时间:2023-03-15 15:00:20
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇机电技术管理论文,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!

1节电技术
节电技术主要针对的电力设备,主要包括:(1)根据电机使用要求的不同,选择合理、高效率的容量和类型,并利用先进的控制设备及调速方式,如,常用的变频技术。(2)照明设施使用高效的照明装置及线路,选用合适的照度。(3)参考符合的特性,为减小变压器的电耗,需对其的容量、工作模式及台数进行正确的选择。另外,变压器的负载率小于30%,要及时的更换。(4)针对电动设备(如,泵、风机等)提高用电效率时,需选择合适的类型、运行方式和容量等。
2节电措施
(1)使用具有节能特性的新产品,提高并保证系统运转的效率。生产设备(如,泵、风机等)和运行的设备(如,变压器、电机等)都是消耗电能的直接对象,它们消耗电能的程度直接与运行性能的好坏紧密相关。随着科技的快速发展,旧的生产设备的性能必然落后,设备的磨损导致性能的降低。故,通过节电技术改造设备的性能是十分有必要的。(2)对用电设备进行改造或更新,由于生产设备和运行设备一般对电能的消耗比较多,分析它们电能消耗和有效消耗之间的关系,找出耗电的主要环节,从而制定出合理的节点措施,在提高它们的运行效率的同时,降低电能的损耗。(3)利用具有低耗能、高效率的新工艺,降低产品的耗电量,并推行具有节能特性的新技术。新工艺和新技术的结合运用必然会使电能的消耗量降低。(4)使用经济管理电力设备的方式,使电能消耗和设备运行成本得到最大可能的降低。
3新能源在电力设施中的应用
新能源的开发和利用,对电力的使用很大的影响:①新能源发电(如,太阳能、风能、地热等发电)可以提高电力的容量,保证社会的稳定持续发展,如太阳能、风能在照明设备中的应用。②与电力的结合使用:以烧水系统为例,直接用电烧水,电力消耗过大,可以利用太阳能将水加热到一定温度,再利用电能继续加热,这样也可以直接减少电能消耗量。
二小结
当前,电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。在不远的将来,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用,实现高效率和高品质用电相结合。
1.电力电子技术的发展
现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。
1.1整流器时代
大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。
1.2逆变器时代
七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。
1.3变频器时代
进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。
2.现代电力电子的应用领域
2.1计算机高效率绿色电源
近十几年以来,现代化电视采、编、播技术领域掀起了一场具有划时代意义的数字化革命,数字技术给电视行业带来的不仅仅是新的技术与新的设备,随着计算机技术在电视行业里的渗进,专业电视制作设备的更新换代周期也将越来越短,电视节目制作的手段、模式甚至是工作流程都将发生根本性的转变。作为电视技术的最终使用者与受益者,电视技术人员在面对各大公司强大的宣传攻势和各种各具特点、各有所长的新技术、新设备时,必须掌握主动地位,不断地捕捉最新的电视制作技术的发展动态,广泛地比较各种电视设备的性能优劣、价格高低,深入的了解新技术的原理与应用情况,为将来的发展掌握第一手资料。这种新的形势就为开展专业电视技术的科技情报工作提出了不同于以往的更多要求。
二、科技情报工作的步署与实施
开展电视技术科技情报工作是一种提高业务能力、把握专业领域最新技术,开拓视野的有效途径,其主要目的是随时跟踪新技术、新设备的发展动态,提供有价值的参考和技术依据。整个科技情报工作共分三个方面:收集、管理和情报的分析、研究与提供。
1.收集
范围以现代电视技术为中心、相关视听技术为周边,以数字为主模拟为辅的现代电视采编制作的技术文献、视听产品等。主要类型包括:技术说明、产品说明、产品操作手册、技术标准、产品宣传品、相关科技工具书、技术期刊、技术会议文献、技术论文以及光盘录像资料等。主要内容包括音频、视频、计算机技术三个部分。
方法根据技术工作情况,收集方法可采用以下几种方式:
随机资料这部分资料是随着买进的设备一起附送的,既各种已引进设备的说明书、操作手册及附本等。
订购主要是通过每年的邮局期刊预订或汇款邮购工作,收集电视技术专业期刊、会议论文文献及各种标准等。
索要通过与厂家联系,直接索要某一产品的详细资料。
网络下载定期上网搜索,访问各个电视技术网站,下载、收集电视技术领域最新的科技发展动态。
现场收集主要是通过参加各种产品展示会、技术交流会,较为集中地收集某一技术领域最新、具有发展性、趋势性的技术资料及介绍。
2.管理
由于收集工作是在专业范围内开展,规模不大,其管理、检索方法可沿用简单的图书管理系统,大概分五个部分:
验收盖章每份收集来的资料都必须验收盖章,作为单位财产的标志。
登录每份资料都必须在入藏前登录,包括时间、来源、类型、价格、出版单位等。统计按入藏时间为序,统计所得的报表结果即是技术资料财产清单,可以作为转手、交接的凭据。
分类(编目、排架)根据电视工作的实际情况,可将所有资料分为音频、视频和计算机三大领域,每一领域又可分为不同的种类:1、设备说明书及副本2、技术性期刊3、图书4、工具书5、系统图6、技术论文7、行业标准8、产品宣传材料9、音像资料等。
建立查询系统根据分类,及时地为每一份资料都制作一份独一无二的检索卡。合理科学组织、管理检索卡,建立简易方便的查询方式。
