题目: 浅谈数字通信的优点与应用
专业：电子信息科学与技术
学号： 0950720071 姓名：蔡旭芬
指导教师：肖正安
物理与电子信息学院
二〇一二年
摘要
数字通信,作为通信行业中的后起之秀,相对于传统的模拟通信,有抗干扰能力强,通信质量不受距离影响,信号易于调制、保密性高，可自动发现与控制差错，可与计算机相连接，支持多种通信业务，对应用设备要求低等一系列优势特点。本文通过与模拟通信做对比，总结了数字通信的优势。此外，对数字通信的应用领域及发展前途也进行了简单的介绍。
关键字：数字通信系统，数字信号，应用
1数字通信的介绍
1.1数字通信数字通信是指用数字信号作为载体来传输信息，或者用数字信号对载波进行数字调制后在传输的通信方式。通俗而言，即利用数字信号来传递消息。“0”和“1”是数字通信中运用的两种符号，数字通信系统按照一定的规律，在编码器中先将消息信号进行采样，对样本进行0,1编码的数字化处理，使其形成呈一定排列形状的组合代码，再进入通信线路将此代码发送至对方。对方收到电码后，由解码器还原出原来的电话信号，由此实现通信传递的目的。数字通信的主要技术设备包括发射器、接收器以及传输介质，具体传递流程为：信源-调制器-编码器-加密器-信道-解密器-解码器-解调器-信宿。
数字通信的信息源与接受者可以是人，也可是机器，因此数字通信能实现人与人之间、人与机器之间、机器与机器之间的通信。同时，数字通信具有抗干扰能力强、易于调制、可加密、可与计算机连接等优势特点。
1.2数字通信与模拟通信的比较模拟通信技术成熟，其信号形成简单、直观，系统设备简易，占用频带窄。模拟信号是通过直接调制的形式形成的，其信号传播过程中易发生畸形，一旦受干扰，随系统的冲击是不可修复的。因此，模拟信号通信质量、抗干扰能力较差。电话、无限通讯中运用的就是模拟信号。
1．3数字通信的优点与模拟通信相比，数字通信具有明显的优势。它抗干扰能力强,通信质量不受距离影响,信号易于调制、保密性高，可自动发现与控制差错，能与计算机相连接，支持多种通信业务，对应用设备要求低。
其一，数字通信抗干扰能力强,一方面，数字信号传播的形式简单，只有“0”、“1”两种区别鲜明的形式，即使传播过程中经由信号放大器，信号在到达终端接收器时仍然可重新再生复原；另一方面，数字信号是以离散性的形式进行传播，虽然也不可避免的会受到系统外部以及系统内部的噪声干扰，但是只要噪声绝对值在一定的范围内就可以消除噪声干扰，不会出现信号噪声叠加在一起，并随着信号被传输、被放大，进而影响通信之类的现象。
其二，远距离传输能保证通信质量。数字信号远距离传播时，采取的形式为再生中级，此方式能够消除长距离传输噪音对数字信号的影响，而且再生的数字信号和原来的数字信号一样，可以继续进行传输，通信质量便不受距离的影响。
其三，数字信号易于调制。数字信号只需在数字终端设备和模拟电路之间加装以调制、解调为主体的接口设备，就能利用已经建立起来的四通八达的模拟电路进行传输。由于数字信号只存在“0”、“1”两种状态，其信号调制则相当简单，具有波形变换速度快、调整测试方便、体积小、设备可靠性高等特点。
其四，数字信号保密性强。无线电波是朝着四面八方传帮带，只要终端接收器对口，每个人都可以接收到传播的内容。而数字通信可以将其信号在编码器与密码相捆绑，在进入信道传播，接收方则通过解码器解除密码限制，取得信号传播内容，由此避免了传播信息外漏的现象。数字信号加密只需要通过简单的“加”、“减”等逻辑运算，按照一定的规律将密码“加”到语音电码中去，将包含着语音信号的电码进行传播。
此外，数字通信对其设备中所用电路的要求较简单，轻巧、故障
少、耗电低、成本低的集成电路即可满足通信需求。数字信号还便于和电子计算机结合，由计算机来处理信号，使得数字通信系统更加灵活通用，也为各类如电话、电报、图像以及数据传输业务的开展提供了更加便利的条件。
2数字通信系统的应用
编码、调制、解调、解码以及过滤等都是数字通信系统的关键性技术，其中数字信号的调制以及解调更是被各个行业广泛应用。当前，调幅、调相以及调频是最为常见的三种调制方式，数字调制可将信号源转换成符号信道传输数据的格式，通俗来说即是在保证信号传播安全、信息完整的前提下，通过数字调制，将基带信号转变为带通信号。
此外，数字通信系统还可为全球数字化的实现贡献一份力量。用户可通过网络接口，在一地方、任一时间与现有的综合业务数字网络连接，从中获取互联网、多媒体、通话等服务。我们日常生活中的电脑、手机上网、视频电话、网络会议以及数字电视等都是通过数字通信系统来进行信号传输。
3 结束语
数字通信是通信行业发展的必然趋势，也是众望所归。数字通信可以大大改善通信质量、提高通信传播速率、丰富通信内容。数字通信也促进了经济的发展进步，不仅为整个通信领域带来了无限商机，而且其更加快捷、有保障的通信方式也为商业乃至社会生活增添了新的活力。
参考文献：
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【2】季宗玲.数字通信技术的应用与发展【J】.兵团教育学院学报，1999，（04）. 【3】杨震中.数字通信技术的进展与趋向【J】.现代有线传输，1995，（01）.
