數字通信概念精選(九篇)

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第1篇：數字通信概念范文

【關鍵詞】 電子式互感器 數字同步 數字通信

前言：最近這些年，電子式互感器越來越多的應用于各地的數字化變電站。電子式互感器能夠大面積普及，主要要感謝今年嵌入式技術和以太網的通信技術獲得了長足的發展。電子式互感器與傳統的電磁式互感器相比，具有相當大的優勢，今后取代電磁式互感器的地位已屬必然。電子式互感器在功能上分為數字信號處理和數字通訊兩大部分。由于電氣量采集方式的改變，數字同步問題逐漸凸顯，成為了一個亟待解決的問題，另一方面數字通信問題也不可忽視。本文將重點研究數字同步和數字通信問題，為當前電子式互感器的發展提供解決方案。

一、電子式互感器的概念和特點

1、電子式互感器的概念。電子式互感器分為兩個大類，一種是光學無源式，另一種是非光學有源式。這兩類的共同特點是都要通過采集器來采集模擬電信號，然后進行將采集來的電信號下傳的功能。光學無源電子式互感器和非光學有源電子式互感器的主要區別在于傳感原理和外部接口。非光學有源電子式互感器又有一個別名，叫做羅氏有源電子式互感器，因為在這種電子式互感器的內部結構中，需要使用羅氏線圈來將電信號下傳，擁有廣闊的應用前景和強勁的發展勢頭。而光學無源電子式互感器則是利用光學原理來進行傳輸信號的工作，在信號變換上有自身的優勢[1]。

2、電子式互感器的特點。電子式互感器之所以能夠快速普及，是因為它解決了過去的電磁式傳感器存在的一些固有問題。首先電子式互感器在精度上有了較大的飛躍，而且它的精度比較不容易受到外界因素的影響，相對穩定。其次，由于電子式互感器卓越的絕緣性質，使它在使用時的安全系數大大提高了。第三，電子式互感器的動態范圍大，規避了其他互感器開路或者短路的意外風險。第四是電子式互感器沒有鐵芯，不必擔心鐵磁諧振。第五是電子式互感器靈活、輕便，適合于移動工作[2]。

二、電子式互感器與數字同步

數字同步技術對于整個電力系統有著特殊的重要意義，由于電力設備類型的不同，不同的電力設備產生的電壓信號和電流信號都必須通過數字同步技術來實現統一。在目前的技術水平限制下，PPS碼和B碼是使用最為廣泛的兩種同步方式。這兩種同步方式的共同點是能夠以秒為單位來實現同步，其同步頻率較高，能夠對數字偏差進行實時地調節[3]。在電力系統中，各種不同種類的設備從產生電壓和電流信號到數字同步處理完成的整個過程當中，最嚴重的問題就是告誡FIR濾波器導致的群延遲，這是導致數據同步出現延時的一個主要問題[4]。解決這個問題，光是靠從前所謂的插值運算是無法解決的。因為傳統的插值運算方法在采集到處理的整個過程中無法對電流和電壓信號進行有效的操作和控制。要解決這個問題，必須換一個思路，嘗試用一種新的方式，即兩極同步的方式來進行處理。兩極同步的方式的優勢主要有：首先兩極同步可以用數字移相器將滯后的數字信號前移；其次，可以在使用差值計算的同時對信號進行精確處理。但是這個方式仍然有一些問題，在實際運用中要特別注意。

三、電子式互感器與數字通信

在討論電子式互感器與數字通信技術的關系時，需要先了解使用IECE標準的MU服務器的基本結構。如果我們熟悉MU服務器的基本結構，我們就應當能夠發現，在實際工作過程中，服務器所采集的十幾路數字信號最后被分配到了兩路數據集當中。在現有的技術水平限制下，測量值和保護值在發送時需要考慮到多種因素，為了在實際上保證數字通信的順利進行，需要在發送時把握好時間差。這是因為采樣值需要和對應的電壓和電流信號一起發送。

結論：在現代社會中，電是所有行業的生命線，維護電力系統的高效與穩定是每個電力人的夙愿和追求。由于不同的電子設備標準配置千差萬別，電壓和電流信號并不相同，就需要在數字化變電所中實現互感。新的電子式互感器解決了以往電磁式互感器的問題，逐步普及，進而取代了電磁式互感器的地位。本文首先婆媳了電子式互感器的概念和特點，介紹了電子式互感器之所以能夠快速普及的原因，進而深入討論了電子式互感器與識字同步技術和識字通信技術的關聯和應用以及相關的局限。本文在討論解決技術相關問題局限上提出了自己基于實際研究工作的觀點和看法，為電子式互感器的應用做出了微薄的貢獻。

參 考 文 獻

[1]羅彥.IEC61850標準在智能變電站過程層中的應用研究[D].大連理工大學，2012.

[2]張志.電子式電流互感器在線校驗關鍵技術及相關理論研究[D].華中科技大學，2013.

第2篇：數字通信概念范文

關鍵詞：GMDSS E航海 數字通信 海岸電臺

1.水上無線電發展的歷程和現狀

水上無線電通信的發展經歷了多個發展階段，1973年國際海事咨詢委員會提出了“關于發展海上遇險呼救系統的建議”開始了新的海上通信系統的研究。水上無線電通信走進了全球履約的時代。1979年國際海事咨詢委員會的A.420號決議案提出了建立“未來全球海上遇險與安全系統”（GMDSS）工作組。目標在于建立全球通信網，規定新系統應符合IMCO制定的《國際海上搜尋救助公約》，1999年GMDSS系統在全世界各航運國家全面啟用，利用現代化的通信技術改善海上遇險與安全通信，建立新的海上搜救通信程序，并用來進一步完善現行常規海上通信的一套龐大的綜合的全球性的通信搜救網絡。按照SOLAS公約無線電通信業務的規定，各締約國政府為空間和地面無線電通信業務提供適當的基礎設施。各國建立了地面無線電和衛星DSC值守系統。海岸電臺目前業務即在這一背景下建立。

2.GMDSS復審和現代化

IMO在2009年決定開始GMDSS的回顧和現代化。通過回顧GMDSS關于無線電通訊規定的（SOLAS 公約第四章），一方面GMDSS需要用于安全，不僅僅為了遇險求救信號，而且它代表通用岸基系統的組成部分，應該實現其他無線電通訊功能（例如遇險求助、緊急事項、安全和報平安）。另外，不能單獨考慮e-NAV或者GMDSS，而應該直接考慮無線電通訊，尋求一種方法確保e-航海和GMDSS的利益。

GMDSS復審和現代化過程中提出的可能納入的新技術水上數據交換通信技術可以服務于新時代航海戰略的通信需求，可以提供從近到遠，覆蓋各海區的數字通信服務。解決岸―船、船―岸和船―船數字通信，播發文本、圖像、聲音等多種文件，海圖改正信息等航行相關安全信息的快速推送，并提供數字接口，實現與船舶信息系統的無縫連接。

水上移動業務甚高頻頻段數據交換系統（VDES）可以提供沿海30-50海里的數字通信服務，數據傳輸帶寬可以達到150Kbps。

中頻水上數字廣播NAVDAT可以提供沿海300海里范圍內的數字廣播通信服務。

水上移動業務高頻數字化數據交換系統可以提供遠距離（可以為極地航線）服務的水上數字通信服務。

隨著E航海通信融合概念的提出和相關標準的推出，如通用即插即用（UPnP）協議能提供一套廣泛適用、有效的協議，為不同的供應商和通信方式提供實用的、無需配置的實施方案。UPnP協議是基于英特網技術，不依賴開放系統的編程語言。UPnP協議能夠部署在局域網已經應用于全球英特網上。該技術為各種水上無線電通信技術一起服務于水上通信和E航海提供了可能。

