《精编》电力系统远动之远动信道

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1、信道分类 1 按信道传输特性变化与否分 恒参信道 随参信道2 有线信道分 对称电缆 双绞线 同轴电缆 光纤 电力线载波3 无线信道 微波中继 卫星随参信道有 短波电离层反射 对流层散射等 载波波段 紫光 红光 可见光 频率 波长 紫外线 红外线 无线电波 微波 微波 超短波 短波 中波 长波 特高频 甚高频 高频 中频 低频 光纤通信 1 31 m 0 85 m 1 55 m 780 m 蓝青绿黄橙 0 1m 1m 10m 100m 1km 10km 30kHz 300kHz 3MHz 30MHz 300MHz 3GHz 300GHz 1mm 微波通信 卫星通信C波段 4 6GHz 380 m

2、 VHF UHF 3 4kHz 2 7kHz 2 3kHz 0 3kHz 话音 上音频 音频信号 500 30kHz 12kHz 载波通信 350THz 230THz 200THz 12 14GHz 卫星通信Ku波段 中频载波 光纤通信系统的分类 一 按传输的光波长分 短波长 0 8 0 9 m 中继距离小于10kM长波长 1 1 6 m 中继距离大于100kM超长波长 2 m以上 中继距离大于1000kM二 按光纤种类分 单模 传输容量大 速率大于140Mbit s多模 传输容量小 速率小于140Mbit s三 按传输的信号分 数字 抗干扰能力强模拟 仅适用于短距离传输 光缆 在公用通信网中

3、光缆的结构主要有 层绞式 单位式 骨架式 带状式 电力系统中利用电力线杆路资源 开设光纤通信的光缆结构有五种 广泛采用的光缆有两种 架空地线复合光缆OPGW和自承式光缆ADSS 单模光纤和多模光纤 根据光纤中传输模式的数量来分 单模光纤和多模光纤单模光纤 线芯直径很小 m带宽比非均匀多模光纤宽的多 带宽在几十GHz 比非均匀多模光纤高 个数量级 有利于高码速 长距离的传输 发展方向 多模光纤 线芯直径 m多模光纤分多模均匀光纤和分多模非均匀光纤两种 多模非均匀光纤较多模均匀光纤频带宽 容量大 目前采用较多 所以 一般多模光纤指的就是多模非均匀光纤 光纤接头 ST型 金属圆型卡口式结构 插入后旋

4、转半周有一卡口固定 缺点是容易折断 SC型 矩形塑料插拔式结构 直接插拔 容易拆装 缺点是容易掉出来 多用于多根光纤与空间紧凑结构的法兰之间的连接 FC型 金属双重配合螺旋终止型结构 有一螺帽拧到适配器上 优点是牢靠 防灰尘 缺点是安装时间稍长 FC连接头一般电信网络采用 ST SC连接器接头常用于一般网络 短波传输 短波通信是一种以波长为10 100m的电磁波进行信号传输的一种通信方式 其工作频率的范围在3MHz 30MHz 短波可以通过两种形式进行传播 沿地球的表面以地波的形式传播和通过电离层的反射以天波的形式传播 这两种传播形式有其各自的频率范围和传输距离 由于短波在以地波的形式进行传播

5、时 陆地和海洋均会引起信号的衰损 所以短波一般采用天波的形式进行传播 在这种方式下 电波在经过电离层的一次反射或电离层与地面之间的多次反射后才能到达目的地 短波通信所具有的优点是通信距离远 无须太大的发射功率 且设备成本适中等 但这种通信方式易受季节 昼夜和太阳活动的影响 通信质量不够稳定 容易受到外部干扰 微波 微波是频率在300MHz 300GHz的电磁波数字微波通信是利用微波作为载波 携带数字信息 通过空间传播进行交换 并进行再生中继的通信方式 1 微波通信40 50公里设置一个中继站 在配电自动化系统中具有吸引力 2 卫星通信是一种特殊的微波中继通信 中继站设在地球的同步卫星上 卫星通

6、信除了C波段 4 6GHz 之外 常用的还有Ku波段 12 14GHz 对于C波段 上行 地面到卫星 5925 6425MHz下行 3700 4200MHz 报文来回一次约0 25S 不能用于继电保护 地面微波传输 地面微波接力信道既可以传输模拟信号又可以传输数字信号 模拟微波通信通过采用调频技术 每个射频信道可开通300 3600个话路 而数字微波通信则一般采用相移键控技术 目前 地面微波通信系统常用于长途电信服务 电视信号传播等方面 近几年建筑物间点对点短距离通信也逐步成为地面微波通信的一种应用 与其他通信方式相比 地面微波通信具有以下优点 频带宽 通信容量大 通信质量好 可靠性高 在远距

