第一篇：GSM-R技術及應用發(fā)展（范文）

GSM-R技術及應用發(fā)展

摘 要

鐵路是我國國民經(jīng)濟的大動脈，鐵路的運輸能力直接影響著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展。進入21世紀，隨著鐵路跨越式的發(fā)展，鐵路通信系統(tǒng)也迎來了劃時代的轉變，近年來隨著運輸量的日益增長，使得列車重量加大，列車編組加長。

GSM-R技術是基于成熟、通用的公共移動無線通信系統(tǒng)GSM平臺之上，專門為滿足鐵路應用而開發(fā)的數(shù)字式移動無線通信技術。在鐵路通信中，它能夠提供定制的附加功能，如優(yōu)先級和強插功能、話音組呼及廣播功能、位置尋址及功能尋址和安全數(shù)據(jù)通信等，是一種經(jīng)濟高效的綜合數(shù)字移動通信系統(tǒng)。鐵路無線全球通信系統(tǒng)GSM-R的建設和使用，表明中國鐵路正不斷吸取國外鐵路的先進經(jīng)驗和成果，努力提升自身的經(jīng)濟技術結構和規(guī)模水平，加快發(fā)展步伐，爭取在較短時間內(nèi)運輸能力滿足國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要，主要技術裝備達到或接

近國際先進水平。

Abstract Railway is the main artery of China's national economy, the railway transport capacity of a direct impact on the development of our national economy.In the 21st century, with the railway by leaps and bounds in the development of railway communication systems have also ushered in an epoch-making changes in recent years with the growing traffic, making the train to increase the weight of the train

formation length.GSM-R is based on mature technology, the general public mobile radio communication system GSM platform, specifically for the railway to meet the application and development of the digital mobile wireless communication technology.In the railway communication, it can be customized to provide additional features such as priority functions Interpolation and strong, the group calls and voice broadcasting capabilities, addressing the location and function of addressing security and data communications, is a cost-effective integrated digital System for Mobile Communications.Railway global wireless communication system GSM-R and use of the building, indicating China Railway is abroad, and continuing to draw on the advanced experience of the railway and the results of efforts to upgrade its economic structure and technological level of the scale, speed up the pace of development in the relatively short period of time for transport capacity National Economic and Social Development to meet the needs of major technical equipment to reach or approach advanced international standards.? 目錄 1 緒論...1 2 GSM-R系統(tǒng)的介紹...2 2.1 GSM－R系統(tǒng)組成...3 2.2 GSM-R工作頻率...3 2.3 GSM-R系統(tǒng)結構與覆蓋...4 2.4 GSM-R功能特點...4 2.5 GSM-R網(wǎng)絡優(yōu)化策略...5 3 GSM-R技術在我國鐵路通信中的應用...5 GSM-R技術的發(fā)展方向...6 總結...8 參考文獻...10

? 1 緒論

新中國成立初期，鐵路長途通信一直采用的是以架空明線和電纜為傳輸媒質的載波通信設備，電話交換大量發(fā)展步進制自動交換機及人工長途臺，在專用通信方面，全路調度、各站、養(yǎng)路等通信系統(tǒng)改造為鐵路支流脈沖選叫方式。進入70年代，隨著國外鐵路開始應用光纖技術，我國鐵路光纜、數(shù)字通信也隨之進入研究階段，進入 80年代中后期，數(shù)字光纖通信已經(jīng)在多條線上試用成功；90年代數(shù)字光纖通信已經(jīng)在鐵路通信中被廣泛使用，這一時期除光纜建設迅速發(fā)展以外，其他數(shù)字通信建設也得到了相應的發(fā)展。在交換方面大量采用程控交換設備，90年代末全路長途交換網(wǎng)基本形成，在數(shù)據(jù)交換方面根據(jù)鐵路運輸管理信息系統(tǒng)（TMIS）、客票預定和發(fā)售信息系統(tǒng)及鐵路其他信息業(yè)務的需要，建設了鐵路第一個分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)，在專用通信方面由于光數(shù)字分插設備的應用，區(qū)段通信電纜數(shù)大幅度增加，鐵路無線通信系統(tǒng)使用的單信道模擬制式無線通信設備主要是為滿足話音通信設計的，主要使用 450M頻段，共 58對頻點，固定分配給了無線列調、站調、公安等無線系統(tǒng)使用，各個部門間不能相互共享，造成頻率資源的極大浪費，無線通信系統(tǒng)采用頻點（信道）固定分配的方式，信道長期指配給某一系統(tǒng)（通常按專業(yè)劃分）用戶使用，當一個信道遇忙時，其它用戶只能等待，往往造成該信道上的用戶爭搶或者出現(xiàn)阻塞，通信質量得不到保證。而信道空閑時，別的系統(tǒng)用戶也并不能利用該信道進行通信。這無疑是對頻率資源的一種浪費，也制約了用戶數(shù)量的進一步發(fā)展。鐵路無線通信系統(tǒng)樞紐地區(qū)干擾嚴重不具備網(wǎng)絡能力，移動終端對講距離受限，鄰站交界區(qū)易發(fā)生業(yè)務中斷，各個無線通信系統(tǒng)分散，不能聯(lián)合組網(wǎng)，使得各系統(tǒng)之間用戶無法進行聯(lián)絡，無線、有線調度網(wǎng)基本獨立，無法形成有機融合的整體。無線列調系統(tǒng)是開放系統(tǒng)，并未做任何鑒權加密處理，對用戶無需進行身份識別，只要無線終端用戶頻點和調制方式與無線列調相同，便可以加入到無線列調系統(tǒng)內(nèi)的通信。因此話音業(yè)務可以被接收或竊聽，給行車安全帶來極大的隱患。

隨著我國鐵路信息化建設的不斷發(fā)展，鐵路數(shù)據(jù)信息業(yè)務量的多樣化和高速率，使得GSM-R系統(tǒng)在國內(nèi)有著廣闊的發(fā)展空間，GSM-R技術也正是順應時代的發(fā)展，利用其固有的GSM-R網(wǎng)絡特性，為鐵路信息化和自動化發(fā)展奠定良好的基礎，利用通信的手段實現(xiàn)鐵路移動設施和固定設施的無縫連接，確保列車平穩(wěn)高速、安全地運行。GSM-R系統(tǒng)的介紹

GSM-R（GSM for Railway）中文全稱為鐵路移動通信系統(tǒng)標準，和我國現(xiàn)在覆蓋最大的GSM網(wǎng)絡標準相仿，是中國首次從歐洲引進的移動通信鐵路專用系統(tǒng)。隨著GSM的技術日趨成熟，使用范圍迅速擴大，造價逐漸下降，并且又由于在用戶迅速擴展的情況下，集群移動通信解決方案所存在的問題日趨突出，歐洲的鐵路移動通信系統(tǒng)最后定位于GSM的方式，也就是在GSM標準上加入了一些適合高速移動環(huán)境使用的要素，該項技術在GSM的發(fā)起地區(qū)歐洲得到了推崇，德國和法國、荷蘭、瑞士等國家已在鐵路沿線進行了GSM-R的放號。GSM-R是一種專門為鐵路設計的專業(yè)無線數(shù)字通信系統(tǒng)，基于GSM系統(tǒng)技術平臺，針對鐵路通信列車調度、列車控制、支持高速列車等特點，為鐵路運營提供定制的附加功能的一種經(jīng)濟高效的綜合無線通信系統(tǒng)，并將鐵路移動通信所具有的特色（群呼、組呼、優(yōu)先級別、強插、強拆等功能）加進去，構成GSMR用于鐵路的全球移動通信系統(tǒng)的解決方案。從集群通信的角度來看，GSM-R是一種數(shù)字式的集群系統(tǒng)，能提供無線列調、編組調車通信、應急通信、養(yǎng)護維修組通信等語音通信功能。GSM-R能滿足列車運行速度為0-500km／小時的無線通信要求，安全性好。GSM-R可作為信號及列控系統(tǒng)的良好傳輸平臺，正在試驗中的ETCS歐洲列車控制系統(tǒng)（也稱FZB）和另一種用于160公里以下的低成本的列車控制系統(tǒng)（FFB），都是將GSM-R作為傳輸平臺。

2002年以來鐵道部經(jīng)過幾年的論證、研究，決定借鑒歐洲先進國家鐵路通信在GSM-R系統(tǒng)上成功經(jīng)驗，決定在國內(nèi)選擇GSM-R作為鐵路專用移動通信系統(tǒng)，替代原有的模擬通信系統(tǒng)，支持鐵路跨越式發(fā)展，首批試點線路為青藏線、大秦線和膠濟線，并在實驗成功的基礎上逐步在全國各條鐵路干線和新建城際客運專線上推廣使用。

既有的GSM-R通信系統(tǒng)主要由BSS（基站子系統(tǒng)）、NSS（交換子系統(tǒng)）、OSS（管理子系統(tǒng)）三大部分組成，根據(jù)業(yè)務的需要，增加了智能業(yè)務和GPRS分組數(shù)據(jù)業(yè)務功能單元，我國目前在青藏、大秦、膠濟線試用的GSM-R系統(tǒng)基本上可以滿足鐵路運輸信息業(yè)務十大功能：機車同步操作控制系統(tǒng)的信息傳輸、列車控制系統(tǒng)的信息傳輸、調度通信、無線車次號信息、CTC調度命令的傳送、列車尾部風壓信息傳送、機車綜合監(jiān)測信息傳送（弓況、工況、軸溫等）、客車運行安全監(jiān)測系統(tǒng)（TCDS）信息傳送、旅客移動信息服務系統(tǒng)的信息傳送、大型編組場/車站綜合移動信息服務系統(tǒng)的信息傳送、區(qū)間移動通信與公務移動通信。中間站通信條件大為提高。調度等共線電話也推廣采用了程控共線設備。

2.1 GSM－R系統(tǒng)組成GSM-R 系統(tǒng)由六個子系統(tǒng)組成：交換子系統(tǒng)（SSS）、基站子系統(tǒng)（BSS）、運行與維護子系統(tǒng)（OMC）、通用分組無線業(yè)務子系統(tǒng)（GPRS）、終端子系統(tǒng)及移動智能網(wǎng)子系統(tǒng)（IN），并通過交換子系統(tǒng)（SSS）中的網(wǎng)關移動交換中心（GMSC）實現(xiàn)與其他通信網(wǎng)絡的電路域業(yè)務的互聯(lián)互通，通過通用分組無線業(yè)務系統(tǒng)（GPRS）中的網(wǎng)關GPRS業(yè)務支持節(jié)點（GGSN）實現(xiàn)與其他數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡的分組域業(yè)務的互聯(lián)互通。

GSM－R系統(tǒng)框圖如下圖，A接口往右是NSS系統(tǒng)，它包括有移動業(yè)務交換中心（MSC）、拜訪位置寄存器（VLR）、歸屬位置寄存器（HLR）、鑒權中心（AUC）和移動設備識別寄存器（EIR），組呼寄存器（GCR），操作維護中心（OMC），A接口往左Um接口是BSS系統(tǒng)，它包括有基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信臺（BTS）。Um接口往左是移動臺部分（MS），其中包括移動終端（MS）和客戶識別卡（SIM）。? 圖2-1 GSM－R系統(tǒng)框圖

2.2 GSM-R工作頻率GSM-R系統(tǒng)可以在876～960MHz整個頻率范圍內(nèi)工作，但CEPT（歐洲郵政與電信會議）為歐洲國家的鐵路通信系統(tǒng)指定了一個專用頻帶，也即UIC（國際鐵路聯(lián)盟）的GSM-R頻帶：移動站到基站（上行鏈路）為876～880MHz，基站到移動站（下行鏈路）為921～925MHz。GSM-R選擇工作在900MHz頻帶有如下的理由：適合500km/h高速移動體的通信（最大多普勒頻移為415Hz）；抗電氣化鐵道電火花干擾（電火花的頻率多集中在400～800MHz）；典型覆蓋距離約為5～10公里，對高速列車來說這是保證系統(tǒng)容量和服務質量的最小范圍；更適于隧道內(nèi)通信（相對450MHz和1800MHz頻帶）。

2.3 GSM-R系統(tǒng)結構與覆蓋GSM-R可以構成既含有面狀覆蓋又含有鏈狀覆蓋的網(wǎng)絡，既可用于地區(qū)性的覆蓋也可用于全國性的覆蓋。例如，沿鐵路線采用鏈狀覆蓋，車站及樞紐地區(qū)采用面狀覆蓋。為了滿足鐵路對傳輸?shù)母呖煽啃裕湢罡采w一般采用雙重冗余的重疊小區(qū)結構，每2個基站（BTS）重疊覆蓋一個小區(qū)（cell）；面狀覆蓋采用多小區(qū)（或多扇區(qū)）蜂窩結構，每個基站（BTS）覆蓋一個小區(qū)（cell），當然也可以采用重疊覆蓋小區(qū)結構。

