第一篇：略論信息傳輸與存儲(chǔ)過(guò)程中的安全技術(shù)

略論信息傳輸與存儲(chǔ)過(guò)程中的安全技術(shù)

一、前言

在這個(gè)信息飛速發(fā)展的新時(shí)代，信息數(shù)據(jù)的傳輸速度更快更便捷，但隨著信息數(shù)據(jù)傳輸量的增加，傳輸過(guò)程也更容易出現(xiàn)安全隱患。與此同時(shí)，病毒及黑客對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的惡意入侵使信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)面臨著強(qiáng)大的生存壓力，網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題變得越來(lái)越重要。因此，信息數(shù)據(jù)安全與加密顯得愈加重要，也越來(lái)越多地得到人們的重視。

本文首先簡(jiǎn)單介紹信息數(shù)據(jù)安全與加密的必要外部條件，在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)闡述信息安全管理技術(shù)，主要包括信息加密技術(shù)和認(rèn)證技術(shù)；防火墻技術(shù)和入侵檢測(cè)技術(shù)。

二、信息數(shù)據(jù)安全與加密的必要外部條件

1.計(jì)算機(jī)安全

每一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)用戶都首先把自己的信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，然后，才進(jìn)行相互之間的信息數(shù)據(jù)傳遞與交流，有效地保障其信息數(shù)據(jù)的安全必須以保證計(jì)算機(jī)的安全為前提，計(jì)算機(jī)安全主要有兩個(gè)方面包括：計(jì)算機(jī)的硬件安全與計(jì)算機(jī)軟件安全。

1）計(jì)算機(jī)硬件安全技術(shù)。保持計(jì)算機(jī)正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，定期檢查是否出現(xiàn)硬件故障，并及時(shí)維修處理，在易損器件出現(xiàn)安全問(wèn)題之前提前更換，保證計(jì)算機(jī)通電線路安全，提供備用供電系統(tǒng)，實(shí)時(shí)保持線路暢通。

2）計(jì)算機(jī)軟件安全技術(shù)。首先，必須有安全可靠的操作系統(tǒng)。作為計(jì)算機(jī)工作的平臺(tái)，操作系統(tǒng)必須具有訪問(wèn)控制、安全內(nèi)核等安全功能，能夠隨時(shí)為計(jì)算機(jī)新加入軟件進(jìn)行檢測(cè)，如提供windows安全警報(bào)等等。其次，計(jì)算機(jī)殺毒軟件，每一臺(tái)計(jì)算機(jī)要正常的上網(wǎng)與其他用戶交流信息，都必須實(shí)時(shí)防護(hù)計(jì)算機(jī)病毒的危害，一款好的殺毒軟件可以有效地保護(hù)計(jì)算機(jī)不受病毒的侵害。

2.通信安全

通信安全是信息數(shù)據(jù)的傳輸?shù)幕緱l件，當(dāng)傳輸信息數(shù)據(jù)的通信線路存在安全隱患時(shí)，信息數(shù)據(jù)就不可能安全的傳遞到指定地點(diǎn)。盡管隨著科學(xué)技術(shù)的逐步改進(jìn)，計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)得到了進(jìn)一步完善和改進(jìn)，但是，信息數(shù)據(jù)仍舊要求有一個(gè)安全的通信環(huán)境。主要通過(guò)以下技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

1）信息加密技術(shù)。這是保障信息安全的最基本、最重要、最核心的技術(shù)措施。我們一般通過(guò)各種各樣的加密算法來(lái)進(jìn)行具體的信息數(shù)據(jù)加密，保護(hù)信息數(shù)據(jù)的安全通信。

2）信息確認(rèn)技術(shù)。為有效防止信息被非法偽造、篡改和假冒，我們限定信息的共享范圍，就是信息確認(rèn)技術(shù)。通過(guò)該技術(shù)，發(fā)信者無(wú)法抵賴自己發(fā)出的消息；合法的接收者可以驗(yàn)證他收到的消息是否真實(shí)；除合法發(fā)信者外，別人無(wú)法偽造消息。

3）訪問(wèn)控制技術(shù)。該技術(shù)只允許用戶對(duì)基本信息庫(kù)的訪問(wèn)，禁止用戶隨意的或者是帶有目的性的刪除、修改或拷貝信息文件。與此同時(shí)，系統(tǒng)管理員能夠利用這一技術(shù)實(shí)時(shí)觀察用戶在網(wǎng)絡(luò)中的活動(dòng)，有效的防止黑客的入侵。

三、信息安全管理技術(shù)

1.信息安全隱患

信息安全隱患主要是指網(wǎng)絡(luò)攻擊，它是指獲取超越目標(biāo)安全策略所設(shè)定的服務(wù)或者是使得目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)受到影響甚至停滯的所有行為，也是當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)所面臨的最大的威脅。

網(wǎng)絡(luò)攻擊目標(biāo)有很多，大致可歸納為兩類：一類是對(duì)系統(tǒng)的攻擊，主要發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)層上，它破壞系統(tǒng)的可用性，使系統(tǒng)不能正常工作，會(huì)留下比較明顯的攻擊痕跡，用戶很容易就可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，所以說(shuō)對(duì)系統(tǒng)的攻擊很容易被發(fā)現(xiàn)；另一類是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的攻擊，主要發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用層上，是面向信息的。它的主要目的是篡改和偷取信息，不會(huì)留下明顯的痕跡，用戶不能很容易地知道，所以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的攻擊讓人防不勝防。

常見的網(wǎng)絡(luò)攻擊主要有竊聽、數(shù)據(jù)篡改、身份欺騙（IP地址欺騙）、木馬程序、緩沖區(qū)溢出攻擊、口令破解、盜用口令攻擊、拒絕服務(wù)攻擊等，而對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息安全構(gòu)成威脅的最普遍因素，就是眾所周知的病毒攻擊與黑客的惡意入侵。

2.信息安全的五大特征

完整性、保密性、可用性、不可否認(rèn)性和可控性。

3.信息加密技術(shù)

密碼技術(shù)，也稱加密技術(shù)，包括密碼算法設(shè)計(jì)、密碼分析、安全協(xié)議、身份認(rèn)證、消息確認(rèn)、數(shù)字簽名、密鑰管理、密鑰托管等技術(shù)，是保護(hù)大型網(wǎng)絡(luò)傳輸信息安全的實(shí)現(xiàn)手段，是保障信息安全的核心技術(shù)。存儲(chǔ)加密技術(shù)分為密文存儲(chǔ)和存取控制兩種，其主要目的是防止在信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)過(guò)程中信息數(shù)據(jù)泄露。密文存儲(chǔ)主要通過(guò)加密算法轉(zhuǎn)換、加密模塊、附加密碼加密等方法實(shí)現(xiàn)；存取控制則通過(guò)審查和限制用戶資格、權(quán)限，辨別用戶的合法性，預(yù)防合法用戶越權(quán)存取信息數(shù)據(jù)以及非法用戶存取信息數(shù)據(jù)。

4.信息認(rèn)證技術(shù)

信息認(rèn)證的目的有三個(gè)：一是消息完整性認(rèn)證，即驗(yàn)證信息在傳送或存儲(chǔ)過(guò)程中是否被篡改；二是身份認(rèn)證，即驗(yàn)證消息的收發(fā)方是否持有正確的身份認(rèn)證符，如口令或秘鑰等；三是消息的序號(hào)和操作時(shí)間等的認(rèn)證，其目的是防止消息重放或延遲等攻擊。認(rèn)證技術(shù)一般有：數(shù)字簽名、身份認(rèn)證、信息認(rèn)證和數(shù)字水印技術(shù)。

5.防火墻技術(shù)

1）工作原理：一般在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和Internet之間放入一個(gè)中介系統(tǒng)，豎起一道安全屏障，用來(lái)阻止外部的非法訪問(wèn)和侵入，使所有的外流信息和內(nèi)流信息都通過(guò)這道屏障的審核，這種中介系統(tǒng)就叫做“防火墻”。

2）防火墻主要包括三種類型：包過(guò)濾防火墻、代理服務(wù)器防火墻和應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)防火墻。

6.入侵檢測(cè)技術(shù)

1）檢測(cè)原理：是繼防火墻之后的第二道安全閘門，能主動(dòng)保護(hù)自己免受攻擊的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，提高了信息安全基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的完整性。2）入侵檢測(cè)系統(tǒng)的分類：基于主機(jī)的入侵檢測(cè)系統(tǒng)、基于網(wǎng)絡(luò)的入侵檢測(cè)系統(tǒng)和采用上述兩種數(shù)據(jù)來(lái)源的分布式入侵檢測(cè)系統(tǒng)。

五、結(jié)束語(yǔ)

隨著人們對(duì)信息資源依賴程度的不斷加深，技術(shù)手段和管理手段在信息安全管理中都是非常重要的。運(yùn)用正確的防護(hù)措施，能夠防止未經(jīng)授權(quán)者或偶然因素對(duì)信息資源的破壞、更動(dòng)、非法利用或惡意泄露，以實(shí)現(xiàn)信息的保密性、完整性和可用性的要求。

第二篇：信息傳輸技術(shù)的發(fā)展—“發(fā)展史與未來(lái)趨勢(shì)”

