数据通信方式例1

1.1 数据通信一般概念

数据通信技术是近年来通信技术发展最快的的一个分支。一般地说，只要是以编码的方式表示信息，用某种信号形式在信道上传送这些编码的通信都叫做数据通信。数据通信所传送的信息可以是数据、文字、图象、声音等各种内容，可以通过电话网、分组交换网、专用数据网等各种通信信道进行通信。

计算机通信主要指计算机之间和计算机与终端之间的数据通信。广义而言，数据通信也就是计算机通信，为通信而构成的网络也就是计算机网络，只是计算机网络侧重于解决计算机资源的共享和负荷的分担，而数据通信网则侧重于传输和交换。

1.2 电力数据网

随着各级电网调度自动化系统的建立和运行，各级系统之间信息交互的需求已经越来越迫切。传统的解决方法是用所谓“转发”方式，即采用与RTU 通信相似的规约，通过点到点信道在两个主站系统之间传递信息。这种方法不够灵活，更不便于多个主站之间相互共享信息。因此，建立电力数据网，通过计算机网络在各级调度中心的主站系统之间共享信息，是必然的趋势。

1996年，原国家电力部已经在国家电力调度中心和全国各大网调和独立省调之间建立了电力数据一级网。96年以后，各大网调到省调之间的电力数据二级网也基本建立起来。目前，各省到地区/市之间的三级网也正在建设中。

电力数据网可以支持实时和非实时的各种网络应用。为了在各级电网调度自动化系统之间共享实时信息，原国家能源部于1992年了“电力系统实时数据通信应用层协议”，作为国家电力行业标准，即DL 476-92。遵照这个标准，国家电力调度中心和各大网调/独立省调已经实现了调度自动化系统之间的实时数据通信。

截止到1997年，IEC TC57委员会已经制定了有关标准，即远动应用服务元素（TASE.2）协议，也称控制中心间通信协议ICCP，可使电网控制中心与其它电网控制中心、区域控制中心、独立发电厂等通过广域网（WAN）进行数据交换。今后电力数据网上的实时信息交换将逐步向这些国际标准过渡。

1.3 分站的各种通信方式

目前，电力数据网络分站和主站之间的通信方式主要有两种：一种是循环式，适用于点对点的远动通道结构，其主要特点是以厂站端为主动方，循环不断地向调度端发送遥测、遥信等数据。另一种是问答式，它的主要特点是主站掌握通信的主动权，主站可以按需要指定分站传送某一个或某种类型的远动数据，传送中有差错时主站可要求重传。问答式远动的分站为了准备遥测、遥信等数据，和循环式一样需要相应的硬件和软件，以一定的扫描速度来采集遥信和遥测等数据，并判别是否有遥信变位，遥测越阈值等情况发生。和循环式不同的是这些数据采集之后并不立即发送，而是先行存储，等主站需要时才将它们按规定的格式组装发送。可见问答式远动中分站的工作，对遥信、遥测而言可分为两步，一是数据准备，以一定的扫描频率采集实时数据，适当处理后存储待用，二是按主站的要求组装发送。问答式远动主站的工作主要是轮流询问各个分站，并接收分站送来的信息加工处理。和循环式相比主要是增加了主动轮询各分站的任务。至于遥控、遥调，在循环式中主动权也在主站，因此问答式和循环式没有什么差别。

当用计算机通信技术实现远动功能时，分站和主站的硬件部分，无论是按循环式或按问答式工作，都必须提供数据采集、处理、存储、发送、接收以及输出执行等的物质条件，因而硬件部分对于循环式或问答式并没有实质性的差别。问答式和循环式的主要差别在于软件，即在于主站和分站之间的对话方式。

厂站端远动装置遥测、遥信部分的主要功能是组织好遥测、遥信等远动信息发往调度端。远动数据的传送应按约定的格式进行，收发两端应事先对传送速率、同步方式、数据结构等相互约定，共同遵守。这些约定称为通信规约。发送端按通信规约的规定及时组织好要发送的远动字，然后按字节逐一递交给串行通信接口，再经调制器发往信道。调度端经解调器解调按规定格式逐一接收。

1.3.1 电力数据网循环式远动通信

循环传送方式的帧结构和字结构

循环式远动系统中，厂站端按约定的规则循环不断地向调度端发送远动数据。基本的帧格式见下图，每帧由若干远动字组成，以同步字SYN开头。一帧结束后再按规约规定传送下一帧，如此不断循环。以微机构成的远动装置通常以8位的字节作为基本单位，例如一个远动字占用6个字节，共48位，同步字可采用三组EB90H，也是48位。

上图循环式远动的帧结构

远动字基本结构见下图，其中第1个字节为地址字，用以识别各个远动字。地址字也称点号或功能码。最后一个字节为校验码，用作抗干扰保护。中间的4个字节为远动数据。如为遥测远动字则可传送2个遥测量，每个遥测量占2个字节共16位，其中12位为遥测量的数值，另4位用作标志位，表明遥测量的数值是否有效等。如为遥信远动字，则可传送2组遥信数据，每组2个字节16位，总共4个字节32位，可以传送32个开关量的状态。

8 8 8 8 8 8

上图循环式远动的字结构

1.3.2 电力数据网问答式远动通信

目前问答式远动装置的分站端大多采用模块式结构，一般按功能划分，以模块为单位。遥测量、遥信量等分别存放在指定的模块中。每个模块都有自己的地址。一个模块包含若干个字，例如8个字，每个字有16位，需要访问有关数据时可直接指定模块地址、字地址。传送的报文以8位字节为单位，附加起始位和停止位，但不带奇偶校验位。其报文格式、各种信息类型以及主站与分站之间的应答过程，此处就不再加以详述。

1.3.3 远动中的一般帧格式

远动中的信息，不论循环式或问答式，通常都以帧为单位进行传输。为了保证可靠、快速和高效率地传送信息，对于远动中帧格式的安排，一般要考虑如下一些基本问题。

（1）明确区分一帧的首尾，例如设置帧分界符，帧开始标志、帧长信息。帧的结束标志等。

（2）标明源站或目的站的地址。

（3）明确各种命令／响应帧的功用，规定相应的功能代码。

（4）采用抗干扰保护，确定发生差错后的重发以及防止帧丢失或重复的措施。

（5）保证用户数据的透明性，对用户数据应不加限制。

（6）根据接收站的缓冲器容量，为避免接收的数据过量而造成溢出，设置数据流控制。

（7）规定信息的数据格式。

（8）减少无效信息，提高传输效率。

各个远动设备的制造厂，对于上列问题的技术观点不尽相同，因而所采取的措施亦各有差异。需要传送的用户数据有各种具体情况，长短不一。帧的长度可按实际情况而定的，称为可变帧长。某些帧的长度可事先确定不再改变的，称为固定帧长。一般的帧结构格式如下图所示，图中帧分界符F表明一帧的开始；帧长字段L表明本帧的长度；控制字段C表明本帧信息的特征；地址字段A表明源站或目的站的地址；信息字段I安排用户信息；帧校验码字段FCC按抗干扰要求可以配置不同的校验码。

上图一般帧结构格式

上图中的这些字段并非每一帧都必须备齐，对于固定帧长的帧就毋需帧长字段。有的响应帧，如肯定确认和否定确认帧，有时会没有信息字段和校验码字段。

参考文献

[1]阳宪惠.工业数据通信与控制网络.清华大学出版社,2003,(6).

[2]刘斌.电力线通信技术与实践.机械工业出版社,2011,(6).

数据通信方式例2

中图分类号：TN919 文献标识码：A

数据通信将通信技术和计算机技术相融合，是一种新兴的、高科技的通信方式，针对不同的传输媒介，可以将数据通信分为有限数据和无线数据两种，在通信的多个层次和多个领域之中，能够实现数据、语音和图像的广泛应用，最终推动信息共享和交流的快捷性和方便性，因此，相关的工作人员应该在工作的过程中不断进行研究和探索，实现技术革新，有助于推动我国数据通信技术的不断发展。

1、数据通信的适用范围和交换方式

电路交换指的是相互通信的终端或者计算机在通信的过程中使用相同的物理链路，同时，排斥其它的终端和计算机在相同的时刻对上述链路的数据通信进行共享。在一些公用电话网、电网和数据网等通信网络之中使用电路交换，因为电路交换是具有专用性的数据网络，因此，在通信过程中具有均衡性、延迟性小和实时性高的条件，在接通效率、工作效率和用户距离等方面，都比传统的电话网具有优势，在较长时间的通信过程中适宜使用。文交换指的是在交换机中首先储存使用者的文，在输出电路之中产生了空闲的现象，应该将用户的文向交换机和终端上发送，文交换具有显著的优势，能够使中继线和电路的利用效率得到显著的提高，文交换具有较广的适用范围，在多种速率、多种协议和多种代码的终端都能够使用文交换的形式来实现数据通信，但是，上述的方式具有延迟性较大的特征，会占用很大的内存空间和外存空间，因此，在一些对网络的安全性和延迟性具有较高需求的数据通信之中，文交换不具有优势。分组交换指的是将使用者发送的文件分为若干个具有固定长度的数据包，之后将数据包使用转发存储的方式在数据网中进行传输，在进行分组交换的过程中，由于不同的用户使用动态的传送方式，具体来说，在相同的链路之中，在相同的时间之内，可以有多个用户进行数据的传输，因此，使用分组交换的传输方式可以充分发挥线路的使用效率。

