无线数传电台选型指南

cnyishi

十九世纪末，无线电——用电磁波传送信息在欧洲诞生。一百年来，用各种方式的无线电台来传送话音、数据、图文信息，广泛应用于社会政治、经济、军事、科技等领域，为人类发展做出了巨大的贡献。
1、无线数据传输：从模拟电台到数字电台
    科技进步带来社会的发展，社会发展需要科技的进步。早期，无线数传电台用于水利的水情监测、电力的遥控遥测等行业。由于技术的限制，采用的电台是模拟调频对讲机配数模转换的MODEM，自动化程度低、信息传输量小。近十年来，随着计算机应用的普及、自动化程度要求的提高和数字通讯技术的迅速发展，无线数传被广泛用于三遥、GPS、生产过程控制仍至图像传输等领域，以DSP和数字调制为标志的数字电台具有传输速率高、稳定可靠、距离远等优点，打破了模拟数传电台速率低（实时性差）、可靠性差（对讲机PTT控制发射造成丢字头，调频静噪尾噪声造成乱码）、传输距离近等造成的种种应用限制。（详见《无线数据传输产品应用技术手册》P88“无数数据传输：从模拟数传电台到数字数传电台”、P90“数字数传电台与模拟数传电台的比较”、P94“模拟数传电台MOTOROLA 950i与数字数传电台2710的测试比较报告”）。
    纵观国内外通讯厂家，目前为中国市场提供230M频段数据传输电台的国外厂商主要有：美国MDS公司（2710/EL705，约2000台/年）、新西兰大吉TAIT公司（TM8015/8110/8115，约3000台/年）、日本日精公司（ND889A/886A/250A，约20000台/年）、澳大利亚SPECTRA公司（MD9220，约1000台/年）等。另外，更早以前中国市场上还有日本的健伍、日立、CONPRO、KYODO、SEIKI和美国MOTOROLA以及加拿大先创等厂家在不同时期生产过230M频段模拟调频电台，它们与日精ND88X系列电台一样，需另加MODEM才能传数据，现已基本上停产了。总的来看，MDS、TAIT和SPECTRA都是采用DSP的数字化电台，性能指标高、成本高而市场占有率低，而日本日精电台与早期的日本电台一样，是需配MODEM（由ATMEL单片机、CML FSK芯片等组成）的模拟调频电台，性能指标低、成本低而市场占有率高（主要是电力负控，用户数量大，性能指标要求不高）。
    深圳华夏盛在消化吸收国外先进产品的基础上，结合各领域应用特点，依托国内著名高校和研究所力量，推出自有品牌的数字电台，性能指标更高，价格更便宜。2004年销售近3000台，深受广大用户的欢迎。
2、超一流产品的标志：最先进的技术、最高的技术指标和完善的功能
    与计算机、自动化及其它通讯产品一样，无线数传电台的生产厂家亦很多，产品的技术水平、性能指标与用户定位有很大差别。
    深圳华夏盛SCADA系列点对多点电台是遥控遥测工业自动化行业的顶级产品。它的电路采用DSP数字信号处理芯片，实现信道编码，前向纠错等功能。它采用CPFSK数字调制解调、Viterbi译码、均衡软判决等技术，软件处理增益达7dB。生产工艺全部表面贴片焊接。产品的稳定性、可靠性、抗干扰性、传输速率和传输距离远远超过模拟数传电台。电台的通讯范围在50公里以上。可以全双工、半双工或单工方式工作，收发同频或异频，EIA-232数据接口异步透明传输。电台支持话音通讯，通过复用器可以实现数话同传。
    电台自带电压表、温度计、功率计、场强及干扰测试仪、误码统计、软件RTU等目前市场上其它品牌电台所不具备的功能。电台故障告警如温度过高过低（-40~+70℃）、供电电压超范围（10.5~16VDC）、异步串口数据格式不匹配等自动提示输出。
    SCADA电台独有的系统网管软件InSite 6，实现空中远程设置系统内其它电台参数如串口格式、发射功率、工作频率等，也可以实现空中远程监测系统内其它电台状态如工作电压、工作温度、接收信号强度、信噪比、误码率、状态告警等。
    SCADA系列电台具有多种机型，以满足不同系统要求，如中继台、全双工电台、双机热备电台等。
    详见“美国MDS/日本日精/深圳华夏盛数传电台大比拼”
    附：1、SCADA系列数字电台彩页
        2、全双工中转基地台彩页
        3、InSite多管软件彩页
3、深圳华夏盛用最低的价格提供超一流的产品和专业完善的服务
    深圳市华夏盛科技有限公司长期从事无线通信、数据传输和视频应用领域的产品开发、生产销售和工程组网等服务。公司目前拥有员工二十多人，其中三分之一具有硕士学位，并有现代化厂房的生产合作单位，2003年实现销售额1100多万。
    在消化吸收近十年国外行业领先厂商的无线数据传输设备的基础上，结合各领域的应用特点，依托国内著名高校和研究所的力量，华夏盛开发生产具有目前最先进水平的数传电台、网络电台、图像电台等系列产品，广泛应用于石油/天然气、水/电力/热网/煤气/铁路/交通、公安/安防/部队、路灯/地震/气象/环保、GPS、金融、冶金/化工及工业过程控制自动化等数据采集与控制。
    提供质优价廉的产品和专业完善的服务是我们的存在的基础，积极开拓勇于创新是我们发展的推动力，为工控自动化领域提供技术领先、质量可靠和价格实惠的无线数据传输产品是我们不变的方向。

