勘察儀器與原理第四章第一節(jié)第二節(jié)ok

1、勘勘 查查 儀儀 器器 原原 理理教師：教師： 王旭王旭Email：第四章第四章 信號的編碼與傳輸信號的編碼與傳輸?shù)谝还?jié)第一節(jié) 信號的編碼與傳輸信號的編碼與傳輸?shù)幕靖拍畹幕靖拍?信號傳輸在通信技術(shù)中應用很廣泛信號傳輸在通信技術(shù)中應用很廣泛, ,本章內(nèi)容主要本章內(nèi)容主要針對針對遙測地震儀遙測地震儀, ,介紹地震數(shù)據(jù)的傳輸。因為介紹地震數(shù)據(jù)的傳輸。因為, ,對于其對于其它勘查儀器它勘查儀器, ,測量結(jié)果一般存于本儀器的存儲器里測量結(jié)果一般存于本儀器的存儲器里, ,而而且它們的數(shù)據(jù)量不是很大且它們的數(shù)據(jù)量不是很大, ,儀器的內(nèi)存就能承擔儀器的內(nèi)存就能承擔, ,不需不需要遠距離數(shù)據(jù)傳輸要遠距離數(shù)據(jù)

2、傳輸( (有的測井儀也需遙傳有的測井儀也需遙傳) )。隨著地震。隨著地震勘探技術(shù)的發(fā)展勘探技術(shù)的發(fā)展, ,地震儀相應的隨計算機應用技術(shù)的進地震儀相應的隨計算機應用技術(shù)的進步發(fā)展到了數(shù)控地震儀階段步發(fā)展到了數(shù)控地震儀階段, ,而且地震數(shù)據(jù)信息量很大而且地震數(shù)據(jù)信息量很大, ,以前的地震儀的數(shù)據(jù)采集電路和格式編排電路都設置以前的地震儀的數(shù)據(jù)采集電路和格式編排電路都設置在儀器車內(nèi)在儀器車內(nèi), ,所以不存在遠距離數(shù)字傳輸問題所以不存在遠距離數(shù)字傳輸問題, ,而現(xiàn)在而現(xiàn)在遙測地震儀遙測地震儀( (又稱數(shù)控類地震儀又稱數(shù)控類地震儀) )的采集電路不設置在的采集電路不設置在儀器車上儀器車上, ,而是設置在檢

3、波點附近的采集站內(nèi)而是設置在檢波點附近的采集站內(nèi), ,采集站采集站在儀器車在儀器車中央主機中央主機控制下對地震信號進行數(shù)據(jù)采集控制下對地震信號進行數(shù)據(jù)采集, ,由于采集站遠離儀器車由于采集站遠離儀器車, ,所以所以, ,儀器車上的中央主機對采儀器車上的中央主機對采集站的控制指令稱為集站的控制指令稱為遙控指令遙控指令, ,把采集站的狀態(tài)和采集把采集站的狀態(tài)和采集到的地震數(shù)據(jù)稱為到的地震數(shù)據(jù)稱為遙測數(shù)據(jù)遙測數(shù)據(jù), ,中央主機如何把遙測指令中央主機如何把遙測指令送到采集站去送到采集站去? ?采集站又如何把遙測數(shù)據(jù)送回主機采集站又如何把遙測數(shù)據(jù)送回主機? ?這就這就是中央主機與采集站之間的通信聯(lián)系是中

4、央主機與采集站之間的通信聯(lián)系, ,也就是數(shù)據(jù)傳輸也就是數(shù)據(jù)傳輸問題。問題。數(shù)字通信系統(tǒng)：數(shù)字通信系統(tǒng)： 數(shù)字通信系統(tǒng)由信源、信源編碼器、信道編碼器、數(shù)字通信系統(tǒng)由信源、信源編碼器、信道編碼器、調(diào)制器、信道、解調(diào)器、信道譯碼器、信源譯碼調(diào)制器、信道、解調(diào)器、信道譯碼器、信源譯碼器、信宿、噪聲源以及發(fā)送端和接收端時鐘同步器、信宿、噪聲源以及發(fā)送端和接收端時鐘同步組成。組成。 計算機通信、數(shù)字電話以及數(shù)字電視都屬于數(shù)字計算機通信、數(shù)字電話以及數(shù)字電視都屬于數(shù)字通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)。信源信源信源信源編碼器編碼器信道信道編碼器編碼器調(diào)制調(diào)制器器解調(diào)解調(diào)器器信道信道譯碼器譯碼器信源信源譯碼器譯碼器信宿信宿噪

5、聲源噪聲源信道信道4.1.1信號的編碼信號的編碼 由前面的章節(jié)學習知道由前面的章節(jié)學習知道, ,信號要進行處理信號要進行處理, ,必須必須經(jīng)經(jīng)ADC電路電路, ,此電路的末級完成信號編碼工作此電路的末級完成信號編碼工作, ,也就是也就是把量化后的信號電平轉(zhuǎn)換成二進制編碼的過程。再看把量化后的信號電平轉(zhuǎn)換成二進制編碼的過程。再看, ,地震信號由檢波器到采集站地震信號由檢波器到采集站, ,采集站完成信號的模數(shù)采集站完成信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換工作轉(zhuǎn)換工作, ,而后就是把這些采集站采集的地震數(shù)據(jù)傳而后就是把這些采集站采集的地震數(shù)據(jù)傳向主機進行記錄和顯示。怎樣進行數(shù)據(jù)傳輸向主機進行記錄和顯示。怎樣進行數(shù)據(jù)傳輸,

6、 ,這就和這就和通信技術(shù)聯(lián)系起來通信技術(shù)聯(lián)系起來, ,所以從事地震數(shù)據(jù)采集工作所以從事地震數(shù)據(jù)采集工作, ,就需就需要將電子技術(shù)、通信網(wǎng)絡技術(shù)、計算機技術(shù)、物探技要將電子技術(shù)、通信網(wǎng)絡技術(shù)、計算機技術(shù)、物探技術(shù)、地震儀的研制等多方面的技術(shù)組合起來。術(shù)、地震儀的研制等多方面的技術(shù)組合起來。 數(shù)字通信的任務是把數(shù)字通信的任務是把0和和1從一個地方傳到另一個從一個地方傳到另一個地方。從地方。從ADC輸出的數(shù)字信號稱之為輸出的數(shù)字信號稱之為信息碼信息碼(包含資料包含資料信息情況信息情況),信息碼在進行傳輸之前信息碼在進行傳輸之前,必須經(jīng)碼型變化必須經(jīng)碼型變化,也也就是須經(jīng)就是須經(jīng)編碼器編碼器這樣的器件

7、這樣的器件,把它變化為適于信道傳輸把它變化為適于信道傳輸?shù)拇a型的碼型,以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蕴岣邤?shù)據(jù)傳輸?shù)男市屎蛯崿F(xiàn)通信雙方的信號和實現(xiàn)通信雙方的信號同步同步。為什么。為什么?直接傳不好嗎直接傳不好嗎?采集站編碼器輸出的碼采集站編碼器輸出的碼型都是單極性二元碼序列型都是單極性二元碼序列,多用多用NRZ碼碼(不歸零碼不歸零碼),即用即用高、低電平分別表示二進制數(shù)碼的高、低電平分別表示二進制數(shù)碼的1和和0,在整個碼元期在整個碼元期間電平保持不變間電平保持不變,如下圖所示如下圖所示:1 1 1 1 0 1 0 0 1 若采用這種簡單的二進制碼進行數(shù)字傳輸有若采用這種簡單的二進制碼進行數(shù)字傳輸有3個實