2、数据通信的发展前景

数字电路能够为专用网、寻呼系统、图文系统、高速数据传输、电视会议和ISDN等提供高效的数据通道，同时，能够向大客户提供租用线，最终实现银行、教育机构、科研机构和公安局等用户的局域联网，可以使用DNN将部门和企业之中的多个终端进行连接，最终在局域网内部实现指挥和调度的统一。电子数据的交换业务将通信技术和管理技术相结合，是无纸贸易的一种，使用电子的凭证取代了以往的纸面凭证，转变以往点对点的联系方式，使用了点对多点的信息传递方式，成为了电子化商务的重要工具，在我国外受到了广泛的关注。传真转发业务指的是在通信技术和计算机技术的基础上建立的传真网络，使用计算机的转发和存储功能，满足用户的需求，交换业务的核心指的是传真交换机。可视图文技术指的是在现有网络的基础上建立新的服务体系，在公共数据库和专用数据库的数据传输过程中使用。帧中继技术在局域网和高速主机的网入口中使用，是将通信网络向ATM之中过短的重要手段，主要具有以下几个方面的应用前景。首先，应该建设帧中继的公共网络，为用户提供相关的帧中继等服务，同时，将其接口在交换机上进行安装，降低向用户提供具有较低成本的服务，在局域网的桥接器、路由器和控制器上安装帧中继的接口，使用寻址功能，降低治理工作和配置局域网工作的难度，最终实现了局域网和广域网之间的链接，提高城域网的连接速度。无线数据通信技术具有覆盖面广和发展前景大的优势，有助于不断推动通信技术的发展。无线数据通信可以分为基本数据和专用数据业务等两个种类，后者包含移动通信、计算机辅助、全球定位系统汽车卫星定位和远程数据的接入等，前者包含电子信箱、传真、广播信息和局域网的接入等。无线数据通信能够适用于固定式应用、移动式应用和个人应用之中。固定式应用是在公共数据网之中，使用无线通信方式接入的固定部分，移动式应用多运用于勘探部门、施工部门、设计部门、船队、运输车和快递公司，使用移动数据，实现业务调度、数据访问、通知联络和数据发送，上述方式在中国的刑警和巡警等部门之中具有十分广泛的应用，个人应用是具有较高专业性的工作人员在进行外地办公的过程中，使用无线数据的终端进行打印、传真、访问主机、查询数据库和查证数据库等工作。

结语

总之，随着交换技术水平的不断提高，数据通信的应用规模和应用范围不断增大，涌现了更多的新业务，网络开始向综合使用、数字传输、宽带和高速的方向发展，为了和移动通信的发展相吻合，应该不断推动数据通信的发展，随着系统规模和网络规模的发展，多种类型的系统和网络应该不断加强联系，随着协议标准的不断增加，协议工程也得到了飞速的发展。我国的数据通信不断向综合业务的方向发展，在通信的多个层次和多个领域之中，能够实现数据、语音和图像的广泛应用，最终推动信息共享和交流的快捷性和方便性，因此，相关的工作人员应该在工作的过程中不断进行研究和探索，实现技术革新，有助于推动我国数据通信技术的不断发展。

参考文献

[1]季翔，陈志东，王炜．浅析数据通信的发展前景[J]．工业建筑，2003．(9)：27-29．

数据通信方式例3

几个概念

1、串行通信

串行通信是指数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。其只要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。

2、终端服务器

终端服务器是为RS—2323终端到TCP/IP之间完成数据转换的通讯接口协议转换器。提供RS—232终端与TCP/IP网络的数据双向透明传输，提供串口转TCP/IP功能，RS—232转TCP/IP的解决方案。可以让RS—232串口设备立即联接网络。

3、波特率

波特率是指每秒内传送二进制数据的位数，以b/s和bps（位/秒）为单位。它是衡量串行数据传送速度快慢的重要指标和参数。计算机通信中常用的波特率是： 600，1200，2400，4800，9600，19200bps。

1.前言

郑州电网线损在线监测系统（电量远传系统）是通过数据在线采集，利用通讯网络与计算机系统联网方式，实现远方定时或随时自动抄表。并对抄录数据随时进行各种分析计算，做出母线电量平衡分析，监测计量装置运行情况，显示采集线路的日、月负荷曲线。为调度、运行、管理人员掌握负荷情况，预测负荷趋势、减少电网损耗提供科学依据，提高线损管理水平，为电网商业化运营奠定了基础。

郑州电量远传系统初建于2002年，经过几年的不断发展优化，数据通信目前已形成了以网络通道为主通道、数字通道为备用通道的模式；对个别不能满足网络采集的变电站，采取以数字通道为主通道、modem拨号方式为备用通道的模式。

2.常用通信方式介绍

2.1 modem拨号方式

早期电量远传系统数据采集通信都是利用modem拨号方式，主站采集服务器能够使用PSTN（公共电话网）modem 拨号连到站端采集器上采集数据。MODEM称为调制解调器，用于模拟信号和数字信号之间的转换。计算机内所能处理的是数字信号，而电话线传输的是模拟信号，计算机内的数字信号通过调制后变成模拟信号，经过电话线路传输到站端采集器上的调制解调器，经调制解调器解调后由模拟信号转换为数字信号，它的作用就是使主站采集服务器可以通过电话线来呼叫站端采集器。结构示意图如图一：

优点：

1）利用现有的电话网络，可以节省布线成本

2）对通道出现问题容易判断，只需用普通电话拨叫站端采集器电话听声音是否正常即可。

缺点：

1）点对点通讯方式，网络可扩展性差，系统承载能力低。

2）传输速率慢，实时性很差。

3）电话线路容易受到各种因素的影响，稳定性差。

注意事项：

因各个厂家生产的采集器采用的内置MODEM型号不一样，要注意主站modem型号的选择要与厂站一致。如河南省中调主站系统所采集的220KV厂站端关口电量，采用的MODEM型号都是FKJ11.1半双工MODEM，而郑州供电公司主站系统的MODEM型号是TAICOM TC—366NMS全双工。因型号不一致就无法采集。

2.2数字通道

数字通道就是利用RS—422总线通信与服务器进行串行数据通信.EIA—RS422是美国电子工业协会（EIA）制定的串行通信接口标准。RS422进行双工通信时，需要四根信号线，分别为 TxA（发正端） 、 TxB（发负端） 、 RxA（收正端） 、 RxB（收负端） ，即通常称为T+、T—、R+、R—；两个RS422串口对接时接口方法如图二。

RS422总线通信的速率一般最大只可以达到100K左右，而且随着速率的提高，其稳定性，通信距离都会成反比的相应发生变化。RS—422采用平衡发送和差分接收方式实现通信：发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A，B两路输出，经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。由于传输线通常使用双绞线，又是差分传输，所以又极强的抗共模干扰的能力。结构示意图如图三：

优点：

1）一般情况传输速率是modem拨号方式的2—4倍。

2）抗干扰能力、稳定性比modem拨号方式好。

缺点：

1）站端和主站端需从通信机房布线，信号有四根，转换环节多，易出错。

注意事项：

通信不成功时检测以下几点：

a、检测RS422接口的连接是否正确。

b、检测各通信设备的设定是否一致，如有无校验。

c、检测数据通信设备两端的数据速率是否一致，格式是否一致。

d、若误码率过大，可尝试降低两端的波特率。

2.3 2M网络通道

2M网络通道是在光纤环网覆盖到变电站的情况下，利用主站端通信设备光端机和站端通信设备PCM机提供EI接口进行2M线路传输的。EI转换器主要功能是把10Base—T/100Base—TX的网络数据转换成非成帧的TDM数据，通过EI接口，利用2M传输线路进行延伸，用于利用2M传输线路实现二地网络的连接。结构示意图如图四：

考虑到一些变电站站端通信机房距离站端采集器位置比较远，5类双绞线传输距离不够的特殊情况，可在两端各加一个光电转换器，中间用光纤传输。结构示意图如图五：

优点：

1）传输速率高2Mbps，实际应用中速率是数字通道的50—100倍，可达到准实时系统的条件。

2）网络的数据传输质量和稳定性较好。

缺点：

1）成本比较高。

注意事项：

a、同样也要注意主站端和厂站端的EI转换器的型号要尽量一致，不同厂家生产的E1转换器之间可能不通。另外，要了解EI转换器上的指示灯代表的意思，这在调试通道时很有用处。

b、一般EI转换器转换器都是需有交流电源供电，但在有的变电站主控室里没有交流电源，购买时可买几台直流EI转换器备用。

c、在排查网络通道问题时，可在两端先接上笔记本，用ping命令进行测试。

3.总结

以上几种通信方式可根据单位实际情况而定，郑州供电公司因光纤都已覆盖到站，对该系统的准实时性要求比较高，所以采用了以网络为主通道，数字通道为备用通道的方式。另外，现在GPRS无线通信技术作为各种自动化系统数据通信信道，在电力系统内已经越来越广泛地被使用。目前，一些相关生产厂家已生产出内置GPRS模块的采集器。不久的将来，就可以选择有线通讯与无线通讯互为主备通道的采集模式，数据的安全性、可靠性、实时性将会得到更为有效的保障。

参考文献：

[1] 曹宁 胡弘莽编著，电网通信技术，北京：中国水利水电出版社，2003.

