傳輸通信的電子集成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與空間信息技術(shù)模式的研究

胡志文

（暨南大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院 廣東 廣州 510630）

0 引言

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等空間信息技術(shù)得以有效地推廣和普及。在這樣的背景下，強(qiáng)化應(yīng)用空間信息與移動(dòng)通信技術(shù)的集成應(yīng)用，可以拓展和延伸移動(dòng)通信服務(wù)范圍和領(lǐng)域，從而為用戶提供便捷、高效、智能的通信服務(wù)體驗(yàn)，因此，強(qiáng)化空間信息與傳輸通信的電子集成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模式研究顯得尤為重要［1］。

1 數(shù)據(jù)傳輸通信方式與介質(zhì)

1.1 數(shù)據(jù)傳輸通信方式

目前，數(shù)據(jù)傳輸通信方式主要包含以下幾種：①基帶傳輸。該方式主要科學(xué)運(yùn)用計(jì)算機(jī)所形成的各種數(shù)字信號(hào)，整個(gè)信號(hào)頻譜值為零，這些數(shù)字信號(hào)由于未經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換處理，主要以基本頻帶的方式，占用頻率，故被稱為“基帶傳輸”。在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸通信期間，需要安全傳輸原始信號(hào)，確保信號(hào)在傳輸前后不會(huì)發(fā)生變化。②頻帶傳輸。頻帶傳輸主要是指采用信道直接傳送的方式，向傳輸端口安全可靠地傳輸和發(fā)送頻帶信號(hào)。頻帶傳輸方式運(yùn)用，可以達(dá)到遠(yuǎn)程傳送數(shù)據(jù)的目的，保證信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性。頻帶傳輸所形成的信號(hào)屬于電話信號(hào)，該信號(hào)以模擬形式傳輸和發(fā)送至接收端，并形成原信號(hào)，保證信號(hào)接收質(zhì)量和效率。③寬帶傳輸。該方式寬帶寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)音頻帶寬，其頻譜主要以電磁波頻譜為主。借助寬帶傳輸方式，可以完成對(duì)寬帶傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為用戶提供多樣化傳輸通道，多種傳輸通道盡管所攜帶的信號(hào)不同，但是可以同步運(yùn)行。

1.2 數(shù)據(jù)通信傳輸介質(zhì)

在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信傳輸期間，通常會(huì)用到一種特殊介質(zhì)，該特殊介質(zhì)的運(yùn)用，可以保證數(shù)據(jù)連接和傳送的有效性和穩(wěn)定性。傳輸介質(zhì)作為一種常用的物理通道，可以將各個(gè)網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)進(jìn)行有效的連接。通過(guò)建立該物理通道，可以確保數(shù)據(jù)安全、可靠地傳輸和發(fā)送至端點(diǎn)。傳輸介質(zhì)主要包含以下兩種形式：①有線介質(zhì)。有線介質(zhì)主要是由光纖、雙絞線、電纜等多個(gè)部分組成。②無(wú)線介質(zhì)。無(wú)線介質(zhì)主要是由衛(wèi)星、紅外線、微波等部分組成，傳輸介質(zhì)形式不同，所對(duì)應(yīng)的傳輸速度和功能也存在一定的差異，相關(guān)人員要結(jié)合技術(shù)應(yīng)用需求，選用合適的傳輸介質(zhì)形式，才能保證數(shù)據(jù)通信傳輸質(zhì)量和效率，進(jìn)一步地提高數(shù)據(jù)接收的高效性、安全性。

2 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成方式

2.1 數(shù)據(jù)集成

在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成期間，數(shù)據(jù)集成屬于重要環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)集成過(guò)程主要包含以下兩個(gè)階段：①數(shù)據(jù)聚合。數(shù)據(jù)聚合主要是指在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，集成各項(xiàng)異構(gòu)數(shù)據(jù)源，并借助數(shù)據(jù)分類管理體系，保證最終集成質(zhì)量和效率。②數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換主要是指采用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模式，有效地調(diào)整和控制各類網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)集成方法在具體應(yīng)用時(shí)，需要在有效整合各個(gè)子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一化集成處理。

2.2 方法集成

方法集成模式在具體應(yīng)用時(shí)，需要結(jié)合商業(yè)邏輯關(guān)系，為人們通信和傳輸提供高效、便捷共享方式，不僅可以更好地保護(hù)信息資源共享過(guò)程，還能保證系統(tǒng)集成化效能。所以，方法集成方式被廣泛地應(yīng)用于集成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。