8、個實際問題際問題:(1)由于連續(xù)由于連續(xù)1和連續(xù)和連續(xù)0的個數(shù)沒有限制不易區(qū)分識別的個數(shù)沒有限制不易區(qū)分識別,某某一位碼元與其下一位碼元之間沒有間隙一位碼元與其下一位碼元之間沒有間隙, 難于從中提取難于從中提取數(shù)碼識別所需要的位定時信號；數(shù)碼識別所需要的位定時信號；(2)由于連續(xù)由于連續(xù)1或或0使信號有豐富的低頻分量乃至直流分使信號有豐富的低頻分量乃至直流分量量,對于大多數(shù)采用交流耦合的電纜傳輸通道來說是不對于大多數(shù)采用交流耦合的電纜傳輸通道來說是不允許的；允許的；(3)這種簡單的二進制信號不具有誤碼檢測能力。這種簡單的二進制信號不具有誤碼檢測能力。 所以在電纜傳輸之前所以在電纜傳輸之前,必須

9、將二進制信息碼變換成必須將二進制信息碼變換成適合電纜傳輸?shù)拇a型適合電纜傳輸?shù)拇a型,也就是將也就是將信息碼信息碼變?yōu)樽優(yōu)閭鬏敶a傳輸碼。 并不是所有的基帶信號碼型都適合在信道中傳并不是所有的基帶信號碼型都適合在信道中傳輸，為了提高信號抗干擾能力，并且便于信號接收同輸，為了提高信號抗干擾能力，并且便于信號接收同步，往往是根據(jù)實際需要選擇更為有效的信號編碼方步，往往是根據(jù)實際需要選擇更為有效的信號編碼方法。法。適于傳輸?shù)某Ｓ玫臄?shù)字信號編碼有不歸零適于傳輸?shù)某Ｓ玫臄?shù)字信號編碼有不歸零 NRZ (Non Return to Zero)碼、差分不歸零碼、差分不歸零DNRZ 碼、曼碼、曼徹斯特徹斯特( (Ma

10、nchester) )碼及差分曼徹斯特碼及差分曼徹斯特( (Differential Manchester) )碼碼、AMI碼碼( (交替信號反碼交替信號反碼) )、HDB3 3( (高高密度碼密度碼) )等。等。 下面我們介紹幾種常用的適合在信道中下面我們介紹幾種常用的適合在信道中傳輸?shù)膫鬏敶a型。傳輸?shù)膫鬏敶a型。 一、一、NRZ碼碼 NRZ碼是用信號的幅度來表示二進制數(shù)據(jù)的，碼是用信號的幅度來表示二進制數(shù)據(jù)的，通常用正電壓表示數(shù)據(jù)通常用正電壓表示數(shù)據(jù)“1”“1”，用負電壓表示數(shù)據(jù)，用負電壓表示數(shù)據(jù)“0”“0”，并且在表示一個碼元時，電壓均無需回到零，并且在表示一個碼元時，電壓均無需回到零，故

11、稱不歸零碼。故稱不歸零碼。NRZ碼的特點是一種全寬碼碼的特點是一種全寬碼 ，即一，即一位碼元占一個單位脈沖的寬度。位碼元占一個單位脈沖的寬度。全寬碼的全寬碼的優(yōu)點優(yōu)點：（：（1 1）每個脈沖寬度越大，發(fā)送信號）每個脈沖寬度越大，發(fā)送信號的能量就越大，這對于提高接收端的信噪比有利；的能量就越大，這對于提高接收端的信噪比有利； （2 2）脈沖時間寬度與傳輸帶寬成反）脈沖時間寬度與傳輸帶寬成反比關(guān)系，即全寬碼在信道上占用較窄的頻帶，并且比關(guān)系，即全寬碼在信道上占用較窄的頻帶，并且在頻譜中包含了碼位的速度。在頻譜中包含了碼位的速度。 缺點：缺點： a、難以分辨一位的結(jié)束和另一位的開始；、難以分辨一位的

12、結(jié)束和另一位的開始； b、發(fā)送方和接收方必須有時鐘同步；、發(fā)送方和接收方必須有時鐘同步； c、若信號中、若信號中“0”或或“1”連續(xù)出現(xiàn)，信號直流分量將累加。連續(xù)出現(xiàn)，信號直流分量將累加。這將導致信號的失真與畸變，使傳輸?shù)目煽啃越档停⑶矣蛇@將導致信號的失真與畸變，使傳輸?shù)目煽啃越档停⑶矣捎谥绷鞣至康拇嬖?，使得無法使用一些交流耦合的線路和設于直流分量的存在，使得無法使用一些交流耦合的線路和設備。備。結(jié)論：結(jié)論：容易產(chǎn)生傳輸錯誤。一般的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)都不采用這容易產(chǎn)生傳輸錯誤。一般的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)都不采用這種編碼方式。所以，此編碼方式常用于種編碼方式。所以，此編碼方式常用于低速同步、異步通信低速同

13、步、異步通信中，如中，如RS-232通信通信(計算機與外設之間的通信計算機與外設之間的通信)。 （只適于短（只適于短距離傳輸）距離傳輸） Caption: RS-232 connectors, showing wiring for three-wire connection. 二、二、DNRZ 碼碼 DNRZ (Differential Non Return to Zero)碼碼( (差分差分不歸零碼不歸零碼) )是一種是一種NRZ碼的改進形式，它是用信號的碼的改進形式，它是用信號的相位變化來表示二進制數(shù)據(jù)的，一個信號位的起始處相位變化來表示二進制數(shù)據(jù)的，一個信號位的起始處有跳變表示數(shù)據(jù)有跳變

14、表示數(shù)據(jù)“1”“1”，而，而無跳變表示數(shù)據(jù)無跳變表示數(shù)據(jù)“0”“0”。 DNRZ碼不僅保持了全寬碼的優(yōu)點，同時提高了信號碼不僅保持了全寬碼的優(yōu)點，同時提高了信號的抗干擾性和易同步性。的抗干擾性和易同步性。 近年來，越來越多的高速網(wǎng)絡系統(tǒng)采用了近年來，越來越多的高速網(wǎng)絡系統(tǒng)采用了DNRZ碼，成為主流的信號編碼技術(shù)，在碼，成為主流的信號編碼技術(shù)，在FDDI、100BASE-T及及100VG-AnyLAN等高速網(wǎng)絡中都采用了等高速網(wǎng)絡中都采用了DNRZ編編碼。其原因是在高速網(wǎng)絡中要求盡量降低信號的傳輸碼。其原因是在高速網(wǎng)絡中要求盡量降低信號的傳輸帶寬，以利于提高傳輸?shù)目煽啃院徒档蛯鬏斀橘|(zhì)帶寬，以利

15、于提高傳輸?shù)目煽啃院徒档蛯鬏斀橘|(zhì)帶寬的要求。而帶寬的要求。而DNRZ編碼中的碼元速率與編碼時鐘編碼中的碼元速率與編碼時鐘速率相一致，具有很高的編碼效率，符合高速網(wǎng)絡對速率相一致，具有很高的編碼效率，符合高速網(wǎng)絡對信號編碼的要求同時，為了解決數(shù)據(jù)流中連續(xù)出現(xiàn)信號編碼的要求同時，為了解決數(shù)據(jù)流中連續(xù)出現(xiàn)0 或或1時所帶來的信號編碼問題，通常采用兩級編碼方時所帶來的信號編碼問題，通常采用兩級編碼方案，第一級是預編碼器，對數(shù)據(jù)流進行預編碼，使編案，第一級是預編碼器，對數(shù)據(jù)流進行預編碼，使編碼后的數(shù)據(jù)流不會出現(xiàn)連續(xù)碼后的數(shù)據(jù)流不會出現(xiàn)連續(xù) 0 或連續(xù)或連續(xù) 1，常用的預編，常用的預編碼方法有碼方法有4