[2] 鲜继清 张德民主编， 现代通信系统，西安：西安电子科技大学出版社，2003.

数据通信方式例4

中图分类号：TN 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）06-0316-01

1引言

如今的21世纪作为一个科技高速发达的信息化时代，数据信息的迅速传输和融合共享体现出信息化时代的主要特征。然而引起这一巨大改变的科学技术则为计算机系统通信技术。作为计算机系统通信技术领域的关键内容，数据通信系统的提升发展和实际应用是相当重要的，结合目前的先机计算机系统技术，能够达到远程模式的信息化资源融合与共享的目的，这能够为现代化科技的上升发展提供了相当有推动作用的基础性平台[1]。

2数据通信系统的传输方式

⑴电缆通信方式，即为双绞线或者同轴电缆等方面，主要用于市话与长途通信。其相应的调制方式应为SSB/FDM，这是在同轴基础上PCM时分多路形式的数字基带传输技术，相应的光纤会慢慢替代为同轴。

⑵微波中继通信方式，相比于同轴具有容易架设、投资度小与周期短等特点。模拟式电话微波通信使用的是SSB/FM/FDM的调制方式，其相应的通信容量为6000路/频道。

⑶光纤通信方式，这实质上为一种经过激光方式实现远距离数据信息传输的数据通信模式，主要根据光电转换和数字信号处理两个环节组成的，具备十分强大的通信能力，所以这传输容量显得比较大，数据信息传输的相应距离也相对比较远，具有较强抵抗干扰的能力。

⑷卫星通信方式，其数据通信系统具有传输距离较远、传输内容量较大、信号覆盖面积较大与可靠性较高等特点。当前情况下数字卫星通信方式使用数字调制、时分多路与时分多址等模式。

⑸移动通信方式，其定义为数据信息传输到具体某一个通信终端并非不会改变的，两个通信终端都会处在移动状态的模式下实行通信。因为移动通信方式的物体不会固定在某具体的位置，所以相应的信号传输方式主要是经过空间系统和地面系统两个环节实现的。

3数据通信系统的应用分析

通常情况下，依据数据传输的方式能够把数据通信分成有线形式的数据通信与无线形式的数据通信这两种具体类型，其各自都具有不同的通信特征和应用范围[2]。

3.1有线形式的数据通信

3.1.1数字数据网

数字数据网是根据数字传输电路与对应的数字交叉复用型电子设备所构成的。数字传输一般是以光缆传输电路作为主导，数字交叉连接复用型电子设备对于数字电路能够达到半固定交叉连接与子速率复用的使用目的。数字数据网是使用光纤或者数字微波、卫星等方面数字信道与数字交叉复用型电子设备所构成的数字数据传输网。也即为数字数据网将数据化通信技术、数字化通信技术、光纤化通信技术与数字交叉式连接技术结合于一体的数字式通信网络。

3.1.2分组交换网

分组交换网根据CCITTX.25作为实现基础，又可以称之为X.25网。其是使用从存储到转发的处理形式，通过把用户传输过来的报文具体分为一定长度范围的数据段内容，而且在每一个数据段内容的基础上加入需要的数据控制信息，能够形成一个包含地址分组形式的组合群体，能够在网络上实现传输功能[3]。分组交换网所具备的优势在于一条数据信号电路上存在着多条开放型虚的信号通路，可以同时被多个不同用户所使用，通信网络具备了动态路由模式的选择能力与先进形式的误码验错能力，然而其通信网络的实现性能表现较差。

3.1.3帧中继网

帧中继网中一般是由相应的帧中继存储设备、帧中继交换设备与公共帧中继服务网等三个组成3部分所构成。帧中继网根据分组交换技术的基础而发展形成的，帧中继技术是根据各种不同长度形式的用户数据组都可以封装在相对比较大的帧中继帧范围之内，加上寻址与控制数据信息之后能够在网上实现传输功能。帧中继技术的实际使用范围应当包含若干个方面，搭建帧中继公用网从而能够提供帧中继的相应业务；在分组交换机的基础上可以安装配置帧中继接口，实现业务的提供条件；操作用户能够使用较低成本的虚拟式宽带业务；在专门化的通信网络中，使用具有复用功能的物理接口能够减少局域网进行互联过程是的桥接器、路由器与控制器所需要的端口数目，并且能够减少信号互联设备所要配置的通信设备数目等各个具体方面。

3.2 无线数据通信

无线数据通信又被称之为移动数据通信，是根据无线电波的传输形式来实现数据传输功能的，所有这就有可能达到在处于移动状态下实现移动通信的目的。首先在通信业务范畴内，无线数据通信能够在基本数据通信业务过程中实现电子邮箱、传真、广播与局域网连接等各个方面来进行广泛的实际操作应用，同时能够在计算机系统、交通运输信息化操作管理和远程模式数据连接等各个专用形式的数据业务过程得到很好的应用实践。其次在工商业或者其它行业领域之中，其实际的应用范围应当包括几个方面的内容，固定形式的实际应用能够透过无线方式连接进入到公用数据网络的固定形式应用实践系统与通信网络，移动式的实践应用体现在户外探测、工程施工、理念设计部门与交通运输部门的运输车队、船队与快递公司作为指令或者状况实时记录事件，经过无线数据网络能够实现业务处理调度、远程模式数据访问操作、报告指令输入、联络通信、数据收集发送等各个方面都应当使用移动式数据通信终端。

4结束语

经过上述对于数据通信系统的信息传输方式、分类和实际应用等方面进行深入的分析与研究，能够深入地认识到数据通信技术在现代信息化通信系统环节中起到了相当大的推动作用[6]。在计算机系统技术和高端先进科学技术不断上升和发展的趋势引导下，数据通信技术的水平标准将会得到更理想的提升与飞跃，数据通信技术一定会在现代化数据通信系统实践环节中体现出优越的力量，其实际应用范围同时会渗透到各个层面领域的各个具体环节，从而带动社会的技术进步和经济发展。

参考文献：

数据通信方式例5

数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。要在两地间传输信息必须有传输信道,根据传输媒体的不同,有有线数据通信与无线数据通信之分。但它们都是通过传输信道将数据终端与计算机联结起来,而使不同地点的数据终端实现软、硬件和信息资源的共享。

1 数据通信的构成原理、交换方式及适用范围

1.1 数据通信的构成原理

数据通信由数据终端、数据电路组成。数据终端有分组型终端和非分组型终端两大类。数据电路由传输信道和数据电路终端设备组成。传输信道除有模拟和数字的区分外,还有有线信道与无线信道、专用线路与交换网线路之分。

1.2 数据通信的交换方式

电路交换是指两台计算机或终端在相互通信时,使用同一条实际的物理链路,通信中自始至终使用该链路进行信息传输,且不允许其它计算机或终端同时共亨该电路。报文交换是将用户的报文存储在交换机的存储器中,当所需输出电路空闲时,再将该报文发往需接收的交换机或终端。分组交换是将用户发来的整份报文分割成若于个定长的数据块,将这些分组以存储_转发的方式在网内传输。第一个分组信息都连有接收地址和发送地址的标识。

1.3 各种交换方式的适用范围

电路交换方式通常应用于公用电话网、公用电报网及电路交换的公用数据网等通信网络中。前两种电路交换方式系传统方式;后一种方式与公用电话网基本相似,是用四线或二线方式连接用户,适用于较高速率的数据交换。报文交换方式适用于实现不同速率、不同协议、不同代码终端的终端间或一点对多点的同文为单位进行存储转发的数据通信。分组交换是在存储_转发方式的基础上发展起来的,兼有电路交换及报文交换的优点。适用于对话式的计算机通信,传输质量高、成本较低,并可在不同速率终端间通信。

