽有关)和时钟提取电路实现而导致的信号相关相位偏离,会加重信号流的抖动。
图5.来自TIE图的MTIE偏差
具体到SDH(同步数字系列)传输,有大量的系统级事件会导致抖动。在将PDH(准同步数字系列)支路映射为SDH帧并通过SDHNE(网络组件)进行传输的典型传输系统中,在PDH支路于SDH的终端多路分配器解映射之前,将在每个中间节点处出现VC(虚拟容器)的重新同步。有间隙的时钟用于将各个支路映射到STM-N帧和从STM-N帧解映射,发出与开销、固定填充和调整位相应的脉冲,因而造成映射抖动。采用调整机会位补偿PDF支路中频率偏移的方法会造成等待时间抖动。还有指针调整机制,用于对来自初始NE的输入VC与本地产生的输出STM-N帧之间的相位波动进行补偿。根据频率偏离,VC在STM-N帧中前后移动。这将使VC提取点看到位流中的突然变化,导致称为指针抖动的类型抖动。所有上述系统级抖动都将加重总的确定性抖动。
尽管所有上述因素都会加重从源到目的地之间信号传播的抖动,标准要求仍然规定在传输点需具有比理论值更低的抖动数值。这样,考虑到时钟倍频、电源变化、电-光-电转换、发射和接收影响以及其他致使实际信号恶化的失真信号的影响,在源处驱动信号的时钟将具有一个相对很低的抖动数值。
抖动对收发器的影响
理想情况下,数字信号是在两个相邻电平转换点的中点进行采样的。抖动之所以会造成误码,是由于相对于理想中点,它改变了信号的边沿转换点。误码可能由于信号流边沿变化太晚(在时间上比理想中点晚0.5UI(单位间隔相当于信号的一个周期))或太早(在时间上比理想中点早0.5UI)所致。当时钟采样边沿在信号流的任何一侧错过0.5UI时,将出现50%的误码概率,假设平均转换密度为0.5。7如果分别知道确定性抖动和随机抖动,可通过上述两个数字和将峰到峰抖动值与均方根抖动值联系在一起的表,来估计误码率。校准抖动,定义为数字信号的最佳采样时刻与从其提取出来的采样时钟之间的短期变化,可以造成上述误码。对于商业应用,源时钟和源发射接口抖动规范将远远低于1UI。
发射接口抖动规范通常与接收端的输入抖动容限相匹配。对于抖动测量回路滤波器截止频率,尤其如此。例如,在SDH系统中,有两种抖动测量带宽,分别规定:一个用于宽带测量滤波器(f1到f4),一个用于高频带测量滤波器(f3到f4)。数值f1指可在线路系统的PLL中使用的输出时钟信号的最窄时钟截止频率。低于此带宽的频率的抖动将通过系统,而较高频率的抖动则被部分吸收。数值f3表示输入时钟捕获电路的带宽。高于此频率的抖动将导致校准抖动。校准抖动造成光功率损失,需要额外光功率以防各种恶化。因此限制发射机端高频带频谱的抖动十分重要。
漂移对收发器的影响
市场上销售的大多数电信接收机都使用了一个缓冲器,以适应线路信号中存在的随机波动。下面框图6详细表示出这一概念。恢复时钟将数据送入富有弹性的缓冲器,而系统时钟则将数据送出到设备的核心部位。
在准同步传输系统中,发射机和接收机工作在相互独立而又极为接近的频率上,fL和Fs分别表示发射机和接收机的频率。当两者之间存在相位或频率差异时,弹性存储会将其消除,否则缓冲器将出现欠载或溢出(取决于差异的幅度和弹性缓冲器的大小),造成一次可控的帧滑动(基本速率传输)或一次位调整(高阶异步多路复用器)。
在准同步应用中,根据可接受的缓冲滑动对频率变化和缓冲器深度进行了标准化。最初的网络主要用于语音传输,在一定的频率门限之下不会造成语音质量下降。ITU-T规范规定该变化为+/-50ppm。但是随着网络开始传送压缩语音、传真格式的数据、视频以及其他种类的媒体应用,对于差错和重传以及刚刚兴起的同步网络,滑动使效率严重下降。
在同步传输系统中,系统时钟通常同步到用于接收更高时钟等级信号的接口的恢复时钟上。恢复时钟和系统时钟之间相位和频率的瞬时和累积差异将被弹性缓冲器吸收,否则将导致弹性存储器溢出/欠载(取决于缓冲器大小和变化的幅度),造成指针调整而延迟或提前帧传输、帧滑动或系统中某处出现位调整。
在同步系统中,所有网络组件工作在同一平均频率,可以通过指针机制消除帧恶化。这些指针机制将提前或延迟有效载荷在传输帧中的位置,从而调整接收和系统时钟中存在的频率和相位变化。SDH收发器中的缓冲器比PDH收发器中的要小,而且对于SDH系统中可能导致的指针移动等不规则性有限制。因此,与PDH系统相比,同步系统的要求更为严格。由于网络发展的历史和不同网络之间的互操作连接,在某些阶段或其他阶段,这些同步网络会通过准同步网络来连接。因此PDH网络的时钟体系结构也要考虑在内。
