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電纜通信:雙絞線、同軸電纜等。市話和長途通信。調制方式:SSB/FDM。基于同軸的PCM時分多路數字基帶傳輸技術。光纖將逐漸取代同軸。
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。
目前的IP協議是由32位二進制數組成的,如202.0.96.133就表示連接到因特網上的計算機使用的IP地址,在整個因特網上IP地址是唯一的。
【論文摘要】:在許多基于單片機的應用系統中,系統需要實現遙控功能,而紅外通信則是被采用較多的一種方法。紅外通信具有控制簡單、實施方便、傳輸可靠性高的特點,是一種較為常用的通信方式。
在許多基于單片機的應用系統中,系統需要實現遙控功能,而紅外通信則是被采用較多的一種方法。紅外通信具有控制簡單、實施方便、傳輸可靠性高的特點,是一種較為常用的通信方式。紅外線通信是一種廉價、近距離、無線、低功耗、保密性強的通訊方案,主要應用于近距離的無線數據傳輸,也有用于近距離無線網絡接入。從早期的IRDA規范(115200bps)到ASKIR(1.152Mbps),再到最新的FASTIR(4Mbps),紅外線接口的速度不斷提高,使用紅外線接口和電腦通信的信息設備也越來越多。紅外線接口是使用有方向性的紅外線進行通訊,由于它的波長較短,對障礙物的衍射能力差,所以只適合于短距離無線通訊的場合,進行"點對點"的直線數據傳輸,因此在小型的移動設備中獲得了廣泛的應用。
1. 紅外通信的基本原理
紅外通信是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體,即通信信道。發送端將基帶二進制信號調制為一系列的脈沖串信號,通過紅外發射管發射紅外信號。接收端將接收到的光脈轉換成電信號,再經過放大、濾波等處理后送給解調電路進行解調,還原為二進制數字信號后輸出。常用的有通過脈沖寬度來實現信號調制的脈寬調制(PWM)和通過脈沖串之間的時間間隔來實現信號調制的脈時調制(PPM)兩種方法。
簡而言之,紅外通信的實質就是對二進制數字信號進行調制與解調,以便利用紅外信道進行傳輸;紅外通信接口就是針對紅外信道的調制解調器。
2. 紅外通訊技術的特點
紅外通訊技術是目前在世界范圍內被廣泛使用的一種無線連接技術,被眾多的硬件和軟件平臺所支持:
⑴ 通過數據電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉換實現無線的數據收發;
⑵ 主要是用來取代點對點的線纜連接;
⑶ 新的通訊標準兼容早期的通訊標準;
⑷ 小角度(30度錐角以內),短距離,點對點直線數據傳輸,保密性強;
⑸ 傳輸速率較高,目前4M速率的FIR技術已被廣泛使用,16M速率的VFIR技術已經。
3. 紅外數據通訊技術的用途
紅外通訊技術常被應用在下列設備中:
⑴ 筆記本電腦、臺式電腦和手持電腦;
⑵ 打印機、鍵盤鼠標等計算機外圍設備;
⑶ 電話機、移動電話、尋呼機;
⑷ 數碼相機、計算器、游戲機、機頂盒、手表;
⑸ 工業設備和醫療設備;
⑹ 網絡接入設備,如調制解調器。
4. 紅外數據通訊技術的缺點
⑴ 通訊距離短,通訊過程中不能移動,遇障礙物通訊中斷;
⑵ 目前廣泛使用的SIR標準通訊速率較低(115.2kbit/s);
⑶ 紅外通訊技術的主要目的是取代線纜連接進行無線數據傳輸,功能單一,擴展性差。
5. 紅外通信技術對計算機技術的沖擊
紅外通信標準有可能使大量的主流計算機技術和產品遭淘汰,包括歷史悠久的調制解調器。預計,執行紅外通信標準即可將所有的局域網(LAN)的數據率提高到10Mb/s。
紅外通信標準規定的發射功率很低,因此它自然是以電池為工作電源的標準。目前,惠普移動計算分公司正在開發內置式端口,所有擁有支持紅外通信標準的筆記本計算機和手持式計算機的用戶,可以把計算機放在電話機的旁邊,遂行高速呼叫,可連通本地的因特網。由于電話機、手持式計算機和紅外通信連接全都是數字式的,故不需要調制解調器。
紅外通信標準的廣泛兼容性可為PC設計師和終端用戶提供多種供選擇的無電纜連接方式,如掌上計算機、筆記本計算機、個人數字助理設備和桌面計算機之間的文件交換;在計算機裝置之間傳送數據以及控制電視、盒式錄像機和其它設備。
6. 紅外通信技術開辟數據通信的未來
目前,符合紅外通信標準要求的個人數字數據助理設備、筆記本計算機和打印機已推向市場,然而紅外通信技術的潛力將通過個人通信系統(PCS)和全球移動通信系統(GSM)網絡的建立而充分顯示出來。由于紅外連接本身是數字式的,所以在筆記本計算機中不需要調制解調器。便攜式PC機有一個任選的擴展插槽,可插入新式PCS數據卡。PCS數據卡配電話使用,建立和保持對無線PCS系統的連接;擴展電纜的紅外端口使得在PCS電話系統和筆記本計算機之間容易實現無線通信。由于PCS、數字電話系統和筆記本計算機之間的連接是通過標準的紅外端口實現的, 所以PCS數字電話系統可在任何一種PC機上使用, 包括各種新潮筆記本計算機以及手持式計算機,以提供紅外數據通信。而且,由于該系統不要求在計算機中使用調制解調器,所以過去不可能維持高性能PC卡調制解調器運行所需電壓的手持式計算機,現在也能以無線方式進行通信。紅外通信標準的開發者還在設想在機場和飯店等地點使用步行傳真機和打印機,在這些地方,掌上計算機用戶可以利用這些外設而勿需電纜。銀行的ATM(柜員機) 也可以采用紅外接口裝置。
預計在不久的將來,紅外技術將在通信領域得到普遍應用,數字蜂窩電話、尋呼機、付費電話等都將采用紅外技術。紅外技術的推廣意味著膝上計算機用戶不用電纜連接的新潮即將到來。由于紅外通信具有隱蔽性,保密性強,故國外軍事通信機構歷來重視這一技術的開發和應用。這一技術在軍事隱蔽通信,特別是軍事機密機構、邊海防的端對端通信中將發揮出重要的作用。正如前面所述,它還將對計算機技術產生沖擊,對未來數據通信產生重大影響。
參考文獻
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[3] 鄧澤平. 一種多用途電度表的紅外通訊問題[J]. 湖南電力, 2003, 4.
