第1讲 电力系统通信概述

外 部 绝缘 体
内 部 导体
内 部 绝缘 体 铝 制 编 织 导 体 (屏 蔽 ) (a) 一 段 同 轴 电 缆
(b) 一 段 与 连 接 器 相 连 的 同 轴 电 缆
外套
绝缘
包层 纤维芯
屏蔽箔 屏 蔽 双绞 线
非 屏 蔽双 绞 线
通 信 卫星
电离层
天 波 传播
地球
(a)
地—电 离 层 波 导 传播
据噪声性质
➢
单频噪声 ：50Hz工频噪声
➢
脉冲噪声：电火花
➢
起伏噪声：热噪声
信道的容量
➢ 信道的容量是指:单位时间内信道上所能传送 的最大信息量，即信道中信息无差错传输的最 大速率。
➢ 香农公式：（连续信道的信道容量）
S C = Blog2(1+ N)(bit / s)
B为信道带宽（Hz），S为信道功率（W），N 为噪声功率（W）。
1.2.3 标准化组织
计算机网络技术中的标准:法定标准和事实标准。 目前国际上制定通信与计算机网络标准的几个权威组织是：
ISO(International Standards Organization)：国际标准化组织。 CCITT(International Telephone and Telegraph Consultative Committee)：国际电话与电报咨询委员会(现已改名为ITU， International Telecommunications Union，国际电信联盟)。 ANSI(American National Standard Institute)：美国国家标准协会。 EIA(Electronic Industries Association)：美国电子工业协会。 IEEE(Institute of Electric and Electronic Engineer)：电气与电子 工程师学会。
电力系统通信与网络技术
第一讲 概 论
主讲人 钟西炎
引言
电力系统通信是是电网实现调度自动化和 管理现代化的基础。
电力系统通信方式包括了几乎所有现有的 通信手段和种类.此外,计算机网络技术也为调 度自动化技术的发展提供了广阔的发展空间。 要想学习电力系统通信与网络技术，就必 须首先建立通信技术和网络的整体概念，对通 信技术的体系框架有一个全面系统地认识，对 各种通信技术的概念、原理、系统构成和技术 发展有较全面的理解和掌握。
的通信介质； ➢ 卫星通信将人类引入了太空通信时代； ➢ 蜂窝移动通信则为人们提供了灵活、便捷的通信方式； ➢ 计算机网络的出现意味着信息时代的到来。
通信的理论
➢ 调制理论 ➢ 信号和噪声理论 ➢ 信号检测理论 ➢ 信息论和纠错编码理论 ➢ 尤其是脉冲编码技术（PCM）的出现，
开辟了数字通信的广阔领域。
电离层
地球
外 大 气层 及 行 星 际 空 间电 波 传 播
视 距 传播 对 流 层散 射 传 播 电 离 层散 射 传 播
(b)
噪声的定义与分类
➢ 定义： 通信系统中不携带有用信息的信号
就是噪声。
噪声的分类
据其来源的不同
➢
人为噪声：人类活动中产生的噪声
➢
自然噪声：自然界的各种电磁干扰
➢
内部噪声：设备内部元器件
➢ 可靠性：接收终端输出信噪比(S/N)来衡 量(即信号平均功率与噪声平均功率之 比)。信噪比越大，表示通信质量越高。
二、数字通信系统的质量指标
➢ 有效性： 传输速率。 码元传输速率 比特传输速率
➢ 可靠性： 误码率来衡量。
码元速率RB和信息传输速率Rb
➢ 码单元位速波率特，RB：记单Bd位。时间传输的码元数， ➢ 比定特义为传，输率单位Rb：为单bi位t/时s。间传输的信息量 ➢ RB与Rb关系为：
➢ 信道：信号的传输途径。 ➢ 分类：
狭义信道：信号的传输介质 广义信道：传输介质和信号必须经过的 各种通信设备，可以分为调制信道、编 码信道等。
狭义信道
狭义信道分为:有线信道和无线信道两类。 ➢ 有线信道包括：双绞线、同轴电缆、架空明线、
多芯电缆和光纤等可以看得见的、有形的传输 介质。 ➢ 无线信道由无线电波和光波作为传输载体。无 线电波的传播方式主要包括地面波传播、天波 传播、地-电离层波导传播、视距传播、散射传 播、外大气层及行星际空间电波传播等几种。 ➢ 狭义信道是广义信道的重要组成部分。
通 信 子网
交换机
中继线
T
交换机
主机 T
用 户 资源 子 网
LAN
接 入 设备
用户 用户 … 用户
三、分类
计算机网络从覆盖区域来分：局域网LAN (10～1000米)、 城域网MAN (几十公里)、广域网WAN (几百公里)、 Internet 网(几千公里)