CP243-1以太网通讯模块配置说明 必备条件： ?装有STEP 7Micro/WIN32软件的电脑。?PC/PPI 电缆。 首次、配置时必须要用到PC/PPI 电缆，将PC/PPI 电缆一头连接电脑的串口，另一头连接CPU 上的串口； 1、打开STEP 7Micro/WIN32软件，在查看栏选择“设置PC/PG 接口”； 2、为使用的借口分配参数选择：“PC/PPI cable（PPI）”； 3、点击“确定”按钮； 4、 在查看栏选择“通信”； 14 2 3
1、“点击刷新” 2、出现CP243-1后双击选择； 3、点击“确定”按钮； 1、在菜单栏中选择“工具”--＞“以太网向导”； 1 3 1
1、点击“下一步”进入指定模块位置； 1、在此处选择模块在PLC中的位置，本次PLC中选择“6”； 2、也可以用“读取模块”按钮搜寻在线的CP243-1模块。 3、搜索到后选中； 4、点击“下一步”按钮。 （在本系统中，CP243-1模块是在6的位置，前方硬件有，CPU226、DO、DI、DI、DI、AI、AI 模块。） 1 1 2 3 4
1 2 34 1、在此处填写IP地址,PLC1为“192.168.147.11”，PLC2为“192.168.147.12”； 2、在此处填写子网掩码，PLC1、PLC2均为“255.255.255.0”； 3、选择模块的通讯类型，选择“自动检测通信”； 4、点击“下一步”按钮。 1 2 3 1、在此处填写模块占用的输出地址，使用“读取模块”功能会出现一个缺省值，建议使用缺省值。 2、配置允许连接CP243-1模块的电脑数量。 3、点击“下一步”按钮。
《数字通信技术》综合习题1 1．理解基带信号与频带信号的区别，模拟信号与数字信号的区别。 答： 基带信号－直接由信息转换得到的电信号，二进制编码中，符号'1'和'0'用相应脉冲波形的"正"和"负"或脉冲的"有"和"无"来表示。由于频带从零开始一直扩展到很宽，因此属于基带信号。 频带信号－基带信号经过各种正弦调制后，把基带信号的频谱搬移到比较高的频率范围的信号。 模拟信号：信号中代表消息的电参量的状态数为无穷多个，在幅度上和时间上连续变化的信号。这种信号称为模拟信号。举例：以信号电压幅度变化图示举例。 数字信号：相对模拟信号，若代表消息的电参量的状态数为有限个，则 称之为数字信号。举例：以信号电压幅度变化图示表示。 相对而言，模拟信号比较适合于传输，数字信号则比较适合于处理。 3．试述数字通信的特点。 答： 与模拟系统相比，数字通信系统有以下优点： 1、抗干扰能力强，无噪声积累； 2、利于与计算机技术结合，进行信号的存储和处理，提高了通信效率； 3、便于加密，保密性强； 4、数字通信系统可以传输各种信息；
与模拟系统相比，数字通信系统有以下缺点： 1、与模拟通信系统比较，占据的带宽较宽，频带利用率不高。 2、数字通信系统对同步要求高，系统设备比较复杂，要有集成电路技 术作基础。 4、解释数字通信系统中有效性和可靠性的含义及具体的衡量指标。 答： 有效性：指消息传输的多少。即指单位时间内，在给定信道所传输信息 内容的多少。 可靠性：指消息传输的质量，即指接收信息的准确程度。 数字通信系统中有效性采用码元速率RB和信息速率Rb来表示： 1、码元速率RB：指单位时间传输码元的数目。单位为波特，记为Baud 或B。码元速率与进制无关，只与码元宽度有关。 码元速率又叫调制速率。它表示调制过程中，单位时间调制信号波（即 码元）的变换次数。 图示表示：调制速率的概念,一个单位调制信号波的长度为T秒，则调制速率为1/T。 2、信息速率Rb：指每秒钟传输的信息量。单位：比特/秒，记为bit/s 或b/s或bps。注意在实际系统中常用比特率（单位bps）衡量一个系统的传输速率，其一般指的是单位时间内传输的二进制信号的位数，而 不是信息速率的概念。 数字通信系统的可靠性常用差错率来表示，即信号传输过程中出错的概率，常用误码率和误信率表示。
实验指导说明书 （一）实验目的 通过实验了解、熟悉设备网（DeviceNet）和工业以太网(EtherNet/IP)的设计、组态及操作，掌握数据通讯、OPC技术等概念。 （二）实验内容 ●安装连接设备网。 ●组态EtherNet/IP。 ●添加I/O模块及设备网扫描模块。 ●离线/在线组态设备网。 ●通过以太网、设备网分别实现控制程序的上传下载，实现互锁控制。 ●通过DDE/OPC方式实现控制器与应用程序（如Excel）的数据交互。（三）实验设备 硬件： ●设备网（DeviceNet）网线、网络连接器 ●设备网扫描模块1769-SDN、设备网接口模块1761-NET-DNI、1203-GK5 ●变频器1336PlusⅡ ●开关电源（24V） ●16口交换机 ●以太网EtherNet/IP网线 ●MicroLogix1500、pactLogix L32E及若干数字、模拟I/O模块 软件： ●RSLogix5000 ●RSLogix500 ●RSNetWorx for DeviceNet ●RSLinx ●BOOTP-DHCP Server ●Microsoft Excel （四）网络系统结构示意图
MAC ID=62 MAC ID=02 MAC ID=06 MAC ID=07 MAC ID=11 （五）实验步骤 一硬件平台搭建 二串口通信组态 1 说明 RSLinx软件是在Microsoft操作系统下建立工厂所有通信方案的工具。它为A-B应用软件，如RSLogix5/500、RSView32、RSBatch、PLC-5A.I.系列、Ladder Logistics以及Panel Builder等软件之间建立起通信联系。RSLinx的Advance DDE 接口支持处理器与MMI（Man-Machine Interface）和组件软件间进行通信，也可与DDE兼容软件，如Microsoft Excel 、Access 及其它用户定制的DDE引用通信。它的C应用程序编程接口（API）支持用户使用RSLinx C SDK开发的应用软件。作为开发出的真32位应用程序，RSLinx充分利用了Windows操作系统的多处理性能。通过各种通信接口，RSLinx可以同时进行应用程序组合运行服务。 RSLinx有五种版本，本次实验我们所用的是RSLinx Gateway，它扩展了基于RSLinx的企业内部通信。RSLinx和WINtelligent LINX客户程序能通过TCP/IP 网络直接接入RSLinx Gateway驱动程序。这些客户程序能直接对连接到RSLinx Gateway 可访问的网络上的Allen-Bradley PLC、SLC以及MicroLogix处理器进行在线访问。这允许现场动态数据进入应用软件进行显示、登录以及趋势图操作。
