時(shí)間:2023-03-15 15:00:20
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1節(jié)電技術(shù)
節(jié)電技術(shù)主要針對的電力設(shè)備,主要包括:(1)根據(jù)電機(jī)使用要求的不同,選擇合理、高效率的容量和類型,并利用先進(jìn)的控制設(shè)備及調(diào)速方式,如,常用的變頻技術(shù)。(2)照明設(shè)施使用高效的照明裝置及線路,選用合適的照度。(3)參考符合的特性,為減小變壓器的電耗,需對其的容量、工作模式及臺數(shù)進(jìn)行正確的選擇。另外,變壓器的負(fù)載率小于30%,要及時(shí)的更換。(4)針對電動設(shè)備(如,泵、風(fēng)機(jī)等)提高用電效率時(shí),需選擇合適的類型、運(yùn)行方式和容量等。
2節(jié)電措施
(1)使用具有節(jié)能特性的新產(chǎn)品,提高并保證系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的效率。生產(chǎn)設(shè)備(如,泵、風(fēng)機(jī)等)和運(yùn)行的設(shè)備(如,變壓器、電機(jī)等)都是消耗電能的直接對象,它們消耗電能的程度直接與運(yùn)行性能的好壞緊密相關(guān)。隨著科技的快速發(fā)展,舊的生產(chǎn)設(shè)備的性能必然落后,設(shè)備的磨損導(dǎo)致性能的降低。故,通過節(jié)電技術(shù)改造設(shè)備的性能是十分有必要的。(2)對用電設(shè)備進(jìn)行改造或更新,由于生產(chǎn)設(shè)備和運(yùn)行設(shè)備一般對電能的消耗比較多,分析它們電能消耗和有效消耗之間的關(guān)系,找出耗電的主要環(huán)節(jié),從而制定出合理的節(jié)點(diǎn)措施,在提高它們的運(yùn)行效率的同時(shí),降低電能的損耗。(3)利用具有低耗能、高效率的新工藝,降低產(chǎn)品的耗電量,并推行具有節(jié)能特性的新技術(shù)。新工藝和新技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用必然會使電能的消耗量降低。(4)使用經(jīng)濟(jì)管理電力設(shè)備的方式,使電能消耗和設(shè)備運(yùn)行成本得到最大可能的降低。
3新能源在電力設(shè)施中的應(yīng)用
新能源的開發(fā)和利用,對電力的使用很大的影響:①新能源發(fā)電(如,太陽能、風(fēng)能、地?zé)岬劝l(fā)電)可以提高電力的容量,保證社會的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展,如太陽能、風(fēng)能在照明設(shè)備中的應(yīng)用。②與電力的結(jié)合使用:以燒水系統(tǒng)為例,直接用電燒水,電力消耗過大,可以利用太陽能將水加熱到一定溫度,再利用電能繼續(xù)加熱,這樣也可以直接減少電能消耗量。
二小結(jié)
當(dāng)前,電力電子作為節(jié)能、節(jié)才、自動化、智能化、機(jī)電一體化的基礎(chǔ),正朝著應(yīng)用技術(shù)高頻化、硬件結(jié)構(gòu)模塊化、產(chǎn)品性能綠色化的方向發(fā)展。在不遠(yuǎn)的將來,電力電子技術(shù)將使電源技術(shù)更加成熟、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用,實(shí)現(xiàn)高效率和高品質(zhì)用電相結(jié)合。
1.電力電子技術(shù)的發(fā)展
現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向,是從以低頻技術(shù)處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué),向以高頻技術(shù)處理問題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子技術(shù)起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代,并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件,表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。
1.1整流器時(shí)代
大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機(jī)提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機(jī)車、電傳動的內(nèi)燃機(jī)車、地鐵機(jī)車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。當(dāng)時(shí)國內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時(shí)的產(chǎn)物。
1.2逆變器時(shí)代
七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī),交流電機(jī)變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調(diào)速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關(guān)斷晶閘管(GT0)成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主角。類似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動態(tài)補(bǔ)償?shù)?。這時(shí)的電力電子技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內(nèi)。
1.3變頻器時(shí)代
進(jìn)入八十年代,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展,為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。將集成電路技術(shù)的精細(xì)加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機(jī)結(jié)合,出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn),又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場上已達(dá)到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領(lǐng)域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機(jī)變頻調(diào)速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現(xiàn)代電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展,為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能,實(shí)現(xiàn)小型輕量化,機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。
2.現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域
2.1計(jì)算機(jī)高效率綠色電源
近十幾年以來,現(xiàn)代化電視采、編、播技術(shù)領(lǐng)域掀起了一場具有劃時(shí)代意義的數(shù)字化革命,數(shù)字技術(shù)給電視行業(yè)帶來的不僅僅是新的技術(shù)與新的設(shè)備,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在電視行業(yè)里的滲進(jìn),專業(yè)電視制作設(shè)備的更新?lián)Q代周期也將越來越短,電視節(jié)目制作的手段、模式甚至是工作流程都將發(fā)生根本性的轉(zhuǎn)變。作為電視技術(shù)的最終使用者與受益者,電視技術(shù)人員在面對各大公司強(qiáng)大的宣傳攻勢和各種各具特點(diǎn)、各有所長的新技術(shù)、新設(shè)備時(shí),必須掌握主動地位,不斷地捕捉最新的電視制作技術(shù)的發(fā)展動態(tài),廣泛地比較各種電視設(shè)備的性能優(yōu)劣、價(jià)格高低,深入的了解新技術(shù)的原理與應(yīng)用情況,為將來的發(fā)展掌握第一手資料。這種新的形勢就為開展專業(yè)電視技術(shù)的科技情報(bào)工作提出了不同于以往的更多要求。
二、科技情報(bào)工作的步署與實(shí)施
開展電視技術(shù)科技情報(bào)工作是一種提高業(yè)務(wù)能力、把握專業(yè)領(lǐng)域最新技術(shù),開拓視野的有效途徑,其主要目的是隨時(shí)跟蹤新技術(shù)、新設(shè)備的發(fā)展動態(tài),提供有價(jià)值的參考和技術(shù)依據(jù)。整個(gè)科技情報(bào)工作共分三個(gè)方面:收集、管理和情報(bào)的分析、研究與提供。
1.收集
