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[論文摘要]隨著人類對自身健康的關注及生活水平的提高,冷凍技術被廣泛的應用到了食品加工技術上,主要對冷凍技術的發展和應用作闡述。
近年來,人類的生活水平的提高,高品質、高附加值產品日益增加,高檔飲料、果汁、生物制藥等也逐漸成為人們日常消費的主體。推動了食品的加工技術與方法的發展,食品原料中含有的營養成分與風味物質等要得到最大限度的保護就離不開冷凍濃縮技術。
一、冷凍濃縮技術國內外發展現狀
(一)國外發展概況
自上世紀50年代末學者們開始關注冷凍濃縮這一工藝以來,人類對冷凍濃縮技術的研究已有較長的歷史。荷蘭Eindhoven大學Thijssen等在70年代成功地利用奧斯特瓦爾德成熟效應設置了再結晶過程造大冰晶,并建立了冰晶生長與種晶大小及添加量的數學模型,從此冷凍濃縮技術被應用于工業化生產。依此制造的Grenco冷凍濃縮設備在食品工業中用于果汁、葡萄酒、咖啡提取物、牛奶等的濃縮,得到了高質量的產品。
之后,Shirai等為降低成本在采用懸浮結晶冷凍法時將小冰晶凝聚成為大冰晶來減小單位體積冰晶的表面積。研究者以10%(質量分數)的葡萄糖溶液做試料,在0.212K的過冷卻度下,添加占溶液總量6%(質量分數)的種晶,經7h凝聚成直徑為0.77mm~2.85mm的大冰晶。他們還將此方法用于海水淡化及燒酒廢液處理等方面。MarinoRodriguez等[3]對比研究了反滲透法和冷凍濃縮法在從廢水中去除戊酸中的應用,兩種操作方法的經濟運算結果表明冷凍濃縮法的能耗雖是反滲透的五倍,但卻正好折中了反滲透中所用膜的代價。
F.A.Ramos將冷凍濃縮技術應用于一種生長于安第斯山脈的漿果,發現此技術并未改變其果肉的色澤及PH值,并明顯降低了揮發性物質的損失量,且很好地保留了漿果獨特的香味。
OsatoMiyawaki將管式結冰漸進式冷凍濃縮系統應用于咖啡萃取物可其溶液濃縮至30%,含果肉的番茄汁可濃縮至12.5%,而將夾帶有5%果肉的冰相溶解再次經過管狀結冰器濃縮后所得冰相的濃度低至0.25%,如果事先將果肉去除,則番茄汁可濃縮至40%,蔗糖水溶液可由41.8%濃縮至54.8%,且濃縮效果非常好。
(二)國內研究及應用現狀
由于冷凍濃縮的基本原理很簡單,我國傳統的老陳醋生產工藝中就曾應用過冷凍濃縮技術。近年來,該技術在國內已被廣泛應用于各行業中,并在相關理論和設備開發上取得了許多新進展。
1.釀酒業。冷凍濃縮的優勢尤其可用于釀酒產業。冷凍濃縮技術最先在啤酒工業中應用,可在除去冰晶的同時除去形成混濁的多酚、丹寧酸等物質,從而減少啤酒的貯存容積,特別是對冷凍濃縮后的啤酒采用混合水技術可以完全恢復到原來的啤酒。后來,有人通過對葡萄酒進行冷凍分離試驗,發現酒精和還原糖比較易于利用冷凍法在液相中進行濃縮分離,通過冷凍濃縮技術改善了干白葡萄酒的品質。
2.果汁工業。我國是生產甘蔗的大國,將糖蔗改種果蔗并加工成甘蔗汁既解決了甘蔗的銷路,又滿足了人們對果汁日益增長的需要。甘蔗汁的熱敏性很強,對其進行普通的蒸發濃縮極容易使甘蔗汁焦糖化,喪失其特有的風味。應用冷凍濃縮工藝對甘蔗汁的處理,對濃縮前后的甘蔗汁進行了感官上的比較,發現濃縮后的甘蔗汁品質穩定,除了在顏色、氣味、甜味方面感覺更加濃重外,其它基本保持了冷凍濃縮前甘蔗汁的原有風味。
3.制藥業。冷凍濃縮已發展應用到制藥工業,因此它為開發新產品和改良品種大開方便之門,并且通過其高效的加工節省能源。用冷凍濃縮工藝對中藥水提取液進行中試規模的濃縮試驗制取口服液,試驗表明用冷凍濃縮工藝代替真空蒸發濃縮可免去某些口服液制造過程中的醇沉工序,從而改善口服液的口感。
由于木聚糖酶解所得到的低聚木糖溶液常常需要脫水濃縮,如采用真空蒸發濃縮,可能導致低聚木糖在加熱管表面結焦變性,降低產品的質量。江華等研究了低聚木糖溶液冷凍濃縮時的冰晶生長動力學以及懸浮結晶法冷凍濃縮低聚木糖溶液過程中各因素對低聚木糖在固液兩相中分配的影響,為低聚木糖冷凍濃縮過程的開發利用提供了理論依據。二、冷凍技術發展方向
食品冷凍濃縮技術與傳統濃縮方法相比,其濃縮產品的質量是最好的,但仍存在某些問題。當物料粘度高時難以生成大冰晶,且由于迅速冷卻而形成的微小冰晶不能徹底從母液中分離出來,難以回收附在冰晶上的可溶性固形物和一些有效成分,從而限制了它的推廣與使用。
近年來有關冷凍濃縮的理論和技術又取得一些新進展。其中,將冰核細菌(IceNucleation-ActiveBacteria,簡稱INA細菌)用于食品冷凍濃縮中,是生物技術在食品中的一項獨特應用。國外已有相關文獻報道,表明INA細菌可顯著提高食品的過冷點,縮短冷凍時間,節省大量能源;還可促進較大冰晶的生長,使結晶操作成本降低,同時又使分離操作所需費用及因冰晶夾帶所引起的溶質損失減少。
Kumeno等用X.campestrisINXC-1對蛋清冷凍濃縮后加熱形成硬膠,其物理性質如起泡性、穩定性、硬度、粘彈性等均優于常規生產的產品。Minjung等用P.syringae冷凍濃縮蘋果汁,加入細菌的樣品在-2.2℃就出現冰核并開始結冰,而不加細菌的樣品則無結冰現象。
Watanabe等用海藻酸鈣包埋E.ananas制成活性膠囊,加入蛋清中做冷凍試驗,發現加了細菌的約在-3℃就有冰晶析出,而沒加的則在-18℃才有冰晶出現,熔化冰晶階段無顯著差異;又用E.ananas冷凍濃縮檸檬汁,濃縮汁的可溶性固形物回收率高,風味營養成分保持好,GC分析和感官評定均表明與原汁無異。
三、冷凍技術的發展前景
冷凍濃縮技術現已證明優質可靠,極具市場活力。隨著社會的進步,經濟的發展,人們生活水平的提高,冷凍濃縮這一低能耗、可生產高質量產品的加工技術具有很大的發展潛力。此方法除了用于濃縮,也可考慮用于有機廢水的處理,活性物質的回收再利用等方面。同時,整體的冰結晶又是很好的蓄冷、降溫用冷源。這些方面對于保護環境、促進資源的再利用都是很有意義的。
對食品冷凍濃縮技術來說,應在提高冰晶純度、減少固形物損失及降低生產成本方面加以深入研究,這樣才能充分發揮其自身的優勢。冰核微生物用于食品冷凍濃縮中,屬于生物技術與食品加工相結合的一項高新技術,極富應用潛力。
參考文獻:
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隨著計算機技術的高速發展,傳統的制造業開始了根本性變革,各工業發達國家投入巨資,對現代制造技術進行研究開發,提出了全新的制造模式。在現代制造系統中,數控技術是關鍵技術,它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體,具有高精度、高效率、柔性自動化等特點,對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前,數控技術正在發生根本性變革,由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上,數控系統實現了超薄型、超小型化;在智能化基礎上,綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術,數控系統實現了高速、高精、高效控制,加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數,實現了在線診斷和智能化故障處理。
