分布式数字管理

分布式数字管理（精选八篇）

分布式数字管理 篇1

条件接收系统(Conditional Access System,CAS)的使用是对数字电视等业务实施接入控制,从而决定接收设备能否将特定的节目内容展现给最终用户。这要求CA技术既能使合法用户自由选择收看节目,又能保护业务提供商的利益,确保只有支付相应费用的用户才能收看所选的节目内容[1,2,3,4,5]。当前蓬勃发展的CA技术属于第二代条件接收系统,采用加扰控制字加密传输的方法,用户端利用智能卡(IC)解密,对信号没有损耗,系统的保密性、可靠性、可管理性均大大提高。随着数字电视的大力推广和发展,条件接收系统得到了广泛应用[6,7,8]。

为解决电视台、网络运营商同时实现数字电视业务版权管理的问题[9],笔者提出了一种分布式CAS结构。只有运营商的CAS可以给其用户发卡,并作为其用户代理向电视台购买节目。而电视台的CAS不能发卡,多个电视台可以同时共享使用运营商发给用户的IC卡,实现对其产品的授权。此外,还提出一种有效降低授权管理信息(EMM)数据量的方法。

2 分布式CA系统结构

分布式CA系统的结构如图1所示。

系统在节目提供商即电视台处的功能模块包括:

1)授权管理信息生成器(EMMG),负责管理网络运营商的订户,如果有加密密钥更新、订户的产品授权信息更新,则把更新部分加密成EMM后通知给网络运营商处的EMM播发器(EMMB),EMMB根据具体更新情况生成更新的EMM消息,根据消息的性质,周期性地发送给复用器。订户的信息数据库只保存在EMMG中,EMMB只负责按照既定的规则播发数据。

2)授权控制信息生成器(ECMG),负责把加扰器提供的控制字(CW)加密后,生成授权控制信息(ECM)消息返回给加扰器。

3)节目提供商管理工具,把不同网络运营商的订户信息分发给EMMG;把节目提供商业务管理系统(PSMS)发送过来的订户产品授权命令发送到EMMG;负责把节目提供商处的产品信息发送给EMMG和网络运营商的管理工具。

4)节目提供商业务管理系统(PSMS)主要接收来自各个网络运营商业务管理系统(NSMS)发送过来的订户的产品定购请求,验证此请求的有效性,并且记录请求的数字签名;把合法的授权请求发送给管理工具,由管理工具分发给各个EMMG。PSMS需要与NSMS建立一个加密通信的链路,在此链路上接收NSMS发送的带有数字签名的定购请求。

分布式CAS在网络运营商处的功能实体包括:

1)EMMB,接收来自EMMG的加密的密钥更新和用户授权更新消息,EMMB在本地根据这些更新的消息生成EMM,并且维护EMM的更新列表,按照既定的规则循环地向复用器播出这些EMM。

2)分布授权管理信息生成器(D-EMMG),是运营商本地的双重授权的EMMG,主要作用是对订户从节目提供商处定购的节目播发本地的EMM授权进行双重认证。只有得到节目提供商和本地网络运营商的双重授权,IC卡才可以对节目提供商提供的节目进行解密,从而实现双重认证的功能。

3)网络运营商管理工具,负责通知各个连接的节目提供商管理工具订户IC的添加、激活、删除,工作公钥的更换,接收节目提供商管理工具发送的关于产品的定义和删除信息,并将其分发到相应的D-EMMG,同时接收NSMS订户产品的授权,并且分发到相应的管理工具和D-EMMG。

4)NSMS接收用户的产品定购,向PSMS发送带有本身数字签名的产品定购消息,同时向网络运营商管理工具或者D-EMMG发送产品定购或取消定购的授权命令。

3 EMM播发机制

EMM的大数据量给运营带来很大的负担。经过分析发现,发送给用户的EMM中,80%以上的数据是重复的,因此可以在前端系统中过滤出这些重复的EMM,在靠近用户侧,恢复这些重复播发的数据。把传统的EMMG分为两个模块:一个是运营商前端的EMMG,负责生成各种EMM;另一个是靠近用户侧的EMMB,负责EMM的周期性播放,如图2所示。EMMG通过IP专线与EMMB进行连接,从而大大降低了干线中重复播发的EMM数据量。

EMMB的工作流程如图3所示。EMMB启动后,监听相应的端口,等待EMMG的连接。当连接成功后,根据EMMB与EMMG之间的通信协议读取EMM,然后开始启动播发模块,按照不同EMM的播发规则和设定的播发速率,向其负责范围内的用户播发EMM。

如果在EMMB运行的过程中出现EMMB和EMMG之间链路中断的情况,EMMB继续播发当时保存在内存中的EMM,等链路重新连接时,EMMB向EMMG申请链路中断时更新的EMM。而EMMG负责维护还没有更新给EMMB的EMM。同时,在链路中断情况下,EMMG会申请停止SK更新。

4 分布式CA系统的运营

基于以上功能模块组成的分布式CAS,为实现多个节目提供商共享网络运营商的订户IC卡资源,使节目提供商和网络运营商能够共同对节目进行数字版权管理,实现CAS的电信级运营,使用如下方式:

1)用非对称加密算法和对称加密算法改进CAS加密

在用户IC卡中存储着非对称算法的私钥,而CAS的数据库中只存储着与IC卡中私钥对应的公钥。

用对称算法的密钥对加扰节目的CW进行加密,而这个密钥是一定周期内随机变化的,且用过的密钥要随时销毁。用对称算法加密后的CW封装在ECM消息内传送。

节目产品的授权数据以及CW的加密密钥通过公钥加密,用EMM传送到相应的IC卡,IC卡用私钥解密后得到相应的产品授权和加密CW的密钥,从而解密得到CW。

运营商在作为用户代理购买节目时,只是把用户加密用的公钥和用户ID绑定,并且把用户要求购买节目的数据提供给电视台,这些数据经过加密,并且由运营商进行数字签名。

在ECM和EMM内包含电视台的ID,IC卡根据电视台的ID,对相应的IC卡数据进行操作,实现电视台的CAS共享运营商CAS的IC卡。

2)节目的双重认证

为了防止电视台借用网络运营商订户的IC卡资源单独对用户进行授权,或者网络运营商盗播电视台的节目,分布式CAS采用双重认证的方法,即电视台、网络运营商同时对订户购买的节目进行授权。IC卡必须在得到这2个授权的条件下才可以解密CW提供给机顶盒。

3)基于数字签名技术完成运营商和电视台之间的数据交换

运营商作为用户的代理向电视台购买节目时,为了防止“抵赖”现象,分布式CAS采用了数字签名技术。运营商每次作为用户的代理向电视台购买节目时,都对自己的定购操作添加了数字签名,电视台在验证数字签名确实是该运营商时才可对其要求的定购进行授权操作。同时,电视台在返回运营商的授权信息中,包含带有电视台数字签名的确认消息,确认运营商的定购操作。由于数字签名的发送方不可抵赖、接收方不可伪造的特性,可解决数字电视运营实体之间定购数据的“抵赖”问题。

5 小结

笔者提出一种分布式CAS的结构设计,以及有效降低EMM数据量的方法。利用该分布式CAS,实现了电视台、网络运营商对各自经营业务的管理,从而实现数字电视业务的版权管理。

参考文献

[1]GY/Z175-2001,数字电视广播条件接收系统规范[S].2001.

[2]木昌洪,刘卫忠,冯卓明,等.基于CA条件接收系统的原理与实现[J].有线电视技术,2004(9):85-86.

[3]黄海.数字电视有条件接收系统及其应用[J].电视技术,2003,27(3):41-42.

