传输原理
- 格式:doc
- 大小:353.51 KB
- 文档页数:18
名词解释1传输过程:传输过程是从非平衡状态朝平衡状态转移的过程。
2连续介质模型:将流体看成是由无数多个流体质点所组成的密集而无间隙的连续介质,也叫做流体连续性的基本假设。
3流体的粘性:在作相对运动的两流体层的接触面上,存在一对等值而反向的作用力来阻碍两相邻流体层作相对运动。
4非稳定流:如果流场的运动参数不仅随位置改变,又随时间不同而变化,这种流动就是非稳定流。
5稳定流:如果运动参数只随着位置改变而与时间无关,这种流动就称为稳定流。
6迹线:迹线就是流体质点运动的轨迹线。
7流线:在同一瞬时流场中的不同位置质点的流动方向线。
8流管:在流场内取任意封闭曲线L,通过曲线L上每一点连续地作流线,则流线族构成一个管状表面叫流管。
9流束:在流管内取一微小曲面dA,通过dA上每个点作流线,这族流线叫流束。
10层流:流体在运动方向上分层运动,各层互不干扰和渗混,这种流线呈平行状态的流动成为层流。
11紊流:各质点在不同方向上作复杂的无规则运动,互相干扰地向前运动,这种流动成为湍流。
12雷诺准数及其物理意义:uLReρμ=,表征惯性力与粘性力之比。
是流态的判断标准。
13沿程阻力:它是沿流动路程上由于各流体层之间的内摩擦而产生的流动阻力,因此也叫做摩擦阻力。
14局部阻力:流体在流动中因遇到局部障碍而产生的阻力称为局部阻力。
15湍流的脉动现象:这种围绕某一“平均值”而上下变动的现象,称为脉动现象。
16数学分析法:数学分析法是从物理概念出发进行数学分析,建立起物理过程的数学方程式来揭示各有关物理参数之间的联系,然后在一定边界条件下求解。
17实验法则:实验法则是对某一具体的物理过程以实验测试为手段,直接对过程的有关物理量进行测定,然后根据测定结果找出各相关物理量之间的联系及变化规律。
18相似准数:在相似系统的对应点上,由不同物理量所组成的量纲为1的综合数群的数值必须相等,这个量纲为1的量往往称为无量纲量,综合数群叫相似准数。
19:量纲:物理量所属于的种类,称为这个物理量的量纲。
光在光纤中的传播原理
光纤是一种利用光的全反射特性来传输信息的传感器,它是由一个或多个细长的光导纤维组成。
光纤的传输原理是利用光的折射和全反射来实现信号的传输,其传输速度快、带宽大、抗干扰能力强等优点,因而在通信领域得到了广泛的应用。
光在光纤中的传播原理主要是基于光的折射和全反射。
当光线从一种介质射入另一种介质时,会发生折射现象。
光纤的核心是由折射率较高的材料构成,而包层则是由折射率较低的材料构成。
当光线从核心射入包层时,会发生折射现象,而当光线在核心和包层的交界处以一定的角度射入时,会发生全反射现象。
这种全反射现象使得光线可以在光纤中沿着核心不断地传播,而不会发生能量损失。
光在光纤中的传播过程可以简单地描述为,当光线从光源射入光纤时,会被光纤的入射面折射进入光纤中,然后在光纤中沿着核心不断地传播,最终到达光纤的出射面。
在传播过程中,光线会不断地发生折射和全反射,从而实现信号的传输。
在光纤的传输过程中,光线的传播速度是非常快的,可以达到光速的70%~80%,因此光纤可以实现高速的信息传输。
光在光纤中的传播原理是基于光的波动特性和折射现象的,因此在实际应用中需要注意光纤的折射角度、光纤的质量、光源的稳定性等因素。
只有在这些因素都得到合理的控制和设计,光纤才能够实现稳定、高效的信息传输。
总的来说,光在光纤中的传播原理是基于光的折射和全反射现象,利用光纤的高折射率核心和低折射率包层构造,实现了光信号的高速传输。
光纤作为一种重要的信息传输技术,已经在通信、医疗、军事等领域得到了广泛的应用,其传输原理的深入理解对于光纤技术的发展和应用具有重要的意义。
无线信号数据传输原理
无线信号数据传输原理是基于无线电传输技术的,其主要原理是通过无线电波将电信号转换成无线信号,并通过无线传输介质(比如空气)传播到接收端,再将无线信号转换回电信号进行接收和解码。
具体来说,无线信号数据传输的过程可以分为几个步骤:
1. 信号调制:将要传输的数字信号或模拟信号转换成适合无线电传输的模拟信号。
对于数字信号,常用的调制方式有调幅(AM)、调频(FM)和正交振幅调制(QAM)等。
2. 信号发射:经过调制的信号通过发射天线发送出去。
发射天线会将电信号转换成无线电波,这些无线电波的频率、功率等特性会根据不同的传输需求进行调整。
3. 信号传播:无线电波以电磁波的形式在传输介质(如空气)中传播。
这些电磁波会在传播过程中受到多径效应、衰减、干扰等影响,可能会引起信号的衰减、失真或丢失。
4. 信号接收:接收端使用接收天线接收无线电波,并将其转换成电信号。
接收天线会接受到多个来自不同路径的电磁波,并将它们合成为一个复合的电信号。