長期以來,我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構,CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定,加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環節,整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環執行機構。在復雜環境以及多變條件下,加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數,無法在現場環境下根據外部干擾和隨機因素實時動態調整,更無法通過反饋控制環節隨機修正CAD/CAM中的設定量,因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見,傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構,限制了CNC向多變量智能化控制發展,己不適應日益復雜的制造過程,因此,大力發展以數控技術為核心的先進制造技術已成為我們國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
2.數控技術的發展趨勢
數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化,使制造業成為工業化的象征,而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大,他對國計民生的一些重要行業的發展起著越來越重要的作用。從目前世界上數控技術發展的趨勢來看,主要有如下幾個方面:
2.1高精度、高速度的發展趨勢
盡管十多年前就出現高精度高速度的趨勢,但是科學技術的發展是沒有止境的,高精度、高速度的內涵也在不斷變化,目前正在向著精度和速度的極限發展。
效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率,提高產品的質量和檔次,縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一,國際生產工程學會將其確定為21世紀的中心研究方向之一。在轎車工業領域,年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛,而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一;在航空和宇航工業領域,其加工的零部件多為薄壁和薄筋,剛度很差,材料為鋁或鋁合金,只有在高切削速度和切削力很小的情況下,才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料"掏空"的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝,使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
2.25軸聯動加工和復合加工機床快速發展
采用5軸聯動對三維曲面零件的加工,可用刀具最佳幾何形狀進行切削,不僅光潔度高,而且效率也大幅度提高。一般認為,1臺5軸聯動機床的效率可以等于2臺3軸聯動機床,特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時,5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因,其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍,加之編程技術難度較大,制約了5軸聯動機床的發展。當前由于電主軸的出現,使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化,其制造難度和成本大幅度降低,數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床(含5面加工機床)的發展。
2.3智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢
21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統,智能化的內容包括在數控系統中的各個方面:為追求加工效率和加工質量方面的智能化,如加工過程的自適應控制,工藝參數自動生成;為提高驅動性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負自動選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動編程、智能化的人機界面等;還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟件的產業化生產存在的問題。
目前許多國家對開放式數控系統進行研究,數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上,面向機床廠家和最終用戶,通過改變、增加或剪裁結構對象(數控功能),形成系列化,并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中,快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統,形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心。網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求,也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機,反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。
3.結束語
隨著人們對數控技術重視,它的發展越發迅速。文中簡要陳述當前的發展趨勢,另外數控技術的正不斷走向集成化,并行化,仍有廣闊的發展空間。
參考文獻
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關鍵詞:海水淡化;真空冷凍;蒸餾;反滲透
隨著世界各國經濟的高速發展以及人口的迅速增長和集中,世界各國對水的需求日益增加,而地球上的淡水資源非常有限,淡水資源缺乏已成為全球性的問題。在尋求淡水資源方面各國紛紛把目光投向大海。據統計目前世界已有100多個國家水,其中嚴重缺水的已達20個,嚴重影響著人類生存和社會發展[!]。海洋中水的儲量為1338×107億m3,占全球的96.8,有著巨大的水資源,如何把它變為能被人類利用的淡水,成為急需解決的問題。
海水淡化就是要將高鹽度的海水通過一系列的過程轉變為低鹽度的海水。目前海水淡化的主要方法有:1)真空冷凍—汽相冷凝海水淡化新技術是依據海水的三相點理論,使海水同時蒸發與結冰得一種低能耗,輕腐蝕結垢的海水淡化方法;2)蒸餾法工藝簡單易于實現,但存在能耗多、成本費用高的缺
點;3)反滲透海水淡化方法是膜分離法的一種,即利用反滲透膜的分離作用使海水脫鹽,過程中不存在相變,因此與蒸餾法相比能耗較低,有著很大的發展前途,成為世界高科技競相開發的熱點。
隨著海水淡化技術的提高及成本的大幅度下降,世界各地正在興建或計劃興建許多大型海水淡化工廠,一個海水淡化的新時代已經來臨。
1真空冷凍及其特點
1.1真空冷凍原理
