一、负荷预测及分析
根据本网的实际情况，通过调查研究掌握了基本资料和历史数据，运用数理统计原理和其他科学原理对电网的负荷及电量的因果关系进行预测，正确安排调度电力系统的设备运行方式和计划检修，对本电网和大用户实际电曲线与预测的偏差及原因、各行业的用电比例、生产特性用电规律、用电量进行分析，根据国家方针政策，均衡用电，保证了本电网安全、稳定和经济运行。
二、电网频率和有功功率及其调整
在电网中，所有有调节能力的发电机组都自动参与频率的一次调整，而为了使电网恢复于额定频率，则需要电网进行二次调频，根据本网的实际情况，则是以湘江电站（6×i-font-size:mso-fareast-font-family:16pt;仿宋_GB2312>3200kw）为骨干电站进行调频并通过与我方并网与大电网实行一点并网运行。在目前的现代化大电网中，仅依靠主调频厂的调频容量和调整能力很难适应电网频率的调整要求。因此，现代电网二次调频大多采用自动调频。由于本网是一个与大网并列运行的电网，频率的调整主要是依赖大网的频率调整，在并网运行的情况下，本网调频机组基本丧失调频能力，电力系统运行中，所有发电厂发出的有功功率的总和，在任何时候都是同系统总负荷相平衡的，本人结合本电网的实际情况，在丰水期，因水量充足，湘江电站（径流式电站）应带基荷，避免弃水。低谷段多余电量可上网销售；在枯水期，因来水较少，湘江水电站出力不足，负荷缺口由大网负荷补偿，有调节能力的水电站（高岩2×2500kw）则担任调峰任务，大工业实行错峰让峰，尽量保证生产、生活正常用电。
三、电网无功功率负荷的平衡及电压调整
电压是衡量电能质量的重要指标，系统中各种无功功率的输出应能满足系统负荷和网络损耗在额定电压下对无功功率的需求，否则就会偏离额定值。本网是通过莲塘枢纽变电站三线圈变压器与大网110kv侧进行一点并网运行，电压水平取决于大网电压。若无功功率不足时，可以要求各类用户将负荷的功率因数提高到现行规程规定的数值，也可以挖掘系统的潜力，如动员用户的同步电机过励运行等；还可以增添必要的无功补偿容量，并按无功功率就地平衡的原则进行补偿容量的分配，小容量，分散的可采用静电电容器进行无功补偿（鹿马桥变、下白牙变）；大容量的配置在系统中枢点的无功补偿则采用静止补偿器，或要求水电站增加出功出力或调相运行，也可调整主变分接头位置进行有载调压，来保证系统电压的正常。
四、电网的降损节能
电网的运行管理部门不仅要将各发电厂的运行成本或上网电价作为购置上网电量的依据之一，同时还必须追求电网运行的最佳经济效益，将有功损耗降为最低，这也是我们电网调度工作的目标之一。降低网损从技术上分主要有建设性措施和运行性措施两类。本人从工作实践中出发总结了以下降损的运行性措施（如改善潮流分布，调整运行参数、调整负荷、合理安排设备检修等）。主要包括以下几个方面：
1、改善网络中的功率分布
[关键词]农村电网；无功补偿；电压质量
中图分类号：TM727.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）02-0146-01
前言：农村生活问题已经成为人们研究焦点问题，对农民生活质量提升之间有着十分紧密关联。农村电网体制在改革之后，农村地区经济正在快速发展，有关惠民政策也开始逐渐落实，电器也进入到农村地区内，农村地区用电量显著增加。但是现阶段农村电网还存在一定问题，需要有效对农村质量管理缺陷进行调整，缓解农村电网矛盾，提高电力能源稳定性及经济性。
1、农村电网无功负荷的特征
1.1 无功负荷的结构特征
农村电网无功负荷主要体现在两个方面，分别为配电变压器与异步电动机。配电变压器主要是在农村地区大用电季节上，满足农村建设对电能需求，但是现阶段农村地区基本上存在大马拉小车情况，大部分变压器存在空载运行情况。这些变压器在运行过程中所不仅仅需要大量电能，所起到的作用并不显著，在农村电网内仅仅占据三分之一作用。无功负荷主要落实在电网末端上，负荷基本上都为感性负载，在电网负荷内大约占据五分之四左右。
1.2 无功负荷运行特征
农村地区电能应用存在十分显著波动特点，波峰与波谷之间差异较大，这样就造成农村地区电网与城市电网相比较，季节性特点较为显著，同时每日负荷变化幅度较大。在农忙季节内，每日用电数量较大，变压器基本上都处于满负荷运行。在日常情况下，电能需求数量较小，除了经济较为发达的郊区之外，农村地区电能应用主要应用到生活用电上，农村地区白天与晚上用电数量也存在显著差异，在没有应用农产品的地区内，变压器基本上并没有任何负载。乡镇企业在经营建设过程中，主要是在白天进行生产，晚上主要作用就是照明，变压器在晚上的时候基本上都是空载运行。
1.3 武功负荷分布特点
我国国土面积广泛，农村地区分布十分广泛，这样就造成农村供电数量较多，供电范围广阔。一般情况下，农村地区输电线路所需要供电的半径远远超过城供电半径，基本上控制在20km左右，部分地区输电半径甚至超过了30km。在低压线路供电上，半径也基本上超过经济发达地区，一般都超过1km左右，部分地区输电距离超过2km，这样就造成电压在传输过程中损失较大。农村地区输电电路较长，输电导线横截面积较小，农网系统无功需求数量较大，造成严重损失[1]。
2、无功补偿的配置原则
根据农村电网无功负荷特征，为了能够有效降低农村电网无功功率在传输过程中的能源消耗，最大程度提升配电设备运行质量，无功补偿设备的配备上，应该秉持着“合理布局、全面规范”准则。
2.1 整体与局部相平衡
农村电网无功补偿配置过程中，不仅仅需要有效满足农村地区无功功率平衡需求，同时还应该有效满足不同供电区内无功功率平衡，最大程度降低远距离传输过程中功率消耗数量，降低电能消耗数量。
2.2 分散与集中相结合
集中补偿主要表示变电所内所包含的补偿电容器设备，尤其是容量较大的补偿电容器设备；分散补偿主要表示配电网内负荷，主要体现在三个方面，分别为配电线路、配电变压器与用电设备。集中补偿主要是对变压器在无功运行状态下所消耗的电能进行补偿，同时有效降低供电网络在无功运行状态下，所消耗的电能数量，进而有效降低供电网络在无功运行过程中所消耗的能源数量，但是配网无功损耗无法却无法减少。主要原因是由于用户所需要的无功，主要是通过配电线路进行运输。进而线损在降低过程中，需要了解到无功功率出现的位置，进而才能够针对性补偿。因此，无功补偿还是应该将重点放在分散补偿上面。
2.3 电路补偿与用电补偿相结合
配电网络运输过程中，用户所需要的无功功率在配电网总无功功率的50%，剩下的无功功率全部都消耗在配电网运输过程中。所以，为了能够有效降低配电网在运输过程中所消耗的无功功率数量，就需要对电力部门与用户进行无功功率补偿[2]。
3、农村配电网无功补偿地点的确定与补偿方法的选择
按照农村地区无功补偿特点及配置准则，在对补偿装置安装过程中，首先就需要对补偿地点进行确认，其次就是对补偿方法进行确认。一般情况下，农村地区配电网补偿地点在选择过程中，主要是按照农村地区网络结果与负荷情况，在配电线路与公用负荷五分之二和五分之四的位置上安装无功装置，要是仅仅选择一个位置进行无功补偿，就需要将补偿装置安装在三分之二的位置上。
一般情况下，农村电网无功补偿的方法主要分为两种，分别为随机补偿、随器补偿。
3.1 随机补偿
随机补偿主要在将电容器与电动机连接之后，随机性对保护装置、电动机和控制随机进行补偿。随机补偿主要应用在农产品加工上应用，同时在异步电动机上也应用。
随机补偿在实际应用过程中，优势主要体现在以下几方面：电器设备在实际运行过程中，进行无功补偿；用电设备在停止运行过程中，无功补偿设备也就停止运行，在这个过程中并不需要对补偿容量进行调整。无功补偿投资数量较少，占用空间较小，无功补偿装置安装便捷，配置简单，后期维护方便，出现故障频率较低。正常情况下，随机补偿方式主要应用在单台电动机上，但是无功补偿容量较低，一般情况下不应该超过电动机励磁，进而对电动机运行谐振问题有效控制[3]。
3.2 随器补偿
随器补偿主要表示的为低压电容器，在配电变压器空载运行及用户电能运行进行补偿。配变在轻负载运行，在这部分内所消耗的无功补偿数量较多，在供电量内所占据的比例较高，所需要的电费数量也就增加。为了能够有效对变压器内空载状态下进行无功补偿，就需要进行就地平衡，最大程度提升变压器利用效率，降低无功损耗。
随器补偿在实际应用过程中，主要优势为：无功补偿接线较为简单，后期维护变化，能够有效对配电设备空载运行进行无功补偿，对农村无功负荷运行进行约束，这样农村电网内就能够有效平衡，配电设备利用效率也能够显著提升。随器补偿是现阶段无功补偿主要方式。
结论
近几年，我国农村电网在建设及改造过程中，广泛应用无功补偿技术，农村电能质量及功率因数显著提升，农村电网线路电能消耗数量大幅度减少，已经取得了十分显著经济效果及环保效果。本文在对农村电网电压质量与无功补偿应用分析研究中，主要对无功补偿特点及应用方法进行研究，希望能够帮助农村电网稳定发展建设。
参考文献
[1] 何云板，严向坤，宋强.关于35kV变电站无功补偿的分析[J].广东科技，2013，（10）：42-43.
