数据通信的优点范文

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关键词 电力通信；光传输网；优化途径

中图分类号TN91 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）99-0191-02

随着我国社会的快速发展，进一步推动了电力通信行业的前进步伐。现阶段，我国的电力通信技术正处于一个转换时期，新电力通信技术的不断涌现改变着电力通信网的现状，这预示着传统的电力通信网将朝着光传输网络方向上转变。

1电力通信光传输网

1.1电力通信光传输网存在的问题

具体体现以下几方面：

1）光缆方面的问题；首先是ADSS光缆的电腐蚀隐患；相较于电网建设，光缆建设较为滞后，仅有新建或者全程改造的电力线路上会使用到具有较高可靠性的OPGW光缆，其它的多数光缆主要架设在原有电力线路杆塔上，通常以ADSS光缆为主，ADSS在当前的光传输网中具有重要的作用；其次是未充分利用入城光缆；一般情况下，电力企业都会构建两条或者两条以上不同路由的电缆，严重制约了冗余光缆作用的发挥；

2）网络方面较为突出的问题是没有一个相匹配的网络拓扑结构；未构建层次清晰的网络核心层以及接入层，这样一来就导致骨干层环网业务产生了没有任何价值的绕接接入层设备，与此同时，接入层光缆线路的改造、断开等过程中发生了一系列的故障问题，网络安全性低；另一方面是网络资源未得到充分利用，出现了带宽、插槽不够的网络瓶颈，造成环网带资源严重浪费；

3）设备配置与规范不相符；在一般情况下环网设备都是属于“1+0”型配置，若在实际过程中，入网元出现增大的情况，那么，就会使网管通道、网络同步等配置缺乏合理性，从而大大削弱了电力通信光传输网的可靠性。

1.2电力通信光传输网优化的必要性

电力通信光传输网最显著的优势就是传输容量大、可靠稳定、传输指标准确等，电力通信光传输网的优化，能不断增强电力网络整体效益，提高电力信息水平，同时，存在着依赖电网建设和服务的特殊性，所以，实施电力通信光传输网的优化很必要。电网建设过程中离不开可靠性高的光缆建设作为支撑，而电网发展需要通过光传输网来开展通信业务。由于光传输技术的更新速度快、设备使用寿命长，在寿命期内，相同型号设备的采购具有一定的困难性，而只有通过相同型号设备才能将光传输的整体效益全面发挥，当前的光传输网络功能一定程度上降低，并未达到投资效益最大化的目标。开展光传输网优化工作是业务发展的需要，在为电力企业服务过程中，不仅要实现电网的生产需要，还必须达到企业经营管理和信息建设的要求，以确保业务范围的不断拓展。

2电力通信光传输网优化的途径及方法

2.1电力通信光传输网优化的原则

电力通信光传输网主要发挥网络信息交换、汇接及传输等方面的功能作用，在网络容量方面有着很高的要求，且强调具备强的安全可靠性，要想保证信息传输具有较高的安全灵活性，就需要网络结构以网格或者环形方式为核心，并采用先进高效的智能光网技术，不再让光传输过于依赖环形网。除此之外，在准备对光传输网进行优化前，应认真查看电路是否是安全运行以及新业务接入是否合理，必须在全部正常的情况下开展，认真全面分析业务流向及流量，从而推动通道组织和网络结构的优化。在选择电力通信光传输网容量时，要在当前业务信息传输满足的前提下，对电网自动化、今后中的发展以及市场信息量等诸多的内容予以综合考虑，与此同时，还要注重光传输网优化时的余量问题，为今后的业务领域拓展奠定坚实的基础。

2.2电力通信光传输网优化途径及方法

2.2.1电路层网络优化途径及方法

优化电路层过程中，主要完成的事项有：不断强化两端网元设备端口，确保其的有效性，同时，要求将强化后所接的网元串接或支路归列到环网领域中，将强化后的电路归列到设计的网元端口中，剩下的传输设施不进行任何的改变。

2.2.2传输媒介层网络优化途径及方法

具体应从以下几方面着手进行：对于各生产厂商的独立段光传输设备应全部纳入到支线网中，接下来，再合理调整主干网，使其变为环网，如果网元有所增加，那么，这时应实现独立的两层网络，另外，在优化传输媒介层网络的同时可实施网管、网络保护等。

2.3电力通信光传输网网络优化的应用

积极开展电力通信光传输网优化工作，不仅实现了网络分层目标，也使得网管得到大大改善。电力通信光传输网优化过程中，如果传输媒介层网络优化、保护切换、通道误码等指标完全符合于标准时，要再次合理的分配低阶通道和高阶通道间的时隙，不断强化两网元间的多个低阶通道，从而朝着高阶通道方向迈进，同时，按照最短路径以及采取有效的保护方式持续切换低阶通道和高阶通道的电路，从而确保通道层网络得到良好的优化。对于部分新电路业务接口需求的站点处，如所采用的设备性能、规格难以满足业务范围广的传输电路必要的网元，这时候我们就必须重新安装相应的设备，从而确保电路层网络趋于完善。

3结论

综上所述可知，当前，电力通信光传输网的优化已经成为了电力系统发展中的必然，光传输网的规模大且结构具有一定的复杂性，所以，其优化属于一项漫长的工作。电力通信光传输网通过优化后，不仅使得电力通信网的结构越来越清晰化，同时，对网络的维护提供了便利。

参考文献

[1]张静琰.电力通信光传输网的优化探讨[J].科技创业家，2011（8）：214.

[2]瑞华，苑丰，郭保卫.平顶山电力光传输网络的优化方案[J].邮电设计技术，2010.

[3]刘润发，房萍萍.山东电力省级光传输网优化及应用[J].电力系统通信，2009，30（3）：20-23，40.

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关键词：数据通信；宽带接入；通信技术；IP技术

中图分类号： TN915 文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)21-5110-02

数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。数据通信是依照一定的通信协议，利用数据传输技术在两个终端之间传递数据信息的一种通信方式和通信业务。它可实现计算机和计算机、计算机和终端以及终端与终端之间的数据信息传递。数据通信中传递的信息均以二进制数据的形式来表现。

1 数据通信技术的发展状况

从提供数据业务的网络技术来看，目前主要有DDN、X.25分组交换数据网、ATM网、帧中继网、IP网等。其中以IP技术为载体的数据通信拥有巨大的市场潜力，它代表了未来通信技术的趋势。随着宽带业务和网络的分组化，DDN开始运用在军队专用信息网，并逐步向数字化、宽带化方向发展，极大促进了军队专用信息通信网的迅速发展。总之，宽带接入日渐成为数据通信业务发展的核心拉动力，运营模式日趋成熟。

2 宽带接入技术在数据通信中的应用

现在网络接入的方法主要有电话拨号接入、专线接入、ISDN、ADSL专线接入、光纤接入等。宽带接入一般是以拨号上网速率上限56Kbps为分界，其中56Kbps之上的接入方式称为“宽带”。

随着宽带接入市场的不断发展，加快普及宽带、及时跟踪宽带接入技术的发展趋势，新兴宽带接入技术也顺应时代潮流不断涌现，对传统主流数据通信技术提出了强有力的挑战。在成熟的宽带接入技术占据主流地位的大环境下，针对市场的某些需求变化而推出的新兴的接入技术因其独特的优势，一经推出就能引起市场的强烈反响。

宽带接入技术市场在2002年进入一个较为平稳的发展时期，以太网接入、HFC、DSL、HPNA等数据通信接入技术日渐成为市场发展的主流，最常见的宽带接入方式如以太网接入技术和DSL。

2.1 xDSL家族的后起之秀

鉴于ADSL接入系统可充分利用现有市话网络中大量的铜缆资源，为用户提供较高的接入速率，并可与光纤接入网中的光缆铺设计划协调发展。同时在中国电信和中国网通两大运营商的推动下，中国已成为全球ADSL用户最多的国家。同时也存在对线路质量要求较高导致推广使用困难的缺点。于是EDSL技术、HomePNA和G.SHDSL崛起为后起之秀。

EDSL技术结合了以太网和DSL技术，是VDSL技术的一种，在普通电话线上实现12.5Mbps的上行和下行速度，最大传输距离可达1.5公里，同时采用以太网标准联网可大大降低实现费用。EDSL以半双工分组传输为基础。利用数据包交换技术和以太网半双工模式弥补DSL的缺点，极大地提高互联网业务的接入速度。这种技术具有高度的线路自适应特性。EDSL支持网上浏览、电子商务、会议电视等宽带数据业务。