海水三相點是使海水汽、液、固三相共存并達到平衡的一個特殊點。若壓力或溫度偏離該三相點,平衡被破壞,三相會自動趨于一相或兩相。真空冷凍法海水淡化正是利用海水的三相點原理,以水自身為制冷劑,使海水同時蒸發與結冰,冰晶再經分離、洗滌而得到淡化水的一種低成本的淡化方法。與蒸餾法、膜法相比,能耗低,腐蝕、結垢輕,預處理簡單,設備投資小,并可處理高含鹽量的海水,是一種較理想的海水淡化法[!]。國外早在20世紀60年代就已開始研究,但目前為止尚沒有商業化,主要原因在于過程中產生的三相點蒸汽難以去除和冰晶的輸送、洗滌較難。華東理工大學研究開發的真空凍—汽相冷凝海水淡化技術采用低溫金屬表面,使三相點蒸汽直接冷凝成冰的方法,成功的解決了蒸汽的去除問題,并在實驗室完成了小型試驗裝置。真空冷凍—汽相冷凝海水淡化技術工藝包括脫氣、預冷、蒸發結晶、冰晶洗滌、蒸汽冷凝等步驟,淡
化水產品可達到國家飲用水標準。
1.2工藝研究
1.2.1脫氣
由于海水中溶有的不凝性氣體在低壓條件下將幾乎全部釋放,且又不會在冷凝器內冷凝。這將升高系統的壓力,使蒸發結晶器內壓力高于二相點壓力,破壞操作的進行。顯然減壓脫氣法適合本系統。
1.2.2預冷
海水脫氣后可與蒸發結晶器內排出的濃鹽水和淡化水產生熱交換,預冷至海水的冰點附近。
1.2.3溫度和壓力
它們是影響海水蒸發與結冰速率的主要因素。
1.2.4冰—鹽水是一固液系統
普通的分離方法均可使冰—鹽水得到分離,但分離方法不同,得到的冰晶含鹽量也不同。實驗結果表明減壓過濾方法得到的冰晶含鹽量比常壓過濾方法得到的冰晶含鹽量低得多。
1.2.5蒸汽冷凝
在蒸發結晶器內,除海水析出冰晶以外,還將產生大量的蒸汽,這些蒸汽必須及時移走,才能使海水不斷蒸發與結冰。
2蒸餾法海水淡化及其特點
2.1蒸餾法原理
把海水加熱使之沸騰蒸發,再把蒸汽冷凝成淡水的過程即為蒸餾法。蒸餾法是最早采用的淡化法,其優點是結構簡單、操作容易,所得淡水水質好等。蒸餾法有很多種,如多效蒸發、多級閃蒸、壓氣蒸餾、膜蒸餾等。
2.2蒸餾法特點
多效蒸發是一種較早應用的海水淡化法,由于結垢和腐蝕等問題,后被多級閃蒸法所取代。
2.2.1多級閃蒸
多級閃蒸是一種在20世紀50年展起來的海水淡化法,其原理是海水經過預熱后,進入閃蒸室,該閃蒸室的壓力低于將要進入的鹽水所對應的飽和蒸汽壓力,鹽水進入后即因過熱而進行閃蒸。閃蒸出的蒸汽冷凝后即為淡水。由于它的安全可靠,因此發展迅速,中東許多產油國所建的海水淡化工廠,大多采用多級閃蒸法,并且與發電廠結合。如阿聯酋建造了世界上最大的多級閃蒸海水淡化廠,就是與發電廠聯合生[2]。
2.2.2壓汽蒸餾
利用機械壓縮機把蒸汽壓縮、升壓和升溫(溫度升高10℃左右),并作為加熱和使海水蒸發的熱源,因此壓汽蒸餾在運行后不需外部提供加熱蒸汽,靠機械能轉化為熱能,過程效率高、比能耗低,而且過程不需冷卻水,結構緊湊,但壓汽機造價較高,容易腐蝕、結垢難于進一步大型化。
2.2.3膜蒸餾
熱海水接觸憎水微孔膜,由于膜另一側溫度較低,相應的飽和蒸汽壓亦低,膜面上的海水蒸發并透過膜的微孔到低壓側并在冷凝面凝結為純度較高的淡水。膜只起到汽水分離器和增加蒸發面積的作用。
3電滲析
電滲析是利用具有選擇透過性的離子交換膜在外加直流電場的作用下,使水中的離子定向遷移,并有選擇地通過帶有不同電荷的離子交換膜,從而達到溶質和溶劑分離的過程。電滲析主要有頻繁倒機電滲析(EDR)、填充離子交換樹脂電滲析,電滲析過程對不帶電荷的物質如有機物、膠體、細菌、懸浮物等無脫除能力。因此電滲析用于淡化制備飲用水不是最理想的方法。
4海水反滲透淡化
反滲透海水淡化是一種以壓力為驅動力的膜分離過程,是當今海水淡化領域研究、開發的熱點[3]。
4.1國際反滲透淡化技術發展現狀
目前反滲透膜的脫鹽率高于99.3,透水通量大大增加,抗污染和抗氧化能力不斷提高。反滲透海水淡化的技術進步表現在如下方面:
4.1.1反滲透膜的性能明顯提高
目前的反滲透復合膜系采用芳香族聚胺的材料,特征水通量是1978年的2倍,鹽的透過率大約是1978年的四分之一。
4.1.2功交換器的研制成功
一種新型能量回收裝置已經成功地用于海水反滲透淡化系統上,這種交換器是1998年反滲透海水淡化技術的一個新里程碑。
4.1.3段間能量回收透平的成功應用
段間能量回收透平適合于鹽含量較低的海水淡化系統,它可以增加系統的產水量或降低系統的能量消耗。
4.1.4微濾技術用于海水預處理[4]
采用微濾(或超濾)作為海水反滲透的預處理,不需加入絮凝劑、殺菌劑和余氯脫除劑等化學藥品同時也省去了保安過濾器,此技術由于改進了進水水質,不僅延長了反滲透膜的使用壽命,而且有助于
提高系統的回收率、降低運行費用。
4.1.5納濾技術在預處理中的應用[5]
沙特阿拉伯的SWCC,成功地開發出納濾(NF)作為海水的預處理技術,用于脫除硬度和總溶解固體,從而提高海水反滲透的操作壓力和系統的回收率,保證膜組件的運行安全。
4.1.6淡化成本的明顯下降
由于膜的性能不斷提高,高壓泵和能量回收裝置的性能持續進步,各種預處理新工藝的不斷提出,促使設備的運行管理更為簡單;更由于國際市場一體化的傾向,加大了海水淡化工程公司之間的競爭,使得設備的投資費用不斷降低,從而使反滲透海水淡化的造水成本不斷下降。
4.2國內反滲透海水淡化工程
據初步估計,國內運轉產水量大于100m3/d的反滲透淡化裝置總數量不少于500臺。用于海水淡化的有浙江省山鎮的500m3/d的反滲透淡化工程、浙江省泗縣馬跡山的350m3/d的反滲透淡化工程、以及遼寧省長海縣的1000m3/d的反滲透淡化工程
等。
目前,國內海水所用反滲透復合膜均從國外進口,國產反滲透膜與國外產品還存在一定的差距。反滲透膜是海水淡化的核心,其國產化與產業化若不能解決,勢必影響我國此領域將來的發展。淡化技術的關鍵在于反滲透膜具有較大的透水性和脫鹽率,目前在海水淡化中使用的反滲透膜主要有醋酸纖維素系列膜(CA)和聚酰胺系列膜(PS)。它們均由有機高分子構成,雖然具有制作工藝簡單、成本低等優點,但應用于海水淡化領域也存在著一些不足,如化學穩定性差、機械強度低等。這些缺陷限制了反滲透法處理海水技術的實用化和產業化。無機材料本身性能的優勢,使得無機膜替代有機膜應用在這方面成為可能。預計反滲透技術將是21世紀海水淡化的主要方法,專家普遍認為反滲透海水淡化具有投資費省、能耗低等優點。
5結語
地球上的淡水資源危機今后將愈加嚴重,而海水淡化是解決水問題的唯一途徑。海水淡化的成本是人們最關心的問題,鑒于自來水價格很低,因此淡化成本就不能太高。淡化水的成本是個很復雜的問題,它不僅與淡化方法有關,而且與工藝設計、選材、給水和淡化的水質、比能耗、地理、當地能源價格、投資來源、管理體制有密切關系。比較各種淡化方法,
反滲透淡化法的投資費和運行費都是低的。預計反滲透技術將是21世紀海水淡化的主要方法