信息傳輸技術(shù)的發(fā)展

——“發(fā)展史與未來(lái)趨勢(shì)” 組長(zhǎng)、組員

1、組員

2、組員3

遼東學(xué)院 信息工程學(xué)院，B1x0x班

摘要：自人類文明起源以來(lái)，對(duì)于人們傳輸信息就有很多種方式、方法。從以語(yǔ)言為主，通過(guò)人力、馬力、烽火等原始手段傳輸信息的方式，到以文字、郵政、印刷等方式更廣地傳輸信息的方式，隨著近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，又實(shí)現(xiàn)了通過(guò)電報(bào)、電話、廣播等方式傳輸信息，再到現(xiàn)代的信息時(shí)代，除了語(yǔ)言之外，還包括了圖像、聲音、多媒體等各種信息，傳輸技術(shù)利用電流、電磁波、聲波、光波等多種傳輸介質(zhì)實(shí)現(xiàn)多樣化信息的傳輸。信息傳輸技術(shù)爆炸式的推動(dòng)了信息交流，同時(shí)也推動(dòng)著信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。隨著寬帶技術(shù)的發(fā)展，人們能更加便捷的“訪問(wèn)世界”。通過(guò)數(shù)據(jù)通信、傳真，可視電話、可視圖文等服務(wù)形式，將大量的初等、中等、高等教育的課程及其它科學(xué)技術(shù)、生活、市場(chǎng)、金融、體育、娛樂(lè)、醫(yī)療等信息以聯(lián)機(jī)方式存放，用戶可有選擇地獲取信息。當(dāng)這樣的公共信息基礎(chǔ)設(shè)施同家庭信息系統(tǒng)相連接，就徹底地改變了信息獲取和利用的方式，進(jìn)而也改變了社會(huì)的教育模式?，F(xiàn)代是一個(gè)信息時(shí)代，對(duì)于未來(lái)信息傳輸技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)成為趨勢(shì)。光是極具發(fā)展?jié)摿Φ膫鬏斀橘|(zhì)，光勢(shì)必會(huì)在未來(lái)信息傳輸技術(shù)中占有一席之地。硅光子技術(shù)超高效率、超低耗能也是看點(diǎn)之一。關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)通信；發(fā)展史；數(shù)據(jù)傳輸方式；未來(lái)趨勢(shì)

一、信息傳輸技術(shù)的發(fā)展史

（一）、原始時(shí)代信息傳輸技術(shù)

原始時(shí)代沒(méi)有文字，原始人通過(guò)一些輔助的東西或簡(jiǎn)單的圖畫來(lái)表述信息。例如北美的印第安人離家狩獵，在屋子旁邊釘下幾根帶有橫桿的木橛，一根表示要過(guò)一晝夜才回來(lái)，兩根表示兩晝夜。還有“結(jié)繩記事”，根據(jù)繩子上打結(jié)的個(gè)數(shù)和繩子的顏色來(lái)記錄容易忘記的事情。

（二）、古代信息傳輸技術(shù)

隨著生產(chǎn)力的提高，人們的認(rèn)識(shí)也一步一步由低級(jí)向高級(jí)發(fā)展，人類進(jìn)入了文明社會(huì)，信息技術(shù)也有了新的發(fā)展。文字的出現(xiàn)時(shí)信息傳輸技術(shù)的一大變革。甲骨文是我國(guó)最早的文字，它最初是在原始畫的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。文字的發(fā)明使得人們能夠方便的進(jìn)行信息的傳輸。

（三）、現(xiàn)代信息傳輸技術(shù)

19世紀(jì)上半葉科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有力地推動(dòng)了軍事通訊技術(shù)的進(jìn)步，突出地表現(xiàn)在電報(bào)的運(yùn)用和電話的發(fā)明上。19世紀(jì)30年代，歐洲和美洲先后出現(xiàn)了商用電報(bào)機(jī)。在這方面有代表性的發(fā)明家是英國(guó)的高斯、韋伯和美國(guó)的莫爾斯。1833年，高斯和韋伯制作出第一個(gè)可供實(shí)用的電磁指針電報(bào)機(jī)。此后不久，另一個(gè)年輕的英國(guó)人庫(kù)克和倫敦高等學(xué)院的教授惠斯登發(fā)明了新型電報(bào)機(jī)，并取得第一個(gè)專利。1837年，美國(guó)人莫爾斯的發(fā)明，把電報(bào)技術(shù)向前大大推進(jìn)了一步。他用一套點(diǎn)、劃符號(hào)代表字母和數(shù)字(即莫爾斯電碼，并設(shè)計(jì)了一套線路，發(fā)報(bào)端是一個(gè)電鍵，該電鍵把以長(zhǎng)短電流脈沖形式出現(xiàn)的電碼饋入導(dǎo)線，在接收端電流脈沖激勵(lì)電報(bào)裝置中的電磁鐵，使筆尖在不斷移動(dòng)的紙帶上記錄下電碼。經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，這套電報(bào)系統(tǒng)于1844年達(dá)到實(shí)用階段，在巴爾的摩和華盛頓之間首次建立了電報(bào)聯(lián)系。

英國(guó)的胡克首先提出在遠(yuǎn)距離上傳輸語(yǔ)音的建議。1837年，美國(guó)醫(yī)生佩奇發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鐵的磁性迅速改變時(shí)，會(huì)發(fā)出一種音樂(lè)般的悅耳聲音，這種聲音的響度隨磁性變化的頻率而改變。他把這種聲音稱作“電流音樂(lè)”。大約在1860年，德國(guó)的賴斯第一次將一曲旋律用電發(fā)送了一段距離，他把這個(gè)裝置叫作“電話”，這個(gè)名稱于是沿用下來(lái)。直到1876年，美國(guó)的貝爾終于發(fā)明了第一臺(tái)電話機(jī)。電話及此前發(fā)明的電報(bào)的運(yùn)用，使軍事通訊產(chǎn)生了革命性的變革。

19世紀(jì)中葉以后，隨著電報(bào)、電話的發(fā)有，電磁波的發(fā)現(xiàn)，人類通信領(lǐng)域產(chǎn)生了根本性的巨大變革，實(shí)現(xiàn)了利用金屬導(dǎo)線來(lái)傳遞信息，甚至通過(guò)電磁波來(lái)進(jìn)行無(wú)線通信，使神話中的“順風(fēng)耳”、“千里眼”變成了現(xiàn)實(shí)。從此，人類的信息傳遞可以脫離常規(guī)的視聽覺(jué)方式，用電信號(hào)作為新的載體，同此帶來(lái)了一系列鐵技術(shù)革新，開始了人類通信的新時(shí)代。

1837年，美國(guó)人塞繆樂(lè).莫樂(lè)斯（Samuel Morse）成功地研制出世界上第一臺(tái)電磁式電報(bào)機(jī)。他利用自己設(shè)計(jì)的電碼，可將信息轉(zhuǎn)換成一串或長(zhǎng)或短的電脈沖傳向目的地，再轉(zhuǎn)換為原來(lái)的信息。1844年5月24日，莫樂(lè)斯在國(guó)會(huì)大廈聯(lián)邦最高法院會(huì)議廳進(jìn)行了“用莫爾斯電碼”發(fā)出了人類歷史上的第一份電報(bào)，從而實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)途電報(bào)通信。

1864年，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋（J.c.Maxwel）建立了一套電磁理論，預(yù)言了電磁波的存在，說(shuō)明了電磁波與光具有相同的性質(zhì)，兩者都是以光速傳播的。

1875年，蘇格蘭青年亞歷山大.貝爾（A.G.Bell）發(fā)明了世界上第一臺(tái)電話機(jī)。并于1876年申請(qǐng)了發(fā)明專利。1878年在相距300公里的波士頓和紐約之間進(jìn)行了首次長(zhǎng)途電話實(shí)驗(yàn)，并獲得了成功，后來(lái)就成立了著名的貝爾電話公司。

1888年，德國(guó)青年物理學(xué)家海因里斯.赫茲（H.R.Hertz）用電波環(huán)進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了電磁波的存在，他用實(shí)驗(yàn)證明了麥克斯韋的電磁理論。這個(gè)實(shí)驗(yàn)轟動(dòng)了整個(gè)科學(xué)界，成為近代科學(xué)技術(shù)史上的一個(gè)重要里程碑，導(dǎo)致了無(wú)線電的誕生和電子技術(shù)的發(fā)展。

電磁波的發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了巨大影響。不到6年的時(shí)間，俄國(guó)的波波夫、意大利的馬可尼分別發(fā)明了無(wú)線電報(bào)，實(shí)現(xiàn)了信息的無(wú)線電傳播，其他的無(wú)線電技術(shù)也如雨后春筍般涌現(xiàn)出來(lái)。1904年英國(guó)電氣工程師弗萊明發(fā)明了二極管。1906年美國(guó)物理學(xué)家費(fèi)森登成功地研究出無(wú)線電廣播。1907年美國(guó)物理學(xué)家德福萊斯特發(fā)明了真空三極管，美國(guó)電氣工程師阿姆斯特朗應(yīng)用電子器件發(fā)明了超外差式接收裝置。1920年美國(guó)無(wú)線電專家康拉德在匹茲堡建立了世界上第一家商業(yè)無(wú)線電廣播電臺(tái)，從此廣播事業(yè)在世界各地蓬勃發(fā)展，收音機(jī)成為人們了解時(shí)事新聞的方便途徑。1924年第一條短波通信線路在瑙恩和布宜諾斯艾利斯之間建立，1933年法國(guó)人克拉維爾建立了英法之間和第一第商用微波無(wú)線電線路，推動(dòng)了無(wú)線電技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

電磁波的發(fā)現(xiàn)也促使圖像傳播技術(shù)迅速發(fā)展起來(lái)。1922年16歲的美國(guó)中學(xué)生菲羅.法恩斯沃斯設(shè)計(jì)出第一幅電視傳真原理圖，1929年申請(qǐng)了發(fā)明專利，被裁定為發(fā)明電視機(jī)的第一人。1928年美國(guó)西屋電器公司的茲沃爾金發(fā)明了光電顯像管，并同工程師范瓦斯合作，實(shí)現(xiàn)了電子掃描方式的電視發(fā)送和傳輸。1935年美國(guó)紐約帝國(guó)大廈設(shè)立了一座電視臺(tái)，次年就成功地把電視節(jié)目發(fā)送到70公里以外的地方。1938年茲沃爾金又制造出第一臺(tái)符合實(shí)用要求的電視攝像機(jī)。經(jīng)過(guò)人們的不斷探索和改進(jìn)，1945年在三基色工作原理的基礎(chǔ)上美國(guó)無(wú)線電公司制成了世界上第一臺(tái)全電子管彩色電視機(jī)。直到1946年，美國(guó)人羅斯.威瑪發(fā)明了高靈敏度攝像管，同年日本人八本教授解決了家用電視機(jī)接收天線問(wèn)題，從此一些國(guó)家相繼建立了超短波轉(zhuǎn)播站，電視迅速普及開來(lái)。

