1、船舶交通管理电子系统 (第六章),第六章 信息传输子系统 6.1 概述,一、信息传输子系统的主要任务和特点,1. 任务在雷达站和VTS中心或雷达站与雷达站之间建立信息联系。,2. 信号特点,1）模拟信号和数据信号兼有； 2）信号带宽相差较大； 3）单向和双向信号兼有。,二、技术要求,1、具有良好的匹配特性,2、工作带宽必须满足传输多媒体信息的要求,3、保证信息的准确传输,4、其他性能指标按一般信息传输系统的性能来确定,三、信息传输实现的方式,1、无线传输方式,无线传输的优点：,1) 传输距离远； 2) 成本低； 3)管理方便。,同轴电缆,光纤,电话线,2、有线传输方式,特点： 1）受干扰影响小
2、； 2）便于实现专用线路； 3）借助公众网实现可提高系统的可扩展性和减少工程投资。,3、确定传输方式的因素1）传输信息形式；2）传输距离；3）实际勘测地形条件；4）价格成本；5）管理维修条件和系统技术发展的适应性等。,6.2 信息传输系统的构成,一、信息传输系统的基本结构 1、一般信息传输系统的基本构成,信源设备,传输连 接设备,传输 信道,传输连 接设备,信宿设备,2、VTS信息传输系统的基本构成,RS530,DDN,RS530,3路话音,3路话音,音频 矩阵,视频 矩阵,G703,G703,RS232,G703,G703,系统服务器,操作工作站,RS232,路由器,路由器,多路复用器,多路
3、复用器,路由器,G703,Ethernet,Ethernet,Ethernet,路由器,串口 服务器,串口 服务器,二、接口标准 1、RS232 电子工业协会（EIA）推荐标准，是关于连接数据处理设备的通用标准，定义数据连接设备和数据终端设备的三方面特性： 1）接口电路的机械特性； 2）穿过接口的电信号特性（数据结构、逻辑电平和码流特性）； 3）信号的含义。在功能上，与CCITT V.24/V.28相同。,1）接口电路的机械特性 两个连接器，DCE端为母（孔），DTE端为公（针）。 2）穿过接口的电信号特性3）信号的含义连接器引脚分配。 DB9异步串口（DTE）的引脚分配：,2、V.24/V.
4、28接口（RS232D）是ITU-T V.24和V.28共同规定的一个完备的串行物理接口。主要应用在传输速率低（20kbit/s以下）、传输距离近（数十米）的场合。（1）机械特性：采用ISO2110规定的25 芯DTE/DCE接口连接器。（2）电器特性：非平衡双流口电路。,a）发射器性能：|Vo|25V，短路电流小于0.5A， 当El=0时， 5V |Vl |15V； b）接收器性能： El 2V，Cl 2500pF， 3k Rl 7k c）接收器有效输入电平：Vl 3V，判为“0”，为负逻辑。,d）信号波形特性 （3）功能特性接口中信号线即接口电路的作用。 （4）规程特性物理接口两侧建立、维
5、持、拆除物理连接及传送比特流而在接口电路上采取的动作顺序。动作用接口电路上的电平的升降来体现。 （5）其他特性a）接口数据传输速率；b）同步工作方式/异步工作方式。,3、 V.11/V.24接口（RS232D）为一完备的串行物理接口。与EIA的RS422A/RS449接口兼容。 （1）机械特性 （2）电器特性 （3）功能特性 （4）规程特性 （5）其他特性,4、RS530 是EIA制订的一个串行物理接口。 （1）机械特性：与V.24/V.28接口基本相同，只是插针分配不同。（2）电器特性：140、141、142接口电路符合ITU-T V.10建议的规定，其余符合ITU-T V.11建议的规定。