[4]施国强,黄吴明,张万书.有线电视网络技术手册[M].北京:电子工业出版社,2002.

[5]何锦.条件接收系统及同密处理技术[J].世界宽带网络,2003(12):8-14.

[6]王爱英.智能卡技术[M].2版.北京:清华大学出版社,2001.

[7]ITU-R Rec.810,Conditional-access broadcasting systems[S].1992.

[8]SUN Y,LIU K J R.Scalable hierarchical access control in secure group communications[C]//Proc.IEEE INFOCOM′04.[S.l.]:IEEE Press,2004:1296-1306.

分布式数字内容与传输技术 篇2

分布式数字内容就是指数据同程序能够不在同一个服务器上, 可以相互分散到多个服务器, 将数字形式存在的文本、图象、声音等内容存储在硬盘等数字载体上, 通过数字技术进行整合应用, 同时通过网络等技术手段进行传播。

分布式数字内容在网络上分散分布信息数据, 能够影响到数据库的操作, 帮助应用服务能够在计算机系统中进行分配并且优化, 不会存在传统集中式系统运行时会导致主机资源紧张等问题, 利于解决网络中存在的数据异构、数据共享等问题, 是信息技术一大革新。

分布式数字内容能够解决信息系统中数据的各种来源、各种类型, 能够真正实现数据资源共享以及数据处理的分工合作技术。如解决市政地下管网系统, 这些各类自来水、污水等处理数据都由各自管理机构分散管理, 而要对这些数据进行采集, 就必须使用分布式, 能够根据各管理机构的数据进行各自管理, 同时也能建立一个综合系统, 将各自的管理系统作为子系统来进行管理。

分布式数字内容还能够处理在一定范围内的综合信息管理。如在城市的市政管理中, 各个城市的信息分布以及城市地域呈现分散性这样的特点便决定了多层次的信息采集必须使用分布式这样的模式。

分布式数字内容的发展有更加广阔的前景, 也是如今数字信息发展的主要趋势。

2 分布式传输技术

分布式传输技术主要是指能够充分利用不同信道传输, 让信息得到可靠传输。实际的传输系统存在着一定的干扰, 这些都会影响到信息传输的准确度, 这取决于信道的传输性能。

集群通过数据的各类副本机制能够提升技术的可行性, 服务器节点能够根据需求来适时配置数据。

近年来, 分布式传输技术能够显著提升系统性能得到了更广泛的应用。几个分布在不同地域的传输节点组成了虚拟系统来提供数据的传输, 以此来得到更高的系统性能。

传输技术主要运用在中继端利用多个传输节点来提升信息传输的速度和质量, 还运用到发射端, 利用多个相邻的技术站来提供信息的传输服务。

3 分布式数字内容与传输技术的应用

3.1 分布式数字内容与传输技术在云计算中的应用

分布式数字内容与传输技术具有突出的优势。分布式架构具有很好扩展性的特点, 每当其性能不能满足需求时, 能够非常容易以增加新节点的办法来扩展它的性能。

分布式数字内容与传输技术因为拥有良好的扩展性, 它的容量优势明显, 它的节点数量逐渐增多让其呈线性增加, 它的容量能够满足传输需求, 不会影响到信息的传输。

分布式数字内容与传输技术利用简单的存储方式, 数字内容与传输技术性能非常高, 采用的是缓存的架构以及用内存为基础的访问方式。同时它采用的是多份副本的复制办法, 防止单点出现故障。数据分布呈现一致性和架构无中心化的特点, 不会因为个别节点受到损坏而影响到整体集群的正常运行, 能够将故障的出现降低到最少。

分布式数字内容与传输技术在实际的操作运行中也会遇到一定的问题。当单个节点无法满足信息系统的性能要求时, 要对节点的数量进行扩展, 要通过按号段的方式来实施。

这样的扩展方式不能通用, 但是同各类应用程序息息相关, 这就影响到技术的开发和维护, 造成成本消耗高。不同的物理节点能够在技术的运用中实现共享数据的优势, 多是采用文件或者同步的方式来实施。这也影响到信息传输的性能和一致性, 存在着很大的风险。

在信息传输中, 许多不同的节点同时访问同一个数据库, 导致系统运行的障碍则是数据库和磁盘, 可以使用单节点的缓存方式来解决。但是, 一旦这样操作, 不仅会导致信息资源无法实现有效的利用, 存在一定的浪费现象, 还导致不同节点中的缓存在一致性的处理方面纷繁复杂。

如果应用节点的系统出现问题, 导致退出再重新启动之后, 要保证已存在的信息不掉线, 经常会采取写文件的方式来实现, 但是磁盘和系统的初次加载会存在性能问题。分布式数字内容与传输技术引进并应用之后, 就会容易地解决这些问题。

应用采取调用分布式数字内容与传输技术提供的接口, 把关键的数据放到分布式数字内容与传输技术中, 而自身只需重点关注在应用逻辑的处理上, 这样就能够容易打造出可扩展、高性能的分布式技术, 再对标准接口进行封装处理, 就能够对外提供高效、便捷的云服务。

3.2 分布式数字内容与传输技术在物联网中的应用

随着物联网的发展更新, 对分布式数字内容与传输技术提出了更高的挑战。在生活中物联网到处存在, 它可以对所有的商品, 从小到针头麻线, 大到汽车、大厦都能够通过物联网来进行信息之间的交换。

如今的物联网信息技术把射频识别、智能和传感器等技术有效融入其中。物联网信息技术的不断更新, 改变着人们的工作和生活方式。它主要包括传感器网络、信息传输网络和信息应用网络3个层次, 第1层次也就是包括条形码以及传感器等设备的传感网络, 具有识别和采集信息的功能, 第2层次具有传输功能, 将传感网采集的大量数据信息进行远距离无缝传输, 第3层次具有数据处理功能, 通过对数据的处理来提供人们所需要的信息服务。

4 小结

分布式数字内容是通过无线传感网、宽带互联网等传输方式向存储设备或者处理设备聚集信息, 使像这样用传输技术来承载信息是有非常明显的优势。

传输技术的运用能及时地对数字内容进行处理、分析, 能够更加迅速地对信息进行整合和管理, 以便大幅度提高信息资源的利用率, 提升社会的生产力水平。

重庆市科学计数委员会资助项目———重庆日报报业集团移动数字出版平台研发项目 (项目编号:cstc2012gg-yyjs B40002)

参考文献

[1]孙立悦, 赵晓晖, 虢明.基于中断概率的协作通信中继选择与功率分配算法[J].通信学报, 2013.