HomePNA接入技术利用现有的电话线传输数据信号，通过以太网CSMA/CD协议和频分复用技术，HomePNA1.0版标准的上行和下行速率均达1Mbps，最大传输距离高达300米。主要优势是速度快、免拨号、收费低，且施工简单、能共享上网。

G.SHDSL通过QoS的业务分化扫描，提供数据业务和CBR语音，实现不同厂商设备的兼容，与ADSL技术形成良好的互补关系。同时支持ATM、IP和TDM等多种业务类型应用，传输距离方面相对于HDSL提高15%-130%。专家认为这一最新技术标准在未来可能有望替代HDSL和SDSL，以及G.703专用线路。

2.2 光纤接入技术成新宠

光纤接入是指局端与用户之间完全以光纤作为传输媒体。根据光纤向用户延伸的距离，即光网络单元(ONU)所在位置，光纤接入网有多种方式，其中最主要的3种形式是光纤到路边（FTTC）、光纤到大楼（FTTB）和光纤到家（FTTH）。

FTTH具有以下优势：第一，FTTH是一种最理想的业务透明网络。点到多点的结构节约了大量的主干光纤资源。全透明光网络的接入方式对带宽、波长、传输制式和传输技术无任何限制，适于引入新业务；第二，用户接入速率高，覆盖范围广，可以提供从几兆到上吉的速率；第三，成本低，高效率地传送IP业务，具有很好的QoS保证能力和组播业务支持能力，同时支持高速Internet接入及语音、IPTV.TDM专线甚至CATV等多业务综合接入；第四，在中心局和用户驻地间设置无需有源器件，节省了建设维护费。总之，鉴于FTTH具有频带宽、信号质量好、容量大、可靠性高等优点，是实现B―ISDN的最佳方案，可提供多种业务乃至未来宽带交互型业务，而被公认为是未来接入网的发展趋势。

2.3 无线接入技术唱新角

无线接入具有建网成本低、运营成本低、建网速度快、可逐步扩容投资、见效快和可靠性高等一系列优点。多路多点分配业务(MMDS)和直播卫星系统(DBS)一度无线宽带领域的主流接入方式，现在3．5GHz、本地多点业务分配系统(LMDS)等无线宽带接入系统成为人们关注的新领域。

5GHz频段无线接入组网灵活，前期投入较低，成本回收较快；由于无需管道和电线杆的基建支持，路由限制小，建网比较简单、搬迁快捷，能有效解决部分中小用户对高速数据传输的需求。LMDS工作在10GHz-40GHz频段上，系统覆盖范围为360度，作用距离在3至5公里范围内，实际距离与采用的频率和所在地的大气条件有关。它的最大优点在于可以实现数据双向对称高带宽无线传输，无须专门为每个用户铺设线路，具有相当独特的应用特点。

EPON技术用无源光网络实现的以太网接入，采用点到多点的以太网结构，为最终用户提供了一种费用低廉的宽带解决方案。吉比特以太网能提供很高的带宽，其下行方向工作于TDM方式，数据流以变长以太帧方式广播到ONU。EPON可支持1.25Gbps对称速率，传输距离可达20km；能提供视频业务能力和较好的QOS。因此成为了非常适合IP业务的宽带接入技术。

3 结束语

总之，宽带接入网的发展是一个系统而又复杂的工程，不仅涉及技术、更与其应用及投资成本密切相关.为了实现接入网数字化和宽带化，提高上网速度，FTTH是今后发展方向，但由于光纤用户网的成本过高，在今后几年甚至十几年内大多数用户网仍将继续使用现有的铜线环路。

未来，通信网络将向着综合业务数字网发展。信息高速公路将通过SDH等大量光纤、多媒体技术，应用ATM技术，把各种通信业务综合在一起，以交互方式快速传递，把全国各地数据通信网连接起来，在不同层次上信息得以相互交流，实现信息资源共享。

参考文献：

[1] 刘伟.宽带综合接入技术[M].北京:科学出版社,2007.

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1新兴的现代数据通信交换技术

1.1数字数据网

这是一种质量和宽度均较高的公共数字数据通信网,数字信道是信息传输的信道。作用机制是借助同步转移模式的数字时分复用技术,在实现约定协议下将用户的数据信息通过通信宽带进行传输。该技术主要有5个优点,分别是高传输速率、传输质量和电路可靠性,灵活的连接方式和便捷的网络运行管理[1]。传输速率上,该技术的数字传输信道速率为2Mbps或N×64Kbps;传输质量上,数字中继大量使用光纤的传输系统,用户间有专有固定连接,网络时延较小;连接方式上,该技术能与用户终端设备完成连接,也能与用户进行网络连接,给用户营造了灵活的组网环境;电路有很高的可靠性主要是因为使用了路由备用和迂回的方法;技术使用的是光纤传输,确保了传输质量,也给行政管理提供了良好的条件。这种技术的主要业务有点对点的业务、为公共计算机互联网提供中继电路、帧中继业务、虚拟专用网业务等。

1.2帧中继技术

帧中继协议是一种简化后的X.25广域网协议,也是一种统计复用协议,主要是在单一物理传输线路中,借助帧中继协议能有效提供多条虚电线路,并利用数据链路连接标识的方法,标识每条虚电路。对DLCI而言,最科学的部分就是本地连接和与之直接连接的对端接口[2]。在帧中继网络里,不一样的物理接口上相同的DLCI是不能当做是同一种类虚电路的。这种技术的特点是其传播的中介是光纤,有很高的传送质量,误码率不高,对网络资源的利用率高,被是现代数据通信中较为常见的一种交换技术。但是这种技术同样存在一定的缺点,如实时信息传输的效果不佳,且需要高质量的传送线路与终端智能化程度。该技术主要提供的业务有永久虚电路(PVC)和交换虚电路(SVC)。

1.3异步转换技术

这种技术是一种面向连接宽带的交换技术,是传统分组交换技术和电路交换技术的延伸和发展。该技术是使用定长分组把语音和图像等信息分解成固定长度53b的信息,定长分组就是信元。作用机制是将信元作为单位进行复接、传输、交换,获得了空信元就可以插入信息,且插入的位置可以是随意的,然后进行信息传输。这种技术的优点是能进行无连接传输,有助于宽带高速交换,简化了网络协议和功能等。主要业务有互联局域网、虚拟局域网组建、支持无连接数据通信业务、支持帧中继业务等。

1.4光交换技术

这是建立在光纤介质上的交换技术,可以分为波分光交换技术、时分光交换技术和空分光交换技术。波分光交换技术的基础是波分复用技术,能开展超大容量的数据传输,采用的方法是波长变换和波长选择。该技术分别有N条输入和输出管线,且每条光纤都是借助波分复用技术有n个波长的载波信号,并在每个复用器之间实现N路光纤的n个波长信号交换的[3]。时分光交换技术的基础上时分复用技术,原理是时隙互换。时分复用技术是将时间化成好多帧,将每个帧划分成N个长度一样的时隙,并将时隙分别分给N个信号,最后将N个信号复接到一条光纤上的传输技术。空分光交换技术的基础是光开关技术,通过光开关技术把光信号的传送通路进行变化,达到传输的目的。此外,光交换技术还有一种是对上述三个技术的组合,形成组合光交换技术。组合光交换技术主要是由光开关阵列和波分复用器组成的。

2强化交换技术在现代数据通信中作用的建议

在现代数据通信中,选择并使用合适的交换技术是至关重要的,尤其是对提高数据通信质量有直接影响。要想充分发挥交换技术在现代数据通信中的作用,很重要的一个衡量指标是要确保数据通信的可靠性和有效性,即保障数据通信质量。为了强化换技术在现代数据通信中的作用,提高数据通信质量,必须做到以下几点。(1)制定科学合理的通信协议。即要尽量减少数据包的长度,可以使用长度字节来对数据包长度进行标志;已经制定好的通信协议要经过多次验证,提高有效性;可以采用合理的帧进行同步标志。(2)最大程度的降低波特率相对误差。(3)合理使用软件抗干扰技术。软件抗干扰技术是一种单片机系统的自身防御,系统中控制程序代码必须要不被损坏是该技术的使用前提。