保管科技情报工作应由专人负责管理,其它人员也应严格遵守借阅制度。科技情报人员应负责技术资料的整理、分类、清点工作。
3.情报的分析、研究与提供
这项工作主要有三个部分:定期总结、专题服务与资料提供。
定期总结报告以一年或半年为一终结周期,以简单报表的形式概括整个电视技术的发展的最新动态,并预计其发展趋势。
专题服务根据领导的决策需要或工作中的咨询需要,针对某个特定的专题或领域进行一定时期、一定范围内的归纳、分析与终结。
为技术人员提供完善的资料查询系统。
三、我台科技情报工作工作的开展
我台的科技情报站是根据技术工作的实际需要,经台监委会审批之后,在原有由台资料室转交的部分技术期刊的基础上,于1999年3月份建立的。科技情报站由技术部专人管理,1999年全年共计收集各种技术资料、期刊、工具书达400多册。2000年,又根据电视技术的发展趋势与特点以及大家的反馈意见,更改了部分的技术期刊的征订,增订了一批更加符合专业业务需求的专业技术期刊。经过一年多的努力,我们共收集了500多份技术资料,其中包括设备技术说明书128册、技术期刊19种200多册,和部分专业论文、系统图和业务交流录像带等,内容涉及视音频工程、计算机视频技术、网络技术、电子维修和艺术灯光等。
(一)关于科技情报的收集方面,我台主要将其分为了三个方面来考虑:主管部门颁布的技术规范标准、厂家提供的技术支持和用户方进行的技术交流。收集工作的具体开展如下表:
(二)在管理上,我台科技情报站采取了现代化微机管理、查询系统,每册书刊在我频道的内部办公网络上都具有唯一的登记号,并保存有著者、出版社、价格、出版年月、摘要以及备份等检索信息,极大的提高了工作效率,方便了技术人员的资料查询。
验收盖章每份资料都加盖有“都市频道科技情报站”字样,将技术资料与其他节目资料区分开,同时作为单位财产的标志。
登录每份资料都以唯一的9位数字登录号登录在办公网络上,左4位数为收集年份,右3位数为序列号(与收集前后顺序有关)。同时要在微机中录入收集时间、来源、类型、技术领域、摘要、价格、出版单位等。
分类(编目、排架)资料分为音频、视频和计算机三大领域,每一领域又分9个种类:1、设备说明书及副本2、技术性期刊3、图书4、工具书5、系统图6、技术论文7、行业标准8、产品宣传材料9、音像资料等。其中设备说明书及副本、图书、工具书、系统图、技术论文、行业标准、音像资料保存在闭书库中,技术性期刊和产品宣传材料因数量较大、借阅人次多而保存在开架书库。
建立查询系统利用现有办公网络的检索功能及与每一份资料都唯一对应的电子检索表,只要输入关于所需查询资料的任何一个信息,都可以方便快捷地查询每份资料的内容摘要、备份情况以及借阅情况。电子检索表设计如图一。
保管科技情报站的管理与保管工作必须由专业技术人员来负责。由于电视技术的行业专业性较强,其科技情报工作要求管理人员具有一定的专业知识,以便对资料进行合理的分类与管理,同时对新出的资料进行涵盖内容、技术领域、适阅范围等方面的鉴定,以最终确定它是否适合本科技情报站收藏。非专业技术人员管理技术资料具有一定的难度。
(三)科技情报站的建立为我台创造了一个自觉学习业务、集体交流、集体提高的业务学习环境。科技情报站为我台的日常技术保障、技术人员的自我培训与自我提高、我台系统设备的升级改以及技术交流论文的写作等各方面的工作开展提供了大量的专业资料与信息。以前,我台的设备说明书都由个人自由保管,时间一长资料一多就难免有丢失现象发生。科技情报站建立以后,对所有的技术设备说明书和操作手册进行集中的闭架管理,中英文分开保管,注意保留适当的备份资料,有利的保障了设备维护、新来技术人员对设备熟悉的资料要求。每月在节目制作之余,近20种涉及视频、音频、计算机、灯光等专业技术领域的技术期刊为我台技术人员的业务提高提供了有力的信息跟踪服务和资料选择余地。另外,科技情报站为每年技术人员的论文写作也提供了大部分的资料查询。
四、几个应注意的问题
借阅出入的登记
保留资料的主要目的之一就是为了日后查询,资料的流动性较大,常常是一个人借出库,看完后另一个人又借走,最后却是由第三个人或第四个人来归还。这样就要求资料管理员一定要做好资料的借阅出入登记工作,由谁借出就由谁负责。其它人员也应严格遵守借阅制度。
设备技术资料与普通的技术期刊分开管理
设备技术资料主要是在日常设备维护、设备维修以及系统改造时使用到。普通的技术期刊则主要是为了满足技术人员的自我业务提高和论文写作的需要。二者分开管理十分常必要的。首先是因为他们的重要性不同:设备技术资料往往是一个设备一份资料的独本,丢失后无法补订;而技术期刊是可以日后补订的。其次二者的使用特点也不同:设备技术资料借出是一般是针对于某一种设备,借出量很小;技术期刊的借阅常常是针对某一个问题,借出时常常是几本、几十本,管理起来工作量相对较大。单独保管设备技术资料,可以确保技术保障工作的顺利开展。
摘要的重要性
摘要是利用电脑网络检索最常用的方法之一,前期资料的摘要录入工作是非常重要的。特别是技术期刊,每月都有20多本期刊新到,每一本期刊至少刊登十几篇技术文章,在摘要中输入这些文章的题目(和著者),将为以后的专题查询提供极大的方便,查询者只需在检索条中输入一个关键词,在案下搜索建后,所有题目中包含这个关键词的文章都会被显示出来,同时提供刊登这些文章的期刊的期数与保存架位。
互联网搜索
在我台内部办公网上的科技情报站中,专门有一留言板模式的简讯板块,是专为下载互联网上的信息而设。有一点是应注意的,科技情报站中只有这一个板块是设置为全体技术人员都有写权的,其他板块都是只有管理人员才有写权。全体设置写权是出于这样的考虑:互联网上的信息量台大,不是一、两个人就可以完全承担网上业内信息的搜索与发展动态的跟踪工作的。全体技术人员都有写权,无论谁在上网时“网”到了有价值的业内信息,都可以把他放到科技情报站的简讯终于他人共享,无形中扩大了收集范围。
管理人员的时间统筹安排