MTIE提供了时钟相对于已知理想参考时钟的峰值时间变化。在同步传输和交换设备的弹性缓冲器的设计中将用到MTIE值。在弹性存储中,缓冲器填充水平与输入数字信号和本地系统时钟之间的TIE成正比。确保时钟符合有关MTIE的时钟规范,将保证不会超过一定的缓冲器门限。因此,在缓冲器设计中,其大小取决于MTIE的规定极限。
图6,典型传输系统的接收机接口
系统时钟输出相位扰动对收发器的影响
一个时钟的输出相位变化可以通过分析其MTIE信息获得。漂移产生(在自由振荡模式和同步模式中)主要指系统中所用时钟振荡器的长期稳定性,在自由振荡模式中系统的稳定性仅受振荡器的稳定性影响。除了漂移产生之外,输出时钟相位还受到大量系统不规则特性的影响。
特别是对一个系统同步器而言,将参考源从一个不良或恶化参考时钟转换到一个正常参考时钟可能会导致输出相位扰动。传输用高速PLL中使用的传统VCO(压控振荡器)在改变参考时钟时采用了切换电容器组的方法。这种切换转换会对输出时钟造成暂时的相位偏移。采用超低抖动时钟倍频器电路可以解决这个问题。
高性能网络时钟在系统的所有参考时钟都失去时采用一种称为“保持”的机制。这是通过记忆存储技术产生系统最后一个已知良好参考时钟来实现的。进入和退出保持模式可能会对输出造成相位扰动。当处于保持模式中时,由于准确频率的再生不够精确,因此会继续产生输出相位误差。集成电路技术的进步已使保持精度达到了0.01ppb。输入参考时钟恶化和对系统的维护测试(不会导致参考时钟切换)过少,也会造成输出相位扰动。
系统输出扰动是有限的,取决于系统在较低层次可以接受的输入容限。例如,符合G.813选项1的时钟,其相位扰动中所允许的相位斜率和最大相位误差被限制为1μS,最大相位斜率为7.5ppm,两个120ns相位误差段,其余部分的相位斜率为0.05ppm。这些数字对应于G.825标准规定的输入抖动容限,该标准描述了在SDH网络内对抖动和漂移的控制。
当输出相位被扰动时,将相位误差的幅度和速率保持在标准组织所建议的极限之内,可确保在端到端系统中对信号恶化进行妥善处理,从而避免数据损坏或丢失。例如,当系统同步器进行参考时钟切换时,如果输出相位误差位于规范要求之内,同步器就可实现“无间断”参考时钟切换,指示存在缓冲器溢出或欠载,造成指针移动、位调整或滑动。
传输技术论文范文2
现在,因特网采用的是TCP/IP协议,因为TCP/IP比较简单而实用的,分为应用层、传输层、网络层、主机到网络层。本文将按照TCP/IP的层次顺序,简要介绍与之相关的安全传输通道技术。
1.主机到网络层在这一层面,主要探讨在数据链路层软件方面实现安全传输通道的技术。现在,通用的安全协议有两个:PPTP和L2TP。它们主要在远处访问VPN上起作用。1.1PPTP的封装将用户数据,TCP或UDP,IP进行绑定,封装,然后传输给PPP。
2.网络层在网络层实现安全传输通道的技术主要体现在IPSec规范上,它是将安全机制引入TCP/IP网络的一系列标准,主要包括安全协议、安全联盟、密钥管理和安全算法等。是主机之间、安全网关之间以及主机与安全网关之间数据安全的保证。它支持多种方式的VPN访问,包括ExtraNetVPN访问,IntraNetVPN访问和VPN远程访问。
3.传输层目前,在传输层能够实现安全传输通道的协议是安全套接层协议,(SecureSocketLayer,简称SSL),它需要以可靠的传输服务为基础。它主要由SSL记录协议和SSL支持协议两部分组成。
4.应用层网络层的安全协议增加了主机或进程的数据通道的安全性。实质上是说,安全数据通道主要在主机之间或进程之间,但对于传输文件的安全性不同需求无法满足。换言之,如果两台主机之间或进程之间建立起一条安全的IP通道,则在这条通道上传输的全部IP包都会自行被加密。但是如果真的需要区分具体文件的不同的安全性要求,那就需要依附于于应用层的安全性。应用层的安全服务,最突出特点就是能安全的灵活处理单个文件。以电子邮件的收发为例:一个电子邮件系统也许需要对待发信件的某些段落进行数字签名操作,而对于较低层的协议,他们是无法区分文字段落的,因而无法对相应的文字进行数字前面。继而不能保证文件传输的安全性和完整性。可是应用层就能够达到这个要求,对精细层面进行安全操作。