[4] 朱磊, 郭華北, 朱建. 單片機89C52在多功能電度表中的應用研究[J]. 山東科技大學學報(自然科學版), 2003, 2.
電路原理圖設計成功后,程序設計的工作就將開始,首先人們要為SIM900A模塊發送GPRS數據設置完整的工作過程,根據通信原理和要求,人們為其設置的工作過程主要包括以下幾個方面:供電、復位、撥號、收發數據、再復位、去電,各工作步驟如下詳述:第一步:供電:約0.5秒模塊電壓穩定后執行下一步;第二步:復位:由于供電過程電壓有一個上升過程,模塊不一定能夠正常工作,因此當供電穩定后就需要對芯片進行復位,STM32F103復位控制腳輸出低電平的時間大于1s后拉高;第三步:撥號:即通過STM32F103芯片的串口向SIM900A模塊寫入數據,例如:AT+CIPSTART=“TCP”,“183.2.169.241”,63000,其中“TCP”字符表示通信采用TCP通信、“183.2.169.241”表示接收數據電腦所在網絡的外網IP地址是183.2.169.241、“63000”表示數據轉發的端口號是63000,當收到接收電腦的應答數據時就表明撥號成功,模塊就可以收發數據;第四步:收發數據:按照自己定義的數據格式向目標電腦發送數據,目標電腦成功收到數據后返回一個應答數據,然后可以繼續發送下一筆數據直到所有數據發送完成;第五步:再復位:在本模式中是可以不用的,因為下一步模塊就掉電了,所有本步驟沒有實際意義;第六步:去電:當所有數據發送完成或者模塊工作異常的時候并且復位也無法讓模塊正常工作的時候,就執行該步驟直接關閉模塊電壓,讓模塊不再工作。
2功能調試
設計出完成的工作過程后,就可以編寫相應的程序了,程序設計好后,筆者將要進行本次研究最為關鍵檢驗結果的一步即調試。調試之前,說明一下本次研究中是以測試電腦做TCP服務器端,SIM900A模塊為客戶端。因此具體的調試過程如下所述:首先在路由器的轉發規則中“添加新條目”:服務端口為63000;IP地址為192.168.0.130;協議選TCP。然后進行電腦端的收發數據的軟件配置,在測試電腦上安裝TCP-UDPV3.01軟件,進入TCP-UDPV3.01軟件界面進行初始配置:“主機”項IP信息設置為本機的IP地址192.168.0.130,TCP端口設置為路由器上已配置好的端口號如63000,點擊“偵聽”按鈕。如在軟件界面右邊的“客戶端”窗口和界面下邊的“數據顯示區”都有數據顯示,就說明SIM900A模塊發送數據到測試電腦的功能已經成功實現了。如果在測試電腦的TCP-UDPV3.01軟件界面的“數據發送區”輸入內容,通過特定的軟件工具可以看到SIM900A模塊內接收的內容,就可以確定人們的研究工作已成功完成。
3項目完成后經驗教訓總結
關鍵詞:數據通信;原理;交換方式;范圍;分類
概述:數據通信是通信技術和計算機技術相結合而產生的一種新的通信方式。要在兩地間傳輸信息必須有傳輸信道,根據傳輸媒體的不同,
有有線數據通信與無線數據通信之分。但它們都是通過傳輸信道將數據終端與計算機聯結起來,而使不同地點的數據終端實現軟、硬件和信息資源的共享。
1 數據通信的交換方式通常數據通信有三種交換方式:
1.1 電路交換
電路交換是指兩臺計算機或終端在相互通信時,使用同一條實際的物理鏈路,通信中自始至終使用該鏈路進行信息傳輸,且不允許其它計算機或終端同時共享該電路。
1.2 報文交換
報文交換是將用戶的報文存儲在交換機的存儲器中(內存或外存),當所需輸出電路空閑時,再將該報文發往需接收的交換機或終端。這種存儲―轉發的方式可以提高中繼線和電路的利用率。
1.3 分組交換
分組交換是將用戶發來的整份報文分割成若干個定長的數據塊(稱為分組或打包),將這些分組以存儲轉發的方式在網內傳輸。第一個分組信息都連有接收地址和發送地址的標識。在分組交換網中,不同用戶的分組數據均采用動態復用的技術傳送,即網絡具有路由選擇,同一條路由可以有不同用戶的分組在傳送,所以線路利用率較高。
2 各種交換方式的適用范圍
2.1 電路交換方式通常應用于公用電話網、公用電報網及電路交換的
公用數據網(CSPDN) 等通信網絡中。
前兩種電路交換方式系傳統方式;后一種方式與公用電話網基本相似,但它是用四線或二線方式連接用戶,適用于較高速率的數據交換。正由于它是專用的公用數據網,其接通率、工作速率、用戶線距離、線路均衡條件等均優于公用電話網。其優點是實時性強、延遲很小、交換成本較低;其缺點是線路利用率低。電路交換適用于一次接續后,長報文的通信。