6、（3）功能特性和规程特性：符合ITU-T V.24建议的规定。,5、G703 国际电报电话咨询委员会（ CCITT ）推荐的数字电路上的物理和逻辑特性标准，在通常用法中，G703只表示2.048Mbps线路。1）功能要求在两个传输方向上，均能传送2048kbit/s信息信号和2048kHz定时信号，且能保持比特序列独立性。2）接口类型是同向的，但传输线对规定了同轴线对和对称线两种。,3）接口特性 （a）标称比特率：2048kbit/s； （b）传输的信号速率的最大容差：50 10-6； （c）2048kHz定时信号和信息在同一方向上传输； （d）对于同一传输方向，用一同轴线对或对称线对； （e
7、）传输码型：HDB3（三阶高密度双极性码）； （f）输出口规范和输入口规范； （g）接地规定。,三、因特网网络协议因特网的参考模型自下而上可分为5层：物理层、数据链路层、网络层、传送层和应用层。因特网对物理层和数据链路层没有太大的限制，可以使用多种协议。网络层和传送层则采用统一的协议，网络层采用IP协议，传送层采用TCP协议。应用层由于业务的不同，存在着多个协议。,IP数据包结构：,32bit,头 部,1、IP协议功能：为互连的异种物理网提供统一的IP地址，屏蔽下层物理网络地址的差异，统一异种网地址，保证异种网的互通。,2、TCP协议为面向连接的端到端的传送协议。要求在交换数据之前必须建立连接
8、。功能：为应用层提供信息的差错检测和纠错。TCP数据段的格式：,TCP数据段的格式：,32bit,头 部,3、UDP协议用户数据报协议，是面向无连接的传送层协议。不提供纠错和流量控制功能。UDP数据段的格式：,32bit,头部,四、 信息传输系统实例分析,和尚岛微波中继站,黄白咀雷达站,老铁山雷达站,大连雷达站,大连VTC,系统设备总连接图,大港雷达站,CCTV信号传输设备连接关系,老铁山雷达站设备连接关系,和尚岛微波中继站设备连接关系,微波信息传输线路,6.3 信息传输设备和数据传输网,一、微波信息传输设备,1、主要特点,1）微波通信的特点,（1）频带宽，是UHF、VHF等以下频段的总和的1
9、000倍；,（2）不受天电干扰和工业干扰及太阳黑子变化的影响，通信可靠性高；,（3）微波传播具有似光性，可实现视距范围内的直接通信，更长距离的通信可通过加设中继站实现；,（4）波长短，实现高增益的天线方便；,（5）可实现越山跨水通信，机动性强，抵抗自然灾害的能力较强，可靠性高。,2）数字通信的特点,（1）抗干扰能力强，无噪声积累；,（2）便于加密处理；,（3）便于存储、处理与交换；,（4）便于构成综合业务数据网。,3）缺点和不足,（1）邻站间必须通视，且不能有视线阻挡；,（2）通信距离受视距和中继站数量的影响；,（3）与有线相比，保密性差；,（4）通信质量和稳定性受衰落的影响。,2、主要技术指
10、标,1）系统指标,（1）传输容量、质量和信道（频带）利用率,l传输容量 模拟微波：话路数； 数字微波：单位时间传输的bit（信息量单位）数,l传输质量 模拟微波用信噪比衡量，数字微波用误码率来衡量，误码率越小，信道质量越高。,l 信道利用率 单位频带内能实现的传输速率，单位为比特/秒/赫兹（bit/s/Hz）。,（2）站距 根据假想参考线路的结构、频率和传输环境确定。,（3）波道备用方式 波道备用方式包括：备用设备与主用设备的比例和切换方式。 例如：1:1无损伤切换方式,（4）衰落储备 衰落储备又称衰落深度，是为保证某个限定的误码率指标，站间设备具有的抗衰落的储备量。 例如：当误码率为10-3