5. 信号解调:接收到的电信号经过解调器解调,将其转换成原始的数字信号或模拟信号。
解调的方式与调制方式相对应,可以是解调幅(AM)、解调频(FM)或解调正交振幅调制
(QAM)等。
通过以上步骤,无线信号的数据传输就完成了。
当然,在实际应用中,还需要考虑到信道编码、差错控制、多路复用等技术来提高传输效率和可靠性。
光纤传输的特点优势及传输原理光纤传输是一种利用光信号将数据传输的通信技术。
相比传统的电缆传输,光纤传输具有许多明显的优势。
接下来,我将详细介绍光纤传输的特点优势以及传输原理。
1.高传输速度:光纤传输采用光信号传输,光的速度约为3×10^8m/s,因此能够提供更高的传输速率。
目前,光纤传输的速度可以达到每秒数十亿比特。
2.大带宽:光纤传输能够提供更大的带宽,这意味着可以传输更多的数据。
大带宽对于高清视频、虚拟现实、云计算等大数据传输和处理的应用非常重要。
3.长传输距离:光纤传输能够实现长距离的传输。
由于光信号的衰减较小,光纤传输的信号损失较小,因此可以实现几十公里甚至上百公里的传输距离。
4.低延迟:光传输速度快,因此可以实现低延迟的数据传输。
低延迟对于需要实时响应的应用非常重要,如在线游戏、高频交易等。
5.抗干扰能力强:光纤传输不受电磁波的干扰,也不会产生电磁波干扰其他设备。
因此,光纤传输对于电磁环境较恶劣的地区或设备密集的地方非常适用。
光纤传输是基于光信号的传输原理。
它利用了光纤的特殊结构和光的全反射现象。
光纤是由两部分组成的,核和包层。
核是光传输的主要部分,具有较高的折射率。
包层的折射率则较低,形成了一种光信号的波导结构。
当光线射入光纤时,光线在包层和核的交界面上发生全反射,从而沿着光纤的轴线传播,而不会产生辐射。
当光线穿过光纤时,保持着较小的衰减和信号失真程度。
为了实现光纤之间的信号传输,常常使用调制技术。
调制技术通过改变光的强度、频率或相位,将信号转换成光信号。
最常见的调制技术是脉冲编码调制(PCM),它将数字信号转换成相应的脉冲光信号。
在光纤传输系统中,光纤传输设备通常包括发送端和接收端。
发送端将电信号转换成光信号,并通过光纤传输。
接收端接收到光信号后,将其转换成对应的电信号。
总的来说,光纤传输是一种高速、大带宽、低延迟、抗干扰能力强的通信技术。
它通过利用光的全反射现象实现了光信号在光纤中的传输。
传输门的工作原理
传输门的工作原理基于著名的科幻概念,用于快速传送人类或物体到不同的位置或维度。
尽管传输门目前只是虚构的,但科学家们已经提出了一些理论和概念来解释可能的工作原理。
目前被普遍提及的几个传输门工作原理如下:
1. 隧道效应:隧道效应是一种微观粒子能够在不受阻碍地穿越能势垒的现象。
传输门可以利用类似的原理,在空间中创造一个穿越点,使物体能够快速通过到达目的地,类似于穿过了一个"隧道"。
2. 曲率空间:另一个工作原理是利用宇宙的曲率。
据广义相对论理论,物质和能量会弯曲时空。
传输门可以利用这个概念,通过将空间弯曲成一个桥梁,将两个地点或维度之间的空间连接起来。
3. 多维空间跳跃:传输门也可以利用多维空间的概念。
根据弦理论,我们的宇宙可能包含更多的维度。
传输门可以通过这些额外的维度进行快速跳跃,将人类或物体从一个地方传送到另一个地方。
需要注意的是,目前这些概念都只是理论,并没有得到实际的验证和应用。
因此,传输门仍然是科幻作品中的虚构设备。
传输原理课后答案1. 传输原理的基本概念。
传输原理是指在信息传输过程中所涉及的各种原理和技术。
它涉及到电信号的传输、调制解调、数字信号的传输、传输介质的选择等内容。
在信息技术日新月异的今天,传输原理显得尤为重要,它关乎着信息的传递速度、传输质量以及网络的稳定性。
2. 传输原理的基本分类。
根据传输介质的不同,传输原理可以分为有线传输和无线传输两大类。
有线传输是指通过电缆、光纤等有线介质进行信息传输,它的优点是传输速度快、传输质量高,但受限于线路长度和布线成本。
而无线传输则是指通过无线电波进行信息传输,它的优点是灵活便捷,但受限于信号受干扰、传输距离有限等问题。
3. 传输原理的关键技术。
在传输原理中,调制解调技术是一项非常重要的技术。
调制是指将数字信号转换为模拟信号,以便在传输过程中能够通过介质传输;而解调则是将模拟信号转换为数字信号,以便接收端能够正确解读信息。
调制解调技术的发展,使得数字信号的传输更加稳定可靠。
4. 传输原理的应用。
传输原理在现代社会中有着广泛的应用,比如在通信领域,传输原理决定了通信网络的速度和质量;在互联网领域,传输原理决定了网络的稳定性和安全性。
此外,在工业自动化、智能家居等领域,传输原理也扮演着重要的角色。
5. 传输原理的未来发展。
随着信息技术的不断发展,传输原理也在不断创新和进步。
未来,随着5G、6G等新一代通信技术的应用,传输原理将迎来新的发展机遇。
