模拟数传电台MOTOROLA 950i与数字数传电台2710的测试比较报告

时间：2021-01-12 14:41:47 来源：点击：次

一. 产品简介：
西安市城市给水计算机辅助调度系统拟采用220～240MHz频段无线方式进行数据传输。为组建高效可靠的无线数据传输系统，西安自来水公司在深圳华夏盛（WDS数字电台），MOTOROLA MOSCAD RTU、950i数传电台和澳大利亚ACTION公司北京办事处（ACTION RTU）的配合下，于2002年10月10---17日在西安做现场比较测试。
目前本公司关于RTU的选型主要考虑以下两种产品：
    1.美国MOTOROLA公司的RTU
    2.澳大利亚ACTION CONTRON RTU公司的RTU
    与之配套的数据传输电台主要有以下两种型号：
    1.美国MOTOROLA公司的GM950i模拟数传电台
    2.深圳华夏盛公司的2710C数字数传电台
这两种电台工作原理是不同的：2710C采用的是直接数字调制解调；而GM950i采用的是调频模拟车载电台加调制解调器芯片改制的。因此两者的性能是有明显差异，价格也大不一样。

二.测试目的：
    1.超短波传输方式在本项目上超短波的适用性：即在该项目特定的现场环境下，用超短波方式是否可以完成数据传输的功能；
    2.无线通信的可靠性：即数据传输的完整性、准确性；
    3.抗干扰能力：即在外界或人为电磁干扰的情况下电台抗干扰数传的能力；
    4.轮询周期的长短：两种电台对于同样数据量的数据进行多次传输，对传输实际占用信道的时间进行比较；
    5.单点的数据传输转换时间与电台数据传输速率的关系：在一个轮询所占用的时间中数据传输所占用的时间的比例；
    6.电台长时间工作的能力；
    7.大数据量高负荷工作状态下电台的稳定性及数据传输的准确性：在已建成的南郊水厂和公司调度中心之间进行大量数据的频繁传送，比较两种电台的稳定性及数据的正确性；
    8.采用两种电台可实现的不同的数据中继、网络诊断功能。

三.测试内容：
    （一）MOTOROLA的RTU分别配合GM950i电台与2710C电台
    1.点对点远程数据传送测试
    ⑴连接说明:在一定距离架设2个测试点,通过无线信道进行通信。分别在浦店汇流池、公司中心调度室架设八木定向天线进行测试。
    ⑵测试设备：
    ①RTU：包括2台MOSCAD_L，RS232通讯电缆；
    ②电台：2只GM950i，2只 2710C，以及数据线、电源线；
    ③上位及软件：笔记本2台，TOOLBOX 8.50一套，编程电缆1条；
    ④天馈线：八木定向天线2套，一定长度馈线2套。
    ⑶连接拓扑图：

模拟数传电台MOTOROLA 950i与数字数传电台2710的测试比较报告(图1)
点对点远程数据传送连接拓扑图

    ⑷数据比较表：见《点对点远程数据传送测试数据对比表》（见后）
    ⑸备注及问题分析:
    ①本测试包括点对点远程数据传送测试和信道状况两个内容。选取离调度中心更远的点架设天线。
    ②为保证测试值具有代表性,选更不利点为浦店汇流池到中心公司调度室，其间距离约为30千米。
    ③测试后发现更不利点的信道质量完全满足要求，其他各点理论上也就满足要求，信道测试通过。为方便以后测试，不必再把天线架在浦店，可架在其他方便且有代表性的地方。
    ④公司与浦店采用2个八木定向天线通信，距离约有30千米；南郊水厂与公司之间采用1个吸盘天线和1个八木定向天线通信，距离约有15千米。但由于公司与浦店之间八木天线的信道质量好，反而比南郊水厂与公司之间的通信速率快，可见信道质量对通信速率影响很大。
    ● 远程点对点轮询测试数据对比表

数据量	电台类型	次数	轮询时间（秒/点）	干扰情况	平均时间（秒/点）	畅通率（%）	误码率（%）	发射速率（Kbps）	发射功率（W）
浦店SS6浊度仪的4位数据	2710C	1	0.75	无	1.5	100	0	9.6	5
		2	0.75	无		100	0	9.6	5
		3	2.5	无		100	0	9.6	5
		4	1	无		100	0	9.6	5
		5	1	无		100	0	9.6	5
		6	7	通话干扰		100	0	9.6	5
		7	0.80	无		100	0	9.6	5
		8	1	无		100	0	9.6	5
		9	1	无		100	0	9.6	5
		10	1	无		100	0	9.6	5
	MOTOROLA GM950i	1	11	通话干扰	6	100	0	4.8	20
		2	4	无		100	0	4.8	20
		3	9.5	通话干扰		100	0	4.8	20
		4	16	通话干扰		100	0	4.8	20
		5	3	无		100	0	4.8	20
		6	4	无		100	0	4.8	20
		7	3	无		100	0	4.8	20
		8	2	无		100	0	4.8	20
		9	4	无		100	0	4.8	20
		10	3	无		100	0	4.8	20