二、结语
传输技术论文范文3
论文摘要:本文从现有存储式电子压力计的技术现状出发,分析了在井下高温、高压、远距离条件下,实现压力、温度数据实时可靠采集、传输、分析的压力计——直读式电子压力计的数据传输方案和实施,并从技术需求分析、通讯方案选择、单芯远距离传输、曼彻斯特码编解码的软硬件设计等方面,对直读式电子压力计数据传输方案进行了深入研究。试验数据分析结果表明,本文研究结果解决了直读式电子压力计的关键技术,增强了电子压力计在油田测井领域的市场竞争力。
一、引言
目前存储式电子压力计已广泛应用于国内各大油田高温井下压力和温度的测量。存储式电子压力计在工作过程中,仪器内的单片机系统和各种传感器共同完成井下压力和温度的采集,并以数字量形式存储于电可改写型存储器中,待测试过程完成后,再将压力计返回地面,用专门配套研制的数据回放仪与压力计连接,通过软件和硬件接口通讯进行数据的接收、回放和处理,使用很不方便,影响生产。
因此,为克服存储式电子压力计的上述缺点,提高油田生产效率,提升电子压力计在油田测井领域的市场竞争力,必须研制在井下高温、高压、远距离条件下,实现压力、温度数据实时可靠采集、传输、分析的压力计——直读式电子压力计。
二、直读式电子压力计技术需求分析
(一)功能及主要技术指标要求
直读式电子压力计实现井下压力和温度参数的测量,并将测量结果通过单芯铠装电缆实时传送至地面解码控制仪,主要技术指标要求如下所示。
a)压力测量范围:(0~30、45、60、80)MPa;压力测量误差:0.04%F.S;
b)温度测量范围:(-20~+150)℃,测量误差:±1℃;
c)传输距离不小于6000m;通讯误码率1.0×10-7。
(二)基本方案及工作原理
直读式电子压力计由井下电子压力计和地面解码控制仪两部分组成,其中井下电子压力计由压力传感器、温度传感器、信号放大电路、模数转换电路、单片机系统、编码电路、数字通讯接口电路和装载于单片机系统中的相关工作软件组成,解码控制仪由解码电路、通讯接口电路、通用计算机(油田配置)和相关工作软件组成。
工作过程中,井下电子压力计由地面解码控制仪通过单芯铠装电缆提供能源,温度和压力传感器分别将环境压力和温度转换为电信号输出,该电信号经放大和模数转换后由单片机系统进行数据实时采集和处理,然后按一定周期经数字通讯口输出。井下电子压力计和井上解码控制仪之间通过单芯铠装电缆连接,解码控制仪中通讯接口电路接收井下电子压力计输出的压力和温度数据,并经解码后输入计算机中进行实时分析和处理。
三、数据传输方案选择
设备之间数据通讯通常有并行通讯和串行通讯两种方案,并行通讯的缺点是传输距离短,通讯信道所占点号多,而串行通讯与之相反。根据井下电子压力计与井上解码控制仪的数据传输特点,需选择串行数据传输方式。
在曼彻斯特编码中,用电压跳变的相位不同来区分逻辑1和逻辑0,即用正的电压跳变表示逻辑0,用负的电压跳变表示逻辑1。
在油田测井中,井下电子压力计在井下采集大量信息,并传送给地面解码控制仪;但井下电子压力计到地面解码控制仪这段信道的传输距离较长且环境恶劣,常用的NRZ码不适合在这样的信道里传输,而且NRZ码含有丰富的直流分量,容易引起滚筒的磁化。曼彻斯特编码方式使得信号以串行脉冲码的调制方式在数据线上传输,和最常用的NRZ码相比,消除了NRZ码的直流成分,具有时钟恢复和更好的抗干扰性能,这使它更适合于从井下到井上的信道传输,因而在井下电子压力计和地面解码控制仪之间选用曼彻斯特编码使数据传输可靠性更高、传输距离更远。
四、曼彻斯特码编码软硬件设计
每一周期井下电子压力计需将采集到的压力和温度两个参数分别进行曼彻斯特编码方式输出,井下电子压力计与地面解码控制仪之间按如下通讯协议进行。
a)压力与温度均以字为单位进行传送,先发送压力字,后发送温度字,一个压力字和一个温度字的组合称为一个消息;
b)每一个字由20位组成,第1~3位为3个起始位,第4~19位为16个数据位,第20位为奇偶校验位;
c)压力字3个起始位电平为先高后低,温度字起始位为先低后高,高低电平均各占一位半,压力字与温度字校验位均采用奇校验;
d)传输的波特率:5.7292kbps(175μs/位),传输一个消息共耗时3.5ms。为保证数据传输可靠性,井下电子压力计同一消息在一个采样周期内重复发送两次,地面解码控制仪根据校验位判断每个字的正确性。