CP1W-CIF41欧姆龙以太网通信-FINS ——陆 一：连接设置 节点号要正确要不CP1W-CIF41的ERROR灯闪（如CP1W-CIF41 IP为192.168.250.1，节点号即为1，与最后一段相同）。使用插槽1时4开关要置ON，使用插槽2时5开关要置ON，否则ERROR灯常亮。 PLC的串行选件端口插以太网模块时设置要改成115200 7,2,E HOST LINK 若是不知道模块的IP，可以从PLC内存查看： 新建一个USB连接PLC的工程——在线工作——查看存IP地址的数据寄存器 例如放在选件板2的位置，则IP地址在D32300+155=D32455，D32456两个地址查看；注意地址D后面不要带M。
（右键点击空白栏，编辑即可输入并查看） 连接方法1：知道模块IP后。设置电脑IP与模块处于同一个网段即可。FINS节点号即为模块IP的最后一个。 连接方法2：登陆http://192.168.250.1(模块的IP)/c00.htm 注意：有时候模块要与电脑处于同一个网段才能连上（如模块192.168.250.1，电脑要为192.168.250.2）密码：ETHERNET
修改完成以后点击传送，然后点击重启即可。 二：FINS指令: 学习利用网络调试助手发送FINS命令对PLC进行操作，首先要学习FINS的通讯格式； 1、FINS指令格式 手册中的格式如下：
举例说明： 利用FINS/TCP的方式读取PLC的DM1通道的数据，格式解析如下： MR、SR参见FINS命令第5章； 前面的ICF、RSV等为指定一些目标地址和源地址的网络号、节点号、单元号及其他固定的格式，后面关于Command code以及TEXT的内容，需要根据上位机实现什么的操作，填写不同的操作数据，就读取DM1通道的数据； DM区的Memory area code为82； 读取存储区的Command code为0101；
判断题（共10道小题，共50.0分） 1.线路保护倒换比环形网保护倒换的业务恢复时间快。 A.正确 B.错误 知识点: 第二次阶段作业 学生答 案: [A;] 得分: [5] 试题分 值: 5.0 提示: 2.误码率主要由信噪比最差的再生中继段所决定。 A.正确 B.错误 知识点: 第二次阶段作业 学生答 案: [A;] 得分: [5] 试题分 值: 5.0 提示: 3.再生中继系统没有噪声的累积。 A.正确 B.错误 知识点: 第二次阶段作业 学生答[A;]
案: 得分: [5] 试题分 值: 5.0 提示: 4.AMI码符合对基带传输码型的要求，是最理想的基带传输码型。 A.正确 B.错误 知识点: 第二次阶段作业 学生答 案: [B;] 得分: [5] 试题分 值: 5.0 提示: 5.CMI码的最大连“0”个数为3个。 A.正确 B.错误 知识点: 第二次阶段作业 学生答 案: [A;] 得分: [5] 试题分 值: 5.0 提示: 6.信息净负荷的第一个字节在STM-N帧中的位置是不固定的。 A.正确 B.错误
知识点: 第二次阶段作业学生答 案: [A;] 得分: [5] 试题分 值: 5.0 提示: 7.SDH网中没有交换设备。 A.正确 B.错误 知识点: 第二次阶段作业 学生答 案: [A;] 得分: [5] 试题分 值: 5.0 提示: 8.PCM三次群的形成一般采用异步复接。 A.正确 B.错误 知识点: 第二次阶段作业 学生答 案: [A;] 得分: [5] 试题分 值: 5.0 提示: 9.码速调整之后各基群的速率为2112kbit/s。 A.正确
动力环境监控系统以太网通信协议 一、报文说明 此命令格式只限于客户端程序同服务器程序之间进行数据传输采用的命令，任何同服务器程序之间进行的通信的程序均被服务器视做客户端程序。 报文说明基本格式如下： 功能码：？？ 简短描述：[简短描述语] 描述：[命令的详细介绍] 数据区：[数据区的数据介绍] 服务器同工作站画面通信： 工作站画面 服务器 服务器同前置通信处理机通信： 前置通信处理机 服务器 附加说明： [附加说明列表或说明文字] 二、功能号码索引 命令功能号码分配表速查
三、报文结构定义 3．1 报文结构： 3．2 报文字段结构C 3．2．1 报文头部 C语言结构定义 typedef struct { WORD wFunctionID; WORD wControl; WORD wReason; WORD wDataLen; } MESSAGEHEAD; 结构成员说明： wFunctionID 命令功能号码，此部分唯一的标示出了报文的功能。具体的命令含义及其相应的附加数据请参考2.2.2部分<命令功能号码定义>一节的详细介绍。 wControl 报文控制域。 D0=1表示该报文为请求服务报文，D0=0表示该报文为应答服务报文； （注：请求、应答均相对于服务器而言） D1=1表示该报文需要对方的确认，D1=0表示该报文不需要对方的确认； wReason 报文传送原因。D0-D7被采用，具体定义可以讨论修改： 参数部分的数据长度 3．2．2命令功能号码定义 此部分列出了详细的服务功能码及其对应的数据域部分的组织含义。 四、命令分配详解
