电力系统远动第5章 数据通信与远动通信规约

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1、电力系统调度自动化电力系统调度自动化电气工程学院电气工程学院 林国松林国松第五章第五章 数据通信与远动通信规约数据通信与远动通信规约数据通信概述1循环式传输规约2问答式传输规约3IEC6080-5-101传输规约4计算机网络与局域网5第一节第一节 数据通信概述数据通信概述一、数据通信系统模型一、数据通信系统模型信号的某一参量可以取无限多个数值，且信号的某一参量可以取无限多个数值，且直接与消息相对应。直接与消息相对应。信号在时间上离散，且表征信号的某一参信号在时间上离散，且表征信号的某一参量只能取有限个数值。量只能取有限个数值。模拟通信系统模拟通信系统数字通信系统数字通信系统第一节第一节 数据通

2、信概述数据通信概述一、数据通信系统模型一、数据通信系统模型（1）信息源的作用是将电流、电压等被测量的数值，以及开关的分合闸状态、变压器分接头位置等消息，以信号形式输出，即信息源是把待传输的消息转换成原始电信号。信息源的输出或是连续变化的模拟信号，或是离散的数字信号，用s表示。（2）信源编码可以对信息源发出的模拟信号完成模/数转换，得到它所对应的数字信号。然后对这些数字信号以及s中原有的数字信号进行编码，在信源编码的输出得到一串离散的数字信息。在远动系统中，它是二进制的数字信息序列，记为m。信源编码的目的是提高数字通信传输的有效性，通过各种方式的编码尽可能地去除信号中的冗余信息。 第一节第一节

3、数据通信概述数据通信概述一、数据通信系统模型一、数据通信系统模型（3）信道编码：为了使传送的数码具有检错和纠错能力，按一定的规则在信源编码的基础上增加一些冗余码元（又称监督码），但又不是信息源发出的,使这些冗余码元与被传送信息码元之间建立某种相关性。信道编码使信息序列m变成较原来更长的二进制数字序列。用c表示，以提高信息传输的抗干扰能力。信道编码也称差错控制编码。（4）调制（Modulation）：为了使信号便于传输、减少干扰和易于放大，使一种波形（载波）参数按另一种信号波形（调制波）变化的过程。调制的作用是将数字序列变换成适合于在信道中传输的信号形式，送入信道。电力系统远动中常采用数字调频或

4、数字调相的方法，将数字信号变成两种不同频率或两种不同相位的正弦交流信号。 第一节第一节 数据通信概述数据通信概述一、数据通信系统模型一、数据通信系统模型（5）信道是信号传输的通道，有光纤信道、微波信道、复用电力线载波信道等。信道中存在着各种类型的干扰噪声源。（6）解调（Demodulation）是从调制的载波信号中将原调制信号复原的过程。对于二元制键控移频和键控移相而言，解调的作用是把从信道接收到的两种不同频率或两种不同相位的正弦交流信号还原成数字序列。如果发送的信号在信道中受到干扰，接收端的r和发送端的c将不相同。在一个系统中，如果发送端有编码/调制装置，则在接收端必须有译码/解调装置。 （

5、7）信道译码是根据信道编码规则，对接收数字序列进行译码校验，实现检查或纠正信息序列在传输过程中所产生的差错，输出与信息序列m对应的m*。第一节第一节 数据通信概述数据通信概述一、数据通信系统模型一、数据通信系统模型（8）信源译码是根据信源编码规则，变接收信息序列m*为信息源输出s的对应值s*，并送给受信者予以显示或打印等。如果信道无干扰，或干扰引起的错误在信道译码中是可纠正的，则c*、m*、s*分别为c、m、s的重现。（9）受信者是将复原的原始信号转换成相应的消息。数字式远动的数据序列在信道中以串行方式一个码元一个码元地传送。在一帧里，位是最小的信息单元，位也称为码元，即码元是信息传输的最小单

