光电隔离技术篇1
【关键词】漏电流；Spwm；SVpmw；共模电压；单极性；双极性
1光伏逆变器漏电流形成原因及其危害
如图1所示的三相全桥逆变系统主电路原理图，由于光伏阵列占地面积较大，电池的正负极和大地之间存在较大的寄生电容，有相关文献指出晶体硅光伏电池的寄生电容约为50-150nF/kw，薄膜光伏电池约为1uF/kw，Cpv1，Cpv2表示电池正负极对大地的电容，表示三相电力系统的中性点的接地阻抗，对于不同电压等级的电网中性点接地方式是不同的，对于中性点直接接地的，对于中性点不接地的。在这里忽略电网的地与光伏阵列的地之间的阻抗。
地电流的存在会造成电网电流畸变，电磁干扰，系统的额外损耗，以及人身安全隐患，德国DinVDe-0126-1-1标准规定，当地电流高于300ma时，光伏并网系统必须在0.3s内从电网中切除，国内金太阳认证也有类似的标准。传统的光伏系统出于对安全的考虑，通常在光伏电池和电网之间插入变压器作为电气隔离，阻断漏电流回路。但隔离变压器增加了系统的重量，体积和成本，降低了整体效率，因此无变压器隔离的光伏逆变器漏电流抑制技术近来成为了国内外学者研究的热点。
2三相光伏逆变拓扑漏电流抑制
2.1Spwm与SVpwm调制方式的共模电压
由频谱图可以看出共模电压主要含有直流分量Vdc=300V，即1.5倍的母线电压，以及开关频率3KHz的谐波电压。
同样的条件下将调制方式改为SVpwm方式：
由频谱图可以看出，共模电压中的直流成分含量与Spwm一致，即都为母线电压的1.5倍，但交流成分中还含有大量的3的奇数倍次谐波，分布在基频附近和开关频率附近。由共模电压的定义可以看出，当以母线的电容中点为参考点时，共模电压的直流成分将为0。
2.2带分裂电容的三相逆变拓扑
如图5所示的带分裂电容的三相逆变拓扑，将直流母线中点与电网中性点直接相连，得到的共模电压等效模型如图6所示：
由等效模型可以看出，将直流母线的中点一电网中性点直接相连以后，参考点与地之间被母线中点钳位，而母线电容远大于光伏电池正负极的寄生电容，从而使共模电流强制流向母线电容，从而达到了抑制漏电流的目的。
但从2.1节的频谱分析可以看出，SVpwm调制方式的共模电压中含有大量的3的奇数倍次谐波，这些三相3的奇数倍次谐波属于零序分量，当母线中点与电网中性点相连时，零序分量有了通路，电网相电流会产生严重畸变。因此SVpwm调制方式不适用于母线中点与电网中性点直接相连的拓扑。而Spwm调制方式的共模电压中仅仅含有开关频率处的谐波，因此这种带分裂电容的拓扑只适用于Spwm调制方式。而Spwm的母线电压利用率较低，如果采用直流母线中点与电网中性点直接相连的拓扑时，需要加一级升压电路。
3单相光伏逆变器的漏电流抑制
3.1单极性调制与双极性调制的共模电压
3.2单极倍频调制方式的共模电压抑制
与双极性调制方式相比，在相同载波频率条件下，单极倍频调制方式具有开关次数少，波形质量好的优点，因此抑制单极倍频调制方式的共模电压成为了各国新能源领域的研究热点之一。以下介绍几种国外典型的针对抑制共模电压的单相逆变拓扑。
德国Sma公司的SunnyminiCentral系列和SunnyBoytL系列的光伏并网逆变器采用H5拓扑，德国Sunways公司生产的nt系列的光伏并网逆变器采用HeRiC拓扑，其中Sma公司已在中国，欧洲以及美国申请了H5拓扑专利，而Heric拓扑在中国没有申请专利。
如图8所示的H5拓扑，其原理是在调制波正半周期，S1常开，S4和S5共驱动并与S3的驱动互补，逆变回路S1，S4，S5导通，共模电压，续流回路S1与S3导通，a点电位与b点电位由S5，S4两个开关管的分压决定，而对于寄生参数相同的开关管，可以认为a，b两点电位为母线中点电位，共模电压，因此这种H5拓扑的共模电压没有脉动，可以抑制共模漏电流。
如图9所示的Heric拓扑，在调制波正半周期，逆变回路S1与S4导通，共模电压，续流回路S5和S6导通，a，b两点电位由S1，S2开关管分压决定，也可以认为ab两点电位为母线中点电位共模电压，从而抑制了共模电压的脉动。
综上所述，单相光伏逆变拓扑的共模电压抑制原理是在续流回路依靠开关管的阻断和寄生参数的分压将桥臂电位钳位在母线中点，国内各高校与有关企业的拓扑专利也是利用此原理，只是不同的拓扑配合不同的调制方法。
参考文献：
[1]王兆安，刘进军.电力电子技术（第五版）[m].北京：机械工业出版社，2009.
[2]冯垛生，张淼，赵慧.等.太阳能发电技术与应用[m].北京：人民邮电出版社，2009.
光电隔离技术篇2
单相防窃电智能电表
考虑图1所示的单相防窃电智能电表。模拟前端(aFe)iC利用分流电阻测量相位电流，并利用一个简单的分压器测量相位电压，从而计算电能并监控负载的质量。在这种应用中，电力线相位电压用作aFe的接地参考。零线电流测量必须隔离，从而保护aFe免受高压影响。aFe利用标准Spi或i2C通信将计算得到的电气量传输给微控制器(mCU)。然后，mCU将数据发送到通信模块，通常使用UaRt接口，必须确保安全隔离并避免接地环路。因此，mCU必须与aFe隔离，与通信模块共地（隔离1），或者与通信模块隔离，与aFe共地（隔离2）。
电表电源从电力线获得，但安全隔离栅会产生两个电源域。图1中的pS1与相电源是同一电源域，可以直接使用而无需隔离aFe。然而，安全隔离栅1或2则需要使用隔离电源pS2来为mCU和通信模块（隔离1）提供电源，或者仅为通信模块（隔离2）供电。总而言之，单相防窃电表中有多个点需要隔离。
零线电流检测
aFe与mCU（隔离1）之间或mCU与通信模块之间（隔离2）必须通过隔离栅1和2的信号是数字信号。为了隔离数字信号，已经开发出许多技术。传统方法使用带LeD和光电二极管的光耦合器，较新的技术则是使用芯片级变压器的数字隔离器。例如，与光耦合器相比，iCoupler数字隔离器具有许多优势，包括：更可靠、尺寸更小、功耗更低、通信速度更快、时序精度更佳、易于使用。芯片级隔离技术也可以与其他半导体电路结合，实现小尺寸、高集成度解决方案。在数据速率较高的应用中，这些优势尤其显著。智能计量就是这样一种应用，因为新式电表需要高得多的实时信息流量。
芯片级变压器也可以用在隔离式DC/DC转换器中，从而将数据和电源隔离集成到单个封装中。iCoupler产品就有这种能力，isopower隔离式DC/DC转换器可集成到隔离式数据通道所在的同一薄型表贴封装中。考虑上例中的零线电流检测。传统上使用电流互感器，因为它本身能够提供隔离，但电流互感器必须为直流兼容型以避免饱和，这会提高其成本。此外，它还会引入相位延迟，相位延迟随频率成分不同而异，因此难以在整个频谱上进行补偿。分流电阻具有明显的优势：价格低廉，不受外部交流或直流磁场的影响，与用于检测相电流的分流电阻具有相同的特性。然而，分流电阻本身不具隔离性。使用集成DC/DC转换器和隔离数据通道的数字隔离器可以解决这一问题。这样就产生一种新的单相防窃电智能电表结构（见图2）。
