船舶交通管理系统VTS6(130924).ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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）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：,+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,2、V.24/V.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（20,kbit/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：,|V,o,|25V，,短路电流小于0.5,A，,当,E,l,=0,时，5,V,|,V,l,|15V；,b）,接收器性能：,E,l,2V,，,C,l,2500pF，3k,R,l,7k,c）,接收器有效输入电平：,V,l,3V，,判为“0”，为负逻辑。,发生器,接收器,Vo,E,l,V,1,R,1,C,1,C,0,R,0,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。,（3）功能特性和规程特性：符合,ITU-T V.24,建议的规定。,接口电路编号,插针（孔）分配,备 注,102,7,地线,103,A,103B,2,14,平衡,104,A,104B,3,16,平衡,105,A,105B,4,19,平衡,106,A,106B,5,13,平衡,107,A,107B,6,22,平衡,108.2,A,108.2B,20,23,平衡,109,A,109B,8,10,平衡,113,A,113B,24,11,平衡,114,A,114B,15,12,平衡,115,A,115B,17,9,平衡,140,21,不平衡,141,18,不平衡,142,25,不平衡,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2048,kbit/s,信息信号和2048,kHz,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：2048,kbit/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。,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：,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）,32,bit,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。,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：,源端口,目的端口,序列号,确认号,TCP,头长,保留,U,R,C,A,CK,PSH,RST,SYN,FIN,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）,32,bit,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：,源端口,目的端口,UDP,长度,UDP,校验和,数据（长度可变）,32,bit,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,黄白咀雷达站设备连接关系,CCTV,雷达,雷达数字化处理,VHF,数字微波,Ethernet,Ethernet,Ethernet,Ethernet,Ethernet,环境和工作状态信息,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。,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,时，衰落储备为40,dB，,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40,dB,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：0.3300,GHz，,目前使用的范围为：140,GHz；,l,我国现用微波频段：2、4、6、7、8、11,GHz,（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2,W,。,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（17,C）,环境下，接收机输入与输出端匹配的条件下，输入信噪（,P,si,/P,ni,）,比与输出信噪比（,P,so,/P,no,）,的比值。,一般为3.57,dB。,（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,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2060,MHzkm，,高的可达10000,MHzkm。,长途对称电缆带宽为0.51,MHzkm，,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1.55,m,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0.2,dB,以下，比同轴线的传输损耗（约18,dB/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,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的要求。,消光比定义为：10,lg(,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10,dB。,（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,支路,交叉矩阵,合路,节点,节点,节点,节点,DCE,DCE,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,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,。,支路,交叉矩阵,合路,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。,节点,节点,节点,节点,DCE,DCE,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,l,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,DCE,DCE,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,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：2.42,n,kbit/s(n=03)；,K8kbit/s(K=17)；,N64kbit/s(N=131)；,2048,kbit/s。,异步方式：2.42,n,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/,G,3,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,TE,2,TA,TE,1,NT,22=2,NT,1,LT,ET,R,S,T,U,V,用户侧,用户传输线,交换局侧,TE,1,、TE,2,：,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；,NT,1,、NT,2,：,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。,3,、,信道构成,1）30,B+D；,2）5H,0,+D；,3）H,12,+D；,4）nB+mH,0,+D。,B：,信道速率为64,kbit/s；,H,0,：,信道速率为384,kbit/s；,D：,信道速率为16,kbit/s；,H,12,：,信道速率为1920,kbit/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？,