分布式电源项目并网服务管理规则 篇3

分布式电源项目并网服务管理规则

（修订版）

第一章总则

第一条 为促进分布式电源快速发展，规范分布式电源项目并网管理工作，提高分布式电源项目并网服务水平，践行国家电网公司“四个服务”宗旨及“欢迎、支持、服务”要求，按照公司《关于做好分布式电源并网服务工作的意见（修订版）》、《关于促进分布式电源并网管理工作的意见（修订版）》（国家电网办[2013]1781号）要求制定本规则。

第二条 按照“四个统一”、“便捷高效”和“一口对外”的基本原则，由公司统一管理模式、统一技术标准、统一工作流程、统一服务规则；进一步整合服务资源，压缩管理层级，精简并网手续，并行业务环节，推广典型设计，开辟“绿色通道”，加快分布式电源并网速度，由营销部门牵头负责分布式电源并网服务相关工作，向分布式电源项目业主提供“一口对外”优质服务。

第三条 本管理规范所称分布式电源是指在用户所在场地或附近建设安装，运行方式以用户侧自发自用为主、多余电量上网，且在配电网系统平衡调节为特征的发电设施或有电力输出的能量综合梯级利用多联供设施。包括太阳能、天然气、生物质能、风能、地热能、海洋能、资源综合利用发电（含煤矿瓦斯发电）等。

第四条 本规则适用于以下两种类型分布式电源(不含小水电)：

第一类：10千伏以下电压等级接入，且单个并网点总装机容量不超过6兆瓦的分布式电源。

第二类：35千伏电压等级接入，年自发自用大于50%的分布式电源，或10千伏电压等级接入且单个并网点总装机容量超过6兆瓦，年自发自用电量大于50%的分布式电源。

第五条 接入点为公共连接点，发电量全部上网的发电项目，小水电，除第一、二类以外的分布式电源，本着简便高效原则做好并网服务，执行国家电网公司常规电源相关管理规定。

第六条 分布式电源发电量可以全部自用或自发自用余电上网，由用户自行选择，用户不足电量由电网提供；上、下网电量分开结算，各级供电公司应均按国家规定的电价标准全额保障性收购上网电量，为享受国家补贴的分布式电源提供补贴计量和结算服务。

第七条 分布式光伏发电、分布式风电项目不收取系统备用容量费；对分布式光伏发电自发自用电量免收可再生资源电价附加、国家重大水利工程建设基金、大中型水库移民后期扶持资金、农网还贷资金等4项针对电量征收的政府性基金。其他分布式电源系统备用容量费、基金和附加执行国家有关政策。

第八条 公司在并网申请受理、项目备案、接入系统方案制定、设计审查、电能表安装、合同和协议签署、并网验收与调试、补助电量计量和补助资金结算服务中，不收取任何服务费用。

第二章 管理职责

第九条 总部营销部负责贯彻落实国家新能源发展相关政策规定，负责制定分布式电源并网服务管理规则，对分布式电源并网服务工作开展情况进行统计、分析、监督、检查，协调解决分布式电源并网服务过程中存在的矛盾和问题。

总部发展部负责分布式电源接入管理，负责制定接入系统技术标准和规则，对分布式电源接入系统方案编审工作开展情况进行监督、检查；总部运检部负责制定分布式电源电网设备建设、实验、运维、检修相关标准并对落实情况进行监督、检查;国调中心负责制定分布式电源并网调度运行管理相关规定，并对落实情况实施监督、检查;总部财务部负责制定分布式电源电价管理相关规定，并对可再生能源补贴资金结算情况进行监督、检查；总部交易中心负责制定分布式电源上网交易管理规定。总部其他相关部门履行公司规定的专业管理职责。

第十条 省公司营销部负责细化本单位分布式电源并网服务管理要求，制定分布式电源并网服务实施细则及考核办法，负责本单位分布式电源并网及运营管理工作。

省公司发展部、财务部、运检部、调控中心、交易中心负责细化本专业分布式电源管理要求并对落实情况进行监督、检查。省公司其他相关部门履行公司规定的专业管理职责。

第十一条 地市/区县公司营销部（客户服务中心）负责分布式电源并网服务归口管理；负责受理辖区内分布式电源并网申请、组织开展现场勘查、组织审查380（220）伏接入系统方案、答复接入系统方案、答复35千伏及10千伏接入电网意见函、组织审查项目设计文件、安装电能表、组织配合380（220）伏接入项目并网验收与调试、安排380（220）伏接入项目并网运行、组织合同会签等。

地市/区县公司发展部负责组织35千伏、10千伏接入系统方案审查，出具接入电网意见函，参与380(220)伏接入系统方案审查，参与设计文件审查工作。地市/区县公司运检部负责组织实施分布式电源接入引起的公共电网改造工程，参与现场勘查、接入系统方案和设计文件审查、并网验收与调试工作。地市/区县公司调控部门负责签订35千伏、10千伏接入项目并网调度协议，负责组织35千伏、10千伏接入项目并网验收与调试；参与接入系统方案和设计文件审查、380（220）伏接入项目并网验收调试工作。地市公司经研所负责制定接入系统方案，参与现场勘查，接入系统方案评审。地市公司其他相关部门履行公司规定的专业管理职责。

第三章 受理申请与现场勘查

第十二条 地市/区县公司营销部（客户服务中心）负责受理分布式电源业主(或电力用户)并网申请。各级供电公司应提供营业厅等多种并网申请渠道，并做好95598热线电话和95598智能互动服务网站受理业务的支撑。

第十三条 地市/县公司营销部（客户服务中心）受理客户并网申请时，应主动提供并网咨询服务，履行“一次告知”义务，接受、查验并网申请资料，协助客户填写并网申请表（见附件6）,并与受理当日录入营销业务应用系统。

地市公司营销部（客户服务中心）负责将相关的申请资料存档，并送地市公司发展部，地市公司发展部通知地市公司经研所（直辖市公司为经研院，下同）制定接入系统方案，工作时限：2个工作日。

第十四条 地市/区县公司营销部（客户服务中心）负责组织地市公司发展部、运检部（检修公司）、调控中心、经研所等部门（单位）开展现场勘查。并填写现场勘查工作单，工作时限：2个工作日。

第四章 接入系统方案制定与审查

第十五条 地市公司经研所负责按照国家、行业、企业相关技术标准及规定，参考《分布式电源接入系统典型设计》制定接入系统方案。工作时限：第一类30个工作日(其中分布式光伏发电单点并网项目10个工作日，多点并网项目20个工作日；第二类50个工作日。

第十六条 对于自然人利用自有宅基地及其住宅区域内建设的380/220伏分布式光伏发电项目，各单位可根据本地实际情况编制典型接入系统方案模板。地市/区县公司营销部（客户服务中心）在组织现场勘查时，根据典型接入系统方案模板，与客户确定接入系统方案，并抄送发展、运检等部门备案。

第十七条 地市公司营销部（客户服务中心）负责组织相关部门审定380/220伏分布式电源接入系统方案，并出具评审意见。工作时限：5个工作日。

第十八条 地市公司发展部负责组织相关部门审定35千伏、10千伏接入项目（对于多点并网项目，按并网点最高电压等级确定）接入系统方案，出具评审意见、接入电网意见函并转入地市公司营销部（客户服务中心）。工作时限：5个工作日。

第十九条 地市/区县公司营销部（客户服务中心）负责将接入系统方案确认单（附件7），35千伏、10千伏项目接入电网意见函（附件8）告知项目业主。工作时限：3个工作日。

第二十条 对于380/220伏接入项目，在项目业主确认接入系统方案后，地市公司营销部（客户服务中心）负责将接入系统方案确认单及时抄送地市公司发展部、财务部、运检部（检修公司）、项目业主根据确认的接入系统方案开展项目核准（或备案）和工程建设等工作。

第二十一条 对于35千伏、10千伏接入项目，在项目业主确认接入方案后，地市公司发展部负责将接入系统方案确认单、接入电网意见函及时抄送地市公司财务部、运检部（检修公司）、营销部（客户服务中心）、调控中心、信通公司，并报省公司发展部备案。项目业主根据接入电网意见函开展项目核准(或备案)和工程设计等工作。

第二十二条 公司为自然人分布式光伏发电项目提供项目备案服务，对于自然人利用自有住宅及其住宅区域内建设的分布式光伏发电项目，地市公司发展部收到项目接入系统方案确认单后，根据当地能源主管部门项目备案管理办法，按月集中代自然人项目业主向当地能源主管部门进行项目备案，备案文件抄送地市公司财务部、营销部（客户服务中心）。

