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数传电台简介_数传电台个人资料_数传电台微博

2016-11-26 18:52:12 科学百科 阅读 3 次

数传电台/数传电台 编辑

   

数传电台
数传电台

      数传电台(radio modem)是指借助DSP 技术和无线电技术实现的高性能专业数据传输电台。 数传电台的使用从最早的 按键电码、电报、模拟电台加无线MODEM,发展到目前的数字电台和DSP、软件无线电;传输信号也从代码、低速数据(300~1200bps)到高速数据(N*64K~N*E1),可以传输包括遥控遥测数据、动态图像等业务。目前国际上比较知名的数传电台包括,芬兰的SATEL数传电台,美国的MDS,以及日本的日精等。数传电台还可以分为模拟电台加MODEM、数字电台、网络图像电台等。 数字电台是数字式无线数据传输电台的简称。即采用数字信号处理、数字调制解调、具有前向纠错、均衡软判决等功能的无线数据传输电台。区别与模拟调频电台加MODEM的模拟式数传电台,数字电台提供透明RS232接口,传输速率达19.2Kbps,收发转换时间小于10ms,具有场强、温度、电压等指示,误码统计、状态告警、网络管理等功能。

数传电台
数传电台

     无线数传电台作为一种通讯媒介,与光纤、微波、明线一样,有一定的适用范围:它提供某些特殊条件下专网中监控信号的实时、可靠的数据传输,具有成本低、安装维护方便、绕射能力强、组网结构灵活、覆盖范围远的特点,适合点多而分散、地理环境复杂等场合。在很多专网领域有广泛的应用。
   


我国数传电台的历史  

     在VHF/UHF超短波无线通信领域,除了对讲机、车载电台、手机等早已为老百姓习以为常的无线通信终端产品外,还有一个相对而言比较专业、不为大部分人所知的特殊的通信设备,那就是超短波无线数传电台(以下简称数传电台)。顾名思义,数传电台就是用于数据传输的电台,与常规的用于话音通信的电台的区别在于:数传电台主要的功能是利用现有的超短波无线信道实现远程数据传输,当然,很大一部分数传电台同时也保留了通话功能,可以数话兼容。由于一般被用于工业远程控制与测量系统,即我们常说的遥控遥测系统(或SCADA系统),使用环境可能会十分恶劣,因此数传电台在技术指标及可靠性方面要求比语音电台更严格。   

     虽然不为大部分人所熟知,但就短暂的现代通信的发展史而言,数传电台的历史也可以算得上有些“悠久”了。一直沿用至上世纪末的用摩尔斯代码发“电报”的发报机,可以认为是数传电台的“开山鼻祖”,要知道,发明电报的时候,可以用来通话的电台还没有诞生呢!当然经过一百多年的“进化”,现在的数传电台的工作频段及工作原理与发报机相比已经有很大差别,不可同日而语了。   

     数传电台的工作原理简述如下:大家知道,由于数据信号是一种脉冲信号,而脉冲信号所占用的频谱十分丰富。如果脉冲信号象话音信号一样直接送去窄带超短波电台的发射机调制,那么由于电台发射机及接收机的带宽的限制,脉冲信号在传输过程中频谱会大量丢失,产生很大的失真、衰落,从而导致数据传输误码甚至完全失败。尤其是传输速率在1200bps以上时,这种直接调制的方式就完全不可取了。为了实现在无线信道上的可靠、高速的数据传输,就必须在常规的超短波调频电台内部植入一个调制解调器(MODEM),发送数据时通过该MODEM的调制器把脉冲信号(即数据信号)转换成模拟信号,接收时则正好经历一个相反的过程,通过MODEM的解调器把接收到的模拟信号还原成脉冲信号。   

     从原理上看,数传电台并不复杂,无非是在传统的调频电台的基础上加上了一个MODEM。但实际上,数传电台无论在技术发展层面还是在市场推广层面,已经走过一段相对漫长而且复杂的历史,现状如何?又何去何从?也许是众多业界同仁十分关心的问题。   

