時間：2023-05-30 09:03:00
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的定義，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
近年來一系列支撐個性化學習的技術(shù)，如協(xié)同過濾推薦、本體、數(shù)據(jù)挖掘等，在遠程教育中得到普遍應(yīng)用，促進了網(wǎng)絡(luò)教學發(fā)展，教學規(guī)模也飛速擴張。然而，通過對當前教育信息化發(fā)展動態(tài)進行分析，可以發(fā)現(xiàn)當前不斷增長的學生數(shù)量導致網(wǎng)絡(luò)教學的生師比遠遠超過傳統(tǒng)課堂教學的合理界限，使得很多教師根本沒有足夠的時間對每個學生進行差別化的學習引導。另一方面，過分強調(diào)學生的個性化會導致學生在學習過程中變得盲目而偏離學習目標，自主學習過程需要教師參與并加以必要的引導，才能保證學習質(zhì)量。因此，“以學生為中心”的教育理念正在向“學生為主體、教師為主導”的理念進行轉(zhuǎn)變。然而，這一教學理念在網(wǎng)絡(luò)學習過程中以何種方式加以有效實現(xiàn)，是當前網(wǎng)絡(luò)教育研究中迫切需要解決的問題。
2總體研究思路
本文認為，教師主導作用在教學系統(tǒng)中的具體體現(xiàn)就是為學生設(shè)計符合其學習目標的學習活動路徑并利用程序?qū)W生的學習過程進行引導。為此，本文提出一種以教師為主導的網(wǎng)絡(luò)學習模式。教學系統(tǒng)在提供給學生所需學習資源的同時，可根據(jù)教師定義的教學活動規(guī)律，生成與之對應(yīng)的學習活動路徑及相應(yīng)的調(diào)度方案，從而指導學生將學習資源轉(zhuǎn)化為知識和能力。為了實現(xiàn)這種模式，需要對學習過程進行形式化描述，形成量化指標，才可能引入有關(guān)調(diào)度規(guī)劃方法實現(xiàn)學習路徑的自動生成，實現(xiàn)以教師為主導的網(wǎng)絡(luò)學習模式。
3教學模式設(shè)計
3.1學習過程的量化
網(wǎng)絡(luò)學習過程一般是用自然語言來描述的，而自然語言描述的實體定義和過程環(huán)境下的實體定義往往存在差異，勢必造成過程和過程度量的定義不能和實際過程匹配的問題。為了在網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)中用程序方式來生成學習活動路徑，必須對網(wǎng)絡(luò)學習過程做出形式化定義，同時設(shè)計符合遠程教學規(guī)律的目標函數(shù)。在一般的調(diào)度環(huán)境中，調(diào)度方案的好壞可以通過時間跨度、延遲任務(wù)數(shù)等指標來確定；而在遠程教育環(huán)境中，調(diào)度的優(yōu)劣不能簡單地由時間跨度等指標來衡量，而是應(yīng)該通過學生最終取得的學習效果來確定。如何建立比較客觀和科學的學習效果評估量化指標一直是遠程教育領(lǐng)域的研究熱點，在各類文獻中也提出不同的量化方法。網(wǎng)絡(luò)學習活動的五個過程。
1）啟動階段：
完成網(wǎng)絡(luò)學習開始前的準備工作。
2）檢測階段：
根據(jù)學習的預期目標確定學生當前所處的位置，即學習起點。
3）調(diào)度階段：
是在預期目標確定后，選取完成既定目標需要進行的學習活動，并為這些學習活動設(shè)定展開的先后順序，即建立一個活動規(guī)劃與調(diào)度方案，幫助學生完成整個學習過程。
4）執(zhí)行階段：
是學生按照調(diào)度安排開展學習活動以完成各項任務(wù)。
5）改進階段：
是通過某一學習過程結(jié)束后的實際教學效果反饋，為后續(xù)學習過程調(diào)度策略的改進提供依據(jù)，進一步提高學習效率和質(zhì)量。以上網(wǎng)絡(luò)學習活動的過程可以借助ePAL（e-LearningProcessAssetLibrary）標準進行形式化定義，并在此基礎(chǔ)上把網(wǎng)絡(luò)學習活動分解并映射為規(guī)劃與調(diào)度算法執(zhí)行所需要的任務(wù)集合。同時，通過適當?shù)姆诸悾柚嚓P(guān)參數(shù)可根據(jù)實際應(yīng)用需求實現(xiàn)學習目標的形式化。
3.2實施方案
在建立遠程學習活動形式化描述方法的基礎(chǔ)上，便可在現(xiàn)有的課程資源庫上根據(jù)學習目標使用調(diào)度方法生成學習活動路徑。需要強調(diào)的是，課程必須按照知識點的方式來組織。知識點的劃分以及知識點之間的關(guān)系需要具有該門課程長期教學經(jīng)驗的教師或領(lǐng)域?qū)＜襾硗瓿桑R點之間的關(guān)系也決定了本文提出的學習活動路徑節(jié)點之間的前驅(qū)后繼關(guān)系。從教育技術(shù)學的角度，本文將學習活動路徑的生成分為動態(tài)課程定義和規(guī)劃調(diào)度兩個階段。動態(tài)課程定義階段由教師參與，而規(guī)劃調(diào)度階段由計算機自動完成，這樣就使教師可以專注于課程教學規(guī)律的研究，而不必花費大量時間對數(shù)量龐大的學生逐一進行指導。
1）動態(tài)課程定義階段。
首先，要建立虛擬班級和學習內(nèi)容包。虛擬班級的參與者由一組需要學習相同內(nèi)容但學習偏好不同的學生組成。而學習內(nèi)容包可借助智能檢索、個性化推薦算法得到。由于算法都是基于知識點的，所以學習內(nèi)容包和知識點關(guān)系圖之間存在映射關(guān)系。其次，建立學習活動對象以及它們對知識點的影響，即生成學習活動層。教師可以根據(jù)教學規(guī)律來定義這些聯(lián)系。通過學習活動層的定義，教師能夠清晰地表達學生若要掌握某個知識點應(yīng)該開展哪些學習活動。如果不同的學生對知識點的掌握程度要求不同，如某些學生希望熟練掌握，而另一些學生只需要了解，教師也可以通過進一步定義學習活動對象對知識點的影響程度，使得調(diào)度算法的執(zhí)行結(jié)果能夠反映這種需求。此外，當應(yīng)用環(huán)境發(fā)生變化時，如課程信息、學習評價指標、學生的數(shù)目和偏好、可用資源的數(shù)量、并發(fā)訪問數(shù)等，均可以在本階段重新定義。最后，需要完成學生屬性和學習活動對象屬性的設(shè)置。除一般屬性設(shè)定，對不同層次的學生，可建立學生和某個學習活動對象之間的聯(lián)系。
2）規(guī)劃調(diào)度階段。
本階段系統(tǒng)根據(jù)結(jié)合不同的教學場景下目標函數(shù)反應(yīng)的學習目標，利用調(diào)度算法在有效的時間內(nèi)計算生成一個活動調(diào)度方案。該方案具體地給出了從初始時刻開始，針對特定的學生應(yīng)該用多少時間，對哪部分學習內(nèi)容（知識點）展開何種（如聽、說、讀、寫）學習活動，最后一步一步達到既定的學習目標。
4結(jié)束語
關(guān)鍵詞：復雜網(wǎng)絡(luò)；配送體系；體系對抗；配送網(wǎng)絡(luò)
1、引言
縱觀國內(nèi)外作戰(zhàn)建模研究，主要遵循兩條技術(shù)路線：一種是傳統(tǒng)的數(shù)學建模路線，主要運用線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、博弈論、存儲論和排隊論等運籌方法，獲取作戰(zhàn)系統(tǒng)宏觀參量之間的定量關(guān)系，而后仿真，揭示這些宏觀量的演化軌跡與路線，進而對戰(zhàn)局與結(jié)果作出解釋與預測；另一種是基于Agent的作戰(zhàn)模擬，它是以復雜適應(yīng)系統(tǒng)（CAS: Complex Adative System）理論為指導，通過構(gòu)建微觀主體自適應(yīng)與進化模型，進而對戰(zhàn)爭的演化趨勢與行為作出解釋與推測。
然而，信息化條件下的戰(zhàn)爭，是敵我雙方體系與體系的對抗。無論傳統(tǒng)的數(shù)學建模還是基于Agent的作戰(zhàn)模擬，在發(fā)揮其各自優(yōu)勢的前提下，由于模型結(jié)構(gòu)的限制，也存在著不足。近年來，隨著復雜網(wǎng)絡(luò)理論日益完善，基于復雜網(wǎng)絡(luò)的體系對抗作戰(zhàn)模擬逐步凸顯。國外比較有影響的成果有Jeffery R.Cares（美國）的作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)模型和A.H.Dekker（澳大利亞）的網(wǎng)絡(luò)拓撲與軍事效能研究，國內(nèi)也有部分學者對復雜網(wǎng)絡(luò)在軍事方面的應(yīng)用給予較大關(guān)注，但仍處于起步狀態(tài)。復雜網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于應(yīng)急軍事物流配送體系對抗模型的研究方面還是首次。
2、復雜網(wǎng)絡(luò)（CN）模型簡介
CN適合于對于大規(guī)模微觀個體動態(tài)交互形成的復雜拓撲結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)演化行為的研究與分析。CN理論的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的過程：CN起源于“哥尼斯堡七橋問題”（圖1），“六度分離”假說的驗證、“小世界現(xiàn)象”的發(fā)現(xiàn)和“Strength of Weak Ties”論文的發(fā)表，促進CN的發(fā)展，“Collective dynamics of ‘small-world’ networks”和“Emergence of scaling in random networks”的發(fā)表，開創(chuàng)了CN發(fā)展的新紀元。
圖1哥尼斯堡七橋問題簡圖
典型的CN模型有：規(guī)則網(wǎng)絡(luò)模型、隨機網(wǎng)絡(luò)模型、小世界網(wǎng)絡(luò)模型、無標度網(wǎng)絡(luò)模型、等級網(wǎng)絡(luò)模型和局域世界演化網(wǎng)絡(luò)模型。對于任何模型，刻畫CN結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計特性的基本概念有：節(jié)點度與節(jié)點度分布、平均路徑長度、聚類系數(shù)。其中，節(jié)點度反應(yīng)節(jié)點在某種意義上的重要程度，節(jié)點度分布反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)連接的類型；平均路徑長度反應(yīng)任意兩個節(jié)點距離的遠近；聚類系數(shù)反應(yīng)節(jié)點的聚群特性。
3、配送體系網(wǎng)絡(luò)的生成
《現(xiàn)代漢語詞典》將體系定義為：體系是若干有關(guān)事物或某些意識互相聯(lián)系而構(gòu)成的一個整體。實際上，“體系”的概念并無公認、統(tǒng)一的概念，國際上，既有軍事領(lǐng)域的定義，又有商業(yè)領(lǐng)域的定義，還有教育領(lǐng)域的定義。我們這里采用網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)中的定義：體系是一個有多個復雜、獨立的子系統(tǒng)構(gòu)成的“大系統(tǒng)”，各子系統(tǒng)相互協(xié)作完成同一任務(wù)。由此可對配送體系的定義如下：
定義1（配送體系）：配送體系是由感知系統(tǒng)、指控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)構(gòu)成的“大系統(tǒng)”，這些組分系統(tǒng)相互協(xié)作共同保證物質(zhì)流的順利進行。
3.1配送體系網(wǎng)絡(luò)與配送網(wǎng)絡(luò)
3.1.1定義
研究配送體系對抗模型之前，首先應(yīng)明確配送體系網(wǎng)絡(luò)與配送網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系。結(jié)合定義1，可對配送體系網(wǎng)絡(luò)定義如下：
定義2（配送體系網(wǎng)絡(luò)）：配送體系網(wǎng)絡(luò)是指對配送體系，運用圖論的方法，從拓撲角度，將感知系統(tǒng)、指控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)抽象為節(jié)點，將這些實體間的信息交互抽象為邊而得到的網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)的功能是保證信息流暢通的前提下實現(xiàn)物質(zhì)流的暢通。
結(jié)合配送的定義，可將配送網(wǎng)絡(luò)的定義如下：
定義3（配送網(wǎng)絡(luò)）：配送網(wǎng)絡(luò)是指以交通樞紐（汽車站、火車站、機場、港口、道路交叉點等）為節(jié)點，以交通樞紐間連通的道路為邊而構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)的功能是保證道路暢通的前提下實現(xiàn)物質(zhì)流的暢通。
3.1.2區(qū)別與聯(lián)系
從以上定義可以看出，配送體系網(wǎng)絡(luò)在某種意義上是一種關(guān)系網(wǎng)，節(jié)點之間相互影響，網(wǎng)絡(luò)中的流體是信息，信息交互的暢通與否是檢驗網(wǎng)絡(luò)可靠性的重要指標；配送網(wǎng)絡(luò)中絕大多數(shù)節(jié)點之間相互獨立，網(wǎng)絡(luò)中的流體是物質(zhì)，物質(zhì)流的暢通與否是檢驗網(wǎng)絡(luò)可靠性的重要指標。當然，兩種網(wǎng)絡(luò)又有相似之處：其一，應(yīng)急軍事物流活動中，二者都是動態(tài)的；其二，二者都具有小世界特性、高聚集性和度分布的冪律性。
配送體系網(wǎng)絡(luò)與配送網(wǎng)絡(luò)密不可分，缺一不可。配送網(wǎng)絡(luò)包含在體系網(wǎng)絡(luò)之中，配送體系網(wǎng)絡(luò)建立在配送網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上，體系網(wǎng)絡(luò)中信息流的內(nèi)容都要受到配送網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的影響，反過來，高效暢通的信息流，指引物質(zhì)流的方向。
3.2配送體系網(wǎng)絡(luò)的生成
通過以上對體系網(wǎng)絡(luò)和配送網(wǎng)絡(luò)的分析，結(jié)合信息化戰(zhàn)爭條件下的軍事運輸保障機制，可得應(yīng)急軍事物流配送體系網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)交互如圖2所示。
圖2配送體系動態(tài)交互圖