2.2 報文交換方式適用于實現不同速率、不同協議、不同代碼終端的終端間或一點對多點的同文為單位進行存儲轉發的數據通信
由于這種方式,網絡傳輸時延大,并且占用了大量的內存與外存空間,因而不適用于要求系統安全性高、網絡時延較小的數據通信。
2.3 分組交換是在存儲―轉發方式的基礎上發展起來的,但它兼有電
路交換及報文交換的優點
它適用于對話式的計算機通信,如數據庫檢索、圖文信息存取、電子郵件傳遞和計算機間通信等各方面,傳輸質量高、成本較低,并可在不同速率終端間通信。其缺點是不適宜于實時性要求高、信息量很大的業務使用。
3 數據通信的分類
3.1 有線數據通信
3.1.1 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。DDN 的主要特點是:
1) 傳輸質量高、誤碼率低:傳輸信道的誤碼率要求小。
2) 信道利用率高。
3) 要求全網的時鐘系統保持同步,才能保證DDN 電路的傳輸質量。4) DDN 的租用專線業務的速率可分為2.4-19.2kbit/s,N×64kbit/s(N=1-32);用戶入網速率最高不超過2Mbit/s。
5)DDN 時延較小。
3.1.2 分組交換網
分組交換網(PSPDN) 是以CCITT X.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。
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(Computer Network),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,全國公安系統的信息中心互聯起來,也是一個廣域網。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,公安刑偵部門使用局域網來管理犯罪信息系統、交警部門使用局域網來管理機動車輛、駕駛員信息等等。
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(Transport Control pro-tocol) 和因特網協(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:
1) 網絡接口層:負責接收和發送物理幀;
2) 網絡層:負責相鄰節點之間的通信;
3) 傳輸層:負責起點到終端的通信;
4) 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。
目前的IP 協議是由32 位二進制數組成的,如202.0.96.133 就示連接到因特網上的計算機使用的IP 地址,在整個因特網上IP 地址是唯一的。
1通信系統傳輸手段
電纜通信:雙絞線、同軸電纜等。市話和長途通信。調制方式:SSB/FDM。基于同軸的PCM時分多路數字基帶傳輸技術。光纖將逐漸取代同軸。
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。
目前的IP協議是由32位二進制數組成的,如202.0.96.133就表示連接到因特網上的計算機使用的IP地址,在整個因特網上IP地址是唯一的。
關鍵詞:數據通信 傳輸手段 分類 應用分析
中圖分類號:TN 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0745(2013)06-0316-01
1引言
如今的21世紀作為一個科技高速發達的信息化時代,數據信息的迅速傳輸和融合共享體現出信息化時代的主要特征。然而引起這一巨大改變的科學技術則為計算機系統通信技術。作為計算機系統通信技術領域的關鍵內容,數據通信系統的提升發展和實際應用是相當重要的,結合目前的先機計算機系統技術,能夠達到遠程模式的信息化資源融合與共享的目的,這能夠為現代化科技的上升發展提供了相當有推動作用的基礎性平臺[1]。
2數據通信系統的傳輸方式
⑴電纜通信方式,即為雙絞線或者同軸電纜等方面,主要用于市話與長途通信。其相應的調制方式應為SSB/FDM,這是在同軸基礎上PCM時分多路形式的數字基帶傳輸技術,相應的光纖會慢慢替代為同軸。
⑵微波中繼通信方式,相比于同軸具有容易架設、投資度小與周期短等特點。模擬式電話微波通信使用的是SSB/FM/FDM的調制方式,其相應的通信容量為6000路/頻道。
