數據通信技術論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇數據通信技術論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

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微波中繼通信:比較同軸,易架設、投資小、周期短。模擬電話微波通信主要采用SSB/FM/FDM調制,通信容量6000路/頻道。數字微波采用BPSK、QPSK及QAM調制技術。采用64QAM、256QAM等多電平調制技術提高微波通信容量,可在40M頻道內傳送1920~7680路PCM數字電話。

光纖通信:光纖通信是利用激光在光纖中長距離傳輸的特性進行的,具有通信容量大、通信距離長及抗干擾性強的特點。目前用于本地、長途、干線傳輸,并逐漸發展用戶光纖通信網。目前基于長波激光器和單模光纖,每路光纖通話路數超過萬門,光纖本身的通信纖力非常巨大。幾十年來,光纖通信技術發展迅速,并有各種設備應用,接入設備、光電轉換設備、傳輸設備、交換設備、網絡設備等。光纖通信設備有光電轉換單元和數字信號處理單元兩部分組成。

衛星通信:通信距離遠、傳輸容量大、覆蓋面積大、不受地域限制及高可靠性。目前,成熟技術使用模擬調制、頻分多路及頻分多址。數字衛星通信采用數字調制、時分多路及時分多址。

移動通信:GSM、CDMA。數字移動通信關鍵技術:調制技術、糾錯編碼和數字話音編碼。

2數據通信的構成原理

數據終端(DTE)有分組型終端(PT)和非分組型終端(NPT)兩大類。分組型終端有計算機、數字傳真機、智能用戶電報終端(TeLetex)、用戶分組裝拆設備(PAD)、用戶分組交換機、專用電話交換機(PABX)、可視圖文接入設備(VAP)、局域網(LAN)等各種專用終端設備;非分組型終端有個人計算機終端、可視圖文終端、用戶電報終端等各種專用終端。數據電路由傳輸信道和數據電路終端設備(DCE)組成,如果傳輸信道為模擬信道,DCE通常就是調制解調器(MODEM),它的作用是進行模擬信號和數字信號的轉換;如果傳輸信道為數字信道,DCE的作用是實現信號碼型與電平的轉換,以及線路接續控制等。傳輸信道除有模擬和數字的區分外,還有有線信道與無線信道、專用線路與交換網線路之分。交換網線路要通過呼叫過程建立連接,通信結束后再拆除;專線連接由于是固定連接就無需上述的呼叫建立與拆線過程。計算機系統中的通信控制器用于管理與數據終端相連接的所有通信線路。中央處理器用來處理由數據終端設備輸入的數據。

3數據通信的分類

3.1有線數據通信

數字數據網(DDN)。數字數據網由用戶環路、DDN節點、數字信道和網絡控制管理中心組成。DDN是利用光纖或數字微波、衛星等數字信道和數字交叉復用設備組成的數字數據傳輸網。也可以說DDN是把數據通信技術、數字通信技術、光遷通信技術以及數字交叉連接技術結合在一起的數字通信網絡。數字信道應包括用戶到網絡的連接線路,即用戶環路的傳輸也應該是數字的,但實際上也有普通電纜和雙絞線,但傳輸質量不如前。

分組交換網。分組交換網(PSPDN)是以CCITTX.25建議為基礎的,所以又稱為X.25網。它是采用存儲——轉發方式,將用戶送來的報文分成具用一定長度的數據段,并在每個數據段上加上控制信息,構成一個帶有地址的分組組合群體,在網上傳輸。分組交換網最突出的優點是在一條電路上同時可開放多條虛通路,為多個用戶同時使用,網絡具有動態路由選擇功能和先進的誤碼檢錯功能,但網絡性能較差。

幀中繼網。幀中繼網絡通常由幀中繼存取設備、幀中繼交換設備和公共幀中繼服務網3部分組成。幀中繼網是從分組交換技術發展起來的。幀中繼技術是把不同長度的用戶數據組均包封在較大的幀中繼幀內,加上尋址和控制信息后在網上傳輸。

3.2無線數據通信

無線數據通信也稱移動數據通信,它是在有線數據通信的基礎上發展起來的。有線數據通信依賴于有線傳輸,因此只適合于固定終端與計算機或計算機之間的通信。而移動數據通信是通過無線電波的傳播來傳送數據的,因而有可能實現移動狀態下的移動通信。狹義地說,移動數據通信就是計算機間或計算機與人之間的無線通信。它通過與有線數據網互聯,把有線數據網路的應用擴展到移動和便攜用戶。

4網絡及其協議

4.1計算機網絡

計算機網絡(ComputerNetwork),就是通過光纜、雙絞電話線或有、無線信道將兩臺以上計算機互聯的集合。通過網絡各用戶可實現網絡資源共享,如文檔、程序、打印機和調制解調器等。計算機網絡按地理位置劃分,可分為網際網、廣域網、城域網、和局域網四種。Internet是世界上最大的網際網;廣域網一般指連接一個國家內各個地區的網絡。廣域網一般分布距離在100-1000公里之間;城域網又稱為都市網,它的覆蓋范圍一般為一個城市,方圓不超過10-100公里;局域網的地理分布則相對較小,如一棟建筑物,或一個單位、一所學校,甚至一個大房間等。

局域網是目前使用最多的計算機網絡,一個單位可使用多個局域網,如財務部門使用局域網來管理財務帳目,勞動人事部門使用局域網來管理人事檔案、各種人才信息等等。

4.2網絡協議

網絡協議是兩臺計算機之間進行網絡對話所使用的語言,網絡協議很多,有面向字符的協議、面向比特的協議,還有面向字節計數的協議,但最常用的是TCP/IP協議。它適用于由許多LAN組成的大型網絡和不需要路由選擇的小型網絡。TCP/IP協議的特點是具有開放體系結構,并且非常容易管理。

TCP/IP

實際上是一種標準網絡協議,是有關協議的集合,它包括傳輸控制協議(TransportControlProtocol)和因特網協議(InternetProtocol)。TCP協議用于在應用程序之間傳送數據,IP協議用于在程序與主機之間傳送數據。由于TCP/IP具有跨平臺性,現已成為Internet的標準連接協議。網絡協議分為如下四層:網絡接口層:負責接收和發送物理幀;網絡層:負責相鄰節點之間的通信;傳輸層:負責起點到終端的通信;應用層:提供諸如文件傳輸、電子郵件等應用程序要把數據以TCP/IP協議方式從一臺計算機傳送到另一臺計算機,數據需經過上述四層通信軟件的處理才能在物理網絡中傳輸。