2.点对点远程模拟轮询测试
    ⑴连接说明:在一定距离架设3个测试点,通过无线信道进行通信。分别在南郊水厂滤池、公司调度室架设八木天线，通过一点对一点的反复读取模拟一点对两点的情况。
    ⑵测试设备：
    ①RTU：包括2台MOSCAD_L，RS232通讯电缆；
    ②电台：2只GM950i，2只 2710C，以及数据线、电源线；
    ③上位及软件：笔记本2台，TOOLBOX 8.50一套，编程电缆1条；
    ④天馈线：八木定向天线2套，一定长度馈线2套。
    ⑶连接拓扑图：

模拟数传电台MOTOROLA 950i与数字数传电台2710的测试比较报告(图2)

点对点远程模拟轮询连接拓扑图

    ⑷数据比较表：见《点对点远程模拟轮询测试数据对比表》（见后）
    ⑸备注及问题分析:
    ①由于在浦店汇流池（更不利点）已经能保证信道通畅，为了方便测试采用有代表性但又方便架设天线的点为测试点。选择南郊水厂和公司调度中心，其间距离约为15千米。
    ②由于没有足够的RTU在所需测试位置，采用调度中心RTU每间隔1分钟读取南郊水厂的同一个RTU，反复进行。看作是在认为是轮询不同的RTU，从而达到模拟轮询的目的。
    ③由于实测中发现MOTOROLA的电台在第一次叫通时花的时间（T）会比以后几次时间（t）长约1/4t，故实际中的轮询时间会比测试中的时间长。
●点对点远程模拟轮询测试数据对比表

数据量（Byte）	电台类型	次数	轮询时间（秒/点）	干扰情况	平均时间（秒/点）	畅通率（%）	误码率（%）	发射速率（Kbps）	发射功率（W）
992	2710C	1	7	无	7	100	0	9.6	5
		2	7	无		100	0	9.6	5
		3	7	无		100	0	9.6	5
		4	7	无		100	0	9.6	5
		5	7	无		100	0	9.6	5
		6	7	无		100	0	9.6	5
	MOTOROLA GM950i	1	96	无	91	100	0	4.8	20
		2	70	无		100	0	4.8	20
		3	107	无		100	0	4.8	20
		4	71	无		100	0	4.8	20
		5	79	无		100	0	4.8	20
		6	122	通话干扰		100	0	4.8	20
400	2710C	1	0.5	无	0.5	100	0	9.6	5
		2	0.5	无		100	0	9.6	5
		3	0.5	无		100	0	9.6	5
		4	0.5	无		100	0	9.6	5
		5	0.5	无		100	0	9.6	5
		6	0.5	无		100	0	9.6	5
	MOTOROLA GM950i	1	10	无	9	100	0	4.8	20
		2	9	无		100	0	4.8	20
		3	9	无		100	0	4.8	20
		4	9	无		100	0	4.8	20
		5	9	无		100	0	4.8	20
		6	9	无		100	0	4.8	20

3. 通过中继远程轮询数据测试
    ⑴连接说明:在一定距离架设3个测试点,通过无线信道进行通信。分别在南郊水厂滤池、南郊水厂中心调度室放置吸盘天线；公司调度室架设八木天线。
    ⑵测试设备：
    ①RTU：包括3台MOSCAD_L，RS232通讯电缆；
    ②电台：3只GM950i，3只 2710C，以及数据线、电源线；
    ③上位及软件：笔记本2台，TOOLBOX 8.50一套，编程电缆1条；
    ④天馈线：八木定向天线1套，吸盘天线2套（自带馈线），一定长度馈线1套。
    ⑶连接拓扑图：

模拟数传电台MOTOROLA 950i与数字数传电台2710的测试比较报告(图3)

