船舶交通管理系统VTS6ppt课件

船舶交通管理电子系统(第六章),1,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。,2,2.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。,3,二、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,4,三、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。,5,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。,6,3、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。,7,6.2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,8,2、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,9,二、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CCITTV.24/V.28相同。,10,1）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：,11,2、V.24/V.28接口（RS232D）是ITU-TV.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。,12,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：El2V，Cl2500pF，3kRl7kc）接收器有效输入电平：Vl3V，判为“0”，为负逻辑。,13,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。,14,3、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,15,4、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-TV.10建议的规定，其余符合ITU-TV.11建议的规定。（3）功能特性和规程特性：符合ITU-TV.24建议的规定。,16,17,5、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。,18,3）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：5010-6；（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。,19,三、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。,20,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。,21,2、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：,22,TCP数据段的格式：,32bit,头部,23,3、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,24,四、信息传输系统实例分析,25,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,26,大港雷达站,27,CCTV信号传输设备连接关系,28,老铁山雷达站设备连接关系,29,30,和尚岛微波中继站设备连接关系,31,微波信息传输线路,32,6.3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。,33,2）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。,34,2、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）。,35,（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,36,（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。,37,2）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。,38,3）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。,39,（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。,40,（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。,41,二、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10MHzkm，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。,42,3）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。,43,2、系统基本组成和分类,1）基本组成,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。,44,2）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。,45,3、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：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。,46,（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）。,47,（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。,48,2）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,49,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。,50,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。,51,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。,52,3、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。,53,4、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：2.42nkbit/s(n=03)；K8kbit/s(K=17)；N64kbit/s(N=131)；2048kbit/s。,异步方式：2.42nkbit/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。,54,2）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。,55,1、主要特点,(1)对向用