数据通信技术论文大全11篇

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2基于网络编码的数据通信技术研究

网络编码在网络数据通信中具有十分明显的优势，其理论研究价值和应用前景都是不言而喻的。世界上一些高等学府和科研机构都展开了对网络编码的研究，并且在多个方面取得了不小的成果。

2.1网络协议结构

当前网络编码研究中涉及到的主要部分还是在网络层方面，特别是如何有效地将路由协议与网络编码有机结合，是基于网络编码的网络结构研究的重要方面。有一部分研究已经深入到网络编码如何有效结合协议结构中其他协议层，例如网络编码与MAC层协议或者与传送层TCP协议等等的结合问题。因为网络编码的特性与传统网络数据通信的方式有很大的区别，所以为了不更改已普遍应用的传统网络协议，将网络编码与其融合将会遇到各种各样新的问题，例如，它们之间的兼容性、网络编码对网络协议结构是否会产生不利的影响。这些问题都是后来研究者需要解决的问题，同时也为研究基于网络编码的网络协议结构提供了框架性借鉴，使得网络编码能够与传统的网络协议有机融合，提高网络通信性能。

2.2数据传送模型

网络编码具有的最重要的功能之一就是将数据智能化处理，这主要是通过对编码策略的设计来实现，而码构造算法是编码策略设计的基础。码构造算法主要是针对网络中间结点的编码方式，它需要保证目的结点能够有效识别出传递的编码信息并进行正确解码。所以码构造算法包含了编码和解码两个内容，并且要求其算法复杂程度低，易于实施应用。码构造算法主要有三种：代数型、线性型、随机型。线性网络编码能将中间结点接受的各路信息进行线性组合，这种编码运算较简单，所以得到了普遍应用。

2.3路由协议

基于网络编码的路由协议的优化设计能够有效提高网络数据的传递效率和性能，它是能够将网络编码应用到实际中的重要基础，而且将路由协议与网络编码进行更高层次的融合是十分重要的研究课题，可以为以后开发新的网络提供借鉴和指导。基于网络编码的路由协议研究主要有两个方面：独立路由协议和编码感知的路由协议，它们主要的不同点是路由协议产生的过程中能否主动编码，也就是说路由协议是否能够提高编码的利用效率。

2.4数据传输性能保障机制

实际应用中，网络环境复杂多变，数据传输的突然性和网络拓扑结构不稳定都可能导致数据传输出现不稳定的状况，例如造成数据丢失或者传输延迟等。所以基于网络编码的数据传输技术的开发应该结合实际的网络环境，研究出能确保数据正确传输的保障机制和编码策略，尤其需要尽可能减少数据传输的延迟时间和保证数据可靠传输。所以，基于网络编码的数据通信中，利用QoS保证机制是当前研究的重要课题之一。当前已研究出来几个解决方案，比如建立数据延迟时间的模型，从模型中找出延迟的解决方案；利用多速率编码器来分析各路中传输速率不同的数据，从而减小数据在编码器中的传输时间。

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在光纤信号的传输过程中，不同成分的光源群在传输速度上存在一定的差异，这种差异会产生一定的时间延迟，从而形成色散。色散主要包括模式色散、色度色散以及偏振色散三种类型，其中色度色散又可以分为材料色散和波导色散两种，色散问题在超长距离光纤通信中表现得尤为明显。目前，传统的方法是通过利用具有负色散系数性质的DCF进行色散补偿，但是该方法存在十分显著的非线性效应，会产生较大的损耗，而且这种损耗随补偿距离的增加而增大，在超长距离通信系统中采用该方案会产生极高的成本。针对传统色散补偿方法成本过高的问题，已经有厂家开发出了FBG色散补偿模块，该模块能够利用光栅对不同波长的发射特性实现对色散的补偿，其损耗值与补偿距离无关，有效弥补了传统补偿方法的缺点。

1.2　信噪比

在长距离通信系统中，光放大器在放大光信号的同时，会产生一定程度的自发辐射放大噪声，由于线路的长度较长，因此会产生较大的损耗，信号衰减十分严重，在经过放大器放大之后，这种放大噪声很可能与信号能量非常接近，导致接收端无法正常的分辨信号，影响系统的正常运行。针对这类问题，一般在前置放大器中加装滤波器，这样能够过滤掉信号光周边的部分噪声信号，从而提高信噪比。

1.3　功率

在超长距离通信系统中，光纤信号在传输时，由于光波与传播媒介之间的相互作用会导致光能发生一定程度的衰减，当能量衰减到一定程度之后，接收端无法从噪声中正确的辨识出光信号，限制正常的光通信。针对这些问题，一般通过功率补偿的方式来降低信号衰减所产生的损耗。目前在超长距离通信系统中采用的最主要手段是EDFA。EDFA分为功率放大器和前置放大器，其中功率放大器通常配置在传输系统的发射端后，以最大限度提升发射功率，前置放大器通常配置在接收端前，主要作用是提高接收灵敏度。当通信线路的长度达到一定距离后，仅仅采用功率放大器和前置放大器很难保证接收端正常的接收信号，此时需要在该方法的基础上对光源进行附加调制或采用外接调制器进行附加调相，从而增大入射光的谱宽。目前，该方法在国家电网以及南方电网的超高压输电公司中得到了较好的应用。

