幾種新型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)探討

趙 蓓

（太原市通信實(shí)業(yè)有限公司，太原 030006）

1 引言

通信系統(tǒng)顧名思義就是利用電信號(hào)或者光信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸與交換的系統(tǒng)，主要分為數(shù)字通信與模擬通信兩個(gè)大類。但是不論是哪一種通信系統(tǒng)，都需要著眼于將有用的數(shù)據(jù)傳送給接受者，其中包括調(diào)制、編碼等，不外乎信息源、信道和受信者。因此，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的研究有利于更好的理解傳輸規(guī)律，對(duì)通信系統(tǒng)的發(fā)展有著積極的促進(jìn)作用。

2 專線網(wǎng)

2.1 20mA電流環(huán)

這種技術(shù)是通過(guò)對(duì)電流的調(diào)解來(lái)控制信號(hào)，將20mA電流信號(hào)看作1，相對(duì)應(yīng)的無(wú)電流的情況視作邏輯上的0。20mA電流環(huán)采用了光電耦合元件，不僅能夠確保對(duì)電氣的隔離，同時(shí)在一些長(zhǎng)距離通信系統(tǒng)中還能規(guī)避靜電和雷擊的情況，因此20mA技術(shù)在我國(guó)的數(shù)據(jù)通信中有著比較廣泛的應(yīng)用。不僅如此，20mA電流環(huán)接口在抗干擾方面也有著顯著的效果，其數(shù)據(jù)傳送往往可達(dá)數(shù)千米，傳輸?shù)乃俾释ǔ１３衷?600b/s左右。不過(guò)這種技術(shù)也有著一些缺陷，比如20mA接口僅限于單工用，不能滿足日益復(fù)雜的信息溝通需求，盡管通過(guò)多回路的設(shè)置也能達(dá)到雙向通行的目的，但是這樣一來(lái)，通信系統(tǒng)的搭建成本就會(huì)大大增加，給后期的運(yùn)維也造成了一定的壓力。因此，這種技術(shù)通常使用在兩點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，在其他通信項(xiàng)目中比較少見(jiàn)。

2.2 RS-485總線

RS-485總線技術(shù)是CCITT標(biāo)準(zhǔn)化V.11/X.27兼容下的一種平衡電氣標(biāo)準(zhǔn)，這種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)集成電路技術(shù)的一種利用，在平衡的電纜中a與b之間進(jìn)行差分信號(hào)的傳輸，而且在接收端使用專業(yè)的接收器進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的分析與處理。這種標(biāo)準(zhǔn)接口的抗干擾性也比較強(qiáng)，信息傳輸?shù)念l率峰值甚至能達(dá)到10MHz。這種技術(shù)對(duì)于20mA接口而言具有一定的雙向通信能力，主要表現(xiàn)在單點(diǎn)對(duì)其他多點(diǎn)的同時(shí)信息互通。在RS-485接口中的通信系統(tǒng)總線一般由雙絞線組成，這種材料可以使平衡電纜之間的磁通量有效的建設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)其抗干擾的目的。在雙絞線上，任何一個(gè)子站都可以作為節(jié)點(diǎn)，使用一些先進(jìn)的芯片設(shè)置可以同時(shí)設(shè)置100余個(gè)節(jié)點(diǎn)。

在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)建中，考慮到RS-485接口對(duì)芯片的較高要求，通常在安裝過(guò)程中需要對(duì)兩端的電阻進(jìn)行匹配。不過(guò)RS-485接口的芯片成本比較高昂所以在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍受到了一定的限制。但這種技術(shù)仍然以其搭建簡(jiǎn)單、接點(diǎn)靈活的特點(diǎn)在工業(yè)控制領(lǐng)域有著比較好的口碑。

3 普通交換電話網(wǎng)

普通交換電話網(wǎng)通信系統(tǒng)以其抗干擾性強(qiáng)和通信效率高的優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)據(jù)通信中也有著十分普遍的應(yīng)用。但是這種技術(shù)也因?yàn)榛A(chǔ)建設(shè)要求高和安裝工作量大的問(wèn)題，一直受到詬病。目前，我國(guó)城鄉(xiāng)普通交換電話網(wǎng)已經(jīng)廣泛的建立起來(lái)，利用現(xiàn)成的電話網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信也是一種經(jīng)濟(jì)有效的方式。在這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)內(nèi)主要通過(guò)主站調(diào)制解調(diào)器的安裝進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，CCITT制定出好相關(guān)的MODEM標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)制解調(diào)器就能完成數(shù)據(jù)的傳輸。在用戶端的數(shù)據(jù)索取中，通過(guò)撥號(hào)的方式完成各子站之間的數(shù)據(jù)交流，并且利用電話線進(jìn)行長(zhǎng)距離的通信。在這個(gè)過(guò)程中電信局的數(shù)字交換機(jī)成為了調(diào)節(jié)中樞，主站的MODEM進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和傳輸，而各用戶端的電話則是子站。出于對(duì)通信成本的考慮，通常會(huì)利用其他通信技術(shù)將數(shù)據(jù)搜集起來(lái)，再通過(guò)電話網(wǎng)傳輸給上位機(jī)下發(fā)給子站。