16、B5B、5B6B等；第二級是等；第二級是DNRZ編碼，實編碼，實現(xiàn)物理信號的傳輸。這種兩級編碼方案的編碼效率可現(xiàn)物理信號的傳輸。這種兩級編碼方案的編碼效率可達到達到 80%以上。以上。差分不歸零碼差分不歸零碼不歸零碼不歸零碼數(shù)據(jù)值數(shù)據(jù)值0 0 1 1 0 1 一個信號位的起始處有跳變表示數(shù)據(jù)一個信號位的起始處有跳變表示數(shù)據(jù)“1”，而無，而無跳變表示數(shù)據(jù)跳變表示數(shù)據(jù)“0”。三、曼徹斯特碼三、曼徹斯特碼 在曼徹斯特碼中，用一個信號碼元在曼徹斯特碼中，用一個信號碼元中間中間電壓跳變電壓跳變的相位不同來區(qū)分數(shù)據(jù)的相位不同來區(qū)分數(shù)據(jù)“1”和和“0”，從低跳到高表示從低跳到高表示“0”，從高跳到低表示，從

17、高跳到低表示“1”。因此，這種編碼也是一因此，這種編碼也是一種相位碼。由于電壓跳變都發(fā)生在每一個碼元的中間，種相位碼。由于電壓跳變都發(fā)生在每一個碼元的中間，接收端可以方便地利用它作為位同步時鐘，因此這種接收端可以方便地利用它作為位同步時鐘，因此這種編碼也稱為自同步碼。編碼也稱為自同步碼。 優(yōu)點：克服了優(yōu)點：克服了NRZ碼的不足。每位中碼的不足。每位中間的跳變即可作為間的跳變即可作為數(shù)據(jù)，又可作為時數(shù)據(jù)，又可作為時鐘，能夠自同步。鐘，能夠自同步。每一位中間都有一個跳變每一位中間都有一個跳變四、差分曼徹斯特碼四、差分曼徹斯特碼 差分曼徹斯特碼是一種曼徹斯特碼的改進形式，差分曼徹斯特碼是一種曼徹斯特

18、碼的改進形式，其差別在于：每個碼元的中間跳變只作為同步時鐘信其差別在于：每個碼元的中間跳變只作為同步時鐘信號；而數(shù)據(jù)號；而數(shù)據(jù)“0”“0”和和“1”“1”的取值是用信號位的的取值是用信號位的起始處起始處有無跳變有無跳變來表示，來表示，若有跳變則為若有跳變則為“0”“0”；若無跳變則；若無跳變則為為“1”“1”。這種編碼的特點是每一位均用不同電平的這種編碼的特點是每一位均用不同電平的兩個半位來表示，因而始終能保持直流的平衡。這種兩個半位來表示，因而始終能保持直流的平衡。這種編碼也是一種自同步編碼。編碼也是一種自同步編碼。 這兩種曼徹斯特編碼主要用于中速網(wǎng)絡這兩種曼徹斯特編碼主要用于中速網(wǎng)絡( (

19、Ethernet為為 10 10 Mb/s； Token-Ring最高為最高為16 16 Mb/s) )中，而高中，而高速網(wǎng)絡并不采用曼徹斯特編碼技術(shù)。其原因是它的信速網(wǎng)絡并不采用曼徹斯特編碼技術(shù)。其原因是它的信號速率為數(shù)據(jù)速率的兩倍，即對于號速率為數(shù)據(jù)速率的兩倍，即對于 10 10 Mb/s的數(shù)據(jù)速的數(shù)據(jù)速率，則編碼后的信號速率為率，則編碼后的信號速率為 20 20 Mb/s，編碼的有效率，編碼的有效率為為 50% 50%。對于。對于 100 100 Mb/s的高速網(wǎng)絡來說，的高速網(wǎng)絡來說，200 200 Mb/s的信號速率無論對傳輸介質(zhì)的帶寬的要求，還是對傳的信號速率無論對傳輸介質(zhì)的帶寬的

20、要求，還是對傳輸可靠性的控制都未免太高了，將會增加信號傳輸技輸可靠性的控制都未免太高了，將會增加信號傳輸技術(shù)的復雜性和實現(xiàn)成本，難以推廣應用。因此，高速術(shù)的復雜性和實現(xiàn)成本，難以推廣應用。因此，高速網(wǎng)絡主要采用網(wǎng)絡主要采用兩級的兩級的DNRZ編碼編碼方案，而中速網(wǎng)絡采方案，而中速網(wǎng)絡采用曼徹斯特編碼方案，盡管它增加了傳輸所需的帶寬，用曼徹斯特編碼方案，盡管它增加了傳輸所需的帶寬，但在實現(xiàn)起來簡單易行。但在實現(xiàn)起來簡單易行。常用編碼比較常用編碼比較0 0 1 1 0 1數(shù)據(jù)值數(shù)據(jù)值不歸零碼不歸零碼差分不歸零碼差分不歸零碼曼徹斯特碼曼徹斯特碼差分曼徹斯特碼差分曼徹斯特碼1高電平高電平0低電平低電平

21、中間跳中間跳0上跳上跳1下跳下跳中間跳中間跳0開頭跳開頭跳4.1.2數(shù)據(jù)的傳輸數(shù)據(jù)的傳輸 目前目前, ,國內(nèi)外使用的遙測地震儀數(shù)據(jù)傳輸方式基本國內(nèi)外使用的遙測地震儀數(shù)據(jù)傳輸方式基本上有三種上有三種: : 金屬電纜傳輸金屬電纜傳輸( (簡稱電纜傳輸簡稱電纜傳輸) ) 光導纖維傳輸光導纖維傳輸( (簡稱光纜傳輸簡稱光纜傳輸) ) 無線電傳輸無線電傳輸一、電纜傳輸一、電纜傳輸 國內(nèi)外傳輸電纜的基本結(jié)構(gòu)可分為三種類型國內(nèi)外傳輸電纜的基本結(jié)構(gòu)可分為三種類型: : 雙絞線雙絞線 電視平行饋線電視平行饋線 同軸電纜同軸電纜 （這三種是數(shù)字信號傳輸電纜（這三種是數(shù)字信號傳輸電纜, ,傳輸?shù)氖菙?shù)字信號。無論傳輸

22、的是數(shù)字信號。無論是控制指令還是地震數(shù)據(jù)是控制指令還是地震數(shù)據(jù), ,在數(shù)傳電纜上都是一位接一位一字在數(shù)傳電纜上都是一位接一位一字接一字接一字串行串行傳送的。數(shù)傳電纜是實現(xiàn)野外地震數(shù)據(jù)采集必備傳送的。數(shù)傳電纜是實現(xiàn)野外地震數(shù)據(jù)采集必備的地面設備的地面設備, ,它在排列里起著連接采集站、電源站、交叉站的它在排列里起著連接采集站、電源站、交叉站的作用。地震儀常用的傳輸電纜是作用。地震儀常用的傳輸電纜是雙絞線和同軸電纜雙絞線和同軸電纜, ,長度因儀長度因儀器不同而不同，傳輸碼為極性交替反轉(zhuǎn)碼器不同而不同，傳輸碼為極性交替反轉(zhuǎn)碼AMI碼）碼） 串行通信方式串行通信方式 數(shù)據(jù)流以串行方式在一條信道上傳輸，