第五章 并网工程设计与建设

第二十三条 项目业主自行委托具备资质的设计单位，按照答复的接入系统方案开展工程设计。

第二十四条 地市/区县公司营销部（客户服务中心）负责受理项目业主设计审查申请，接受并查验客户提交的设计文件（附件9）,审查合格后方可正式受理。

第二十五条 在受理客户设计审查申请后，地市公司营销部（客户服务中心）负责组织地市公司的发展部、运检部（检修公司）调控中心等部门（单位），依照国家、行业标准以及批复的接入系统方案对设计文件进行审查，并出具审查意见（附件10）告知项目业主，项目业主根据答复意见开展接入系统工程建设等后续工作。工作时限：10个工作日。

第二十六条 因客户自身原因需要变更设计的，应将变更后的设计文件提交供电公司，审查通过后方可实施。

第二十七条 由用户出资建设的分布式电源及其接入系统工程，其设计单位、施工单位及设备材料供应单位由用户自主选择。承揽接入工程的施工单位应具备政府主管部门颁发的承装（修、试）电力设施许可证、建筑业企业资质证书、安全生产许可证。设备选型应符合国家与行业安全、节能、环保要求和标准。

第六章 电网配套工程建设

第二十八条 地市/区县公司负责分布式电源接入引起的公共电网改造工程，包括随公共电网线路架设的通信光缆及相应公共电网变电站通信设备改造等建设。其中，对于纳入公司综合计划的公共电网改造工程，执行公司现行项目管理规定；对于未纳入的，由地市公司运检部（检修公司）在项目业主确认接入系统方案后，组织地市公司经研所完成公共电网改造工程项目建议书，提出投资计划建议并送地市公司发展部，地市公司发展部安排投资计划并报省公司发展部、财务部备案。工作时限：20个工作日。

第二十九条 在收到地市公司项目建议书和投资计划备案后，省公司发展部会同财务部完成ERP建项。工作时限：5个工作日。

第三十条 在省公司完成ERP建项后，地市公司运检部（检修公司）按照公司工程建设管理程序先行组织工程实施，以满足分布式电源接入电网需求。

第七章 并网验收与调试

第三十一条 地市/区县公司营销部（客户服务中心）负责受理项目业主并网验收与调试申请，协助项目业主填写申请表（附件11）接收、审验、存档相关资料（附件12），并报地市公司运检部（检修公司）、调控中心。工作时限：2个工作日。

第三十二条 地市公司营销部（客户服务中心）负责按照公司统一格式合同文本办理发用电合同签订工作。其中，对于发电项目业主与电力用户为同一法人的，与项目业主（即电力用户）签订发用电合同；对于发电项目业主与电力用户为不同法人的，与电力用户、项目业主签订三方发用电合同。地市公司调控中心负责起草、签订35千伏及10千伏接入项目调度协议。合同提交地市公司财务、法律等相关部门会签。其中，自发自用余电上网的分布式电源发用电合同签订后报省公司交易中心备案。工作时限：8个工作日

第三十三条 地市/区县公司营销部（客户服务中心）负责电能计量表计的安装工作。分布式电源发电出口以及与公用电网的连接点均应安装具有电能信息采集功能的计量表，实现对分布式电源的发电量和电力用户上、下网电量的准确计量。分布式电源并网运行信息采集及传输应满足《电力二次系统安全防护规定》等相关制度标准要求。工作时限：8个工作日。

第三十四条 电能计量表安装完成、合同与协议签订完毕后，地市/区县公司负责组织分布式电源并网验收、调试工作。其中：

35千伏、10千伏接入项目，地市公司调控中心负责组织相关部门开展项目并网验收工作，出具并网验收意见（附件13），并开展并网调试有关工作，调试通过后直接转入并网运行；380（220）伏接入项目，地市/区县公司营销部（客户服务中心）负责组织相关部门开展项目并网验收及调试，出具并网验收意见附件（13），验收调试通过后直接转入并网运行。若验收调试不合格，提出整改方案。工作时限为10个工作日。

第八章 检查与考核

第三十五条 建立分布式电源并网服务常态稽查机制。各级营销部门要全过程督办分布式电源并网各环节工作进度，对各相关部门（单位）业务环节完成时限进行考核。

第三十六条 国网客服中心应建立分布式电源并网服务关键环节过程回访机制，开展业主回访和满意度调查，定期提出改进分布式电源并网服务工作的建议。回访率应达100%。

第三十七条 建立健全分布式电源项目并网服务责任追究制度，对分布式电源并网服务工作过程中造成重大社会影响的事件，应严格追究责任。

第九章 附则

第三十八条 各省（自治区、直辖市）电力公司根据本规则编制分布式电源并网服务实施细则和作业指导书，并参照本规则制定具体考核办法。

第三十九条 本规范由国家电网公司营销部负责解释并监督执行。

基于分布式存储的数字图书馆系统 篇4

分布式的数据存储方式主要分为:数据集中和数据分散两种。数据集中方式是指,在网络中设置一个中心数据库,各节点通过网络访问数据库。这种方式通信开销大、性能欠佳、可用性不高、扩充性较差而且难以管理。数据分散方式是指数据存储在多个分散的相对独立的数据库。此时,分布的数据属于不同的个体,这些个体是对等的完全独立的自治单位,互不相属,只是通过某种临时形成的业务逻辑建立联系。不存在一个统一的机构来管理个体之间的关系,且此时个体之间交互是完全由业务的需要而随机决定。

数字图书馆系统的分布式存储系统一般是以数字对象作为数据的基本存储单元,这些数字对象包括规则的数据和不规则的数据。结构化规则的数据直接存储在关系型数据库中。非结构化的不规则数据用XML技术进行封装,然后通常是用LOB(Large Object)将信息存放在数据库内部,也可将其存储在数据库外部,但保持与数据库的连接,由本地操作系统负责管理文档。图1给出分布式存储系统结构。

数字图书馆系统内部采用统一的标准对数字对象进行封装以利于数据交换。数字对象管理系统负责对存储的数据对象进行管理,响应检索系统的请求;数字对象定位系统完成确定数字对象的存储位置的工作;数字对象仓储系统用来保存数字对象的备份。在分布式存储系统之上是为公众提供检索等各类服务的服务层,公众通过数字资源门户来使用数字图书馆提供的各类信息服务。

存储在数据库中的基本信息单元是数字对象,其可以是简单的数字文件,也可以是由多个数字文件按照特定结构所组成的复合对象。这些数字对象可能存放在分布的多个数字资源库中,可以有多个副本或物理位置,可以被修改或重新组合,也可能被移动或删除。因此需要一定方式对数字对象进行标识,以便数字图书馆系统对它们进行指向和调用。当前,一般按照数据的类型来划分数字对象,数字对象一般分为五类,即简单文本对象、流媒体对象、复合数字对象、嵌入式对象、以及交互式对象。为了有效地管理和使用数字对象,一般是运用数字唯一标识符技术,通过永久性的逻辑标识符来标识每个数字对象。在资源加工中,数字资源可以形成数字对象唯一标识符。另外,为了在分布式应用环境下更好地存取分布式的数字资源,需要一种跨系统跨网络的数字对象定位技术,当前一般是通过对数字对象进行统一标识来实现。

2 数字图书馆的分布式存储功能划分

2.1 资源存储与管理

数字图书馆首要功能是资源的长期保存,需要存储的数字资源一般是由两部分组成,一部分是直接表示资源内容的对象数据,另一部分是元数据。对于这两部分数据,由于数据的特点截然不同,一般是采用分类存储的办法,即元数据存入元数据服务器中,对象数据存入对象服务器中。