新结构利用aFe1测量从线路电流获得的电气量，利用aFe2测量从零线电流获得的电气量。两个电流均利用不受外部磁场影响的分流电阻测量，从而消除窃电之忧。aFe2利用一个iC接收功率，该iC包含一个基于数字隔离器的隔离电源。它利用嵌入同一iC并采用相同技术的隔离数据通道与mCU通信。
可以将同样的方法（iC同时包含隔离电源和隔离数据通道）应用于通信模块，因为它也需要一个隔离电源和通过隔离栅进行数据通信。
与大型、昂贵、难以通过认证的隔离电源相比，这种方法的优势显而易见。数字隔离技术造就了业界最小的UL认证DC/DC转换器，这些iC具有很高的热稳定性和机械稳定性、出色的耐化学腐蚀性以及良好的eSD性能。现在设计工程师可以集中精力改善系统设计，而无需担心隔离问题了。
三相智能电表
对于三相智能电表（见图3），可以采用同样的方法。在传统的四线系统中，零线被选作电表aFe的接地参考。相电流利用电流互感器测量。电源利用所有三相创建两个电源域：一个为aFe供电，一个为通信模块供电，电源必须进行隔离以保证安全。mCU可以置于任一电源域中，因此aFe与mCU之间（隔离1）或mCU与通信模块之间（隔离2）存在一个隔离栅。
图3三相智能电表
类似于单相防窃电电表所采用的方法，利用数字隔离技术，可以将电流传感器替换为使用分流电阻的隔离模块，通信模块可以利用包含隔离电源和数据通道（可通过隔离栅通信）的iC供电并与mCU通信（见图4）。
光电隔离技术篇3
通信端口(即RS-232界面),是一种易于达成电气隔离的pC接口,但这种接口由于USB日渐受欢迎,已逐渐被淘汰。USB是一种更强大,更高速的接口,而且有相当多的接口设备可用。但是与RS-232接口比较起来,USB很难做电气隔离,因为它是差动和双向的。即使是现在,要隔离USB需要使用多个USB控制器、隔离器,以及其他部件,这会增加成本和造成产品开发的延误。现在已经有USB隔离技术,整合了所有必要的功能,可隔离USB医疗设备,而不需要额外的部件,也可以直接插入到USB信号路径,而不需修改的主机或周边装置的软件。
电气隔离界面
医疗系统使用电气隔离,以保护操作人员、病人,或系统本身。电气隔离也会把从一个系统的一部分,到另一个更敏感的系统的噪声分隔开来。如果要达到安规的要求,隔离装置均受标准的安规团体,如UL和ieC所管制,依不同的产品来决定适当的标准。例如,ieC60601管制医疗器材的安全规定,同时ieC60950则管制信息科技设备。
在安规标准中,有一些条款与医疗系统的电气隔离等级和质量有关,内容如下。
额定隔离电压。额定隔离电压,通常是指交流电压,是指隔离器能够承受的瞬时过电压。一个典型值为在1分钟内耐受2.5kVrms(千─均方根伏特),但医疗系统有更大的隔离要求,可能需达到在1分钟内耐受5kVrms。
工作电压。工作电压是指跨越于整个隔离层的连续电压。正如额定隔离电压,工作电压通常是指交流电压,但隔离层是设计成在整个使用寿命中都会承受这个电压。典型值为400Vrms。
强化隔离。强化隔离往往是针对医疗系统的要求,是指其电气隔离等效于两个独立的系统隔离。等效值是以确保隔离层可承受短时间但持续的涌浪电压值来决定,例如10kV。强化隔离往往可在ieC标准中找到,如规范医疗器材的ieC60601-1。
爬电距离。爬电距离是隔离层两侧,两个导体之间,沿着封装表面的最短距离。
间隙。间隙是两个导体之间,穿越空气的最短距离。产品要求的爬电距离和间隙取决于若干因素,包括安全规范标准,电气隔离的类型(基本/单倍对比强化/双倍),工作电压等。
医疗器材中有关患者安全通常要求强化隔离的工作电压为125Vrms或250Vrms,且爬电距离和间隙至少8mm。
医疗安规标准允许两种类型的隔离:病人保护方法(meansofpatientprotection,mopp)和操作人员保护方法(meansofoperatorprotection,moop)。mopp是由ieC60601规范,而moop可能使用较不那么严格的要求,如ieC60950。
有些医疗系统可确保最高等级的安规,所有接口均遵循ieC60601,因为这些系统可以允许病人接触到接口设备。此外,系统连接到病人身上的部分可能是设备。ieC60601也订定了高压充电式心脏电击器的使用安全性。如果这部电击器没有取得ieC60601认证,任何连接到病人的联机在电击的过程都必须移除,显然在那么紧急的时刻是不可能有时间这样做的。
采用USB
系统内部接口通常依成本、性能和尺寸来选择UaRt,Spi和i2C。反之,系统架构工程师还基于互相操作性来选择外部连接的接口。过去,pC类系统的串行通信依赖RS-232接口。但是有RS-232端口的计算机,特别是笔记本电脑日益减少,而且可用的数量也变少。
相较之下,USB接口使用量上升的部分原因是它的普及和大量可支持的。USB即插即用的本质也降低了开发的间接费用以及特殊的专用软件。在医疗设备,USB的使用并不限于受过训练的操作人员,病人可以使用家中的设备,下载资料到USB随身碟,并带到医院进行诊断。USB也可以用来连接传感器或其他测量装置到主系统。USB的优点之一是它允许多达127台设备接到同一个总线,所以即使只有一个USB接口,也可以使用多个装置。相较之下,RS-232串行通信埠只能处理一个装置。
图1:USB的标准要素
隔离USB
总体而言,USB相较于RS-232有一些不可忽视的优点,包括以下内容:
可扩充至127个装置。
即插即用操作。
热插入功能。
图2:透过RS232的电气隔离
高数据传输速率(每秒1.5mb、每秒12mb和每秒480mb)。
工业标准的兼容性。
广泛使用和可用性的个人计算机。
尽管有这些优点,在医疗系统采用USB的速度并没有像在其他消费产品那么迅速。医疗产业和其他产业在USB的使用上之所以会有区别,就在于电气隔离的要求。尽管USB相较于RS-232有很多好处,结果证明要对USB界面做电气隔离并不像对其它接口做电气隔离那么简单。
要对USB做电气隔离较为困难,因为这是一种差动、双向,且需要配置(藉由上拉和下拉)电阻来指定速率的总线。双向的本质呈现出一个重大的挑战,因为必须有一些方法来确定数据的传输方向。在一个隔离的USB接口中,这个信息必须跨越隔离层。流量控制是由数据结构,而不是透过控制信号。
USB接口有4条信号线:
VDD
D+
D-
VSS
VDD是5V电源,VSS是参考接地,而D+和D-是差动信号。更复杂的是,D+和D-,也可以用来发送单端数据,并用它们来确定总线的状态。在总线端的上拉和下拉电阻设定USB接口的速度和闲置状态。根据定义,只能在3个速率下传输数据:
每秒1.5mb(低速)。
每秒12mb(全速)。