由单片机编程输出两路I/O控制信号,经过滤波电路、运放电路、整型电路后,产生曼彻斯特编码双相电平信号,并经单芯铠装电缆送至地面解码控制仪。为满足曼彻斯特编码格式及井下电子压力计与地面解码控制仪之间的通讯协议,井下电子压力计软件采用如下的编程方式输出波形。
a)压力字同步头为262.5μs高电平后跟随262.5μs低电平,温度字同步头为262.5μs低电平后跟随262.5μs高电平;
b)若数据位为逻辑0,则在87.5μs低电平后跟随87.5μs高电平;
c)若数据位为逻辑1,则在87.5μs高电平后跟随87.5μs低电平;
d)校验位的波形产生方式与数据位相同。
五、曼彻斯特码解码软硬件设计
地面解码控制仪需将井下电子压力计输出的曼彻斯特码进行解码,并按通讯协议用软件将接收到的曼彻斯特码数据转换为井下电子压力计测得的压力和温度数据,即地面解码控制仪中的解码过程为井下电子压力计编码过程的逆过程。曼彻斯特码解码过程可分为如下三部分:
a)同步字头检测,并辨别其为温度数据还是压力数据。
b)对曼码形式的数据进行解码,从曼彻斯特码波形中分离出同步时钟,并将时钟和数据进行处理使曼码数据转化为非归零二进制数据。
c)将串行数据转化为并行数据,并进行奇偶校验,以检验数据传输的正确性。
经过几千米铠装电缆传输上来的数据,幅度衰减到毫伏级,因此井上需要精密的解码电路,才能保证数据传输无误码率。井下传输上来的数据经过滤波电路、精密运算放大器、双D触发器输出曼码波形给单片机,经过单片机的程序转化为井下的压力与温度数字量。
六、试验结果
直读式电子压力计首台产品完成厂内试验后,到油田用8000m的铠装电缆连接井下电子压力计和地面解码控制仪,将电子压力计下放到井下6500m的深度,在温度高达150℃、压力为30~60MPa的油井中测试压力和温度。在三次连续5个小时的测试过程中,数据传输准确可靠,没有出现丢点现象,误码率为零。
七、结束语
试验数据统计分析结果表明,本文研究结果解决了直读式电子压力计通讯方案、通讯协议、单芯远距离传输、曼彻斯特码编解码软硬件设计等关键技术,增强了电子压力计在油田测井领域的市场竞争力。
参考文献:
传输技术论文范文4
[论文摘要]大众传播媒介是随着技术的发展而诞生的。人类社会的信息传播可以追溯到远古时期,在漫长的岁月中人们靠着表情动作来交流信息,直到15世纪才产生了技术上的真正突破——古登堡发明了印刷机。科技的进步带来大众传播事业的迅猛发展,互联网的出现给传媒业带来了新的发展契机。我国传播媒介也在大力应用传播技术,并且还面临着如何在新的形势下发展传播事业的问题。
在传播学领域,媒介分析作为一个大的研究部分,主要包括:媒介产生发展的历史,各种媒介的特点,媒介同人类社会变迁和文明发展史的关系,媒介文化等等。开媒介分析先河的英尼斯和麦克卢汉提出了如“媒介即讯息”等著名的观点,使人们逐渐认识到媒介技术及其发展的巨大作用。然而,在传播学的研究领域,传播技术与媒介作为信息传递和接受的手段、载体,并非总是研究的重点。人们的注意力主要倾注在媒介所传递的信息内容和其产生的效果上。但近些年来,信息传播新技术革命席卷全球的浪潮使我们看到技术在传播中起着不可估量的作用。从一定意义上说,只有掌握了先进的传播手段才能在激烈的竞争中立于不败。
一、传播技术的产生和发展
人类诞生之初,由于生存的需要,必须实现个体之间的交流。在漫长的时期
内,人类只能依靠原始而古老的传播方式如表情、动作等来相互了解。随着劳动和生活中传播活动的需要,人类发明了使自己彻底完成从猿到人的转变的传播工具——语言,然后又发明了使信息可以保存下来并使文化有效积累成为可能的传播工具——文字。最初的文字刻在甲骨、金器上,后来又有了绢、帛,东汉的毕昇借鉴前人的经验发明了纸。雕版印刷术,活字印刷术的发明使传播手段先进,传播内容丰富了起来。但是,这些还无法实现真正意义上的大规模的迅速的社会传播,还需要有技术上的更大突破。这种突破,于15世纪中叶拉开了序幕,其标志是金属活字印刷术和金属活字印刷机的问世。
德国人古登堡发明了世界上第一台手摇金属活字印刷机,开始了活字版印刷书籍,这说明人类在信息传递技术上的进步。到了19世纪初伦敦《泰晤士报》首先于公元1814年开始以蒸汽为动力的机器印报,使得知识与资讯得以普及,这是一项相当重要的进展。1833年,第一张廉价报纸纽约《太阳报》的诞生标志着真正的大众传播时代的到来。它采用当时最先进的滚筒印刷机,每小时印报4000份,为大量发行提供了技术保证。