根据数据量的多少,元数据服务器和对象服务器的数量是可以变化的。对于数据量较少的情况,也可以把元数据服务器和对象服务器进行合并。另外,对于存储的元数据和对象数据,还需要提供一定的增、删、改等管理功能,通过一定的规则进行数据库的维护并且通过不同服务层间的接口,为服务层提供检索、浏览等数据服务。

2.2 资源调度

资源调度系统用于提供数字资源的共建共享,其管理数字资源以及数字资源的动态变化,提供的数字资源分布情况,以此支持资源交换。系统以唯一标识确定各数字图书馆中所有数字资源,通过统一的调度体系和资源命名规则,实现对分布环境中所有数字图书馆数字资源的管理。调度系统在功能上有统一标识机制、调度码注册、调度码解析、元数据管理等。

资源调度的另一个重要功能是资源定位。对于存储在不同的对象服务器中资源,通过对数字对象的唯一标识符的设定,可以准确地定位数字对象的准确存储位置。

2.3 资源发布

资源发布是数字资源,发送到资源管理存储系统的元数据库和数字对象库,使用户通过门户接口访问到相应资源。其支持在分布式网络环境下的信息发布,与此同时将相应调度码的信息发送到调度码库中。

3 基于分布式存储的数字图书馆

分布式存储的数字图书馆框架结构如图2所示。

身份认证用来保证数字资源服务管理系统的安全性。系统中的数字资源分为元数据和对象数据传递到数据管理模块。

存储管理模块存储管理元数据服务器和对象服务器上的对象数据,把不同的对象数据存储到相应的服务器中。分别考虑元数据和对象数据的特点,根据数据本身的特点和提供的服务类型来决定其存储方式。元数据直接存放关系型数据库中,通过直接操作数据库的方法来提高对元数据的访问速度。对象数据因为文件较大,而且在传统的关系型数据库中进行存储需要进行相应的转换,存取速度较慢。系统中通过IBM内容管理系统Content Manager进行存储,以提高存储的效率。为解决数字图书馆中异构数据的集成问题,可以在应用程序与数据库数据之间设置一个中间层,通过中间层用XML把数据封装成统一的格式,然后再进行相应的操作。

检索模块作为对公众用户的访问接口,提供对图书馆系统的检索功能。其通过数字对象定位模块定位资源的位置,并接受存储系统返回的对象数据和元数据,并将其组织,按照用户需要的格式显示给用户。

数字对象定位模块根据数字对象标识符提供数字对象的资源定位、整合检索系统-为用户提供数据检索服务。其完成确定数字对象的存储位置的工作,当用户检索到某个特定数据时,为了访问其对象数据,将会通过对象定位系统定位到相应的对象数据

元数据调度模块向检索系统提供元数据检索服务并向其发布检索到的元数据。该模块的作用是响应检索系统的检索请求,为元数据检索管理子系统发布有关数字对象的元数据,使得发到元数据服务器上的元数据可被检索到。

4 结束语

通过分布式存储技术实现了大规模数字图书馆,解决了在不同空间和数据结构上存储管理,并且可以在异构数据库系统之间进行数据交互。

参考文献

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[2]镇锡惠.数字图书馆的技术框架[J].数字图书馆-新世纪信息技术的机遇与挑战国际研讨会论文集.北京:北京图书馆出版社,2002-07.

[3]高文,刘峰,黄铁军,等.数字图书馆-原理与技术实现[M].北京:清华大学出版社,2000.

[4]毛军,张晓林,曾蕾,等.URI和数字对象唯一标识符.北京:现代图书情报技术,2003,99(2):9-12.

新型数字化变电站分布式母线保护 篇5

根据数字化变电站的技术特征,提出了一种分散计算并控制的母线保护方案,包括系统的整体构成、过程总线的配置选择以及基于瞬时值电流差动原理的分布式保护算法。

1 分布式母线保护整体结构

分布式母线保护系统DBPS(Distributed Busba Protection System)是指在数字化变电站中,通过非传统互感器、合并单元MU(Merging Unit)、以太网和分散在各智能开关柜或GIS智能控制柜中的就地母线保护单元,来实现变电站的分布式母线保护和控制功能。所设计的分布式母线保护系统结构如图1所示(图中,ECT/EPT分别为电子式电流互感器和电子式电压互感器)。

由图1可知,DBPS由3部分组成。

a.过程层设备:光电式互感器(ECT/EPT)、智能开关、MU。

b.网络设备:光纤以太网、交换机等。

c.各回路就地母线保护单元:是DBPS的核心,负责判断母线是否发生故障,并控制本回路的智能开关。

DBPS的工作过程如下:假设在母线上有N个间隔(包括出线间隔、变压器间隔、母联间隔等),则分布式母线保护由安装在这N个间隔内的N个就地保护单元组成。每个保护单元通过过程总线接收所有间隔的电流、电压采样值和本间隔开关的位置信息。各保护单元分别独立进行保护判断,如保护单元1判别出母线上发生故障时,则将跳闸信息通过过程总线传送给智能开关1进行操作,跳开本间隔的开关,并通过站级总线将保护处理的结果传送到监控后台。在母线故障时,N个保护单元分别跳开各自侧开关,将故障母线隔离。因此,当某个母线保护单元出现误判断而误跳闸或拒跳闸时,只影响到本回路的运行,不会影响其他保护单元的正确判断和相应操作。与传统的集中式母线保护相比,可消除保护误判造成母线全部停电或带故障运行的恶性状况,极大提高了变电站运行的可靠性。

2 过程层总线的选择

保护单元与本间隔开关以及所有的MU都是通过过程总线进行信息交换,因此,过程总线的通信性能是分布式母线保护实现的关键之一。只有连接于母线上的各个间隔的采样值都在确定的要求时间内上送到每个母线保护单元中,才能进行有效的保护计算,完成母线的分布式保护功能。

分布式母线保护对通信网络的要求主要有2方面:一是可靠性,指网络上传送的重要报文不会因各节点争发报文而发生碰撞或因其他原因而丢失,及报文丢失后可通过重发等手段来保证可靠传送;二是实时性,指单位时间内网络传输的信息量要满足变电站内通信需求,尤其是发生故障时对通信的要求。

IEC61850标准规定,过程层的光电互感器、智能开关与间隔层的保护、测控装置之间的通信,由过程总线实现[14]。过程总线提供了光电互感器所采集的瞬时数据的传输;保护装置发给断路器的跳合闸命令及开关位置等信息(GOOSE)的传输2种服务。

采样值报文(SAV)是典型的周期性数据流,其到达周期就是过程层互感器的模拟量采样周期,数据流量取决于局域网内的MU个数和采样率。当局域网内有多个MU时,由于MU具有同时发送大量数据的特点,将会在多个MU间造成频繁的冲突,要经过多次避让和碰撞才能达成通信的协调,从而造成延时过长。故应该采取合理的网络配置以减少冲突和碰撞。

信息系统的通信模式发展主要经历了以下几种。点对点模型(peer-to-peer),通信连接建立后,将会为双方交谈提供适当的高带宽,但是这种通信结构不能满足用户要求在同一时间与多个节点交谈。客户/服务器(client/server)模型,实现一个服务器节点同时与多个客户节点的连接。当信息集中在一个节点时,如数据库、集中文件服务器等,采用客户/服务器通信结构可提供优质的通信性能。但是由于此通信结构要求在分配信息给客户之前,必须首先将信息发送到服务器上,故当信息由多个节点产生时,客户/服务器通信结构因会带来难以估计的延迟而使通信效率降低。发布者/订阅者(publisher/subscriber)模型[15]提供对节点的简单存取,只要告知需要什么信息(订阅),随后系统便会按节点的需要把信息传送给它。这种通信结构允许从一个发布者向多个订阅者发布同样的信息,且订阅同一主题的订阅者可接收多个发布者的信息,这种灵活性使得其易于实现复杂的多点对多点的分布式通信,并支持多节点之间直接而快速的通信。由于上述技术特点,对于传输流量大、实时性要求高、要求信息共享的采样值传输通信而言,采用发布者/订阅者通信结构是最佳选择。