由于我台的科技情报工作由我台的技术制作人员专人兼职,不可能在此项工作上花费大量时间,故采取每月月初集中管理的方式。每月月初首先将上月还入的资料整理归架,然后将上月新来的资料登记、入架,最后整理、清洁书架。平日里只需及时在借出资料的电子检索表上标注出借阅人员或去向即可。
年终清点
每年元旦或春节期间,资料的借阅量比较少,可要求资料全部归库,集中一、两天的时间对所有的资料(包括备份)实物与电子检索表的纪录进行一对一的清点,确认是否有资料丢失的情况发生。
---当今的大多数电子产品(从手持式消费电子设备到庞大的电信系统)都需要使用多个电源电压。电源电压数目的增加带来了一项设计难题,即需要对电源的相对上电和断电特性进行控制,以消除数字系统遭受损坏或发生闭锁的可能性。
---微处理器、FPGA和ASIC在上电和断电期间通常要求内核与I/O电压之间具有某种特定的关系,而这种关系在实际操作中是很难控制的,尤其是当电源的数目较多的时候。当不同类型的电源(模块、开关稳压器和负载点转换器)混合使用时,该问题会进一步复杂化。最简单的解决方案就是将电源按序排列,但是,在某些场合,这种做法是不足够的。一种更受青睐而且往往是强制性的解决方案是使各个电源在上电和断电期间彼此跟踪。
电源排序
---简单地按某种预先确定的顺序来接通或关断电源的做法一般被称为“排序”。排序通常能够通过采用电源监控器或简单的数字逻辑电路来控制电源的接通/关断(或RUN/SS)引脚而得以实现。图1a和1b示出了采用一个LTC2902四通道电源监控器来对4个电源进行排序的情形。
---不幸的是,单靠排序有时是不够的。许多数字IC都在其I/O和内核电源之间规定了一个最大电压差,一旦它被超过则IC将会受损。在这些场合,对应的解决方案是使电源电压彼此跟踪。
电源跟踪
---排序只是简单地规定了电源斜坡上升或斜坡下降的顺序,并且假定每个电源都在下一个电源开始变化之前转换。电源跟踪可确保电源之间的关系在整个上电和断电过程中都是可以预测。
---图2示出了三种不同的电源跟踪形式。最常见是重合跟踪(见图2a),此时,各电压在达到其调节值之前是相等的。当采用偏移跟踪时(见图2b),各电压以相同的速率斜坡上升,但被预先设定的电压偏移或延时所分离。最后,当采用比例制跟踪时(见图2c),各电压同时开始斜坡上升,但速率不同。
---实际上,随着设计精细等级的不断提升,能够使各电源相互跟踪。三种最常见的方法是(1)在电源之间采用钳位二极管;(2)布设与输出端串联的MOSFET;(3)利用反馈网络来控制输出。
---如欲将各电源之间的电压差保持在一个或两个二极管压降之内,则可在电源轨之间采用钳位二极管或晶体管,这种解决方案虽然粗暴,但却简单(见图3)。在低电流条件下,该技术会是有效的,然而在高电流水平时,采用这种方法的后果则可能是灾难性。同步开关电源能够供应和吸收大量的电流。如果电压较高的电源斜坡上升速率高于电压较低的电源,则二极管或FET将接通,以便对电压较低的电源进行上拉操作。电压较低的电源将因此而吸收较多的电流,从而会有巨大的电流流过。这有可能导致电源超过容许的电压差,甚至引发器件故障。完全依靠二极管或FET钳位来实现跟踪功能并非最佳的解决方案。
---另一种跟踪解决方案是在电源的输出端与负载之间布设串联MOSFET。在图4中,一个LTC2921跟踪三个电源。当首次施加电源时,MOSFET被关断且电源被允许以其自然速率斜坡上升。当电压稳定下来之后,MOSFET被同时接通,使得负载上的电压相互跟踪。这种技术需要用于驱动MOSFET和监视电源电压的电路,而且,当电流水平上升时,MOSFET中的压降和功耗便成为了一个问题。此外,这种拓扑结构还因为每个电源上的负载电容和负载电流可能有所不同的缘故,而使得电压的同步斜坡下降比较难以实现。
---第三种方法是利用反馈网络来调节输出电压,以此来使电源相互跟踪。最简单的实现方法是将电流注入电源的反馈节点。在图5中,一个LTC2923跟踪两个电源。生成了一个主斜坡,而且电路被连接至其他从属电源的误差放大器反馈节点,从而使其输出跟随该主斜坡。该电路还使得电压能够一同斜坡下降。该技术是最精巧的,因为它不需要采用串联MOSFET或钳位二极管。然而,并不是所有的电源都具有可以使用的反馈节点,而且,虽然许多电源模块都具有一个修整引脚,但是一般来说输出电压只能在一个很小的范围内调节。因此,大多数实际解决方案均要求采用了上述几类技术的某种组合。
设计实例
---图6中的电路在利用3.3V电源生成2.5V和1.8V电源的情况下实现了电源跟踪。在本例中采用了LTC2923,3.3V电源受控于一个N沟道MOSFET,而2.5V和1.8VDC/DC转换器则是通过其反馈节点得以控制的。
---当3.3V输入电源接通时,晶体管Q1和两个DC/DC转换器被保持在关断状态。当3.3V输入上升(利用电阻器RONA和RONB在ON引脚上进行检测)之后,Q1的栅极由一个内部充电泵缓慢地接通。由于Q1被配置为一个N沟道源极跟随器,因此,RAMP引脚电平开始上升,并提供用于系统的主电压斜坡。
---当针对重合跟踪来对TRACK1和TRACK2引脚上的电阻器进行配置时,电流被强迫流入或流出DC/DC转换器反馈节点,这样其输出将跟踪RAMP引脚电平的变化。图2a中的示波器扫迹便是采用该电路生成的。
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--一旦达到最终电压,LTC2923的FB1和FB2引脚将呈高阻抗状态。如果ON引脚被一个漏极开路逻辑器件拉至低电平,则输出将尾随降至低电平。通过改变与TRACK1和TRACK2引脚相连的电阻器阻值,可使同一个电路进行比例制跟踪或偏移跟踪模式的斜坡上升。图2b和2c中给出的示波器扫迹便是以这种方式生成的。另一种电阻器选择能够采用3.3V电源作为基准电压斜坡来对1.8V和2.5V电源进行排序(见图7)。对于需要三个以上电源的系统,可通过RAMP引脚对多个LTC2923控制器进行菊链式连接,以便控制数目不限的电源。