7、离传输中 与导向性介质相比地面微波通信的建设费用较低 能节省大量金属资源 较之同轴电缆和双绞线 地面微波通信机动灵活 更易于克服地理条件的限制 当然微波传输不免也存在着一些缺点 如相邻站点之间不得有障碍物 中继站不便于建立和维护 通信保密性差 易被窃听等 地面微波传输 地面微波通信是一种在对流层视距范围内 利用微波波段的电磁波进行信息传输的通信方式 以这种方式进行长途通信时 需要在终端站之间建立中继站 如下图所示 中继站的功能是进行变频 放大和功率补偿 其数量的多少则与传输距离和地形地貌有关 由于微波通信一次只能朝一个方向传播信号 因而若以这种方式实现像电话交谈这样的双向通信 就需要采用两个频

8、率分别用于不同方向的信息传输 每种频率的信号需要有各自的接收装置和发送装置 一般这两种装置已被集成在一起 以便使用一个天线就能完成接收和发送某个频率信号的工作 卫星微波传输 如右图所示 通信卫星实际上相当于一个中继站 两个或多个地球站通过它实现相互间的通信 一个通信卫星可以在多个频段上工作 这些频段称为转发器信道 卫星从一个频段接收信号 信号经放大和再生之后再从另一个频段发送出去 其中 用于地球站向卫星传输信号的转发器信道称为上行通道 用于卫星向地球站传输信号的转发器信道称为下行通道 卫星微波传输 为了保证在通信卫星的协助下地球站之间能够进行持续通信 卫星应与地球站保持相对静止 为此卫星的飞行

9、周期应该与地球的自转周期一致 若卫星的运行轨道位于赤道平面上 且距地面约35786km 那么这颗卫星与地面相对静止 具有这种特点的卫星称为同步卫星 一颗同步卫星的可视范围无法覆盖整个地球 当同步轨道上至少有三颗等距分布的卫星时才能实现全球通信 右图描述了三颗同步卫星的位置 其视角是北极上方 卫星微波传输 与其他通信方式相比 卫星通信具有很多优势 其一 卫星通信覆盖区域大 传输距离远 这种通信方式利用了地球同步卫星 而同步卫星最大可视范围可达地球表面积的42 4 同步轨道上有三颗等距卫星时可实现全球通信 其二 卫星通信以广播方式进行工作 可以实现多向多地址的通信 其三 卫星通信采用的是微波频段

10、有很宽的频带可供使用 且通信容量大 其四 卫星通信机动灵活 建立地球站不会受到地理条件的影响 即使在经济不发达的地区无须大额投资即可获得高质量的通信服务 其五 这种通信的信号主要是在自由空间中传输 不易受到噪声影响 而且转发次数少 通信质量好 可靠性高 卫星通信不免也存在着一些缺点 如远距离信息传输导致的延时过大 发射功率要求高等 红外线传输 红外线通信是以红外线为载体将信息从发射端传至接收端 从而实现信息传递的通信方式 这种通信方式不受无线电波干扰 并且不会受到国家无线电管理委员会的限制 不过红外线穿透非透明物体的能力极差 它无法穿透墙壁 所以红外线传输一般被限制在室内和近距离内 这样尽管使

11、信号的传输区域受到了限制 但这在一定程度上却提高了通信的安全性 信号不易被窃听 与传统的微波通信相比 红外线通信具有以下优点 便于基带信号调制 有较高的传输数据速率 可达到16Mbps 接收装置和发送装置成本低廉 传输装置体积小 可内置在通信设备中 传输过程无污染等 电力载波 电力载波 将信号调制在输电线路上 载波机完成两次调制 第一次调制是将0 3 3 4KHz的音频信号 由把二进制远动信号调制成上音频段的正弦交流信号和电话信号合并而成 中频调制 中频载频为12KHz 第二次调制是将中频信号的频率搬移到载波通信频段 称高频调制 无线电波 目前在大中城市 工作在200MHz的无线电设备很多 电

