时间:2023-03-25 10:44:09
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1.1首先,话音通信和宽带数据通信逐渐无线化。随着固定无线接入系统和移动通信系统在技术和市场方面的发展,通过无线方式进行通信的用户数量急剧增长,在几年后,无线话音通信和窄带数据通信的用户数量将可能超过有线用户。目前在中国的部分地区,移动电话用户的增长数量已超过有线电话用户的增长。
1.2无线通信须适应IP业务的发展。随着计算机的普及和电子商务等新业务的发展,数据通信业务量正以指数规律增长,其中使用IP协议进行数据通信的业务量更是急剧增加。固定无线接入系统和移动通信系统须适应IP通信业务发展的需求,并逐渐向高速、宽带通信网推进。
1.3无线通信与有线通信始终在互补支持发展。与无线通信相比,有线通信具有容量大、速率高、宽频带和传输质量稳定的特点,能满足高速数据通信和宽带多媒体业务的通信需求。在无线通信方面,第三代移动通信拟达到的目标是静止状态下为2Mbit/s,10GHz频段下的固定无线接入通信已可实现20Mbit/s左右或更高速率。更高频段的无线接入亦在向更高速率迈进,无线通信正利用其实现个人通信的优势始终与有线通信在互补支持发展着。
2.无线接入系统在通信网中的定位
无线接入技术的主要作用是,在一定条件下,用于提供本地交换局至用户终端之间的通信传输,但不提供局间漫游服务。在建筑物内或局部区域,可通过移动终端提供服务。在地形复杂的山区、海岛或用户稀少、分散的农村地区,铺设有线电缆比较困难、投资大,用户经济实力较低,只有选用无线接入技术,才能解决电话普及与运营企业的经济效益的矛盾。在遇到洪水、地震、台风等自然灾害时,无线接入系统可作为有线通信网的临时应急系统快速提供基本业务服务。
在通信网中,无线接入系统的定位是:本地通信网的部分是本地有线通信网的延伸、补充和临时应急系统。
3.无线接入技术
3.1MMDS接入技术
MMDS多路微波分配系统已成为有线电视系统的重要组成部分,MMDS是以传送电视节目为目的,模拟MMDS只能传8套节目,随着数字图像/声音技术和对高速数据的社会需求的出现,模拟MMDS正在向数字MMDS过渡。MMDS的频率是2.5~2.7MHz。它的优点是:雨衰可以忽略不计;器件成熟;设备成本低。它的不足是带宽有限,仅200MHz。许多通信公司看中用LMDS技术来作为数据、话音和视频的双向无线高速接入网。但由于MMDS的成本远低于LMDS,技术也更成熟,因而通信公司愿意从MMDS入手。它们正在通过数字MMDS开展无线双向高速数据业务,主要是双向无线高速英特网业务。
近年,我国有的大城市已经成功地建成了数字MMDS系统,并且已经投入使用。不仅传送多套电视节目,同时还将传送高速数据,成为我国数字MMDS应用的先驱。数字MMDS不应该单纯为了多传电视节目,而应该充分发挥数字系统的功能,同时传送高速数据,开展增值业务。高速数据业务能促进地区经济的发展,同时也为MMDS经营者带来更大的经济效益。因为数据业务的收入远高于电视业务的收入。
3.2LMDS接入技术
本地多点分配业务LMDS工作于24GHz~38GHz频段,带宽在1.3GHz左右,传输容量大和应用灵活等特点使其成为目前倍受瞩目的天线宽带接入技术。
一个完整的LMDS系统由四部分组成,分别是本地光纤骨干网、网络运营中心(NOC)、基站系统、用户端设备(CPE)。
宽带无线接入技术主要有多通道多点分配业务(MMDS)和本地多点分配业务(LMDS)两种。它们是在成熟的微波传输技术上发展起来的,所采用的调制方式与微波传输相似,主要为相移键控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度调制QAM(包括4-QAM、16-QAM、64-QAM等)。不同之处是MMDS和LMDS均采用一点多址方式,微波传输则采用点对点方式。
LMDS的特点是:
(1)LMDS的带宽可与光纤相比拟,实现无线“光纤”到楼,可用频带至少1GHz。与其他接入技术相比,LMDS是最后一公里光纤的灵活替代技术。
(2)光纤传输速率高达Gb/s,而LMDS传输速率可达155Mb/s,稳居第二。
(3)LMDS可支持所有主要的话音和数据传输标准,如ATM、TCP/IP、MPEG-2等。
(4)LMDS工作在毫米波波段、20~40GHz频率上,被许可的频率是24GHz、28GHz、31GHz、38GHz,其中以28GHz获得的许可较多,该频段具有较宽松的频谱范围,最有潜力提供多种业务。
LMDS的缺点是:
(1)传输距离很短,仅5~6Km,因而不得不采用多个小蜂窝结构来覆盖一个城市。
(2)多蜂窝系统复杂。
(3)设备成本高。
(4)雨衰太大,降雨时很难工作。
3.3WCDMA接入技术
WCDMA技术能为用户带来最高2Mbit/s的数据传输速率,在这样的条件下,现在计算机中应用的任何媒体都能通过无线网络轻松地传递。WCDMA的优势在于,码片速率高,有效地利用了频率选择性分集和空间的接收和发射分集,可以解决多径问题和衰落问题,采用Turbo信道编解码,提供较高的数据传输速率,FDD制式能够提供广域的全覆盖。下行基站区分采用独有的小区搜索方法,无需基站间严格同步;采用连续导频技术,能够支持高速移动终端。相比第二代的移动通信技术,WCDMA具有:更大的系统容量
、更优的话音质量、更高的频谱效率、更快的数据速率、更强的抗衰落能力、更好的抗多径性、能够应用于高达500Km/h的移动终端的技术优势,而且能够从GSM系统进行平滑过渡,保证运营商的投资,为3G运营提供了良好的技术基础。WCDMA通过有效地利用宽频带,不仅能顺畅地处理声音、图像数据、与互联网快速连接,而且WCDMA和MPEG-4技术结合起来还可以处理真实的动态图像。
3.43G通信技术
在上述通信技术的基础之上,无线通信技术将迈向3G通信技术时代。3G强大的带宽和传输速率给多媒体通信提供了高速传输的可能性。从通信容量上,3G较第二代移动通信系统有大幅提升。另外,3G有效地利用了频率选择性分集和空间的接收和发射分集,可以解决多径问题和衰落问题,使传输速率有了大幅提高,该技术又称为国际移动电话2000,该技术规定,移动终端以车速移动时,其传转数据速率为144Kbps,室外静止或步行时速率为384Kbps,而室内为2Mbps。但这些要求并不意味着用户可用速率就可以达到2Mbps,因为室内速率还将依赖于建筑物内详细的频率规划以及组织与运营商协作的紧密程度。然而,无线LAN一类的高速业务的速率已可达54Mbps。
3.54G通信技术
在3G技术还没有最终成型时,人们又开始提出了4G技术。该技术目前还只有一个主题概念,就是无线互联网技术,随着互联网高速发展4G也会继续高速发展;电脑日趋向小型化、简便化,最终将所有技术整合为一个类似PDA的产品,将来4G在业务上、功能上、频宽上均有别于3G,应该是将所有无线服务联合在一起,能在任何地方接入互联网,包括卫星通讯、定位定时、数据收集远程控制等综合功能。4G将会是多功能集成的宽带流动通讯系统,是宽带接入IP的系统。
