Методы и модели построения цифровых систем передачи интегрального потока данных в сетях связи промышленного назначения

• Автор: Гудков, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 212 с. : ил

Введение.

Глава 1 Назначение и принципы построения современных систем передачи

данных в сетях связи промышленного назначения.

1.1. Общая характеристика сетей связи промышленного назначения

1.1.1. Организации сетей связи промышленного назначения.

1Л .2. Организации речевых каналов

1.1.3. Организации каналов телемеханики.

1Л .4. Организации каналов передачи данных и АСКУЭ

1.2. Характеристика физической среды каналов сетей связи на примере

электроэнергетики.

1.3. Анализ характеристик современной аппаратуры связи для построения

сетей связи промышленного назначения на базе ВЧканалов.
1.4. Классификация систем передачи данных ведомственных сетей связи
промышленного назначения
1.5. Анализ методов цифрового кодирования речи
1.5.1. Основные принципы кодирования речи.
1.5.2. Параметры, характеризующие цифровые кодеки.
1.6. Постановка задачи построения ЦСПИПД
Выводы по Г лаве 1.
Глава 2 Разработка моделей и способа построения цифровой системы
передачи интегрального потока данных ЦСПИПД.
2.1. Создание и внедрение цифровых каналов связи в ведомственных
сетях связи промышленного назначения
2.2. Организация передачи интегрального потока данных на базе
2.3. Назначение и особенности применения систем передачи данных с
синхронным временным уплотнением каналов
2.3.1. Организация многоканальной цифровой передачи речи
2.3.2. Организация прозрачной кодонезависимой передачи данных от
аппаратуры телемеханики в синхронном мультиплексном канале
2.4. Основные задачи исследования и разработки при построении ВЧ
модема ЦСПИПД.
2.4.1. Построение КАМмодемов с высокой удельной скоростью для систем
высокочастотной связи промышленного назначения
2.4.2. Разработка системы многоуровневой синхронизации
2.5. Разработка функциональной структуры ЦСПИПД.
2.6. Анализ времени задержки в ЦСПИПД.
2.7. Процедуры адаптации ЦСПИПД.
2.8. Протокол управления информационным каналом ЦСПИПД
2.9. Обоснование необходимости разработки протокола управления
передачей.
2.9.1. Основные процедуры протокола управления передачей ЦСПИПД. 2.9.2. Процедуры канального уровня. Вопросы обеспечения достоверности
передачи ИПД
2.9.3. Формат кадра ЦСПИПД.
2 Процедура организации передачи служебной информации в ЦСПИПД
.Организация передачи служебной информации на основе
специальных сигнальных конструкций
.Организация передачи служебной информации на основе системы
пилотсигналов
.Процедура установления соединения на физическом уровне
.Процедура установления соединения на канальном уровне.
.Оценка времени процедуры установления соединения
Выводы по Главе 2.
Глава 3 Разработка аппаратнопрограммных средств функциональных элементов ЦСПИПД.
3.1. Разработка функциональной модели ВЧмодема
3.1.1. Разработка системы многоуровневой синхронизации.
3.1.2. Разработка функциональной модели модулятора ВЧмодема.
3.1.3. Разработка функциональной модели демодулятора ВЧмодема.
3.2. Синхронизация задач и потоков данных ЦСПИПД.
3.3. Разработка функциональной структуры эквалайзера на основе
адаптивного комплексного фильтра.
3.4. Разработка функциональной структуры программного обеспечения
многоканального вокодера в ЦСПИПД.
3.5. Разработка архитектуры многопроцессорной ЦСПИПД
Выводы по Г лаве
Глава 4 Экспериментальное исследование характеристик и реализация ЦСПИПД
4.1. Реализация и внедрение ЦСЛИГЩ.
4.2. Результаты стендовых испытаний
4.2.1. Измерение соотношения сигналшум в канале.
4.2.2. Измерение коэффициента ошибок на искусственной линии с
генератором помех
4.2.3. Отработка скачков и провалов уровня сигнала на линии
4.3. Линейные испытания ЦСПИПД в составе опытных образцов
аппаратуры АВСЦМ
Выводы по Главе
Заключение.
Список литературы