功能码：0 描述：保留 功能码： 1 简短描述：系统登录 描述：客户机登录系统时所使用的命令。客户机使用此命令向服务器声明自己的身份及用户信息，供服务器判断自己的合法性。服务器在接收到了此命令后对用户的身份进行确 认，并返回登录结果。 数据区：申请报文包括用户身份证号码、用户名字、用户密码三部分；前置通信机登录时，用户名字字段前15个字节采用以0结尾的字符串”前置通信处理机”填充，密码部分采 用本前置通信处理机的编号（4字节）。 服务器同工作站画面通信： 工作站画面 服务器 服务器同前置通信处理机通信： 前置通信处理机
工业以太网与现场总线的优缺点1引言用于办公室和商业的以太网伴随着现场总线大战硝烟已悄悄地进入了控制领域，近年来以太网更是走向前台，发展迅速，颇引人注目。究其原因，主要由于工业自动化系统正向分布化、智能化的实时控 制方面发展，其中通信已成为关键，用户对统一的通信协议和网络的要求日益迫切。另一方面，Intran et/l nternet等信息技术的飞速发展，要求企业从现场控制层到管理层能实现全面的无缝信息集成，并提供一个开放的基础构架，而目前的现场总线尚不能满足这些要求。现场总线的出现确实给工业自动化带来一场深层次的革命，但多种现场总线互不兼容，不同公司的控制器之间不能实现高速的实时数据传输，信息网络存在协议上的鸿沟，导致自动化孤岛”现象的出现，促使人们开始寻求新的出路并关注到以太网。同时现场总线的传输速率也远远不如工业以太网 传输速率快。2以太网与工业以太网2.1什么是以太网与工业以太网以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。该标准定义了在局域网（LAN）中采用的电缆类型和信号处理方法。以太网在互联设备之间以10?100Mbps的速率传 送信息包，双绞线电缆型号为10 Base T。以太网由于其低成本、高可靠性以及10Mbps 的速率而成为应用最为广泛的以太网技术。直扩的无线以太网可达11Mbps，许多制造供应商提供的产品都能采用通用的软件协议进行通信，开放性好。普通以太网应用到工业控制系统，这种网络叫工业以太网。 2.2以太网具有的优点（1）具有相当高的数据传输速率（目前已达到100Mbps），能提供足够的带宽；（2）由于具有相同的通信协议，Ethernet和TCP/IP很容易集成到IT （信息技术）世界；（3）能在同一总线上运行不同的传输协议，从而能建立企业的公共网络平台或基础构架；（4）在整个网络中，运用了交互式和开放的数据存取技术； （5）沿用多年，已为众多的技术人员所熟悉，市场上能提供广泛的设置、维护和诊断工具，成为事实上的统一标准；（6）允许使用不同的物理介质和构成不同的拓扑结构。2.3工业以太网的优点（1）基于TCP/IP的以太网采用国际主流标准，协议开放、完善不同厂商设备，容易互连具有互操作性；（2）可实现远程访问， 远程诊断；（3）不同的传输介质可以灵活组合，如同轴电缆、双绞线、光纤等； （4）网络速度快，可达千兆甚至更快；（5）支持冗余连接配置，数据可达性 强，数据有多条通路抵达目的地；（6 ）系统容易几乎无限制，不会因系统增大而出现不可预料的故障，有成熟可靠 的系统安全体系；（7）可降低投资成本。3主流应用层协议-工业以太网协议由于商用计算机普遍采用的应用层协议不能适应工业过程控制领域现场设备之间的实时通信，所以必须在以太网和TCP/IP协议的基础上，建立完整有效的通信服务模型，制定有效的实时通信服务机制，协调好工业现场控制系统中实时与非实时信息的传输，形成被广泛接受的应用层协议，也就是所谓的工业以太网协议。目前已经制定的工业以太网协议有MODBUS/TCP,HSE, EtherNet/IP, ProfiNet等。MODBUS/TCP协议是法国施耐德公司1999年公布的协议，以一种非常简单的方
《数字通信系统原理》复习要点 说明：要点以教材中的相关内容为基础，各章小结及习题为重点。 1.通信的概念、通信系统的模型 2.通信系统的分类和通信方式、资源 3.数字通信的主要特点及数字通信系统 4.数字通信技术的现状与未来 5.数字通信系统的性能及相关的一些概念 6.数字与数据通信 7.消息、信号与信息 8.信号的频谱分析基础 9.随机过程的基本概念 10.通信信道及信道容量、常用带宽 11.信源及其编码的概念 12.模拟信号数字化传输方法 13.波形编码（PCM、 ） 14.数字基带信号及常用码型 15.数字基带传输系统、眼图 16.信道编码的概念、基本原理和术语 17.信道复用与多址技术的基本概念 18.FDM和TDM与数字复接 19.帧结构 20.数字信号的调制（频带）传输的概念 21.数字信号调制系统的技术比较（MASK、MFSK、MPSK） 22.同步的基本概念、分类和比较
《数字通信系统原理》复习题（上部分） 1简述通信系统的分类和通信方式、主要通信资源 2数字通信系统模型 3数字通信的主要特点 4简述数字通信技术的现状与未来 5什么是数字消息？什么是模拟消息？什么是数字信号？什么是随机信号？什 么是模拟信号什么是基带信号？ 6信道容量的含义？ 7简述数字通信的主要特点 8简述数字通信系统的质量指标 9简述数字通信与数据通信的概念与区别 10简述信号的分类 11简述功率信号和能量信号的含义 12简述信道的定义与分类什么是抽样定理？有什么实际意义？ 13什么是量化？量化的作用是什么？叙述量化是如何进行的。 14画出PCM 通信系统的方框图，由模拟信号得到PCM信号要经过哪几步？ 模拟题（部分） 1．数值上取有限个离散值的消息一定是数字消息。（） 2．时间上离散的消息一定是数字消息。（） 3．数字消息必定是时间上离散，且数值上离散的。（） 4．离散信源中，消息出现的概率越大，该消息的信息量也越大。（） 5．在M元离散信源中，M个消息的出现概率相等时，信源的熵最大。（）6．高斯随机过程若是广义平稳的，则必定是严格平稳的。（） 7．平稳随机过程必定具有各态历经性。（） 8．具有各态历经性的随机过程必定是平稳随机过程。（） 9．平稳随机过程的功率谱密度必定是非负的偶函数。（） 10．平稳随机过程的自相关函数必定是非负的偶函数。（） 11．平稳高斯随机过程通过线性非时变系统后的输出必定是平稳高斯随机过程。（） 12．白噪声任意两个不同时刻的样值是不相关的。（） 13．码元速率一定，满足无码间串扰的基带传输特性是唯一的。（） 14．基带传输系统的带宽在数值上若小于码元速率的一半，该系统不可能没有码间串扰。（） 15．基带数字信号的码元速率越高，传输该信号所需的信道带宽越宽。（）16．为了不产生码间串扰，必须将表示每一码元的基带脉冲波形时限在一个码元宽度范围内。（）
