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1、船舶交通管理电子系统(第六章)2021/9/241 第六章第六章 信息传输子系统信息传输子系统6.1 概述概述一、信息传输子系统的主要任务和特点一、信息传输子系统的主要任务和特点1. 任务任务 在雷达站和VTS中心或雷达站与雷达站之间建立信息联系。2021/9/2422. 信号特点信号特点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。2021/9/243二、技术要求二、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2021/9/244三、信息传输实现的方式三、信息传输实现的方
2、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。 2021/9/245同轴电缆 光纤 电话线 2、有线传输方式有线传输方式特点：特点：1）受干扰影响小；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。 2021/9/2463、确定传输方式的因素、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。2021/9/2476.2 信息传输系统的构成信息传输系统的构成一、信息传输系统的基本结构一、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、一般信
3、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2021/9/2482、VTS信息传输系统的基本构成信息传输系统的基本构成RS530DDNRS5303路话音3路话音音频矩阵视频矩阵G703G703RS232G703G703系统服务器操作工作站RS232路由器路由器多路复用器多路复用器路由器G703EthernetEthernetEthernet路由器串口服务器串口服务器2021/9/249二、接口标准二、接口标准1、RS232电电子子工工业业协协会会（EIA）推推荐荐标标准准，是是关关于于连连接接数数据据处处理理设设备备的的通通用用标标准准，定定义义数数据据连连接接设设备备
4、和和数数据据终终端端设设备的三方面特性：备的三方面特性：1）接口电路的机械特性；）接口电路的机械特性；2）穿穿过过接接口口的的电电信信号号特特性性（数数据据结结构构、逻逻辑辑电电平平和和码流特性）；码流特性）；3）信号的含义。）信号的含义。 在功能上，与在功能上，与CCITT V.24/V.28 相同。相同。2021/9/24101）接口电路的机械特性）接口电路的机械特性两个连接器，两个连接器，DCE端为母（孔），端为母（孔），DTE端为公（针）。端为公（针）。2）穿过接口的电信号特性）穿过接口的电信号特性3）信号的含义连接器引脚分配。）信号的含义连接器引脚分配。DB9异步串口（异步串口（DT
5、E）的引脚分配：）的引脚分配：+15v数值0数值1-15v+3v-3v引脚功能引脚功能1接收线信号检测（DLSD）6数据设备就绪（DSR）2接收数据（RD）7请求发送（RTS）3发送数据（TD）8清除发送（CTS）4数据终端就绪（DTR）9振铃指示（RI）5信号地2021/9/24112、V.24/V.28 接口（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。2021/
6、9/2412a）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 7kc）接收器有效输入电平： Vl 3V，判为“0”，为负逻辑。发生器接收器VoElV1R1C1C0R02021/9/2413 d）信号波形特性（3）功能特性）功能特性 接口中信号线即接口电路的作用。（4）规程特性）规程特性 物理接口两侧建立、维持、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）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。2021/
7、9/24143、 V.11/V.24 接口（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2021/9/24154、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。 （3）功能特性和规程特性：符合ITU-T V.24建议的规定。2021/9/2416接口电路编号插针（孔
8、）分配备 注1027地线103A,103B2,14平衡104A,104B3,16平衡105A,105B4,19平衡106A,106B5,13平衡107A,107B6,22平衡108.2A,108.2B20,23平衡109A,109B8,10平衡113A,113B24,11平衡114A,114B15,12平衡115A,115B17,9平衡14021不平衡14118不平衡14225不平衡2021/9/24175、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）功能要求功能要求 在两个传输方向上，均能传送
9、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）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。2021/9/2418 3）接口特性）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）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。2021/9/2419三三、因特网网络协议因特网网络协议 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
10、、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。2021/9/2420IP数据包结构：版头头部长度服务类型总长度标识标志分段偏移生命期协议头校验和源地址目的地址选项+填充正文（1字节的整数倍）32bit头部1、IP协议协议 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。2021/9/24212、TCP协议协议 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。 功能：为应用层提供
11、信息的差错检测和纠错。 TCP数据段的格式：2021/9/2422TCP数据段的格式：源端口目的端口序列号确认号TCP头长保留URCACKPSHRSTSYNFIN窗口大小校验和紧急指针可选项+填充（位数为32的整倍数）数据（长度可变）32bit头部2021/9/24233、UDP协议协议 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：源端口目的端口UDP长度UDP校验和数据（长度可变）32bit头部2021/9/2424四、四、 信息传输系统实例分析信息传输系统实例分析2021/9/2425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