通过中继远程轮询数据连接拓扑图

    ⑷数据比较表：见《通过中继远程轮询测试数据对比表》（见后）
    ⑸备注及问题分析:
    ①原计划在二厂南厂车间架设八木定向天线,在南郊水厂放置吸盘天线作为数据存储转发的中继站。由于天线原因未能与南郊水厂正常叫通，（二厂南厂车间与公司调度室通信正常）。舍弃二厂南厂车间测试点,在南郊水厂再选取一个远程点代替该点。
    ②分别选择公司调度室、南郊水厂滤池、南郊水厂中心调度室三处为测试点。公司调度室距南郊水厂约为15千米，南郊水厂滤池距南郊水厂中心调度室约为0.1千米。
    ③由于只有2个八木天线，在南郊水厂放置吸盘天线代替八木天线，信道无明显影响，通信正常。南郊水厂滤池与南郊水厂中心调度室；南郊水厂与公司调度室均能正常叫通。
●通过中继远程轮询测试数据对比表

数据量（Byte）	电台类型	次数	轮询时间（秒/点）	干扰情况	平均时间（秒/点）	畅通率（%）	误码率（%）	发射速率（Kbps）	发射功率（W）
992	2710C	1	7.5	无	11.9	100	0	9.6	5
		2	12.5	无		100	0	9.6	5
		3	10.5	无		100	0	9.6	5
		4	15.5	无		100	0	9.6	5
		5	8	无		100	0	9.6	5
		6	17.5	无		100	0	9.6	5
	MOTOROLA GM950i	1	74	通话干扰	50.8	100	0	4.8	20
		2	27	无		100	0	4.8	20
		3	40	无		100	0	4.8	20
		4	28	无		100	0	4.8	20
		5	71	通话干扰		100	0	4.8	20
		6	65	通话干扰		100	0	4.8	20

4. 远程模拟轮询抗干扰测试
    ⑴连接说明:在一定距离架设3个测试点,通过无线信道进行通信。分别在南郊水厂滤池、南郊水厂中心调度室放置吸盘天线；公司调度室架设八木天线。
    ⑵测试设备：
    ①RTU：包括3台MOSCAD_L，RS232通讯电缆；
    ②电台：3只GM950i，3只 2710C，以及数据线、电源线；
    ③上位及软件：笔记本2台，TOOLBOX 8.50一套，编程电缆1条；
    ④天馈线：八木定向天线1套，吸盘天线2套（自带馈线），一定长度馈线1套；
    ⑤噪声源：电钻一把。
    ⑶连接拓扑图：

模拟数传电台MOTOROLA 950i与数字数传电台2710的测试比较报告(图4)

远程模拟轮询抗干扰测试连接拓扑图

    ⑷数据比较表：见《远程模拟轮询抗干扰测试数据对比表》（见后）
    ⑸备注及问题分析:
    ①测试中出现的噪声干扰除了人为电钻的干扰外还包括同频段外来的通话干扰。人为电钻干扰离电台很近基本不通过馈线，而是直接干扰电台；同频段外来的通话干扰主要是经过天线馈线传入电台。
    ②数字电台对外来同频段的通话干扰抵抗较强基本不受影响，只是数据传输时间会稍许延长；GM950i模拟电台对外来同频段的通话干扰抵抗较弱，速度大大降慢（无干扰时的3～4倍），往往会发送失败。
    ③使用电钻认为干扰电台工作时，由于WDS数字电台采用铸铝外壳，对电钻的干扰有较强的屏蔽作用，从而收到电钻人为干扰的程度较小，能继续通信而且速率下降不很明显；GM950i模拟电台采用塑料外壳，对屏蔽电钻的噪声电磁信号几乎没有作用，一旦有电钻干扰信息传送肯定失败。人为的对GM950i模拟电台进行电磁屏蔽（把GM950i模拟电台放入铁箱），通信能继续进行，但速率较低。

●远程模拟轮询抗干扰测试数据对比表

数据量（Byte）	电台类型	次数	轮询时间（秒/点）	干扰情况	平均时间（秒/点）	畅通率（%）	误码率（%）	发射速率（Kbps）	发射功率（W）
992	2710C	1	13	电钻干扰	19	100	0	9.6	5
		2	23	电钻干扰		100	0	9.6	5
		3	16	电钻干扰		100	0	9.6	5
		4	18	电钻干扰		100	0	9.6	5
		5	27	电钻干扰		100	0	9.6	5
		6	17	电钻干扰		100	0	9.6	5
	MOTOROLA GM950i	1	失败	电钻干扰	无法通过	100	0	4.8	20
		2	失败	电钻干扰		100	0	4.8	20
		3	失败	电钻干扰		100	0	4.8	20
		4	失败	电钻干扰		100	0	4.8	20
		5	失败	电钻干扰		100	0	4.8	20
		6	失败	电钻干扰		100	0	4.8	20
	MOTOROLA GM950i （电台屏蔽）	1	20	电钻干扰	22	100	0	4.8	20
		2	23	电钻干扰		100	0	4.8	20
		3	24	电钻干扰		100	0	4.8	20