⑶光纖通信方式,這實質上為一種經過激光方式實現遠距離數據信息傳輸的數據通信模式,主要根據光電轉換和數字信號處理兩個環節組成的,具備十分強大的通信能力,所以這傳輸容量顯得比較大,數據信息傳輸的相應距離也相對比較遠,具有較強抵抗干擾的能力。
⑷衛星通信方式,其數據通信系統具有傳輸距離較遠、傳輸內容量較大、信號覆蓋面積較大與可靠性較高等特點。當前情況下數字衛星通信方式使用數字調制、時分多路與時分多址等模式。
⑸移動通信方式,其定義為數據信息傳輸到具體某一個通信終端并非不會改變的,兩個通信終端都會處在移動狀態的模式下實行通信。因為移動通信方式的物體不會固定在某具體的位置,所以相應的信號傳輸方式主要是經過空間系統和地面系統兩個環節實現的。
3數據通信系統的應用分析
通常情況下,依據數據傳輸的方式能夠把數據通信分成有線形式的數據通信與無線形式的數據通信這兩種具體類型,其各自都具有不同的通信特征和應用范圍[2]。
3.1有線形式的數據通信
3.1.1數字數據網
數字數據網是根據數字傳輸電路與對應的數字交叉復用型電子設備所構成的。數字傳輸一般是以光纜傳輸電路作為主導,數字交叉連接復用型電子設備對于數字電路能夠達到半固定交叉連接與子速率復用的使用目的。數字數據網是使用光纖或者數字微波、衛星等方面數字信道與數字交叉復用型電子設備所構成的數字數據傳輸網。也即為數字數據網將數據化通信技術、數字化通信技術、光纖化通信技術與數字交叉式連接技術結合于一體的數字式通信網絡。
3.1.2分組交換網
分組交換網根據CCITTX.25作為實現基礎,又可以稱之為X.25網。其是使用從存儲到轉發的處理形式,通過把用戶傳輸過來的報文具體分為一定長度范圍的數據段內容,而且在每一個數據段內容的基礎上加入需要的數據控制信息,能夠形成一個包含地址分組形式的組合群體,能夠在網絡上實現傳輸功能[3]。分組交換網所具備的優勢在于一條數據信號電路上存在著多條開放型虛的信號通路,可以同時被多個不同用戶所使用,通信網絡具備了動態路由模式的選擇能力與先進形式的誤碼驗錯能力,然而其通信網絡的實現性能表現較差。
3.1.3幀中繼網
幀中繼網中一般是由相應的幀中繼存儲設備、幀中繼交換設備與公共幀中繼服務網等三個組成3部分所構成。幀中繼網根據分組交換技術的基礎而發展形成的,幀中繼技術是根據各種不同長度形式的用戶數據組都可以封裝在相對比較大的幀中繼幀范圍之內,加上尋址與控制數據信息之后能夠在網上實現傳輸功能。幀中繼技術的實際使用范圍應當包含若干個方面,搭建幀中繼公用網從而能夠提供幀中繼的相應業務;在分組交換機的基礎上可以安裝配置幀中繼接口,實現業務的提供條件;操作用戶能夠使用較低成本的虛擬式寬帶業務;在專門化的通信網絡中,使用具有復用功能的物理接口能夠減少局域網進行互聯過程是的橋接器、路由器與控制器所需要的端口數目,并且能夠減少信號互聯設備所要配置的通信設備數目等各個具體方面。
3.2 無線數據通信
無線數據通信又被稱之為移動數據通信,是根據無線電波的傳輸形式來實現數據傳輸功能的,所有這就有可能達到在處于移動狀態下實現移動通信的目的。首先在通信業務范疇內,無線數據通信能夠在基本數據通信業務過程中實現電子郵箱、傳真、廣播與局域網連接等各個方面來進行廣泛的實際操作應用,同時能夠在計算機系統、交通運輸信息化操作管理和遠程模式數據連接等各個專用形式的數據業務過程得到很好的應用實踐。其次在工商業或者其它行業領域之中,其實際的應用范圍應當包括幾個方面的內容,固定形式的實際應用能夠透過無線方式連接進入到公用數據網絡的固定形式應用實踐系統與通信網絡,移動式的實踐應用體現在戶外探測、工程施工、理念設計部門與交通運輸部門的運輸車隊、船隊與快遞公司作為指令或者狀況實時記錄事件,經過無線數據網絡能夠實現業務處理調度、遠程模式數據訪問操作、報告指令輸入、聯絡通信、數據收集發送等各個方面都應當使用移動式數據通信終端。
4結束語
經過上述對于數據通信系統的信息傳輸方式、分類和實際應用等方面進行深入的分析與研究,能夠深入地認識到數據通信技術在現代信息化通信系統環節中起到了相當大的推動作用[6]。在計算機系統技術和高端先進科學技術不斷上升和發展的趨勢引導下,數據通信技術的水平標準將會得到更理想的提升與飛躍,數據通信技術一定會在現代化數據通信系統實踐環節中體現出優越的力量,其實際應用范圍同時會滲透到各個層面領域的各個具體環節,從而帶動社會的技術進步和經濟發展。
參考文獻:
[1]楊佩昆,吳兵.交通管理與控制(第二版)[M].北京:人民交通出版社,2003.