节能减排是中国政府为推动国民经济又好又快发展而采取的一项重大举措，同时环保也是全球性的热门话题。国内移动运营商积极响应政府号召，顺应国际发展趋势，及时推出“绿色行动”计划。
由于通信网络在其建设过程中也会消耗土地、电力等大量资源，因此通信产业节能，将可以从需求方面减少能耗。移动通信行业的节能减排，应该基于单位产品的指标来衡量其能耗、效率等，所以对于节能减排工作指标，可以从单位产品的功耗、产品的集成度、产品的适用性、产品的平滑演进能力等几个方面来满足RoHS标准的衡量。
近日，中国移动与包括上海贝尔阿尔卡特在内主要设备供应商正式签署“绿色行动计划”战略合作协议，由此全面启动了以节能减排工作为核心的绿色行动计划。针对运营商的新需求，上海贝尔阿尔卡特建立专门的工作组，创建以节能减排为核心的新型合作模式，并积极探索实现通信产品节能减排的路子，推出了创新的GSM无线解决方案，包括新的无线基站，TwinTRX双载频，MCPA多载频等，可以帮助运营商大幅降低产品的功耗，实现网络系统的节能减排，低成本高绩效地实现GSM网络建设和发展。
无线产品可持续发展
阿尔卡特朗讯凭借领先的技术和精心的设计，使得无线产品拥有优越的品质，良好的设备兼容性和平滑的演进能力，例如：BSC采用新的技术，集成度大大提高，单机柜容量，满配置达到2000TRX，并支持未来IP传输；基站兼容性好，无线模块完全通用，TwinTRX和后续的MCPA多载频模块都可以兼容于现网的基站设备，最大限度地节省了运营商的投资和运营维护成本。
阿尔卡特朗讯GSM基站单机柜可以支持GSM900和DSC1800双频基站，当采用TwinTRX模块后，标准单机柜最大可以支持24TRX，适应特殊场景网络扩容的需求。TwinTRX真正做到完全兼容以前的机架，支持普通单载频和双载频混插配置，提高机柜利用率，保护了运营商的投资。TwinTRX的功耗更低，该模块采用最新的芯片技术以及创新的功放技术，载频功放的效率提高20%以上。同时，Twin载频不但可以应用于MBI/MBO/CBO这些新型基站，而且可以应用于G3/G4这些老型号基站，支持与原有载频混插，支持跨扇区配置，扩容灵活、工程实施简单方便，节省投资运维成本。
所有的宏蜂窝基站都只有三种主要模块，这三种模块在室内及室外基站中完全通用，基站模块种类最少，集成度最高，工程维护方便，减少了废板废料的污染和排放，而且新的模块可以在现网中平滑引入，不需要对现网设备进行替换，保护用户的投资，真正实现了节能降耗。
阿尔卡特朗讯还将不断加大GSM产品研究开发，推出可持续发展的产品，包括RRU射频拉远，新型基站SBO，支持MCPA多载频模块，一个物理模块可以支持多个逻辑载波，是技术发展的趋势，它可以有效提高功放效率和集成度，大大降低了整个设备的功耗，进一步满足运营商节能降耗，绿色环保的要求。
基站节能四点体会
阿尔卡特朗讯持续创新，推出的无线基站采用多项先进技术和设计，即保证设备的高可靠性，又可实现节能降耗。主要体现在以下几个方面。
第一，BTS基站采用热交换器，自然散热技术，完全避免了散热部件带来的额外功耗，降低了对内置风扇，外部电源，空调等设备的要求，同时提高了设备稳定性。
第二，BTS推出双载频模块，增大基站容量，占地面积减少50%，功耗降低15%～30%，重量减少50%；基站采用最新的芯片技术以及创新的功放技术，使得未来基站功放效率提高了30%-50%，实现单板同一性能下的最低功耗。TwinTRX双载频板支持与单载频混插，提高机柜利用率；
第三，BTS采用低功耗的设计，基站的散热大大降低，因此GSM基站对散热风扇的要求就大大降低，也就降低了用风扇散热产生的噪音污染，并进一步节省机房空调的功耗和消除噪音污染。
第四，BTS智能载频关断功能和功放关断功能结合载频不连续发射、优先分配BCCH载频和功率控制功能，可以进一步降低载频功耗。
提高基站稳定性和适应性
阿尔卡特朗讯的基站性能稳定高，环境适应性强：室内型MBI基站可以支持-5℃～+45℃的环境温度，适当的调节机房空调温度，基站都可以适应，从而降低基站的综合功耗；室外型MBO基站可以支持-45℃～+55℃的环境温度，可以满足特殊场景的部署需求。
除了无线产品稳定性，基站的无线性能参数也高：接收机灵敏度高达-116dBm，可选的60w高功率载频，支持四路接收分集和发射分集，提高覆盖范围达20%到40%，帮助运营商利用最少的基站获得最大的网络覆盖。
特别值得一题的是：2006年6月底，数十套CBO室外站在施工难度最高，环境最恶劣的青藏铁路沿线得到了现网考验，整个基站系统经受了海拔4600米到5300米高寒地带，高原环境的验证，设备供电采用太阳能，传输都是采用卫星和微波传输方式，CBO与太阳能供电及卫星传输等配套设备配合良好，证明了Evolium无线基站产品的高性能，可以低成本高绩效地满足地区覆盖的要求。针对地广人稀，地形起伏多变的广域网覆盖环境，还使用60W高功率基站，有效帮助移动运营商改善无线网络覆盖质量，降低运营成本。
【关键词】OTN技术原理
在全业务运营时代，国内电信运营商都将转型为ICT综合服务的提供商，电信运营商之间的竞争由单业务的竞争转变为全业务的竞争。业务的丰富性和全面性对宽带提出了更高的要求，即反映了对传送网性能的要求。光传送网（OTN）技术凭借其强大的性能很好地满足了各类新型业务的需求，其逐渐由幕后走向台前，成为下一代的骨干传送网。
一、OTN的基本介绍
1.1概念
光传送网（OTN）是以波分复用为基础，并在光层组织网络的传送网，它是未来传送网发展的主要方向。OTN是通过G.709、G.798、G.872等ITU-T的建议而规范的新一代“光传送体系”和“数字传送体系”，着力解决传统WDM网络无波长或子波长业务保护能力和组网能力弱、调动能力差等一系列问题。OTN借鉴了SDH开销的思想，加入了丰富的开销，使OTN具有OAM&P能力。
1.2技术原理
光传送网是由光交叉连接、光放大和光分插复用等设备组成，具有承载信号透明、容量大和在光层面上实现路由和包含的功能。其结够由下自上分为三层，即光传输段层（OTS）、光复用段层（OMS）和光信道层（OCH）。
光传输层能够使光的信号在不同类型介质上进行传输，同时实现对光再生中继器和光放大器的控制和检测。光复用段层主要用于保证相邻的DWDM设备间的信号能够完整的传输，并为波长复用信号提供网络功能，主要有：光复用段的检测、管理，重新配置光复用段，进行光复用段的开销处理以保证DWMW光复用段信息的完整性等。光信道层的功能有：为网络选择安排光信道的连接，对光信道层进行检测和管理，为电复用层的不同类型的客户信息分配波长和选择路由，处理光信道层的开销。此外，光信道层还支持端与端之间光信道连接。
二、OTN技术特点
2.1完善的标准
OTN技术经过了近十年的发展，已经形成了较为成熟的标准体系及主要关键技术。正是由于这种统一和完善的标准体系，使厂家能够实现在OTN层面的相互沟通。
2.2多种客户信号封装和透明传输