一、判断题（共10道小题，共50.0分） 1.数字通信系统只需做到位同步和帧同步，便可保证通信的正常进行。 A.正确 B.错误 2.收端定时系统产生位脉冲、路脉冲等的方法与发端一样。 A.正确 B.错误 3.PCM30/32路系统信令码的编码没有任何限制。 A.正确 B.错误
4.帧同步码位选得越长越好。 A.正确 B.错误 5.A律13折线编码器（即逐次渐近型编码器）编出的码字是非线性码。 A.正确 B.错误 6.A律13折线编码器和解码器均要进行7/11变换。 A.正确 B.错误 7.逐次渐近型编码器中
B.错误 8.N不变时，非均匀量化与均匀量化相比，大、小信号的量化误差均减小。 A.正确 B.错误 9.抽样时若不满足抽样定理会产生量化误差。 A.正确 B.错误 10.时分多路复用的方法不能用于模拟通信。 A.正确
二、单项选择题（共10道小题，共50.0分） 1.前方保护的前提状态（即前方保护之前系统所处状态）是（）。 A.同步状态 B.捕捉状态 C.失步状态 D.后方保护 2.PCM30/32路系统第23路信令码的传输位置（即在帧结构中的位置）为（）。 A.F７帧TS16的前４位码 B.F７帧TS16的后４位码 C.F8 帧TS16 的前４位码 D.F8 帧TS16 的后４位码
3.PCM30/32路系统传输复帧同步码的位置为（）。 A.Fo帧TS16前4位码 B.Fo帧TS16后4位码 C.F1帧TS16前4位码 D.F1帧TS16后4位码 4.PCM30/32路系统帧同步码的码型为（）。 A.0011011 B.0110110 C.0000 D.1101110 5.PCM30/32路系统传输帧同步码的时隙为（）。 A.TS0时隙 B.奇帧TS0时隙
以太网的技术 1以太网的发展 以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准，组建于七十年代早期。Ethernet(以太网）是一种传输速率为10Mbps的常用局域网（LAN）标准。在以太网中，所有计算机被连接一条同轴电缆上，采用具有冲突检测的载波感应多处访问（CSMA/CD）方法，采用竞争机制和总线拓朴结构。基本上，以太网由共享传输媒体，如双绞线电缆或同轴电缆和多端口集线器、网桥或交换机构成。在星型或总线型配置结构中，集线器/交换机/网桥通过电缆使得计算机、打印机和工作站彼此之间相互连接。由于其简单、成本低、可扩展性强、与IP网能够很好地结合等特点，以太网技术的应用正从企业内部网络向公用电信网领域迈进。以太网接入是指将以太网技术与综合布线相结合，作为公用电信网的接入网，直接向用户提供基于IP的多种业务的传送通道。以太网技术的实质是一种二层的媒质访问控制技术，可以在五类线上传送，也可以与其它接入媒质相结合，形成多种宽带接入技术。以太网与电话铜缆上的VDSL相结合，形成EoVDSL技术；与无源光网络相结合，产生EPON 技术；在无线环境中，发展为WLAN技术。 以太网技术作为数据链路层的一种简单、高效的技术，以其为核心，与其它物理层技术相结合，形成以太网技术接入体系。EoVDSL方式结合了以太网技术和VDSL技术的特点，与ADSL和（五类线上的）以太网技术相比，具有一定的潜在优势。WLAN技术的应用不断推广，EPON技术的研究开发正取得积极进展。随着上述“可运营、可管理”相关关键技术问题的逐步解决，以太网技术接入体系将在宽带接入领域得到更加广泛的应用。 同时，以太网技术的应用正在向城域网领域扩展。IEEE802．17RPR技术在保持以太网原有优点的基础上，引入或增强了自愈保护、优先级和公平算法、OAM等功能，是以太网技术的重要创新。对以太网传送的支持，成为新一代SDH设备（MSTP）的主要特征。10G以太网技术的迅速发展，推动了以太网技术在城域网范围内的广泛应用，WAN接口（10Gbase－W）的引入为其向骨干网领域扩展提供了可能。 随着网络的发展，传统标准的以太网技术已难以满足日益增长的网络数据流量速度需求。在1993年10月以前，对于要求10Mbps以上数据流量的LAN应用，只有光纤分布式数据接口（FDDI）可供选择，但它是一种价格非常昂贵的、基于100Mbps光缆的LAN。1993年10月，Grand Junction公司推出了世界上第一台快速以太网集线器Fastch10/100和网络接口卡FastNIC100，快速以太网技术正式得以应用。随后Intel、SynOptics、3COM、BayNetworks等公司亦相继推出自己的快速以太网装置。与此同时，IEEE802工程组亦对100Mbps以太网的各种标准，如100BASE－TX、100BASE－T4、MⅡ、中继器、全双工等标准进行了研究。1995年3月IEEE宣布了IEEE802.3u 100BASE－T快速以太网标准（Fast Ethernet），就这样开始了快速以太网的时代。 快速以太网与原来在100Mbps带宽下工作的FDDI相比它具有许多的优点，最主要体现在快速以太网技术可以有效的保障用户在布线基础实施上的投资，它支持3、4、5类双