23、由于計算機內(nèi)部數(shù)據(jù)流以串行方式在一條信道上傳輸，由于計算機內(nèi)部都采用并行通信，因此，數(shù)據(jù)在發(fā)送之前，要將計算機都采用并行通信，因此，數(shù)據(jù)在發(fā)送之前，要將計算機中的字符進行并中的字符進行并/串變換，在接收端再通過串串變換，在接收端再通過串/并變換，還并變換，還原成計算機的字符結(jié)構(gòu)，才能實現(xiàn)串行通信。原成計算機的字符結(jié)構(gòu)，才能實現(xiàn)串行通信。 串行通信的優(yōu)點是收、發(fā)雙方只需要串行通信的優(yōu)點是收、發(fā)雙方只需要一條一條傳輸信道，易傳輸信道，易于實現(xiàn)，成本低，但速度比較低。于實現(xiàn)，成本低，但速度比較低。 雙絞線由兩根相互絕緣并絞扭在一起的銅導線雙絞線由兩根相互絕緣并絞扭在一起的銅導線對組成。是最經(jīng)常使用的

24、物理媒體，相對于其它有對組成。是最經(jīng)常使用的物理媒體，相對于其它有線物理媒體（同軸電纜和光纖）來說，價格便宜也線物理媒體（同軸電纜和光纖）來說，價格便宜也易于安裝與使用，易于安裝與使用， 其性能一般也較差其性能一般也較差 （指它的傳輸（指它的傳輸距離、抗干擾性能和帶寬或數(shù)據(jù)速率而言距離、抗干擾性能和帶寬或數(shù)據(jù)速率而言 ）雙絞線：雙絞線：既可用于模擬傳輸，也可用于既可用于模擬傳輸，也可用于數(shù)字傳輸；數(shù)字傳輸；帶寬依賴于線的粗細和傳輸距帶寬依賴于線的粗細和傳輸距離；離；3類線，類線，5類線類線非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線UTP（Unshielded Twisted Pair），），屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線

25、Caption: The end of a twisted pair Ethernet cable with an RJ-45 connector. Caption: A 10/100 megabit twisted pair Ethernet interface in a personal computer. The link indicator is illuminated indicating that the interface is connected to an active Ethernet network. The 10 Mbit/s indicator is lit, whi

26、le the 100 Mbit/s indicator is not. This shows that the network is operating in the slower 10 megabit mode. 五類屏蔽雙絞線五類屏蔽雙絞線五類非屏蔽雙絞線五類非屏蔽雙絞線同軸電纜：同軸電纜： 同軸電纜也由一對導體組成，其內(nèi)導體為同軸電纜也由一對導體組成，其內(nèi)導體為銅質(zhì)導線，外包一層絕緣材料，再外邊為網(wǎng)狀銅質(zhì)導線，外包一層絕緣材料，再外邊為網(wǎng)狀編織細銅絲組成的外導體，最外層是保護性塑編織細銅絲組成的外導體，最外層是保護性塑料外套。料外套。 外層絕緣蒙皮外層絕緣蒙皮外導體外導體金屬屏蔽層金屬屏

27、蔽層絕緣層絕緣層內(nèi)導體內(nèi)導體銅質(zhì)芯線銅質(zhì)芯線同軸電纜與雙絞線比較，價格貴，但帶寬、數(shù)據(jù)同軸電纜與雙絞線比較，價格貴，但帶寬、數(shù)據(jù)速率高、傳輸距離長和抗干擾能力強速率高、傳輸距離長和抗干擾能力強 同軸電纜連接器同軸電纜連接器低頻傳輸：雙絞線優(yōu)于同軸電纜低頻傳輸：雙絞線優(yōu)于同軸電纜二、光纖傳輸二、光纖傳輸 地震儀向多道數(shù)地震儀向多道數(shù), ,高采樣采集發(fā)展高采樣采集發(fā)展, ,這意味著這意味著數(shù)據(jù)傳輸量、傳輸速度成倍的增加數(shù)據(jù)傳輸量、傳輸速度成倍的增加, ,原有的電纜數(shù)原有的電纜數(shù)據(jù)傳輸方式已不能適應多道數(shù)據(jù)傳輸方式已不能適應多道數(shù)( (萬道以上萬道以上) )采集的采集的需要需要, ,采用光纜進行數(shù)據(jù)

28、傳輸是所有儀器發(fā)展的方采用光纜進行數(shù)據(jù)傳輸是所有儀器發(fā)展的方向。向。 光纖即光導纖維，它的內(nèi)層是能傳導光波的光纖即光導纖維，它的內(nèi)層是能傳導光波的玻璃纖維，外層加比玻璃折射率低的材料作保護玻璃纖維，外層加比玻璃折射率低的材料作保護層。層。 光源可以采用兩種發(fā)光管。采用發(fā)光二極光源可以采用兩種發(fā)光管。采用發(fā)光二極管管LED（Light-Emitting Diode）時產(chǎn)生可見光，時產(chǎn)生可見光，光波在光導纖維中以多種角度不斷反射式傳播前光波在光導纖維中以多種角度不斷反射式傳播前進，這種光纖稱多模光纖。進，這種光纖稱多模光纖。 若采用激光二極管若采用激光二極管ILD（Injection Laser

29、Diode），），產(chǎn)生的是激光，再將光纖直徑減小到產(chǎn)生的是激光，再將光纖直徑減小到只有一個光的波長，則光線可以無反射地一直向只有一個光的波長，則光線可以無反射地一直向前傳播，這種光纖稱單模光纖。前傳播，這種光纖稱單模光纖。 光纖的結(jié)構(gòu)示意圖：光纖的結(jié)構(gòu)示意圖：光纖芯光纖芯包層包層外部保護層外部保護層(a)保護層保護層包層包層光纖芯光纖芯(b)光電轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換LEDLED發(fā)送端發(fā)送端輸輸入入光電轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換PINPIN接收端接收端輸輸出出光纖光纖光信號光信號一般的光纖纖心材料折一般的光纖纖心材料折射率高射率高, ,包層材料折射率包層材料折射率低低, ,光在兩種材料的分界光在兩種材料的分界面上能夠

30、發(fā)生面上能夠發(fā)生全反射全反射, ,光光線在光導纖維中全程依線在光導纖維中全程依次全反射到終端次全反射到終端, ,形象地形象地說說, ,光纖就像水管光纖就像水管, ,把光把光線象水一樣從源頭導引線象水一樣從源頭導引至出水口。至出水口。光電二極管光電二極管纖芯纖芯1) 位置：光纖的中心部位位置：光纖的中心部位2) 尺寸：直徑尺寸：直徑d1 = 4 50 m mm3) 材料：高純度材料：高純度SiO2，摻有極少量的摻雜劑，摻有極少量的摻雜劑(GeO2，P2O5)，作用是提高纖芯折射率，作用是提高纖芯折射率(n1)，以傳輸光，以傳輸光信號信號包層包層位置：位于纖芯的周圍位置：位于纖芯的周圍尺寸：直徑尺