POS是利用SDH来传输IP业务。路由器通过POS的 SDH开销字节能够快速地检测出路线的传输质量，保证线路出现故障后能快速地启动保护倒换。但是POS端口比特成本较高，无法满足运营商的需求。OTN设备在接入路由器所产生的LAN信号时会叠加与SDH相似的开销字节，这样一来便可代替POS开销字节的功能，消除了对POS的依赖性。而路由器直接出LAN端口大大降低了成本，提高了业务效益。
基于ITU-TG.709的光传送网帧结构能够支持多种客户信号的透明传送，能将所有的客户业务适配到数字包封结构当中，如SDH、以太网和ATM等。目前对于SDH业务和ATM业务可以提供透明传输和标准封装，但是对于具有不同速率的以太网的支持则有所差异。ITU-TG.sup43为10GE业务不同程度的透明传输提供了相应的补充建议，而40GE和100GE以太网、接入网业务吉比特无源光网络（GPON）、专网业务光纤通道（FC）等在OTN帧中标准化的映射方式则仍处在讨论和研究当中。
2.3大颗粒业务的可靠保护
目前光传送网所定义的电层带宽颗粒为光通路数据单元，光层的带宽颗粒即为波长。与SDH的调度颗粒相比较，OTN复用、配置和交叉颗粒明显要大的多，因而可以显著地提升高带宽数据客户业务的传送效率和适配能力。除了传统的WDM设备支持1+1光通道保护（
2.4良好的运用维护能力
光传送网具有跟SDH相似的开销管理能力，OTN光信道层（OCH）的帧结构极大的提高了该层的数字监视能力。此外，OTN还具有6层嵌套串联连接监视功能，这样一来，我们便能够在OTN组网时同时监视端到端和多个分段的性能，提供了跨运营商传输的良好管理方法。
2.5支持控制平面的加载
OTN实现GMPLS控制平面的加载，进而形成基于OTN的ASON网络。基于OTN的ASON网络和基于SDH的ASON网络使用的是相同的控制平面，能够实现多层次、端到端的智能光网络。控制平面的加载是使光传送技术朝着智能化方向发展的最佳手段。
三、OTN技术的应用分析
由于目前对大颗粒业务的传送和调度的需求逐渐增加，OTN的应用日益成为人们关注的焦点。在实际的应用中，业界对于如何选择和应用ONT技术，何时、以何种方式引入OTN仍然存在着许多的争议。为此，本文着重从OTN的应用层面、应用功能、设备类型、应用时机选择等方面进行详细的探讨。
3.1OTN技术的应用层面
目前传送网主要包括城域网和干线网，城域网可以进一步分为核心网、接入层和汇聚层，干线网包括省内干线传送网和省际干线传送网。OTN技术相对于SDH技术而言，最大的优点在于它能够提供大颗粒宽带的传送和调度。所以在不同层面是否需要采用OTN技术主要取决于调度业务宽带颗粒的大小程度。
对于城域网来说，由于接入层和汇聚层业务宽带颗粒较小，而OTN技术无法标准化尚未达到Gb/s量级的宽带颗粒，因而OTN技术应用在城域网汇聚层和接入层的优势并不明显。对于城域网的核心层和干线网来说，由于客户业务的宽带颗粒大，客户业务的主要特点是分布型，因而基于波长调度的优势较为明显，OTN能够更好地发挥自身的技术优势。因而考虑到目前传送业务颗粒的分布特征和传送网络分层关系，OTN技术的应用主要侧重于城域网的核心层与干线网。
3.2OTN技术的应用功能
OTN技术的应用功能主要有OTN接口、波长交叉和ODUK（数字包封技术）。应当根据不同网络应用层面的业务特征选择不同的应用功能。在省内干线传送网层面，由于调度需求和网络规模较大，节点调度和处理的要求较高，一般选择OTN接口功能或者波长交叉功能。在省际干线传送网层面，由于节点调度和处理的要求较高，网络规模较大，但是调度的需求较小，所以一般选择OTN接口功能，特殊情况下可选择局部波长交叉功能。在城域网核心层层面，由于节点调度和处理的要求一般，网络规模相对较小，但是调度的需求较大，因而一般选择波长交叉和ODUK或者ODUK和波长混合交叉。
3.3设备类型
目前基于电交叉和基于光交叉或者基于光电混合交叉的OTN设备已经较为成熟。OTN设备是OTN技术的基本特征，既能够提供强大的维护管理功能，又能够支持多种类型的组网方式。基于电交叉的OTN设备实现波长与子波长颗粒的调度，但缺点在于它的调度容量有限，这限制了它在节点容量大的组网中的应用。基于光交叉的OTN设备的优点在于它能够实现在提高组网灵活性的同时降低光电转换成本，其缺点在于物理参数和组网半径等因素限制了其在传输路线复杂的环境下及大范围内的应用。基于光电混合交叉的OTN设备在一定程度上能够解决上述的问题，但是在实际应用中该类型设备也并不是万能的。当仅仅需要固定提供大容量的传送宽带时，最佳的选择依然是基于点到点的OTN设备。在实际的应用中应当选择何种设备，需要综合考虑业务传送的需求、应用的网络层面及组网成本等各方面因素。
3.4OTN技术的应用时机
从OTN设备的实现程度、OTN技术的完善程度和传送网业务驱动等各方面来看，OTN技术已具备应用的条件。首先，从OTN设备的实现程度看，OTN设备基本已经能够支持OTN技术的主要特征，如大颗粒宽带的传送和调度、OTN的组网与保护、OTN帧结构的开销实现和透明传输等，并能对这些特征实行有效的管理。其次，从OTN技术的完善程度角度看，其主要的关键技术及技术标准已经趋于成熟，厂商在OTN层面能够进行有效的沟通和交流，只有一些很小的细节还需要解决。最后，从传送网业务驱动来看，基于VC-12/VC-4的宽带颗粒的调度和适配方式无法满足传送网业务对大颗粒宽带的调度和传送。因此现阶段应当考虑逐步引入OTN技术，以提高传送网的传送效率和能力，满足客户日益增长的要求。
四、OTN技术的未来发展趋势
尽管对于应用来说OTN还是新技术，但是其自身的发展已经趋于成熟。除了其标准已经较为完善外，近年OTN技术在测试仪表和设备等各方面也取得了较快的发展。随着业务飞速发展的强大驱动作用以及OTN技术的日益完善，目前OTN技术已经应用于商用或试验网络。美国和欧洲较大的网络运营公司如德国电信、Version等已经建立G.709 OTN网络作为新一代的网络传送平台。
在国内，一些运营商已经对OTN技术的应用予以关注。从2007年去，中国移动、中国电信等公司开展了OTN技术的测试验证，并且在一部分的省内网络部署了基于OTN技术的传送网络，组网节点有的是基于ROADM的OTN设备，有的则是基于电层交叉的OTN设备。在国外，运营商对于OTN接口的支持能力已提出了明显的需求，但是在实际的应用中要以ROADM设备为主，这主要是考虑到组网规模和网络管理维护成本等方面的因素。作为传送网技术的最佳选择，可以预计在未来的一段时间内，OTN技术必将得到快速的发展。
五、结束语
随着OTN技术的日益成熟，它有效地解决了大颗粒业务传送的需求以及现存传送网模式之间的矛盾，使新一代传送网络有能力组建安全和灵活的端到端大颗粒业务承载网络，并有效降低建设的成本。因此，OTN技术在未来必定会有广阔的发展空间。
参考文献
[1]李庆. OTN技术发展及应用探究.《信息通信》，2013，第1期.