工业以太网的构成及重要性能介绍 西门子就逐步地把以太网的概念引入到工业控制领域，到今天，西门子SCALANCE系列工业以太网交换机产品，已经在冶金、烟草、汽车、煤矿、造船、地铁、电力、风电、交通、石化、水处理等多个行业的多个项目中得到了成功的应用，产品线也日臻完善。 工业以太网简介 工业以太网是基于IEEE 802.3(Ethernet)的强大的区域和单元网络。利用工业以太网，SIMATIC NET提供了一个无缝集成到新的多媒体世界的途径。 企业内部互联网(Intranet)，外部互联网(Extranet)，以及国际互联网(Internet) 提供的广泛应用不但已经进入今天的办公室领域，而且还可以应用于生产和过程自动化。继10M波特率以太网成功运行之后，具有交换功能，全双工和自适应的100M波特率快速以太网(Fast Ethernet，符合IEEE 802.3u的标准)也已成功运行多年。采用何种性能的以太网取决于用户的需要。通用的兼容性允许用户无缝升级到新技术。 为用户带来的利益 市场占有率高达80%，以太网毫无疑问是当今LAN(局域网)领域中首屈一指的网络。以太网优越的性能，为您的应用带来巨大的利益：通过简单的连接方式快速装配。 通过不断的开发提供了持续的兼容性，因而保证了投资的安全。 通过交换技术提供实际上没有限制的通讯性能。
各种各样联网应用，例如办公室环境和生产应用环境的联网。 通过接入WAN(广域网)可实现公司之间的通讯，例如，ISDN 或Internet 的接入。 SIMATIC NET基于经过现场应用验证的技术,SIMATIC NET已供应多于400,000个节点，遍布世界各地，用于严酷的工业环境，包括有高强度电磁干扰的区域。 工业以太网络的构成 一个典型的工业以太网络环境，有以下三类网络器件： 网络部件 连接部件： FC快速连接插座 ELS(工业以太网电气交换机) ESM(工业以太网电气交换机) SM(工业以太网光纤交换机) MC TP11(工业以太网光纤电气转换模块) 通信介质：普通双绞线，工业屏蔽双绞线和光纤 SIMATIC PLC控制器上的工业以太网通讯外理器。用于将SIMATIC PLC连接到工业以太网。 PG/PC上的工业以太网通讯外理器。用于将PG/PC连接到工业以太网。 工业以太网重要性能 为了应用于严酷的工业环境，确保工业应用的安全可靠，SIMATIC
以太网数据监听工具使用说明2015-7-24 现在基于以太网通信越来越多，其中用网关（通信管理机BK-TX3001）来解析其他厂家综保等设备以太网规约较为常用，迫切需要对通信状况（报文）进行检测，而网口之间通讯数据较难捕捉，比如通讯管理机与保护装置之间进行网络通讯的时候，电脑作为第三方无法通过普通交换机捕捉到通讯管理机与保护装置之间通讯数据，因而需要调试通讯管理机与保护装置之间的通讯规约时比较困难。为解决此问题需采用如下方法。 1）具有端口镜像功能的交换机如TP-LINK 型号：TL-SF2005 ，为便宜设备，电脑通过镜像端口可监听3个端口的数据交换，一般交换机没有此功能； 2）使用工具软件如IPTOOL网络抓包工具，通过IP地址简单配置，可监听改IP地址的报文交换。 这样就可通过第三方（比如电脑）监听另外两台设备之间的网络通讯数据，方便现场调试。 TL-SF2005交换机说明：该交换机为不可配置网管型交换机，其中包含三个普通交换接口，一个监控口，一个上联口，端口功能固定不可配置。 交换机接线说明：将需要抓包的通讯装置经网线连接至交换机1-3普通交换接口上面，需要抓包的电脑连接至监控口即可。如需要监视通讯管理机与保护装置之间的网络数据，将通讯管理机与保护装置连接至交换机普通接口，将电脑连接至交换机监控口。 网络抓包软件使用说明：注可参见文件夹中的使用说明文档。 注：使用软件前先将监控电脑IP地址设置为与被监控IP地址在同一网段。 1、打开软件IPAnalyse.exe。如下所示： 2、点击操作->捕包过滤，进行设置 （1）、选择网卡，设置为当前要使用进行抓包的网卡。
数字微波通信技术的发展及应用 摘要：数字微波通信技术是在时分复用技术的基础上发展而来的一种新技术， 不仅可以传输电话信号，还可以传输数据信号及图像信号，所以在十分广泛的领 域都得到了应用，特别是在科学技术日新月异的当今时代，数字微波通信技术大 的发展前景十分广阔，应用范围也越来越广泛。可见，对数字微波通信技术的发 展及应用进行研究具有十分重要的现实意义，本文主要对此进行探究。 关键词：数字微波通信技术；发展；应用 微波是当今时代应用范围十分广阔的一种通信传输方式，数字微波通信技术 就是利用微波来传输数字信息的一种方式，同时还能够利用电波空间传输各种信 息甚至是对相互之间没有任何关联的信息进行传输，而且还能够在此基础上再生 中继，不得不说这是一种发展十分迅速的一种通信方式，本文主要对数字微波通 信技术的发展及应用进行研究，希望能够有效促进数字微波通信技术的不断发展。 1 数字微波通信技术的特点 数字微波通信技术之所以发展迅速且应用范围十分广泛是因为其具有其独特 的优势。数字微波通信技术的特点及其具体表现详见下表： 表1 数字微波通信技术的特点及其具体表现 2 数字微波通信技术的发展 微波通信技术是微波频段借助于地面视距进行信息传播的一种无线通信技术，已经出现了近几十年的时间。在出现初期阶段，微波通信系统通常是模拟制式的，它与当时的同轴电缆载波传输系统相同都是通信网长途传输干线的重要传输方式。具体而言，我国各个城市之间的电视节目是通过微波来进行传输的。20世纪70 年代初期随着科学技术的进步，人们开发出了几十兆比特每秒容量的数字微波通 信系统，可以说这个阶段是通信技术自模拟阶段向数字阶段转变的关键时期。20 世纪80年代末期，同步数字系列在传输系统中已经变得十分常见，可以说已经 被普遍应用，数字微波通信系统的容量也随之不断增大。当前，我们已经进入了 科学技术日新月异的新时代，数字微波通信技术与光纤、卫星一起被看作现代通 信技术的重中之重。 当今时代，数字微波通信技术不仅在传统传输领域内得到了关注，更在固定 宽带接入领域得到了众多专家学者的高度重视，可见数字微波通信技术发展态势 良好，发展前景十分广阔。 3 数字微波通信技术的主要发展方向 3.1 实现正交幅度调制级数的提升以及严格限带 要有效提升数字微波通信技术的频谱利用率一般需要应用到多电平正交幅度 调制技术，当前阶段，通常要应用到256与512正交幅度调制，未来还会应用到1024和2048正交幅度调制。此外，对于信号滤波器的设计要求也会变得越来越 严格，必须要确保其余弦滚降系数可以维持在一定范围内。 3.2 网格编码调制及维特比检测技术 采取复杂的纠错编码技术可以有效降低系统的误码率，但是这会导致系统的 频带利用率随之降低。这就要求我们必须采取有效措施来解决此问题，网格编码 调制技术就是不错的选择，可以有效处理该问题。需要注意的是，利用网格编码 调制技术需要使用维特比算法来进行解码。但是，在数字信号高速传输的当今时代，使用这种解码算法是具有一定难度的。