二、超长距离通信技术在电力系统中的应用方案

我国的超长距离通信从2007年开始试验，最初是由光迅科技与南方电网超高压输电公司进行合作所进行的长度为345km的2.5Gbit/s的超长距离无中继通信工程，该段线路中配置了FEC、EDFA、RFA及光栅型DCM，系统保持了3个月的试运行，其整个运行过程的测试结果均十分良好。南方电网在“十一五”黔电送粤施秉——贤令山500kV输电工程中，对上述技术进行了广泛的使用，在该输电工程中，采用超长距离通信技术的线路跨度长达318km。系统从2008年7月开始运行以来，一直保持十分稳定的工作状态，此系统也是我国到目前为止唯一没有设置中继站而传输距离超过300km的实际工程。根据设计中的预算，相对于实际已建成的系统而言，采用中继站将会增加约200万元的成本。由此也可以看出，通过超长距无中继通信技术在电力系统中的运用，能够使电力通信系统的经济性及运行可靠性大大提升，同时也使得通信系统的维护难度大幅度降低。此后，该技术在多项电力通信工程中得到广泛应用。

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2红外通讯技术在数据传输中的优势

现今的数据通讯方式非常多样，但应用领域最广的还是红外通讯技术，红外通讯技术之所以能够得到如此广泛的应用，主要是因为它主要下列几点显著优势：首先，红外通讯技术便于进行数据的收发，它的所有数据都只是将电脉冲和红光脉冲进行各种转化；其次，红外通讯技术摒弃了传统的线缆连接方式而使用先进的无线电连接，方便进行小型设备的数据传送工作；再次，红外通讯技术虽然进行了大量的创新但仍符合旧有的数据传输的有关规定；最后，红外通讯设备进行的是两个设备间的直线数据传输，它的锥角度数不超过30度，所以保密性能更强。此外，红外通讯技术的最显著优势是传输速度快，这是传统的传输方式所不可比拟的，现今常用的传输速度是4M，不过，最先进的VFIR技术早已达到16M。

3可以运用红外技术的设备

红外数据通讯在数据传送方面取得的工作成效十分显著，所以在多种小型设备中都有应用，本文只列举了一些和我们的生活工作密切相关的使用了红外通讯设备的技术，例如：①生活中使用的各种电脑；②打印机等各种电脑附属设备等；③各种通讯联系工具；④单反相机、家用笔记本、电视机顶盒和手表等；⑤各种工业用或医用设施；⑥网络的接入设施。

4红外技术的缺陷

进行红外数据传输时必须直线工作，这就需要彻底排除其间的障碍物，这样才能高效的完成数据传输工作。分析当前的红外数据传输系统可以发现，其通讯速率是有待提高的，否则将无法提高数据传输的效率。红外通讯技术的突破点在于引进了先进的无线传输方式，这也使得其使用功能比较简单，想要扩展其功能是具有非常大的难度的。

5红外技术为计算机技术带来的进步

红外通讯技术的发展会使许多的主流计算机产品及其附属产品都受到了影响，尤其对调制解调器的应用有着恶劣影响。科学的研究发现，认真执行红外通信标准可以把所有的局域网的LAN的数据率增加至10Mb/s。在红外通信标准中，要求其发射功率很低，所以它在工作时也是由电池来提供动力的。目前，惠普电脑公司早已着手研究内置式端口，若研究成功，所有拥有红外通信标准的笔记本电脑和手持式计算机，使用者都可以把它放在手机的一定范围内实现高速呼叫，还能连接至当地的互联网。红外通讯技术有很强的兼容性，这可以为电脑的设计者及终端使用者提供多元化的无电缆连接方法，如掌上电脑、笔记本电脑、家用台式计算机和个人数字助理设备间的文件交换等。还可以在计算机的各种设备间互相传输数据并控制电视、盒式录像机等的工作。

6红外通讯技术的发展前景

观察目前的市场现状不难发现，红外通信设备已经不单单在个人数据设备、各种笔记本或打印机中使用，而在个人通讯系统即PCS和全球移动通信系统中也有了极广泛的应用。红外线连接是数字式的，所以笔记本电脑间的数字连接不用再应用调制解调器，便携式PC在接通PCS数据卡后连接电话后就能和无线PCS系统开展数据传输；而加大电缆的红外端口能够使PCS电话系统及笔记本电脑之间的无线通信更加便捷。不过在连接PCS、数字电话系统及笔记本电脑时一定要应用标准的红外端口，也因此每种电脑都可使用PCS数字电话系统，例如最先进的笔记本计算机和手持式计算机，这样可以更简单的进行红外数据的通信。此外，在使用该系统时电脑中不需配备调制解调器，所以以前的不能供给高性能PC卡调制解调器工作的手持式计算机现在也可以利用无线形式来完成通信。科学的观察现今红外通信技术在各种设备中的应用，我们可以客观的估计，

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这种技术是一种面向连接宽带的交换技术,是传统分组交换技术和电路交换技术的延伸和发展。该技术是使用定长分组把语音和图像等信息分解成固定长度53b的信息,定长分组就是信元。作用机制是将信元作为单位进行复接、传输、交换,获得了空信元就可以插入信息,且插入的位置可以是随意的,然后进行信息传输。这种技术的优点是能进行无连接传输,有助于宽带高速交换,简化了网络协议和功能等。主要业务有互联局域网、虚拟局域网组建、支持无连接数据通信业务、支持帧中继业务等。

1.2光交换技术

这是建立在光纤介质上的交换技术,可以分为波分光交换技术、时分光交换技术和空分光交换技术。波分光交换技术的基础是波分复用技术,能开展超大容量的数据传输,采用的方法是波长变换和波长选择。该技术分别有N条输入和输出管线,且每条光纤都是借助波分复用技术有n个波长的载波信号,并在每个复用器之间实现N路光纤的n个波长信号交换的。时分光交换技术的基础上时分复用技术,原理是时隙互换。时分复用技术是将时间化成好多帧,将每个帧划分成N个长度一样的时隙,并将时隙分别分给N个信号,最后将N个信号复接到一条光纤上的传输技术。空分光交换技术的基础是光开关技术,通过光开关技术把光信号的传送通路进行变化,达到传输的目的。此外,光交换技术还有一种是对上述三个技术的组合,形成组合光交换技术。组合光交换技术主要是由光开关阵列和波分复用器组成的。

