Physical layer and Numerical transmissions物理层与数据传输 1

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Physical layer and Numerical transmissions物理层与数据传输 1

数字传输

- Objectives

    Overview of digital communications

- Format and transmissions protocols (standard)

    CL RS232,RS423,RS485,Liaisons //

    Different coding

•   Overview of digital communications

The digitization of information allows:

The reliability of the data (noise immunity) 鲁棒性

intrinsically （本质的）safe

Facilitates interoperability 交互性

Allows a longer connection between sensor and computer 长距传输

Integrity check of the data (error code) 纠错性

The reduction in wiring（架线） costs. 

Qualities of transmissions 

Formats and Standard 1

• 链接

The digitization of signals involves an encoding for the transport.

一个连接传输过程必然蕴含了至少两个传输实体（entities）：

Peer to peer

Multi-point

Star

Bus

Be careful to multi-point for creating multiple rings

• 距离

centimeters 厘米级：电路系统内

米级：RS232，RS485串行数据标准，CL

百米级以上：Global networks, local networks, Fieldbus

• 传输方式

单向传输---> Simplex

交替双向传输--->Half Duplex (半双工)

完全双向传输---> Full Duplex (全双工)

• 同步性 Synchronisme:

Asynchronisme(异步传输): 无时钟信号

异步传输一般以字符为单位，不论所采用的字符代码长度为多少位，在发送每一

字符代码时，前面均加上一个“起”信号，其长度规定为1个码元，极性为“0”，即空号的极性；字符代码后面均加上一个“止”信号，其长度为1或者2个码元，极性皆为“1”，即与信号极性相同，加上起、止信号的作用就是为了能区分串行传输的“字符”，也就是实现了串行传输收、发双方码组或字符的同步。

Asynchronous适合小量数据传送，传送效率低，但是对设备间时序要求低。

Synchronisme(同步传输):有时钟信号 The clock is given by wirer or include in the signal.

同步传输是一种以数据块为传输单位的数据传输方式，该方式下数据块与数据块之间的时间间隔是固定的，必须严格地规定它们的时间关系。每个数据块的头部和尾部都要附加一个特殊的字符或比特序列，标记一个数据块的开始和结束，一般还要附加一个校验序列，以便对数据块进行差错控制。

同步传输的比特分组要大得多。它不是独立地发送每个字符，每个字符都有自己的开始位和停止位，而是把它们组合起来一起发送。我们将这些组合称为数据帧，或简称为帧。

Synchronous 对时序要求高，但是数据成批量发送，数据传输效率高。

• 媒介电气特征

电流环路： Presence / Absence current in the loop（开环电路[无反馈]和闭环电路）

Tension :

+/- 12 Volt Ground reference

+/- 12 Volt différential 

(RS422, 423, 485)

Optical :光学

Presence or Absence light (optical fiber光纤)

Powerline:

Digital signal modulated（调整） onto a signal distribution (on 220V or other)

Transmission speed (rate):

Expressed in BAUD波特率 (bits per second)

Scope:from 110 Baud to 192 Kbaud (excluding networks)a few Kbits / s to 5 Mbit / s (Fieldbus)

Higher speeds (local area networks and long distance)

In general, the transmission is baseband

security:

At a value the security is limited to parity（平均） (with or without)

At a frame (set of values) we refer to code:

Without correction, CRC, LRC, FCS (HDLC)

With correction: Hamming Codes

点对点传输电路：

Actif 主动端， Passif 被动端。

多点传输：

主端可以对被动端传送，但是被动端不能与被动端传送。

V24传输标准 RS232采用的

La norme V24 utilise un connecteur Canon 25 broches  (9 Broches sur PC)

24伏传输标准使用的是佳能24针转接线，PC端是九针。

The transmission can be performed with voltages of + / -5 V and + -/30 is retained in general + / - 12 V

Max. cable 50 m (low speed)

It is necessary to choose the parameters:

Speed ​​(110 to 19200 Baud)

Parity: Even, odd, not

Number of stop bit

Data Format (7 or 8 bits)

RS485标准是RS232的改进版

RS485 most commonly used today allows connection distances over 1 km at a speed of 1 Mbit / s (see 10 Mbit / S)

1. 采用半双工（Half Duplex）传输的电路：

   2.  采用全双工（Full Duplex）传输：

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