31、寸：直徑d2 = 125 m mm材料：高純度材料：高純度SiO2，極少量摻雜劑，極少量摻雜劑(如如B2O3)的作的作用則是適當降低包層折射率用則是適當降低包層折射率(n2)，使之略低于纖，使之略低于纖芯折射率，使得光信號能約束在纖芯中傳輸。芯折射率，使得光信號能約束在纖芯中傳輸。涂覆層涂覆層1) 位置：位于光纖的最外層位置：位于光纖的最外層2) 尺寸：涂覆后的光纖外徑約為尺寸：涂覆后的光纖外徑約為1.5 mm3) 結(jié)構(gòu)和材料：包括一次涂覆層，緩沖層和二次涂結(jié)構(gòu)和材料：包括一次涂覆層，緩沖層和二次涂覆層覆層 a) 一次涂覆層一般使用丙烯酸酯、有機硅或硅一次涂覆層一般使用丙烯酸酯、有機硅或硅橡膠

32、材料橡膠材料 b) 緩沖層一般為性能良好的填充油膏緩沖層一般為性能良好的填充油膏 (防水防水) c) 二次涂覆層一般多用聚丙烯或尼龍等高聚物二次涂覆層一般多用聚丙烯或尼龍等高聚物4) 作用：保護光纖不受水汽侵蝕和機械擦傷，同時作用：保護光纖不受水汽侵蝕和機械擦傷，同時又增加光纖的機械強度與可彎曲性，起著延長光又增加光纖的機械強度與可彎曲性，起著延長光纖壽命的作用。纖壽命的作用。 多模光纖和多模光纖和5 5類雙絞線的衰減與頻率關(guān)系如下圖類雙絞線的衰減與頻率關(guān)系如下圖所示，當傳輸頻率超過所示，當傳輸頻率超過100100MHz時，時，5 5類雙絞線隨類雙絞線隨著頻率的增加衰減愈來愈大；而光纖在著頻率

33、的增加衰減愈來愈大；而光纖在300300MHz以內(nèi)，衰減基本不變。以內(nèi)，衰減基本不變。 光纖與電纜頻率與衰減關(guān)系圖光纖與電纜頻率與衰減關(guān)系圖62.5/12562.5/125m漸變增強型多模光纖漸變增強型多模光纖0 01 1101010010030030010001000頻率頻率( (MHz) )衰減衰減( (dB/km) )0 05 51010151520202525303035355 5類類UTP雙絞電纜雙絞電纜光通信系統(tǒng)組成：光通信系統(tǒng)組成： 光纖通信又叫光纜通信，是以光纖作為傳輸介質(zhì)，光纖通信又叫光纜通信，是以光纖作為傳輸介質(zhì)，光波作為信息載體進行的通信。由于光纖必須在構(gòu)成光波作為信息載

34、體進行的通信。由于光纖必須在構(gòu)成光纜之后才能在實際工作中使用，因此有時采用光纜光纜之后才能在實際工作中使用，因此有時采用光纜通信這個名稱。這種通信方式所組成的光纖通信系統(tǒng)通信這個名稱。這種通信方式所組成的光纖通信系統(tǒng)工作原理如下圖所示。系統(tǒng)主要包括三大部分，即工作原理如下圖所示。系統(tǒng)主要包括三大部分，即光光發(fā)信設備、光傳輸設備和光接收設備發(fā)信設備、光傳輸設備和光接收設備。 調(diào)制器調(diào)制器發(fā)信電路發(fā)信電路激勵電路激勵電路電信號電信號解調(diào)器解調(diào)器收信電路收信電路放大電路放大電路電信號電信號光纜光纜中繼器中繼器發(fā)信設備發(fā)信設備收信設備收信設備發(fā)光二極管（發(fā)光二極管（LED）激光二極管（激光二極管（LD

35、）光電二極管（光電二極管（PIN）雪崩光電二極管（雪崩光電二極管（APD）光電光光電光中繼器中繼器發(fā)信設備發(fā)信設備 組成組成- - 半導體光源半導體光源( (核心核心) )、驅(qū)動器和調(diào)制器。、驅(qū)動器和調(diào)制器。 功能功能- - 將待發(fā)送的電信號進行電將待發(fā)送的電信號進行電/ /光轉(zhuǎn)換光轉(zhuǎn)換, ,并將并將轉(zhuǎn)換出的光信號最大限度的注入光纖中進行傳輸。轉(zhuǎn)換出的光信號最大限度的注入光纖中進行傳輸。光源：光源： 發(fā)光二極管（發(fā)光二極管（LED）：自發(fā)輻射，輸出光功率）：自發(fā)輻射，輸出光功率小，譜寬，穩(wěn)定，壽命長，價低，適用于小容量、小，譜寬，穩(wěn)定，壽命長，價低，適用于小容量、短距離傳輸系統(tǒng)。短距離傳輸系統(tǒng)

36、。 激光二極管（激光二極管（LD）：受激輻射，輸出光功率大，）：受激輻射，輸出光功率大，譜窄，波長穩(wěn)定，壽命長，價高，適用于大容量、譜窄，波長穩(wěn)定，壽命長，價高，適用于大容量、長距離傳輸系統(tǒng)。長距離傳輸系統(tǒng)。光調(diào)制器：使光信號隨電信號變化而變化。目前采光調(diào)制器：使光信號隨電信號變化而變化。目前采用強度調(diào)制（由于光源頻譜不純，尚未實現(xiàn)相干光用強度調(diào)制（由于光源頻譜不純，尚未實現(xiàn)相干光通信）；分內(nèi)調(diào)制和外調(diào)制，對于數(shù)字調(diào)制，用光通信）；分內(nèi)調(diào)制和外調(diào)制，對于數(shù)字調(diào)制，用光脈沖的脈沖的有無有無代表數(shù)字信息（代表數(shù)字信息（0 0和和1 1）。）。 組成組成- - 光纖、光纖接頭和光連接器。光纖、光纖接

37、頭和光連接器。功能功能- - 把來自光發(fā)送機的光信號把來自光發(fā)送機的光信號, ,以盡可能以盡可能小的畸變和衰減傳輸?shù)焦饨邮諜C。小的畸變和衰減傳輸?shù)焦饨邮諜C。 光纖線路光纖線路收信設備收信設備 組成組成- - 光電檢測器光電檢測器( (核心核心) )、放大器和相關(guān)電、放大器和相關(guān)電路。路。 功能功能- - 將光纖傳來的光信號進行光將光纖傳來的光信號進行光/ /電轉(zhuǎn)換電轉(zhuǎn)換, ,并對轉(zhuǎn)換出的電信號進行放大和恢復。并對轉(zhuǎn)換出的電信號進行放大和恢復。光檢測器的功能：光信號的解調(diào)。光檢測器的功能：光信號的解調(diào)。光檢測器的類型：光檢測器的類型：PIN光電二極管、雪崩光電二光電二極管、雪崩光電二極管（極管（

38、APD）。）。光接收機的靈敏度取決于噪聲特性（包括光檢測光接收機的靈敏度取決于噪聲特性（包括光檢測器的噪聲和電放大器的噪聲）和誤碼率指標。器的噪聲和電放大器的噪聲）和誤碼率指標。APD是有增益的光電二極管適用于靈敏度要求較是有增益的光電二極管適用于靈敏度要求較高的場合，但需采用復雜的溫度補償電路，故成高的場合，但需采用復雜的溫度補償電路，故成本高；在靈敏度要求不高的場合，宜采用本高；在靈敏度要求不高的場合，宜采用PIN管。管。光接收機中還有電的放大器、自動增益控制電路、光接收機中還有電的放大器、自動增益控制電路、均衡再生電路等。均衡再生電路等。 光中繼器光中繼器 組成組成光電檢測器光電檢測器(