范圍以現(xiàn)代電視技術(shù)為中心、相關(guān)視聽技術(shù)為周邊,以數(shù)字為主模擬為輔的現(xiàn)代電視采編制作的技術(shù)文獻(xiàn)、視聽產(chǎn)品等。主要類型包括:技術(shù)說明、產(chǎn)品說明、產(chǎn)品操作手冊、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品宣傳品、相關(guān)科技工具書、技術(shù)期刊、技術(shù)會議文獻(xiàn)、技術(shù)論文以及光盤錄像資料等。主要內(nèi)容包括音頻、視頻、計(jì)算機(jī)技術(shù)三個(gè)部分。
方法根據(jù)技術(shù)工作情況,收集方法可采用以下幾種方式:
隨機(jī)資料這部分資料是隨著買進(jìn)的設(shè)備一起附送的,既各種已引進(jìn)設(shè)備的說明書、操作手冊及附本等。
訂購主要是通過每年的郵局期刊預(yù)訂或匯款郵購工作,收集電視技術(shù)專業(yè)期刊、會議論文文獻(xiàn)及各種標(biāo)準(zhǔn)等。
索要通過與廠家聯(lián)系,直接索要某一產(chǎn)品的詳細(xì)資料。
網(wǎng)絡(luò)下載定期上網(wǎng)搜索,訪問各個(gè)電視技術(shù)網(wǎng)站,下載、收集電視技術(shù)領(lǐng)域最新的科技發(fā)展動態(tài)。
現(xiàn)場收集主要是通過參加各種產(chǎn)品展示會、技術(shù)交流會,較為集中地收集某一技術(shù)領(lǐng)域最新、具有發(fā)展性、趨勢性的技術(shù)資料及介紹。
2.管理
由于收集工作是在專業(yè)范圍內(nèi)開展,規(guī)模不大,其管理、檢索方法可沿用簡單的圖書管理系統(tǒng),大概分五個(gè)部分:
驗(yàn)收蓋章每份收集來的資料都必須驗(yàn)收蓋章,作為單位財(cái)產(chǎn)的標(biāo)志。
登錄每份資料都必須在入藏前登錄,包括時(shí)間、來源、類型、價(jià)格、出版單位等。統(tǒng)計(jì)按入藏時(shí)間為序,統(tǒng)計(jì)所得的報(bào)表結(jié)果即是技術(shù)資料財(cái)產(chǎn)清單,可以作為轉(zhuǎn)手、交接的憑據(jù)。
分類(編目、排架)根據(jù)電視工作的實(shí)際情況,可將所有資料分為音頻、視頻和計(jì)算機(jī)三大領(lǐng)域,每一領(lǐng)域又可分為不同的種類:1、設(shè)備說明書及副本2、技術(shù)性期刊3、圖書4、工具書5、系統(tǒng)圖6、技術(shù)論文7、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)8、產(chǎn)品宣傳材料9、音像資料等。
建立查詢系統(tǒng)根據(jù)分類,及時(shí)地為每一份資料都制作一份獨(dú)一無二的檢索卡。合理科學(xué)組織、管理檢索卡,建立簡易方便的查詢方式。
保管科技情報(bào)工作應(yīng)由專人負(fù)責(zé)管理,其它人員也應(yīng)嚴(yán)格遵守借閱制度。科技情報(bào)人員應(yīng)負(fù)責(zé)技術(shù)資料的整理、分類、清點(diǎn)工作。
3.情報(bào)的分析、研究與提供
這項(xiàng)工作主要有三個(gè)部分:定期總結(jié)、專題服務(wù)與資料提供。
定期總結(jié)報(bào)告以一年或半年為一終結(jié)周期,以簡單報(bào)表的形式概括整個(gè)電視技術(shù)的發(fā)展的最新動態(tài),并預(yù)計(jì)其發(fā)展趨勢。
專題服務(wù)根據(jù)領(lǐng)導(dǎo)的決策需要或工作中的咨詢需要,針對某個(gè)特定的專題或領(lǐng)域進(jìn)行一定時(shí)期、一定范圍內(nèi)的歸納、分析與終結(jié)。
為技術(shù)人員提供完善的資料查詢系統(tǒng)。
三、我臺科技情報(bào)工作工作的開展
我臺的科技情報(bào)站是根據(jù)技術(shù)工作的實(shí)際需要,經(jīng)臺監(jiān)委會審批之后,在原有由臺資料室轉(zhuǎn)交的部分技術(shù)期刊的基礎(chǔ)上,于1999年3月份建立的??萍记閳?bào)站由技術(shù)部專人管理,1999年全年共計(jì)收集各種技術(shù)資料、期刊、工具書達(dá)400多冊。2000年,又根據(jù)電視技術(shù)的發(fā)展趨勢與特點(diǎn)以及大家的反饋意見,更改了部分的技術(shù)期刊的征訂,增訂了一批更加符合專業(yè)業(yè)務(wù)需求的專業(yè)技術(shù)期刊。經(jīng)過一年多的努力,我們共收集了500多份技術(shù)資料,其中包括設(shè)備技術(shù)說明書128冊、技術(shù)期刊19種200多冊,和部分專業(yè)論文、系統(tǒng)圖和業(yè)務(wù)交流錄像帶等,內(nèi)容涉及視音頻工程、計(jì)算機(jī)視頻技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子維修和藝術(shù)燈光等。
(一)關(guān)于科技情報(bào)的收集方面,我臺主要將其分為了三個(gè)方面來考慮:主管部門頒布的技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、廠家提供的技術(shù)支持和用戶方進(jìn)行的技術(shù)交流。收集工作的具體開展如下表:
(二)在管理上,我臺科技情報(bào)站采取了現(xiàn)代化微機(jī)管理、查詢系統(tǒng),每冊書刊在我頻道的內(nèi)部辦公網(wǎng)絡(luò)上都具有唯一的登記號,并保存有著者、出版社、價(jià)格、出版年月、摘要以及備份等檢索信息,極大的提高了工作效率,方便了技術(shù)人員的資料查詢。
驗(yàn)收蓋章每份資料都加蓋有“都市頻道科技情報(bào)站”字樣,將技術(shù)資料與其他節(jié)目資料區(qū)分開,同時(shí)作為單位財(cái)產(chǎn)的標(biāo)志。
登錄每份資料都以唯一的9位數(shù)字登錄號登錄在辦公網(wǎng)絡(luò)上,左4位數(shù)為收集年份,右3位數(shù)為序列號(與收集前后順序有關(guān))。同時(shí)要在微機(jī)中錄入收集時(shí)間、來源、類型、技術(shù)領(lǐng)域、摘要、價(jià)格、出版單位等。
分類(編目、排架)資料分為音頻、視頻和計(jì)算機(jī)三大領(lǐng)域,每一領(lǐng)域又分9個(gè)種類:1、設(shè)備說明書及副本2、技術(shù)性期刊3、圖書4、工具書5、系統(tǒng)圖6、技術(shù)論文7、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)8、產(chǎn)品宣傳材料9、音像資料等。其中設(shè)備說明書及副本、圖書、工具書、系統(tǒng)圖、技術(shù)論文、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、音像資料保存在閉書庫中,技術(shù)性期刊和產(chǎn)品宣傳材料因數(shù)量較大、借閱人次多而保存在開架書庫。
建立查詢系統(tǒng)利用現(xiàn)有辦公網(wǎng)絡(luò)的檢索功能及與每一份資料都唯一對應(yīng)的電子檢索表,只要輸入關(guān)于所需查詢資料的任何一個(gè)信息,都可以方便快捷地查詢每份資料的內(nèi)容摘要、備份情況以及借閱情況。電子檢索表設(shè)計(jì)如圖一。
保管科技情報(bào)站的管理與保管工作必須由專業(yè)技術(shù)人員來負(fù)責(zé)。由于電視技術(shù)的行業(yè)專業(yè)性較強(qiáng),其科技情報(bào)工作要求管理人員具有一定的專業(yè)知識,以便對資料進(jìn)行合理的分類與管理,同時(shí)對新出的資料進(jìn)行涵蓋內(nèi)容、技術(shù)領(lǐng)域、適閱范圍等方面的鑒定,以最終確定它是否適合本科技情報(bào)站收藏。非專業(yè)技術(shù)人員管理技術(shù)資料具有一定的難度。
(三)科技情報(bào)站的建立為我臺創(chuàng)造了一個(gè)自覺學(xué)習(xí)業(yè)務(wù)、集體交流、集體提高的業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)環(huán)境??萍记閳?bào)站為我臺的日常技術(shù)保障、技術(shù)人員的自我培訓(xùn)與自我提高、我臺系統(tǒng)設(shè)備的升級改以及技術(shù)交流論文的寫作等各方面的工作開展提供了大量的專業(yè)資料與信息。以前,我臺的設(shè)備說明書都由個(gè)人自由保管,時(shí)間一長資料一多就難免有丟失現(xiàn)象發(fā)生??萍记閳?bào)站建立以后,對所有的技術(shù)設(shè)備說明書和操作手冊進(jìn)行集中的閉架管理,中英文分開保管,注意保留適當(dāng)?shù)膫浞葙Y料,有利的保障了設(shè)備維護(hù)、新來技術(shù)人員對設(shè)備熟悉的資料要求。每月在節(jié)目制作之余,近20種涉及視頻、音頻、計(jì)算機(jī)、燈光等專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)期刊為我臺技術(shù)人員的業(yè)務(wù)提高提供了有力的信息跟蹤服務(wù)和資料選擇余地。另外,科技情報(bào)站為每年技術(shù)人員的論文寫作也提供了大部分的資料查詢。
四、幾個(gè)應(yīng)注意的問題
借閱出入的登記
