列车通信网络_2 数据通信.ppt

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1、列车通信网络(2)工业数据通信基础主要内容高速列车与动车组--采用通信网络的必要性工业数据通信基础计算机网络知识现场总线与嵌入式系统微机控制与列车通信网络网络通信项目实例工业数据通信系统在生产设备之间传递数字信息工业数据通信是形成控制网络的基础和支撑条件，是控制网络技术的重要组成部分工业数据通信用以满足信息社会对基础设备与过程数据信息的需求数字地球、数字北京、数字…传递工农业生产过程、大气环境监测、各类交通、楼宇等系统中设备的数字化信息数据通信的基础知识数据通信是计算机网络的基础信息与数据：信息是用以对客观世界直接描述的、在人们之

2、间传递的知识；数据是信息的具体表现形式：“1”-开关合，“0”-开关断；很多场合难以区分：数据交换=信息交换数据通信：两台计算机之间数据交换的过程数字数据：二进制的0，1模拟数据：声音的强弱变化数据要变换为信号才能传送：电、光、磁信号模拟信号：连续的电磁波数字信号：电压脉冲序列数字通信：传送数字信号，代表0，1的脉冲信息源接收者传输介质编码调制发送设备译码解调接收设备噪声干扰模拟：电话、电视数字：计算机有线：电缆、光缆无线：电磁波、红外编码、调制加密、纠错数据通信系统的构成发送与接收设备发送设备：将信息源产生的报文经过编码变换为便

3、于传送的信号形式，送往传输介质；接收设备：从带有干扰的信号中正确恢复出原有信号，解码、解密典型的发送接收设备有：各种变送器、传感器；各种数据采集装置，(PLC,PID)控制器；作为监视操作设备的监控计算机或工作站；各种调节阀门、电机控制设备、变频器、机器人；网络连接设备，如中继器、网桥、网关等数据通信的基本过程建立通信链路:用户将通信对方地址告知交换机，交换机查该地址终端。若对方同意，则建立双方通信的物理信道建立数据传输链路:双方建立同步联系，使双方设备处于正确收发状态，通信双方相互核对地址传送通信控制信号和传送数据数据传送结束:

4、双方通过控制信息确认此次通信结束通知交换机通信结束:可切断物理连接数据通信的主要技术指标传输速率：衡量传输的有效性，数量信号速率：单位时间里传送信号波形的个数，单位为“波特”Baud，波特率数据传输率：单位时间里传送二进制数据的位数，单位时间里传送的数据量，比特率数据要转换为信号传送：可以用不同的离散电平表示，模拟信号可用不同起始相位表示不同数据结论：数据传输率二进制：一个信号波形表示一个二进制位，数据速率=信号速率四进制：一个信号波形表示两个二进制位，数据速率=2X信号速率八进制：一个信号波形表示三个二进制位，数据速率=3X信号

5、速率数据速率=2x信号速率0110000+90+180+27011+9001000+27011+180104-PSK多级调制方法数据通信的主要技术指标带宽：所能传输信号的频率范围信号带宽：信号占据的频率范围线路带宽：能不失真地传送信号的频率范围容量：每秒钟所能传输的比特数（速率）理想信道有噪声信道传输介质Nyquist公式：理想信道n最大数据率(C)26000bps412000bps818000bps1624000bpsC=2Blog2nB=带宽n=信号电平级数话音级线路的信道容量计算(3000Hz)2BBaud=Shannel公

6、式：噪声信道S/N信噪比（dB分贝）C=Blog2(1+SN)S/Ndb=10log10S/N数据通信中的同步方式位同步(Bitsynchronous)外同步自同步字符同步(characterorwordsynchronous)异步同步帧同步(framesynchronous)数据通信中的位同步方式外同步发送方在发数据前先发同步信号，接收方收到同步信号后调整自己时钟与发方保持一致并锁定自同步接收方从数据波形中提取同步信号1110010发方收方1110010接收的数据数据通信中的字符同步方式字符同步异步制同步制b2b3b4b5b6b

7、7b8b1b2b3b4b5b6b7b8b1b2b3b4字符同步正确（一个字符）字符同步错误（一个字符）数据通信中的字符同步方式异步方式以字符为单位，字符间的间隔不定长。每个字符都有起始位和停止位，传输效率低传送控制简单，实现容易8位代码，包括1位校验起始位停止位数据通信中的同步方式同步方式传送一组字符，字符间无间隔，不设起止位。传输效率高。若有一位出错，则重发全组。传输控制复杂，发送和接收要有发送同步字符和检测同步字符的措施。一组字符传输过程中，任意两字符间出现间隔，都会造成接收方出错不传输数据时，线路上是全“1”或“010101

8、……”SYNSYNSYNSYNABCD……数据通信中的同步方式异步方式和同步方式的比较异步方式常用于本地终端到主机的通信和通信线路误码率要求不高以及数据传输率较低的场合；同步方式常用在通信量大，通信线路误码率低以及数据传输率较高的场合传输效率传送速