每秒480mb(高速)。
USB2.0标准支持这3种数据速率(USB1.1只支持低速和全速数据速率)。重要的是,请注意设备可以兼容USB2.0但不支持每秒480mb的速率。
由于标准的光耦合器具有单向的特性,一个使用光耦合器或其他单向隔离器的电气隔离的接口必须首先将USB信号转换成一组单向信号。这里微控制器的D+/D-线也被转换成单端、单向的Spi信号。然后使用USB串行接口方块,或USB控制器将这些信号隔离,再转换回USB信号。由于该控制器增加了多个部件,并增加了一些线路,而不是一个简单的两线总线,其结果是价格昂贵,消耗相当大的电路板空间,并需要更多的设计时间(部分原因是微控制器需要软件配置)。这样复杂的实现方式是造成医疗系统的设计工程师迟迟没有采用USB接口的主要原因。
图3:透过一个Spi接口的隔离型Sie
单封装USB隔离
隔离USB更简单、更具成本效益和更省空间的方法,是使用专用的USB隔离器,可直接插入到D+/D-USB信号路径。这种隔离技术目前已经存在,而且还提供了增强的电气隔离,可高达5kVrms,并支持低速和全速数据传输速率。
不像光耦合器使用LeD和光敏晶体管,透过光线传输来传输数据越过隔离层,基于最新的技术所做的隔离,可以利用平面变压器跨越20μm厚的聚酰亚胺绝缘层传输数据,并可承受高达6kVrms。数据的传输是藉由电场感应,从一个线圈传到另一个。
图4:隔离型外部USB收发器
隔离式USB的好处
与光耦合器相比,使用单封装,专用USB隔离器有一些好处。使用变压器允许将数据在隔离层上双向传输。虽然这一技术使用专用变压器来传输和接收信号,所有线圈都是相同的,并包含在一个封装内。光耦合器则无法这么做;要达成相似的工作,光耦合器需要分开的部件来处理每个方向的通信。
本质上,变压器的速度也高于光耦合器的LeD─光敏晶体管组合。这使得隔离器可以支持USB所要求更高的数据速率和更短的传播延迟。隔离器也消耗较少的功率,使其能够满足USB的严格待机功率要求。
最关键的优点是,这种隔离技术是能够整合更多的功能到隔离器产品。整合可节省空间等优点,其中的USB隔离器比起使用USB收发器和光耦合器的多芯片设计可减少75%的电路板空间。
图5:隔离D+/D-线路
随着具有成本和空间优势,且易于实现的电气隔离USB技术,医疗器材可以开始利用USB接口的优点。在医疗系统,例如,家中病人的监护仪使用电气隔离的USB埠,可以使实时连接在家病人和医生,提供更好,更准确的服务。由于具有电气隔离的USB接口,家庭监护仪可以连接到个人计算机,透过因特网将实时数据传送到医院。符合ieC60601医用级安规认证,具有电气隔离USB的系统甚至可以在病人做心脏电击时保持连接。
光电隔离技术篇4
【关键词】财会电算化网络安全探讨
随着电子技术的飞速发展计算机应用领域飞速拓宽，财会电算化把会计人员过去手工作业复杂枯燥的财务工作从繁重的脑力劳动中解脱出来。无论多么复杂的财会账目，通过计算机软件轻而易举的就能完成任务，计算机财会电算化对于对于做好会计工作、发挥会计的作用具有明显的计算优势和迅捷便利的有利条件，对于做好财会工作意义非凡。在计算机、网络安全形势十分严峻的历史条件下财会电算化与网络安全显得尤为重要，这是每个从事财会电算化工作人员必须认真对待并妥善做好的重要基础工作。
1网络安全形势
2012年初，QQ电脑管家与艾瑞咨询联合《2011下半年个人网络安全报告》，对2011年下半年的个人网络安装状况做出了系统的数据分析和总结，同时也对2012年的个人网络安全状况给出了一定的参考和预见。报告指出目前国内严峻的网络安全形势在于内部网民网络防范意识有待加强，而网络应用提供商的安全技术尚待完善。外部，网络攻击经济牟利导向性加强，危害性日渐巨大。
2会计电算化计算机安全问题
会计电算化是利用财务管理软件来完成会计核算、报表编制等。它大大提高了会计核算效率，减轻劳务工作量。财会电算化涉及的不仅仅是会计记账知识，还涉及到计算机应用基础、关系型数据库、基础会计、财政与金融、税收基础、经济法、统计学原理、会计基本技能、企业财务会计、会计电算化、财务管理、审计基础知识、成本会计、管理会计、会计岗位实习、会计模拟实习、金融实务、流通业会计实务、银行会计模拟等知识。财会电算化一般需要建设网络报送系统，包括外网部分和内网部分。外网部分的主要功能包括数据采集功能、数据审核功能及数据上报功能；内网部分的主要功能包括系统管理功能、财务会计指标构建功能、数据审核功能、数据汇总功能、数据查询功能、数据分析功能、数据上报功能、单位上报情况监控功能等，这就需要掌握内外网隔离技术。
3内外网物理隔离技术
在互联网技术发展进程中，为了实现网络安全一般采用内部局域网与外部互联网互联单独建设，将内网与外网采用物理隔离技术。通过隔离设备让内网和外网独立工作。内网与外网互不连接。也可以采取局域网工作站利用双系统、双网卡达到内外网物理隔离效果，节约、方便、易行。
网络隔离卡网络安全物理隔离产品，它采用专用芯片和独特的线路设计，采用控制硬盘电源或者数据线的方式来达到控制内外网，做到内网硬盘只能上内网，外网硬盘只能上外网，硬盘电源或数据线切换的同时进行内网的切换。应用支持单、双布线的网络环境。隔离卡有众多类型，可供使用者选择。另外，物理隔离卡最大的特点是安全性高，能有效的减少操作失误，同时还可以对系统的移动存储设备和光驱进行检测，进而防止私密内容通过移动存储设备或者光驱泄密的可能。
4物理隔离卡的功能
（1）即插即用。将卡装在主板pCi插槽，即插即用，易于安装和维护。
（2）实时在线切换。切换过程中能够保留用户当前运行的文档和程序，待下次切换回来时可直接使用。
（3）安全控制。全面检测与控制，USB移动存储设备和光驱、软驱等，防止私密的泄露。
（4）清理内存在切换过程中，全面清理内存，防止私密通过内存泄露。
（5）日志审计记录每次切换的时间，方便用户查询。
5隔离卡的安装
物理隔离卡为即插即用型设备，安装方法如下：
（1）关闭机箱电源，打开机箱。
（2）找一个合适可用的pCi插槽，将隔离卡垂直主板插入，确保卡与pCi插槽接触良好。
（3）按照隔离卡的说明进行相关连线，即：隔离卡电源插头连接到机箱电源，内电源连接到内网硬盘，外电源连接到外网硬盘。
（4）安装完成，装好机箱，打开电源，启动机器。注意：根据网络具体布线情况（单、双布线），正确选择隔离卡上的跳线次序。否则，出现不能正常访问内、外网问题。
6隔离卡的使用
隔离卡安装完成后，开机启动，可以按照一下说明，进行隔离卡的使用：
（1）启动电脑，机器自检完成，出现选择内、外网界面。此时，用户可根据需要，有选择的进入内网或者外网。
（2）选择完成，机器再次重启，此次电脑将直接进入用户选择的内网或着外网系统。
（3）启动完成的系统，将自动运行隔离卡软件程序，即：在桌面右下角启动栏显示当前系统是外网系统还是内网系统。