圖像傳真也是一項(xiàng)重要的通信。自從1925年美國(guó)無(wú)線電公司研制出第一部實(shí)用的傳真機(jī)以后，傳真技術(shù)不斷革新。1972年以前，該技術(shù)主要用于新聞、出版、氣象和廣播行業(yè)；1972年至1980年間，傳真技術(shù)已完成從模擬向數(shù)字、從機(jī)械掃描向電子掃描、從低速向高速的轉(zhuǎn)變，除代替電報(bào)和用于傳送氣象圖、新聞稿、照片、衛(wèi)星云圖外，還在醫(yī)療、圖書館管理、情報(bào)咨詢、金融數(shù)據(jù)、電子郵政等方面得到應(yīng)用；1980年后，傳真技術(shù)向綜合處理終端設(shè)備過(guò)渡，除承擔(dān)通信任務(wù)外，它還具備圖像處理和數(shù)據(jù)處理的能力，成為綜合性處理終端。靜電復(fù)印機(jī)、磁性錄音機(jī)、雷達(dá)、激光器等等都是信息技術(shù)史上的重要發(fā)明。

此外，作為信息超遠(yuǎn)控制的遙控、遙測(cè)和遙感技術(shù)也是非常重要的技術(shù)。遙控是利用通信線路對(duì)遠(yuǎn)處被控對(duì)象進(jìn)行控制的一種技術(shù)，用于電氣事業(yè)、輸油管道、化學(xué)工業(yè)、軍事和航天事業(yè)；遙測(cè)是將遠(yuǎn)處需要測(cè)量的物理量如電壓、電流、氣壓、溫度、流量等變換成電量，利用通信線路傳送到觀察點(diǎn)的一種測(cè)量技術(shù)，用于氣象、軍事和航空航天業(yè)；遙感是一門綜合性的測(cè)量技術(shù)，在高空或遠(yuǎn)處利用傳感器接收物體輻射的電磁波信息，經(jīng)過(guò)加工處理或能夠識(shí)別的圖像或電子計(jì)算機(jī)用的記錄磁帶，提示被測(cè)物體一性質(zhì)、形狀和變化動(dòng)態(tài)，主要用于氣象、軍事和航空航天事業(yè)。

隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，軍事、科研迫切需要解決的計(jì)算工具也大大改進(jìn)。1946年美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)的?？颂睾湍＠镅兄瞥鍪澜缟系谝慌_(tái)電子計(jì)算機(jī)。電子元器件材料的革新進(jìn)一步促使電子計(jì)算機(jī)朝小型化、高精度、高可靠性方向發(fā)展。20世紀(jì)40年代，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了半導(dǎo)體材料，用它制成晶體管，替代了電子管。1948年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的肖克萊、巴丁和布拉坦發(fā)明了晶體三極管，于是晶體管收音機(jī)、晶體管電視、晶體管計(jì)算機(jī)很快代替了各式各樣的真空電子管產(chǎn)品。1959年美國(guó)的基爾比和諾伊斯發(fā)明了集成電路，從此微電子技術(shù)誕生了。1967年大規(guī)模集成電路誕生了，一塊米粒般大小的硅晶片上可以集成1千多個(gè)晶體管的線路。1977年美國(guó)、日本科學(xué)家制成超大規(guī)模集成電路，30平方毫米的硅晶片上集成了13萬(wàn)個(gè)晶體管。微電子技術(shù)極大地推動(dòng)了電子計(jì)算機(jī)的更新?lián)Q代，使電子計(jì)算機(jī)顯示了前所未有的信息處理功能，成為現(xiàn)代高新科技的重要標(biāo)志。

為了解決資源共享問(wèn)題，單一計(jì)算機(jī)很快發(fā)展成計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)共享。通信介質(zhì)從普通導(dǎo)線、同軸電纜發(fā)展到雙絞線、光纖導(dǎo)線、光纜；電子計(jì)算機(jī)的輸入輸出設(shè)備也飛速發(fā)展起來(lái)，掃描儀、繪圖儀、音頻視頻設(shè)備等，使計(jì)算機(jī)如虎添翼，可以處理更多的復(fù)雜問(wèn)題。20世紀(jì)80年代末多媒體技術(shù)的興起，使計(jì)算機(jī)具備了綜合處理文字、聲音、圖像、影視等各種形式信息的能力，日益成為信息處理最重要和必不可少的工具。

二、信息傳輸技術(shù)的應(yīng)用

（一）、衛(wèi)星通信技術(shù)

衛(wèi)星通信是以衛(wèi)星作為中繼的一種通信方式，是在地面微波中繼通信和空間電子技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，具有通信距離遠(yuǎn)、覆蓋范圍廣、不受地面條件的約束、建站成本與通信距離無(wú)關(guān)、靈活機(jī)動(dòng)、能多址連接且通信容量較大等優(yōu)點(diǎn)，在全球許多領(lǐng)域應(yīng)用效果很好，尤其在軍事上具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

高階調(diào)制高效編碼技術(shù)可應(yīng)用于衛(wèi)星通信高速傳輸需求場(chǎng)合，節(jié)省帶寬，Ka頻段衛(wèi)星通信技術(shù)解決個(gè)別點(diǎn)位高速通信需求及遠(yuǎn)望測(cè)量船、直升機(jī)等特殊載體通信。

衛(wèi)星通信相控陣天線應(yīng)用于車載、船載、機(jī)載衛(wèi)通站及便攜式衛(wèi)通站，減少對(duì)載體的安裝要求。

（二）、光纖通信技術(shù)

光纖通信技術(shù)是利用光波作載波，以光纖作為傳輸媒質(zhì)將信息從一處傳至另一處的通信方式。光纖通信不僅可以應(yīng)用在通信的主干線路中，還可以應(yīng)用在電力通信控制系統(tǒng)中，進(jìn)行工業(yè)檢測(cè)，控制，而且在軍事領(lǐng)域的用途也越來(lái)越為廣泛。

20世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展極其迅速，特別是廣播電視網(wǎng)、電力通信網(wǎng)、電信干線傳輸網(wǎng)等的急速擴(kuò)展，促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加，全網(wǎng)的管理和維護(hù)，設(shè)備的故障判定和排除就變得越來(lái)越困難。可以采用SDH＋光纖或ATM＋光纖組成寬帶數(shù)字傳輸系統(tǒng)。該傳輸網(wǎng)可以采用帶有保護(hù)功能的環(huán)網(wǎng)傳輸系統(tǒng)，鏈路傳輸系統(tǒng)或者組成各種形式的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)，可以滿足各種綜合信息傳輸。對(duì)于電視節(jié)目的廣播，采用的寬帶傳輸系統(tǒng)可以將主站到地方站的所需數(shù)字，通道設(shè)置成有線電視網(wǎng)絡(luò)在全國(guó)各地已基本形成，在有線電視網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，比較容易地實(shí)現(xiàn)寬帶多媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)，因此在目前的情況下，不應(yīng)完全廢除現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)，而用少量的投資來(lái)完善和改造它，滿足人們的目前需要。很多地區(qū)的CATV已經(jīng)是光纖傳輸，到用戶端也是同軸電纜進(jìn)入千萬(wàn)家。但是現(xiàn)在建設(shè)的CATV大多是單向傳輸，上行信號(hào)不能在現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)中傳送。

現(xiàn)有光傳送網(wǎng)絡(luò)僅提供原始帶寬，缺乏上層業(yè)務(wù)所需智能性要求，帶寬分配采用靜態(tài)配置的固定光鏈路連接模式，難以適應(yīng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展及IP數(shù)據(jù)固有隨即突發(fā)性的要求。

逐步擺脫現(xiàn)有SDH的束縛。由2Mbit/s量級(jí)向155Mbit/s量級(jí)、622Mbit/s量級(jí)、光波量級(jí)、光纖量級(jí)發(fā)展。

因?yàn)楣饨尤刖W(wǎng)有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）減少維護(hù)管理費(fèi)用和故障率；（2）配合本地網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，減少節(jié)點(diǎn)，擴(kuò)大覆蓋；（3）充分利用光纖化所帶來(lái)的一系列好處；（4）建設(shè)透明光網(wǎng)絡(luò)，迎接多媒體時(shí)代。目前10Gbps系統(tǒng)已開始大批量裝備網(wǎng)絡(luò)，主要在北美，在歐洲、日本和澳大利亞也已開始大量應(yīng)用。但是，10Gbps系統(tǒng)對(duì)于光纜極化模色散比較敏感，而已經(jīng)鋪設(shè)的光纜并不一定都能滿足開通和使用10Gbps系統(tǒng)的要求，需要實(shí)際測(cè)試，驗(yàn)證合格后才能安裝開通。它的比較現(xiàn)實(shí)的出路是轉(zhuǎn)向光的復(fù)用方式。光復(fù)用方式有很多種，但目前只有波分復(fù)用(WDM)方式進(jìn)入了大規(guī)模商用階段，而其它方式尚處于試驗(yàn)研究階段。

（三）、微波通信技術(shù)

微波被廣泛應(yīng)用于通信方面，主要是由微波本身的特殊性所決定的。微波的繞射能力很強(qiáng)，它具有類似光一樣的特性，而且具有穿透性、寬屏帶寬性、散射效應(yīng)、抵抗低頻干擾性等等。微波通信是在上世紀(jì)50年代被廣泛應(yīng)用于通信方面的。由于它具有通信容量大，投資費(fèi)用節(jié)省，建設(shè)速度快，抗災(zāi)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因而取得了迅速的發(fā)展。同時(shí)，由于微波通信的頻帶寬，容量大，它可以用于各種電信業(yè)務(wù)的傳送，如電話，電報(bào)，數(shù)據(jù)，傳真以及彩色電視等均可通過(guò)微波電路傳輸。微波通信具有良好的抗災(zāi)性能，對(duì)于水災(zāi)，風(fēng)災(zāi)等自然災(zāi)害，微波通信一般都不受影響。例如在1976年的唐山大地震中，北京和天津之間的同軸電纜全部斷裂，而六個(gè)微波通道全部安然無(wú)恙。