在19世纪,美国人莫尔斯发明通讯电码,开始了有线电报时代。1870年出现电话,1895年意大利人马可尼发明无线电,使人类的通讯技术大幅改进。第一次世界大战后,以此技术为基础发明了民用无线电。在此同时,电影工业在欧美亦成为另一种有力的大众传媒。电视是在1924年首次问世,而英国定期播放电视则始于公元1936年。电视时至今日,仍是一般人主要吸收资讯、常识,作为休闲娱乐,或作为消磨时间打发孤寂的工具。
20世纪40年代计算机的出现为大众传播带来了一次新的机遇。数字化技术的运用,通过与通讯的巧妙结合,在加工处理信息方面改变了以往直接参与的方式,是信息处理第一次超越了人类自身而实现,真正达到了信息的传递、存储和加工处理的一体化和自动化,完成了人类历史上的最先进的传播革命,大众传播进入了数字化与网络传播的崭新时代。
电脑促进办公室自动化、产业自动化及家庭自动化;镭射科技,如磁碟机、碟片、影像传真机及文件处理系统普及;有线电视与通讯卫星结合,使电视的功能发挥更佳;资讯社会应用许多新的传播媒体,如电视、电话、电子邮件、电子报讯、电视传讯、电话影视、电子会议等等,正缔造全面电子化的环境。特别是互联网的出现,整合了多种技术,它不但能统一处理文字、声音、图形、影像等各种符号形式,而且打破了地域界限和国家界限。信息技术的应用范围已深入到社会的各个方面,正悄然改变着人们习以为常的传媒环境。
二、传播技术在我国媒介中的应用
近年来,我国的传播事业迅速发展。为顺应世界建设信息高速公路的潮流,
缩小与发达国家传媒业的差距,我国传媒业积极采用新技术,对媒介内部从业人员进行培训,改革旧有的观念,使之跟上国际步伐,成为我国传媒业的一个新趋势。
以《文汇报》为例,对我国媒介使用新技术的情况可窥见一斑。《文汇报》于1998年1月26日开始推出网络版,迅速引起了公众的兴趣,当时的数据表明,每天平均有近千人上网访问浏览。与该报印刷版相比,网络版提供了优秀的检索服务,读者只要键入自己想找的指令,很快就能得到许多相关资料。此外,对于外省市不能及时看到印刷版《文汇报》的地方,网络版更能显示出它的优势。网络的应用还能使读者的反馈瞬间传回报社,读者和报社的距离大大拉近,从而使报社更清楚的知道读者的要求,把报纸办得更有贴近性。
此外,除了报纸媒体使用新技术外,电台、电视台也在大量使用。上海人民广播电台使用电脑工作室,实现了采访、制作、编排、播出的电脑化运作。在“数字化储存、数字化传输、电子化交换”原则的指引下,该电台在其传输系统中运用光纤技术,采用一种自愈式光纤环网,将广播节目从控制中心传输到发射台,该光纤环网还可同时传送数字化节目和模拟节目。我国电视媒体正在迈进一个数字化的时代,各电视台都在加快数字化进程。中央电视台采用多种电脑技术,尤其是多媒体技术,包括非线性编辑技术、虚拟技术、三维技术和动画技术,采用机械手自动装带播出系统等,在节目的制作和播出上更加自动化和智能化。
总之,我国传媒机构使用电子技术的用途大致有以下几点:①文字处理(写稿、改稿、编辑、排版、电脑字幕等);②电脑激光照排;③扫描;④管理-信息存储与资料管理;⑤建立内部网络,进行稿件和图片的传输等;⑥三维动画;⑦非线性编辑,特技剪辑;⑧联网查询;⑨播出等。
三、新形势下我国传媒业面临的挑战和对策
首先,传统媒体报纸、广播、电视要加快数字化进程,实现信息处理的全面数字化。互联网的出现打破了传统媒体的界限,为从事跨媒体经营提供了现实的可能。在互联网上看报纸,听广播,看电视已经实现,现在需要加快发展的是广播的数字音频技术和数字电视。
其次,还须加快信息高速公路的建设进程,使信息传播数字化。媒体要抓住机遇,谋求新的发展。我国政府近年来十分强调科教兴国的发展战略,人们因而十分敏感的关注科技创新事物对其他领域发展的推动作用。所以,我们要对能够采纳最新信息传播技术持乐观态度,抓住这个难得的发展契机。
总而言之,传播技术在媒介的发展中起着巨大的作用,我们决不能忽视它。但是我们也应该看到,技术在媒介的发展中并不是惟一起作用的力量,社会制度、经济发展水平、历史文化等都会对媒介产生影响。我们在努力创新传播技术并应用它的时候,也要注意与其他方面的协调,使先进技术发挥出最大的能量,促使媒介不断向前发展。
参考文献:
[1]张咏华著,《媒介分析:传播技术神话的解读》,2002年版,复旦大学出版社