由于无线数据传输较有线及其他传输有其特殊性，如可能受干扰、存在收发转换时间等，所以在使用数传电台时应注意以下事项：
1、在采用全透明的非智能型MODEM时，由于在传输的头（发射机起动至稳定）、尾（接收机静噪关闭一刹那）接收方的RXD上会产生一些乱码，需要用软件进行"过滤"，剔除这些乱码。此时根据我们的经验，系统软件最好不用VB做，否则串口可能会产生"死机"现象，具体表现为PC机的COM口能发不能收。当然如果软件处理得当，这一问题也是可以避免的。在使用智能型MODEM时，不会出现以上问题，因为MODEM已经把乱码自动过滤了。
2、应选用合适的直流稳压电源，要求抗高频干扰能力强、纹波小、并有足够的带载能力；最好还具有过流、过压保护及防雷等功能，确保数传电台正常工作。
3、不要在超出数传电台环境特性的工作环境中使用，如高温、潮湿、低温、强电磁场或灰尘较大的环境中使用。
4、不要让数传电台连续不断地处于发射状态，否则可能会烧坏发射机。许多数传电台或MODEM都具有"长发"保护功能，可以设定最长的连续发射时限，确保发射机不被损坏。所以对数传电台编程时应很好地利用这一功能。
5、数传电台的地线应与外接设备（如PC机、PLC等）的地线及电源的地线良好连接，否则容易烧坏通信接口等。切勿带电插、拔串口。
6、许多数传电台的RS-232C（或TTL）通讯口，除了TXD、RXD、GND外，还必须有RTS送发请求信号（控制发射机发射），但许多PLC的串口不能提供出RTS信号。此时可以通过对PLC的编程把某一输出点设定为RTS信号即可。
7、在对数传电台进行测试时，必须接上匹配的天线或50Ω假负载，否则容易损坏发射机。如果接了天线，那么人体离天线的距离最好超过2米，以免造成伤害，切勿在发射时触摸天线。
8、由于无线电台的发射机起动（从功率为0W上升到最大功率叫做发射机起动时间）及接收机的静噪开启都需要一定的时间（这个时间根据不同的电台从几个毫秒到几百毫秒不等），所以在发送数据时应注意：如果在打开发射机的同时（即RTS有效），即向空中送出数据（TXD），这样由于此时发射机尚未稳定工作、接收方的静噪也未打开，前面一段数据就会丢失。正确的方法是：当打开发射机后，等待100ms～200ms后再送出数据，数据发送完毕后，拖延10-50ms左右后再关闭发射机。对于象MD4800系列的智能型MODEM来说，这部份工作已在MODEM的软件中完成，用户不必在自己的软件中进行上述处理，也不需要提供RTS信号，只要按正确的速率、格式把数据送至TXD即可。但不要忘了对于无线半双工电台而言，收发转换时间是永远存在的，接收方在数据接收完毕后最好不要立即起动发射机返回数据，而应过了收发转换时间后再起动本方的发射机。当然,日精数传电台在配上ND886,MD4800及MD9600系列智能型MODEM后是可以适应快速的收发转换的,即接收方在收到数据后可以马上返回数据,不需要考虑收发转换时间.但对大多数其他数据电台及MODEM来说,无法实现这一点.使用时应注意根据所用产品的收发转换时间在软件上加以配合.
RTS与TXD的时序图如下图：




  
   天线的选用与架设
   1. 全向天线的架设：



                 
     
   全向天线架设时要求天线离塔身或避雷针的距离大于1个波长，天线顶端与避雷针顶端连线与避雷针的夹角小于45°。原则上天线应朝向通信距离较远（或通信难度大）的一边，天线与缋线连接部分要做好防水工作，应用防水专用胶带密封。如果通讯距离要求较远，则应尽量提高天线架设高度，并选用全向高增益天线。如果要求在某一特殊方向增强信号，可选用四环阵或八环阵天线。
  2. 定向天线的架设与选用：

                     
   定向天线架设时要求振子与地面垂直，方向尽量对准中心站的全向天线。如果通讯距离较远，则定向天线应尽量增加高度及增益，天线与馈线的连接处同样处应做好防水工作。

馈线的安装与选择：
   馈线应顺着铁塔或杆子引到电台上，中间用线扎捆在杆子上，以免被风吹动。馈线的长度正好即可，不要过于长，否则会增加损耗。馈线要避免尖锐的弯折，弯曲弧度应大于120度。中心站一般应选用直径12mm以上的低损耗馈线或馈管，以确保整个系统的通信信号；分台可根据距离远近，选用直径为7mm、9mm、12mm的低损耗馈线，特殊要求的可选择更低损耗的馈线。另外，不管是全向还是定向天线，必须牢固架设，应具有抗12级台风的能力。多雷电地区，建议在天线与馈线之间串上一只同轴避雷器。