（4）用户在使用过程中，如果需要内、外网的切换，可直接用鼠标右击启动栏里面的图标，选择切换到内网或者外网。
（5）选择完成，系统自动检测是否有USB移动存储设备或者其他存储设备（如光盘）的存在，如果没有，则进行系统的切换，如果有，将进行相应提示。
（6）用户取下连接到系统的移动存储设备后，电脑自动进行切换。
7隔离卡使用常见问题
（1）装好隔离卡后，电脑启动，没有出现选择内、外网界面，解决方法：拔出隔离卡，重新插入，确保隔离卡与pCi槽接触良好且均能正常使用。
（2）电脑启动，出现选择界面，但是不能进入相应的系统，即：选择“进入内网”，系统却进入了外网硬盘，或者选择“进入外网”，系统进入了内网硬盘，出现上述症状，一般是由于隔离卡与内、外网硬盘的连线接反所致，解决方法：关闭系统，检查隔离卡与内网、外网硬盘的连线是否正确。确保隔离卡的内电源与内网硬盘相接，隔离卡的外电源与外网硬盘相接。
（3）已经确保隔离卡与内、外网硬盘的连线正确，但是出现2说述的情况，即：启动栏图标显示“内”，却进入的是“外”网硬盘，显示“外”，进入的是“内”网硬盘。解决方法：检查隔离卡的驱动、软件是否正确，可以先将系统隔离卡的驱动完全卸载，然后进行重装。
（4）系统启动正常，隔离卡图标显示也正常，但是本地连接不通，将网线直接插到网卡接口，本地连接正常。解决方法：出现上述现象是由隔离卡上面跳线位置不正确所致，关闭系统，检查隔离卡跳线正确与否。
（5）隔离卡跳线设置正确，出现4所述情况，建议换一块隔离卡重试，新卡换好，一切正常，那么可以确定旧卡存在问题，可以找销售商解决。
作者简介
郑丽娟，女，吉林省四平市铁东区审计局会计师。
光电隔离技术篇5
摘要：
针对电气化铁路接触网隔离开关常见的误动、拒动、误报等故障现象，提出了一种集中式控制方案以此改善系统的可靠性，并阐述了该方案的相对优势和应用前景。
关键词：
电气化铁路；接触网；隔离开关；远动；集中控制；直控
0引言
在电气化铁路牵引供电系统中，隔离开关作为重要的开关设备，其动作可靠性直接关系到机车运行安全。在电气化铁路接触网隔离开关远动控制领域，当下普遍采用光纤控制方案，即就地远动监控终端与电动操作机构一同安装于户外隔离开关柱上，用于对每台隔离开关的监控。而变电所设置监控主站，通过光纤网络同所内所有就地远动监控终端进行通讯，从而实现监控所内所有隔离开关。光纤控制方案凭借光纤通信可靠、抗电磁干扰能力强的优点被广为采用，但是，在实际运行中，隔离开关误动、拒动现象却时有发生，给铁路运行部门带来了诸多困扰。
1集中式控制方案简介
1.1概述
传统的光纤控制方案系统构成复杂，设备层级较多，其系统图如图1所示。哈大普铁隔离开关远动系统直接引进德国技术，采用集中式、直接控制的方案，与光纤控制方案有着较大的区别。多年运行经验表明，该系统极少发生上文所述的误动、拒动、误报等故障，运行状态稳定可靠。该系统中，德国aBB隔离开关所内监控主站直接采用一台RtU装置，无需回路，仅通过3条线缆连接至每路隔离开关操作机构（西门子制造），而每路隔离开关的遥控分、合闸和遥信采集都是通过3条线缆实现的。同时，隔离开关操作机构的内部电气回路已经被完全省去，仅保留了电机和传动机构。见图2。
1.2集中式控制方案构架
经过对哈大普铁德国技术的深入分析并借鉴其先进理念，笔者提出了一种集中式、直控式的控制方案。该方案在变电所监控主站采用直控式RtU装置，直接通过硬接线与户外隔离开关操作机构相连。该RtU装置设置多路控制板卡，对下可集中控制全所所有隔离开关，对上可直接通过光纤网络与调度端通讯。通过图3不难发现，相比于光纤控制方案，集中式控制方案已经省去了户外就地监控单元，精简了系统构架，减少了系统层级和设备数量。
1.3直控式RtU装置控制原理
直控式RtU装置直接通过硬接线，从所内将控制命令直接加载到户外操作机构，遥信信号也直接通过硬接线传送到所内RtU装置。该装置的遥控和遥信回路采用通道共用的方式，仅通过3条线缆来实现对每路隔离开关的监控。见图4。该直控式RtU装置的突出特点是将遥控电路和遥信电路巧妙地结合。实现单路开关的遥信一般需要3线，实现单路开关的遥控同样需要3线，该装置的工作逻辑：在无遥控操作时，工作于遥信模式，即K1、K2断开，K3闭合；在收到远动执行命令，需要执行遥控操作时，K3断开，K1或者K2闭合，将动力电源直接馈送至操作机构。不难发现，遥控电路和遥信电路是互斥的（K1、K2、K3在同一时刻，只允许一个闭合），即遥控和遥信电路不能同时工作。为了保证遥控和遥信电路可靠切换，避免互相短路造成设备损坏，直控式RtU装置在遥控、遥信切换过程中进行严谨地判定，只有在符合切换条件的前提下，RtU装置才会执行切换动作。其判定过程如图5所示。而除了软件判据之外，RtU装置内部设置互斥硬件回路，形成屏障，进一步杜绝K1、K2、K3三个开关中出现2个或者3个同时闭合的情况，其原理如图6所示。1）遥信模式。直控式RtU装置的控制板集成遥信模块和遥控模块，在无遥控操作时，该装置工作于遥信模式，即K3闭合，3条线缆通过操作机构行程开关并经由电机线圈构成遥信采集回路。操作机构内的行程开关SQ1和SQ2为常闭模式，其开合顺序如图7所示。可以发现，直控式RtU装置采集的遥信直接通过行程开关SQ1和SQ2来反映。假设行程开关闭合状态用1来表示，行程开关分断状态用0来表示。当RtU装置采集遥信结果SQ1、SQ2为0、1时，则代表隔离开关处于分位；当RtU装置采集遥信结果SQ1、SQ2为1、0时，则代表隔离开关处于合位；当RtU装置采集遥信结果SQ1、SQ2为1、1时，则代表隔离开关处于分合中间状态；当RtU装置采集遥信结果SQ1、SQ2为0、0时，据图7分析可知，SQ1和SQ2不可能同时处于分断状态，这种情况只有断线时会出现。由上可见，直控式RtU装置仅通过3条线缆和行程开关，完全可以实现对隔离开关分、合位遥信的采集。（2）遥控模式。当执行遥控操作时，直控式RtU装置应暂时中断遥信状态（K3断开），切换到遥控模式。RtU装置通过K1或者K2输出远动控制命令，K1、K2闭合为定时限闭合，其时限可根据隔离开关的动作时限设定，例如，某隔离开关常规动作时间为4s，K1或者K2闭合时限可设定为5s左右（稍长于开关动作时限）。当K1或者K2闭合时，RtU装置直接将动力电源馈送至操作机构电机，驱动电机正转或者反转，从而实现隔离开关分闸或者合闸。以合闸为例，其操作过程如下：隔离开关当前处于分位，SQ1处于分断状态、SQ2处于闭合状态，RtU装置采集遥信SQ1、SQ2为0、1。RtU装置收到远动执行合闸命令，立即切断遥信回路，切换到遥控模式。RtU装置闭合K2，动力电源经过SQ2加载于电机，电机正转，隔离开关合闸。4s后，隔离开关合闸到位，SQ2分断，SQ1闭合。而SQ2的分断直接将动力电源切断，电机停止转动。此后延迟1s后（即启动合闸5s后），RtU装置合闸触点K2到达闭合时限，K2弹开。此时完成合闸操作，RtU装置自动切换回遥信回路，采集到SQ1、SQ2变位为1、0。遥控分闸过程同理，不同之处为电流流向相反，电机反转，此不赘述。通过以上分析，发现采用直控式RtU装置，仅通过3条线缆即实现了对隔离开关的遥控操作和遥信采集。不同于光纤控制方案，该方案无需户外布置就地监控单元，且操作机构电气回路亦大为精简，仅保留了电机和传动机构。