12、视 对讲机 寻呼台等 声音的频率 人的听觉范围在20Hz到20 Hz 人们唱歌时运用肌肉拉动声带 基音频率范围是 童声高音频率范围为260 880Hz 低音频率范围为196 700Hz 女声高音频率范围为220 1 1KHz 低音频率范围为200 700KHz男声高音频率范围为160 523KHz 低音频率范围为80 358Hz 同轴电缆 一 同轴电缆也像双绞线那样由一对导体组成 但它们是按 同轴 的形式构成线对 如下图所示优点 带宽 数据速率高 传输距离长 抗干扰能力强 可同时传输数据 话音及影象 缺点 同轴电缆价格高 同轴电缆 二 同轴电缆分类 50欧姆电缆 多用于数字传输 由于多用于基带

13、传输 也被称为基带同轴电缆 93欧姆电缆 75欧姆电缆 多用于模拟传输 以太网络中多用50欧姆电缆 分粗缆和细缆两种 粗缆 传输距离长 性能高但成本高 使用于大型局域网干线 连接时两端需终接器 A 粗缆与外部收发器相连 B 收发器与网卡之间用AUI电缆相连 C 网卡必须有AUI接口 每段500米 100个用户 4个中继器可达2500米 收发器之间最小2 5米 收发器电缆最大50米 细缆 传输距离短 相对便宜 用T型头 与BNC网卡相连 两端安50欧终端电阻 每段185米 4个中继器 最大925米 每段30个用户 T型头之间最小0 5米 双绞线分类 3类线 数据传输速率达到16M4类线 数据传输

14、速率达到20M5类线以及超5类 数据传输速率能到达100M 直通线和交叉线 双绞线按连接的方式一般分为直通线和交叉线 直通线 是用于连接网络中计算机与集线器 或交换机 的双绞线 它又分为一一对应接法和100M接法 一一对应接法 即双绞线的两头连线要一一对应 这一头的一脚 一定要连着另一头的一脚 虽无顺序要求 但要一致 100M接法 是指它能满足100M带宽的通讯速率 它的接法虽然也是一一对应 但每一脚的颜色是固定的 具体排列顺序为 白橙 橙 白绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕 交叉线 是用于连接网络中相同类型设备的双绞线 如 计算机与计算机之间 或交换机的级连等 A水晶头的1 2对应B水晶头的3 6

15、 而A水晶头的3 6对应B水晶头的1 2 一端为 白橙 橙 白绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕另一端为 白绿 绿 白橙 蓝 白蓝 橙 白棕 棕 水晶头制作 排列水晶头8根针脚 将水昌头有塑造料弹簧片的一面向下 有针脚的一方向上 使有针脚的一端指向远离自己的方向 有方型孔的一端对着自己 此时 最左边的是第1脚 最右边的是第8脚 其余依次顺序排列 串口针脚功能 9针串口功能一览表针脚功能1载波检测 DCD 2接收数据 RXD 3发送数据 TXD 4数据终端准备好 DTR 5信号地 GND 6数据准备好 DSR 7发送请求 RTS 8发送清除 CTS 9振铃指示 RI 25针串口功能一览针脚功能2发送数据

16、 TXD 3接收数据 RXD 4发送请求 RTS 5发送清除 CTS 6数据准备好 DSR 7信号地 GND 8载波检测 DCD 20数据终端准备好 DTR 22振铃指示 RI RS 232 RS 485 光纤转换器主要优点 1 OPT232 S 9只需要RXD TXD GND即可无须供电2 OPT232 S 9是世界上最小的RS 232 光纤转换器3 OPT485 OPT485S为RS 232 RS 485 RS 422通用4 OPT CAN是世界上第一款无须任何设置的CAN 光纤转换器 RS 232 RS 485 光纤转换器 RS232和RS485转换器图片 双绞线 RJ 45水晶头 RJ 45工具钳 网线测试仪 在把水晶头的两端都做好后即可用网线测试仪进行测试 如果测试仪上8个指示灯都依次为绿色闪过 证明网线制作成功 T568A和T568B标准 同轴电缆图片 光纤接头图示 光纤跳线 光纤连接器 又称跳线 是指光纤两端都装上连接器插头 用来实现光路活动连接 尾纤是一端装有连接器插头 光纤连接器连接头连接类型有LC FC SC ST 电力线载波机 具有话音专用 话音与远动复用及远动专