电力系统网络通信复习要点

一、1.通信网的定义，可描述为由各种通信节点（端节点、交换节点、转接点）及连接各节点的传输链路互相依存的有机结合体，以实现两点及多个规定点间的通信体系。

2.电力系统通信网中常见的通信网络有电话交换网、电力数据网、电视电话会议网、企业内联网INTRANET等。

电力数据网包含传统的远动信息网(SCADA系统)、EMS、MIS等。

3.电力系统通信网主要由传输、交换、终端三大部分组成。

其中传输与交换部分组成通信网络，传输部分为网络的线，交换设备为网络的节点。

目前常见的交换方式有电路交换、分组交换、ATM异步传送模式和帧中继。

4.电力线载波通信(也称PLC-Power Line Carrier) 是利用高压输电线作为传输通路的载波通信方式，用于电力系统的调度通信、远动、保护、生产指挥、行政业务通信及各种信息传输。

5. 电路交换与分组交换各自特点：
电路交换是固定分配带宽的，连接建立后，即使无信息传送也须占电路，电路利用率低；要预先建立连接，有一定的连接建立时延，通路建立后可实时传送信息，传输时延一般可以不计；无差错控制措施。

因此，电路交换适合于电话交换、文件传送及高速传真，不适合突发业务和对差错敏感的数据业务。

分组交换是一种存储转发的交换方式。

它是将需要传送的信息划分为一定长度的包，也称为分组，以分组为单位进行存储转发的。

而每个分组信息都包含源地址和目的地址的标识，在传送数据分组之前，必须首先建立虚电路，然后依序传送。

二、凡信号参量的取值是连续的或取无穷多个值的，且直接与消息相对应的信号，均称为模拟信号，凡信号参量只能取有限个值，并且常常不直接与消息相对应的信号，均称为数字信号。

6.分组交换最基本的思想就是实现通信资源的共享。

分组交换最适合数据通信。

数据通信网几乎全部采用分组交换。

7.
8.传统的模拟通信中都采用频分复用，随着数字通信的发展，时分复用通信系统的应用愈来愈广泛，码分复用主要用于移动通信系统，波分复用主要用于光纤通信，卫星通信中还有空分复用（SDM）。

9.模拟通信系统的有效性指标用传输频带衡量，不同调制方式需要的频带宽度(简称带宽
B)也不同，模拟通信系统的可靠性指标用接收端的最终输出信号噪声功率比(简称信噪比S/N 或SNR—Signal Noise Ratio) 衡量。

10.数字通信系统的有效性指标用传输速率衡量，传输速率又分为码元传输速率和信息传输速率。

数字通信系统的可靠性指标用差错概率衡量，差错概率又分为误码率和误信率。

11.信道容量C指信道中无差错传输信息的最大速率，分为连续信道的信道容量和离散信道的信道容量。

12.所谓调制，就是按调制信号的变化规律去改变载波某些参数的过程。

调制涉及两个输入信号和一个输出信号:输入信号为调制信号（基带信号）和载波信号。

13.调制的分类按照调制信号m(t)分类：模拟调制、数字调制；按照载波信号c(t)分类：连续波调制、脉冲调制；按照m(t)对c(t)不同参数的控制分类：幅度调制、频率调制、相位调制。

14.非线性调制又称角度调制，包含调频FM和调相PM两种，实际中FM方式最为常用。

15.二进制移相键控2PSK解调常采用相干解调。

16.信息传输速率Rb、码元传输速率RB和进制数M之间的关系RB =Rb/log2M 。

17.4PSK信号可以看作两个载波正交2PSK信号的合成。

18.正交振幅调制是用两个独立的基带数字信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制，利用这种已调信号在同一带宽内频谱正交的性质来实现两路并行的数字信息传输。

19.ΔM与PCM虽然都是用二进制代码去表示模拟信号的编码方式。

但是，在PCM中，代码表示样值本身的大小，所需码位数较多，从而导致编译码设备复杂；而在ΔM中，它只用一位编码表示相邻样值的相对大小，从而反映出抽样时刻波形的变化趋势，与样值本身的大小无关。

20.信道编码技术的基本思想是通过对信息序列作某种变换，使原来彼此独立，相关性极小的信息码元产生某种相关性，从而在接收端利用这种规律检查或纠正信息码元在信道传输中所造成的差错。