按网络所有权来分：公用网、专用网、私用网。 按拓扑结构分：总线形网、星形网、环形网、树形网、网
电中机适行缆各器于解、种。直 调光 设接 、纤 备在 译、 以信 码波 及道、导信上解、道传码无中输等线所。电固波有等的等。。
二、通信系统的分类
➢ 按通信业务分类： 分为话音通信和非话音通信。 ➢ 按调制方式分类：根据采用调制与否，为基带传输和频带
（调制）传输。 ➢ 按传输媒质分类：分为有线通信系统和无线通信系统两大
五、 数据通信系统
➢ 数据通信是在计算机与计算机之间实现的通信。 ➢ 现代数据通信系统，一般由数据传输系统和数
据处理系统两部分组成。 ➢ 研究数据通信系统包括两方面内容：一方面研
究信道的组成、连接、控制及其使用； 另一 方面研究信号如何在信道上传输和控制。 ➢ 数据通信系统都是由数据终端设备（DTE）、 数据电路和计算机系统三部分组成的。
练习题
已知模拟话路信道的带宽为4kHz, 接收端 的信噪比S/N是40dB，求此信道的最大容量。
S C = Blog2(1+ N)(bit / s)
S 10lg = 40
N
S / N = 104
C = 4log2(1+104) = 39.87kbit / s
1.1.4通信系统的质量指标
模拟通信系统的质量指标 数字通信系统的质量指标
类。 ➢ 按通信设备的工作频率不同：分为长波通信、中波通信、
短波通信、远红外线通信等。 ➢ 按信号复用方式分类，频分复用、时分复用和码分复用。 ➢ 按信号特征分类：根据信道中所传输的电信号分成模拟通
信系统和数字通信系统两大类。 ➢ 按信号外在表现的特征：分为模拟信号和数字信号两大类。
三、模拟通信系统
第1章 概论
1.1 通信技术的发展 1.2 计算机通信与网络 1.3 我国电力系统通信的现状
1.1 通信技术的发展
1.1.1 通信的发展历史 1.1.2 通信系统的分类与构成 1.1.3 通信信道与噪声 1.1.4 通信系统的质量指标
1.1.1 通信发展的历史
通信的定义 通信就是双方或多方信息的传递与
➢ 抗干扰能力强； ➢ 差错可控，可以采用信道编码技术使误码率降
低，提高传输的可靠性； ➢ 易于与各种数字终端接口，用现代计算机技术
对信号进行处理、加工、变换、存储，从而形 成智能网； ➢ 易于集成化， 从而使通信设备微型化；易于 加密处理，且保密性好。 ➢ 其许多优点都是用比模拟通信占据更宽的系统 频带为代价而换取的。
交流。
通信所需传递的信息可以有不同的 形式，如语言、文字、图像、数据等。
通信的发展历史
从远古的烽火通信到今天的计算机通 信网络。
通信发展的历史也是人类社会文明发 展的历史，通信的发展推动了人类的文 明与进步。
真正革命是从电信开始的。
具有代表意义的事件有：
➢ 1837年摩尔斯发明有线电报； ➢ 载波通信的出现； ➢ 电视使传输和交流信息从单一的声音发展到实时图像； ➢ 计算机被认为是20世纪最伟大的发明； ➢ 光纤通信，光导纤维的发明，为人们提供了一种全新
已调信号
信源
调制器
信道
解调器
信宿
发送端 基带信号
噪声源
接收端
调制器和解调器：把基带信号变换成其频带适合在 信道中传输的信号模，拟并通可信在系统接的收模端型进行反变换。
四、 数字通信系统
纠错、检错
PCM、 M
ASK、 FSK、 PSK
发送设备包括信源编码、信道编码和数字调制三
数字通信系统模型
部分。
数字通信的特点
状形网及混合形网等。 按信息交换方式分：电路交换网、报文交换网、分组交换
网。 按组网技术分：陆地网、卫星网、分组无线网、局域网等。 按网络集成规模分：工作组网、部门级网、企业级网、超
企业级网、全球网等。 按网络控制方式分，有集中式控制网络和分布式控制网络。
四、计算机通信的特点
以数据通信为主 需要具备灵活的通信接口 数据信息传输效率高 呼叫平均持续时间短、效率高 业务参数随应用环境有较大差别
1.2.2 计算机通信技术的应用
计算机通信技术已经渗透到人们生活、 工作、学习的各个角落，几乎无所不在。
如：军事自动化指挥控制系统，铁路运 输指挥控制系统，电力网控制系统，城 市交通管制系统，气象预报及灾情控制 及预报系统，电子银行，网上购物，在 线新闻阅读，图书资料检索，电子邮件， 虚拟会议等。
数据通信的模型
DTE
数据 输入 输出 设备
传输 控制 器
DCE
数据 电路 终接 设备
信道
数据电路 数据链路
DCE
数据 电路 终接 设备
DTE
通信 计算 控制 机系 器统
数据通信就数是据数通信据系处统理模型与数据传输。
三大通信系统的比较
信源 信源
信道
模拟通信
信道
数字通信
信道