保留資料的主要目的之一就是為了日后查詢,資料的流動性較大,常常是一個(gè)人借出庫,看完后另一個(gè)人又借走,最后卻是由第三個(gè)人或第四個(gè)人來歸還。這樣就要求資料管理員一定要做好資料的借閱出入登記工作,由誰借出就由誰負(fù)責(zé)。其它人員也應(yīng)嚴(yán)格遵守借閱制度。
設(shè)備技術(shù)資料與普通的技術(shù)期刊分開管理
設(shè)備技術(shù)資料主要是在日常設(shè)備維護(hù)、設(shè)備維修以及系統(tǒng)改造時(shí)使用到。普通的技術(shù)期刊則主要是為了滿足技術(shù)人員的自我業(yè)務(wù)提高和論文寫作的需要。二者分開管理十分常必要的。首先是因?yàn)樗麄兊闹匾圆煌涸O(shè)備技術(shù)資料往往是一個(gè)設(shè)備一份資料的獨(dú)本,丟失后無法補(bǔ)訂;而技術(shù)期刊是可以日后補(bǔ)訂的。其次二者的使用特點(diǎn)也不同:設(shè)備技術(shù)資料借出是一般是針對于某一種設(shè)備,借出量很小;技術(shù)期刊的借閱常常是針對某一個(gè)問題,借出時(shí)常常是幾本、幾十本,管理起來工作量相對較大。單獨(dú)保管設(shè)備技術(shù)資料,可以確保技術(shù)保障工作的順利開展。
摘要的重要性
摘要是利用電腦網(wǎng)絡(luò)檢索最常用的方法之一,前期資料的摘要錄入工作是非常重要的。特別是技術(shù)期刊,每月都有20多本期刊新到,每一本期刊至少刊登十幾篇技術(shù)文章,在摘要中輸入這些文章的題目(和著者),將為以后的專題查詢提供極大的方便,查詢者只需在檢索條中輸入一個(gè)關(guān)鍵詞,在案下搜索建后,所有題目中包含這個(gè)關(guān)鍵詞的文章都會被顯示出來,同時(shí)提供刊登這些文章的期刊的期數(shù)與保存架位。
互聯(lián)網(wǎng)搜索
在我臺內(nèi)部辦公網(wǎng)上的科技情報(bào)站中,專門有一留言板模式的簡訊板塊,是專為下載互聯(lián)網(wǎng)上的信息而設(shè)。有一點(diǎn)是應(yīng)注意的,科技情報(bào)站中只有這一個(gè)板塊是設(shè)置為全體技術(shù)人員都有寫權(quán)的,其他板塊都是只有管理人員才有寫權(quán)。全體設(shè)置寫權(quán)是出于這樣的考慮:互聯(lián)網(wǎng)上的信息量臺大,不是一、兩個(gè)人就可以完全承擔(dān)網(wǎng)上業(yè)內(nèi)信息的搜索與發(fā)展動態(tài)的跟蹤工作的。全體技術(shù)人員都有寫權(quán),無論誰在上網(wǎng)時(shí)“網(wǎng)”到了有價(jià)值的業(yè)內(nèi)信息,都可以把他放到科技情報(bào)站的簡訊終于他人共享,無形中擴(kuò)大了收集范圍。
管理人員的時(shí)間統(tǒng)籌安排
由于我臺的科技情報(bào)工作由我臺的技術(shù)制作人員專人兼職,不可能在此項(xiàng)工作上花費(fèi)大量時(shí)間,故采取每月月初集中管理的方式。每月月初首先將上月還入的資料整理歸架,然后將上月新來的資料登記、入架,最后整理、清潔書架。平日里只需及時(shí)在借出資料的電子檢索表上標(biāo)注出借閱人員或去向即可。
年終清點(diǎn)
每年元旦或春節(jié)期間,資料的借閱量比較少,可要求資料全部歸庫,集中一、兩天的時(shí)間對所有的資料(包括備份)實(shí)物與電子檢索表的紀(jì)錄進(jìn)行一對一的清點(diǎn),確認(rèn)是否有資料丟失的情況發(fā)生。
---當(dāng)今的大多數(shù)電子產(chǎn)品(從手持式消費(fèi)電子設(shè)備到龐大的電信系統(tǒng))都需要使用多個(gè)電源電壓。電源電壓數(shù)目的增加帶來了一項(xiàng)設(shè)計(jì)難題,即需要對電源的相對上電和斷電特性進(jìn)行控制,以消除數(shù)字系統(tǒng)遭受損壞或發(fā)生閉鎖的可能性。
---微處理器、FPGA和ASIC在上電和斷電期間通常要求內(nèi)核與I/O電壓之間具有某種特定的關(guān)系,而這種關(guān)系在實(shí)際操作中是很難控制的,尤其是當(dāng)電源的數(shù)目較多的時(shí)候。當(dāng)不同類型的電源(模塊、開關(guān)穩(wěn)壓器和負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器)混合使用時(shí),該問題會進(jìn)一步復(fù)雜化。最簡單的解決方案就是將電源按序排列,但是,在某些場合,這種做法是不足夠的。一種更受青睞而且往往是強(qiáng)制性的解決方案是使各個(gè)電源在上電和斷電期間彼此跟蹤。
電源排序
---簡單地按某種預(yù)先確定的順序來接通或關(guān)斷電源的做法一般被稱為“排序”。排序通常能夠通過采用電源監(jiān)控器或簡單的數(shù)字邏輯電路來控制電源的接通/關(guān)斷(或RUN/SS)引腳而得以實(shí)現(xiàn)。圖1a和1b示出了采用一個(gè)LTC2902四通道電源監(jiān)控器來對4個(gè)電源進(jìn)行排序的情形。
---不幸的是,單靠排序有時(shí)是不夠的。許多數(shù)字IC都在其I/O和內(nèi)核電源之間規(guī)定了一個(gè)最大電壓差,一旦它被超過則IC將會受損。在這些場合,對應(yīng)的解決方案是使電源電壓彼此跟蹤。
電源跟蹤
---排序只是簡單地規(guī)定了電源斜坡上升或斜坡下降的順序,并且假定每個(gè)電源都在下一個(gè)電源開始變化之前轉(zhuǎn)換。電源跟蹤可確保電源之間的關(guān)系在整個(gè)上電和斷電過程中都是可以預(yù)測。
---圖2示出了三種不同的電源跟蹤形式。最常見是重合跟蹤(見圖2a),此時(shí),各電壓在達(dá)到其調(diào)節(jié)值之前是相等的。當(dāng)采用偏移跟蹤時(shí)(見圖2b),各電壓以相同的速率斜坡上升,但被預(yù)先設(shè)定的電壓偏移或延時(shí)所分離。最后,當(dāng)采用比例制跟蹤時(shí)(見圖2c),各電壓同時(shí)開始斜坡上升,但速率不同。
---實(shí)際上,隨著設(shè)計(jì)精細(xì)等級的不斷提升,能夠使各電源相互跟蹤。三種最常見的方法是(1)在電源之間采用鉗位二極管;(2)布設(shè)與輸出端串聯(lián)的MOSFET;(3)利用反饋網(wǎng)絡(luò)來控制輸出。
---如欲將各電源之間的電壓差保持在一個(gè)或兩個(gè)二極管壓降之內(nèi),則可在電源軌之間采用鉗位二極管或晶體管,這種解決方案雖然粗暴,但卻簡單(見圖3)。在低電流條件下,該技術(shù)會是有效的,然而在高電流水平時(shí),采用這種方法的后果則可能是災(zāi)難性。同步開關(guān)電源能夠供應(yīng)和吸收大量的電流。如果電壓較高的電源斜坡上升速率高于電壓較低的電源,則二極管或FET將接通,以便對電壓較低的電源進(jìn)行上拉操作。電壓較低的電源將因此而吸收較多的電流,從而會有巨大的電流流過。這有可能導(dǎo)致電源超過容許的電壓差,甚至引發(fā)器件故障。完全依靠二極管或FET鉗位來實(shí)現(xiàn)跟蹤功能并非最佳的解決方案。
---另一種跟蹤解決方案是在電源的輸出端與負(fù)載之間布設(shè)串聯(lián)MOSFET。在圖4中,一個(gè)LTC2921跟蹤三個(gè)電源。當(dāng)首次施加電源時(shí),MOSFET被關(guān)斷且電源被允許以其自然速率斜坡上升。當(dāng)電壓穩(wěn)定下來之后,MOSFET被同時(shí)接通,使得負(fù)載上的電壓相互跟蹤。這種技術(shù)需要用于驅(qū)動MOSFET和監(jiān)視電源電壓的電路,而且,當(dāng)電流水平上升時(shí),MOSFET中的壓降和功耗便成為了一個(gè)問題。此外,這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還因?yàn)槊總€(gè)電源上的負(fù)載電容和負(fù)載電流可能有所不同的緣故,而使得電壓的同步斜坡下降比較難以實(shí)現(xiàn)。
---第三種方法是利用反饋網(wǎng)絡(luò)來調(diào)節(jié)輸出電壓,以此來使電源相互跟蹤。最簡單的實(shí)現(xiàn)方法是將電流注入電源的反饋節(jié)點(diǎn)。在圖5中,一個(gè)LTC2923跟蹤兩個(gè)電源。生成了一個(gè)主斜坡,而且電路被連接至其他從屬電源的誤差放大器反饋節(jié)點(diǎn),從而使其輸出跟隨該主斜坡。該電路還使得電壓能夠一同斜坡下降。該技術(shù)是最精巧的,因?yàn)樗恍枰捎么?lián)MOSFET或鉗位二極管。然而,并不是所有的電源都具有可以使用的反饋節(jié)點(diǎn),而且,雖然許多電源模塊都具有一個(gè)修整引腳,但是一般來說輸出電壓只能在一個(gè)很小的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。因此,大多數(shù)實(shí)際解決方案均要求采用了上述幾類技術(shù)的某種組合。
設(shè)計(jì)實(shí)例
---圖6中的電路在利用3.3V電源生成2.5V和1.8V電源的情況下實(shí)現(xiàn)了電源跟蹤。在本例中采用了LTC2923,3.3V電源受控于一個(gè)N溝道MOSFET,而2.5V和1.8VDC/DC轉(zhuǎn)換器則是通過其反饋節(jié)點(diǎn)得以控制的。