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2分析PDA和全站儀中的數據

2.1串口技術

使用Wicrosoftwindows開發串口系統，進行有以下方式：a.使用windows來進行通信函數.b.windowsAPI對端口進行讀寫或者開發其它程序，對串口實行操作步驟。C.串口中的組件通信，比如Activek控制MSCcomm。根據以上介紹的幾種方法，比如b需要熟悉電路結構，驅動層次比較深，需要有比較強的專業技能，如C方式簡便，不能使EmbeddedVisualC++所接受，該程序就是應用windowsAP來進行通信函數。

2.2串口施行步驟

windows的讀寫文件方式不一樣，它主要使用windows結構中的多線程，然后再后臺進行串口讀寫，正常使用程序就要在前臺進行。進行改善1/0的速度，使用windows結構中的多線程，可以使用它來進行開發非單一系統，windows不能操作1/0的異常操作，可以使用它來進行操作串口，使用異步的方法，可以提高系統的操作能力。工作效能比較高的串口是事件驅動。應用這種方法有比較高的時實性，主要是針對一些比較廣泛的串口，跟查詢的方式不一樣，不是只對那個串口進行查詢。是以中斷的形式來進行，一般運行中斷時，確定的事件發生變化時，windows系統就會發出信息，才能有針對性的進行處理，確保數據存在。

3開發通信程序

3.1串口通信應用API函數

⑴串口進行打開關閉。在應用程序中用Create-File函數把串口打開，注意事項主要有：A.串口名后面需要加個冒號（：）。B.PDA的串口就是全部已經打開的串口，只含COM1。C.應用的參數定為零，安全沒有危險性的參數定為NULL。應用Close-Handle可以把串口關閉。⑵對串口進行配置。串口配置與PDA通信中的參數進行配置一起，這樣才能達到通信的效能，因此配置也是比較重要的一個步驟。LPDCB主要是針對DCB結構，DCB結構是對串口的進一步描述，串口的波特率主要是由DCB中的BaudRate來確定,原因是CE對非二進制不能進行輸送，所以fBinary要設定為TRUE，ByteSize是指字節在進行發送時接受到的數據。Parity是奇偶校驗，StopBits是停止位數，⑶對串口進行讀寫。串口進行讀寫時可以使用ReadFile和WriteFile函數實現，主要是串口進行讀寫時速度不是很快，⑷對串口進行異步讀寫，CE不能進行操作輸入輸出的功能，因此只能應用讀寫進行重復操作。第一，設定串口EV_RXCHAR要用SetCommMask函數來實現，應用WaitCom-mEvent阻攔線程，指直到把事件EV_RX-CHAR設定好，字符要應用回調函數來進行處理，續等發生事件。

3.2隔開水平角、豎直角、距離及進行組合測量

在測量過后，需要測出水平角，偏心的水平角與距離不能合在一起測量，測量時要分開進行，因此應用程序能進行水平角和豎直角及距離分開測量以及組合測量，進行測角時不能僅僅依靠棱鏡。所以，可以應用水平角和、豎直角、距離重復選框來進行模擬。針對不一樣規模的全站儀，使用的方式也不一樣，索佳操作的模式只含有一種規模的全站儀，只需要點擊按鈕即可，假如選擇斜距就進行輸送測角距，沒有選中斜距進行輸送測角距，收到的數據后。在根據模塊來分析與選取有針對性的數據，拓撲康是第二種模式，在選中斜距時，還要在斜距中的復選框中進行點擊，在進行輸送時改變測量距離的模式，進行發送時。進行驅動測量，跟讀取指令是一樣的。

3.3處理已經接收到的字符串

⑴ASCII編碼是已經收到的字符串，可以使用MultiByteToWideChar函數轉變成Unicode編碼然，在進行處理。⑵測量指令在進行發送出去后，全站儀中的數據不是一次性發完，應該是分層次來進行發送，因此，字符串要直接連接到字符串，才能完成接受任務。⑶字符串的主要任務就是接收完后，要依據復合框進行有效的選擇，分析全站儀的字符串，也會顯示的很清楚。⑷拓撲康是第二種模式，符串后的任務就是接受，在輸送時顯示清楚。相反，就會把全站儀輸送數據全部給PDA，造成不良后果。

4應用在實際生活中

VC++2005smartdevice的MFCsmartdeviceApplication，PDA與全站儀中的通信主要依靠多線程來完成，使他們能夠穩定運行。根據太原市在進行測繪進行探索指出，外業進行采集時，效果是良好的。全站儀中的數據直接讀取，防止在讀、記方面存在有誤差。不過，對存在有誤差的數據要自動檢查，防止2C差、差互差、2C互差的影響產生誤差，而不能及時的進行檢查，而導致返工現象的發生，工作效率的提高，PDA儲存的文件就是測量的結果，外業任務完成之后把所得出的結果直接輸入到PC,經過對程序的進一步分析，能直接評估精準度及計算坐標，不使用人工來進行操作，從一定程度上減少了工作人員的工作量，也能減少造成不要的麻煩，有效的提高工作效率。

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在光纖信號的傳輸過程中，不同成分的光源群在傳輸速度上存在一定的差異，這種差異會產生一定的時間延遲，從而形成色散。色散主要包括模式色散、色度色散以及偏振色散三種類型，其中色度色散又可以分為材料色散和波導色散兩種，色散問題在超長距離光纖通信中表現得尤為明顯。目前，傳統的方法是通過利用具有負色散系數性質的DCF進行色散補償，但是該方法存在十分顯著的非線性效應，會產生較大的損耗，而且這種損耗隨補償距離的增加而增大，在超長距離通信系統中采用該方案會產生極高的成本。針對傳統色散補償方法成本過高的問題，已經有廠家開發出了FBG色散補償模塊，該模塊能夠利用光柵對不同波長的發射特性實現對色散的補償，其損耗值與補償距離無關，有效彌補了傳統補償方法的缺點。