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從1998年提出藍牙技術以來,藍牙技術的發展異常迅速。藍牙Bluetooth作為一種新的短距離無線通信技術標準,受到全世界越來越多工業界生產廠家和研究機構的廣泛關注。成立了世界藍牙組織BluetoothSIG,采用技術標準公開的策略來推廣藍牙技術,現已發展成為一個相當大的工業界高新技術標準化組織,全球支持藍牙技術的2000多家設備制造商都已經成為它的會員,一項公開的、全球統一的技術規范得到了工業界如此廣泛的關注和支持在以往是罕見的。藍牙是取代數據電纜的短距離無線通信技術,可以支持物體與物體之間的通信,工作頻段是全球開放的2.4GHz頻段,可以同時進行數據和語音傳輸,傳輸速率可達到10Mb/s,使得在其范圍內的各種信息化設備都能實現無縫資源共享。藍牙技術的應用被認為非常廣泛而且極具潛力。它可以應用于無線設備(如PDA、手機、智能電話、無繩電話)、圖像處理設備(照相機、打印機、掃描儀)、安全產品(智能卡、身份識別、票據管理、安全檢查)、消費娛樂(耳機、MP3、游戲)汽車產品(GPS、ABS、動力系統、安全氣袋)、家用電器(電視機、電冰箱、電烤箱、微波爐、音響、錄像機)、醫療健身、建筑、玩具等領域。藍牙行業對于市場的持續增長感到欣慰,現在沒有人再質疑它的生命力。2002年,400余種藍牙產品的銷量總共達到了3000萬件;而2003年的數字是2002年的2倍。In-Stat/MDR公司預測,藍牙市場的規模在2007年將膨脹到6億件。愛立信技術授權公司的總裁MariaKhorsand表示:“在如此艱難的經濟環境下,藍牙是少數仍在增長的產品之一”。
雖然藍牙技術發展迅速,應用廣泛,市場前景良好,但藍牙技術目前的現狀,特別從2003年的藍牙世界大會所暴露的問題來看,前景仍然不容樂觀。雖然目前藍牙技術在業界受到廣泛的關注,但是仍未獲得消費者的足夠認可。在進行藍牙產品的銷售過程中,沒有很好地為消費者解釋為什么要使用藍牙技術,因為消費者只想使用可行的無線技術,而并不是過分關心它的類別。目前藍牙技術1.0的標準還只能傳輸1Mbit/s的語音和數據,但是2003年推出的藍牙技術2.0標準的傳輸速率可達到12Mb,它還將采用智能跳頻技術可以與1.0的標準兼容。購買了藍牙設備的顧客首先要花幾個小時的時間來研究菜單、配對藍牙設備和設置規則,然后才能連接兩個藍牙系統,使用起來極不方便。互操作性是所有通信設備的重要特性,藍牙產品也不例外。從理論上說只要通過了產品的一致性和互連性測試,互操作性問題就可以得到解決。在目前充滿競爭的無線標準市場,要指明藍牙的未來并不是一件容易的事。一方面,藍牙技術需要不斷改進,以適應醫療電子、工業控制和家電自動化領域的潛在應用,另一方面,許多人警告,隨著數據率的增高,藍牙的市場定位更變得令人困惑。
二、藍牙技術的未來發展
一項新技術的出現,人們對它抱的期望值往往很高,往往短期內不能令人滿意,這是因為任何新技術的發展都需要有一個過程,藍牙技術也不例外;技術標準統一,知識產權共享的優勢是非常明顯的,相信通過業界的共同努力,它未來的發展是不可限量的,從長遠來看可能會超出人們的想象。
芯片價格持續下降。英國CSR生產的主要藍牙芯片產品,目前售價約為7美元~8美元/顆,隨著公司陸續推出新產品,預計秋季時將降價至5美元、而年底時降至3美元左右。
芯片越來越小巧。藍牙的技術界面是專用半導體集成電路芯片,用于嵌入電子器件內。而與用戶直接見面的產品界面則是各種時尚電子產品。因此,藍牙技術要嵌入到電子器件內就要考慮藍牙的芯片尺寸,它必須具有小巧、廉價、結構緊湊和功能強大的特點才能放進蜂窩電話中。向單芯片方向發展。目前已經有所突破,法國AlcatelMicroelectronics等公司在ISSCC2001上發表了用于藍牙的單芯片LSI,CSR公司也推出了嵌入電池中的單芯片藍牙ICBlueCore01。產品具有兼容性。目前的產品一致性測試都已經沒問題,但是無法互通,藍牙只有成為無線通信的“世界語”才有意義。SIG已召集制造商開了兩次會議來測試各自藍牙產品基礎組件間的兼容情況,測試中發現的不兼容情況正在解決之中。與其它技術的共存。
藍牙只是WLAN中重要的技術,有其局限性,WLAN網的實現需要幾種技術的結合。眾多操作系統支持藍牙。微軟公司于2001年上市的Windows操作系統——Whistler也支持藍牙。以IBM為首的眾多計算機廠商正在努力達成協議,為PC平臺制定藍牙標準,以解決不同設備之間的兼容性。干擾問題的解決。美國Mobilian公司推出了兼具無線LAN和Bluetooth功能的芯片組。這個由兩個芯片構成的芯片組具備無線LAN的標準方式IEEE802.11b的無線收發功能和藍牙功能。由于IEEE802.11b和藍牙的載波頻帶都使用2.4GHz頻帶,當同時收發這兩種規格的數據時,有可能引起數據包沖突等電波干擾,一直無法同時應用。Mobilian公司此次開發的芯片組中,通過采用消除電波干擾的方法,實現了兩種規格數據通信的同時進行。最后支持漫游功能。藍牙技術可以在微網絡或擴大網之間切換,但每次切換都必須斷開與當前PAN的連接。為解決此問題,Commil技術公司設計了一種系統,即使在藍牙模式不同入口點之間漫游,仍可以維持連續的、不中斷的數據和聲音交流。這種藍牙網絡技術提供很好的連接,其中一個連接是從一個藍牙入口點出發,在運作中保證不斷開。增加消費者的認知度。作為一種近距離的無線通信技術,藍牙技術并不是唯一的。但是與其他相應的無線通信技術比較起來,藍牙技術的優勢就在于它的全球統一的、開放的技術標準,技術先進與成本低廉的折衷統一考慮,以及世界藍牙組織SIG知識產權共享的巨大誘惑力。
參考文獻:
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[2]郭磊,藍牙的未來[J].電子科技,2007,3.
關鍵詞:網格Globus開放網格服務結構OGSA沙漏結構
2003年10月13日,IBM與中國國家教育部在京宣布,雙方將建立中國教育科研網格以促進全國高校在教育、科研及更廣泛項目上的全面合作。該項目由北京大學、華南理工大學、清華大學等12所大學聯合提出,是迄今由政府推出的最宏大的網格工程,也是迄今為止世界上規模最大的網格計算工程之一。其應用領域包括從生命科學、圖像處理到遠程教育等方面的眾多領域。到網格建成時,它將在教育科研網上把全國100所211工程建設重點大學的資源廣泛共享,并將在該工程完成時達到超過15萬億浮點運算的功能。美國《福布斯》雜志的科技版《ForbesASAP》2001年就曾預言下一代互聯網浪潮將是萬維網(WorldWideWeb)升級為網格(GreatGlobalGrid)。那么到底什么是網格呢?
1網格的涵義
1.1網格概念
網格就是一個集成的計算與資源環境,或者說是一個計算資源池。它能夠把整個互聯網集成為一臺巨大的超級計算機,實現全球范圍的計算資源、存儲資源、數據資源、信息資源、知識資源、專家資源、設備資源甚至是人才等各種相關的廣泛分布的各種資源的全面共享。網格的根本特片是資源共享,消除資源孤島。當然,我們也可以構造地區性的網格、企事業內部網格、局域網網格甚至家庭網格和個人網格。可從以下三方面理解網格概念:
第一,從概念上,網格的目標是資源共享和分布協同工作。網格的這種概念可以清晰地指導行業和企業中各個部門的資源進行行業或企業整體上的統一規劃、部署、整合和共享,而不僅僅是行業或大企業中的各個部分自己規劃、占有和使用資源。
第二,網格是一種技術。為了達到多種類型的分布資源共享和協作,網絡計算技術必須解決多個層次的資源共享和合作技術,制定網格的標準,將Internet從通訊和信息交互的平臺提升到資源共享的平臺。但是目前并行計算、分布計算中間件等現行技術遠遠沒有解決多組織之間資源的共享問題,以及廣域范圍的多系統之間聯合處理和計算等網格計算所面臨的關鍵問題。因此,網格計算技術研究具有獨特性、緊迫性和挑戰性。
第三,網格是基礎設施,是通過各種網格綜合計算機、數據、設備和服務等資源的基本設施。這種設施的建立,將使用戶如同今天我們按需使用電力一樣,無需在用戶端配套大量的全套計算機系統和復雜軟件,就可以簡便地得到網格提供的各種服務。這樣,設備、軟件投資和維護開銷將大大減少。
圖1
1.2網格組成