3.E航海的通信需求

從2006年左右提出E航海基本理念起，國際組織就陸續開展了E航海的用戶需求調研、差距分析、成本效益和風險分析、技術架構設計、原型產品設計、數據交換模型和標準研究等，2014年制定E航海實施計劃，從而標志著E航海真正進入了落地實施階段。

E航海是航海保障的升級版，是符合信息化技術發展時代下的航海保障發展方向。通過電子的方式，在船上和岸上，收集、綜合、交換、顯示和分析海事信息，以增強船舶泊位到泊位的全程航行能力，增強相應的海上服務、安全和保安能力，以及海洋環境保護的能力。

E航海各標準的制定和示范系統的建設，正在迅速推動E航海所需要的現代水上通信的發展。由于有大量的船岸數據通信需求，E航海的通信要求相比以往的助航方式更高。為現代化的海岸電臺服務E航海戰略的發展提供了契機。

岸基海岸電臺的數字通信從甚高頻、中頻到高頻可以為E航海提供從近到遠的數字通信服務。成為眾多服務E航海通信手段的重要一環。

4.海岸電臺在新時代背景下的機遇

海岸電臺的傳統業務發展近年比較緩慢，業務量保持穩定，業務集中到以安全值守和安全履約通信為核心的GMDSS傳統業務領域，如以前大量使用的SSB單邊帶船員電話等常規通信業務，在2000年至2004年左右進入業務高峰期以后，近些年因衛星電話和船上寬帶的推廣反而出現萎縮的狀態，在甚高頻和高頻等海岸電臺頻段，因如SSB語音等常規通信的業務量減少，頻率資源和海岸電臺設備資源的使用效率降低。

E航海、GMDSS現代化為海岸電臺的發展提供了新的歷史機遇。大量的數據通信要求為海岸電臺業務量重新增長帶來了機遇。未來船載通信設備將走向通信融合的趨勢，各種通信手段通過即插即用等熱連接的方式成為船臺通信手段之一。

5.海岸電臺的應對措施

5.1海岸電臺更新設備具備未來數字傳輸功能

海岸電臺設備支持數據傳輸是以后必需滿足的功能，在海岸電臺的技術改造和設備更新中可以做相關的籌劃和準備。

探討電臺設備對數字傳輸的支持性，在設備選型和技術路線選擇與滿足履約需要的前提下，優先選用支持數字傳輸的設備，如具有IP接口的設備，收發信機設備具有系統控制，可以實現軟升級的設備。在以后的數字化業務發展中，可以最大程度利用已有設備的投資，通過軟件升級的方式過渡到數字傳輸功能，避免重復建設。在中控系統和值班系統方面實現數字化的管理、設備的管理、業務的處理用軟件系統實現，在業務系統中包括數據的來源管理，業務的播發，過程的監控，事后的審計，數據的歸檔查詢，全業務流程實現閉環管理。中控系統在可行的條件下，實現從硬交換到IP軟交換過度。為數字化應用，數據的自主管理，船端設備的數據下載等以后的業務做好準備。

近年來，國內外的設備廠商已經推出同時支持模擬傳輸方式和數據傳輸方式的設備。如高頻設備的收信機，已經實現RJ45標準網絡接換，支持數字化高頻信號的接收，并支持多天線陣列和信號疊加處理。發信機設備已經兼有RS232控制接口、四線音頻接口和以太網接口，滿足從模擬向數字過渡的設備需求，既能滿足模擬和硬交換系統的運行，兼容現狀的運行模式，也能滿足未來水上通信的數字傳輸要求。

5.2跟蹤水上通信數字化標準和應用的發展

水上通信數字通信頻率編碼方式標準已經，相應的設備也在研發當中，緊密跟蹤國際會議相關方面的進展情況，了解示范應用系統的建設、運行情況，開展數字化設備的驗證和標準制定工作。按照ITU的水上數字通信標準，開發采用正交頻分復用（OFDM）QAM調制解調協議的高容量、高可靠性數字傳輸系統，在海岸電臺頻道上實現數字通信，滿足船舶航行遠距離實現收發電子郵件和數據傳輸的功能。

5.3嘗試水上數字通信在E航海示范過程中的應用

E航海已經進入到示范應用系統的建設階段，在海事局十三五規劃中，各航保中心都有示范工程，在E航海示范工程中，可以嘗試海岸電臺水上數字通信在E航海示范系統中的應用。通過水上數字通信系統實現E航海數據傳輸的船岸、岸船通信。

6.結束語

綜上所述，海岸電臺數字傳輸是未來海岸電臺的發展方向，為海岸電臺的發展帶來了新的機遇。在航海保障的技術升級和服務轉型中，提供了新的技術手段，海岸電臺需要緊跟E航海示范系統的建設，提供通信手段，才能在未來水上通信格局中占據一席之地。

參考文獻：

[1]ITU-RM.1842-1建議書.水上移動業務頻道交換數據和電子郵件的VHF無線電系統和設備的特性，2009（6）.

第3篇：數字通信概念范文

【關鍵詞】現場總線；可編程控制器；水處理行業

1、現場總線的概念

國際電工委員會IEC61158對現場總線（fieldbus）的定義是：安裝在制造或過程區域的現場裝置與控制室內的自動控制裝置之間的數字式、串行、多點通訊的數據總線稱為現場總線。現場總線是一種用于底層工業控制和測量設備，如變送器、執行器和本地控制器之間的數字式、串行、多點通信的數據總線。

對現場總線的概念的理解和解釋還存在一些不同的表述。例如，現場總線一般是指“一種用于連接現場設備，如傳感器、執行器及像PLC、調節器、驅動控制器等現場控制的網絡：現場總線是一種串行的數字數據通信鏈路，它溝通了生產過程領域的基本控制設備之間以及更高層次自動控制領域的自動化控制設備之間的聯系：現場總線是連接控制系統中現場裝置的雙向數字通信網絡：現場總線是用于過程自動化和制造自動化的現場設備或現場儀表互連的現場數字通信網絡，是現場通信網絡與控制系統的集成；現場總線是從控制室連接到現場設備的雙向全數字通信總線：在自動化領域，“現場總線”一詞是指安裝在現場的計算機、控制器以及生產設備等連接構成的網絡：現場總線是應用在生產現場、在測量控制設備之間實現工業數據通信、形成開放型測控網絡的新技術，是自動化領域的計算機局域網，是網絡集成的測控系統。

2、現場總線的組成與體系結構

現場總線技術包括三個部分：1）物理層；2）通訊棧；3）用戶層

和計算機系統一樣，現場總線系統也是由硬件和軟件兩大部分組成。硬件包括通信線、連接在通信線上的設備。軟件包括：組態工具軟件、組態通信軟件、控制器編程軟件、用戶程序軟件、設備接口通信軟件、設備功能軟件、監控組態軟件。

3、現場總線標準

現場總線是20世紀80年代開始發展起來的。由于現場總線所具有的本質技術特點和一系列優點及其所呈現的極為誘人的發展前景，也由于在現場總線的生產和發展過程中人們對現場總線的理解有所不同，現場總線出現了雜亂紛呈的局面。據不完全統計，目前國際上有40多種現場總線。目前國際通用標準IEC61158共有三個不同版本。此外還有IEC62026、ISO11898及ISO1519。

中國現場總線標準化工作的現狀：對國際標準IEC61158的文本結構作適當調整，形成多種總線的標準文本，并根據中國用戶應用和產品開發的需要建立相應的行業標準。2001年，中國將FF、PROFIBUS、HART等立項為行業標準，其中PROFIBUS標準已于2001年11月批準為中國的行業標準。