2.3 API 集成

應(yīng)用程序接口（application programming interface，API）集成作為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用的集成方式，所獲得應(yīng)用效果如下：不僅可以保證多個(gè)單結(jié)構(gòu)集成效果，還能提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成質(zhì)量和效率，確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與多種用戶之間形成良好的互通、互聯(lián)關(guān)系。API 集成流程如圖1 所示。從圖1 中可以看出，API 集成操作步驟如下：①信息交付。在這一環(huán)節(jié)中，需要借助網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)程序，進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和通信。②文件傳輸。同構(gòu)傳輸格式化文件，可以確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)程序之間形成代號(hào)的數(shù)據(jù)互通互聯(lián)關(guān)系。③查詢語(yǔ)言功能。在查詢語(yǔ)言功能期間，通過(guò)登錄和訪問(wèn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種語(yǔ)言的查詢，確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)程序之間快速共享和傳輸數(shù)據(jù)。④遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用。在這一環(huán)節(jié)中，借助共享緩存區(qū)，可以確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)程序之間形成良好的通信關(guān)系。

圖1 API 集成流程

3 空間信息與移動(dòng)通信技術(shù)集成應(yīng)用意義

空間信息技術(shù)可以真實(shí)有效地反映和表達(dá)出地理實(shí)體空間分布特點(diǎn)相關(guān)信息。例如：應(yīng)用空間信息技術(shù)，可以知道某一地區(qū)有哪些建筑、道路以及相關(guān)服務(wù)等。移動(dòng)通信技術(shù)為用戶獲取網(wǎng)絡(luò)信息提供了一定的渠道和途徑。在移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用背景下，用戶可以快捷、高效地獲取所需要的信息，完全符合用戶個(gè)性化使用需求，所以，通過(guò)實(shí)現(xiàn)空間信息與移動(dòng)通信技術(shù)集成應(yīng)用，可以促使服務(wù)模式變得更加系統(tǒng)化、完善化。例如：目前，5G 技術(shù)除了應(yīng)用于人們交流、溝通領(lǐng)域外，還應(yīng)用于業(yè)務(wù)查詢、信息搜索等領(lǐng)域中。基于位置服務(wù)（location-based services，LBS）軟件在具體設(shè)計(jì)期間，主要運(yùn)用移動(dòng)通信設(shè)備，支持用戶快速、精確地搜索需要的網(wǎng)絡(luò)信息［2］。運(yùn)用該軟件，用戶可以清楚地知道附近有哪些商店、電影院、咖啡廳等娛樂場(chǎng)所。此外，全球定位系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等空間信息技術(shù)的迅猛發(fā)展和普及，為人們?nèi)粘Ｉ?、工作和學(xué)習(xí)提供了極大的快捷和便利，促使現(xiàn)代化社會(huì)向智能化、便捷化、數(shù)字化方向不斷發(fā)展。

4 空間信息技術(shù)與移動(dòng)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)集成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模式探討

4.1 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)主要是指借助移動(dòng)設(shè)備，向用戶端安全、可靠地傳輸和發(fā)送互聯(lián)網(wǎng)上的信息。比較常用的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)如下：①WAP 技術(shù)。無(wú)線應(yīng)用協(xié)議（wireless application protocol， WAP）在具體應(yīng)用時(shí)，可以借助WML 技術(shù)，直接處理WAP 頁(yè)面。②SMS 技術(shù)。短消息服務(wù)（short messaging service， SMS）技術(shù)主要負(fù)責(zé)安全化存儲(chǔ)和管理多個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。通過(guò)接入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以幫助用戶突破時(shí)空局限性，足不出戶、隨時(shí)隨地地查看和獲取所需要的網(wǎng)絡(luò)信息與服務(wù)模式，促使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)變得更加智能化、便捷化、高效化，極大地提高用戶的使用體驗(yàn)［3］。

4.2 無(wú)線接入技術(shù)

4.2.1 WLAN 無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)

無(wú)線局域網(wǎng)（wireless local area network， WLAN）技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)功能比較類似，該技術(shù)主要運(yùn)用射頻（radio frequency， RF）技術(shù)，借助電磁波，完成對(duì)局域網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，從而保證通信連接的穩(wěn)定性和安全性。在于IEEE802.11 標(biāo)準(zhǔn)下，無(wú)線局域網(wǎng)支持用戶直接在局域網(wǎng)絡(luò)中借助射頻波段進(jìn)行通信連接，無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于家庭、企業(yè)中，為保證互聯(lián)網(wǎng)接入的穩(wěn)定性和安全性提供重要的技術(shù)支持［4］。

4.2.2 WCDMA/CDMA2000/TD-CDMA 接入技術(shù)

WCDMA/CDMA2000/TD-CDMA 接入技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，可以幫助用戶高效、安全地傳輸數(shù)據(jù)，同時(shí)，為計(jì)算機(jī)媒體提供安全、穩(wěn)定的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。該技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)如下：①提高碼片速率。②可選擇性分集頻率，保證空間接收速率，提高發(fā)射分集利用率，有效地解決多徑問(wèn)題。應(yīng)用WCDMA/CDMA2000/TD-CDMA 接入技術(shù)，可以為5G運(yùn)營(yíng)商提供安全、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，保證圖像數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量和效率。另外，通過(guò)將該技術(shù)與MPEG－4 技術(shù)進(jìn)行有效融合，可以動(dòng)態(tài)化、智能化處理圖像，保證圖像處理質(zhì)量和效率。

