数据传输系统

1、1 1 测井数据传输系统组成测井数据传输系统组成2 2 数据传输编码方法数据传输编码方法3 3 数据传输的主要问题数据传输的主要问题4 4 信道的构成信道的构成5 5 实验箱电路实验箱电路测井数据传输系统测井数据传输系统制作:武洪涛1 1 测井数据传输系统组成测井数据传输系统组成测井数据传输系统测井数据传输系统有有地面编码解码电路地面编码解码电路、 测井电缆测井电缆、 井下编码解码电路井下编码解码电路三部分组成，在地面操作记录系统三部分组成，在地面操作记录系统和井下仪器之间构成信息交换桥梁。和井下仪器之间构成信息交换桥梁。制作:武洪涛2 2 编码方法编码方法1 3700 35061 3700

2、3506 双极性脉冲编码双极性脉冲编码 8K8K2 3700 3508 2 3700 3508 曼彻斯特编码曼彻斯特编码 20K20K3 CSU WTS 3 CSU WTS 双双相位编码相位编码100K100K4 4 5700 WTS 5700 WTS AMI AMI曼彻斯特编码曼彻斯特编码 230K230K5 MAX500 5 MAX500 WTS QAMWTS QAM编码编码 500K 500K6 DTM6 DTM编码编码 离散多音频编码离散多音频编码 HDB3 HDB3编码编码 3 3阶高密度双极性编码阶高密度双极性编码 OFDM OFDM编码编码 正交频分复用WTS Wireline

3、Telemetry System 电缆遥测系统 制作:武洪涛2.1 AMI2.1 AMI编码规则编码规则AMI(AlternativeAMI(AlternativeMarkInversion)MarkInversion) 信号交替反转码信号交替反转码编码规则编码规则消息消息代码中的代码中的0 0 传输码中的传输码中的0 0 消息代码中的消息代码中的1 1 传输码传输码中的中的+1+1、-1-1交替交替 例如例如: : 消息代码消息代码:1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 :1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 AMI AMI码码: +1 0 -1 0 +1 0 0

4、 0 -1 0 +1 -1 +: +1 0 -1 0 +1 0 0 0 -1 0 +1 -1 +1 1AMIAMI码的特点码的特点: : 1 1 由由AMIAMI码确定的基带信号中正负脉冲交替，而码确定的基带信号中正负脉冲交替，而0 0电电位保持不变位保持不变; ;所以由所以由AMIAMI码确定的基带信号无直流分量码确定的基带信号无直流分量，且只有很小的低频分量，且只有很小的低频分量; ; 2 2 不易提取定时信号，由于它可能出现长的连不易提取定时信号，由于它可能出现长的连0 0串。串。制作:武洪涛2.2 QAM2.2 QAM编码规则编码规则QAM QAM 正交幅度调制正交幅度调制Quadra

5、ture Amplitude Modulation 将两个频率相同相位差为将两个频率相同相位差为9090度的正交信号分别调幅。度的正交信号分别调幅。 设每个信号幅度两个状态，设每个信号幅度两个状态，相位量状态，形成相位量状态，形成16QAM16QAM则每个则每个周期传输周期传输4 4个二进制位。个二进制位。制作:武洪涛2.3 DMT编码规则编码规则Asymmetric Digital Subscriber Line（非对称数字用户线路）ADSL可在5km 的范围内，在一对铜缆双绞线上提供最高1Mbps的的上行速率和最高8Mbps的下行速率（也就是我们通常说的带宽），能同时提供话音和数据业务。

6、ADSL采用DMT（离散多音频）技术，将原来电话线路4kHz到1.1MHz频段划分成256个频宽为4.3125kHz的子频带。制作:武洪涛2.4 HDB32.4 HDB3编码编码三阶高密度双极性码（简称HDB3码）（High Density Bipolar of Order 3）1 先将消息代码变换成AMI码，若AMI码中连0的个数小于4,此时的AMI码就是HDB3码;2 若连出现4个0,则将第4个0变换成1，极性与前面的1相同;3 相邻V符号之间有偶数个非0符号时，再将该小段的第1个0变换成+B或-B,符号的极性与前一非零符号的相反，并让后面的非零符号从符号开始再交替变化。例如:消息代码:

7、1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1AMI码: +1 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 00 0 0+1 -1 0 0 0 0 +1 -1HDB3码：+1 0 0 0 +V -1 0 0 0 0 -V0 0 -V+1 -1 +B 0 0 +V -1 +1HDB3码：+1000+V-1000-V+1-1000-V+1-1制作:武洪涛2.4 HDB32.4 HDB3解码解码HDB3码的特点1 由HDB3码确定的基带信号无直流分量，且只有很小的低频分量;2 HDB3中连0串的数目至多为3个，易于提取定时信号。3 编码规则复杂，但译码较简单。解码规

8、则1 从收到的符号序列中找到破坏极性交替的点，可以断定符号及其前面的3个符号必是连0符号，从而恢复4个连码;2 再将所有的-1变换成+1后，就可以得到原消息代码制作:武洪涛2.5 OFDM2.5 OFDM编码编码OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交频分复用技术OFDM是MCM(Multi Carrier Modulation)，多载波调制的一种。OFDM技术由MCM（Multi-Carrier Modula.制作:武洪涛3 3 测井电缆数据传输系统测井电缆数据传输系统PCPC操操作作平台平台地面编码地面编码地面解码地面解码井下编

9、码井下编码井下解码井下解码井井下仪器下仪器ABCDABCD01010101010101011 1 输入命令到计算机输入命令到计算机测井电缆测井电缆电缆传输状态电缆传输状态数数据传输流程演示据传输流程演示2 2 传输命令到地面编码电路传输命令到地面编码电路3 3 传输命令到井下解码电路传输命令到井下解码电路4 4 传输命令到井下仪器传输命令到井下仪器制作:武洪涛3 3 测井电缆测井电缆数据传输系统数据传输系统PCPC操操作作平台平台地面编码地面编码地面解码地面解码井下编码井下编码井下解码井下解码井井下仪器下仪器ABCDABCD01011010101010101010测井电缆测井电缆电缆传输状态电

10、缆传输状态12345 5 井下仪器完成数据采集井下仪器完成数据采集6 6 传输数据到井下编码电路传输数据到井下编码电路7 7 传输数据到地面解码电路传输数据到地面解码电路8 8 传输数据到计算机传输数据到计算机9 9 传输数据到显示器传输数据到显示器数数据传输流程演示据传输流程演示制作:武洪涛4 4 传输传输过程的问题过程的问题 信道有限信道有限，如何快速、可靠地传输如何快速、可靠地传输更多更多的数据位的数据位1 1 信道编码信道编码 2 2 信源编码信源编码，数据压缩数据压缩3 3 提高信道利用率提高信道利用率4 4 提高抗干扰能力提高抗干扰能力制作:武洪涛5 5 信道的构成信道的构成- -

11、电缆特性电缆特性制作:武洪涛5 5 信道的构成信道的构成- -对地对地1 1 了解电缆特性对传输信号的影响。了解电缆特性对传输信号的影响。2 2 选择适合传输的信号波形。选择适合传输的信号波形。10#7#1#2#3#4#5#6#制作:武洪涛5 5 信道的构成信道的构成- -差动差动制作:武洪涛5 5 信道的构成信道的构成- -信道特性信道特性W7-12.7-BPPW7-12.7-BPP 每千米每千米 R=31.3 C=0.16uFR=31.3 C=0.16uF30003000米米 9696欧姆欧姆0.47uF0.47uFW7-11.8-BPPW7-11.8-BPP 每千米每千米 R=33.0

12、C=0.16R=33.0 C=0.1675007500米米 247247欧姆欧姆 1.2uF1.2uFR1X*16C1X*0.16uFTR1(S1)TR2(S1)ABCDR2X*16P1P2S1S3TR1TRAN-2P3SP1P2S1S3TR2TRAN-2P3SR5X*16R6X*16信道实验电路X=3X=4X=5X=6X=73000M-3dB3.46KHz5000M-3dB1.26KHz7000M-3dB664Hz5000M100K-38dB制作:武洪涛5 5 信道的构成信道的构成- -信道补偿信道补偿R180C10.8uFTR1(S1)(A)ABCDR280P1P2S1S3TR1TRAN-2P3SP1P2S1S3TR2TRAN-2P3SR580R680U1:A(V+)VALUE=12R8500321411U1:ATL084R35KR72kU1:A(V-)VALUE=-12R45KC240n5000MR9200补偿后5000M-3dB通频带25.8K100K-11.6dB制作:武洪涛5 5 信道的构成信道的构成- -信号补偿信号补偿在发送前滤掉部分低频分量在发送前滤掉部分低频分量发送：10K30K10:3.3发送10K30K10:10接收1.5:0.5制作:武洪涛6 6 实验箱实验箱-