4、現場總線技術優點

1）節省硬件成本

現場總線使用標準功能塊完全控制策略。功能塊是標準的自動化函數。許多控制系統功能塊，諸如模擬輸入、模擬輸出、PID控制等功能都可以通過使用功能塊由現場設備完成。以模塊為基礎，設計一致的功能塊，使來自不同廠家的設備可以無縫的集成在一起。

2）設計組態安裝調試簡便

現場總線允許多臺設備掛接在一對電纜上。這樣可以減少電纜、安全柵和安裝盒。

3）系統的安全可靠性好，減少故障停機時間

在傳統的自動化系統中，除了過程參數外沒有更多的有用信息。在基金會現場總線中，由于采用了數字通訊，信息量大大增加。除此之外，現場總線提高了精度，減少了失真（不需A/D和D/A轉換），使控制更為可靠。控制分布在現場設備中，提高控制質量。現場總線允許從變送器中傳送多個變量到系統中來，進行諸如存檔、趨勢分析、過程優化、產生報表等。高精度、不失真的數字通訊特點可以提高控制能力，因而提高產量。帶有微處理器的現場總線設備具有自診斷和通訊能力，因而減少了系統停車時間，提高了工廠安全。一旦發現不正常情況或設備需要預維護，操作工和維修人員會被通知，從而采取及時正確的行動。

4）系統維護設備更換和系統擴充方便

5）用戶對系統配置設備選型有最大的自

現場總線是開放的協議，這意味著來自不同生產廠家的經過基金會認證的設備互可操作，在同一系統中，不依賴某一個廠商，而又可運行多種設備，同時沒有任何功能喪失。

6）完善了企業信息系統為實現企業綜合自動化提供了基礎。

5、現場總線在水行業中的應用

由于水資源的緊張及環保意識的提高，給水工程及污水處理工程已經成為新興的重要行業。尤其是污水處理工程，目前國內外許多有實力的公司開始在國內投資建設污水處理廠。企業目的是為了少投入，多贏利，因此企業會根據不同地點、不同水質采用不同的水處理工藝。而先進的工藝都離不開先進的電氣自動化設備，因此自動化的先進程度很大程度上決定了工藝能否順利運行，也決定了水廠日后的運行費用，同時也決定了投資成本的回收期限。自控產品的快速發展使各種復雜的水處理工藝得以實現，根據污水處理的所采用的工藝不同，其自動化的復雜程度也不同現場總線促使現行的現場設備和儀表的產品結構將發生重大變革。現場總線把自動控制系統和設備帶進了信息網絡之中，形成為企業信息網絡的底層從而為實現企業信息集成和企業綜合自動化提供了可行的基礎，傳統的信號制將由4-20mA模擬信號制轉換為雙向數字通信的現場總線信號制。

在我院設計的“大慶市西城區污水處理廠”工程設計中，部分控制系統采用了現場總線。如污泥脫水系統及曝氣系統的高速離心風機采用了現場總線的通訊方式，目前看來，無論是通訊速率，還是可靠性都充分顯示了現場總線的優越性。

6、結束語

現場總線在水處理行業的應用，目前還處于嘗試階段，為形成主流。水處理中的主要設備有水泵、風機及閥門，電壓等級為10KV和0.4KV。10KV設備保護主要采用綜合保護器，目前的保護器均有自己的通訊協議，并且水廠內不同廠家提供的設備不能采用統一的總線標準。因此，整個控制系統不能完全做到兼容。但隨著現場總線技術的發展，將會有更多的廠家采用標準的總線通訊協議，那時，現場總線會使水廠真正實現系統的智能化、分布化、數字化。

參考文獻

[1]夏德海主編.現場總線技術.北京：中國電力出版社，2003

[2]周明編著.現場總線控制.北京：中國電力出版社，2002

第4篇：數字通信概念范文

關鍵詞：SystemView，通信系統，仿真

1 引言

傳統的通信原理教學理論性強，涉及的抽象概念較多，主要研究對象是通信系統。包含了模擬調制系統、脈沖編碼調制系統、數字基帶傳輸系統、數字頻帶傳輸系統。學生在學習時僅從框圖中難以理解各個通信系統的工作原理。目前通信系統仿真在相關領域已得到廣泛應用，在教學中引入仿真技術，通過建立系統模型，設置仿真參數，動態分析通信系統，了解其工作過程，從而有助于學生理解抽象的內容。

SystemView仿真軟件是美國ELANIX公司設計和開發的動態系統分析平臺，主要用于電路與通信系統的設計、仿真，能滿足數字信號處理、濾波器設計、復雜通信系統的設計要求。具有開放友好的用戶界面，豐富的庫資源、動態分析和后臺處理等特點，尤其在通信系統分析和設計領域具有廣泛的應用前景。

SystemView軟件進行通信系統仿真步驟如下：

（1）設計通信系統原理框圖。

（2）建立仿真模型：在信號源圖符庫、算子圖符庫、函數圖符庫、信號接收器圖符庫中選取需要的功能模塊，搭建通信系統。

（3）設置仿真系統參數：包括運行系統參數設置和功能模塊運行參數。

（4）運行仿真系統：根據系統設計要求調試各個模塊的參數，觀察分析結果。

2 仿真實例

下面以FSK調制解調系統為例介紹仿真過程。主要分為三個步驟：系統框圖設計，仿真模型構建，仿真結果分析。

2.1 FSK調制解調系統的設計

FSK是用兩個不同頻率的載波來傳輸數字信號的“0”和“1”。其抗噪聲與抗衰減性能較好，所以在中低速數據傳輸（傳輸速率在1200bit/s以下）中得到了廣泛的應用。FSK調制方法有直接調頻法、鍵控法。FSK信號的解調方法有相干解調、非相干解調、鑒頻法、差分檢波法及過零檢測法。

其中鍵控法是由兩個獨立的載波發生器的輸出受控于輸入的PN碼，按照“1”或者“0”分別選擇一個載波作為輸出，利用兩個模擬乘法器和加法器即可得到FSK信號。過零檢測法是利用數字調頻波的過零點數隨不同的載頻而異，故檢測出過零點數，即可得到不同的頻率。

本例調制部分采用鍵控法來實現，如圖1所示；解調部分采用過零檢測法如圖2所示。

2.2 仿真系統構建

基于SystemView平臺建立FSK系統仿真模型，如圖3所示。

圖中圖符Token0是頻率為10Hz的PN序列，Token1是頻率為50Hz的載波，幅度為1V。Token9是頻率為10 Hz的載波，幅度為1V。圖符Token7是反相器，圖符Token3，8是乘法器，圖符Token10是加法器。Token17是觀察示波器，用來觀測FSK信號。

Token35是高斯噪聲源，用來模擬傳輸信道中的噪聲。

在仿真模型中Token15，19，21，23，25實現過零檢測。其中Token15是限幅器，Token19是微分器，Token21是全波整流器，Token23是脈沖發生器，Token25是Butterworth低通濾波器，其截止頻率為10Hz。Token31是緩沖器，對通過低通濾波器的信號進行抽樣判決，最后在Token30處觀察解調后的PN序列。

2.3 仿真結果及分析

本系統定時設置為：抽樣點數=1024，抽樣頻率=1000Hz。運行后結果如圖4，5，6所示。

從圖4看到“1”對應50Hz的載波，“0”對應10Hz的載波，符合FSK調制規則。從圖5觀察到解調后的波形與原始信號相同，只是在時間上有點延時，這與實際電路吻合。從而證明過零檢測法可以很好地還原出原始信號。圖6是 FSK信號的頻譜，從圖上看出兩個尖峰處分別對應頻率為10 Hz 和50Hz的載波。

3 結束語

在通信原理教學中引入SystemView仿真技術， 利用其可視化結果，有助于學生理解通信系統的原理及工作過程。學生在仿真設計過程中，從建立模型，調試參數，到最后的結果分析。可以培養學生的分析能力和設計能力，從而達到良好的教學效果。

參考文獻

[1]羅衛兵，孫樺，張捷.SystemView動態分析及通信系統仿真設計[M].西安：西安電子科技大學出版社，2001.