一個(gè)典型的微波通信系統(tǒng)通常由終端站，樞紐站，分路站，和若干個(gè)中繼站組成，長(zhǎng)度在幾百公里甚至達(dá)一二千公里。其中終端站的作用是將數(shù)字復(fù)用設(shè)備送來(lái)的基帶信號(hào)或從電視臺(tái)送來(lái)的。電視信號(hào)經(jīng)微波設(shè)備處理后由微機(jī)發(fā)信機(jī)發(fā)射給中繼站，同時(shí)將微波接收機(jī)接收到的信號(hào)經(jīng)微波設(shè)備處理后變成基帶信號(hào)送給數(shù)字復(fù)用設(shè)備。樞紐站處在微波通信線路的中間，處于有兩條以上微波通信線路匯接的城市，既可以進(jìn)行本線路的用戶間信息交換，也可以與其他線路的用戶進(jìn)行信息交流構(gòu)成通信網(wǎng)。分路站是為了適應(yīng)一些地方的小容量的信息交換而設(shè)置，這種站型一般很少設(shè)置。中繼站的作用是將信號(hào)進(jìn)行再生、放大處理后，再轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)中繼站，以確保傳輸信號(hào)的質(zhì)量。一般來(lái)說(shuō)，由于地球幽面的影響以及空間傳輸?shù)膿p耗，每隔50公里左右，就需要設(shè)置中繼站，將電波放大轉(zhuǎn)發(fā)而延伸，這種通信方式，也稱為微波中繼通信或微波接力通信。長(zhǎng)距離微波通信干線可經(jīng)過(guò)幾十次而傳至數(shù)千公里仍保持很高的通信質(zhì)量。

就目前來(lái)說(shuō)，發(fā)達(dá)國(guó)家微波中繼通信在長(zhǎng)途通信網(wǎng)中所占比例已經(jīng)過(guò)半，我國(guó)自從1956年從東德引進(jìn)第一套通信設(shè)備后，經(jīng)過(guò)仿制和自發(fā)研制過(guò)程也取得了很大的成就。與聲波相似，微波在傳播過(guò)程中，也會(huì)收到很多方面的影響。例如，樹林，山丘，高樓等對(duì)于的阻擋作用。微波在傳播過(guò)程中會(huì)難免受到地形，地物及氣候狀況的影響而引起反射，折射，散射和吸收現(xiàn)象，產(chǎn)生傳播衰落和傳播失真，會(huì)使波的能量衰落，微波在空間傳輸中會(huì)受到大氣效應(yīng)和地面效應(yīng)的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)衰落現(xiàn)象，衰落的類型有很多種。微波通信在傳輸過(guò)程中，信號(hào)強(qiáng)度會(huì)出現(xiàn)多種衰落，目前采用最廣泛的就是分集技術(shù)。一種有效地抗衰落措施就是采用兩種或兩種以上的方法來(lái)接受同一個(gè)信號(hào)，借此來(lái)減少衰減帶來(lái)的影響。它的基本思想就是通過(guò)分離原始信號(hào)為多個(gè)不相關(guān)的獨(dú)立信號(hào)，采用不同的技術(shù)來(lái)接受著些分散信號(hào)，再進(jìn)行組合。

在微波傳輸過(guò)程中，要用到天線。天線的作用就是將無(wú)線電波轉(zhuǎn)換為導(dǎo)波能量用來(lái)輻射和接受無(wú)線電波。微波通信中使用的天線，通常都是架設(shè)在高臺(tái)上，這是因?yàn)槲⒉ㄍㄐ乓繋讉€(gè)甚至幾十個(gè)微波站接力進(jìn)行無(wú)線電波的發(fā)射和接收，以達(dá)到遠(yuǎn)距離通信的目的，微波為直線傳播，微波間站屬于視距通信，兩站間應(yīng)無(wú)任何障礙才能進(jìn)行很好的通信。天線架得高受到地面的干擾阻礙就小，但是這其中設(shè)備的造價(jià)也就要提高，通常是因地制宜的。當(dāng)然，衛(wèi)星通信恰恰是避諱了陸地上的阻礙，才使得傳播無(wú)阻。智能天線的問(wèn)世使得數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量更高。智能天線的理論基礎(chǔ)是信號(hào)統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)與計(jì)理論，信號(hào)處理及最優(yōu)制理論。目前在基站端使用智能天線，已經(jīng)取得了很大的作用。

三、信息傳輸技術(shù)的未來(lái)趨勢(shì)

（一）、光通信技術(shù)

光通信技術(shù)中的復(fù)用維度包括時(shí)分、波分、頻分、碼分、模分等。目前40G PON是采用了時(shí)分和波分兩維復(fù)用，這也是100G PON的可行方式之一。業(yè)界將探索上述更多維度的組合，為用戶提供更大的帶寬。此外，在接收端采用相干接收方式，可在一根光纖承載超過(guò)1000個(gè)波長(zhǎng)，每波長(zhǎng)1G/10G，無(wú)源傳輸距離達(dá)到100km，實(shí)現(xiàn)T比特接入。為用戶提供更大帶寬、更低時(shí)延的接入服務(wù)，為運(yùn)營(yíng)商提供高效和低運(yùn)維成本的網(wǎng)絡(luò)。

當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)采用多層多域網(wǎng)絡(luò)承載業(yè)務(wù)，設(shè)備種類繁多，海量數(shù)據(jù)的分組處理能力呈指數(shù)級(jí)別提高，同時(shí)對(duì)超大容量路由運(yùn)算能力提出越來(lái)越高的要求,導(dǎo)致機(jī)房空間緊張、能耗高、效率低。IP與光網(wǎng)絡(luò)的融合是解決問(wèn)題的有效方式之一。

IP與光網(wǎng)絡(luò)融合可以通過(guò)統(tǒng)一交換內(nèi)核技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，具有分組/ODUk/VC集中交換功能，從而減少網(wǎng)絡(luò)層次、節(jié)省網(wǎng)絡(luò)投資、降低維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集約化。通過(guò)提高單槽位線卡轉(zhuǎn)發(fā)能力和采用多框集群技術(shù)，可以大幅提升單節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)能力;通過(guò)多核處理器、分布式軟件架構(gòu)、模塊化管理等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)千萬(wàn)級(jí)別路由表管理。

涵蓋骨干、匯聚和接入網(wǎng)絡(luò)的IP與光融合，具有千萬(wàn)級(jí)別路由表項(xiàng)的超大容量路由器，提供全網(wǎng)端到端解決方案，運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)展開了試點(diǎn)。

當(dāng)前隨著100G技術(shù)的規(guī)模部署，超100G技術(shù)的蓬勃發(fā)展，WDM/OTN系統(tǒng)的傳輸容量提升較快，光層的靈活調(diào)度和高效處理成為了光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的一個(gè)重要需求。

隨著WSS光模塊集成度的進(jìn)一步提升，采用WSS光模塊構(gòu)建的具備CDC-F(Colorless, Directionless, Contentionless, Flex Grid)特性的光交叉組網(wǎng)技術(shù)在超大網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)應(yīng)用時(shí)，因同時(shí)擁有超大交換容量、波長(zhǎng)及業(yè)務(wù)靈活調(diào)度、低功耗、低時(shí)延等關(guān)鍵特性，易于構(gòu)建靈活、高效的光網(wǎng)絡(luò)。

伴隨著大數(shù)據(jù)和云技術(shù)的蓬勃發(fā)展，短到芯片片上和片間、長(zhǎng)到機(jī)柜間和數(shù)據(jù)中心間的大規(guī)模數(shù)據(jù)交換處理，都渴望高速、穩(wěn)定、可靠的互聯(lián)，常規(guī)電纜連接將無(wú)法應(yīng)對(duì)。

目前看來(lái)，芯片間和板間的解決方案可以利用硅基光電集成來(lái)有效實(shí)現(xiàn)光互聯(lián)。機(jī)房間互聯(lián)、機(jī)架間互聯(lián)、機(jī)框間互聯(lián)、機(jī)盤間互聯(lián)可以利用光電轉(zhuǎn)換和光傳輸技術(shù)取代傳統(tǒng)的電纜，主要解決方案包括硅基的光電集成、高速VCSEL和直調(diào)DFB等。其中硅基光電集成方案具有CMOS工藝兼容，集成度高，成本低的優(yōu)勢(shì)。

未來(lái)幾年，光互聯(lián)技術(shù)將在芯片內(nèi)部、芯片間、板間、機(jī)柜間、機(jī)房間普及應(yīng)用。

（二）、大數(shù)據(jù)是信息通信技術(shù)發(fā)展必然趨勢(shì)

大數(shù)據(jù)是信息通信技術(shù)發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)，據(jù)預(yù)測(cè)，到2020年，全球大數(shù)據(jù)量將增長(zhǎng)到40ZB。

大數(shù)據(jù)是信息通信技術(shù)發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)，對(duì)大規(guī)模、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)處理和分析，讓數(shù)據(jù)為經(jīng)濟(jì)所用，從而拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。全球成倍增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)量是該技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力。據(jù)預(yù)測(cè)，到2020年，全球大數(shù)據(jù)量將增長(zhǎng)到40ZB，主要有以下幾方面原因：

首先，最近幾年，數(shù)字化服務(wù)在互聯(lián)網(wǎng)（如社交網(wǎng)絡(luò)、B2B或B2C的電子商務(wù)）領(lǐng)域的應(yīng)用數(shù)量、質(zhì)量及頻率都大幅上升。同時(shí)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)服務(wù)模式迅猛發(fā)展，除語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信外，終端設(shè)備中的傳感器也對(duì)數(shù)據(jù)爆炸產(chǎn)生了重要作用。

其次，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展推動(dòng)了數(shù)據(jù)量的提升。越來(lái)越多的基礎(chǔ)設(shè)施、機(jī)械設(shè)備和日常用品都具備智能化功能并接入網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)傳感器、RFID芯片、照相機(jī)等，街道、照明、工業(yè)廠房、電力設(shè)施及家用電器、汽車、產(chǎn)品包裝都在持續(xù)產(chǎn)生不斷更新的數(shù)據(jù)。

最后，科學(xué)實(shí)驗(yàn)和理論研究也是數(shù)據(jù)爆炸的原因之一，特別是自然技術(shù)學(xué)科以及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新。這些創(chuàng)新過(guò)程產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)也將成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)：