3结语

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业务台站中使用的常规自动站的数据通信方式，就是有线数据通信，该自动气象站主要是由传感器、采集器、主控计算机、电源、专用通信电缆等组成，在常规自动站中，涉及到的专用通信电缆是同轴电缆，其结构如图1所示，此电缆常用于近距的音频通信、远距的高频载波和数字通信及信号传输，主要采用SSB/FDM的调制方式，基于同轴的PCM（PulseCodeModulation-脉码调制录音）时分多路数字基带传输技术，具有通信容量大、传输稳定性高、保密性好、较少受到自然条件和外部干扰影响等优点。有线数据通信系统是通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统，主要由数据终端设备、数据电路、计算机系统三部分组成。自动气象站的工作原理是自动站各要素传感器的感应元件在相应要素发生变化时，元件输出的电量产生变化，与此同时，也产生了模拟信号和数字信号，这些信号被处理器实时控制的数据采集器所采集，经过线性化和定量化处理，实现工程量到要素量的转换，再对数据进行筛选，得出的气象要素值按一定的格式储存在采集器中，采集器再将数据通过传输信道传送至台站内的主控计算机。自动气象站有线数据通信系统结构如图2所示。在各台站的主控计算机中，可以实时的监测到各气象要素值，并按规定的格式存储在计算机的硬盘上，在定时观测时刻，还将气象要素值存入规定格式的定时数据文件中。根据业务需要实现各种气象报告的编发，形成各种气象记录报表和气象数据文件，再通过互联网将气象实时资料传输给用户和终端数据服务中心。至此，数据完成了由采集、处理、转换、传输组成的一整套通信过程，如图3所示。

2无线通信系统

自动气象设备中，由于探测环境的限制，有些设备是需要搭建在远离观测台站的野外环境，例如，区域多要素自动站、自动土壤湿度仪，这种情况下，自动设备若使用有线通信系统，则会遇到线路成本高、铺设难度大等问题，所以只能利用无线通信系统来实现气象数据的传输。就区域自动站而言，是由传感器、采集器、太阳能电源、无线通信模块几部分组成，其用到的无线通信模块是基于GPRS/CDMA技术的通信模块，其技术的可靠性和稳定性已经是非常高的，且功能非常强大，完全能满足自动站进行气象数据远程无线通信的要求。GPRS（GeneralPacketRadioService-通用分组无线业务）是在现有GSM（全球移动通信系统）基础上发展起来的一种移动分组数据业务。GPRS通过在GSM数字移动通讯网络中引入分组交换的功能实体，以完成用分组方式进行的数据传输，GPRS系统可以看作是对原有的GSM电路交换系统的基础上进行的业务扩充，以支持移动用户利用分组数据移动终端接入Internet或其它分组数据网络的需求。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源，从而提供了一种高效能、低成本的无线分组数据业务，特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数量数据传输。GPRS无线通信系统常用的两种不同的应用方式有：（1）点对点数据传输；（2）中心点对多点数据传输，在自动站中，用到的是中心点对多点的数据传输方式，如图4所示（APP代表应用业务、DTU代表数据终端单元、SMS代表短消息业务、CSD代表电路交换数据、DSC代表数据业务中心）。自动站主要使用GPRS、SMS等通信方式与中心站进行数据传输，平时使用GPRS上传数据至中心站服务器，再由FTP（双向传输协议）从中心站服务器传至数据服务中心，通过网络让用户共享，如果GPRS网络出现暂时故障，系统自动切换至SMS短信方式，将数据传至中心站服务器，如果仍有上传失败的情况，还可通过有线传输的方式上传至中心站服务器。区域自动站的工作原理是，传感器采集数据和采集器处理数据部分与常规自动站是基本相似的，数据由采集器出来，所经过的传输信道是不一样的，是通过GPRS无线通信模块发送至终端数据服务中心的，所以，区域自动站的无线通信系统整体模式如图5所示：

3结束语

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为了促进数据通信工程的稳定发展，我们首先要进行其构成原理的分析，促进其数据终端的有效分类，实现对其非分组型终端及其分组型终端的有效应用，确保整体运作环节的优化，确保工程的综合效益的提升。在此过程中，我们要进行分组型终端系统的健全，实现对其计算机环节、相关用户分组交换机、用户分组装拆设备环节的有效应用，确保其各个环节的终端设备的有效应用。为了满足数据通信工程的综合效益的提升，我们也要进行非分组型终端系统的应用，确保其个人计算机终端环节及其其他专用终端环节的优化，促进其数据通信模式的深化，确保其电路交换环节及其相关信息传输环节的优化，确保其相关信息的共享。为了满足实际工作的需要，我们也要进行其报文交换环节的优化，确保相关交换机的存储器的有效应用，确保其相关电路环节的优化，确保其交换机环节及其终端环节的有效应用，确保其方式环节的优化，确保其电路的利用效率及其中继线利用效率的提升，确保其分组交换环节及其相关环节的优化，确保其网内传输系统的健全。各种交换形式的适用范围，电路交换形式通常应用于公用电话网、公用电报网及电路交换的公用数据网等通信网络中。前两种电路交换形式系传统形式；后一种形式崐与公用电话网基本相似，但它是用四线或二线形式连接用户，适用于较高速率的崐数据交换。在实际工作中，我们要进行其报文交换形式的应用环节分析，确保其对相关数据通信模式的深化应用，确保其分组交换环节等的发展。该模式自身的优点是非常多的，具备一系列的电路交换的优势，及其报文交换模式的优势，满足了实际工作的需要。它适用于对话式的计算机通信，如数据库检索、图文信息存取、电子邮件传递和计算机间通信等各方面，传输质量高、成本较低，并可在不同速率终端间通信。其缺点是不适宜于实时性要求高、信息量很大的业务使用。

2关于数据通信分类环节的分析

为了满足数据通信工程的发展需要，我们要进行其相关种类的分析，促进其有线数据通信环节的优化，确保其相关光纤及其数字微波的有效应用，确保其相关数字数据传输网络的健全，确保其DDN系统的健全，通过对其光纤通信技术、数据通信技术及其数字交叉连接技术的有效应用，确保其数字通信网络的健全，我们也要进行其分组交换网系统的健全。崐又称为X.25网，将用户送来的报文分成具用一定长度的数据段，并在每个数据段上加上控制信息，构成一个带有地址的分组组合群崐体，在网上传输。崐帧中继网是从分组交换技术发展起来的。帧中继技术是把不同长度的用户数据组均包封在较大的帧中继帧内，加上寻址和控制信息后崐在网上传输。数据通信工程的稳定发展，离不开对其统计复用技术环节的优化，这一模式实现了对网络资源的有效应用，确保其相关信息流的共享，确保其网络资源的利用效率的提升。在此过程中，通过对其虚电路技术的有效应用，满足用户的数据信息工作的稳定发展，促进其相关环节的带宽的有效分配，促进其分组动态分配性的提升，实现对一系列的突发性业务的质量效率的提升，确保其交换功能的提升，满足了实际工作的需要。帧中继通常的帧长度比分组交换长，达到1024-4096字节/帧，因而其吞吐量非常高，其所提供的速率为2048Mbit/s。帧中继没有采用存储_转发功能，崐因而具有与快速分组交换相同的一些优崐点。其时延小于15ms。无线数据通信也称移动数据通信，它是在有线数据通信的基础上发展起来的。崐有线数据通信依赖于有线传输，因此只适合于固定终端与计算机或计算机之间的崐通信。

3关于数据通信网络及其相关环节的分析

3.1数据通信工程的稳定发展，离不开对其计算机网络系统的优化。通过对其光缆环节、及其计算机环节等的应用，确保其计算机通信网络的健全，确保其网络资源的有效共享，实现对打印机、相关程序的有效共享，通过对其局域网的应用，确保其工作环节的优化。如财务崐部门使用局域网来管理财务帐目，劳动人事部门使用局域网来管理人事档案、各崐种人才信息，公安刑侦部门使用局域网来管理犯罪信息系统、交警部门使用局域网来管理机动车辆、崐驾驶员信息等等。网络协议的定义并不复杂，它是计算机之间进行网络对话的语言模式，它的种类是非常多的，其网络协议数量也是比较的，比如其面向比特的协议等但最常用的是崐TCP/IP协议。它适用于由许多LAN组成的大型网络和不需要路由选择的小型网崐络。TCP/IP协议的特点是具有开放体系结构，并且非常容易管理。