[2]李海量，张红，张晶晶. OTN技术特点及发展趋势分析.《电信科学》，2012，第12期.
关键词：网络化教学系统；在线实验；公式在线录入；公式搜索
Abstract:Inviewofmathematicscoursesinengineeringknowledge,abstractproblem,andothersubjectscloselyrelatedtothedesigncharacteristicsofthenetworkteachingsystem.Tosolvetheproblemofinteractiveon-lineparametersExperimentalusingIIS6.0andMatlabWebServertobuildacommonon-linetestsystemsothatstudentssubmiton-lineparametersExperimentalcorrespondingmanner,theoutputresults.Inordertosolvecomplexmathematicalformulaofentry,storage,searchanddisplay,MathMLbasedontheASCIIcodeforthetranslationfunction,theclientsoftwaretoinstallMathPlayeronthebasisoftheformulatoachievetheon-lineentry,search.Inaddition,thesystemhastolearngardendesign,teachingresources,onlineexaminationsandsoon,havebettersupportteachingfunction.Thesystemasaqualityschoolcurriculumconstructionprojecthasbeenrunningfornearlyayear,receivedgoodresults.
Keywords:network-basedteachingsystems;onlineexperiment;formulaon-lineentry;formulasearch
1引言
网络辅助教学首先是传统教学的工具和手段。提高了教学效率，弥补了由于知识激增、课时缩短、特殊学科和课程需求而造成的不足。由最初的演示教学，拓展为自主学习、协作学习、讨论学习、个别辅导和探索学习等多种教学模式。网络辅助教学目前自身还存在互动性不够、缺乏灵活性等缺陷[1]。对此，基于学校精品课程建设项目，设计了本系统。主要提供了在线实验、在线交流等功能。为解决在线实验参数交互问题，采用IIS6.0和MatlabWebServer构建在线实验系统[2]，使学生通过在线提交参数的方式完成相应实验，输出实验结果。为了解决复杂数学公式的录入、存储和搜索的问题，基于MathML的对ASCII码的翻译功能[3]，将Mathplayer嵌入网页，使学生可以在线录入公式，并进行相关问题及公式的搜索。
2工科课程网络化教学的特点
工科课程的网络化教学是教育信息化的重要分支，而课程本身具有实用性强、理论内容丰富且涉及知识面广的特点。课程涉及的数学知识多，包括高等代数、数值分析、概率统计、随机过程等[4-5]。同时，无论是电路分析基础、模拟电路、数字电路和信号与系统等基础课程，还是通信理论、计算机、微电子技术以至人工智能、模式识别、神经网络等新兴学科研究都成为工科教学中的重点和难点。然而，学生在学习这门课程时，普遍感到课程的概念抽象，对其中的分析方法与基本理论不能很好地理解与掌握。因此，如何帮助学生理解与掌握课程中的基本概念、基本原理、基本分析方法以及综合应用所学知识解决实际问题的能力，是本课程教学中所要解决的关键问题。
本文作者针对工科课程的特点，建立了网络化辅助课程教学系统，实现了在线实验、网上交流、在线考试等功能。
3系统设计
硬件系统主要由两台IBM服务器构成。系统网络结构如图1所示。
图1硬件系统结构图
系统软件部分可以分为：课程简介、学习园地、教学资源、在线实验、网上交流、在线考试六项内容。
课程简介主要介绍数字信号处理课程的特点和内容体系，给出学习本课程所需要的先修课程，使学生对课程的主体结构予以掌握。
学习园地主要是对数字信号处理课程的进一步扩展，从传统的频谱分析到现代频谱分析，从一维信号到图像的二维信号处理，以及与数字信号处理的软件、硬件实现方法相关的文献和资料。
教学资源主要提供课程讲义和教师上课的视频录像的在线播放和下载，针对各知识点的Matlab单机版程序，为学生课下学习调试提供方便。
在线实验主要针对课程中的重点难点，使学生能采用交互的形式实现在网上通过简单的操作就能看到该参数下的处理结果。便于学生对所学知识进一步深化理解。
网上交流部分其主要功能是一个留言板，有疑问的同学可以直接将问题贴在留言板上，老师定期查看留言。这不仅为学生提供了一个开放、自由的提问空间，更成为老师能及时发现教学中的问题进而及时改进的重要途径。
在线考试主要是将课程内容按照知识点形成试题存放在SQL2000数据库中，学生在题库中随机抽题，并在规定的时间内完成做题并提交答案。系统自动对学生答题情况进行评分，并进一步根据学生答题情况得到对该学生知识掌握情况的定量评价，从而为教师课堂教学提供依据，并可作为下一次抽题的参考。
系统的六个功能模块之间互相补充，从内容上互相呼应，共同促进学生对课堂内容的学习和掌握。
4网上交流功能模块的设计
系统提供了网上交流答疑的功能，其主要部分是一个开放式的留言系统，然而现在绝大多数留言系统、论坛系统对于数学公式的支持功能较差，通常是将数学公式转换成图片的形式加以保存和显示，公式录入也多通过贴图的方式进行，对学生在线提问造成很大的不便，更不利于公式搜索。对此，作者基于MathML的对ASCII码的翻译功能，将Mathplayer嵌入网页进行公式显示，这样存储在数据库中的文字信息，可以方便快捷的进行复杂的数学公式的录入、显示及搜索。系统中公式的显示需要客户端安装Firefox浏览器或在IE6.0浏览器的基础上安装MathPlayer软件。公式录入界面如图2所示，运行结果如图3所示。
在输入公式之前以$表示公式的开始和结束。
对“Σ”的搜索可直接在搜索栏中输入“sum”实现，运行结果如图4所示。
图4对“Σ”搜索结果
5在线实验功能模块的设计
为完成“数字信号处理”课程中算法的在线实验和演示，本文利用Matlab强大的信号处理功能基于IIS6.0+MatlabWebSever进行开发，实现了信号参数的在线提交
、给定参数信号波形生成、FFT频谱分析和FIR、IIR滤波，处理过程参数均可通过网页在线提交。运行界面及结果如图5、图6所示。
此外，在生成给定参数信号和信噪比的基础上，通过编制Matlab程序实现了生成信号的FFT谱分析，通过带噪声信号的频谱是学生直观认识信号的频谱结构。进一步，系统提供了参数滤波器频率特性分析功能，学生可以通过自己输入滤波器参数的方式查看该参数下滤波器的频率特性，从而增强学生对滤波器工作过程的理解。此外，通过设置不同的截止频率、通带增益、阻带增益等参数对所产生的信号进行滤波分析，并将滤波后信号的波形显示在网页中。