12、系统设备总连接图系统设备总连接图2021/9/2426大港雷达站大港雷达站2021/9/2427CCTV信号传输设备连接关系2021/9/2428老铁山雷达站设备连接关系2021/9/2429黄白咀雷达站设备连接关系CCTV雷达雷达雷达数字化处理VHF数字微波EthernetEthernetEthernetEthernetEthernet环境和工作状态信息2021/9/2430和尚岛微波中继站设备连接关系和尚岛微波中继站设备连接关系2021/9/2431微波信息传输线路微波信息传输线路2021/9/24326.3 信息传输设备和数据传输网信息传输设备和数据传输网一、微波信息传输设备一、微波信息
13、传输设备1、主要特点、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1000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。2021/9/24332）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
14、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。 2021/9/24342、主要技术指标、主要技术指标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）。2021/9/2435（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20
15、21/9/2436（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。 2021/9/24372）发射设备指标）发射设备指标（1）工作频段l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。2021/9/24383）收信设备指
16、标）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。2021/9/2439（3）接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。2021/9/2440（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
17、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；通频带与阻带间的过渡区尽可能小。2021/9/2441二、光纤通信系统二、光纤通信系统1、特性、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1000
18、0个光信道。 2021/9/24423）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。2021/9/24432、系统基本组成和分类、系统基本组成和分类1）基本组成）基本组成光端机（发送）光端机（接收）数字终端（发送）数字终端（接收）发送光端机的核心为光光源源；接收光端机的主要部分为光检测器光检测器。2021/9/24442）分类）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
19、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。2021/9/24453、主要技术要求和系统性能指标、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。2021/9/244
20、6（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）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：在保证确定的误误码码率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：在满足给定信噪比信噪比条件下所需的最小输入光功率（平均值）。2021/9/2447（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（三、数字数据网络（DDN）DDN：利用数字通道，以传输数据为主，向用户提供半永久性连接专用电路的数字传输网络
21、。1、主要特点、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。2021/9/24482）专用该电路固定分配给一对用户使用。3）全程数字化2、系统基本组成系统基本组成支路交叉矩阵合路节点节点节点节点DCEDCE用户接入电路用户终端用 户终端网络管理中心中继电路本地传输系统复用及数字交叉连接系统网络管理系统本地传输系统局间传输及网同步系统2021/9/2449l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。支路交叉矩阵合路2021/9/2450l中继电路功能：连接两个DDN节点的
22、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。节点节点节点节点DCEDCE用户接入电路用户终端用 户终端网络管理中心中继电路本地传输系统复用及数字交叉连接系统网络管理系统本地传输系统局间传输及网同步系统2021/9/2451l网络管理系统功能：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。节点节点节点节点DCEDCE用户接入电路用户终端用 户终端网络管理中心中继电路本地传输
23、系统复用及数字交叉连接系统网络管理系统本地传输系统局间传输及网同步系统2021/9/24523、用户接入方式、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。2021/9/24534、主要业务与主要性能指标、主要业务与主要性能指标1
24、） 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。2021/9/24542） 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。四四、
25、综合业务数据网（、综合业务数据网（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。2021/9/24551、主要特点、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。2021/9/24562、系统基本组成、系统基本组成TE2TATE1NT22=2NT1LTETRSTUV用户侧用户传输线交换局侧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
26、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。ET：交换终端。T：网络与用户的分界点。 2021/9/24573、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；2021/9/2458第六章思考题第六章思考题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？ 2021/9/2459