21.分组码一般可用(n, k)表示。

其中，k是每组二进制信息码元的数目，n是码组的码元总位数，又称为码组长度，简称码长。

n-k=r为每个码组中的监督码元数目。

22.在某些具有低通特性的有线信道中，特别是传输距离不太远的情况下，数字基带信号可以直接传输，我们称之为数字基带传输。

23.码型的选择问题，通常考虑下列主要因素：
(1) 相应的基带信号无直流分量，且低频分量少。

(2) 便于从信号中提取定时信息。

(3) 信号中高频分量尽量少，以节省传输频带并减少码间串
扰。

(4) 具有内在的检错能力，传输码型应具有一定规律性，以
便利用这一规律性进行宏观监测。

(5) 编译码设备要尽可能简单等。

24.计算机以太网中常采用数字双相码。

25.CMI码是传号反转码的简称，与数字双相码类似，它也是一种双极性二电平码。

编码规则是：“1”码交替用“11”和“00”两位码表示；“0”码固定地用“01”表示。

26.基带系统多采用双极性信号进行传输。

27.在频分复用FDM系统中，各信号在频域上是分开的而在时域上是混叠在一起的；在时分复用TDM系统中，各信号在时域上是分开的，而在频域上是混叠在一起的。

28.时分复用（TDM）是将时间帧划分成若干时隙和各路信号占有各自时隙，在数字通信中经常采用。

29.目前国际有两大标准时分复用标准，即PDH（准同步数字系列）和SDH（同步数字系列）。

30.将若干个低等级的支路比特流合成为高等级比特流的过程称为数字复接，数字复接实质上是对数字信号的时分多路复用，在接收端，需要将复合数字信号分离成各支路信号，该过程称为数字分接，完成分接功能的设备称为数字分接器。

31.在时分多路数字电话系统中每帧长度为125μs。

32.在同一通信网内各个通信台、站共用同一指定的射频信道，进行相互间的多方通信，这种通信系统就称为多址通信系统。

目前采用多址技术的有卫星通信、移动通信等。

33.载波同步是指在相干解调时，接收端需要提供一个与接收信号中的调制载波同频同相的相干载波。

34.位同步又称码元同步，群同步包含字同步、句同步、分路同步，它有时也称帧同步
35.我国统一规定电力线载波通信使用的频率范围为40—500KHz。

36.由于50Hz谐波的强烈干扰，使得0.3-3.4KHz的话音信号不能直接在电力线上传输，只能将信号频谱搬移到40KHz以上，进行载波通信。

37.电力线载波通信系统中的耦合电容C和结合滤波器JL组成一个带通滤波器，结合设备连接载波机与输电线，它包括高频电缆，作用是提供高频信号通路。

38.电力线载波机采用的调制方式主要有双边带幅度调制、单边带幅度调制和频率调制三种，其中单边带幅度调制方式应用最为普遍，单边带幅度调制(SSB)也称单边带调幅，一般采用两次调制及滤波的方法，将双边带调幅产生的两个边带除去一个，载频也被抑制。

39.远动信号是指已调的音频信号，通常采用频移键控（FSK）方式传输，220kHz±30Hz, 或3.660kHz±30Hz等呼叫信号也是采用FSK方式传输。

40.发信支路一般采用二次调制，第一次调制将音频信号搬移到中频，故第一次变频称为中频调制，中频载波一般取12kHz，调制后取上边带。

第二次调制进一步将中频信号频谱搬移到线路频带（40-500）kHz，称之为高频调制，高频调制后取下边带。

41.电力线高频通道耦合装置包括结合设备、加工设备及耦合电容器。

42.电力线载波系统使用的频率范围为40一500 kHz，一条电力线载波电路占用频带宽度为2×4kHz，共有57组载波电路频带可供安排。

43.局部采用数字技术的DPLC（数字电力线载波通信）涉及以下工作：
（1）供系统采用锁相频率合成技术实现数字化。

（2）音频通道复用滤波器DSP进行数字化。

（3）调制、解调部分采用DSP进行数字化等
44.光纤通信用的近红外光波长范围约0.8μm～1.8μm。

频率约300 THz。

在常用的1.31μm和1.55μm两个波长窗口频带宽度也在20 THz以上。

45.光纤（Optical Fiber）是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。

纤芯的折射率比包层稍高，损耗比包层更低，光能量主要在纤芯内传输。

46.渐变型多模光纤（GIF），在纤芯中心折射率最大，为n1，沿径向r向外围逐渐变小，直到包层变为n2，单模光纤（SMF）如图4-3(c)，折射率分布和突变型光纤相似，纤芯直径只有8～10μm，光线以直线形状沿纤芯中心轴线方向传播。