關鍵詞 數據通信;應用背景
中圖分類號:TN91 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)24-0003-02
1 數據通信的概念和構成原理
1.1 數據通信的概念
數據通信實際上是通信技術同機技術相互融合產生的一種新型通信方式。要實現在不同地區之間的信息傳輸必須設置傳輸通道,根據數據傳輸媒介的不同,可以分為有限數據通信方式和無線數據通信方式兩種。但是,兩種數據通信方式的基本原理是相同的都要采用數據通道將數據信息終端同計算機相連接,最終在不同區域之間的數據終端實現數據信息的軟件和硬件以及信息資源的共享和應用。
1.2 數據通信的應用原理
數據通信在數據終端的類型方面可以分為分組型終端和非分組型終端兩大類型。分組型的數據終端通常包含計算機、數字傳真機、用戶智能電報終端和交換機以及圖文接入設備等。而非分組終端包含的設備相對較少,只有部分的計算機終端和圖文終端和用戶電報終端等專用終端類配置。數據信道和數據終端設備組成數據電路,傳輸通道通常為模擬信道,利用調制解調器將收到的模擬信號進行數字化轉換,如果收到的是數字信號則可以直接對線路進行控制管理。數據傳輸形式方面既包括模擬信道和數字信道之外,還包括有線信道和無線信道以及專用型線路和交換網絡型線路。專業型線路在建立連接后不需要經過交換網絡型線路的拆線過程,計算機設備可以通過信息控制器控制和管理數據終端連接的所有通信線路,而重要處理器則是數據信息處理的核心場所。
2 數據通信的交換形式和適用范圍
2.1 電路交換形式和適用性
電路交換通常指的是當兩臺計算機或者數據終端在互相通信的狀態下,可以使用同一條物理鏈路,并且該物理鏈路將作為這兩個計算機或者數據終端的專用信道,不會被其他的計算機或者數據終端占用以及共享。這種交換形式具有接通率高、工作效率明顯、降低用戶用線距離和實現線路均衡性的優點,廣泛應用于公用電話網的數據通信系統中。
2.2 報文交換形式和適用性
報文交換方式是通過將用戶的報文存儲在交換機的內存或者外存上,當系統電路有空閑時,再將報文信息發送到數據終端。這種數據通信方式可以充分利用線路,提高電路的利用率。主要應用在需要不要傳輸速率、不同執行協議以及代碼數據終端,作為一點對多點的數據通信技術應用。但是,因為這種方式對于線路中交換機的內存和外存空間占用較大,安全性要求高的數據通信系統,不宜采用該種交換方式。
2.3 分組交換方式及適用范圍
數據通信中的分組交換通常是將用戶的整個報文文件進行有序的分割成若干等份數據塊進行分組存儲,不同的用戶都可以對線路中的分組數據進行地址標識進行傳輸和應用,可以提高通信線路的利用率。分組交換方式的數據通信具備電路交換和報文交換兩種數據通信方式的優點,主要適用于數據庫檢索、圖文信息的存儲和計算機之間的郵件傳遞和通信等領域,其數據傳輸質量高,成本較低。
3 數據通信的應用背景及發展趨勢
3.1 數據通信在移動通訊業務方面的應用
進入21世紀以來,數據通信技術得到了跨越式發展,移動數據通信技術以及無線通信技術的產生和應用將數據通信技術的應用推向了巔峰。數據通信在移動通訊業務方面的應用可以實現移動式的圖文傳輸、計算機網絡接入和遠程控制和網絡化數據信息互聯。傳統式的數據通信對于網絡終端端口的要求較高,一旦端口使用用戶過量,就會出現擁堵問題,造成數據連接的終端無法順利傳輸或者接收數據的現象。使用移動數據通信技術就可以很好的避免這種問題的產生,通常情況下,移動終端都是具有個性化定制的應用特點的,一個終端只負責一個用戶,很大程度上提升了數據傳輸的速度和質量。同時,移動數據通信還可以實現計算機和計算機之間的遠程控制和數據互聯,在用戶端工作繁忙的時候,可以方面用戶在任何地點和區域實現數據信息的傳輸和應用,節約了用戶時間,提高了工作效率。
3.2 幀中繼數據通信技術的應用
通常講的幀中繼數據通信技術實際上就是采用光纖作為主要的傳輸介質的一項新型數據通信技術。幀中繼數據通信技術的誤碼率低,差錯率較少,受到了用戶的廣泛應用。同時,幀中繼技術也是當前寬帶網絡技術中的數據入口,主要作為數據信息傳輸應用,對于語音和視頻信息等對于延時要求嚴格的數據信息傳輸不適用。幀中繼數據通信技術可以檢測到傳輸信息中的錯誤,但是無法進行更正,在實際的應用中主要作為特定的終端接點和服務技術應用。
3.3 無線數據通信技術的應用
無線數據通信技術的產生和發展對于數據通信技術實現接入方式的模塊化、網絡結構一體化和應用類型綜合化以及寬帶網絡技術的集約化的發展有著十分重要的意義。隨著硬件設備的不斷創新和發展,無線數據通信技術同移動通信技術和結合完全打破了數據通信的物質性和空間性,使數據信息的傳輸實現了數字化和信息化以及智能化。數據傳輸的速度也因此進行了不斷的優化和創新,傳輸速度的提升解決了數據通信中音頻和視頻信息傳輸的延時性問題,充分發揮出了數據通信技術的優勢和特點。