关键词:光纤通信技术优势接入技术
引言
近年来随着传输技术和交换技术的不断进步,核心网已经基本实现了光纤化、数字化和宽带化。同时,随着业务的迅速增长和多媒体业务的日益丰富,使得用户住宅网的业务需求也不只局限于原来的语音业务,数据和多媒体业务的需求已经成为不可阻挡的趋势,现有的语音业务接入网越来越成为制约信息高速公路建设的瓶颈,成为发展宽带综合业务数字网的障碍。
一、光纤通信技术定义
光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信力式。在光纤通信系统中,作为载波的光波频率比电波的频率高得多,而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多,所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的,它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路,光纤之间的中绕非常小,光波在光纤中传输,不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听,光纤的芯很细,由多芯组成光缆的直径也很小,所以用光缆作为传输信道,使传输系统所占空间小,解决了地下管道拥挤的问题。
二、光纤通信技术优势
2.1频带极宽,通信容量大
光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽,光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。散波长窗口,单模光纤具有几十GHz·km的宽带。对于单波长光纤通信系统,由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量,特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。采用密集波分复术可以扩大光纤的传输容量至几倍到几十倍。目前,单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps,采用密集波分复术实现的多波长传输系统的传输速率已经达到单波长传输系统的数百倍。巨大的带宽潜力使单模光纤成为宽带综合业务网的首选介质。
2.2损耗低,中继距离长目前,实用的光纤通信系统使用的光纤多为石英光纤,此类光纤损耗可低于0.20dB/km,这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低,因此,由其组成的光纤通信系统的中继距离也较其他介质构成的系统长得多。
如果将来采用非石英系统极低损耗光纤,其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离;对于一个长途传输线路,由于中继站数目的减少,系统成本和复杂性可大大降低。目前,由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多km,由非石英系极低损耗光纤组成的通信系至数公里,这对于降低通信系统的成本、提高可靠性和稳定性具有特别重要的意义。
2.3抗电磁干扰能力强我们知道光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料,不易被腐蚀,而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力,它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰,也不受人为释放的电磁干扰,还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。它是一种非导电的介质,交变电磁波在其中不会产生感生电动势,即不会产生与信号无关的噪声。这样,就是把它平行铺设到高压电线和电气铁路附近,也不会受到电磁干扰。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。
2.4光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设光纤的芯径很细,约为0.1mm,由多芯光纤组成光缆的直径也很小,8芯光缆的横截面直径约为10mm,而标准同轴电缆为47mm。这样采用光缆作为传输信道,使传输系统所占空间小,解决了地下管道拥挤的问题,节约了地下管道建设投资。此外,光纤的重量轻,柔韧性好,光缆的重量要比电缆轻得多,在飞机、宇宙飞船和人造卫星上使用光纤通信可以减轻飞机、轮船、飞船的重量,显得更有意义。还有,光纤柔软可绕,容易成束,能得到直径小的高密度光缆。
2.5保密性能好对通信系统的重要要求之一是保密性好。然而,随着科学技术的发展,电通信方式很容易被人窃听,只要在明线或电缆附近设置一个特别的接收装置,就可以获取明线或电缆中传送的信息,更不用去说无线通信方式。光纤通信与电通信不同,由于光纤的特殊设计,光纤中传送的光波被限制在光纤的纤芯和包层附近传送,很少会跑到光纤之外。即使在弯曲半径很小的位置,泄漏功率也是十分微弱的。并且成缆以后光纤在外面包有金属做的防潮层和橡胶材料的护套,这些均是不透光的,因此,泄漏到光缆外的光几乎没有。更何况长途光缆和中继光缆一般均埋于地下。所以光纤的保密性能好。此外,由于光纤中的光信号一般不会泄漏,因此电通信中常见的线路之间的串话现象也可忽略。
三、光纤接入技术
随着通信业务量的不断增加,业务种类也更加丰富,人们不仅需要语音业务,高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已经得到了更多用户的青睐。光纤接入网可分为有源光网络A(ON)和无源光网络((PON。)采用SDH技术、ATM技术、以太网技术在光接入网系统中称为有源光网络。若光配线网(ODN全)部由无源器件组成,不包括任何有源节点,则这种光接入网就是无源光网络。
现阶段,无源光网络P(ON)技术是实现FT-Tx的主流技术。典型的PON系统由局侧OLT光(线路终端)、用户侧ONUO/NT(光网络单元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配网络)组成。PON技术可节省主干光纤资源和网络层次,在长距离传输条件夏可提供双向高带宽能力,接入业务种类丰富,运维成本大幅降低,适合于用户区域较分散而每一区域内用户又相对集中的小面积密集用户地区。