2强化交换技术在现代数据通信中作用的建议

在现代数据通信中,选择并使用合适的交换技术是至关重要的,尤其是对提高数据通信质量有直接影响。要想充分发挥交换技术在现代数据通信中的作用,很重要的一个衡量指标是要确保数据通信的可靠性和有效性,即保障数据通信质量。为了强化换技术在现代数据通信中的作用,提高数据通信质量,必须做到以下几点。

(1)制定科学合理的通信协议。即要尽量减少数据包的长度,可以使用长度字节来对数据包长度进行标志;已经制定好的通信协议要经过多次验证,提高有效性;可以采用合理的帧进行同步标志。

(2)最大程度的降低波特率相对误差。

(3)合理使用软件抗干扰技术。软件抗干扰技术是一种单片机系统的自身防御,系统中控制程序代码必须要不被损坏是该技术的使用前提。

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1．1数据处理

三取二安全计算机逻辑运算模块的运行周期为600ms，该模块按照周期进行数据接收、数据处理、数据输出。在第n个周期，MPU上的控制逻辑运算模块从双口RAM接收到数据后，放到逻辑接收缓冲区；从逻辑接收缓冲区取出n－1个周期的数据并进行逻辑处理；将n－2个周期的逻辑处理结果，从逻辑发送缓冲区中取出，放到双口RAM中。MPU上的控制逻辑运算模块对安全数据进行逻辑处理的时间不超过300ms，如果超过，就会影响MPU接收或者发送数据。同样，MPU上的控制逻辑运算模块接收、发送数据超过300ms，也会影响逻辑处理功能。在接收发送处理阶段，300ms中的280ms被分为20个发送接收子周期，每一个子周期的时间为14ms。在HCU中，也是按照同样的运行节拍从双口RAM中写入或读出数据。MPU与HCU之间交互的数据，按照预先定义的双口RAM交换数据帧进行。数据帧定义略———编者注。

1．2数据接收

HCU通过网络接口接收到数据后，对数据进行预处理，按照交换数据帧进行数据组包。根据当前周期号设置“cycle”，同时确定该数据包需要被放到D、E、F三个区块中写入区块角色标志“role”，将“flag”设置为1（即为输入），并交换数据帧的其他字段，按照源网络数据包中的信息进行设置。HCU根据当前周期号确定在接收环形缓冲区中的写入区块后，将组包之后的交换数据帧放到写入区块中。MPU根据当前周期号确定在接收环形缓冲区中的读出区块后，从读出区块中获取交换数据帧，然后对数据帧进行解包，并通过“cycle”、“role”、“flag”、“safety”、“crc”等信息来验证数据帧的唯一性和正确性，正常的数据帧被放到逻辑接收缓冲区，异常的数据帧被丢弃。同时MPU根据当前周期号，确定在接收环形缓冲区中的测试区块，利用内存检测算法对测试区块进行双口RAM内存区块检测。

1．3数据发送

在当前周期的600ms内，MPU进行逻辑运算处理在300ms内完成后，MPU从逻辑发送缓冲区中读取上个周期的逻辑处理结果数据，并对结果数据进行预处理，按照交换数据帧进行数据组包。根据当前周期号设置“cycle”，同时确定该数据包需要被放到A、B、C三个区块中写入区块角色标志“role”，将“flag”设置为1（即为输入），并交换数据帧的其他字段，按照源网络数据包中的信息进行设置。MPU根据当前周期号，确定在发送环形缓冲区中的写入区块后，将组包之后的交换数据帧放到写入区块中。HCU根据当前周期号，确定在接收环形缓冲区中的读出区块后，从读出区块中获取交换数据帧，然后对数据帧进行解包，并通过“cycle”、“role”、“flag”、“safety”、“crc”等信息来验证数据帧的唯一性和正确性，验证数据帧的正确性。异常的数据帧被丢弃，正常的数据帧按照网络数据帧进行组包，并通过网络发送给轨旁设备或者车载控制器。同时HCU根据当前周期号，确定在发送环形缓冲区中的测试区块，利用内存检测算法对测试区块进行双口RAM内存区块检测。

1．4区块角色轮换

双口RAM的发送与接收环形缓冲区的3个区块，在任意一个周期都只能处于读出、写入、测试3种中的某一种角色，而且这3个角色进行周期轮换，区块角色轮换表略———编者注。MPU与HCU通过双口RAM区块角色进行数据交互的步骤略———编者注。MPU与HCU通过相同的外部时钟中断来驱动数据处理软件模块的运行，MPU与HCU在对双口RAM进行访问时可以做到同步、流水线作业。在同一个处理周期内，发送环形缓冲区或者接收环形缓冲区中任何一个区块都有明确固定的角色，MPU板和HCU板不会同时访问操作相同区块，只有一个板卡对特定区块进行访问，从而解决了双口RAM的访问冲突问题，不需要另外采取硬件仲裁、软件仲裁或者信号量交互等手段。

