高速数据通信设计

高速数据通信设计

郝怀劼

黑龙江省铁路集团有限责任公司黑龙江哈尔滨150001

摘要：改革开放三十年以来，随着我国经济的飞速发展，信息技术水平不断提高，计算机也得到了大范围的使用，1994年我国正式接入互联网，随着互联网的广泛运用，我国人民在生产生活中对信息科学技术的需求越来越大，通信数据的业务量与日俱增，数据通信技术水平也得到了大幅度的提高。通信技术和计算机技术催生了高速数据通信技术，是一种全新的通信途径。高速数据通信设计全面地设计了一个数据通信系统，其中包含不同的通信模块组成的相关技术原理和运用设备硬件的技术参数。

关键词：通信设计；通信系统；实际应用

前言

数据通信技术与通信技术和计算机技术有着密不可分的关系，通信技术和计算机技术造就了数据通信技术，促成了数据通信技术的产生。传输信道是两地间传输信息必要的传播途径，根据传输媒体的类型划分，可分为：有线数据通信和无线数据通信，二者的数据终端若是与计算机联结，都要通过传输信道来实现，即使数据终端在不同的地点，软件硬件和信息资源之间的共享功能也可实现。

1.全面的数据通信系统及各组成部分的原理概论

1.1数据通信系统概述

信源基本原理：信息的来源，可以是外界环境的多种因素，例如人类、工业机器、自然界的生物体等等。信源类型有模拟信源和数字信源两种类型。在通信工作过程中使用信源编码器，当信源类型是模拟信号的时侯，模拟信号通过信源编码器转化为数字信号，再去除多余无用的信息压缩编码，这样可以保证较高的通信有效性。同时为了提升通信的安全度，在传输之前和传输过程中采取加密处理，从而使数据在信道中进行安全保密的传输。

1.2数据通信的组成及其原理

信道编码器在数据传输中具有安全保密作用。传输信号在信道传输过程中易造成一定的损伤，而信道编码器具有处理损伤的重要作用。在传输的过程中进行数据加密工作，可以根据传播中介途径的不同条件，改变数字信号特征。在高速数据通信设计中，运用数字调节器，

运用二进制频移键控（2FSK）技术进行调制数值。2FSK信号简述：2FSK是在信息传输的过程中，使用数据基带信号操控载波的频率，一般是通过两种方法来实现，首先是使用模拟的方法，调频的时候调制字基带信号。其次是运用键控的方法，两个开关门电路在客观的条件下，分别受数字基带信号及其反操纵，在这个基础上，接通载波发生器。虽然这两种方式产生的2FSK信号的波形是相似的，但稍微的差异还是存在的，第一种方式经过调频器输出的2FSK信号在相邻码元的相位是相对连续不断的，而利用键控法产生的2FSK信号则不然，原因是两个独立的频率源输出的，且信号的频率是不同的。2FSK解调原理的运用，在高速数据通信设计中一般运用非相干法，又名包络解调法，它的工作原理是先将2FSK信号进行分解，最后成为上下两路2ASK信号，信号分解完成后，逐个进行解调，最后进行判决处理。

高速数据通信设计采用的是时分复用技术（TDM），此技术是在不同的时间段上发送一路信号，但并不是全部，只是一部分，最后可以达到一条电路传送多路信号的效果。使用发滤波器，根据一定的条件，控制数字信号的频率范围，使这个范围的数值符合一定的标准要求，这样可以避免通信信道的频带被占用过多，从而减少噪声的干扰，甚至使噪声干扰消失。运用分组传输网，在高速数据通信设计中，传输信道使用的是分组交换网。在分组交换网中，传输方式为分组格式，交换的规程是分组交换规程。虽然大量的规程都跟分组交换有关，但相对运用广泛的是ITU－T的X.25建议。同时为了减少噪声对信道的影响，可运用收滤波器，目的是减少噪声甚至是消除噪声。在本设计中，采用解复用技术。若是信号已被加密，就要运用解密器解密信号。最后，为了解码PCM编码运用信源译码器，进行与编码器相背的技术操作。