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第三篇：信息傳輸技術(shù)檢測(cè)分為哪幾類

上海千測(cè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)有限公司

信息傳輸技術(shù)檢測(cè)分為哪幾類

信道分為有線信道和無(wú)線信道

有線信道又可進(jìn)一步細(xì)分為架空明線（傳輸能力一般不超過(guò)12個(gè)話路），對(duì)稱電纜（用于載波通信的高頻電纜一對(duì)芯線的傳輸能力可達(dá)120個(gè)話路），同軸電纜（其傳輸能力可達(dá)1800~3600個(gè)話路），光纜（單模光纖的傳輸能力已可達(dá)若干萬(wàn)個(gè)話路）等；無(wú)線信道又可進(jìn)一步分為地波傳播（如級(jí)長(zhǎng)波，超長(zhǎng)波，長(zhǎng)波，短波等），天波傳播（即經(jīng)電離層反射傳播，如短波），視距傳播（如超短波，微波）等。

不同信道有各自適用的頻率范圍

信源的信號(hào)必須通過(guò)“調(diào)制”到給定的頻率范圍才能進(jìn)行傳輸，故調(diào)制技術(shù)是傳輸技術(shù)的關(guān)鍵之一。對(duì)給定的信道，使之能傳輸多個(gè)信源信息的技術(shù)稱為“復(fù)用”，復(fù)用旨在提高信道的有效性，是傳輸技術(shù)的另一關(guān)鍵。常見的復(fù)用技術(shù)有頻分復(fù)用，時(shí)分復(fù)用，碼分復(fù)用，波分復(fù)用等。傳輸?shù)目煽啃允莻鬏敿夹g(shù)的另一個(gè)要點(diǎn)，這主要涉及信到編碼技術(shù)和最佳接收技術(shù)。

光纖傳輸和無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)是未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)最重要的兩種傳輸技術(shù)。光纖傳輸將以其高帶寬和高可靠性成為未來(lái)信息高速公路的主干傳輸手段；移動(dòng)通信則以其高度的靈活性，機(jī)動(dòng)性將成為信息社會(huì)人們普遍采用的通信形式，進(jìn)而通過(guò)與光纖通信，衛(wèi)星通信的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)真正“全球通”已經(jīng)指日可待。

第四篇：影像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及初步應(yīng)用

影像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及初步應(yīng)用

目前，影像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng)(PACS)已成為影像科室的必然發(fā)展趨勢(shì)，是數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)的核心構(gòu)架，其最基本的功能是兩個(gè)：存檔和通訊。這其中DICOM 30標(biāo)準(zhǔn)是保證PACS成為全開放式系統(tǒng)的重要的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和通訊協(xié)議，它是利用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP通訊協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備和PACS服務(wù)器之間的互連互通。

今年我院影像科與朗珈生物醫(yī)學(xué)工程公司合作建成了基于全院規(guī)模的PACS系統(tǒng)，它以DICOM服務(wù)器為中心服務(wù)器，按照DICOM 3.0標(biāo)準(zhǔn)將院內(nèi)的所有影像設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，對(duì)數(shù)字化的醫(yī)學(xué)影像進(jìn)行集中采集、傳輸、處理、存儲(chǔ)和管理。

1.系統(tǒng)環(huán)境 1.1硬件配置

1.1.1服務(wù)器：DICOM服務(wù)器一臺(tái)(DELL Poweredage 6650)，四個(gè)至強(qiáng)CPU，1G系統(tǒng)內(nèi)存，6個(gè)SICSI硬盤，二塊千兆網(wǎng)卡，二塊百兆網(wǎng)卡，分別用于DICOM接收、報(bào)告站的圖像傳輸和病區(qū)瀏覽站的圖像和報(bào)告?zhèn)鬏?；可選的雙通道或四通道RAID控制器卡，用于連接至內(nèi)部和外部存儲(chǔ)設(shè)備。打印服務(wù)器三臺(tái)，我們利用三臺(tái)圖像瀏覽終端兼作醫(yī)學(xué)診斷報(bào)告打印服務(wù)器。

1.1.2存儲(chǔ)設(shè)備：EDIns磁盤陣列一套，容量為1T，做了RAID5和熱備方式，能夠充分保證影像數(shù)據(jù)的安全；Exabyte磁帶機(jī)二臺(tái)，用于備份病人的數(shù)據(jù)，備份策略為：每天進(jìn)行一次完全備份，每小時(shí)進(jìn)行一次差異備份，以上備份均為服務(wù)器自動(dòng)進(jìn)行，無(wú)需人工干預(yù)，以保證病人數(shù)據(jù)的安全。1.1.3影像采集設(shè)備：西門子15T超導(dǎo)型磁共振機(jī)1臺(tái)，GE LightSpeed Plus多層螺旋CT機(jī)1臺(tái)，OEC 9800 DSA 1臺(tái)，菲力浦?jǐn)?shù)字胃腸機(jī)1臺(tái)，以上設(shè)備都具有DICOM 30接口。Picker CT機(jī)，GE黑白B超各一臺(tái)，以上設(shè)備均為視頻輸出。 1.1.4圖像工作站：分為四種，第一類是醫(yī)學(xué)圖像顯示處理工作 站：Sun Advantage Windows(簡(jiǎn)稱AW)2.0，128MB靜態(tài)內(nèi)存，20in彩顯，1280×1024，DICOM 3.0接口；Magic View50，128MB內(nèi)存，17in純屏彩顯，15G硬盤，1280×1024，DICOM 30接口。第二類是醫(yī)學(xué)圖像采集工作站：2臺(tái)聯(lián)想2200，19in高分辨率顯示器，自制OK-M40圖像采集卡，intel 100M以太網(wǎng)網(wǎng)卡，通過(guò)腳踏開關(guān)采集視頻圖像。第三類是遠(yuǎn)程會(huì)診工作站：雙顯示器聯(lián)想商用機(jī)，通過(guò)ADSL專線和301醫(yī)院進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)視頻會(huì)診。第四類是數(shù)據(jù)備份工作站：IBM商用機(jī)，HP刻錄機(jī)，主要用于病人數(shù)據(jù)或典型病例的異地備份。 1.1.5 登記工作站：3臺(tái)聯(lián)想啟天系列，同時(shí)安裝了HIS的收費(fèi)系統(tǒng)和PACS的登記系統(tǒng)，安裝了雙網(wǎng)卡，其中一塊網(wǎng)卡和PACS的服務(wù)器相連，完成病人信息的登記工作，另外一塊網(wǎng)卡和HIS的NOVALL網(wǎng)相連，通過(guò)HIS/RIS接口從HIS中提取病人的基本信息。 1.1.6 醫(yī)學(xué)圖像瀏覽及報(bào)告終端：13套雙屏DELL商用機(jī)，考慮到需要做圖像處理，CPU為P4 20G，內(nèi)存為512M，雙頭顯卡ATI Radeon VE(32M)顯存，60G硬盤，19in高分辨率顯示器，intel 100M以太網(wǎng)網(wǎng)卡。醫(yī)生可以在查看病人圖像的同時(shí)，輸寫病人報(bào)告，或者可以在兩個(gè)顯示器上進(jìn)行病人圖像的對(duì)比。

1.1.7 臨床瀏覽終端：各病區(qū)均配備一臺(tái)聯(lián)想商用電腦用于圖像瀏覽和調(diào)閱報(bào)告。 1.1.8 激光膠片打印機(jī)：AGFA LR3300兩臺(tái)。

1.1.9 激光打印機(jī)：3臺(tái)，惠普(HP)Laser Jet 1000型。 1.1.10 傳輸介質(zhì)：主干為千兆光纖，百兆交換到桌面。 1.2軟件

1.2.1 操作系統(tǒng)：

DICOM服務(wù)器：Windows 2000 Advance Server(中文版)； 圖像瀏覽及診斷報(bào)告書寫終端：Windows 2000 Professional(中文版)； 登記工作站：Windows 98(中文版)。 1.2.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)：SQL SERVER 2000 1.2.3 網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議：標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議 1.2.4 PACS中心服務(wù)器軟件：

LOGENE-DICOM Server：直接連接DICOM影像設(shè)備，支持DICOM Store SCU/SCP，DICOM Q/R SCU/SCP，DICOM PRINT SCU，DICOM FIND SCU/SCP。LOGENE-Database Server/Cache Server：任務(wù)管理和用戶組管理，提供安全可靠的加密FTP訊道，增加權(quán)限控制和保護(hù)文件系統(tǒng)的安全性。具有動(dòng)態(tài)流量控制和緩存控制功能。1.2.5 PACS系列軟件：醫(yī)學(xué)影像診斷報(bào)告系統(tǒng)LOGENE-Report 48.1 醫(yī)學(xué)圖像瀏覽終端LOGENE-Viewer 4.8.1 醫(yī)學(xué)圖像采集工作站：LOGENE-Grab 4.7.3 數(shù)據(jù)備份工作站：LOGENE-CDManager 4.8.1 登記工作站：LOGENE-Register 3.2

HIS/RIS/PACS接口：LOGENE-HIS/RIS/PACS，用于RIS/HIS、RIS/PACS的數(shù)據(jù)交換，RIS/影像設(shè)備的WorkList的數(shù)據(jù)交換。

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2.1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：GE螺旋CT、AW工作站、激光相機(jī)和西門子1.5T MRI、Magic View50工作站、激光相機(jī)通過(guò)雙絞線分別以各自的集線器(HUB)為中心連接成二個(gè)星形拓樸結(jié)構(gòu)的Ethenet網(wǎng)絡(luò)；數(shù)字胃腸機(jī)、DSA均按照DICOM 3.0標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)細(xì)纜直接連接到主干光纜上；另外Picker普通CT由于是視頻輸出，因此通過(guò)醫(yī)學(xué)圖像采集工作站，將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為DICOM信號(hào)后，再經(jīng)雙絞線連接到GE螺旋CT的Ethenet網(wǎng)絡(luò)中。以上兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字胃腸機(jī)、DSA均通過(guò)主干光纜連接到交換機(jī)上，再連接到DICOM服務(wù)器上，從而組成PACS網(wǎng)絡(luò)。