配送體系動態(tài)交互機制：配送網(wǎng)絡(luò)展現(xiàn)的是軍事運輸?shù)牧Ⅲw投送，在無任何干擾源的情況下，通過物資運量的合理分配，運輸方式的優(yōu)化組合以及路徑的優(yōu)選，能夠?qū)⑽镔|(zhì)在最短時間內(nèi)輸送到目的地；指控網(wǎng)絡(luò)是配送體系的“大腦”，時刻接收感知網(wǎng)絡(luò)和調(diào)度網(wǎng)絡(luò)的信息，并根據(jù)信息的不同，結(jié)合配送網(wǎng)絡(luò)的實況，通過感知和調(diào)度網(wǎng)絡(luò)，指揮物質(zhì)的流向；感知網(wǎng)絡(luò)是配送體系網(wǎng)絡(luò)的“神經(jīng)末梢”，時刻監(jiān)視物質(zhì)流動的過程中配送網(wǎng)絡(luò)中的動態(tài)變化，并不間斷的將感知信息傳送給指控網(wǎng)絡(luò)和調(diào)度網(wǎng)絡(luò)；調(diào)度網(wǎng)絡(luò)是配送體系網(wǎng)絡(luò)的“手足”，在不斷接收感知網(wǎng)絡(luò)信息和向指控網(wǎng)絡(luò)反饋信息的同時，接收指控網(wǎng)絡(luò)的指令，合理調(diào)整配送方式和配送路線；通信網(wǎng)絡(luò)是配送體系網(wǎng)絡(luò)的“經(jīng)脈”，只有在通信暢通的情況下，才能夠保證各類信息和指令的有效傳播。
顯然，配送體系網(wǎng)絡(luò)具有網(wǎng)絡(luò)平均距離小、聚集系數(shù)較大、節(jié)點度分布服從冪律分布，為復雜網(wǎng)絡(luò)的一種。
4、配送體系對抗模型建立
結(jié)合定義1，配送體系對抗的定義為：
定義4（配送體系對抗）：配送體系對抗是戰(zhàn)爭一方配送體系與另一方作戰(zhàn)體系之間發(fā)生的大規(guī)模聯(lián)合行為。
配送體系對抗與常見的體系對抗形式不同，常見的體系對抗是對抗雙方進行火力比拼，配送體系對抗是一方在另一方采取各種手段破壞體系完整性的前提下，采取各種防御和規(guī)避措施保證物質(zhì)流的正常進行 。
以“隨機破壞”為例，簡要說明配送體系遭破壞時網(wǎng)絡(luò)工作機制：假設(shè)某次配送過程中，配送路線中的前方路段遭到敵人破壞而使物質(zhì)流停止，感知網(wǎng)絡(luò)獲得配送網(wǎng)絡(luò)實況信息并將其傳至指控網(wǎng)絡(luò)，指控網(wǎng)絡(luò)對破壞程度分析，在對配送網(wǎng)絡(luò)的宏觀掌控的基礎(chǔ)上，決定下一步的配送方案（暫停配送等待路段修復，或者更換配送路線，或者更換運輸方式等），并將指令下達，調(diào)度網(wǎng)絡(luò)按照指令采取相應(yīng)的行動。
可見，四種破壞模型是配送體系對抗建模的關(guān)鍵。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)破擊原理，建模的核心步驟即下：
Step1：建立破擊函數(shù)；根據(jù)破壞模式的不同，建立四類破擊函數(shù)，其中SoS破擊函數(shù)是度優(yōu)先破擊函數(shù)與C2優(yōu)先破擊函數(shù)的有效組合；
Step2：調(diào)用破擊函數(shù)；根據(jù)體系網(wǎng)落統(tǒng)計特性，分析網(wǎng)絡(luò)脆性，在不同的節(jié)點（或邊）分別調(diào)用相應(yīng)的破擊函數(shù)，破壞配送體系的完整性。
5、結(jié)語
應(yīng)急軍事物流配送體系對抗建模，是一個十分復雜的問題，本文首次采用復雜網(wǎng)絡(luò)理論對其分析研究，給出了基本建模思路。然而，如何真正實現(xiàn)配送體系對抗建模仿真還有待研究。
參考文獻：
[1]王 豐，姜玉宏，王 進.應(yīng)急物流[M].北京：中國物資出版社，2007.1.
關(guān)鍵詞：中國科學院 資源規(guī)劃 信息化 SOA 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)
一、引言
近年來，隨著面向服務(wù)架構(gòu)(Service-oriented architecture，SOA)的理念與技術(shù)的成熟，國內(nèi)有些部門的信息系統(tǒng)成功地實現(xiàn)了SOA化，如南京市玄武區(qū)政府、北京市朝陽區(qū)政府的案例。中國科學院資源規(guī)劃（Academia Resource Planning，ARP）系統(tǒng)的建設(shè)，標志著中國科學院首次建成了全院統(tǒng)一的管理信息平臺并在全院120多個單位得以應(yīng)用。但從軟件體系構(gòu)架上，以及未來可持續(xù)發(fā)展方面仍有許多值的探索的地方。本文從ARP系統(tǒng)現(xiàn)有的技術(shù)構(gòu)架、所面臨的業(yè)務(wù)需求等方面入手，分析該系統(tǒng)存在的不足，并探索該系統(tǒng)SOA化的新思路。
二、中國科學院信息化的特點
中國科學院是國家級事業(yè)單位、科學研究的國家隊，科研水平在國內(nèi)當屬首位，但對信息化的需求確是多元而易變的。首先，中國科學院似政府非政府，似大學非大學，屬自由探索的科學研究機構(gòu)卻又有中央集權(quán)的院機關(guān)，院機關(guān)掌握部分科研經(jīng)費與領(lǐng)導任命權(quán)，研究所是獨立法人，有自己的主觀管理意識。科研人員或成團隊、或成科室、或單打獨斗，自由探索也有各自的管理與研究方式。因為管理方式不同，所以很難實行一元化的企業(yè)管理方法，也很難用政府式的分級管理手段。對信息化的業(yè)務(wù)需求往往是多樣的、易變的。
計算機軟件是遵循一定管理需求或信息處理邏輯而設(shè)計的，面對中國科學院這種機構(gòu)一定是難以應(yīng)付，結(jié)果是存在多種管理方式、多種信息資源、多種軟件形式。唯一的統(tǒng)一是對網(wǎng)絡(luò)的依賴，這一點無論管理與研究部門均非常強烈。
中國科學院ARP系統(tǒng)是典型的分布部署的應(yīng)用系統(tǒng)，形式上分為院所兩級，院級系統(tǒng)是根據(jù)院管理部門需求開發(fā)完成的，所級系統(tǒng)是基于ORACLE EBS商務(wù)套件(ERP)的部分模塊并部分定制開發(fā)的。體系構(gòu)架上存在兩種J2EE的中間件，分別是ORACLE iAS的和神州數(shù)碼開發(fā)的CO-OFFICE平臺（參見圖1）。
這種構(gòu)架的方便之處在于開發(fā)速度快，可以迅速完成系統(tǒng)開發(fā)任務(wù)，但同時又過分依賴于中間件開發(fā)平臺，造成無法應(yīng)對系統(tǒng)升級、業(yè)務(wù)重組等需求變化。
三、軟件體系結(jié)構(gòu)的演變與SOA時代的到來
軟件的體系構(gòu)架可以用美國哈佛大學理查德?諾蘭（Richard L. Nolan）早在20世紀70年代提出的信息化發(fā)展規(guī)律，即著名的諾蘭模型加以說明。該模型將信息化的過程分成了從起步到成熟的6個階段，各個階段之間信息化的程度是逐步遞增的，必須從一個階段發(fā)展到下一個階段，不能實現(xiàn)跳躍式發(fā)展（參見圖2）。
⒈初始階段：初始的局部計算應(yīng)用，如報表、開票。
⒉普及階段：應(yīng)用軟件產(chǎn)品化（單機版應(yīng)用增加，計算機代替手工）。
⒊發(fā)展階段：IT系統(tǒng)化（開始注重規(guī)劃，網(wǎng)絡(luò)版單項應(yīng)用增加，如中國科學院早期開發(fā)的MIS系統(tǒng)）。
⒋集成階段：IT集中化（開始統(tǒng)一技術(shù)平臺，進行一體化集成，消除部門間壁壘，目前的中國科學院ARP系統(tǒng)部分達到這個階段，但仍存在分布式系統(tǒng)帶來的矛盾）。
⒌數(shù)據(jù)管理階段：IT集成化（統(tǒng)一規(guī)劃組織內(nèi)的信息資源，開始全面的數(shù)據(jù)綜合利用，這是中國科學院ARP系統(tǒng)二期的目標，目前仍未實現(xiàn)）。
⒍成熟階段：IT資源化（全面整合內(nèi)外部資源，形成完整的信息管理、輔助決策體系，是ARP系統(tǒng)的終極目標）。
第三向第四階段的轉(zhuǎn)化是計算機時代向信息時代邁進的過程，這是非常重要的轉(zhuǎn)折點。借鑒這一階段劃分理論，結(jié)合目前中國科學院信息化的現(xiàn)狀，可以清晰地看到，中國科學院的信息化已完成了第三階段向第四階段的部分邁進，進入到向第五階段IT集成化邁進的歷史性關(guān)鍵時期。這一步的完成將是質(zhì)的飛躍，其成功與否，直接關(guān)系到中國科學院信息化的整體進程與最終目標的成敗。
四、基于服務(wù)構(gòu)架（SOA）是軟件發(fā)展的必然趨勢
回顧計算機軟件、硬件與網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程，不難看出，IT成熟度模型中各個階段對應(yīng)計算機軟硬件發(fā)展的關(guān)鍵進程（參見表1）。
為解決軟件面臨的許多問題，過去曾做了許多探索，從最早的自動編程軟件到面向?qū)ο蟮募夹g(shù)、組件或中間件技術(shù)等，其目的均為解決軟件的復用，提高軟件開發(fā)效率，讓軟件適應(yīng)業(yè)務(wù)邏輯變化等問題。
SOA的基本思想是以服務(wù)為核心，將企業(yè)的IT資源整合成可操作的、基于標準的服務(wù)，使其能被重新組合和應(yīng)用。這個夢幻般的理念在提出之初曾引起業(yè)內(nèi)的轟動。今天，SOA已經(jīng)從一個虛無飄渺的概念，變?yōu)闃I(yè)界追捧的技術(shù)、企業(yè)未來的投資重點，幾個關(guān)于SOA的基本概念是：
⒈服務(wù)定義
服務(wù)是一種功能，它是一種定義好的自我包容而且不依賴其他服務(wù)內(nèi)容或狀態(tài)的一種服務(wù)。一個組織的內(nèi)外服務(wù)綜合起來形成基于服務(wù)的構(gòu)架。
⒉服務(wù)構(gòu)架的定義
基于服務(wù)構(gòu)架本質(zhì)上指一組彼此連接的服務(wù)。這種通訊可能是簡單的數(shù)據(jù)傳送或兩個或更多服務(wù)協(xié)同作業(yè)，需要一些將服務(wù)連接的手段。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)采用XML（擴展標注語言）形成非常強壯的連接。
基于服務(wù)的構(gòu)架并不新奇，過去對許多人而言，第一代的基于服務(wù)構(gòu)架是DCOM(分布式組件對象模型)或ORPs（Object Request Brokers，對象請求），這是基于CORBA（Common Object Request Broker Architecture，通用對象請求構(gòu)架）規(guī)范。
圖3說明基于服務(wù)的基本構(gòu)架。它表示位于左側(cè)的服務(wù)消費方，向右側(cè)的服務(wù)提供方發(fā)出一個服務(wù)請求的消息。服務(wù)提供者給服務(wù)消費者返回一個消息。這個請求及后來的回答之間的聯(lián)接以一種雙方都能理解的方式定義好。服務(wù)提供者同時也可以是服務(wù)消費者。這些連接如何定義將在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)解釋中加以說明。
⒊網(wǎng)絡(luò)服務(wù)
首先，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需用規(guī)定語言定義（Web Services Description Language，WSDL），它是形成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的基礎(chǔ)。圖4說明了如何使用WSDL，左邊是服務(wù)提供者，右邊是服務(wù)消費者，服務(wù)的提供與消費步驟包括：
服務(wù)提供者用WSDL描述或定義其服務(wù)，這種定義到服務(wù)目錄中。服務(wù)目錄采用使用統(tǒng)一描述檢索與綜合（UDDI）的技術(shù)表示。服務(wù)消費者向目錄發(fā)出一個或多個請求去尋找所需服務(wù)并決定如何和這個服務(wù)進行通訊。
服務(wù)消費方用WSDL向服務(wù)提供方發(fā)出服務(wù)請求。由服務(wù)提供者提供的部分WSDL傳向服務(wù)消費者，該語言告訴服務(wù)消費者所提交的請求與應(yīng)答。
圖4所示的UDDI目錄就是所謂的登記處，登記處的目的是作為一種查找用WSDL描述的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的手段。UDDI登記的作用是允許各種組織用各種方法查詢網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的使用方式及是否可用。
圖4中所有的消息均使用SOAP發(fā)送。SOAP基本上是提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)消息的信封或包裝。SOAP一般用HTTP（超文本協(xié)議）協(xié)議發(fā)送，也可能使用其他連接方式。HTTP是互聯(lián)網(wǎng)上常用的協(xié)議，它的廣泛使用促進了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的應(yīng)用。
經(jīng)進一步抽象簡化，如圖5所示，在圖頂部標注“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)”的長條表示目錄或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。可以認為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)如同PC計算機中的數(shù)據(jù)主板總線，在上面插上許多電路板，其他中間件解決方案類似使用總線的概念。
一個基于服務(wù)構(gòu)架的重要概念是任何服務(wù)提供方同時也是服務(wù)消費方。這就是為何圖5中網(wǎng)絡(luò)服務(wù)下方只表示出服務(wù)，而非“服務(wù)提供方”與“服務(wù)消費方”。
SOA構(gòu)架的重要標準是看系統(tǒng)中不同的組件是否能提供服務(wù)。實際案例如美國西北航空公司(North West Airlines)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，該公司超過80%的乘客喜歡通過網(wǎng)絡(luò)接入和設(shè)在機場、酒店等地點的登記處辦理手續(xù)，而不是在售票機構(gòu)排長隊。該公司的業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過SOA技術(shù)向乘客提供可靠、便捷、定制化的服務(wù)。
10年前，解決靈活性問題的方法是企業(yè)應(yīng)用集成(EIA)，在主機端運行經(jīng)過整合的軟件。不過，這一方法已越來越難于適應(yīng)日新月異的業(yè)務(wù)環(huán)境，其中最重要的原因是新的業(yè)務(wù)過程往往跨越多個組織或需要復雜的分析和協(xié)作。因此，新的解決方案不僅需要提供高效的業(yè)務(wù)推動力，更需要的是能組建未來業(yè)務(wù)模式靈活的模塊。客戶機/服務(wù)器（B/S）架構(gòu)的時代必然轉(zhuǎn)向面向服務(wù)的架構(gòu)(SOA)這一新的潮流。
事實上，早在10年前，Gartner公司就預言了SOA的未來。但由于當時缺乏實現(xiàn)SOA的技術(shù)基礎(chǔ)，SOA并沒有立即引起企業(yè)和IT公司的重視。直到近年來XML、SOAP、WSDL、UDDI等Web服務(wù)標準逐漸成熟，SOA才成長為可部署的技術(shù)、產(chǎn)品及下一代應(yīng)用系統(tǒng)的方法論。
中國科學院ARP系統(tǒng)是典型的客戶機/服務(wù)器（B/S）模式，但目前面臨系統(tǒng)升級帶來的煩惱。軟件升級對用戶就意味著每三年來一次革命，不僅需耗費大量金錢，還會鬧得人仰馬翻。現(xiàn)有的ARP各大模塊幾乎都是鐵板一塊，當某一點業(yè)務(wù)變化時，某一點功能需要調(diào)整時，就必須全部升級或下發(fā)補丁，這不但造成升級成本太高，而且牽一發(fā)動全身，質(zhì)量無法保證。
