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              安防知識

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              如何組建高效可靠的專用無線數據傳輸系統

              作者: 深方科技 時間:2017-07-06 來源:深方科技
              摘要:數傳電臺,百公里傳輸...

              數據傳輸可以簡單地分為有線(包括架設光纜、電纜或租用電信專線)和無線(分為建立專用無線數據傳輸系統或借用CDPD、GSM、CDMA等公用網信息平臺)二大方式。相比較,用無線電臺建立專用無線數據傳輸方式比其它方式具有投資少、開通快和運行維護簡單等優點,缺點是“不是那么穩定可靠”。
                  無線方式傳輸數據真的不穩定可靠嗎?顯然不是。我們生活越來越離不了的電視、衛星、手機等通訊工具中都有“無線傳輸”的方式,還是比較可靠的。無論無線通訊還是有線通訊,計算可靠不可靠可以有個量的尺度,就是誤碼率(BER)。一般要求通訊系統的誤碼率在10-6內,再結合傳輸差錯控制協議,如反饋重傳ARQ、KERMIT、XMODEM、ZMODEM等等,就可以保證絕對無誤碼,只是誤碼率大的系統需多次反饋重傳,傳輸效率就降低。

              那么為什么無線方式傳輸數據讓人感覺不可靠?或者我們正在用的無線傳輸確實不可靠呢?

              原因很簡單:

              其一選用的電臺不是專用的數據傳輸產品?,F在國內大部分的遙控遙測電臺是用調頻模擬車載電臺加MODEM芯片改制的,它不是專業的數據傳輸產品,而是工作于230MHz數傳頻段的對講機。用這種電臺傳輸數據確實不可靠,原因是有二個根本性的問題不能解決:PTT控制發射時延(100ms以上)帶來前導數據字符丟失和調頻靜尾噪聲帶來的多余字符干擾,特別是在高速數據傳輸或收發轉換快的應用如接PLC等。在傳輸速率低、距離近、可靠性要求不高,如可以多次采集等,因為其價格低廉,用的很多。但是在要求高速、遠距離、高可靠的傳輸中,我們建議用戶要選用直接數字調制解調、有前向糾錯、用DSP技術的產品,如深圳深方數傳電臺設備。

              其二是要根據主站及分站的分布和地理環境等具體情況進行組網設計和現場測試。
               1、 理論計算
                   相距較遠的兩個點之間能不能通?通了以后誤碼率是多少?抗干擾穩定性有多強?在理論上取決于如下兩個因素。
                   A、視距傳輸
                   電波信號的傳輸根據工作波長(頻段)的長短不同具有地面波傳輸(長波)、電離層反射傳輸(短波)、空中傳輸(超短波、微波)三種方式,我國無線電管理部門將專用無線數據傳輸業務主要分配到220~240MHz頻段(另外還有800MHz、2.4GHz等頻段),這個頻段的電波傳播是通過空中進行的。由于地球曲率的影響,兩個點(天線高度分別為H米和h米)之間最大可視距離D公里為

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              D=4.12(√H+√h)

              假設主站天線架設在辦公樓頂(高約100m),遠程站天線架設在平房頂上(高約4m),則

              D=4.12(√100+√4)=49.44公里

              考慮到230兆頻段電波具有一定的繞射能力,該種假設架設天線,理論上最遠可以通到50公里左右。

              同樣假設主站和遠程站天線高都是1米(如手持),則理論上最大傳輸距離為6公里左右。

              因此天線架設的相對高度是決定通訊距離的第一因素。
              B、接收場強

              電波從電臺發出,經過饋線和天線,通過空中向遠方傳播,信號受到衰減,到遠端接收機時,場強電平為
                  Pr=Pt+Gt+Gr-Lt-Lr-Lo
                  Pr:正常接收電平(dBm)
                  Pt:發信功率(dBm)
                  Gt、Gr:收發天線增益(dBm)
                  Lt、Lr:收發饋線損耗(dBm)
                  Lo:自由空間損耗(dBm),Lo=32.45+20logf (MHz) +20logD (Km)

              電波信號到達接收機的場強不同,解調輸出信號的信噪比亦會不同,從而影響系統的判決造成誤碼。如果場強太小,即使距離再近接收機亦收不到。所以接收場強是決定通訊距離的第二因素。

              接收場強Pr與接收機的門限電平(即在BER小于10-6時,接收機要求的場強電平值,不同的電臺,該指標不同,一般為-110dBm)差距即為衰落儲備。Pr與接收門限電平差距越大,衰落儲備越多,抗干擾能力越強,誤碼越少,一般要求衰落儲備在20dB以上。
              2、實際測試

              由于現場的實際環境不可能是絕對平坦的,如有山丘、建筑物、樹木,不同程度和方式影響電波的傳播。因此,在工程實施前,必須進行現場電波傳播和接收場強測試(準確到多少dBm),以便根據現場環境和工作要求,確定主站和各遠程站電臺的功率、天線類型、架設高度等參數,使上下行信號達到足夠的抗干擾能力,才能實現有效可靠的無線數據傳輸。

              總之,只要選用技術指標高、質量穩定可靠的電臺,再經過現場測試,確定天線類型、架設高度和電臺的功率,您的無線數據傳輸系統一定能穩定可靠運行的。


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