---当不能使用DC/DC转换器模块的反馈节点时,可采用串联MOSFET来对电源进行跟踪。图8a中的电路采用LTC2922来跟踪三个电源。图8b示出了该电路的输出。当首次施加电源时,串联MOSFET被关断,且5V、3.3V和2.5V电源被允许上电。当电压稳定后,MOSFET被接通,输出电压一起上电。当输出电压达到其终值时,内部开关从输出端回接至模块上的正检测引脚。这将迫使模块对MOSFET的负载侧进行调节,以补偿FET两端的压降。采用一个检测电阻器来提供电路断路器功能,以保护主电源免遭短路故障的损坏,而一个电源良好(PowerGood)引脚用于指示跟踪已完成。
关键词:动态电源管理静态预知方法动态预知方法
引言
电子系统可视为是种类不同的元件集合,有些元件有着固定的性能指标和耗能,这些元件被称为非电源管理元件;上反,有些元件可以在不同时间工作,并且有多种耗能状态,相应地消耗着不同的系统电能,这些元件称为可电源管理元件。可电源管理元件的有效使用成为节省系统耗能,使整个系统在有限电能下长时间工作的关键所在。
系统元件从一种耗能状态到另一种耗能状态往往需要一段时间,并且在这段时间内会消耗更多的额外能量。状态的改变会影响系统的性能,所以设计者需要在系统节能和系统性能之间找到恰当的折衷切入点。本文介绍了动态电源管理中的一些方法。这些方法将决定元件是否改变耗能状态和何时改变。
1动态电源管理技术
“动态电源管理”是动态地分配系统资源,以最少的元件或元件最小工作量的低耗能状态,来完成系统任务的一种降低功耗的设计方法。对于电源管理实施时间的判断,要用到多种预测方法,根据历史的工作量预测即将到来的工作量,决定是否转换工作状态和何时转换。这就是动态电源管理技术的核心所在——动态电源管理方法。
动态电源管理技术适用的基本前提是,系统元件在工作时间内有着不相同的工作量。大多数的系统都具有此种情况。另一个前提是,可以在一定程度上确信能够预知系统、元件的工作量的波动性。这样才有转换耗能状态的可能,并且在对工作量的观察和预知的时间内,系统不可以消耗过多的能量。
2电源管理
各个系统设备当接到请求时,设备忙;而没有请求时,就进入了空闲状态。设置进入空闲时,可以关闭设备,进入低耗能的休眠状态;当再次接到请求后,设备被唤起。这就是所谓的“电源管理”。然而,耗能状态的改变是需要时间的,也就是关闭时延和唤起时延。唤起休眠状态中的设备需要额外的能量开销,如图1所示。如果没有这项开销,也就用不着电源管理技术了,完全可以只要设备空闲就关闭设备、这种时延和能量开销确定存在,所以必须考虑,只有当设备在休眠状态所节省的能量至少可以抵得上状态转换耗能的情况时,才可以进入休眠状态。
电源管理技术是一个预知性问题。应寻求预知空闲时间是否足够长,以及于能否抵得上状态转换的耗能开销。空闲时间过短时,采用电源管理的方案就得不偿失了。所以事先估计出空闲时间的长短是电源管理技术中的首要问题。定义“恰当的停止时间段”(tBE):能达到系统节能的最短空闲时间段。此时间与设备元件本身有关,与系统发出的请求无关。假设状态转换延时t0(包括关闭和唤起延时)耗能为E0;工作状态功率Pw,休眠状态功率Ps,可由以下式求出tBE。
Pw×tBE=E0+Ps×(tBE-T0)
等式左边为“适合暂停时间段”内的耗能,也就是系统在这段用于节能的最短空闲时间内继续工作所需能量;右边是状态转换耗能和休眠时间内的系统耗能。tBE换和这段休眠时间内的系统耗能。电源管理技术就是要预知将要发生的休眠时间是否能够大于tBE,只有大于它,设备才有休眠的必要。
3基于先验预知的动态电源管理技术
对于大多数真实系统,即将输入的信号是难以确定的。动态电源管理的决策是基于对未来的不确定预知的基础之上的。所有的基于预知的动态电源管理技术的基本原理是探过去工作量的历史和即将发生的工作量之间的相互关系,来对未来事件进行可靠的预知。对于动态电源管理,我们关心怎样预知足够长的空闲时间进入休眠状态,表达如下:
p={tIDLE>tBE}
我们称预知空闲时间比实际的空闲时间长(短)为“预知过度”(“预知不足”)。预知过度增加了对性能的影响;预知不足虽对性能无影响却造成了能量的浪费。要是能既无预知过度又无预知不足,那就是一个理想的预知。预知的质量取决于对观察样本的选择和对工作量的统计。
3.1静态预知方法
固定超时法:最普遍的电源管理预知法,用过去的空闲时间作为观察校本对象来预知当前空闲时段的总持续时间。此方法总结如下:空闲时钟开始,计时器开始计时,超过固定超时时间tTO系统仍处于空闲,则电源管理使得系统休眠,直到接收到外界请求,标志着空闲状态的结束。能够合理地选择tTO显然是这种方法的关键。通常在要求不高的情况下取tTO=tBE。
固定超时法优点有二:①普遍适用(应用范围仅限决于工作量);②增加固定超时值可以减少“过度预知”(即预知时间比实际空闲时间长)的可能性。但是其缺点也明显:固定超时过大则将引起预知不足,结果不能有效的节省能量,相当多的能量浪费在等待超时上。
预知关闭法:此方法可以解决固定超时法中等待固定超时而耗费过多能量的问题,即预知到系统的空闲可能性就立即关闭系统,无需等到空闲时间超过超时值。预知方法是对历史工作量的统计上做的有肯定性估计。
Srivastave提出了两种先验关闭的方案。
①非线性衰减方程(φ)。此方程可由过去的历史中得到。
t的上标表示过去空闲和工作时期的序号,n表示当前的空闲时期(其长度有待于预知估计)和最近的工作时段。此方程表明了要估计将发生的空闲时期,要考虑到过去的空闲和工作时期。
如果tpred>tBE,那么系统一空闲就立即关闭。观察样本是
此方法的局限:
*无法自主决定衰减方程的类型;
*要根据收集和分析的分散数据建立衰减模型,并且这些数据适合此衰减模型。
这些数据适合此衰减模型。
②极限方案。此方案基于一个极限。观察样本为紧挨着当前空闲时期之前的工作时期,如果便认为空闲时期比前一个工作时期长,则系统关闭。