網格環境的構建層次如圖1所示,主要由資源、中間件、工具軟件和應用程序等幾部分組成。其中資源由分布在Internet上的各類資源組成,包括各類主機、工作站甚至PC機,也可以是上述機型的機群系統、大型存儲設備、數據庫或其他設備。中間件是網格計算的核心,負責提供遠程進程管理、資源分配、存儲訪問、登錄和認證、安全性和服務質量(QoS)等。工具軟件和應用程序提供用戶二次開發利用的環境、工具、語言及接口等,以便更好地利用網格資源。
1.3網格的判斷標準
證判一個系統是否是網格,從根本上說,必須看此系統所能提供的應用、商業價值和科學結論,而不是它的系統結構。全球網格研究的鄰軍人物伊安·福斯特(IanFoster)對于網格作為三點限制:
首先,協調非集中控制資源。網格整合各種資源、協調各種使用者。這些資源和使用者在不同控制制域中,比如,個人電腦和中心計算機、相同或不同公司的不同管理單元;網格還解決在這種分布式環境中出現的安全、策略、使用費用、成員權限等問題。否則,只能稱得上本地管理系統而非網格。
其次,使用標準、開放、通用的協議和界面。網格建立在多功能的協議和界面之上,這些協議和界面解決認證、授權、資源發現和資源存取等基本問題。否則,只能是一個具體應用系統而非網格。
其次,使用標準、開放、通用的協議和界面。網格建立在多功能的協議和界面之上,這些協議和界面解決認證、授權、資源發現和資源存取等基本問題。否則,只能是一個具體應用系統而非網格。
第三,得到非平凡的服務質量。網格允許它的資源被協調使用,以得到多種服務質量,滿足不同使用者需求,如系統響應時間、流通量、有效性、安全性及資源重定位,使得聯合系統的功效比其各部分的功效總和要大得多。
2網格的體系結構
目前,比較重要的網格體系結構有兩個:一個是伊安·福斯特(IanFoster)等在早些時候提出的五層沙漏結構;另一個是以IBM為代表的工業界的影響下,在考慮到Web技術的發展與影響后,伊安·福斯特(IanFoster)等結構WebService提出的開放網格服務結構OGSA(OpenGridServicesArchitcture)。
2.1五層沙漏結構
五層沙漏結構是一種影響十分廣泛的結構,它的主要特點就是簡單,主要側重于定位的描述而不是具體的協議定義。其基本思想就是以"協議"為中心,也十分強調與API(ApplicationProgrammingInterfaces)和SDK(SoftwareDevelopmentKits)的重要性。
五層沙漏模型從底層開始分別為構造層、連接層、資源層、匯聚層和應用層。
網格構造層由各種物理資源所構成,包括存儲資源、計算資源、目錄、數據庫、網絡資源、傳感器等,構造層的基本功能就是控制和管理局部的資源,向上提供訪問這些資源的接口。
網格連接層實現構造層資源之間的通信、數據交換,定義了核心的通信和認證協議。
網格資源層建立在連接層的通信與認證協議之上,工、提供數據訪問、計算機訪問、狀態與性能信息訪問等服務。它考慮的是單個的局部資源,全局狀態和跨越分布資源集合的原子操作由匯聚層考慮。
網格匯聚層的主要功能是協調“多種”資源的共離,協同完成任務。匯聚層在資源基礎上,實現更高級的應用。匯聚層可分為通用的匯聚層和面向特定問題的匯聚層。
網格應用層是在虛擬組織環境中存在的,應用可根據上面作一層次上定義的服務來構造,它可以調用資源層的服務,也可以調用匯詞聚層的服務,從而滿足應用需求。拿電力系統做個比喻,前四個層次就相當于發電廠、電網、變電所和配電房,而應用層相當于住宅里的電閘、電表和電源插座。
其另一個重要特點就是沙漏形狀,如圖2所示。核心協議就形成了協議層次結構中的一個瓶頸,資源層和連接層共同組成這一核心的瓶頸部分,它們提供資源的安全訪問。
2.2開放網格服務結構OGSA
開放式的網格服務體系OGSA是一個由節點和連線構成的框架。該框架的節點是網格服務而網格服務之間的連線是網格服務相互交流時所用的語言。網格服務是特殊的網絡服務專供用來維持和管理網格體系。
OGSA網格也為五層結構,其結構同五層沙漏結構,自下而上為結構層、連接層、資源層、匯聚層及應用層。但OGSA結構較五層沙漏結構有著以下特點:
(1)以服務為中心的模型
如果說五層沙漏結構是以協議為中心的“協議結構”,其試圖實現的是對資源的共享,則OGSA就是以服務為中心的“服務結構”,其實現的是對服務的共享。OGSA將一切看作服務,并定義了“網格服務”,該服務提供了一組接口,這些接口明確遵守特定的慣例,解決服務發現、動態服務創建、生命周期管理、通知等問題。因此,網格是可擴展的網格服務的集合。簡單地說,網格服務=接口/行為+服務數據。
(2)統一的WebService框架
WebService描述了一種新出現的、重要的分布式計算范式,定義了一種技術,用于描述被訪問的軟件組件、訪問組件的方法以及找到相關服務才蝗發現方法,解決了發現和激發永久服務的問題。OGSA是符合標準的Webservice框架的。但是在網格中,大量的是臨時服務,因此OGSA對Webservice進行了擴展,提出的是網格服務(GridService)的模仿,使得它可以支持臨時服務實例,并且能夠支柱創建和刪除。
(3)突破科技應用領域
正如Web技術一開始是科學協議而出現的,但是后來在商業領域卻大量使用一樣,OGSA將原來主要在科技領域應用的網格技術轉移到工商業領域。OGSA而向服務的特點允許我們在不同的層次虛擬化資源,因此相同的機制與抽象可以應用于多個組織之間的分布式網格支持的協作,或者是跨越多個特點主要環境。
2.3應用實例:Globus系統
Globus是美國Argonne國家實驗室研發的網絡計算項目,有12所大學和研究機構參加該項目。Globus對資源管理、信息安全、信息服務、數據管理等網絡計算關鍵理論進行了研究,開發了在各種平臺上運行的網絡計算工具軟件(Toolkit),幫助組建和規劃大型網絡試驗平臺,開發大型網絡系統運行的應用軟件。Toolkit是Globus最重要的成果,其第一版在1999年推出。2003年1月13日,符合OGSA規范的GlobusToolkit3.0(Alpha版)已經在第一屆Globusworld會議上。這標志著OGSA已經從一種理念、一種體系結構,走到付諸實踐的階段了。Toolkit開放源碼,任何人都可以從其網站上直接下載源代碼。
Globus的協議分為五層:構造層、連接層、資源層、匯集層和應用層。每層都有自己的服務、API和SDK,上層協議調用下層協議的服務。網格內的全局應用都通過協議提供的服務調用操作系統。Globus的網格計算協議建立在互聯網協議之上,以互聯網協議中的通信、路由、名字解析等功能為基礎。在Globus看來,現有的共享方案,比如互聯網、B2B、ASP、SSP、Java、CORBA、DCE等,要么在共享配置的靈活性上、要么在共享資源種類上不能完全滿足虛擬組織的需要。同時,Globus并不試圖取代現有技術,而是希望在現有技術之上建立更高層次的共享。為了有效支持網格計算環境,Globus工具包針對Globus項目中提出的各種協議,提供了一系列的服務、軟件庫、編程接口(API)和使用例子。
迄今為止,GlobusToolkit已經成為事實上的網格標準。一些重要的公司,包括IBM、Microsoft、Compaq、Cray、SGI、Sun、Fujitsu、Hitachi、NEC等公開宣布支持GlobusToolkit。目前大多數網格項目都是基于GlobusToolkit所提供的協議及服務而建設的,例如美國的物理網格GriPhyN、歐洲物數據網格DataGrid、荷蘭的集群計算機網格DAS-2、美國能源部的科學網格、DISCOM網格、美國學術界的TeraGrid等等。