2.高速数据通信设计的广泛运用

2.1高速数据传输系统用于卫星通信

在设计此该系统时，门阵列运用Virtex-5系列，可以进行现场编程，PCIExpress通信模块和光纤通信模块二者构成，光纤通信模块不同于一般的通信模块，是在Aurora协议之上的，其特质在于可双单工同时收发。在卫星通信的领域的运用中，运行状况表明，此通信系统的PCIExpress通信模块可以达到8路通道的运行模式，在光纤通信模块，可以极大的提高数据传输速度，最高可达达到1GB/s，可进行下发模拟星载数据的工作，协助地面站遥控相对的卫星，并且能够准确高效的进行。

2.2航空领域的高速数据通信设计

高速数据通信系统设计技术对新时期高端航空电子系统具有不可忽视的作用，有利于提高航空电子系统数字化和智能化水平，是提高综合化水平的关键，是实现航空电子系统综合功能的关键，决定了飞机的作战水平和生存技能。航空电子事业的不断发展对高速数据通信技术提出了更高的要求。根据FDDI标准的航空高速光纤通信网络体系结构，提出此航空通信系统的中心设计思想和硬件软件的实现构想。为了区分上下行信道，通过频分双工的方式来进行，如果在一定条件下浮空平台的载荷是有限度的，首先，硬件上的使用需要两套天线，同时2套频率不同的接收机和发射器对于电台部分也是必不可少的。如果他们的功能、体积、质量、消耗等不符合浮装机的要求。这样就给高速数据通信系统功能的实现增加了难度，为了降低难度，就要令时分多址和时分双工相互配合，从而形成双向数传系统，进行时隙分配工作后，高速数传系统的组网通信的运行只需在一套天线的基础上利用一套收发射频装置。大量的实践工作结果显示，该系统容量高、运行速度快、准确度高、效率高。

3.高速数据通信设计系统的总体设计

我国高速数据通信设计的总体设计首先是根据我国实际的情况进行调查研究，分析我国的国民对通信系统的需求，结合我国经济发展的实际状况和我国总体的通信网络建设计划，以及未来通信发展的方向，对我国通信网的主体和框架进行了大体上的构想设计。高速数据通信总体设计的基本内容有主干网的型式以及结构，末端网的设计和内容，通信信道的设定和运行速率的设计，联结的原理方式以及与原有的通信网络的联系等。在本设计中，主要有一下内容：主干网的构成了通信系统的主要体制，其中有节点设备、连接节点的设备，以及这些设备的高速链路，另外还有和网络控制系统的使用。此外，还有作为主干网延伸用户末端网络包括用户集器和线路以及复用器构成了用户末端网络，作为通信主干网的延展。由达到高标准要求的高速光缆信道连接通信网络中分布的节点机，保证各节点之间通信工作运行顺畅，保证工作过程的稳定和较高传输效果。用户所使用的节点机与其相对应的高速信道链路应达到一个平衡的状态，从而保证网络框架的合理性以及平衡通信业务。充分考虑到高速数据通信系统的实际发展状况和城市经济水平实力，以至于高速数据通信网络的网络系统容易推广扩展，在现有的通信网络传输的基础上，根据实际情况，充分利用各方面条件以节省建设成本。目前我国大部分城市的通信线路较为发达，所以可以将其中一部分通信线路进行改造升级，进行高速数据通信系统建设。建设完成后，不但可以满足人们生产生活对高速数据通信的需求，而且还可以减少建设成本，从而达到通信系统作用的最大化，提升我国通信网络建设的总体水平。如今，许多高速数据通信系统在世界上科技水平较高的地区已经被建立。大大促进了国家地区经济的快速提高和综合实力的提升。近些年，我国的一些大城市也在逐步推进通信系统的建设，出现了一种欣欣向荣的景象。

结语：在设计一个通信系统之前，一个高水平的总体设计布局是必不可少的，这个总体设计首先要具有较高的可行性，因为通信系统建设是一系列漫长而又宏大的过程，所以要根据当前的客观情况和发展的长远目标，跟上时代发展的步伐，跟上工程后期的建设工作，以实现功能最大化。

参考文献：

[1]毛京丽，董跃武，李文海.数据通信原理（第3版）［M］．北京邮电大学出版社．

[2]吴功宜.计算机网络（第2版）［M］．北京：清华大学出版社．