1.2　信噪比

在長距離通信系統中，光放大器在放大光信號的同時，會產生一定程度的自發輻射放大噪聲，由于線路的長度較長，因此會產生較大的損耗，信號衰減十分嚴重，在經過放大器放大之后，這種放大噪聲很可能與信號能量非常接近，導致接收端無法正常的分辨信號，影響系統的正常運行。針對這類問題，一般在前置放大器中加裝濾波器，這樣能夠過濾掉信號光周邊的部分噪聲信號，從而提高信噪比。

1.3　功率

在超長距離通信系統中，光纖信號在傳輸時，由于光波與傳播媒介之間的相互作用會導致光能發生一定程度的衰減，當能量衰減到一定程度之后，接收端無法從噪聲中正確的辨識出光信號，限制正常的光通信。針對這些問題，一般通過功率補償的方式來降低信號衰減所產生的損耗。目前在超長距離通信系統中采用的最主要手段是EDFA。EDFA分為功率放大器和前置放大器，其中功率放大器通常配置在傳輸系統的發射端后，以最大限度提升發射功率，前置放大器通常配置在接收端前，主要作用是提高接收靈敏度。當通信線路的長度達到一定距離后，僅僅采用功率放大器和前置放大器很難保證接收端正常的接收信號，此時需要在該方法的基礎上對光源進行附加調制或采用外接調制器進行附加調相，從而增大入射光的譜寬。目前，該方法在國家電網以及南方電網的超高壓輸電公司中得到了較好的應用。

二、超長距離通信技術在電力系統中的應用方案

我國的超長距離通信從2007年開始試驗，最初是由光迅科技與南方電網超高壓輸電公司進行合作所進行的長度為345km的2.5Gbit/s的超長距離無中繼通信工程，該段線路中配置了FEC、EDFA、RFA及光柵型DCM，系統保持了3個月的試運行，其整個運行過程的測試結果均十分良好。南方電網在“十一五”黔電送粵施秉——賢令山500kV輸電工程中，對上述技術進行了廣泛的使用，在該輸電工程中，采用超長距離通信技術的線路跨度長達318km。系統從2008年7月開始運行以來，一直保持十分穩定的工作狀態，此系統也是我國到目前為止唯一沒有設置中繼站而傳輸距離超過300km的實際工程。根據設計中的預算，相對于實際已建成的系統而言，采用中繼站將會增加約200萬元的成本。由此也可以看出，通過超長距無中繼通信技術在電力系統中的運用，能夠使電力通信系統的經濟性及運行可靠性大大提升，同時也使得通信系統的維護難度大幅度降低。此后，該技術在多項電力通信工程中得到廣泛應用。

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一、無線網絡概述

無線網絡技術涵蓋的范圍很廣，既包括允許用戶建立遠距離無線連接的全球語音和數據網絡，也包括為近距離無線連接進行優化的紅外線技術及射頻技術。通常用于無線網絡的設備包括便攜式計算機、臺式計算機、手持計算機、個人數字助理(PDA)、移動電話、筆式計算機和尋呼機。無線技術用于多種實際用途。例如，手機用戶可以使用移動電話查看電子郵件。使用便攜式計算機的旅客可以通過安裝在機場、火車站和其他公共場所的基站連接到Internet。在家中，用戶可以連接桌面設備來同步數據和發送文件。

二、無線網絡的標準

為了解決各種無線網絡設備互連的問題，美國電機電子工程師協會(IEEE)推出了IEEE802.11無線協議標注。目前802.11主要有802.11b、802.11a、802.11g三個標準。最開始推出的是802,11b，它的傳輸速度為lIMB／s，最大距離室外300米，室內約50米。因為它的連接速度比較低，隨后推出了802.11a標準，它的連接速度可達54MB／s。但由于兩者不互相兼容，致使一些早已購買802.11b標準的無線網絡設備在新的802，11a網絡中不能用，所以IEEE又正式推出了完全兼容802.11b標準且與802.11a速率上兼容的802.11g標準，這樣通過802.11g，原有的802.11b和802.11a兩種標準的設備就可以在同一網絡中使用。IEEE802.11g同802.11b一樣，也工作在2.4GHz頻段內，比現在通用的802.11b速度要快出5倍，并且與802，11完全兼容，在選購設備時建議弄清是否支持該協議標準。選擇適合自己的，802.11g標準現在已經開始普及。

三、無線網絡類型

(一)無線廣域網(WWAN)。無限廣域網技術可使用戶通過遠程公用網絡或專用網絡建立無線網絡連接。通過使用由無線服務提供商負責維護的若干天線基站或衛星系統，這些連接可以覆蓋廣大的地理區域，例如若干城市或者國家(地區)。目前的WWAN技術被稱為第二代(2G)系統。2G系統主要包括移動通信全球系統(GSM)、蜂窩式數字分組數據(CDPD)和碼分多址(CDMA)?，F在正努力從2G網絡向第三代(3G)技術過渡。一些2G網絡限制了漫游功能并且相互不兼容；而第三代(3G)技術將執行全球標準，并提供全球漫游功能。ITU正積極促進3G全球標準的指定。

(二)無線局域網(WLAN)。無線局域網技術可以使用戶在本地創建無線連接(例如，在公司或校園的大樓里，或在某個公共場所，如機場)。WLAN可用于臨時辦公室或其他無法大范圍布線的場所，或者用于增強現有的LAN，使用戶可以在不同時間、在辦公樓的不同地方工作。WLAN以兩種不同方式運行。在基礎結構WLAN中，無線站(具有無線電網卡或外置調制解調器的設備)連接到無線接入點，后者在無線站與現有網絡中樞之間起橋梁作用。在點對點(臨時)WLAN中，有限區域(例如會議室)內的幾個用戶可以在不需要訪問網絡資源時建立臨時網絡，而無需使用接入點。

(三)無線個人網(WPAN)。無線個人網技術使用戶能夠為個人操作空間(POS)設備(如PDA、移動電話和筆記本電腦等)創建臨時無線通訊。POS指的是以個人為中心，最大距離為10米的一個空間范圍。目前，兩個主要的胛AN技術是“Bluetooth”和紅外線?！癇luetooth”是一種電纜替代技術，可以在30英尺以內使用無線電波傳送數據。Bluetooth數據可以穿過墻壁、口袋和公文包進行傳輸。“Bluetooth專門利益組(SIG)”推動著“Bluetooth”技術的發展，于1999年了Bluetooth版本1.0規范。作為替代方案，要近距離(一米以內)連接設備，用戶還可以創建紅外鏈接。