從理論上講，在SOA構(gòu)架下的軟件就像是一個不斷進化的生態(tài)過程，某些“服務(wù)（業(yè)務(wù)組件）”不斷地局部升級，新的“服務(wù)”不斷地加入，只有這樣的系統(tǒng)才能真正做到快速適應(yīng)業(yè)務(wù)變化。
五、基于SOA的ARP系統(tǒng)解決方案
由于ARP系統(tǒng)當初的設(shè)計思想基本上是遵照業(yè)務(wù)流程，通過ORALCE EBS配置或開發(fā)完成的，二者共享不足，基本自成體系、自立門戶。因為任何應(yīng)用離不開最基本的三個內(nèi)容：界面、業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)展現(xiàn)，這些內(nèi)容應(yīng)該可以重復利用。過去的系統(tǒng)因為各應(yīng)用自成體系，所以每開發(fā)或增加一個新應(yīng)用，就需要重開發(fā)一遍界面與數(shù)據(jù)展現(xiàn)，重寫一遍業(yè)務(wù)代碼，浪費了大量的時間和人力。將ARP系統(tǒng)SOA化，就是改變過去開發(fā)應(yīng)用軟件的模式，首先根據(jù)業(yè)務(wù)需求，將其定義成“粒度”合適的“組件”，作為全院共享的資源，由不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)隨時調(diào)用。ARP的SOA架構(gòu)模型如圖6所示。
將ARP系統(tǒng)SOA化，要分為4個階段：業(yè)務(wù)規(guī)劃、成熟度分析評估、前景展望和定義路線圖。
⒈業(yè)務(wù)規(guī)劃
這一階段組織并定義可SOA化的業(yè)務(wù)范圍。通過對中國科學院ARP系統(tǒng)所涉及的院所兩級8大系統(tǒng)業(yè)務(wù)建模（已有或新建）的分析，形成業(yè)務(wù)系統(tǒng)的優(yōu)先級、參數(shù)和粒度，從而形成SOA的業(yè)務(wù)組件。
過去的面向?qū)ο蟆⒓夹g(shù)組件等概念主要關(guān)注技術(shù)，一個技術(shù)組件往往用某單一技術(shù)來實現(xiàn)一個技術(shù)功能，技術(shù)組件是緊耦合的，組件粒度通常過小，不但組裝成本高，而且一個組件的改動對另一組件的影響很大，從而影響整體質(zhì)量。但基于SOA架構(gòu)的業(yè)務(wù)組件（也叫服務(wù)）卻將注意力集中在業(yè)務(wù)功能上，每一個業(yè)務(wù)功能必須是完整的，至于實現(xiàn)這一個業(yè)務(wù)功能的技術(shù)可能涉及很多，如數(shù)據(jù)庫、JAVA、JSP等。也就是說，在一個業(yè)務(wù)組件中，可能所有這些技術(shù)同時出現(xiàn)，以實現(xiàn)現(xiàn)實生活中所需的業(yè)務(wù)功能，如財務(wù)報銷、網(wǎng)上文字處理等。它強調(diào)技術(shù)無關(guān)性，是對業(yè)務(wù)對象的抽象。具體過程包括：
通過業(yè)務(wù)模型分析，定義網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的范圍。
確定與其他IT行動的邊界并建立合作。
SOA的業(yè)務(wù)論證與粒度劃分。
分析現(xiàn)有業(yè)務(wù)行動與未來業(yè)務(wù)行動的優(yōu)化級與銜接關(guān)系。
⒉成熟度分析評估
在成熟度評估分析階段，要為當前所處狀態(tài)建立一個度量標準。此時將定義當前已經(jīng)實現(xiàn)、可作為SOA起點的服務(wù)和業(yè)務(wù)功能，并確定出可作為基礎(chǔ)項目的項目。通過分析服務(wù)，形成描述業(yè)務(wù)的元素和語言，也可以在技術(shù)空間得到直接的表達，從而成為溝通業(yè)務(wù)與技術(shù)的橋梁，也緩解了技術(shù)與業(yè)務(wù)之間“阻抗不匹配”的困難，使得信息技術(shù)能夠隨業(yè)務(wù)需求靈活應(yīng)變。其次，SOA通過標準化的、跨平臺的技術(shù)規(guī)范，使得運行在不同地點、不同環(huán)境中的服務(wù)能夠被統(tǒng)一調(diào)配組裝，從而在業(yè)務(wù)流程上實現(xiàn)整合。所有的“服務(wù)”都采用同樣的標準、建立在同樣的平臺之上，當發(fā)出一個業(yè)務(wù)請求時，系統(tǒng)將自動根據(jù)需要調(diào)用平臺上的“服務(wù)”，無論這個“服務(wù)”是在什么業(yè)務(wù)系統(tǒng)內(nèi)。
⒊前景展望
在這一階段中，信息化管理部門與業(yè)務(wù)管理部門通過專題研討會來確定并定義要求的“預期”狀態(tài)，并確保舉辦整個全員參與的聯(lián)合討論。對近期事件要詳細，而較遠的事件要靈活，以便在前進中融入所得到的經(jīng)驗教訓。
⒋SOA路線圖
根據(jù)前三個階段所收集的信息完成SOA路線圖。
⑴定義
規(guī)劃與范圍：確定SOA業(yè)務(wù)的中長期規(guī)劃與業(yè)務(wù)范圍。
現(xiàn)有狀況（SOA成熟度）：對現(xiàn)有系統(tǒng)進行成熟度分析。
來來愿景（SOA能力）：確定未來SOA化后的愿景。
差異分析：SOA目標和適當?shù)臅r限進行徹底的差距分析(gap analysis)等。
⑵執(zhí)行
業(yè)務(wù)策略與過程：對業(yè)務(wù)策略與過程進行自頂而下的查看。
架構(gòu)：評審當前架構(gòu)、策略和標準以及參考架構(gòu)。
成本與收益：概述現(xiàn)有成本構(gòu)成與收益情況。研究未來科研活動指標、科研成本構(gòu)成及科研產(chǎn)出物路線圖。
構(gòu)造塊：對現(xiàn)有服務(wù)、過程、工具和技術(shù)進行分析。共享的服務(wù)基礎(chǔ)架構(gòu)需求及標準化的工具。將共享服務(wù)戰(zhàn)略和標準化進程列入優(yōu)先地位。
項目與應(yīng)用：評審現(xiàn)有系統(tǒng)以及未完成的和已規(guī)劃好的項目。
組織與管理：對現(xiàn)有管理結(jié)構(gòu)和策略進行分析。
⑶回顧
階段性里程牌回顧：通過對SOA化的系統(tǒng)進行階段性分析比較，得出更新的經(jīng)驗教訓。
實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓。
考慮更多的業(yè)務(wù)能力。
⑷優(yōu)化
在已有的SOA路線圖上增加應(yīng)用。
從經(jīng)驗中汲取教訓，提高業(yè)務(wù)適應(yīng)能力。
整體性提高SOA化的系統(tǒng)對業(yè)務(wù)的支持，從而進入下一輪循環(huán)。
SOA路線圖應(yīng)該是不斷融入經(jīng)驗和教訓的循環(huán)過程(參見圖7)。
SOA路線圖最終完成以下幾個工作層次以實現(xiàn)信息化的戰(zhàn)略目標：①繁亂的業(yè)務(wù)形成，單獨的“服務(wù)”；②完成業(yè)務(wù)功能的SOA化，完成多層次的集成；③將整體系統(tǒng)的IT基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)換為SOA模型；④轉(zhuǎn)換用戶的業(yè)務(wù)模型，進入SOA的良性循環(huán)，達到IT成熟度第六級，從而使ARP系統(tǒng)實現(xiàn)中國科學院的戰(zhàn)略目標。
六、結(jié)束語
基于服務(wù)的構(gòu)架（SOA）是軟件系統(tǒng)設(shè)計的必然趨勢，在改造與新建業(yè)務(wù)系統(tǒng)的同時，應(yīng)用SOA的理念與技術(shù)進行系統(tǒng)設(shè)計與實施將是企事業(yè)單位信息化管理部門的基本工作思路。本文從信息化成熟度模型入手，通過分析IT系統(tǒng)的規(guī)劃，提出對中國科學院ARP系統(tǒng)的SOA改造路線圖，希望對中國科學院及其他部委信息化建設(shè)有所借鑒，從而更好地發(fā)揮國家信息化投資的效益。
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作者簡介：
[關(guān)鍵詞]LTE 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 頻率規(guī)劃 掃頻分析 覆蓋評估
一、概述
隨著網(wǎng)絡(luò)建設(shè)日益推進，LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與頻率使用情況越來越復雜，基于終端的網(wǎng)絡(luò)測試受限于異頻測量策略無法完整記錄和呈現(xiàn)道路上所有信號的覆蓋情況，對網(wǎng)絡(luò)覆蓋評估與結(jié)構(gòu)優(yōu)化帶來了諸多不便。與之相比，掃頻數(shù)據(jù)則能更全面更完整地反映網(wǎng)絡(luò)覆蓋的真實情況，對掃頻數(shù)據(jù)的深入挖據(jù)與分析能有效補充前者的不足，成為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化又一重要手段。本文從掃頻數(shù)據(jù)應(yīng)用出發(fā)，通過對其深入分析與挖掘，輔助網(wǎng)絡(luò)進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提升網(wǎng)絡(luò)性能。
本文分為兩個部分內(nèi)容，第一部分是關(guān)于掃頻數(shù)據(jù)的基本應(yīng)用與原理介紹，主要針對掃頻數(shù)據(jù)在天線覆蓋評估、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評估、頻點與PCI規(guī)劃、參數(shù)個性化設(shè)置、其他功能實現(xiàn)五個方面的應(yīng)用原理進行介紹；第二部分是掃頻數(shù)據(jù)應(yīng)用在實際網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的一個樣例，由此論證掃頻數(shù)據(jù)分析對網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作的重要意義。
二、基本應(yīng)用與原理介紹
2.1天線覆蓋評估
通過掃頻數(shù)據(jù)的信號分布情況，結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)工參的方向信息，能有效分析過覆蓋、弱覆蓋、反向覆蓋等天線覆蓋問題，用于指導天線調(diào)整，評估天線性能。
2.2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評估
根據(jù)掃頻數(shù)據(jù)，A小區(qū)作為主覆蓋小區(qū)的所有采樣點數(shù)記作NA；在這些采樣點中，所有B小區(qū)與A小區(qū)的信號強度差值小于或等于敏感閾值RSRPth采樣點數(shù)記作NB，A；那么，小區(qū)B對小區(qū)A的干擾系數(shù)定義為：PB，A=。在干擾系數(shù)的基礎(chǔ)上，我們定義A小區(qū)的被動干擾系數(shù)一，其中i為所有對A造成干擾的小區(qū)，該參數(shù)表征了A小區(qū)被周圍小區(qū)干擾的程度；定義B小區(qū)的主動干擾系數(shù)=，其中i為所有被B干擾的小區(qū)，該參數(shù)表征了B小區(qū)對周圍小區(qū)干擾的程度。被動干擾系數(shù)可用于整個網(wǎng)絡(luò)中結(jié)構(gòu)復雜干擾嚴重的區(qū)域定位，主動干擾系數(shù)則可標識造成該區(qū)域結(jié)構(gòu)復雜干擾嚴重的最壞小區(qū)，借助這兩個參數(shù)分析可迅速實現(xiàn)問題定位，指導優(yōu)化調(diào)整方向，提升優(yōu)化效率。
2.3頻點與PGI優(yōu)化
通過掃頻數(shù)據(jù)分析，我們可以迅速進行頻點與PCI問題定位，如PCI MOD3干擾，借助GOOGLE EARTH或MAPINFO的拉線標識，可以直觀反映問題成因，輸出調(diào)整方案，并判斷新方案是否會帶來新問題，從而選擇最優(yōu)配置。
另外，利用干擾系數(shù)矩陣，可借助程序進行全區(qū)域頻點與PCI自動規(guī)劃，從整體上優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，當然，只參考掃頻數(shù)據(jù)的干擾系數(shù)矩陣過于武斷，可加入MR數(shù)據(jù)與地理分析。
2.4參數(shù)個性化設(shè)計
利用采樣點上的各頻段各小區(qū)信號強度進行統(tǒng)計分析，可實現(xiàn)如異頻測量A2門限的個性化設(shè)計。如可將RSRP樣本分為“需要進行異頻測量”與“不需進行異頻測量”兩類，按RSRP的值分別進行統(tǒng)計，描繪出兩類樣本的RSRP分布樣本數(shù)曲線，并采用滿足80%“需要進行異頻測量”樣本起測條件的RSRP設(shè)為a2ThresholdRsrpPrim值。如此能保證該小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)區(qū)域在需要起測異頻時能及時起測，既保證了大部分區(qū)域信號順利接續(xù)，又最大限度降低因起測異頻帶來速率下降的負面影響。
2.5其他功能實現(xiàn)
基于采樣點LTE與GSM信號的共同分析，可把掃頻數(shù)據(jù)挖掘的內(nèi)容推廣至系統(tǒng)間互操作應(yīng)用，如CSFB頻點優(yōu)化、ESRVCC鄰區(qū)優(yōu)化與門限設(shè)計等應(yīng)用。
三、掃頻分析工具應(yīng)用樣例
江門恩平區(qū)域4月份第三方測試覆蓋指標（綜合覆蓋率、SINR>=0比例）較差，針對影響該指標的主要因素MOD3干擾，我們采用掃頻數(shù)據(jù)進行深入分析，得到恩平區(qū)域MOD3干擾分布圖并進行精細優(yōu)化，情況如下。
通過精細優(yōu)化，恩平的覆蓋指標，特別是SINR的相關(guān)指標，得到有效提升，道路測試中SINR值分布整體向SINR值較大的方向偏移。
關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；管道技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；軟件定義網(wǎng)絡(luò)
Abstract： In the big-data era， broadband pipeline technology can improve speed； flattened pipeline architecture can reduce system delay； and software-defined networks （SDN） allow pipelines to be virtually developed so that network traffic can be better controlled； multipipe technology is also used for intelligent pipeline development. All these technologies improve pipe transmission so that big-data services can be transmitted without interruption at high speed.