[2]青松，程岱松，武建華.數字通信系統的SystemView仿真與分析[M].北京：北京航空航天大學出版社，2001.

[3]樊昌信.通信原理教程[M].北京：電子工業出版社，2004.

[4]孫屹.SystemView 通信仿真開發手冊[M].北京：國防工業出版社，2004.

[5]張力軍，錢學榮，張宗橙等.通信原理[M].北京：高等教育出版社，2008.

第5篇：數字通信概念范文

【關鍵詞】鐵路調度通信；發展；FAS；軟交換技術應用

引言：鐵路調度通信就是為保證鐵路各部門之間信息暢通、調度指揮和車輛信息傳送的通信系統，鐵路調度通信具有：點多線長、距離遠、集中管理、沿線分布；而且安全性、穩定性、保密性要求較高的特點。鐵路調度通信在建設中要求穩定、穩步、安全、可靠，其發展過程具有不同于其它通信行業的鐵路特色。

1 鐵路調度通信發展的三次新技術改造

第一次技術改造出現在六十年代末，這次技術改造把最原始脈沖選叫技術的通信模式改變成了雙音頻的選叫方式。改造后通信設備的元器件基本上從電子管為主要器件轉變成以晶體管主要器件，傳輸載體逐步由架空明線向長途電纜發展，設備的型號以YD型調度系統和YG型各站系統為主，這種產品在可調性和可維修性方面具有很大的優勢，隨著數字通信技術的發展，到九十年代初出現了以 “數字編碼” 取代 “雙音頻” 的DC系列程控式調度（各站）電話總機，呼叫信號采用了數字編碼技術使選叫速度加快，呼叫準確率大大提高，抗干擾性能有所增強， DC型設備的話音傳輸依舊是模擬信號，所以仍屬于模擬設備。

第二次技術改造出現在九十年代末，隨著計算機技術和TDM交換技術的普及，以及覆蓋全路的專用數字通信網建成，數字調度系統得到應用，數調設備采用數字交換和計算機技術，實現了傳輸通道的數字化和端站的數字時分交換，實現了網關集中管理，采用了大規模集成電路芯片，傳輸載體以光纜為主，解決了調度通信、站間通信、站內通信、區間通信等通信業務的綜合接入；數調設備的局端交換能力達到1K*1K,車站端交換能力512*512。鑒于當時的研發環境，數調設備的設計并沒有改變原先的調度共線模式，所以承載的業務類型受到限制。由于不同廠家設備的信令方式和數據制作方式各不相同，所以互不兼容。

第三次技術改造出現在21世紀初，隨著高速鐵路的建設，無線調度通信則摒棄既有無線列調大三角、無線列調小三角系統,啟用GSM-R系統作為鐵路移動通信的平臺。為了能適應GSM-R調度通信系統下的各種調度業務及功能的需求，數調生產廠家研發了FAS系統。FAS系統是在原有數調產品基礎上的升級換代產品，能夠滿足GSM-R系統中的固定用戶接入需要。局端FAS系統采用4K*4K交換平臺，實現了全數字無阻塞電路交換，同時兼容原有的數字共線業務，以及點對點、點對多點、固定接續業務等，采用觸摸式調度臺增加了功能號碼顯示、呼叫列車功能號碼的功能，支持對固定用戶或移動用戶的單呼、組呼、全呼、會議、廣播、緊急呼叫等功能。

2 鐵路調度通信的現狀及運用特點

鑒于鐵路發展的連續性和不間斷性，在一些偏遠山區或一些行車不密集的鐵路線依舊采用雙音頻模擬通信，在既有鐵路線上，使用固定時隙的數調設備占有絕大多數，新建客專及G網改造的鐵路線則使用了GSM-R網絡和FAS相結合的通信系統。

數調FAS系統屬于G網調度通信中的有線部分，實現了與GSM-R系統的無縫連接，在鐵路調度通信中直接完成路局調度員的操作和使用。數調FAS支持ISDN業務，不僅能作為專用調度交換機使用、還可以作為公務電話交換機、人工話務臺交換機使用，并能平滑升級至軟交換。為了支持G網系統統一ISDN號碼及機車車次功能號編碼方案，數調FAS系統具有20位號碼的分析能力，支持GSM-R系統的高級語音呼叫，例如：多優先級、強拆與強插、語音組呼、語音廣播、呼叫轉移等業務。FAS前臺可以直接撥叫固定及移動用戶的ISDN號碼外，還可以通過撥叫列車的車次號或者機車功能號來呼叫用戶。基于G網系統的功能尋址、功能號表示、接入矩陣和基于位置尋址的功能，可以實現鐵路運輸有方式的呼叫通話，例如： 571組呼、210組呼、401組呼、299組呼（緊急呼叫）、1200短號碼呼叫、1300短號碼呼叫等。數調FAS調度臺具有前臺存儲數據、前臺功能設置、人性化設計的特點，并能升級為多媒體指揮調度臺。

3 鐵路調度通信技術的未來發展

目前鐵路調度通信系統中存在設備種類多、功能兼容性差，尤其在事故救援通信保障、視頻通信、調度命令及數據通信方面發展較慢，而且自成體系。作為NGN網絡的核心技術，軟交換受到越來越多的關注。軟交換技術是運用SIP協議基于包交換的非連接網絡技術，支持端到端的透明訪問，并且具有傳統TDM電路交換機的業務功能，具有開放的接口和統一的平臺，實現語音、數據、視頻等多種數據流通信的功能。如果運用到鐵路調度通信中，將具有如下優勢：

3.1 基于軟交換網絡中同層網元之間、不同層的網元之間均通過軟交換進行通信，在任何區域接入調度臺成為可能，使得擴展車站功能以及接入支線車站和地方鐵路的方案更靈活，調度命令及其它文字信息的傳送將更迅速、更直觀。

3.2 雙系統互備冗余將成為可能，基于雙系統同組解決方案，兩臺系統之間互相冗余熱備份，當其中一臺系統發生故障時，另一系統可以接管故障系統的所有工作，實現多個備用調度中心并存，起到良好的容災效果和異地備調的作用。

3.3 多個調度臺的同組共享的功能，不同系統下的多個調度臺組成調度臺組，組內成員共享調度信息和呼叫信息，任一調度臺發生故障時，同組的其它調度臺可以正常工作，也使得主任調度臺或應急指揮調度臺無縫、全業務接管及監督成為可能。

3.4 多通道的路由迂回功能，軟交換是通過數字中繼網關PRI信令與2M傳輸網連接， 不僅傳輸路由迂回能力超過既有網絡，而且2B+D的迂回能力大大增強，當 U口發生故障時，前臺可以自動尋址到另一個U口，不影響調度臺的正常通信。

3.5 視頻通話功能，采用視頻會議技術利用多媒體終端，使調度員與現場的視頻通話成為可能。使調度指揮更形象、更直觀，還可以整合既有的靜圖系統和動圖系統，軟交換技術將在鐵路事故救援通信中發揮匯接的作用。