為了規范無線個人網技術的發展，IEEE已為無線個人網成立了802.15工作組。該工作組正在發展基于Bluetooth版本1.0規范的WPAN標準。該標準草案的主要目標是低復雜性、低能耗、交互性強并且能與802.11網絡共存。

無線個人網和無線局域網并不一樣。無線個人網是以個人為中心來使用的無線個人區域網，它實際上就是一個低功率、小范圍、低速度和低價格的電纜替代技術。但無線局域網卻是同時為許多用戶服務的無線網絡，它是一個大功率、中等范圍、高速率的局域網。

最早使用的WPAN是1994年愛立信公司推出的藍牙系統，其標準是[EEE802.15.1[w-BLUE]。藍牙的數據率為720kb／s，通信范圍在10米左右。為了適應不同用戶的需求，無線個人網還定義了另外兩種低速WPAN和高速WPAN。

(四)無線城域網(WMAN)。無線城域網技術使用戶可以在城區的多個場所之間創建無線連接(例如，在一個城市或大學校園的多個辦公樓之間)，而不必花費高昂的費用鋪設光纜、銅質電纜和租用線路。此外，當有線網絡的主要租賃線路不能使用時，WWAN還可以作備用網絡使用。WWAN使用無線電波或紅外光波傳送數據。為用戶提供高速Internet接入的寬帶無線接入網絡的需求量正日益增長。盡管目前正在使用各種不同技術，例如多路多點分布服務(MMDS)和本地多點分布服務(LMDS)，但負責制定寬帶無線訪問標準的IEEE802.16工作組仍在開發規范以便實現這些技術的標準化。

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2數據加密技術在網絡通信中的應用

數據加密技術提升了網絡通信的安全性，規范了網絡通信的運營環境，規避了潛在的風險因素。網絡通信中的數據加密，主要分為方法和技術兩部分，對其做如下分析：

2.1網絡通信中的數據加密方法

2.1.1對稱加密

對稱加密方法在網絡通信中比較常用，利用相同的密鑰，完成通信數據加密到解密的過程，降低了數據加密的難度。對稱加密中，比較有代表性的方法是DES加密，屬于標準對稱加密的方法。例如：DES在網絡通信中的應用，使用了固定的加密框架，DES通過密鑰，迭代子密鑰，將56bit密鑰分解成16組48bit，迭代的過程中進行加密，而解密的過程與加密流程相似，使用的密鑰也完全相同，加密與解密密鑰的使用正好相反，根據網絡通信的數據類型，完成對稱加密。

2.1.2非對稱加密

非對稱加密方法的難度稍高，加密與解密的過程，采用了不同的密鑰，以公鑰、私鑰的方式，對網絡通信實行非對稱加密。公鑰和私鑰配對后，才能打開非對稱加密的網絡通信數據，其私鑰由網絡通信的管理者保管，不能公開使用。非對稱加密方法在網絡通信中的應用，解密時僅需要管理者主動輸入密鑰的數據即可，操作方法非常簡單，而且具有較高的安全水平，提高了加密解密的時間效率。

2.2網絡通信中的數據加密技術

2.2.1鏈路加密

網絡通信中的鏈路加密，實際是一種在線加密技術，按照網絡通信的鏈路分配，提供可行的加密方法。網絡通信的數據信息在傳輸前，已經進入了加密的狀態，鏈路節點先進行解密，在下一鏈路環境中，重新進入加密狀態，整個網絡通信鏈路傳輸的過程中，都是按照先解密在加密的方式進行，鏈路上的數據信息，均處于密文保護狀態，隱藏了數據信息的各項屬性，避免數據信息被攻擊竊取。

2.2.2節點加密

節點加密技術確保了網絡通信節點位置數據信息的安全性，通過節點處的數據信息，都不會是明文形式，均表現為密文，促使節點加密成為具有安全保護功能的模塊，安全的連接了網絡通信中的信息。加點加密技術在網絡通信中的應用，依賴于密碼裝置，用于完成節點信息的加密、解密，但是此類應用也存在一個明顯的缺陷，即：報頭、路由信息為明文方式，由此增加了節點加密的難度，很容易為攻擊者提供竊取條件，是節點加密技術應用中需要重點考慮的問題。

2.2.3端到端加密

網絡通信的端到端加密，是指出發點到接收點，整個過程不能出現明文狀態的數據信息。端到端加密的過程中，不會出現解密行為，數據信息進入到接收點后，接收人借助密鑰加密信息，提高網絡通信的安全性，即使網絡通信的節點發生安全破壞，也不會造成數據信息的攻擊丟失，起到優質的加密作用。端到端加密時，應該做好出發點、接收點位置的網絡通信加密，以便確保整個網絡通信過程的安全性。

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1．1數據處理

三取二安全計算機邏輯運算模塊的運行周期為600ms，該模塊按照周期進行數據接收、數據處理、數據輸出。在第n個周期，MPU上的控制邏輯運算模塊從雙口RAM接收到數據后，放到邏輯接收緩沖區；從邏輯接收緩沖區取出n－1個周期的數據并進行邏輯處理；將n－2個周期的邏輯處理結果，從邏輯發送緩沖區中取出，放到雙口RAM中。MPU上的控制邏輯運算模塊對安全數據進行邏輯處理的時間不超過300ms，如果超過，就會影響MPU接收或者發送數據。同樣，MPU上的控制邏輯運算模塊接收、發送數據超過300ms，也會影響邏輯處理功能。在接收發送處理階段，300ms中的280ms被分為20個發送接收子周期，每一個子周期的時間為14ms。在HCU中，也是按照同樣的運行節拍從雙口RAM中寫入或讀出數據。MPU與HCU之間交互的數據，按照預先定義的雙口RAM交換數據幀進行。數據幀定義略———編者注。