2.4 GSM-R功能特點GSM-R以GSM平臺為基礎，因此除了GSM所具有的越區(qū)切換、漫游等特性外，GSM-R還具有如下專有的特性： 功能尋址（Functional Addressing，F(xiàn)A）：便于固定（移動）用戶撥號呼叫列車上移動用戶的一種方式。

基于位置的尋址（Location Dependent Addressing，LDA）：便于列車上移動用戶（如火車司機）呼叫固定用戶（調度員）的一種方式。例如當火車司機呼叫固定用戶（調度員）時，系統(tǒng)依據(jù)移動用戶（火車司機）的當前位置（所在控制區(qū)/小區(qū)）對固定用戶（調度員）進行尋址，自動地將呼叫轉接到列車當前所在控制區(qū)的調度員。語音廣播服務（Voice Broadcast Service，VBS）：VBS可用來在指定區(qū)域（可跨多個小區(qū)）內(nèi)廣播消息或發(fā)布緊急呼叫（一點對多點的呼叫，主呼者講話而眾多的被呼方只能收聽）。區(qū)域的定義和選擇可動態(tài)設定，從而具有極大的靈活性。語音組呼服務（Voice Group Call Service，VGCS）：移動或固定用戶撥打組呼ID號，可與指定區(qū)域內(nèi)的小組成員建立呼叫。該組內(nèi)所有成員均可通過同一業(yè)務信道進行接聽；該小組的成員也可通過按鍵講話（PTT）方式發(fā)出通話請求，系統(tǒng)依據(jù)“先請求先服務”的原則建立一個上行鏈路來提供通話服務。

增強的多優(yōu)級與強占權（Enhanced M ulti-Level Precedence and Pre-emption，eMLPP）：鐵路緊急呼叫或列車自動控制等許多通信應用，都要求網(wǎng)絡無論處于何種負載狀況下均能迅速建立呼叫。如果在一個無線電小區(qū)發(fā)生擁塞（所有無線電頻率和業(yè)務信道均被占用），eMLPP可立即切斷低優(yōu)先權的呼叫而優(yōu)先建立高優(yōu)先權的呼叫。列車控制系統(tǒng)（Train Control System，TCS）：是以GSM-R作為傳輸手段的列車自動防護/列車自動控制系統(tǒng)，甚至可以實現(xiàn)列車自動操作（駕駛）。

鐵路維護通信：利用GSM-R建立鐵路沿線維護人員的業(yè)務聯(lián)絡通信（新的路邊電話和隧道電話）并能夠根據(jù)維護人員的職能和所在的場所很快地確定他們的位置。

列車診斷：如果列車發(fā)生故障，診斷數(shù)據(jù)將通過GSM-R傳輸?shù)较乱粋€維修中心。使維修站能夠及時為維修做好相關準備，因而大大縮短維修時間。

旅客服務：包括列車時刻信息、在線售票（訂座）服務?；诹熊囎詣涌刂坪虶SM-R的列車時刻信息服務，能夠隨時為旅客和乘客提供列車的動態(tài)位置和時刻信息；基于GSM-R連接的售票機可提供在線售票（訂座）服務。

貨運跟蹤服務：利用一個帶有GPS接收器的簡單GSM模塊，可指示該貨車（集裝箱）的精確位置，可實時掌握所運貨物的確切位置，并可將這一數(shù)據(jù)發(fā)送給其客戶。

我國GSM-R除了具備GSM-R現(xiàn)有的功能特性，還應有無線列調功能、按近連續(xù)式機車信號傳輸、區(qū)間移動人員通信，以及根據(jù)我國的鐵路的地理位置進行合理的GSM-R系統(tǒng)區(qū)間的場強覆蓋。

2.5 GSM-R網(wǎng)絡優(yōu)化策略GSM網(wǎng)絡優(yōu)化解決的主要問題有：信道擁塞率高、呼叫成功率低；越區(qū)切換失敗率高，掉話嚴重；通話質量低、有串音；移動臺占用話音信道后呼叫釋放、出現(xiàn)振鈴后無通話、移動臺接通后單邊通話；設備完好率較低；中繼電路的配置與實際話務不相符、電路群的每線話務量差別較大等。

目前，鐵路GSM-R網(wǎng)絡建設基本還處于方案設計階段，如何在GSM-R網(wǎng)絡規(guī)劃建設時就能減少這些問題出現(xiàn)的概率，為今后運營和服務打下良好的基礎，這對于提高投資效率是很有意義的事情。GSM-R技術在我國鐵路通信中的應用

（1）青藏鐵路：我國在青藏鐵路通信中采用了專用的GSM-R系統(tǒng)，解決了凍土地帶信號傳輸問題，減少了維護工作量；創(chuàng)造性的采用雙交換機、同站址雙基站無線覆蓋方式，使GSM-R網(wǎng)絡達到了可靠性、有效性、可維護性、安全性等技術指標要求。

（2）大秦重載鐵路：大秦線是重載運輸專線，山區(qū)多、隧道多、曲線多。鐵道部針對大秦線的技術難點，組織多方力量集中攻關，在GSM-R網(wǎng)絡電路交換業(yè)務的基礎上，自主研發(fā)了機車同步操控地面應用節(jié)點、車載通信單元和管理維護設備，為實現(xiàn)多種編程方式2萬噸重載組合列車同步操控提供了可靠的網(wǎng)絡條件；同時采用同站址雙基站和基站交織兩種無線覆蓋方式混合組網(wǎng)，滿足了不同地理環(huán)境的網(wǎng)絡可靠性需求；在機車同步操控系統(tǒng)通信平臺的基礎上進行系統(tǒng)功能升級，自主研發(fā)了可控列尾主機和控制盒，從而節(jié)省了機車使用數(shù)量，提高了經(jīng)濟效益。

（3）膠濟線提速工程：膠濟線地處我國經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，是客貨混運線路，運輸非常繁忙，電磁環(huán)境復雜。圍繞200KM/H干線鐵路建設和發(fā)展的需要，鐵道部組織多家單位積極開展GSM-R應用創(chuàng)新，協(xié)調移動運營商進行GSM電磁環(huán)境清理，克服了外界干擾，優(yōu)化了GSM-R無線基站分布，創(chuàng)造了在繁忙干線運營GSM-R的新經(jīng)驗。（4）合寧客運專線：進入2008年，我國鐵路GSM-R通信系統(tǒng)進入全面建設和使用階段，安徽省內(nèi)合寧高速客運專線鐵路建設完工并投入運營，合寧客運專線全長166公里，其中客車運行期間為合肥站至南京站，同時組織部分跨線客車，貨車運行期間為合肥東站至南京東站，因此合寧線GSM-R網(wǎng)絡覆蓋合肥、合肥東至南京、南京東站。合寧GSM-R系統(tǒng)設置基站子系統(tǒng)的基站控制器、編碼器和速率適配單元、PCU設備，根據(jù)場強覆蓋的需要在鐵路沿線設置基站設備和弱區(qū)覆蓋設備，動車組和機車配備機車綜合通信設備，相關移動，工作人員配置手持終端。4 GSM-R技術的發(fā)展方向

我國GSM-R系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)狀與歐洲差異：

（1）歐洲國家網(wǎng)絡規(guī)模小，歐洲國家網(wǎng)絡規(guī)模小，而我國網(wǎng)絡規(guī)模大，應采取全網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃、分布實施建網(wǎng)策略，因此，在建網(wǎng)前期，需要規(guī)定框架性的要求，指導全網(wǎng)的建設、發(fā)展與規(guī)劃。

（2）歐洲各國 GSM-R核心網(wǎng)大多采用一家設備，智能網(wǎng)采用廠家內(nèi)部私有協(xié)議。而我國 GSM-R核心網(wǎng)為多廠家組網(wǎng)環(huán)境，對于智能業(yè)務，需要統(tǒng)一規(guī)范業(yè)務的實現(xiàn)流程。

（3）歐洲應用范圍小，移動通信業(yè)務簡單，主要承載列車調度通信和列控信息傳輸業(yè)務。在我國，GSM-R網(wǎng)除了上述兩項主要業(yè)務外，還需引入 GPRS系統(tǒng)，承載調度命令、車次號、調車監(jiān)控信號等信息傳送，此外，由于運輸指揮作業(yè)方式不同，列車調度通信具體要求也有所不同。

（4）歐洲 GSM-R系統(tǒng)設備供貨廠家有北電、西門子，在我國，除了上述兩個廠家外，還有華為公司，需要解決3家設備之間互聯(lián)互通問題，因此，需要制定接口技術要求和測試規(guī)范。

基于此上，我國鐵路通信GSM-R技術發(fā)展有以下幾個重點。（1）加強GSM-R理論研究

我國對GSM-R技術的研究始于上個世紀末，雖然我國GSM-R發(fā)展到今天，突破了很多難關，但仍有不少理論難點還未攻克。近年來，GSM-R網(wǎng)絡中GPRS應用中取得了很多理論和實踐突破。比如根據(jù)我國鐵路實際情況，運輸對通信業(yè)務需求量大，但頻率資源緊張的實際情況，采用GPRS這種分組數(shù)據(jù)傳輸方式作為一些非安全數(shù)據(jù)信息的傳輸平臺，以更好的利用頻率資源，為鐵路信息化建設提供傳輸平臺。我國鐵路已先于歐洲發(fā)展基于GSM-R的GPRS業(yè)務是一項開拓性的工作。（2）推動互聯(lián)互通現(xiàn)場測試工作

我們在進行鐵路通信GSM網(wǎng)絡大規(guī)模建設時，為保護工程投資，應考慮解決GSM-R系統(tǒng)的開放性和不同廠家設備之間的互聯(lián)互通問題。進行互聯(lián)互通工作有利于GSM-R更好地服務于中國鐵路，有利于設備供貨市場形成良好競爭局面，保護工程投資，降低風險;有利于形成全程全網(wǎng)的解決方案，按照目標網(wǎng)進行網(wǎng)絡規(guī)劃和建設，最大限度發(fā)揮總體效益；有利于網(wǎng)絡長遠發(fā)展，對GSM-R技術在中國推廣起到積極的推動作用。我國互聯(lián)互通工作于2006年3月開始提上議事日程，測試工作分兩個階段，第一個階段是在實驗室環(huán)境下的測試，第二個階段是現(xiàn)場測試。第一階段的主要任務是進行電信業(yè)務的互聯(lián)互通測試以及接口的一致性測試，保證各個廠家的主要網(wǎng)元之間能夠實現(xiàn)互換。（3）改進信息傳輸安全平臺的設計

GSM-R在鐵路通信的應用中，從實用、安全、可靠的角度出發(fā)，今后需要不斷改進鐵路移動信息傳輸安全平臺的設計方案，設計公用網(wǎng)與鐵路專用網(wǎng)安全互聯(lián)、移動設備與地面網(wǎng)絡可靠互通的鐵路移動信息傳輸安全平臺。鐵路移動信息傳輸安全平臺應有完善的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。平臺硬件系統(tǒng)應該由內(nèi)外網(wǎng)通信服務器、行車監(jiān)控及業(yè)務系統(tǒng)設備為主的時實監(jiān)控和傳輸設施組成，平臺軟件系統(tǒng)主要由外網(wǎng)傳輸處理子系統(tǒng)、內(nèi)網(wǎng)傳輸處理子系統(tǒng)、管理監(jiān)視子系統(tǒng)構成。將GPRS數(shù)據(jù)接人點部署在鐵路局，每個鐵路局設立統(tǒng)一的外網(wǎng)通信服務器，作為各個業(yè)務系統(tǒng)地面數(shù)據(jù)處理中心，承擔所有應用系統(tǒng)車、地間和內(nèi)、外網(wǎng)間的數(shù)據(jù)交換任務，使各應用系統(tǒng)中所有從GPRS下載的實時信息統(tǒng)一由鐵路局外網(wǎng)通信服務器接收，再經(jīng)網(wǎng)絡安全傳輸平臺進人鐵路運輸生產(chǎn)系統(tǒng)。（4）處理好GSM-R與3G的關系

GSM-R的基礎GSM系統(tǒng)已經(jīng)在全世界130多個國家和地區(qū)得到部署和應用，無論是網(wǎng)絡設備、終端還是業(yè)務應用等等都已經(jīng)非常成熟。GSM-R能夠滿足鐵路應用對可靠性、可用性、可維護性和安全性的苛刻要求。目前3G規(guī)范中還未考慮鐵路特色業(yè)務，其應用在我國也尚未開展。但是，GSM-R與固定通信網(wǎng)的發(fā)展是緊密關聯(lián)的，與先進的網(wǎng)絡技術是同步發(fā)展的，與3G移動通信有著良好的后向兼容性。如同GSM可以向WCDMA平滑演進一樣，GSM-R也可以向WCDMA-R平滑演進。因此，我們在大力建設我國GSM-R網(wǎng)絡的同時，應該積極探討GSM-R網(wǎng)絡向3G的演進方案，包括網(wǎng)絡自身的演進、應用業(yè)務的演進以及各個應用接口的演進等等。（5）注意GSM-R的電磁環(huán)境