11、时，衰落储备为40dB，意思是：误码率为10-3的条件下，最低收信电平比正常收信电平低40dB时，收信机输出的信码误码率仍能达到指标要求。,2）发射设备指标 （1）工作频段,微波频段：0.3300GHz，目前使用的范围为：140GHz；,l 我国现用微波频段：2、4、6、7、8、11GHz,（2）输出功率 发射机输出端口的功率，其由设备用途、站距、衰落程度和抗衰落方式等确定。一般发射功率2W。,3）收信设备指标,（1）工作频段 在微波站对中，对站的发信频率即为本站的收信频率。,（2）收信本振的频率稳定度 收信本振与发信本振是各自独立的相同方案的本振源，对两者频率稳定度的要求基本一致。,（3）接
12、收机的噪声系数 该指标是评价接收机热噪声性能的指标，定义为：在室温（17C）环境下，接收机输入与输出端匹配的条件下，输入信噪（Psi/Pni）比与输出信噪比（Pso/Pno）的比值。,一般为3.57dB。,（4）通频带该指标是使接收的已调波无失真地通过的频带宽度，由中频放大器的集中滤波器予以保证。,一般数字微波接收机的通频带取码元速率12倍。,（5）选择性对某个波道的接收而言，要求它只接收本波道的信号，而对临近波道的干扰、镜像干扰和本波道的发信干扰等应具有较强的抑制能力，该能力即为收信机的选择性。用增益（G）频率（f）特性表示。要求在通频带内增益足够大且平坦；通频带外的衰减足够大；通频带与阻带
13、间的过渡区尽可能小。,二、光纤通信系统,1、特性,1）传输带宽极宽。低的约2060MHzkm，高的可达10000MHzkm。长途对称电缆带宽为0.51MHzkm，中同轴电缆约为10 MHzkm，因此，光纤特别适合于宽带信号和高速率数字信号的传输。,2）传输容量极大。在一条普通单模光纤上，仅1.55m波长的传输窗口可实现10000个光信道。,3）传输损耗小。目前使用的单模光纤，每公里传输损耗在0.2dB以下，比同轴线的传输损耗（约18dB/km）小得多。,4）光纤为绝缘导体，抗电磁干扰、杂音信号的能力强，电气绝缘性能好。,5）安全可靠，保密性好。,2、系统基本组成和分类,1）基本组成,发送光端机
14、的核心为光源；接收光端机的主要部分为光检测器。,2）分类,（1）按传输信号分类，可分为模拟系统和数字系统；,（2）按波长和光纤类型分，可分为短波长多模光纤系统、长波长多模系统、长波长单模系统；,（3）按光接收发送方式分类，可分为直接强度调制直接检波光通信系统（即常规光纤通信系统）、相干光纤通信系统、波分复用光纤通信系统等。,3、主要技术要求和系统性能指标,1）对发送光端机的主要技术要求：,（1）输出光功率（入纤功率）及其稳定性。,输出功率一般从零点几毫瓦到几毫瓦。,稳定性指：当环境温度发生变化或器件老化造成输出光功率变化的程度。,（2）发送光脉冲的消光比应尽可能大，以降低对接收光端机接收灵敏度
15、的要求。,消光比定义为：10lg(逻辑“1”的平均光功率电平/逻辑“0”的平均光功率电平)。该值最小取10dB。,（3）光脉冲上升、下降时间以及开通延迟时间必须小于每个码源的周期。,（4）输出光脉冲无张驰振荡。,2）对接收光端机的主要技术要求,（1）较高的接收灵敏度,在光纤数字系统中，接收机灵敏度：在保证确定的误码率条件下所需的最小输入光功率（整个码流平均功率）。,在光纤模拟通信系统中，接收机灵敏度：在满足给定信噪比条件下所需的最小输入光功率（平均值）。,（2）频率响应,（3）动态范围,3）对光无源器件的技术要求,要求插入损耗尽可能小。,三、数字数据网络（DDN）,DDN：利用数字通道，以传输