3.4 數據通信的發展趨勢
就當前數據通信的發展來看,數據通信已經成為了人們生活中不可分割的一部分,無論是在工作、學習還是在日常生活中都無法離開數據通信。隨著當代人們對于數據業務需求的不斷增加,數據通信技術也得到了快速的創新和發展。最為明顯的就是手機移動通信技術的應用,從最開始的信息傳輸需求,逐漸走向了語音數據通信傳輸以及視頻聊天技術。可以說需求是刺激技術發展的原動力,而科學技術的發展水平則是通過實際的應用情況進行反饋和評價的。
在未來的數據通信發展方向上,移動數據通信技術和無線通信技術是發展的核心,隨著各種移動設備的不斷創新和應用,移動和無線數據通信技術必然進入高速的發展階段。未來的數據通信,勢必會將有線網絡通信技術、無線局域網技術、移動通信技術和無線技術相融合,形成一種多元化的數據通信網絡,提高數據通信傳輸速度的同時,也提高了數據傳輸的質量和滿足了用戶對于數據傳輸和應用的需求。當前的數據通信已經日臻完善,在世界經濟一體化、科學技術全球化的影響下,相信數據通信會有更大的發展和突破。
4 結束語
綜上所述,數據通信的內容涉及較為廣泛,技術應用類型也比較豐富,不同的技術應用有著不同的適應性。在實際的應用過程中還需要結合數據通信系統的目標設計要求,進行針對性的技術評估和測試,選擇適宜的數據通信技術類型和通信傳輸方式。移動數據通信技術和無線數據通信技術的產生和發展對于數據通信技術的推廣和應用有著十分重要的現實意義。
參考文獻
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式,將通信技術和計算機技術組合起來形成一個全新的通信方式,文章對此進行研究。
關鍵詞:計算機;通信;數據;傳輸
中圖分類號:G623.58 文獻標識碼: A
人類社會已進入信息時代,數據通信成為了人們日常生活中不可缺少一部分。計算機技術是信息科技的典型代表,其具備強大的數據處理及傳輸功能,為通信網絡運行提供了可靠的保障。數據傳輸是通信系統的核心環節,運營商為用戶提供了各種不同的傳輸方法,使用任何一種形式傳輸信息都需要加強抗干擾措施。
1通信業引入計算機技術的優點
計算機是一個多功能組合,主要有軟、硬件兩大組成部分,各結構均發揮了良好的運行功能。另一方面,計算機也是數據自動化操控平臺,尤其提供虛擬網絡方便用戶的數據操作,顯著改善了通信網絡的傳輸效率。可調整輸入/輸出設備端口的連接設計,改善數據或指令輸送的安全性必要時可適當更換新的計算機設備,以適應通信系統高效運行的需要。通過計算機建立通信網絡的特點:
(1)共享性。計算機數據庫存儲的信息資源是可以被共享的,用戶將其上傳到互聯網絡即可供給其它用戶下載使用。資源共享方便了通信數據的多點傳輸,讓多個用戶在最短時間內接收到數據信息。將計算機系統運用于控制通信網絡,擴大了數據傳輸的范圍。
(2)高效性。數據信息是通信網絡傳輸的主要對象,而在傳輸之前必須要對數據進行處理,使數據形式與通信網絡信道接收的數據格式相同。原始數據輸入計算機平臺,用戶執行自動化操作指令即可完成數據的處理,提高了通信網絡調整或修改數據的效率。
(3)安全性。安全問題是通信網絡運行面臨的最大隱患,商業數據在傳輸中被竊取或篡改,企業將要承當的經濟損失是不可估量的。計算機應用于通信網絡,執行數據監測模塊可提前識別數據傳輸的安全風險,提醒用戶編寫數據代碼或程序時加強保護處理。
2通信網絡中數據傳輸的常見形式
傳統通信網絡組成結構相對單一,限定了網絡傳輸數據功能的正常發揮。新時期運營商開發出了數據通信模式,將通信技術和計算機技術組合起來形成一個全新的通信方式,如圖1。通信網絡要求兩地間傳輸信息必須有傳輸信道,根據傳輸媒體的不同又可分為有線數據通信、無線數據通信。目前,通信網絡中數據傳輸的主要形式包括:
(1)電纜通信。借助電纜這一載體傳輸數據,如:雙絞線、同軸電纜等,這些都是數據傳輸最基本的方式。電纜通信是有線通信的一類,適用于市話和長途通信,早期國內通信系統多數采用電纜通信。SSB/FDM 是電纜通信調制的先進方法,可用于多信道數據信息傳輸。由于電纜通信造價成本較高,未來將逐漸被光纖通信所取代。
(2)微波通信。通信網絡數據傳輸方式之所以不同,根本在于其傳輸媒介的變化,微波是現代通信網絡傳輸數據的新媒介。通常數字微波采用BPSK、QPSK 及QAM 調制技術,并且選用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。微波通信的載體介質較廣,通信網絡可靈活地選用不同的方法。
圖1 數據通信流程