GSM-R干擾源主要分為系統(tǒng)內(nèi)部干擾和系統(tǒng)外部干擾。系統(tǒng)內(nèi)部干擾主要是由頻率規(guī)劃和小區(qū)規(guī)劃不當?shù)茸陨碓蛟斐傻耐l、鄰頻干擾等。外部干擾又分為來自中國移動GSM網(wǎng)的干擾，CDMA基站下行鏈路對GSM-R上行鏈路的干擾，全頻段或部分頻段人為故意大信號堵塞干擾等。排除自身因素和人為因素，GSM-R的干擾主要來源于與其共享頻率資源的中國移動GSM-R網(wǎng)絡。在如此復雜的電磁環(huán)境中，應對GSM-R網(wǎng)絡進行“無線空中管制”，為列車控制系統(tǒng)創(chuàng)造無“污染”的通信天空。采用何種方案來與中國移動等單位進行協(xié)調，從而保證GSM-R正常的無線通信環(huán)境，將是鐵路面臨的一個緊迫而重要的問題。

（6）盡快完善適合我國鐵路應用的GSM-R技術規(guī)范體系

通過制定標準與規(guī)范，一方面為網(wǎng)絡規(guī)劃、建設和運維管理提供技術依據(jù)，確保網(wǎng)絡完整、統(tǒng)一和安全可靠，提高服務質量、合理地利用頻譜、碼號等資源；另一方面，也為各廠家平等接入提供可循的技術依據(jù)，為網(wǎng)絡設備質量認證和監(jiān)督的提供依據(jù)。此外，通過參與標準研究工作，還可以有效地提高人才的業(yè)務素質，為我國 GSM-R健康發(fā)展打下堅實的技術基礎。鐵道部從2003年開始組織路內(nèi)外科研院校及相關單位組織制定了一系列技術規(guī)范，對于大秦、青藏、膠濟3條線GSM-R系統(tǒng)工程建設起到了很好的指導作用。但既有規(guī)范尚需進一步完善。此外，還需組織制定其他相關技術規(guī)范，建立健全適合我國鐵路應用的 GSM-R技術規(guī)范體系，滿足我國鐵路發(fā)展的需要。總結鐵路通信網(wǎng)是保證行車安全、提高運輸效率的有力工具。介于GSM-R技術在鐵路通信網(wǎng)中的應用現(xiàn)狀及其未來的發(fā)展趨勢，鐵路通信網(wǎng)應該抓住當今通信技術的發(fā)展潮流和市場的需要，在保證鐵路通信要求的前提下，既要符合中國鐵路技術政策和有關行業(yè)的技術政策要求，也要密切結合我國實際需求，合理利用資源，做到技術先進、經(jīng)濟合理、安全適用、現(xiàn)實可行，從而參與同其他電信部門的競爭，為出行的旅客以及網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域的用戶提供高質量、方便、快捷、多元化的電信服務，進一步推動全國既有鐵路通信系統(tǒng)的改造，全面加快鐵路跨越式發(fā)展，實現(xiàn)運輸生產(chǎn)力的大幅度提升，到 2020年基本實現(xiàn)中國鐵路現(xiàn)代化，為國民經(jīng)濟的穩(wěn)步增長打下堅實的基礎。? 參考文獻

[1] 鐘章隊，李旭，蔣文怡，鐵路綜合數(shù)字通信系統(tǒng)，中國鐵道出版社，2003年 [2] 張友生，遠程控制編程技術，電子工業(yè)出版社，2002年 [3] 廖敏，鐘章隊，高速鐵路無線傳輸系統(tǒng)有效性分析，中國鐵路，2000年 [4] 張宇威，TETRA與GSM-R技術應用分析，移動通信，2002（4）

[5] 蔣文怡，王虹英，GSM傳輸時延及其對GPS定位數(shù)據(jù)傳輸影響，移動通信，2001（1）

第二篇：編譯技術的發(fā)展和應用

編譯技術的發(fā)展和應用

據(jù)說第一個編譯程序的出現(xiàn)是在20世紀50年代早期，很難講出確切的時間，因為當初大量的實驗和實現(xiàn)工作是由不同的小組獨立完成的，多數(shù)早期的編譯工作是將算術公式翻譯成機器代碼。用現(xiàn)在的標準來衡量，當時的編譯程序能完成的工作十分初步，如只允許簡單的單目運算，數(shù)據(jù)元素的命名方式有很多限制。然而它們奠定了對高級語言編譯系統(tǒng)的研究和開發(fā)的基礎。20世紀50年代中期出現(xiàn)了FORTRAN等一批高級語言，相應的一批編譯系統(tǒng)開發(fā)成功。隨著編譯技術的發(fā)展和社會對編譯程序需求的不斷增長，20世紀50年代末有人開始研究編譯程序的自動生成工具，提出并研制編譯程序的編譯程序。它的功能是以任一語言的詞法規(guī)則、語法規(guī)則和語義解釋出發(fā)，自動產(chǎn)生該語言的編譯程序。目前很多自動生成工具已廣泛使用，如詞法分析程序的生成系統(tǒng)LEX，語法分析程序的生成系統(tǒng)YACC等。20世紀60年代起，不斷有人使用自展技術來構造編譯程序。自展的主要特征是用被編譯的語言來書寫該語言自身的編譯程序。1971年，PASCAL的編譯程序用自展技術生成后，其影響就越來越大。

隨著并行技術和并行語言的發(fā)展，處理并行語言的并行編譯技術，將串行程序轉換成并行程序的自動并行編譯技術也正在深入研究之中。另外嵌入式應用迅速增長的需求，推動了交叉編譯技術的發(fā)展.還有系統(tǒng)芯片設計方法和關鍵EDA技術的研究，也帶動了專用語言VHDL等及其編譯技術的不斷深化。

編譯實現(xiàn)方式的發(fā)展

－手工

機器語言

匯編

系統(tǒng)程序設計語言

－自動構造工具lex yacc gcc

推動編譯技術發(fā)展的因素

語言范型（計算模式）

計算機體系結構

語言范型

－命令式(imperative language)

－應用式(applicative)

－基于規(guī)則的（rule-based）

－面向對象的（object-oriented）

－并行計算(parallel computing)

體系結構

－萬諾曼機體系結構

－并行體系結構

－嵌入系統(tǒng)

編譯程序執(zhí)行環(huán)境

－批處理

－交互環(huán)境

－嵌入系統(tǒng)環(huán)境

為了提高軟件開發(fā)的效率和保證質量，人們除了要在軟件工程中對軟件開發(fā)過程所要遵循的規(guī)范化或標準化外，還盡量使用先進的軟件開發(fā)技術和相應的軟件工具，而大部分軟件工具的開發(fā)，常常要用到編譯技術和方法。實際上編譯程序本身也是一種軟件開發(fā)工具。為了提高編程效率，縮短調試時間，軟件工作人員研制了不少對源程序處理的工具。這些工具的開發(fā)不同程度地用到編譯技術和方法。下面僅是一些

例子。

1、語言的結構化編輯器 結構化編輯器是引導用戶在語言的語法制導下編制程序，能自動地提供關鍵字和與其匹配的關鍵字，如if后必須有then，begin和end的配對，左右括號的配對等，這樣可以減少語法上的錯誤，可加快對源程序的調試，提高效率和質量。

2、語言程序的調試工具 調試是軟件開發(fā)過程中一個重要環(huán)節(jié)，結構化編輯器只能解決語法錯誤的問題，而對一個已通過編譯的程序來說，需進一步了解的是程序執(zhí)行的結果與編程人員的意圖是否一致，程序的執(zhí)行是否實現(xiàn)預計的算法和功能。這種對算法的錯誤或程序沒能反應算法的功能等錯誤就需用調試器來協(xié)助解決。調試器的功能愈強，實現(xiàn)愈復雜，但它必須與語法分析、語義處理有緊密聯(lián)系。

3、語言程序測試工具 語言程序的測試工具有兩種：靜態(tài)分析器和動態(tài)測試器

靜態(tài)分析器是對源程序進行靜態(tài)地分析。它對源程序進行語法分析并制定相應表格，檢查變量定值與引用的關系。如某變量未被賦值就被引用，或定值后未被引用，或多余的源代碼等一些編譯程序的語法分析發(fā)現(xiàn)不了的錯誤。動態(tài)測試工具是在源程序的適當位置插入某些信息，并用測試用例記錄(顯示語句或函數(shù))程序運行時的實際路徑。將運行結果與期望的結果進行比較分析，幫助編程人員查找問題。這種測試工具在國內(nèi)已有開發(fā)，如FORTRAN語言和C語言的測試工具。

4、高級語言之間的轉換工具 由于計算機硬件的不斷更新?lián)Q代，更新更好的程序設計語言的推出為提高計算機的使用效率提供了良好條件，然而一些已有的非常成熟的軟件如何在新機器新語言情況下使用呢?為了減少重新編制程序所耗費的人力和時間，就要解決如何把一種高級語言轉換成另一種高級語言，乃至匯編語言轉換成高級語言的問題。這種轉換工作要對被轉換的語言進行詞法和語法分析，只不過生成的目標語言是另一種高級語言而已。這與實現(xiàn)一個完整的編譯程序相比工作量要少些。在國內(nèi)已研制出C，PASCAL，F(xiàn)ORTRAN到Ada的翻譯器和IBM 4700匯編到C的轉換器，其效果很好。近年來,由于JAVA語言的發(fā)展,國內(nèi)外也已研制出不少其他語言到JAVA的轉換系統(tǒng),如c到JAVA的轉換系統(tǒng),cobol到JAVA的轉換系統(tǒng)等等。

編譯實現(xiàn)方式的發(fā)展主要分一下五類：手工、機器語言、匯編、系統(tǒng)程序設計語言、自動構造工具lex yacc gcc。推動編譯技術發(fā)展的因素主要包括:語言范型（計算模式）、計算機體系結構語言范型主要包括:命令式(imperative language)、應用式(applicative)、基于規(guī)則的（rule-based）、面向對象的（object-oriented）、并行計算(parallel computing)。

體系結構主要包括:萬諾曼機體系結構、并行體系結構、嵌入系統(tǒng)。編譯程序執(zhí)行環(huán)境主要包括:批處理、交互環(huán)境、嵌入系統(tǒng)環(huán)境、并行編譯技術、交叉編譯。

編譯程序在一個機器（宿主機）上運行，產(chǎn)生另一個機器（目標機）的匯編語言。嵌入式系統(tǒng)中的應用程序正是借助這樣的編譯程序生成。

目標處理器MIPSX是MIPS系列芯片的種，屬于RISC體系結構，來源于斯坦福大學的MIPS計劃。由于該系列CPU不是采用加州大學伯克利分校的RISC窗口技術而是采用消除流水線各級互鎖的微處理器MIPS(MicroprocessorWithout Interlocking Pipeline Stage)技術，因此而得名。MIPS是將IBM公司對優(yōu)化編譯程序的研究和加州大學伯克利分校的大規(guī)模集成電路的思想結合起來的產(chǎn)品。

由于RISC指令集的簡單和整齊，為了達到更好地利用計算機的性能，MIPS系列芯片中很好地應用了流水線策略。流水線是現(xiàn)代各類微處理器都采用的指令執(zhí) 行技巧，即將若干條指令的取指、譯碼和執(zhí)行過程部分重疊在流水線中同時執(zhí)行。以前在CISC計算機中，由于指令多而復雜，處理每條指令的所需時間不固定，當后面指令需要前條指令的結果時，往往造成指令互鎖，因此無法實現(xiàn)流水線。而斯坦福大學的MIPS計劃就是在編譯的過程中，利用編譯程序優(yōu)化處理器的流水 線以求提高處理器流水線的效率。由于采用了硬件連線控制來執(zhí)行數(shù)目不多的簡單指令，而且還能重組軟件流水線，這樣就減少了硬件復雜性。但是由于存在數(shù)據(jù)和指令轉移的相關性，這會引起流水線的停頓，降低流水線整體的執(zhí)行速率。為了調整這些相關性，又開發(fā)出了代碼重組技術，其中一種是延遲轉移(delayed branch)，另一種叫延遲裝入，提升了性能。