Key words： big data； pipe technology； network architecture； SDN
中圖分類號：TN929.5 文獻標志碼：A 文章編號：1009-6868 （2013） 04-0054-04
隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)、社交媒體、網(wǎng)絡(luò)視頻、企業(yè)服務(wù)網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)等服務(wù)的飛速發(fā)展，全球的數(shù)據(jù)正呈爆炸式的增長。互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）報告指出：2012年已經(jīng)開始進入大數(shù)據(jù)時代，2013年全面引爆大數(shù)據(jù)，2020年全球?qū)碛泄灿嫾s35 ZB的海量數(shù)據(jù)，由此可知我們已經(jīng)邁進了大數(shù)據(jù)時代。大數(shù)據(jù)有4個特征，即超量、高速、多樣性和價值，其中高速的特性不僅僅要求大數(shù)據(jù)能實現(xiàn)實時處理，而且還要求其可以實現(xiàn)實時傳送，以增強用戶體驗。大數(shù)據(jù)還要依賴于管道網(wǎng)絡(luò)傳輸。每個人都是數(shù)據(jù)的貢獻者，同時也是數(shù)據(jù)的使用者，用戶體驗要求用戶能在任意時間、任意地點接入，并能實現(xiàn)任意呼叫以及在任意瀏覽地貢獻和分享大數(shù)據(jù)服務(wù)，因此大數(shù)據(jù)將推動管道技術(shù)演進，促使管道網(wǎng)絡(luò)滿足大數(shù)據(jù)的高速暢行無阻傳送需求[1]。
數(shù)據(jù)傳送管道滿足大數(shù)據(jù)實時性傳送的需求，它主要是通過管道技術(shù)演進提升管道傳輸帶寬化，以解決海量大數(shù)據(jù)時代的數(shù)據(jù)傳輸問題。
1管道技術(shù)演進
寬帶化是管道發(fā)展的必然趨勢。一方面大數(shù)據(jù)時代的信息爆炸和海量數(shù)據(jù)促使傳送管道必須越來越寬；另一方面用戶體驗要求數(shù)據(jù)的傳送必須越來越快。因此無論是光纖傳輸還是無線接入都要通過技術(shù)演進來提高傳輸效率以實現(xiàn)寬帶化。
圖1所示為數(shù)字光纖傳輸技術(shù)演進過程。第一代數(shù)字光纖傳輸技術(shù)采用時分復用（TDM）技術(shù)，傳輸速率達到2.5 Gbit/s；第二代則采用密集波分復用（WDM）技術(shù)，傳輸速率到了1.6 Tbit/s；第三代采用多域復用技術(shù)，包括密集型光波復用（DWDM）、正交頻分復用（OFDM）、偏振復用（PDM）、正交相移鍵控（QPSK）和相干檢測等技術(shù)，傳輸速率達到了16 Tbit/s；從下一代數(shù)字光纖傳輸?shù)焦饴?lián)網(wǎng)的演進，將采用自動交換光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，傳輸速率還將大幅提升。因此，在數(shù)字光纖傳輸技術(shù)演進中，傳輸能力每十年增長千倍，同時不斷采用新技術(shù)，如新的調(diào)制技術(shù)、相干接收和超強前向糾錯等，使光纖的傳輸能力越來越強。受到大數(shù)據(jù)時代的強烈需求推動，數(shù)字光纖傳輸將向超高速方向發(fā)展[2-3]。
無線傳輸?shù)膶拵Щ饕ㄟ^兩方面實現(xiàn)：增加傳輸頻譜帶寬以及提高頻譜效率。目前無線傳輸?shù)陌l(fā)展趨勢就是空口帶寬逐步增寬，如移動通信從3G到長期演進（LTE）再到LTE-A的演進，最明顯就是空口占用頻譜帶寬在增大；在提高頻譜效率方面，當前業(yè)界主要采用高階調(diào)制和多天線技術(shù)，而新技術(shù)方面如角動量通信技術(shù)還處于初期的研究階段。另外無線通信的發(fā)展受頻譜占用等客觀因素的影響，技術(shù)逐步向高頻段發(fā)展，如5 GHz、45 GHz、60 GHz、可見光通信等。
移動通信在經(jīng)過2G基于電路域和窄帶技術(shù)革新后，就逐步向分組域和移動寬帶方向演進，到了LTE階段，就完全實現(xiàn)基于分組域并且移動寬帶化。以移動寬帶LTE技術(shù)演進為例，如表1所示，其中LTE采用的空口最大頻譜帶寬是20 MHz，而到了LTE-A階段，通過載波聚合技術(shù)可以使空口最大頻譜帶寬達到100 MHz；在多天線方面，LTE階段最高支持4×4配置，而LTE-A階段則最高支持8×8[4-5]。基于上述技術(shù)演進，峰值速率從LTE階段的300 Mbit/s提高到LTE-A的1 Gbit/s，頻譜效率也從LTE階段的15 bps/Hz增加到LTE-A階段的30 bps/Hz。
Wi-Fi技術(shù)的演進如表2所示。Wi-Fi技術(shù)從802.11n逐漸地演進到了802.11ac/ad，除了使用頻率因客觀因素導致的差異外，在技術(shù)演進方面，通過增加空口信道頻譜傳輸帶寬、采用高階調(diào)制和多天線技術(shù)都可以提升Wi-Fi的傳輸能力。Wi-Fi的傳輸能力從802.11n的600 Mbit/s到802.11ac/ad的7 Gbit/s，正向著超寬帶傳輸演進。
2 管道架構(gòu)演進
在大數(shù)據(jù)時代，用戶體驗要求管道網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)酶欤送ㄟ^技術(shù)演進提高傳輸效率和傳輸帶寬外，還要降低網(wǎng)絡(luò)延時，減少網(wǎng)元數(shù)量和數(shù)據(jù)交換次數(shù)。因此管道網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也需要進一步演進，盡可能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)簡化和扁平化。
圖2所示為3種無源FTTH的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和協(xié)議，其中圖2（A）是基于時分復用無源光網(wǎng)絡(luò)（TDM-PON）技術(shù)，是當前采用的技術(shù)和架構(gòu)，而圖2（B）和圖2（C）是谷歌光纖網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和協(xié)議方案，分別是點到點直連到戶和基于波分復用無源光網(wǎng)絡(luò)（WDM-PON）技術(shù)。在圖2（A）中，從中心機房到無源光分路器間，多用戶共享光纖和帶寬，這種架構(gòu)的缺陷是很難增加帶寬，用戶各自帶寬同時都受限；另外也很難升級網(wǎng)絡(luò)，因為多用戶共享收發(fā)器，協(xié)議方面采用以太網(wǎng)到PON再到以太網(wǎng)的協(xié)議棧，需要兩次協(xié)議棧轉(zhuǎn)換。圖2（B）采用光纖直接從中心機房到用戶，即點到點架構(gòu)，每個用戶獨占帶寬資源，無光分路器，為了降低工程成本，可以通過使用大芯數(shù)光纜來實現(xiàn)此方案；圖2（C）則是基于WDM-PON技術(shù)，采用波分復用技術(shù)使每個用戶到中心機房都有一根虛擬光纖。圖2（B）和圖2（C）整個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)都基于以太網(wǎng)協(xié)議，這種架構(gòu)是一種局域網(wǎng)向城域網(wǎng)絡(luò)延伸方案，谷歌的這種P2P模式是一種跨越式發(fā)展，可以使每戶帶寬達到1 Gbit/s。
為了降低系統(tǒng)時延，移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也需要向扁平化演進。圖3所示為移動網(wǎng)絡(luò)從3G到LTE的架構(gòu)變化，從圖3（A）的3G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)到圖3（B）的LTE架構(gòu)，明顯減少了一層網(wǎng)元，因為圖3（B）中LTE網(wǎng)絡(luò)是eNodeB直接連接到核心網(wǎng)，而圖3（A）中3G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是首先由NodeB匯聚到無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC），再進一步匯聚到核心網(wǎng)。這種三層架構(gòu)不但會造成系統(tǒng)延時長，而且還會降低系統(tǒng)穩(wěn)定性，增高網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護成本。
對于互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，可以通過引入內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）來提高網(wǎng)絡(luò)傳輸性能。盡管互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)是基于IP協(xié)議的網(wǎng)狀架構(gòu)，但是它卻受制于管道約束。一方面從信源到信宿除了有物理上的距離外，還要經(jīng)過多重路由，因此延時不受控制；另一方面大數(shù)據(jù)傳輸對骨干網(wǎng)絡(luò)提出挑戰(zhàn)，任何一個環(huán)節(jié)都可能影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群头€(wěn)定性。因此一味提高傳輸帶寬并不能完全解決實際問題。為了使數(shù)據(jù)傳輸更快、更穩(wěn)定，需要在網(wǎng)絡(luò)中通過增加節(jié)點服務(wù)器方式，這樣使用戶就近獲取所需內(nèi)容，解決互聯(lián)網(wǎng)擁擠問題，提高用戶訪問網(wǎng)站的相應(yīng)速度，提升用戶體驗。
圖4所示CDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。該架構(gòu)分為中心節(jié)點、區(qū)域節(jié)點和邊緣節(jié)點，用戶終端就近直接訪問邊緣節(jié)點，不必訪問中心節(jié)點和區(qū)域節(jié)點，邊緣節(jié)點基于緩存服務(wù)器，是中心節(jié)點的一個透明鏡像，距用戶僅一跳。因此這種架構(gòu)，可以降低系統(tǒng)延時，增強用戶體驗。
CDN的主要特點是可以使管道帶寬得到優(yōu)化，并且提供自動生成服務(wù)器的遠程鏡像Cache服務(wù)器，即邊緣節(jié)點，從而使遠程用戶可以直接就近訪問邊緣節(jié)點。這樣以來一方面可以減少因遠程訪問帶來的帶寬需求，分擔管道網(wǎng)絡(luò)流量，減輕中心節(jié)點負載；另一方面可以減少網(wǎng)絡(luò)延時，提高用戶存取訪問速度，增強用戶體驗。CDN的鏡像服務(wù)，消除不用管道運營商之間互聯(lián)造成的瓶頸，實現(xiàn)跨運營商的網(wǎng)絡(luò)加速。廣泛分布在管道網(wǎng)絡(luò)上的CDN節(jié)點，也是一種節(jié)點的冗余備份，可以有效抵抗和降低網(wǎng)絡(luò)攻擊的影響，保證較好的服務(wù)質(zhì)量。
隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨，CDN的發(fā)展趨勢首先是邊緣節(jié)點逐步下沉，離用戶越來越近。在圖5中可發(fā)現(xiàn)CDN的發(fā)展趨勢：CDN邊緣節(jié)點距離光纖路終端（OLT）、核心網(wǎng)、網(wǎng)關(guān)、邊緣路由器等網(wǎng)元設(shè)備越來越近。另外未來CDN功能集成到一些網(wǎng)元設(shè)備中也是一種必然趨勢。
總之，管道架構(gòu)的演進方法無論是通過減少網(wǎng)元數(shù)量實現(xiàn)架構(gòu)扁平化，還是增加CDN服務(wù)器，都是圍繞用戶體驗來展開的。只有數(shù)據(jù)以最快速度傳送到用戶終端，才能讓用戶享受于大數(shù)據(jù)時代的高質(zhì)量服務(wù)。
3 軟件定義網(wǎng)絡(luò)
全IP網(wǎng)絡(luò)是管道發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，網(wǎng)絡(luò)越來越龐大，但數(shù)據(jù)流向也越來越不確定，技術(shù)更新和大數(shù)據(jù)需求要求管道網(wǎng)絡(luò)有更多的彈性、智能、可擴展性以及自動化能力，因此需要引入全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計理念。在這樣的背景下，新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計引入了軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN技術(shù)，其核心是將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制面與數(shù)據(jù)面分離，網(wǎng)絡(luò)集中控制，資源調(diào)度、軟硬件解耦以及功能虛擬化等，從而實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)流量的靈活調(diào)度和智能控制，提升用戶體驗，提高網(wǎng)絡(luò)利用效率。