为实现信息传输的高速化,满足大众的需求,不仅要有宽带的主干传输网络,用户接入部分更是关键,光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中,由于光纤到达置的不同,有FTB、FTTC,FTTCab和FTTH等不同的应用,统称FTTx。
FTTH(光纤到户)是光纤宽带接入的最终方式,它提供全光的接入,因此,可以充分利用光纤的宽带特性,为用户提供所需要的不受限制的带宽,充分满足宽带接入的需求。我国从2003年起,在“863”项目的推动下,开始了FTTH的应用和推广工作。迄今已经在30多个城市建立了试验网和试商用网,包括居民用户、企业用户、网吧等多种应用类型,也包括运营商主导、驻地网运营商主导、企业主导、房地产开发商主导和政府主导等多种模式,发展势头良好。不少城市制定了FTTH的技术标准和建设标准,有的城市还制门了相应的优惠政策,这此都为FTTH在我国的发展创造了良好的条件。
在FTTH应用中,主要采用两种技术,即点到点的P2P技术和点到多点的xPON技术,亦可称为光纤有源接入技术和光纤无源接入技术。P2P技术主要采用通常所说的MC(媒介转换器)实现用户和局端的自接连接,它可以为用户提供高带宽的接入。目前,国内的技术可以为用户提供FE或GE的带宽,对大中型企业用户来说,是比较理想的接入方式。
要想使上述构想成为现实,就必须打破常规的铁路通信网的接入方式,采用先进的、现代化的有线和无线通信的传输和接入方式,实现铁路通信网的升级,适应信息社会的发展,发挥铁路通信网在国民经济中的社会效益和经济效益。
一、铁路接入网技术的现状
由于铁路列车具有高速运动的特点,因而无线(移动通信)接入网在铁路通信网中占有相当大的比重。当然,固定位置的车站(场)、单位以及各种固定设施之间的通信方式,首选方案仍是采用SDH光同步数字传输设备进行组建,同时应考虑采用ATM交换以及网络IP通信等先进技术来构成通信主干网及光纤用户接入网。比如采用“双纤单向环”接入方式,其不仅具有高速、安全、传输质量高、价格合理等光纤通信特有的优点,而且还具有路由迂回、设备备用等特点,从而具备自愈合功能,并使系统的可靠性大大提高。另外,采用远端用户单元(RSU)和数字环路载波(DLC)设备,组网更灵活、方便。组网的过程中要把投资与效益综合统筹来考虑,使系统不仅满足现在乃至几年内铁路通信的需求,而且还能够为出行的旅客及地面用户提供先进的电信业务,并且还需具备便于扩容的功能。
按照通信网被分为主干网,局域网和接入网等三部分的构思来看,铁路通信网也可以通过上述划分方法进行。就铁路的通信网来看,接入网占有相当大的比重,包括有线接入网和无线接入网两大部分。铁路有线接入网的情况与电信的接入通信网相似,铁道部将在未来的1~2年内建成可覆盖全国大中城市的铁路互联网,它是由铁路部门依托于基础铁路电信网,组织建设的可以支持众多信息服务的、具有多媒体通信能力的全国范围的计算机网络,铁道部将有可能成为我国第六个面向大众的计算机信息互联网络单位,为铁路通信走向市场做准备。关于有线接入这里不再叙述,下面主要讨论铁路的无线接入网,为此首先回顾一下移动通信的发展过程。
1.移动通信的发展过程
移动通信技术经历了由模拟到数字,由频分多址到频分+时分多址,再到码分多址(CDMA)的发展过程,并即将向宽带化、智能化和个人化的方向发展。移动通信系统大体可分为二代,第一代是以模拟技术为主,频分多址,工作在400~800MHz频段。由于模拟系统存在频谱利用率低、容量小、设备复杂、抗干扰性能差、保密性不强、价位高、业务面窄等固有缺点,不能满足通信市场急速发展的需要,因此诞生了第二代移动通信系统。第二代移动通信系统采用数字化、时分多址方式等全数字化技术,克服了第一代移动通信的缺点,得到了迅速发展,目前的移动通信数模兼容,以数字系统为主。随着用户对信息接入量的需求呈指数的增长,电信工作者们着手建立最新一代的移动通信第三代移动通信系统。
第三代移动通信系统具有全球化、智能化、个人化和综合化的特点,工作在2000MHz波段,采用宽带的CDMA技术,涵盖地面系统和卫星系统,包括海陆空三维服务面,集成话音、数据、视像、ISDN和多媒体多种业务。这一系统以多种空中接口和接入方式,可向高速和慢速移动用户提供服务。
2.铁路无线接入网现状
铁路通信网是为旅客和铁路公务、应急抢险、行车维修等人员提供及时可靠的通信,以提高服务等级和运输效率。保证列车的安全,达到高效运营而建立的,它是一种集列车公务通信和区间移动作业通信为一体的列车移动通信系统。但是铁路结构自身的特点,决定了该系统与公用移动通信网和区域性的专业移动通信网的差别,它是一种属于线面结合、以线为主的链状网。
铁路通信的无线接入部分目前仅有的是400MHz的无线列调系统,它完成车站值班员与进入其管辖区段的列车车长以及列车司机之间的通话联系。当列车即将进站或即将出站时,这些通话才进行,否则如果没有特殊的情况,则在列车运行于区间时,通话一般不进行,这主要是从节约频率资源,减少同频干扰的角度出发的。但是,随着铁路现代化改造进程的迅速推进,从前单一的无线列调系统已经远远不能满足铁路无线通信的需要,这样就迫切需要建设一套适合于铁路现代化运营指挥需要的先进的无线通信系统。这一系统应该采用小区制,并完成大三角功能。也就是说,系统必须可以实现调度中心与车站值班员之间、车站值班员与列车司机之间、列车司机与调度中心之间的通话功能,必须可以实现线路管理区间的公务移动通信功能,同时还必须能够实现调度中心与列车司机室之间实时的双向数据通信功能。基于这一想法,构成铁路无线通信接入网的方式可以采用现有的无线通信方式的集群通信方式、GSM(全球移动通信系统)移动通信方式、CDMA移动通信方式。
集群通信系统是一种功能强大的专用移动通信系统,是通信与微处理机技术、程控交换技术、计算机网络技术紧密结合的产物。它集交换、控制、通信于一体,通过无线拨号的方式把一组信道自动最优地动态分配给系统内部用户,最大限度地利用系统资源和频率资源,降低系统内呼损,提高服务质量。由于它具有群呼、组呼、强插、强拆等功能,特别适合于调度指挥以及应急、抢险等场合,并较好地解决了通信频率合理分配的问题,因而倍受专业运营管理部门的青睐,被确定为现行铁路移动通信方式的首选类型。但是这一系统还具有一定的缺点,主要包括采用动态的频率分配,没有考虑与周围公用网的有效融合问题,没有先进的路由合理选择功能,并且在建立通路和自动过网时存在信息丢失现象,保密性不强,容易受干扰等,这些缺点对于话音通信的影响不大,但是会对列车与调度指挥中心之间的实时双向数据通信造成较大的误码,因而对于要求较高数据通信误码率的场合并不适合。
即将动工的秦沈客运专线的移动通信系统主要包括400MHz的无线列调系统和800MHz的集群移动通信系统,考虑到集群移动通信系统在越区切换过程中会存在信息的损伤,因此将数据通信部分交由无线列调系统来完成,集群移动通信系统仅进行区间通信(如大三角功能的话音通信,公务通信以及应急抢险通信等),并留有调度电话进入的余地和接入公用通信网的功能。这一系统也是我国铁路以集群通信的方式为无线接入系统的第一例,是我国铁路通信史上的一个重大变革。
