最终版电力系统远动第5章 数据通信与远动通信规约.ppt
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电力系统调度自动化
电气工程学院 林国松
第五章 数据通信与远动通信规约
1 数据通信概述 2 循环式传输规约 3 问答式传输规约 4 IEC6080-5-101传输规约 5 计算机网络与局域网
2
第一节 数据通信概述
一、数据通信系统模型
模拟 信号
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。
并行通信：各位数据同时传送。如CPU与并口间的数据交换 是8位一起传送的。
特点：传输线多、距离短、速度快。 串行通信：数据是一位、一位顺序传送的方式。如远动装置 发、收两端距离很长，只采用一条通道传送信息，需要各位信 息逐位按次序传送。 特点：线少、较长、较慢。 在串行通信中，有异步通信方式和同步通信方式。
主要质量指标
❖ 有效性：在给定的信道内能 够传输信息内容的多少
❖ 可靠性：在给定的信道内接 收到信息的准确程度
码元传输速率 差错率
码元传输速率被定义为每秒钟传送码元的数目，单 位为波特(Baud)；信息传输速率被定义为每秒钟 传送信息量，单位为比特/秒(bit/s)。
8
第一节 数据通信概述
二、数据通信系统的主要质量指标及分类
四、数字信号的调制与解调
❖ 数字调幅(ASK) ❖ 数字调频(FSK) ❖ 数字调相(PSK)
14
第一节 数据通信概述
五、数据通信系统的工作方式
❖ 单工方式 ❖ 半双工方式 ❖ 全双工方式
15
第一节 数据通信概述
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 行通信两种方式。
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）。
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第一节 数据通信概述
二、数据通信系统的主要质量指标及分类
模拟通信系统
数字 信号
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。
数字通信系统
3
第一节 数据通信概述
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。
三、通信信道
微波中继通信：波长为0.001~1.0 m ， 卫星通信：是一种特殊
频率为300MHz~300GHz的无线电波 的微波中继通信，中继
称为微波，借助微波传递信号的方 站设在地球的同步卫星
式称为微波中继通信。
上，利用通信卫星作为
中继站来转发或发射无
线电信号，在地面站间
进行通信。
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第一节 数据通信概述
用、波分复用
10
第一节 数据通信概述
三、通信信道 电力线载波通信：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。
11
第一节 数据通信概述
三、通信信道 光纤通信：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。
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第一节 数据通信概述
9
第一节 数据通信概述
二、数据通信系统的主要质量指标及分类 通信系统分类
❖ 按消息的传输媒质：有线、无线 ❖ 按信息和信号的特点：电话、电报、图像、数据 ❖ 按传输信号的特征分类：模拟通信、数字通信 ❖ 按调制方式：调幅、调频、调相 ❖ 从信息的传输方式：单工、半双工、全双工 ❖ 按信道复用方式：频分复用、时分复用、码分复
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第一节 数据通信概述
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。 （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*。
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第一节 数据通信பைடு நூலகம்述
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。
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第一节 数据通信概述
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。
一个消息的信息量： I log N (1/ P) 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。 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。
电气工程学院 林国松
第五章 数据通信与远动通信规约
1 数据通信概述 2 循环式传输规约 3 问答式传输规约 4 IEC6080-5-101传输规约 5 计算机网络与局域网
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第一节 数据通信概述
一、数据通信系统模型
模拟 信号
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。
并行通信：各位数据同时传送。如CPU与并口间的数据交换 是8位一起传送的。
特点：传输线多、距离短、速度快。 串行通信：数据是一位、一位顺序传送的方式。如远动装置 发、收两端距离很长，只采用一条通道传送信息，需要各位信 息逐位按次序传送。 特点：线少、较长、较慢。 在串行通信中，有异步通信方式和同步通信方式。
主要质量指标
❖ 有效性：在给定的信道内能 够传输信息内容的多少
❖ 可靠性：在给定的信道内接 收到信息的准确程度
码元传输速率 差错率
码元传输速率被定义为每秒钟传送码元的数目，单 位为波特(Baud)；信息传输速率被定义为每秒钟 传送信息量，单位为比特/秒(bit/s)。
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第一节 数据通信概述
二、数据通信系统的主要质量指标及分类
四、数字信号的调制与解调
❖ 数字调幅(ASK) ❖ 数字调频(FSK) ❖ 数字调相(PSK)
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第一节 数据通信概述
五、数据通信系统的工作方式
❖ 单工方式 ❖ 半双工方式 ❖ 全双工方式
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第一节 数据通信概述
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 行通信两种方式。
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）。
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第一节 数据通信概述
二、数据通信系统的主要质量指标及分类
模拟通信系统
数字 信号
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。
数字通信系统
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第一节 数据通信概述
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。
三、通信信道
微波中继通信：波长为0.001~1.0 m ， 卫星通信：是一种特殊
频率为300MHz~300GHz的无线电波 的微波中继通信，中继
称为微波，借助微波传递信号的方 站设在地球的同步卫星
式称为微波中继通信。
上，利用通信卫星作为
中继站来转发或发射无
线电信号，在地面站间
进行通信。
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第一节 数据通信概述
用、波分复用
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第一节 数据通信概述
三、通信信道 电力线载波通信：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。
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第一节 数据通信概述
三、通信信道 光纤通信：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。
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第一节 数据通信概述
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第一节 数据通信概述
二、数据通信系统的主要质量指标及分类 通信系统分类
❖ 按消息的传输媒质：有线、无线 ❖ 按信息和信号的特点：电话、电报、图像、数据 ❖ 按传输信号的特征分类：模拟通信、数字通信 ❖ 按调制方式：调幅、调频、调相 ❖ 从信息的传输方式：单工、半双工、全双工 ❖ 按信道复用方式：频分复用、时分复用、码分复
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第一节 数据通信概述
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。 （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*。
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第一节 数据通信பைடு நூலகம்述
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。
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第一节 数据通信概述
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。
一个消息的信息量： I log N (1/ P) 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。 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。