大容量（565 Mb/s～2.5 Gb/s）长距离(30 km以上)系统要用单模光纤。

47.突变型多模光纤的信号畸变是由于不同入射角的光线经光纤传输后，其时间延迟不同而产生的，其大小与Δ成正比。

渐变型多模光纤具有自聚焦效应，不仅不同入射角相应的光线会聚在同一点上，而且这些光线的时间延迟也近似相等。

48.光信号经光纤传输后要产生损耗和畸变(失真)，因而输出信号和输入信号不同。

对于脉冲信号，不仅幅度要减小，而且波形要展宽。

产生信号畸变的主要原因是光纤中存在色散。

损耗和色散是光纤最重要的传输特性。

损耗限制系统的传输距离，色散则限制系统的传输容量。

色散是在光纤中传输的光信号，由于不同成分的光的时间延迟不同而产生的一种物理效应。

色散一般包括模式色散、材料色散和波导色散。

光纤损耗机理包括吸收损耗和散射损耗两部分。

49.电力特种光缆主要包括全介质自承式光缆ADSS、架空地线复合光缆OPGW。

一般在220kv及以下老线路采用抗电腐蚀的ADSS光缆；在新建的220kv及以上输电线路上采用OPGW光缆。

50.LD发射的是受激辐射光，LED发射的是自发辐射光。

LD通常和G.652或G.653规范的单模光纤耦合，用于1.3μm或1.55μm大容量长距离系统；LED通常和多模光纤耦合，用于1.3μm(或0.85μm)波长的小容量短距离系统。

51.目前光纤通信广泛使用的光检测器主要有PIN光电二极管和APD雪崩光电二极管。

52.最大中继距离要受发射机耦合入光纤的功率PT、光接收机灵敏度P m i n、光纤的衰减系数、光纤的色散4个因素的影响。

如果在光纤通信系统中，信号的码速不是很高，带宽足够宽，则光纤的色散对传输距离的影响不大，可认为光纤传输系统的最大中继距离仅受光纤衰减的影响。

当光纤系统的码速大于140M b/s时，如果中继距离过长，由于色散的影响，会造成数字信号脉冲过大的展宽，引起码间干扰，从而降低光接收机的灵敏度。

53.各种复用系列都有其相应的帧结构，没有足够的开销比特，使网络设计缺乏灵活性，由于低速率信号插入到高速率信号，或从高速率信号分出，都必须逐级进行，不能直接分插，因而复接/分接设备结构复杂，上下话路价格昂贵。

54.SDH网是在统一的网管系统管理下，采用光纤信道实现多个节点(网元)间同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。

它的基本网元有：终端复用器(TM)，用于将低/高速率的码流复接/分接成高/低速率的码流，分插复用器，用于在高速率码流中取出/插入低速率的码流，数字交叉连接设备(DXC)，用于同等速率码流之间的交换等。

SDH不仅适合于点对点传输，而且适合于多点之间的网络传输。

55.ADM是一种特殊的复用器，它利用分接功能将输入信号所承载的信息分成两部分：一部分直接转发，另一部分卸下给本地用户。

56.SDH传输网的基本设备有3种，即交换、传输和接入设备。

对于光纤通信系统而言，SDH 作为传输设备，它又包括再生器、复用器和交叉连接设备。

57.误码性能和抖动性能是SDH光传输系统中两个重要性能指标。

58.微波是指频率在300MHz～300GHz范围内的电磁波。

常用的范围是1～40GHz。

微波只能在大气对流层中直线传播，绕射能力很弱。

地形地物对微波电磁波会产生反射、折射、绕射和吸收现象。

收、发两微波站间的电波传播，受到电离层、对流层及环境的大气压力、温度、湿度等参数变化的影响。

59.微波通信的特点：(1) 微波频段，受工业、天电和宇宙等外部干扰的影响很小，使微波通信的传输可靠性提高。

(2) 微波频段占有频带很宽，可以容纳更多的无线电设备工作。

(3) 微波射束在视距范围内直线、定向传播，天线的两站间的通信，距离不会太远。

60.无线电波在空间传播过程中，能量要受到损耗。

频率越高，衰减越大。

61.微波线路的干扰主要来自天馈系统和空间传播引入，一般有回波干扰、交叉极化干扰、收发干扰、邻近波道干扰、天线系统同频干扰等。

62.数字微波通信线路由两端的终端站和若干个中间站构成。

63.天线、馈线系统包括天线和馈线、阻抗变换器、极化分离器、波道滤波器等，馈线系统的作用是有效地馈送微波信号能量。

64.卫星通信具有频带宽、容量大、适于多种业务、覆盖能力强、性能稳定、不受地理条件限制、成本与通信距离无关等特点。

65.微波频段0.3-10GHz范围内大气损耗最小，比较适合于电波穿出大气层的传播，并且大体上可以把电波看作是自由空间传播，因此称此频率段为“无线电窗口”，在卫星通信中应用最多。

66.地球站是卫星通信的地面部分，用户通过它们接入卫星线路，进行通信。

地球站一般包括天线、馈线设备、发射设备、接收设备、信道终端设备、天线跟踪饲服设备、电源设备。

67.同步卫星通信系统的组成包括同步卫星、地球站和控制中心。

68.在移动通信(特别是陆上移动通信)中，由于移动台的不断运动导致接收信号强度和相位随时间、地点而不断变化，电波传播条件十分恶劣，移动形成的多普勒频移将产生附加调制噪声。