1．5双口RAM检测

应用在三取二安全计算机中双口RAM可能存在一些功能性缺陷。无论门级电子元件的制造缺陷，还是板卡电路级的设计错误，都可能导致双口RAM的存储功能性故障，从而降低其功能完整性和可靠性。双口RAM存储单元具有多种类型的故障略———编者注。实际项目应用中，开发人员需要关注双口RAM存储功能的完整性和可靠性，可以通过存储器检测算法来对其进行检测和诊断，能够及时地发现和定位双口RAM的存储功能故障，并及时采取相应的措施，避免因双口RAM存储单元的数据错误导致的严重后果。本文采用硬件BIST架构（HBIST），在硬件电路中设计专门的硬件逻辑部件来对内存进行测试，其图形测试向量有专门的硬件电路模块生成，自动对内存的各种功能故障进行测试，硬件架构内建测试的内存故障测试覆盖率高，而且测试速度快，设计选取的图形测试向量主要用于覆盖高层次的内存故障，如NPSF、CF、DRF。HBIST利用March－TB内存测试算法对系统的内存进行测试，使用硬件HBIST电路来生成图形测试向量，并由硬件HBIST电路来进行测试，HBIST测试电路模型略———编者注。在硬件BIST处于非工作状态时，会拉低BIST的时钟信号，BIST电路进入休眠状态。当系统在夜间进入非繁忙状态，会产生BIST＿MODE信号，来激活BIST电路的BIST模式控制器，并拉高时钟信号，BIST模式控制器发出控制信号，会接管对整个RAM的访问控制，并对RAM开始进行测试。BIST模式控制器控制测试向量产生器、地址与数据生成逻辑工作，产生相应的测试向量对RAM进行测试。同时，并将测试结果在BIST结果比较器中进行比较，如果发现异常，退出BIST＿MODE模式，通知MPU测试异常，MPU产生相应的告警和错误处理。HBIST在进行内存检测时一共具有4种状态：idle、test、error、wait。idle表示处于等待测试数据进行测试的空闲状态；test表示获得测试向量对相应内存单元进行测试；error表示检测到内存单元出错；wait表示处于休眠状态，等待CPU模块激活HBIST。HBIST状态机的状态转移图略———编者注。HBIST状态机的VHDL程序略———编者注。在测试的过程中，通过植入内存故障，并用逻辑分析仪获取出错信号，硬件BIST模块检测内存出错图如图3所示。圆圈里面的测试结果与期望结果不一致，内存检测出错。

1．6数据交互软硬件设计

双口RAM是双端口SRAM芯片，本设计采用CY7C028V－15AXI，读写速度最高为15ns，数据容量为64K×16位。双口RAM连接HCU板的一端为MPC8247的LO－CALBUS总线，连接MPU板的一端为CPCI总线桥接芯片的LOCALBUS总线，HCU可以直接通过LOCALBUS总线访问双口RAM，而MPU板通过PCI总线访问，其中还有控制信号，如片选、读写、中断、BUSY信号等。双口RAM交互电路图略———编者注。在MPU和HCU中，通过设计的软件模块，来完成双口RAM的访问操作。双口RAM的MPU上软件交互关键代码略———编者注。

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2.形式单一。一门课程的考核应该全面考核该课程涉及的各种知识以及应用这些知识的能力，不同的知识或能力应采取不同的考核形式。目前一般都是通过期末一张试卷考核，无论是采取开卷还是闭卷形式，都无法全面考核学生的真实知识和能力。闭卷考试比较死板，注重知识，弱化运用；开卷考试虽灵活，但轻基础。由于受限于试卷篇幅和答题时间，单次考试无法兼顾知识和能力，只能侧重于知识点的考核，导致学生紧抓书本，视野狭窄，缺乏综合运用知识的能力和创新能力。考试期末“一锤定音”，只重结果、不重过程。通过一次考试决定学生一门课程的最终成绩，存在极大的偶然性。必然导致学生平时不学，考前突击复习，造成很多学生只注重考试期的临阵磨枪，而忽视了平时的过程学习。必然出现学生缠着教师划范围、指重点，学生也只是简单地复习重点内容，无法把握知识体系，更谈不上知识的应用了。另外，仅考期末考试，大大削弱考试的反馈作用，不利于教师及时调整教学内容和方法，也不利于发挥考试对学生平时的激励和引导作用。

二、考试改革的主要方法

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1.1网络协议结构当前网络编码研究中涉及到的主要部分还是在网络层方面，特别是如何有效地将路由协议与网络编码有机结合，是基于网络编码的网络结构研究的重要方面。有一部分研究已经深入到网络编码如何有效结合协议结构中其他协议层，例如网络编码与MAC层协议或者与传送层TCP协议等等的结合问题。因为网络编码的特性与传统网络数据通信的方式有很大的区别，所以为了不更改已普遍应用的传统网络协议，将网络编码与其融合将会遇到各种各样新的问题，例如，它们之间的兼容性、网络编码对网络协议结构是否会产生不利的影响。这些问题都是后来研究者需要解决的问题，同时也为研究基于网络编码的网络协议结构提供了框架性借鉴，使得网络编码能够与传统的网络协议有机融合，提高网络通信性能。

1.2数据传送模型网络编码具有的最重要的功能之一就是将数据智能化处理，这主要是通过对编码策略的设计来实现，而码构造算法是编码策略设计的基础。码构造算法主要是针对网络中间结点的编码方式，它需要保证目的结点能够有效识别出传递的编码信息并进行正确解码。所以码构造算法包含了编码和解码两个内容，并且要求其算法复杂程度低，易于实施应用。码构造算法主要有三种：代数型、线性型、随机型。线性网络编码能将中间结点接受的各路信息进行线性组合，这种编码运算较简单，所以得到了普遍应用。

1.3路由协议基于网络编码的路由协议的优化设计能够有效提高网络数据的传递效率和性能，它是能够将网络编码应用到实际中的重要基础，而且将路由协议与网络编码进行更高层次的融合是十分重要的研究课题，可以为以后开发新的网络提供借鉴和指导。基于网络编码的路由协议研究主要有两个方面：独立路由协议和编码感知的路由协议，它们主要的不同点是路由协议产生的过程中能否主动编码，也就是说路由协议是否能够提高编码的利用效率。