同时,随着人工智能、物联网等新技术的兴起,传输原理也将在更多领域得到应用和拓展。
总结,传输原理作为信息技术的重要组成部分,对于信息的传输和通信至关重要。
通过对传输原理的学习和理解,可以更好地掌握信息技术的核心内容,为未来的发展打下坚实的基础。
希望同学们能够认真学习传输原理的相关知识,不断提升自己的专业能力。
有线传输和无线传输原理有线传输和无线传输是现代通信中常见的两种传输方式。
它们都有各自的优缺点,并在不同的场景中得到广泛应用。
有线传输是指通过电缆或光纤等物理媒介传输信息的方式。
它的主要优点是传输稳定可靠,传输速率高,适用于长距离传输。
有线传输基于电信号或光信号的传输原理,通过在媒介中传递信号来实现信息的传输。
在电信号传输中,信息被转换成电压或电流的形式,通过电缆传输到接收端,然后再转换回原始信息。
在光信号传输中,信息被转换成光脉冲的形式,通过光纤传输到接收端,再转换回原始信息。
有线传输的稳定性和可靠性使其在电话、有线电视、计算机网络等领域得到广泛应用。
然而,有线传输也存在一些局限性。
首先,有线传输需要布设电缆或光纤等物理媒介,这增加了成本和工程难度。
其次,有线传输在移动性方面存在限制,无法满足移动设备的需求。
此外,有线传输的信号受到电磁干扰的影响,可能导致信号质量下降。
因此,在一些特殊场景下,无线传输成为更好的选择。
无线传输是指通过无线电波或红外线等无线媒介传输信息的方式。
它的主要优点是具有灵活性和便携性,适用于移动设备和无线通信。
无线传输基于无线信号的传输原理,通过调制和解调无线信号来实现信息的传输。
在无线电波传输中,信息被转换成无线电波的形式,通过空气传输到接收端,再转换回原始信息。
在红外线传输中,信息被转换成红外光脉冲的形式,通过空气传输到接收端,再转换回原始信息。
无线传输的灵活性和便携性使其在移动通信、无线网络等领域得到广泛应用。
然而,无线传输也存在一些限制。
首先,无线传输的信号受到环境干扰的影响,可能导致信号质量下降。
其次,无线传输的传输距离有限,受到信号衰减和传播损耗的影响。
此外,无线传输的传输速率一般比有线传输低。
因此,在需要高速和长距离传输的场景下,有线传输仍然是更好的选择。
有线传输和无线传输都是重要的传输方式,各自具有各自的优势和局限性。
在实际应用中,根据具体需求和场景选择合适的传输方式非常关键。
传输基本原理及概念传输是指将信息从一个地点传送到另一个地点的过程。
在现代通信中,传输通常是指通过电磁波、光纤、卫星等媒介将信息从一个设备传送到另一个设备。
传输的基本原理涉及信号传输、数据编码、传输媒介和信道容量等方面。
下面是对传输基本原理及概念的详细介绍。
1.信号传输信号传输是指将信息转换为电磁波信号或光信号,并通过传输媒介传送到接收端。
传输媒介可以是电线、光纤、无线电波等。
信号传输可以分为模拟传输和数字传输两种形式。
-模拟传输:模拟传输是指将连续变化的模拟信号通过调制技术转换为模拟频率或幅度变化的电信号,然后再通过传输媒介传送。
模拟传输适用于音频、视频等连续信号的传输。
-数字传输:数字传输是指将离散的数字信号通过数字编码技术转换为0和1的数位信号,然后再通过传输媒介传送。
数字传输具有更好的抗干扰性和容错性,适用于数据通信和互联网传输。
2.数据编码数据编码是将原始数据转换为特定编码形式的过程。
数据编码可以分为模拟编码和数字编码两种形式。
-模拟编码:模拟编码是将模拟信号转换为模拟编码信号的过程。
常用的模拟编码方式包括脉冲编码调制(PCM)、调幅调制(AM)、频移键控(FSK)等。
-数字编码:数字编码是将离散的数字信号转换为特定数字编码形式的过程。
常用的数字编码方式包括非归零编码(NRZ)、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码等。
3.传输媒介传输媒介是信息传输中用于传送信号的物理媒介。
常用的传输媒介包括电线、光纤和无线电波。
-电线:电线主要用于有线传输,可以分为双绞线、同轴电缆和平行线等。
电线传输速度相对较低,适用于短距离通信。
-光纤:光纤是一种利用光信号传输的传输媒介,具有传输速度快、抗干扰性强等优点。
光纤通常用于长距离、高速传输。
-无线电波:无线电波是一种通过空气传播的电磁波,可以实现远距离、无需有线的通信。
无线电波可以分为长波、中波、短波、超短波、甚高频、超高频、特高频等。
4.信道容量信道容量是指传输媒介支持的最大信息传输速率。
传输原理各章节的联系
《传输原理》由动量传输、热量传输、质量传输三篇,共18章组成。
动量传输部分有动量传输的基本概念、动量传输的基本定律、管流流动、边界层流动、流体的流出、射流、冶金与材料制备及加工中的动量传输和相似原理与量纲分析等内容;热量传输部分有热量传输基本概念及基本定律、传导传热、对流换热、辐射换热和冶金与材料制备及加工中的热量传输等内容;质量传输部分有质量传输基本概念及基本定律、扩散传质、对流传质、冶金与材料制备及加工中的质量传输等内容;以及动量、热量、质量传输的类比。