(3)光纖通信。從傳輸范圍來說,光纖通信網絡的傳輸范圍較廣,適用于長距離的信息傳遞工作。其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。如今,光纖通信廣泛運用于本地、長途、干線傳輸,并逐漸發展用戶光纖通信網。基于計算機平臺的數字化傳輸,常用光纖通信作為信號傳輸模式。
(4)移動通信。不受時間、空間的限制,這是移動通信網絡傳輸的最大優勢。移動通信是移動體之間或移動體與固定體之間的通信,基于計算機平臺的移動通信效率極高,不易發生數據被攔截或盜取等安全問題。用戶選擇不同的接入方式,提高移動通信的傳輸水平,如:3G 技術普及大大改善了數據移動傳輸的效率,使用戶快速、便捷地收發信息。
3數據傳輸干擾問題的策略
人類進入信息時代后信息資源的交換傳輸是必不可少的活動,盡管通信網絡中數據傳輸的形式越來越多樣化,但信道傳輸流程里面臨的風險問題也更為嚴重。計算機技術與通信技術均是信息技術的應用范疇,兩種技術聯用創造了優越的數據傳輸環境,解決數據傳輸干擾問題是提高網絡運行效率的根本措施。筆者認為,應重點完善通信網絡硬件部分的抗干擾設計,如:存儲器、運算器、控制器等。
(1)運算器。數據通信系統中的運算器,主要功能是完成各類數字算術、邏輯運算等工作,把準確的數據運算結果傳遞給用戶。為了避免數據運算誤差偏大引起的干擾,應進一步強化運算就的邏輯運算功能,特別是邏輯單元、累加器、寄存器等均要最優化設計。如:進入邏輯單元網絡端口設計身份驗證,確保數據錄入后得到盡快地處理。
(2)控制器。程序執行運作之前缺少必要的過濾監測環節,控制器完成指令任務時無法正常控制,硬件系統面臨著擾的風險。控制器在中央處理器中是指揮控制中心,基本上決定了通信網絡數據運算控制的能力。設計控制器抗干擾措施,需優化指令寄存器、程序計數器、操作控制器的有效組合,建立多功能指令執行平臺,更好地完成用戶發出的指令任務。
(3)存儲器。一些有利用價值的信息資源,用戶可通過存儲器進行有效存儲,可隨時調用數據資源分配利用。存儲器用于存儲各項程序、數據內容,方便用戶日后查詢調用。其抗干擾設計需考慮程序、數據兩個方面。設計數據篩選模塊,對數據進行自動篩選分類,除去無用、錯誤等數據信息;存儲的程序指令需經過模擬調試,保證指令語言的可操控性,才能增強存儲器的抗干擾能力。
4結論
綜上所述,計算機通信網絡是立足于計算機技術、通信技術而建立的數據傳輸網絡,其適用于電纜、光纖、移動等多種數據傳輸模式。考慮到通信設施的冗雜多變,用戶憑借通信網絡平臺傳輸數據應注意干擾問題的處理,重點加強運算器、控制器、存儲器等硬件部分的干擾防御。
參考文獻:
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[3]楊朝軍.關于計算機通信網絡安全與防護策略的幾點思考[J].硅谷.2008,22
【關鍵詞】 低壓電力線 載波通信 通信設計
一、引言
低壓電力線數據通信技術是一種數據交換和傳遞的技術手段,是用低壓電力線作為載波方式的。低壓電力線數據通信技術的推廣和應用前景十分優良,和很多各種各樣的通信方式相比具有非常獨特的優點。隨著社會的發展,國家最廣泛的一個網絡就是電力網的建立,這保證了我們生活的正常進行。使用電力線進行數據通信,可以使有電力線的地區十分容易的進行數據的交換使用,還能輕松的從網上獲得所需的數據信息,低壓電力線數據通信技術的覆蓋范圍十分的廣泛,操作起來也非常容易,并且低壓電力線數據通信技術的使用可以避免大量的通信通道的建設,對于工程投資可以大大的節省,并且還減少了對于居民生活的影響,也避免了對已有建筑物的破壞行為,不但能夠降低成本,還可以大量節省能源。
現如今,世界各個國家和企業都對電力通信產品的研發產生了十分濃厚的興趣,比如SONY、NERA以及SIEMENS等等,這些企業為電力通信產品的研發提供了很多成功經驗,還有很多技術上成熟的產品已經開始進行使用,隨著我國社會以及經濟的快速發展,對于信息化建設的力度也在不斷加大,所以電力通信技術也上了一個新的臺階。
二、電力通信技術的概述
電力通信技術是一種傳輸通道,是以低壓電網作為信號的,把要傳輸的數字信號進行一定的頻率調制,然后再與低壓電力信號產生偶合的作用,電力通信技術的載體是低壓電信號,可以把數字信號可靠準確的傳遞到客戶端,然后經過頻率的調節可以進行電信號以及數字信號的分離工作,這樣就實現了信號的傳遞工作。所以,終端信號的質量和信號傳遞過程中的所有載體和信息通道的質量是分不開的。在國外的發達地位,電力網的環境比較純凈,使用的是專門的濾波的系統結構,所以可以使數據在傳遞的過程當中避免別的信號的干擾。