注意:统计研究表明,短时间的工作时期后是长时间的空闲期;长时间的工作期后是短时间的空闲期。这样的系统可以用极限法,如图2所示。而短时期的工作期后是短时期的空闲期这种情况下就不能用些极限法。总之,对tthr的选择尤为重要。
预知唤起法:可以解决固定超时方法中唤起时的性能损耗。当预知空闲时间超时后则系统唤起,即使此时没有接收收到任何系统请求。使用此方法应注意的是,如果tidle被“预知不足”,则这种方法增加了能量的消耗,但同时也减少了等待接收第一个系统请求的时间,还是在一定程度上节省了能量,提高了系统性能。
3.2动态预知方法
由于动态电源管理方法的最优化取决于对工作量的统计,当工作量既未知又非静态时,静态预知方法就不是十分有效。因此,就有了动态预知方法。对非静态工作量有几种动态的预知方法。
①设定一套超时值,每个值与一个参数相关。此参数表明超时值选择的准确性。此方法是在每一个空闲时间内,选择这些超时值中最有效的一个值。
②此方法同样有一些供选择的超时值,分配给每个值一个“权”。此“权”是对过去相同要求下,采取此超时值带来的满意度为衡量对象抽象出的参数。实际采用的超时值是取所有被选超时值的权的平均。
③只采用一个超时值,当选择此超时值后会引起许多不尽如人意的“系统关闭”后,再适当增加此值。当更多的“系统关闭”可以被接受了,则适当降低此值。
4总结
动态电源管理是降低电子系统耗能的有效设计方法。在电源管理系统中,不同元件的工作状态要动态地适应不同程度的性能要求,只有这样才能最小化空闲时间浪费的能量或者无用元件浪费的能量。
广播电视工程的运行和管理设计的内容较广,且都是一些专业性质比较强的类型,主要是一些技术管理以及施工过程中的技术问题。这就使得对那些工程里的工作人员作出较高的要求,而管理人员则需要对相应的技术问题进行分析,并要求每一位员工都具有比较负责认真的态度,这样才会达到期望的管理目的。而需要管理的主要有以下几点。
1.1对于电源的控制和管理
电源的控制管理,是广播电视工程建设中比较关键的一部分,因为在以往的广播电视工程建设中经常发生有关于电源中断而导致的信号中断从而出现突发事故的情况,所以对于电源的控制和管理应受到严格的重视,这就需要使用一个功能较为强大,各方面性能指标优良、安全指数较高的电源来进行使用,这电源需要能够抵抗住各种电压以及电流的冲击,而且具有一定的缓和作用,这就能够有效的保证传输线路的安全性。不过,从另一方面来看,我国的供电在质量上仍然有着一些缺陷,这就需要国家的大力支持,使用一些尖端的科技手段来对这些问题进行解决,否则,电源问题将一直持续下去。
1.2选择自动化运行的管理模式
对广播电视工程的运行过程进行管理是必不可少的程序,而随着科学技术的发展,自动化运行的技术得以推出,这种技术成为当今技术管理的重要指标之一,不过广播电视工程中所引用也是一些较为简单的自动化技术,以试点的形式来进行推行,通过数据表明。自动化技术所产生的效果是非常明显的,不仅节省了财力物力,还极大的提升了工程建设方面的效率。另外,在信号传播方面,平常的一些比较小型的卫星发射站所转播的节目相对较少,甚至出现了节目停止播放的局面。而对于这些问题就可采用自动化的电源管理机制,这种自动化的管理机制可以使得设备处于被设定好的程序下面运行,从而保证了节目的播放质量。而且最主要的是自动化运行的技术能够对于设备在运行过程中所遇到的故障进行自动的检查预警以及对超过电压电流的保护等等,所以这种技术的引入能够大幅度的提升工程的整体运行效率[3]。2.3对于工程后期的维护和管理一般工程项目后期的维护和管理都是采用各省级直管单位进行签订的方式来进行推广,然后再由其下级的单位进行逐级的签订,这就使得整项工程的责任得到全面落实,不过有时在工程真正运行的时候也将存在较多的问题,造成相应的监管不力的局面出现,这就需要重视对于设备的维护和管理,并针对所出现的问题采取以下所提出的具体管理措施,这样才能保证广播电视工程的正常运行:
1)强化管理人员的监督力度,提高全体员工的工作责任心。
2)构建健全的管理体系,保证基层必须有专业的技术人员参与到设备的检查和维修中。
3)提高全体员工的服务意识,做到响应国家号召,心中怀有全心全意的服务为民心态。
2结论
一、有利于提高备课的速度
运用电脑技术进行备课可以摆脱手工书写教案的种种苦恼,避免重复性抄写的简单劳动,使教师有更多的时间去钻研教材和教法。在备课中充分利用电脑字处理软件(如WPS2000、WORD2000等)上的各种功能,可以有效地提高文字输入的速度。常见的做法如下:
1、根据各学科教案的基本格式,利用字处理软件中建立一个模板文件,在模板文件中输入教案中的一些固定的内容(如教学目的、教学重点、教学难点、教学方法、教学过程等)和字体段落的格式,每次备课时先打开该模板文件,然后即可填上教案中的具体内容。
2、利用电脑字处理软件的词组(包括驻机的和自定义的)、复制、查找、替换和插入等多种功能,输入教案中本学科常用的术语、重复性的文字和图形图象,能明显地提高输入速度。
3、充分利用以往存入电脑的备课资料,在备课时对旧教案进行修改、补充和完善,会减少许多重复性的劳动。
4、在利用电脑备课的过程中,根据所教学科的特点建立有关备课内容的资料库,在备课中直接调用,将为教师的备课节省更多的时间和精力。
二、有利于精选习题和试题
选择典型的习题和编制各类试题也是备课中比较繁琐的工作。利用电脑具有信息存贮量大和处理信息速度快的特点,在备课中建立学科习题库,可以更好地满足教学中的需求。
学科习题库的建立可以按照知识点内容、能力要求层次和试题难度等有关指标进行分类存贮和管理,在备课时进行快速浏览和选择,从而方便地获得具有典型性和针对性的习题。如果利用电脑中的题库进行各类考试的命题工作,不但会使命题过程质量高速度快,而且还能够轻松地制成清晰美观的试卷。
在建立各学科的习题库时,可以根据学科特点和自己的教学个性,构建一个基本的模块体系,具体的试题内容可以通过多种途径进行积累和完善。我在建立习题库的主要途径为:一是在教学实践中精选的题目不断输入到习题库系统中,二是在市场上购置的一些优秀的教学习题库软件,三是利用互联网上的资源,通过下载或与同行交流获得有关试题。