在线实验系统以Windows自带的IIS6.0信息服务作为网站调试过程中可能会遇到“connect()failure”错误，这是因为MatlabServer服务未被启动，只要到“控制面板—>服务”启动该项服务即可。
6结束语
本文设计的数字信号处理课程网络化教学系统在传统网络化教学系统的基础上，针对“数字信号处理”课程的特点，增加了在线实验和网上交流的功能模块，实现了在线参数提交、信号在线生成、结果显示下载的功能，并且针对传统网络化教学系统中数学公式在线录入的难题设计了在线交流子模块，实现了复杂数学公式的在线录入、存储、显示和搜索。
该系统已正常运行近一年，效果良好。基于现有研究，作者认为该系统在以下方面有待进一步完善：网上考试系统的进一步完善，在线实验模块信号波形动态显示功能的实现及完善。
参考文献
[1]龚德良，袁敏.基于校园网的网络化教学系统设计与实施方案.湖南学院学报，2007，28(2)：89-93
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[3]周俊，冯军焕，钮小明.基于WEB的数学公式编辑系统设计.中国远程教育，2004，15：69-70，75
关键词：光传送网；关键技术；组网；应用
随着传送网络承载的主要客户类型由语音转向数据的变化，基于光同步数字体系(SDH)以VC-12/VC-4为带宽调度颗粒结合点到点波分复用(WDM)多波长传输的网络结构面临着严峻挑战。首先是数据业务量大导致传送带宽颗粒产生的低效适配问题，如对于路由器的千兆比以太网(GE)或10GE接口，若采用目前典型结构来传送，则需要多个VC-12/VC-4通过连续级联或虚级联的方式来映射，适配和传送效率显著降低。其次是WDM网络的维护管理问题。目前的WDM网络主要检测SDH帧结构的B1字节和J0字节等开销[1]，对于信号在WDM网络传输中的性能和告警等功能检测较弱。最后是WDM网络的组网能力问题。WDM网络目前仅仅支持点到点或者环网拓扑，在光域基本没有或支持有限的组网能力。因此，针对这些需求，国际电联(ITU-T)基于光域数字处理尚不成熟的技术现状，从1998年左右开始提出了基于大颗粒带宽进行组网、调度和传送的新型技术——光传送网(OTN)的概念，同时持续对于相关标准进行了规范，截至到目前已经规范了网络结构[2]、网络接口[3]、设备功能接口[4]、管理模型[5]和抖动[6]等。OTN技术是综合了SDH和WDM优势并考虑了大颗粒传送和端到端维护等新需求而提出并实现的技术，相关规范同时涵盖了未来全光网的范畴，是光网络极有发展潜力的新型技术，将在后续的网络中逐渐引入与应用。
1 光传送网的技术特征
OTN技术继承了SDH和WDM技术的诸多优势功能，同时也增加了新的技术特征。
(1)多种客户信号封装和透明传输
基于ITU-T G.709的OTN帧结构可以支持多种客户信号的映射，如SDH、异步转发模式(ATM)、以太网等。目前对于SDH和ATM可实现标准封装和透明传送，但对于以太网则支持有所差异。例如对于GE客户，OTN尚未规范具体的映射方式，各设备厂家采用不同的方式实现GE客户透传，导致客户业务无法互通，同时由于10GE接口的规范完成晚于OTN标准框架规范，OTN对于10GE的透明传送程度有所差异，目前ITU-T提出了2种标准方式和3种非标准方式[7]，解决了点到点透明传送10GE的问题。
(2)大颗粒带宽复用、交叉和配置
OTN目前定义的电域的带宽颗粒为光通路数据单元(ODUk ，k =1，2，3)，即ODU1(2.5 Gb/s)、ODU2(10 Gb/s)以及ODU3(40 Gb/s)，光域的带宽颗粒为波长，相对于SDH的VC-12/VC-4的处理颗粒，OTN复用、交叉和配置的颗粒明显要大很多，对高带宽客户业务的适配和传送效率显著提升。
(3)强大的开销和维护管理能力
OTN提供了和SDH类似的开销管理能力，OTN光通路(OCh)层的OTN帧结构大大增强了OCh层的数字监视能力。另外OTN还提供6层嵌套串联连接监视(TCM)功能，这样使得OTN组网时，端到端和多个分段同时进行性能监视成为可能。
(4)增强了组网和保护能力
通过OTN帧结构和多维度可重构光分插复用器(ROADM)[8]的引入，大大增强了光传送网的组网能力，改变了目前WDM主要点到点提供传送带宽的现状。而采用前向纠错(FEC)技术，显著增加了光层传输的距离(如采用标准G.709的FEC编码，光信噪比(OSNR)容限可降低5 dB左右，采用其他增强型FEC，光信噪比(OSNR)容限降低等多[9])。另外，OTN将提供更为灵活的基于电层和光层的业务保护功能，如基于ODUk 层的光子网连接保护(SNCP)和共享环网保护、基于光层的光通道或复用段保护等，但目前共享环网技术尚未标准化。
(5)OTN支持多种设备类型
鉴于OTN技术的特点，目前OTN支持4种基本的设备类型[10]，即OTN终端型设备、基于电交叉功能的OTN设备、基于光交叉功能的OTN设备和基于光电混合交叉功能的OTN设备。目前大多数厂家支持的OTN产品主要以OTN终端设备和基于光交叉功能的OTN设备为主，基于电交叉功能和光电混合交叉功能的OTN设备也有部分提供，在具体应用时可根据实际需求综合考虑选择哪种或哪几种OTN设备。
(6)OTN目前不支持小带宽粒度
由于OTN技术最初的目的主要是考虑处理2.5 Gb/s以及以上带宽粒度的客户信号，因此并没有考虑低于2.5 Gb/s的客户信号。随着OTN客户需求的发展变化，基于更低带宽颗粒(如1.25 Gb/s量级及以下)的需求出现，ITU-T也加大研究力度，目前正在根据各成员提案讨论如何规范具体的带宽粒度规格和参数，同时研究基于多种较小带宽颗粒的通用映射规程(GMP)。
2 OTN关键技术及实现
OTN技术包括很多关键技术，主要有接口技术、组网技术、保护技术、传输技术、智能控制技术和管理功能等等。
2.1 接口技术
OTN的接口技术主要包括物理接口和逻辑接口两部分，其中逻辑接口是最关键的部分。对于物理接口而言，ITU-T G.959.1已规范了相应接口参数，而对于逻辑接口，ITU-T G.709规范了相应的不同电域子层面的开销字节，如光通路传送单元(OTUk)、ODUk(含光通路净荷单元(OPUk))等，以及光域的管理维护信号。其中OTUk相当于段层，ODUk相当于通道层，而ODUk又包含了可独立设置的6个串联连接监视开销。
在目前的OTN设备实现中，基于G.709的帧，电层的开销支持程度较好，一般均可实现大部分告警和性能等开销的查询与特定开销(含映射方式)的设置，而光域的维护信号由于具体实现方式未规范，目前支持程度较低。
2.2 组网技术
OTN技术提供了OTN接口、ODUk交叉和波长交叉等功能，具备了在电域、光域或电域光域联合进行组网的能力，网络拓扑可为点到点、环网和网状网等。目前OTN设备典型的实现是在电域采用ODU1交叉或者光域采用波长交叉来实现，其中不同厂家当中采用电域或电域光域联合方式实现的较少，而采用光域方式实现的较多。目前电域的交叉容量较低，典型为320 Gb/s量级，光域的线路方向(维度)可支持到2～8个，单方向一般支持40×10 Gb/s的传送容量，后续可能出现更大容量的OTN设备。
2.3 保护恢复技术