---當(dāng)3.3V輸入電源接通時(shí),晶體管Q1和兩個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器被保持在關(guān)斷狀態(tài)。當(dāng)3.3V輸入上升(利用電阻器RONA和RONB在ON引腳上進(jìn)行檢測)之后,Q1的柵極由一個(gè)內(nèi)部充電泵緩慢地接通。由于Q1被配置為一個(gè)N溝道源極跟隨器,因此,RAMP引腳電平開始上升,并提供用于系統(tǒng)的主電壓斜坡。
---當(dāng)針對重合跟蹤來對TRACK1和TRACK2引腳上的電阻器進(jìn)行配置時(shí),電流被強(qiáng)迫流入或流出DC/DC轉(zhuǎn)換器反饋節(jié)點(diǎn),這樣其輸出將跟蹤RAMP引腳電平的變化。圖2a中的示波器掃跡便是采用該電路生成的。
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--一旦達(dá)到最終電壓,LTC2923的FB1和FB2引腳將呈高阻抗?fàn)顟B(tài)。如果ON引腳被一個(gè)漏極開路邏輯器件拉至低電平,則輸出將尾隨降至低電平。通過改變與TRACK1和TRACK2引腳相連的電阻器阻值,可使同一個(gè)電路進(jìn)行比例制跟蹤或偏移跟蹤模式的斜坡上升。圖2b和2c中給出的示波器掃跡便是以這種方式生成的。另一種電阻器選擇能夠采用3.3V電源作為基準(zhǔn)電壓斜坡來對1.8V和2.5V電源進(jìn)行排序(見圖7)。對于需要三個(gè)以上電源的系統(tǒng),可通過RAMP引腳對多個(gè)LTC2923控制器進(jìn)行菊鏈?zhǔn)竭B接,以便控制數(shù)目不限的電源。
---當(dāng)不能使用DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊的反饋節(jié)點(diǎn)時(shí),可采用串聯(lián)MOSFET來對電源進(jìn)行跟蹤。圖8a中的電路采用LTC2922來跟蹤三個(gè)電源。圖8b示出了該電路的輸出。當(dāng)首次施加電源時(shí),串聯(lián)MOSFET被關(guān)斷,且5V、3.3V和2.5V電源被允許上電。當(dāng)電壓穩(wěn)定后,MOSFET被接通,輸出電壓一起上電。當(dāng)輸出電壓達(dá)到其終值時(shí),內(nèi)部開關(guān)從輸出端回接至模塊上的正檢測引腳。這將迫使模塊對MOSFET的負(fù)載側(cè)進(jìn)行調(diào)節(jié),以補(bǔ)償FET兩端的壓降。采用一個(gè)檢測電阻器來提供電路斷路器功能,以保護(hù)主電源免遭短路故障的損壞,而一個(gè)電源良好(PowerGood)引腳用于指示跟蹤已完成。
關(guān)鍵詞:動態(tài)電源管理靜態(tài)預(yù)知方法動態(tài)預(yù)知方法
引言
電子系統(tǒng)可視為是種類不同的元件集合,有些元件有著固定的性能指標(biāo)和耗能,這些元件被稱為非電源管理元件;上反,有些元件可以在不同時(shí)間工作,并且有多種耗能狀態(tài),相應(yīng)地消耗著不同的系統(tǒng)電能,這些元件稱為可電源管理元件??呻娫垂芾碓挠行褂贸蔀楣?jié)省系統(tǒng)耗能,使整個(gè)系統(tǒng)在有限電能下長時(shí)間工作的關(guān)鍵所在。
系統(tǒng)元件從一種耗能狀態(tài)到另一種耗能狀態(tài)往往需要一段時(shí)間,并且在這段時(shí)間內(nèi)會消耗更多的額外能量。狀態(tài)的改變會影響系統(tǒng)的性能,所以設(shè)計(jì)者需要在系統(tǒng)節(jié)能和系統(tǒng)性能之間找到恰當(dāng)?shù)恼壑郧腥朦c(diǎn)。本文介紹了動態(tài)電源管理中的一些方法。這些方法將決定元件是否改變耗能狀態(tài)和何時(shí)改變。
1動態(tài)電源管理技術(shù)
“動態(tài)電源管理”是動態(tài)地分配系統(tǒng)資源,以最少的元件或元件最小工作量的低耗能狀態(tài),來完成系統(tǒng)任務(wù)的一種降低功耗的設(shè)計(jì)方法。對于電源管理實(shí)施時(shí)間的判斷,要用到多種預(yù)測方法,根據(jù)歷史的工作量預(yù)測即將到來的工作量,決定是否轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)和何時(shí)轉(zhuǎn)換。這就是動態(tài)電源管理技術(shù)的核心所在——?jiǎng)討B(tài)電源管理方法。
動態(tài)電源管理技術(shù)適用的基本前提是,系統(tǒng)元件在工作時(shí)間內(nèi)有著不相同的工作量。大多數(shù)的系統(tǒng)都具有此種情況。另一個(gè)前提是,可以在一定程度上確信能夠預(yù)知系統(tǒng)、元件的工作量的波動性。這樣才有轉(zhuǎn)換耗能狀態(tài)的可能,并且在對工作量的觀察和預(yù)知的時(shí)間內(nèi),系統(tǒng)不可以消耗過多的能量。
2電源管理
各個(gè)系統(tǒng)設(shè)備當(dāng)接到請求時(shí),設(shè)備忙;而沒有請求時(shí),就進(jìn)入了空閑狀態(tài)。設(shè)置進(jìn)入空閑時(shí),可以關(guān)閉設(shè)備,進(jìn)入低耗能的休眠狀態(tài);當(dāng)再次接到請求后,設(shè)備被喚起。這就是所謂的“電源管理”。然而,耗能狀態(tài)的改變是需要時(shí)間的,也就是關(guān)閉時(shí)延和喚起時(shí)延。喚起休眠狀態(tài)中的設(shè)備需要額外的能量開銷,如圖1所示。如果沒有這項(xiàng)開銷,也就用不著電源管理技術(shù)了,完全可以只要設(shè)備空閑就關(guān)閉設(shè)備、這種時(shí)延和能量開銷確定存在,所以必須考慮,只有當(dāng)設(shè)備在休眠狀態(tài)所節(jié)省的能量至少可以抵得上狀態(tài)轉(zhuǎn)換耗能的情況時(shí),才可以進(jìn)入休眠狀態(tài)。
電源管理技術(shù)是一個(gè)預(yù)知性問題。應(yīng)尋求預(yù)知空閑時(shí)間是否足夠長,以及于能否抵得上狀態(tài)轉(zhuǎn)換的耗能開銷??臻e時(shí)間過短時(shí),采用電源管理的方案就得不償失了。所以事先估計(jì)出空閑時(shí)間的長短是電源管理技術(shù)中的首要問題。定義“恰當(dāng)?shù)耐V箷r(shí)間段”(tBE):能達(dá)到系統(tǒng)節(jié)能的最短空閑時(shí)間段。此時(shí)間與設(shè)備元件本身有關(guān),與系統(tǒng)發(fā)出的請求無關(guān)。假設(shè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換延時(shí)t0(包括關(guān)閉和喚起延時(shí))耗能為E0;工作狀態(tài)功率Pw,休眠狀態(tài)功率Ps,可由以下式求出tBE。
Pw×tBE=E0+Ps×(tBE-T0)
等式左邊為“適合暫停時(shí)間段”內(nèi)的耗能,也就是系統(tǒng)在這段用于節(jié)能的最短空閑時(shí)間內(nèi)繼續(xù)工作所需能量;右邊是狀態(tài)轉(zhuǎn)換耗能和休眠時(shí)間內(nèi)的系統(tǒng)耗能。tBE換和這段休眠時(shí)間內(nèi)的系統(tǒng)耗能。電源管理技術(shù)就是要預(yù)知將要發(fā)生的休眠時(shí)間是否能夠大于tBE,只有大于它,設(shè)備才有休眠的必要。
3基于先驗(yàn)預(yù)知的動態(tài)電源管理技術(shù)
對于大多數(shù)真實(shí)系統(tǒng),即將輸入的信號是難以確定的。動態(tài)電源管理的決策是基于對未來的不確定預(yù)知的基礎(chǔ)之上的。所有的基于預(yù)知的動態(tài)電源管理技術(shù)的基本原理是探過去工作量的歷史和即將發(fā)生的工作量之間的相互關(guān)系,來對未來事件進(jìn)行可靠的預(yù)知。對于動態(tài)電源管理,我們關(guān)心怎樣預(yù)知足夠長的空閑時(shí)間進(jìn)入休眠狀態(tài),表達(dá)如下:
p={tIDLE>tBE}
我們稱預(yù)知空閑時(shí)間比實(shí)際的空閑時(shí)間長(短)為“預(yù)知過度”(“預(yù)知不足”)。預(yù)知過度增加了對性能的影響;預(yù)知不足雖對性能無影響卻造成了能量的浪費(fèi)。要是能既無預(yù)知過度又無預(yù)知不足,那就是一個(gè)理想的預(yù)知。預(yù)知的質(zhì)量取決于對觀察樣本的選擇和對工作量的統(tǒng)計(jì)。
3.1靜態(tài)預(yù)知方法
固定超時(shí)法:最普遍的電源管理預(yù)知法,用過去的空閑時(shí)間作為觀察校本對象來預(yù)知當(dāng)前空閑時(shí)段的總持續(xù)時(shí)間。此方法總結(jié)如下:空閑時(shí)鐘開始,計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí),超過固定超時(shí)時(shí)間tTO系統(tǒng)仍處于空閑,則電源管理使得系統(tǒng)休眠,直到接收到外界請求,標(biāo)志著空閑狀態(tài)的結(jié)束。能夠合理地選擇tTO顯然是這種方法的關(guān)鍵。通常在要求不高的情況下取tTO=tBE。
固定超時(shí)法優(yōu)點(diǎn)有二:①普遍適用(應(yīng)用范圍僅限決于工作量);②增加固定超時(shí)值可以減少“過度預(yù)知”(即預(yù)知時(shí)間比實(shí)際空閑時(shí)間長)的可能性。但是其缺點(diǎn)也明顯:固定超時(shí)過大則將引起預(yù)知不足,結(jié)果不能有效的節(jié)省能量,相當(dāng)多的能量浪費(fèi)在等待超時(shí)上。