三、有利于课堂教学过程的现代化
课堂教学中恰当地使用投影、录音录像和电脑等电教媒体,可以使教学过程更加生动、直观、形象和快捷,有效地促进教学过程的整体优化。利用电脑备课可以充分发挥各种电教媒体的功能。
投影片是一种运用广泛的电教媒体,而手工制做投影片耗费时间长且效果欠佳。利用电脑技术制作投影片,不但速度快还可以长期保存重复使用,并且能获得手工绘制投影片无法产生的效果。在制作过程中可利用有关软件(如超级解霸5.5)从VCD、录像片中裁取图像素材,或用扫描仪、数码相机采集图像素材,再运用图文处理软件(如PhotoExpress3.0、Photoshop5.0)对图形的色彩、亮度、对比度、大小和方向等方面进行修改、调整和编排,利用文字工具添加文字,然后通过彩色喷墨打印机即可打印出精美的投影片。
计算机辅助教学(简称CAI)是世界教育技术发展的新趋势,它对教学的改革和发展具有巨大的推动作用。在备课中利用多媒体创作工具(如PowerPoint、AuthorWare、flash、frontpage等)制作CAI教学课件,在课堂教学中通过一定的输出设备(如大屏幕投影仪、彩电等)或网络课室展现给学生,可以实现文字、图像和声音等多种信息的同步输出,在教学中充分发挥计算机课件强大的动态模拟功能和人机对话双向交互的优势,使学科教学的内容与计算机技术结合成一个完美的整体,达到传统教学媒体无法实现的效果。教师只有学会运用电脑技术进行备课,才能利用好信息化环境中的各种教学资源,并选用或开发适合自己教学特点和学生实际的CAI教学课件,实现学科教学与现代信息技术的整合。
四、有利于对教学反馈信息的分析和统计
对教学中学生的基本情况和各种考核中的数据进行分析统计,是了解教学效果和掌握反馈信息的重要途径之一。及时而准确地统计有关数据资料,可以帮助教师更好地反思和总结教学实践中的得与失,从而有效地促进教师的教学水平和教学质量的提高。
传统的纸笔加计算器的手工操作方式,不但速度慢错误率高,而且难以进行各种数据的准确分析和跟踪对比。利用电脑的数据处理软件(如Excel2000、Access2000等)进行学生考试成绩和有关资料的分析统计,不但速度快正确率高,而且可以十分方便地对考试成绩及有关资料的各种数据(如难度系数、区分度、标准差等)进行统计分析,对统计资料的保存、查找和跟踪对比也十分方便,从而为教师的教学研究和改革提供准确的数据信息。
五、有利于备课资料的保存和交流
优秀的备课资料是学校教学中的重要财富,教师之间相互学习和交流备课资料,也是提高教师教学水平和实现教学资源共享的有效方式。
关键词:蓝光盘密集波分复用
随着蓝光盘摄像机和录像机的出现,电视传媒行业从传统磁带记录走向了光盘记录。虽然这是光技术在广电领域应用的一小步,却是广电科技与时俱进的一大步。
大约40年前,人类已经拥有第一根海底光缆。光通讯,在电信高端领域,方兴未艾。时至今日,在实验室,日本NEC和法国阿尔卡特公司分别实现了总容量为10.9Tb/s(273x40Gb/s)和总容量为10.2Tb/s(256x40Gb/s)的传输容量最新世界记录。而单模光纤的无中继传输已经达到4000KM。从技术上看,再有5年左右的时间,实用化的最大传输链路容量有可能达到5-10Tb/s。简言之,网络容量将不会受限于传输链路。
以下我们分别对光存储和光传输方面做以详细阐述。
一光存储
资讯对储存容量需求日增,光存储技术在记录密度、容量、数据传输率、寻址时间等关键技术上有着巨大的发展潜力。业界一直在积极开发更高容量的各种储存技术。蓝紫色激光存储技术(Blue-VioletLaser)、磁光盘存储技术、做为硬盘(HDD)技术和磁光盘技术的结合的近场光盘技术超解析度储存技术(SuperRENS)、3D立体储存技术(MultiLayers;MultiLevel)以及荧光多层光盘技术FDM(FluorescentMultilayerDisc)等相继问世。
传统CD和DVD上有一层薄薄的反射层,和许多肉眼看不见的凹凸,它包含二进制信息。为了从这些盘片上读出数据,由一个半导体激光发生器产生特定波长的激光束,射向旋转中的光盘片,然后反射光通过棱镜和透镜构成的组镜机构再射向接收数据的光电装置,而这个光电装置连接的电路能够辩识出激光所反射回来的数据。在光盘上,数据是凹槽(pits)及平面(lands)的型式来加以编码,而光电装置的电路能辩识出激光射中的平面及射中凹槽的所走距离差这就称为相位提升(PhaseShift),而这个技术就是在光盘中资料储存与读取的基础。经由光电读取装置,反射回到的凹槽与平面的变化将会转换成1与0的数位讯号,从而构成数据流特征。DVD之所以容量比CD大,无非是在同样面积的盘片上凹凸更多罢了。若要有效地缩小记录点大小以提升记录密度,必须使用短波长的光源;或者使用高折射系数的介质;或者提升透镜的NA(数值孔径)值。显然在一个存储容量巨大的盘片上,红色激光根本无法辨识那么多更密集的凹凸了。因此索尼及其它公司纷纷转向蓝色激光的研究。蓝色激光的波长较短,因此驱动器可以辨识出更小半径的凹凸,盘片的容量就可以做的更大。现在的蓝光盘技术不管是日欧韩9家AV产品制造商联合制定的新一代光盘规格"蓝光光盘",还是东芝和NEC向DVD论坛提出的"AOD(高级光盘,暂定名)"规格,只不过是商家为自己谋求更高的商业利润而制定的不同的标准罢了。就核心技术上而言,没有太大的区别。让我们再深入了解一下蓝光盘和高密度光存储技术的发展趋势。
1、蓝光盘技术
蓝光盘技术属于相变光盘(PhaseChangeDisk)技术,它与传统光盘记录不同,传统光盘的记录和读出原理是利用磁技术和光技术相结合来记录和读出信息,而相变光盘的记录和读出原理只是用光技术来记录和读出信息。相变光盘利用激光使记录介质在结晶态和非结晶态之间的可逆相变结构来实现信息的记录和擦除。在写操作时,聚焦激光束加热记录介质的目的是改变相变记录介质晶体状态,用结晶状态和非结晶状态来区分0和1;读操作时,利用结晶状态和非结晶状态具有不同反射率这个特性来检测0和1信号。