3.2我们也要进行数字数据电路应用范围的分析，其包括一系列的各种专用网、公用数据交换网及其可视图文系统等，这一系列的环节。这一系列模式的应用，满足了其数据信道环节的运行的需要，满足了其相关网络系统的健全，满足了实际数据通信工作的发展需要。利用DDN实现大用户局域网联网；如我区各专业银行、教育、崐科研以及自崐治区公安厅与城市公安局的局域网互联等。提供租用线，让大用户自己组建专用数字数据传输网；使用DDN作为集中操作维护的传输手段。为了满足数据信息工作的发展需要，我们要进行其分组交换网络的有效应用，确保其相关电路业务环节的优化，确保其相关通信平台的有效应用，确保其相关增值数据业务的稳定运行。确保其电子信箱系统的健全，满足实际工作的需要。在分组交换网平台上用户把需发送的信息以规定的格式送入电子信箱的崐存储空间，由电子信箱系统处理和传输后，送到接收用户的电子信箱并通知收信崐人。电子数据交换是计算机、通信和现代管理技术相结合的产物，又崐被称为“无纸贸易”。

4结语

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关键词：数据通信技术 原理 应用

Abstract: With the rapid development of new technologies are emerging and our country economy, communication technology and communication industry in recent years have made great achievements, application and development of computer network technology, has injected new vitality to the communication industry in our country to make our country better able to meet people's communication and the exchange of needed.

Keywords: data communication technology; principle; application;

中图分类号：TS801.8文献标识码：A文章编号：

引言

数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。要在两地间传输信息必须有传输信道，根据传输媒体的不同，有无线数据通信与有线数据通信之分。但它们都是通过传输信道将数据终端与计算机联结起来，而使不同地点的数据终端实现软、硬件和信息资源的共享。

1.通信系统传输

1.1电缆通信

主要有双绞线通信，基于同轴的PCM时分多路数字基带传输的技术。它具有抗干扰能力强、传输距离远、布线容易、价格低廉之优势。

1.2微波通信

分为模拟微波通信和数字微波通信。微波通信由于其频带宽、容量大、可以用于各种电信业务的传送，如电话、电报、数据、传真以及彩色电视等均可通过微波电路传输。还具有良好的抗灾性能，对水灾、风灾以及地震等自然灾害。

1.3光纤通信

光纤通信的应用领域是很广泛的，主要用于市话中继线，光纤通信的优点在这里可以充分发挥，逐步取代电缆，得到广泛应用。还用于长途干线通信过去主要靠电缆、微波、卫星通信，现以逐步使用光纤通信并形成了占全球优势的比特传输方法；用于全球通信网、各国的公共电信网(如中国的国家一级干线、各省二级干线和县以下的支线)；它还用于高质量彩色的电视传输、工业生产现场监视和调度、交通监视控制指挥、城镇有线电视网、共用天线(CATV)系统，用于光纤局域网和其他如在飞机内、飞船内、舰艇内、矿井下、电力部门、军事及有腐蚀和有辐射等中使用。

1.4卫星通信

利用人造卫星作为中转站实现多点之间信息的传递，应用在一些高端领域。其特点是通信距离远，通信容量大，覆盖面积大，不受地域限制、不受大气层的影响，具有很高的可靠性。

1.5移动通信

涵盖多个通信频段，能够应用在陆、海、空移动通信中。它采用了频分多址(FDMA)，时分多址(TDMA，码分多址(CDMA)技术。数字移动通信关键技术有多址接入技术、信源编码技术、信道编码技术、数字调制技术、扩频技术、时域均衡技术、分集技术。

2.数据通信的原理

通信网是由一定数量的节点和连接这些节点的传输系统有机地组织在一起，按约定的信令或协议完成任意用户间信息交换的通信体系。

常见的终端节点有电话机、传真机、计算机、视频终端、智能终端和PBX等。它主要实现用户信息的处理(包括信息的发送和接收)、信令信息的处理(处理连接建立、业务管理等控制信息)。

交换节点是数据通信的核心设备，如电话交换机、分组交换机、路由器、转发器等。它负责集中、转发终端节点产生的用户信息。除了实现业务的集中/接入、交换、信令控制外，它还负责路由信息的更新和维护管理等功能。

业务节点包括业务控制节点(SCP)、智能外设、语音信箱系统、Internet上的各种信息服务器等。它主要实现业务的执行和控制、呼叫建立的控制和提供智能化、个性化、有差异的服务。

传输系统为信息的传输提供信道，并将网络节点连接在一起。目前，传输系统都采用频分复用、时分复用、波分复用等技术提高物理线路的利用率。

3.数据交换技术

数据交换技术主要包括线路交换、报文交换和分组交换。

线路交换是通过网络中的节点在两个站点之间建立一条专用的通讯线路。适用于系统间要求高质量的大量数据传输的情况。

报文又称为包交换，报文是信息的一个逻辑单位。报文交换不事先建立物理电路，当发送方有数据要发送时，它将把要发送的数据当作一个整体交给中间交换设备。中间交换设备先将报文存起来，然后选择一条适合的空闲输出线将数据转发给下一个交换设备，如此循环往复直至将数据发送到目的节点。采用这种技术的网络就是存储转发网络。

分组交换方式兼有报文交换和线路交换的优点。其形式上像报文交换。在分组交换网中用户的数据被切分成一个个分组(Packet)，而且分组的大小有严格的上限。这样使得分组可以被缓存在交换设备的内存而不是磁盘中，同时由于分组交换网能够保证任何用户都不能长时间独占某条传输线路，因而它非常适合于交互式通信。

4.数据通信的应用

4.l 有线数据通信的应用

（l）数字数据网(DDN)的应用范围有：

① 为分组交换网、共用计算机互联网等提供中继电路；

② 提供点对点、一点对多点的业务适用于金融证券公司、科研教育系统、政府部门租用DDN专线组建自己的专用网。

③ 提供帧中继业务，扩大了DDN的业务范围。用户通过一条物理电路可同时配置多条虚连接。

④ 提供语音、G3传真、图像、智能用户电报等通信。

⑤ 提供虚拟专用网业务。大的集团用户可以租用多个方向、较多数量的电路，通过自己的网络管理工作站，进行自己管理，自己分配电路带宽资源，组成虚拟专用网。

（2）分组交换网的应用

分组交换是为适应计算机通信而发展起来的一种通信手段，它以X.25建议为基础，可以满足不同速率、不同型号终端与终端、终端与计算机、计算机与计算机间以及局域网间的通信，实现数据库资源共享。

① 电子数据交换业务。电子数据交换(EDI)是计算机、通信和现代管理技术相结合的产物。EDI用电子单证代替了纸面单证，由传统的多点对多点的联系变为网络信息传递。EDI技术是未来商业发展主要的工具。现在国内外都得到广泛的应用。

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【关键词】数据通信；光纤通信；应用

光纤通信技术在本地、长途以及干线传输上运用非常广泛，同时正朝着用户光纤通信网方向发展。利用单模光纤由于长波激光器，各路光纤通话路数已经在10000门以上，光纤具备较强的通信纤力。当前光纤通信技术发展很快，对逐步加大了对接入、光电转换、传输、交换以及网络等设备的运用，并由数字信号处理与光电转换两个单元构成。对此，为提升数据通信质量，需要加大对光纤通信技术的研究力度，为人们的日常生产生活提供方便。

1光纤通信技术概述

1.1数字电路

当前，数字光纤通信的应用已经非常广泛，并不断提升了通信容量与传输距离，以往的电缆传输通信已经被取代。数字光纤通信有很多优势，主要包括以下几点：传输距离长、容量大，抗干扰能力强，耐腐蚀和辐射，质地较轻等[1]。对数字光纤通信而言，先要通过光电转换，将数据传输信号转换为脉冲数字信号，利用光纤光缆进行传输，接收端获得传输过来的信号后，在光电转换、放大、均衡以及定时判决以后，形成数据信号进行传输。数字信号传输到光发送机后，在光源器件调制后，将光脉冲信号发射出去。信号在光接收机中实现转换，并在放大与均衡后，能够形成数字信号。

1.2MSTP电路

MSTP是一种多业务传输平台，主要在SDH上发展而成。MSTP也是一种先进的城域光传输网技术，可以实现对城域网中各项数据的传输。当前，MSTP电路具备数据传输的功能，可以提供专网服务。