4 無(wú)線通信網(wǎng)

無(wú)線通信網(wǎng)是近些年才出現(xiàn)的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，這種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)依托電磁波技術(shù)和衛(wèi)星通信技術(shù)等現(xiàn)代化的通信技術(shù)。比如短波通信作為無(wú)線通訊技術(shù)中發(fā)展較早的技術(shù)，雖然在當(dāng)今的通信領(lǐng)域受到了新技術(shù)的沖擊，但是短波通信仍然在遠(yuǎn)程通信上有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。衛(wèi)星通信技術(shù)則是依托人造衛(wèi)星的轉(zhuǎn)發(fā)完成信息的傳輸，這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于信息處理量較大，而且信號(hào)覆蓋范圍也廣。但是衛(wèi)星通信技術(shù)是借助衛(wèi)星完成的，因此衛(wèi)星系統(tǒng)的就顯得尤為重要，我國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為衛(wèi)星通信打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，而隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟，在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中衛(wèi)星通信將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。在無(wú)線通信系統(tǒng)中，處于對(duì)搭建成本與實(shí)際效益的綜合考慮，通常使用散射通信技術(shù)。在結(jié)構(gòu)中主要依靠無(wú)線電臺(tái)為系統(tǒng)的中樞，在200兆赫至400兆赫區(qū)間內(nèi)構(gòu)建成數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。其主站設(shè)置一定規(guī)模的電臺(tái)設(shè)備以及進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的計(jì)算機(jī)，其下則是由用戶端智能設(shè)備形成的諸多子站。主站計(jì)算機(jī)發(fā)出信號(hào)指令時(shí)，各子站對(duì)信息進(jìn)行甄別與處理，并根據(jù)用戶端的地址進(jìn)行信息的回復(fù)，完成整個(gè)數(shù)據(jù)通信的過(guò)程。主站還可以對(duì)子站的信息索取進(jìn)行反饋，及時(shí)將數(shù)據(jù)信息下發(fā)至用戶端。無(wú)線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，在安裝的過(guò)程中成本消耗也比較少，針對(duì)一些偏遠(yuǎn)地區(qū)還可以增設(shè)中繼站，完成長(zhǎng)距離的數(shù)據(jù)傳輸。

5 復(fù)合通信網(wǎng)

在前文中提到的無(wú)線通信系統(tǒng)和專用網(wǎng)通信系統(tǒng)中，涉及到的技術(shù)種類都比較多，而且不同的通信需求下對(duì)技術(shù)應(yīng)用又有著個(gè)性化的使用。這就需要人們?cè)跇?gòu)件數(shù)據(jù)通信通信系統(tǒng)的過(guò)程中要充分的考慮到項(xiàng)目的實(shí)際情況，因地制宜的使用復(fù)合通信系統(tǒng)，這在我國(guó)目前的通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)中也能窺得一斑。比如RS-485總線接口搭建成本比較低，在一些短距離的數(shù)據(jù)傳輸中可以充分的發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)，并結(jié)合局域網(wǎng)的建立進(jìn)一步構(gòu)成通信系統(tǒng)。而衛(wèi)星通信技術(shù)與微波通信技術(shù)在廣域網(wǎng)絡(luò)中使用較多，而且信息傳輸性能也遠(yuǎn)比其他技術(shù)強(qiáng)，隨著技術(shù)的成熟逐漸在復(fù)合通信系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。首先在通信系統(tǒng)的最上層搭建信息管理中心，其下設(shè)置無(wú)線通信網(wǎng)或者電話交換網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)和傳輸，然后再利用其他通信技術(shù)搭建若干數(shù)據(jù)集中裝置。隨后通過(guò)RS-485總線接口將服務(wù)端與用戶端有效的連接，實(shí)現(xiàn)整個(gè)通信系統(tǒng)的建立。

[1] 劉煒華.居民用戶集中抄表系統(tǒng)兩種通信信道的比較[J].福建電力與電工，2016（03）：52-53.

[2] 張宇.基于網(wǎng)絡(luò)式RTU技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的研究[J].南昌大學(xué)學(xué)報(bào)，2015（04）.