列车网络控制技术-第二章-网络通信基础.pptxVIP

城市轨道交通列车网络控制技术 第二章 网络通信与计算机控制技术 ;;;;（1）信息源与接收者 信??源和信息接收者是信息的产生者和使用者。在数字通信系统中传输的信息是数据，是数字化了的信息。这些信息可能是原始数据，也可能是经计算机处理后的结果，还可能是某些指令或标志。 信息源可根据输出信号的性质不同分为模拟信息源和离散信息源。模拟信息源(如电话机、电视摄像机)输出幅度连续变化的信号；离散信息源(如计算机)输出离散的符号序列或文字。模拟信息源可通过抽样和量化变换为离散信息源。随着计算机和数字通信技术的发展，离散信息源的种类和数量愈来愈多。; （2）发送设备 发送设备的基本功能是将信息源和传输介质匹配起来，即将信息源产生的消息信号经过编码，变换为便于传送的信号形式，送往传输介质。 对于数字通信系统来说，发送设备的编码常常又可分为信道编码与信源编码两部分。信源编码是把连续消息变换为数字信号；而信道编码则是使数字信号与传输介质匹配，提高传输的可靠性或有效性。变换方式是多种多样的，调制是最常见的变换方式之一。 发送设备还要为达到某些特殊要求而进行各种处理，如多路复用、必威体育官网网址处理、纠错编码处理等。;（3）传输介质 传输介质指发送设备到接收设备之间信号传递所经的媒介。它可以是无线的，也可以是有线的。有线和无线均有多种传输介质，如电磁波、红外线为无线传输介质，各种电缆、光缆、双绞线等为有线传输介质。 介质在传输过程中必然会引入某些干扰，如热噪声、脉冲干扰、衰减等。介质的固有特性和干扰特性直接关系到变换方式的选取。; （4）接收设备 接收设备的基本功能是完成发送设备的反变换，即进行解调、译码、解密等。它的任务是从带有干扰的信号中正确恢复出原始信息来，对于多路复用信号，还包括解除多路复用，实现正确分路。 注意：在大多数场合下，信源兼为收信者，通信的双方需要随时交流信息，因此要求双向通信。这时，通信双方都要有发送设备和接收设备。如果两个方向有各自的传输媒介，则双方都可独立进行发送和接收；但若共用一个传输媒介则必须用频率或时间分割的办法来共享。 ;;;;;;;;;;;在串行通信中，数据是一位一位依次传输的，同步问题尤为重要，因为比特的传送和接收是通过采用定时时钟来完成的。发送方利用它的时钟来决定每个数据位的起始和结束。在接收方时钟被用来确定对信号进行采样取值的位置和间隔时间。 一般情况下，使两个独立的时钟精确同步是不太可能的，它们都产生自己的漂移，引起两个连续采样之间的间隔比所希望的变长了或变短了。 时钟漂移会引起接收方在确定一个比特的起始和结束位时发生错误。由于接收时钟与发送时钟的差异，接收方可能对代表1位的信号采样两次，从而多产生一位，也可能跳过一位。例如图所示，传送0010这样一串位，因为时钟漂移结果，接收时错误地认为是00110或010。;时钟漂移引起的问题 ;异步传输是基本这样的事实：在一定的比特数目内，时钟漂移的程度时有限的。 它让接收方在某一个时间点上跟一个发送方时钟信号同步，并由此开始自己独立的时钟信号序列。 由于偏移Σ相对于一位时间来说是比较小的，接收方可以在偏移积累到采样发生错误之前正确地接收若干位。 在异步传输中，数据以字符为单元发送。每个字符的长度根据所使用的编码方案可以是5～8位。常用的ASCII编码每个字符7位。 定时或同步仅仅在每个字符的范围内维持着，接收方在每个新字符的开头都被提供机会重新进行同步。 ;异步传输中，每次只传一个字符，每次都进行同步关系的校正，不会造成误差积累。异步传输对时钟要求不高，实现简单容易，但是每个字符都要有一定的附加位，数据量大时不如同步传输效率高。 即异步传输的最大缺点是在线路上的额外开销（在ASCII编码的条件下至少20%），每发送8位至少要有两个附加位。这就使得它只能用于低速传送（110b/s～19.2Kb/s），如用于终端或电传打印设备，以及使用调制解调器传送数字数据的拨号电话线路。;同步传输中的数据传输单位是帧，每帧含有多个字符，字符间没有间隙，字符前后也没 有起始位和停上位。 同步传输中的同步包括位同步和帧同步两个层次。 位同步 在传送数据流的过程中，发收双方对每一位数据信息都要准确地保持同步，可以在发送端与接收端间设置专门的时钟线，这叫做外同步，比如I2C总线采用的就是外同步，这样技术在短距离上工作得很好，但对于较长的距离，时钟脉冲会跟数据信号一样面临失真的问题，从而产生定时错误；还可以采样自同步法：在数据传输中嵌入同步时钟信息，对于数字信号，这可以通过使用曼彻斯特或差分曼却斯特编码得以实现。对于模拟信号，有多种技术可以使用。例如，可以使用载波频率本身基于载波的相位来使接收设备同步。;帧同步 对于同步传输，还需