第6章集散控制系统的网络通信技术祥解.pptVIP

* 采样定理指出：如果在规则的时间间隔内，以高于两倍最高有效信号频率的速率对信号f(t)进行采样的话，那么这些采样值包含了原始信号的全部信息。利用低通滤波器可以从这些采样中重新构造出函数f(t)。 如果声音数据限于4000Hz以下的频率，那么每秒8000次的采样可以满足完整的表示声音信号的特征。然而，值得注意的是，这只是模拟采样，为了转换成数字采样，必须把每一个模拟采样值转换成一个二进制代码。 图中表示这样一个例子，每个采样值都近似地量化为16个不同级中的一个。这样，每个采样值都能用4位二进制数表示。当然，精确地恢复成原始信号是不可能的了。如果使用7位二进制表示采样值的话，就允许有128个量化级，那么所恢复的声音信号的质量就比得上模拟传输所达到的质量。这意味着，仅仅是声音信号就需要每秒钟8000次采样×每个采样7位＝56000bps的数据传输率。 * (1)双绞线 双绞线是由两条相互绝缘的导体扭绞而成的线对。在线对的外面常有金属箔组成的屏蔽层和专用的屏蔽线，如图 （a）所示。双绞线的成本比较低，当传输距离比较远时，其传输速率受到限制，一般不超过 10 Mbps。 (2)同轴电缆 同轴电缆由内导体、中间绝缘层、外导体和外绝缘层构成，如图（b）所示。信号通过内导体和外导体传输，外导体一般是接地的，起屏蔽作用。同轴电缆分为用于基带传输的基带同轴电缆 (如 50Ω同轴电缆 ) 和用于宽带传输的宽带同轴电缆 (如 75Ω电视天线电缆) 。同轴电缆的数据传输速率、传输距离、可支持的节点数、抗干扰等性能优于双绞线，成本也高于双绞线，但低于光纤。 (3)光缆 光缆的结构如图（c）所示，它的内芯是由二氧化硅拉制成的光导纤维，外面敷有一层玻璃或聚丙烯材料制成的覆层。由于内芯和覆层的折射率不同，以一定角度进入内芯的光线能够通过覆层折射回去，沿着内芯向前传播以减少信号的损失。如果光的入射角足够大，就会出现如图全反射，光也就从输入端传到了输出端。因为光缆中的信息是以光的形式传播的，电磁干扰对它几乎毫无影响，所以，光缆具有良好的抗干扰性能。 传输介质可以是有线的，还可以是无线的。如微波、红外、激光。 * 双绞线由两条绝缘铜导线排成匀称的螺旋状组成，一对线作为一条通信线路。通常，一定数量这样的导线对捆成一个电缆，外面包着硬保护性护套。电缆中可以有多对线。导线对的绞纽可以减少线对之间的电磁干扰。以提供相对稳定的导电特性。电缆的粗细为4.5～17mm不等，如图所示。 到目前为止，用于模拟和数字数据通信中非常普遍的传输介质仍是双绞线。它是电话系统的支柱。双绞线也被广泛用于微机局域网络的传输介质，双绞线最适合用于局域网络内点点之间的设备连接，但很少用于作为广播方式传输的共用媒体。因为广播方式的总线通常需相当长距离的非失真传输。另外，要想不影响其他用户，又不较大地改变传输特性，而同时要对双绞线进行抽头是比较困难的。 * 它由一个空心的外圆柱面导体包着一条内部线形导体组成。外导体可以是整体的或金属编织的，内导体是整体的或多股的。用均匀排列的绝缘环或整体的绝缘材料将内部导体固定在合适的位置，外部导体用绝缘护套覆盖。单根同轴电缆的直径大约为0.5～2.5cm,几个同轴电缆线往往套在一个大的电缆内，有些里面还装有2芯纽绞线或4芯线组，用于传输控制信号。同轴电缆的外导体是接地的，由于它的屏蔽作用，外界噪声很少进入其内 同轴电缆是用途非常广的传输介质，它广泛地应用于长距离的电话或电报传输、有线电视(电缆电视)、局部网络和短距离系统连接的通信线路等。同轴电缆是长途电话系统中的一种重要传输介质，虽然面临光纤、微波和卫星等传播信道的竞争，但是同轴电缆仍然是普遍应用的介质。利用频分多路复用技术，一条同轴电缆可以同时传送一万多个话音信道。 有线电视网使用视频电缆传送电视信号，在它上面可以开通视频图像通信和交互式信息服务。 同轴电缆极为广泛的用途是被许多局域网络选为广播式传播介质。用粗电缆或细电缆以及标准的接口器件可以连接大量的计算机设备和外部设备。 * 光纤是能传导光线的一种媒质。多种玻璃和塑料可用于制造光纤。超纯纤维制造成本高，损耗稍高的多成分玻璃纤维也能达到较好的传输性能，并且成本低。塑料纤维更是便宜，可用作短距离的传输媒质。 图是目前己经实用化的一种多模光纤的结构。它由直径为50～75μm的玻璃纤维芯线和适当厚度的玻璃包层构成。芯线的折射率n1略大于包层的折射率n2,在芯与包层之间形成良好的光学界面。 实用的光纤通信系统已在国内外普遍应用。单模光纤不仅适用于长距离大容量点到点的通信，在广域网和局域网中的应用尤为乐观，许多厂家推出了光纤局域网产品。 * 通信媒体共享技术：多台通信设备合用单一通信媒体的技术。 多路复用技术：在同一条通信线路上，实现同时传送多路信号的技术叫做多路