书中各章均设有小结、习题与思考题;书末附有习题参考答案和常用数据。
全书注重从三种传输具有类似性的角度,阐述了流体流动过程、传热过程以及传质过程的传输基础理论,并力求将这些基础理论应用于冶金与材料制备及加工工程实践中。
1.传输原理:利用数学解析方法和计算技术,研究工业过程传输现象的学科。
2.传输现象为流体动力过程、传热过程及传质过程的统称,也称为传递理论或速率过程,是工程技术领域普遍存在的物理现象。
在冶金、材料、机械、能源及化工等领域经常会有传输现象发生。
3.在传输原理这一课程被提出之前,流体力学(动量传输)、传热学(热量传输)和传质学(质量传输)只是大学一些科系分别开设的课程。
自12世纪中叶以来,人们开始用统一的观点来研究上述三种传输过程,形成了独立的学科。
4.在传输过程中所传输的物理量为动量、热量和质量;传输原理主要是研究传输过程的传递速率大小与传递推动力及阻力之间的关系。
5.动量、热量和质量三种传输(三传)过程有其内在的联系,三者之间具有许多相似之处,“三传”具有类似的表述方程和定律。
绪论一:传输过程是动量传输、热量传输、质量传输过程的总称,简称“三传” 或者“传递现象”。
动量传输:垂直于流体流动的方向上,动量由高速度区向低速度区的转移。
热量传输:热量由高温度区向低温度区的转移。
质量传输:物系中一个或几个组分由高浓度区向低浓度区的转移。
传输过程的本质:传输过程是物质或能量从非平衡态到平衡态转移的物理过程。
是某物质体系内描述体系的物理量(如温度、速度、组分浓度等)从不平衡状态向平衡状态转移的过程。
平衡态概念——是指体系内物理量不存在梯度。
例如热平衡是体系内的温度各处均匀一致。
不平衡态概念——是体系内物理量存在梯度,这时物系内的物理量不均匀,就会发生物理量的传输传输原理主要研究传输过程的传递速率大小与传递推动力及阻力之间的关系。
二:金属加工成形的分类:热态成形——金属的成形过程,是在较高温度状态下,通过高温手段,使金属成形。
冷态成形——金属在常温下,使金属成形。
如:切削、冲压、拔丝。
三:金属热态成形的四种工艺(“三传” 现象广泛存在)1. 铸造:液态(或固液态)金属——注入模具中——降温、凝固。
2. 锻压:金属加热至塑性变形抗力小、但是仍然为固体的状态,采用锻打、加压手段,而获得一定的形状的工艺方法。
3. 焊接:焊接是通过加热、加压,或两者并用,用或者不用填充材料,使两工件产生原子间结合的加工工艺和连接方式。
4. 热处理:热处理就是将工件通过热处理(高温加热,冷却速度不同)达到调整材质(如基体组织发生变化,硬度发生变化),以及削除应力。
⏹流体力学(Hydrodynamics)研究动量传输主要研究在各种力的作用下,流体本身的静止状态和运动状态;以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动规律。
⏹传热学(Heat Transfer ):研究热量传输主要研究不同温度的物体,或同一物体的不同部分之间热量传递的规律。
⏹传质学(Mass Transfer ):研究质量传输主要研究质量传递的有关理论。
交流电传输原理
交流电传输原理:
交流电(Alternating Current, AC)是指电流方向和大小随时间周期性变化的电流。
其传输原理基于电场和磁场的相互作用。
下面将从电源、传输线路和负载三个方面介绍交流电的传输原理。
1. 电源:
交流电的电源通常是交流发电机,它通过旋转磁场的原理产生电流。
电压的正负周期性变化,使得电流也相应地正负周期性变化。
2. 传输线路:
交流电经由传输线路(如电线等)传输。
传输线路中,电流的正负变化引起周围电场和磁场的变化。
电场的变化导致电流的方向和大小也产生变化,而磁场的变化会对周围区域的导体产生感应电动势。
交流电在传输线路中,由于电流的周期性变化,使得电场和磁场不断交替生成和消失,从而使电能在线路中传输。
3. 负载:
交流电最终到达负载,如电灯、电器等。
负载将交流电转化为其他形式的能量,如光能、热能等。
负载的负电压和电流使得电场和磁场的变化在其中发生,同时其作为一个新的发电机,会产生相应的感应电动势,使电能转化为其他形式的能量。
需要注意的是,由于交流电的特性,电流和电压的方向和大小不断变化,因此在传输和使用交流电时需要做好相应的防护和措施,以确保安全和有效地利用交流电能。
电缆传输原理
电缆传输原理是一种通过电磁波的传输方式,将信号通过电缆进行传送的技术。
电缆由多根绝缘导线组成,通过这些导线来传输信号。
在传输过程中,信号通过电缆中导线之间的电流和磁场之间相互作用来进行传输。