2 数据通信的分类

(1)有线数据通信。数字数据网由用户环路、DDN节点、数字信道和网络控制管理中心组成。DDN是利用光纤或数字微波、卫星等数字信道和数字交叉复用设备组成的数字数据传输网。(2)分组交换网。分组交换网是以CCITTX.25建议为基础的,所以又称为X.25网。采用存储_转发方式,将用户送来的报文分成具用一定长度的数据段,并在每个数据段上加上控制信息,构成一个带有地址的分组组合群体,在网上传输。(3)帧中继网。帧中继网络通常由帧中继存取设备、帧中继交换设备和公共帧中继服务网3部分组成。帧中继网是从分组交换技术发展起来的。(4)无线数据通信。无线数据通信也称移动数据通信,它是在有线数据通信的基础上发展起来的。有线数据通信依赖于有线传输。

3 网络及其协议

(1)计算机网络。计算机网络是通过光缆、双绞电话线或有、无线信道将两台以上计算机互联的集合。通过网络各用户可实现网络资源共享。计算机网络按地理位置划分,可分为网际网、广域网、城域网、和局域网四种。

(2)网络协议。网络协议是两台计算机之间进行网络对话所使用的语言,网络协议很多,有面向字符的协议、面向比特的协议,还有面向字节计数的协议,最常用的是TCP/IP协议。TCP/IP协议的特点是具有开放体系结构,且非常容易管理。是一种标准网络协议,包括传输控制协议和因特网协议。

4 数据通信的应用前景

4.1 有线数据通信的应用

(1)数字数据电路(DDN)的应用范围。①组建公用数字数据通信网;②可为公用数据交换网、各种专用网、无线寻呼系统、可视图文系统、高速数据传输、会议电视、ISDN(2B+D信道或30B+D信道)、邮政储汇计算机网络等提供中继或数据信道;③为帧中继、虚拟专用网、LAN,以及不同类型的网络提供网间连接;④利用DDN实现大用户局域网联网;⑤提供租用线,让大用户自己组建专用数字数据传输网;⑥使用DDN作为集中操作维护的传输手段;或把全区城镇110报警服务台互联,实现全区公安机关的统一指挥。

(2)分组交换网的应用。分组交换网能提供永久虚电路及交换虚电路等多种业务。电子信箱系统又称电子邮件,是一种以存储_转发方式进行信息交换的通信方式。电子数据交换(EDI)是计算机、通信和现代管理技术相结合的产物,又被称为“无纸贸易”。传真存储转发是把计算机与通信技术结合起来,建立智能化的传真网。该网利用计算机的存储_转发技术实现广大用户所需的各种新的服务项目。存储_转发技术的核心是传真交换机。可视图文业务是一种利用现有公用电信网络开发出来的新型、公用、开放式的信息服务系统。

(3)帧中继技术的应用。帧中继技术适用于对广域网进行数据访问和高速数据传输。帧中继是一种ISDN承载业务,主要用于局域网互联和高速主机环境下作为宽带网的数据入口,是向未来宽带ATM交换过渡的手段之一。

4.2 无线数据通信的应用

无线数据通信也称为移动数据通信。它的业务范围很广,也有广泛的应用前景。

(1)移动数据通信在业务上的应用。移动数据通信的业务,通常分为基本数据业务和专用数据业务两种:基本数据业务的应用有电子信箱、传真、信息广播、局域网接入等。专用业务的应用有个人移动数据通信、计算机辅助调度、车、船、舰队管理、GPS汽车卫星定位、远程数据接入等。

数据通信方式例6

计算机网络数据传输方式是计算机技术与网络技术结合的一种应用形式，它综合了计算机的高效和网络技术的便捷，实现了二者优势的结合。计算机网络数据传输作为一种崭新的电子信息技术传输，其传输方式的多样性也给网络数据传输提供了便利。计算机网络传输方式是网络的重要应用形式，其深刻地影响到网络传输数据的发展，对计算机网络数据传输方式进行研究对计算机网络的发展有着重要的深刻的意义。下面笔者就计算机网络数据传输方式有关问题进行一下分析研究。

一、相关概念定义

（一）计算机网络的定义

计算机网络就是把分布在不同地点的、具有独立功能的多个计算机系统通过通信线路和设备互相连接起来，由功能完善的网络软件按照网络协议进行信息通信、实现资源共享的系统。

（二）计算机网络数据的定义

计算机网络数据可定义为有意义的实体，数据涉及到事物的形式。计算机网络数据可分为模拟数据和数字数据两种形式。模拟数据是在某个区间内连续的值，例如，声音和视频就是强度连续改变的波形，大多数用传感器收集的数据，例如，温度和压力，都是连续值。数字数据是离散的值，例如，文本信息和整数。

二、计算机网络数据传输的介质

计算机网络数据无论采用何种方式传输，都离不开其依托的传输介质，可以说，无介质支撑，计算机网络数据传输将无法进行，更谈不上网络数据传输方式的多样化。笔者认为目前常用的数据传输介质主要有以下几种：

（一）同轴电缆

同轴电缆由一根空心的圆柱网状铜导体和一根位于中心轴线位置的铜导线组成。同轴电缆的抗干扰能力强，屏蔽效果较好，经常用于设备与设备之间的连接。按照直径的大小，可以将同轴电缆分为粗缆和细缆。粗缆在早期的大型网络的连接中比较常用，它的传输距离长、可靠性能高，但安装难度较大，成本较高。细缆的传输距离较短，但安装难度不大，成本也较低。

（二）双绞线

双绞线是目前网络连接中使用最广泛的传输介质，可以分为屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线两类。双绞线主要用于星型拓扑结构，各计算机均用一根双绞线连接，可靠性能高，任一连线发生故障时，都不影响网络中的其他计算机。

（三）光纤

光纤即光导纤维，是一种柔韧并能传输光信号的介质。与同轴电缆和双绞线相比，光纤具有无法比拟的优点，如传输信号频带宽，通信容量大，传输距离长，抗干扰能力强；抗化学腐蚀能力强；原材料资源丰富。同时，光纤也存在一定的缺点，如质地脆、机械强度低、技术要求高等。

（四）无线传输

无线传输介质是指通过空间传输信号。目前，最常用的无线传输介质有微波、红外线、无线电、激光和卫星等。通过无线传输介质连接网络，可以满足军事、野外等特殊场合通信的需要。

三、计算机网络数据传输方式

计算机网络数据有较高的传输效率和较少的连线，当某些节点有故障时仍能完成数据传送（称为自愈能力），以及有广泛的应用领域，从而计算机互联网络得到了迅速发展。笔者通过综合分析当前世界各国有关计算机网络数据的发展和传播的有关情况，认为计算机网络数据在传输上存在以下几种方式：

（一）基带传输与频带传输

1、基带传输

基带是指调制前原始信号所占用的频带，是原始电信号所固有的基本频带，当信道中直接传送基带信号时，称为基带传输。进行基带传输的系统称为基带传输系统，基带信号分为基带模拟信号和基带数字信号两种，信号的种类是由信源决定的。在数据通信系统中，信源数据经编码器转换为典型的、表示二进制的比特序列的矩形脉冲信号，它能够被直接传输的数字基带信号。计算机网络系统是以计算机为主体的数据通信系统，信源是计算机或数字终端，由信源发出而产生的基带信号都是数字信号，所以，这里所说的基带传输是一种数字传输。基带传输是很老的一种数据传输方式，目前在计算机网络中一般不用，一般用于工业生产中。

2、频带传输

数字信号经调制变换，成为能在公共电话线上传输的模拟信号（例如音频信号），然后模拟信号经传输媒体送到接收端后，再还原成原来信号，这种传输称为频带传输。频带传输实际上就是模拟传输。计算机网络系统的远程通信通常都为频带传输。在计算机网络数据的远距离传输上通常采用的是频带传输。

3、宽带传输

宽带是指比音频带宽更宽的频带，它包括大部分电磁波频谱。利用宽带进行的传输称为宽带传输，这样的系统称为宽带传输系统，宽带传输系统属于模拟信号传输系统，它能够在同一信道上进行数字信息和模拟信息服务，宽带传输系统可以容纳全部广播信号，并可进行高速数据传输。在局域网中，传输方式分基带传输和宽带传输。它们的区别在于：基带传输的信号主要是数字信号，宽带传输的是模拟信号，基带传输的速率为0—10Mb/s，其典型的数据传输速率为1—2.5Mb/s，宽带传输的数据传输速率范围为0—400Mb/s，通常使用的传输速率是5—10Mb/s。一个宽带信道还可以划分为多逻辑基带信道。宽带传输能把声音、图像和数据等信息综合到一个物理信道上进行传输。宽带传输采用的是频带传输技术，但频带传输不一定是宽带传输。当前我国的大多数网络数据都采用宽带传输。

（二）通信线路连接方式

计算机网络数据通信线路连接方式分为点对点和分支式两种连接方式。

1、点对点连接

点对点连接包括主计算机与用户终端直接连接和主计算机与主计算机直接连接两种方式。在连接过程中可以采用专用线路形成DTE——DTE之间的直接连接，也可以利用DCE进行连接。如两台配有无线网卡的电脑需要共享上网，在这种无线双机互联的情况下一般采用点对点连接的数据传输方式。