39、 (核心核心) )、放大器、再生判別電、放大器、再生判別電路、驅(qū)動電路、光源五部分組成。路、驅(qū)動電路、光源五部分組成。 功能功能將經(jīng)過一段光纖線路傳輸后產(chǎn)生了失真的將經(jīng)過一段光纖線路傳輸后產(chǎn)生了失真的光信號，進行放大及再生后送入下一段光纖中傳光信號，進行放大及再生后送入下一段光纖中傳送，從而可延長光信號傳輸距離。送，從而可延長光信號傳輸距離。光纖通信優(yōu)點及缺點：光纖通信優(yōu)點及缺點： 具有具有強抗電磁干擾能力強抗電磁干擾能力光導纖維是絕緣體材料光導纖維是絕緣體材料, ,不受輸電線不受輸電線, ,電氣化鐵路電氣化鐵路及高壓設備等電器干擾及高壓設備等電器干擾, ,可以與高壓電線平行架可以與高壓電線平

40、行架設設, ,還可制成復合光纜。還可制成復合光纜。 無串話無串話, ,保密性好保密性好通信質(zhì)量高通信質(zhì)量高。 線徑細線徑細, ,柔軟柔軟, ,重量輕重量輕 。可制成大芯數(shù)高密度光纜可制成大芯數(shù)高密度光纜單芯光纜可安裝在飛機單芯光纜可安裝在飛機, ,火箭火箭, ,潛艇及航天飛機上潛艇及航天飛機上優(yōu)點：優(yōu)點： 節(jié)約有色金屬節(jié)約有色金屬, ,原材料資源豐富原材料資源豐富可節(jié)約大量銅金屬。可節(jié)約大量銅金屬。 頻帶寬頻帶寬, ,通信容量大通信容量大 理論上講一根單模光纖可利用的帶寬達理論上講一根單模光纖可利用的帶寬達2020THz(1(1THz=10=101212Hz) )以上以上, ,現(xiàn)在最先進的光纖

41、通信系統(tǒng)現(xiàn)在最先進的光纖通信系統(tǒng)達達400400GHz, ,而一路電話帶寬約占而一路電話帶寬約占4 4KHz頻帶頻帶, ,一路彩色電一路彩色電視約占視約占6 6MHz頻帶。頻帶。 損耗低損耗低, ,中繼距離長銅纜的損耗特性與纜的結(jié)構(gòu)尺寸及所傳中繼距離長銅纜的損耗特性與纜的結(jié)構(gòu)尺寸及所傳輸信號的頻率有關(guān)輸信號的頻率有關(guān), ,光纜的損耗特性僅與玻璃的純度光纜的損耗特性僅與玻璃的純度( (或者說或者說透明度透明度) )有關(guān)有關(guān), ,高質(zhì)量望遠鏡的鏡頭其損耗超過高質(zhì)量望遠鏡的鏡頭其損耗超過500500dB/km, ,目目前通信用光纖的最低損耗達前通信用光纖的最低損耗達0.2 0.2 dB/km。缺點：

42、缺點： 質(zhì)地脆質(zhì)地脆, ,機械強度低；機械強度低； 光纖切斷和接續(xù)需要一定的工具、設備和技術(shù)；光纖切斷和接續(xù)需要一定的工具、設備和技術(shù)； 分路、耦合不靈活；分路、耦合不靈活； 光纜彎曲半徑不能過小光纜彎曲半徑不能過小(20(20CM) )； 在偏僻地區(qū)存在有供電困難問題。在偏僻地區(qū)存在有供電困難問題。三、無線電傳輸三、無線電傳輸 隨著地震勘探的區(qū)域不斷向邊遠和復雜地質(zhì)構(gòu)造隨著地震勘探的區(qū)域不斷向邊遠和復雜地質(zhì)構(gòu)造的新探區(qū)延伸的新探區(qū)延伸, ,探區(qū)地表條件越來越復雜探區(qū)地表條件越來越復雜, ,如森林如森林, ,河河流流, ,沼澤沼澤, ,山區(qū)等等山區(qū)等等, ,有線遙測地震儀的使用受到限制有線遙測

43、地震儀的使用受到限制, ,只有通過無線電通信的方式在采集站與中央主機之間只有通過無線電通信的方式在采集站與中央主機之間傳送指令和數(shù)據(jù)傳送指令和數(shù)據(jù), ,現(xiàn)在的地震儀大都具有有線、無線現(xiàn)在的地震儀大都具有有線、無線兩種通信方式。兩種通信方式。 無線通信介質(zhì)指的是不須通過線纜，通過空間傳無線通信介質(zhì)指的是不須通過線纜，通過空間傳輸信號。包括微波、激光、紅外線和短波等幾種。輸信號。包括微波、激光、紅外線和短波等幾種。無線通信無線通信：利用電磁波可以在空間自由傳播的特性，：利用電磁波可以在空間自由傳播的特性，通過調(diào)節(jié)電磁波的振幅、頻率或相位實現(xiàn)遠距離傳輸通過調(diào)節(jié)電磁波的振幅、頻率或相位實現(xiàn)遠距離傳輸信

44、息信息。電磁波的種類與頻率范圍：電磁波的種類與頻率范圍：無線電波：無線電波：104 108 (Hz)微波：微波：108 1011 (Hz) 紅外線：紅外線：1011 1014 (Hz)可見光：可見光：1014 (Hz)紫外線：紫外線：1014 1016 (Hz)X射線：射線：1016 1022 (Hz)伽瑪射線：伽瑪射線：1022 1024(Hz)接收機接收機接收天線接收天線饋線饋線導行波導行波導行波導行波發(fā)射機發(fā)射機發(fā)射天線發(fā)射天線饋線饋線導行波導行波導行波導行波廣播、電視，還是導航、遙控遙測，都是通過電磁波廣播、電視，還是導航、遙控遙測，都是通過電磁波傳遞信息來進行工作的。因此以宏觀電磁理

45、論為基礎，傳遞信息來進行工作的。因此以宏觀電磁理論為基礎，電磁信息的傳輸和轉(zhuǎn)換為核心的電磁場與電磁波工程電磁信息的傳輸和轉(zhuǎn)換為核心的電磁場與電磁波工程技術(shù)將充分發(fā)揮其重要作用。下面以無線電通信系統(tǒng)技術(shù)將充分發(fā)揮其重要作用。下面以無線電通信系統(tǒng)為例來說明。為例來說明。 發(fā)射機對被傳送的原始信號進行高頻調(diào)制，調(diào)制發(fā)射機對被傳送的原始信號進行高頻調(diào)制，調(diào)制產(chǎn)生的信號稱為已調(diào)信號，經(jīng)過饋線送到發(fā)射天線，產(chǎn)生的信號稱為已調(diào)信號，經(jīng)過饋線送到發(fā)射天線，通過發(fā)射天線將其轉(zhuǎn)換成電磁波輻射出去；無線電波通過發(fā)射天線將其轉(zhuǎn)換成電磁波輻射出去；無線電波在空間傳播，到了接收端，電磁波在接收天線上感生在空間傳播，到了接