OTN在电域和光域可支持不同的保护恢复技术。电域支持基于ODUk的子网连接保护(SNCP)、环网共享保护等；光域支持光通道1＋1保护(含基于子波长的1＋1保护)、光通道共享保护和光复用段1＋1保护等。另外基于控制平面的保护与恢复也同样适用于OTN网络。目前OTN设备的实现是电域支持SNCP和私有的环网共享保护，而光域主要支持光通道1＋1保护(含基于子波长的1＋1保护)、光通道共享保护等。另外，部分厂家的OTN设备在光域支持基于光通道的控制平面，也支持一定程度的保护与恢复功能。随着OTN技术的发展与逐步规模应用，以光通道和ODUk为调度颗粒基于控制平面的保护恢复技术将会逐渐完善实现和应用。
2.4 传输技术
大容量、长距离的传输能力是光传送网络的基本特征，任何新型的光传送网络都必然不断采用革新的传输技术提升相应的传输能力，OTN技术也不例外。OTN除了采用带外的FEC技术显著地提升了传输距离之外，而目前已采用的新型调制编码(含强度调制、相位调制、强度和相位结合调制、调制结合偏振复用等)结合色散(含色度色散和偏振模色散)光域可调补偿、电域均衡等技术显著增加了OTN网络在高速(如40 Gb/s及以上)大容量配置下的组网距离。
2.5 智能控制技术
OTN基于控制平面的智能控制技术包含和基于SDH的自动交换光网络(ASON)类似的要求，包括自动发现、路由要求、信令要求、链路管理要求和保护恢复技术等。基于SDH的ASON相关的协议规范一般可应用到OTN网络。与基于SDH的ASON网络的关键差异是，智能功能调度和处理的带宽可以不同，前者为VC-4，后者为ODUk和波长。
目前的OTN设备部分厂家已实现了基于波长的部分智能控制功能，相关的功能正在进一步的发展完善当中。后续更多的OTN设备将会进一步支持更多的智能控制功能，如基于ODUk颗粒等。
2.6 管理功能
OTN的管理除了满足通用要求的配置、故障、性能和安全等功能之外，还需满足OTN技术的特定要求，如基于OTN的开销管理、基于ODUk /波长的调度与管理、基于波长的功率均衡与控制管理、波长的冲突管理、基于OTN的控制平面管理等等。目前的OTN网络管理系统一般都基于原有传统WDM网管系统升级，除了常规的管理功能之外，可支持OTN相应的基本管理功能。
3 光传送网应用分析
随着传送网客户信号带宽需求的进一步驱动、OTN技术的逐渐发展和OTN设备功能实现程度的显著推进，OTN技术如何应用日益成为业界探讨的焦点，也即何时(什么时候)、何地(什么网络层面)、以什么方式(选择什么功能)引入OTN进行组网以及实际应用时存在哪些障碍或缺陷。因此，文章主要从OTN应用时机、OTN应用网络层面、OTN应用功能以及OTN应用关联问题等角度进行分析。
3.1 应用时机探讨
OTN是否可以很好地引入应用主要应从传送网客户信号的驱动、OTN技术的完善程度、OTN设备的实现程度以及网络运维人员的OTN技术认知程度等多个角度考虑。
首先，目前传送网客户信号主要为IP/以太网，而IP/以太网的高速发展导致大带宽粒度传送与调度的需求增长非常迅速，基于VC-12/VC-4的带宽颗粒的适配与调度方式显然满足不了传送网客户信号对于大颗粒带宽的传送与调度需求。其次，从OTN技术的完善程度来看，虽然目前OTN标准系列还在进一步修订和讨论(如规范ODU0和ODU4颗粒，统一基于超频方式工作的ODU1e、ODU2e容器等等)，而OTN的主要标准框架和功能要求已由ITU-T几年前定稿，即使后续部分内容有所更新，但目前的规范内容至少必须要继承和兼容，因此，对于OTN技术目前可以说是基本完善。第三，对于OTN设备的实现程度来看，目前的OTN设备已经基本支持了OTN技术的主要特征，如多速率映射与透明传送、大颗粒带宽的调度与处理、OTN帧结构的开销实现与处理、OTN的组网与保护等，同时实现了对于这些OTN技术特征的管理。因此，从设备实现上而言，OTN设备已经具备了初步应用的功能特征，但具体应用时要根据多种需求综合选择OTN设备相应功能。最后，网络运维人员对于OTN技术认知过程和其他任何新技术一样，都需要一个逐渐了解、深入和掌握的过程。因此，网络运维人员初期对于OTN技术的不熟悉并不是OTN引入与应用的障碍，而应该是OTN应用时所必须要准备的前提条件之一。
因此，从传送网客户信号的驱动、OTN技术的完善程度、OTN设备的实现程度等方面来看，OTN技术的引入与应用目前应该具备了基本的条件，可在综合考虑其他非技术因素的基础上逐步引入与应用OTN技术，以增强传送网络的传送能力与效率，适应客户信号的高速、动态发展。
3.2 应用层面分析
由于光传送网络的范畴较大，包括城域光传送网(含核心层、汇聚层和接入层)、干线传送网(省内干线和省级干线)等多个层面。不同网络层面的特点不同，因而是否可以引入OTN技术的结论对于不同网络层面并不完全一致。
对于城域光传送网而言，汇聚与接入层主要是承载的是汇聚型客户业务，客户信号的带宽粒度较小，基于ODUk调度的业务可能性较小，而且OTN目前暂未标准化ODU1(2.5 Gb/s)以下的带宽粒度，因此，目前的OTN技术在城域汇聚与接入层引入与应用的优势并不明显。
对于城域传送核心层和干线传送网络而言，客户业务的特点主要为分布型，客户信号的带宽粒度较大，基于ODUk和波长调度的需求和优势明显，OTN技术特点应用的优势比较适宜发挥。
因此，目前OTN技术的引入与应用主要应侧重于城域核心层和干线网络。
3.3 应用功能选择
OTN技术的典型应用功能目前可分为3种：OTN接口、ODUk交叉和波长交叉3种。综合考虑客户业务需求、OTN技术完善程度、OTN设备实现程度等多种因素，应在不同的网络层面应选择不同的OTN功能。
首先，在城域传送网核心层层面，由于节点调度与处理要求中等，网络规模较小但调度需求较大，目前一般可根据实际网络的典型需求选择ODUk交叉和波长交叉或者ODUk和波长混合交叉功能，同时提供对于OTN接口功能的支持；后续可根据OTN设备的实现程度选择新型功能。第二，在省内干线层面，由于节点调度与处理要求较大，网络规模较大，调度需求较大，目前一般可根据实际网络的典型需求选择波长交叉或者仅选择OTN接口功能；后续可根据OTN设备的能力的提升和客户业务需求等选择ODUk交叉、波长交叉，或者ODUk和波长混合交叉功能。第三，在省级干线层面，由于节点调度与处理要求很大，网络规模大，调度需求一般，目前一般可根据实际网络的典型需求选择OTN接口功能，特殊需求可局部选择波长交叉功能；后续可根据OTN设备的能力提升和客户业务需求等选择ODUk交叉、波长交叉，或者ODUk和波长混合交叉功能。
3.4 应用关联问题
实际引入OTN技术组网时，最典型的关联问题是现有网络如何升级、现有网络与OTN怎么互通以及后续的OTN如何演进等问题。
由于现有WDM网络的彩色接口一般都提供了基于G.709的OTN接口功能，原则上可考虑直接升级或启动OTN接口功能。由于现有WDM设备的OTN接口的支持程度差异较大，而且涉及到现网运营、维护、技术的更新和成本等因素，如何升级为完全支持G.709接口的OTN设备，是个综合多种因素需要深入分析的问题，不同的场景应选择不同的解决方案。
对于互通问题，由于目前的WDM网络支持的G.709接口并不一定完善，因此，新建的OTN网络与已有WDM或者SDH网络互通时，应优先选择客户侧接口(如SDH/以太网等)进行互通，待OTN网络规模逐渐扩大以后，OTN不同子网之间可采用基于OTUk的域间接口互通，逐渐实现端到端的维护与管理。