2、分支式连接

分支式连接方式是用一条线路连接两个以上端点进行通信的方式。分支式连接又分集中式和非集中式两种。在分支式的集中式连接中存在一个控制站，系统中任何两个站之间的信息传输和交接都是在控制站的控制下进行的。在分支式的非集中式连接中，任意两个站之间可以不经控制站，而只是在控制站的监视下进行站与站之间的信息传输和交换。例如过去的寻呼机就采用这种通信方式，由于分支式网络连接方式存在网络安全问题，所以当前的网络数据基本上不采用这种方式。

（三）线路通信方式

计算机网络数据在通信线路上传输是有方向的，根据计算机网络数据数据在某一时间信息传输的方向和特点，线路通信方式可分为三种。

1、单工通信

单工通信传送的信息始终是一个方向的通信。在单工通信中，为了保证传送信息的正确性，需要进行差错控制。采用的具体方法是：在接收端确定信息正确或错误后，通过反向信道送出监测信号，因此，单工通信的线路一般是二线制。也就是说，单工通信存在两个信道，传输信息用的主信道和监测信息用的监测信道。例如，在网络中的GPS定位系统就属于单工通信。

2、半双工通信

在半双工通信中，通信信道的每一端可以是发送端，也可以是接收端；信息可由这一端传输到那一端，也可以由那一端传输到这一端。但在同一时刻里，信息只能有一个传输方向。在半双工通信方式中，信息流是轮流使用发送和接收装置的，传输监视信号可有两种方式。一种方式是在应答时转换传输信道；另一种方式是把主信道和监测信道分开设立，另设一个信道，供监测信号使用。计算机与终端之间的通信就是半双工通信。例如，部队利用网络使用的“步话机”就属于半双工通信。

3、全双工通信

全双工通信是在同一时刻可以进行这样的传输：一个信道传输信息向一个方向，而另一个信道传输信息向反方向。全双工通信系统的线路结构包括两个进行信息传输的信道和两个进行监测的信道，这样通信线路两端的发送、接收装置就能够同时发送和接收信息。若采用频分信道，则传输信道可分成高频群信道和低频群信道，这时就可以使用二线制。这种全双工通信方式适合计算机与计算机之间的通信。目前我们所使用的网卡一般都属于全双工通信。

4、并行数据传输

并行数据传输是在传输中有多个数据位同时在设备之间进行的传输。一个编了码的字符通常是由若干位二进制数表示。例如用ASCII码编码的符号是由8位二进制数表示的，则并行传输ASCII码编码符号就需要8个传输信道，使表示一个符号的所有数据位能同时沿着各自的信道并排传输。目前的移动网络通信业务一般都采用并行数据传输方式。

5、串行数据传输

串行数据传输足在传输中只有1个数据位在设备之间进行的传输。对任何一个由若干位二进制数表示的字符，串行传输都是用一个传输ASCII码的串行传输过程。与并行传输相比，串行传输的速度要慢得多，但费用低。计算机网络中各节点间的传输均采用串行传输方式。例如，网吧里的计算机网络数据一般采用串行数据传输方式。

（四）同步传输与异步传输

计算机网络数据从发送端到接收端必须保持双方步调一致，这就是同步。数据通信不仅需要同步，对数据接收端来说，数据还必须是可识别的。计算机网络数据传输同步的方法有两种：同步传输和异步传输。

1、同步传输

同步传输采用的是按位的同步技术，即位同步。同步传输中，字符之间有一个固定的时间间隔，这个间隔由数字时钟确定，因此，各字符没有起始位和停止位，同步传输包括外同步和白同步两种。同步传输的要求比较高，成本也高，随着科技的发展，将来的计算机网络应该都会采用这种传输方式。

2、异步传输

异步传输是一种很常用的传输方式。异步传输在发送字符时，所发送的字符之间的时间间隔可以是任意的。当然，接收端必须时刻做好接收的准备。发送端可以在任意时刻开始发送字符，因此必须在每一个字符的开始和结束的地方加上标志，即加上开始位和停止位，以便使接收端能够正确地将每一个字符接收下来。异步传输的好处是通信设备简单、便宜，但传输效率较低。当前我国的大部分民用网络都从业异步传输方式。

总之，计算机网络数据的传送方式对计算机网络的运行结果具有重要的作用。在信息化高速发展的时代背景下，充分了解计算机网络数据的传送方式，对推动计算机网络的发展具有重要意义。

参考文献

王永据.数据通信与联网技术.清华大学出版社， 2010.

王元亮，贾力.计算机网络通信与数据传输.云南科学技术出版社，2010.

数据通信方式例7

中图分类号：TM764 文章编号：1009-2374（2015）06-0137-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.0496

随着社会的进步，我国普遍应用配网馈线自动化通信方式，但是由于配网馈线自动化通信方式具有如下特征：配网馈线中具有大量的FTU，可靠性强，具有开放兼容性。配网馈线的这些特征导致在进行自动化通信的过程中出现许多困难，尤其是技术方面难度加大。本文主要是分析配网馈线中的自动化网络通信方式以及其自动化传输对数据、FTU单元的要求。

1 配网馈线自动化网络的通信方式

配网馈线自动化通信方式主要是应用基于无线和基于光纤两种网络通信方式，下面就分别对这两种网络通信方式进行分析：

1.1 基于无线的一点对多点的点对点式通信方式

在配网馈线的自动化通信过程中经常采用的方式有基于无线、双绞线、电话线、电力载波等一点对多点式的点对点通信方式，这种方式是互联网络结构，能够使主单元与各个FTU单元之间拥有多个无线点对点通信接口，进而使各个单元之间进行自动化通信。

采用这种方式进行自动化通信的优点是：（1）容易建设网络。利用点对点式的通信方式在建设网络方面不需要进行电缆敷设；（2）网络的可靠性高。每一个FTU单元之间的连接路径十分多，能够利用互联网络的通信协议进行网络路径优化，进而在数据传输过程中互不干扰；（3）点与点之间的传输数据速率快。点与点式的通信方式不会出现碰撞阻塞的现象，因此数据之间的传输速度非常快，并且能够在较短的时间内找出故障出现的原因；（4）方便接入FTU。点对点式的通信方式能够在任何时间和地点轻松地将FTU连接到网络中去。

采用这种方式进行自动化通信的缺点有：（1）FTU单元在进行数据传输的时间比较长。为了避免这种时间上的影响，一般是在每一个FTU单元上设置自身隔离和检查的功能，进而在同一时间进行所有单元的检测；（2）通信的功率和频带会受到无委会的管理。基于无线的通信方式会受到无委会的相关管理，不能够轻易使用这种方式，为了减少无委会的管理，可以减少无线通信的功率，进而使其能够在噪声中进行数据传输，减少点与点之间的距离；（3）其通信的质量会受到环境的影响。利用无线进行数据传输会受到电磁干扰，因此可以使用相关调制的无线扩频通信装置进行数据传输。

1.2 基于光纤的一点对多点的多点式共线通信方式

基于光纤的一点对多点的多点式共线通信方式，它主要是通过光MODEM在光纤总线环网上连接多个FTU

单元。

采用这种方式进行自动化通信的优点是：（1）网络数据的可靠性比较高。使用光纤进行数据传输，能够提高网络数据的可靠性，并能够多个光纤进行数据传输，不会互相干扰，环网总线式的通信方式，若单个光纤出现问题，将不会影响到馈线主单元及其他FTU的数据传输；（2）能够传输较大容量的数据。众所周知，利用光纤进行数据传输的速率可以达到Mb/PS以上，然后利用多芯光纤进行数据传输能够向多个FTU进行数据，提高数据传输的容量；（3）抗干扰的能力强。利用光纤进行数据传输能够抵抗一定的电磁干扰；（4）FTU之间的数据传输速率快。使用这种对等实时的通信方式，每一个FTU之间进行数据传输的速度非常快，能够在较短的时间内进行配网馈线的故障检查和隔离。

采用这种方式进行自动化通信的缺点有：（1）在进行FTU分期接入过程中比较困难；（2）容易发生碰撞阻塞现象。利用光纤以及对等实时通信协议进行数据传输，会出现碰撞阻塞现象。为了减少碰撞阻塞现象的产生，应该要利用总线监听技术，这样可减少碰撞阻塞所带来的不利影响，同时进行多点式共线通信方式的施工建设所使用的费用比较高。