軟件定義網(wǎng)絡(luò)解耦了數(shù)據(jù)、控制及應(yīng)用平面，通過支持可編程和分片化來實現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)和控制分離，如圖6所示。軟件定義網(wǎng)絡(luò)的主要特征包括：控制轉(zhuǎn)發(fā)分離、控制平面集中化、轉(zhuǎn)發(fā)平面通用化、軟件可編。
軟件定義網(wǎng)絡(luò)實際是將管道虛擬化，使其脫離具體的硬件和廠家設(shè)備，并將整個網(wǎng)絡(luò)變成一個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平臺，由控制器統(tǒng)一控制整個網(wǎng)絡(luò)的資源分配和調(diào)度。
軟件定義網(wǎng)絡(luò)使管道設(shè)備的軟硬件分離，改變了現(xiàn)有管道軟硬件捆綁的產(chǎn)業(yè)鏈。軟件定義網(wǎng)絡(luò)一方面降低了對通用硬件的依賴門檻，但也加大了對軟件的依賴程度，另外安全問題、集中控制的可靠性問題等都是軟件定義網(wǎng)絡(luò)需要考慮解決的。
4多管道組合方式及管道
智能化管理
管道技術(shù)是多樣性的，無論是有線還是無線，單一的管道模式并不能滿足大數(shù)據(jù)時代的需求，多種管道技術(shù)以同樣的目的但用不同方式向用戶提供大數(shù)據(jù)服務(wù)。大數(shù)據(jù)時代是基于多種管道組合方式向用戶傳送服務(wù)，使用戶能在任何時間、任何地點實現(xiàn)任意瀏覽和任意呼叫。如圖7所示，多種細的管道匯聚成更粗的管道，每種管道都將在各自方向演進，提升各自管道的功能和性能，進而使管道變的越來越粗，以滿足大數(shù)據(jù)時代的寬帶需求[6]。
管道技術(shù)演進一方面滿足大數(shù)據(jù)對帶寬化和用戶體驗的需求，另一方面可以提高管道的利用效率，提升管道的智能化，實現(xiàn)基于用戶需求和行為的智能資源匹配。管道運營商也要從粗放型經(jīng)營轉(zhuǎn)向精細化管理，以支撐新型業(yè)務(wù)發(fā)展，為用戶提供按需、靈活的體驗和更便捷的個性化服務(wù)。管道的智能化還包括多管道間的協(xié)同機制，以滿足不同用戶、在不同應(yīng)用場景下的不同需求。因此，智能化管理是大數(shù)據(jù)時代管道技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，這樣才能合理有效地分配管道資源，提高其利用效率[6]。
5 結(jié)束語
大數(shù)據(jù)時代對其承載的管道技術(shù)提出了更高的性能要求，以滿足日益增長的用戶體驗需求，為此，管道技術(shù)方面將向?qū)拵Щ葸M以提高傳輸速度，管道架構(gòu)方面將扁平化演進以降低系統(tǒng)延時，軟件定義網(wǎng)絡(luò)使管道資源向虛擬化演進，多管道技術(shù)組合使管道向智能化管理演進。
參考文獻
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作者簡介
朱曉光，中興通訊股份有限公司高級工程師；長期從事通信產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)規(guī)劃、綜合方案、戰(zhàn)略規(guī)劃等工作；累計申請發(fā)明專利40余項。
1主備用鏈路規(guī)劃
在進行電力同步仿真軟件設(shè)計時,采用各級時鐘分級、分層的方案,如圖1所示。每一個時鐘節(jié)點采用二級雙標號的設(shè)置方式,括號外數(shù)字表明時鐘級別,括號內(nèi)數(shù)字表示分層級別,這種設(shè)置方式更適用于軟件對時鐘鏈路的遍歷查找和基準源的回溯。從圖1可以看出,只受來自一級時鐘的主備用定時基準同步的二級時鐘編號為2(1);受來自2(1)時鐘的主備用定時基準同步的二級節(jié)點時鐘編號為2(2)。只受來自二級節(jié)點時鐘的主備用定時基準同步的三級時鐘編號為3(1);受來自3(1)的主備用定時基準同步的三級節(jié)點時鐘編號為3(2);受來自3(1)和3(2)時鐘的定時基準同步的三級節(jié)點時鐘編號為3(3)。被同步時鐘的編號低于上級任一主備用時鐘的編號。2.2極長鏈路相位誤差計算通過計算傳輸網(wǎng)的節(jié)點數(shù)、定時鏈路傳輸距離及架空光纜傳輸時鐘信號產(chǎn)生的時延、抖動和漂移值,以及極長鏈路測試,對不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對定時信號傳輸?shù)挠绊戇M行了對比。通過相位誤差計算,仿真平臺可計算出規(guī)劃方案中所有時鐘鏈路的漂移累積誤差,根據(jù)仿真結(jié)果的時鐘漂移統(tǒng)計表,為規(guī)劃方案提供修改依據(jù)和優(yōu)化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),使其在24h內(nèi)的最大相對輸入漂動指標滿足規(guī)定要求。
2錯誤節(jié)點及時鐘環(huán)檢測功能
同步成環(huán)分為主用時鐘成環(huán)、備用時鐘成環(huán)和主備時鐘成環(huán)三種情況。利用通路矩陣,使用連接積算法計算出同步網(wǎng)中的所有環(huán)路,通過深度優(yōu)先遍歷算法檢測定時信號在傳送層內(nèi)的同步成環(huán)。對同步時鐘倒掛進行檢測,將出現(xiàn)倒掛問題的節(jié)點的跟蹤時鐘等級由三級升級為二級,并對升級后的時鐘節(jié)點的跟蹤時鐘等級進行判斷,若繼續(xù)倒掛,則升級跟蹤時鐘等級,并依次繼續(xù)判斷,最后完成優(yōu)化。
3軟件架構(gòu)設(shè)計
時鐘仿真軟件由三個主要模塊組成,主框架程序模塊負責調(diào)用其他工程模塊、導出導入數(shù)據(jù)和工程文件;網(wǎng)絡(luò)拓撲圖繪制模塊以靜態(tài)庫的形式封裝,網(wǎng)絡(luò)的各層拓撲信息、所有節(jié)點信息和鏈路信息均存儲在該模塊中;計算模塊,所有的網(wǎng)絡(luò)分析算法均存儲在該模塊中。計算模塊內(nèi)部采用圖論算法封裝了網(wǎng)絡(luò)相關(guān)算法。根據(jù)系統(tǒng)定義的接口規(guī)范,可以自定義算法,以實現(xiàn)各種不同的優(yōu)化。框架程序由多個視圖相互結(jié)合而成,主要有傳輸層、通道層、時鐘層和系統(tǒng)資源樹等四大類,每個視圖均有相關(guān)的封裝類處理,如圖2所示。傳輸層:主要完成傳輸設(shè)備、光纜鏈路等物理網(wǎng)絡(luò)的建模及設(shè)備信息顯示、業(yè)務(wù)通道路由顯示。通道層:主要完成業(yè)務(wù)通道等邏輯層網(wǎng)絡(luò)的建模、業(yè)務(wù)承載規(guī)劃和通道信息顯示等功能。時鐘層:根據(jù)傳輸層建立的網(wǎng)絡(luò)拓撲對網(wǎng)絡(luò)進行時鐘檢測和時鐘鏈路優(yōu)化評估,完成時鐘拓撲的建模與仿真。
作者：盧利鋒 王妙心 高強 滕玲 李信 單位：國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院 中國電力科學研究院 國網(wǎng)冀北電力有限公司
概述
近年來，廣播發(fā)射臺站信息化建設(shè)全面展開，各系統(tǒng)自動化、網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)相繼落成。特別是網(wǎng)絡(luò)化條件下的廣播發(fā)射臺站的網(wǎng)絡(luò)安全也需要得到重視，尤其作為有安全業(yè)務(wù)播出的臺站，既要保障安全播出業(yè)務(wù)的正常運行，又要保障自身網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的安全性不會成為整個網(wǎng)絡(luò)的安全漏洞；最重要的就是保障其自身的網(wǎng)絡(luò)安全，有效的為整個網(wǎng)絡(luò)的安全建設(shè)提供支持。
在三層交換機上運用ACL對用戶訪問限制
根據(jù)臺站業(yè)務(wù)的特點，在臺站局域網(wǎng)上，所有應(yīng)用都是部署在同一個網(wǎng)絡(luò)平臺上，業(yè)務(wù)之間需要互訪，同時需要對可以訪問業(yè)務(wù)的人員進行限制。所以要求應(yīng)用在IP層進行互訪限制。具體實施規(guī)定如下：
通過虛擬局域網(wǎng)（VLAN）對臺站應(yīng)用和用戶進行細分；
通過訪問控制列表（ACL，Access control list）方式進行業(yè)務(wù)隔離和互訪限制。
可以通過對連接應(yīng)用的交換機端口添加ACL策略來限制可以訪問的用戶，也可以采用單向訪問列表的方式允許一個網(wǎng)段或一段地址訪問其他地址，但其他地址不能訪問這個網(wǎng)段。
訪問控制列表初期僅在路由器上支持，近些年來已經(jīng)擴展到三層交換機，三層交換機S6503就提供了訪問控制列表功能。
基本原理：ACL使用包過濾技術(shù)，在路由器上讀取第三層及第四層包頭中的信息如源地址、目的地址、源端口、目的端口等，根據(jù)預先定義好的規(guī)則對包進行過濾，從而達到訪問控制的目的。
功能：網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點有資源節(jié)點和用戶節(jié)點兩大類，其中資源節(jié)點提供服務(wù)或數(shù)據(jù)，用戶節(jié)點訪問資源節(jié)點所提供的服務(wù)與數(shù)據(jù)。ACL的主要功能就是一方面保護資源節(jié)點，阻止非法用戶對資源節(jié)點的訪問，另一方面限制特定的用戶節(jié)點所能具備的訪問權(quán)限。
2.1 使用訪問控制列表時需要遵守的一些規(guī)則
①標準ACL的測試條件只是基于源地址；
②擴展ACL的測試條件包括協(xié)議類型、原地址、目的地址、應(yīng)用端口和會話層信息；
③按照由上到下的順序執(zhí)行，找到第一個匹配后即執(zhí)行相應(yīng)的操作，跳出ACL而不會繼續(xù)匹配下面的語句。所以ACL中語句的順序很關(guān)鍵；
④末尾隱含為deny全部。這樣做是出于安全考慮；
⑤引用ACL之前，要首先創(chuàng)建好ACL，否則可能出錯；
⑥ACL在被應(yīng)用到對應(yīng)端口以前，將不具任何意義，對數(shù)據(jù)流不產(chǎn)生控制；
2.2 ACL在網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用
①防止外部IP地址欺騙和非法探測；
②保護網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備不受攻擊；
③阻止病毒的傳播和攻擊；
④針對服務(wù)器的實際應(yīng)用設(shè)計ACL。
幾個訪問控制列表設(shè)置的例子
number acl-number：ACL（Access Control List，訪問控制列表）序號，取值范圍為:
2000～2999：表示標準ACL。
3000～3999：表示擴展ACL。
3.1 舉例
# 定義ACL 2000的規(guī)則，并定義規(guī)則匹配順序為深度優(yōu)先順序。
system-view
System View: return to User View with Ctrl+Z.
[H3C] acl number 2000 match-order auto
[H3C-acl-basic-2000]
#在GigabitEthernet1/0/1上應(yīng)用ACL 2000，進行包過濾。
system-view
System View: return to User View with Ctrl+Z.
[H3C] interface GigabitEthernet1/0/1
[H3C-GigabitEthernet1/0/1] packet-filter inbound ip-group 2000
# 定義規(guī)則，禁止源地址為10.1.0.0上的報文通過，
system-view
System View: return to User View with Ctrl+Z.
[H3C] acl number 2000
[H3C-acl-basic-2000] rule 0 deny source 10.1.0.0 0.0.255.255
# 定義一條規(guī)則，允許從10.2.0.0網(wǎng)段的主機向172.1.58.0網(wǎng)段的主機發(fā)送的端口號為80的報文通過。
system-view
System View: return to User View with Ctrl+Z.