1．2數據接收

HCU通過網絡接口接收到數據后，對數據進行預處理，按照交換數據幀進行數據組包。根據當前周期號設置“cycle”，同時確定該數據包需要被放到D、E、F三個區塊中寫入區塊角色標志“role”，將“flag”設置為1（即為輸入），并交換數據幀的其他字段，按照源網絡數據包中的信息進行設置。HCU根據當前周期號確定在接收環形緩沖區中的寫入區塊后，將組包之后的交換數據幀放到寫入區塊中。MPU根據當前周期號確定在接收環形緩沖區中的讀出區塊后，從讀出區塊中獲取交換數據幀，然后對數據幀進行解包，并通過“cycle”、“role”、“flag”、“safety”、“crc”等信息來驗證數據幀的唯一性和正確性，正常的數據幀被放到邏輯接收緩沖區，異常的數據幀被丟棄。同時MPU根據當前周期號，確定在接收環形緩沖區中的測試區塊，利用內存檢測算法對測試區塊進行雙口RAM內存區塊檢測。

1．3數據發送

在當前周期的600ms內，MPU進行邏輯運算處理在300ms內完成后，MPU從邏輯發送緩沖區中讀取上個周期的邏輯處理結果數據，并對結果數據進行預處理，按照交換數據幀進行數據組包。根據當前周期號設置“cycle”，同時確定該數據包需要被放到A、B、C三個區塊中寫入區塊角色標志“role”，將“flag”設置為1（即為輸入），并交換數據幀的其他字段，按照源網絡數據包中的信息進行設置。MPU根據當前周期號，確定在發送環形緩沖區中的寫入區塊后，將組包之后的交換數據幀放到寫入區塊中。HCU根據當前周期號，確定在接收環形緩沖區中的讀出區塊后，從讀出區塊中獲取交換數據幀，然后對數據幀進行解包，并通過“cycle”、“role”、“flag”、“safety”、“crc”等信息來驗證數據幀的唯一性和正確性，驗證數據幀的正確性。異常的數據幀被丟棄，正常的數據幀按照網絡數據幀進行組包，并通過網絡發送給軌旁設備或者車載控制器。同時HCU根據當前周期號，確定在發送環形緩沖區中的測試區塊，利用內存檢測算法對測試區塊進行雙口RAM內存區塊檢測。

1．4區塊角色輪換

雙口RAM的發送與接收環形緩沖區的3個區塊，在任意一個周期都只能處于讀出、寫入、測試3種中的某一種角色，而且這3個角色進行周期輪換，區塊角色輪換表略———編者注。MPU與HCU通過雙口RAM區塊角色進行數據交互的步驟略———編者注。MPU與HCU通過相同的外部時鐘中斷來驅動數據處理軟件模塊的運行，MPU與HCU在對雙口RAM進行訪問時可以做到同步、流水線作業。在同一個處理周期內，發送環形緩沖區或者接收環形緩沖區中任何一個區塊都有明確固定的角色，MPU板和HCU板不會同時訪問操作相同區塊，只有一個板卡對特定區塊進行訪問，從而解決了雙口RAM的訪問沖突問題，不需要另外采取硬件仲裁、軟件仲裁或者信號量交互等手段。

1．5雙口RAM檢測

應用在三取二安全計算機中雙口RAM可能存在一些功能性缺陷。無論門級電子元件的制造缺陷，還是板卡電路級的設計錯誤，都可能導致雙口RAM的存儲功能性故障，從而降低其功能完整性和可靠性。雙口RAM存儲單元具有多種類型的故障略———編者注。實際項目應用中，開發人員需要關注雙口RAM存儲功能的完整性和可靠性，可以通過存儲器檢測算法來對其進行檢測和診斷，能夠及時地發現和定位雙口RAM的存儲功能故障，并及時采取相應的措施，避免因雙口RAM存儲單元的數據錯誤導致的嚴重后果。本文采用硬件BIST架構（HBIST），在硬件電路中設計專門的硬件邏輯部件來對內存進行測試，其圖形測試向量有專門的硬件電路模塊生成，自動對內存的各種功能故障進行測試，硬件架構內建測試的內存故障測試覆蓋率高，而且測試速度快，設計選取的圖形測試向量主要用于覆蓋高層次的內存故障，如NPSF、CF、DRF。HBIST利用March－TB內存測試算法對系統的內存進行測試，使用硬件HBIST電路來生成圖形測試向量，并由硬件HBIST電路來進行測試，HBIST測試電路模型略———編者注。在硬件BIST處于非工作狀態時，會拉低BIST的時鐘信號，BIST電路進入休眠狀態。當系統在夜間進入非繁忙狀態，會產生BIST＿MODE信號，來激活BIST電路的BIST模式控制器，并拉高時鐘信號，BIST模式控制器發出控制信號，會接管對整個RAM的訪問控制，并對RAM開始進行測試。BIST模式控制器控制測試向量產生器、地址與數據生成邏輯工作，產生相應的測試向量對RAM進行測試。同時，并將測試結果在BIST結果比較器中進行比較，如果發現異常，退出BIST＿MODE模式，通知MPU測試異常，MPU產生相應的告警和錯誤處理。HBIST在進行內存檢測時一共具有4種狀態：idle、test、error、wait。idle表示處于等待測試數據進行測試的空閑狀態；test表示獲得測試向量對相應內存單元進行測試；error表示檢測到內存單元出錯；wait表示處于休眠狀態，等待CPU模塊激活HBIST。HBIST狀態機的狀態轉移圖略———編者注。HBIST狀態機的VHDL程序略———編者注。在測試的過程中，通過植入內存故障，并用邏輯分析儀獲取出錯信號，硬件BIST模塊檢測內存出錯圖如圖3所示。圓圈里面的測試結果與期望結果不一致，內存檢測出錯。

1．6數據交互軟硬件設計

雙口RAM是雙端口SRAM芯片，本設計采用CY7C028V－15AXI，讀寫速度最高為15ns，數據容量為64K×16位。雙口RAM連接HCU板的一端為MPC8247的LO－CALBUS總線，連接MPU板的一端為CPCI總線橋接芯片的LOCALBUS總線，HCU可以直接通過LOCALBUS總線訪問雙口RAM，而MPU板通過PCI總線訪問，其中還有控制信號，如片選、讀寫、中斷、BUSY信號等。雙口RAM交互電路圖略———編者注。在MPU和HCU中，通過設計的軟件模塊，來完成雙口RAM的訪問操作。雙口RAM的MPU上軟件交互關鍵代碼略———編者注。