2 自动化数据通信对FTU单元的要求

通过网络和连接方式对数据进行自动化通信，对FTU单元也有相应的要求，具体如下：（1）要按照数据的逻辑地址进行数据传输，FTU单元进行数据传输主要是按照对象的逻辑地址进行多方向数据传输，这样就要求网络内核相关系统要对数据传输的地址进行处理并能够自动映射，能够减少工作人员的工作量；（2）要按照服务器的模式进行数据通信，FTU既是一个数据服务器，又能够满足客户的需求，因此在进行客户需求解决过程中，FTU既要对网络系统提出申请，又要进行结果响应；（3）要具有网络内核相关的操作系统，这样才能够在FTU单元初始化的过程中进行预先连接，进而在运行过程中按照相关的协议进行数据传输；（4）数据传输要对数据对象方式进行组织定义。FTU单元在传输数据的过程中要对其他单元的数据进行定义，主要是在网络内核相关的操作系统中进行网络连接，进而进行数据对象定义，然后才能够把数据传输到其他单元，并进行浏览。

3 配网馈线自动化通信数据的相关要求

根据配网馈线自动化通信方式的特征，可以推断出配网馈线自动化通信数据主要有以下要求：

3.1 按照相关的连接方式进行数据传输

为了保证数据传输的可靠性和目的性，要按照一定的连接方式进行数据连接，这样能够使数据通过逻辑地址在单元之间进行传输，能够保证自动化馈线数据传输的实时性。

3.2 根据网络方式进行数据传输

每一层的网络数据传输都是具有一定的独立性，在传输过程中，应该按照网络层次方面的协议进行数据传输，这样能够使不同网络数据进行兼容，进而能够在FTU单元之间进行数据传输。

3.3 根据不同的对象方式进行应用层协议的数据传输

在进行数据传输过程中，一般是采用这种方式，能够根据相应的功能代码进行变化，这样只要增加了功能代码，然后根据修改的协议结构进行数据编程和传输。值得注意的是，这种技术十分复杂，比较难实现。

3.4 选用国际标准化的应用层协议进行数据传输

在配网馈线自动化通信过程中，一般是采用标准化的应用层协议，主要是因为该协议融合了MMS和各种系列标准。该协议拥有如下特点：（1）独立性，每一个FTU单元都是独立存在的，既可以作为数据服务器，又可以针对客户的需求进行数据传输；（2）开放性，每一个单元的数据，客户都是可以进行查询的，比较开放；（3）自定义性，每一个FTU单元的数据都是可以自身进行定义的，这种定义能够确定对象的各种属性；（4）封装性，客户在进行数据查询时，只关注数据对象，对其具体内容和实现方式并不是十分关心。

4 结语

通过分析可以发现配网馈线自动化通信方式主要是有以下几方面的特征：基于无线的一点对多点的点对点式通信方式在传输数据的过程中具有容易建设网络、方便接入FTU、数据传输速率快、网络可靠性高等优势，但是其质量容易受到环境影响以及无委会的管理，并且数据传输时间较长；基于光纤的一点对多点的多点式共线通信方式在传输数据的过程中具有网络可靠性高、数据容量大、传输速度快、抗干扰能力强等优势，但是也存在碰撞阻塞等缺点。因此在进行自动化通信的过程中要合理选择通信方式。

参考文献

[1] 朱寿斌，周仁华.馈线自动化技术及其应用[J].电力自动化设备，1999，19（2）.

数据通信方式例8

0引言

近年来随着通信技术的发展，为了满足电力系统安全、稳定、高效生产的需求，电力通信网发展十分迅速[1]。电力通信网是支撑电网安全稳定运行的重要支撑设施，在通信的稳定性、可靠性等方面有极高要求，因此，对电力通信网进行实时的状态监测是电力通信网管理乃至电网生产运行的重要技术环节。目前在电力通信网实时监测方面，主要依靠通信设备的设备网管、专业网管以及综合网管等通信设备监控软件系统，网管为了满足通信网的管理需求而存在[2]。综合网管实时监测方面，利用直采、北向接口接入等多种技术途径，实现对通信设备和通信网配置信息、运行信息的有效采集[3]，具备动态采集技术，能够保证设备数据的完整性、准确性和唯一性[4]。本文结合北向接口与设备直连进行数据采集的技术经验，对2种模式进行优缺点的对比分析，提出了融合北向接口与设备直连模式的电网通信设备数据采集技术。

1现状分析

1.1电力通信的现状分析

在国际能源格局不断变化的背景下，我国能源发展面临着复杂的挑战。在我国能源战略转型的过程中，电力一直处于中心地位，电力平衡是能源平衡的重要支撑。电网的发展离不开电力通信的支持，经过几十年的发展，国内电力通信网络已经成为通信方式多样、结构完善、功能齐备的现代化通信网络[5]。在电力通信的发展过程中，通信完成了从同轴电缆到光纤传输的过渡，交换机制由纵横模式到程控模式的转变，通信技术从硬件到软件的技术转变，实现了质的飞跃[6]。电力通信网不同于公用通信网，电力通信网中存在着多种通信手段，还有种类繁多的设备，从骨干传输网的SDH、OTN等设备，到终端通信接入网的PON设备、无线专网设备、工业以太网设备以及电力通信网特有的载波通信设备[7]（电力线通信，是指利用已有的配电网作为传输媒介，实现数据传输和信息交换的一种技术），它们通过不同的接口和转接方式连接在一起，构成了复杂的通信网络结构。由于电力生产的不间断性和运行状态变化的突然性，使得电力通信必须具备高度的可靠性和灵活性，同时，电力通信所传输的信号量少但种类复杂，所以对实时性要求很高。

1.2电力通信设备数据采集技术现状分析

由于电力通信网具有多样的技术体制、类型繁多的厂家型号、恶劣的设备运行环境以及需求各异的业务应用等特点，从根本上加大了电力通信网的运维以及管理的难度[8]。目前在电力通信网中，综合网管主要通过北向接口采集和设备直连采集来获取设备告警、资源及运行状态数据，但2种方式各有缺陷，主要体现在：北向接口采集的数据受设备网管限制，采集的数据完整性不足；设备直连方式采集的设备数量庞大，导致采集数据的连接会话数大，处理复杂，并且原始数据解析的难度更大。总体来看，传统单一模式的数据采集，无论是北向接口还是设备直连，均在不同程度上存在着采集数据完整性、准确性、及时性以及稳定性上的不足。

2融合北向接口与设备直连模式的电网通信设备数据采集技术

融合北向接口与设备直连模式的标准化通信设备数据采集技术，可以实现对电力通信设备双纬度立体式数据采集，弥补北向接口或者设备直连模式单纬度采集的缺陷，从而提高数据采集的完整性、准确性、及时性以及稳定性。首先采用协议栈一体化设计，将北向接口连接以及设备直连涉及到的协议栈连接处理方法进行统一封装，智能调配；其次，对采集模式进行自适应识别，根据采集内容，智能化选用更合适的采集方式，通过结合北向接口和设备直连2种模式的数据采集，做到个性化功能互补，提高数据采集的完整性；最后，对通过北向接口和设备直连2种模式采集的数据进行智能化匹配以及双纬度数据验证。采集数据

2.1协议栈一体化设计

协议栈（protocolstack）对常用的协议栈进行封装，统一接口调用，简化协议程序编码复杂度，让协议转换开发人员不用纠结协议栈的实现细节。采集控制层对协议栈的依赖需要获取协议栈需要配置哪些通信参数，需要根据协议参数通过协议栈与下层网管或设备进行通信。在网络管理领域，SNMP体系结构由于其设计简单，易于实现而得到众多厂商的支持和广泛应用[9]。而TL1更适合对各厂商网管进行统一管理。协议栈一体化设计，以具体协议为单位（如SNMP、TL1、FTP等），针对北向接口和设备直连的不同点，在满足连接、数据互通等基本功能的基础上，全部采用异步通信的方式进行数据发送和接收，并且基于非阻塞通信的原理进行数据处理。

2.1.1协议栈封装

1）定义2个通用接口，分别为协议栈管理接口与协议栈执行接口，规范每个协议栈实现的方法。

2）协议栈管理接口向上层管理模块提供该协议栈需要的参数信息，并实例化协议栈执行接口。

3）协议栈执行接口负责提供远端北向接口或者设备的连接方式，并提供数据交互方法。

2.1.2异步处理和非阻塞通信

在协议栈封装过程中，所有的数据交互方式均采用异步接口，以应对在设备直连方式下，设备数量过多而造成线程阻塞，影响程序执行效率。在实际运用过程中，通过北向接口进行数据采集时，北向接口的数量较少，通常由一个线程控制一个连接，以同步方式获取数据，多个连接之间不会互相影响。而在运用设备直连方式进行数据采集时，因设备数量大，通常会共用线程去处理任务。若采用同步方式，一旦遭遇连接不通或任务阻塞，将会影响其余连接，进而影响程序处理效率。而使用非阻塞通信方式，当一个方法需要处理I/O有关的事务时，不要求方法等待I/O操作完成即可返回[10]。为了避免线程阻塞，充分融合北向接口与设备直连2种数据采集模式，在进行协议栈一体化设计过程中，以非阻塞通信模式为核心思想，统一采用异步接口进行数据发送和接收。