二、铁路无线接入网未来的发展趋势
随着改革的进一步深入和社会信息化的进展,不仅要求铁路通信网具有更强的保障铁路安全运营的通信功能,以适应高速列车通信的需求,而且要以铁道部的全程全网的优势全力发展电信增值服务及经营与中国电信业务范围一样的电信业务,参与同中国电信的竞争,使旅客和网络覆盖区的广大用户方便地享受信息的服务。比如随时随地的提供铁路客货运输资讯信息、订购火车票等服务,在列车就能享受语音、传真、数据、视频、移动通信及Internet等服务。不过,铁路现有的通信网络设施庞大而落后,这是目前该网络发展的最大障碍。
80年代开发应用的集群移动通信系统具有信道利用率高、组网灵活等优点,能够确保旅客通话的高质量和优先等级,可供列车公务人员进行业务通信,也可利用调度功能组成临时的应急通信和收容沿线的移动作业通信,基本上能够满足目前的铁路通信的需要,秦沈客运专线就是采用这一系统来实现铁路移动通信的功能。但从更高的通信目标来说,比如为了实现列车的实时定位、追踪,让列车上和列车下的公务人员都能够随时随地获得整个路况信息,实现列车运行、调度等自动控制,能够为广大旅客提供除语音服务外,还能提供传真、数据、视频、移动通信及Internet等服务,还有向铁路沿线的居民提供电信业务,随着这些业务的出现,原有的通信系统就不能满足要求,应该应用先进的移动通信技术,对铁路通信网进行改造,建立新的、必要的移动通信系统,比如微蜂窝移动通信系统,或者是第三代的移动通信系统。当然,建造铁路通信网,应根据铁路的实际情况,在不同的地区要因地制宜地发展有线和无线接入系统。
考虑到未来铁路发展对通信的需求,认为在通信系统寿命期内,运输会出现明显的增加,作为用户联络手段的通信系统,在规划其指标构成时,必须计算一定的弹性需求。此外还要考虑通信系统的容量扩充性问题,选择便于扩容的通信方式。从系统高可靠性的要求出发,还必须与别的系统(如微波/租用线路等)结合起来构成一个统一的整体,以此提供必要的备份。
在欧洲,经过长期的研究和决策,最初确定的是两种系统,一个是GSM,另一个是TETRA(泛欧集群无线通信)。后来由于GSM的技术日趋成熟,使用范围迅速扩大,造价逐渐下降,并且又由于在用户迅速扩展的情况下,集群移动通信解决方案所存在的问题日趋突出。鉴于此,欧洲的铁路移动通信系统最后定位于GSM的方式,并将铁路移动通信所具有的特色(群呼、组呼、优先级别、强插、强拆等功能)加进去,构成GSMR(用于铁路的全球移动通信系统)的解决方案。
铁路通信网未来的发展趋势应该是向着与公用网相融合的方向,并达到与公用网的统一。从而使得用户无比是在运行中的列车上,还是在铁路网的覆盖区域均能够通过铁路通信网进行如同办公室一样方便的信息交流,如进行电话联络,宽带的数据通信和图像传输,接入Internet等。而要满足这一要求,集群移动通信系统已经远远不够,GSM(R)和现行的CDMA技术也不能达到这一要求。从现在的发展情况看,惟有第三代的CDMA技术才可能担当起这一重任。因此,铁路通信网的无线接入部分今后的发展方向也必须是朝着第三代CDMA的方向。当然,并不是说第三代的CDMA技术就可以直接用来完成未来的铁路无线接入系统的功能,如同GSMR一样,必须将铁路通信所必备的功能(如群呼、组呼、优先级别、强插、强拆等功能)融入这一技术之中,形成具有铁路通信特有要求的公用无线通信接入网。
要想使上述构想成为现实,就必须打破常规的铁路通信网的接入方式,采用先进的、现代化的有线和无线通信的传输和接入方式,实现铁路通信网的升级,适应信息社会的发展,发挥铁路通信网在国民经济中的社会效益和经济效益。
一、铁路接入网技术的现状
由于铁路列车具有高速运动的特点,因而无线(移动通信)接入网在铁路通信网中占有相当大的比重。当然,固定位置的车站(场)、单位以及各种固定设施之间的通信方式,首选方案仍是采用SDH光同步数字传输设备进行组建,同时应考虑采用ATM交换以及网络IP通信等先进技术来构成通信主干网及光纤用户接入网。比如采用“双纤单向环”接入方式,其不仅具有高速、安全、传输质量高、价格合理等光纤通信特有的优点,而且还具有路由迂回、设备备用等特点,从而具备自愈合功能,并使系统的可靠性大大提高。另外,采用远端用户单元(RSU)和数字环路载波(DLC)设备,组网更灵活、方便。组网的过程中要把投资与效益综合统筹来考虑,使系统不仅满足现在乃至几年内铁路通信的需求,而且还能够为出行的旅客及地面用户提供先进的电信业务,并且还需具备便于扩容的功能。
按照通信网被分为主干网,局域网和接入网等三部分的构思来看,铁路通信网也可以通过上述划分方法进行。就铁路的通信网来看,接入网占有相当大的比重,包括有线接入网和无线接入网两大部分。铁路有线接入网的情况与电信的接入通信网相似,铁道部将在未来的1~2年内建成可覆盖全国大中城市的铁路互联网,它是由铁路部门依托于基础铁路电信网,组织建设的可以支持众多信息服务的、具有多媒体通信能力的全国范围的计算机网络,铁道部将有可能成为我国第六个面向大众的计算机信息互联网络单位,为铁路通信走向市场做准备。关于有线接入这里不再叙述,下面主要讨论铁路的无线接入网,为此首先回顾一下移动通信的发展过程。
1.移动通信的发展过程
移动通信技术经历了由模拟到数字,由频分多址到频分+时分多址,再到码分多址(CDMA)的发展过程,并即将向宽带化、智能化和个人化的方向发展。移动通信系统大体可分为二代,第一代是以模拟技术为主,频分多址,工作在400~800MHz频段。由于模拟系统存在频谱利用率低、容量小、设备复杂、抗干扰性能差、保密性不强、价位高、业务面窄等固有缺点,不能满足通信市场急速发展的需要,因此诞生了第二代移动通信系统。第二代移动通信系统采用数字化、时分多址方式等全数字化技术,克服了第一代移动通信的缺点,得到了迅速发展,目前的移动通信数模兼容,以数字系统为主。随着用户对信息接入量的需求呈指数的增长,电信工作者们着手建立最新一代的移动通信第三代移动通信系统。
第三代移动通信系统具有全球化、智能化、个人化和综合化的特点,工作在2000MHz波段,采用宽带的CDMA技术,涵盖地面系统和卫星系统,包括海陆空三维服务面,集成话音、数据、视像、ISDN和多媒体多种业务。这一系统以多种空中接口和接入方式,可向高速和慢速移动用户提供服务。
2.铁路无线接入网现状
铁路通信网是为旅客和铁路公务、应急抢险、行车维修等人员提供及时可靠的通信,以提高服务等级和运输效率。保证列车的安全,达到高效运营而建立的,它是一种集列车公务通信和区间移动作业通信为一体的列车移动通信系统。但是铁路结构自身的特点,决定了该系统与公用移动通信网和区域性的专业移动通信网的差别,它是一种属于线面结合、以线为主的链状网。