首先,当信号通过电缆中的导线时,会产生一个电场。
这个电场会作用在导线周围的电荷上,使得电子在导线中移动,并携带信号进行传输。
在导线中,电子会受到电场力的作用,使得它们在导线内部移动,并沿着导线传输信号。
同时,导线中的电流也会产生一个磁场。
这个磁场会作用在电缆附近的物体上,并产生感应电流。
这种感应电流会导致信号在电缆中传输时发生一定的损耗。
为了减小这种损耗,通常会在电缆的外部加上绝缘层,以阻隔电磁波的散射。
此外,电缆的传输原理还与电缆的特性参数密切相关。
例如,电缆中导线的截面积、导体材料的电导率以及电缆的长度等都会对信号的传输效果产生影响。
较大的导线截面积和较高的电导率可以减小电阻,降低信号损耗。
而较长的电缆长度则会增加传输信号的延迟。
总的来说,电缆传输原理是通过电场和磁场的相互作用将信号进行传输的技术。
它在电缆的设计和制造中考虑了导线的特性参数,以实现高效的信号传输。
同轴电缆传输的原理同轴电缆传输的原理同轴电缆是一种用于传输高频信号的传输介质。
它由中心导体、介质和外层导体组成。
在同轴电缆中,信号是通过导体和介质之间的电磁波进行传输的。
以下是同轴电缆传输的原理:1. 电磁波的传输同轴电缆中传输的信号是通过电磁波进行传输的。
当信号被发送到同轴电缆的中心导体上时,导体就成为了一个天线,向外发射电磁波。
这些电磁波与介质相互作用,最终被外层导体所接收。
这个过程与无线电波的传输类似。
2. 同轴电缆中的电流和电压在同轴电缆中,中心导体和外层导体分别承担着不同的电压和电流。
中心导体上的电压是正电压,而外层导体上的电压则是负电压。
这是因为信号需要从中心导体流向外层导体,形成一个完整的电路。
3. 绝缘层的作用在同轴电缆中,介质的作用是防止信号从中心导体流向外层导体。
因此,介质需要具有高绝缘性能。
一般使用聚乙烯、聚氯乙烯等材料作为同轴电缆的介质。
4. 屏蔽层的作用在同轴电缆中,屏蔽层的作用是防止外部电磁干扰信号的传输。
屏蔽层一般包括多层铝箔、铜网等材料。
它们可以有效地屏蔽外部电磁干扰,保证信号传输的稳定性。
5. 不同频率的信号传输同轴电缆可以传输不同频率的信号。
频率越高,所需的传输速度就越快。
不过,同轴电缆的传输带宽是有限的,因此为了满足更高频率的传输需求,需要使用更高级别的同轴电缆。
总结:同轴电缆是一种高效的信号传输介质。
它能够传输不同频率的信号,并具有良好的抗干扰性能。
理解同轴电缆的传输原理对于设计高效的通信系统具有重要意义。
一、名词解释1、流管:在流场中作一封闭曲线,过该曲线的所有流线所构成的管状表面称为流管。
2、对流换热:流体内各部分之间发生相对位移或当流体流过一固态物体表面时,而引起的热量传输。
3、分子传质:由于体系中某组分存在分布不均的浓度差而引起的质量传输。
4、非稳定流:如果流场的运动参数不仅随位置改变,又随时间不同而变化,这种流动就称为非稳定流。
5、温度场:物体中存在着时间和空间上的温度分布,称为温度场。
6、分子扩散:由于体系中某组分存在分布不均的浓度差而引起的质量传输称为扩散传质。
7、导热:物体各部分之间不发生相对位移时,依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动进行的热量传递称为热传导,简称导热。
8、层流:流体质点在流动方向上分层流动,各层互不干扰和渗混,这种流线呈平行状态的流动称为层流,或称流线型流。
9、传质:物质由高浓度向低浓度方向转移的过程称为质量传输过程,简称传质。
10、灰体:假定某物体的单色吸引率与波长λ无关,即αλ为常数,这种物体称为灰体。
11、边界层:流体在浇流过固体壁面流动时紧靠固体壁面形成速度较大的流体薄层。
12、等摩尔逆向扩散:由组分A和B组成的没有化学反应的两组分混合物,且一种组分的摩尔通量密度与另一种组分的摩尔通量密度大小相等,方向相反,这种扩散称为等摩尔逆向扩散。
二、分析及简答题1、流动有哪两种形态?各有什么特点?如何判别?答:流体流动时存在两种截然不同的流型——层流和湍流(紊流)。
流体处于层流状态时,流体质点作直线运动,即流体分层流动,层次分明,彼此互不混杂。
当流体运动处于湍流状态时,流体在总体上沿管道向前运动,同时还在各个方向上作随机的脉动。
用雷诺数Re=vd/ν来判别流体流动的这两种形态,当流体流动时的Re小于临界雷诺数时,流动为层流;Re大于临界雷诺数,流动为湍流。
2、什么是粘性?流体的粘性是否与流体的宏观运动有关?静止流体是否有粘性?静止流体内部是否有粘性力?答:在作相对运动的两流体层的接触面上,存在一对等值而反向的作用力来阻碍两相邻流体层作相对运动,流体的这种性质叫做流体的粘性。
信号传输原理
信号传输原理是一门研究信号的传输过程和特性的学科。