MIPS公司的R系列就是在此基礎上開發(fā)的RISC工業(yè)產(chǎn)品的微處理器。這些系列產(chǎn)品被很多計算機公司采用生產(chǎn)各種工作站和計算機系統(tǒng)。R系 列遵循按比例提高性能設計技術，按不同工藝技術實現(xiàn)基本相同的體系結構，其適用范圍從低端的嵌入式控制器、個人計算機到高端的超級小型機、服務器甚至大型 機和巨型機，而且系統(tǒng)軟件和應用程序都是兼容的。MIPS公司在1986年推出82000處理器，1988年推出83000處理器，1991年推出第一款 64位商用微處理器84000。之后，又陸續(xù)推出88000(于1994年)、810000(于1996年)和812000(于1997年)等型號。1999年，MIPS公司發(fā)布MIPS 32和MIPS 64架構標準。2000年，MIPS公司發(fā)布了針對MIPS 32 4Kc的新版本以及未來64位MIPS 64 20Kc處理器內(nèi)核。

在整個R系列中82000/82010是最基礎的原型;83000/83010是82000/82010的增強型產(chǎn)品;由于84000采用高 精度的CMOS工藝，因此其性能很高，用途很廣;而86000/86010是ECL電路化的高速品種，但是由于86000/86010的功耗大，成本高，所以其應用受到很大限制。但是MIPSX并不屬于以上提到的CPU中的任何一種，它是由20世紀80年代后期由美國國防部高級研究項目署(DARPA)資 助的一個項目的成果。因此，基于MIPSX的交叉編譯工具鏈研究雖然現(xiàn)有的GNU交叉編譯工具鏈對MIPS公司R系列芯片的支持很好，但還是缺乏對 MIPSX的有效支持，所以還是需要進行移植。進行移植工作前，必須首先了解MIPSX的體系結構。經(jīng)過實驗室前幾屆師兄的分析，我們得知MIPSX的體 系結構與MIPS公司R系列芯片中的82000最為接近，當然它們在很多地方還是存在著差別，比如具體指令集的不同，比如MIPSX沒有浮點操 作;MIPSX指令的基本操作碼只占5位;MIPSX在跳轉指令中的延時槽有兩條等。

簡單講，編譯器就是將“一種語言（通常為高級語言）”翻譯為“另一種語言（通常為低級語言）”的程序。一個現(xiàn)代編譯器的主要工作流程：源代碼(source code)→ 預處理器(preprocessor)→ 編譯器(compiler)→ 目標代碼(object code)→ 鏈接器(Linker)→ 可執(zhí)行程序(executables)高級計算機語言便于人編寫，閱讀交流，維護。機器語言是計算機能直接解讀、運行的。編譯器將匯編或高級計算機語言源程序（Source program）作為輸入，翻譯成目標語言（Target language）機器代碼的等價程序。源代碼一般為高級語言(High-level language)，如Pascal、C、C++、Java、漢語編程等或匯編語言，而目標則是機器語言的目標代碼（Object code），有時也稱作機器代碼（Machine code）。

對于C#、VB等高級語言而言，此時編譯器完成的功能是把源碼（SourceCode）編譯成通用中間語言（MSIL/CIL）的字節(jié)碼（ByteCode）。最后運行的時候通過通用語言運行庫的轉換，編程最終可以被CPU直接計算的機器碼（NativeCode）。

在20世紀40年代，由于馮·諾伊曼在存儲-程序

編譯原理實驗程序

計算機方面的先鋒作用，編寫一串代碼或程序已成必要，這樣計算機就可以執(zhí)行所需的計算。開始時，這些程序都是用機器語言（machine language）編寫的。機器語言就是表示機器實際操作的數(shù)字代碼，例如：

C7 06 0000 0002 表示在IBM PC 上使用的Intel 8x86處理器將數(shù)字2移至地址0 0 0 0（16進制）的指令。

但編寫這樣的代碼是十分費時和乏味的，這種代碼形式很快就被匯編語言（assembly language）代替了。在匯編語言中，都是以符號形式給出指令和存儲地址的。例如，匯編語言指令 MOV X,2 就與前面的機器指令等價（假設符號存儲地址X是0 0 0 0）。匯編程序（assembler）將匯編語言的符號代碼和存儲地址翻譯成與機器語言相對應的數(shù)字代碼。

匯編語言大大提高了編程的速度和準確度，人們至今仍在使用著它，在編碼需要極快的速度和極高的簡潔程度時尤為如此。但是，匯編語言也有許多缺點：編寫起來也不容易，閱讀和理解很難；而且匯編語言的編寫嚴格依賴于特定的機器，所以為一臺計算機編寫的代碼在應用于另一臺計算機時必須完全重寫。

發(fā)展編程技術的下一個重要步驟就是以一個更類似于數(shù)學定義或自然語言的簡潔形式來編寫程序的操作，它應與任何機器都無關，而且也可由一個程序翻譯為可執(zhí)行的代碼。例如，前面的匯編語言代碼可以寫成一個簡潔的與機器無關的形式 x = 2。

在1954年至1957年期間，IBM的John Backus帶領的一個研究小組對FORTRAN語言及其編譯器的開發(fā)，使得上面的擔憂不必要了。但是，由于當時處理中所涉及到的大多數(shù)程序設計語言的翻譯并不為人所掌握，所以這個項目的成功也伴隨著巨大的辛勞。幾乎與此同時，人們也在開發(fā)著第一個編譯器，Noam Chomsky開始了他的自然語言結構的研究。他的發(fā)現(xiàn)最終使得編譯器結構異常簡單，甚至還帶有了一些自動化。Chomsky的研究導致了根據(jù)語言文法（grammar，指定其結構的規(guī)則）的難易程度以及識別它們所需的算法來為語言分類。正如現(xiàn)在所稱的-與喬姆斯基分類結構（Chomsky hierarchy）一樣-包括了文法的4個層次：0型、1型、2型和3型文法，且其中的每一個都是其前者的專門化。2型（或上下文無關文法（context-free grammar））被證明是程序設計語言中最有用的，而且今天它已代表著程序設計語言結構的標準方式。

分析問題（parsing problem，用于限定上下文無關語言的識別的有效算法）的研究是在20世紀60年代和70年代，它相當完善地解決了這一問題，現(xiàn)在它已是編譯理論的一個標準部分。它們與喬姆斯基的3型文法相對應。對它們的研究與喬姆斯基的研究幾乎同時開始，并且引出了表示程序設計語言的單詞（或稱為記號）的符號方式。人們接著又深化了生成有效的目標代碼的方法，這就是最初的編譯器，它們被一直使用至今。人們通常將其誤稱為優(yōu)化技術（optimization technique），但因其從未真正地得到過被優(yōu)化了的目標代碼而僅僅改進了它的有效性，因此實際上應稱作代碼改進技術（code improvement technique）。

這些程序最初被稱為編譯程序-編譯器，但更確切地應稱為分析程序生成器（parser generator），這是因為它們僅僅能夠自動處理編譯的一部分。這些程序中最著名的是 Yacc（yet another compiler-compiler），它是由Steve Johnson在1975年為Unix系統(tǒng)編寫的。

類似地，有窮自動機的研究也發(fā)展了另一種稱為掃描程序生成器（scanner generator）的工具，Lex（與Yacc同時，由Mike Lesk為Unix系統(tǒng)開發(fā)的）是這其中的佼佼者。在20世紀70年代后期和80年代早期，大量的項目都關注于編譯器其他部分的生成自動化，這其中就包括代碼生成。這些嘗試并未取得多少成功，這大概是因為操作太復雜而人們又對其不甚了解。

編譯器設計最近的發(fā)展包括：首先，編譯器包括了更為復雜的算法的應用程序，它用于推斷或簡化程序中的信息；這又與更為復雜的程序設計語言（可允許此類分析）的發(fā)展結合在一起。其中典型的有用于函數(shù)語言編譯的Hindle y-Milner類型檢查的統(tǒng)一算法。

其次，編譯器已越來越成為基于窗口的交互開發(fā)環(huán)境（interactive development environment，IDE）的一部 分，它包括了編輯器、鏈接程序、調試程序以及項目管理程序。這樣的IDE的標準并沒有多少，但是已沿著這一方向對標準的窗口環(huán)境進行開發(fā)了。

編輯器（editor）：編譯器通常接受由任何生成標準文件（例如ASCII文件）的編輯器編寫的源程序?，F(xiàn)在，編譯器已與另一個編輯器和其他程序捆綁進一個交互的開發(fā)環(huán)境-IDE中。此時，盡管編輯器仍然生成標準文件，但會轉向正被討論的程序設計語言的格式或結構。這樣的編輯器稱為基于結構的（structure based），且它早已包括了編譯器的某些操作；因此，程序員就會在程序的編寫時而不是在編譯時就得知錯誤了。從編輯器中也可調用編譯器以及與它共用的程序，這樣程序員無需離開編輯器就可執(zhí)行程序。

編譯原理是計算機專業(yè)的一門重要專業(yè)課，旨在介紹編譯程序構造的一般原理和基本方法。內(nèi)容包括語言和文法、詞法分析、語法分析、語法制導翻譯、中間代碼生成、存儲管理、代碼優(yōu)化和目標代碼生成。編譯原理是計算機專業(yè)設置的一門重要的專業(yè)課程。雖然只有少數(shù)人從事編譯方面的工作，但是這門課在理論、技術、方法上都對學生提供了系統(tǒng)而有效的訓練，有利于提高軟件人員的素質和能力。目前各個大學使用的教材機械工業(yè)出版社、國防工業(yè)出版社出版的《編譯原理》。

大學課程為什么要開設編譯原理呢？這門課程關注的是編譯器方面的產(chǎn)生原理和技術問題，似乎和計算機的基礎領域不沾邊，可是編譯原理卻一直作為大學本科的必修課程，同時也成為了研究生入學考試的必考內(nèi)容。編譯原理及技術從本質上來講就是一個算法問題而已，當然由于這個問題十分復雜，其解決算法也相對復雜。我們學的數(shù)據(jù)結構與算法分析也是講算法的，不過講的基礎算法，換句話說講的是算法導論，而編譯原理這門課程講的就是比較專注解決一種的算法了。在20世紀50年代，編譯器的編寫一直被認為是十分困難的事情，第一Fortran的編譯器據(jù)說花了18年的時間才完成。在人們嘗試編寫編譯器的同時，誕生了許多跟編譯相關的理論和技術，而這些理論和技術比一個實際的編譯器本身價值更大。就猶如數(shù)學家們在解決著名的哥德巴赫猜想一樣，雖然沒有最終解決問題，但是其間誕生不少名著的相關數(shù)論。

推薦參考書

雖然編譯理論發(fā)展到今天，已經(jīng)有了比較成熟的部分，但是作為一個大學生來說，要自己寫出一個像TurbocC,Java那樣的編譯器來說還是太難了。不僅寫編譯器困難，學習編譯原理這門課程也比較困難。

第一本書的原名叫《CompilersPrinciples,Techniques,andTools》,另外一個響亮的名字就是龍書。原因是這本書的封面上有條紅色的龍，也因為獗臼樵詒嘁朐?砘?嘴域確實?忻?所以很多國外的學者都直接取名為龍書。最近機械工業(yè)出版社已經(jīng)出版了此書的中文版，名字就叫《編譯原理》。該書出的比較早，大概是在85或86年編寫完成的，作者之一還是著名的貝爾實驗室的科學家。里面講解的核心編譯原理至今都沒有變過，所以一直到今天，它的價值都非凡。這本書最大的特點就是一開始就通過一個實際的小例子，把編譯原理的大致內(nèi)容羅列出來，讓很多編譯原理的初學者很快心里有了個底,也知道為什么會有這些理論，怎么運用這些理論。而這一點是我感覺國內(nèi)的教材缺乏的東西，所以國內(nèi)的教材都不是寫給愿意自學的讀者，總之讓人看了半天，卻不知道里面的東西有什么用。

第二本書的原名叫《ModernCompilerDesign》,中文名字叫做《現(xiàn)代編譯程序設計》。該書由人民郵電出版社所出。此書比較關注的是編譯原理的實踐，書中給出了不少的實際程序代碼，還有很多實際的編譯技術問題等等。此書另外一個特點就是其現(xiàn)代而字。在傳統(tǒng)的編譯原理教材中，你是不可能看到如同Java中的垃圾回收等算法的。因為Java這樣的解釋執(zhí)行語言是在近幾年才流行起來的東西。如果你想深入學習編譯原理的理論知識，那么你肯定得看前面那本龍書，如果你想自己動手做一個先進的編譯器，那么你得看這本《現(xiàn)代編譯程序設計》。