1.3裸光纤

通常来说，电信等公司可以为用户提供裸光纤租用服务，即主要为光纤物理通道，能够对数据进行处理，所有光纤干线没有连接数据处理设备，信号收发器需要用户根据需求进行安装。对于裸光纤业务而言，主要是用户和运营商主要使用光纤这一传输媒体，建立宽带网得到时候，若是网间距离在3km以上，则需要光纤进行连接。

1.4SDH电路

SDH属于同步数据技术，将时分复用作为基础，在所有上层网络上，SDH发挥着物理通道的作用，并有着透明的特点，在宽带支持下，能够提供电话、数据以及数字视频等服务。用户不需要签订通信协议，能够根据自身需要，选择相应的通信协议与网络设备，同时业务质量也很高。

2光纤通信技术发展历程

20世纪70年代初期，西方发达国家已经开始研究光纤通信技术，主要是这些国家电话通信要求不断增加。在美国，很多通信公司出于增大通信容量的考虑，大力研究各种新型材料，取代传统的铜质电缆，让功能变得更加丰富。之后英国标准电信研究所研究了光纤耗损等内容，这推动了研发光纤材料的步伐。随着对光纤材料研究的加深，美国康宁公司研发了石英光纤，并在改良之后，已经可以达到其理论损耗极限的程度[2]。从光纤通信技术发展历程来看，主要有5个阶段，即第一阶段为850nm波段多模光波；第二阶段为1310nm多模光纤；第三阶段为1310nm单模光纤；第四阶段为1550nm单模光纤；第五阶段为长距离传输光纤通信技术。

3光纤通信技术发展趋势

3.1全光网络技术

随着网络传输与交换的进行，全光网络技术主要将光作为载体，信号在网络中传输期间，需要进行电与光之间的相互转换。发展全光网络技术，能够更好的利用网络资源，进行传输的时候，不需要通过电处理，能够运用各种传输方法，如PDH、ATM、SDH等。为进一步促进全光网络的发展，需要各种网络技术的融合，对于光网络的设计，可以借鉴与Internet相类似的结构。全光网络技术优势也非常明显，如组网非常灵活，不会出现误码，可扩展性强等[3]。现阶段全光网络技术主要应用于银行中，如开展的各种网上银行业务，这样能够让企业或个人的经济交易更加方便，也突破了空间与时间的局限，直接使用计算机完成各种金融业务，如转账、存款以及理财等。尤其是在3D网络技术快速发展的今天，光纤通信技术将获得更大发展。

3.2波分复用系统

对于薄分复用系统而言，主要利用光波频率与波长之间的差异，从光纤的实际损耗出发，分为相应的信道，将光波当成信号载波，并借助波分复用器，把发送端各种波长的信号光载波进行合并，并在光纤内实现传输。这样一来，让单模光纤低损耗区的宽带资源得到了充分的利用，而接收端同样设置一个波分复用器，实现对承载各种信号的光载波的分离，这样只需要使用一根光纤，就可以对多个波长的光信号进行传输，让多路光信号复用传输得以实现。在我国波分复用系统发展速度很快，尤其是1.6Tbit/s的WDM系统逐步普及到商业上，同时极大延长了全光传输的距离。此外，为增加传输的容量，还可以使用光时分复用技术（OTDM），利用该技术的信号，能够实现波分复用，从而有效增加了传输的容量。对于现阶段大容量的WDM/OTDM通信系统而言，通常选择归零编码信号的形式进行传输。通常光纤对色散管理分布要求很高，而利用该系统，可以有效降低这个要求，同时能够更好的适应光纤的非线性、偏振模色散等特性。此外，在超高速通信系统内，归零编码信号不需要占据较大的空间，这无疑是今后光纤通信系统发展的一个重要方向。

3.3光弧子通信技术

光弧通信技术的发展，能够实现传输距离的增加，属于特殊ps数量级的超短光脉冲，通过将光弧子为载体，能够增加通信的距离，并确保不会出现畸变。同时还可以在不出现误码的基础上，实现信息的超远距离传输。光弧子通信技术的发展与应用，能够避免受到光纤色散的影响，让通信容量更大、传输速率更快[4]。光弧子通信技术是一种全光非线性通信方法，能够有效避免受到色散的影响，从原理上看，借助光纤折射率具备的非线性效应，从而压缩光脉冲，从而平衡群速色散造成的光脉冲展宽。在创造相应条件以后，能够确保光弧子在光纤内顺利传输，同时延长传输的距离，避免出现变形等问题。由此可见，光弧子通信技术比其他通信技术具备更大的优势，如传输距离更长、容量更大，同时也能够有效避免受到各种因素的影响。因此，今后要加大对光弧子通信技术的研发力度。

4结语

总之，数据通信是一种通信业务，能够实现远距离的信息传输与处理。现阶段计算机技术发展很快，出现了很多先进的职能设备，极大丰富了处理功能，在社会各行各业得到了广泛应用，数据通信范围也逐步增大。而光纤通信技术作为数据通信的一种传输方式，可以有效提升数据的传输量，因此今后需要进一步加大对其的研发力度，确保其优势能够充分发挥出来，提升数据通信的质量。

参考文献

[1]王书林.浅析计算机网络数字数据通信技术[J].无线互联科技，2016（04）：1~2.

[2]马骉.4G通信技术及其应用前景分析[J].中国新通信，2014（08）：71.

[3]施伯杨.浅谈数据通信技术及应用[J].科技创新与应用，2014（07）：62.

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关键词：变电站；自动化；数据通讯质量；光纤自愈环形以太网

中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01

一、变电站自动化系统数据通讯的概述

变电站自动化系统是由不同的子系统构成的，主要目的是为了解决通信管理机和不同子系统之间的数据通讯和互相操作的问题。为了实现变电站自动化系统的工作需要，数据通讯问题始终贯穿于计算机的各项技术问题之间，因此如何有效地提升数据通讯质量是目前变电站自动化系统的关键问题之一。变电站具有高可靠性、高抗干扰性、高扩展性、工作灵活等特点，因此对通讯质量的优化要求也就随之更高，这不但关系到每一所变电站的优劣，也和整个电网的安全稳定息息相关。数据通讯网络作为变电站自动化系统中的重要组成部分，是变电站自动化系统中传输数据的主要通道，因此该网络的性能对自动化系统的整体性能有直接的影响。根据变电站自动化系统的特点和工作环境的要求，数据通讯应该具备实时响应能力快、可靠性高、电磁兼容性能优良、结构分层等要求。

二、变电站自动化系统数据通讯网络的现状

从变电站自动化系统中的通信特点和相关要求来看，数据通讯在自动化系统中所占的比例越来越大，因此数据通讯的质量也随之更加重要。目前随着电网规模的不断扩大，电网的结构也更加错综复杂。变电站的信息量也成倍增长，因此对于数据通讯各方面的质量要求也越来越多。

目前数据通讯的传输方式主要由三种，分别是串行数据通信技术、现场总线技术和以太网技术。串行数据通信技术存在通信接口协议少、通信速率地、实时性差、大数据包传输率低下、站点功能不易扩展等等诸多问题，而且由于只能设置一部主机，因此一旦主机故障，就可能导致整个通讯系统瘫痪。现场总线技术虽然存在相互操作性良好、数据共享性高、通信速率高、实时性好、组网灵活等特点，但是由于网络性能因为通信节点数量增多而下降、通信速率因为总线带宽的限制下降和互联性因为接口协议不具备统一标准而下降等问题，同样制约数据通讯质量的提升。以太网采用总线型拓扑结构，具有更高的可靠性和传输速率，而且可以在网内任意增加节点而不影响通讯质量，实时性强。以太网技术因为成本低、应用环境成熟、网络竞争机制完善、标准协议开发等特点，因此是提升自动化系统通讯质量的最佳选择。

三、通过传输介质提升变电站自动化系统数据通讯质量

传输介质主要是指从发送设备到接收设备之间信号传递所经过的媒介，是网络中双方的物理通路，也是在数据通讯中实际传送信息的载体。因此传输介质因具备较高的传输效率、连通性、抗干扰性和性价比。传输介质的好坏将直接影响变电站自动化系统中数据通讯质量的好坏，因此在进行传输介质的选择时，要格外慎重。针对变电站自动化系统中数据通讯的特点，通过不断的实践发现，光纤介质具有相对较高的通信速率和数据传输质量，因此现下绝大部分变电站自动化系统的数据通讯的传输介质都是采用光纤，这也是有效提高自动化系统中数据通讯质量的有力手段之一。