46、收端，電磁波在接收天線上感生高頻振蕩電流，再經(jīng)饋線將高頻振蕩電流送到接收機高頻振蕩電流，再經(jīng)饋線將高頻振蕩電流送到接收機輸入回路，這就完成了信息的傳遞，再由接收機中的輸入回路，這就完成了信息的傳遞，再由接收機中的解調(diào)器恢復被傳遞的原始信號。在這個過程中，經(jīng)歷解調(diào)器恢復被傳遞的原始信號。在這個過程中，經(jīng)歷了電磁波的傳輸、發(fā)射、傳播、接收等過程。了電磁波的傳輸、發(fā)射、傳播、接收等過程。 傳輸傳輸導行電磁波導行電磁波 發(fā)射和接收發(fā)射和接收天線天線 傳播傳播入射、反射、透射、繞射入射、反射、透射、繞射 在無線電傳輸遙測地震儀中，傳輸系統(tǒng)除用來在無線電傳輸遙測地震儀中，傳輸系統(tǒng)除用來傳送中央主機的指令和

47、采集站的數(shù)據(jù)外，還被用作野傳送中央主機的指令和采集站的數(shù)據(jù)外，還被用作野外生產(chǎn)人員和儀器車操作員的通信工具，因此，這種外生產(chǎn)人員和儀器車操作員的通信工具，因此，這種儀器無線電傳輸系統(tǒng)擔負著傳送儀器無線電傳輸系統(tǒng)擔負著傳送模擬信號和數(shù)字信號模擬信號和數(shù)字信號的雙重任務，所以有兩種信號調(diào)制：模擬調(diào)制與數(shù)字的雙重任務，所以有兩種信號調(diào)制：模擬調(diào)制與數(shù)字調(diào)制。調(diào)制。 由于無線電波在空間傳播中，能量逐漸減弱，由于無線電波在空間傳播中，能量逐漸減弱，傳播距離越遠，信號幅度衰減越大，所以傳輸距離看傳播距離越遠，信號幅度衰減越大，所以傳輸距離看發(fā)射機發(fā)射功率的強弱和接收機接收信號的靈敏度而發(fā)射機發(fā)射功率的強弱

48、和接收機接收信號的靈敏度而定。定。428XL數(shù)據(jù)傳輸距離達到了數(shù)據(jù)傳輸距離達到了24公里。公里。 傳輸碼型傳輸碼型NRZ碼、曼徹斯特碼（碼、曼徹斯特碼（PE ）。）。中、短波發(fā)射天線中、短波發(fā)射天線微波接力天線微波接力天線一些常見的天線和饋線一些常見的天線和饋線MMDSA型微波天線型微波天線MMDSC型微波天線型微波天線428XL使用的天線使用的天線第二節(jié)第二節(jié) 傳輸線路實例傳輸線路實例 在這一節(jié)在這一節(jié), ,我們來介紹我們來介紹Sercel公司生產(chǎn)的公司生產(chǎn)的428XL地震儀的通信網(wǎng)絡。地震儀的通信網(wǎng)絡。 428XL整體網(wǎng)絡稱為地震區(qū)域網(wǎng)，整體網(wǎng)絡稱為地震區(qū)域網(wǎng)，分為三大部分：分為三大部分：

49、 地面電子設備網(wǎng)絡地面電子設備網(wǎng)絡 中央控制單元網(wǎng)絡中央控制單元網(wǎng)絡 遠程控制網(wǎng)絡遠程控制網(wǎng)絡 地震區(qū)域網(wǎng)地震區(qū)域網(wǎng)(Seismic Areal Network)的核心思想：的核心思想：把計算機網(wǎng)絡節(jié)點概念引入到遙測地震儀系統(tǒng)中，從而把計算機網(wǎng)絡節(jié)點概念引入到遙測地震儀系統(tǒng)中，從而將遙測地震儀系統(tǒng)作為一個計算機網(wǎng)絡對待，這樣，野將遙測地震儀系統(tǒng)作為一個計算機網(wǎng)絡對待，這樣，野外排列中交叉站、大線采集單元等地面電子設備都可以外排列中交叉站、大線采集單元等地面電子設備都可以定為網(wǎng)絡節(jié)點，并通過儀器系統(tǒng)軟件去控制和管理。定為網(wǎng)絡節(jié)點，并通過儀器系統(tǒng)軟件去控制和管理。 20世紀世紀50年代，計算機技術(shù)

50、和通信技術(shù)的緊密結(jié)年代，計算機技術(shù)和通信技術(shù)的緊密結(jié)合，形成了遠程處理技術(shù)，又稱為聯(lián)機技術(shù)，這是由合，形成了遠程處理技術(shù)，又稱為聯(lián)機技術(shù)，這是由一臺主機和若干臺終端通過電話系統(tǒng)連接而成的，實一臺主機和若干臺終端通過電話系統(tǒng)連接而成的，實現(xiàn)了主機和遠程終端的通信?，F(xiàn)了主機和遠程終端的通信。1969年，美國的年，美國的ARPA( (阿帕網(wǎng)，盡管阿帕網(wǎng)，盡管ARPA網(wǎng)構(gòu)成了因特網(wǎng)的基礎，網(wǎng)構(gòu)成了因特網(wǎng)的基礎，但它最終于但它最終于1990年退役年退役 ）網(wǎng)才真正實現(xiàn)了網(wǎng)絡資源的）網(wǎng)才真正實現(xiàn)了網(wǎng)絡資源的共享。共享。1992年法國年法國Sercel公司率先將以太網(wǎng)技術(shù)應用于公司率先將以太網(wǎng)技術(shù)應用于遙測

51、地震儀中生產(chǎn)出遙測地震儀中生產(chǎn)出SN388數(shù)字地震儀，數(shù)字地震儀，428XL地震地震儀是此公司儀是此公司2005年生產(chǎn)的基于網(wǎng)絡技術(shù)的遙測地震數(shù)年生產(chǎn)的基于網(wǎng)絡技術(shù)的遙測地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用全新的鏈路技術(shù)和地震區(qū)域據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用全新的鏈路技術(shù)和地震區(qū)域網(wǎng)絡遙測技術(shù)，不再受傳統(tǒng)遙測技術(shù)的局限性的網(wǎng)絡遙測技術(shù)，不再受傳統(tǒng)遙測技術(shù)的局限性的限制，解決了復雜地區(qū)的施工問題，并且提高了限制，解決了復雜地區(qū)的施工問題，并且提高了數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量和施工效率。該地震儀的地震區(qū)數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量和施工效率。該地震儀的地震區(qū)域網(wǎng)絡由控制節(jié)點、記錄節(jié)點、數(shù)據(jù)緩沖節(jié)點和域網(wǎng)絡由控制節(jié)點、記錄節(jié)點、數(shù)據(jù)緩沖節(jié)

52、點和采集節(jié)點組成，它采用了被稱之為采集節(jié)點組成，它采用了被稱之為“OSI / RM（開放系統(tǒng)參考模型）（開放系統(tǒng)參考模型）”的網(wǎng)絡協(xié)議，將采集系的網(wǎng)絡協(xié)議，將采集系統(tǒng)的各個部分均視為網(wǎng)絡統(tǒng)的各個部分均視為網(wǎng)絡節(jié)點節(jié)點，各個節(jié)點之間按，各個節(jié)點之間按照通信協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸和交換，靈活可靠地實照通信協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸和交換，靈活可靠地實現(xiàn)地震數(shù)據(jù)的傳輸交換?，F(xiàn)地震數(shù)據(jù)的傳輸交換。OSI七層結(jié)構(gòu)：七層結(jié)構(gòu)：第一層：物理層第一層：物理層第二層：數(shù)據(jù)鏈路層第二層：數(shù)據(jù)鏈路層 第三層：網(wǎng)絡層第三層：網(wǎng)絡層 第四層：傳輸層第四層：傳輸層 第五層：會話層第五層：會話層第六層：表示層第六層：表示層 第七層：應用層