第三本書就是很多國內(nèi)的編譯原理學者都推薦的那本《編譯原理及實踐》?；蛟S是這本書引入國內(nèi)比較早吧，我記得我是在高中就買了這本書，不過也是在前段時間才把整本書看完。此書作為入門教程也的確是個不錯的選擇。書中給出的編譯原理講解也相當細致，雖然不如前面的龍書那么深入，但是很多地方都是點到為止，作為大學本科教學已經(jīng)是十分深入了。該書的特點就是注重實踐，不過感覺還不如前面那本《現(xiàn)代編譯程序設計》的實踐味道更重。此書的重點還是在原理上的實踐，而非前面那本那樣的技術實踐?！毒幾g原理及實踐》在講解編譯原理的各個部分的同時，也在逐步實踐一個現(xiàn)代的編譯器TinyC.等你把整本書看完，差不多自己也可以寫一個TinyC了。作者還對Lex和Yacc這兩個常用的編譯相關的工具進行了很詳細的說明，這一點也是很難在國內(nèi)的教材中看到的。

推薦了這三本教材，都有英文版和中文版的。很多英文好的同學只喜歡看原版的書，不我的感覺是這三本書的翻譯都很不錯，沒有必要特別去買英文版的。理解理論的實質比理解表面的文字更為重要。

編譯原理的實質

幾乎每本編譯原理的教材都是分成詞法分析，語法分析（LL算法，遞歸下降算法，LR算法），語義分析，運行時環(huán)境，中間代碼，代碼生成，代碼優(yōu)化這些部分。其實現(xiàn)在很多編譯原理的教材都是按照85,86出版的那本龍書來安排教學內(nèi)容的，所以那本龍書的內(nèi)容格式幾乎成了現(xiàn)在編譯原理教材的定式，包括國內(nèi)的教材也是如此。一般來說，大學里面的本科教學是不可能把上面的所有部分都認真講完的，而是比較偏重于前面幾個部分。像代碼優(yōu)化那部分東西，就像個無底洞一樣，如果要認真講，就是單獨開一個學期的課也不可能講得清楚。所以，一般對于本科生，對詞法分析和語法分析掌握要求就相對要高一點了。

詞法分析相對來說比較簡單。可能是詞法分析程序本身實現(xiàn)起來很簡單吧，很多沒有學過編譯原理的人也同樣可以寫出各種各樣的詞法分析程序。不過編譯原理在講解詞法分析的時候，重點把正則表達式和自動機原理加了進來，然后以一種十分標準的方式來講解詞法分析程序的產(chǎn)生。這樣的做法道理很明顯，就是要讓詞法分析從程序上升到理論的地步。

語法分析部分就比較麻煩一點了?，F(xiàn)在一般有兩種語法分析算法，LL自頂向下算法和LR自底向上算法。LL算法還好說，到了LR算法的時候，困難就來了。很多自學編譯原理的都是遇到LR算法的理解成問題后就放棄了自學。其實這些東西都是只要大家理解就可以了，又不是像詞法分析那樣非得自己寫出來才算真正的會。像LR算法的語法分析器，一般都是用工具Yacc來生成，實踐中完全沒有比較自己來實現(xiàn)。對于LL算法中特殊的遞歸下降算法，因為其實踐十分簡單，那么就應該要求每個學生都能自己寫。當然，現(xiàn)在也有不少好的LL算法的語法分析器，不過要是換在非C平臺，比如Java,Delphi,你不能運用YACC工具了，那么你就只有自己來寫語法分析器。

等學到詞法分析和語法分析時候，你可能會出現(xiàn)這樣的疑問：詞法分析和語法分析到底有什么？就從編譯器的角度來講，編譯器需要把程序員寫的源程序轉換成一種方便處理的數(shù)據(jù)結構（抽象語法樹或語法樹）,那么這個轉換的過程就是通過詞法分析和語法分析的。其實詞法分析并非一開始就被列入編譯器的必備部分，只是我們?yōu)榱撕喕Z法分析的過程，就把詞法分析這種繁瑣的工作單獨提取出來，就成了現(xiàn)在的詞法分析部分。除了編譯器部分，在其它地方，詞法分析和語法分析也是有用的。比如我們在DOS,Unix,Linux下輸入命令的時候，程序如何分析你輸入的命令形式，這也是簡單的應用?？傊?，這兩部分的工作就是把不規(guī)則的文本信息轉換成一種比較好分析好處理的數(shù)據(jù)結構。那么為什么編譯原理的教程都最終把要分析的源分析轉換成樹這種數(shù)據(jù)結構呢？數(shù)據(jù)結構中有Stack,Line,List這么多數(shù)據(jù)結構，各自都有各自的特點。但是Tree這種結構有很強的遞歸性，也就是說我們可以把Tree的任何結點Node提取出來后，它依舊是一顆完整的Tree。這一點符合我們現(xiàn)在編譯原理分析的形式語言，比如我們在函數(shù)里面使用函樹，循環(huán)中使用循環(huán)，條件中使用條件等等，那么就可以很直觀地表示在Tree這種數(shù)據(jù)結構上。同樣，我們在執(zhí)行形式語言的程序的時候也是如此的遞歸性。在編譯原理后面的代碼生成的部分，就會介紹一種堆棧式的中間代碼，我們可以根據(jù)分析出來的抽象語法樹，很容易，很機械地運用遞歸遍歷抽象語法樹就可以生成這種指令代碼。而這種代碼其實也被廣泛運用在其它的解釋型語言中。像現(xiàn)在流行的Java,.NET，其底層的字節(jié)碼bytecode,可以說就是這中基于堆棧的指令代碼的。

關于語義分析，語法制導翻譯，類型檢查等等部分，其實都是一種完善前面得到的抽象語法樹的過程。比如說，我們寫C語言程序的時候，都知道，如果把一個浮點數(shù)直接賦值給一個整數(shù)，就會出現(xiàn)類型不匹配，那么C語言的編譯器是怎么知道的呢？就是通過這一步的類型檢查。像C++語言這中支持多態(tài)函數(shù)的語言，這部分要處理的問題就更多更復雜了。大部編譯原理的教材在這部分都是講解一些比較好的處理策略而已。因為新的問題總是在發(fā)生，舊的辦法不見得足夠解決。

本來說，作為一個編譯器，起作用的部分就是用戶輸入的源程序到最終的代碼生成。但是在講解最終代碼生成的時候，又不得不講解機器運行環(huán)境等內(nèi)容。因為如果你不知道機器是怎么執(zhí)行最終代碼的，那么你當然無法知道如何生成合適的最終代碼。這部分內(nèi)容我自我感覺其意義甚至超過了編譯原理本身。因為它會把一個計算機的程序的運行過程都通通排在你面前，你將來可能不會從事編譯器的開發(fā)工作，但是只要是和計算機軟件開發(fā)相關的領域,都會涉及到程序的執(zhí)行過程。運行時環(huán)境的講解會讓你更清楚一個計算機程序是怎么存儲，怎么裝載，怎么執(zhí)行的。關于部分的內(nèi)容，我強烈建議大家看看龍書上的講解，作者從最基本的存儲組織，存儲分配策略，非局部名字的訪問，參數(shù)傳遞，符號表到動態(tài)存儲分配(malloc,new)都作了十分詳細的說明。這些東西都是我們編寫平常程序的時候經(jīng)常要做的事情，但是我們卻少去探求其內(nèi)部是如何完成。

關于中間代碼生成，代碼生成,代碼優(yōu)化部分的內(nèi)容就實在不好說了。國內(nèi)很多教材到了這部分都會很簡單地走馬觀花講過去，學生聽了也只是作為了解，不知道如何運用。不過這部分內(nèi)容的東西如果要認真講，單獨開一學期的課程都講不完。在《編譯原理及實踐》的書上，對于這部分的講解就恰到好處。作者主要講解的還是一種以堆棧為基礎的指令代碼，十分通俗易懂，讓人看了后，很容易模仿，自己下來后就可以寫自己的代碼生成。當然，對于其它代碼生成技術，代碼優(yōu)化技術的講解就十分簡單了。如果要仔細研究代碼生成技術，其實另外還有本叫做《AdvanceCompilerDesginandImplement》,那本書現(xiàn)在由機械工業(yè)出版社引進的，十分厚重，而且是英文原版。不過這本書我沒有把它列為推薦書給大家，畢竟能把龍書的內(nèi)容搞清楚，在中國已經(jīng)就算很不錯的高手了，到那個時候再看這本《AdvanceCompilerDesginandImplement》也不遲。代碼優(yōu)化部分在大學本科教學中還是一個不太重要的部分，就是算是實踐過程中，相信大家也不太運用得到。畢竟，自己做的編譯器能正確生成執(zhí)行代碼已經(jīng)很不錯了，還談什么優(yōu)化呢？

編譯原理的課程畢竟還只是講解原理的課程，不是專門的編譯技術課程。這兩門課程是有很大的區(qū)別的。編譯技術更關注實際的編寫編譯器過程中運用到的技術，而原理的課

第一個編譯程序的出現(xiàn)是在20世紀50年代早期，很難講出確切的時間，因為當初大量的實驗和實現(xiàn)工作是由不同的小組獨立完成的，多數(shù)早期的編譯工作是將算 術公式翻譯成機器代碼。用現(xiàn)在的標準來衡量，當時的編譯程序能完成的工作十分初步，如只允許簡單的單目運算，數(shù)據(jù)元素的命名方式有很多限制。然而它們奠定 了對高級語言編譯系統(tǒng)的研究和開發(fā)的基礎。20世紀50年代中期出現(xiàn)了FORTRAN等一批高級語言，相應的一批編譯系統(tǒng)開發(fā)成功。隨著編譯技術的發(fā)展和 社會對編譯程序需求的不斷增長，20世紀50年代末有人開始研究編譯程序的自動生成工具，提出并研制編譯程序的編譯程序。它的功能是以任一語言的詞法規(guī) 則、語法規(guī)則和語義解釋出發(fā)，自動產(chǎn)生該語言的編譯程序。目前很多自動生成工具已廣泛使用，如詞法分析程序的生成系統(tǒng)LEX，語法分析程序的生成系統(tǒng) YACC等。20世紀60年代起，不斷有人使用自展技術來構造編譯程序。自展的主要特征是用被編譯的語言來書寫該語言自身的編譯程序。1971 年，PASCAL的編譯程序用自展技術生成后，其影響就越來越大。

隨著并行技術和并行語言的發(fā)展，處理并行語言的并行編譯技術，將串行程序轉換成并行程序的自動并行編譯技術也正在深入研究之中。另外嵌入式應用迅速增 長的需求，推動了交叉編譯技術的發(fā)展.還有系統(tǒng)芯片設計方法和關鍵EDA技術的研究，也帶動了專用語言VHDL等及其編譯技術的不斷深化。我國編譯器研發(fā)工作起步并不算晚，早在60年代初期，董韞美院士和楊芙清院士就分別在中科院和北大領導研究組開發(fā)編譯器，那時面向的高級語言是ALGOL和FORTRAN，目標機是國產(chǎn)機。

在改革開放前，由于國家需要，中科院、國防科大、江南計算所、北大等單位一直在研制國產(chǎn)計算機，包括大型機和高性能計算機（如向量機、并行機），相應的也在研制高級語言編譯器。中科院計算所以董韞美院士領導的研究組先后開發(fā)了119機、109機的類 ALGOL語言編譯器BCY。國防科大開發(fā)了向量編譯器和向量識別器。

70年代中科院計算所張兆慶教授研究組（以后稱ACTGroup）開始在國產(chǎn)機上研制FORTRAN語言編譯器，先后參與了眾多的院級和國家級科研攻關項目，主持開發(fā)了013，757，KJ8920等國產(chǎn)大型機系統(tǒng)中的FORTRAN語言編譯器，所研制的編譯器支持了數(shù)百萬行應用軟件的運行。

90年代以來ACTGroup承擔科學院重大項目，國家攻關項目，863項目，以及國際合作項目，先后開發(fā)了共享內(nèi)存多處理機的并行識別器，分布式內(nèi)存多處理機的并行識別器，SIMD芯片和VLIW芯片的并行優(yōu)化C編譯器。將編譯技術與圖形學結合，ACTGroup還推出了集成化、可視化的并行編程環(huán)境。ACTGroup在先進編譯技術和并行編程環(huán)境方面的研究工作獲國內(nèi)外專家高度評價，國際著名學者評價此研究組居編譯領域的世界先進行列。

第三篇：流媒體技術應用發(fā)展思索

一、概述:

進入90年代以來，Internet網(wǎng)絡通訊技術的飛速發(fā)展，已對人類日常生活和工作方式產(chǎn)生了深刻的影響，同時也對傳統(tǒng)的教育教學模式產(chǎn)生了極大的挑戰(zhàn)。網(wǎng)上教學、網(wǎng)絡課程的開發(fā)已成為教育技術界同仁討論的中心論題和21世紀教育改革發(fā)展的新趨勢。而當今世界，科學技術的迅猛發(fā)展，使得知識經(jīng)濟已見端倪，知識經(jīng)濟呼吁創(chuàng)新教育，要求我們變革傳統(tǒng)的教育教學模式，發(fā)展學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造性思維的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新性人才。