[H3C] acl number 3101
[H3C-acl-adv-3101] rule permit tcp source 10.2.0.0 0.0.255.255 destination 172.1.58.0 0.0.0.255 destination-port eq 80
3.2 病毒端口的關(guān)閉
根據(jù)業(yè)務(wù)的需求只開放業(yè)務(wù)端口，通過控制內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)的安全級別來防護內(nèi)網(wǎng)的安全。
[H3C] acl number 3001
[H3C-acl-adv-3001]
rule 0 deny tcp destination-port eq 6881
【關(guān)鍵詞】4.5G演進 分組傳送網(wǎng) 物聯(lián)網(wǎng) 大容量接口 城域傳輸網(wǎng)
[Abstract] With mobile communication evolving from 4G to 4.5G in a few years， in order to analyze its impact on transmission， especially the PTN network， based on the changes of characteristics of the wireless network and the improvement of capacity， connection and delay sensitivity， this paper analyzed transmission network requirements of 4.5G， that is high bandwidth base station requirement， base station coordination requirement， and IOT development requirement， etc. Based on the above requirements， this paper analyzed technology evolution including over 100G large capacity interfaces， high precision time synchronization， NGFI， SPTN， etc. Then it discussed that metro transmission PTN network for 4.5G will gradually turn down on three-layer network， and measured the metro transmission network bandwidth， puting forward the metro transmission network evolution direction and technical characteristics of the core layer， convergence layer and access layer.
[Key words]4.5G network evolution Packet Transport Network Internet of Things large capacity interface metro transmission network
1 移動通信向4.5G演進的特點及標準推進
移動通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了從2G、3G到4G的較為漫長的發(fā)展歷程，由主要為話音、短信服務(wù)發(fā)展成為話音、短信、數(shù)據(jù)視頻服務(wù)等，在向4.5G演進的過程中，在推進話音、短信、數(shù)據(jù)視頻這類傳統(tǒng)通信服務(wù)的基礎(chǔ)上還面向連接數(shù)更多的物聯(lián)網(wǎng)提供服務(wù)。4.5G演進的特點形成和標準制訂正在逐步推進中。
1.1 標準進展
3GPP在Rel-10到Rel-12的階段系統(tǒng)定義了CA、上下行的MIMO增強、HeNB移動性管理增強、CoMP、CA增強、eMBMS業(yè)務(wù)連續(xù)性、Small Cell enhancements（下行256QAM、TDD-FDD Joint Operation、雙連接、Small Cell on/off等）、Inter eNB CoMP、MDT（Minimum Drive Test）等增強技術(shù)特性，是LTE-Advanced即4G階段的主要標準。面向4.5G與5G的3GPP標準計劃如圖1所示。
Rel-12已于2015年3月完成，3GPP在2015年10月正式宣布，從Rel-13起的技術(shù)命名為LTE-Advanced Pro，即4.5G階段標準起草，并逐步完善制訂Massive CA、Massive MIMO、256QAM、SOMA、LTE-M、U-LTE等技術(shù)特性。
1.2 向4.5G演進的特點與關(guān)鍵指標
4G到4.5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的變化主要是利用SDN/NFV（Software Defined Network/Network Function Virtualization，軟件定義網(wǎng)絡(luò)/網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化）技術(shù)將EPC虛擬化；空口部分則是利用更高階的調(diào)制、Massive MIMO、Massive CA技術(shù)等提高接入帶寬；同時，在終端方面，其連接的對象將從過去的手機終端向物聯(lián)網(wǎng)中的各類終端延伸。
在4.5G演進的過程中，連接數(shù)將從手機終端的8億連接向萬物互聯(lián)的300億連接增長，容量由目前幾十兆的帶寬向吉比特帶寬增長，而由于存在越來越多對時延更為敏感的業(yè)務(wù)，對時延的要求將提高到10 ms。向4.5G演進的幾個指標對比如表1所示。
2 4.5G發(fā)展對傳輸網(wǎng)絡(luò)的需求分析
2.1 基站帶寬需求分析
目前4G的單宏站規(guī)劃帶寬一般按80 Mbps考慮，4.5G階段單基站如果按4載波聚合，平均下載速率可以以320 Mbps（80×4）規(guī)劃，考慮到未來頻譜效率不斷提升，單站規(guī)劃帶寬將達到600～800 Mbps，單站峰值帶寬則將達到2 Gbps。第3部分將以此為基礎(chǔ)分析核心、匯聚、接入各層的傳輸帶寬。
2.2 站間協(xié)同需求分析
CoMP（Coordinated Multi-Point Operation，協(xié)同多點傳輸）是一種多小區(qū)相互協(xié)作傳輸?shù)募夹g(shù)，能有效提高小區(qū)邊緣用戶的通信質(zhì)量，達到改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋和提升小區(qū)邊緣吞吐率的效果。
當用戶終端處在所在小區(qū)的邊緣時，一組基站以協(xié)作的方式對這些用戶終端同時進行接收/發(fā)射。協(xié)作的方式有兩種，一種是CS/CB（Coordinated Scheduling/Coordinated Beamforming，協(xié)同調(diào)度/協(xié)同波束賦形），即簡單的干擾規(guī)避形式，CS/CB是通過在基站間傳遞一些信令，使得基站重疊覆蓋區(qū)域的用戶在同時接收多個基站的信號時能避免信號干擾；另一種是JR/JT（Joint Reception/Joint Transmission，聯(lián)合接收/聯(lián)合發(fā)送），即復雜的多小區(qū)聯(lián)合處理數(shù)據(jù)的形式，JT/JR是通過多個基站的協(xié)作，同時向小區(qū)邊緣用戶發(fā)送/接收數(shù)據(jù)，使得小區(qū)邊緣用戶的信號獲得更多的增益以改善通信質(zhì)量。
CS/CB僅需要在基站間傳遞一些信令，因此對承載的帶寬和時延要求較低；而JT/JR則對承載提出了更高的要求。
2.3 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求分析
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用日漸增多，人人通信正朝著人機通信甚至機機通信的方向發(fā)展。面對物聯(lián)網(wǎng)的需求的提升，需解決如對海量物聯(lián)網(wǎng)的支持、低時延、室內(nèi)深度覆蓋的改善、超低成本等諸多問題，3GPP對此進行了多方面的研究。
LET-M是早期3GPP基于LTE技術(shù)引入的對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支持的技術(shù)組合，但是因為LTE本身是面向?qū)拵o線數(shù)據(jù)應(yīng)用的，LTE-M在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用適配性增強上存在較大的局限。從Rel-11之前的cat 1終端（支持上行最大5 Mbps、下行最大10 Mbps），到Rel-12階段的cat 0終端（雖僅支持上下行最大1 Mbps的速率，但LTE要求終端最小具有20 MHz的接收能力，對終端的要求過高），對于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來說成本較高，故未能得到充分的發(fā)展和應(yīng)用。
另一種發(fā)展很快的則是基于蜂窩的NB-IoT（Narrow Band Internet of Things，窄帶物聯(lián)網(wǎng)），它的標準在3GPP的Rel-13階段獲得凍結(jié)。NB-IoT構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò)，只需消耗大約180 kHz的頻段，可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò)，部署成本低。
NB-IoT對傳輸網(wǎng)的需求主要有：1）帶寬需求，以S111站型為例，基站上行峰值約為620 kbps，下行峰值約為540 kbps；2）時延需求方面約為秒級，比較寬松；3）QoS需求，暫未定義QCI等級，可以在PTN（Packet Transport Network，分組傳送網(wǎng)）上分配較高優(yōu)先級，類似于現(xiàn)網(wǎng)GSM基站的業(yè)務(wù)優(yōu)先級；4）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，無論以升級現(xiàn)網(wǎng)GSM基站支持GN雙模還是新建NB-IoT基站，都需要承載S1電路，因此對PTN網(wǎng)絡(luò)中L2/L3橋接層設(shè)備會帶來壓力。
3 面向4.5G演進的傳輸PTN網(wǎng)絡(luò)發(fā)展研究
3.1 技術(shù)演進
（1）超100 G大容量接口
到4.5G階段，核心匯聚層仍采用100GE接口將顯得捉襟見肘，超100 G的大容量接口勢在必行。涉及超100G標準制定的主要組織包括有ITU-T SG15、IEEE802.3和OIF。
ITU-T SG15的工作組進行了超100 G物理層和光傳送網(wǎng)邏輯層的標準化工作，完成了對超100 G的幀結(jié)構(gòu)、電層和光層開銷、復用層次、故障處理等的定義，接下來會根據(jù)IEEE 400GE標準的進展，對B100G OTN客戶信號映射和物理接口等相關(guān)內(nèi)容進行完善，預計將在2016年中或下半年相關(guān)標準。
IEEE的802.3工作組如上所述承擔著400GE的標準化工作，目前在系統(tǒng)架構(gòu)、邏輯接口、電接口和光接口方面已達成多項成果，預計會在2017年標準。
OIF則在2016年3月了FlexE標準，其思路是采用綁定多個Ethernet PHY（目前主要指100GE，后續(xù)400GE標準化后也會支持）從而實現(xiàn)承載MAC速率大于PHY速率的業(yè)務(wù)。
上述幾種大容量接口的技術(shù)在不斷制定與完善中，設(shè)備廠商根據(jù)標準制定和產(chǎn)品架構(gòu)完善或推出相應(yīng)超100 G大容量接口的PTN設(shè)備。
（2）時間同步
為滿足今后的超高精度時間同步需求，需要由傳輸PTN來實現(xiàn)超高精度的時間同步功能。目前采用1588v2時間同步，預計未來會在此基礎(chǔ)上，采用超高精度的時間同步服務(wù)器以及增強算法，借助OTDR對1588同步方案進行改進以實現(xiàn)時間同步。
（3）下一代前傳接口
3G和4G時代的BBU與RRU采用的固定速率前傳接口CPRI是一種基于TDM協(xié)議的接口，即使在沒有業(yè)務(wù)負載的情況下仍會傳輸數(shù)據(jù)流，傳輸效率不高但對承載帶寬要求極高。為提高傳輸效率，更好地支持無線網(wǎng)絡(luò)向4.5G/5G系統(tǒng)演進，BBU和RRU的功能需要重新定義，設(shè)計一個基于分組傳輸技術(shù)的BBU和RRU接口，即NGFI（Next Generation Fronthaul Interface，下一代前傳接口）。
NGFI重新定義了BBU和RRU的功能，將部分BBU處理功能移至RRU上，進而導致BBU和RRU的形態(tài)產(chǎn)生改變，重構(gòu)后分別定義名稱為RCC（Radio Cloud Center，無線云中心）和RRS（Radio Remote System，射頻拉遠系統(tǒng)）；基于分組交換協(xié)議將前端傳輸由點對點的接口重新定義為點對多點的前端傳輸網(wǎng)絡(luò)。
NGFI的劃分有多個不同方案，位置最高的劃分對傳輸帶寬要求最低，上下行都在100 Mbps的級別，時延為1 ms級要求也不高，可采用PTN來承載前傳接口；位置最低的劃分對傳輸帶寬要求最高，上下行在10 Gbps的級別，時延為0.1 ms級，需采用WDM PON（Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network，波分復用型無源光網(wǎng)絡(luò)）等技術(shù)來承載前傳接口。
（4）PTN技術(shù)的發(fā)展
面向4.5G的演進，對PTN的高帶寬承載能力和靈活調(diào)度能力都提出了較高的要求。PTN向著超100 G的端口和槽位能力演進，同時，PTN技術(shù)也向著SPTN（Software Packet Transport Network，智能分組交換網(wǎng)絡(luò)）的方向發(fā)展。
SPTN是將SDN網(wǎng)絡(luò)控制與PTN轉(zhuǎn)發(fā)面結(jié)合的技術(shù)，可實現(xiàn)集中化智能控制、網(wǎng)絡(luò)可編程與PTN高效多業(yè)務(wù)傳送能力、端到端OAM（Operation Administration and Maintenance，操作維護管理）和電信級高可靠性的結(jié)合等，提升了PTN網(wǎng)絡(luò)的資源利用率和開放性，更好地滿足了專線和移動回傳業(yè)務(wù)的承載需求。目前SPTN已形成包括整體架構(gòu)在內(nèi)的一系列規(guī)范，若干城域傳輸網(wǎng)在以專線業(yè)務(wù)為切入點進行試點并促進跨廠家的互通。今后隨著SPTN在城域網(wǎng)中應(yīng)用的擴大，對4.5G乃至5G網(wǎng)絡(luò)以用戶為中心的架構(gòu)能提供更好地支撐。
3.2 城域傳輸網(wǎng)PTN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進與發(fā)展的探討
（1）城域傳輸網(wǎng)內(nèi)帶寬測算
每基站上行平均帶寬按600 M考慮（4載波，并考慮未來頻譜效率的提升），每接入環(huán)6個節(jié)點，接入環(huán)帶寬不收斂，每節(jié)點帶基站數(shù)目2個，則接入環(huán)帶寬約為7 G，接入層設(shè)備需考慮10GE環(huán)或10GE疊加的環(huán)。
對于匯聚層，假定一個匯聚環(huán)帶150個節(jié)點，并考慮4：3的收斂，上行帶寬按80%考慮，則匯聚層帶寬約為108 G的帶寬，匯聚層設(shè)備需采用疊加100GE或組400GE的環(huán)。
對于核心層，假定一對L2/L3橋接設(shè)備帶3000個節(jié)點，并考慮4：2的收斂，上行帶寬按80%考慮，則核心層上行帶寬約為1.4 T，核心層需采用大容量設(shè)備。若L2/L3橋接在骨干匯聚點，則每對設(shè)備假定帶6個環(huán)，為900個節(jié)點，并考慮4：2的收斂，上行帶寬按80%考慮，則核心層上行帶寬約為430 G。