6、元。若干码元组成一个远动字，若干字组成一帧。以一帧或若干帧组成一个传输单元的信息，称为报文或消息（Message）。 第一节第一节 数据通信概述数据通信概述二、数据通信系统的主要质量指标及分类二、数据通信系统的主要质量指标及分类主要质量指标主要质量指标v有效性：有效性：在给定的信道内能在给定的信道内能够传输信息内容的多少够传输信息内容的多少v可靠性：可靠性：在给定的信道内接在给定的信道内接收到信息的准确程度收到信息的准确程度码元传输速率码元传输速率差错率差错率码元传输速率码元传输速率被定义为每秒钟传送码元的数目，单被定义为每秒钟传送码元的数目，单位为波特位为波特(Baud)；信息传输速率信息传

7、输速率被定义为每秒钟被定义为每秒钟传送信息量，单位为比特传送信息量，单位为比特/秒秒(bit/s)。第一节第一节 数据通信概述数据通信概述二、数据通信系统的主要质量指标及分类二、数据通信系统的主要质量指标及分类其中： I 信息量 P事件发生的概率 N量度信息的单位，若N=2，则信息量的单位为比特。一个消息的信息量：)/1 (logPIN误码率(Pe)：错误接收信息的码元数与传输信息总码元数之比。误比特率(Pb)：错误接收信息的比特数与传输信息的总比特数之比。误字率(Pw)：错字数与传输的总字数之比。 第一节第一节 数据通信概述数据通信概述二、数据通信系统的主要质量指标及分类二、数据通信系统的主

8、要质量指标及分类通信系统分类通信系统分类v按消息的传输媒质：按消息的传输媒质：有线、无线有线、无线v按信息和信号的特点：按信息和信号的特点：电话、电报、图像、数据电话、电报、图像、数据v按传输信号的特征分类按传输信号的特征分类：模拟通信、数字通信：模拟通信、数字通信v按调制方式按调制方式：调幅、调频、调相：调幅、调频、调相v从信息的传输方式从信息的传输方式：单工、半双工、全双工：单工、半双工、全双工v按信道复用方式按信道复用方式：频分复用、时分复用、码分复：频分复用、时分复用、码分复用、波分复用用、波分复用第一节第一节 数据通信概述数据通信概述三、通信信道三、通信信道电力线载波通信：电力线载波

9、通信：利用一载波频率经现有电力线去传送信利用一载波频率经现有电力线去传送信息，利用架空电力线的某相导线作为信息传输的媒介。息，利用架空电力线的某相导线作为信息传输的媒介。第一节第一节 数据通信概述数据通信概述三、通信信道三、通信信道光纤通信：光纤通信：以光波为载体、以光导纤维作为传输媒介，将信以光波为载体、以光导纤维作为传输媒介，将信号从一处传输到另一处的一种通信手段。号从一处传输到另一处的一种通信手段。第一节第一节 数据通信概述数据通信概述三、通信信道三、通信信道微波中继通信：微波中继通信：波长为波长为0.0011.0 m ，频率为频率为300MHz300GHz的无线电波的无线电波称为微波，

10、借助微波传递信号的方称为微波，借助微波传递信号的方式称为微波中继通信。式称为微波中继通信。卫星通信：卫星通信：是一种特殊是一种特殊的微波中继通信，中继的微波中继通信，中继站设在地球的同步卫星站设在地球的同步卫星上，利用通信卫星作为上，利用通信卫星作为中继站来转发或发射无中继站来转发或发射无线电信号，在地面站间线电信号，在地面站间进行通信。进行通信。第一节第一节 数据通信概述数据通信概述四、数字信号的调制与解调四、数字信号的调制与解调v数字调幅数字调幅(ASK)v数字调频数字调频(FSK)v数字调相数字调相(PSK)第一节第一节 数据通信概述数据通信概述五、数据通信系统的工作方式五、数据通信系统

11、的工作方式v单工方式单工方式v半双工方式半双工方式v全双工方式全双工方式第一节第一节 数据通信概述数据通信概述六、数据通信的基本方式六、数据通信的基本方式在计算机系统中，设备间的数据基本通信方式有并行通信和串在计算机系统中，设备间的数据基本通信方式有并行通信和串行通信两种方式。行通信两种方式。 并行通信并行通信：各位数据同时传送。如：各位数据同时传送。如CPU与并口间的数据交换与并口间的数据交换是是8位一起传送的。位一起传送的。 特点：特点：传输线多、距离短、速度快。传输线多、距离短、速度快。 串行通信串行通信：数据是一位、一位顺序传送的方式。如远动装置：数据是一位、一位顺序传送的方式。如远动