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当系统压力低于先导阀调定压力时,先导阀关闭,此时没有油液经过阻尼孔e流动,主阀心上下两腔压力相等,主阀在弹簧4的作用下处a)系统压力低于先导阀调定压力b)系统压力高于先导阀调定压力图2溢流阀工作原理于最下端位置,进油口P与回油口T不相通。当系统压力升高,作用在先导阀心上液压力大于调定压力时,先导阀被打开,主阀上腔的压力油经先导阀开口、回油口T流回油箱。这时有压力油经主阀心上阻尼孔流动,因而就产生了压力降,使主阀心上腔的压力低于下腔的压力。当此压力差对主阀心所产生作用力超过弹簧力时,阀心被抬起,进油口P和回油口T相通,实现溢流作用。通过Flas直观形象的液压油走势再配合讲解,学生基本上对先导式溢流阀的工作原理有了明确的概念,这时候就进入教学的第三部分,可以播放一些先导式溢流阀在机械制造等领域中实际工作过程的视频,让学生直观地感受到先导式溢流阀的工作原理、结构特点以及阀体在生产实际中的使用等内容,还可以让他们各自谈谈自己了解的先导式溢流阀的应用内容并加以讨论,加深对理论知识的理解。
但科学研究表明,在学习的过程中,不动手最多能记住70%的知识点,如果将耳朵、眼睛和手三者结合起来,既听又看并动手加以实际操作,则能记住高达90%的知识点,由此可见,最佳的教学方式应该将手、眼、耳结合到一起去进行。而我们在以上教学过程中,虽然已经将理论的、抽象的、静态的内容转换为生动形象的知识进行讲解,并积极组成学生参与讨论,但参照前面的研究结果,最多只能记住70%的知识点,如何才能记得更多的知识呢?这就需要我们教师从缺漏的“动手”层面更进一步探索了。
液压传动这门课涉及的实验较多,而很多学校由于受客观条件影响,有可能存在实验器材不是很充分的状况,这时候如何实现动手功能呢?最有效的方式就是借助相关的仿真软件来解决,最常用的液压仿真软件就是FluidSIM软件,它是由德国Festo公司Didactic教学部门和Paderborn大学联合开发的,是专门用于液压与气压传动的教学软件,FuidSIM软件分两个软件,其中FluidSIM-H用于液压传动教学,该软件CAD功能和仿真功能紧密联系在一起,既可以系统学习的概念也可设计和液压气动回路相配套的电气控制回路,易于上手操作。以FluidSIM-H软件为例来看,它的主界面非常直观,元件库在左半部分,设计界面在右半部分,采取直接用鼠标从左边的元件库中拖拉液压元件放在右边的设计区进行设计,回路可以课前设计,也可在课堂上现场设计。这样一来,耳朵、眼睛和手配合,既听又看并加以操作,达到了教学中对于动手能力的要求,能记住更多的知识点。
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论文关键词:高等院校图书馆;信息传播职能;教育服务职能
21世纪人类社会面临着一个以信息技术为核心技术的新的发展时代。在当今世界.以信息技术为主要标志的科技进步日新月异、高科技成果向现实生产力的转化将越来越快,知识经济预示人类的经济社会生活将发生新的巨大变化。国家的综合国力和国际竞争能力将越来越取决于教育发展、科学技术和知识创新的水平。信息社会将是一个学习的社会,是终身学习的社会。只有学习才能使人们获得在信息社会生存和发展的机会。人们只有通过贯穿一生的不断学习,才能跟上时展的步伐。才能不断适应从事某项工作岗位和转岗再就业的要求。没有接受过大学教育的人,很难搭上信息时代的航船。高等学校是培养具有创新精神的跨世纪人才的摇篮.是未来世纪发展竞争的焦点。高等院校图书馆是高等教育不可或缺的重要组成部分,是高等教育可持续发展的宝贵资源。在全球信息高速公路建设浪潮的推动下图书馆有了许多新的称谓:“数字图书馆”(Digitallibrary)、虚拟图书馆(Virtuallibrary)、无墙图书馆(Librarywithoutwalls)、多元媒体图书馆(Medialibrary)、全球图书馆(Globallibrary)、电脑化空间(InterspaceorCyberspace)等等。不管我们怎样称呼未来的图书馆,一个不争的事实就是,信息革命的浪潮把高等院校图书馆推向一个崭新的变革时期。高等院校图书馆的地位、职能、馆员的角色、服务和管理模式都将面临新时期的挑战。
1新时期高等院校图书馆的变化