2.2本PACS系統(tǒng)有五部分組成：圖像采集、存儲(chǔ)設(shè)備和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、圖像瀏覽和診斷報(bào)告終端、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、HIS網(wǎng)關(guān)。圖像采集系統(tǒng)是指從非DICOM設(shè)備中獲取圖像，我院有一臺(tái)PICKER CT機(jī)和GE黑白B超均是視頻信號(hào)輸出，我們通過(guò)自制視頻采集卡OK-M40進(jìn)行圖像采集，在將其轉(zhuǎn)化為符合醫(yī)學(xué)影像通訊標(biāo)準(zhǔn)(DICOM)的數(shù)字圖像格式后進(jìn)入PACS系統(tǒng)。

圖像存儲(chǔ)分為2級(jí)：一級(jí)為146G×8的磁盤陣列，總?cè)萘繛?.3TB，在線存儲(chǔ)一年數(shù)據(jù)；二級(jí)為磁帶機(jī)，采用在服務(wù)器端同步進(jìn)行轉(zhuǎn)存的方式。操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的備份，采用磁帶機(jī)進(jìn)行。系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器與平臺(tái)無(wú)關(guān)，主要采用大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，可以是任意一種具有標(biāo)準(zhǔn)ODBC接口的數(shù)據(jù)庫(kù)。考慮到醫(yī)院的實(shí)際情況，以及和醫(yī)院的HIS數(shù)據(jù)庫(kù)的兼容性，采用了SQL SERVER2000數(shù)據(jù)庫(kù)。

圖像瀏覽和診斷報(bào)告系統(tǒng)：分為服務(wù)器端和客戶端兩部分，服務(wù)器端軟件負(fù)責(zé)完成醫(yī)學(xué)圖像的傳輸、中心存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理等任務(wù)，客戶端軟件具有醫(yī)學(xué)圖像瀏覽和影像診斷報(bào)告書寫功能。

醫(yī)學(xué)圖像瀏覽軟件具有強(qiáng)大的圖像處理功能，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)從DICOM服務(wù)器硬盤、磁帶庫(kù)上調(diào)閱所需圖像，并進(jìn)行圖像瀏覽和后處理。包括調(diào)節(jié)窗寬/窗位、單/多幅顯示、局域/全圖大、定量測(cè)量(CT值、距離、角度、面積)、電影播放、圖像的轉(zhuǎn)存和復(fù)制(轉(zhuǎn)存為其他的圖像格式)、打印和照相以及各種圖像標(biāo)注等。

醫(yī)學(xué)影像診斷報(bào)告系統(tǒng)軟件鑲嵌于醫(yī)學(xué)圖像瀏覽軟件內(nèi)，可以在瀏覽圖像后直接書寫規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)學(xué)影像診斷報(bào)告。醫(yī)療診斷報(bào)告主界面上的輸入項(xiàng)如姓名、性別、年齡、檢查號(hào)及送檢科室等病人信息可直接從RIS數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取，報(bào)告日期由系統(tǒng)自動(dòng)生成，報(bào)告醫(yī)生默認(rèn)為用戶進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)所輸入的用戶名，且不能修改，檢查方法、檢查所見、檢查結(jié)果都可從診斷模板中提取，直接或經(jīng)局部修改后形成診斷報(bào)告主體。報(bào)告格式可任意選擇，其中可包含1-2幅典型圖例。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要包括3COM 4007交換機(jī)、DELL Poweradage 6650服務(wù)器。 HIS網(wǎng)關(guān)：PACS/RIS能自動(dòng)調(diào)用HIS登記數(shù)據(jù)，還可通過(guò)HIS發(fā)送診斷報(bào)告。

3.結(jié)果

在上述PACS的硬件設(shè)備安裝、組網(wǎng)完成后，對(duì)PACS進(jìn)行了整體調(diào)試，成功地實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化圖像在PACS內(nèi)的傳送、中心存儲(chǔ)、不同操作系統(tǒng)(UNIX和Windows NT)不同格式圖像在DICOM 3.0標(biāo)準(zhǔn)水平的相互兼容和影像交流，以及PACS內(nèi)影像診斷報(bào)告的書寫、共享、打印等功能，并實(shí)現(xiàn)了與北京301醫(yī)院的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程會(huì)診。2002年底PACS正式用于全院的各部門，顯著提高了醫(yī)院的工作效率及管理水平。

4.討論

4.1 建立PACS的總體設(shè)計(jì)與分步實(shí)施

現(xiàn)代化醫(yī)院的建設(shè)，應(yīng)統(tǒng)一考慮PACS、HIS、RIS、CIS、CLIS等的建設(shè)。PACS主要進(jìn)行影像信息的無(wú)損獲取、存儲(chǔ)、檢索和傳輸通訊，是一門集醫(yī)學(xué)、放射影像學(xué)、數(shù)字化影像技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的綜合學(xué)科，更是一項(xiàng)包括實(shí)施和服務(wù)的系統(tǒng)工程。在組建醫(yī)院PACS時(shí)，就應(yīng)以各醫(yī)院自身需求以及醫(yī)院和放射科現(xiàn)狀為依據(jù)，同時(shí)充分考慮到醫(yī)院的發(fā)展方向和目標(biāo)，不要一味追求大規(guī)模PACS。

我們采取上述設(shè)計(jì)方案，是考慮到我院擁有許多高精尖的醫(yī)療設(shè)備，能容易的連接到PACS系統(tǒng)上，同時(shí)還是全市的影像質(zhì)控中心，并且擁有一批計(jì)算機(jī)工程技術(shù)人員來(lái)維護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

我們?cè)谕瓿煽傮w設(shè)計(jì)后，將PACS的建設(shè)分為二期。

第一期要求在NT平臺(tái)、磁盤陣列等存儲(chǔ)介質(zhì)上，在放射科內(nèi)部聯(lián)接MR、MSCT、CT、DSA、數(shù)字胃腸機(jī)和兩臺(tái)激光相機(jī)，完成儀器與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口傳送，在醫(yī)生工作站上實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖像傳輸、存儲(chǔ)、報(bào)告、打印等流程管理，即圖像處理和RIS管理的功能；實(shí)現(xiàn)與我院門診(NOVELL網(wǎng)絡(luò))、住院系統(tǒng)(SQL-SERVER70)的病人基本信息的數(shù)據(jù)共享功能，實(shí)現(xiàn)門診、住院費(fèi)用核輸，實(shí)現(xiàn)我院與上、下級(jí)醫(yī)院的遠(yuǎn)程影像會(huì)診功能，給骨科、神經(jīng)外科醫(yī)生工作站提供圖像瀏覽系統(tǒng)。這一期目標(biāo)已于2002年底完成。

第二期要求聯(lián)結(jié)DR、CR各一臺(tái)和全院21個(gè)病區(qū)的醫(yī)生工作站點(diǎn)以及病理科、電子胃鏡室、B超室等的圖像設(shè)備聯(lián)結(jié)，即建立全院影像處理系統(tǒng)，全院各科室通過(guò)Web服務(wù)器調(diào)用權(quán)限范圍內(nèi)的所有影像資料。這一期目標(biāo)于2003年底完成。 4.2 我院PACS系統(tǒng)的一些特點(diǎn)

4.2.1先進(jìn)的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。我院PACS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用了國(guó)際先進(jìn)的

扁平模式，所有的影像設(shè)備都直接連接到服務(wù)器，在服務(wù)器上統(tǒng)一管理和備份；所有的瀏覽和擴(kuò)展終端也直接連接到服務(wù)器；由服務(wù)器統(tǒng)一提供影像數(shù)據(jù)和權(quán)限控制。影像設(shè)備的網(wǎng)段和瀏覽、擴(kuò)展網(wǎng)段從物理上相區(qū)分，避免了對(duì)影像設(shè)備的直接訪問(wèn)，用操作系統(tǒng)的安全性和效率保證了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性和效率。

采用了這種結(jié)構(gòu)后，存儲(chǔ)方案完全在服務(wù)器端實(shí)施，避免了多級(jí)分布存儲(chǔ)代理的數(shù)據(jù)遷移和備份造成過(guò)高的管理代價(jià)。具體存儲(chǔ)方案的選擇，如在線的磁盤陣列、近線和離線的光盤庫(kù)和磁帶庫(kù)等，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的使用者來(lái)講是完全透明的，可根據(jù)數(shù)據(jù)量和客戶要求平穩(wěn)升級(jí)。4.2.2 靈活、多樣的服務(wù)器軟件是本系統(tǒng)的一大特點(diǎn)，服務(wù)器提供的高端軟件如下。(1)Database Server/Cache Server：任務(wù)管理和用戶組管理，提供安全可靠的加密FTP訊道，增加權(quán)限控制和保護(hù)文件系統(tǒng)的安全性，具有動(dòng)態(tài)流量控制和緩存控制功能。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器與平臺(tái)無(wú)關(guān)，例如可以采用NT、UNIX、LINUX等；數(shù)據(jù)庫(kù)采用大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，同樣可以是任意一種具有標(biāo)準(zhǔn)ODBC接口的數(shù)據(jù)庫(kù)，如SQL Server、Oracle等?？紤]與我院現(xiàn)有HIS系統(tǒng)的連接，本系統(tǒng)采用與HIS同樣的SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)，在合適的時(shí)機(jī)亦可以迅速切換到Oracle。

(2)DICOM Server：支持各種DICOM服務(wù)，Storage SCP/SCU、Query/Retrieve SCP/SCU，DICOM PRINT SCU，DICOM FIND SCU/SCP，圖像類型有CT、MR、DR、DSA、US、NM、SC等等，實(shí)現(xiàn)了與其他支持DICOM的設(shè)備及PACS站點(diǎn)互連。

(3)WEB Server：采用HTTP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，具有完善的權(quán)限管理，組成全院的影像INTRANET網(wǎng)絡(luò)，為將來(lái)接入做好準(zhǔn)備。網(wǎng)絡(luò)中的任何站點(diǎn)都可以瀏覽授權(quán)的音像資料，也可以查閱或編輯診斷報(bào)告(受權(quán)限保護(hù))，遠(yuǎn)程的用戶也可以登入該服務(wù)器，如同在局域網(wǎng)中，進(jìn)行閱片及診斷工作，縮短距離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程會(huì)診。