篇（7）

二、管理會計信息系統在企業中的作用

管理會計信息系統是會計信息系統的一個組成部分。長久以來企業在會計信息化的道路上一味的重視會計核算的信息化，忽視了管理會計的信息化，使得管理會計的各項職能沒有在企業發揮出來。隨著企業規模發展壯大，經濟環境紛繁復雜，管理會計越來越受到高層管理人員的重視。在企業中使用管理會計相關分析方法，建立管理會計的信息化系統可以為企業價值提升起到事半功倍的效果。1.為企業發展提供全面數據信息當前經濟形勢風云變幻，紛繁復雜，稍有不慎就可能對企業發展帶來巨大打擊。及時、準確的信息對企業決策至關重要，而建立管理會計信息系統可以對企業提供有效幫助。管理會計信息系統是以海量數據為基礎，運用分析技術優勢，結合管理需要，經營業務和會計要求，靈活運用管理會計的工具方法，為企業經營的各個方面提供服務。通過該系統的建立，搜集經營過程中的結構性數據和非結構性數據，利用專業分析技術，深度挖掘數據內含的信息，向決策者提供使用。2.對生產各環節進行精細化管理該系統的建立，可以通過存貨系統、成本計算系統、質量管理系統、價值鏈分析系統連接企業供應、生產、銷售的各環節。其核心流程涉及成本收入要素處理、成本中心分析與處理、作業類型計劃與處理、內部訂單處理、銷售與利潤計劃、成本核算與結算、成本與作業分配、一般管理費用核算、獲利性分析、全面預算與績效考核等方面。主要的業務對象包括成本要素、作業類型、收入要素、內部定單、控制文檔、成本對象、成本核算估計、獲利性分析維度、業務計劃與預算表以及績效考核等。通過對各環節的嚴格把控，降低庫存、減少成本，提高利潤。3.促進企業完成戰略實施目標管理會計信息系統中績效評價的部分針對企業員工的完成水平進行評價，是該系統的重要組成部分。平衡積分卡績效評價體系是最近幾年流行在國內外的企業績效評價體系。它分四個方面進行：企業財務業績、客戶關系、內部業務流程以及學習和成長，對企業進行評價。在系統中將企業的戰略實施目標按照這四個部分細化成不同的財務或者非財務指標，對照不同的部門逐級細化，進行考核。該績效評價系統將企業戰略與員工考核掛鉤，既可以推動戰略目標的完成又可以激勵員工成長。

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2多維位置發現服務

在AIS中，船舶通報自身位置，AIS服務器了解全體船舶的各個位置，而船舶本身并不了解自身在整個船舶通信網絡之中的位置，以及呼叫對象在通信網絡之中的位置。本文提出一種多維位置發現服務，通過該服務船舶不僅能夠了解自身的絕對位置，同時能夠通過維護鄰居表和路由表，獲取自身在通信網絡中的相對位置，進而各個船舶可以通過自身的鄰居表和路由表構建整個通信網絡的整體視圖，相較于傳統的AIS位置服務，具備更多的位置衡量維度，因而稱為多維度位置發現服務。在建立鄰居關系的過程中，首先自身船舶向周邊船舶發送廣播NB_req消息，周邊船舶若接收到，并允許建立鄰居關系，則發送應答NB_rep;自身船舶根據NB_rep消息中提供的MMSI，向AISBS發送NI_req，AISBS通過查詢服務器并計算后，向自身船舶發送NI_rep消息，其中包含了周邊船舶的位置、速度等信息，自身船舶將這些信息添加入鄰居關系表，通過鄰居關系表，則船舶能夠了解自身所處的位置，以及在全體船舶之中的位置。若自身船舶需要獲得某個鄰居船舶信息則發送NC_req，同時接受NC_rep來獲取相應的信息。通過以上關系，不同船舶之間可以通過自身的鄰居關系建立連接關系。鄰居表及路由表的更新算法如圖4所示。

3基于AIS的路由協議

第2節中介紹的多維位置發現服務，每個節點均維護了1張鄰居關系表和路由表，這些鄰居船舶可以直接進行通信。當需要與較遠距離的目標進行通信時，則需要相應的路由協議確定在VANET中的通信路徑。路由協議工作的步驟如下:1)首先船舶A根據自己的路由表，通過BS向自己的鄰居發送DL_req消息，鄰居收到消息之后，向BS發送應答DL_rep，返回自身的鄰居表;2)船舶A根據DL_rep更新自己的路由表和路由表，并向新添加的鄰居發送DL_req消息，并檢查DL_rep中是否有目的船舶的信息;3)若船舶A的路由表和鄰居表中新添加了目的船舶，那么尋路結束，根據路由表建立通往船舶通信路徑;若沒有則重復2)，直到路由表和鄰居表中沒有新的元素被添加。在路由協議中，接收消息DL_rep與第2節中介紹的消息格式類似，其格式如圖6所示。其中OMMSI為呼叫對象的MMSI，NeMMSI為對象船舶路由表中的下一跳船舶的MMSI。通過第2節中的鄰居表和路由表更新，可以建立較為充分的“目的———下一跳”表項，為本節的路由協議提供基礎。

4系統實現與仿真

系統節點的實現如圖7所示。其中外部計算模塊使用的是利用C++編寫的程序代碼，模擬船舶中網絡節點的路由計算及消息處理。外部I/O模塊，負責顯示當前的網絡節點狀態和工作過程。在模擬節點中，每個AIS發送/接收終端與外部計算模塊相連，計算模塊模擬了路由協議在節點中的工作過程，演示了上文提到的幾種重要消息類型。最后使用NS2對本文提出的網絡進行了仿真，仿真環境為X86架構計算機，Corei3四核處理器，4G內存，Win7(64位)操作系統。在NS2中的仿真圖如圖8所示，其中①～⑦為模擬船舶節點，其內部結構如圖7所示，⑧～⑨為模擬AISBS。仿真過程中實現的是，⑥之間的通信過程⑦，在初始狀態下，⑥和⑦不是鄰居關系，圖8顯示的是不同節點發送消息的狀態。通過路由協議的工作，最終⑥和⑦實現了有效的通信，最終顯示的消息在NS2中如圖9所示所示。