信号可以是声音、图像、电信号等,它们在传输过程中会受到各种干扰和衰减,而信号传输原理研究的就是如何使信号在传输过程中保持稳定、不受干扰和衰减。
信号传输原理主要包括以下内容:
1. 信号的表示和处理:信号可以用不同的方式进行表示和处理,如时域表示、频域表示、数字信号处理等。
2. 信道特性:信道是信号传输的媒介,不同的信道会对信号产生不同的影响,如噪声、失真、衰减等。
3. 信号调制:为了使信号能够在不同的传输媒介中传输,需要对信号进行调制。
调制的方式有很多种,如模拟调制、数字调制等。
4. 信号检测和解调:在接收端,需要对接收到的信号进行检测和解调,以恢复原始信号。
5. 误码率和传输速率:误码率是指传输过程中发生错误的比率,而传输速率则是指单位时间内传输的信息量。
信号传输原理在通信、电子、计算机等领域都有着广泛的应用。
通过对信号传输原理的研究,可以提高信号传输的质量和效率,从而推动信息技术的发展。
- 1 -。
信号传输原理信号传输原理是指通过不同的媒介或途径将信息从一个地方传输到另一个地方的过程。
在信号传输过程中,有许多原理和技术被用于确保信号能够准确、高效地传输。
首先,信号传输的第一个原理是模拟信号与数字信号的转换。
在某些情况下,原始信号是模拟信号,它是连续变化的电压或电流波形。
为了传输模拟信号,我们需要将其转换为离散的数字信号,并使用数字信号处理技术进行处理。
这个过程被称为模拟到数字转换(ADC)。
其次,信号传输的另一个原理是编码与解码。
在传输过程中,信号往往会经历编码和解码的过程,以确保信号的可靠传输。
编码是将数字信号转换为特定的模式或格式,以便在传输过程中容易辨认。
解码则是将接收到的信号重新转换回原始的数字信号。
第三,调制与解调是信号传输的重要原理之一。
调制是将数字信号转换为一定频率范围内的载波信号的过程。
调制技术包括频移键控(FSK)、相移键控(PSK)和正交幅度调制(QAM)等。
解调是将接收到的调制信号还原为原始的数字信号的过程。
此外,信道编码也是信号传输的核心原理之一。
为了克服信道中存在的噪声和干扰,我们通常会在信号中添加冗余信息。
这个过程被称为信道编码。
常见的信道编码技术有海明码、卷积码和纠错码等。
最后,多路复用技术也是信号传输原理中的重要内容。
多路复用是指在有限的传输资源中同时传输多个信号的技术。
常见的多路复用技术有时分多路复用(TDM)和频分多路复用(FDM)等。
综上所述,信号传输原理涉及到模拟信号与数字信号的转换、编码与解码、调制与解调、信道编码以及多路复用等多个方面。
这些原理和技术的应用确保了信号能够准确、高效地在传输过程中传递。
ECI同步数字传输设备宽带网络的物理传输媒介是光纤,光同步数字传输网(SDH)将成为宽带网络的骨干网,SDH网是一种全新技术体制,具有路由自动选择能力,上下电路方便、维护、控制、管理功能强、标准统一、便于传输更高速率的业务等优点。
该网的推出使电视、图像、话音、数据以及数字微波传输发生了重大改变。
SDH网络的引入和使用,就可以比较容易地实现高智能的、高效的、维护功能齐全、操作运行廉价的信息高速公路。
因此,在SDH技术推出的短时期内,其产品和应用就得到了极为迅猛的发展。
1 SDH的产生1.1 PDH的缺陷以往的准同步(PDH)系统已越来越不适应电信网的发展,因为PDH体制有以下固有的一些缺点。
(1)标准不统一目前世界上有三种异步复接体制(表1-1),三者互不兼容,国际互联时必须进行转换。
表1-1 三种异步复接体制次群以15Mbps为基础的系列以2Mbps为基础的系列日本体制北美体制欧洲体制0次群64 64 641次群1554 1554 20482次群6312 6312 4483次群32064 44736 34368另外,目前只有统一的电接口标准(G.703),而没有统一的光接口标准,即使在同一种异步复接体制中,也不能保证光接口的互通。
同为欧州体制的4次群系统,光接口就可能有几种。
如用5B6B码型,输出光信号码率为167.1168Mbps;用7B8B码型,输出光信号码率为159. 1589Mbps;用8B1H线路码型,输出光信号码率又为156.6620Mbps。
光信号的码型、码率都不同时,很难互通,只有通过光电变换将光接口转换为电接口后才能保证互通。
这增加了网络成本,影响了光纤系统的互联,与目前光纤通信飞速发展的形势不符。
(2)复用结构复杂要完成数字复接,各低速数字支路必须彼此同步,有两种方法可以保证这一点:建立同步网络和采用异步复接。
在准同步网络中,各群次独立定时,因此高次群复接都采用以比特为单位的异步复接。
异步复接实际上是通过两个步骤实现的:先用码速调整将各支路信息码流调整到速率、相位都一致,然后进行同步复接。
一般采用正码速调速,这样在发端就要插入一些码速调整比特,一路低速信号往往要经过多次码速调整,使得在高速信号中很难直接识别和提取低速支路信号,要上下话路,只能采用一系列背靠背的复接器,将高次群信号一步步地解复用到所要解出的低次群上,上下路后,再重新一步步地复用到高次群上(图1-2)。
