电力系统通信基础解析
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(4) 解调、信道解码、信源解码：与数字调 制、信道编码、信源编码的过程正好相反。
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✓ 2.数字通信的特点
➢ 抗干扰能力强 ➢ 传输质量与通信线路长度无关 ➢ 便于建立综合各种业务的数字通信网 ➢ 便于加密处理 ➢ 设备功耗低、体积小、可靠性高
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✓ 3.数字通信系统的主要性能指标
➢ 1) 传输速率
备及信道共同组成
噪声
信源
发信设备
信道
收信设备
信宿
2
✓ (2) 通信系统的分类 ➢ 根据传输媒质的不同
电缆通信
有线通信系统 电力载波通信
光纤通信
微波中继通信
卫星通信
无线通信系统 移动通信
无线寻呼通信 3
➢ 根据传输信号的不同
❖模拟通信系统：传送连续信号，信号频 谱窄，抗干扰能力差 ❖数字通信系统：传输离散信号，要求 带宽大，信号质量高
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2.电力系统通信的作用和特点
✓ (1)电力系统通信的特点 ➢ 实时性好:传输延时小 ➢ 可靠性高:不能出错 ➢ 连续性强:电力生产的不间断性 ➢ 信息量较少：传送电力系统的生产、 控制、管理信息 ➢ 网络建设可利用电力系统独特的资源: 如载波通信
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✓ (2)电力系统通信的定义
➢ 电力系统通信，也称电力通信,是指 利用有线电、无线电、光波等各种方 式，对电力系统运行、经营和管理等 活动中需要的各种信息（符号、文字、 声音、图像、数据等）进行传输和交 换的电力系统专用通信。
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✓(3)电力系统通信的分类
❖系统通信（站间通信）:主要提供发电厂、 变电站、调度所、公司本部等单位之间的 通信连接。
❖厂站通信（站内通信）:通信范围仅限于 厂、站内部，主要任务是满足厂站内部生 产、管理信息的传递和共享，对于抗干扰、 可靠性等有一些特殊的要求。
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✓ (4)电力系统通信的主要作用
的数字 脉冲流 ❖ 基带传输:数字基带信号直接在双绞线等
电介质中传输
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❖频带传输(或调制传输):大部分情况下数字 基带信号必须经过载波调制，并且把信号频 谱搬移到相应的频带，才能实现信息的传输
❖ 调制解调器MODEM (ModulatorDemodulator):专门用于完成调制和频谱搬移 的工作的
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✓ (2)我国电力通信网的发展目标
➢ 积极引进当今先进的技术及设备 同步数字系列SDH、ATM、GSMl、CDMA
➢ 将电力通信主干网改造成以光纤为主微波为 辅的网络
➢ 加快开发电信新业务 可视图文、电子信箱、传真存贮转发、 电
子数据交换、多媒体服务
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15.2 数字通信原理
一.数字通信系统的基本概念
✓ 1.数字通信系统基本模型
数字通信系统是利用数字信号来传递 信息的系统。
数字传输系统
信
信
数
数
信
信
信
源
道
字
信
字
道
源
信
源
编
编
调
道
解
解
解
宿
码
码
制
调
码
码
噪声源
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(1)信源编码: 包括模拟信号的数字化和信源压缩编码
(2)信道编码: 解决数字通信的传输可靠性问题，也称作
抗干扰编码或抗错编码。
(3)数字调制 ❖ 基带信号:经过编码的信号序列，是连续
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三.数字基带传输
(1)基带信号 定义：在数字通信系统中，经过编 码处理的信号
(2)数字基带传输 如果系统使用的信道是可以直接
传输数字脉冲信号的数字信道，则不 需调制就可直接传送基带信号，这时 称为数字基带传输。
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(3)基带传输系统的基本结构
基带脉 冲 输入
发送滤 波器
信道
接收 滤波器
抽样判 决器
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2.信道编码
1）基本思想：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 或纠正信息码元传输中所造成的差错 。
实质是采用冗余技术来检错、纠错。
2）传输差错类型
➢随机差错 ：由随机噪声的干扰引起。差错是互相 独立、互不相关的。
➢突发差错：由突发噪声的干扰引起。一般成串出 现，错误与错误之间有关联。
信息速率（比特率） Rb ：单位时间内传 输的比特数，单位为比特/秒（b/s或bps）
码元速率（调制速率）RB ：单位时间内 传输的码元数，单位为波特（Buad）
二者的关系如下
Rb = RB Log2 N N—N进制
15Biblioteka Baidu
➢ 2)误码率
定义：在数字传输过程中接收错误的码元数 （或比特数）占传输总码元数（或总比特数） 的比率。是衡量通信质量好坏的重要指标 。 用Pec及 Peb 分别代表误码率和误比特率
基带脉 冲输出
噪声源
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（4）传输码型的选择 ➢码型中低频、高频分量要尽量少 ➢码型中没有直流分量 ➢码型中应包含定时信息，以便于 定时提取 ➢码型具有一定的检错能力 ➢码型变换设备简单、易于实现
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四.数字调制与解调
定义：用基带信号控制高频载波，把基带数 字信号变换为频带数字信号的过程称为数 字调制：反之，把频带数字信号还原成基 带数字信号的反变换则称为数字解调
➢ 1) 传送电力系统远动、保护、负荷控 制、调度自动化等运行、控制信息， 保障电网的安全、经济运行;
➢ 2) 传输各种生产指挥和企业管理信息， 为电力系统的现代化提供高速率、高 可靠的信息传输网络.