实际的蓝光盘应用蓝紫色激光技术,能在直径12公分的盘片上,储存两小时的高清晰度视音频信号,在2002年2月的初期版本中,透过使用405nm的蓝紫色电射半导体,NA(数值孔径)值为0.85的读取头、以及0.1mm的光学透射保护层架构,蓝光盘可以将12公分的单面光盘片资料储存容量提升到27GB。它可以记录两小时的高清晰度视音频信号,以及超过13小时的标准电视信号。
在资料转换率方面,蓝光盘可以将高清晰度的电视节目,以36Mbps的速度从摄像机转换到播放媒体上,并能维持节目品质。另外,它还具有任意影像捕捉,以及重覆播放等功能。
在兼容性方面,由于蓝光盘采用MPEG2码流压缩技术,因此它同时适用于数字广播系统,可执行电视台多种视频记录与播放。
另外,在资料安全性部分,蓝光盘也采用了一种独特的ID写入模式,可确保资料安全,并为盗版问题提出一套保护版权的解决方案。
2、高密度光存储技术的发展趋势
(1)采用近场光学原理设计超分辨率的光学系统,使数值孔径超过1.0,相当于探测器进入介质的辐射场,从而能够得到超精细结构信息,突破衍射极限,获得更高的分辨率,可使经典光学显微镜的分辨率提高两个数量级,面密度提高4个数量级。
(2)以光量子效应代替目前的光热效应实现数据的写入与读出,从原理上将存储密度提高到分子量级甚至原子量级,而且由于量子效应没有热学过程,其反应速度可达到皮秒量级(1O-12秒),另外,由于记录介质的反应与其吸收的光子数有关,可以使记录方式从目前的二存储变成多值存储,使存储容量提高许多倍。
(3)三维多重体全息存储,利用某些光学晶体的光折变效应记录全息图形图像,包括二值的或有灰阶的图像信息,由于全息图像对空间位置的敏感性,这种方法可以得到极高的存储容量,并基于光栅空间相位的变化,三维多重体全息存储器还有可能进行选择性擦除及重写。
(4)利用当代物理学的其它成就,包括光子回波时域相干光子存储原理、光子俘获存储原理、共振荧光、超荧光和光学双稳态效应、光子诱发光致变色的光化学效应、双光子三维体相光致变色效应,以及借助许多新的工具和技术,诸如扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)、光学集成技术及微光纤阵列技术等,提高存储密度和构成多层、多重、多灰阶、高速、并行读写海量存储系统。
3、新型光盘技术的应用
大量的信息要求有大容量的存储设备,光存储驱动器和几种光储存媒体均将呈现出足够快的增长趋向。光存储市场的发展,将改变声音图象及其它数据的存储方式及传播方式。光存储产品可以利用自动换盘系统,组成光盘库、光盘塔、光盘阵列,实现提高整个系统的容量、数据传输率及多数据存储的可靠性。如果将光盘库、光盘塔及光盘阵列与自动换盘系统有机结合,可以大大提高系统容量、数据传输率和显著改善存储数据的可靠性。
在技术上,磁带已经基本上没有潜力了,而且与非线性的编辑系统存在明显的矛盾;专业光盘虽然不会在很短的时间内取代磁带,但其非线性、高密度、低成本、高传输速度的优势已经带来了良好的开端。Sony公司不失时机的推出光盘专业摄录像器材,这些设备使用基于蓝紫色激光技术的光盘作为存储介质,充分发挥非线性记录方式带来的灵活性。例如:PDW-3000专业蓝光盘编辑录像机(演播室机型),它可记录和重放IMX/DVCAM格式,具有完善丰富的输入输出接口,包括传统视音频和网络接口。它的双光头设计可实现高速文件读出。它具有快速图像搜索,图像索引功能和光盘的随机访问功能,可以快速定位到所需图像。它具有场景选择随机存取能力,使得任意定位素材段成为可能,跳过不必要的素材。特别值得提出的是这种录像机可以将高低分辨率素材同时记录在光盘上,高分辨率素材用于高质量节目的制作和输出,低分辨率素材可用于编辑,浏览等等,低分辨率素材还可以为互联网播出等用途提供数据。二光传输
让我们再来看看光传输,现在各省市有线电视台网络中在主干线多使用光缆传输信号,在电视台内部的新闻网或制作网也使用光纤代替电缆传送素材文件。众所周知,光纤传输比传统电缆传输有频带宽、容量大、损耗低、保真度高、抗干扰等优点。而随着光电子器件的持续发展,光纤工艺的提高,以及光纤技术和IT技术的相互渗透和融合,光传输技术有了相当大的发展,这对电视台通信架构的改变起到了巨大的推动作用。以下是对满足电视台需求的光传输技术的具体阐述。
1、光纤技术的介绍
(1)单波长技术
对于业务量和距离长度要求不大时,普通的单波长技术就已能满足需求。几年前单波光纤的数据传输就已能达到10Gbps。目前在单波长上进行数据传输已经能够做到40G的带宽,虽然这已经是单波长所能够传输的极限,并且实用的传输容量也没有这么大,但相对电视台内部网近距离的视音频传输要求已经够用。
单波技术基于电时分复用(ETDM)技术,但由于微电子技术和光纤色散的限制,微电子技术难以支持电时分复用有新的突破。光纤上的色散是10Gbps及其以上速率系统传输距离的主要制约因素,且随着比特率越高而影响越大。
(2)密集波分复用
对于传输量更大,传输距离更远的要求,仅靠提高单信道系统的速率已没有空间,另一种途径就是使用复用技术。光复用的方式有很多种,目前比较成熟并已进入大规模商用阶段的是光波分复用,尤其是DWDM--密集波分复用。(DWDM:DenseWavelengthDivisionMultiplexing)
DWDM技术简单地说是在一根光纤上接入不同波长的光信号,使传输容量比单波长传输容量增加几倍甚至上百倍。提到DWDM,不能不提掺铒光纤放大器(EDFA)。EDFA的出现使得DWDM得以实用。EDFA是一种全光放大器,它的使用取代了原来光-电-光的中继再生方式,突破了光电、电光转换的速度瓶颈,使长距离、大容量、高速率的光纤通信成为可能,是DWDM系统及未来高速系统、全光网络不可缺少的重要器件。EDFA工作窗口在1530-1565nm,对波分复用中的每个波长补充功率,并经过若干个EDFA再用再生器来消除色散的影响。