3網格的研究歷史與現狀
從美國、日本及歐洲的發達國家到印度這樣的發展中國家都啟動了大型網格研究計劃,并得到了產業界的大力支持。網格的發展到目前為止基本上可以劃分為以下幾個階段:
一是萌芽階段:在上個世紀90年代初期,主要是千兆網的測試床以及一些元計算的實施。
二是早期實驗階段:在上個世紀90年代中期到晚期,如I-WAY項目,還包括一些學術性的軟件項目,例如Globus、Legion等。
三是飛速發展階段:2002年以來,出現了大量的應用社團和項目,主要基礎市話的開發和使用,工業界對網格計算的興趣在增長,例如IBM、Platform、Microsoft、Sun、Compaq等重要的公司。同時也出現了一比較顯著的技術基礎,如GlobusToolkit,形成了具有相當規模和世界影響的全球網格論壇GGF(GlobalGriaForum)組織。
目前,IBM是網格系統和服務方面的領先供應商,已經為很多科技團體、政府機構、商業化用戶的網格系統提供了產品和服務,其中包括英國國家網格、荷蘭國家各、北卡州的生物網格等等。美國太陽微系統公司2002年了“網格引擎”企業版的測試版。HP公司也提出了UtilityComputing計劃和UtilityDataCenter產品。Oracle公司2002年11月推出面向網格的基于Globus的數據庫應用工具。2008年北京奧運會的計算機信息處理系統將應用網格,IBM、Oracle、SUN、NP都已推出了一系列可應用網格的產品。日本文部科學省2003年5月決定投資700億日元開發超大型網格計算機,它出現在世界上運算速度最快的計算機還快近10倍,將達每秒300萬億次。
我國“十五”863計劃的高性能計算專項和軟件專項等重大科研項目都與網格技術相關。目前,我國已開展了“國家高性能計算環境”和“先進計算基礎設施北京上海試點工程”兩個項目,對網格計算進行研究。中科院計算所正在進行的“織女星計劃”(Vega計劃)正是以元數據、構件框架、智能體、網格公共信息協議和網格計算協議為主要突破點對網格計算進行的研究。
4網格存在問題及發展前景
4.1存在問題
下一代互聯網技術是完全嶄新的,從光纖到路由器、交換機、上層服務器、操作系統、各種系統軟件和應用軟件都將產生革命性的變革。因而,在網格的發展道路上,Globus和它的各種替代版本將面臨巨大障礙。為實現網格的廣泛應用,還必須解決下列問題:
(1)標準是成功關鍵。就像TCP/IP協議是互聯網的核心一樣,構建網格計算也需要對標準協議和服務進行定義。迄今為止,網格計算還沒有正式的標準,但在核心技術上,GlobusToolkit已成為網格計算事實上的標準。
(2)網格資源動態分配問題。如何在動態、異構虛擬組織間實現協同的資源共享以及協同是網格中非常重要的問題。已有的一些并行和分布計算系統的資源分配技術,并不能很好地適應計算網格資源分配問題的特點。
(3)數據通過因特網時形成的延遲問題。智能軟件應確保按時傳送數據,否則,網格處理問題的手段將被限定在“并行運算”。并行計算在不同的機器上完成,某一臺計算機不需要等待另一臺計算機的處理結果。
(4)目前互聯網的數據傳輸能力不足問題。為此,發展網格要和建設下一代寬帶互聯網(如美國的“下一代Internet(NGI)”和“Internet2等”)結合起來。另一方面,采用無線移動和衛星通信,也是一種現實的途徑。
(5)進一步解決人機結合問題,使網絡格更加個性化、智能化和科學化。
(6)通過法律的手段解決網上資源共享中的智能產權、相互信任和報酬等問題以及如何保障網格計算的安全性、認證和可靠性等。
隨著國民經濟和社會發展的信息化,人們要通信息化開創新的工作方式、管理方式、商貿方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、醫療保健方式以及消費與生活方式。無線通信也從固定方式發展為移動方式,移動通信發展至今大約經歷了五個階段:
第一階段為20年代初至50年代初,主要用于艦船及軍有,采用短波頻及電子管技術,至該階段末期才出現150MHZVHF單工汽車公用移動電話系統MTS。
第二階段為50年代到60年代,此時頻段擴展至UHF450MHZ,器件技術已向半導體過渡,大都為移動環境中的專用系統,并解決了移動電話與公用電話網的接續問題。
第三階段為70年代初至80年代初頻段擴展至800MHZ,美國Bell研究所提出了蜂窩系統概念并于70年代末進行了AMPS試驗。
第四階段為80年代初至90年代中,為第二代數字移動通信興起與大發展階段,并逐步向個人通信業務方向邁進;此時出現了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdmaOne、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各類系統與業務運行。
第五階段為90年代中至今,隨著數據通信與多媒體業務需求的發展,適應移動數據、移動計算及移動多媒體運作需要的第三代移動通信開始興起,其全球標準化及相應融合工作與樣機研制和現場試驗工作在快速推進,包括從第二代至第三代移動通信的平滑過渡問題在內。
2無線通信領域的未來發展趨勢
首先,無線通信領域各種技術的互補性日趨鮮明。這主要表現在不同的接入技術具有不同的覆蓋范圍,不同的適用區域,不同的技術特點,不同的接入速率。比如3G和WLAN、UWB等,都可實現互補效應。3G可解決廣域無縫覆蓋和強漫游的移動性需求,WLAN可解決中距離的較高速數據接入,而UWB可實現近距離的超高速無線接入。因此,在政策上我們應該綜合推進各種無線接入的發展,推進組網的一體化進程,通過建網的接入手段多元化,實現對不同用戶群體的需求覆蓋,達到市場細分和業務的多元化,解決移動通信發展不均衡的狀況。
其次,我國政府應該給企業配置更多的無線頻率資源,推進不同技術相關頻譜的規劃和應用工作。這樣才有利于不同的企業根據不同的發展策略和市場需求,綜合地規劃自己的無線通信網絡,實現資源的有效配置和利用。當然,政府也需要加強對有限頻率資源的管理,對于企業閑置不用的頻率占用,考慮適當的手段予以收回。
其三,從公眾移動通信網絡發展來看,3G已經成為全球包括中國移動網絡演進的主要進程。從歐美發達國家的經驗來看,由于其移動話音用戶的普及率高,通過發展用戶實現增長的模式已成為歷史。因此,他們期望通過3G搭建更大的業務平臺,從而實現利潤的新來源。由于3G技術的成熟,目前3G商用網絡部署已經在全球范圍內啟動。就我國而言,也要借鑒歐美的經驗,在用戶數量增長放緩之前,就應提前培育新興移動市場。目前,政府應該開始積極考慮3G牌照發放和商用問題,把握住這個移動業界的巨大歷史機遇。
其四,從寬帶無線接入技術來看,全球該領域發展十分火熱。該領域的發展呈現出向高帶寬快速躍進、覆蓋范圍逐步擴張的趨勢。未來,該領域還可能出現更強大的新技術,從另一個角度對整個無線通信產業起到推進作用。但從近期來看,我們對寬帶無線接入技術發展應該有一個理性的態度和科學的把握。目前的寬帶無線接入技術主要集中在固定環境下的高速接入,其移動性和話音支持能力無法和公眾移動通信網絡抗衡。在發展中,我們應該從全局的觀點來把握,使之成為與移動網絡互補的重要技術手段,這樣既可以充分發揮其技術個性,又防止出現不必要的資源競爭和浪費。
其五,移動與無線技術在演進中走向融合。當前,移動、無線技術領域正處在一個高速發展的時期,各種創新移動、無線技術不斷涌現并快速步入商用,移動、無線應用市場異常活躍,移動、無線技術自身也在快速演進中不斷革新。在網絡融合的大趨勢下,3G、WiMAX、WLAN等各種移動、無線技術在演進中相互融合。