四、通过光纤自愈环形以太网结构提升数据通信质量

光纤自愈环形以太网结构因其在数据传输中体现出了较高的实时性、可靠性、高效性、长距离传输信息的高质量以及网络布线简介等优点，使得变电站自动化系统中的数据通讯网络具有较高的容错率和速度，并且符合了远距离传输的特点，并且在出现问题时能够在短时间内修复，为提升数据通讯质量作出巨大的贡献，也为今后变电站自动化系统数据通讯的发展指明了道路。

（一）光纤通讯。变电站一般需要进行长距离的数据通讯，而鉴于变电站所处的位置经常会有强电磁、射频、地电位差等多种因素的干扰，这些因素对通讯质量都会产生不利影响。而通过光纤通信则可以有效降低这些因素带来的干扰。光纤通信不但具有优良的电磁兼容性，也有较强的抗干扰能力，即使在高强度的电磁环境下运作，光纤传输的信息也不会受到明显的影响。因此，光纤数据通讯在变电站自动化系统的数据通讯总具有较高的优越性，是提升通讯质量的有效手段。

（二）容错网络。变电站的自动化系统一旦出现通信中断，如果无法在规定的时间内修复，就会造成严重的后果。在容错网络中，如果主要通信网络出现问题，备份的通信网络可以立刻发挥作用，隔离故障区域，不影响整体的运行。光纤自愈环型以太网以其典型的环网结构具备了高可靠性的通信模式，具有较高的容错功能，从而越来越多的被应用于变电站的自动化系统数据通讯中。

（三）光纤自愈环型以太网自愈功能的实现。光纤自愈环型以太网的自愈功能的原理是将所有的信息分布在信号流走向相反的两个环网上进行数据通讯，如图1。当主网环正常工作时，备网环处于待机备用状态，一旦主网环出现问题，与故障点最近的两个环网节点会通过改变数据的流向在主网环和备网环上自动环回，从而确保数据通信的流畅，这种自愈功能可以极大地提高数据通讯的质量。

（四）光纤自愈环型以太网的特点。光纤自愈环型以太网以其高可靠性、高网络监视能力、优良的灵活性和扩展性、安装工作方便等特点，在推动数据通讯质量的提高中有着显著的优势。通过光纤自愈环型以太网，可以有效地降低数据通讯维护的时间和精力，即便出现数据通讯问题，也可以在很短的时间内修复，从而确保数据通讯的质量。

五、结束语

数据通讯是变电站自动化系统的核心，对变电站的运行有着直接的影响，如果数据通讯的质量得不到保障，变电站的可靠性、抗干扰性等等性能也必然会受到影响，最终影响整个电网的安全。

参考文献：

[1]李凯.如何提升变电站综合自动化系统中数据通信质量[J].青海电力，2007（S1）：11-14+25.

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关键词：全球定位系统（GPS）高斯滤波最小频移键控（GMSK）无线通信

GPS车辆监控调度系统中，需要将车辆的定位数据通过无线数据通信平台回传到监控调度中心。常用的无线数据通信平台可以分为两大类：公网和专网。公网指的是GPRS、CDPD、GSM等以用无线数据网，专网则是指为调度系统专门建立的无线通信网。采用公网的GPS系统具有投资小、覆盖面大、系统维护量小等优点，但它的实时性比较差，不能进行GPS差分定位。要用专网的GPS系统对监控目标可采用时分复用方式进行数据传输，充分利用无线频率资源，传输快、实时性好，可进行GPS差分定位，定位精度高。因此专网的GPS车辆监控调度系统尤其适合于公安、消防、公交、金融运钞等对实时性要求高的应用。专网用GPS数传终端在系统中的作用主要是实现GPS差分定位与无线通信。本文介绍用于专网的低成本、高数据率、实时性好、可靠传话音的GPS数传终端的设计方法及其性能、特点。

1数传终端设计中频率资源的充分利用

在车辆监控调度系统中，频率资源有限，不能为每个终端分配一个频段，通常是所有终端共用一个数据频道。因此，如何复用这一频率资源，使它得到充分利用，增大系统数据通信容量是数传端和系统设计中值得探讨的问题。

常用的单信道复用方法有两种：点名方式和时分复用方式。点名方式是在整个系统中，先由基站终端点名，指定某特定移动终端向它回传数据；在随后的一段时间内，指定的终端回传数据，其它的终端则保持沉默，基站的终端接收数据；然后又由基站终端继续点名。时分复用方式则是在一个时间段内为每一终端分配一个时隙，终端轮流发送数据，到下一时间段，所终端又依次发送，如此循环。点名方式的缺点是由于每次都要基站终端先点名，因此通信效率比较低，数据通信容量比较小，只能应用于比较小的系统。时分复用方式效率比点名方式高，数据通信容量大，但是所有终端需要一个共同的时间基准。在移动通信中，这个基准通常由基站通过单独的信道来提供，这就需要单独的控制信道，对设备要求高。在车辆监调度系统中，不能采用这种方法。考虑到GPS接收模块在进行GPS定位时，同时会得到一个非常准确的全球同步时钟，用它来作为时分通信的时间基准，就可以实现时分复用，而不增加成本和设备复杂度。

在时分通信的GPS车辆监控调度系统中，移动终端发送和接收数据的时候不多，终端常处于空闲状态。而在车辆监控调度系统中，采用数据传输定位信息、话音实现调度功能将大大提高系统性能。因此如果能在半双工的传输平台上，实现既传输数据又传输话音而不相互干扰，将会使整个系统性能在不增加成本的情况下，得到极大的提高。考虑到以下两个事实：

（1）时分复用方式的监控调度系统中，每个移动终端传输和接收数据的时间都很短，在每个时分复用周期内只有一收一发两次，各几十毫秒。基站的数传终端数据收发时间则比较长。

（2）话音通信时，话音偶尔被中断不到100毫秒，基本不影响话音的可懂度，收听者只感觉到轻微的喀、喀声。

笔者采取以下办法，实现数据与话音的同时传输：

（1）采用两个25kHz带宽的频道，一个用于话音通信，一个用于数据通信；

（2）大部分时间里移动终端处于话音频道，接收或发送话音，在收发数据的时隙，无论是否收、发话音，都强制切换到数据道收发数据，数据通信完成后，回到话音频道，继续收发话音。这样数据收发只会引起话音通信的不到100毫秒的中断，因而对话音通信的影响可忽略。

（3）在监控调度中心安装两个基站终端，一个专用于话音通信，一个专用于数据通信；每个监控目标安装一个移动终端，在给定的时隙收发数据，其它时间收发话音；基站终端与移动终端只在软件上略有不同。这样，就可以在半双工的平台上，同时实现数据和话音的半双工传输。

2GPS数传终端的硬件设计

2.1数字调制方式的选择

时分通信系统中决定系统容量的主要因素有三个：无线数据传输率、不同终端之间数据传输的保护时间以及每个终端的数据量。增加数据传输速率，可直接加大通信系统容量。在车辆监控调度系统中，带宽资源是非常有限的，要提高通信数据率，必须采用效率比较高的调制方式。

ASK、PSK、FSK等调制方式，调制解调简单，但频谱特性不好，带宽利用率低；而QAM、TCM等复杂的调制方式，需要较复杂的调制解调手段，成本也比较高。这里采用GMSK（高斯滤波的最小频移键控）数据调制方式。GMSK是一种恒包络调制方案，可以用较简单的C类放大器实现，而且它能够在保持谱效率的同时维持较低的同波道和邻波道干扰。实现GMSK调制可以采用正交调制方式或简单的高斯低通滤波加频率调制的方式。这里采用后者，如图1所示。

解调时，采用完全相反的过程，先解调频，得到高斯滤波的基带信号，然后高斯逆滤波，恢复调制前的信号。

2.2频率调制和解调的设计

为了保证数据传输的稳定可靠，发射电路采用两个振荡器：一个中频振荡器和一个本地振荡器，数据和话音分别调制这两个振荡器。数话分开调制的好处是避免了两路的相互影响，并且数据信号直接调制中频晶体振荡电路，提高了数据调制的稳定度，有利于实现MSK调制和接收电路的解调。中频振荡器采用高精度晶振构成的振荡器；本振采用可编程吞脉冲PLL（锁相环）频率综合器，通过PLL将本振VCO（压控振荡器）锁定于高精度晶体振荡器，使本振既具有很高的频率稳定度，又可以通过编程改变频率。