預(yù)知關(guān)閉法:此方法可以解決固定超時(shí)法中等待固定超時(shí)而耗費(fèi)過多能量的問題,即預(yù)知到系統(tǒng)的空閑可能性就立即關(guān)閉系統(tǒng),無需等到空閑時(shí)間超過超時(shí)值。預(yù)知方法是對歷史工作量的統(tǒng)計(jì)上做的有肯定性估計(jì)。
Srivastave提出了兩種先驗(yàn)關(guān)閉的方案。
①非線性衰減方程(φ)。此方程可由過去的歷史中得到。
t的上標(biāo)表示過去空閑和工作時(shí)期的序號,n表示當(dāng)前的空閑時(shí)期(其長度有待于預(yù)知估計(jì))和最近的工作時(shí)段。此方程表明了要估計(jì)將發(fā)生的空閑時(shí)期,要考慮到過去的空閑和工作時(shí)期。
如果tpred>tBE,那么系統(tǒng)一空閑就立即關(guān)閉。觀察樣本是
此方法的局限:
*無法自主決定衰減方程的類型;
*要根據(jù)收集和分析的分散數(shù)據(jù)建立衰減模型,并且這些數(shù)據(jù)適合此衰減模型。
這些數(shù)據(jù)適合此衰減模型。
②極限方案。此方案基于一個(gè)極限。觀察樣本為緊挨著當(dāng)前空閑時(shí)期之前的工作時(shí)期,如果便認(rèn)為空閑時(shí)期比前一個(gè)工作時(shí)期長,則系統(tǒng)關(guān)閉。
注意:統(tǒng)計(jì)研究表明,短時(shí)間的工作時(shí)期后是長時(shí)間的空閑期;長時(shí)間的工作期后是短時(shí)間的空閑期。這樣的系統(tǒng)可以用極限法,如圖2所示。而短時(shí)期的工作期后是短時(shí)期的空閑期這種情況下就不能用些極限法。總之,對tthr的選擇尤為重要。
預(yù)知喚起法:可以解決固定超時(shí)方法中喚起時(shí)的性能損耗。當(dāng)預(yù)知空閑時(shí)間超時(shí)后則系統(tǒng)喚起,即使此時(shí)沒有接收收到任何系統(tǒng)請求。使用此方法應(yīng)注意的是,如果tidle被“預(yù)知不足”,則這種方法增加了能量的消耗,但同時(shí)也減少了等待接收第一個(gè)系統(tǒng)請求的時(shí)間,還是在一定程度上節(jié)省了能量,提高了系統(tǒng)性能。
3.2動態(tài)預(yù)知方法
由于動態(tài)電源管理方法的最優(yōu)化取決于對工作量的統(tǒng)計(jì),當(dāng)工作量既未知又非靜態(tài)時(shí),靜態(tài)預(yù)知方法就不是十分有效。因此,就有了動態(tài)預(yù)知方法。對非靜態(tài)工作量有幾種動態(tài)的預(yù)知方法。
①設(shè)定一套超時(shí)值,每個(gè)值與一個(gè)參數(shù)相關(guān)。此參數(shù)表明超時(shí)值選擇的準(zhǔn)確性。此方法是在每一個(gè)空閑時(shí)間內(nèi),選擇這些超時(shí)值中最有效的一個(gè)值。
②此方法同樣有一些供選擇的超時(shí)值,分配給每個(gè)值一個(gè)“權(quán)”。此“權(quán)”是對過去相同要求下,采取此超時(shí)值帶來的滿意度為衡量對象抽象出的參數(shù)。實(shí)際采用的超時(shí)值是取所有被選超時(shí)值的權(quán)的平均。
③只采用一個(gè)超時(shí)值,當(dāng)選擇此超時(shí)值后會引起許多不盡如人意的“系統(tǒng)關(guān)閉”后,再適當(dāng)增加此值。當(dāng)更多的“系統(tǒng)關(guān)閉”可以被接受了,則適當(dāng)降低此值。
4總結(jié)
動態(tài)電源管理是降低電子系統(tǒng)耗能的有效設(shè)計(jì)方法。在電源管理系統(tǒng)中,不同元件的工作狀態(tài)要?jiǎng)討B(tài)地適應(yīng)不同程度的性能要求,只有這樣才能最小化空閑時(shí)間浪費(fèi)的能量或者無用元件浪費(fèi)的能量。
廣播電視工程的運(yùn)行和管理設(shè)計(jì)的內(nèi)容較廣,且都是一些專業(yè)性質(zhì)比較強(qiáng)的類型,主要是一些技術(shù)管理以及施工過程中的技術(shù)問題。這就使得對那些工程里的工作人員作出較高的要求,而管理人員則需要對相應(yīng)的技術(shù)問題進(jìn)行分析,并要求每一位員工都具有比較負(fù)責(zé)認(rèn)真的態(tài)度,這樣才會達(dá)到期望的管理目的。而需要管理的主要有以下幾點(diǎn)。
1.1對于電源的控制和管理
電源的控制管理,是廣播電視工程建設(shè)中比較關(guān)鍵的一部分,因?yàn)樵谝酝膹V播電視工程建設(shè)中經(jīng)常發(fā)生有關(guān)于電源中斷而導(dǎo)致的信號中斷從而出現(xiàn)突發(fā)事故的情況,所以對于電源的控制和管理應(yīng)受到嚴(yán)格的重視,這就需要使用一個(gè)功能較為強(qiáng)大,各方面性能指標(biāo)優(yōu)良、安全指數(shù)較高的電源來進(jìn)行使用,這電源需要能夠抵抗住各種電壓以及電流的沖擊,而且具有一定的緩和作用,這就能夠有效的保證傳輸線路的安全性。不過,從另一方面來看,我國的供電在質(zhì)量上仍然有著一些缺陷,這就需要國家的大力支持,使用一些尖端的科技手段來對這些問題進(jìn)行解決,否則,電源問題將一直持續(xù)下去。
1.2選擇自動化運(yùn)行的管理模式
對廣播電視工程的運(yùn)行過程進(jìn)行管理是必不可少的程序,而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,自動化運(yùn)行的技術(shù)得以推出,這種技術(shù)成為當(dāng)今技術(shù)管理的重要指標(biāo)之一,不過廣播電視工程中所引用也是一些較為簡單的自動化技術(shù),以試點(diǎn)的形式來進(jìn)行推行,通過數(shù)據(jù)表明。自動化技術(shù)所產(chǎn)生的效果是非常明顯的,不僅節(jié)省了財(cái)力物力,還極大的提升了工程建設(shè)方面的效率。另外,在信號傳播方面,平常的一些比較小型的衛(wèi)星發(fā)射站所轉(zhuǎn)播的節(jié)目相對較少,甚至出現(xiàn)了節(jié)目停止播放的局面。而對于這些問題就可采用自動化的電源管理機(jī)制,這種自動化的管理機(jī)制可以使得設(shè)備處于被設(shè)定好的程序下面運(yùn)行,從而保證了節(jié)目的播放質(zhì)量。而且最主要的是自動化運(yùn)行的技術(shù)能夠?qū)τ谠O(shè)備在運(yùn)行過程中所遇到的故障進(jìn)行自動的檢查預(yù)警以及對超過電壓電流的保護(hù)等等,所以這種技術(shù)的引入能夠大幅度的提升工程的整體運(yùn)行效率[3]。2.3對于工程后期的維護(hù)和管理一般工程項(xiàng)目后期的維護(hù)和管理都是采用各省級直管單位進(jìn)行簽訂的方式來進(jìn)行推廣,然后再由其下級的單位進(jìn)行逐級的簽訂,這就使得整項(xiàng)工程的責(zé)任得到全面落實(shí),不過有時(shí)在工程真正運(yùn)行的時(shí)候也將存在較多的問題,造成相應(yīng)的監(jiān)管不力的局面出現(xiàn),這就需要重視對于設(shè)備的維護(hù)和管理,并針對所出現(xiàn)的問題采取以下所提出的具體管理措施,這樣才能保證廣播電視工程的正常運(yùn)行:
1)強(qiáng)化管理人員的監(jiān)督力度,提高全體員工的工作責(zé)任心。
2)構(gòu)建健全的管理體系,保證基層必須有專業(yè)的技術(shù)人員參與到設(shè)備的檢查和維修中。
3)提高全體員工的服務(wù)意識,做到響應(yīng)國家號召,心中懷有全心全意的服務(wù)為民心態(tài)。
2結(jié)論
一、有利于提高備課的速度
運(yùn)用電腦技術(shù)進(jìn)行備課可以擺脫手工書寫教案的種種苦惱,避免重復(fù)性抄寫的簡單勞動,使教師有更多的時(shí)間去鉆研教材和教法。在備課中充分利用電腦字處理軟件(如WPS2000、WORD2000等)上的各種功能,可以有效地提高文字輸入的速度。常見的做法如下:
1、根據(jù)各學(xué)科教案的基本格式,利用字處理軟件中建立一個(gè)模板文件,在模板文件中輸入教案中的一些固定的內(nèi)容(如教學(xué)目的、教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)難點(diǎn)、教學(xué)方法、教學(xué)過程等)和字體段落的格式,每次備課時(shí)先打開該模板文件,然后即可填上教案中的具體內(nèi)容。
2、利用電腦字處理軟件的詞組(包括駐機(jī)的和自定義的)、復(fù)制、查找、替換和插入等多種功能,輸入教案中本學(xué)科常用的術(shù)語、重復(fù)性的文字和圖形圖象,能明顯地提高輸入速度。
3、充分利用以往存入電腦的備課資料,在備課時(shí)對舊教案進(jìn)行修改、補(bǔ)充和完善,會減少許多重復(fù)性的勞動。
4、在利用電腦備課的過程中,根據(jù)所教學(xué)科的特點(diǎn)建立有關(guān)備課內(nèi)容的資料庫,在備課中直接調(diào)用,將為教師的備課節(jié)省更多的時(shí)間和精力。
二、有利于精選習(xí)題和試題
選擇典型的習(xí)題和編制各類試題也是備課中比較繁瑣的工作。利用電腦具有信息存貯量大和處理信息速度快的特點(diǎn),在備課中建立學(xué)科習(xí)題庫,可以更好地滿足教學(xué)中的需求。