1.4数据传输性能保障机制实际应用中，网络环境复杂多变，数据传输的突然性和网络拓扑结构不稳定都可能导致数据传输出现不稳定的状况，例如造成数据丢失或者传输延迟等。所以基于网络编码的数据传输技术的开发应该结合实际的网络环境，研究出能确保数据正确传输的保障机制和编码策略，尤其需要尽可能减少数据传输的延迟时间和保证数据可靠传输。所以，基于网络编码的数据通信中，利用QoS保证机制是当前研究的重要课题之一。当前已研究出来几个解决方案，比如建立数据延迟时间的模型，从模型中找出延迟的解决方案；利用多速率编码器来分析各路中传输速率不同的数据，从而减小数据在编码器中的传输时间。

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1.2编码调制油田数据传输系统编码调制分为二进制编码调制、十进制编码调制以及十六进制编码调制。十进制编码调制的输入端有10个数据连接点，每个数据点代表不同的数据值。输出部分的连接点共有4个，形成为8421十进制编码。该数据连接点的排布从左向右为I0~I9，当编码的数字首位为0，其他数字为1时，输出端编出的码型序列为0；当编码的数字第二位为0，其他数字为1时，输出端编出的码型序列为1；当编码的数字第三位为0，其他数字为1时，输出端编出的码型序列为2，以此类推，即为十进制编码转换原则。十进制编码比二进制编码过程复杂，但保密性能比二进制好。十六进制编码与十进制编码过程相类似，但是对9以后的数字编码要用ABCDEFG进行编制，当编制的数据信息为103131156时，那么接收到的编码序列即为A3D1F6。数据传输系统中二进制编码技术通常应用于传输话音信号，其优势为编码技术简化，占用的信道宽；十进制编码和十六进制编码技术应用于传输视频信息与数据信息，这两种编码技术保密性能佳，并且在传输数据信息中添加了冗余码与纠错码，可保证传输信息的有效性。

1.3移动天线射频移动天线射频技术中的设备根据俯仰角度不同，分为全向天线与定向天线两种类型。全向天线由于覆盖范围大，发射功率低，所以容易受到大气层中电磁波的干扰，使传输的数据信号失真，这种设备多用于油田空旷地区。定向天线覆盖范围小，传输距离远，但是发射的功率信号只能朝一个传播方向，如果在大型油田建筑群体设立单独的定向天线，发射的信号就会被障碍物吸收，因此每个建筑通常设立3个天线，每个定向天线覆盖的范围为120°，组成一个全向覆盖范围区域。每个定向天线的俯仰角度控制在15°范围内，定向发射的频率为8000Hz。在发射射频功率过程中，发挥主要功能的设备为耦合器，其结构组成为直流耦合端、输入端、隔离端及耦合输出端。

2TD—LTE技术的应用

2.1数据传输信道TD—LTE无线通信系统的传输信道分成等间隔的32个信道，其中上行信道16个，下行信道16个。上行信道负责数据的编码，下行信道负责数据的传输。上行信道具有数据信息编码和译码功能，可以在数据编码过程中添加冗余码和纠错码。在数据字符串间添加冗余码的过程中，上行信道会根据冗余码的排列顺序进行翻译，若对等的字符串没有得到有效的翻译，编码器便会重新接收冗余码，再一次进行翻译表达，直到油田数据终端设备接收到的数据信息与信源设备输出的信息一致，才会完成对数据信息的译码。

2.2油田数据传输系统无线局域网无线局域网的组建要根据不同的IP地址进行划分，以达到共享石油专网内的数据资源的目的。IP地址段分为4个区域段，A类IP地址段为0~127，B类IP地址段为128~191，C类IP地址段为192~223，D类IP地址段为224~239，每个区域段之间的主机设备都能够实现远端控制功能。

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2民航数据通信网中组播VPN的实现

在民航数据通信网中实现组播VPN主要需完成骨干网络的准备工作以及组播VPN设计与实施等工作。

2.1组播VPN的规划设计民航ATM数据网华东地区ATM交换机上的RPM-PR板卡提供了MPLSVPN业务，目前部署的MPLSVPN业务网络拓扑为星形结构，即由区域一级节点9槽RPM板卡作为P设备和路由反射器，而其他节点均为PE设备。华东地区ATM网络中同时承载着两个相互独立的组播业务：ATM数据网公网组播实例和名为YJCJ2的用户私网组播实例。VPN组播实例是通过在P和PE设备上部署实现的，网络中，作为P和PE的RPM板卡上运行着公网组播实例，而作为PE的RPM板卡同时又运行着用户私网组播实例。公网的组播实例是在所有RPM板卡上开启组播应用。上海虹桥和浦东机场两个节点的10槽RPM板卡负责接入用户的VPN组播业务，所以需在这两台设备上部署MPLSVPN应用，并在这两个用户站点相应的VRF实例中开启组播应用。在本案例中，VPN用户接入侧要求使用的是PIM密集模式，而民航数据网MPLSVPN公网则使用的是PIM稀松模式。在MPLSVPN网络中不同用户的VPN站点都是彼此逻辑独立的，并且VPN用户数据封装MPLS标签后通过公网的PE和P设备进行传输。对于VPN组播来说，数据的传输模式也是类似的。PE设备通过将该VPN实例中的用户VPN组播数据报文封装成公网所能“识别”的公网组播数据报文进行组播转发。这种将私网组播报文封装成公网组播报文的过程就叫做构造组播隧道（MT）。在PE上，每个VPN用户的组播数据是通过不同的MTI(MulticastTunnelInterfac)组播隧接口在公网构造组播隧道，参见图2。由于公网、VPN网以及用户接入侧各组播部署中都采用PIM协议启用了组播应用，MPLSVPN中组播应用包含如下的PIM邻居关系：（1）PE-P邻居关系：指PE上公网实例接口与链路对端P上的接口之间所建立的PIM邻居关系。（2）PE-PE邻居关系：指PE上的VPN实力通过MTI收到远端PE上的VPN实例发来的PIMHello报文后建立的邻居关系。（3）PE-CE邻居关系：指PE上绑定VPN实例的接口与链路对端CE上的接口之间建立的PIM邻居关系。部署公网组播实例需在华东地区所有相关RPM板卡开启组播服务，考虑到密集模式对RPM设备和骨干网资源的开销，在民航ATM数据网中使用了PIM稀松模式。根据网络的物理网络拓扑模型，选取上海虹桥9槽RPM板卡作为RP。