在多元融合的大趨勢下,3G、WiMAX、WLAN等各種無線技術在競爭中互相借鑒和學習,涌現出了同時被上述無線技術采用的新型射頻技術,如MIMO和OFDM技術等。與此同時,在以ITU和3GPP/3GPP2為引領的蜂窩移動通信從3G到E3G,再走向B3G/4G的演進道路上,以及IEEE引領的無線寬帶接入從無線個人域網到無線局域網、無線城域網,再到無線廣域網的演進道路上,都開始增加對方的內容,例如:移動通信不斷強化寬帶傳輸性能,無線寬帶接入不斷增強漫游性能以及安全性能。
借鑒WiMAX的高速數據傳輸特性,蜂窩移動通信啟動了LTE,即“3G長期演進”項目,用以增強寬帶傳輸性能。LTE的確立,令蜂窩移動通信系統的技術線路與定位為“低移動性寬帶接入”的WiMAX有了很多的相似之處。
在“無線+寬帶”的大趨勢下,無論是蜂窩移動通信技術還是WiMAX、WLAN等無線寬帶技術,都面臨著同樣的考驗:信道多徑衰落和頻譜效率。在這樣的情況下,OFDM和MIMO就成為各種無線技術的共同選擇。OFDM在解決多徑衰落問題的同時,增加了載波的數量,造成了系統復雜度的提升和帶寬的增大;MIMO則能夠有效提高系統的傳輸速率,在不增加系統帶寬的情況下提高頻譜效率。因此,OFDM和MIMO的結合,成為推動“無線+寬帶”發展的重要力量。
其六,更遠的未來,按當前專家們的預想,通信信息網絡將向下一代網絡NGN融合。在未來NGN概念中,固定網絡將形成一個高帶寬、IP化、具有強QoS保證的信息通信網絡平臺。在這一平臺上,各種接入手段將成為網絡的觸手,向各個應用領域延伸。而3G、寬帶固定無線接入、各種無線局域網或城域網方案,都將成為大NGN平臺的延伸部分。從而形成集固定無線手段于一體,各種接入方式綜合發揮效用,各種業務形成全網絡配置的一體化綜合網絡。當然,這一進程將是漫長的,也必將遇到很多挫折。
由于無線通信網絡存在的帶寬需求和移動網絡帶寬不足的矛盾,用戶地域分布和對應用需求不平衡的矛盾以及不同技術優勢和不足共存的矛盾,因此,決定了發展無線通信網絡需要綜合運用各種技術手段,從全局和長遠的眼光出發,采取一體化的思路規劃和建設網絡。發揮不同技術的個性,綜合布局,解決不同區域、不同用戶群對帶寬及業務的不同需求,達成無線通信網絡的整體優勢和綜合能力。對此,我國政府管理部門也應該積極為運營商配備充足的頻譜資源,為其綜合規劃提供有力的支撐和保障。
總之,無線通信中期未來的發展趨勢表現為:各種無線技術互補發展,各盡所長,向接入多元化、網絡一體化、應用綜合化的寬帶無線網絡發展,并逐步實現和寬帶固定網絡的有機融合。
(一)基本概況
我國旅游網站1996年出現,目前具有一定旅游資訊能力的網站已有5000多家。其中專業網站300余家,主要包括地區性網站、專業網站和門戶網站的旅游頻道三大類。地區性網站主要是當地景點、景區風光的介紹,總體實力較差,信息量少,效益難以保證。專業旅游網站主要進行旅游中介業務,包括傳統旅行社建立的網站和專業電子商務網站兩類,前者有中青旅網、國旅網等,康輝還開通了國內第一家出境旅游網站(介紹出境旅游報名參團、辦理護照、簽證、邊防、海關等知識),后者中比較成功的有攜程旅游網、E龍網、華夏旅行網等。
2002年,我國國家旅游信息化工程——金旅工程將建設“旅游目的地營銷系統”作為其電子商務部分的發展重點,旨在將其建成信息時代中國旅游目的地進行國內外宣傳、促銷和服務的重要手段。經過一年多的努力,全國“旅游目的地營銷系統”的中心平臺建設初具規模。于是,各大旅行社抓住這一商機,紛紛“觸網”,打算來一場旅游網站的大比拼。但由于信息匱乏,與傳統的旅游業相脫節,因此大多數旅游網站無法給上網用戶提供充分的信息資源。為了解決這些問題,各大網站都在積極努力地充實自己,像我們所熟悉的老牌旅游網站——華夏旅游網()、中國旅游資訊網(),還有新近推出的上海攜程旅游網()和北京的再見城市網站()等,都使出了十八般武藝,各顯神通。華夏旅游網憑借自己出身于中國國際旅行總社和在旅游信息方面的優勢,為用戶提供了充足的信息源和售后服務。華夏旅游網又于1999年12月與公司合資聯營新公司I-travel,進一步推動了網上旅游的服務,拓展了服務層面。因集合了華夏旅游網的實力及超級入門的吸引力,I-travel為世界各地的旅客及業界人土帶來了各種不同的旅游訊息及服務,也把內地旅游推廣到了全世界。可見,電子信息技術在旅游業的應用就是指通過現代網絡信息技術手段實現旅游商務活動各環節的電子化,既包括通過網絡、交流旅游基本信息和旅游商務信息,以電子手段進行旅游宣傳促銷、開展旅游售前售后服務;進行電子旅游交易,也包括旅游企業內部流程的電子化及管理信息系統的應用等。
(二)發展特點
旨在發展旅游電子商務的旅游網站建設突破了傳統旅游經營模式與手段,建立起現代旅游管理信息系統,克服了單純的規模擴張而導致的機構龐大、管理失效的弊病,形成規模化、標準化和集群化的旅游發展新格局。并在此基礎上形成生態學中所說的“環境系統”和“共棲”現象。具體表現為不同的“生物種群”(如信息化旅游企業、專業旅游網站、電子商務平臺、電子分銷系統)共存于“旅游電子商務生態圈”中,在自己的生態位置上各司其職,并且該生態圈中存在著外部使用者對旅游電子商務網站/系統的選擇和旅游電子商務網站原統之間的競爭;同時,共棲的“生物種群”之間有某種物質、能量和信息的交流,從而相互補充,相互影響。
我們可從五個方面來闡釋旅游電子商務網站原統共棲現象:(1)用戶生活在有多種選擇的旅游電子商務環境之中。旅游者在通過網絡途徑搜尋旅游信息或預訂旅游產品時,可以訪問多個旅游網站,包括地方性、全國性或全球性旅游資訊服務網,旅游企業網站,專業旅游電子商務預訂網站等等,可在一個網站查詢旅游信息,在另一個網站預訂旅游產品。旅游企業可選擇加入全球分銷系統、區域性電子分銷系統、計算機預訂系統、互聯網旅游電子商務平臺或自行建立網站推廣銷售自己的產品;(2)各類旅游電子商務網站/系統的天然差異以及個別旅游電子商務網站/系統的差別化定位造成了共棲現象。第一,基于互聯網的旅游電子商務網站,與基于專網和電子數據交換的計算機預訂系統、全球分銷系統具有功能特性和應用范圍上的天然差別性;第二,旅游電子商務網站/系統為了適應服務對象的需要而主動實施的差別化定位是造成共棲現象的另一個主要原因。一種是內容上的差別化,如有大而全的旅游網和小而專的旅游網,有偏重提供旅游資訊的旅游網和偏重提供預訂交易的旅游網;另一種是范圍上的差別化,即有地方性網站/系統,有全國性網站/系統,有全球性網站/系統。每個旅游電子商務網站/系統會根據自身的實力以及周圍的競爭環境決定自己定位在旅游電子商務生態環境的哪一個層次;(3)各旅游電子商務網站/系統間常常彼此合作。其方式包括:旅游商務信息交換;共用信息資源,合作建設網絡內容、網站頻道;信息內容的多點鏡像;信息數據庫合作;網站之間的友情鏈接或相互導航等等。這類網站原統間的合作能使網站有效提高信息內容被訪問的頻率,促進信息資源的高效利用。為保證信息交換和傳播的實時暢達、廣域連通,發達國家已提出了旅游網站/電子商務系統標準化的信息格式和數據交換接口。(4)生態環境同樣存在“優勝劣汰,適者生存”的規則,在旅游電子商務發展中這種規則就是我們熟識的“市場規律”。電子商務是一種通過特定手段實現的商務活動,在這一活動中,客戶資源是一種稀缺資源,發展電子商務的目的是獲取這一資源從而獲利,于是必然展開市場競爭。由于市場是可細分的,因此從競爭主角而言,在對市場資源的爭奪過程中,旅游電子商務網站原統建設者必須決定進軍哪一領域的市場,在這個市場中將自己定位于何種層次,要準確判斷是否可以獲得足夠規模并有利可圖的市場份額。正是這種市場競爭的力量,不但造就了旅游電子商務網站原統生態共棲的現實,同時使旅游電子商務網站原統共棲的結構始終處在動態的演化過程中。(5)旅游電子商務網站/系統的共棲現象還表現在對共同外部環境的依托上。旅游業中不同的旅游電子商務網站/系統需要共同依托于社會第三方提供的電子支付、物流和認證服務才能發揮完整的功能,并在共同的法律法規、市場管理環境中成長。
