楼宇智能化技术第4版 许锦标 张振昭第1章
77页1、楼宇智能化技术,广东工业大学自动化学院,第一章 信息传输网络技术,第一节 功能及传输对象 第二节 网络传输介质 第三节 网络技术基础 第四节 通信网络(广域网) 第五节 计算机网络(局域网),第一节 功能及传输对象,一、网络的基本功能 二、数据与信号 三、模拟传输和数字传输,一、 网络的基本功能,楼宇的信息传输是“楼宇智能化“的基础功能,信息传输网络是智能楼宇的神经系统,它不仅能实现话音通信,而且能实现话音、数据、图像的综合传输、交换、处理和利用,它包括: 1)支持建筑物内部有线电话、有线电视、电信会议等话音和图像通信。 2)支持楼宇设备自动监控、楼宇运营管理、住户共用信息处理、住户专用信息处理等系统中设备之间的数据通信。 3)支持各种广域网连接,包括具有与公用电话网、公用数据网、移动通信网和各种计算机通信网的接口。,智能楼宇对信息传输的需求,可从以下几方面分析 1)商用个人计算机(PC)、传真机、文字处理机、工作站的安装量和生产量 2)数据通信需求状况 3)多媒体通信的需求 适用于智能楼宇的信息传输网络,目前主要有三种技术 1)程控用户交换机PABX(Private Automati
2、c Branch eXchange)网 2)计算机局域网络LAN(Local Area Network) 3)PABX与LAN的综合以及综合业务数字网ISDN(Integrated Services Digital Network),二、数据与信号, 模拟数据和数字数据 数据可以分为模拟数据和数字数据两种形式。模拟数据是连续的值。例如:声音和电视图像就是强度连续变化的,大多数用传感器搜集的数据,例如温度和压力,都是连续取值的,它们都是模拟数据。数字数据是离散的值。不仅在时间上离散,而且在幅度上也是离散的值(即幅度只取有限个离散的值)模拟数据可以通过“数字化”处理,转变成数字数据. 模拟信号和数字信号 模拟信号是电磁波,这种电磁波可以按照不同频率在各种介质上传输。例如,话音经过声-电转换器变成一个模拟电信号。数字信号是一系列的电脉冲。模拟数据可以用模拟信号来表示,数字数据可以用数字信号表示。,三、模拟传输和数字传输,数字传输称为基带传输,模拟传输称为宽带传输。 模拟数据和数字数据都可以用模拟信号或数字信号来表示,因而也可以用这些形式传播,右图为示意图。,第二节 网络传输介质,一、 信道和
3、传输损耗 二、 双绞线 三、 同轴电缆 四、 光纤 五、 无线信道 六、 传输介质的选择,一、 信道和传输损耗, 信道分类 按信道的用途分 例如用于电话的叫电话信道,用于电报的叫电报信道,用于电视的叫电视信道等 按传输介质分 分为有线信道和无线信道,有线信道中的双绞线、同轴电缆和光纤,以及无线信道中的无线微波接力和卫星中继通信系统。 按传输信号的频谱分 分为基带传输信道和载波信道 按允许通过的信号分 分为模拟信道和数字信道 按使用的方法分 分为专用(租用)信道和公共(交换)信道, 信道容量,一个给定信道的信道容量是在传输差错概率趋于零的条件下,单位时间内可以传输的信息量,或把信道能够传送信息的最大速率信道容量。 香农导出了一个公式来计算理论上的信道容量,它与信道带宽以及分布于该有限带宽上的信噪比有关。该公式如下式所示: C=log2 1+S/N 在这个公式中,S是信号通过信道的功率,以W为单位;N是信道上噪声的功率,单位为W;而则是信道的带宽,单位为Hz。 传输损耗 信号在信道中传输时,面临许多损耗,其中,最重要的是衰减、延迟畸变和噪声。,二、 双绞线,物理描述 双绞线由两条绝缘铜导线
4、排成匀称的螺旋状组成,一对线作为一条通信线路。通常,一定数量这样的导线对捆成一个电缆,外面包着硬保护性护套。电缆中可以有多对线。导线对的绞纽可以减少线对之间的电磁干扰。以提供相对稳定的导电特性。电缆的粗细为4.517mm不等,如图1-3所示。,2.特性传输,双绞线可以用于传输模拟及数字信号。对于模拟信号,每隔56km需要放大器,对于数字信号,每隔23km需要转发器。与其他传输介质相比,双绞线的传输距离、带宽和数据率有限。当频率增高时,信号衰减增大。 其他损耗对双绞线也很严重。由于其易于和电磁场藕合,它对于干扰和噪声相当敏感。例如,与交流电力线平行的线会获得50Hz的交流干扰。脉冲噪声也易于侵入双绞线。 可以采取一些措施来减少损耗。如用金属编织网来屏蔽,可减少干扰;线的绞纽可减少低频干扰,相邻的线对采用不同的纹纽长度可减少串音。另一个技术是使用平衡传输线。对于非平衡线路,双绞线的一条是地电位,而对于平衡传输,二条线都高于地电位,它们携带信号(例如表示二进制0和1)的幅度相同,但相位相反,接收端是用相位差来判断而不是用幅度差来判断,因而可有效降低加性噪声的干扰,增加传输距离。,双绞线最常用
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