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数据通信系统结构探讨

 论文栏目:数据通信论文     更新时间:2018/4/16 17:00:59   

摘要:本文中对近些年较为常用的新型数据通信系统进行了逐一的说明,并展开说明了专线网、无线通信网、复合通信网的结构。

关键词:数据通信系统;通信网;结构

1引言

通信系统顾名思义就是利用电信号或者光信号进行数据的传输与交换的系统,主要分为数字通信与模拟通信两个大类。但是不论是哪一种通信系统,都需要着眼于将有用的数据传送给接受者,其中包括调制、编码等,不外乎信息源、信道和受信者。因此,进行数据通信系统的研究有利于更好的理解传输规律,对通信系统的发展有着积极的促进作用。

2专线网

2.120mA电流环

这种技术是通过对电流的调解来控制信号,将20mA电流信号看作1,相对应的无电流的情况视作逻辑上的0。20mA电流环采用了光电耦合元件,不仅能够确保对电气的隔离,同时在一些长距离通信系统中还能规避静电和雷击的情况,因此20mA技术在我国的数据通信中有着比较广泛的应用。不仅如此,20mA电流环接口在抗干扰方面也有着显著的效果,其数据传送往往可达数千米,传输的速率通常保持在9600b/s左右。不过这种技术也有着一些缺陷,比如20mA接口仅限于单工用,不能满足日益复杂的信息沟通需求,尽管通过多回路的设置也能达到双向通行的目的,但是这样一来,通信系统的搭建成本就会大大增加,给后期的运维也造成了一定的压力。因此,这种技术通常使用在两点之间的数据通信系统中,在其他通信项目中比较少见。

2.2RS-485总线

RS-485总线技术是CCITT标准化V.11/X.27兼容下的一种平衡电气标准,这种技术标准是对集成电路技术的一种利用,在平衡的电缆中a与b之间进行差分信号的传输,而且在接收端使用专业的接收器进行数据信号的分析与处理。这种标准接口的抗干扰性也比较强,信息传输的频率峰值甚至能达到10MHz。这种技术对于20mA接口而言具有一定的双向通信能力,主要表现在单点对其他多点的同时信息互通。在RS-485接口中的通信系统总线一般由双绞线组成,这种材料可以使平衡电缆之间的磁通量有效的建设,从而实现其抗干扰的目的。在双绞线上,任何一个子站都可以作为节点,使用一些先进的芯片设置可以同时设置100余个节点。在数据通信系统的构建中,考虑到RS-485接口对芯片的较高要求,通常在安装过程中需要对两端的电阻进行匹配。不过RS-485接口的芯片成本比较高昂所以在通信系统中的应用范围受到了一定的限制。但这种技术仍然以其搭建简单、接点灵活的特点在工业控制领域有着比较好的口碑。

3普通交换电话网

普通交换电话网通信系统以其抗干扰性强和通信效率高的优点,在数据通信中也有着十分普遍的应用。但是这种技术也因为基础建设要求高和安装工作量大的问题,一直受到诟病。目前,我国城乡普通交换电话网已经广泛的建立起来,利用现成的电话网进行数据通信也是一种经济有效的方式。在这种系统结构内主要通过主站调制解调器的安装进行数据的处理,CCITT制定出好相关的MODEM标准,调制解调器就能完成数据的传输。在用户端的数据索取中,通过拨号的方式完成各子站之间的数据交流,并且利用电话线进行长距离的通信。在这个过程中电信局的数字交换机成为了调节中枢,主站的MODEM进行数据的收集和传输,而各用户端的电话则是子站。出于对通信成本的考虑,通常会利用其他通信技术将数据搜集起来,再通过电话网传输给上位机下发给子站。

4无线通信网

无线通信网是近些年才出现的数据通信系统,这种数据通信系统依托电磁波技术和卫星通信技术等现代化的通信技术。比如短波通信作为无线通讯技术中发展较早的技术,虽然在当今的通信领域受到了新技术的冲击,但是短波通信仍然在远程通信上有着独特的优势。卫星通信技术则是依托人造卫星的转发完成信息的传输,这种技术的优势在于信息处理量较大,而且信号覆盖范围也广。但是卫星通信技术是借助卫星完成的,因此卫星系统的就显得尤为重要,我国的北斗卫星导航系统为卫星通信打下了坚实的基础,而随着技术的进一步成熟,在数据通信系统中卫星通信将发挥越来越重要的作用。在无线通信系统中,处于对搭建成本与实际效益的综合考虑,通常使用散射通信技术。在结构中主要依靠无线电台为系统的中枢,在200兆赫至400兆赫区间内构建成数据通信系统。其主站设置一定规模的电台设备以及进行数据处理的计算机,其下则是由用户端智能设备形成的诸多子站。主站计算机发出信号指令时,各子站对信息进行甄别与处理,并根据用户端的地址进行信息的回复,完成整个数据通信的过程。主站还可以对子站的信息索取进行反馈,及时将数据信息下发至用户端。无线通信系统的结构比较简单,在安装的过程中成本消耗也比较少,针对一些偏远地区还可以增设中继站,完成长距离的数据传输。

5复合通信网

在前文中提到的无线通信系统和专用网通信系统中,涉及到的技术种类都比较多,而且不同的通信需求下对技术应用又有着个性化的使用。这就需要人们在构件数据通信通信系统的过程中要充分的考虑到项目的实际情况,因地制宜的使用复合通信系统,这在我国目前的通信系统的发展趋势中也能窥得一斑。比如RS-485总线接口搭建成本比较低,在一些短距离的数据传输中可以充分的发挥它的优势,并结合局域网的建立进一步构成通信系统。而卫星通信技术与微波通信技术在广域网络中使用较多,而且信息传输性能也远比其他技术强,随着技术的成熟逐渐在复合通信系统中发挥着重要的作用。首先在通信系统的最上层搭建信息管理中心,其下设置无线通信网或者电话交换网进行数据的中转和传输,然后再利用其他通信技术搭建若干数据集中装置。随后通过RS-485总线接口将服务端与用户端有效的连接,实现整个通信系统的建立。

参考文献

[1]刘炜华.居民用户集中抄表系统两种通信信道的比较[J].福建电力与电工,2016(03):52-53.

[2]张宇.基于网络式RTU技术数据传输系统的研究[J].南昌大学学报,2015(04).

作者:赵蓓 单位:太原市通信实业有限公司

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