频率调制的框图如图2所示。

接收解调电路框图如图3所示。

从天线接收来的射频信号放大后，经过两次下变频、滤波得到基带信号，基带信号放大后，可以推动喇叭发声或往高斯逆滤波器解调出数字信号。

由于PLL频率综合器的成本比较高，考虑到实际使用时频率资源的限制，数传终端采用半双工工作方式，频率调制和解调共用一个PLL频率综合器（本振）。

PLL的转换时间是一个重要的指标，转换时间的大小直接影响终端的性能。转换时间长使终端数字/话音通信频道转换时间也长，不同终端发送数据保护时间加长，会大大减小整个系统的数字通信容量，降低系统性能；而且PLL的转换时间长，数据通信就会使话音通信中断较长的时间，严重影响话音通信的质量。因此设计时应尽量减少PLL的转换时间，提高PLL的锁定速度。采用变宽法加速PLL的锁定，系统性能有了较大提高。

2.3高斯低通滤波和逆滤波电路

高斯低能滤波器指的是滤波器的频率响应为高斯函数：

高斯滤波器的冲击响应也为高斯函数，采用模拟方法是不可能实现这种滤波器的，通常采用数字存储的方法实现高斯滤波器。这里采用一款由CML公司设计生产的GMSK调制解调器FX589。

FX589是一种低压高速GMSK调制解调器，它可以实现高斯低通滤波及逆滤波，数据率为4Kbps～64Kbps。

为了达到无线通信要求的信道带宽为25kHz，带外干扰<-60dB，选择数据率为9600bps，BT=0.5。

根据FX589的工作特性，采取了以下措施，提高数据通信的性能：

（1）精心设计FX589的电路，配合FX589工作；

（2）将发/收的数据进行加/解扰，去除信号中的直流和低频成分以适合FX589的要求；

（3）给数据加上合适的头码，利用FX589恢复接收时钟，保护接收数据完整性；

（4）软件上采取数据检错重发机制，消除误码对系统性能的影响。

2.4数传终端的整体设计

整个数传终端的设计以MCU为中心，并采用FPGA来整合周边器件，提高系统的稳定性，降低测试维修的复杂度。数传终端的整体框图如图4所示。

串行EEPROM用于存储车辆的重要信息，如编号、车牌号等。FLASH用于记录车辆运行信息，以供调度中心查询。SRAM存储器主要用于存储临时数据，如GPS定位信息、差分定位信息等。GPS接收模块用于接收GPS信号，实现GPS差分定位功能。显示与控制面板采用带背光液晶显示，由电源音量旋钮、静噪调整旋钮与四个轻触按键控制。RS-232测试设置口用来与PC机或其它设备通信。FPGA将所有器件联系成一个整体，由微控制器通过串行通信口、地址数据接口及通用I/O口控制各模块协调工作，完成整个数传终端的显示、通信与数据处理等功能。

3GPS数传终端控制软件的设计

GPS数传终端的软件设计，要求首先配合硬件保证终端工作稳定可靠；其次是合理控制，充分发挥硬件潜力，提升终端、系统的性能；另外还要兼顾系统需要，提供良好的操作界面和一定的附加功能与扩展能力。

整个软件的结构示意图如图5所示。

由于终端工作在一个时分通信系统中，每个终端只能在指定的时刻收发数据，因此在软件设计中，实时性的要求非常高。如果软件控制的实时性不好，会乱不同终端间的数据通信相互干扰。这种情况下要保证数据传输可靠，就只能特殊系统数据通信容量，加大不同终端数据传输的保护时间。笔者在软件上采用以下方法提高控制的实时性：

（1）整个软件由一个短时间（几百微秒）的定时中断来定时，结合GPS高精度的时间信息，使所有终端都具有同步且准确的时间。

（2）软件采用模块化设计。模块设计时，将每一模块的工作分成多个部分，模块运行时，每次只运行其中一部分，减小模块每次执行时间，提高软件控制的实时性。

（3）按模块对实时性要求的同，将它们分成不同的执行优先级，如调频与解调电路控制模块的优先级设置为最高，而将EEPROM的读写模块的优先级设置为最低。

在软件设计中，为了减小不同终端之间数据传输的保护时间，增大系统容量，根据系统半双工数据通信的特点，对数据发射电路采用了提前转频道的控制方法。采用此方法后，保护时间不包含PLL锁定时间，只包含射频功率建立时间。由于射频功率建立时间很短，可以忽略，因而MCU控制的时间准确度便成了决定保护时间的主要因素，只要软件控制实时性好就可以把保护时间减少至几毫秒以内。示意图见图6。

另外软件设计中，串口通信程序采用分层设计，分为接收、命令分析和命令数据处理三层，便于以后扩展命令，以适应不同的车辆监控调度系统。

样机的各性能指标均符合设计要求，具体如下：

（1）GPS定位与GPS差分定位功能；

（2）半双工无线通信，频率范围430MHz～450MHz通信数据率9600bps，同时可传输话音；

（3）频道带宽25kHz；频率杂散<5kHz；发射邻频干扰<-60dB；

（4）接收灵敏度：1.0μV信号输入，解调输出SNR>30dB，BER<1.0e-5；

（5）接收选择性：±10kHz；-6dB；±25kHz：-50dB；

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通过对监控计算机与PLC数据通信系统的研究，对PCL的概念进行简述，如何的融入监控计算机，对装置进行实时的监控，以汽车行车的电气控制系统为例，对相关的技术进行分析整理，通过简洁精美的操作界面进行操作。对使用PLC数据通信系统的设备进行实时的监控。

【关键词】监控计算机；PLC数据通信；微处理器

前言

随着经济的不断发展，计算机的控制技术在现代化的企业中功不可没，通过监控计算机与PLC的数据通信技术进行有机的结合。对于PLC与网络的工作原理进行分析，重点讲个人的计算机开发成了PLC的以及网络的超级终端，对于实现现阶段的PLC对系统的数据操作和管理的技术。根据PLC的基本理论进行构建工业地控制系统对PLC的实时掌握的要点，通过控制的过程和方式，对整个PLC的网络结构进行相关的配置。通过介绍个人计算机与PLC的连网通信的必要条件和个人计算机中的异步通信的适配器、运用高级的语言编写个人计算机的PLC通信的接口程序的原理。

1PLC控制系统的概述

PLC控制系统简单来说就是以一个微处理器为核心，利用微机技术、通信技术、自动化技术为一体，中文名称为可编程控制器的通用工业控制装置。PLC有着功能性强、适应能力强、可靠性高、结构模块化等特点，在现阶段的工业控制中有着十分广泛的使用。通过计算机将PLC连入控制网络，能够产生十分有效地数据处理效果和规范的管理，还能够为使用者提供十分精美且简便的操作界面，还能够通过这种方式对系统的参数进行修改以及控制，控制图表中进行相对应的显示，通过PLC技术的使用，能够使工作人员能够了解现场的实时情况。通过对上位机的通信与PLC的功能相结合，可以达到什么样的效果？