全球信息革命的进程推动了我国高等教育的深化改革,教育改革的先驱是教育信息化。知识经济理论改变了我们对高等院校图书馆地位、作用、价值的传统认识。现代信息处理技术、计算机网络技术、通讯技术等高科技技术的飞速发展为新世纪图书馆提供了技术支持,信息化社会赋予高等院校图书馆新的使命,高等院校图书馆正在经历一场脱胎换骨的变革。
1.1高等院校图书馆将成为高校的信息来源和信息中心
古代藏书楼最典型的管理方式就是禁锢藏书近代图书馆的出现是伴随近代科技的发展而产生的.成为大众接受教育的一种形式.具有了传播知识的作用和广泛的教育性.近代图书馆“已不再是藏书的地方,而是教育机关”。而现代图书馆既是现代社会的产物,也是现代科技发展的基础条件。国际图书馆协会联合会将现代图书馆的基本职能概括为:①保存人类文化遗产;②开展社会教育;③传递科学情报;④开发智力资源。1981年和1987年国家教委颁发了《高等学校图书馆工作试行条例》、《普通高等学校图书馆规程》,这两个文件将我国高校图书馆的基本职能概括为:教育服务职能和情报职能。高等院校图书馆是办好高等教育的不可缺少的基础条件.是为教学科研服务的学术性机构。高校图书馆拥有丰富的文献信息资源、良好的学习环境、专业化的信息技术服务,使得高校图书馆在教育事业中有着不可替代的职能作用。1999年国际图书馆协会大会主题是:图书馆世界文明通道(LibrariesasGatewaystoEnlighte—neWorld),在信息时代图书馆将超越当今知识信息的生产者和提供者的作用.而成为获取广泛信息资源和信息服务的通道。新世纪的高等院校图书馆将从“学校的图书资料情报中心”成为“高校的信息来源和信息中心”。图书馆要为学校的改革和发展提供多元的信息资源和信息服务.是学术信息中心和提供辅助教学资源的枢纽与知识信息传播媒介。每个高等院校图书馆都将成为全球学术研究信息网络的一个交换站和节点。学生可通过网络远程教学服务系统有效地利用在线图书馆信息资源,教师可在网上获得图书馆的信息服务进行科学研究和学术交流。图书馆的工作要将馆藏资源数字化,将文献加工成情报信息,再将情报信息加工为知识,将知识转化为智慧和财富。只有这样高等院校图书馆才能在未来的新世纪中存在和发展。
1.2未来高等院校图书馆的业务方法和研究方法
收集、整理、组织、存储和利用信息是图书馆的业务方法,也是一种科学研究方法。在未来世纪中,传统的图书馆方法在高速发展的信息技术的带动下有了新的发展。INTERNET把图书馆的文献服务迅速地推向全球化。传统的文献采访工作将延伸到对信息资源的探索,去发现可利用的信息资源。藏书建设的目标是建立馆藏信息资源和全球网络信息资源相辅相成,有机结合成为一体的信息资源。馆藏分布将不局限于自身的空间,而是将全球网络信息资源组织起来,实现逻辑集中、物理分散的虚拟化馆藏模式。图书馆的文献信息资源则以数据仓库形式长期存储.最大限度地实现共享和开发利用。文献分类工作不再是仅仅将文献按照科学体系归类,而更加注重对知识成分进行提炼、加工整理,进行知识信息的创新。用户教育是图书馆事业不变的工作主题,但用户教育再也不是仅局限于辅导读者如何查阅目录,或是提供一般的事项咨询,而是要对用户加强信息意识的教育、培养用户捕获和利用信息的能力,要帮助用户把知识化为智慧和财富。概言之,面向新世纪的高等院校图书馆将从收藏借阅文献的服务模式朝着以组织、传递、开发信息资源为核心,实现业务管理高度自动化,信息资源数字化、馆藏特色专业化、信息服务网络化、智能化转变。图书馆的职能不再仅仅是靠提供馆藏的信息服务来实现,更重要的是要组织、传递网络信息资源,要通过馆员的智力劳动.创造出新的知识信息,提供增殖的知识服务来满足用户对信息的需求。
2新时期高等院校图书馆的信息传播职能和教育服务职能
2.1我国教育现代化需要图书馆强化信息传播职能
