遠(yuǎn)距離傳送
遠(yuǎn)距離傳送也稱遠(yuǎn)程傳輸是在遠(yuǎn)程相距的地點(diǎn)之間將數(shù)據(jù)化信息進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。遠(yuǎn)距離傳輸站一般備有數(shù)據(jù)記錄媒體、讀出器、顯示裝置、行印機(jī)或印字機(jī)和鍵盤等，使之能互相進(jìn)行通信。為了使數(shù)據(jù)通過遠(yuǎn)程傳輸不致發(fā)生差誤，一般采用調(diào)制/解調(diào)裝置 (簡稱MODEM)，先用數(shù)據(jù)化信號來調(diào)制適用于特定信道傳送頻率載波的幅度或頻率，這樣就可以將在一般情況下不可能傳送的數(shù)據(jù)信號在電路中傳輸。
基本介紹 編輯本段
最早的遠(yuǎn)距離傳送是由奧地利因斯伯拉克大學(xué)的安東·賽林格教授領(lǐng)導(dǎo)的研究者們已將一個(gè)光子進(jìn)行了遠(yuǎn)距離傳送。在二者沒有任何關(guān)系和聯(lián)系的情況下，該光子的物理屬性即刻被傳遞給另一個(gè)光子，該實(shí)驗(yàn)需要3個(gè)光子、一個(gè)原光子和兩個(gè)纏繞在一起的光子參與，這兩個(gè)光子的物理屬性（或者是自旋）是互補(bǔ)的。當(dāng)原光子和其他一個(gè)光子的旋轉(zhuǎn)被測量時(shí)，另外一個(gè)光子則取代第一個(gè)光子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。20世紀(jì)60年代的流行科學(xué)幻想電視連續(xù)劇《星際旅行》（又名《星際迷航》，原理是將物質(zhì)轉(zhuǎn)換為能量傳送到目標(biāo)地點(diǎn)，再變?yōu)樵瓉淼奈镔|(zhì)）最先激發(fā)了人們對于遠(yuǎn)距離傳送的普遍興趣。
遠(yuǎn)距離(幾十公里，甚至數(shù)百公里)的數(shù)字信號傳輸，可采用帶有調(diào)制解調(diào)器的調(diào)頻、調(diào)相或調(diào)幅的傳輸設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，并可利用已有的電話線等作為傳輸線。而傳輸距離只有幾百米或幾公里，就不需要調(diào)制解調(diào)器的傳輸模式，可采用數(shù)字信號直接傳輸?shù)姆椒?，其傳輸速度、誤碼率等性能優(yōu)于采用調(diào)制解調(diào)器的傳輸方式。尤其是近距離(幾公里以內(nèi))點(diǎn)對多點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸，采用數(shù)字信號直接傳輸?shù)姆椒ǜ邇?yōu)勢。當(dāng)使用微型計(jì)算機(jī)對工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行測量和控制時(shí)，也經(jīng)常需要進(jìn)行遙測和遙控。一般測量站點(diǎn)環(huán)境比較惡劣，為了保證微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行，準(zhǔn)確無誤地工作，必須使主機(jī)系統(tǒng)遠(yuǎn)離被監(jiān)測現(xiàn)場，而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離檢測。故微機(jī)檢測系統(tǒng)和被檢測對象間，要求采用長線傳輸信息。
限制因素 編輯本段
所謂/長線0是相對于數(shù)據(jù)的傳輸速度而言的。例如，采用RS-232標(biāo)準(zhǔn)接口，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速率為9600bps時(shí)，20m的電纜即可認(rèn)為是長線，限制數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)囊蛩刂饕?