铁路通信的无线接入部分目前仅有的是400MHz的无线列调系统,它完成车站值班员与进入其管辖区段的列车车长以及列车司机之间的通话联系。当列车即将进站或即将出站时,这些通话才进行,否则如果没有特殊的情况,则在列车运行于区间时,通话一般不进行,这主要是从节约频率资源,减少同频干扰的角度出发的。但是,随着铁路现代化改造进程的迅速推进,从前单一的无线列调系统已经远远不能满足铁路无线通信的需要,这样就迫切需要建设一套适合于铁路现代化运营指挥需要的先进的无线通信系统。这一系统应该采用小区制,并完成大三角功能。也就是说,系统必须可以实现调度中心与车站值班员之间、车站值班员与列车司机之间、列车司机与调度中心之间的通话功能,必须可以实现线路管理区间的公务移动通信功能,同时还必须能够实现调度中心与列车司机室之间实时的双向数据通信功能。基于这一想法,构成铁路无线通信接入网的方式可以采用现有的无线通信方式的集群通信方式、GSM(全球移动通信系统)移动通信方式、CDMA移动通信方式。
集群通信系统是一种功能强大的专用移动通信系统,是通信与微处理机技术、程控交换技术、计算机网络技术紧密结合的产物。它集交换、控制、通信于一体,通过无线拨号的方式把一组信道自动最优地动态分配给系统内部用户,最大限度地利用系统资源和频率资源,降低系统内呼损,提高服务质量。由于它具有群呼、组呼、强插、强拆等功能,特别适合于调度指挥以及应急、抢险等场合,并较好地解决了通信频率合理分配的问题,因而倍受专业运营管理部门的青睐,被确定为现行铁路移动通信方式的首选类型。但是这一系统还具有一定的缺点,主要包括采用动态的频率分配,没有考虑与周围公用网的有效融合问题,没有先进的路由合理选择功能,并且在建立通路和自动过网时存在信息丢失现象,保密性不强,容易受干扰等,这些缺点对于话音通信的影响不大,但是会对列车与调度指挥中心之间的实时双向数据通信造成较大的误码,因而对于要求较高数据通信误码率的场合并不适合。
即将动工的秦沈客运专线的移动通信系统主要包括400MHz的无线列调系统和800MHz的集群移动通信系统,考虑到集群移动通信系统在越区切换过程中会存在信息的损伤,因此将数据通信部分交由无线列调系统来完成,集群移动通信系统仅进行区间通信(如大三角功能的话音通信,公务通信以及应急抢险通信等),并留有调度电话进入的余地和接入公用通信网的功能。这一系统也是我国铁路以集群通信的方式为无线接入系统的第一例,是我国铁路通信史上的一个重大变革。
二、铁路无线接入网未来的发展趋势
随着改革的进一步深入和社会信息化的进展,不仅要求铁路通信网具有更强的保障铁路安全运营的通信功能,以适应高速列车通信的需求,而且要以铁道部的全程全网的优势全力发展电信增值服务及经营与中国电信业务范围一样的电信业务,参与同中国电信的竞争,使旅客和网络覆盖区的广大用户方便地享受信息的服务。比如随时随地的提供铁路客货运输资讯信息、订购火车票等服务,在列车就能享受语音、传真、数据、视频、移动通信及Internet等服务。不过,铁路现有的通信网络设施庞大而落后,这是目前该网络发展的最大障碍。
80年代开发应用的集群移动通信系统具有信道利用率高、组网灵活等优点,能够确保旅客通话的高质量和优先等级,可供列车公务人员进行业务通信,也可利用调度功能组成临时的应急通信和收容沿线的移动作业通信,基本上能够满足目前的铁路通信的需要,秦沈客运专线就是采用这一系统来实现铁路移动通信的功能。但从更高的通信目标来说,比如为了实现列车的实时定位、追踪,让列车上和列车下的公务人员都能够随时随地获得整个路况信息,实现列车运行、调度等自动控制,能够为广大旅客提供除语音服务外,还能提供传真、数据、视频、移动通信及Internet等服务,还有向铁路沿线的居民提供电信业务,随着这些业务的出现,原有的通信系统就不能满足要求,应该应用先进的移动通信技术,对铁路通信网进行改造,建立新的、必要的移动通信系统,比如微蜂窝移动通信系统,或者是第三代的移动通信系统。当然,建造铁路通信网,应根据铁路的实际情况,在不同的地区要因地制宜地发展有线和无线接入系统。
考虑到未来铁路发展对通信的需求,认为在通信系统寿命期内,运输会出现明显的增加,作为用户联络手段的通信系统,在规划其指标构成时,必须计算一定的弹性需求。此外还要考虑通信系统的容量扩充性问题,选择便于扩容的通信方式。从系统高可靠性的要求出发,还必须与别的系统(如微波/租用线路等)结合起来构成一个统一的整体,以此提供必要的备份。
在欧洲,经过长期的研究和决策,最初确定的是两种系统,一个是GSM,另一个是TETRA(泛欧集群无线通信)。后来由于GSM的技术日趋成熟,使用范围迅速扩大,造价逐渐下降,并且又由于在用户迅速扩展的情况下,集群移动通信解决方案所存在的问题日趋突出。鉴于此,欧洲的铁路移动通信系统最后定位于GSM的方式,并将铁路移动通信所具有的特色(群呼、组呼、优先级别、强插、强拆等功能)加进去,构成GSMR(用于铁路的全球移动通信系统)的解决方案。
铁路通信网未来的发展趋势应该是向着与公用网相融合的方向,并达到与公用网的统一。从而使得用户无比是在运行中的列车上,还是在铁路网的覆盖区域均能够通过铁路通信网进行如同办公室一样方便的信息交流,如进行电话联络,宽带的数据通信和图像传输,接入Internet等。而要满足这一要求,集群移动通信系统已经远远不够,GSM(R)和现行的CDMA技术也不能达到这一要求。从现在的发展情况看,惟有第三代的CDMA技术才可能担当起这一重任。因此,铁路通信网的无线接入部分今后的发展方向也必须是朝着第三代CDMA的方向。当然,并不是说第三代的CDMA技术就可以直接用来完成未来的铁路无线接入系统的功能,如同GSMR一样,必须将铁路通信所必备的功能(如群呼、组呼、优先级别、强插、强拆等功能)融入这一技术之中,形成具有铁路通信特有要求的公用无线通信接入网。
有线电视接入网技术的总体发展趋势,主要有以上几点,但是具体来讲,现阶段人们普遍关注的几个发展趋势如下。
1.1有线电视接入网技术走向融合与统一
这是该技术发展的大趋势,其涉及到的所有的技术都会逐渐的走向融合,现代科技的发展,为有线电视接入网技术走向融合与统一奠定了基础,以SDR为例,早期应用该技术时,将其融入其其他技术十分困难,几乎都不可能完成的任务,但是随着技术的发展,技术融合与统一变得十分简单。有线电视接入网技术实现融合与统一,对运营商来说,具有非常大优势,因为利于运营商扩大市场份额,降低运行风险,无论是设备成本,还是运维成本都会大幅度降低,不过现阶段我国现有的入网技术,难以实现这一目标,只有通过融合的架构才能完成,但是这一架构还只是处于设想阶段,研究人员认为如果各种技术融入到一个平台之中即可构建出融合架构,确保平台中的相关设备以及核心芯片的技术参数相同或者相接近,即可实现融合与统一。
1.2最需要的架构