2.2采集模式自适应识别

融合北向接口与设备直连模式进行数据采集，支持人工选择采集模式、自适应选择采集模式、智能化采集模式切换等功能。2.2.1人工选择采集模式采集模块设计提供2个配置页面，一个是北向接口采集配置界面，即选定采集模式为通过北向接口采集，配置需要的参数，启动采集任务；另一个是设备直连采集配置界面，即选定采集模式为通过设备直连采集，配置需要的参数，启动采集任务。人工判定需求，选择特定的采集模式。2.2.2自适应选择采集模式本文强调北向接口采集模式与设备直连采集模式的融合，提供了采集模式自适应选择，由于北向接口提供的数据已经过设备网管解析整理，且北向接口方式取得的数据简单清晰容易解析，对于2种模式都支持采集的数据，优先选择北向接口方式采集，对于仅支持设备直连方式采集的数据，则自动选择设备直连方式采集。

2.2.3智能采集模式切换

针对北向接口和设备直连模式均支持采集的指标项，提供采集模式智能切换功能，即当使用北向接口模式采集某项数据时，北向接口突然中断且重连失败，系统会自动切换至设备直连模式进行数据采集。同样，若使用设备直连采集模式采集某项数据时，出现设备连接中断，系统会自动切换至北向接口模式采集，保证了数据采集的稳定性。

2.3个性化功能互补

在传统的单模式数据采集时，北向接口采集的告警、资源、性能等数据，比如EPON网管的北向接口功能与光通信的骨干传输网管的北向接口功能类似，一般包括配置信息管理、网络拓扑管理、告警故障管理、性能数据管理[11]。经过设备网管的解析处理，使得采集到的数据变得清晰易懂，上层网管解析数据更为方便简洁。但是由于设备网管的功能限制，使得北向接口能采集的内容局限于设备网管能提供的数据，因此大部分设备数据无法通过北向接口采集，且数据的及时性也无法高于设备网管。而设备直连采集，由于设备数量巨大，导致采集数据的连接会话数量也很大，处理复杂，且原始数据解析的难度更大，但优势在于摆脱了设备网管的限制，可以采集设备的全量数据。基于以上2种采集模式各自的特性，本文提出了以北向接口功能为基础，进行告警、资源数据采集，通过设备直连模式采集设备配置、性能等数据，做到个性化功能互补。

2.4数据智能化匹配

针对同一个采集对象，采用北向接口和设备直连2种模式采集数据，必然需要对数据关联。在传统电力通信数据采集中，以设备网管分配的逻辑ID作为唯一标识定位资源，但是在设备直连模式下，无法获取该逻辑ID，因此，应当以设备的IP地址作为标识进行数据匹配。无论是北向接口采集的数据还是设备直连采集的数据，资源对象的IP地址稳定不变，而以设备IP地址为标识，可以使不同模式下采集的同一对象的指标数据进行关联匹配，以达到数据定位资源的目标。

2.5双维度数据验证

双维度数据验证方法是针对北向接口和设备直连模式均支持采集的指标项，提供双通道采集，经过特定的模型转换，将数据格式保持一致，然后通过IP地址匹配，对2种模式下采集到的同一个资源对象的数据进行匹配验证排错，提高了数据的全面性以及准确性。

3结语

目前，我国正在大力推进智能电网的建设，电力通信是智能电网建设的基础，能够确保智能电网快速、安全和正常运行，在国家电网公司的“十二五”规划中就明确了电力通信业务需求的特点是“高可靠、全方位、多元化、宽带化、网络化”[12]。如今，电力通信网已经基本实现光纤通信的覆盖，完善传输、数据调度和数据交换三大网络将成为电力通信网的优化方向[13]。智能电网对通信网络的需求是建设一个与电网同覆盖的双向、实时、互动的通信网络，该网络在现有电力通信网络中不断发展、完善，是现有电力通信网络的继承与发展[14]。在电网智能化的建设和发展过程中，对电力通信提出了“全方位、多元化、差异化”的保障需求。电网生产、运行、管理、经营等大规模全过程的监测、控制、分析、计算逐步向动态化、在线化、智能化、全过程化转化，将在电网各个环节部署更多的信息采集与监测点，电网核心业务数量及业务流量不断上升[15-17]本文对融合北向接口与设备直连模式的标准化通信设备数据采集技术进行了研究，通过2种采集模式的融合互补，极大地提高了现有电力通信设备采集数据的全面性和准确性。通过2种采集模式间的智能切换，提高了数据采集过程的稳定性，为上层综合网管进行设备监视、数据分析提供了坚实的数据基础，能够显著提升电力通信网运维管理效率，具有良好的应用前景，为电网安全稳定运行与电网企业现代化管理提供重要支撑。

参考文献：

[1]蔡斌,焦群.电力通信网网络管理的研究[J].电力系统通信,2001,22(12):12-16.

[2]黄小桃,焦群.电力系统通信综合网管系统设计[J].电力系统通信,2000,21(6):33-37.

[3]唐云善,王萍,张辉勇,等.新一代电力通信集中监控管理系统[J].电力系统通信,2010,31(1):43-46.

[4]张正峰.浅谈电力通信资源管理系统[J].电力系统通信,2005,26(2):45-47.

[5]南慧.电力通信资源管理系统的配置信息动态获取的研究与实现[D].北京:华北电力大学,2009.

[6]潘晓波.电力通信及其在智能电网中的应用[J].中国新通信2013,15(13):86.

[7]谢志远,任大江,徐志坚.基于PLC的10kV配电网管理系统[J].电力科学与工程,2010,26(2):43-46

[8]汤冰.电力终端通信接入网管理系统北向接口的设计与实现[D].北京:北京邮电大学,2014.

[9]冯颖,张宏进.北向接口业务开通功能的设计与实现[J].电视技术,2012,36(7):102-104.

[10]范宝德,马建生.Java非阻塞通信研究[J].微计算机信息,2006,22(12X):116-119.

[11]朱斌.电力终端通信接入网网管系统研究及应用[J].电力系统通信,2012,33(12):76-81.

[12]陈磊,冯小青.云网管系统架构方案研究[J].软件,2012,33(2):139-141.

[13]高金宝.电信网络管理平台北向接口的设计与实现[D].济南:山东大学,2007.

数据通信方式例9

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）02-0036-02

1 概述

不同的独立系统经由线路互相交换数据，便是通信，而构成整个通信的线路称之为网络（Computer Network）通信。通信的目的不外乎数据的交换，由于数据必须经过交换才能由传送的一端到达另一个设备，传送端所使用的方法就是将数据经由一定的程序与线路送出去，接收端则依协议好的方式将数据收集起来并保存或显示在画面上。

通常是数据通信的方式可以分为两种：即并行传输式的通信（Parallel Communication）和串行传输式的通信（Serial Communication）（如图1）。

2 通信

2.1 通信种类及传输

2.1.1 并行传输式的通信（并行通信）

由图1可知，所谓并行通信是指数据传输时各个位同时发送。它的特点是数据的传输处理速度快，它一次可以传输8个位（一个字节）。但是需要多条传输线。这样在传输多位数据，或者是传输距离较长时，就会造成大量的资源消耗。而且在数据发送过程中容易因线路的因素使得标准电位发生变化，从而使得传输数据发生错误。在传输线较长时，电压衰减效应及信号间相互干扰问题（CrossTalk）会更加明显，数据的错误也就比较容易发生。因此，并行通信只适合于短距离，要求处理数据必须速度快的情况下。如：计算机与打印机的连接，或者是与近距离的外设之间的连接。

2.1.2 串行传输式的通信（串行通信）

串行通信是指数据传输时按位为单位一位位的发送。相比并行通信，虽然传输速率较慢，并行通信传输N位数据需要T时间，而串行通信则需要至少N*T时间。但一次只传输一个位，处理的数据电压也只有一个标准电压，因此不容易把数据漏失，再加上一些防护措施，串行通信的抗干扰能力就变得很强。而且它占用传输线少，大大降低了经济成本，非常适合远距离通信。

2.2 数据传输

串行通信中，数据通常是在两地之间进行传输，数据的传送速度BPS（Bit per Second）往往受到通信双方配备性能和通信线路的左右，就仪器或工业场合来说，9600bps是最常见的传输速度。一般串行通信端口所传送的数据是字符型，若用来传输文件，则会使用二进制的数据型。按照数据的传输方向可分为三种基本传输模式：单工（数据流动的方向始终固定为一个方向的通信方式。或者始终发送，或者始终接收）、半双工（（Half Duplex）利用一条传输线既作输入有作输出时，数据虽然可以在两个方向上传输，但通信双方不能同时收发数据的传送方式））和全工（（Full Duplex）指接收数据双方可以同时接收或者发送数据，一般全双工是利用两条数据传输线来传输数据，全双工的效率是半双工的一倍，因为它不必等待对方数据是否发送或接收完，可以直接进行运做）。RS-232使用的是全双工模式进行；RS-422及RS-485则分别使用全双工、半双工模式进行。传输方式如图2。