2.2组播VPN的实施运行在MPLSVPN网络中的P和PE设备上部署PIM协议，这些设备之间会形成PE-P邻居关系，从而使得公网支持组播功能，并形成公网的组播分发树。本案例中使用PIM稀松模式，即在虹桥和浦东机场节点的9、10槽RPM板卡的配置底层IGP路由协议的接口上部署PIM稀松模式，这样就构造了公网的PIM共享树。在传输用户私网组播报文的PE上部署基于VRF实例的组播，一个VPN实例唯一制定一个Share-Group地址。同一个VPN组播域内的PE之间形成PE-PE邻居，并形成该组播域的共享组播分发树（Share-MDT）。在本例中就是在虹桥和浦东机场的10槽YJCJ2VRF实例中部署相应的defaultMDT地址239.255.0.5。用户CE设备和PE连接CE的相应接口启用组播，本例中使用PIM密集模式。这样就形成了PE-CE邻居关系。本例中是在虹桥和浦东机场节点的相应VPN业务端口配置PIM密集模式。当用户有组播报文需要传输的时候，就将组播报文发送给PE的VRF实例，PE设备收到报文后识别组播数据所属的VRF实例。用户私网的数据报文对于公网是透明的，不论数据归属或类别，PE都统一将其封装为公网组播数据报文，并以Share-Group作为其所属的公网组播组。一个Share-Group唯一对应一个MD，并利用公网资源唯一创建一棵Share-MDT进行数据转发。在该VPN中所有私网组播报文，都通过此Share-MDT进行转发。如图3所示，可以看到华东地区公网上的Share-MDT创建的过程。虹桥节点10槽RPM向9槽RPM(RP节点)发起加入消息，以Share-Group地址作为组播组地址，在公网沿途的设备上分别创建（*，239.255.0.5）表项。同时虹桥浦东机场节点也发起类似的加入过程，最终在MD中形成一棵以虹桥节点9槽RPM为根，以虹桥、浦东机场节点10槽RPM为叶的共享树（RPT）。随后，虹桥和浦东机场节点10槽RPM的公网实例向公网RP发起注册，并以自身BGP的router-id地址作为组播源地址、Share-Group地址作为组播组地址，在公网的沿途设备上分别创建（20.51.5.6，239.255.0.5）和（20.51.5.3，239.255.0.5）表项，形成连接PE和RP的最短路径树（SPT）。在PIM-SM网络中，由（*，239.255.0.5）和这两棵相互独立的SPT共同组成了Share-MDT。虹桥节点PE的私网组播报文在进入公网后，均沿该Share-MDT向浦东机场节点PE转发。图4是私网组播报文在公网中转发的过程。当浦东机场节点的YJCJ2VPN用户CE设备加入到虹桥节点数据源所在的组播组，此时由于这两个站点部署为PIM-DM模式，虹桥节点组播设备会立刻将数据推送到虹桥节点10槽RPM的YJCJ2VRF实例中，并通过该VPN构建的Share-MDT在公网上以（20.51.5.6，239.255.0.5）构建的SPT进行公网组播报文传输。当公网组播报文被浦东机场10槽PE设备收到后会将其解封装成原始的私网组播报文，并转发给相应的接收CE，最终完成用户私网组播数据在MPLSVPN网络中的传输。

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在许多基于单片机的应用系统中，系统需要实现遥控功能，而红外通信则是被采用较多的一种方法。红外通信具有控制简单、实施方便、传输可靠性高的特点，是一种较为常用的通信方式。红外线通信是一种廉价、近距离、无线、低功耗、保密性强的通讯方案，主要应用于近距离的无线数据传输，也有用于近距离无线网络接入。从早期的IRDA规范（115200bps）到ASKIR（1.152Mbps)，再到最新的FASTIR（4Mbps），红外线接口的速度不断提高，使用红外线接口和电脑通信的信息设备也越来越多。红外线接口是使用有方向性的红外线进行通讯，由于它的波长较短，对障碍物的衍射能力差，所以只适合于短距离无线通讯的场合，进行"点对点"的直线数据传输，因此在小型的移动设备中获得了广泛的应用。

一、红外通信的基本原理

红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体，即通信信道。发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。接收端将接收到的光脉转换成电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，还原为二进制数字信号后输出。常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制（PWM）和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制（PPM）两种方法。

简而言之，红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调，以便利用红外信道进行传输；红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。