2集中式控制方案相对优势
集中式控制方案下，所内监控主站可监控全所隔离开关，并直接将遥控命令（连同动力电源）馈送至操作机构。从系统可靠性方面分析得出该方案具有如下优势。
（1）防止误动。上文已经阐述该方案的控制原理，在无遥控操作时，户外操作机构处于不带电状态，无论是受到干扰还是其他故障，因为操作机构根本没有动力电源，从根本上杜绝了强电磁干扰感生电动势或者控制电缆混线引起的误动，隔离开关误动的风险将大大降低。
（2）防止拒动，提高系统可靠性。户外仅保留操作机构的电机和传动机构以及3条输电线缆，结构精简，减少了中间环节，而使故障点减少，降低了拒动发生的概率，提高了系统运行的可靠性。
（3）防止非干扰性误报。由于所级监控主站直接通过3条硬接线采集操作机构行程开关的位置信息，而无需经过户外就地监控单元，这避免了户外就地监控单元自身问题而引发的误报，也避免了户外就地监控单元和所级监控主站因通讯或者规约匹配问题发生的误报。当然，集中式控制方案在抗户外电磁干扰方面并无优势，也就是说在电磁干扰引起的遥信误报方面，集中式控制方案可能面临更大的考验。
（4）系统故障率低，运维方便。集中式控制系统结构精简，电路简单，使得系统的运行维护更加简便易行。
3集中式控制方案的弊端和处理措施
3.1系统弊端
集中式控制方案在提高系统可靠性和降低系统投资方面均具有显著优势，但不可否认该方案在如下2个方面仍存在相对劣势。
（1）控制距离较短。由于采用了直接控制方式，所级监控主站和隔离开关之间直接通过硬接线实现遥控和遥信采集。这在隔离开关距离变电所较近的场合（2km之内）并无问题，但是当隔离开关十分偏远时，传输线缆上的衰耗就会凸显，这将有可能影响遥信的精度和遥控电源的强度。当然，从实验室数据上分析，集中式监控方案在10km范围是能够可靠监控隔离开关的，但是在实际应用中，由于受限于复杂的运行环境，其可靠性可能会有所降低。
（2）遥信回路受电磁干扰影响较大。不同于光纤控制方案，所级监控主站到隔离开关的一段距离中，采用光纤通讯，而光纤是不存在电磁干扰问题的。集中式控制方案在此段距离上使用了硬接线，在此段距离中传送电磁信号的遥信回路在抗电磁干扰方面将会面临更大的考验。
3.2处理措施
当然，在预防上述缺陷方面，集中式控制方案并非无计可施，通过一定的技术手段和变通，扬长避短，是可以充分改善监控系统性能的。
（1）就近安装直控式RtU装置。在个别隔离开关距离变电所偏远的场合，可将所级监控主站（即直控式RtU装置）安装在隔离开关附近。为了防止监控主站受户外恶劣环境的影响，可将其安装于具备足够防护等级的保温箱内。这样既具备了集中监控系统的优势，又避免了长距离衰耗的问题。这种方式在哈大普铁上亦被采用，运行经验和数据亦充分支持笔者论点。
（2）提高RtU装置电磁兼容能力，使用屏蔽电缆。为了防止长距离硬接线受户外强电磁干扰，一方面应保证直控式RtU装置具备足够的电磁兼容能力，过滤掉一般干扰信息；另一方面，敷设的连接线缆应使用带屏蔽电缆，并按施工规程可靠接地，最大限度防止外部电磁干扰进入系统内部。
4结语
电气化铁路接触网隔离开关监控系统在以往运行中故障率较高，给牵引供电系统带来了较多的不良影响，如何解决系统的常见问题，充分改善系统性能，一直以来是业内的工作重点。在此过程中，铁路总公司、各路局机关以及各设备厂家都付出了很多努力，并提出了很多改进意见。当然，不存在绝对优势的方案，笔者认为权衡利弊，取长补短，因地制宜，才能最大程度改善接触网隔离开关监控系统的性能。而集中式控制方案正是基于这种思路，充分发挥直控式、集中式控制的优势，采用某些技术细节弥补自身不足，是一种相对较为优秀的方案。哈大普铁的运行经验也证明了该方案的可靠性，这是值得借鉴并进一步研究和推广的方案。
参考文献：
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[2]中国铁路总公司运输局，寒温及寒冷地区铁路牵引供电和电力系统若干问题指导意见，铁总运，[2013]135号.
光电隔离技术篇6
关键词:电压电流;测量隔离电路;设计;应用
1前言
通常用电负载如电动机变化状况是通过电路上所接电压表和电流表上的数值来确定,然而一些特殊要求,需要采用电子数字记录仪或是电脑系统对用电负载变化进行记录监测时,就要在这些测系统输入端与高电压大电流的负载电路之间配置合适的隔离电路端口了。
2电压电流测量隔离电路设计
2.1电路结构原理图
附图1所示测量隔离电路为电子测量系统设置了一个供检测负载电流的端点op1、一个供检测负荷在线电压的端点op2和公共接地端。电路中电阻R1和二极管D1是降压整流电路。C1、R2、C2组成滤波电路,C1端电压为18V。直流电压分别经R3、R4加到光电祸合器oC1、oC2内发光二极管正极上,流过的电流约1ma。电源交流电由负载RL,和电流取样电阻R5分压后,经R6和C3输入到oC1,调制发光二极管上的直流电流,产生一个与负载电流成正比例线性变化关系的调制信号:
2.2工作过程与分析
交流电源经R7降压输入oC2,调制oC2发光二极管上的直流电流,产生的调制信号与负载在线电压也是成正比例线性变化关系。在隔离电路的另一侧,oC1、oC2的光敏三极管极分别通过VR1、VR2接至电源的正极(+V),其输出信号分别经C4、C5输出到op1、op2端点。Dp1的输出随输入信号幅值与负载电流成正比例线性关系,op2输出信号幅值与负载在线电压成正比例线性关系。电路中R8、R9是直流分压电阻R10、R11和ZD1、ZD2构成限流、稳压电路。
当op1输出电压为2.5V时,相应地负载电流是1a;op2输出电压为2.5V时,即负载在线电压是240V。在校核光电祸合隔离电路时,首先测量负载电流值VR1,op1然后调整,至使的电压值与负载电流成相对应的比例值测负载在线电压,再调整VR2,至op2的电压值与负荷在线电压为相对应的比例值。
调整R5可以改变光电祸合隔离电路所适配的负载电流测量范围,R5的电阻值由0.5iV来选定;其承受功率应大于0.5imax。调整R7能改变负载在线电压的测量范围,R7电阻值由Vmax/250选定。Vmax是电源电压的最高值,imax是负载的最大电流值。
该光电祸合隔离测电路结构简单、可靠,输出的电压和电流变化与输入的电压、电流保持良好的线性特性,并且没有损耗给计带来误差.