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3.我国电力通信网的现状及发展
✓ (1)我国电力通信网的现状
➢ 数字微波干线网 ➢ 光纤通信 ➢ 电力线载波通信 ➢ 卫星通信 ➢ 移动通信 ➢ 自动交换网 ➢ 数字数据网DDN
Pec=
接收错误码元数 传输总码元数
×100%
Peb=
接收错误比特数 ×100%
传输总比特数
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➢ 3)信噪比
定义：信号平均功率PS和噪声平均功 率PN之比
S/N = PS/PN 若用分贝值表示，则为
SNR=10 lg（ PS/PN ） SNR越大越好
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二.信源编码与信道编码
1.信源编码 1）定义：在数字通信系统中，当信源 发出的信号为模拟量时，将模拟信号变 换为数字信号的过程。 2）最基本的编码方法是脉冲编码调制 PCM 3）编码过程： 抽样、量化、编码 。
第十五章 电力系统通信基础
15.1 概述 15.2 数字通信原理 15.3 光纤通信 15.4 微波中继通信 15.5 电力载波通信 15.6 电力系统远动及规约 15.7 电力通信网络技术
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15.1 概述
1. 通信系统的基本组成及其分类
✓ (1) 通信系统的基本组成
通信系统由信源、信宿、处理信息的各种设
✓ 最基本的数字调制技术 ➢ 幅移键控ASK (Amplitude Shift Keying)、 ➢ 频移键控FSK (Frequency Shift Keying) ➢ 相移键控PSK (Phase Shift Keying)
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✓ 2.数字通信的特点
➢ 抗干扰能力强 ➢ 传输质量与通信线路长度无关 ➢ 便于建立综合各种业务的数字通信网 ➢ 便于加密处理 ➢ 设备功耗低、体积小、可靠性高
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✓ 3.数字通信系统的主要性能指标
➢ 1) 传输速率
备及信道共同组成
噪声
信源
发信设备
信道
收信设备
信宿
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✓ (2) 通信系统的分类 ➢ 根据传输媒质的不同
电缆通信
有线通信系统 电力载波通信
光纤通信
微波中继通信
卫星通信
无线通信系统 移动通信
无线寻呼通信 3
➢ 根据传输信号的不同
❖模拟通信系统：传送连续信号，信号频 谱窄，抗干扰能力差 ❖数字通信系统：传输离散信号，要求 带宽大，信号质量高
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2.电力系统通信的作用和特点
✓ (1)电力系统通信的特点 ➢ 实时性好:传输延时小 ➢ 可靠性高:不能出错 ➢ 连续性强:电力生产的不间断性 ➢ 信息量较少：传送电力系统的生产、 控制、管理信息 ➢ 网络建设可利用电力系统独特的资源: 如载波通信
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✓ (2)电力系统通信的定义
➢ 电力系统通信，也称电力通信,是指 利用有线电、无线电、光波等各种方 式，对电力系统运行、经营和管理等 活动中需要的各种信息（符号、文字、 声音、图像、数据等）进行传输和交 换的电力系统专用通信。
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✓(3)电力系统通信的分类
❖系统通信（站间通信）:主要提供发电厂、 变电站、调度所、公司本部等单位之间的 通信连接。
❖厂站通信（站内通信）:通信范围仅限于 厂、站内部，主要任务是满足厂站内部生 产、管理信息的传递和共享，对于抗干扰、 可靠性等有一些特殊的要求。
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✓ (4)电力系统通信的主要作用
的数字 脉冲流 ❖ 基带传输:数字基带信号直接在双绞线等
电介质中传输
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❖频带传输(或调制传输):大部分情况下数字 基带信号必须经过载波调制，并且把信号频 谱搬移到相应的频带，才能实现信息的传输
❖ 调制解调器MODEM (ModulatorDemodulator):专门用于完成调制和频谱搬移 的工作的
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✓ (2)我国电力通信网的发展目标
➢ 积极引进当今先进的技术及设备 同步数字系列SDH、ATM、GSMl、CDMA
➢ 将电力通信主干网改造成以光纤为主微波为 辅的网络
➢ 加快开发电信新业务 可视图文、电子信箱、传真存贮转发、 电
子数据交换、多媒体服务