一般而言,系统速率等级都比较固定,呈现出上大下小的趋势,对于有线电视接入网而言,局端设备速率总是要大于终端速率,各个等级的系统,其速率相加的容量却与之相反,变为上小下大,这种现象反映出来系统汇聚以及收敛的特点。FCU不仅起到光—电转换作用,还起到10G—1G的转换作用。FCU之下的不同支路可以频率复用,在现有网络条件下就可以完全解决EPoC频谱需求。EPoC局端没有1G阶段,10GEPON迟迟不能规模部署的关键在于ONU光模块价格太高,10GEPoC会有类似问题,因此也许10G—1G转换是必要的。1GEPoC可由若干(4~5个)64MHz(究竟多大带宽可以讨论)子信道组成,既可以采用FBC技术,也可以采用绑定技术实现;终端速率以子信道带宽为准。
1.3高度集中和高度分散
现阶段网络异常发达,计算能力十分突出,此外,存储容量也越来越法大,而传输带宽的速度也明显的提高,无论是调度,还是其他平台业务,都可以在云端进行控制,而选择以及处理业务则可以在终端完成,因此中间环节越来越简单,使得层次与传统相比,减少很多,只需要利用透明管道即可,这正是有限电视接入网技术高度集中与分散的发展趋势。有限电视接入网其显著的特点就是高度集成,在集成度提高的同时,功耗也有所降低,因此集成成本有所下降。
1.4业务承载全IP化
首先,DVB随着技术的发展实现了IP组播,其显著的特征就是服务阶段不再仅仅针对共同的需求,其主要突出的是个性化需求。如果频谱资源出现了短缺的现象,有关人员可以的利用新技术进行重新的配置,将DVB逐渐压缩,进而变为IP组播的形式。其次,前端IP化会得到广泛的推广,与此同时,业务承载全部实现IP化之后,无论是交换,还是路由以及其他方式都能够达到统一,而且其优势将会十分明显。有限电视接入网实现IP化,已经成为未来发展必然趋势。
2结论
关键词:智能小区新摩尔定律宽带接入宽带信息服务
一、引言
随着现代通信技术、计算机网络技术以及信息产飞速发展,数字化、网络化和信息化正日益融入人、当前,人们对住宅小区智能业务的需求宽带化智能小区的建设已成为人们关注的焦点。以前,人们上网一般是在自己的工作单位,现在人们希望下班后在家中也可以在网上“冲浪"。基于这种要求,智能小区必须进行互联网接人,而且必须是宽带接人。当前,我国城市智能小区宽带接人在网络建设和应用上主要面临的问题来自三个方面:主干线部分、配线及引入线部分、宽带信息服务。
二、新摩尔定律
新摩尔定律是由联合国“1999世界电信论坛会议,副主席约翰·罗斯(JohnRoth)在论坛开幕演说时提出的:互联网带宽每9个月会增加一倍的容量,但成本降低一半,比晶片变革速度的每18个月还快。这一定律又称为“光纤定律,(OpticalLaw)。摩尔定律(Moore,sIAw)过去用来形容半导体科技的快速变革,平均每18个月,晶片的容量会成长一倍,成本却减少一半,“光纤定律'''',则用来形容网络科技。实际情况证明新摩尔定律是正确的。
三、高速主干网
要想实现智能小区宽带接人,前提条件是主干网应该有足够的带宽。长时间以来,上网速度一直都是困扰国内网络用户的一大问题,而由此引发的一系列问题也在困扰着国内的网络界,这些问题给发展我国的网络事业带来了巨大的负面影响,严重制约了我国网络经济的发展,更是对国内互联网的发展带来了许多障碍。可以说,带宽控制了互联网的一切。
就目前的情况来说,速度仍然制约着国内互联网的发展。国内的几千万网民,已经饱受信息高速公路阻塞的痛苦,对网络用户来说,一方面,他们上网是为了寻找比普通生活更为精彩的享受,大家只用一台电脑和一根电话线就可走遍天下。但是由于网络带宽的影响,网民在网上冲浪得到的享受只局限在一些精彩的文字上面,缺乏多媒体效果和其他社会化应用服务内容。中国最大的互联网提供商中国电信的CHI-NAN町、在过去几年的发展中,虽然投入了大量资金不断进行带宽扩展,但其主干网的带宽一直只有155M直到最近才拓展到2.5G。其它几个互联网提供商如金桥网、教育网和科技网等更是因为资金和其它资源的投入问题,其带宽一直上不去。各个互联网提供商的网络互通性也有待提高,如CHINANET的用户登录属于教育网的网站速度就较慢。由于上网的速度慢,客观上造成用户在获取相同资源时所需要的时间增加,相应投入的成本就增加,打击。对于ISP/ICP来说,狭窄的带宽造就了的上升,用户数量增加缓慢。一直以来,ISP/ICP都是在亏损中经营,在互联网天,中国的ISP企业并没有得到相应的发展,也在另一个方面严重制约着国内互联网行业的发展。
因此,建设高速的数据主干网是今后中国互联网事业发展的一个重要方面。8月初,中国电信成功开通了京沪穗间的2.5G高速环状电路,使得CHINANET网络性能和技术水平在国内乃至国际处于领先水平。进入2000年以来,中国电信就推出了一系列举措来提高国内网络性能,拓展带宽,使得国内的网络用户的访问速度和上网质量都有了相应的提高。据悉,在中国电信的努力下,目前国内的骨干网带宽已有了较大的提高,而国际出口带宽也将在下半年达到1G左右。到时,网络用户访问国内国际站点的速度和质量都将有大幅度的提高。
在主干网的建设中,建议主干网采用环形结构,可以是SDH自愈环或光纤环。自愈环最适合于已有很大业务量,且不允许中断的地区。光纤环主要是利用大芯数光缆组成环路。一旦光缆被切断,每个光网络单元(0NU)可沿反方向传输,从而达到保护的目的。光缆环最适合于向潜在的大用户提供双路由保护。
四、配线及引入线部分
目前,接入网市场竞争非常激烈,主要原因是接入网技术多种多样及其建设的复杂性。把握宽带接入网技术发展的新趋势对已进入高速增长期的我国接入网建设至关重要。宽带信息服务开始兴起,首先解决IP接人。如果在接入网的主干层采用SDH-ADM组成的自愈环或ATM光纤接入等宽带技术,对于IP业务的解决已不成问题。关键在于配线层、引人层。目前可用的宽带IP接入技术有XDSL、HFC和以太网技术,这些技术各有特色适用于不同的应用。用户业务多样化个人化,窄带宽带将在一定时期内共存且平滑过渡。比较这三随着宽带信息服务的发展,将来的接入XDSL和HFC接入网技术。XDSL是电信企业推崇的基于电话线传输的宽带lHFC是广播电视业推崇的基于同轴电缆传输的l其应用前提是为了利用己敷设好的电话线l只要增加XDSLMODEM或CABLE就可以上IrItemet,并最终瞄准了未来IP电话因此,谁先把整个小区拿到手,谁就:了未来的服务。ADSL技术只能提供1.5M下行带最新的EDSL技术也只能提供下行8M,上行800K而HFC技术共享40M的带宽,用户越多,分配得这两种技术可以应用于那些原来已布但是根据新摩尔定律,我「这两种技术将由于信息量的不断增加最限的带宽不堪重负,不得不退出市场的竞争。
以太网的拓扑结构的灵活性已经为大家所熟悉,可管理控制一直是网络技术发展的杰出代表。随着市场的发展,以太网技术日新月异,从初期的10M带宽发展到100M、1GB甚至10GB带宽,显示出其强大的生命力,特别是局域网交换技术出现后,以太网的交换技术发展更是快速,市场占有率不断扩大,以至许多早期的局域网技术渐渐被挤出市场。可以说,在当今的局域网包括园区网市场上,以太网已经占有绝对的领先地位。