3.6 終端更加多樣化，數字話機、視頻話機、及IP調度小號話機將得到應用

結束語：

鐵路調度通信設備在經歷了機械、模擬、數字、G網多個階段，伴隨著進入21世紀中國高速鐵路的迅速發展，開發并應用軟交換技術將大大擴展鐵路調度通信的新功能 ，為鐵路調度通信數字化、網絡化、寬帶化、智能化提供了思路，并將為鐵路運輸信息化提供更廣闊的通信平臺，同時并以此為契機，迎接鐵路調度通信的更大飛躍。

參考文獻

[1]《通信網——基本概念與主體結構》 作者：王海濤 李建華

[2]《鐵路數字調度通信》作者：沈堯星陳金華周軍民

第6篇：數字通信概念范文

關鍵詞：通信原理；教學改革；信源編碼；信道編碼

中圖分類號：G642.4文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)01-0231-02

Research on the Reform in Teaching of The Principle of Communication

CHEN Jie, CHENG Yun, HOU Hai-liang

(Department of Communications & Control Engineering, Hunan Institute of Humanities, Science and Technology, Loudi 417000, China) Abstract: The problems existing in the presently teaching of“The Principles of Communication”are discussed, and the reform measures such as selection the teaching contents, using of many kinds of teaching methods deftly and linking theory with practice are introduced to improve the effect in teaching.

Key words: the principles of communication; teaching reform; signal source coding; signal channel coding

1《通信原理》課程教學現狀

《通信原理》是電子信息工程、通信工程等信息類本科專業的一門重要的必修專業基礎課，也是許多高等院校通信和信息類專業研究生入學考試的初試或者復試必考科目之一。本課程主要內容為通信系統的基本組成、信號的編碼與調制、信道編碼及調制技術、信號的接收、傳輸的差錯控制及同步等。

《通信原理》是一門理論性、綜合性、實踐性很強的課程[1]，在實際教學中，我校安排的總課時為64節，包括48節理論課和16節實驗課。理論教學主要以教師講授為主，學生被動地接受的模式。采用講授為主的教學模式在該課程的教學中主要表現為以下5個方面的難點：

1）課程對數學知識要求高，理論性強，數學推導多。課程中知識的推導涉及到很多高數、概率論和線性代數知識，比如平穩隨機過程、信道容量、信道編碼等。從先修的信號與系統、通信電子線路開始，教師講授都會涉及大量的數學公式推導，長時間的理論學習加重了學生的厭學情緒，嚴重影響了教學效果。

2）課程的概念多、專有名詞多而且很多概念都比較抽象。如信道、信道編碼及編碼方法、信源編碼及編碼方法等，對于初學者來說，這些概念很容易混淆，不好理解。通常是講到后面的知識，學生忘了前面的知識。

3）先修課程學習效果直接影響通信原理的教學。信息類專業的不同課程之間知識銜接緊密，一環扣一環，一門課程沒學好將直接導致后續課程無法有效的組織教學。通信原理課程是在信號與系統、通信電子線路等專業基礎課程開設的前提下開課，而那些課程的理論性也相當的強。長期的理論學習使得學生對這些理論性較強的課程產生了強烈的抵制心理。

4）知識點多，講授內容多，課時少。通信原理的包括的知識范圍廣，包括信號分析、模擬通信、數字通信、信源和信源編碼、信道和信道編碼、通信系統的組成等方面的知識，每個知識點都很重要，48課時的理論教學時間遠遠不夠。現代交換原理、移動通信、光纖通信、計算機網絡、數據通信網及擴頻通信等后續專業課程迫切需要“通信原理”課程堅實的基礎作為后盾。通信原理的知識點沒講到或者知識講解不透徹，直接影響到后續課程的教學和學習，進而影響到人才培養的質量。

5）通信原理知識更新換代快，教材中的知識點和實際應用脫節。比如CDMA、數據通信等技術十多年前還僅僅存在理論中，目前已經變為現實并得到飛速發展，并出現了一些新的技術，而教材的更新換代速度跟不上通信知識的發展，學生在學習中難免會有疑問。這就需要授課者及時跟蹤，了解通信的新技術，向學生介紹新的技術并且有效的解釋學生在學習過程中出現的問題。

2《通信原理》課程教學改革措施

2.1精選教學內容，合理安排教學順序

《通信原理》知識點多，知識覆蓋面廣，教學內容豐富，而我系電子信息工程和通信工程本科專業的培養計劃中安排該門課程的 理論教學學時數為48節，要在短短的48學時內把通信原理500多面的教材內容講授完是不可能的。因此，我們必須精選教學內容，對全局知識作合理規劃，分清層次、確定重難點，對一些相對較容易的內容安排學生自學。通信原理主要包括數字通信和模擬通信兩部分。實際應用中主要采用數字通信，因此應該重點講授數字通信系統及及其相關技術。信號分析部分在信號與系統課程中學生已經詳細學習過，但防止部分學生掌握不牢，本部分只簡要的講授傅里葉變換、信號的能量和相關函數等方面的知識，其他內容要求學生自學。還有模擬調制中的角度調制（調頻和調相）部分通信電子線路或者高頻電子線路中有相關內容，也不需要作重點講解。另外信源編碼和信道編碼方法很多，也只能講授常用的一些編碼方法，其它的只講解其編碼原理或者全部要求學生自學。

選定好教學內容后，為了提高學生的學習效率，還有必要對知識點的講授順序作一定的調整。一般來講，教材編排順序就是課堂教學內容的組織順序。但通過多次教學實踐和摸索發現，適當的調整教學順序有利于學生在學習的過程中形成一條學習主線，抓住這根線無論是聽課還是自學都變得更容易。比如整個講授過程按照通信系統的組成和通信流程進行：先講信號及其描述和變換、接著講信號的調制與解調，再講信源編碼和信道編碼，最后介紹通信網絡的相關知識。每個部分的講授中，也抓住一條主線，比如講授各種信源編碼方法時可以以提高有效性這條主線來展開，信道編碼可以以增加通信的可靠性來展開。

2.2采用多種教學方式激發學生的學習興趣

通信原理的知識比較抽象，概念多、數學公式和數學推導比較多，采取傳統的填鴨式教學方式會使學生的學習興趣下降，為此，需要靈活運用多種教學方法,激發學生的學習興趣，提高教學效率。

首先，應該拋棄以教師講授為主,學生被動地接受的教學模式，采用以教師為主導,學生為主體的教學方式。教師先通過相關通信知識的實際應用引起學生對該知識點的興趣，并隨之提出疑問，進而進行知識點的講授。對于要求學生自學或者預習的部分，也提前提出問題，讓學生帶著問題自學，同時要求學生在下次上課前回答問題或者對有關內容進行講解，使自學效果得以保證。

其次，充分發揮《通信原理課程》多媒體課件的作用[2]，并用flash制作各種演示動畫。多媒體課件主要內容包括了基本概念和基礎知識、公式推導、通信系統功能各模塊的輸出波形和相應知識點的練習題等。在幾年的教學中，我用flash軟件制作了各種編碼、調制解調等方面的動畫演示，使學生能直觀形象的理解各知識點。

再次，加強與學生的溝通，了解學生的學習動態，及時調整講課進度。通過提問、課間與學生聊天、批改作業、課間小測試和布置練習題等，了解學生的學習效果，聽取同學們對教學建議，并及時調整自己的授課進度和講課方法。平時注意與同學們建立了友好的關系，利用情感紐帶建立和諧的課堂秩序。

2.3注重理論聯系實際

《通信原理》是一門應用很廣的課程，要深入的理解和掌握它必須將它與實際應用結合起來。首先，通信的相關技術日新月異，使得通信原理教材中的相關知識與實際應用脫節。其次，通信原理注重基本通信理論的介紹，主要包括理論的數學機理、各種技術的實現框圖和相關技術，學生學習時對相關內容沒有直觀的認識。