2.3 串行通信的同步方式

2.3.1 异步通信方式

在异步通信系统中，数据传输时是以独立字节方式传输的，每个字节前有一个起始信号，字节后有一个或多个终止信号，起始位到终止位构成一桢数据。为了保证同步接收器使用起始和终止信号。传输线在标记位置是处于空闲状态，当每个字节开始传输时，它前面的起始位是从标志位到空白的一个迁移。这个迁移表示一个字节开始传输。在传输最后，利用一个或多个终止位使传输线回到标志状态。这时，发送方准备发送下一个字节。

一般，起始位占用一位，字符编码占7位（ASCII码），第8位为奇偶校验位。停止位可占用一位、一位半或两位。因此，一桢数据便由10、10.5、或11位构成。

用这样的方式表示字符，则字符可以一个接一个的传送。在异步数据传输中，CPU与外设之间必须有两项规定：

（1）字符格式，几字符的编码形式、奇偶校验形式以及起始位和停止位的约定。

（2）波特率，即在串行通信中，每秒传送数据的位数。它表示对数据传送速率的约定。

异步通信的缺点是信息传输效率低，因为每传送一个字符都要附加上一些标志信息。异步通信应用在慢速场合。异步通信双方若时钟稍有误差，两个字符信息之间的停止间隔将为这种误差提供缓冲余地。因此异步通信方式容许有较小的频率漂移，这是它的优点。

异步通信的传送速率一般为50～9600波特，它通常用于计算机与CRT及终端打印机之间的通信。

2.3.2 同步通信方式

在异步通信方式中，每一帧数据都要包括起始位和终止位作为字符开始和结束标志，着就增加了传送时间。同步通信方式把字符连续接连起来，组成一个数据块，在数据块前面加上特殊的同步字符（SYN），作为字符块的起始信号，在数据块的后面加上校验字符，用于校验通信中的错误。在同步通信中字符之间无间隔，因而通信效率较高，通常为几十～几百（千）波特，但它要有时钟实现发送端与接收端之间的同步，因而硬件复杂.通常从传输数据流中提取同步信号。

同步方式的信息传输效率高，适用于高效率、大容量的数据通信中。（如图3）

（A）异步通信字符格式（如图4）

（B）同步通信的记录格式

3 结语

要想成功地实现单片机与PC机的串行通信，必须注意三点：一是通信格式；二是波特率，这两者地设置必须一致；三是单片机与PC机之间地应答信号传递，若传送或接收数据有误，由接收机发出信号请求发送机重新传送一次。

参考文献

[1]李华，孙晓民，李红青编著.《MCS-51系列单片机实用接口技术》.北京航空航天大学出版社，1993年8月.

[2]张毅刚，修林成，胡振江编著.《MCS-51单片机应用设计》.哈尔滨工业大学出版社，1992年4月.

[3]何立民编著.《单片机应用技术选编2》.北京航空航天大学出版社，1994年5月.

[4]于英民，孙全，莫玮编著.《计算机接口技术》.电子工业出版社，1996年6月.

数据通信方式例10

中图分类号：TE32 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-11-00-01

当今社会，随着科学技术和互联网信息手段的不断发展，数字化通信网络在人们社会生活中的作用越来越重要，数字化通信方式的使用使得以往繁琐的通信得到了简化，通过简单的电线和计算机就能够实现千里万里之外的通话、视频，其方便性已经成为现代化生活的重要标志，逐渐成为现代社会人类生存必不可少的工具之一。正因为通信网络在人们生产生活过程中占有着如此重要地位，就更要加快我国数字化通信网络发展战略改革工作，根据时展的召唤和人们日益增长的物质文化需求，制定正确的通信网络发展方针和政策，跟随时展的步伐，推进通信网络在新时代的改革与完善，其中体现在生产部门上，油田的数字化通信就是其中一个重要的组成部分。就目前情况来说，我国大部分的油田都已经实现了现代化的数字化信息采集，信息的传输模式主要包括有线传输和无线传输两种。数据的监控模式主要包括站场本地监控和数据中心调度监控两种。油田所有工作部门都已经向现代化、数字化方向转变和发展，本文主要列举了一些油田使用的数字化信息采集技术，并就这些技术的使用提出了一些建议和看法，就如何更好地实现数字化的通信油田进行了具体探索。

一、数字化油气田信息数据采集方法

这里我们介绍两种油气田信息数据采集方法，人工数据采集法和自动化数据采集法。在那些老油田中，信息数据的采集大多数都是依靠人工数据采集方法，信息数据的传输也只是依靠数量十分有限的电话来运作。一小部分大的接转站场和联合站能够使用上自己的自动化监控采集设备。随着技术的提升和经济实力的增强，许多油气田开始引进较为先进的技术，至今为止，甚至有些油气田能够达到几乎所有的集气站和联合站都实现自动化采集和光纤信息数据传输，实现了站场监控到调度中心监控的二级监控。随着油气田技术的进一步发展，甚至部分油气田已经达到了油气井---集气站---调度中心的三级监控模式。这种由油气井、集气站再到调度中心的三级监控模式被称作是无缝隙监控模式，这种监控模式的使用能够很大程度上改善油气田的运作效率，改革油气田的内部工作，有传统的调度管理向现代化的数字化采集模式转变，可谓是意义重大。

二、数字化油气田信息数据的传输

与此同时，随着我国油气田信息数据收集技术的不断提升和管理模式的更新换代，油气田信息数据的传输也早就从传统的电话上报形式转变成如今的以光纤传输为主的传输方式，与传统的电话上报和部分联合站、大型接转站才能使用自动化采集模式相比，现阶段一部分大型接转站和联合站已经向引用光纤传输方式并拢。甚至部分油气田经济能力突出，采用的技术起点原本就高，配合其产能建设的实际情况，已经在所有的联合站和大型接转站设置了光纤传输或微波传输设备。例如长庆油气田，该油气田目前已经基本上实现了油气井---集气站---调度中心的三级监控模式，气井和集气站之间采用无线电台传输井口RTU数据传输到上级集气站，集气站和调度中心之间采用光纤传输的方式进行信息和数据的传输。

当然除了光纤传播的数据传输方式外，还有很多数字化的信息数据传输方式，包括移动GPRS数据传播网络、电话线数据传播方式以及微波传输数据等等。而由于油气田大多数都是处在距离市区十分偏远的地区，因此，GPRS数据传输方式运用起来性能不是很突出，对于个别油气田来说可能会存在信号微弱的情况，从而影响油气田数据的及时传输。微波方式和电话线传播方式都容易受到天气原因的影响。由于各个传输方式的成本和性能各自不同，在仔细比较的情况下，最终还是光线数据传播更加适合油气田的信息数据传输。

三、运用光纤技术传输数据的关键技术及其实现

（一）井口---站场信息数据传输技术。与时刻有专业人员值守的站场相比，井口对信息数据传输的要求就没有那么高，数据信息传输的效率要求也没有那么高。而且实际上对于大多数油气田来说，有专业人员值守的情况已经十分少见了，因此语音信号的传输是不需要的，对于这种变化，在光纤通信设备的选择上，就要注意与以前有人值守情况下使用的通信设备相区别开来。在光纤通信设备的选择上，可以考虑单独提供数据和视频业务的设备。也可以综合使用综合提供数据和视频业务的设备。两种方式各自有各自的特色和优势，但是从业务的独立性方面来讲，最好还是选用单独提供数据和视频业务的设备较好。除此之外，油气田井口和站场之间会有输送油气的管道，因此光缆类型要使用铠装埋地敷设光缆与输送油气的管道同敷设，以节省光缆敷设的费用成本。

（二）站场---调度中心的信息数据传输技术。油气田站场一般情况下都会有专业人员值守，二者之间需要传输的信息数据量也十分庞大，必要时还要提供话音业务。对这种特殊情况，根据实际测验并结合各方面的因素，现阶段在站场---调度中心的信息数据传输设备上选择使用PDH或者SDH系列的光端机。但是PDH与SDH相比仍旧存在种种不足和缺点，因此鉴于性能原因，在站场和调度中心之间的信息传输设备最好使用SDH系列的光端机。又因为二者之间存在着肩负运输大量数据信息的光缆，因此为了节省运输费用成本，要使用铠装埋地敷设光缆与输送油气的管道同敷设。

综上所述，随着信息化和现代化的不断发展，油田通信的数字化已经成为不可逆转的社会趋势，当务之急是如何在以前油田通信的基础上进一步晚上现代化数字通信设备和通信方式，使得油气田的数据信息传输达到最大效率，促进油气田工作效率和质量的提升。根据不同通信方式的对比，选择最适合油气田的数字化通信方式，才是正确的选择。

参考文献：

[1]丑世龙，陈万林.长庆油田数字化管理的建立与实践[J].现代企业教育.2010（20）