北京邮电大学高等函授教育、远程教育《数字通信技术与应用》综合练习题答案 一、填空题 1、幅度连续幅值是离散的 2、频分制时分制 3、幅度时间模拟 4、有效性可靠性 5、抽样量化编码 6、译码低通 7、是根据语音信号波形的特点，将其转换为数字信号 8、提取语音信号的一些特征参量对其进行编码 9、时间上抽样定理 10、幅度上 11、均匀量化非均匀量化 12、=△/2 >△/2 13、模拟压扩法直接非均匀编解码法 14、起始电平量化间隔 15、127 128△ 32△ 512△ 16△ 64△ 56△ 1024△ 16、125μs 256比特 8000 17、传帧同步码和失步告警码 传各路信令码、复帧同步码及复帧对告码 TS1～TS15、TS17～TS31
18、抽样合路分路 19、256kHz 8个控制编、解码用 20、防止假失步（m-1）Ts 同步状态 21、防止伪同步（n-1）Ts 捕捉状态 22、PCM复用数字复接数字复接 23、同步复接 复接时造成重叠和错位 24、按位复接按字复接按位复接 25、同步复接异步复接 26、100．38μs 848bit 27、820bit 28bit 4bit 28、插入码元去掉插入的码元（削插） 29、光纤同步信息传输 30、电接口光接口 31、段开销净负荷管理单元指针 32、终端复用器分插复用器再生中继器 同步数字交叉连接设备 33、未经调制变换的数字信号 从零开始的某一段频带 34、未经调制变换的基带数字信号直接在电缆信道上传输 35、NRZ码 36、10 37、3个 38、码间干扰误码 39、再生中继器 40、均衡放大定时钟提取抽样判决与码形成
第七章 7.1画出K =3，效率为1/3，生成多项式如下所示的编码状态图、树状图和网格图： g 1(X ) = X + X 2 g 2(X ) = 1 + X g 3(X ) = 1 + X + X 2 + + + 状态图如下： 10 01 11 00 000 001 010100 101 011 111 110 树状图如下： 21)(x x x g += x x g +=1)(2 231)(x x x g ++=
1 a 000011a b 011111100 000011111100101110010001 a b c d 000 网格图如下： b=10 d=11 000 011 101 110 111 100010 001 a=00 c=01 7.2假定K =3，效率为1/2的二进制卷积码，其部分状态图如图P7.1所示，画出完整的状态图，并画出编码器的示意图。
图P7.1 g02 g12 g22 g21 g 11g 01 假设一初始状态00→10，分支字为11，此脉冲为10201==g g 。 接下来设状态变为01，分支字为10，脉冲变为0,11211==g g 。 再设状态变化为11→11，分支字为00，此脉冲为1,02221==g g 。 因此，编码器、完整的状态图如下：
+ + 10 01 11 00 00 00 1101 01 11 10 10 7.3画出图P7.2方框图描述的卷积码编码器的状态图、树状图和网格图。
图P7.2 状态图： 10 01 11 00 00 10 0001 11 10 11 01 树状图：
1.1以太网通讯方式 1.PLC300/400-PLC300/400之间的通讯 1.1.两个PLC程序在一个文件中，清楚地知道两个PLC的型号，组态，建立以太网通讯1.1.1硬件组态 打开SIMATIC Manager，根据我们系统的硬件组成，进行系统的硬件组态，如图1-1：插入2个S7300的站，进行硬件组态，如图1-2和图1-3： 图1-1 分别组态2个系统的硬件模块：
图1-2 图1-3 设置CP343-1、CP343-IT模块的参数，建立一个以太网，其MPI、IP地址的设置步骤如下：●双击CP343-1一栏，显示如下界面： 图1-4 ●单击Properties（属性），选择SetMAC address(同时复选IP地址)
图1-5 ●CP343-IT的属性设置步骤与上面CP343-1的设置方式完全相同。 ●组态完2套系统的硬件模块后，分别进行下载，然后点击Network Configration按钮， 打开系统的网络组态窗口NetPro，选中CPU314，如下图： 图1-6 ●5、在窗口的左下部分点击鼠标右键，插入一个新的网络链接，并设定链接类型为 ISO-on-TCP connection 或TCP connection或UDP connection 或ISO Transport connection，如下图：
图1-7 ●6、点击OK后，弹出链接属性窗口，使用该窗口的默认值，并根据该对话框右侧信息 进行后面程序的块参数设定： ●7、再单击Properties（属性），设置TCP连接。
图1-9 ●当2套系统之间的链接建立完成后，用鼠标选中图标中的CPU，分别进行下载，如图示： 图1-10 到此为止，系统的硬件组态和网络配置已经完成。 1.1.2软件编码 ●在第一个PLC的程序中，调用通讯模块，如图所示，在左边“libraries->SIMATIC->CP300”中，双击选择“FC5”，用于发送数据，如图所示：
