Цифровые каналы передачи данных как альтернатива существующим

Размещено на http://www.allbest.ru/

Цифровые каналы передачи данных как альтернатива существующим

Цель работы:

Изучить возможность построения радиосетей передачи данных в телемеханике и телеметрии.

Радиомодемы - это отдельный класс устройств, предназначенных для передачи данных по радиоканалу. Как и обычные проводные модемы, радиомодемы работают в асинхронном или синхронном режиме, могут быть оснащены последовательным интерфейсом (RS-232, V.35, RS-449, EIA-530). Радиомодемы подключаются к мосту, маршрутизатору, мультиплексору (для передачи данных, голоса, видеоизображения в одном цифровом потоке) и выполняют функцию выделенной цифровой линии высокого качества. Работают на скоростях от 19.2 Кбит/с до 2048 Мбит/с на расстоянии до 50 км. Некоторые модели рассчитаны на работу в "режиме точка - многоточка" или "звезда", что дает возможность сразу нескольким абонентам обмениваться данными с базовой станцией.

Радиомодемы можно разделить по типу излучаемого сигнала на узкополосные и широкополосные.

Узкополосные устройства излучают в эфир сигнал с шириной спектра 15-300 кГц. Ширина излучаемого спектра пропорциональна скорости передачи информации. Главный недостаток узкополосных радиоустройств - низкая помехозащищенность и скорость передачи данных. Большинство узкополосных радиомодемов построено на базе стандартных УКВ передатчиков, оснащенных пакетными контроллерами и работает в диапазоне от 150 до 800 МГц. К достоинствам стоит отнести относительную дешевизну и высокую дальность связи, слабо зависящую от наличия прямой видимости.

Широкополосные радиомодемы менее подвержены влиянию внешних помех за счет введения дополнительной избыточности, в следствие чего расширяется спектр передачи. Так как помеха обычно генерируется в узкой полосе частот, то уменьшается ее влияние на целостность сигнала. Рабочие частоты лежат в пределах от 900 МГц до 5,7 ГГц. Излучаемая мощность может находиться в пределах от 1 до 800 мВт.

Как правило, почти все проблемы связанные с объединением локальных сетей, организацией последней мили можно решить с помощью радиомодемов. Но не все такие решения будут достаточно корректны как по цене , так и по пропускной способности. Для примера возьмем ситуацию, когда надо объединить две локальные сети Ethernet. Объединяя такие сети с помощью радиомодемов, встанет вопрос о приобретении дополнительного оборудования (мосты, маршрутизаторы). На самом деле, все это решается более элегантно - с помощью оборудования Radio-Ethernet...

Радиомодем обеспечивает:

Передачу дискретной информации в дуплексном режиме через дуплексные или в симплексном режиме (в одну и в обе стороны одновременно, соответственно) - через симплексные или дуплексные радиостанции, предназначенные для ведения речевой радиосвязи.

Работу как в радионаправлении (связь точка - точка), так и в радиосети (многоточечное соединение). При связи в радионаправлении должен использоваться один комплект радиочастот для каждой пары радио абонентов, а при связи в радиосети - один комплект радиочастот для всех абонентов радиосети.

Доступ к радиоканалу - случайный с контролем несущей.

Передачу дискретной информации в зависимости от типа применяемой радиостанции на скорости 4800 или 9600 бод. При применении специальных радиостанций, имеющих расширенную рабочую полосу частот радиоканала, радиомодем обеспечивает передачу дискретной информации на скорости до 19200 Бод.

Передачу дискретной информации при соотношении сигнал/шум в радиоканале 15 - 20 дБ, что соответствует требованиям к радиоканалу для ведения речевой связи.

Передачу данных DTE и DCE (между терминалом и модемом) на скоростях 2400,4800,9600 или 19200 Бод по стандартному интерфейсу RS- 232.