4.3 傳輸組網(wǎng)技術(shù)

運(yùn)用WCDMA/CDMA2000/TD-CDMA、通用分組無(wú)線服務(wù)（general packet radio service， GPRS）等無(wú)線信號(hào)，可以確保用戶端與傳輸網(wǎng)絡(luò)之間建立良好的連接關(guān)系，利用傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議（transmission control protocol/internet protocol， TCP/IP）、分組傳送網(wǎng)（packet transport network， PTN）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與TP 城域網(wǎng)建立良好的互聯(lián)互通關(guān)系，此外，利用CMNET 網(wǎng)關(guān)，與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)、系統(tǒng)服務(wù)器進(jìn)行有效的連接，為用戶提供便捷、高效、智能的服務(wù)模式［5］。

4.3.1 GPON 有線網(wǎng)絡(luò)

運(yùn)用寬帶無(wú)源光綜合接入技術(shù)（gigabit-capable PON，GPON）有線網(wǎng)絡(luò)，可以幫助用戶借助客戶端，接入有線帶寬網(wǎng)絡(luò)。另外，在空間信息技術(shù)的應(yīng)用背景下，可以為用戶提供強(qiáng)大的ulan 業(yè)務(wù)承載功能。

4.3.2 分組傳送網(wǎng)PTN 技術(shù)

分組傳送網(wǎng)PTN 技術(shù)支持用戶利用分組交換業(yè)務(wù)，對(duì)各個(gè)通道進(jìn)行雙向點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，確保端到端之間表現(xiàn)出較高的組網(wǎng)能力，為用戶提供穩(wěn)定傳輸通道，該傳輸通道完全滿足 IP 業(yè)務(wù)處理需求， 此外， 為 WCDMA/CDMA2000/TD-CDMA、GPRS、寬帶碼分多址等無(wú)線信號(hào)提供足夠多的傳輸通道。

4.3.3 光通信OTN 傳輸技術(shù)

光傳輸網(wǎng)絡(luò)（optical transport network， OTN）技術(shù)主要是指在參照波分復(fù)用技術(shù)的前提下，借助傳送網(wǎng)絡(luò)，為5G運(yùn)營(yíng)商、有線帶寬網(wǎng)提供大量的傳輸通道，這些傳輸通道具有靈活性、穩(wěn)定性、安全性等特點(diǎn)。

4.4 空間數(shù)據(jù)管理技術(shù)

在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代背景下，地理信息系統(tǒng)（geographic information systems， GIS）由原來(lái)的單機(jī)上的GIS 工程，逐漸過(guò)渡到企業(yè)級(jí)GIS 工程，然后，又過(guò)渡到社會(huì)化GIS 工程。目前，通過(guò)將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與GIS 技術(shù)進(jìn)行有效地融合，可以將GIS 更好地推廣和普及于各個(gè)行業(yè)中。通過(guò)結(jié)合定位技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)和GIS 技術(shù)，可以形成一種新型、先進(jìn)的LBS 技術(shù)，該技術(shù)支持用戶快捷、有效地交換、獲取和共享位置信息。目前，LBS 技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于手機(jī)等便攜式信息終端地理信息系統(tǒng)領(lǐng)域中，并取得了良好的應(yīng)用效果。

4.5 集成組網(wǎng)系統(tǒng)模式

空間信息技術(shù)與傳輸通信的集成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在具體設(shè)計(jì)時(shí)，主要運(yùn)用B/S 設(shè)計(jì)模式。該系統(tǒng)可以劃分為以下組成部分：①數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層在具體設(shè)計(jì)時(shí)，主要運(yùn)用Sybase、Oracle、DB2 等多種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，這些數(shù)據(jù)庫(kù)主要用于對(duì)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理。同時(shí)，將服務(wù)器與各種數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行有效對(duì)接，便于后期用戶快捷、有效地增刪改查數(shù)據(jù)庫(kù)中信息。②中間層。中間層除了用到傳輸通信網(wǎng)外，還用到互聯(lián)網(wǎng)CMNET 網(wǎng)關(guān)。中間層設(shè)計(jì)可以確保移動(dòng)設(shè)備表現(xiàn)出較高的運(yùn)行性能、處理能力和通信調(diào)度能力，便于用戶便捷、高效、智能地傳輸業(yè)務(wù)信號(hào)。③表現(xiàn)層。表現(xiàn)層作為空間信息技術(shù)與傳輸通信的集成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)重要承載層，在進(jìn)行空間信息定位時(shí)，可以借助程序，獲得相關(guān)IP 網(wǎng)絡(luò)包數(shù)據(jù)，并借助傳輸通信層，向WAP 網(wǎng)關(guān)傳輸和發(fā)送IP 網(wǎng)絡(luò)包數(shù)據(jù)。在表現(xiàn)層中，主要用到PC 機(jī)，為用戶提供雙向傳輸響應(yīng)服務(wù)體驗(yàn)。空間信息技術(shù)與傳輸通信的集成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)如圖2 所示。