二、红外通讯技术的特点

红外通讯技术是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术，被众多的硬件和软件平台所支持：

⑴通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发；

⑵主要是用来取代点对点的线缆连接；

⑶新的通讯标准兼容早期的通讯标准；

⑷小角度（30度锥角以内），短距离，点对点直线数据传输，保密性强；

⑸传输速率较高，目前4M速率的FIR技术已被广泛使用，16M速率的VFIR技术已经。

三、红外数据通讯技术的用途

红外通讯技术常被应用在下列设备中：

⑴笔记本电脑、台式电脑和手持电脑；

⑵打印机、键盘鼠标等计算机设备；

⑶电话机、移动电话、寻呼机；

⑷数码相机、计算器、游戏机、机顶盒、手表；

⑸工业设备和医疗设备；

⑹网络接入设备，如调制解调器。

四、红外数据通讯技术的缺点

⑴通讯距离短，通讯过程中不能移动，遇障碍物通讯中断；

⑵目前广泛使用的SIR标准通讯速率较低（115.2kbit/s）；

⑶红外通讯技术的主要目的是取代线缆连接进行无线数据传输，功能单一，扩展性差。

五、红外通信技术对计算机技术的冲击

红外通信标准有可能使大量的主流计算机技术和产品遭淘汰，包括历史悠久的调制解调器。预计，执行红外通信标准即可将所有的局域网(LAN)的数据率提高到10Mb/s。

红外通信标准规定的发射功率很低，因此它自然是以电池为工作电源的标准。目前，惠普移动计算分公司正在开发内置式端口，所有拥有支持红外通信标准的笔记本计算机和手持式计算机的用户，可以把计算机放在电话机的旁边，遂行高速呼叫，可连通本地的因特网。由于电话机、手持式计算机和红外通信连接全都是数字式的，故不需要调制解调器。

红外通信标准的广泛兼容性可为PC设计师和终端用户提供多种供选择的无电缆连接方式，如掌上计算机、笔记本计算机、个人数字助理设备和桌面计算机之间的文件交换；在计算机装置之间传送数据以及控制电视、盒式录像机和其它设备。

六、红外通信技术开辟数据通信的未来

目前，符合红外通信标准要求的个人数字数据助理设备、笔记本计算机和打印机已推向市场，然而红外通信技术的潜力将通过个人通信系统(PCS)和全球移动通信系统(GSM)网络的建立而充分显示出来。由于红外连接本身是数字式的，所以在笔记本计算机中不需要调制解调器。便携式PC机有一个任选的扩展插槽，可插入新式PCS数据卡。PCS数据卡配电话使用，建立和保持对无线PCS系统的连接；扩展电缆的红外端口使得在PCS电话系统和笔记本计算机之间容易实现无线通信。由于PCS、数字电话系统和笔记本计算机之间的连接是通过标准的红外端口实现的，所以PCS数字电话系统可在任何一种PC机上使用，包括各种新潮笔记本计算机以及手持式计算机，以提供红外数据通信。而且，由于该系统不要求在计算机中使用调制解调器，所以过去不可能维持高性能PC卡调制解调器运行所需电压的手持式计算机，现在也能以无线方式进行通信。红外通信标准的开发者还在设想在机场和饭店等地点使用步行传真机和打印机，在这些地方，掌上计算机用户可以利用这些外设而勿需电缆。银行的ATM(柜员机)也可以采用红外接口装置。

预计在不久的将来，红外技术将在通信领域得到普遍应用，数字蜂窝电话、寻呼机、付费电话等都将采用红外技术。红外技术的推广意味着膝上计算机用户不用电缆连接的新潮即将到来。由于红外通信具有隐蔽性，保密性强，故国外军事通信机构历来重视这一技术的开发和应用。这一技术在军事隐蔽通信，特别是军事机密机构、边海防的端对端通信中将发挥出重要的作用。正如前面所述，它还将对计算机技术产生冲击，对未来数据通信产生重大影响。

参考文献：

[1]蒋俊峰.基于单片机的红外通讯设计[J].电子设计应用，2003，11.

[2]曾庆立.远距离红外通讯接口的硬件设计与使用[J].吉首大学学报(自然科学版)，2001，4.

[3]邓泽平.一种多用途电度表的红外通讯问题[J].湖南电力，2003，4.

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1.1 数据通信一般概念

数据通信技术是近年来通信技术发展最快的的一个分支。一般地说，只要是以编码的方式表示信息，用某种信号形式在信道上传送这些编码的通信都叫做数据通信。数据通信所传送的信息可以是数据、文字、图象、声音等各种内容，可以通过电话网、分组交换网、专用数据网等各种通信信道进行通信。

计算机通信主要指计算机之间和计算机与终端之间的数据通信。广义而言，数据通信也就是计算机通信，为通信而构成的网络也就是计算机网络，只是计算机网络侧重于解决计算机资源的共享和负荷的分担，而数据通信网则侧重于传输和交换。

1.2 电力数据网

随着各级电网调度自动化系统的建立和运行，各级系统之间信息交互的需求已经越来越迫切。传统的解决方法是用所谓“转发”方式，即采用与RTU 通信相似的规约，通过点到点信道在两个主站系统之间传递信息。这种方法不够灵活，更不便于多个主站之间相互共享信息。因此，建立电力数据网，通过计算机网络在各级调度中心的主站系统之间共享信息，是必然的趋势。

1996年，原国家电力部已经在国家电力调度中心和全国各大网调和独立省调之间建立了电力数据一级网。96年以后，各大网调到省调之间的电力数据二级网也基本建立起来。目前，各省到地区/市之间的三级网也正在建设中。

电力数据网可以支持实时和非实时的各种网络应用。为了在各级电网调度自动化系统之间共享实时信息，原国家能源部于1992年了“电力系统实时数据通信应用层协议”，作为国家电力行业标准，即DL 476-92。遵照这个标准，国家电力调度中心和各大网调/独立省调已经实现了调度自动化系统之间的实时数据通信。