1．SIMOTION工业以太网网络介质 西门子工业以太网网络通常使用的物理传输介质为屏蔽双绞线（FC TP）、工业屏蔽双绞线（ITP）和光纤。 1.1 屏蔽双绞线（Fast Connection Twist Pair） FC TP快速连接双绞线用于将DTE快速连接到工业以太网上，配合西门子FC TP RJ45接头使用，连接方式如图1所示： 图1：FC TP电缆与TP RJ45接头 将双绞线按照TP RJ45接头标示的颜色插入连接孔中，快捷、方便地将DTE设备连接到工业以太网上。使用FC双绞线从DTE到交换机最长通信距离为100米（DTE到DTE）。也可以使用普通RJ45接头，为了保证数据传输的可靠性，在无干扰情况下最长通信距离为5米。 RJ－45连接有两种连接方式，交叉连接（如图2所示）和直通连接（如图3所示）。交叉连接用于网卡之间的连接或集线器之间的连接；直通线用于网卡与集线器之间或网卡与交换机之间的连接。Siemens交换机由于采用了自适应技术，可以自动检测线序，故通过交换机可以选择任意一种电缆进行连接。 图2 交叉线连接
图3 直通线连接 SIMOTION 带有RJ45接头，建议使用西门子FC TP和FC TP RJ45接头。 1.2 工业屏蔽双绞线（Industrial Twisted Pair） 屏蔽双绞线如图4所示，它有白/蓝和白/橙两对双绞屏蔽线。外部包有屏蔽层和绝缘层，用于连接有ITP 端口的以太网设备。通过ITP电缆连接的两个设备的最远距离为100米。 图4 ITP电缆结构图 连接ITP电缆的连接头有两种，即9 针或15 针的Sub－D 接头，如图所示5、6：
一：TCP 协议通讯 （一）S7 200 SMART之间的TCP通讯 TCP是一个因特网核心协议。在通过以太网通信的主机上运行的应用程序之间，TCP 提供了可靠、有序并能够进行错误校验的消息发送功能。TCP 能保证接收和发送的所有字节内容和顺序完全相同。TCP 协议在主动设备（发起连接的设备）和被动设备（接受连接的设备）之间创建连接。一旦连接建立，任一方均可发起数据传送。 TCP协议是一种"流"协议。这意味着消息中不存在结束标志。所有接收到的消息均被认为是数据流的一部分。 S7 200 SMART与之间的TCP通讯可以通过两边调用OUC(开放式用户通讯)指令库中的TCP_CONNECT、TCP_SEND、TCP_RECV、DISCONNECT指令来实现。 图1.开放式用户通讯库 开放式用户通信库需要使用50 个字节的V 存储器。 开放式的用户通讯连接资源包括8个主动连接和8个被动连接。 只可从主程序或中断例程中调用库函数，但不可同时从这两个程序中调用。 所需条件： 1、软件版本：STEP 7-Micro/WIN SMART 2、SMART CPU固件版本: 3、通讯硬件：TP电缆（以太网电缆） 所完成的通讯任务： 将作为客户端的PLC（IP地址为）中VB0-VB3的数据传送到作为服务器端的PLC(IP 地址为）的VB2000-VB2003中。
S7-200 SMART 客户端编程 1、设置本机IP地址 在客户端设置IP地址为 图2.设置IP地址 2、建立TCP连接 调用TCP_CONNECT指令建立TCP连接。设置连接伙伴地址为，远端端口为2001，本地端口为5000，连接标识ID为1。利用使能Active，设置为主动连接。 图3.调用TCP_CONNECT指令 指令的参数
1．S I M O T I O N工业以太网网络介质西门子工业以太网网络通常使用的物理传输介质为屏蔽双绞线（FCTP）、工业屏蔽双绞线（ITP）和光纤。 1.1屏蔽双绞线（FastConnectionTwistPair） FCTP快速连接双绞线用于将DTE快速连接到工业以太网上，配合西门子FCTPRJ45接头使用，连接方式如图1所示： 图1：FCTP电缆与TPRJ45接头 将双绞线按照TPRJ45接头标示的颜色插入连接孔中，快捷、方便地将DTE设备连接到工业以太网上。使用FC双绞线从DTE到交换机最长通信距离为100米（DTE到DTE）。也可以使用普通RJ45接头，为了保证数据传输的可靠性，在无干扰情况下最长通信距离为5米。 RJ－45连接有两种连接方式，交叉连接（如图2所示）和直通连接（如图3所示）。交叉连接用于网卡之间的连接或集线器之间的连接；直通线用于网卡与集线器之间或网卡与交换机之间的连接。Siemens交换机由于采用了自适应技术，可以自动检测线序，故通过交换机可以选择任意一种电缆进行连接。 图2交叉线连接
图3直通线连接 SIMOTION带有RJ45接头，建议使用西门子FCTP和FCTPRJ45接头。 1.2工业屏蔽双绞线（IndustrialTwistedPair） 屏蔽双绞线如图4所示，它有白/蓝和白/橙两对双绞屏蔽线。外部包有屏蔽层和绝缘层，用于连接有ITP 端口的以太网设备。通过ITP电缆连接的两个设备的最远距离为100米。 图4ITP电缆结构图 连接ITP电缆的连接头有两种，即9针或15针的Sub－D接头，如图所示5、6：
????? 图5Sub－D9针接头????????????????????????????????????????????????图6Sub－D15针接头 使用Sub－D接头进行连接的网络连接牢固，不易松动。其连线方法及9/15接头的转换可以查阅西门子手册。同样ITP电缆也会有交叉连接的情况，可以直接定购ITPXP标准电缆。 SIMOTION只有RJ45以太网接口，通常不使用工业双绞线ITP。 1.3光纤 按光在光纤中的传输模式不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤。 多模光纤：中心玻璃芯较粗(50或62.5μm)，可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。 单模光纤：中心玻璃芯较细(芯径一般为9或10μm)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但其色度色散起主要作用，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。 光纤技术只允许点对点的连接，即一个发送装置只对应一个接收装置。因而两个站点之间需要有发送和接收两根光纤进行连接。所有SIMATICNET标准的光缆都是两根光纤。光纤的连接头有很多种如图7所示：