电力系统通信工程(A4答案)

电力系统通信工程(A4答案)

电力系统通信工程

1. 请简述奈奎斯特抽样定理(10分)

要从抽样信号中无失真地恢复原信号，抽样频率应大于2倍信号最高频率。

抽样频率小于2倍频谱最高频率时，信号的频谱有混叠。抽样频率大于2倍频谱最高频率时，信号的频谱无混叠。 2.请画出微波系统组成方框图 (10分)

3. 请简述光纤的传输特性以及电力特殊电

缆的有哪些？ (10分)

答：光纤的传输特性包括：

（1） 损耗特性：光波沿光纤化输时，其

功率将逐步受到衰减，当发送光功率和接收灵敏 考

生

注

意

：

答

题

内容

勿

超

过

装

订

线左

侧

装 线

订

度给定时，光纤对信号的衰减将是限制无中继传输距离的重要因素。

( 2) . 色散特性：光信号中含有多个不同频率或不同模式的成分，信号在光纤中

微波系统组成方框图

传输时，其不同成份将因群速(即等效折算到光纤轴向的速度)不同而需要不同的传输时间，导致组成光信号的各个成份到达光纤终端(接收端)的时间有先有后，使接收波形产生畸变。这种现象就是光纤的色散。

(3). 偏振特性：这是单模光纤专有的一种特性。由于纤芯的椭圆变形，或光纤受到非对称外应力而产生弹性变形时，单模传输中两个正交的基模分量将具有不等的相位常数。这种现象叫做光纤的双折射。双折射除导致偏振色散外，还将使光波的偏振态沿光纤轴向不断变化，使输

出偏振态不稳定。这在相干通信系统中将会产生很坏的影响。

(4). 数值孔径：光纤的数值孔径反映出光纤收集光线的能力。

电力特殊电缆：特殊用途电缆种类繁多，主要有：（1）用于高温环境的氟塑料电缆，聚偏二氟乙烯绝缘、护套电缆连续工作温度摄氏150度，聚全氟乙丙烯绝缘、护套电缆连续工作温度摄氏100度，，聚四氟乙烯绝缘、护套电缆连续工作温度摄氏260度。

（2）用于油污染环境的丁晴复合物绝缘电缆，运行最高额定温度摄氏105度。

（3）用于经常移动环境的硅橡胶电缆，运行最高额定温度摄氏180度。

此外，还有专用的低温、防水、防虫鼠害、矿用电缆等

4.请简述电力载波通信频谱搬移是如何实

现的？ (10分)

答：信号频谱的搬移是利用半导体二极管、三极管等非线性元件对信号进行变频调制的结果。以二极管为例，其伏安持性如图，图中u是施加在二极管两端的电压，i是在u的作用下通过二极管的电流。用数学表达式描述此伏安特性，则为

式中系数a0,a1,a2,a3由特性曲线的形状及所选择的工作状态所决定。进行工程分析时，一般只取前3项。

当在二极管的两端加上不同频率的正弦波时,其变频作用如下图所示:

5计算机通信网的计算机网络的拓扑结构有哪些类型？(10分)

答: 1．星型拓扑:如图(a)所示，网络中各工作站通过点到点链路连到中央节点。中心结点对全网的通信实行集中控制，任何两个结点之间的通信都必须通过中心结点来实现。星型拓扑的优点是结构简单，访问协议简单，单机故障不会影响网络运行；缺点是对中心结点的可靠性要求高，中心结点出现故障，整个网络就会瘫痪，系统的扩充比较困难。

2. 树型拓扑:由星型拓扑演变而来，形状像一棵根在上方的大树。各结点按层次进行连接，信息交换主要在上下结点之间进行。树型拓扑结构中的故障比较容易检测和隔离。

3. 环型拓扑使网络中各站点首尾相连，以通信线路连接成一个封闭的环路，数据只能在环路中沿着一个方向逐点传输。环型拓扑结构简单，传输延时确定，适合光纤介质网络；但是任何一个结点的故障都会使全网瘫痪，而且结点的增加或减少都比较困难。

4.总线型拓扑所有的站点都连接到一条公用

传输线--总线上，就形成了总线型计算机网络结构。其优点是结构简单，易于扩充、价格低廉，容易安装。缺点是出现故障后需要检查总线在各结点的连接，因此查错比较困难；虽然某台计算机故障不会影响网络运行，但是若总线断开，则网络将不可使用。

5．星环拓扑这是将星型拓扑和环型拓扑混合起来的—种拓扑结构。其主要优点是故障诊断较为方使，易于扩展，安装电缆方便，其主要缺点是需要集中器等。

6.请简述光纤通信使用的波长在哪个范围？并解释3个低损耗窗口的含义？(10分)

答：目前光纤通信所用光波的波长范围为0.8～1.7um ，属于电磁波谱中的近红外区。其

中0.8～1.0um 称为短波长段，1.0～

1.7um 称为长波长段。

3个低损耗窗口为：0.85μm、1.31μm和1.55μm

波长, 也就是说，光源的发光波长应与光纤的工作窗口相一致。

7.请叙述下ISO开放系统互连参考七层模型？ (20分)

答：OSI七层模型从下到上分别为物理层(Physical Layer,PH)、数据链路层(Data Link Layer,DL)、网络层(Network Layer,N)、运输层(Transport Layer,T)、会话层(Session Layer,S)、表示层(Presentation Layer,P)和应用层(Application Layer,A)。

8. 电力系统复用保护通道的优点？复用方

式有哪五种类型？（20分)

答：1．能解决电力系统载波通道频率拥挤的矛盾

多功能复用载波设备既可传送一路电话还可传送多个远动或保护信号，因而可大大缓解电力系统载波通道频率安排拥挤的矛盾。

2，使电力载波通道的规划、设计、管理归于统一

实行复用方式以后，电力载波的频率分配都由通信部门统一归口安捧，充分利用频率空档，克服了以前各自独立的专用通道运行时频率安排相互矛盾，造成频段空档浪费或致使

管理不能统一等问题。

3．改善了高频通道的传输特性

多功能复用载波设备，采用相——相耦合方式代替传统的相——地耦合方式。可大大拉高高频通道的传输质量，也提高了在输电线路故障情况下的可靠性，改善了线路衰耗和线路杂音干扰。

4．可充分利用调度通信网络的优越性

有效利用调度数字通信网络，可利用比较成熟的多种数据加密，数据恢复算法，传递