利用隔离放大器测量电流和电压虽然会有分流电阻功率损耗的缺点,具备高线性度、低成本和设计灵活等优势的分流电阻电流检测是进行电流测量一个经常使用的方法。随着更佳散热性能和更低阻值分流技术的发展,功率损耗可以通过降低分流信号的大小降到最低。
3.aCpL-C78X系列应用方法
光电隔离技术篇7
关键字：100G传输系统、优越性、影响因素、关键技术
中图分类号：tn811文献标识码：a文章编号：
一、100G传输系统的优越性
1.1功耗
100G传输系统相比10G在功耗/速率以及设备集成度上应有优势。
1.2传输容量
通道间隔为50GHz，与现有10G传输系统相同。
1.3传输距离
长途骨干网要求传输距离至少达1000~1500km，包含6个RoaDm（可重构型光分插复用设备）；城域网要求包含20个RoaDm。
1.4应用场景
可在现有光纤通信系统上进行升级，无需更换新型光纤或光放大器。
1.5成本
100G传输系统相比10G在成本/速率/距离上应有优势。
二、影响100G传输系统发展的重要因素
2.1色散容限
光纤中光信号传输，其脉冲的前沿和后沿存在红移和蓝移，导致脉冲前后沿的传输速度不一样，从而导致经过长距离传输后信号展宽直至无法判决甚至无法恢复，致使相邻光脉冲之间的码间干扰，从而产生误码。传输光信号的色散容限与光信号的光谱宽度成反比，同时和光信号的时域宽度（脉冲周期）成正比。对于100G信号，由于其光信号的波特率提升，其光谱宽度会相应提升，其时域波形周期也会随之降低，如果100G同样采用传统的ooK/aSK调制方法（二进制振幅键控），则其色散容限将非常小，现有的DCm补偿方式已经完全不能满足要求。对于100G传输，色散容限问题已经成为严重的问题，而传统的光学色散补偿的方法已经不能克服色散容限降低带来的危害，必须采用更新的补偿措施，才能使100G传输成为可能。
2.2光纤非线性效应
光纤非线性效应的强弱与入纤光功率、光信号的光谱宽度、调制码型特性、光纤色散系数以及跨段数目均有关系，光信号的调制速率越高，对光纤非线性效应的忍耐程度越低。而一些特殊的码型调制技术技术，如相位调制、RZ码型调制等，有利于增强传输码型对光纤非线性效应的抵抗能力。100G传输系统，如果要克服由于调制速率提升而带来的更差的非线性忍耐度，就必须从调制技术上寻找新突破。
2.3系统oSnR
光信噪比是在光有效带宽为0.1nm内光信号功率和噪声功率的比值。波分传输系统采用光放大器来克服光纤损耗，延长无电中继传输距离，光放大器在对光信号进行功率放大的同时也引入了噪声信号，另外，在波特率提升时，光接收机的带宽也需要随之而线性增加，而更宽的接收机带宽将使得更高功率的噪声进入接收机的判决电路，从而会造成误码率的增加，这样就必须要求oSnR容限提升。
2.4pmD容限
同色度色散（CD）一样，偏振模色散（pmD）也同样限制着高速传输系统的传输能力。偏振模色散（pmD）是指对相同频率的光，只要其偏振模式不同，光纤也会导致其传播速度不同，偏振模色散会导致光纤传输系统的码间干扰（iSi），进而引起误码和系统代价。
如果100G同样采用传统的ooK/aSK调制方法（二进制振幅键控），其pmD容限不足1ps，无法达到工程预算要求。在100G传输系统中，pmD容限也被认为是一个非常严重的问题，常规的强度调制-直接检测（im-DD）码型调制及接收方式无法满足系统设计要求，在技术上必须寻找新的解决方案。
三、实现100G传输系统的关键技术
3.1pDm-QpSK调制技术
光信号的光谱带宽是由波特率决定的，波特率越大，光信号的光谱就越宽，两者之间呈现出线性关系。光信号的光谱不能大于wDm信道之间的频率间隔，否则各个wDm信道的光谱会相互交叠，导致各个wDm信道所承载的业务码流之间发生干扰，从而产生误码和系统代价。当波特率提高到100Gbaud/s时，普通调制码型的光谱宽度已经超过50GHz，更加无法实现50GHz间隔传输。
在100G系统中，为了能同样达到50GHZ间隔传输，就必须采用偏振复用技术，使得一个光信道内部存在多个二进制信道，在保持线路比特率不变的基础上降低传输的波特率。
100GpDm-QpSK调制的本质是通过在光场相位上选取4个可能的取值，使得在不降低线路速率的基础上，将光信号的波特率降低一半。这种复用方式可以将光信号的光谱带宽降低一半，同时又提出了“偏振复用（pDm）”的方案，将100G数据首先通过复用到光波长的两个偏振态上，进一步将传输光信号的波特率再降低一半。
与传统得二进制调制不同，pDm-QpSK采用恒定幅度四级相位调制和正交偏振复用相结合得方式将传输符号的波特率降低为二进制调制的四分之一，即100G传输中，采用pDm-QpSK技术之后，实际线路上的波特率仍然是25G速率。
偏振复用也有可能带来一些问题，由于在两个偏振上分别独立加载了业务信息，在光纤传输过程中，不同偏振上的光信号会互相耦合，并在光纤pmD效应作用下产生误码。因此采用偏振复用，一个首先要克服的障碍是要在接收端进行偏振分离，并解决pmD代价的问题。这就需要通过相干接收和数字信号处理来实现的。
3.2相干接收技术与光数字处理技术（oDSp）
发射端采用双波相干接收pDm-DQpSK，其中子载波频率间隔为20GHz，接收端间隔20GHz的两个本振激光分别对输入信号进行相干检测，之后分别用低通电滤波器抑制另一子载波信号串扰，aDC采样后再利用DSp算法消除传输损伤和恢复数据。该方案通道间隔最小为50GHz，oSnR性能好，虽然克服了当前aDC器件采样速率瓶颈，但是器件较多，功耗较大，方案集成度较差，系统非线性性能相对较差。
色散和pmD效应均是在光电场的相位或偏振上引入的线性调制或畸变，如果能探测出光信号的电场，则可以采用线性补偿的方法，在光场上抵消色度色散和pmD效应，这就是光学DSp处理的核心。
在100GpDm-QpSK传输中，主要就是利用光数字信号处理技术（oDSp）在电域实现偏振解复用和通道线性损伤（CD、pmD）补偿，即通过数字化算法，在电域进行色度色散补偿以及偏振态色散补偿，以此减少和消除对光色散补偿器和低pmD光纤的依赖。
采用这种基于电域的oDSp技术，在100G系统上可实现高达60000ps/nm的色散容限和90ps的DGD容限。在做波分设计时，传输线路上将不再放置DCm模块，pmD效应也不再成为限制系统传输距离的因素，使得100G系统具备长距离传输的能力。
3.3高级调制码型技术
例如pDm-64Qam，波特率为信号速率的1/12，此外oFDm研究也比较热门，这类调制码型均采用相干接收技术，但发射和接收实现相对较复杂，在现有器件技术水平下还不适合100G工程应用，目前仍处于实验室研究阶段，有可能应用于未来的400G波分传输。
四、结束语