學(xué)科習(xí)題庫的建立可以按照知識點(diǎn)內(nèi)容、能力要求層次和試題難度等有關(guān)指標(biāo)進(jìn)行分類存貯和管理,在備課時(shí)進(jìn)行快速瀏覽和選擇,從而方便地獲得具有典型性和針對性的習(xí)題。如果利用電腦中的題庫進(jìn)行各類考試的命題工作,不但會使命題過程質(zhì)量高速度快,而且還能夠輕松地制成清晰美觀的試卷。
在建立各學(xué)科的習(xí)題庫時(shí),可以根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)和自己的教學(xué)個(gè)性,構(gòu)建一個(gè)基本的模塊體系,具體的試題內(nèi)容可以通過多種途徑進(jìn)行積累和完善。我在建立習(xí)題庫的主要途徑為:一是在教學(xué)實(shí)踐中精選的題目不斷輸入到習(xí)題庫系統(tǒng)中,二是在市場上購置的一些優(yōu)秀的教學(xué)習(xí)題庫軟件,三是利用互聯(lián)網(wǎng)上的資源,通過下載或與同行交流獲得有關(guān)試題。
三、有利于課堂教學(xué)過程的現(xiàn)代化
課堂教學(xué)中恰當(dāng)?shù)厥褂猛队?、錄音錄像和電腦等電教媒體,可以使教學(xué)過程更加生動、直觀、形象和快捷,有效地促進(jìn)教學(xué)過程的整體優(yōu)化。利用電腦備課可以充分發(fā)揮各種電教媒體的功能。
投影片是一種運(yùn)用廣泛的電教媒體,而手工制做投影片耗費(fèi)時(shí)間長且效果欠佳。利用電腦技術(shù)制作投影片,不但速度快還可以長期保存重復(fù)使用,并且能獲得手工繪制投影片無法產(chǎn)生的效果。在制作過程中可利用有關(guān)軟件(如超級解霸5.5)從VCD、錄像片中裁取圖像素材,或用掃描儀、數(shù)碼相機(jī)采集圖像素材,再運(yùn)用圖文處理軟件(如PhotoExpress3.0、Photoshop5.0)對圖形的色彩、亮度、對比度、大小和方向等方面進(jìn)行修改、調(diào)整和編排,利用文字工具添加文字,然后通過彩色噴墨打印機(jī)即可打印出精美的投影片。
計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(簡稱CAI)是世界教育技術(shù)發(fā)展的新趨勢,它對教學(xué)的改革和發(fā)展具有巨大的推動作用。在備課中利用多媒體創(chuàng)作工具(如PowerPoint、AuthorWare、flash、frontpage等)制作CAI教學(xué)課件,在課堂教學(xué)中通過一定的輸出設(shè)備(如大屏幕投影儀、彩電等)或網(wǎng)絡(luò)課室展現(xiàn)給學(xué)生,可以實(shí)現(xiàn)文字、圖像和聲音等多種信息的同步輸出,在教學(xué)中充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)課件強(qiáng)大的動態(tài)模擬功能和人機(jī)對話雙向交互的優(yōu)勢,使學(xué)科教學(xué)的內(nèi)容與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合成一個(gè)完美的整體,達(dá)到傳統(tǒng)教學(xué)媒體無法實(shí)現(xiàn)的效果。教師只有學(xué)會運(yùn)用電腦技術(shù)進(jìn)行備課,才能利用好信息化環(huán)境中的各種教學(xué)資源,并選用或開發(fā)適合自己教學(xué)特點(diǎn)和學(xué)生實(shí)際的CAI教學(xué)課件,實(shí)現(xiàn)學(xué)科教學(xué)與現(xiàn)代信息技術(shù)的整合。
四、有利于對教學(xué)反饋信息的分析和統(tǒng)計(jì)
對教學(xué)中學(xué)生的基本情況和各種考核中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì),是了解教學(xué)效果和掌握反饋信息的重要途徑之一。及時(shí)而準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)有關(guān)數(shù)據(jù)資料,可以幫助教師更好地反思和總結(jié)教學(xué)實(shí)踐中的得與失,從而有效地促進(jìn)教師的教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量的提高。
傳統(tǒng)的紙筆加計(jì)算器的手工操作方式,不但速度慢錯(cuò)誤率高,而且難以進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確分析和跟蹤對比。利用電腦的數(shù)據(jù)處理軟件(如Excel2000、Access2000等)進(jìn)行學(xué)生考試成績和有關(guān)資料的分析統(tǒng)計(jì),不但速度快正確率高,而且可以十分方便地對考試成績及有關(guān)資料的各種數(shù)據(jù)(如難度系數(shù)、區(qū)分度、標(biāo)準(zhǔn)差等)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,對統(tǒng)計(jì)資料的保存、查找和跟蹤對比也十分方便,從而為教師的教學(xué)研究和改革提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。
五、有利于備課資料的保存和交流
優(yōu)秀的備課資料是學(xué)校教學(xué)中的重要財(cái)富,教師之間相互學(xué)習(xí)和交流備課資料,也是提高教師教學(xué)水平和實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享的有效方式。
關(guān)鍵詞:藍(lán)光盤密集波分復(fù)用
隨著藍(lán)光盤攝像機(jī)和錄像機(jī)的出現(xiàn),電視傳媒行業(yè)從傳統(tǒng)磁帶記錄走向了光盤記錄。雖然這是光技術(shù)在廣電領(lǐng)域應(yīng)用的一小步,卻是廣電科技與時(shí)俱進(jìn)的一大步。
大約40年前,人類已經(jīng)擁有第一根海底光纜。光通訊,在電信高端領(lǐng)域,方興未艾。時(shí)至今日,在實(shí)驗(yàn)室,日本NEC和法國阿爾卡特公司分別實(shí)現(xiàn)了總?cè)萘繛?0.9Tb/s(273x40Gb/s)和總?cè)萘繛?0.2Tb/s(256x40Gb/s)的傳輸容量最新世界記錄。而單模光纖的無中繼傳輸已經(jīng)達(dá)到4000KM。從技術(shù)上看,再有5年左右的時(shí)間,實(shí)用化的最大傳輸鏈路容量有可能達(dá)到5-10Tb/s。簡言之,網(wǎng)絡(luò)容量將不會受限于傳輸鏈路。
以下我們分別對光存儲和光傳輸方面做以詳細(xì)闡述。
一光存儲
資訊對儲存容量需求日增,光存儲技術(shù)在記錄密度、容量、數(shù)據(jù)傳輸率、尋址時(shí)間等關(guān)鍵技術(shù)上有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。業(yè)界一直在積極開發(fā)更高容量的各種儲存技術(shù)。藍(lán)紫色激光存儲技術(shù)(Blue-VioletLaser)、磁光盤存儲技術(shù)、做為硬盤(HDD)技術(shù)和磁光盤技術(shù)的結(jié)合的近場光盤技術(shù)超解析度儲存技術(shù)(SuperRENS)、3D立體儲存技術(shù)(MultiLayers;MultiLevel)以及熒光多層光盤技術(shù)FDM(FluorescentMultilayerDisc)等相繼問世。
傳統(tǒng)CD和DVD上有一層薄薄的反射層,和許多肉眼看不見的凹凸,它包含二進(jìn)制信息。為了從這些盤片上讀出數(shù)據(jù),由一個(gè)半導(dǎo)體激光發(fā)生器產(chǎn)生特定波長的激光束,射向旋轉(zhuǎn)中的光盤片,然后反射光通過棱鏡和透鏡構(gòu)成的組鏡機(jī)構(gòu)再射向接收數(shù)據(jù)的光電裝置,而這個(gè)光電裝置連接的電路能夠辯識出激光所反射回來的數(shù)據(jù)。在光盤上,數(shù)據(jù)是凹槽(pits)及平面(lands)的型式來加以編碼,而光電裝置的電路能辯識出激光射中的平面及射中凹槽的所走距離差這就稱為相位提升(PhaseShift),而這個(gè)技術(shù)就是在光盤中資料儲存與讀取的基礎(chǔ)。經(jīng)由光電讀取裝置,反射回到的凹槽與平面的變化將會轉(zhuǎn)換成1與0的數(shù)位訊號,從而構(gòu)成數(shù)據(jù)流特征。DVD之所以容量比CD大,無非是在同樣面積的盤片上凹凸更多罷了。若要有效地縮小記錄點(diǎn)大小以提升記錄密度,必須使用短波長的光源;或者使用高折射系數(shù)的介質(zhì);或者提升透鏡的NA(數(shù)值孔徑)值。顯然在一個(gè)存儲容量巨大的盤片上,紅色激光根本無法辨識那么多更密集的凹凸了。因此索尼及其它公司紛紛轉(zhuǎn)向藍(lán)色激光的研究。藍(lán)色激光的波長較短,因此驅(qū)動器可以辨識出更小半徑的凹凸,盤片的容量就可以做的更大?,F(xiàn)在的藍(lán)光盤技術(shù)不管是日歐韓9家AV產(chǎn)品制造商聯(lián)合制定的新一代光盤規(guī)格"藍(lán)光光盤",還是東芝和NEC向DVD論壇提出的"AOD(高級光盤,暫定名)"規(guī)格,只不過是商家為自己謀求更高的商業(yè)利潤而制定的不同的標(biāo)準(zhǔn)罷了。就核心技術(shù)上而言,沒有太大的區(qū)別。讓我們再深入了解一下藍(lán)光盤和高密度光存儲技術(shù)的發(fā)展趨勢。