关于OTN引入和应用后的后续技术演进，应在积累前期运维经验的基础上扩大OTN网络规模的同时，从客户业务需求、OTN技术发展和OTN设备实现程度等多方面紧密跟踪相关进展，以便适时适度地引入更多的OTN新功能，最终实现光传送网络范围内真正意义上端到端灵活的调度、维护与管理，使OTN的应用网络层面覆盖到城域传送网核心、接入与汇聚层以及干线网络。
4 结束语
OTN作为新型的光传送网络技术，继承了SDH和WDM技术的诸多优势，同时拓展了新型的大颗粒调度和传送、多级的TCM等新型功能，是下一代光传送网的主流技术。从传送网客户信号的驱动、OTN技术的完善程度、OTN设备的实现程度等多个角度考虑，OTN已具备了引入与应用的基本条件，而具体的应用应着重考虑OTN应用时机、OTN应用网络层面、OTN应用功能以及OTN应用关联问题等方面。
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根据我国公路交通、特别是高速公路建设的发展形势，借鉴世界发达国家高速公路建设和管理的历史经验，结合我国公路网功能层次划分的现实，国家高速公路网的功能可从宏观和微观两个层面界定。国家高速公路网承担着支持国民经济发展、推动社会进步、保障国家安全、维持社会可持续发展等重要作用，是国家行为在交通行业的体现。国家高速公路网是公路网中最高层次的公路通道，是国家综合运输体系的构成部分，也是政治、军事、经济的重要干线公路，连接着较大型的城市；国家高速公路承担着区域之间以及较大城市之间的中长距离运输，为社会化大生产和人民生活提供舒适、安全、高效的运输服务，同时也是应对战争、自然灾害等突发性事件的主要基础设施保障。高速公路作为重要的国家资源、综合运输网络的重要组成部分，对实现喀麦隆2035年发展规划意义重大，对喀麦隆未来经济社会的发展影响深远。构建国家高速公路网的原则有：满足喀麦隆未来社会经济发展的总体战略要求；支持国家安全战略；支持国家综合运输发展战略；支持国家公路交通发展战略。根据国家高速公路网的功能定位和战略意义，可以明确国家高速公路网的规划目标为：为了保证喀麦隆政治、经济和社会的稳定，满足国防安全和抢险救灾需要，并提高军事灵活性，形成首都连接各大区首府国家安全保障网络。连接喀麦隆各大经济片区，形成经济区域之间的高速公路网络国家高速公路网以满足经济持续增长，调整产业布局，保证区域之间协调发展；各经济区之间、相邻大区首府之间的省际高速公路网络，实现800至1000公里以内相相邻城市的当日到达。国家高速公路推动区域经济发展，促进城镇化进程，并能满足发展旅游的需要，形成大区首府连接地方城市、并覆盖重要旅游城市、港口、矿藏的高速公路网络。为了提高运输效率，保障高效衔接，满足现代物流发展，形成连接主要公路枢纽、港口、机场、铁路枢纽的高速集疏运公路系统。连接相邻国家，打造国际间高速公路通道为了适应适应经济全球化和对外开放需要，形成联系周边各国的国际间高速公路通道。
高速公路网建设规模分析
确定高速公路建设规模的因素很多，其中最主要的因素有：人口数量、城市化水平、城镇分布、经济发展水平、经济结构、产业布局、土地资源和地理特征等等。高速公路建设规模的研究，是国家高速公路网布局规划中的重要组成部分。由于未来喀麦隆社会经济处于不稳定的状态，因此交通运输的发展情况很难使用趋势外延原理来进行预测。从各国高速公路的发展历程来看，对高速公路建设与发展具有决定性的因素之一就是城镇的规模与布局。从布局来看，高速公路应当首先连接经济发、人口发展较好的中心城市和经济区，继而逐步覆盖周边的中小型城市。高速公路的辐射范围达到一定的程度后，总规模将逐渐趋于稳定。因此，可以根据喀麦隆城镇的数量和分布，按合理布局要求，运用连通度法测算高速公路网的合理规模。自然条件、人口密度和经济水平等因素与高速公路的建设规模之间联系紧密，因此，可以借鉴国内外的发展情况，并与喀麦隆的地理、人口、国土以及经济等因素结合起来，再进行喀麦隆高速公路长远发展规模的研究。当前发达国家高速公路网规划，一般以一定人口规模的城市作为节点，美国的州际高速公路网连接五万人以上的城市，日本的高速公路网连接十万人以上的城市，中国的国家高速公路网则连接了所有二十万人以上的城市。由于目前掌握喀麦隆国家各城市人口及经济数据较少，因此，本文选择喀麦隆各大区首府及重要城市为主要节点。中国各个地区的面积、人口以及地理等情况差异较大，这就要求了路网布局的形态不尽相同。本文把中国31个省、市、自治区（不含港、澳、台）分为5类，分类情况见表1。依据不同类别地区的人口、城镇分布、自然环境和经济发展等的不同特点，运用连喀麦隆人口密度及节点数占国土面积比例与中国4类地区相似，其中国土面积为中国4类地区国土面积的31.89%，节点数为中国4类地区国土面积的33.33%，因此，测算喀麦隆国家高速公路网规模为中国四类地区高速公路网规模的1/3，即喀麦隆国家高速公路网规模为0.36～0.43万公里。从发达国家高速公路的发展历程可以看出，土地面积和人口密度与高速公路的需求成正比；高速公路的发展规模与经济发展水平也成正向关系；公路网发展到一定水平之后，总规模将逐渐趋于稳定，经济发展水平的进一步提高对高速公路发展的影响趋弱。此时，高速公路网的规模已经能够适应国民经济发展、达到了基本稳定的状态。因此，可以选择发达国家高速公路基本稳定状态时的发展水平，采用类比法测算喀麦隆高速公路的规模。类比的基础数据见表3。表3类比的基础数据表按人口密度分类的结果显示喀麦隆人口密度与美国相近，综合考虑各类地区的人口密度、土地资源、地理特征等，可认为未来喀麦隆国家高速公路密度应在0.8～1.0公里/百平方公里之间，计算得到喀麦隆高速公路理论规模约为0.38～0.48万公里。以上从两个不同角度测算的结果显示，喀麦隆国家高速公路的理论测算规模大致在0.37～0.46万公里。
高速公路网布局分析
根据国家高速公路网的功能定位，国家高速公路网规划更偏重于功能规划，因此在布局规划中一般通常采用定性与定量相结合的分析方法。城市节点一般综合了政治、经济、社会等各项因素，因此对城市节点进行有效联系，是国家高速公路网布局规划的基本出发点；不同城市节点具有不同的层次决定了大城市要优先考虑与其它大城市节点之间的便捷连接，其次考虑向周围小城市节点的辐射，组织区域的分工协作；某些城市节点除具有政治、经济等功能以外，还具有交通枢纽、对外贸易、旅游等功能，这些功能在局部城市甚至处于主导地位。因此，在考虑路网布局时，还应当考虑具有特殊功能城市的连接需要，对于具有特殊功能节点的连接，需要通过单因素分析的方式来进行布局。因此，国家高速公路网布局规划基本思路如图1所示。依据规划目标和布局的基本原则，国家高速公路网需连通的节点为首都、省会城市、重要港口和旅游城市，主要节点包括各大区首府和克里比深水港。依据节点对路线连接的不同要求，国家高速公路初步路网的构建按照以下步骤展开：（1）基本网构建便捷连接首都及各大区首府是国家经济发展意志的最基本要求，通过加强各经济区、都市圈之间的连接以及相邻大区行政首府城市之间的连接，建设大区间国家高速公路基本路网，既能适应国家经济发展，又能强化土地均衡开发，促进区域协调发展。基本路网共计0.3万公里，连接了首都、所有省会城市。（2）单因素分析补充完善布局国家高速公路基本路网一般不能完全实现规划目标，也不能完全具备国家高速公路网的功能，还需要在基本路网的基础上，考虑大中城市、重要港口、重要矿产资源等多种重要影响因素，分别进行单因素分析和专题布局研究，补充和完善基本路网。