圖2 空間信息技術(shù)與傳輸通信的集成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

5 空間信息與移動(dòng)通信技術(shù)的集成應(yīng)用案例

5.1 在物流配送的應(yīng)用

在進(jìn)行物流配送期間，通常會(huì)涉及貨物分類、整理、運(yùn)輸、卸裝等各個(gè)環(huán)節(jié)，所以，為保證貨物配送的安全性、便捷性和高效性，物流公司除了需要制定最優(yōu)配送路線外，還要確定監(jiān)控車輛最佳運(yùn)行軌跡。通過(guò)實(shí)現(xiàn)空間信息與移動(dòng)通信技術(shù)的集成應(yīng)用，可以很好地幫助物流公司實(shí)現(xiàn)以上幾個(gè)目標(biāo)。在進(jìn)行貨物運(yùn)送期間，需要實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)移空間位置，并根據(jù)當(dāng)前貨物空間信息變化，利用全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等空間信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)與移動(dòng)通信技術(shù)的集成應(yīng)用，為物流公司提供空間定位功能和運(yùn)行軌跡監(jiān)控功能，便于物流公司可以快捷、有效地分配和管理所選擇的運(yùn)輸路線、倉(cāng)庫(kù)位置，從而保證物流配送的精確性和高效性。

5.2 在公安方面的應(yīng)用

公安局在辦案期間，需要精確查找和確定當(dāng)前案件發(fā)生位置信息，然后，借助地圖，圈出所確定的位置信息，利用移動(dòng)終端，計(jì)算和確定出最短路徑，并借助語(yǔ)音播報(bào)功能，提示司機(jī)當(dāng)前車輛運(yùn)行情況，有效地提高公安辦事的質(zhì)量和效率。當(dāng)出現(xiàn)大眾報(bào)警現(xiàn)象，可以借助指揮中心，向公安車載設(shè)備中安全傳輸和發(fā)送相關(guān)報(bào)警內(nèi)容，由公安人員借助地圖上所圈出的報(bào)警地點(diǎn)，直接到達(dá)事發(fā)地點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查，從而保證出警的高效性和便捷性。

5.3 在交通管理中的應(yīng)用

在進(jìn)行交通管理期間，相關(guān)人員利用集成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以全面化采集和整理各個(gè)道路和服務(wù)信息，并將這些信息傳輸和發(fā)送至交通管理中心，由交通管理中心對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一處理，當(dāng)處理完畢后，利用交通運(yùn)輸系統(tǒng)，將最終處理結(jié)果呈現(xiàn)在用戶面前，這些用戶對(duì)象主要包含醫(yī)院、停車場(chǎng)、居民、司機(jī)等。出行人員結(jié)合當(dāng)前實(shí)際情況，選用最佳的交通工具和路線。交通部門借助集成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以有效、科學(xué)地疏導(dǎo)交通路況，保證交通事故處理質(zhì)量和效率。另外，運(yùn)輸部門利用網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)，可以足不出戶、隨時(shí)隨地地查看和了解當(dāng)前車輛運(yùn)行情況，并合理科學(xué)地調(diào)度當(dāng)前車輛運(yùn)行狀況，這在某種程度上，可以最大限度地提升交通運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)行性能。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著用戶通信質(zhì)量要求的不斷提高，移動(dòng)通信技術(shù)要想獲得快速、創(chuàng)新、健康發(fā)展，必須與空間信息技術(shù)進(jìn)行集成應(yīng)用，結(jié)合數(shù)據(jù)傳輸通信方式與介質(zhì)，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)與方法，完成對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與無(wú)線技術(shù)的有效接入，同時(shí)，還要實(shí)現(xiàn)空間信息與移動(dòng)通信技術(shù)在物流配送、公安、交通管理等領(lǐng)域中的集成應(yīng)用，確保用戶可以足不出戶、隨時(shí)隨地地查詢和瀏覽所需要的信息，為用戶提供穩(wěn)定和安全的信號(hào)和信息，這為促使移動(dòng)通信技術(shù)的健康、可持續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?？傊疚乃岢龅目臻g信息與移動(dòng)通信傳輸系統(tǒng)的集成應(yīng)用方案具有較高的可靠性和有效性，完全符合實(shí)際應(yīng)用需求。