二、流媒體技術促進現(xiàn)代遠程教育

1、什么是流媒體:

流媒體(StreamingMedia)，指的是在網(wǎng)絡中使用流式傳輸技術的連續(xù)時基媒體，即在因特網(wǎng)上以數(shù)據(jù)流的方式實時發(fā)布音、視頻多媒體內(nèi)容的媒體，音頻、視頻、動畫或者其他形式的多媒體文件都屬于流媒體之列。流媒體是在流媒體技術支持下，把連續(xù)的影像和聲音信息經(jīng)過壓縮處理后放到網(wǎng)絡服務器上，讓瀏覽者一邊下載一邊觀看、收聽，而不需要等到整個多媒體文件下載完成就可以即時觀看的多媒體文件。

2、流媒體技術在現(xiàn)代遠程教育中扮演了什么角色

我國遠程教育的目標和任務是，到2010年，基本形成多規(guī)格、多層次、多形式、多功能，具有中國特色的終身教育體系。隨著社會發(fā)展，科學技數(shù)的引用，采用流媒體技術為主要實現(xiàn)方式的網(wǎng)絡教育，作為遠程教育的一種形式，被寄予厚望。

3、流媒體技術實現(xiàn)了網(wǎng)絡教育的方式

目前，流媒體技術應用予網(wǎng)絡教育上，表現(xiàn)為視頻點播和視頻直播兩種主要方式。視頻直播和點播的傳播方式，使得傳統(tǒng)意義上的課本式的教學方式轉變?yōu)樯鷦有蜗蟮挠耙裟Ｊ剑瑥V播教學、語音教學、教學示范、消息發(fā)送、網(wǎng)絡影院、遠程管理、教學點播等模式通過互聯(lián)網(wǎng)傳播開來。

三、流媒體平臺應用于網(wǎng)絡教育的思考

網(wǎng)絡教育在教育形式和傳播方式上都是一個革命性的開始。但是新型的教育模式在技術應用上總是有其不可避免的應用弊端和欠缺。在網(wǎng)絡教育過程中，往往凸現(xiàn)出來的是網(wǎng)絡應用時的一些細節(jié)問題。

1、新時代情況下，網(wǎng)絡教育規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化逐漸成為一種趨勢，這使得網(wǎng)絡教育的概念，不僅僅是在局域網(wǎng)內(nèi)的網(wǎng)絡化，而更多地是指通過internet網(wǎng)進行教育傳播，而網(wǎng)絡帶寬成為制約網(wǎng)絡教育的一個重要瓶頸。同時，昂貴的硬件設備對于絕大部分學校，學院來說都是非常重的負擔。

2、通過互聯(lián)網(wǎng)傳播使得網(wǎng)絡教育的學員更為廣泛，然而同樣帶來了一些問題，也是互聯(lián)網(wǎng)長期以來一直在考慮的問題——網(wǎng)絡安全。針對網(wǎng)絡教育來說，網(wǎng)絡安全主要分為網(wǎng)絡教育過程中發(fā)布信息的安全和網(wǎng)絡教育平臺自身的安全。與互聯(lián)網(wǎng)上所有的信息傳輸一樣，網(wǎng)絡教育的完成也是通過流媒體平臺與客戶端機交互完成，在交互過程中，往往造成信息的外泄等等，也就出現(xiàn)了經(jīng)常提到的盜鏈等，同時，也可以通過各種方式對流媒體平臺進行攻擊，造成流媒體平臺癱瘓等。

3、教育的產(chǎn)業(yè)化，使得其在管理等方面更偏向于商業(yè)性，因此，網(wǎng)絡教育流媒體平臺在各個方面都需要運營性的規(guī)范化。

學員管理;教師管理;教學、影視內(nèi)容管理;教學公告等等，而這些主要集中體現(xiàn)在流媒體平臺的后臺中，流媒體平臺的后臺管理直接關系到網(wǎng)絡教育的運營效果。

以上問題綜合了中國網(wǎng)絡教育過程中，遇到的部分硬件和軟件上的問題。發(fā)現(xiàn)問題就要解決問題。如何解決以上問題，是中國網(wǎng)絡教育發(fā)展的一個重要的課題，四、網(wǎng)絡教育流媒體平臺經(jīng)典案例分析:

湖南大學網(wǎng)絡教學流媒體平臺:

湖南大學是國內(nèi)擁有千年歷史的知名學府之一。2002年1月由湖南大學原現(xiàn)代教育技術中心與原成人教育學院合并組建成立的，在全國28個省、市、自治區(qū)設有校外學習中心(點)，共有遠程教育學生八萬多人。為了適應教育市場的發(fā)展，湖南大學對現(xiàn)有網(wǎng)絡教育平臺進行了改革，新的平臺采用的是VIEWGOOD流媒體平臺。

VIEWGOOD流媒體平臺單機并發(fā)量達到了1000以上，這樣使得湖南大學的教學平臺在硬件投入上減少到了最低，平臺采用VIWGOOD自主開發(fā)的Vconnect、KeyBuffer獨創(chuàng)技術，廣域網(wǎng)時延最短只有100ms。系統(tǒng)的穩(wěn)定性和負載均衡性在行業(yè)產(chǎn)品中都遙遙領先。

(一)流媒體平臺架構:

1、采集端:

課程的直播系統(tǒng)主要是進行教學現(xiàn)場的直播和現(xiàn)場活動的直播，直播信號通過WebLIVE視頻直播模塊采集系統(tǒng)編碼壓縮，通過局域網(wǎng)上傳到中心機房，實時發(fā)布。采集同時，將直播的數(shù)字信號存儲為AVI文件，上傳到放置在視頻點播服務器內(nèi)，供客戶端的學員進行事后的點播。

2、發(fā)布端:

各院系內(nèi)部發(fā)部是通過組播實現(xiàn)，同一網(wǎng)段進行一路信號的組播。并上傳一路至總部的總中心機房，不同院系的用戶可以局域內(nèi)觀看。每個院系中心機房有自己內(nèi)部的視頻點播服務器，利用該系統(tǒng)各院系將所有的資料放置在網(wǎng)上，供客戶端的學員進行點播。

(二)流媒體平臺合理貼切的后臺管理

湖南大學使用的VIEWGOOD流媒體服務平臺支持Np、Sp/Cp、超級管理員、終端用戶五種角色。每種角色均可提供多用戶遠程管理。

系統(tǒng)支持對會議、業(yè)務培訓、活動、影視等內(nèi)容劃分級別，以及用戶分級功能，系統(tǒng)限制只有當用戶級別大于對應節(jié)目級別的時候，該用戶才可以訪問該級別的影片。如中層管理人員可以訪問的權限和高級管理人員的訪問權限，在系統(tǒng)中可以設定相應的區(qū)別。

節(jié)目級別可任意定制，級別數(shù)量不限，例如?？蓪⒐?jié)目設為“十個級別”進行管理。VIp用戶可以看到所有級別的節(jié)目，而普通用戶只能看到開放的級別的節(jié)目。

(三)方案硬件配置

點播服務器

◎硬件配置:HpTC2110:p42.4G、SCSIM18、100/1000網(wǎng)卡

發(fā)布服務器

◎硬件配置:HpTC2110:p42.4G、SCSIM18、100/1000網(wǎng)卡

采集工作站

◎硬件配置:p41.8GCpU、512M內(nèi)存、聲卡、10/100網(wǎng)卡、視頻捕捉設備

Web服務器(自備)

(四)效果反饋:

湖南大學網(wǎng)絡學院網(wǎng)絡教學負責人表示，教育市場的競爭，在于教學機制和教學環(huán)境的競爭，學院擁有合理成熟的教學機制，也需要在教學環(huán)境上做好文章。通過良好的教學平臺，逐步建立靈活開放、規(guī)范管理、注重質量的網(wǎng)絡教育新模式，為實現(xiàn)高等教育大眾化，構建終身教育體系做出貢獻。

五、流媒體技術在教育行業(yè)應用的未來趨勢

全球信息化是多媒體網(wǎng)絡教學發(fā)展的必然趨勢，如何構建網(wǎng)絡環(huán)境下的教學模式與課程模式，對于我們來說是一個新的課題。知識經(jīng)濟的到來，對于21世紀的人才培養(yǎng)模式、教育模式提出新的挑戰(zhàn)，發(fā)展創(chuàng)新教育，培養(yǎng)創(chuàng)新性人才是我們面臨的又一個新的課題。置身于教育轉型時期的我們該如何同時兼顧現(xiàn)代教育技術的變革和人才培養(yǎng)模式的改革呢?又該如何在網(wǎng)絡課程設計中體現(xiàn)學生創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)呢?這將是擺在我們面前的重要課題。

第四篇：膜分離技術的發(fā)展和應用

膜分離技術的發(fā)展和應用

膜分離技術受到世界各技術先進國家的高度重視,近30年來,美國、加拿大、日本和歐洲技術先進國家,一直把膜技術定位為高新技術,投入大量資金和人力,促進膜技術迅速發(fā)展,使用范圍日益擴大。

膜分離技術的發(fā)展和應用,為許多行業(yè),如純水生產(chǎn)、海水淡化、苦咸水淡化,電子工業(yè)、制藥和生物工程、環(huán)境保護、食品、化工、紡織等工業(yè),高質量地解決了分離、濃縮和純化的問題,為循環(huán)經(jīng)濟、清潔生產(chǎn)提供依托技術。

膜分離技術簡介

1.1 膜的定義

膜是一種起分子級分離過濾作用的介質,當溶液或混和氣體與膜接觸時,在壓力下,或電場作用下,或溫差作用下,某些物質可以透過膜,而另些物質則被選擇性的攔截,從而使溶液中不同組分,或混和氣體的不同組分被分離,這種分離是分子級的分離。

1.2 膜的種類

分離膜包括:反滲透膜(0.0001～0.005μm),納濾膜(0.001～0.005μm)超濾膜(0.001～0.1μm)微濾膜(0.1～1μm)、電滲析膜、滲透氣化膜、液體膜、氣體分離膜、電極膜等。他們對應不同的分離機理,不同的設備,有不同的應用對象。膜本身可以由聚合物,或無機材料,或液體制成,其結構可以是均質或非均質的,多孔或無孔的,固體的或液體的,荷電的或中性的。膜的厚度可以薄至100μm ,厚至幾毫米。

不同的膜具有不同的微觀結構和功能,需要用不同的方法制備。制膜方法一直是膜領域的核心研究課題,也是各公司嚴格保密的核心技術。

1.3 膜分離技術的定義把上述的膜制成適合工業(yè)使用的構型,與驅動設備(壓力泵、或電場、或加熱器、或真空泵)、閥門、儀表和管道聯(lián)成設備。在一定的工藝條件下操作,就可以來分離水溶液或混和氣體。透過膜的組分被稱為透過流分。這種分離技術被稱為膜分離技術。膜技術的應用領域

2.1 供水

2.1.1 高質量飲用水供給

隨著水體的污染和人民生活水平提高,人們越來越希望得到高質量的飲用水供給。采用活性炭吸附過濾和超濾結合制取高質量飲用水,設備投資少,制水成本低,是優(yōu)質飲用水制備的經(jīng)濟有效方法,具有廣闊的市場前景。

2.1.2 工業(yè)供水

自來水和地下水的水質不能滿足許多化學工業(yè)、電子工業(yè)和紡織工業(yè)的要求,需要經(jīng)過凈化處理方可以使用,超濾膜技術是凈化工業(yè)用水的重要技術之一。

2.1.3 醫(yī)藥用水

醫(yī)藥針劑用水是采用多級蒸餾制備的,其工藝繁瑣、能耗高、而且質量常常得不到保證。用超濾膜技術除針劑熱源和終端水熱源,取得很好效果。

2.2 工藝水的處理(分離、濃縮、分級和純化)在各工業(yè)生產(chǎn)過程中,往往有分離、濃縮、分級和純化某種水溶液的需求。傳統(tǒng)用的方法是沉淀、過濾、加熱、冷凍、蒸餾、萃取和結晶等過程。這些方法表現(xiàn)出流程長、耗能多、物料損失多、設備龐大、效率低、操作繁瑣等缺點,以超濾膜技術取代某種傳統(tǒng)技術可以獲得顯著的經(jīng)濟效益。

2.2.1 膜技術在制藥工業(yè)的應用

膜技術廣泛應用于生物制備和醫(yī)藥生產(chǎn)中的分離、濃縮和純化。如血液制備的分離、抗菌素和干擾素的純化、蛋白質的分級和純化、中草藥劑的除菌和澄清等。發(fā)酵是生物制藥的主流技術,從發(fā)酵液中提取藥物,傳統(tǒng)工藝是溶劑萃取或加熱濃縮,反復使用有機溶劑和酸堿溶液,耗量大,流程長,廢水處理任務重。特別是許多藥物熱敏性強,使傳統(tǒng)工藝的實用性多受限制。國際先進的制藥生產(chǎn)線,大量采用膜分離技術代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分離、濃縮和純化工藝。如以膜設備濃縮純化抗生素、中藥湯及中藥針劑澄清等。