課堂教學中,要多和實際應用建立聯系,將抽象深奧的原理融入到具體的例子中進行講解。比如在講頻分復用技術時，學生很難理解，可以將該技術與多人同時進出教學大樓大門聯系起來形象的進行講解。

在進行知識講解時，要注意將相關理論的實際應用情況進行介紹，讓學生覺得通信原理不僅僅是一些抽象的理論，而且具有很強的實用性，這樣才能使學生的學習興趣更濃。比如在講授通信系統時，可以直接以手機通信為例，介紹其采用的調制技術、解調方法，復用技術等，這樣就將理論和實際聯系起來了。

通信原理知識更新換代迅速，任課教師需要及時跟蹤新出現的技術，并將相關知識融入到對應的知識中進行介紹[3]。

3實際教學效果

通過在2006級、2007級、2008級通信工程專業和2008級電子信息工程專業的《通信原理》課堂教學中不斷摸索和總結，形成了以上措施。事實證明，通過這些措施，《通信原理》的課堂教學效果有了較大的提高,學生普遍反映學習不再枯燥，很多學生都會課后花時間去消化已學知識。為了能夠回答好老師課前布置的問題，對于自學內容或者沒有深人講解的部分，學生也會保質保量的進行了自學。幾年來，學生對《通信原理》的課程學習興趣逐年提高，學生的考試成績也有了較大的提高，在考試難度不變的情況下課程及格率也不斷提升，特別是2008級通信專業學生不及格人數只有8人，達到了歷史最好水平。

4小結

本文首先分析了《通信原理》課程教學中存在的問題，并就怎樣提高課程教學進行了探討，提出依靠整合教學內容、合理安排知識講授順序、綜合運用多種教學手段和理論聯系實際等措施提高教學質量，形成以教師為主導,學生為主體的教學方式。事實證明，該方法具有很強的可行性，能夠有效的提高教學質量。下一步將繼續對通信原理課程教學和實驗教學進行研究，為理論性強課程的教學探討出一種行之有效的教學、實驗模式。同時注重“亮點”效應，將該模式運用到信號與系統、通信電子線路、移動通信、自動控制原理、現代控制理論等相關理論型課程教學中，提升這一類課程的教學效果。

參考文獻：

[1]張水英.“通信原理”課程教學改革探索[J].電氣電子教學學報, 2003(10):12-14.

第7篇：數字通信概念范文

【關鍵詞】無線電;軟件無線電;數字信號處理技術

在無線電通信飛速發展的今天，數字無線電信號處理技術也有了新的要求。為了滿足新的技術標準和要求，推廣無線電技術的發展和應用，進一步加強研究無線電數字信號處理技術顯得尤為重要，其成為了業界廣泛關注的焦點，是目前針對數字信號處理技術研究方向中的一個重要課題。

一、無線電、軟件無線電、數字信號處理技術的概念

1.無線電的概念介紹

早在1893年，無線電便被國外科學家尼古拉?特斯拉發明，這是無線電通信技術第一次被公開展示。那么，所謂無線電，是指在所有自由空間（包括空氣和真空）傳播的電磁波，是其中的一個有限頻帶，上限頻率在300GHz（吉赫茲），下限頻率較不統一，在各種射頻規范書里，常見的有3KHz～300GHz（ITU-國際電信聯盟規定），9KHz～300GHz，10KHz～300GHz。

2.軟件無線電的概念介紹

軟件無線電的發明起源于20世紀90年代，是目前較為流行并被廣泛應用的新型無線電通信技術，可以把它看做作是具有智能化的無線電。軟件無線電是指一種無線電廣播技術，它基于軟件定義的無線通信協議而非通過硬連線實現。其英文縮寫為SDR。換句話來講，頻帶、空中接口協議和功能可通過軟件下載和更新來升級，而不用完全更換硬件。同時，軟件無線電具有隨環境變化參數，更有效、智能的利用資源的優勢。

3.數字信號處理技術的概念介紹

回顧數字信號處理技術的發展歷程，它已經歷了五個不同的發展時期。從上個世紀70年代到如今的21世紀，數字信號處理技術在經歷了漫長的演變和研究探索之后，終于變得逐漸成熟，被廣泛應用到人們的日常生活當中，具有廣闊的市場前景。那么，何為數字信號處理技術呢？它被定義為是將信號以數字方式表示并處理的理論和技術。數字信號處理與模擬信號處理均是新號理的子集。通俗來講，數字信號處理技術，就是一種采用數值計算方式來對信號進行加工的理論與技術，其英文簡稱為DSP。

二、數字無線電與軟件無線電的關聯性

無線通信的發明與發展，對人類文明和信息技術的進步起到了重大的作用。通信系統通常被分為兩大類，模擬和數字。其中，信息的傳遞和描述是通過模擬形式來實現的。所以模擬通信技術便應運而生，廣泛被應用到了電視、廣播等領域里。而由于數字信號在理論上存在著一定優勢，所以信息數字化成為了一種趨勢，數字通信技術迅速興起，為多媒體通信的實現，提供了有力的保障。其實，數字通信技術已經具備了數字無線電的特征，數字無線電技術由于自身包括多項技術，其更多的旨在為數字信號處理、基帶信號處理、調制與解調等進行服務。從另一種程度意義上來講，是數字信號處理理論上的提高推動了數字無線電技術的發展，而數字無線電技術的他、日漸成熟又為新型的軟件無線電的提出和應用做了鋪墊。

軟件無線電早年一直應用于各國的軍事建設領域，在不斷研究發展后，被應用到了民間的通信領域。它的迅速發展很好的解決了目前通信系統技術標準復雜多樣，難以兼容統一的難題，并且由于其本身具有可編程的特性，很好地實現了老舊設備也能經濟升級的愿望。那么，從數字無線電到軟件無線電，前者成為了后者發展實行的前提與基礎，而后者變成了前者最終的演變趨勢。數字無線電作為一種技術手段，更傾向于對無線通信系統實施描述;軟件無線電則讓數字無線電技術變得更抽象，是一種全新的無限通信系統，可稱為數字無線電的升級版。

三、數字信號處理技術與軟件無線電結構的特點

數字信號處理技術由于具備很強的穩定性，并對環境中的溫度、噪音有著很強的適應性，所以得到了廣泛的發展和應用。其實質上就是通過對數據的變換和提取，進而轉換，變為能讓機器與人識別的形式。鑒于其可以利用軟件來對參數實行修改處理，不難看出它有著很強的靈活性。

軟件無線電的結構有著開放性與可編程性的特點，非常有益于硬件設備的升級、擴展。這種種優勢必將使無線電通信系統更具備可靠性、靈活性、兼容性。軟件無線電的結構特點，還能減少無線電設備維護費用，節約成本。

四、軟件無線電數字信號處理技術

1.對數字信號的高速處理

利用軟件無線電技術來對基帶、調制解調和數字上下變頻等問題進行處理。基于其本身結構特性，更好地把各個器件結合在一起，提高單片的可編程性，從而完成解擴和解跳的工作部分，實現更多的功能效果。此外，還可以采用多芯片同時并用的方法來避免出現單編程器件無法滿足處理能力的情況。

2.A/D與D/A轉換器件的應用

軟件無線電本身的結構特點對于A/D和D/A轉換器件的要求很高，采樣速率和采樣精度成為了關鍵因素。其中，影響采樣速率的是信號帶寬，在實際中一般取信號帶寬的2.5倍，同時必須注意轉換器件的范圍值符合軟件無線電的標準要求。例如：某A/D轉換器件，其動態范圍在100-120dB之間，輸入信號頻率的最大范圍在1～5GHz，這種情況就符合無線電的標準。

3.DSP與FPGA技術的結合

所謂DSP，是一種數字信號處理器，被廣泛應用到無線電技術當中。通過對DSP進行改制、制造出專用芯片，并做成集成電路，進而做到降低功耗、減小尺寸、提高處理數字信號技術的性能。而FDGA作為現場可編程的邏輯門陣列，擁有著DSP的所有優勢，并且在性能上已超過了它。那么如果將DSP與FPGA技術相結合，必定會實現無線電與硬件的完美結合。運用FPGA對接口的處理，更好地與DSP有效連接，從而達到提高系統效率降低經濟成本的目的。

五、總結

總之，在信息網絡迅猛發展的今天，數字信號處理技術必將朝著性能更強、更專業化、標準化的方向發展，通過利用無線電通信技術，將會大大促進數字信號處理能力的發展，從而被廣泛的應用到實際生活當中，更好地滿足社會的發展和人民的需求。

參考文獻

[1]李宏俊.數字信號處理技術的發展趨勢分析[J].電子制作，2013，14：101.