(4)安全連接：采用內(nèi)部底層協(xié)議傳輸影像數(shù)據(jù)，可以高速的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，由于采用底層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，所以不依賴于操作系統(tǒng)的功能，而且傳輸過(guò)程中文件系統(tǒng)對(duì)于用戶是不可見的，安全性高。 4.2.3使用了ODBC和文件系統(tǒng)管理。

PACS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯很簡(jiǎn)單，但數(shù)據(jù)量很大，屬于一種重負(fù)載的簡(jiǎn)單應(yīng)用。而且通常還會(huì)和其他醫(yī)院的關(guān)系系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同，如果PACS綁定一種數(shù)據(jù)庫(kù)，那肯定會(huì)帶來(lái)成本負(fù)擔(dān)，而且這種綁定對(duì)于簡(jiǎn)單應(yīng)用來(lái)說(shuō)并沒(méi)有性能上的改進(jìn)。ODBC就是為這種情形設(shè)計(jì)的，其安全性很好，系統(tǒng)的靈活性很高。

同樣原因，如果用RDBMS來(lái)管理這些影像的話，恐怕只有ORACLE一種數(shù)據(jù)庫(kù)可能勝任。這種幾百M(fèi)數(shù)據(jù)的操作也一定會(huì)讓數(shù)據(jù)庫(kù)的效率降低很多。由于這些影像的性質(zhì)和文件很類似，因此我們考慮將其交給文件系統(tǒng)來(lái)管理，配合文件系統(tǒng)的管理權(quán)限，安全性也有很好的保障。

有了這兩種基礎(chǔ)，如果將來(lái)PACS系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)增大了，則可以將數(shù)據(jù)庫(kù)和文件系統(tǒng)移植到其他操作系統(tǒng)下的服務(wù)器上去，性能就可以大幅度提高，而系統(tǒng)軟件不需要任何修改。 4.2.4基于視頻會(huì)議的遠(yuǎn)程會(huì)診系統(tǒng)。 本系統(tǒng)采用DICOM 30作為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、使用標(biāo)準(zhǔn)。具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)開放性：遵循DICOM標(biāo)準(zhǔn)，能夠從影像設(shè)備獲取無(wú)失真的影像，同時(shí)具備以掃描或其他方式獲取影像的能力；(2)安全性：運(yùn)作穩(wěn)定可靠，具備穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡(luò)傳輸能力，能夠傳輸病歷、診斷建議書及影像信息，同時(shí)能夠提供實(shí)時(shí)的視頻、音頻及電子白板溝通手段，能夠兼容ADSL、ISDN、光纖網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)連接方式；(3)友好性：操作簡(jiǎn)單，界面友好；(4)可擴(kuò)展性：既滿足遠(yuǎn)程會(huì)診需求，又為HIS、PACS系統(tǒng)需求作為充分考慮。

本系統(tǒng)采用SOCKET傳送方式，傳輸格式為6VGA 320×240，采用MPEG4-1標(biāo)準(zhǔn)，每秒15幀，提

供了高質(zhì)量的全運(yùn)動(dòng)、全色彩實(shí)時(shí)活動(dòng)圖像。

4.2.5 靈活、安全、滿足診斷需要的圖像瀏覽和診斷報(bào)告系統(tǒng)。

(1)完善的醫(yī)生權(quán)限管理系統(tǒng)，可以根據(jù)醫(yī)院的實(shí)際情況細(xì)分醫(yī)生的權(quán)限，如修改報(bào)告格式，報(bào)告模板詞條維護(hù)，從該設(shè)備中讀出影像及報(bào)告數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)寫入該設(shè)備中，刪除數(shù)據(jù)，顯示/編輯病人信息，新建病人及報(bào)告，排版照相，修改報(bào)告信息，查看報(bào)告、審核報(bào)告，修改病人組織模式，打印報(bào)告等。

醫(yī)生的權(quán)限和工作站無(wú)關(guān)，在PACS中的任何一臺(tái)工作站，只要輸入醫(yī)生自己的用戶名和密碼就能做相應(yīng)的操作，如MR的醫(yī)生，在CT室的報(bào)告工作站上輸入自己的用戶名和密碼后，就能輸寫MR的報(bào)告。

(2)遠(yuǎn)程控制，系統(tǒng)管理員可以在PACS中的任一臺(tái)工作站上進(jìn)行服務(wù)器軟件的設(shè)置。(3)所見即所得的照相排版系統(tǒng)，用戶在電腦上就能預(yù)覽照相的效果。照相系統(tǒng)支持最新的MULITFORM格式。

(4)人性化的設(shè)計(jì)，如系統(tǒng)可以自動(dòng)打開近二或三天內(nèi)的檢查病人的列表，報(bào)告模板協(xié)議，用戶在輸寫報(bào)告的時(shí)候只需輸入相應(yīng)的報(bào)告模版協(xié)議代號(hào)(如“1234”)就能快速的調(diào)出相應(yīng)的報(bào)告模板并自動(dòng)的添加到報(bào)告中。報(bào)告的跟蹤系統(tǒng)，可以記錄病人報(bào)告的修改痕跡，如修改醫(yī)生姓名，修改的內(nèi)容，修改的日期。靈活的報(bào)告管理系統(tǒng)，可以根據(jù)用戶的要求，增加或減少報(bào)告中的字段。等等。

(5)特有的HIS/RIS/PACS接口和RIS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)HIS、RIS、PACS以及影像設(shè)備間病人數(shù)據(jù)的無(wú)縫連接。建立了以病人為中心的管理模式，任何時(shí)候可以查找到任何一個(gè)病人的任何影像信息和診斷報(bào)告。影像科完整的工作流全部實(shí)現(xiàn)了電腦管理，包括登記、報(bào)告等，并可以檢測(cè)到每個(gè)病人在工作流中所處的位置。

為各級(jí)管理者提供了必要的統(tǒng)計(jì)和分析信息。

總之，一個(gè)先進(jìn)的適合院情的PACS應(yīng)該具備以下的特性：(1)實(shí)用性：系統(tǒng)應(yīng)采用先進(jìn)和成熟技術(shù)，全中文化，真正適合醫(yī)院的具體情況。(2)標(biāo)準(zhǔn)性：系統(tǒng)應(yīng)符合國(guó)際通用的DICOM 3.0和HL7標(biāo)準(zhǔn)，能與其他所有HIS、RIS、PACS進(jìn)行互連，PACS只有與RIS和HIS相結(jié)合，才能充分利用PACS中的圖像信息，才能充分發(fā)揮其最大效益。(3)經(jīng)濟(jì)性：與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平尚有一定的差距，大多數(shù)醫(yī)院的經(jīng)濟(jì)承受能力較弱，因此，經(jīng)濟(jì)性是計(jì)劃中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。(4)兼容性：建設(shè)PACS的目的是實(shí)現(xiàn)影像醫(yī)療信息充分共享，對(duì)于非DICOM標(biāo)準(zhǔn)的影像設(shè)備能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換。(5)開放性：考慮到系統(tǒng)中所選用的技術(shù)及設(shè)備的協(xié)同運(yùn)行能力，系統(tǒng)所采用的軟硬件平臺(tái)應(yīng)具有開放性、可擴(kuò)展性，要求采用的規(guī)范不受生產(chǎn)廠商的制約，這樣醫(yī)院今后系統(tǒng)升級(jí)、使用另外的PACS服務(wù)器、以及與其他醫(yī)院進(jìn)行影像共享的時(shí)候都不必重復(fù)投資。(6)其他：界面友好，使用方便，具有強(qiáng)大的圖像后處理功能，系統(tǒng)框架合理先進(jìn)，穩(wěn)定性好，維護(hù)方便。

第五篇：網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)

網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)

隨著不斷加速的信息需求使得存儲(chǔ)容量飛速增長(zhǎng)，存儲(chǔ)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)已經(jīng)成為一個(gè)核心平臺(tái)，同時(shí)各種應(yīng)用對(duì)平臺(tái)的要求也越來(lái)越高，不僅在存儲(chǔ)容量上，還包括數(shù)據(jù)訪問(wèn)性能、數(shù)據(jù)傳輸性能、數(shù)據(jù)管理能力、存儲(chǔ)擴(kuò)展能力等等多個(gè)方面?？梢哉f(shuō)，存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的綜合性能的優(yōu)劣，將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，發(fā)展一種具有成本效益的和可管理的先進(jìn)存儲(chǔ)方式就成為必然。下面就當(dāng)前的存儲(chǔ)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析和探討。信息量的飛速發(fā)展使得存儲(chǔ)容量也飛速增長(zhǎng)，發(fā)展一種具有成本效益和可管理和先進(jìn)存儲(chǔ)方式就成為必然。本文就幾種傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)框架進(jìn)行探討，之后介紹了新的存儲(chǔ)技術(shù)，并分析了網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)。

隨著不斷加速的信息需求使得存儲(chǔ)容量飛速增長(zhǎng)，存儲(chǔ)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)已經(jīng)成為一個(gè)核心平臺(tái)，同時(shí)各種應(yīng)用對(duì)平臺(tái)的要求也越來(lái)越高，不僅在存儲(chǔ)容量上，還包括數(shù)據(jù)訪問(wèn)性能、數(shù)據(jù)傳輸性能、數(shù)據(jù)管理能力、存儲(chǔ)擴(kuò)展能力等等多個(gè)方面。可以說(shuō)，存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的綜合性能的優(yōu)劣，將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，發(fā)展一種具有成本效益的和可管理的先進(jìn)存儲(chǔ)方式就成為必然。下面就當(dāng)前的存儲(chǔ)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析和探討。