（2）城域傳輸網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進探討
4G階段大中型城域傳輸PTN網(wǎng)中L2/L3橋階層設(shè)備往往獨立設(shè)置，構(gòu)成核心層的小三層網(wǎng)絡(luò)，好處是界面清晰，路由規(guī)劃簡單，帶寬規(guī)劃與維護都較容易。但隨著4.5G階段對低時延和帶寬提升的要求，將L2/L3橋接層與骨干匯聚設(shè)備合設(shè)（如圖2所示）擴大三層網(wǎng)絡(luò)將是一個合理的選擇。
城域傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將朝著三層下移、大容量和靈活組網(wǎng)的方向發(fā)展。
核心層以三層網(wǎng)絡(luò)為主，采用6.4 T以上大容量設(shè)備，設(shè)備板卡支持單槽位200 G以上，盡量采用400GE接口。
匯聚層可考慮骨干匯聚和L2/L3合一，減少網(wǎng)絡(luò)層級；可采用口字型組網(wǎng)，與環(huán)網(wǎng)配合進行靈活調(diào)度；熱點區(qū)域應(yīng)以大容量設(shè)備疊加擴容，新建組200GE或400GE環(huán)，并能支持大端口擴容。
接入層可仍以環(huán)網(wǎng)形式接入，帶寬支持單環(huán)10GE或單環(huán)疊加20GE。
4 結(jié)束語
本文介紹了4G向4.5G演進中架構(gòu)、空口、終端方面的變化帶來的容量、連接、時延敏感度等特性的大幅提升，分析了4.5G發(fā)展對傳輸網(wǎng)絡(luò)的需求集中于基站高帶寬需求、站間協(xié)同需求以及物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求等。通過帶寬測算、對比和歸納總結(jié)等方法，文章對城域傳輸網(wǎng)內(nèi)帶寬進行了測算，分析了超100 G大容量接口、高精度時間同步、NGFI、SPTN等技術(shù)的發(fā)展與演進，并著重探討了面向4.5G演進的城域傳輸PTN網(wǎng)絡(luò)會逐步下沉三層設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)朝著三層下移、大容量和靈活組網(wǎng)的方向發(fā)展以及城域傳輸網(wǎng)核心層、匯聚層、接入層的演進發(fā)展情況等，以滿足4.5G乃至更長遠的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需要。
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1.機床工藝設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
結(jié)合機床裝備工藝設(shè)計需求和網(wǎng)絡(luò)化制造的發(fā)展趨勢，構(gòu)建了SOA架構(gòu)（Service-orientedarchitecture,面向服務(wù)架構(gòu)）的機床網(wǎng)絡(luò)化制造工藝設(shè)計平臺體系結(jié)構(gòu)，由支撐層、標準協(xié)議層、中間件層、基本服務(wù)層、領(lǐng)域服務(wù)層、應(yīng)用層等組成。
2.機床網(wǎng)絡(luò)化制造平臺的概念體系
機床網(wǎng)絡(luò)化制造平臺的具體功能包括網(wǎng)絡(luò)化制造資源管理，該模塊在制造資源本體模型的基礎(chǔ)上，為外協(xié)企業(yè)提供制造資源的注冊、檢索、分類、更新等功能；網(wǎng)絡(luò)化制造工藝任務(wù)分解，在分析零件制造特征的基礎(chǔ)上，在時序和裝配特征的約束下，對工藝設(shè)計任務(wù)進行分解，為企業(yè)選擇和資源匹配提供支持；網(wǎng)絡(luò)化制造工藝管理是平臺的核心功能模塊，包括工藝設(shè)計任務(wù)管理、工藝知識管理、典型工藝管理、網(wǎng)絡(luò)化工藝優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)化工藝審批等；網(wǎng)絡(luò)化制造成員企業(yè)選擇；系統(tǒng)管理；網(wǎng)絡(luò)化制造過程協(xié)調(diào)與管理。
二、機床裝備網(wǎng)絡(luò)化制造工藝設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)典型界面
1.機床產(chǎn)品零件信息本體建模模塊
傳統(tǒng)查詢方式采用基于語法的查詢，如關(guān)鍵字的匹配，這樣無法在語義層對同義詞、上下位概念進行檢索，無法保證查準率和查全率，使用本體可以實現(xiàn)多層次檢索。
2.機床網(wǎng)絡(luò)化制造P-P-R管理模塊
網(wǎng)絡(luò)化制造任務(wù)管理模塊提供對制造任務(wù)的定義、分解、編輯、撤銷等操作。任務(wù)定義界面，對任務(wù)基本信息進行描述，根據(jù)任務(wù)約束對制造資源進行檢索。
3.機床網(wǎng)絡(luò)化制造資源信息表達模塊
（1）網(wǎng)絡(luò)化制造資源管理主要提供企業(yè)整體信息的錄入、查看。其外協(xié)采用企業(yè)樹形式，分別按行業(yè)和企業(yè)性質(zhì)進行分類，針對樹中每一個企業(yè)節(jié)點顯示相對應(yīng)的企業(yè)基本信息，當需要瀏覽該企業(yè)的制造資源詳細信息時，則轉(zhuǎn)到企業(yè)資源管理模塊，以列表形式列出企業(yè)具有的制造資源信息及資源的主要技術(shù)參數(shù)，從而了解該企業(yè)制造資源的制造能力信息。（2）網(wǎng)絡(luò)化制造資源的發(fā)現(xiàn)制造資源發(fā)現(xiàn)功能模塊，通過制造任務(wù)的特征屬性和制造資源的制造能力相匹配實現(xiàn)制造資源的發(fā)現(xiàn)。（3）制造企業(yè)評價根據(jù)企業(yè)目標設(shè)計一級評價指標和二級評價指標，采用五級分制為制造企業(yè)打分。
4.機床網(wǎng)絡(luò)化制造工藝匹配優(yōu)化模塊
網(wǎng)絡(luò)化制造工藝匹配優(yōu)化模塊的功能菜單包括網(wǎng)絡(luò)化工藝規(guī)劃、工藝標準化和工藝更改三部分。
5.機床網(wǎng)絡(luò)化制造工藝流程重組模塊
計劃人員通過工藝流程管理模塊完成工藝審核流程的定義工作。首先，工作流管理系統(tǒng)流程設(shè)計人員登錄工作流管理系統(tǒng)，通過“工作流模型”為機床立柱加工工藝過程建立模型，完成工藝審核過程的建立和節(jié)點屬性的定義等工作；再次，將各個活動與相關(guān)管理人員進行綁定，并賦予管理人員相應(yīng)權(quán)限，保證流程管理過程數(shù)據(jù)安全，降低操作人員的出錯概率。
三、結(jié)語
Abstract: Telecommunications network(NGN) relates to IP technology, multimedia technology, transfer technology and other fields. This paper first introduces the definition of NGN, and introduces systematically the basic principles, architectures, protocol standards of NGN that supports the evolution of telecommunication networks, finally compares SIP and H.323 protocols.
關(guān)鍵詞: 電信;網(wǎng)絡(luò);NGN技術(shù);應(yīng)用;探討
Key words: telecommunications;network;NGN technologies;application;discussion
中圖分類號:TN91文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)28-0144-02
0引言
目前,由制造廠商和運營商聯(lián)合發(fā)起成立了全球性的“國際軟交集團”(ISC-International Soft-switch Consortium)論壇性組織,積極推行軟交換技術(shù)及其應(yīng)用。ISC己有150多個成員,包容了各國主要電信設(shè)備制造商、電信運營商和計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商,軟交換已成為電信網(wǎng)向IP分組網(wǎng)演進的最為重要的技術(shù)。NGN是“下一代網(wǎng)絡(luò)(NextGenera tionNetwork)”的縮寫。國內(nèi)通常把NGN與軟交換等同起來,但NGN真正包含的內(nèi)容非常廣泛,它是以軟交換核心,能夠提供話音、視頻、數(shù)據(jù)等多媒體綜合業(yè)務(wù),采用開放、標準體系結(jié)構(gòu),能夠提供豐富業(yè)務(wù)的下一代網(wǎng)絡(luò)。
1NGN技術(shù)簡介
1.1 NGN的定義:工TU-T和ETSI認為,有關(guān)NGN應(yīng)研究以下關(guān)鍵的技術(shù)領(lǐng)域:
1.1.1 體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議研究確定NGN體系和參考模型;研究NGN的協(xié)議分層體系,以體現(xiàn)NGN業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)分離的特性;研究基于GM P咚的控制和協(xié)議體系;研究光VPN的體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議;考慮使用通用的參考模型來標示運營商內(nèi)或運營商間支持NGN所需要的通信流程:定義與傳統(tǒng)終端所需要的互通功能:定義BICC協(xié)議用于中繼層面;確定跨越異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)如何支持端到端業(yè)務(wù)、呼叫控制和用戶移動性。根據(jù)終端軟件升級機制和版本協(xié)商等因素定義NGN類終端的功能。
1.1.2 網(wǎng)絡(luò)控制和端到端的QoS研究和定義QoS業(yè)務(wù)量工程要求:研究基于GMPLS/以太網(wǎng)傳送的OAM和鏈路控制協(xié)議;完成用于話音的端到端QoS等級,研究用于端到端多媒體業(yè)務(wù)QoS的等級要求及其各自媒體組件的QoS等級要求;研究如何使用網(wǎng)絡(luò)低層的QoS機制獲得高層QoS;研究運營商間網(wǎng)絡(luò)低層QoS控制機制;研究QoS的端用戶規(guī)則;研究傳輸網(wǎng)規(guī)模對QoS的影響和接入網(wǎng)上傳輸呼叫對QoS的影響等。
1.1.3 業(yè)務(wù)平臺定義API和因素的業(yè)務(wù)要求和業(yè)務(wù)控制體系:完善跨越多網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)互聯(lián)和用戶漫游所需要的業(yè)務(wù)支撐和提供機制;開發(fā)支持用戶控制和客戶化業(yè)務(wù)的機制,研究用戶移動性的業(yè)務(wù)平臺的影響等。
1.1.4 網(wǎng)絡(luò)管理實現(xiàn)NGN的一個重要條件是必須有一個適當?shù)木W(wǎng)絡(luò)管理解決方案,由于NGN是基于開放式接口并且允許不同種類的業(yè)務(wù)進入一個網(wǎng)絡(luò)的,網(wǎng)絡(luò)管理必須在多廠商和多業(yè)務(wù)的環(huán)境下進行,因此有必要定義適用于NGN要求的基本網(wǎng)絡(luò)管理業(yè)務(wù)和接口(故障管理、性能管理、用戶管理、計費管理、業(yè)務(wù)量和路由管理等):研究光網(wǎng)絡(luò)的FCAPS(故障、配置、計費、性能、業(yè)務(wù))模型;完善核心網(wǎng)絡(luò)管理的體系等。
1.1.5 網(wǎng)絡(luò)安全NGN的一個特點是開放式接口增多,安全性方面的風險也相應(yīng)增大,因此有必要開發(fā)NGN的安全性體系和操作安全性導則;開發(fā)NGN所需的特定安全性協(xié)議、API和工具,例如加密、信息摘要和數(shù)字簽名等。
1.2 NGN的優(yōu)勢
1.2.1 組網(wǎng)的優(yōu)勢NGN的分層組網(wǎng)特點,使得運營商幾乎不用考慮到過多的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃,僅需根據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展情況,來考慮各接入節(jié)點的部署。在組大網(wǎng)上,無論是容量,維護的方便程度,以及組網(wǎng)效率,NGN同PSTN相比也有明顯的優(yōu)勢。
1.2.2 電信級的硬件平臺NGN的業(yè)務(wù)處理部分工作在通用的電信級的硬件平臺上,運營商可以通過采購性能更優(yōu)越的硬件平臺,來獲得處理能力的提高。同樣,在這個平臺上,摩爾定律所帶來的處理性能的持續(xù)增長,也將使整個通訊產(chǎn)業(yè)獲益。
1.2.3 運營商的選擇電信運營商能通過NGN構(gòu)筑一個統(tǒng)一的,高效的,低成本,提供綜合業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。此外,推動運營商考慮建設(shè)NGN的原因還有。
1.2.4 成本的考慮正在逐步市場化的電信運營商,也正在以市場化的成本模型來核算網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營的效益。成本的降低,意味著收益的增加。因此,新技術(shù)的采用,首先考慮的就是對運營商運營成本的影響。NGN技術(shù)的出現(xiàn),對運營商主要的吸引力也是對運營成本的降低。目前的電信行業(yè)正在市場和技術(shù)的驅(qū)動下逐漸向NGN演進,NGN是當前電信網(wǎng)的未來。
2NGN關(guān)鍵技術(shù)研究
2.1 軟交換
關(guān)鍵詞：園區(qū)網(wǎng)；規(guī)劃設(shè)計；項目實施；
中圖分類號：TP393.02 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-01-00-01
根據(jù)實際企業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計，采用工程化設(shè)計方法、層次化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計模型，遵循最新版專業(yè)技術(shù)規(guī)范，以期規(guī)劃設(shè)計出使用新技術(shù)的、快速安全的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。本文以某某鋁業(yè)集團天津公司新建企業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)項目為背景，論述園區(qū)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計的過程及項目的實施。
一、園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計
園區(qū)網(wǎng)設(shè)計采用層次化模式，通過允許網(wǎng)絡(luò)滿足日益發(fā)展的業(yè)務(wù)需求的可擴展“組件”來設(shè)計模塊化拓撲。模塊化設(shè)計允許設(shè)計者通過推行確定性的流量模式來輕松擴展、了解并排除網(wǎng)絡(luò)故障。
（一）園區(qū)網(wǎng)設(shè)計過程
園區(qū)網(wǎng)的設(shè)計過程伴隨著網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的生命周期。由于應(yīng)用系統(tǒng)的不斷更新，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也需要不斷的重復的設(shè)計、實施和維護。這是一個循環(huán)迭代的過程。“網(wǎng)絡(luò)生命周期的迭代模型的核心思想是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用驅(qū)動理論和成本評價機制”。經(jīng)過一輪迭代，滿足用戶需求；而當再利用成本大于新建成本，就該舍棄迭代升級，報廢當前系統(tǒng)，新建一個新一代的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。依據(jù)迭代周期劃分方式，將網(wǎng)絡(luò)設(shè)計過程劃分為五個階段：