（二）ACTION CONTRON RTU的RTU配合2710C电台

1.连接说明：在一定距离架设2个测试点,通过无线信道进行通信。在南郊水厂滤池控制室放置吸盘天线，在公司调度室架设八木定向天线。
    2.测试设备：
    ①RTU：包括3台ACTION CONTRON RTU的RTU，RS232通讯电缆；
    ②电台：3只 2710C，以及数据线、电源线；
    ③上位及软件：笔记本2台，TOOLBOX一套，编程电缆1条；
    ④天馈线：八木定向天线1套，吸盘天线2套（自带馈线），一定长度馈线1套；
    3.数据比较表：见《ACTION CONTRON RTU的RTU配合2710C电台测试数据对比表》（见后）
    4.备注及问题分析:
    ①调度中心站设在公司调度中心，与中继站远程通信；远程站和中继站放在南郊水厂的滤池控制室，采用本地通信。
    ②由于中继站与远程站采用本地通信，信道不受任何干扰，收发速率应比远程通讯较快。
    ③WDS数字电台更高可以支持19.2 KByte/秒，为了充分发挥其性能测出极限值经过9.6 KByte/秒到19.2 KByte/秒速率的调速，分别测试。
    ④测试中只是叫通各站没有具体数据量。
    ⑤远程点对点测试中第4、5、6次测试虽然预设值变化，但由于接口瓶颈问题，在预设值速率上升时，实际值并没有变化。
    ⑥通过中继远程连接测试中第6、7次的出错问题，因WDS电台未使用话音功能，所以无法判断是否是由于信道受到外来同频段的通话干扰影响，未能正常叫通。
●ACTION CONTRON RTU的RTU配合2710C电台测试数据对比表

连接方式	通信方式	次数	预设速度（点/秒）	实测速度（点/秒）	数据拥挤错误（次）	畅通率（%）	误码率（%）	发射速率（Kbps）	发射功率（W）
点对点	本地	1	2	2	无错	100	0	9.6	5
		2	4	4	无错	100	0	9.6	5
		3	5	5	无错	100	0	9.6	5
	远程	4	10	10	无错	100	0	19.2	5
		5	20	10	无错	100	0	19.2	5
		6	20	10	无错	100	0	19.2	5
模拟轮询	本地	1	2	2	无错	100	0	9.6	5
		2	3	3	无错	100	0	9.6	5
		3	4	4	无错	100	0	9.6	5
		4	5	—	有错	100	0	9.6	5
	远程	5	10	10	无错	100	0	19.2	5
		6	13	13	无错	100	0	19.2	5
		7	20	20	无错	100	0	19.2	5
通过中继	本地	1	5	5	无错	100	0	19.2	5
		2	6	6	无错	100	0	19.2	5
		3	10	—	有错	100	0	19.2	5
	远程	4	3	3	无错	100	0	19.2	5
		5	4	4	无错	100	0	19.2	5
		6	5	—	有错	100	0	19.2	5
		7	6	—	有错	100	0	19.2	5
		8	6	3	无错	100	0	19.2	5
		9	10	3	无错	100	0	19.2	5

四.测试说明：
1.本次测试的目的主要是测试电台而不是RTU。只是因为MOSCAD不支持使用深圳华夏盛公司的2710C实现中继，即存储转发功能，我们才邀请Action公司验证RTU+2710C是否可以实现中继功能，所以，Action公司的RTU+GM950i模式并未做任何测试。（后来MOTOROLA公司声明MOSCAD+2710C可以实现中继功能，只是RTU CPU模块上第三口的通信模块需要更换。）
2.在本次测试中,我们使用的频率是226.900MHz,发现该频率被外界盗用，在测试时会随机的有外来通话干扰，一定程度上影响了正常的测试，故在比较时对受到外界通话干扰的数据进行了标明，以做区别。
3.本测试报告列举并处理了所有具有可比性、相似性和能指导实际应用的原始数据，对于其他无可比性数据只做一般文字说明没有进行详细比较。
4. 深圳华夏盛公司的2710C电台利用网管软件InSite 6实现了对电台的远程监管功能。在不中断数据传输的情况下可以监测、维护、设置电台的参数，如：接收信号强度、发射功率、电源电压、信噪比、工作温度等。