2.2.2 膜技術在食品領域工業(yè)的應用

利用超濾膜技術把發(fā)酵液中產(chǎn)品和菌體分離,再采用其它方法精制流程。其優(yōu)點是:生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量提高;簡化了工藝流程;菌體蛋白不含外加雜質,利用價值高,達到資源綜合利用。醬油、醋的澄清、果汁澄清和濃縮、乳制品生產(chǎn)、制糖工業(yè)都采用了膜技術。

2.2.3 膜技術在各種工業(yè)生產(chǎn)中的應用

凡是涉及分子級的濃縮和分離的過程,都有膜技術應用的機會。汽車電泳漆的在線純化采用超濾膜除去雜質,持續(xù)保證涂漆質量;燃料工業(yè)泳超濾膜技術分離和濃縮中間體。

2.3 在環(huán)境保護和水資源化的應用膜技術在廢水處理、污染防治和水資源綜合利用方面得到廣泛應用。在許多情況下,不僅處理了廢水,還能回收有用物質和能量。

2.3.1 各種含油廢水及廢油的處理

①采油回注水的處理:膜法可以除去在水中的乳化溶解油,提高注入水的質量。②含油廢水的處理:許多工業(yè)生產(chǎn)和運輸業(yè)都產(chǎn)生大量的含油廢水,膜濾技術是達標排放最有效的方法。③廢潤滑油的純化:用常規(guī)技術加膜分離,可得到很純的潤滑油,適用于汽車等廢機油的處理。④機床切削油的純化回收:膜法可除去廢切削油中的細菌和雜質,處理后回用。⑤廢食用油的純化處理技術:食用油在連續(xù)高溫下產(chǎn)生致癌物質,用膜法可將這部分除去。⑥食用菜籽油的純化:菜籽油中含有15 %～48 %高含炭量的芥子酸。用膜法可除去,達到標準(芥子酸<5 %)。

2.3.2 廢水的處理及回用

①膜生物反應器處理生活污水回用中水,其占地面積小,設備投資低,處理水質好。②印刷顯影廢水的處理及回用,采用膜技術處理可以達標排放,也可回收。③電鍍廢水可采用膜技術處理,水回用,污染物回槽利用。④印染廢水采用膜分離可除去有色染料,得到的水回用。牛仔布印染廢水可回收靛藍燃料。⑤造紙廢水用膜可將廢水中的木質素、色素等分離出來,凈化水可排放或回用。

2.3.3 水的淡化技術

①海水淡化技術:應用最新的膜蒸餾技術,最適合和船用發(fā)動機熱交換器連用,利用廢熱生產(chǎn)淡水,適合于中、小型漁船遠航捕撈使用。②咸水淡化技術:將天然咸水用膜淡化到應用水質標準。

2.4 氣體分離、濃縮技術及其應用①氧化濃縮:可用膜裝置制成安全、簡便的醫(yī)療和理療設備,也可用于煉鋼吹氧或助燃等工業(yè)生產(chǎn),富氧濃度35 %～80 %。②氮氣濃縮:氮氣可用于食品保存、汽車存儲、飛機加油、防爆及化學工業(yè),膜設備的氮可濃縮至90 %～98 %。

③二氧化碳、二氧化硫、氫氣的分離:當二氧化碳、二氧化硫、氫氣分別和其它氣體混和在一起時,可用膜將它們分離出來,滿足工業(yè)的需要。④氫氣的分離和濃縮:在化工產(chǎn)品制造時,往往排出大量氫氣,可用膜法將氫氣分離出來。

2.5 其它

①膜法保鮮劑:在水果、蛋類外部侵涂一層膜可達保鮮目的。保鮮后,存放期長,外觀色澤好。②制造維生素E的膜法分離技術:用膜可以

從黃豆油中提取VE的混合物,其抽提劑可循環(huán)使用。

膜分離技術的國內(nèi)發(fā)展動態(tài)

中國的膜技術從60年代中期起步研究,長時間在實驗室內(nèi)和中試規(guī)模徘徊。從“七五”計劃開始,國家科委把膜技術列為國家重大科研項目加以支持,膜技術取得較大進展,特別是改革開放的國策促進了廣泛的國際交流,膜技術在國民經(jīng)濟發(fā)展中的重要性日益增大,國內(nèi)膜工業(yè)產(chǎn)值也逐漸增加。

近10年來,中國的膜技術的總體水平有了很大的進展,但與國際技術先進國家的差距仍然很大。問題主要表現(xiàn)在:生產(chǎn)現(xiàn)代化、產(chǎn)業(yè)化程度低,原料不規(guī)范,工藝參數(shù)未嚴格控制,產(chǎn)品質量不穩(wěn)定;膜的品種少,應用范圍小。尤其應用的工藝設計、系統(tǒng)成套能力、膜組件水平、相關機電產(chǎn)品等方面,尚未達到國際先進水平,遠不能滿足國內(nèi)市場需求,膜技術存在著很大的發(fā)展空間。

首先,我們要加強研發(fā)能力,推動膜技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,依靠科技進步,提高產(chǎn)品質量,降低成本,增加品種,擴大應用面。

再者,通過招商引資,引進技術,消化吸收,提高膜技術應用的工藝設計、系統(tǒng)成套能力,膜制備和膜組件水平,膜品種及相關機電產(chǎn)品等方面達到國際先進水平。

第五篇：幀中繼技術的發(fā)展及應用

幀中繼技術的發(fā)展及應用(上)

江蘇電信管理局 薛興華

隨著電信網(wǎng)數(shù)字化程度的迅速增大和計算機網(wǎng)絡業(yè)務的不斷普及,專用通信網(wǎng)的傳輸速率明顯提高,數(shù)據(jù)通信量迅速增大,如電子數(shù)據(jù)交換(EDI)、文件傳送、傳真和計算機輔助設計/計算機輔助制造(CAD/CAM),以及個人計算機網(wǎng)絡的普及應用,產(chǎn)生了以一種無法預見的傳輸方式傳送大量高速數(shù)據(jù)的市場需求。傳輸容量的易變性使得低成本、高效率傳輸成為一場挑戰(zhàn)。雖然公用電信網(wǎng)線路和交換電路在質量上已有了重大進步,數(shù)字通信鏈路得到廣泛使用。但目前使用的X.25分組交換網(wǎng)業(yè)務仍存在傳輸速率、網(wǎng)絡時延、響應時間和吞吐量等均不能適應局域網(wǎng)(LAN)遠程互聯(lián)需要的問題,這時幀中繼應運而生。幀中繼是一個為突發(fā)數(shù)據(jù)應用而設計的新興的網(wǎng)絡訪問協(xié)議。它主要有4個重要特征:高傳輸速率、低網(wǎng)絡延遲、高連通性、高效帶寬利用,幀中繼專門針對于采用面向包的技術進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡。它經(jīng)過特別設計以解決可變長度的突發(fā)數(shù)據(jù)和不可預見信息的問題。

一、幀中繼技術的發(fā)展

近幾年,幀中繼在個人計算機應用中取得驚人的發(fā)展,導致了一場脫離分級終端——主機計算的變革。實際上,主機變成數(shù)據(jù)庫服務器,它不僅對笨拙的終端設備進行數(shù)據(jù)存取,而且也針對PC機和工作站進行數(shù)據(jù)存取。局域網(wǎng)將這些臺式PC機互連起來。但是互聯(lián)處于不同地域的局域網(wǎng)通常要用到廣域服務。首先,用戶希望通過廣域服務互聯(lián)局域網(wǎng),同時仍能保留在純局域網(wǎng)環(huán)境下享有的同樣的性能和靈活性。其次,廣域網(wǎng)的帶寬要比局域網(wǎng)帶寬昂貴得多。廣域網(wǎng)的線路細而長,也就是說,它們信道中的信息比局域網(wǎng)要少,而且由于更長的延時,從而限制的吞吐量。

另一種趨勢是:數(shù)據(jù)傳輸流量動態(tài)的改變。各類新興數(shù)據(jù)業(yè)務的應用,從大型文檔的傳送到圖形圖像應用都是造成這種變化的原因。單就圖像應用而言,醫(yī)生們現(xiàn)在使用圖像來傳送X光和CAT掃描、保險代理商用它來發(fā)送保險申請、而銀行則用它減少各類單據(jù),每一項應用都使得對患者、保險訂戶和銀行客戶準確而及時地交換重要信息成為可能。這類應用以不可預見方式傳送高速、高帶寬的突發(fā)信息,同時也不允許通過廣域網(wǎng)鏈路時有過多的延時。要能按需要提高容量帶寬,設計幀中繼就是專門滿足這類需求的網(wǎng)絡接口。

幀中繼是一種簡化的X.25協(xié)議。它舍去了協(xié)議的分組層,采用物理層和鏈路層兩級結構。盡管在網(wǎng)絡中它們與數(shù)據(jù)通信的特點有許多共同之處,協(xié)議是一套控制各設備之間信息傳送的約定的格式和規(guī)程。它們是組建通信線路和確保數(shù)據(jù)接收與數(shù)據(jù)發(fā)送一致的規(guī)則。

作為一個協(xié)議,幀中繼不僅能建立聯(lián)接(呼叫)方式,而且能通過這些聯(lián)接進行數(shù)據(jù)傳送。呼叫的建立存在于OSI模型的第三層(網(wǎng)絡層),但是一旦聯(lián)接建立,工作的主要部分——數(shù)據(jù)傳輸便開始了。這時,便展示了不同的協(xié)議的用途。從此在幀中繼中只使用部分數(shù)據(jù)鏈路層(第二層)和全部的物理層(第一層),數(shù)據(jù)的傳輸比使用更復雜的協(xié)議效率高得多。

幀中繼是依靠端到端的協(xié)議執(zhí)行重新發(fā)送和差錯恢復功能的,因此在網(wǎng)絡網(wǎng)點處不需要進行處理操作,因而整個網(wǎng)絡沒有延時,所有正確的幀在通過網(wǎng)絡接口時處理得非常迅速。壞幀則被直接丟棄,然后由端系統(tǒng)重新發(fā)送這些幀。這種能力使得在幀中繼網(wǎng)點的數(shù)據(jù)通過速度更快,允許提供更高的數(shù)據(jù)容量和更大的信道速率,而不必增加設備成本或規(guī)模。

象X.25一樣,幀中繼是面向包的網(wǎng)絡訪問協(xié)議,適用于突發(fā)數(shù)據(jù)的應用。面向包的技術在今天的網(wǎng)絡中起著重要作用。一個時分多路復用器(TDM)將帶寬分為時隙,并將一個時隙分配給輸入復用器的每個信道。因此,如果一個信道需要64kB/s的帶寬,這段帶寬甚至在信道上沒有信息傳送時仍能被進行地址分配并保持穩(wěn)定。其他信道不能使用未用的帶寬。這意味著帶寬的大部分經(jīng)常被閑置不用,也意味著如果數(shù)據(jù)信息需求發(fā)生變化時沒有辦法分配更多帶寬給單個信道并改變響應時間。

相反,面向包的協(xié)議提供一種靈活的帶寬分配方法:根據(jù)需要對不同的信息而進行帶寬分配,而不是通過固定的信道分配。這類協(xié)議將數(shù)據(jù)連同輔助信息一起組成若干獨立的數(shù)據(jù)包或幀,而不是永久地放棄帶寬。這使得從幾個不同信息源傳輸來的信息流邏輯上復用單一的入網(wǎng)接口。帶寬一旦可用,數(shù)據(jù)包就能通過接口進行傳送。

幀中繼能夠適用任意一種網(wǎng)絡,但它最適用于基于包的網(wǎng)絡產(chǎn)品,這是因為幀中繼加快了涌入廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)的不規(guī)則突發(fā)的進程。在一個電路交換T/E網(wǎng)絡中,帶寬被分給固定的信道配置;另一方面,在一個基于包的T/E網(wǎng)絡中、帶寬按需分配,使得它更適合突發(fā)傳輸?shù)膽?。總?幀中繼指的是通過數(shù)字網(wǎng)接口傳送“幀”或信息塊的技術,該數(shù)據(jù)網(wǎng)接口采用為每一幀分配的連接編號來區(qū)分單個連接。在網(wǎng)絡的邊界,這個編號可區(qū)分信息源和終端目標。路由選擇是由網(wǎng)絡在端的基礎上加以控制的,但是并不執(zhí)行鏈路到鏈路的糾錯和重發(fā)。相反,在網(wǎng)絡的每一端由更高層的協(xié)議保證數(shù)據(jù)的完整性。實際上,幀中繼允許數(shù)據(jù)信息沿網(wǎng)絡“高速公路”快速傳輸,以最少的處理通過交換網(wǎng)點,目前它以高達2MB/s的速度傳輸,以減少吞吐延時并支持數(shù)據(jù)。(未完待續(xù))

