电力系统通信(完整版)

电力系统通信第一章概述数字通信系统模型信息源：产生和发出消息的人或机器，发出的消息可以是连续的或离散的。受信者：接受消息的人或机器。编码器：包括信源编码器和信道编码器。信源编码器：将信息源送出的模拟信号或数字信号转换为合乎要求的数码序列；信道编码器：给数码序列按一定规则加入监督码元，使接收端能发现或纠正错误码元，用于提高传送的可靠性。调制器：将信道编码器输出的数码变换为适合于在信道上传送的调制信号后再送往信道；解调器：将收到的调制信号变换为数字序列。解调是调制的逆变换。信道：传送信号的媒质。译码器：包括信道译码器和信源译码器信道译码器：对收到的数码序列进行检错或纠错译码；信源译码器：把经信道译码器处理后的数字序列变换为相应的信号送给受信者。同步：用于保证收发两端步调一致，协同工作。是通信系统中不可缺少的组成部分，如收发两端失去同步，数字通信系统会出现大量错码，无法正常工作。电力系统数据传输的基本模式循环传输模式自发（事件发动）传输模式按请求（问答）传输模式电力系统信息传输的基本工作模式循环传输模式发送站按规定的顺序，周期性的把信息送给主站。特点：无需主站干预，传输信息时只需使用单向信道。当传输过程中某些数据出现差错时，由于是循环传送，因而可以用下一个循环中的数据来补救。信道利用率不高。自发（事件发动）传输模式只有在发送端发生事件时（例如开关位置状态发生变化，测量值的变动超过预订范围）才向主站发送信息。特点：适合实时性要求。需要双向信道。反向信道用于传送“肯定确认”或“否定确认”信息。系统正常运行时减轻了信道的负担，但在异常或事故情况下传送的工作量将大量增加。按请求（问答或轮询）传输模式以主站作为发动通信的一方，由它向被控站发出命令。被控站则按主站的请求发送有关信息。特点：工作方式灵活，主站可以要求子站传送任何类信息。需要双工信道。必须采取辅助措施以提高实时性。实际使用时，将三种基本传输模式进行组合。例如：正常情况下以循环传输模式工作，当发生紧急情况时，例如断路器事故跳闸，就插入事件发动传输事件信息。待紧急事件信息传输完毕后，再回复正常的循环传输模式。各种模式组合中，事件发送传输模式的优先级最高，循环传输模式的优先级最低。模拟信号数字化脉冲编码调制PCMPCM是一种用一组二进制数字代码来代替连续信号的抽样值，从而实现通信的方式。其特点：抗干扰能力强。因此，它在光纤通信、数字微波通信、卫星通信中均得到了极为广泛的应用。PCM包括三个过程：抽样、量化和编码，如图所示。抽样量化编码复用的概念复用与分用语音信号的复用波分复用

光纤的衰减特性时分复用同步码YC字1YC字2YC字3…YX字1…YX字2地址遥测1高8位遥测1低8位遥测2高8位遥测2低8位监督码地址遥信1~8遥信9~16遥信17~24遥信25~32监督码数据采集及监视系统调度工作站帧：同步TDM和统计TDM对比数字调制与解调利用二进制基带信号改变载波的幅值（ASK)、频率（FSK）或相位（PSK,DPSK），使信号适合在带通信道上传输载波：数字数据的调制

ASK波形及频谱2FSK信号波形及频谱2PSK信号波形及DPSK信号波形√√√√√√√√同步同步是通信系统的一个重要环节。指收发两端的时钟频率相同、相位一致的运转。包括：码元同步（位同步）：接收端为了把收到的信息检出，必须知道每个码元的起始时刻和停止时刻。在接收端产生码元定时脉冲序列，此定时脉冲序列和发送端发过来的码元脉冲序列同频、同相---这种同步叫做位同步。群同步：通信时，总是把若干个码元组成一组，若干个组又联合成帧，在接收端必须知道这些组的起始时刻和终止时刻。在接收端产生和发送端一致的组和帧的定时脉冲序列，称为组同步和帧同步，统称群同步。群同步实现：特定的数字序列用做同步码。例如0111111111111111，1110101110010000整步：接收端收到该同步码后就可确定这是一帧的开始和结束，从而把本端的时序与发送端对齐，叫做整步。同步码性能漏同步同步码在传输过程中由于干扰，可能出现误码，失去其特定形式，接收端不能识别它是同步码，从而不能整步。希望尽可能少发生漏同步假同步信息序列的组合是随机的，可能出现一段信息序列和同步码相同，接收端收到后误认为是同步码，进行了错误的整步。希望尽可能少发生假同步帧同步保护帧同步保护：为了改善同步系统的性能，要求尽量减小假同步和漏同步的影响，需要在同步系统中采取一些附加的措施。常用的帧同步保护措施是将帧同步的工作状态分为维持状态和捕捉状态两种：维持状态：收发两端已建立同步时，接收端只在每帧的固定时间段内（例如一帧的开始）接收同步码，以维持同步，这个过程称为“维持状态”。由于只在帧同步码出现的时刻接收同步码，其他时间不接收同步码，大大减小了发生假同步的概率。捕捉状态：当接收端连续多次收不到帧同步码时，称为失步。这是接收端应随时对所有收到的信号进行检查，判别它是否为同步码。这个过程叫做捕捉状态。在捕捉状态时要求可靠地判别出同步码，防止假同步。在接收端捕捉到同步码并进行整步后，又转入维持状态。通信子网的组成广域网互联网广域网的基本概念广域网的构成当主机之间的距离较远时，例如，相隔几百公里，甚至几千公里，局域网显然就无法完成主机之间的通信任务,这时就需要另一种结构的网络，即广域网。广域网由一些结点交换机以及连接这些交换机的链路组成。结点交换机执行将分组存储转发的功能，结点之间都是点对点连接，但为了提高网络的可靠性，通常一个结点交换机往往与多个结点交换机相连。由于广域网的造价较高，一般都是由国家或较大的电信公司出资建造。

广域网是因特网的核心部分，其任务是通过长距离传输主机所发送的数据。连接广域网各结点交换机的链路都是高速链路，其距离可以是几千公里的光缆线路，也可以是几万公里的点对点卫星链路，通信容量必须足够大。广域网和局域网都是互联网的重要组成构件。相距较远的局域网通过路由器与广域网相连组成了一个覆盖范围很广的互联网。光纤通信简介光的折射，反射和全反射光在不同物质中的传播速度是不同的，所以光从一种物质射向另一种物质时，在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且，折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度