显然,这种异步复用方式结构复杂,成本高,设备利用率低,硬件所占的成分大,因此很不灵活。
图1-2(3)缺乏强大的网络管理功能在光纤通信系统中必须有辅助工作系统及相应的辅助信道,而目前的PDH网络已很难挖掘出足够的辅助信道容量,因为PDH网的运行、管理和维护主要采用人工数字交叉连接和暂停业务进行测试的方法,因此帧结构中没有过多设置OAM比特。
现代通信网的发展要求网络管理功能越来越强,网络管理功能的缺乏使PDH网络已无法支持新一代电信网。
要在原有的技术体制中对PDH网进行修补已是得不偿失,只有进行根本的改革才是出路,于是就出现了光同步传输网1.2 SONET和SDH美国贝尔公司首先提出了同步光网络(SONET),美国国家标准协会(ANSI)于20世纪80年代制定了有关SONET的国家标准。
当时的CCITT采纳了SONET的概念,进行了一些修改和扩充,重新命名为同步数字体系(SDH),并制定了一系列的国际标准。
SDH和SONET的基本原理完全相同,标准也兼容,但还是略有差别(表1-3)。
SDH SONET等级速率(Mbps)速率(Mbps) 等级51.840 STM-1 OC-1STM-1 155.520 155.520 STM-3 OC-3466.560 STM-9 OC-9STM-4 622.080 622.080 STM-12 OC-12933.120 STM-18 OC-181244.160 STM-24 OC-241866.240 STM-36 OC-36STM-16 2488.320 2488.320 STM-48 OC-48STM-64 9953.280 9953.280 STM-192 OC-192SONET的电信号称同步传递信号STS(Synchronous Transport Signal),光信号称光载体OC(Optical Carrier Level),它的基本比特率是51.840Mbps;SDH的基本速率为155.520Mbps,其速率分级名称为同步传递模块STM(Synchronous Transport Module)。
我国采用SDH标准,因此下面的叙述都按SDH分级方式。
1.3 SDH的特点SDH网的主要特点是同步复用、标准光接口和强大的网管功能,这三点在后面都要详细说明。
SDH网络还是一个非常灵活的网络,这体现在以下几个方面。
(1)支持多种业务SDH的复用结构中定义了多种容器C和虚容器VC,各种业务只要装入虚容器就可作为一个独立的实体在SDH网中进行传送。
C、VC以及联和复帧结构的定义使SDH可以灵活地支持多种电路层业务,包括各种速率的异步数字系列、DQDB、FDDI、ATM等,以及将来可能出现的新业务。
另外,段开销中大量的备用通道也增强了SDH网的可扩展性。
SDH 的这种灵活性和可扩展性使它成为宽带综合业务数字网理所当然的基础传送网络。
(2)迅速、灵活地更改路由,具有很强的生存性PDH中改变网络连接要靠人工更改配线架的接线,耗时长、成本高且易出错。
在SDH 网中,大规模采用软件控制,通过软件就可以控制网络中的所有交叉连接设备和复用设备,需要改变路由时,通过软件更改交叉连接设备和分插复用器的连接,只要几秒钟就可灵活地重组网络。
特别是SDH的自愈环,在某条链路出现故障时,可以迅速地改变路由,从而大大提高了SDH网的可靠性。
(3)定义了标准的网络接口和标准网络单元,提高了不同厂商之间设备的兼容性,使组网时有更大的灵活性。
2 SDH的网络节点接口及帧结构2.1 网络节点接口从原理上讲,传输网络由传输系统设备和完成多种传送功能的网络节点构成。
传输系统设备可以是光缆传输系统,也可以是数字微波系统或卫星通信系统。
网络节点所要完成的功能包括信道终结、复用、交叉连接和交换等多种功能。
简单节点可以只具有部分功能,例如仅有复用功能,而复杂节点则通常包括全部的网络节点功能。
所谓网络节点接口(NNI:Network Node Interface)表示网络节点之间的接口。
在实际中也可看成是传输设备与网络节点之间的接口。
图2-1给出了一种可能的网络配置,用以说明网络节点接口的位置。
规范一个统一的NNI标准,其基本出发点在于,应使它不受限于特定的传输媒质,不受限于网络节点所完成的功能,同时对局间通信或局内通信的应用场合也不加以限定。
因此NNI的标准化不仅可以使3种地区性PDH系列在SDH网中实现统一,而且在建设SDH网和开发应用新设备产品时可使网络节点设备功能模块化、系列化,并能根据电信网络中心规模大小和功能要求灵活地进行网络配置,从而使SDH网络结构更加简单、高效和灵活,并在将来需要扩展时具有很强的适应能力。