1、需求規(guī)范。即需求分析，緊密聯(lián)系客戶與用戶方的實際需求。從實際需求入手，最后著陸在需求上。適合用戶使用，能夠讓用戶滿意的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)才是最好的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。
2、通信規(guī)范。即通信規(guī)范分析，包括現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)體系分析。
3、邏輯網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。確定網(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu)。
4、物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。確定網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)。
5、實施與運維。采用項目管理方法論，有計劃有步驟的推進網(wǎng)絡(luò)設(shè)計實施，做到網(wǎng)絡(luò)邊界清晰，質(zhì)量、成本、進度有效結(jié)合，使建設(shè)者和承建方均收到滿意效果。
（二）園區(qū)網(wǎng)絡(luò)需求分析
網(wǎng)絡(luò)需求分析是網(wǎng)絡(luò)開發(fā)和建設(shè)過程的起始階段，應(yīng)該明確客戶和用戶方所需的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和性能。在需求分析過程中，需要注意以下幾個方面的要求：（1）業(yè)務(wù)需求；（2）用戶需求；（3）應(yīng)用需求；（4）計算機平臺需求；（5）網(wǎng)絡(luò)需求。
（三）邏輯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行邏輯抽象，描述網(wǎng)絡(luò)中主要連接設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)計算機節(jié)點分布而形成的網(wǎng)絡(luò)主體框架，一般采用網(wǎng)絡(luò)拓撲圖的形式描述出來。考慮本案中網(wǎng)絡(luò)需求，采用層次化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計模型，以實現(xiàn)按層次設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并對不同層次賦予特定的功能，為不同層次選擇正確的設(shè)備和系統(tǒng)。層次化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計模型已成為位于網(wǎng)絡(luò)主流的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)典模型，而層次化模型中最為經(jīng)典的是包括核心層、匯聚層、和接入層的三層網(wǎng)絡(luò)層次化模型。
二、園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的項目實施
某某鋁業(yè)集團天津公司園區(qū)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計方案設(shè)計完成后，建設(shè)方和承建方會商，并聘請權(quán)威專家共同評審和論證，經(jīng)主管領(lǐng)導審批通過，該項目隨即進入工程實施階段。工程實施分三部分：（1）園區(qū)綜合布線；（2）中心機房、二級機房及各配線間建設(shè)；（3）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、預配置、上架安裝、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。建設(shè)方與承建方雙方簽訂工程施工合同，成立工程領(lǐng)導小組和項目經(jīng)理部，明確劃分工作界面，制定項目管理計劃，指導和管理項目執(zhí)行，監(jiān)督和控制項目工作，控制變更，項目收尾管理。
（一）制定項目管理計劃
制定項目管理計劃過程包括定義、準備、集成和協(xié)調(diào)所有子計劃以形成項目管理計劃所必要的所有行動。項目管理計劃定義了項目如何執(zhí)行、監(jiān)督和控制，并通過整體變更控制過程進行更新和修訂，包括范圍、進度、成本、質(zhì)量、人員、溝通和采購等子計劃。在項目執(zhí)行的全過程中，要識別風險，執(zhí)行風險管理與控制。
（一）指導和管理項目執(zhí)行
1、現(xiàn)場勘測。確定系統(tǒng)機房位置、朝向、面積，設(shè)備間位置，各工作站物理擺位，建筑結(jié)構(gòu)；確定距子系統(tǒng)最近的端口和線纜距離，建筑物周圍環(huán)境。
2、訂貨和采購。依據(jù)采購管理計劃，通過招標或競爭性談判選擇商，簽訂訂貨合同，發(fā)出訂貨單，跟蹤采購狀態(tài)。
3、制定施工組織設(shè)計和施工方案。整理現(xiàn)場，展開工作作業(yè)面，合理有序推進施工工作。制定文明施工安全施工措施，制定現(xiàn)場管理制度。
4、IP地址規(guī)劃，VLAN規(guī)劃。以通過專家評審的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計方案為藍本，進行IP地址規(guī)劃和VLAN規(guī)劃。
5、設(shè)備安裝及設(shè)置。設(shè)備進場拆箱前檢驗，開箱點收，加電測試，預配置，設(shè)備上架安裝、連接和設(shè)置。建立系統(tǒng)運行平臺。
6、施工作業(yè)交付物的自檢。
（一）整體變更控制
整體變更控制過程在整個項目過程中貫徹始終，并且應(yīng)用于項目的各個階段。成立由高層領(lǐng)導領(lǐng)銜的變更控制委員會，每項變更必須書面申請，經(jīng)變更控制委員會審核，給出接受或拒絕意見，執(zhí)行并跟蹤控制變更。
（一）項目收尾
1、管理收尾。（1）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)試運行。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)經(jīng)4周試運行（運行各種典型應(yīng)用，測試和記錄系統(tǒng)運行狀況，調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)），未出現(xiàn)設(shè)備故障或連接錯誤后，完成系統(tǒng)試運行。（2）工程驗收。工程驗收和工程文檔歸檔，含網(wǎng)絡(luò)藍圖、網(wǎng)絡(luò)連接圖、機器配置文檔、應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)置、使用手冊、測試和試運行報告等。（3）培訓。在系統(tǒng)試運行期間，承建方向建設(shè)方移交之前，要對建設(shè)方系統(tǒng)管理人員和用戶代表進行培訓，培訓期一般不少于2周，包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測，秘鑰管理，數(shù)據(jù)更新與備份，機房配套設(shè)施及布線線纜日常巡檢與維護，應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理維護的培訓。
2、合同收尾
工程結(jié)束，工程尾款催收，進行整體移交，進入日常運營。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進入管理與運維周期。
參考文獻：
【關(guān)鍵詞】 IPRAN技術(shù) 優(yōu)劣 應(yīng)用前景
近幾年，移動通信以及移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展速度非常快，業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型、變革，對承載網(wǎng)有很高的需求，實現(xiàn)移動網(wǎng)絡(luò)的多樣化。移動網(wǎng)絡(luò)中，逐步引入IPRAN技術(shù)，綜合分析此類技術(shù)的優(yōu)劣，同時分析IPRAN技術(shù)的應(yīng)用前景，以此來提高IPRAN技術(shù)的有效性，提高其在移動網(wǎng)絡(luò)中的作用。
一、IPRAN技術(shù)分析
IPRAN技術(shù)經(jīng)常出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，與IP地址類似，是指互聯(lián)網(wǎng)的一類協(xié)議，或者可以表示為虛擬移動網(wǎng)絡(luò)中的地址代號。IPRA技術(shù)來源于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，為人們提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)方式，IPRAN技術(shù)在移動網(wǎng)絡(luò)中，是一種能夠?qū)崿F(xiàn)移動網(wǎng)絡(luò)資源回傳的技術(shù)，匯聚到城域網(wǎng)、IP城域網(wǎng)內(nèi)，實現(xiàn)了移動網(wǎng)絡(luò)的匯集，IPRAN技術(shù)，增強了移動網(wǎng)絡(luò)的能力，尤其是接入層、核心層方面，體現(xiàn)出了IPRAN技術(shù)的重要性。
目前，在移動網(wǎng)絡(luò)的定義下，IPRAN技術(shù)可以表述為無線接入網(wǎng)IP化，一方面順應(yīng)移動網(wǎng)絡(luò)中原有的IP服務(wù)，另一方面構(gòu)建新型的電信移動網(wǎng)絡(luò)承載運營方式，保障業(yè)務(wù)的承載能力，提供超高的寬帶服務(wù)能力，便于提高移動網(wǎng)絡(luò)的工作效率[1]。IPRAN技術(shù)逐漸走向成熟，運用交換機、路由器等設(shè)備，加強IPRAN的互通力度，在實際應(yīng)用中，表現(xiàn)出可挖掘的技術(shù)特點。
二、IPRAN技術(shù)的優(yōu)劣
1、優(yōu)點。IPRAN技術(shù)的優(yōu)點很明顯，其可簡單匯總為4個方面。根據(jù)IPRAN技術(shù)在移動網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，分析IPRAN技術(shù)的優(yōu)點，如：（1）IPRAN技術(shù)具有多業(yè)務(wù)承載、多進程、多分區(qū)的技術(shù)優(yōu)勢，其可對現(xiàn)行的移動網(wǎng)絡(luò)進行承載，如TDM業(yè)務(wù)、以太網(wǎng)、LTE業(yè)務(wù)等，為各種移動業(yè)務(wù)提供承載的平臺，能夠統(tǒng)一協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)資源，提高移動網(wǎng)絡(luò)的運行水平；（2）IPRAN技術(shù)的IP構(gòu)架相同，是在IP/MPLS三層動態(tài)技術(shù)上發(fā)展而來的，利用IGP以及IGPFC技術(shù)，完善組網(wǎng)的運行，促使寬帶具備多樣化的路徑；（3）IPRAN技術(shù)的質(zhì)量較強，能夠根據(jù)移動網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議標準，分層定義業(yè)務(wù)的執(zhí)行標準，對不同的業(yè)務(wù)，提供不同的業(yè)務(wù)保障方式，提高移動業(yè)務(wù)的承載質(zhì)量；（4）IPRAN技術(shù)的業(yè)務(wù)通道數(shù)量很大，保障業(yè)務(wù)通道配置的可靠性，可實現(xiàn)業(yè)務(wù)的自動化調(diào)節(jié)。
2、劣勢。IPRAN技術(shù)雖然優(yōu)點明顯，但是也存在一些劣勢問題，表現(xiàn)在IPRAN技術(shù)的應(yīng)用中[2]。重點規(guī)劃IPRAN技術(shù)的劣勢，如：（1）IPRAN技術(shù)在維護保養(yǎng)方面，面臨著非常大的任務(wù)量，此類技術(shù)中的業(yè)務(wù)路由不是透明的，在配置上很復雜，特別是與GUI技術(shù)相比較，就會表現(xiàn)出復雜的配置，增加了IPRAN技術(shù)故障檢測的壓力，進而降低了技術(shù)維護的水平；（2）IPRAN技術(shù)和PTN技術(shù)相比，在技術(shù)測試、試驗方面，稍弱，不能滿足業(yè)務(wù)的基本需求，在網(wǎng)絡(luò)的自愈保護方面，表現(xiàn)出缺陷；（3）IPRAN技術(shù)建設(shè)成本消耗較大，雖然網(wǎng)絡(luò)部署多，規(guī)劃簡單，實際上涉及到業(yè)務(wù)IP、互聯(lián)IP等，站在綜合的角度上，IPRAN需要的建設(shè)成本非常高，成為制約其進步的一項因素。
三、IPRAN技術(shù)的發(fā)展前景
IPRAN技術(shù)在我國的應(yīng)用狀態(tài)，朝向多業(yè)務(wù)融合的方向發(fā)展，電信運營商已經(jīng)熟悉了IPRAN技術(shù)的應(yīng)用，規(guī)劃了此類技術(shù)的發(fā)展目標[3]。電信、聯(lián)通運營商，采用的是IPRAN技術(shù)，移動業(yè)務(wù)中，是IPRAN技術(shù)與PTN混合，基本以PTN技術(shù)為主。我國不斷建設(shè)IPRAN技術(shù)，規(guī)劃了多個試點城市，我國將積極構(gòu)建IPRAN移動承載網(wǎng)絡(luò)，致力于推進其朝向綜合化的方向發(fā)展。根據(jù)IPRAN技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析此類技術(shù)的發(fā)展前景。IPRAN技術(shù)在未來建設(shè)中，采用多業(yè)務(wù)的模式，全面滿足移動業(yè)務(wù)的發(fā)展，促使運營商能夠放棄原有的技術(shù)模式。IPRAN技術(shù)中，提倡高價值、多業(yè)務(wù)的應(yīng)用，保證承載網(wǎng)具備可擴展的特性，將綜合承載網(wǎng)作為IPRAN技術(shù)的發(fā)展目標。IPRAN技術(shù)在未來，必須成熟的承載4G業(yè)務(wù)、視頻傳輸?shù)龋ＷC技術(shù)運行的靈活性，IPRAN中，按照不同的業(yè)務(wù)，提供不同級別的發(fā)送方式，注重IPRAN技術(shù)的級別建設(shè)[4]。IPRAN技術(shù)的優(yōu)點和缺陷較為明顯，其在未來中，維護保養(yǎng)方面，提出了可視化管理的建議，以此來提高運營維護的管理水平，充分發(fā)揮IPRAN技術(shù)的優(yōu)勢，規(guī)避存在的缺陷，改善IPRAN技術(shù)的劣勢，促進IPRAN技術(shù)的發(fā)展，保障此項技術(shù)具有足夠的競爭力，拓寬IPRAN技術(shù)在移動網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)服務(wù)范圍。
結(jié)束語：IPRAN技術(shù)改善了移動網(wǎng)絡(luò)的運行環(huán)境，完善移動互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成，根據(jù)IPRAN技術(shù)的優(yōu)劣特點，規(guī)劃期在未來的發(fā)展前景，用于提高移油絡(luò)的運行水平。IPRAN技術(shù)為移動網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)提供了諸多支持，逐漸成為移動互聯(lián)網(wǎng)的首選承載網(wǎng)，保障電信運營商的科學性和可靠性。
參 考 文 獻
[1]黃永紅.試論IPRAN技術(shù)與應(yīng)用[J].中國新通信，2015，02：124.
[2]王立新.IPRAN技術(shù)的優(yōu)劣與應(yīng)用前景初探[J].科學中國人，2014，14：36.