2PLC通信及网络技术的概述

2.1PLC通信网络的概念

2.1.1通信的概念计算机和PLC都属于数字设备的一种，通过交换0、1的数字信号。数据信息指的是符合规定的编码、位长、格式的数字信号。而数据通信指的是通过适当的传输的路径对一台机器的数据信息传送到另一台机器上。机器的范围可以是计算机或者是PCL，也可以是其他带有通信功能的设备。通信的方式按照不同数字代表的不同的数字信号，通过顺序的调换排列的方式不同，也可分为并行和串行两种通信方式。一般来说，要求较高的通信方式都采用并行，并行通讯具有传输的速度快、用时较短的特点，因为并行的传输线的成本较高，所以用数据传输的方式能够达到十分快捷的效果。而普通的通信使用串联的传输方式就能够满足通信的需求了。点对点的通信方式一般情况下都会有固定的时间或者是传输方向，通过各种通信方式进行工作。其中单工通信指的是对某一个方向的数据接收发送，比如：我们身边的广播、遥控和寻呼机都属于单工通信。半双工的通信方式可以使两个方向的通信不同时的进行传输，比如：对讲机、发报机等使用的都是半双工的通信方式。全双工的通信方式就可以使两个方向进行双线的同时的传输。最常见的就是我们身边的电话和手机。将通信方式按照不同的网络形式可以分为，在两个终端直通交换和分支，在直通的终端是专用终端，其他两种通信方式都属于网络通信的范围内。在串行的通信中，使用者可以根据同步方式的不同要求，将通信方式分类为同步或者异步，通过字符进行传输的串行的异步通信，通过对信息发送的起始标志和同步标志进行通信的完成。当发送方和接收方的频率出现偏差的时候，也不会对通信造成错位的影响，在下一个字符进行传输时，就可以形成同步。异步通信指的是每一个数据的前后标注位置，传输的过程中会出现一少部分空档，传输的效率没有相应的保证，传输的效率低。同步通信指的是将每一个数据都能够按照一定的顺序进行连接，以某一个数据块为单位，对其中的每一个数据块进行一到两个同步的字符，传输结束前进行校验字符的工作。其优点是能够提高一定的传送速度，但是对时钟的信号和数据的发送端与接收端能够严格的进行同步，且对时钟的信号也严格的要求一致。使用了这类方式的传输硬件设备比较繁琐，能够将信息限制成为不同的速度。

2.1.2串行通信的接口标准

（1）RS232CRS232C指的是在1969年美国的电子工业协会提出的串行的通信接口标准，在现阶段的计算机和可编程的控制器中得到了广泛的使用。PLC数据通信与计算机之间也需要RS232C的标准接口实现的，具有十分强大的抗干扰能力。对单端的驱动和接受的电路，产生的最大距离大致为15m左右，插件的标准基本为9/25针，PCL数据通信一般使用九针的连接器就足够了。

（2）RS422/RS485对于RS232来说，RS422和RS485采用的是差分传输的方式对数据信号进行传输，也可以叫平衡传输，可以达到最大为1.219KM的传输距离，也能够达到10MB/S。并且允许在一个相同的传输线上进行连接多个接受的节点。

2.2PLC局域网基础

网络结构：PLC数据通信网络经过了长时间的发展，可以实现ISO模型所需要的大部分功能。计算机的网络按照分布的距离可以分成广域网、局域网和互联网三种。PLC控制可以归于局域网的范围内，PLC自身对工业的工作要求就比较特殊，通信数据要有极速响应的能力，对信息的传输具有一定的可靠性，能够在工厂恶劣的环境下工作。网络结构也叫拓扑结构，网络主要是由物理节点组成的，经常使用的网络结构种类为，联网结构和链接结构。联网机构指的是通过多个节点的连接，利用星形、总线形或是环形形式的方式进行连接。相对来说，连接结构就没有那么复杂，简单来说就是将通信的接口与介质找出，将两个节点进行连接。而正是因为这样的原因，当两个PLC之间相连接或者一个PLC与计算机相连接时，称作链接，不是联网。一般情况下，工厂所使用的自动化系统，其结构基本是一层一层之间进行的相互协作。但是每一层之间的要求不同，就无法成为单一的网络结构，为了维持正常的工作，一般都会选择多级通信进行工作，组成了复合型的网络结构，通过对不同级别的子网络进行不同通信协议的配置，才能够满足各个层次对通信不同的需求。

2.3网络通信协议

PLC网络与计算机的性质相仿，都是有各种数字设备之间与终端的设备，都属于一种复合型的系统，其中包含了多个节点。在这个复合系统中，由于几个节点之间所针对的设备都有所不同，其形式，方式都有很大的差异。而针对对不同型号、不同系列系列的计算机，PLC数据通信的通信方式也会产生一定的不同，要根据通信软件的基本要求对软件进行开发。在网络系统中，通过自动地进行通信从而确保双方数据通信正常的操作，还可以对通信之间出现了什么问题进行反映，制定相关的方案，我们称之为网络通信协议，也可以叫做网络通信规程。按照功能分类可以分为识别和同步的通信，传输正确的保证、检测和修正的信息传输。

3监控计算机和PLC数据通信与行车控制设备

3.1行车电气控制设备

根据不同的要求，可以对电气控制系统进行不同的改进，比如汽车行车的电气控制设备，就需要根据加工过程的比较柔性，预批量生产的需要相结合，从而提高电气控制设备的使用程度，针对汽车行车对电气控制设备的需要对其进行不同的工艺的流程的改进。要注意设计设备的结构要与行车结构相类似，二者之间的差距不能过大，要求做到准确的进行定位控制，在形成使用的过程中，能够更加快捷的进行放置，在控制设备工作的过程中，能够控制大车的移动，对吊篮上下、左右、前后的运动，以及小车的移动。上极为的数据的发送范围：

（1）行车启停的控制命令。使用者通过操作面上的正转、停止、反转进行启动时，会引发CLICK事件指令的出现，通过对事件单机能够打开事件的通信口，发送一些比较有意义的字符。PLC数据通信设备对字符进行识别处理，按照指令进行工作。

（2）进行实时的查询。在表单的设计过程中添加一个控件TIMER，预定时间到达，就会开始对预先设定的指令进行操作，通过对已经上传到接收数据的文本框来显示实时的速度值。

3.2基于PLC技术的人机界面

当一个PCL数据通信系统能够具有人机操作界面，就会有更加深层次的价值，能够在硬件软件的基础上方便了人们的使用过程，更加快捷的进行指令下达。人机界面简单来说就是之人通过这个界面更加快捷的对系统进行操作。人们可以根据人机界面的提示进行相关的操作，达到使用的目的，在整个通讯数据控制系统中，能够通过命令的下达进行数据的输入、相关信息的查询输入以及对系统进行控制，PCL控制系统也是如此，能够进行操作。一般情况下，设计者都会将操作界面设计的简单一些，更加方便人们使用，还要具有一定的引导功能，通过人机界面能够实现对设备的控制和收集需要的参数数据等功能。PLC数据通讯的程序大致可以分为以下的几个部分：

（1）主程序。指的是在程序中对需要的数据进行的接受处理，以及发送的过程。

（2）初始化子程序。特殊的标志寄存器中存在的SMB30，会为自由口选择的一些通信的参数，这类子程序主要针对的是SMB87/88/89的控制字符。

（3）校验子程序。根据本文中提到的相关的知识来说，校验子程序就是指BCC的校验码，对发送者想要传动的字符进行分析再进行发送。同样的也会使接收方进行相同的方式对字符进行修改接受，从而判断传来的指令是否是正确的。

（4）读写数据子程序。读写子程序和数据子程序指的是在PLC中的数据通过整理发送给计算机，再将计算机传来的数据写进PLC中。这两个子程序的进入的前提都要求先对RCV进行禁止程序，再进行相应的数据传输的过程，最后将信息反馈给系统。

（5）接受、发送完成数据的中断程序。对数据进行接受的中断程序会将接收到的数据进行技术还原并将数据进行保存，最后进行校验，对正确的指令进行执行，再通过程序的启动进行接收。而发送的中断程序在运行的过程中先要对标志位进行正确的服务指令，系统使用寄存器将数据进行清零，允许RCV程序进行启动。要在这一过程中注意，中断系统一般情况下会使用半双工的方式进行通讯工作，所以PLC接收、发送的程序进行之后，要将通信的设置成接收的状态。PCL设备的主要部件较多，这就造成了在PCL设备使用的过程中，PCL的主机会因为输入设备和输出设备的干扰信号造成使用过程中出现很多的问题。

4结语

综上所述，对于一些自行开发的监控系统还是有一定的局限性。在中型企业和小型企业的控制系统中，这种数据通信具有一定的指向性，设备建成使用的成本低，设计技术的灵活性比较好。随着控制系统的不断扩大，相关的参数的数量也会增加，在操作过程中控制的参数也会增加，导致设备没有办法正常的运转，就需要借助外力来进行控制，能够在运行的过程中达到目的，更好更快地运行。监控计算机与PLC数据通信结合的软件的编程量相对来说比较大，整个软件的调试的过程消耗的时间比较长，软件自身的安全性也比较差，缺点和问题要在不断的使用和研究中进行改正。

参考文献

[1]杜晓滔.基于PLC和串行通信的船舶电站监控系统的设计与实现[D].武汉理工大学，2008.

[2]高贵刚.Li/MnO_2电池生产线计算机集中监控与远程监控系统研究[D].天津工业大学，2008.