由于采样值的传输和跳合闸命令的下放都要求具有很高的传输速度,具有最高的优先级,因此不适于采用制造报文规范(MMS),而需要选择快速以太网作为过程总线的基本技术,将以上2种服务直接映射到以太网上,以满足传输的实时性要求。以太网技术主要有2种。

a.共享式以太网。共享式以太网中各个站点共享整个网络的带宽,采用的是CSMA/CD,具有冲突检测的载波监听多路访问协议。在网络负担较轻时效率很高;当网络负担很重时,由于频繁地发生冲突并执行退避及重发操作,造成网络带宽的浪费,这种浪费会随发送站点数的增加而迅速加剧。因此,以太网上每个发送站点所实际占有的带宽会随发送站点数的增加而减少,而且当发送站点数超过一定值时整个网络效率急剧下降。

b.交换式以太网。交换式以太网是基于帧交换技术,由以太网交换机进行快速的帧交换。同时,交换式以太网也从根本上改变了“共享介质”的工作方式,它可以通过以太网交换机支持交换机端口节点之间的多个并发连接,实现多节点间数据的并发传输,给每一对端口提供独占的网络带宽。虽然交换机中也存在着冲突问题,但是当发生冲突时仅涉及相关的端口,其他端口不受影响。由于数据帧在交换机中的转发,带来一定的交换延迟,因此,交换式以太网是以交换所需的延迟为代价来保证给每个节点提供恒定的带宽。

相对于共享式以太网,交换式以太网具有端口带宽独享、端口之间全双工通信、支持虚拟局域网(VLAN)和报文优先级设置等诸多优点,过程总线上数据通信流量大(如采样值信息)且报文优先级不一样(如相对于开关设备状态检测信息,采样值传输和跳闸命令传输更重要),故选择以太网交换机作为过程总线的网络核心部件。

影响以太网通信延迟的主要因素是站点的数目和通信速率,即网络负荷是造成通信延迟的主要原因。在分布式母线保护中,站点间主要传输短信息帧,当节点数目较少时,通信延迟的时间很短,而当节点数目增加到一定程度后冲突会加剧,延迟时间以指数增长。同时,在数据吞吐量相同的情况下,通信速率的提高意味着网络负荷的减轻和网络延迟的减小,即网络碰撞几率大为下降,从而改善以太网的实时特性。

在变电站过程总线上传输的数据主要包括MU向保护装置传输的采样值、保护装置向智能开关设备发送的跳闸命令、智能开关设备发送给保护单元的开关状态信息等。其中,跳合闸命令和状态信息的报文长度很短,数据流量非常小,因此,在过程总线上传送的数据流量主要是MU向保护上传的采样值报文。单个MU传送的每帧采样值共有12路,假如保护装置的采样周期为0.5 ms(40个点每周期),而在每个间隔中MU发送的数据帧长度固定为984bit,因此,保护装置与MU之间的数据流量为(40×50 Hz)×984 bit=1.968 Mbit/s。以每条母线上连接8个间隔单元为例,过程总线上传输的采样值的数据流量为8×1.968=15.744 Mbit/s。当选用100 M的以太网作为通信介质时,以太网上的负荷为15.744÷100=15.744%。研究表明,当以太网的网络负荷小于25%时,使用以太网便可得到最好的系统响应。

由此分析,选用100 M的以太网连接各个分布式母线保护子装置和各个间隔的MU,能够满足数据流量的通信要求。随着千兆级快速以太网技术的不断完善和成熟,硬件成本也逐渐下降,其带宽完全可以满足数字化变电站自动化的需要。所以,无论理论分析还是实践,交换式以太网应用于分布式母线保护是可行的。

3 瞬时值差动母线保护算法

在数字化变电站中,由于采用非常规互感器,将不再出现电流互感器的饱和问题。同时,非传统互感器直接传变系统一次值,不再出现互感器变比误配问题,电流差动保护的灵敏性和可靠性将得到极大提高,因此,论文将电流差动保护原理应用于分布式母线保护中。为进一步提高保护的动作速度,提出选择瞬时值电流差动保护算法。

母线作为多端元件,其差动保护原理也是遵循基尔霍夫电流定律,即正常状态下流入母线和流出母线的电流相等,而内部故障时,流入母线的电流远大于流出母线的电流。考虑到一般变电站都是双母运行,因此,母线差动保护又有其特点,基本原理如图2所示。

传统集中式母线差动保护由大差动元件和小差动元件共同构成,大差动元件指除了母联开关以外所有连接到母线上的进出线元件二次电流所构成的差动回路,即大差差流其中,Ij为母线上各元件的电流,但不包括母联电流。小差动元件是指所有连接到某段母线的进出线元件电流(包括母联开关)所构成的差动回路,图2中Ⅰ母、Ⅱ母小差差流分别为其中,I1i和I2k分别为Ⅰ母和Ⅱ母线上各元件的电流,包括母联开关电流。集中式母差保护要靠大、小差元件同时动作来完成保护功能:大差元件动作用来判别是母线区内还是区外故障;小差元件的动作用来选择故障母线。

所设计的分布式母差保护是利用数字化变电站采样值上传网络化的特点,由各就地保护单元获取母线上相应元件的电流,分别计算并判断母线是否发生故障。至于分段母线情况,可根据母联开关的位置信息,由各保护单元决定只计算本段母线还是计算2段母线,大幅简化了判别逻辑。

虽然非传统互感器不会出现电流饱和及比例误配问题,考虑到不同互感器的传变特性仍存在差异,在动作判据中可引入一个较小的比率制动系数,以此提高保护的可靠性。应用瞬时采样值电流,可获得比率差动保护的判据为

其中,k0和k1是常数,分别是差动电流启动定值和比率制动系数。差动量|Id|和制动量Σ|I|的计算如图3所示。其中,Id是各馈线电流的代数和,Σ|I|是馈线电流的标量和。

对于预先设定的区域,如果方程式(1)满足,比率差动元件将动作。图4示意了如何从瞬时采样值序列中求取电流的标量和。

各保护单元处理收到的电流数据且每隔0.5 ms进行一次差动计算。i1m代表1号馈线的第m次瞬时采样值。利用前20次采样值,在tm时刻1号馈线电流的标量和由式(2)得到:

第tm时刻所有馈线的瞬时值差动电流由式(3)得到:

类似式(2),利用前20次采样值可得到在tm时刻差动电流为

而在tm时刻制动电流为

基于式(4)(5),各母线保护单元连续计算式(1),并由此决定差动元件是否动作。

4 结论

IEC61850标准体系在数字化变电站中的应用,用非常规互感器取代常规互感器,对传统的继电保护技术产生一定的影响。本文构造了一种适合数字化变电站的分布式母线保护技术,系统层次分明、结构简单。根据对分布式母线保护中间隔层和过程层间数据流量的计算分析可知,100 M及以上以太网应用于变电站过程总线是完全可行的;基于非传统电流互感器无磁饱和的优点,将瞬时值电流差动保护原理应用于分布式母线保护中,可极大提高保护的可靠性、灵敏性和快速性。