16、数据为主，向用户提供半永久性连接专用电路的数字传输网络。,1、主要特点,1）半永久性连接,介于固定连接和交换连接之间的一种连接方式。,2）专用,该电路固定分配给一对用户使用。,3）全程数字化,2、系统基本组成,l节点功能：实现复用和交叉连接（连接相同速率的支路，相当于一个电子配线架或静态交换机），提供各种数字通道接口和用户接口，接入各种业务，保持网络同步。,l中继电路功能：连接两个DDN节点的传输通道（中继电路的一端接至一个节点的合路端口，另一端接至另一个节点的合路端口，且一般情况是双向的）。中继电路的传输速率应与相连接的合路端口速率一致。,l用户接入电路功能：连接用户终端和网络节点。,l网络
17、管理系统功能：由网络管理中心、网络管理终端和节点管理维护终端组成。完成全网络结构的建立和调整以及日常网络运行的监视、调度、控制和统计等。,3、用户接入方式,1） 实线方式 用户终端直接通过电缆与节点相连。该方式适合近距离（数百米以内）使用。,2） 基带modem方式（时分复用基带型话上数据DDOV）,用户终端通过基带modem和电缆与节点相连，传输距离可达数公里。,3） 话带modem加电缆方式（频分复用型话上数据DOVe）,用户终端通过话带modem和电缆与节点相连。传输距离可达十几公里。,4） 用户电路延伸方式,通过卫星、微波电路和光纤电路等将异地用户接到本节点。,4、主要业务与主要性能指
18、标,1） 专用电路业务,（1）基本专用电路业务,定速率的点对点双向对称专用电路。,同步方式：2.42n kbit/s (n=03)；K8kbit/s (K=17)；N64kbit/s (N=131)；2048 kbit/s。,异步方式：2.42n kbit/s (n=03)。,（2）特殊专用电路业务,高可用度专用电路、低传输时延的专用电路、定时使用的专用电路和多点专用电路等。,2） 虚拟专用网（VPN）业务,将网上的节点和数字通道中的部分资源划给一个集团用户使用，该集团用户对划定的资源进行网络管理。,3）压缩话音/G3传真业务,DDN服务质量要求主要有：专用电路的误码率和数据传输时延。,四、综
19、合业务数据网（ISDN）,能够提供端到端的数字连接，支持包括话音和非话音在内的多种通信业务。,1、主要特点,(1) 对向用户提供的业务进行标准化，使得终端设备能在全球范围搬移；,(2) 对用户网络接口进行标准化，保证可接入性以及各种设备的可搬移性；,(3) 对必要的网络功能进行标准化，使得用户和网络以及网络和网络之间能够互通。,2、系统基本组成,TE1、TE2：用户终端设备。用于ISDN中的声音、数据和其它业务的输入输出。,TA：终端适配器，能将非ISDN用户终端接入ISDN；,NT1、NT2：网络终端设备，用于端接用户终端设备。,LT：线路终端设备，实现交换设备和线路传输端接的接口功能。,E
20、T：交换终端。,T：网络与用户的分界点。,3、信道构成,1） 30B+D； 2） 5H0+D； 3） H12+D； 4） nB+mH0+D。,B：信道速率为64kbit/s； H0：信道速率为384kbit/s； D：信道速率为16kbit/s； H12：信道速率为1920kbit/s；,第六章思考题 1.简述信息传输子系统的主要任务和特点。 2.对信息传输子系统由那些要求？ 3.VTS中，信息传输主要有哪几种方式？简述各方式的特点和确定信息传输方式时应考虑的主要因素。 4.图示说明VTS信息传输系统的基本构成。 5.简述微波信息传输子系统的特点和系统主要性能指标。 6.光纤通信系统有哪些特点？系统的基本构成包括哪些部分？ 7.对光纤通信系统有哪些技术要求？ 8.什么是DDN？其主要特点有哪些？画图说明系统的基本组成。 9.什么是ISDN？其有何特点？,