1、藍(lán)光盤技術(shù)
藍(lán)光盤技術(shù)屬于相變光盤(PhaseChangeDisk)技術(shù),它與傳統(tǒng)光盤記錄不同,傳統(tǒng)光盤的記錄和讀出原理是利用磁技術(shù)和光技術(shù)相結(jié)合來記錄和讀出信息,而相變光盤的記錄和讀出原理只是用光技術(shù)來記錄和讀出信息。相變光盤利用激光使記錄介質(zhì)在結(jié)晶態(tài)和非結(jié)晶態(tài)之間的可逆相變結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)信息的記錄和擦除。在寫操作時(shí),聚焦激光束加熱記錄介質(zhì)的目的是改變相變記錄介質(zhì)晶體狀態(tài),用結(jié)晶狀態(tài)和非結(jié)晶狀態(tài)來區(qū)分0和1;讀操作時(shí),利用結(jié)晶狀態(tài)和非結(jié)晶狀態(tài)具有不同反射率這個(gè)特性來檢測0和1信號。
實(shí)際的藍(lán)光盤應(yīng)用藍(lán)紫色激光技術(shù),能在直徑12公分的盤片上,儲存兩小時(shí)的高清晰度視音頻信號,在2002年2月的初期版本中,透過使用405nm的藍(lán)紫色電射半導(dǎo)體,NA(數(shù)值孔徑)值為0.85的讀取頭、以及0.1mm的光學(xué)透射保護(hù)層架構(gòu),藍(lán)光盤可以將12公分的單面光盤片資料儲存容量提升到27GB。它可以記錄兩小時(shí)的高清晰度視音頻信號,以及超過13小時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)電視信號。
在資料轉(zhuǎn)換率方面,藍(lán)光盤可以將高清晰度的電視節(jié)目,以36Mbps的速度從攝像機(jī)轉(zhuǎn)換到播放媒體上,并能維持節(jié)目品質(zhì)。另外,它還具有任意影像捕捉,以及重覆播放等功能。
在兼容性方面,由于藍(lán)光盤采用MPEG2碼流壓縮技術(shù),因此它同時(shí)適用于數(shù)字廣播系統(tǒng),可執(zhí)行電視臺多種視頻記錄與播放。
另外,在資料安全性部分,藍(lán)光盤也采用了一種獨(dú)特的ID寫入模式,可確保資料安全,并為盜版問題提出一套保護(hù)版權(quán)的解決方案。
2、高密度光存儲技術(shù)的發(fā)展趨勢
(1)采用近場光學(xué)原理設(shè)計(jì)超分辨率的光學(xué)系統(tǒng),使數(shù)值孔徑超過1.0,相當(dāng)于探測器進(jìn)入介質(zhì)的輻射場,從而能夠得到超精細(xì)結(jié)構(gòu)信息,突破衍射極限,獲得更高的分辨率,可使經(jīng)典光學(xué)顯微鏡的分辨率提高兩個(gè)數(shù)量級,面密度提高4個(gè)數(shù)量級。
(2)以光量子效應(yīng)代替目前的光熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫入與讀出,從原理上將存儲密度提高到分子量級甚至原子量級,而且由于量子效應(yīng)沒有熱學(xué)過程,其反應(yīng)速度可達(dá)到皮秒量級(1O-12秒),另外,由于記錄介質(zhì)的反應(yīng)與其吸收的光子數(shù)有關(guān),可以使記錄方式從目前的二存儲變成多值存儲,使存儲容量提高許多倍。
(3)三維多重體全息存儲,利用某些光學(xué)晶體的光折變效應(yīng)記錄全息圖形圖像,包括二值的或有灰階的圖像信息,由于全息圖像對空間位置的敏感性,這種方法可以得到極高的存儲容量,并基于光柵空間相位的變化,三維多重體全息存儲器還有可能進(jìn)行選擇性擦除及重寫。
(4)利用當(dāng)代物理學(xué)的其它成就,包括光子回波時(shí)域相干光子存儲原理、光子俘獲存儲原理、共振熒光、超熒光和光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)效應(yīng)、光子誘發(fā)光致變色的光化學(xué)效應(yīng)、雙光子三維體相光致變色效應(yīng),以及借助許多新的工具和技術(shù),諸如掃描隧道顯微鏡(STM)、原子力顯微鏡(AFM)、光學(xué)集成技術(shù)及微光纖陣列技術(shù)等,提高存儲密度和構(gòu)成多層、多重、多灰階、高速、并行讀寫海量存儲系統(tǒng)。
3、新型光盤技術(shù)的應(yīng)用
大量的信息要求有大容量的存儲設(shè)備,光存儲驅(qū)動器和幾種光儲存媒體均將呈現(xiàn)出足夠快的增長趨向。光存儲市場的發(fā)展,將改變聲音圖象及其它數(shù)據(jù)的存儲方式及傳播方式。光存儲產(chǎn)品可以利用自動換盤系統(tǒng),組成光盤庫、光盤塔、光盤陣列,實(shí)現(xiàn)提高整個(gè)系統(tǒng)的容量、數(shù)據(jù)傳輸率及多數(shù)據(jù)存儲的可靠性。如果將光盤庫、光盤塔及光盤陣列與自動換盤系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合,可以大大提高系統(tǒng)容量、數(shù)據(jù)傳輸率和顯著改善存儲數(shù)據(jù)的可靠性。
在技術(shù)上,磁帶已經(jīng)基本上沒有潛力了,而且與非線性的編輯系統(tǒng)存在明顯的矛盾;專業(yè)光盤雖然不會在很短的時(shí)間內(nèi)取代磁帶,但其非線性、高密度、低成本、高傳輸速度的優(yōu)勢已經(jīng)帶來了良好的開端。Sony公司不失時(shí)機(jī)的推出光盤專業(yè)攝錄像器材,這些設(shè)備使用基于藍(lán)紫色激光技術(shù)的光盤作為存儲介質(zhì),充分發(fā)揮非線性記錄方式帶來的靈活性。例如:PDW-3000專業(yè)藍(lán)光盤編輯錄像機(jī)(演播室機(jī)型),它可記錄和重放IMX/DVCAM格式,具有完善豐富的輸入輸出接口,包括傳統(tǒng)視音頻和網(wǎng)絡(luò)接口。它的雙光頭設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)高速文件讀出。它具有快速圖像搜索,圖像索引功能和光盤的隨機(jī)訪問功能,可以快速定位到所需圖像。它具有場景選擇隨機(jī)存取能力,使得任意定位素材段成為可能,跳過不必要的素材。特別值得提出的是這種錄像機(jī)可以將高低分辨率素材同時(shí)記錄在光盤上,高分辨率素材用于高質(zhì)量節(jié)目的制作和輸出,低分辨率素材可用于編輯,瀏覽等等,低分辨率素材還可以為互聯(lián)網(wǎng)播出等用途提供數(shù)據(jù)。二光傳輸
讓我們再來看看光傳輸,現(xiàn)在各省市有線電視臺網(wǎng)絡(luò)中在主干線多使用光纜傳輸信號,在電視臺內(nèi)部的新聞網(wǎng)或制作網(wǎng)也使用光纖代替電纜傳送素材文件。眾所周知,光纖傳輸比傳統(tǒng)電纜傳輸有頻帶寬、容量大、損耗低、保真度高、抗干擾等優(yōu)點(diǎn)。而隨著光電子器件的持續(xù)發(fā)展,光纖工藝的提高,以及光纖技術(shù)和IT技術(shù)的相互滲透和融合,光傳輸技術(shù)有了相當(dāng)大的發(fā)展,這對電視臺通信架構(gòu)的改變起到了巨大的推動作用。以下是對滿足電視臺需求的光傳輸技術(shù)的具體闡述。
1、光纖技術(shù)的介紹
(1)單波長技術(shù)
對于業(yè)務(wù)量和距離長度要求不大時(shí),普通的單波長技術(shù)就已能滿足需求。幾年前單波光纖的數(shù)據(jù)傳輸就已能達(dá)到10Gbps。目前在單波長上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)能夠做到40G的帶寬,雖然這已經(jīng)是單波長所能夠傳輸?shù)臉O限,并且實(shí)用的傳輸容量也沒有這么大,但相對電視臺內(nèi)部網(wǎng)近距離的視音頻傳輸要求已經(jīng)夠用。
單波技術(shù)基于電時(shí)分復(fù)用(ETDM)技術(shù),但由于微電子技術(shù)和光纖色散的限制,微電子技術(shù)難以支持電時(shí)分復(fù)用有新的突破。光纖上的色散是10Gbps及其以上速率系統(tǒng)傳輸距離的主要制約因素,且隨著比特率越高而影響越大。
(2)密集波分復(fù)用
對于傳輸量更大,傳輸距離更遠(yuǎn)的要求,僅靠提高單信道系統(tǒng)的速率已沒有空間,另一種途徑就是使用復(fù)用技術(shù)。光復(fù)用的方式有很多種,目前比較成熟并已進(jìn)入大規(guī)模商用階段的是光波分復(fù)用,尤其是DWDM--密集波分復(fù)用。(DWDM:DenseWavelengthDivisionMultiplexing)
DWDM技術(shù)簡單地說是在一根光纖上接入不同波長的光信號,使傳輸容量比單波長傳輸容量增加幾倍甚至上百倍。提到DWDM,不能不提摻鉺光纖放大器(EDFA)。EDFA的出現(xiàn)使得DWDM得以實(shí)用。EDFA是一種全光放大器,它的使用取代了原來光-電-光的中繼再生方式,突破了光電、電光轉(zhuǎn)換的速度瓶頸,使長距離、大容量、高速率的光纖通信成為可能,是DWDM系統(tǒng)及未來高速系統(tǒng)、全光網(wǎng)絡(luò)不可缺少的重要器件。EDFA工作窗口在1530-1565nm,對波分復(fù)用中的每個(gè)波長補(bǔ)充功率,并經(jīng)過若干個(gè)EDFA再用再生器來消除色散的影響。
使用DWDM,可以大大提高光纜傳輸容量,節(jié)省光纖,降低傳輸成本。DWDM目前可商用的水平,我國的傳輸容量為80Gbps,國外如朗訊公司的傳輸容量為400Gbps,實(shí)驗(yàn)室的水平則已超過Tbps。