教育服务职能近代图书馆已经逐渐发展成为人类社会的“教育机关”,教育服务职能是社会发展对图书馆的迫切需求。大学人才密集,是知识、信息的主要产地之一,也是知识、信息需求量最大的地方之一。未来世纪,大学的教学科研人员、大学生对知识、信息的需求将表现为需求量大、多元化、专业化的特点:对知识、信息获取方式要求更快捷、准确、方便。他们不仅仅需要在图书馆能获得信息,还需要图书馆为他们提供经过筛选和加工的特需的知识信息。高等院校图书馆要真正成为大学教育和科学研究的重要组成部分。教育部制定的《面向2l世纪教育振兴行动计划》提出了要“积极稳步发展高等教育”,高等教育要“瞄准国家创新体系的目标,培养造就一批高水平的具有创新能力的人才”。大学生的素质如何,其中一项重要技能就是利用高技术手段直接获取知识、信息并进行继续学习的能力。今后的大学生面临的是知识和信息的竞争,谁在知识、信息领域领先,谁就具有更强的竞争力。高等院校图书馆要在素质教育工程中发挥作用。教育信息化是推动教育走向现代化的基础和条件。教育信息化包括:以多媒体计算机技术为核心的教育技术在学校的普及和运用:网络的普及和应用,学会利用网上资源;开办现代远程教育,不断满足社会日益增长的终身教育的需求。现代远程教育是20世纪80年代以来国际教育发展的重要趋势。在我国教育资源短缺的情况下,发展远程教育是把好大教育的战略措施.是构筑21世纪终身学习体系的主要手段。远程教育利用中国教育科研网和卫星视频传输系统。实现网上招生录取、计算机学籍管理和毕业生就业服务。健全和完善继续教育制度,适应终身学习和知识更新的需要,不断扩大社会成员受教育的机会。高等院校图书馆既是远程教育网络上重要的教育科研信息资源,也将成为网络上信息技术教育、继续教育的课堂和就业、文化、娱乐、生活的信息网站。远程教育工程的实施使高等院校图书馆率先成为“无墙图书馆”。
2.2新世纪的高等院校图书馆教育模式
“教书育人、管理育人、服务育人”是大学培养人才的综合方法。高等院校图书馆同样也通过“三育人”来体现自身的教育服务职能。
(1)信息技能课程教育。从事某一专业的人,必须学习本专业的知识。而有些科学知识,却是各种专业的人都必须具备的知识。“凡读书最切要者,目录之学。目录明,方可读书;不明,终是乱读。”目录学是指引治学途径的入门之学,这话在今天依然十分有道理。文献信息组织、分类、检索、课题调研等是每一个科研教学人员的基本功。可以说,信息处理能力是现代人才的基本素质,体现了人才竞争能力。而过去的高等教育忽略了学生这方面的素质培养,学生离校后自我知识更新的能力较差。正是基于这个原因,教育部在1981年颁发的《中华人民共和国高等学校图书馆工作条例》明确了“开展查阅文献方法的师资水平关系到教学质量的好坏,要加强师资队伍的建设和培养,有计划地进行培训提高。通过备课、观摩教学等教学研究活动和师资轮训,不断学习、研究信息查询的新技术,提高教师的教学组织能力、教学方法和效果。在未来的世纪,《文献检索与利用》课程对于在校学生、网上的学员以及社会上的信息用户都将是一门重要的科学方法课程。人们需要学习信息搜索的技能,需要通过课堂、网上自学等方式掌握这个基本技能。高等院校图书馆应肩负起这一任务。
(2)网络信息搜索技能培训教育。信息社会的信息增长速度快、数量大、更新快、载体形式多样、分散存储,出现了信息超载的现象网络查询便成为人们获得信息的重要方法。到2000年,我国将有1000所高校建成校园网并与CERNET连通.高校图书馆通过CERNET与1NTERNET实现互连,高校图书馆开辟了电子阅览室,提供了上网查询服务,为网上信息交流创建了良好的网络环境。但目前高校个人上网普及率还不够高,网络和网上信息资源利用较低。究其原因之一,是人们对于上网技术较为陌生或不熟练。随着图书馆的高度现代化,一些读者面对高度自动化的图书馆望而生畏。为了今后吸收和处理信息的需要,人人需要上网。因此,图书馆应当为读者提供网络信息搜索技能的培训教育。教育内容应当包括:掌握上网的基础知识;学会WWW,FTP,E2MAIL,GOPHER等网上漫游的基本技能;了解国内外常用的站点和运用搜索引擎查找站点:熟悉重要的专业数据库及在线图书馆的检索方法等等。近年来,图书馆开办的用户上网技能培训得到读者的普遍欢迎图书馆馆员对网络资源的全面、深入的了解和熟练的检索技巧至关重要,一般的上网技术培训无法替代图书馆的网络信息搜索技能培训。这种培训以主题讲座方式.学员可选择在不同的时间、不同的专题选修。方式灵活效果显著。可见,现代信息技术为高校图书馆发挥教育服务职能提供了新的手段。
(3)图书馆的在线教育和远程教育。图书馆的空间虚拟化、信息检索对象化、信息服务与传播网络化、管理职能集成化的目的在于体现以人为本的现代化社会的图书馆的服务思想。虚拟化图书馆拓展了图书馆的服务空间、扩大了服务对象.在线信息服务所创建的信息导航、搜索引擎、专题数据库改变了图书馆传统的服务模式,缩短了信息与人之间的距离,当人们通过网络得到图书馆的种种在线信息服务时,人们心中将开始重塑图书馆新世纪的形象。