Автоматическую защиту от ошибок передаваемой в радиоканале дискретной информации методом ARQ (проверка правильности приема информации по контрольной комбинации, принятой в сообщении, и автоматический запрос повторной передачи неправильно принятой части сообщения). Протокол передачи информации соответствует протоколу АХ.25.

Автоматическую ретрансляцию адресных сообщений в соответствии с маршрутом, содержащимся в передаваемом сообщении. Количество интервалов ретрансляции до 8.

Электропитание от сети переменного тока напряжением 220 В, 50 Гц, бортовой сети постоянного тока напряжением 27 В или бортовой сети постоянного тока напряжением 12 В.

Область применения

Для организации персональной радиосвязи между офисным терминалом и PC - блокнотом или NOTEBOOK- ом, находящимся в автомобиле или в другом объекте.

Для дистанционного получения цифровых данных от контролируемых Объектов. Например от приемника GPS глобальной спутниковой системы определения координат), установленного на автомобиле.

Для организации систем передачи данных корпоративных пользователей с целью:

- дистанционного сбора и обработки данных;

- дистанционного контроля параметров;

- дистанционного управления объектами;

- дистанционного управления процессами.

Радиомодем может найти применение в следующих отраслях промышленности:

Нефте и газодобывающей промышленности - для сбора, обработки, накопления и хранения данных об объемах производства и дистанционного управления объектами;

Нефте, газо- и водопроводах - для контроля потоков, дистанционного управления насосными станциями и аварийного их отключения; других энергосистемах и т. д.

Пример построения сети с использованием системы AD2000.

радиосеть телеметрия ретрансляция

Рис. 1 Внешний вид

Рис. 2

Преимущества применения интегрированной системы AD2000.

Интерфейс оператора:

На рынке существует великое множество модификаций как просто радиомодемов, с различными конфигурациями как по частотному диапазону, радиусу действия, возможностью ретрансляции данных и др, так и интегрированных систем, подобных AD2000.

Основными критериями все-таки остаются: радиус действия, коррекции ошибок, скорость передачи, стоимость оборудования.

Примером использования такого оборудования может служить: Проект 8535 Нефтегазовая промышленность

Район: Россия, Томск

Задача: Контроль за работой газопровода. В качестве Заказчика выступило одно из подразделений АО "Газпром". Располагая сетью трубопроводов для транспортировки газа, Заказчик использовал развитую кабельную систему для организации обмена данными между насосными станциями и центральным пультом диспетчера с целью управления насосными станциями и контроля за возможной утечкой газа за счет непрерывного сбора данных о давлении и параметрах газового потока внутри трубопровода. Наряду с крайне низкой надежностью, обусловленной природными и климатическими условиями, поддержание кабельного хозяйства в рабочем состоянии было связано с серьезными финансовыми затратами. В связи с этим было принято решение об отказе от использования связных кабелей и установке средств передачи данных по радиоканалу. Целесообразность такого решения была обусловлена также наличием радиорелейной линии связи, протяженностью несколько тысяч километров, проложенной вдоль газопровода.

Решение: Предложенное техническое решение предусматривало установку одного дуплексного радиомодема на каждом узле радиорелейной связи (всего 25 узлов) и 75 полудуплексных модемов на каждой компрессорной станции. Каждый дуплексный модем обеспечивает обмен данными по заданному алгоритму с модемами на трех компрессорных станциях, расположенных на удалении до 50 км. Ввод системы в эксплуатацию позволил существенно повысить надежность дистанционного контроля и управления. Цикл опроса всех контрольных датчиков на заданном участке газопровода занимает несколько секунд. При этом техническое обслуживание системы сводится к проверке рабочих параметров и дистанционно выполняемой настройке и исключает необходимость выезда персонала в пункты установки оборудования. Временные затраты на выполнение этих работ составляют примерно 30 минут на каждое устройство в год. Система успешно эксплуатируется с 1993 года. По результатам эксплуатации руководством "Газпрома" принято решение об использовании данной технологии при создании газопровода "Ямал-Европа".

Размещено на Allbest.ru