     我们现在所说的数传电台,在欧美日等西方发达国家起步较早。早在上世纪六、七十年代,以MOTOROLA为代表的通信厂商开始涉足无线数据通信领域,超短波数据通信只是其中的一个分支。当时在西方发达国家,调频对讲机已经开始普及,同时由于对工业自动化程度的要求也越来越高,越来越多的领域需要建立遥控、遥测系统,取代昂贵的、效率低下的人工作业,于是无线数据传输业务就应运而生。不过由于当时的频率合成等技术还没有成熟,同时要传输的数据量也不大,因此那时的数传电台实际上比较“简陋”,只是在原有的调频对讲机或车载电台的基础上加装了一个低速率的调制解调芯片,所以严格来说只是一款话音电台的“改装机”,还不是真正意义上的专业的数传电台。当时较为典型的MODEM芯片之一就是MOTOROLA的MC145442。这也是最早采用FSK(频移键控)制式的MODEM芯片之一,与常规的话音电台配合后可以在超短波窄带信道上实现最高300bps的传输速率。以后发展起来的MSK、FFSK、GMSK、QPSK、CPFSK等等,五花八门的调制解调技术,以及AM7910、M7512B、TC3105、FX604、FX469、FX909 、FX589等一系列从低速向高速发展的MODEM芯片,直至现在常用的利用数字信号处理器(DSP)设计的软件MODEM,都是在早期的FSK原理技术的基础上,随着集成电路及软件技术的进步,经过不断改良而发展起来的,万变不离其宗。即便是MC145442这样的低速芯片,直至今天,仍然还有人在使用它,还没有成为文物,足见其稳定性及生命力。   

     我国在无线数据通信技术方面,与欧、美、日等发达国家相比,起步较晚,至少落后了20年左右,但发展较快。无线数传电台概念在我国的形成,应该是在改革开放后的80年代初期,但在整个80年代,由于我国的软件及硬件技术还比较落后,系统集成水准还比较低,因此数传电台也只是在水利、电力、自来水等极少数的几个领域进行一些试验性的、小范围的、小批量的应用。看到无线数据通信的发展前景,当时的国家无线电管理委员会还专门辟出了223~235MHz的无线数据通信专用频段,避免了与当时的150MHz、450MHz等语音通信设备争夺有限的频率资源,这一有远见的做法为日后数传电台及遥控遥测系统的快速发展奠定了良好的政策基础。  

     进入90年代初期,随着改革开放的深入,以电力、水利、自来水、石油、环保、热网等为代表的国民经济的重要行业发展迅速,对自动化程度的要求也日益提高。我国的遥控遥测系统(简称“三遥”系统或SCADA系统)市场由此由实验阶段逐渐进入了高速发展阶段,从民用到军用,应用领域也越来越广泛,需求量也越来越大。数传电台于是进入了一个蓬勃发展期。最常见、最典型的遥控遥测系统有:电力负荷监控系统、配网自动化系统、水文水情测报系统(即流域防汛监测系统)、自来水管网监测系统、城市路灯监控系统、铁路信号监控系统、热网监控系统、输油供气管网监测系统、GPS定位系统、集中抄表系统、地震测报系统、无线电子称重系统(主要用于港口码头的装卸作业)、自动报靶系统、无人飞机控制系统、防火防盗系统、环境监测系统等等自动化系统。

应 用
  

  电力

数传电台
应用

       电气SCADA(监控和数据采集)是一个广阔的市场,包括发电系统、配电自动化、电量管理系统等等。适合用无线 电控制的装置,包括杆顶自动开关装置、断路器、电容器组等,尤其是10千伏变压器的监控,其数量十分巨大,为无线数传电台的应用开辟了广阔的空间,因为点多而分散的10KV配变站,恰恰十分适宜数传电台的使用,这一情况在部分省市已经得到了验证。
   

 油田、煤矿

数传电台
应用

      油田、煤矿等地理环境复杂。油井分布较广,采用人工监控设备和数据采集十分不便,实时性差,有线传输也不方便。无线数传电台是非常理想的数据传输手段,提供实时可靠的监控数据。 水文监控、气象、环保水利、气象等部门需要自动采集雨量、水位、流量、蒸发量、空气质量等水文、环境参数的地方,特别适用于偏远山区、地势险要的水文站、监测点。
   


 城市水处理、集中供热等市政工程

数传电台
应用

     水处理远程实时监控系统是用现代化的通讯技术、计算机技术和自动监测仪器,对各远端设备及水质、流量等参数进行远程实时监控,实现了水处理的自动化、信息化、网络化。城市供热联网,各片区热力站等逐步要求无人职守,采用无线传输数据是理想又经济的方式。 此外无线数传电台还可广泛应用于铁路监控、报警系统、现代工业设施、灌溉、森林等系统或设施中的数据传输。