以太网接入技术具有线路稳定、访问速度高、拥有固定IP地址、造价相对低廉和适合大规模推广的优点,对于用户的投资更是节省,只需在自己的PC机上安装一块价格低廉的网卡即可实现高速宽带接入互联网。在三十多年的发展历程中,以太网技术所拥有的强大生命力和惊人的发展速度,使得它逐渐脱离于企业内部网络的领域,向最终用户接入网发展,成为最新的接入网技术,建设采用以太网技术的宽带接入网还有许多有利因素:该技术不仅解决窄带问题,还向用户提供以太网接口和数字图像接口,支持多种多样的宽带、IP业务的接入,易于解决接入网的许多问题,它代表了接入网技术的发展方向。
五、宽带信息服务
建设智能小区的目标是为小区住户提供宽带交互式多媒体信息的高质量服务,提供一个文化与教育、休闲与娱乐、购物与服务良好的信息化环境,向用户提供一个实用的、廉价的网络平台,同时也使教育与文化信息等多媒体信息与成果能够直接受益于Intemet的革命。实现宽带接入后,可以开展V0D视频点播业务、宽带多媒体信息服务(远程通讯、网上购物、网上教学、远程医疗、视频会议、电子商务、居家办公、异地间的资源共享)、小区内的信息查询等。
不断丰富宽带信息服务内容,为用户提供更多的宽带增值业务,使宽带网成为真正意义的宽带网是十分重要的,它关系到网络的生存和发展,同时它也是宽带网络未来发展的必然方向。
关键词:小学数学 生活化 解决实际问题 实践 探索
中图分类号:G623.5 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)01(b)-0000-00
随着新课改的不断深化,对小学数学教学目标作出了相应调整,以往小学数学仅要求学生对教材中的数学方法简单掌握,教学的侧重点在理论方面,对于能否学以致用,用数学方法解决生活中的问题则甚少关注。当前,在新课改背景下,小学数学更为侧重学生能否在生活中对所学知识进行灵活应用。为了激发学生的学习兴趣,使学生主动投入到数学学习中,培养学生用理论指导实践的能力,教师应在数学教学中引入生活化的应用问题,使教学与生活相贴近,改变学生对数学的感观,变枯燥、乏味为生动、直观,变晦涩难懂为清晰易懂,让学生体会到生活中处处有数学,切实感受数学的魅力。小学数学的教学和学习中,无论是学生还是教师都对数学解决实际问题的学和教比较头疼,普遍认为解决实际问题是小学数学教学的难点。本文笔者根据多年来从事教学一些工作的积累和经验,浅析了在小学数学解决实际问题教学中的体现生活化、贯彻生活化的一些方法。
1 注重小学数学解决实际问题教学目标的整合
在小学数学教学中,教师应当充分重视解决实际问题对于学生价值目标的培养和实用技能的训练,以及在生活化教学中起到的重要作用有足够充分的认识。在实际教学中融入学生的日常生活,要将学生的日常生活作为课程资源开发的重要领域,尤其是有益于学生综合发展和健康发展的活动,可以积极引进课堂教学之中。新课程改革明确指出了数学教学中的生活化教学方向,因此数学教师应当树立生活化的教学理念,掌握生活化的教学方法,将日常生活中的点滴收集到课堂中,让数学课堂摆脱传统数学教学中的死记硬背、不求甚解、囫囵吞枣、人云亦云的教学模式,让生活化的教学方式联系数学课程和学生的实际生活,丰富了原本枯燥的教学内容,使数学教学能够真正源于生活、服务于生活。解决实际问题教学不仅使学生获得了解决解决实际问题的技能和知识,更强调了数学在实际生活中的应用,增强了学生在日常生活中应用数学知识意识,使学生不仅获得了知识上的提高,也获得了情感和操作技能和应用技能上的进步。在小学解决实际问题教学的过程中,通过对解决实际问题教学目标的整合与平衡,是充分发挥解决实际问题教学作用的重要手段。
2 解决实际问题题型设置应当符合学生的生活现实
生活化的教学方法将源于生活、高于生活的数学知识融入数学教学之中,真正提高了学生的数学应用能力,在数学教学中完美地融入了素质教育。随着新课改的推进和素质教育在我国的普遍推广,生活化方式的学习和教学方法受到广大教师的青睐,并在实际课堂中得到了大量的应用。学以致用是教育的目标,教师在给学生传授知识的同时要通过潜移默化的引导,使学生学会用所学知识解决生活中的实际问题,而不是仅仅学会了解答考试题。通过生活化的教学方式使学生在学习数学知识的同时,享受用数学知识分析、解决生活中的实际问题带来的成就感和乐趣,是生活化的教学方式给学生带来的不一样的感受。要在小学解决实际问题教学中体现生活化,首先应当设置生活化的解决实际问题。教师在日常做题训练和考试中,设置解决实际问题时不能简单的抄袭或引用题库或其它解决实际问题,而应当根据学生生活中接触到的实际设置相应的解决实际问题,要想充分发挥解决实际问题在生活化进程上的功效,教师应当充分观察实际生活、观察学生生活中的点滴,设计符合学生生活现实的解决实际问题。从解决实际问题的内容、解决实际问题的题干和答案都应当充分考虑学生实际生活中的内容。在小学解决实际问题教学中,许多题型通常涉及一些学生生活中没有的或不符合生活现实的问题,阻碍了解决实际问题在学生情感上的认知和认同。例如一次小学数学考试试卷中的解决实际问题“小明坐公交车从甲地到丙地,他先从甲地到乙地,坐了五站公交车,后从乙地到丙地坐了六站公交车,问小明从甲地到丙地一共坐了几站公交车?”这是一个很简单的意在应用加法的解决实际问题,在城市生活的学生很容易得出答案,但是在农村生活的学生对公交车的概念不是很清楚,对公交车的站也不是很理解,因此不能得出正确的答案和有效的理解。通过这样的题实现生活化的目标也无从谈起。
3 通过解决实际问题教学提高学生学习数学的兴趣
小学数学教学是引导学生从最简单、最基本的数学知识学习的阶段,教师通过解决实际问题的形式将生活中的实际融入数学中,可以提高学生学习数学的兴趣,可以是生活化的目标在数学解决实际问题教学中得到更好的体现。为了增强数学课程在实际生活中的应用,为了诱导学生主动参与数学课程的学习,提高学习数学的兴趣和增强课堂的参与程度,提高学生的数学应用能力和理论联系实际的能力,培养学生用数学理论解决实际生活问题的技巧,教师在进行数学教学的过程中有必要将生活中的实际问题引入到枯燥乏味的数学理论之中,使纯理论的数学知识和数学过程变得生动、具体和直观,使同学们增强学习数学的兴趣,理解数学在生活中的实际应用,利用数学解决生活中的实际问题。
4 结语
总之,所谓解决实际问题,就是要充分体现应用的特征,应当将实际生活或生活化的内容在解决实际问题教学中充分体现,因此在小学数学的解决实际问题教学中,如何充分发挥解决实际问题的特征和教学特点,将生活化的内容融入解决实际问题教学之中是当前教学改革推进过程中的要点。。
参考文献
[1] 郭根兴.探讨小学数学解决实际问题的生活化[J].学周刊,2013(07):149.