使用DWDM,可以大大提高光缆传输容量,节省光纤,降低传输成本。DWDM目前可商用的水平,我国的传输容量为80Gbps,国外如朗讯公司的传输容量为400Gbps,实验室的水平则已超过Tbps。
(3)新型G.655光纤
(4)全波光纤
使用全波光纤,增加传输频带。在未来的电视台光纤网中,除了传输多路的视音频数据以外,还会传输大量的管理数据。充分地拓展可用频带已成为关键。而在光纤的另一个低损窗口1.31um,虽然石英光纤在此波段时的色度色散为零,但由于1385nm附近存在着一个OH-离子吸收峰,对光纤传输能产生较大的衰减。而由此诞生的全波光纤采用了一种全新的生产工艺,几乎可以完全消除由OH-峰引起的负面影响,并且使用与普通的G.652匹配包层光纤一样的标准。
由于开放了这一低损窗口,全波光纤的可用波长范围增加了100nm,使光纤的全部可用波长范围由大约200nm增加到300nm,可复用的波长数大大增加,而且在上述波长范围内,光纤的色散仅为1550nm波长区的一半,因而,容易实现高比特率长距离传输。同时,由于波长范围大大扩展,一方面可以将不同的波长分配不同的数据流,从而改进网络管理;另一方面,允许使用波长间隔较宽、波长精度和稳定度要求较低的光源、合波器、分波器和其它元件,使元器件的成本大幅度下降,从而降低整个系统的成本。
此外掺镨光纤放大器(PDFA)的研制成功也解决了1310nm波长光的中继问题。掺镨光纤放大器工作在1300nm波长窗口,以掺镨光纤作为增益介质。在实用过程中,可分别使用PDFA和EDFA对1310nm和1550nm波长的光信号进行功率放大和补偿衰耗。
无论是工作在1550nm的G.655光纤,还是使用1310nm的全波光纤,最新的光纤技术带来的是更高的传输速度和更大的传输容量,这为电视台使用光纤传输多种数据打下了坚实的基础。由于突破了传输瓶颈,在传输视音频信号的同时还可传输大量的管理信息,包括文件的元数据以及其他SNMP数据流。这也为建立基于IP的视频管理网络铺平了道路。
2、因特网技术和光纤技术的结合
随着因特网技术的快速发展,ATM、SDH、IP等技术不断融入到光成域网的建设中。目前代表发展方向的是IPoverWDM技术,其中比较成熟的解决方案是GEOverDWDM(GE:千兆以太网)。GEOverDWDM对于有线电视网络最大的好处就是可以实现在原有光纤网络基础上平滑、连续性的网络升级,同时可以和原有的10Mb/s、100Mb/s以太网无缝连接,能降低系统的成本和复杂性,保护广电系统的投资。
IPoverDWDM通俗的说法就是让IP数据包直接在光路上传送,减少网络层之间的冗余部分,能够省去网络运营商的成本,同时也降低用户使用通信业务的费用。GEoverDWDM是IPoverDWDM的一种廉价方式,适用于广电系统城域IP骨干网的建设。
千兆以太网(GE)技术是目前技术成熟的最快速以太网技术,它可以提供1Gbps的带宽,由于采用和传统10Mb/s、100Mb/s以太网同样的帧格式和帧长,因此GE可以在原有低速以太网基础上实现平滑过渡。目前GEOverDWDM使用光放大器后的传输距离已可达到640公里。在现有的有线电视网络基础上,使用千兆以太网技术,具有一定的现实经济意义。可以预见,GEOverDWDM技术将成为广电网络中城域网的理想方案。
随着各种光传输技术不断地投入使用,整个电视台的网络架构将会发生巨大改变,而全光网和光接入网的建设和发展,使这种趋势越来越明显。
三光应用
由以上光记录和光传输的介绍,我们可以了解到光技术已经逐渐渗透至专业视频领域。以下为笔者设想的以光技术为基础构建的新型电视台IT制作网。相对于传统电视台制作网它将具备以下特性:
1.首先是高效的资源共享能力。可以实现快速的数据存取、迁徙及交换。
2.由于光盘录像机的出现,文件化的素材交换方式得以实现,解决了传统电视台制作网素材上下载消耗时间的瓶颈。
3.具有智能化的网络监控管理功能。
4.整个网络具备可扩展性,强容错性,高兼容性以及与其他网络的互换性。
我们可以设想以下的以光技术为基础的全光业务网,当然这里的全光目前不会是完全的光技术,也包含节点转换上使用的一些光电和电光设备。前期节目素材由光盘摄像机采集,光盘摄像机可以是高端的SONY的PDW蓝光盘摄像机,它的记录文件格式是MPEG24:2:2P@MLIMX或者是DVCAM格式;也可以是低端的东芝的家用DVD光盘录像机,它的记录格式是MPEG2TS流。以上文件格式的素材在摄像机内部被刻录到蓝光盘或普通的DVD碟片上。通过相应的光盘录像机或专用的光盘驱动器由光纤实时传输并存储到后期编辑制作单元。制作单元为现有的电视台制作工作站,由后期编辑制作单元来进行原始素材的编辑及后期处理工作,各种特效、字幕、配音、片头等在此处完成。制作完的节目由光纤无损地送入中央存储部分的光盘库中,一方面用于播出。另一方面,可以实现节目的存储和归档或者利用光盘录像机下载,便于以后的索引和节目调用。基于SNMP(简单网络管理协议)技术的系统监控单元通过与各单元交换信息,实时监测系统在节点光交换设备和传输通路上的光纤状况。采用光纤作为工作站点连通的物理方式,用于数据的迁徙,设备和业务运营管理等控制信息的传递。采用光盘库作为中央存储单元,其管理软件可以区分短期存储的播出节目和长期存储以供后用的节目。短期存储的节目存储在一级光盘库,节目播出后定时删除。长期存储节目编目后放至二级光盘库,作为媒体资源有原则的开放,不同级别的用户通过光纤有偿或免费获取媒体资源。一级光盘库为在线存储体,容量以电视台内部人员充分使用即可,它是提供给电视台内部用户使用的高速媒体资源共享体,满足包括播出,节目制作,节目下载的宿求。二级光盘库为近线存储体,为海量存储,它的媒体资源存储主要为节目的再利用和再加工服务,另外为电视台以外的用户提供VOD或者媒体资源再利用和交换的宿求。
以上设想的网络比较现今的网络,由于光技术的使用,可以突显出高速共享的精神,达到用户所见所得的需求。真正实现网络化、数字化的实时的信息交换。