第8篇：數字通信概念范文

【關鍵詞】電力遠動技術;RTU；數據通信；供電系統

一、認識遠動終端RTU

（一）RTU的定義

RTU即遠動終端，它是電網調度自動化系統中安裝在發電廠、變電站的一種具有四遙遠動功能的自動化設備。

（二）RTU的功能概述

1、遠方功能

RTU與調度中心之間通過遠距離信息傳輸所完成的監控功能。

①遙測（YC，Tele-measurement）：遠程量測值。RTU將采集到的廠站運行參數按規約傳送給調度中心（上傳）。包括：P、Q、U、I、檔位、溫度等，容量達幾十到上百個（路）。

②遙信（YX，Tele-indication, Tele-signalization）：遠程狀態信號。RTU將采集到的廠站設備運行狀態按規約傳送給調度中心（上傳）。

③遙控（YK，Tele-command）：遠程命令。調度中心發給RTU的改變設備運行狀態的命令。

④遙調（YT，Tele-adjusting）：遠程調節命令。調度中心發給RTU的調整設備運行參數的命令。

⑥統一時鐘：具有對時功能。接收調度中心的校時命令。統一時鐘為了不同廠站之間事故分析以及電度量凍結。

⑦轉發：接收其它RTU送來的遠動信息，按規約組裝轉發給指定的調度中心。

2、當地功能

就是RTU自身或連接的顯示記錄設備的實現監控功能。

①CRT顯示：與RTU直接連接（或通過當地工作站）的CRT可顯示RTU采集的四遙、YXBW等信息。

②漢字報表打印：實現三類打印：定時打印、事件記錄打印和召喚打印。

③本機鍵盤顯示器：RTU自帶的操作面板，實現循測、定測和顯時功能。

④RTU自檢、自調功能：反映RTU的自身的可維護能力。插件損壞診斷，程序“走飛”時的自恢復能力、主備通道監視功能。

（三）RTU的基本結構

1、硬件組成

①主控系統：管理各個子系統、人機聯系、調度通信

②若干子系統：每個子系統單獨CPU，包括YC、YX、YC、YT、DI、DD 等子系統。

③I/O 總線連接主控系統和各個子系統

2、軟件組成

單獨子系統是由主控程序和若干功能子系統所組成。

①主控程序：與子系統的通信程序、調度通信程序、數據處理、人機聯系程序。

②功能子系統：與主系統通信發送/接收、輸入/ 輸出程序等。

二、供電系統中遠動技術的數據通信

（一）供電系統中遠動技術的數據通信傳輸方式

供電系統中遠動技術的數據通信傳輸方式主要包括并行傳輸與串行傳輸，兩種不同的傳輸方式，其中目前電網調度自動化中大量使用的是串行傳輸。

①并行傳輸，用8根線（另1根公共線）將數字通信雙方連接起來，每1次可以同時傳送8位碼元，這種方式稱為并行傳輸。其優點是速度快（高達百兆字節）；缺點是信號線多，不適于遠距離傳輸（

②串行傳輸，用1回線將數字通信雙方連接起來，每1次傳送1位碼元，這種方式稱為串行傳輸。其優點是信號線少，適于遠距離傳輸；缺點是速度慢，適于少量數據的傳送。

（二）供電系統中遠動技術的數據通信的原理

計算機并行方式處理數據，而數據傳送用串行方式，故需要進行并/串轉換。其中在發送端的并/串轉換器進行如下操作：CPU控制發送緩沖器移位寄存器在發送脈沖控制下字節的低位先發。發空后用中斷提示。發送時鐘控制發送速度。接收端的串/并轉換器與送端的并/串轉換器工作原理類似。

（三）供電系統中遠動技術的數據通信的差錯控制

第一、誤碼率。數據傳輸后發生的錯誤碼元數與總傳輸碼元數的之比，稱為誤碼率。電網遠動要求誤碼率小于10E-5,計算機通信要求誤碼率小于10E-6。誤碼與線路質量、干擾及其傳輸速度有關。

第二、差錯控制。指能在接收端，發現數據傳輸錯誤的控制措施和方法，其中供電系統中遠動技術的數據通信的差錯控制的主要方法就是奇偶效驗。

三、供電系統中遠動技術的電網調度自動化數據通信系統說明

（一）電網調度自動化數據通信系統的重要性

數據通信系統是電網調度自動化以及配電網自動化系統的重要部分，現代電力系統離開了通信系統是不可能正常運行的。電力系統自動化對供電系統中遠動技術的電網調度自動化數據通信系統的基本要求如下：

1)通信可靠性：遠距離傳輸、誤碼低、糾錯能力。2)建設費用低：較高的性價比。3)滿足目前和將來數據傳輸的要求。4)通信方式具有實用性和靈活性。5)信道不受電網故障的影響，電網故障時的強烈電磁干擾對通信設備和線路影響。6)易操作與維護。

（二）電網調度自動化數據通信系統的構成

電網調度自動化數據通信系統的構成如下：

數據終端調制解調器通信處理機調制解調器主計算機。

①數據終端：廠站端RTU設備。

②調制解調器：二進制數據與模擬信號的轉換設備，模擬信號適于遠傳。近距離傳輸可直接采用數字通信。

③通信線路：傳送數據信號的線路，公網或專網，直接連接或經通信處理機網絡連接。

④通信處理機：承擔通信控制任務（緩沖匹配、誤碼檢測、故障檢測、路由選擇、信道建立等）

⑤主計算機：類似于數據終端，指調度計算機系統。

結語

鑒于電力生產的特點，發電廠、調度站和變電站之間的信息交換只能借助通道技術來實現。因此，要使發送出去的數據到對方后，能夠被接收方識別、接收和處理，就要對傳送的數據信息格式作嚴格的規定，這就是遠動規約的一個內容。而基于這一規定的遠動技術的實現及其在供電系統中的應用，更是有效的促進了電力系統的快速發展。

參考文獻

[1]陳峰.鐵路電力遠動系統技術探析[J].中國高新技術產業,2011（13）.