Создание отдельной сети АСКУЭ, учитывая современные экономические условия, а также отсутствие сетевой инфраструктуры совместимой с инфраструктурой подстанций, то есть транспортной системы энергоресурсов, является нереализуемой задачей. АСКУЭ это использование пропускной способности существующих каналов ВЧсвязи. Причем объем информации, передаваемый по ЛЭП, составляет примерно от оощего объема информации. В некоторых случаях возможна организация новых радиоканалов, а в отдельных случаях спутниковых каналов. Для задач АСКУЭ требуется достаточно высокая оперативность в передаче данных, поскольку существуют так называемые трехминутные интервалы учета и получасовые интервалы учета. Трехминутные интервалы можно обеспечить, используя только каналы реального времени, какими яазяются каналы телемеханики или новые каналы передачи данных реального времени. В настоящее время активно развивается концепция доуплотнения существующих ВЧканалов связи, каналами телемеханики и АСКУЭ. Учитывая ограниченную пропускную способность существующих ВЧканалов в аналоговом виде, невозможно уплотнить дополнительные каналы АСКУЭ со скоростями более 0 битс. Это справедливо, если использовать те же каналы, по которым сейчас организованы диспетчерские речевые каналы и каналы телемеханики. Таким образом, сегодня, в каналах ССГТН, в полосе 0,,4 кГц, одновременно могут передаваться три типа сигналов см. Рис. Гц, канал телемеханики в полосе 2,, кГц и канал АСКУЭ со скоростью до 0 битс в полосе 2,,4 кГц. Характеристика физической среды каналов сетей связи на примере электроэнергетики. Для передачи сигнала может использоваться физическая среда ФС, которая специально предназначена для передачи информации, как, например, в стационарной телефонной связи или при передаче информации через медный, коаксиальный или оптический кабель. Модемы телемеханики Данные телеуправления. Рис. Кроме этого, для передачи информации могут быть использованы нетрадиционные ФС передачи, например, линии электропередачи в электроэнергетике и на железнодорожном транспорте, нитки нефтепроводов и газопроводов и т. При этом передача информационного сигнала является вспомогательной функцией по отношению к основному назначению ФС передачи передача электрической энергии, транспортировка нефти или газа. Вследствие этого, сети связи, построенные на базе нетрадиционных ФС передачи, характеризуются высоким уровнем помех и шумов, большим затуханием линии, что предъявляет повышенные требования к аппаратуре связи. Однако использование существующих сред передачи позволяет получить значительную экономию на стоимости линий связи и их прокладке. Характеристики физических каналов связи определяются в первую очередь условиями распространения сигналов и видом воздействующих помех. ЛЭП, служащие средой передачи сигнала, подвержены воздействию многих помех шумы несущих элементов, помехи, связанные с атмосферными явлениями, индустриальные помехи, сосредоточенные помехи. Для ЛЭП выделяют специфические помехи, прежде всего, это коронный разряд, который всегда существует. В зависимости от мгновенного напряжения на трех фазных проводах за один период частоты Гц возникают три характерных шумовых всплеска помехи, т. Средне квадратическое значение шума помехи типа корона изменяется во времени как показано на Рис. При этом в каждый момент времени распределение помехи типа корона представляет собой белый шум имеет равномерное частотное распределение. Рис. Изменение во времени напряжения шума короны. Перечисленные виды помех отличаются распределениями, мощностью и могут приводить к одиночным или пакетным ошибкам при передаче данных. Но в любом случае эти помехи неизбежны, и поэтому, должны учитываться в тракге обработки сигнала при приеме. Передача данных в аппаратуре ВЧсвязи должна обеспечиваться с учетом требуемой и достигаемой помехоустойчивости, при заданном соотношении сигналпомеха. На приеме необходимо учитывать последствия ошибок, так, например, при использовании цифрового вокодера речь будет терять узнаваемость и разборчивость при вероятности ошибки выше 3 . Одним из свойств ЛЭП является согласованность линии. При неидеальном согласовании линии передачи может возникнуть сложная интерференционная картина с многократным отражением от концов линии.