2、電子信息技術在我國旅游業的發展態勢
由于網上旅游服務的信息全面,且獲取方式簡便,人們紛紛轉向從網上獲取旅游信息、確定旅游路線、報名參加旅游團隊、訂機票、訂酒店等。據悉,廣東最大的旅行社——廣之旅的專業網站——中國旅行熱線在2005年“十一”期間接到的訂機票和酒店的網上訂單和自助游的網上報名,都比平時增加了30%-40%。2005年“五一”期間,攜程旅行網的酒店預訂量達到了7900間/夜,酒店、機票和度假的節前預訂量都比2004年增長了300%以上。火爆的旅游市場帶來了旅游網站的全線飄紅。
電子商務在我國旅游業主要有以下幾個方面的發展態勢。
(一)旅游業電子商務成為旅游產品最佳展示臺
旅游網站可向游客提供無所不有的旅游信息服務,諸如旅游路線、景點、飯店、交通、氣象、人文及旅游常識、注意事項、旅游觀感、貨幣兌換等,而且這些旅游信息多是圖、文、聲、像并茂。旅游電子商務不僅可使游客從網上輕松地收集詳盡的動態信息,而且還可提供虛擬旅游產品,給消費者以身臨其境之感。比如,利用多媒體技術,可在網上建立虛擬客房,讓游客在笑容可掬的服務員帶領下,進入虛擬客房的三維空間,享受服務員為你提供的沏茶、放音樂等服務;并且可隨著服務員悅耳動聽的介紹,游覽客房內的裝潢、設施,查看飯店的服務項目,了解客房電器按鈕的使用方法等。這樣的虛擬產品使酒店的有形產品與無形服務達到最完美的結合。其不但使人們“足不出戶、暢游天下”的夢想成為現實,而且也迎合了大眾“看貨訂物”的消費心理。這一切是傳統旅游服務所無法比擬的,而且其成本遠比傳統宣傳媒體低得多。
旅游網站上有覆蓋中國乃至世界的最廣泛的旅游目的地指南,可以為消費者提供全面的旅游資訊服務,并可為游客的決策提供參考信息,起到了一個自然的導購作用。旅游網站還實現了旅行產品的網上一站式服務,包括酒店、機票和旅行路線的預訂等,并實現了在線支付旅游費用,免去游客攜款外出的麻煩,方便游客對旅游產品的訂購。此外,旅游網站可突破時空的限制,為消費者提供全天候、跨地域的服務。尤為重要的是旅游電子商務提供的具有競爭力的產品價格,給旅客帶來實惠,從而受到消費者的青睞。
(二)電子商務與旅游網站接軌
涉及旅游業的電子商務除了選擇優質的旅游產品供應商,督促和協助旅游目的地不斷完善與旅游行為相關的諸如交通、住宿、娛樂、景區建設等“硬件”設施、“軟件”服務外,還與旅游網站有良好的接軌。以廣西桂林旅游業為例,目前桂林帝苑酒店(cbw.con/hotel/royalgarden)、桂林伏波山大酒店(/hotel/fubo-guilin/)、桂林環球大酒店(/hotel/univer-sal-guilin/)、桂林國旅(/)等均有自己的網站或網頁,如何以旅游需求為導向,通過公司的網站與網絡很好地接軌,成為值得關注的問題。專業旅游網站發展電子商務需要有強大的專業產業資源做后盾,同時品牌、資本投入和支付方式等問題的徹底解決也需要一個漸進的過程。另外,在網絡站點設計風格、網絡報價、網絡預訂處理、網絡客源分析、網絡客人接待、客人資料保存整理等方面,尚有大量工作要做。因此,國內旅游網站需要改革以往“大而全”的模式,向專業細分的行業商務門戶轉變,將增值內容和商務平臺緊密集成,充分發揮互聯網在信息服務方面的優勢,使旅游電子商務真正進入“PA用戶需求為中心”的實用階段。同時,網絡工作者還應該拓寬視野,針對我國旅游的客源國情況提供不同版本的網上資料,如英文版、日文版、法文版等,積極接納全球的訪問者。但在這一點上,桂林的旅游網站出現了一個值得注意的問題:桂林伏波山大酒店、桂林環球大酒店、榕湖飯店/hotel/ronghu/index.html)等涉外飯店的網頁上,介紹說明都是英文的,僅有桂林帝苑酒店提供了中英文兩個版本。這個老牌旅游城市的旅游企業在招徠外國游客、給他們提供方便的同時,怎么把國內游客給遺忘了呢?旅游網站只注重國際游客或國內游客都不能算完善,只有齊頭并進,才是發展的最佳模式。由此可見,我國旅游電子商務要實現真正的規模效應,還有很長的一段路要走。
(三)旅游業電子商務以增值服務為目標
當前,我國旅游網站不少,但真正從事電子商務活動、具有影響力的網站卻為數不多。很多旅游網站僅限于做旅游產品的介紹或廣告宣傳,即使有網上銷售,也僅僅限于酒店客房的預訂,無法滿足游客對住、行、游的基本需求,更談不上滿足消費者自助游等個性化要求了。桂林喜來登飯店是一家五星級飯店,該飯店近幾年來先后加盟國內多個旅游網站,但通過網上銷售帶來的散客幾乎全是來自攜程旅行網一家旅游網站。由此可見,興建規模大、覆蓋面廣、影響力大、知名度高、可提供旅游“一條龍”全程服務及滿足個性化自助服務要求的旅游網站,是旅游電子商務欣欣向榮、縱深發展的關鍵所在。酒店客房預訂是旅游產品銷售的主要內容之一,但目前的酒店客房預訂中,存在的最大問題是不能直接向客戶反映客房的實時狀況,即使是國內“訂房老大”攜程旅行網也沒有做到這一點。在這一問題上,我們應向香港珀麗酒店學習。被譽為電腦化精品酒店的香港珀麗酒店(Rosedale)的網絡預訂系統——塞雷納塔預訂酒店(Serenata′sBookHotel)確屬當今亞洲之最。訪問珀麗酒店的網站,只要一按“預訂”按鈕,系統就馬上與酒店內部的Fidelio數據庫實時聯接,向客戶提供最近一分鐘的客房銷售情況和促銷優惠的報價。客人選定房間后,系統立即提供由星東網(StarEastNet)和中國銀行聯合構建的支付平臺,從而獲得客人信用卡的詳細資料和預付款。預訂—旦確認,馬上通過塞雷納塔的電子郵箱通知客人。如此快捷、簡便的實時預訂確實讓人耳目一新。解決這一問題的關鍵是網上預訂系統必須與飯店內部局域網中管理系統的數據庫相連,只有這樣,才能免去網站與飯店確認預訂的周折,為客戶提供更優質高效的服務,提高旅游網站的訪問率。
(四)在線旅游經營商的“兩極分化”
中國第二大在線旅游服務提供商藝龍網信息技術北京)有限公司(以下簡稱e龍)在2006年7月30日宣布:國際在線旅游巨頭InterActiveCorp公司(Nasdaq:IACI,以下簡稱IAC)以6000萬美元的代價,獲得了e龍300的股權間。這意味著,IAC向進軍中國旅游市場的目標邁出了重要的一步。此前不久,e龍的主要競爭對手、中國最大的在線旅游服務提供商攜程旅行網(Nasdaq:CTRP,以下簡稱攜程),繼2005年年末在納斯達克成功上市募集資金400余萬美元之后,接受了日本網絡零售商樂天(Rakuten)1.09億美元的注資,樂天因此獲得攜程21.6%的股權。外國資本對中國旅游電子商務網站的一系列注資行為,表明中國在線旅游服務市場已經發展到了足以吸引他們的規模。旅游業和互聯網正在進行越來越緊密的聯合,全球范圍內的在線旅游服務市場開始加速布網。
在線市場中有競爭力的旅游銷售商有兩種:一是大型旅游電子商務網站(如和)或全球化旅游企業集團(如和),它們的優勢是能提供種類多樣、數量巨大的旅游產品。在歐美,一些大型旅游網站提供的旅游產品竟達三四萬種之多,充分滿足了旅游者的多樣化需求和比較選擇愿望。二是提供特色旅游產品或服務的小型旅游企業,它們的優勢是小而精,專門服務于小的細分市場,并在他們從事的領域成為專家。