同步数字系列的网络节点接口NNI的基本特征是,具有国际标准化的接口速率和信号帧结构。
图2-1 NNI的位置图2-1 NNI的位置图2-1 NNI的位置2.2 SDH帧结构首先来看一下STM-1的帧结构(图2-2),STM-1比特率为155. 520Mbps,帧长为125μs , 因此一帧包括19 440比特,即2430字节,如图排列成9行270列,发送顺序为从左至右;从上 至下依次发送。
每行的前9个字节(前9列),共81字节中放置了段开销(SOH ——Section Over head)和管理单元指针(AU PTR);每行的后261个字节构成了信息净负荷区(Payload),其中 有9字节为通道开销(POH ——Path Overhead)。
图2-2 帧结构段开销和通道开销字节的安排如图2-3。
段开销的前3行为再生段开销(ROSH),第5-9行为 复接段开销(MSOH)。
再生段、复接段以及通道在实际系统中的位置可参见图2-4,POH 在整个通道中保持不变;RSOH 由再生段终端修改,在一个再生段内保持不变;MSOH 由复接段设备( 如ADM 、SDXC)修改,在一个复接段内不变。
S T M -N 帧结构9 r o w s x 270 c o l u m n s x 8 b i t s / b y t e x 8000 f r a m e s / s e c . = 155.52 M b i t /sA U P t r 管理单元指针R S O H 中继段开销M S O H 复用段开销 S T M -N 净负荷270 x N C o l u m n s (B y t e s )261 x N9 x N13 4 59图2-3 开销字节图2-4段,通道在实际系统中的位置 段开销和通道开销各字节功能如下: A1A2为帧定位字节,其中 A1=11110110 A2=00101000 一帧中有48个帧定位比特,伪同步概率仅为。
B1B2B3为误 码监测字节,其中: B1:再生段误码监测,偶校验的比特间插奇偶校验8位码(BIP -8码); B2:复接段误码监测,BIP -24码; B3:通道误码监测。
C1C2为标记符号字节,其中C1:STM 识别符,识别每个STM -1信号在STM -N 复用信号中的位置; C2:信号指示标记,标明VC 中映射的是ATM 信元、FDDI 、MAN 还是某种PDH 信号。
D1~D12为数据通信通路(DCC),构成SDH 管理网(SMN)的传送链路,其中: D1~D3:192kbps 的数据通道,用于再生段。
M u l t i p l e x e rS e c t i o n O v e r h e a d (M S O H )R e g e n e r a t o rS e c t i o n O v e r h e a d (R S O H )S e c t i o n O v e r h e a d (S O H ) A 1 F r a m i n gA 1 F r a m i n gA 2 F r a m i n g A 2 F r a m i n gJ 0 R e g . S e c . T r a c e A 1 F r a m i n g E 1 O r d e r - w i r e B 1 B I P -8 D 3 D a t a c omD 1 D a t a c o mH 3 A UP o i n t e rK 1 M P S K 2 R D I D 2 D a t a c om D 4 D a t a c o m D 7 D a t a c o m D 8 D a t a c o m D 9 D a t a c o m D 6 D a t a c o m D 5 D a t a c o m D 11 D a t a c om D 12 D a t a c om S 1 S y n c h .Q u a l i t yD 10 D a t a c o m Z 1 G r o w t hE 2 O r d e r - w i r eZ 2 G r o w t hM 1 R E IF 1 U s e r P a t h O v e r h e a d (P O H )J 1 P a t h T r a c eB 3 B I P -8C 2 S i g n al L a b e l G 1 P a t h S t a t u s F 2 Us e r H 4 M u l t i - f r a m e F 3 U s e r K 3 A P S N 1 T a n d e m C o n n .B 2 B I P -24H 1 A U P o i n t e r H 2 A UP o i n t e r A 2 F r a m i n gD4~D12:576kbps的数据通道,用于复接段。