a。外界電磁場通過傳輸線對信號產(chǎn)生干擾。由于發(fā)送和接收設(shè)備之間存在著公共地線，因此各種干擾極易通過公共地線疊加在信號上。特別是現(xiàn)場的電磁干擾通過公共地線很容易導(dǎo)入接收設(shè)備，影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。
b。傳輸線分布電容。數(shù)據(jù)的傳輸實(shí)際上是信號傳號和空號的傳輸，信號由空號變到傳號或由傳號變到空號的過程，實(shí)際上是傳輸線分布電容充電和放電的過程，充電的上升時(shí)間和放電的下降時(shí)間并不相同，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速度較高時(shí)，本來等寬的傳號和空號，其寬度變得不等，產(chǎn)生畸變，會引起數(shù)據(jù)接收錯(cuò)誤。
c。傳輸線間存在/地0的電位差。一般情況下，傳輸線間連接一條公共地線，由于發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備往往使用各自的電源系統(tǒng)，使兩者的電位可能不一致，從而信號地線中會有電流產(chǎn)生。由于傳輸線電阻的存在，使地線兩端產(chǎn)生電壓降，即電位差。當(dāng)發(fā)送設(shè)備向接收設(shè)備傳送數(shù)據(jù)時(shí)，接收設(shè)備得到的電壓信號與沒有地電位差時(shí)得到的不同。當(dāng)有用信號的電壓較小，而地電位差較大時(shí)，接收設(shè)備無法得到準(zhǔn)確的信號，數(shù)據(jù)傳輸將無法進(jìn)行。
d。傳輸線的負(fù)載阻抗與傳輸特性阻抗不匹配[1]。當(dāng)傳輸線的負(fù)載阻抗與傳輸特性阻抗不匹配時(shí)，會在線路中產(chǎn)生多次反射，致使信號波形產(chǎn)生畸變，導(dǎo)致數(shù)據(jù)產(chǎn)生接收錯(cuò)誤。
e。傳輸線的分布電阻。由于傳輸線存在分布電阻，靠電流傳輸信號時(shí)，若接收設(shè)備接收端輸入阻抗較低，將使接收設(shè)備吸收電流增大，傳輸線上損耗增加，使數(shù)據(jù)很難實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。f。傳輸線間的干擾[1]。雖然傳輸線彼此之間是絕緣的，但是根據(jù)有線電信傳輸原理，傳輸線間存在絕緣電導(dǎo)，其相當(dāng)于四端網(wǎng)絡(luò)的并聯(lián)臂，它們對信號的傳輸起著分流、短路的作用，同樣能消耗一部分傳輸信號的能量，增加了線路的傳輸衰減，限制了數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸。
因此，要實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸，必須采用切實(shí)有效的方法，解決長線傳輸中存在的問題。
實(shí)現(xiàn)途徑 編輯本段
對傳輸線進(jìn)行/隔離0和/浮地0處理，是解決上述問題的較好方法。2。1采用光耦組成電流環(huán)結(jié)構(gòu)
為了加強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力，采用光電隔離電路，可去掉數(shù)據(jù)交換兩設(shè)備之間的公共地線，使兩設(shè)備電氣隔離。同時(shí)，在電)光)電信號的變換過程中，就光電耦合器件而言，只要其輸入端有一定的電流，其輸出端就能輸出相應(yīng)的數(shù)字信號，因此，邏輯電平的信號傳遞變成了固定電流環(huán)中電流有否的狀態(tài)傳遞，這樣，信號在傳輸過程中，不易受外來干擾的影響，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，大大提高了傳輸系統(tǒng)的抗干擾性能。
匹配電阻，用來提高接收端輸入阻抗，R1為線路的分布電阻。電阻R1和R2應(yīng)滿足如下關(guān)系:R2\(n-1)R1，n為接收端的總分節(jié)點(diǎn)數(shù)。用光電耦合可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)，以及點(diǎn)對多點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸。電路中光耦選用TLP521-2，三極管選用3DK4等，選用上述元件，當(dāng)電流環(huán)電流為10mA，數(shù)據(jù)傳輸速率為9600bps時(shí)可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對多點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸，傳輸距離可達(dá)2。5km。
結(jié)構(gòu)系統(tǒng) 編輯本段
數(shù)據(jù)點(diǎn)對多點(diǎn)傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)通常采用總線型結(jié)構(gòu)，所有的節(jié)點(diǎn)共享一個(gè)公共物理通道(總線)。其特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)不封閉，很容易加擴(kuò)新的節(jié)點(diǎn)，點(diǎn)對多點(diǎn)之間通過總線直接通信，速度較快，當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)不會影響其它節(jié)點(diǎn)的工作，不會導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。但總線型結(jié)構(gòu)的各節(jié)點(diǎn)輸入阻抗要高，節(jié)點(diǎn)數(shù)應(yīng)有限制，因?yàn)榭偩€式網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)都是掛在一條總線上的，當(dāng)各節(jié)點(diǎn)的輸入阻抗較小或掛接節(jié)點(diǎn)數(shù)多時(shí)，總線上的損耗大，這樣傳輸距離會大大減小。因此當(dāng)應(yīng)用RS-422/485標(biāo)準(zhǔn)接口電路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)對多點(diǎn)傳輸時(shí)(多于6個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí))，為了提高傳輸距離，必須在各節(jié)點(diǎn)接口處并聯(lián)一個(gè)合適電阻(2008左右)來提高輸入阻抗。
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