我國面臨著十分特別的電網環境,常常會收到信號減弱的影響以及噪聲的影響,這樣就會使得數據信息在傳遞的過程中有丟碼和亂碼的現象發生。噪聲一般來說指的是電力線上的高音噪聲,它的隨機性是非常大的,所以電力通信技術的關鍵控制點就是對于噪聲的控制。
三、低壓電力線數據載波通信技術的應用
低壓電力線數據載波通信技術是一種載波通信的技術手段,是一種通信方式,低壓電力線數據載波通信技術是電力網的基礎,也就是一種無線技術,無線技術包括電力線,無線信道以及電話線等,使用電力線進行信息的傳遞是比較復雜的,尤其是它的成本比較低廉,所以各行各業對它的關注都是比較大的。
低壓電力線數據載波通信技術的脈沖噪聲具有高能量,還有瞬間性,所以載波信號的傳輸受到的影響是十分巨大的,產生的錯碼率較大,而終端對于這種錯碼又不能及時的進行糾錯,還有就是,電力網當中的多徑效應現象是較為普遍的,主要是阻抗不匹配的原因造成的。使用電力線進行數據的傳輸工作,一般情況下可以使用各種各樣的調制方法,可以使用DMT調制,振幅鍵控以及QAM調制等等。
為了保證數據可以進行高速的傳輸,還實現了多載波并行傳輸等技術,本文當中對低壓電力線的高速數據傳遞的方法進行了深入的論述,對于相應的設計方案也進行了積極探討。
四、低壓電力線載波通信的標準以及高速數據通信的方法介紹
對于低壓電力載波通信的標準主要有三個,也就是PHN1.0標準,CEBUS標準以及CEA聯合集團的標準。1992年針對家庭使用的CEBUS電器聯網標準在美國正式,目前已經獲得了ANSI的認證,這一標準主要是對于低速數據的傳遞來說的。還有很多國家的技術公司成立了非盈利集團,這個集團開發了一個方法,可以連接計算機或者其他的電子設備,這主要是使用電源插座完成的。
2001年第一個電力線的關于家庭網絡的標準了,使用的技術是Intellon,使用的調制技術是OFDM,數據信息的傳遞速度達到了14Mbps。這個規范涉及的范圍比較廣泛,例如多節點的文件傳輸,流媒體以及節點到節點的文件傳輸等。1998年消費電子協會建立了一個企業聯合集團,包括幾個公司在內。
Intellon公司實現了數據信息的高速傳輸,使用的是無限通信中的擴頻通信的技術,想要實現數據的有效而高速的傳輸,就使用了正交頻分復技術,也可以叫做OFDM技術,這個技術可以可以同時在不同的載頻上進行數據的傳遞,主要是由于它使用的是多載波的傳遞技術。以往多徑衰落的問題在電力線通信技術中時有發生,而OFDM很好的解決了這一點。這種技術的數據信息的傳輸速度非常的快,一般可以達到100Mbps,如今的產品已經達到了14 Mbps。對于這一技術的研究已經有很多公司,比如Piscataway等。
近幾年正交頻分復用的調制技術以及擴頻通信技術的應用都比較廣泛,也得到了更加快速的發展,這兩個技術都可以抵抗多徑衰落,并且有非常好的抗干擾的性能,因此是較好的通信技術。是低壓電力線數據通信使用效果較好的方式。兩個技術相比較,OFDM的調制效率高,擴頻通信的功效低。所以,超過10 Mbps的地方用OFDM方式,其他場合可以使用擴頻通信技術。
五、正交頻分復用技術的設計方案
由于低壓電力線通信技術發展的時間比較久遠,所以傳輸速率是比較低的,一般可以用于遠程抄表進行使用。隨著科學和技術的不斷發展,低壓電力線對于數據的高速度傳遞也逐漸變成了現實。OFDM技術的數據調制方式是正交載波,一般來說,可以在接收端進行數據的調制,這樣就可以避免干擾的發生。
正交頻分用技術將高度進行傳輸的數據進行分解,將分解后得到的很多子信息流使用低速的數據流進行調制,成為很多子載波。然后經過轉換再在N個子載波上進行調制。
OFDM技術可以將相鄰的子載波的間隔雖短到最小,讓它們之間沒有警戒頻率的存在。OFDM對于噪聲的抵抗能力很好,還可以抗干擾,可以抵抗多徑效應的發生。但是OFDM也有一些缺點,那就是它的峰值平均功率比是較高的,現如今對這一問題的研究已經取得了一定的突破。
鑒于OFDM的優點,因此,已經是電力線數據告訴傳遞的一個較好的方法。低壓電力線數據通信設計涉及到兩個方面,一是前端模擬量的接口設計,二是外部控制器的接口設計。
六、結語
電力系統中的一個十分重要的技術就是使用低壓電力線進行數據傳輸。現如今,OFDM技術以及擴展頻譜技術都得到了非常快速的發展,這兩項技術形式已經進入到了非常實用的階段,可以實現電力線數據信息的高速傳輸。近年來,隨著社會和科技的快速發展,信號處理技術得到了發展,計算機技術也得到了發展,模式識別技術以及人工智能技術都得到了長足的發展。在低壓電力線數據通信設計的理論研究方面已經比較成熟,但是運用到實踐當中情況還需要進一步改進。
參 考 文 獻
[1] 宗孔德, 胡廣書.數字信號處理[M].北京: 清華大學出版社, 1988.
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