一、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)概述

所謂網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)(Network Storage Technologies)，就是以互聯(lián)網(wǎng)為載體實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)可以在遠(yuǎn)程的專用存儲(chǔ)設(shè)備上，也可以是通過(guò)服務(wù)器來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)是基于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的一種通用網(wǎng)絡(luò)術(shù)語(yǔ)。實(shí)際上，我們可以將存儲(chǔ)技術(shù)分為三個(gè)階段：①總線存儲(chǔ)階段；②存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)階段；③虛擬存儲(chǔ)階段。以存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)為中心的存儲(chǔ)是對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)新需求的回答。它采用面向網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)，使數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分離；網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)包括了網(wǎng)絡(luò)和I/O的精華，將I/O能力擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)上，特別是靈活的網(wǎng)絡(luò)尋址能力，遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸能力，I/O高效的原性能；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)器和存儲(chǔ)資源，消除了不同存儲(chǔ)設(shè)備和服務(wù)器之間的連接障礙；提高了數(shù)據(jù)的共享性、可用性和可擴(kuò)展性、管理性。

二、幾種傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)架構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)架構(gòu)大致分為三種：直連附加存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)、存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。這幾種網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)方式特點(diǎn)各異，應(yīng)用在不同的領(lǐng)域。下面我們來(lái)做簡(jiǎn)單的介紹并分析其中區(qū)別。

2.1 直連附加存儲(chǔ)(DAS：Direct Attached Storage)

直接網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)(DAS)是指將存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)SCSI接口或光纖通道直接連接到服務(wù)器上的方式。這種連接方式主要應(yīng)用于單機(jī)或兩臺(tái)主機(jī)的集群環(huán)境中，主要優(yōu)點(diǎn)是存儲(chǔ)容量擴(kuò)展的實(shí)施簡(jiǎn)單，投入成本少，見效快。DAS主要應(yīng)用于：

①服務(wù)器在地理分布上很分散，SAN或NAS在它們之間進(jìn)行互連非常困難時(shí)；

②存儲(chǔ)系統(tǒng)必須被直接連接到應(yīng)用服務(wù)器時(shí)；

③包括許多數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用和應(yīng)用服務(wù)器在內(nèi)的應(yīng)用時(shí)。

缺點(diǎn)：

①不能提供跨平臺(tái)的文件共享功能；

②用戶要備份數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，都要占用服務(wù)器CPU的時(shí)間，降低了服務(wù)器的管理效能；

③由于各個(gè)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)獨(dú)立，數(shù)據(jù)需要逐一備份，使數(shù)據(jù)備份工作較為困難；

④隨著服務(wù)器的增多，數(shù)據(jù)管理會(huì)越來(lái)越復(fù)雜；增加存儲(chǔ)設(shè)備，擴(kuò)展存儲(chǔ)容量，需要對(duì)服務(wù)器進(jìn)行重新配置，這樣做容易中斷單位的業(yè)務(wù)連接性，造成數(shù)據(jù)丟失。

2.2 網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)(NAS：Network Attached Storage)

網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)(NAS)是一種將分布、獨(dú)立的數(shù)據(jù)整合為大型、集中化管理的數(shù)據(jù)中心，以便于對(duì)不同主機(jī)和應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行訪問(wèn)的技術(shù)。NAS中服務(wù)器與存儲(chǔ)之間的通信使用TCP/IP協(xié)議，數(shù)據(jù)處理是“文件級(jí)”。NAS可附加大容量的存儲(chǔ)內(nèi)嵌操作系統(tǒng)，專門針對(duì)文件系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和優(yōu)化以提供高效率的文件服務(wù)，降低了存儲(chǔ)設(shè)備的成本，數(shù)據(jù)傳輸速率也很高。

NAS應(yīng)用于電子出版、CAD、圖像、教育、銀行、政府、法律環(huán)境等那些對(duì)數(shù)據(jù)量有較大需求的應(yīng)用中。多媒體、Internet下載以及在線數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)，特別是那些要求存儲(chǔ)器能隨著公司文件大小規(guī)模而增長(zhǎng)的企業(yè)、小型公司、大型組織的部門網(wǎng)絡(luò)，更需要這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的可擴(kuò)展的方案。

缺點(diǎn)：

①NAS采用File I/O方式，因此當(dāng)客戶端數(shù)目或來(lái)自客戶端的請(qǐng)求較多時(shí)，NAS服務(wù)器仍將成為系統(tǒng)的瓶頸；

②進(jìn)行數(shù)據(jù)備份時(shí)需要占用LAN的帶寬，造成資源浪費(fèi)；

③NAS只能對(duì)單個(gè)存儲(chǔ)(單個(gè)NAS內(nèi)部)設(shè)備中的磁盤進(jìn)行資源整合，目前還無(wú)法跨越不同的NAS設(shè)備，只能進(jìn)行單獨(dú)管理，不適合密集型大規(guī)模的數(shù)據(jù)傳輸。

2.3 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN：Storage Area Network)

SAN(Storage Area Network，存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng))，通常SAN由RAID陣列連接光纖通道(Fibre Channel)組成，SAN和服務(wù)器以及客戶機(jī)的數(shù)據(jù)通信通過(guò)SCSI命令而非TCP/IP，數(shù)據(jù)處理是“塊級(jí)”。

應(yīng)用：

①數(shù)據(jù)共享由于存儲(chǔ)設(shè)備的中心化，大量的文件服務(wù)器可以低成本的存取和共享信息，同時(shí)也不會(huì)使系統(tǒng)性能有明顯下降；

②存儲(chǔ)共享兩個(gè)或多個(gè)服務(wù)器可以共享一個(gè)存儲(chǔ)單元，這個(gè)存儲(chǔ)單元在物理上可以被分成多個(gè)部分，而每個(gè)部分又連接在特定的服務(wù)器上；

③數(shù)據(jù)備份通過(guò)使用SAN，這些操作可以獨(dú)立于原來(lái)的網(wǎng)絡(luò)，從而能夠提高操作的性能；

④災(zāi)難恢復(fù)傳統(tǒng)方法，當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí)，使用磁帶實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)。通過(guò)使用SAN，可采用多種手段實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)備份，而且這種備份是熱備份形式，也就是說(shuō)，一旦數(shù)據(jù)出錯(cuò)，立即可以獲得該數(shù)據(jù)的鏡像內(nèi)容。

三、新的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)IP—SAN

網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的發(fā)展產(chǎn)生了一種新技術(shù)IP—SANt。IP—SAN是以IP為基礎(chǔ)的SAN存儲(chǔ)方案，是IP存儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)用的第三階段，是完全的端到端的、基于IP的全球SAN存儲(chǔ)。它充分利用了IP網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)成熟、性能穩(wěn)定、傳輸距離遠(yuǎn)、安裝實(shí)施簡(jiǎn)單、后期維護(hù)量少的特點(diǎn)，可為用戶提供一個(gè)運(yùn)行穩(wěn)定、實(shí)施簡(jiǎn)單方便、價(jià)格低廉的大容量存儲(chǔ)系統(tǒng)，是一種可共同使用SAN與NAS，并遵循各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的純軟件解決方案。IP—SAN可讓用戶同時(shí)使用GigabitEtherne SCSI與Fibre Channel，建立以IP為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)基本架構(gòu)，由于IP在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)上的應(yīng)用以及良好的技術(shù)支持，在IP網(wǎng)絡(luò)中也可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的塊級(jí)存儲(chǔ)，以IP協(xié)議替代光纖通道協(xié)議，IP協(xié)議用于網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)用戶和服務(wù)器連接，隨著用于執(zhí)行1P協(xié)議的計(jì)算機(jī)的速度的提高及G比特的以太網(wǎng)的出現(xiàn)，基于IP協(xié)議的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)方案成為SAN的更佳選擇。

四、虛擬存儲(chǔ)

所謂虛擬存儲(chǔ)，就是把內(nèi)存與外存有機(jī)的結(jié)合起來(lái)使用，從而得到一個(gè)容量很大的“內(nèi)存”。以存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)為中心的存儲(chǔ)解決不了全部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問(wèn)題，如存儲(chǔ)資源共享、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)融合等。不少先進(jìn)存儲(chǔ)系統(tǒng)的倡導(dǎo)者都提出，存儲(chǔ)作為一種資源，應(yīng)該像我們?nèi)粘Ｉ钪械淖詠?lái)水和電力一樣，隨時(shí)可以方便的存取和使用，這就是存儲(chǔ)公用設(shè)施模型，也是網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的發(fā)展目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)公用設(shè)施模型的關(guān)鍵就是在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)。目前存儲(chǔ)技術(shù)還處于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)階段，虛擬存儲(chǔ)才剛剛起步。

五、云存儲(chǔ)

云存儲(chǔ)是在云計(jì)算(Cloud computing)概念上延伸和發(fā)展出來(lái)的一個(gè)新的概念。云計(jì)算是是分布式處理(Distributed Computing)、并行處理(Parallel Computing)和網(wǎng)格計(jì)算(Grid Computing)的發(fā)展，是透過(guò)網(wǎng)絡(luò)將龐大的計(jì)算處理程序自動(dòng)分拆成無(wú)數(shù)個(gè)較小的子程序，再交由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)計(jì)算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。

云存儲(chǔ)的概念與云計(jì)算類似，它是指通過(guò)集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)應(yīng)用軟件集合起來(lái)協(xié)同工作，共同對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問(wèn)功能的一個(gè)系統(tǒng)。云存儲(chǔ)的核心是應(yīng)用軟件與存儲(chǔ)設(shè)備相結(jié)合，通過(guò)應(yīng)用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備向存儲(chǔ)服務(wù)的轉(zhuǎn)變。

云存儲(chǔ)對(duì)使用者來(lái)講，不是指某一個(gè)具體的設(shè)備，而是指一個(gè)由許許多多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備和服務(wù)器所構(gòu)成的集合體。用戶使用云存儲(chǔ)，并不是使用某一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，而是使用整個(gè)云存儲(chǔ)系統(tǒng)帶來(lái)的一種數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)。所以嚴(yán)格來(lái)講，云存儲(chǔ)不是存儲(chǔ)，而是一種服務(wù)。

六、結(jié)束語(yǔ)

數(shù)據(jù)的重要性越來(lái)越得到人們的廣泛認(rèn)同，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的核心將是數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)正是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的一個(gè)發(fā)展方向。目前網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)沿著三個(gè)主要的方向發(fā)展：NAS、SAN、IP—SAN。而SAN和NAS的融合將更有利于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和備份，因此，SAN和NAS的融合、統(tǒng)一虛擬存儲(chǔ)技術(shù)是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展的兩個(gè)趨勢(shì)。