幀中繼技術的發(fā)展及應用(下)

江蘇電信管理局 薛興華

二、幀中繼技術應用

1.幀中繼和信元中繼

新興的寬帶網(wǎng)絡是從時分交換傳輸發(fā)展而來的。它是針對種種被稱作快速包交換、信元中繼和ATM(異步傳輸模式)這類方法的。這些都是基于包的協(xié)議、意味著信息是以小型數(shù)據(jù)包形式傳輸?shù)?。實際上,幀中繼和信元中繼都屬于快速包技術,它們互不排斥。信元中繼標準支持聲音、數(shù)據(jù)、圖像及視頻,它是新興的寬帶ISDN(綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng))服務的核心。由于幀中繼和信元中繼都是基于包的協(xié)議,兩者都是按需合理分配帶寬,不同之處在于幀中繼是一種只針對數(shù)據(jù)流量的網(wǎng)絡訪問協(xié)議,而信元中繼是通過一個高速廣域主干網(wǎng)為傳輸數(shù)據(jù)、聲音和圖像信息流而設計的一種交換方式。它們使用現(xiàn)有設備的標準接口,信息流通過廣域網(wǎng)的傳送效率是最高的,特別是在幀中繼接口處開始的動態(tài)帶寬分配是通過信元中繼網(wǎng)絡進行的。幀中繼數(shù)據(jù)也能夠利

用信元中繼主干網(wǎng)絡的邏輯連通性和路徑選擇特性。信元中繼能使中間節(jié)點的處理過程減至最少,因此它是低成本高效率的。

2.幀中繼和X.25

幀中繼和X.25在網(wǎng)絡上各自發(fā)揮著至關重要的作用。因為幀中繼和信元中繼兩者都是面向包的網(wǎng)絡訪問協(xié)議,而且都是基于虛擬電路的。虛擬電路是介于兩個端點之間的邏輯連接而不是物理連接,借助虛擬電路我們能通過任意的物理路徑建立起多個邏輯連接。

網(wǎng)絡技術發(fā)展到現(xiàn)在,已能夠使X.25的用戶把幀中繼的優(yōu)點應用到他們所使用的X.25上。目前,憑借當今高質量、高速度的數(shù)據(jù)傳輸設備,硬件自身便可以完成更多的處理過程。幀中繼為主干網(wǎng)絡提供快速高效的訪問,而目前的X.25產(chǎn)品能為異步協(xié)議提供端對端的差錯恢復功能,為各類非標準的專用協(xié)議提供協(xié)議轉換,同時也能提供大量有自動控制的管理業(yè)務,例如帳單統(tǒng)計結果的收集。

目前,X.25設備的安裝配置甚為龐大,這些網(wǎng)絡現(xiàn)在就能夠從幀中繼受益。例如:假定有一個在偏遠地區(qū)使用X.25設備的機構,它通過幀中繼接口把這些設備集中到一個專用主干網(wǎng)絡中使用。X.25設備充當?shù)统杀?、高性能的子程序進入點,并在低速模擬電路末端修正誤差;而后幀中繼為進入主干的X.25饋線上的所有數(shù)據(jù)提供高速訪問。因此,通過減少對交換機和子網(wǎng)絡的依賴,幀中繼可以減緩當前數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的折舊、并能在混和語音/數(shù)據(jù)網(wǎng)絡上提供更大的數(shù)據(jù)吞吐量。因此,不必改變網(wǎng)絡的所有配置,就能獲得更好的網(wǎng)絡性能。

3.幀中繼和電路交換構成網(wǎng)絡的另一種形式——電路交換,作為數(shù)據(jù)訪問協(xié)議的作用,在使用高速電路訪問公用網(wǎng)絡的地方特別適用,這種高速電路采用時間分割多路復用(TDM)標準(例如T1/D4或E1/GT·704)。電路交換器允許每條話音和數(shù)據(jù)信道的一定數(shù)量的帶寬連接到網(wǎng)絡上,這表明幀中繼接口能夠有效地處理與其分得的帶寬數(shù)目一樣多的數(shù)據(jù)流突發(fā)。幀中繼應用時,有一半帶寬分配給專用的話音和電路數(shù)據(jù)信道,而另一半帶寬轉而分配給幀中繼虛擬電路的一個獨立信道組。這樣就有幾點好處:首先,幀中繼可利用的突發(fā)帶寬比獨立數(shù)據(jù)信道所提供的帶寬多;其次,幀中繼電路的數(shù)據(jù)信息流可被交換且與純電路數(shù)據(jù)流無關,這樣就使得數(shù)據(jù)在電路發(fā)生故障時可以改道傳輸。因此,依據(jù)現(xiàn)行電路的配置、數(shù)據(jù)將不得不花費更多排隊等候時間,所以利用這種方法會產(chǎn)生更多延時。此外,同時使用兩種不同交換技術會在中間接點處產(chǎn)生更多的延時,到達節(jié)點的數(shù)據(jù)流必然會利用電路交換技術進行多路傳輸,通過幀中繼部件進行交換,然后再重新進行多路復用。

4.幀中繼和局域網(wǎng)互連

使用幀中繼連接局域網(wǎng)有很多好處。幀中繼接口標準的發(fā)展是減少局域網(wǎng)互聯(lián)費用的關鍵。80年代初,開始應用包交換技術時,世界上各大公司的局域網(wǎng)數(shù)量很少,社會上對在廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間傳輸大量突發(fā)數(shù)據(jù)的技術需求不強烈。不久,人們便開始把分布式處理技術視為提高生產(chǎn)率的手段。于是世界各大公司內(nèi)各部門間的局域網(wǎng)

數(shù)目暴增,迫切需要將這許多的局域網(wǎng)有效地互聯(lián)起來。這樣就產(chǎn)生了幀中繼。幀中繼在廣域網(wǎng)上為局域網(wǎng)橋和路由器提供高性能的單線接口,而最終獲得更先進的功能項目。

在典型的局域網(wǎng)互聯(lián)應用中,局域網(wǎng)橋和路由器是通過在互聯(lián)的局域網(wǎng)設備之間連接一些租用線電路的方法工作的。盡管這樣在局域網(wǎng)之間實現(xiàn)了連接,但是增加了基本線路和硬件的費用,否則應使用更低速的電路以降低這些費用。這樣網(wǎng)絡的幀中繼接口能為局域網(wǎng)提供更高速的互聯(lián),而且單線訪問減少了線路費用和硬件費用。

5.幀中繼和ISDN

綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(ISDN)是一種全數(shù)字網(wǎng)絡,它采用單獨的一套接口標準,并允許用戶使用一系列當前專用的通信服務,其目的是提供全球范圍內(nèi)的端對端的數(shù)字連接。ISDN接口是為支持承載能力,和信令信息而設計的。目前,只有使用電路交換和低速包這類混和技術的窄帶服務能夠實現(xiàn),可提供高達2MB/s的速率。今后還可以利用基于快速包的高速寬帶ISDN服務。

幀中繼能通過ISDN服務來傳輸數(shù)據(jù),ISDN服務能以64kB/s、384kB/s和1536kB/s速率提供電路交換連接。事實上,幀中繼與ISDN可以兼容和互補。

三、幀中繼網(wǎng)絡的用戶接入

1.用戶—網(wǎng)絡接口及接入規(guī)程

幀中繼業(yè)務是通過用戶設備和網(wǎng)絡之間的標準接口來提供的,該接口稱為用戶-網(wǎng)絡接口。

在用戶-網(wǎng)絡接口用戶一側是幀中繼接入設備,用于將本地用戶設備接入幀中繼網(wǎng)。幀中繼接入設備可以是LAN設備(例如網(wǎng)橋、路由器或網(wǎng)關)、前端處理機、集中器及傳統(tǒng)的PAD等。

在用戶-網(wǎng)絡接口網(wǎng)絡一側是幀中繼網(wǎng)絡設備,用于幀中繼接口與骨干網(wǎng)之間的連接。幀中繼網(wǎng)絡設備可以是電路交換,也可以是幀交換或信元交換。

CCITT(ITU-T)、ANSI和幀中繼論壇各自制訂了其有關用戶—網(wǎng)絡接口的標準,如下表所示。用戶接入幀中繼網(wǎng)時,應符合其中一種標準。表 幀中繼UNI的相關標準

ITU-T將其各個標準中有關幀中繼UNI接口的部分綜合,并加以適當增補,形成建議X.36——“通過專用電路提供幀中繼數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務的公用幀中繼網(wǎng)使用的數(shù)據(jù)終端設備(DTE)和數(shù)據(jù)電路終接設備(DCE)之間的接口?！?/p>

2.用戶接入電路及速率

目前,大部分用戶采用直通用戶電路接入幀中繼網(wǎng),也有些用戶通過電話交換電路或ISDN交換電路接入。其方式有:

(1)二線(或四線)帶調制解調傳輸線方式,支持的用戶速率由線路長度、調制解調器型號決定。適用于速率較低(如9600B/s、14.4kB/s、19.2kB/s)、距幀中繼網(wǎng)絡設備較近的用戶。

(2)基帶傳輸方式,用戶速率通常為16kB/s、32kB或64kB/s。這種基帶傳輸設備中還

可具有TDM復用功能,為多個用戶入網(wǎng)提供連接,復用時需留出部分容量供網(wǎng)絡管理控制使用。

(3)為節(jié)約用戶接入線路,可采用基帶傳輸加TDM復用傳輸方式。這是在基帶傳輸?shù)幕A上(如64kB/s基帶)加上TDM復用為多個用戶入網(wǎng)的傳輸方式。

(4)2B+D速率線路終接(LT)單元傳輸方式,可為多個用戶提供入網(wǎng)。

(5)PCM數(shù)字線路傳輸方式。該方式可連到用戶的光纜與其他業(yè)務合用,占一路2048kB/s接入公用幀中繼網(wǎng)。

目前,國際上有些網(wǎng)絡運營公司也以撥號接入幀中繼網(wǎng)的方式提供通過電話網(wǎng)交換電路。這種方式需要在網(wǎng)絡設備中加入特殊的處理模塊,技術較為復雜,在當前只提供PVC業(yè)務的情況下應用減少。將來提供SVC業(yè)務后,使用這種電路接入方式的用戶將有所增加。國外幀中繼網(wǎng)絡公司允許用戶接入速率一般最低為1200B/s,最高為2MB/s,某些生產(chǎn)廠商已能提供E3(34368kB/s)的接口。由于幀中繼業(yè)務自身的特點,目前大部分用戶的接入速率都在56kB/s～2MB/s范圍內(nèi)。隨著業(yè)務發(fā)展幀中繼作為ATM的接入網(wǎng),用戶接入速率將大大提高。

3.用戶接入方式

用戶接入幀中繼網(wǎng)的主要形式有如下幾種:

(1)局域網(wǎng)(LAN)接入

LAN用戶一般通過路由器或網(wǎng)橋接入幀中繼網(wǎng),其路由器或網(wǎng)橋具有標準的UNI接口規(guī)程。當LAN的服務器具有標準的UNI接口規(guī)程時,LAN用戶可以通過服務器接入幀中繼網(wǎng)。LAN用戶也可通過其他幀中繼接入設備(如集中器、PAD、規(guī)程轉換器等)接入。

(2)計算機接入

這里計算機的概念既指一般的PC機,也包括大型主機。大部分計算機是通過幀中繼接入設備,將非標準的接口規(guī)程轉換為標準的接口規(guī)程后,接入幀中繼網(wǎng)的。例如,若干臺PC機通過一個PAD接入,主機通過其前端處理機接入。如果計算機自身具有標準的UNI規(guī)程,也可作為幀中繼終端直接接入幀中繼網(wǎng)。

(3)用戶幀中繼交換機接入公用幀中繼網(wǎng)

用戶專用的幀中繼網(wǎng)接入公用幀中繼網(wǎng)時,將專用網(wǎng)中的一臺交換機作為公用幀中繼網(wǎng)的用戶,以標準的UNI規(guī)程接入。

用戶接入幀中繼網(wǎng),由于具體應用及用戶設備、接入設備、傳輸線路等的不同,用戶采用的接入電路、速率,特別是接入方式是多種多樣的,和其他業(yè)務(如分組交換、語音)混合使用時更是如此。實際接入時,用戶可從自身業(yè)務需要、業(yè)務特點、價格、現(xiàn)有設備等多方面考慮,選擇經(jīng)濟合理的接入方式、速率、CTR等。