(3)新型G.655光纖
(4)全波光纖
使用全波光纖,增加傳輸頻帶。在未來的電視臺光纖網(wǎng)中,除了傳輸多路的視音頻數(shù)據(jù)以外,還會傳輸大量的管理數(shù)據(jù)。充分地拓展可用頻帶已成為關(guān)鍵。而在光纖的另一個(gè)低損窗口1.31um,雖然石英光纖在此波段時(shí)的色度色散為零,但由于1385nm附近存在著一個(gè)OH-離子吸收峰,對光纖傳輸能產(chǎn)生較大的衰減。而由此誕生的全波光纖采用了一種全新的生產(chǎn)工藝,幾乎可以完全消除由OH-峰引起的負(fù)面影響,并且使用與普通的G.652匹配包層光纖一樣的標(biāo)準(zhǔn)。
由于開放了這一低損窗口,全波光纖的可用波長范圍增加了100nm,使光纖的全部可用波長范圍由大約200nm增加到300nm,可復(fù)用的波長數(shù)大大增加,而且在上述波長范圍內(nèi),光纖的色散僅為1550nm波長區(qū)的一半,因而,容易實(shí)現(xiàn)高比特率長距離傳輸。同時(shí),由于波長范圍大大擴(kuò)展,一方面可以將不同的波長分配不同的數(shù)據(jù)流,從而改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)管理;另一方面,允許使用波長間隔較寬、波長精度和穩(wěn)定度要求較低的光源、合波器、分波器和其它元件,使元器件的成本大幅度下降,從而降低整個(gè)系統(tǒng)的成本。
此外摻鐠光纖放大器(PDFA)的研制成功也解決了1310nm波長光的中繼問題。摻鐠光纖放大器工作在1300nm波長窗口,以摻鐠光纖作為增益介質(zhì)。在實(shí)用過程中,可分別使用PDFA和EDFA對1310nm和1550nm波長的光信號進(jìn)行功率放大和補(bǔ)償衰耗。
無論是工作在1550nm的G.655光纖,還是使用1310nm的全波光纖,最新的光纖技術(shù)帶來的是更高的傳輸速度和更大的傳輸容量,這為電視臺使用光纖傳輸多種數(shù)據(jù)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于突破了傳輸瓶頸,在傳輸視音頻信號的同時(shí)還可傳輸大量的管理信息,包括文件的元數(shù)據(jù)以及其他SNMP數(shù)據(jù)流。這也為建立基于IP的視頻管理網(wǎng)絡(luò)鋪平了道路。
2、因特網(wǎng)技術(shù)和光纖技術(shù)的結(jié)合
隨著因特網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,ATM、SDH、IP等技術(shù)不斷融入到光成域網(wǎng)的建設(shè)中。目前代表發(fā)展方向的是IPoverWDM技術(shù),其中比較成熟的解決方案是GEOverDWDM(GE:千兆以太網(wǎng))。GEOverDWDM對于有線電視網(wǎng)絡(luò)最大的好處就是可以實(shí)現(xiàn)在原有光纖網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上平滑、連續(xù)性的網(wǎng)絡(luò)升級,同時(shí)可以和原有的10Mb/s、100Mb/s以太網(wǎng)無縫連接,能降低系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性,保護(hù)廣電系統(tǒng)的投資。
IPoverDWDM通俗的說法就是讓IP數(shù)據(jù)包直接在光路上傳送,減少網(wǎng)絡(luò)層之間的冗余部分,能夠省去網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的成本,同時(shí)也降低用戶使用通信業(yè)務(wù)的費(fèi)用。GEoverDWDM是IPoverDWDM的一種廉價(jià)方式,適用于廣電系統(tǒng)城域IP骨干網(wǎng)的建設(shè)。
千兆以太網(wǎng)(GE)技術(shù)是目前技術(shù)成熟的最快速以太網(wǎng)技術(shù),它可以提供1Gbps的帶寬,由于采用和傳統(tǒng)10Mb/s、100Mb/s以太網(wǎng)同樣的幀格式和幀長,因此GE可以在原有低速以太網(wǎng)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)平滑過渡。目前GEOverDWDM使用光放大器后的傳輸距離已可達(dá)到640公里。在現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上,使用千兆以太網(wǎng)技術(shù),具有一定的現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)意義??梢灶A(yù)見,GEOverDWDM技術(shù)將成為廣電網(wǎng)絡(luò)中城域網(wǎng)的理想方案。
隨著各種光傳輸技術(shù)不斷地投入使用,整個(gè)電視臺的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將會發(fā)生巨大改變,而全光網(wǎng)和光接入網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展,使這種趨勢越來越明顯。
三光應(yīng)用
由以上光記錄和光傳輸?shù)慕榻B,我們可以了解到光技術(shù)已經(jīng)逐漸滲透至專業(yè)視頻領(lǐng)域。以下為筆者設(shè)想的以光技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建的新型電視臺IT制作網(wǎng)。相對于傳統(tǒng)電視臺制作網(wǎng)它將具備以下特性:
1.首先是高效的資源共享能力。可以實(shí)現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)存取、遷徙及交換。
2.由于光盤錄像機(jī)的出現(xiàn),文件化的素材交換方式得以實(shí)現(xiàn),解決了傳統(tǒng)電視臺制作網(wǎng)素材上下載消耗時(shí)間的瓶頸。
3.具有智能化的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理功能。
4.整個(gè)網(wǎng)絡(luò)具備可擴(kuò)展性,強(qiáng)容錯(cuò)性,高兼容性以及與其他網(wǎng)絡(luò)的互換性。
我們可以設(shè)想以下的以光技術(shù)為基礎(chǔ)的全光業(yè)務(wù)網(wǎng),當(dāng)然這里的全光目前不會是完全的光技術(shù),也包含節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換上使用的一些光電和電光設(shè)備。前期節(jié)目素材由光盤攝像機(jī)采集,光盤攝像機(jī)可以是高端的SONY的PDW藍(lán)光盤攝像機(jī),它的記錄文件格式是MPEG24:2:2P@MLIMX或者是DVCAM格式;也可以是低端的東芝的家用DVD光盤錄像機(jī),它的記錄格式是MPEG2TS流。以上文件格式的素材在攝像機(jī)內(nèi)部被刻錄到藍(lán)光盤或普通的DVD碟片上。通過相應(yīng)的光盤錄像機(jī)或?qū)S玫墓獗P驅(qū)動器由光纖實(shí)時(shí)傳輸并存儲到后期編輯制作單元。制作單元為現(xiàn)有的電視臺制作工作站,由后期編輯制作單元來進(jìn)行原始素材的編輯及后期處理工作,各種特效、字幕、配音、片頭等在此處完成。制作完的節(jié)目由光纖無損地送入中央存儲部分的光盤庫中,一方面用于播出。另一方面,可以實(shí)現(xiàn)節(jié)目的存儲和歸檔或者利用光盤錄像機(jī)下載,便于以后的索引和節(jié)目調(diào)用。基于SNMP(簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議)技術(shù)的系統(tǒng)監(jiān)控單元通過與各單元交換信息,實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)在節(jié)點(diǎn)光交換設(shè)備和傳輸通路上的光纖狀況。采用光纖作為工作站點(diǎn)連通的物理方式,用于數(shù)據(jù)的遷徙,設(shè)備和業(yè)務(wù)運(yùn)營管理等控制信息的傳遞。采用光盤庫作為中央存儲單元,其管理軟件可以區(qū)分短期存儲的播出節(jié)目和長期存儲以供后用的節(jié)目。短期存儲的節(jié)目存儲在一級光盤庫,節(jié)目播出后定時(shí)刪除。長期存儲節(jié)目編目后放至二級光盤庫,作為媒體資源有原則的開放,不同級別的用戶通過光纖有償或免費(fèi)獲取媒體資源。一級光盤庫為在線存儲體,容量以電視臺內(nèi)部人員充分使用即可,它是提供給電視臺內(nèi)部用戶使用的高速媒體資源共享體,滿足包括播出,節(jié)目制作,節(jié)目下載的宿求。二級光盤庫為近線存儲體,為海量存儲,它的媒體資源存儲主要為節(jié)目的再利用和再加工服務(wù),另外為電視臺以外的用戶提供VOD或者媒體資源再利用和交換的宿求。
以上設(shè)想的網(wǎng)絡(luò)比較現(xiàn)今的網(wǎng)絡(luò),由于光技術(shù)的使用,可以突顯出高速共享的精神,達(dá)到用戶所見所得的需求。真正實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的實(shí)時(shí)的信息交換。