69.TDMA体制的典型代表是欧洲的GSM系统，CDMA体制的典型代表是美国的IS-95系统。

70.移动通信系统一般由移动台（MS）、基站(BS)及移动业务交换中心（MSC）组成。

基站和移动台设有收、发信机和天馈线等设备。

每个基站都有一个可靠通信的服务范围，称为无线小区。

无线小区的大小主要由发射功率和基站天线的高度决定。

小区制的基站发射功率很小。

小区制提高了频率的利用率。

71.采用小区制，用户在四处移动时，系统可以自动地将用户从一个小区切换(转接)到另一个小区。

这是使蜂窝用户具有移动性的最重要的特点。

当用户到达小区的边界处，计算机通信系统就会自动地进行呼叫切换。

72. GSM系统主要采用了时分多址（TDMA）传输技术。

为用户定义了三个识别码，即DN 码、MSRN码和IMSI码。

DN码是公用电话号码簿上可以查到的统一电话号码；移动台漫游号码MSRN是在呼叫漫游用户时使用的号码；国际移动台识别码IMSI在无线信道上使用。

73.GSM可以向用户提供以下三种保密功能：（1）对移动台识别码加密（2）将用户的话音、信令数据和识别码加密（3）保密措施通过“用户鉴别”来实现。

其鉴别方式是一个“询问一响应”过程。

74.GSM数字蜂窝移动系统的主要组成部分可分为移动台(MS)、基站子系统(BSS)和网络子系统(NSS)。

75.每个TDMA帧可分配1到8个无线接口时隙。

时隙能为用户所共享，且上行链路和下行链路的分配是独立的。

76.GPRS支持中、高速率数据传输，安全功能同现有的GSM安全功能一样，GPRS引入了分组交换的传输模式，资源利用率高。

77.GPRS为GSM用户提供了数据通信应用的接口，如E-mail、Internet 等。

GPRS是利用现有的GSM网络并通过增加新的分组交换网络设备实现的。

78.SGSN(服务GPRS支持节点)和GGSN（网关GPRS支持节点）是实现GPRS的核心实体，它们也可通称为GSN。

79.CDMA是一种以扩频通信为基础的调制和多址连接技术。

扩频通信技术在信号发端用一高速伪随机码与数字信号相乘，由于伪随机码的速率比数字信号的速率大得多，因而扩展了信息传输带宽。

CDMA系统因为使用了可变速率声码器，在不讲话时传输速率降低，减轻了对其他用户的干扰。

80.软切换只能在同一频率的信道间进行。

81.在小区内所有用户使用同一载波，占用相同带宽，共同享用一个无线频道。

这就会出现任意一个用户对其他用户的干扰，称为多址干扰。

82.在FDMA和TDMA系统里，由于通话停等使重新分配信道存在一定时延，因此难以利用话音激活技术。

83.全球星系统（GS系统）的多址方式采用FDMA+CDMA方式。

首先将16.5MHz的上行带宽和下行带宽分成13个1.25MHz的无线信道；再在每个无线信道上进行码分多址，用以区分各个用户。

84.第一代移动通信系统（如AMPS和TACS等）是采用FDMA制式的模拟蜂窝系统，其主要缺点是频谱利用率低、系统容量小、业务种类有限，不能满足移动通信飞速发展的需求。

第二代移动通信系统虽然其容量和功能与第一代相比有了很大的提高，但其业务主要限于话音和低速率数据(9.6b/s)，远不能满足新业务种类和高传输速率的需要。

第三代移动通信系统简称3G系统，工作在2000 MHz频段。

第三代移动通信系统的大致目标是：全球化、综合化和个人化。

85.TD-SCDMA工作频段为2.0GHz～2.025GHz，每个射频信道帧由8个可动态分配的TDMA 时隙组成，每个TDMA时隙又分为16个CDMA码道。

TD-SCDMA技术通过扩频码之间的正交性并结合智能天线技术，提供的容量将是IS-95 CDMA系统的4～5倍，是GSM系统的20倍。

86.电路交换的基本过程包括：呼叫建立阶段、信息传送(通话) 阶段和连接释放阶段。

87.虚电路并不独占线路，在一条物理线路上可以同时建立多个虚电路，也就是建立多个逻辑连接，以达到资源共享。

88.数字程控交换普遍采用多机分散控制方式，灵活性高，处理能力增强，系统扩充方便而经济。

89.时间交换单元也叫时间接线器，简称为T单元或T接线器，用来实现时隙交换功能。

所谓时隙交换，是指入线上各个时隙的内容要按照交换连接的需要，分别在出线上的不同时隙位置输出。

空间交换单元也叫空间接线器，简称为S单元或S接线器，用来实现多个输入复用线与多个输出复用线之间的空间交换，而不改变其时隙位置。

空间交换单元即S单元是由交叉矩阵组成的。