篇（9）

1.2編碼調制油田數據傳輸系統編碼調制分為二進制編碼調制、十進制編碼調制以及十六進制編碼調制。十進制編碼調制的輸入端有10個數據連接點，每個數據點代表不同的數據值。輸出部分的連接點共有4個，形成為8421十進制編碼。該數據連接點的排布從左向右為I0~I9，當編碼的數字首位為0，其他數字為1時，輸出端編出的碼型序列為0；當編碼的數字第二位為0，其他數字為1時，輸出端編出的碼型序列為1；當編碼的數字第三位為0，其他數字為1時，輸出端編出的碼型序列為2，以此類推，即為十進制編碼轉換原則。十進制編碼比二進制編碼過程復雜，但保密性能比二進制好。十六進制編碼與十進制編碼過程相類似，但是對9以后的數字編碼要用ABCDEFG進行編制，當編制的數據信息為103131156時，那么接收到的編碼序列即為A3D1F6。數據傳輸系統中二進制編碼技術通常應用于傳輸話音信號，其優勢為編碼技術簡化，占用的信道寬；十進制編碼和十六進制編碼技術應用于傳輸視頻信息與數據信息，這兩種編碼技術保密性能佳，并且在傳輸數據信息中添加了冗余碼與糾錯碼，可保證傳輸信息的有效性。

1.3移動天線射頻移動天線射頻技術中的設備根據俯仰角度不同，分為全向天線與定向天線兩種類型。全向天線由于覆蓋范圍大，發射功率低，所以容易受到大氣層中電磁波的干擾，使傳輸的數據信號失真，這種設備多用于油田空曠地區。定向天線覆蓋范圍小，傳輸距離遠，但是發射的功率信號只能朝一個傳播方向，如果在大型油田建筑群體設立單獨的定向天線，發射的信號就會被障礙物吸收，因此每個建筑通常設立3個天線，每個定向天線覆蓋的范圍為120°，組成一個全向覆蓋范圍區域。每個定向天線的俯仰角度控制在15°范圍內，定向發射的頻率為8000Hz。在發射射頻功率過程中，發揮主要功能的設備為耦合器，其結構組成為直流耦合端、輸入端、隔離端及耦合輸出端。

2TD—LTE技術的應用

2.1數據傳輸信道TD—LTE無線通信系統的傳輸信道分成等間隔的32個信道，其中上行信道16個，下行信道16個。上行信道負責數據的編碼，下行信道負責數據的傳輸。上行信道具有數據信息編碼和譯碼功能，可以在數據編碼過程中添加冗余碼和糾錯碼。在數據字符串間添加冗余碼的過程中，上行信道會根據冗余碼的排列順序進行翻譯，若對等的字符串沒有得到有效的翻譯，編碼器便會重新接收冗余碼，再一次進行翻譯表達，直到油田數據終端設備接收到的數據信息與信源設備輸出的信息一致，才會完成對數據信息的譯碼。

2.2油田數據傳輸系統無線局域網無線局域網的組建要根據不同的IP地址進行劃分，以達到共享石油專網內的數據資源的目的。IP地址段分為4個區域段，A類IP地址段為0~127，B類IP地址段為128~191，C類IP地址段為192~223，D類IP地址段為224~239，每個區域段之間的主機設備都能夠實現遠端控制功能。

篇（10）

現行的空地通信網是由甚高頻（VHF）空地通信系統，高頻（HF）空地通信系統和VHF數據通信系統即飛機通信選址報告系統（ACARS）組成的。其中甚高頻（VHF）空地通信系統和高頻（HF）空地通信系統主要用于話音通信。

現行空地通信系統構成如圖1所示。

圖1

甚高頻（VHF）空地通信是一種優秀的通信方式，它是現行ATM中應用的最廣泛的空地通信方式。目前民航的VHF通信以話音通信為主，但是存在許多局限和不足。話音傳信速度慢，占用信道時間較長，同時，容易出錯，口音不一致可能導致聽不懂、聽錯等。另外，還存在多信宿的限制以及業務種類限制。

高頻（HF）通信時一種廉價的遠距離通信手段，被廣泛用于政府、外交、氣象和軍事等專業部門。高頻通信在民航方面也主要用于話音通信。但是高頻電臺傳播信號是利用電離層反射，容易受到干擾，性能較差。

利用空地數據通信可以克服話音通信的缺點。自從20世紀80年代后期，美國開始使用ARINC公司的飛機通信、尋址和報告系統（ACARS）以來，世界各國民用航空普遍利用空地數據鏈進行通信，但是隨著民航業的快速發展，尤其是飛機數量與飛行量的不斷增加，空地數據通信量也迅速增加，當前國外部分區域的ACARS系統已達到飽和狀態。我國也由民航數據通信公司引進了ARINC的ACARS系統，網絡覆蓋了國內大部分主要航路。然而與新技術相比，目前的ACARS數據鏈還存在著缺陷。首先，調幅調制方式決定了頻率利用率相對較低，并且容易受射頻干擾。其次，ACARS數據鏈作為面向字符的系統不如面向比特的通信技術靈活，與預定用于航空電信網（ATN）的開放系統互連（OSI）方式不兼容。另外，如果要使話音和數據鏈同時工作，現行系統需要兩套航空電子設備，同時用兩個射頻載波工作 。

鑒于現行空地通信網的種種限制及缺點，新航行系統中的空地通信系統的具有良好的發展前景。

2.新航行系統中的空地通信系統

ICAO鑒于21世紀全世界所有地區民航客流量和空中交通將有巨大的增長，而現有的民用航空通信、導航、監視和空中交通管理系統存在著明顯的缺陷和局限性，為了適應21世紀全球民用航空的需求和滿足新的要求，在1983年提出了新航行系統的概念，并且經過論證，得出了新航行系統的具體實施措施。

CNS/ATM對于通信系統實施的關鍵問題是地面與空中數據的雙向傳輸。其傳輸途徑包括：

（1）保留并發展甚高頻（VHF）空地通信系統，用作語音和數據鏈通信，主要用于高交通密度的陸地和終端區域。

（2）引進航空衛星移動業務通信（AMSS），主要用于海洋和邊遠陸地飛行使用。

（3）高頻（HF）空地通信系統，對于邊遠陸地，衛星通信不能覆蓋的地方，將保留并發展HF通信。

（4）二次雷達S模式（SSR S）數據鏈通信，在空中交通高密度空域和終端區供空中交通服務（ATS）使用；

（5）建立航空電信網（ATN），將地面數據和空地數據通信融為一體，將上述各種子網交聯后，在相應的計算機系統之間進行高速的數據交換。

下面本文主要對VHF空地數據通信系統做詳細的介紹。

VHF空地數據通信系統（又稱VHF空地數據鏈）由機載航空電子設備、遙控地面站（RGS）、地面數據通信網、網絡管理與數據處理系統（NMDPS）、和各用戶子系統構成。