摘要：针对基于IEC61850通信标准的数字化变电站,提出一种分散计算并就地控制的新型母线保护方案。根据数字化变电站技术特征,构建了无主站分布式母线保护整体结构;分析了采样值报文和GOOSE信息的数据传输特征,基于以太网技术设计了联系过程层设备和间隔层保护装置的过程总线;利用非传统电流互感器无饱和的优点,将瞬时值电流差动保护原理应用到分布式母线保护计算中。分析表明所提方案结构简单、可靠性高、切实可行。

分布式数字管理 篇6

1.1 业务子系统

业务子系统是由一个或多个位置相对集中的计算节点构成的, 多个业务子系统共同组成数字图书馆系统的硬件支持。选择合适的分布式硬件集群有利于保证系统正常运行, 其中不仅包括系统硬盘、网络服务器、数据存储硬盘等在内的基础硬件设备和系统管理设备, 而且还包括能够进行逻辑运算的运行基础框架与相关数据信息等等。

分布于业务子系统硬件集群上的是系统的运行管理系统和能发挥多功能的组织计算框架, 它们与基础硬件设备共同构成了数字图书馆系统的基础, 处于业务子系统应用平台的最底层。基础集群系统可通过第三方托管或本地部署的方法准备而成, 分布于业务子系统管理层的是包括统一检索系统、参考咨询系统、期刊服务系统、联机编目系统等在内的可支持逻辑运算的运行系统及图书馆的相关数据信息。需要特别注意的是, 无论是通过第三方托管还是本地部署, 其系统结构和实现方式并没什么不同。

业务子系统内部的服务职能具有独立性, 不会被其他业务子系统的情况影响或干扰到。在shared-nothing的构架下, 业务子系统的运行才能保持独立统一, 垂直分割式的数字化资源给类别不同的业务子系统间的职能实现、数据分割及业务服务等提供了后备力量。业务子系统还有两个不能被忽视的特点:其一, 组件化方式的应用能够实现所有业务子系统的灵活扩展与松散耦合, 形式不同的业务子系统之间可实现内容的相互融合;其二, 以服务为主, 开放API平台向所有使用者提供服, 完成与第三方服务的融合, 采用mash-up方法将处于地区不同、类别不同的业务子系统间的数据信息及业务服务的整合。

1.2 服务融合子系统

作为分布式数字图书馆集成化的关键组成部分, 服务融合子系统是用来协调与整合类别不同的业务子系统间的职能实现、数据处理及业务服务, 并完成与第三方交流沟通或向使用者提供图书馆Saa S类型服务的。服务融合子系统是使用者与图书馆服务器对接的入口, 在该系统中, 所有的业务子系统借助API平台提供的语义能够实现相互配合、包容及第三方托管。

如此一来, 一个高内聚、低耦合、自适应且可控的新型服务体系便可由具有独立性的业务子系统和具有兼容性的服务融合子系统共同组成, 两者各取其所长, 通过注册机制及实现方式的互补完成地区不同、类别不同的业务子系统间的数据信息及业务服务。业务子系统并非所有都可信, 因此要事先辨别。

针对可信的业务子系统, 要先向服务融合子系统提供一些信息, 例如注册时的服务接口、数据的资源内容及规模、URI信息等。之后, 服务融合子系统要将得到这些必要信息传输至业务系统的信息库中, 通过间歇性扫描的处理方式更新可用的资源列表, 使用者通过Web页面二次登陆时便可看到更新过后的数据信息。针对不能成功注册的, 要向数字图书馆的系统管理员提起审核要求, 管理员通过手工添加更新数据资源列表。

2 层次结构

分布式数字图书馆层次结构有五个, 自下而上:基础设备层→数字资源层→系统管理层→业务逻辑层→用户界面层, 如图所示。

3 关键技术

3.1 主从式分布式构架

整个系统中, 服务融合子系统是主控节点, 业务子系统是从节点。这种主从式构架具有结构简单且易于实现的优点, 但也存在其他一些缺陷, 例如单点失效, 单点失效是指服务融合子系统一旦崩溃会造成数字图书馆系统不能正常提供数据信息及业务服务。为了使这个问题能够得到有效解决, 一般用双机热备份或多机备份的方式对主控节点进行操控。在数字图书馆系统中, 读得多而写得少, 因此应用双击热备份机制便可轻而易举地应对该问题, 进而保证服务融合子系统的良好运行。

3.2 一站式认证机制

使用者登陆图书馆系统成功之后便可借力于服务融合子系统提供的通行认证机制完成所有业务子系统的身份认证。基于开放的API平台, 服务融合子系统能保证所有使用者在进行安全控制机制访问时可以畅通无阻地完成身份认证与安全调用。至于那些需要身份认证的入口, 安全调用必须要严格遵循服务融合子系统的相关规范要求才可以顺利实现。另外, 在一站式认证机制中要想成功实现无缝对接, 还要对所有的业务子系统及服务融合子系统之间的匹配度进行鉴定。

4 结语

基于云计算技术下的分布式数字图书馆融合了新理念、新技术, 采用功能层次的划分方法将框架中不同功能的业务子系统分为各自独立的结构, 逻辑和部署上独立, 系统在整体上具有分布式结构的特点, 兼融分布式服务的能力, 扩展性较好。系统整体框架结构松散耦合, 采用服务总线集成, 使用消息队列通信中间件和XML文件流等方式进行信息交换并引入mash-up技术, 将地理位置分布的图书馆资源和服务进行整合, 从而形成一体化的分布式数字图书馆系统。

参考文献

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分布式数字管理 篇7

DDAS系统由DDAS主机和DDAS远端两部分构成,如图1所示,其中主机可以通过同轴电缆和模拟基站相连,经过下变频将基站的射频信号转成模拟中频信号,再经过ADC转换成数字信号,经过数字信号处理(数字下变频和数字滤波以及数字抽取等过程)变成适合在光纤上传输的信号。BBU相连接受来自数字基站的信号,经过接收端解码后,进行抽取或插值以及采样宽度变换,将多个载波信号合成一个波段,并最终与来自模拟基站的信号合并,统一地传送到远端。

网络服务器经过RJ45或光纤收发器接入DDAS主机后经过网络交换机将网络包传送到对应的远端。同时在每个远端DDAS内部都有一个网络交换机,以实现网络包的切换以决定网络数据包送到本地的WIFI ROUTER还是继续传送到下级DDAS远端设备,这种结构充分利用WIFI数据频谱利用率高和LTE数据覆盖广的特点,有效地平衡了手机用户数据和无线网络拥挤的矛盾。

1 DDAS网络数据交换结构

在无线数据服务中,数据服务已经成为主流应用,而通话业务变成移动通信中必不可少的一个功能而已。手机用户上网一般在有WIFI链接时选用WIFI,没有WIFI时会自动切换到无线服务,如LTE等。既然LTE能够提供无线上网,为什么还要WIFI服务呢?这主要是在传输信道中网络数据包是原始数据的传送,而LTE或WCDMA的信号在光纤传输时应首先变成数字信号,这样相比WIFI而言无线数据(LTE等)光纤传输的带宽利用率就会低很多。其次充分利用网络交换技术更能合理的使用光纤的带宽,如远端01的两个用户在使用WIFI数据时可以直接使用WIFI router1内置的网络交换机进行交换而共享数据。远端01,11的两个用户虽然不在一个局域网内,但也只要经过远端01,11之间的一段光纤即可找到对方,可以充分利用P2P技术或网络点到点的访问技术。由于目前DDAS主机和远端的交换和DSP处理都是由FPGA实现,因此网络SWITCH的功能也是由FPGA实现的。由于远端的SWITCH和主机的SWITCH结构相同,因此本文着重介绍主机端的SWITCH的设计。