【关键词】税收;收入分配;调节效果
一、西方对税收调节收入分配的理论研究
西方对税收调节收入分配差距的理论研究最早源于社会政策学派的代表人物瓦格纳(1931),他对资本主义社会进入垄断阶段出现的“贫富两级分化,社会矛盾日益激化”现象,提出了“赋税就是以满足财政上的必要的同时,或不问财政有无必要,以规定国民收入的分配及国民财产的分配,借以矫正个人所得与个人财产的消费为目的的所征收的赋课物”以稳定社会秩序。瓦格纳的“个人所得赋税论”奠定了各国建立个人所得税制度的理论基础;随后,国家干预主义、经济自由主义、现代税制优化理论以及公共选择学派对税收调节收入分配作用进行了大量研究,其中以国家干预学派的理论最为丰富。国家干预经济学派的鼻祖凯恩斯在探究20世纪30年代资本主义爆发的经济大萧条成因时,发现居民的消费能力不足和较低的生活水平造成了“有效需求不足”,而“有效需求不足”正是生产过剩的根源。为此,凯恩斯提出了“国家干预”思想,主张通过有效的政策干预以刺激“有效需求”,可以通过减税刺激居民的消费;此后,凯恩斯学派的继承者在吸收了凯恩斯“国家干预”思想的精华上完整的论述了“税收调节收入分配”的理论。他们主张实行所得税为主的税制结构,只有提高所得税的比重,降低商品税的比重才能实现重新分配财富的作用。税率应以累进税率为主,在累进税率的所得税税制下,才能加大对富人的收入转移,同时调节收入差距的效果就大;马斯格雷夫(1959)提出了公认的财政“三大职能”将收入分配职能正式系统的写入了财政的职能体系。他认为“调节收入与财富的分配,使之符合社会上认为‘公平’或‘公正’的分配状态,就称之为分配职能”,目的就是实现收入分配公平和缩小各收入阶层之间的收入分配差距;随后,国家干预主义学派的新剑桥学派、新古典学派、新凯恩斯学派不断的对税收的收入分配调节思想进行了丰富和深化,在这些学派中以新凯恩斯学派最为典型。新凯恩斯学派的学者发现用凯恩斯学派的“有效需求不足”不能解释20世纪70年代西方国家出现的“滞涨”,他们在吸收了理性预期假设和厂商利润最大化、家庭效用最大化的微观经济基础上建立了新凯恩斯主义宏观经济学。新凯恩斯学派代表人物斯蒂格利茨认为税收调节收入分配的作用在于“调节国民收入和财富的分配,增进社会福利”,他指出收入分配公平的税制选择是不可能兼有效率和公平,公平的关注必然损失效率,损失的程度造成了公平性税制的选择难度。当一国税制以收入分配公平为目的时,大幅度的累进性税制就会在公平增加的同时,以经济效率的损失为代价,最优的税制选择必然是公平和效率的最优选择。
二、西方对税收调节收入分配的文献述评
由于西方以所得税制为主体的税制结构由来已久,对税收调节收入分配效果的实证研究也主要聚焦在所得税的收入分配效应上。所得税累进程度的测量直接决定了其调节收入分配的效果。早期的税制累进程度的测度只局限在税率结构上,Pigou(1929)、siltor(1948)、musgrave et al.(1948)、Dalton(1955)从不同角度利用平均税率和边际税率测量了个人所得税的累进程度,发现累进程度越强,实现“正确的”收入分配的作用也就越强。Oberhofer(1975)发现不仅税率结构具有分配效应,税基也具有收入分配效应。税基的宽窄、减免税政策等都能在不同程度上影响所得税的收入分配效应。Kakwani(1977),Suits(1977)发现既有研究“没有区分平均税率和边际税率对收入分配的不同影响”,在对税收水平与税率结构进行剥离后,将衡量收入分配差距的基尼系数进行分解,分别提出了累进性指数和suits指数来测量税制的累进程度,将衡量收入分配的税前基尼系数与税收集中度或税后基尼系数作比较,当税前基尼系数与税后基尼系数之差为正值时说明税制结构是累进的,税制结构对收入分配不公具有矫正作用;当两者之差为负值时税制结构是累退的,对收入分配不公不但没有发挥矫正作用,反而起到了加速差距扩大的作用,税制的公平性不足。Steuerle et al.(1981)发现Kakwani(1977)和Suits(1977)没有分解税制要素对累进性的影响,将税制要素加入累进性指数后发现,个人所得税的非应税收入、税收优惠、税率结构都在一定程度上分别对收入分配具有效应。Pfalher(1990)遵循税收体系角度入手研究税率结构和税基两方面对收入分配的总体效应,提出了以基尼系数为基础的分解公式来研究税制的整体收入分配效应。西方税制结构的累进性研究也逐步拓展到间接税,Slesnick(1986)采用了一种新的方法测量商品税的累进性,发现间接税的收入分配效应依赖于价格,当存在一个累进性的最优税制时统一的税收体系就能显示出调节收入分配的优势。随后,Kakwani(1988)、Hassan et al.(1996)、Verbist(2004)、Baer et al.(2008)等选取不同的累进性测度指标对不同国家直接税、间接税或者各税种的累进性进行了测度,发现以直接税制为主的国家,累进性的所得税是缩小收入分配差距的一个重要途径;以间接税为主的国家,累退的间接税在一定程度上造成了收入分配的不平等;就各税种而言,累退性的商品税对收入分配差距的作用与累进性的所得税相反。当然,在西方既有研究中也出现了“收入分配差距越大,税收的再分配能力就越弱”(Bjorvatn(2001)),个人所得税在发展中国家的收入分配作用效应很小(Bird et al.(2007))。但是,主流研究从不同程度上肯定了税收对调节收入分配差距起到的作用。
三、我国对税收调节收入分配的理论研究
我国税收调节收入分配作用的理论研究源于20世纪80年代,叶振鹏(1980)、姜维壮(1980)、安体富(1984)、陈共(1984)提出财政的“调节职能”,即财政收支应起到改变社会各阶层的国民收入份额,调整收入分配关系,使得我国财政职能从“分配、监督”职能扩展到了“调节职能”。陈共(1994)年提出了财政的三大职能“资源配置职能、收入分配职能、经济稳定和发展职能”,正式确立了“收入分配职能”,即通过财政资金的调动来缩小社会成员的收入差距,实现公平收入分配目标。郭庆旺(1995)、樊丽明(2000)、高培勇(2006)、安体富(2007)都对税收调节收入分配理论和作用机制进行了系统的研究,从税收制度、所得税累进性、遗产税、税式支出等角度论证了税收能够担任调节收入分配差距的重担,强调了税收是调节收入分配差距的重要途径。贾邵华(2010)从国民收入三次分配流程中的税收调节收入分配作用机制入手,以图解的方式分析了国民收入分配的税收调节作用,并对税收的调节作用进行合理定位。
四、我国对税收调节收入分配的文献综述
随着我国经济的快速发展,人民生活水平提高不断的同时收入分配差距扩大的趋势逐步显露。我国财政税收学者纷纷从税制公平性(累进性)角度对调节收入分配差距进行实证研究。平新乔(1992)运用西方平均税率累进性、应纳税额累进性和剩余收入累进性对我国平均税率的收入分配效应进行了研究,发现不同收入阶层的平均税率差异越大,累进性越强。王雍君(1995)运用税前与税后基尼系数之比测量税制结构的累进性,比值在0-1之间时,累进程度越高比值越接近零。钱晟(2001)在分析我国现行税制在调节居民收入分配过程中存在着明显的累退倾向,调节收入分配上的税种设计也过为单一,在征税政策上也没有考虑到人文特色,提出了完善个人所得税税制体系以调节居民收入分配差距的措施。随后,我国学者从不同角度对税收的调节收入分配效应进行了研究。刘怡(2004)、李绍荣等(2005)、郝春红(2006)、王志刚(2008)、寇铁军(2008)、刘怡等(2009)、郭庆旺等(2011)、聂海峰等(2012)运用Kakwani指数,Suits指数、平均税率或模型对我国的税制结构、税系、税种进行了累进性度量,得出了大致相同的结论,即流转税有明显的累退性,增值税、消费税、营业税的累退累进性在各年表现不一;个人所得税的累进性对收入分配的调节表现不足,提出了优化税制结构,从以“流转税”为主的税制结构转向“流转税、所得税”为主的双向税制结构。刘尚希等(2004)在对个人所得税采用累进税率和单一税率的收入分配作用差异进行比较后,提出了单一税率的有效所得税制。徐进(2006)从商品税对个人收入使用过程的收入分配调节出发等提出了从个人所得税税率和商品税的税种设计上使税收发挥收入分配的调节作用。王亚芬等(2007)、饶海琴(2010)等运用税前税后基尼系数、平均税率分析了个人所得税对全国和上海地区分类分层城镇居民收入差距的调节效果,发现个人所得税对高收入者的调节效果较弱。王乔(2008)、赵桂芝(2010)运用基尼系数对我国税制结构影响居民收入分配差距进行了实证研究,发现流转税为主体的税收体系对居民收入分配差距大体显示出逆向调节,个人所得税的调节效果不显著,我国的税制结构没有起到调节收入分配的作用。此外,卢洪友(2011)从公共物品成本分摊角度,何辉(2007)从利息税的角度分别分析了税收的收入分配调节作用。
参考文献
[1]赵桂芝.中国税收对居民收入差距分类分层调节效应研究-基于城镇居民视角的分析[J].北京工商大学学报(社会科学版),2010(3):53-57.