（1）機載航空電子設備（Avionic System）是甚高頻（VHF）數據通信系統的空中節點，其主要功能是將機載系統采集的各種飛行參數信息通過空地數據鏈路發到地面的遙控地面站（RGS）站，并接收地面網中通過RGS站轉發來的信息。

（2）遙控地面站（RGS）是甚高頻（VHF）數據鏈系統的地面節點，用機與地面數據通信網的連接，并可實現地面數據通信網節點問數據通信。RGS站通過VHF接收機接收來自飛機的數據，信道間隔25KHz，采用單信道半雙工工作方式，數據傳輸速率為2400bit/s，用MSK調制方式發射或接收數據。RGS站對于下行信息的處理，解調出來的數據將存貯在緩存器中，直到獲得網絡管理中數據處理系統（NMDPS）取消數據的命令，才釋放存儲器的數據。

（3）網絡管理與數據處理系統（NMDPS）是VHF空地數據網的中心，它采用以太網的拓撲結構，使用工業標準的TCP / IP網絡協議。NMDPS作為VHF空地數據通信網的核心，它的功能主要是：

對航空公司地面用戶經過RGS到達飛行器上的信息進行交換，完成數據信息的尋址、路由選擇及一系列的處理；

對飛行器發射的報文，經過RGS到達航空公司地面用戶所在地的信息進行交換尋址和傳輸；

記錄發送和接收的信息，此信息可實時查閱，同時可下載到公告欄里，以供分析等；

提供系統管理功能，包括狀態對RGS的控制和監測，整個子系統狀態的監控、配置、管理，實施對射頻（RF）信道的分配，以及NMDPS組件和BGS運行時間的控制；

另外，還可以靈活地根據管理者的需求增加許多功能，包括航空公司的各種管理應用、空中交通管理的應用。民航運行保障管理的應用和該子系統自身管理的完善。

（4）用戶子系統可按應用對象分為面向航空公司的飛行管理系統，面向空管部門的空管信息系統和面向管理部門的管理信息系統。通過用戶子系統的終端，空管中心的地面管制員。航空公司的簽派員可以直接看到與之相關的飛機數據報文，包括飛機識別信息、航班號、飛機四維信息（經度、緯度、高度和時間）以及起飛和降落報告等。

目前已有四種甚高頻（VHF）數據鏈方案寫入了附件10，他們分別命名為：方式1（ VDL 1），方式2（VDL 2}，方式3 （VDL 3），方式4（VDL 4）。

（1）VDL 1是從現有ACARS 和其他VHF數據通信方式向VHF數據鏈方式過渡的中間步驟。

（2）VDL 2是ICAO航空移動通信專家組（AMCP）在1997年指定的空地數據鏈方式，有許多國家參與了開發和建設。目前，歐洲各國是VDL2的主要支持者和實施者。他們從2001年開始對使用VDL2數據鏈的可行性進行試驗，一個基于VDL2的ATN網絡項目Link2000+正在建設當中。日本也在實施VDL2數據鏈建設，已建了2個地面站，并計劃在2004年再建8個。

（3）VDL 3是美國FAA大力推行的數據鏈方案。FAA計劃逐步替換美國現有的46000個地面VHF電臺和UHF電臺。

（4）VDL 4是由瑞典提出的方案。其利用GNSS系統信息定時，采用面向比特協議，與ATN網完全兼容，還可提供超過ATN網性能的服務，如廣播和空空通信。

在4種優選甚高頻（VHF）數據鏈手段中，VDL1由于傳輸速率低，頻譜利用率差而沒有得到進一步發展，VDL mode 2，3 ，4成為更受關注的實現方案。

3.新航行系統中的空地通信系統在我國的應用前景

預計到2020年，我國商用運輸飛機保有盤將達到2000架，而且通用飛機也會有很大發展。隨著飛機數量和飛行數量的增加，以及空地之間大量信息交換的需要，今后民航空地通信的信道需求將不斷增長，并將越來越多地使用空地數據鏈。

對我國而言，如果采用多種數據鏈方式共存、逐步過渡的方案，將需要引進不同的地面和機載系統。由于不同數據鏈技術彼此互不兼容，設備和軟件不能通用，因此只選用一種數據鏈方式，逐步過渡是一種經濟的和易于操作的方案。中國目前航路話音通信多依賴HF電臺。傳統的單邊帶通信的話音效果較差，易受干擾?？紤]到既能改善話音通信的質量，同時滿足所有ATN數據傳輸需求，并且飛機設備配備方面成本相對較低，VDL3應該是一個具有吸引力的方式。對于過渡的具體實施，可以考慮分區域逐步部署地而設施，使用多模式電臺，允許在一段時間內與傳統通信方式共存，分階段實現數據鏈對所有航路和航站的覆蓋，直至完成向ATN的最終過渡。

4.總結

隨著數據鏈技術的不斷完善及其在地-地、地-空系統的廣泛應用；隨著衛星通信技術的不斷應用，新航行系統將逐步趨于完善，通信、導航、監視將成為一個不可分割的整體。新航行系統將各種有效的手段融合在一起，對各個方面的信息進行及時、有效的處理，為各用戶提供實時、可靠、全天候的服務，并最終實現全球一致的、連續的、無縫的空中交通管理。數據鏈在飛機、地面、地面之間傳輸各種實時、有效的信息，可以顯著地減輕飛行人員的工作負擔、減少信道擁擠和現行話音方式的字符通信錯誤。更為精確的數據將使提高安全、減少延誤、增加空域和機場能力成為可能，適應用戶優選航路的能力將進一步提高。

總之，新航行系統的空地通信系統特別是甚高頻（VHF）空地通信系統將作為一種有效的通信手段越來越被人們所重視，它所起的作用也日益顯著，它必將為我國以及世界的空中交通管理事業發展起到極為積極的作用。

參考文獻

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