宽带业务的高速发展，迫使网络不断升级以适应新的业务发展需求。2008年，基于40Gbps速率的wDm系统已经规模商用，许多运营商和设备商都把眼光投向100G波分系统。其中随着100Ge路由器接口标准化的完成，100G的长途传输也进入了议事日程。当以10G传输技术为基础的承载网带宽耗尽时，网络平滑升级至40G/100G是最经济的提升网络容量的方法。因此，在承载网的核心层及骨干层实现100G传输将成为必然。
参考文献
[1]汤瑞、吴庆伟，超100G传输关键技术研究，电信网技术，2012年第12期
[2]张海懿，100G光传送时代渐行渐近[n].人民邮电报，2010-11-26
[3]ieee802.3ba-2010.40Gb/sand100Gb/sethernet[S].2010
光电隔离技术篇8
【关键词】光电隔离模块数制转换模块Da转换模块避免过热
1引言
随着科学技术的进步，传统司控器的调速方式已经不能满足高效率、低损耗的要求。同时由于传统司控器的设计无保护功能，常出现“失控”现象，给生产和人身安全带来严重威胁。所以设计高效、安全的司控器供电系统是非常必要的。本模块在完成电压转换，数制转换等模块的基础上不仅设计了系统保护电路，还在电压放大模块采用了多个场效应管的并联的模式，很好的避免了大电流的产生和模块过热的问题。
2设计要求
要求5位格雷码经该系统处理后输出0～97%110V直流电压，系统额定电流为1a，电压线性度为2%。输出电压可连续、平滑变化且无突变。
3系统硬件结构
本设计由12V转+5V/-5V降压模块、光耦隔离模块、数制转换模块、Da转换模块及电压放大模块组成，110V电源和5路0～24V格雷码由分别由外部和司控器提供。外部12V直流电压经过降压模块，输出系统所需的+5V、-5V电压，分别供给数制转换模块、Da转换模块以及电压放大模块使用。外部提供的110V直流电源作为大功率场效应管的参考电源对系统最终输出电压进行放大。连续可调供电系统硬件结构图如图1所示。
数模转换模块的信号电压范围为0～5V，所以司控器产生的5位0～24V的格雷码必须通过光耦隔离电路转换为0～5V数字信号，才能被后面电路模块进行数模转换，然后经放大器、电压放大模块输出连续可调的0～110V电压。
3.1硬件主要模块介绍
3.3.1光耦隔离电路
由于从司控器得到的信号为8位24V的格雷码，为了使其转换为与后面数制转换电路电压匹配的ttL电平，本系统使用光耦隔离电路进行电压匹配。图2为光耦隔离电路原理图。
图中D5二极管为防止光耦中的二极管击穿起到保护作用。当输入的格雷码为高电平时，光耦器件中二级管发亮，光敏三极管接受光信号导通，此时+5V、R26、光敏三极管和地形成回路，pnp三极管由于没有基极电流处于截止状态，mSB端输出高电平信号；当输入的格雷码为低电平时，光耦器件中光敏三极管未接受光信号，处于截止状态，此时+5V经过R26为pnp三极管提供基极电流，三极管导通，mSB端输出低电平信号。因参考电压为+5V，所以输出为0～5V的数字信号，实现了与后面电路的电压匹配。
电阻参数设定：
二极管的额定电流为：if=10ma～20ma，且R25=（Vin―1.2）/if
据上式算得R25≈512Ω；
又因为光敏三极管ic«；1ma且ic=（Vcc―0.4）/R26
据上式算得R26»；4.4KΩ，此模块选用了5.1KΩ电阻。
3.3.2数制转换与Da转换模块
本设计采用芯片74LS136实现5位格雷码到5位二进制数的转换，图3为电流放大模块原理图：
DaC0832为电流输出型转换器，其输出电流范围为0～20ma，要获得对应的模拟电压，就必须外接运算放大电路将电流转换为模拟电压。此模块用的是8位数模转换芯片DaC0832，要实现5位二进制数控制的电压满量程可调，本设计采取以下措施，实现满量程可调：首先高三位置零（接地），低五位置1，然后改变运放输出的负反馈电阻，使它达到满量程电位。由实验验证，当低5位全部置1时，调节电阻到82K左右时候，输出达到3.5V，基本满足系统要求，所以将可调电阻设定在82K。
3.3.3电路保护和散热问题的解决
本系统要求额定电流为1a，为了避免因电流过大将板子烧坏，在电源端串联一额定电流为1a的保险管对系统进行保护。另外，采用两个大功率场效应管并联的模式，减少负载时过热的问题。
4测试结果
设定负载为110Ω时，用信号源给予系统不同的输入信号，给定的110V参考电压，可得到表1测量结果。实验证明，本系统可以输出0～97%110V电压，且效率可以达到87%。
5总结
完成了司控器可调供电系统的硬件设计、参数选定以及散热问题的解决，并对各个模块进行了优化，不仅达到了设计要求，使系统输出连续可调、无突变电压，而且具有安全性、效率高、低损耗等特点。
参考文献
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光电隔离技术篇9
国家职业资格证书制度是劳动就业制度的一项重要内容，也是一种特殊形式的国家考试制度。按照国家职业鉴定工种目录计算机网络管理员属于职业技能鉴定范围，因此研究探索计算机网络管理员职业技能教育培训问题，是做好计算机网络管理员职业技能鉴定工作的基础性工作，随着电子技术的飞速发展和计算机技术的不断更新换代，对计算机网络管理员的要求也越来越高，不断更新计算机网络知识，瞄准世界科技前沿，超前谋划，超前教育，超前开展培训教育，是职业技能教育工作者的职责所在，必须认真做好，做扎实。
一、计算机网络管理员培训教材
现在使用的计算机网络管理员教材大多是十几年前编写的，一般教材均是按照全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试要求编写，内容紧扣《网络管理员考试大纲》。分别对计算机网络基本概念、互联网及其应用、局域网技术与综合布线、网络操作系统、应用服务器配置、web网站建设、网络安全和网络管理进行系统讲解。教材层次清晰、内容丰富、注重理论与实践相结合，力求反映计算机网络技术的最新发展，既可作为网络管理员资格考试的教材，也可作为各类网络与通信技术基础培训的教材。然而随着电子技术和计算机技术的飞速发展，硬件不断更新换代，《考试大纲》和教材内容往往跟不上技术发展和设备更新换代的步伐，这就要求职业技能培训教育要不断适应新形势，新技术，有针对性的开展教育工作。职业技能鉴定主管部门也要不断调整考试大纲和考试范围，确保职业技能培训教育和职业技能鉴定工作的健康发展。
二、网络硬件设备更新换代问题