第9篇：數字通信概念范文

關鍵詞：火力發電廠；總線技術；發展趨勢

中圖分類號： F407 文獻標識碼： A

現場總線（也稱現場網絡）是指以工廠內的測量和控制器間的數字通訊為主的網絡，將傳感器、控制器間的通訊及控制器之間的通訊進行特化的網絡。本文以火力發電廠為例，簡要介紹了現場總線的概念和國內發展現狀，以及在火力發電廠的應用。

1 火力發電廠應用現場總線的技術優點

1.1節省硬件數量與投資

由于在現場總線設備前端中分散的智能設備能夠直接執行多種控制、傳感、報警以及計算功能, 它不再需要DCS 系統的信號轉換、調理、隔離技術等功能單元及其復雜接線,也不再需要單獨的計算單元、控制器等, 還可以用工控機作為操作站, 因而既可節省一大筆變送器和工控機等硬件設備的投資, 又可以減少工程師站及操作員站的占地面積。

1.2節省安裝費用

現場總線系統的接線十分簡單, 由于一對雙絞線或一條電纜上通常可掛接多個設備, 因而電纜、端子、槽盒、橋架的用量大大減少,連線設計與接頭校對的工作量也大大減少。當需要增加現場控制設備時, 無需增設新的電纜, 可就近連接在原有的電纜上, 既節省了投資, 也減少了設計、安裝的工作量。據有關典型試驗工程的測算資料, 可節約安裝費用60%以上。

1.3節省維護開銷

由于現場控制設備具有自診斷與簡單故障處理的能力, 并通過數字通訊將相關的診斷維護信息送往控制室, 用戶可以查詢所有設備的運行, 診斷維護信息, 以便早期分析故障原因并快速排除。縮短了維護停工時間, 同時由于系統結構簡化, 連線簡單而減少了維護工作量。

2現場總線的結構特點

2.1 現場總線最核心的部分是總線協議，總線協議是一種數字通信協議，圍繞總線協議構成一種應用于生產現場、在智能化控制設備之間實行雙向串行通信、多節點的數字通信系統，一種開放的、數字化的、多點通信的低層控制網絡。它使得自控系統和設備有了通信的能力。

2.2 現場總線的基礎部分是數字智能現場裝置。通過數字通信總線將所有的數字智能現場裝置連成一個控制網絡，構成現場總線的硬件支撐。

2.3現場總線的關鍵部分是信息管理。上位機與數字智能現場裝置在信息管理上的分工合作達到高度的集中和統一、分散和和諧。做到信息處理現場化和信息管理系統化。

3 現場總線在火力發電廠的應用

火力發電廠系統I／O測點多，現場裝置多且密集，設備立體布置，廠域高度集中，并要求運行高可靠性。火電廠主機DCS系統、脫硫DCS系統以及主要輔機程控系統，都存在可靠性要求高、監控設備和對象多而復雜、實時性要求高等特點。特別是主機DCS系統，涉及數百臺壓力和差壓變送器，數百臺電動或啟動執行機構，數百個溫度測點，系統要進行復雜的閉環控制、串級控制、三沖量控制、比率控制，要進行設備連鎖控制，要進行復雜的鍋爐燃燒管理、機爐協調控制，汽機控制、時間順序控制(SOE)要求ms級響應速度。所有這些都需要有高可靠性的控制系統來保證整個生產過程的安全、穩定、可靠運行，但目前的現場總線系統(FCS)還不能完全滿足這些要求。

隨著DCS和FCS的發展， 目前兩種系統在技術上已進行了充分的融合，大部分DCS系統生產廠商，提供并生產的控制系統(控制器)，均具備接入傳統I／O模件與現場總線接口模件，使得DCS系統的數字通訊功能延伸至現場智能設備，這一通訊功能的擴展，使得DCS可以通過現場總線采集現場智能設備的更多信息，如啟動次數、壽命計算、故障診斷報警等信息。這些信息是傳統DCS系統用傳統方式不能得到的。這樣融合兩種技術優點的DCS系統為火力發電廠自動化系統提供了更好的選擇。在技術層面上，由于在DCS系統中采用現場總線大大提高了系統信號的抗干擾能力，提高了系統整體可靠性；同時現場總線的使用，也使得從熱工過程到系統的信號轉換環節減少，系統整體精度提高另外現場總線預制電纜的使用，大大減少了傳統手工作業的鏍釘端子數量，從而提高了系統的整體安全性。在運行層面上，由于采用現場總線系統，系統的監控范圍從傳統的系統端子排擴展到全廠，真正實現了全廠監控；同時由于可方便采集設備的管理、診斷及維修信息，使系統具有完善有效的設備診斷功能，真正實現現場設備的遠程編程和維護，真正實現了全廠數據的集中管理，使設備的狀態檢修成為可能，提供更多的設備信息使操作和維護得到優化。在投資層面上，由于采用現場總線，大幅減少了控制柜的數量，大幅減少了電纜數量和電纜橋架的數量，從而大幅減少了施工和工程的費用。同時縮短了工程調試周期并減少了維護量，因此減少了項目的綜合投資。

但目前還有以下主要問題制約著基于現場總線的控制系統在火電廠中的廣泛應用：

1）現場總線標準很難在幾年內得到統一，使之配套的產品無法做到通用性，使得在進行設備選型和備件儲備上增加困難。

2）現場總線技術尚未普及應用，在實際工程應用中技術配套將有阻礙。設備廠家、設計、安裝、調試單位及電廠專業人員對現場總線技術的掌握都十分有限。

3）現場總線雖然可以實現總線供電，但由于其供電能力有限，不能滿足多個設備的需要，在這樣的應用場合，還需要提供另外的供電電纜和相應的配電器。采用同一總線供電的設備，當其中一臺電源系統故障，有可能影響與之相連的所有設備，降低了系統的可靠性。

4）現場總線設備由于運算能力與DCS相比差的很大，對電廠機組的高級控制策略需要DCS完成，只有簡單的控制策略在現場總線設備完成，在標準不統一的情況下，DCS很難做到兼容各種標準，也給實際的設計、調試帶來很大的困難，現場維護人員也很難將設備系統維護好。

4 現場總線技術展望與發展趨勢

現場總線技術的發展應體現為兩個方面: 一個是低速現場總線領域的繼續發展和完善; 另一個是高速現場總線技術的發展。目前現場總線產品主要是低速總線產品, 應用于運行速率較低的領域, 對網絡的性能要求較低。從當前使用情況看, 大部分現場總線, 都能很好地實現低速率要求的過程控制。因此, 在低速現場總線控制領域, 哪個工控廠家都很難統一整個市場。而現場總線的關鍵技術之一是實現現場總線技術的統一, 實現各廠家現場總線產品互操作性是所有生產廠商和用戶十分關心的問題。高速現場總線主要應用于控制網內的互連, 連接控制計算機、PLC 等智能程度較高、處理速度快的設備, 以及實現低速現場總線網橋間的互聯, 它為實現系統的全分散控制結構提供了必要的保證。目前高速現場總線技術比較薄弱。因此, 高速現場總線的開發、設計將是競爭十分激烈的領域, 這也將是現場總線技術實現統一的重要機會。而選擇什么樣的網絡技術作為高速現場總線的整體框架將是其首要內容。發展現場總線技術已成為電力行業廣為關注的熱點課題, 國際上現場總線的開發、研究, 使測控系統沖破了長期封閉系統的禁錮, 走上開放發展的征程,這對我國現場總線控制系統的發展是個極好的機會, 也是一次嚴峻的挑戰。自動化系統的網絡化是發展的大趨勢, 現場總線技術受計算機網絡技術的影響是十分深刻的。

5 結語

目前, 現場總線技術在國內火電廠中的應用尚處于起步階段, 存在一些局限性, 但由于現場總線技術所具有的信息化、數字化和控制分散的特點順應了建立數字化電廠和降低工程造價兩方面的需求,現場總線技術在國內火電廠大規模應用是必然趨勢。隨著現場總線技術在組態、設計、安裝、調試等方面經驗的不斷積累以及國內電力行業智能現場設備的不斷發展, 現場總線技術將在國內火力電廠中將會獲得更為廣泛的應用。

參考文獻