楼宇智能化技术第4版 许锦标 张振昭第1章.ppt

楼宇智能化技术 广东工业大学自动化学院 第一章 信息传输网络技术 第一节 功能及传输对象 第二节 网络传输介质 第三节 网络技术基础 第四节 通信网络(广域网) 第五节 计算机网络(局域网) 第一节 功能及传输对象 一、网络的基本功能 二、数据与信号 三、模拟传输和数字传输 一、 网络的基本功能 楼宇的信息传输是楼宇智能化的基础功能，信息传输网络是智能楼宇的神经系统，它不仅能实现话音通信，而且能实现话音、数据、图像的综合传输、交换、处理和利用，它包括: 1)支持建筑物内部有线电话、有线电视、电信会议等话音和图像通信。 2)支持楼宇设备自动监控、楼宇运营管理、住户共用信息处理、住户专用信息处理等系统中设备之间的数据通信。 3)支持各种广域网连接，包括具有与公用电话网、公用数据网、移动通信网和各种计算机通信网的接口。 智能楼宇对信息传输的需求，可从以下几方面分析∶ 1)商用个人计算机(PC)、传真机、文字处理机、工作站的安装量和生产量 2)数据通信需求状况 3)多媒体通信的需求 适用于智能楼宇的信息传输网络，目前主要有三种技术∶ 1)程控用户交换机PABX(Private Automatic Branch eXchange)网 2)计算机局域网络LAN(Local Area Network) 3）PABX与LAN的综合以及综合业务数字网ISDN(Integrated Services Digital Network) 二、数据与信号 ⒈ 模拟数据和数字数据 数据可以分为模拟数据和数字数据两种形式。模拟数据是连续的值。例如：声音和电视图像就是强度连续变化的，大多数用传感器搜集的数据，例如温度和压力，都是连续取值的，它们都是模拟数据。数字数据是离散的值。不仅在时间上离散，而且在幅度上也是离散的值（即幅度只取有限个离散的值）模拟数据可以通过“数字化”处理，转变成数字数据. ⒉ 模拟信号和数字信号 模拟信号是电磁波，这种电磁波可以按照不同频率在各种介质上传输。例如，话音经过声-电转换器变成一个模拟电信号。数字信号是一系列的电脉冲。模拟数据可以用模拟信号来表示，数字数据可以用数字信号表示。 三、模拟传输和数字传输 数字传输称为基带传输，模拟传输称为宽带传输。 模拟数据和数字数据都可以用模拟信号或数字信号来表示，因而也可以用这些形式传播，右图为示意图。 第二节 网络传输介质 一、 信道和传输损耗 二、 双绞线 三、 同轴电缆 四、 光纤 五、 无线信道 六、 传输介质的选择 一、 信道和传输损耗 ⒈ 信道分类 ⑴按信道的用途分 例如用于电话的叫电话信道，用于电报的叫电报信道，用于电视的叫电视信道等 ⑵按传输介质分 分为有线信道和无线信道，有线信道中的双绞线、同轴电缆和光纤，以及无线信道中的无线微波接力和卫星中继通信系统。 ⑶按传输信号的频谱分 分为基带传输信道和载波信道 ⑷按允许通过的信号分 分为模拟信道和数字信道 ⑸按使用的方法分 分为专用(租用)信道和公共(交换)信道 ⒉ 信道容量 一个给定信道的信道容量是在传输差错概率趋于零的条件下，单位时间内可以传输的信息量，或把信道能够传送信息的最大速率信道容量。 香农导出了一个公式来计算理论上的信道容量,它与信道带宽以及分布于该有限带宽上的信噪比有关。该公式如下式所示: C=ω×log2 [1+S/N] 在这个公式中，S是信号通过信道的功率，以W为单位;N是信道上噪声的功率，单位为W;而ω则是信道的带宽，单位为Hz。 ⒊ 传输损耗 信号在信道中传输时，面临许多损耗，其中，最重要的是衰减、延迟畸变和噪声。 二、 双绞线 ⒈物理描述 双绞线由两条绝缘铜导线排成匀称的螺旋状组成，一对线作为一条通信线路。通常，一定数量这样的导线对捆成一个电缆，外面包着硬保护性护套。电缆中可以有多对线。导线对的绞纽可以减少线对之间的电磁干扰。以提供相对稳定的导电特性。电缆的粗细为4.5～17mm不等，如图1-3所示。 2.特性传输 双绞线可以用于传输模拟及数字信号。对于模拟信号，每隔5～6km需要放大器，对于数字信号，每隔2～3km需要转发器。与其他传输介质相比，双绞线的传输距离、带宽和数据率有限。当频率增高时，信号衰减增大。 其他损耗对双绞线也很严重。由于其易于和电磁场藕合，它对于干扰和噪声相当敏感。例如，与交流电力线平行的线会获得50Hz的交流干扰。脉冲噪声也易于侵入双绞线。 可以采取一些措施来减少损耗。如用金属编织网来屏蔽，可减少干扰;线的绞纽可减少低频干扰，相邻的线对采用不同的纹纽长度可减少串音。另一个技术是使用平衡