•连接大中城市布局研究从世界各国高速公路发展情况看，高速公路不仅为经济发展提供了快速和高质量的运输服务，更多的体现在为人的出行提供了便捷、安全、舒适的服务。喀麦隆库赛里市与乍得首都恩贾梅纳隔河相望，人口数在30万以上。因此，考虑建设库赛里至马鲁阿的高速公路，里程约200km。•构筑综合运输体系布局研究国家高速公路网规划布局应着重考虑沿海港口与国家港口布局相协调，共同构成海路运输大通道。因此，规划喀麦隆国家高速公路网与新建的克里比深水港相连接，新建埃代阿至克里比深水港高速公路，里程约200km。•连接主要矿区布局研究喀麦隆有三个重要的铁矿床，姆巴拉姆（Mbalam）、克里比（Kribi）洛比和恩库特（Nkout），预计储量分别为100亿吨、6亿吨和40亿吨。姆巴拉姆铁矿位于喀麦隆南部大区；洛比铁矿位于克里比附近；恩库特铁矿位于南部大区，距德朱姆市（Djoum）约27公里。姆巴拉姆（Mbalam）、克里比（Kribi）洛比区和恩库特（Nkout）开采的铁矿均需通过克里比深水港实现转运，洛比铁矿位于克里比附近，可是便捷使用埃代阿至克里比深水港高速公路实现转运，而姆巴拉姆铁矿和恩库特（Nkout）铁矿尚无高速公路直达港口，因此为姆巴拉姆铁矿规划高速公路一条，里程约550km。以国家高速公路初步路网为基础，考虑路段的重要程度，并综合交通需求、控制区域、地形条件等情况，对初步方案进行局部的比选优化，形成国家高速公路网的布局优化方案。路线的优化比选原则有：对于某些节点之间存在的多种方案，依照重要度最大原则，并参照路线交通需求分析确定；需考虑地形地质条件；局部路线布设中避让控制形性区域；考虑路网的合理衔接，适当增加联络线。通过多方案的比选和优化，可确定国家高速公路网“四纵两横”的布局方案，采用纵横网格的形式，由4条纵向路线和2条横向路线组成，总规模约0.4万公里（见表4）。
关键词 软交换技术；基本特征；要素
中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）041-011-01
软交换技术作为下一代通信网络的核心技术，受到了广泛地关注。软交换技术在业务融合、用户终端控制、第三方应用集成中起着重要的作用，软交换技术可以使业务真正独立于网络灵活有效地实现业务的提供。
1 软交换技术的概念
美国是软交换技术的源头，英文名为soft switch。在之前的网络条件下，以太网为基础的电话被绝大部分的企业用户所采用，这种以太网为基础的电话，是通过以PC服务器为基础的来实现呼叫控制的软件，然后再实现PBX功能（实现公司内部使用的电话业务功能，称为IP PBX）。这套设备的系统管理和维护都是利用局域网共享来实现的，并不需要单独地铺设网络，这样采用这种技术的综合成本就低于传统的PBX。IP PBX应用在电话业务方面获得巨大的成功 。为了使网络的发展更加开放更加合理并更好的服务于更多的用户，在IP PBX的成功的启发下业界提出了一种设想：将呼叫控制从媒体网关中分离出并将其传统的交换设备部件化，分为媒体处理、呼叫控制。二者都用标准协议（例如媒体网关控制协议或2000年由ITU-T第16工作组提出的媒体网关控制协议）。这样软交换技术就应运而生了。
在软交换技术的采用之前，呼叫控制功能和呼叫传输功能都是包含在媒体网关之中的，而当软交换技术出现，呼叫控制功能便被分离出来了，改为使用软件实现呼叫控制功能，建立起一个分离控制、交换、软件可编功能的平面。
在专家看来软交换技术是目前下一代网络的焦点，但是人们对软交换技术的概念还是有一些误解。软交换这个属于是源自于美国，单词为Soft switch。所以国人便把Soft switch翻译为“软交换”。但是“软交换”这个翻译并不能将软交换这个术语的含义很好的体现出来，所以仅仅从字面上看很难使人理解它究竟是设备系统概念还是体系概念。由于人们对软交换技术概念的模糊，所以在对软交换技术的功能的认识上出现了偏差，出现了过分强调某一方面的能力，或者过分夸大软交换技术功能的情况。有些人甚至认为软交换技术就是无所不能的代表通信行业未来的技术。
软交换技术的确有很多功能，但是它依然是一种正在发展的概念 。软交换技术不仅仅作为一种功能实体，同时也是下一代网络呼叫控制的核心。软交换技术为下一代网络提供呼叫和控制的业务，但从本质上说，软交换技术与业务并不搭边。因此软交换技术不但需要具有呼叫控制功能，而且要将这种呼叫控制功能转化为提供业务的呼叫控制功能。在许多情况下软交换还必须实现根据不同的业务提供不同的呼叫控制。在业务上给软交换一个概念就是：软交换是一种解决传统的电话手机和多媒体相关网络的业务问题的方案。
应该说软交换技术其实具有减少成本和运营支出和提高业务收入的效果。
2 软交换技术的基本特征
软交换技术的主要特征主要有：
1）软交换技术可以支持各种不同的网络可编程呼叫处理系统，例如PSTN（公共交换电话网络）、ATM（异步转移模式）以及IP协议等。
2）可以较为方便的在各种商用计算机和操作系统上运行。
3）较强的开放性。当需要使用智能网业务时，只需随意提供一个较为开放灵活地号码簿接口。这是因为软交换技术具有一种号码薄嵌入机制的服务。
4）软交换技术可以为其他的业务创建开发者提供开放的API。API即应用程序接口，它可以提供应用程序给开发人员不需要访问源码或理解内部的工作机制的细节，就能有访问一组例程的能力。
5）具有管理所有软件的特征，并且这种管理师基于策略服务器的。这种基于策略服务器的管理就包括给所有的组件展露策略描述语言、简单网络管理器与被管理之间通信的接口和一个编写及执行客户策略的系统。
6）软交换技术还具有可编程的后营业式特征。
7）软交换技术的高效灵活的特征。例如：①在软交换的基础上增设一个远程访问服务即RAS，就可以利用公用承载中提供的受管的调制解调器业务（MODEM）。②在软交换的基础上增加一个接入网关就可以形成一个虚拟网络的中继线的替代，且在骨干网中有POIP的功能。
3 软交换技术的要素
软交换技术的核心思想的三个基本要素分别为：业务生成接口的开放性、设备接入能力的综合性以及基于策略的运行支持系统。
1）业务生成接口的开放性。软交换技术提供的业务是新型的综合网络业务，是一种采用应用服务器和API相结合以进行操作的方式。除此之外，他还可以与网关INAP和IN中已有的SCP相配合以提供传统的智能业务，从而更好地兼顾已有的通行网络。
2）设备接入能力的综合性。软交换可以支持各种的协议（例如媒体网关控制协议即MGCP、或2000年由ITU-T第16工作组提出的媒体网关控制协议即H248）良好地设备接入能力不但可以保证原有网络通信的作用正常发挥，还可以在控制好各种各样的设备的情况下很好的保护用户的投资。
3） 以策略为基础的运行支持系统。软交换技术的运行支持系统功能的方式是基于策略的，与传统的网络管理系统即OAM系统不同。以策略为基础的运行支持系统具有保证整个系统稳定性和可靠性的作用，因为这种系统可以及时的对网络进行智能的和集中的调整和干预。
4 结束语
网络技术正在日新月异地向前发展，不断为我们更新语音、数据、视频于一体的全开放式的网络服务。软交换为我们的生活带来越来越多的便利。
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