众所周知，我们国家引进并普及internet国际互联网（internetwork，简称internet）初期，采用的是调制解调器设备将计算机终端设备接入internet，调制解调器，是一种计算机网络硬件，它能把计算机的数字信号翻译成可沿普通电话线传送的模拟信号，而这些模拟信号又可被线路另一端的另一个调制解调器接收，并译成计算机可懂的语言。这一简单过程完成了两台计算机间的通信。在调制解调器广泛使用时期，计算机网络管理员职业技能教育培训工作中就必须详细向学院讲解调制解调器的安装、使用及简单维护维修知识。如今随着科学技术的迅速发展，光导纤维现已在通信、电子和电力等领域日益扩展，我们国家互联网已经广泛采用光纤入户，调制解调器已经被淘汰。再把调制解调器的使用作为培训重点显然不合时宜。除了调制解调器以外，网卡、网络交换机、路由器等硬件设备更新换代都比较快，再加上平板电脑、智能手机被广泛接入互联网，因此有必要对计算机网络管理员职业技能教育培训内容做出调整。
三、内外网物理隔离技术及管理
internet正在越来越多地融入到社会的各个方面。一方面，网络应用越来越深地渗透到政府、金融、国防等关键领域；另一方面，网络用户成份越来越多样化，出于各种目的的网络入侵和攻击越来越频繁。面对新型网络攻击手段的出现和高安全度网络用户对安全的特殊需求，一种全新安全防护防范理念的网络安全技术――“网络隔离技术”应运而生。物理隔离器是一种不同网络间的隔离部件，通过物理隔离的方式使两个网络在物理连线上完全隔离，且没有任何公用的存储信息，保证计算机的数据在网际间不被重用。一般采用电源切换的手段，使得所隔离的区域始终处在互不同时通电的状态下。被隔离的两端永远无法通过隔离部件交换信息。逻辑隔离器也是一种不同网络间的隔离部件，被隔离的两端仍然存在物理上数据通道连线，但通过技术手段保证被隔离的两端没有数据通道，即逻辑上隔离。一般使用协议转换、数据格式剥离和数据流控制的方法，在两个逻辑隔离区域中传输数据。并且传输的方向是可控状态下的单向，不能在两个网络之间直接进行数据交换。
《计算机信息系统国际联网保密管理规定》第二章保密制度第六条明确规定，“涉及国家秘密的计算机信息系统，不得直接或间接地与国际互联网或其它公共信息网络相连接，必须实行物理隔离”。实行内部网和公共网的物理隔离，可确保信息安全，确保内部网不会受到外部公共网络的非法攻击。目前it市场广泛使用的产品有物理隔离卡、物理隔离集线器、线路选择器、网间信息交换系统等等，解决方案包括双网线内外网隔离、单网线内外网隔离、双网线三网隔离、单网线三网隔离、三网线三网隔离等等。
一是单网线双硬盘内外网隔离技术。即内外网共用一条网线。以解决单网线内外网物理隔离的问题。终端使用图文物理隔离卡，配合使用图文隔离集线器或图文线路选择器，不需重新布线，所有安装有隔离卡的用户均可连接内外两个网络，同时确保两个网络之间物理隔离。
二是双网线双硬盘内外网物理隔离技术。适用于双布线网络环境，即内外网分开布线并各自使用一条网线。以解决双网线内外网物理隔离的问题。
光电隔离技术篇10
1.强化电力调度系统网络安全的对策
1.1对硬件故障所采取的安全防护措施电力企业要针对硬件故障，制定完善的硬件故障恢复措施和安全应急措施，操作人员要定期对电力调度系统的关键数据进行备份和妥善存放，强化对电子邮件的管理，避免病毒等通过电子邮件等入侵电力调度系统。与此同时，操作人员一旦发现病毒攻击、黑客入侵及其他人为破坏的现象，就要采取相应的安全应急措施，在确保尽快恢复电力调度系统运行的基础上，防止故障的蔓延和扩大，同时要立即向上级电力调度机构和本地信息安全主管部门汇报。
1.2对防火墙所采取的安全防护措施作为电力调度系统网络安全的屏障，防火墙通过过滤不安全的服务，能够确保网络环境的安全和可靠。针对目前电力调度系统防火墙配置所存在的安全隐患，笔者认为可以采取如下防护措施：（1）优化调度专网中防火墙的配置。对于典型的调度专网中防火墙的配置，由于其所处环境与internet不相连，因此相对简单一些。调度专网中防火墙设置的对象是单一主机，协议是tCp/UDp，端口为上下级调度约定好的端口。当出现比较复杂的情况时，需要绑定maC和ip地址，设置路由，以防止ip被盗用。（2）优化web服务中防火墙的配置。对于典型的web服务中防火墙的配置，由于其所处环境与miS相连，而miS又与internet相连，因此web服务中防火墙的配置相对复杂一些，仅允许数据的单向安全传输。
1.3使用专用局域网络对于某些大型工业企业而言，组建专用局域网络可以轻松实现供电系统调度中心的远程监控，并且确保网络与外部网络的隔离，从而提高系统的安全性和绝缘保密性。下面就介绍一种典型的专用局域网络：电力调度系统的专用局域网络，采用光纤以太网进行组建，它是一种基于优化高速光纤局域网技术的组网方式，具有远距离传输的特点，因此非常适合。采用此种方式构建电力调度系统的专用局域网络，不仅传输距离远、传输速度快、传输质量好、可靠性高、误码率低和投资少，而且该网络与外部网络隔离，外部人员无法访问，绝缘保密性也非常好，能够保证专用局域网络的安全性，是一种经济且安全的组网方式。需要注意的是，由于光纤的接口比较特殊，不能直接插入普通的网卡，因此每个变电站计算机都配有专门的光纤以太网卡onaccess1001，将光纤插在该光纤网卡上，就可以直接接出光纤进行数据传输。在调度中心一侧，配有光纤以太网交换机onaccess5024S将多路光纤集中到一起，输出信号自动转换为电信号，最后再接到调度中心计算机的网卡上，其网络结构简单而且可靠性大大提高，同时显著节约机架空间，适用范围广。通过以上方式，就可以轻松实现局域网的组网问题。
1.4采用隔离装置电力系统网络从功能和业务上可以划分为i区、ii区、iii区和iV区，其中i区和ii区是安全性和实时性要求较高的电力生产及控制系统，iii区是生产管理区，iV区是管理信息区。在电力系统网络中采用隔离装置可以极大地提高网络安全性，但对隔离装置具有如下要求：实现两个安全区之间的非网络方式的安全数据交换，并且确保安装隔离装置内外两个处理系统不同时连通；基于ip、maC、传输端口、传输协议及通信方向的综合报文过滤与访问控制，并且支持nat；从安全区iii到安全区i/ii的tCp应答禁止携带应用数据；透明工作，禁止内、外网的两个应用网关之间直接建立tCp联接，并且将内、外两个应用网关的tCp联接分解成内、外两个应用网卡分别到隔离装置内外两个网关的两个tCp虚拟联接；具有可定制的应用层解析功能，支持应用层特殊标记识别；具有安全且方便的维护管理方式。
1.5优化相应的网络安全管理措施电力企业要强化网络安全审计管理，将与网络安全有关的操作及信息完整的记录，并及时进行审计和分析，从而尽早发现各种安全隐患；电力企业要构建完善的安全管理及运行管理规则制度，加强对专业人员的培训和教育，杜绝员工在思想上对安全认识不到位的现象，培养一支高素质的员工队伍；电力企业要加强对电力调度系统管理员用户名和密码的管理，一旦密码更改要明确指出，从而避免空口令和非授权使用用户的出现；电力企业要强化电力调度系统的运行管理，完善运行值班等系列规章制度，对电力调度系统的运行情况、设备监控状况和机房环境等进行密切监视，并登记在运行日志中，从而提高电力调度系统的运维水平。
2.小结