53、第七層：應用層 第七層第七層第六層第六層第五層第五層第四層第四層第三層第三層第二層第二層第一層第一層 在地震區(qū)域網(wǎng)中，從交叉站開始使用以太網(wǎng)在地震區(qū)域網(wǎng)中，從交叉站開始使用以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸，測線內(nèi)部主要依靠協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸，測線內(nèi)部主要依靠OSI/RM協(xié)議進行傳輸。協(xié)議進行傳輸。 428XL是完全基于網(wǎng)絡的數(shù)是完全基于網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。據(jù)采集系統(tǒng)。OSI/RM（開放系統(tǒng)參考模型）：（開放系統(tǒng)參考模型）： 為網(wǎng)絡傳輸協(xié)議，用來協(xié)調(diào)整個網(wǎng)絡系統(tǒng)（將采為網(wǎng)絡傳輸協(xié)議，用來協(xié)調(diào)整個網(wǎng)絡系統(tǒng)（將采集系統(tǒng)的各個部分視為網(wǎng)絡節(jié)點）實現(xiàn)信息的發(fā)送、集系統(tǒng)的各個部分視為網(wǎng)絡節(jié)點）實現(xiàn)信息的發(fā)

54、送、接收以及對通信過程進行控制，從而使整個系統(tǒng)節(jié)點接收以及對通信過程進行控制，從而使整個系統(tǒng)節(jié)點能夠進行數(shù)據(jù)通信和共享網(wǎng)絡資源。能夠進行數(shù)據(jù)通信和共享網(wǎng)絡資源。 此協(xié)議分為四層，由低到高：物理層、數(shù)據(jù)鏈路此協(xié)議分為四層，由低到高：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層和傳輸層。層、網(wǎng)絡層和傳輸層。 物理層：是硬件和軟件之間的接口，為網(wǎng)絡中各物理層：是硬件和軟件之間的接口，為網(wǎng)絡中各節(jié)點提供了傳輸數(shù)據(jù)的通路并進行數(shù)據(jù)傳輸。節(jié)點提供了傳輸數(shù)據(jù)的通路并進行數(shù)據(jù)傳輸。 數(shù)據(jù)鏈路層：用于建立、維持和釋放網(wǎng)絡節(jié)點之數(shù)據(jù)鏈路層：用于建立、維持和釋放網(wǎng)絡節(jié)點之間的數(shù)據(jù)鏈路，使之對網(wǎng)絡層呈現(xiàn)為一條無差錯通道。間的數(shù)據(jù)鏈路，

55、使之對網(wǎng)絡層呈現(xiàn)為一條無差錯通道。 網(wǎng)絡層：是整個網(wǎng)絡協(xié)議的核心，完成對傳輸通網(wǎng)絡層：是整個網(wǎng)絡協(xié)議的核心，完成對傳輸通信的控制。在數(shù)據(jù)傳輸過程中它可靠的安排從交叉站信的控制。在數(shù)據(jù)傳輸過程中它可靠的安排從交叉站到交叉站再到最終目的地的信息和路徑。到交叉站再到最終目的地的信息和路徑。 傳輸層：也稱運輸層，是傳輸層：也稱運輸層，是OSI協(xié)議體系結(jié)構(gòu)中很關(guān)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)中很關(guān)鍵的一層，將網(wǎng)絡層和應用之間的信息多路復用和多鍵的一層，將網(wǎng)絡層和應用之間的信息多路復用和多路解碼。路解碼。4.2.1以太網(wǎng)在地震儀中的應用以太網(wǎng)在地震儀中的應用 以太網(wǎng)就是我們常說的局域網(wǎng)，采用最通用的以太網(wǎng)就是我們常說的局域

56、網(wǎng)，采用最通用的通信協(xié)議標準。它不是一種具體的網(wǎng)絡，是一種技通信協(xié)議標準。它不是一種具體的網(wǎng)絡，是一種技術(shù)規(guī)范，它定義了在局域網(wǎng)中采用的電纜類型和信術(shù)規(guī)范，它定義了在局域網(wǎng)中采用的電纜類型和信號處理方法。號處理方法。 以太網(wǎng)可采用多種連接介質(zhì)：同軸電纜、雙絞以太網(wǎng)可采用多種連接介質(zhì)：同軸電纜、雙絞線、光纜。雙絞線多用于從主機到交換機的連接；線、光纜。雙絞線多用于從主機到交換機的連接；光纜主要用于交換機間的級聯(lián)和交換機到路由器間光纜主要用于交換機間的級聯(lián)和交換機到路由器間的點到點鏈路上。的點到點鏈路上。 通常在通常在OSI模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層操作，模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層操作，該系統(tǒng)相對比較

57、容易安裝，直接利用每個工作站網(wǎng)該系統(tǒng)相對比較容易安裝，直接利用每個工作站網(wǎng)卡上的卡上的BNC-T型連接器，就可以將電纜從一個工作型連接器，就可以將電纜從一個工作站連接到另一個工作站，完成網(wǎng)絡傳輸控制任務。站連接到另一個工作站，完成網(wǎng)絡傳輸控制任務。以太網(wǎng)作為一種原理簡單、便于實現(xiàn)、價格低廉的以太網(wǎng)作為一種原理簡單、便于實現(xiàn)、價格低廉的局域網(wǎng)技術(shù)已成為業(yè)界的主流。局域網(wǎng)技術(shù)已成為業(yè)界的主流。一、以太網(wǎng)協(xié)議一、以太網(wǎng)協(xié)議 428XL系統(tǒng)的中央控制單元各部分的控制信息和系統(tǒng)的中央控制單元各部分的控制信息和狀態(tài)信息使用狀態(tài)信息使用TCP/IP協(xié)議進行交換。協(xié)議進行交換。 TCP/IP協(xié)議叫做傳輸控制協(xié)

58、議叫做傳輸控制/網(wǎng)際協(xié)議，它是互聯(lián)網(wǎng)際協(xié)議，它是互聯(lián)網(wǎng)的基礎。表面看，它包括兩個協(xié)議，但實際上是一網(wǎng)的基礎。表面看，它包括兩個協(xié)議，但實際上是一組協(xié)議，包括上百個各種功能的協(xié)議，如：遠程登錄、組協(xié)議，包括上百個各種功能的協(xié)議，如：遠程登錄、文件傳輸和電子郵件等，而文件傳輸和電子郵件等，而TCP協(xié)議和協(xié)議和IP協(xié)議是保證協(xié)議是保證數(shù)據(jù)完整傳輸?shù)膬蓚€基本的重要協(xié)議。數(shù)據(jù)完整傳輸?shù)膬蓚€基本的重要協(xié)議。 TCP協(xié)議是協(xié)議是傳輸層協(xié)議傳輸層協(xié)議，它提供了數(shù)據(jù)流傳輸、，它提供了數(shù)據(jù)流傳輸、可靠性、有效流控制、全雙工操作和多路復用技術(shù)。可靠性、有效流控制、全雙工操作和多路復用技術(shù)。 IP協(xié)議是網(wǎng)絡層協(xié)議，包含尋址信息和控制信息，協(xié)議是網(wǎng)絡層協(xié)議，包含尋址信息和控制信息，可使數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡中路由?？墒箶?shù)據(jù)包在網(wǎng)絡中路由。428XL的中央控制單元各的中央控制單元各部分之間使用的是部分之間使用的是IPV4版本協(xié)議。版本協(xié)議。 總之，總之， IP協(xié)議保證數(shù)據(jù)傳輸；協(xié)議保證數(shù)據(jù)傳輸； TCP協(xié)議