截止到1997年，IEC TC57委员会已经制定了有关标准，即远动应用服务元素（TASE.2）协议，也称控制中心间通信协议ICCP，可使电网控制中心与其它电网控制中心、区域控制中心、独立发电厂等通过广域网（WAN）进行数据交换。今后电力数据网上的实时信息交换将逐步向这些国际标准过渡。

1.3 分站的各种通信方式

目前，电力数据网络分站和主站之间的通信方式主要有两种：一种是循环式，适用于点对点的远动通道结构，其主要特点是以厂站端为主动方，循环不断地向调度端发送遥测、遥信等数据。另一种是问答式，它的主要特点是主站掌握通信的主动权，主站可以按需要指定分站传送某一个或某种类型的远动数据，传送中有差错时主站可要求重传。问答式远动的分站为了准备遥测、遥信等数据，和循环式一样需要相应的硬件和软件，以一定的扫描速度来采集遥信和遥测等数据，并判别是否有遥信变位，遥测越阈值等情况发生。和循环式不同的是这些数据采集之后并不立即发送，而是先行存储，等主站需要时才将它们按规定的格式组装发送。可见问答式远动中分站的工作，对遥信、遥测而言可分为两步，一是数据准备，以一定的扫描频率采集实时数据，适当处理后存储待用，二是按主站的要求组装发送。问答式远动主站的工作主要是轮流询问各个分站，并接收分站送来的信息加工处理。和循环式相比主要是增加了主动轮询各分站的任务。至于遥控、遥调，在循环式中主动权也在主站，因此问答式和循环式没有什么差别。

当用计算机通信技术实现远动功能时，分站和主站的硬件部分，无论是按循环式或按问答式工作，都必须提供数据采集、处理、存储、发送、接收以及输出执行等的物质条件，因而硬件部分对于循环式或问答式并没有实质性的差别。问答式和循环式的主要差别在于软件，即在于主站和分站之间的对话方式。

厂站端远动装置遥测、遥信部分的主要功能是组织好遥测、遥信等远动信息发往调度端。远动数据的传送应按约定的格式进行，收发两端应事先对传送速率、同步方式、数据结构等相互约定，共同遵守。这些约定称为通信规约。发送端按通信规约的规定及时组织好要发送的远动字，然后按字节逐一递交给串行通信接口，再经调制器发往信道。调度端经解调器解调按规定格式逐一接收。

1.3.1 电力数据网循环式远动通信

循环传送方式的帧结构和字结构

循环式远动系统中，厂站端按约定的规则循环不断地向调度端发送远动数据。基本的帧格式见下图，每帧由若干远动字组成，以同步字SYN开头。一帧结束后再按规约规定传送下一帧，如此不断循环。以微机构成的远动装置通常以8位的字节作为基本单位，例如一个远动字占用6个字节，共48位，同步字可采用三组EB90H，也是48位。

上图循环式远动的帧结构

远动字基本结构见下图，其中第1个字节为地址字，用以识别各个远动字。地址字也称点号或功能码。最后一个字节为校验码，用作抗干扰保护。中间的4个字节为远动数据。如为遥测远动字则可传送2个遥测量，每个遥测量占2个字节共16位，其中12位为遥测量的数值，另4位用作标志位，表明遥测量的数值是否有效等。如为遥信远动字，则可传送2组遥信数据，每组2个字节16位，总共4个字节32位，可以传送32个开关量的状态。

8 8 8 8 8 8

上图循环式远动的字结构

1.3.2 电力数据网问答式远动通信

目前问答式远动装置的分站端大多采用模块式结构，一般按功能划分，以模块为单位。遥测量、遥信量等分别存放在指定的模块中。每个模块都有自己的地址。一个模块包含若干个字，例如8个字，每个字有16位，需要访问有关数据时可直接指定模块地址、字地址。传送的报文以8位字节为单位，附加起始位和停止位，但不带奇偶校验位。其报文格式、各种信息类型以及主站与分站之间的应答过程，此处就不再加以详述。

1.3.3 远动中的一般帧格式

远动中的信息，不论循环式或问答式，通常都以帧为单位进行传输。为了保证可靠、快速和高效率地传送信息，对于远动中帧格式的安排，一般要考虑如下一些基本问题。

（1）明确区分一帧的首尾，例如设置帧分界符，帧开始标志、帧长信息。帧的结束标志等。

（2）标明源站或目的站的地址。

（3）明确各种命令／响应帧的功用，规定相应的功能代码。

（4）采用抗干扰保护，确定发生差错后的重发以及防止帧丢失或重复的措施。

（5）保证用户数据的透明性，对用户数据应不加限制。

（6）根据接收站的缓冲器容量，为避免接收的数据过量而造成溢出，设置数据流控制。

（7）规定信息的数据格式。

（8）减少无效信息，提高传输效率。

各个远动设备的制造厂，对于上列问题的技术观点不尽相同，因而所采取的措施亦各有差异。需要传送的用户数据有各种具体情况，长短不一。帧的长度可按实际情况而定的，称为可变帧长。某些帧的长度可事先确定不再改变的，称为固定帧长。一般的帧结构格式如下图所示，图中帧分界符F表明一帧的开始；帧长字段L表明本帧的长度；控制字段C表明本帧信息的特征；地址字段A表明源站或目的站的地址；信息字段I安排用户信息；帧校验码字段FCC按抗干扰要求可以配置不同的校验码。

上图一般帧结构格式

上图中的这些字段并非每一帧都必须备齐，对于固定帧长的帧就毋需帧长字段。有的响应帧，如肯定确认和否定确认帧，有时会没有信息字段和校验码字段。

参考文献

[1]阳宪惠.工业数据通信与控制网络.清华大学出版社,2003,(6).

[2]刘斌.电力线通信技术与实践.机械工业出版社,2011,(6).