图2中,MCU是DDAS中主机控制器,它通过网络与远端主机相连实现远端控制。Sever是DDAS的网络服务器,并提供网络服务并实现与外界的接口。Op1到Op8是DDAS主机与远端主机相连的光纤,这里表示网络数据经过光纤输入到网络交换机(From)或交换机已经获得目的地址对应的物理端口,成功将数据送到该端口上(To…)。

为了充分利用FPGA资源,网络交换机制采用哈希表查找机制,下面介绍哈希映射原理和哈希表的构成。

2 哈希表

哈希表在深度方向由256个单元构成,每个单元又分为16个子单元,总共4096个子单元,最多可以存放4096个MAC地址,子单元地址主要解决哈希地址冲突问题。由于MAC地址有48bit,而哈希表只有有限的地址,不能满足一一对应关系,因此利用散列实现48bits地址到256x16单元的映射。为了更好地散列MAC地址,本文采用CRC实现散列算法,即48bits MAC地址输入,生成8bits CRC输出作为哈希表的查找或学习地址(详细过程参见后续哈希表的调度)。

哈希表单元内容由4个字段构成分别为48bits MAC地址,4bits端口号,4bits TTL和8bits“保留”字段,总共64bits构成,其中保留字段主要为将来扩展使用,这里不做介绍。“MAC地址”字段主要存储在学习阶段获得的MAC地址(源),“端口号”主要存储MAC地址对应的端口,即该数据包的来源,是从光纤OP1-OP8来的还是从MCU来的。TTL是生存周期,这里最大值设为5分钟(可以根据具体情况确定),如果TTL为0,则说明该单元中的内容已经作废。

哈希表调度过程,哈希表调度程序读取“查找”或“学习”标志如图4所示,

1)初始化,清空哈希表,此时哈希表内无任何内容,因此所有的数据包一律广播。

2)学习过程,读取网络包的源MAC地址,由哈希地址转换程序转换成哈希表地址,读取该地址的哈希表的内容。首先判断TTL(初始化是预设为零)字段的值是否为零,如果为0说明该地址没有存储任何条目,或者虽有存储但内容已过期。此时直接修改表中的内容即可。其次如果TTL的值不为零,则比较源MAC地址与表中的MAC地址是否一致,如果一致说明该表中已经有该地址的存储,直接修改端口号和TTL(直接修改成最大值)的值。如果比较的结果不一致说明该存储单元已被其他的MAC地址占用,而且TTL还在有效期,因此保留该存储单元的内容,子地址加1,然后以同样的方式处理该子地址的存储单元,直到子地址已变成15仍找不到空余单元,则放弃此次学习的过程。

3)查找过程,就是由目的MAC地址查找端口的过程,首先由哈希地址转换程序产生哈希表地址,读取对应表中的内容,将表中的MAC地址与目的MAC地址比较,如果相同则查找成功,修改TTL为最大值,同时返回表中的端口号,主程序利用得到的端口号进行单播DMA传输。如果比较的结果不同(由散列值冲突造成),哈希表的子地址加1,继续查找直到子地址等于15仍得不到结果,返回查找失败。主程序将该网络包广播给每一个端口。

4)扫描过程,该过程由定时器每分钟触发一次,如果此时没有学习或查找过程,则启动扫描过程,扫描从0地址开始逐一扫描的最后一个单元,每个单元中的TTL如果不为0,则TTL=TTL-1,同时将修改后的TTL写回表中,当TTL的值为零时,该存储单元的记录就作废了。这样就清除了表中已学习到的MAC地址但最近较长时间没有活动的地址,这样就会给最近经常活动的MAC地址存入表中的机会。

3 无线数据与网络数据的调度

不失一般性,我们以4个波段从DDS主机到DDS远端01为例进行说明,如图5所示,数据是按照贞的方式在光纤中发送的。每一帧由贞头,贞尾和五个时隙组成,其中贞头包含贞同步、波段(或网络)到时隙的映射等。贞尾一般是FEC(前向错误检查)。真正的数据是放在五个时隙中的,在组贞过程中是以时隙为基础的,先从时隙1开始,扫描从波段1到波段4,4个波段中挑选出有足够的数据可以填充该时隙的波段,把数据搬移到该时隙上。如果四个波段都没有数据则查看网络数据缓冲器,如果也没有数据,则该时隙就填充零,并记下该时隙对应的波段号或网络数据。依次完成5个时隙的数据搬移或填充,最后处理贞头和贞尾并形成一个完整的数据包经过加扰处理(scrambler)后送到10Gbps的光纤收发器上进行传送。接收端按照相反的顺序依次处理依次解调。

结论:该网络和无线数据调度技术已经在欧美地区多个城市布线并使用,不仅有效调度了无线数据,同时又将无线网络数据和WIFI的网络数据进行了平衡,使系统达到最优。

摘要：数字智能分布式天线系统(DDAS)可以使手机用户在上网时直接使作WIFI,而不是3G或4G下的无线数据,因此有明显的优势,目前已在欧美等国多个城市使用,数字智能分布式天线系统不仅有效调度了无线数据,同时又将无线网络数据和WIFI的网络数据进行了平衡,使系统达到最优。

分布式数字管理 篇8

我国现有各种功能的监测系统只能监测到分前端设备的工作状态和输出信号质量。“分布式数字电视综合监测系统”实现从有线电视前端到用户端的任意节点的分布式多点监测, 可以监测有线数字、模拟电视信号、调频广播信号的主要质量指标, 包括值班监测、故障报警、显示所有频道电平值, 并能监听、监看。远端监测设备可设置在市、县、小区、乡镇、村、楼等各个监测点。该系统解决了自动识别数字和模拟电视信号等技术问题, 通过专家数据分析和判断系统, 监测有线电视网络任意节点的电视信号质量, 满足《GY/T166-2000有线电视广播系统运行维护规程》中对网络运行维护的技术要求, 实现周报、月报、季报、年报等统计。建立分布式数字电视综合监测系统, 可以加强有线数字电视网络的安全管理, 实现对有线电视网络中各个节点播出信号的实时监测, 可准确地报告事故地点、故障类型, 以便进行有效的紧急处理, 使用户能够享受到电信级的服务质量, 对提高我国广播电视行业的服务质量和市场竞争力具有重大意义。

2 系统总体设计和拓扑图

“分布式数字电视综合监测系统”采用数字频率锁相、信道射频接收、基带解调解码、视频后处理、计算机控制、自动测量、软件补偿等技术, 采用“数字电视信号远程实时监听监看技术方案”等2个国家专利。

经RJ45端口传送的测试数据, 通过局域网 (以太网) 接入监测中心网管系统。经GPRS端口传送的测试数据, 通过通信网接入监测中心外网的服务器后, 接入监测中心的网管系统。经光接口传输的信号接入监测中心前端监测设备的光接口, 经光解调、ASI切换、QAM调制后输出RF信号, 数字机顶盒接收RF信号输出AV信号接入大屏幕显示器。

系统软件由服务器应用软件、服务器服务软件、远端监测设备控制软件、局域网服务器配置软件四部分组成。服务器应用软件完成人机交互功能, 包括主界面、设备类型界面、设备轮询界面、设备监听监看界面、设备测量界面。服务器服务软件完成应用软件与监测设备或上级管理部门的通信联络, 实现数据的编码、解码、打包拆包等工作。远端监测设备控制软件实现远端监测设备的控制、通信联络。局域网服务器配置软件用于监测设备IP的设置和对应服务器IP的设置。

3 成果应用

系统已在浙江余杭、萧山等2个县级网络试运行, 功能和性能正常。