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15.2 数字通信原理
一.数字通信系统的基本概念
✓ 1.数字通信系统基本模型
数字通信系统是利用数字信号来传递 信息的系统。
数字传输系统
信
信
数
数
信
信
信
源
道
字
信
字
道
源
信
源
编
编
调
道
解
解
解
宿
码
码
制
调
码
码
噪声源
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(1)信源编码: 包括模拟信号的数字化和信源压缩编码
(2)信道编码: 解决数字通信的传输可靠性问题，也称作
抗干扰编码或抗错编码。
(3)数字调制 ❖ 基带信号:经过编码的信号序列，是连续
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三.数字基带传输
(1)基带信号 定义：在数字通信系统中，经过编 码处理的信号
(2)数字基带传输 如果系统使用的信道是可以直接
传输数字脉冲信号的数字信道，则不 需调制就可直接传送基带信号，这时 称为数字基带传输。
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(3)基带传输系统的基本结构
基带脉 冲 输入
发送滤 波器
信道
接收 滤波器
抽样判 决器
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2.信道编码
1）基本思想：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 或纠正信息码元传输中所造成的差错 。
实质是采用冗余技术来检错、纠错。
2）传输差错类型
➢随机差错 ：由随机噪声的干扰引起。差错是互相 独立、互不相关的。
➢突发差错：由突发噪声的干扰引起。一般成串出 现，错误与错误之间有关联。
信息速率（比特率） Rb ：单位时间内传 输的比特数，单位为比特/秒（b/s或bps）
码元速率（调制速率）RB ：单位时间内 传输的码元数，单位为波特（Buad）
二者的关系如下
Rb = RB Log2 N N—N进制
15Biblioteka Baidu
➢ 2)误码率
定义：在数字传输过程中接收错误的码元数 （或比特数）占传输总码元数（或总比特数） 的比率。是衡量通信质量好坏的重要指标 。 用Pec及 Peb 分别代表误码率和误比特率
基带脉 冲输出
噪声源
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（4）传输码型的选择 ➢码型中低频、高频分量要尽量少 ➢码型中没有直流分量 ➢码型中应包含定时信息，以便于 定时提取 ➢码型具有一定的检错能力 ➢码型变换设备简单、易于实现
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四.数字调制与解调
定义：用基带信号控制高频载波，把基带数 字信号变换为频带数字信号的过程称为数 字调制：反之，把频带数字信号还原成基 带数字信号的反变换则称为数字解调
➢ 1) 传送电力系统远动、保护、负荷控 制、调度自动化等运行、控制信息， 保障电网的安全、经济运行;
➢ 2) 传输各种生产指挥和企业管理信息， 为电力系统的现代化提供高速率、高 可靠的信息传输网络.
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3.我国电力通信网的现状及发展
✓ (1)我国电力通信网的现状
➢ 数字微波干线网 ➢ 光纤通信 ➢ 电力线载波通信 ➢ 卫星通信 ➢ 移动通信 ➢ 自动交换网 ➢ 数字数据网DDN
Pec=
接收错误码元数 传输总码元数
×100%
Peb=
接收错误比特数 ×100%
传输总比特数
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➢ 3)信噪比
定义：信号平均功率PS和噪声平均功 率PN之比
S/N = PS/PN 若用分贝值表示，则为
SNR=10 lg（ PS/PN ） SNR越大越好
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二.信源编码与信道编码
1.信源编码 1）定义：在数字通信系统中，当信源 发出的信号为模拟量时，将模拟信号变 换为数字信号的过程。 2）最基本的编码方法是脉冲编码调制 PCM 3）编码过程： 抽样、量化、编码 。
第十五章 电力系统通信基础
15.1 概述 15.2 数字通信原理 15.3 光纤通信 15.4 微波中继通信 15.5 电力载波通信 15.6 电力系统远动及规约 15.7 电力通信网络技术
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15.1 概述
1. 通信系统的基本组成及其分类
✓ (1) 通信系统的基本组成
通信系统由信源、信宿、处理信息的各种设
✓ 最基本的数字调制技术 ➢ 幅移键控ASK (Amplitude Shift Keying)、 ➢ 频移键控FSK (Frequency Shift Keying) ➢ 相移键控PSK (Phase Shift Keying)