DL-T 790.41-2002采用配电线载波的配电自动化 第4部分：数据通信协议第1篇：通信系统参考模型

DL/T790.41一2002

前言

本标准根据国家经贸委电力司《1999年度电力行业标准制、制订计划项目表》([2000J22号文)

第27项制定。

本标准等同采用国际电工委员会标准IEC61334-4-1:1996《采用配电线载波的配电自动化第4

部分:数据通信协议第1篇:通信系统参考模型》。

随着我国电网技术的发展，对配电自动化的要求已日益迫切。和传输配电自动化信息的其他通信方

式相比，配电线载波可以降低建设投资和运行费用，便于管理，是一种经济实用的通信方式。配电电压

不高，但电网结构复杂，信号传输衰减大。针对配电网信号传输特点，1995年起，国际电工委员会陆

续发布了IEC61334系列的国际标准或技术报告。

IEC61334《采用配电线载波的配电自动化》标准文件系列，目前包含以下5部分:

IEC61334-1第1部分:总则

IEC61334-3第3部分:配电线载波信号传输要求

IEC61334-4第4部分:数据通信协议

IEC61334-5第5部分:低层协议集

IEC61334-6第6部分:A-XDR编码规则

每一部分包含若干篇。到制订本标准时止，有20余篇已发布、在制订或在计划中。

第4部分目前主要包含以下8篇，本部分描述的数据通信协议术仅适用于配电线载波，也可用于其

他通信介质。本标准采用的是其中第1篇。

IEC61334-4-1:1996第1篇通信系统的参考模型

IEC61334-4-32:1998第32篇数据链路层一逻辑链路控制

IEC61334-4-33:1998第33篇数据链路层一定向连接规约

IEC61334-4-41:19%第41篇应用规约一配电网报文规范

IEC61334-4-42:1996第42篇应用规约一应用层

IEC61334-4-61:1998第61篇网络层一无连接规约

IEC61334-4-511:1999第511篇系统管理一CIASE规约

IEC61334-4-512:1999第512篇采用61334-5-1文件的系统管理MIB

这些标准文件将逐步被等同采用为我国电力行业标准或标准化指导性技术文件。

本标准的附录A是提示的附录。

本标准由全国电力系统控制及其通信标准化技术委员会提出并归口。

本标准由国家电力公司电力自动化研究院负责起草，中国电力科学研究院、北京哈德威四方公司、

鲁能积成电子公司参加起草。

本标准主要起草人:徐石明、昊福保、刘佩娟、谭文恕、任雁铭、吴晓波。

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IEC前言

1)国际电工委员会IEC是一个由各国家电工委员会(IE〔国家委员会)组成的国际性标准化组

织。IEC的目的是在与电气电子领域标准化有关问题上促进国际间合作。为了这个目的及其他工作，

IEC发布国际标准。标准编制工作委托技术委员会进行。任何对标准选题关注的国家委员会，以及与

IEC有联系的国际的、政府的和非政府的组织都可以参加编制工作。IEC与国际标准化组织ISO间，按

两组织协议规定的条件，实现着紧密合作。

2)IEC有关技术问题的正式决议或协议，尽可能接近地表达了对涉及问题的国际间协商一致的意

见，因为每个技术委员会都有关注的国家委员会代表参加。

3)这些决议或协议以国际标准、技术报告或指导文件的形式出版，作为建议供国际使用，并在此

意义上为各国家委员会接受。

4)为促进国际间的统一，各IEC国家委员会同意在最大可能范围内直接采用IEC国际标准作为他

们的国家或地区标准。IEC标准与相应国家或地区标准间任何不一致处，应在后者文字中明确指出。

5)IEC不设表示其认可的标志程序，也不对任何声称符合其标准的设备承担责任。

6)注意到本国际标准的某些部分可能属专利权对象，IEC:不承担辨别任何或所有这类专利权的责

任。

国际标准IEC613344-1由国际电工委员会57技术委员会一电力系统控制及其通信一编制。

本标准的文本以下列文件为基础:

最终草案投票报告

57/260/FDIS57280/RVD

本报告投票通过的全部情况可见上表中的投票报告。

本标准的附录A是提示的附录。

中华人民共和国电力行业标准

采用配电线载波的配电自动化DL/T790.41-2002

第4部分:数据通信协议’dt1EC61334-4-1:1996

第1篇:通信系统参考模型

Distributionautomationusingdistributionlinecarriersystems-

Part4:Datacommunicationprotocols-

Section卜Referencemodelofcommunicationsystem

引言

本标准对配电线载波(DLC)通信作出规定，以便按照开放系统互联模型(OSI)的结构制定全面

的规范。

本标准仅对参考模型作了基本描述，详细的规范在第4部分的其余各篇描述。

本标准描述了基于三层模型的通信系统，将来可能扩展到更多层次。

1范围

本标准的应用范围是通过低压和中压配电网进行配电线载波通信。通信的应用范围很广泛，本篇难

以详尽阐述。本标准的应用例子有:配电网监控、广播命令、用户接口控制、公共照明、交通灯监视、

自动读表等。

本标准的应用范围允许扩展到其他通信介质。

2引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为

有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB/T9387.3-1995信息处理系统开放系统互连基本参考模型第3部分:命名与编址

(idtISO/IEC7498-3:1989)

IEC61334-4-32:1998采用配电线载波的配电自动化第4部分:数据通信协议第32篇:数据

链路层一逻辑链路控制

IEC61334-4-41:1996采用配电线载波的配电自动化第4部分:数据通信协议第41篇:应用

协议一配电线信息规范

IEC61334-4-42:1996采用配电线载波的配电自动化第4部分:数据通信协议第42篇:应用

协议一应用层

IEC61334-4-511:1999采用配电线载波的配电自动化第4部分:数据通信协议第511篇:系

统管理一CIASE规约

IEC61334-4-512:1999采用配电线载波的配电自动化第4部分:数据通信协议第512篇:采

用61334-5-1文件的系统管理MIB

ISO/IEC8802-2:1994信息技术一系统间的通信和信息交换一局域网和城域网一具体要求第2

部分:逻辑链路控制

中华人民共和国国家经济贸易委员会2002-04-”批准2002-09-01实施

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3参考模型描述

3.1概述

通信系统(如一个工业局域网，或互联的通信网)的规范应用于下列目的:使相应设备对分布式应

用开放，对进行中的开发、实现一致性测试的工具和框架予以永久官方认可，以提高交互性能。

配电线载波通信网完全符合上述规范。这种通信系统可用于来自不同制造厂的各种功能的大量设备

(如站控制单元、远方可控馈线开关、电能表、配变集中器、便携接人设备、照明、交通信号灯等)。

按照通信领域中的规定，这一规范应是综合的、明确的，并应符合最终应用的经济要求。

3.2OSI模型的基本原理

3.2.1分层结构

OSI标准的目的是开发能够支持大范围的异构设备互连的标

准通信网，从而形成一个“开放系统”。为了实现这种开放性，

OSI标准仅对各开放系统完成的功能以及系统之间交互的协议制

定规范，从而避免为实现相应功能而预先规定一个特定模式。因

此，OSI标准对开放系统，在作为一个整体和其他开放系统进行

信息交换时的行为作出了规定，而不是对开放系统内部操作进行

规定。一个实际系统和给定规范的一致性，则是在它和其他系统

交换信息时通过外部观察而获得。

在不同的模型中，OSI标准选择了具有7层结构的分层模

图1OSI服务定义

型:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、

应用层。

3.2.2服务和协议

为了描述各层与相邻层之间的作用关系，OSI模型定义了一些基本概念。见图to

在开放系统中，(N+1)层的功能是通过(N+1)实体实现的。(N+1)实体与(N)实体之间的

接口通过交互服务(N)服务实现，在右上角访问点称为(N)-SAP。为了实现(N+1)层功能，(N

+1)实体间的相互配合由(N+1)协议管理。

信息交换时，(N一1)服务在(N一1)-SAP,之间完成(N一1)服务数据单元((N一1)-SDU,)

的传递。这样，(N)实体通过将(N)协议数据单元放人(N一1)-SDU,中实现(N)-PDU,信息交

换，见图2。每一个(N)-PDU可包含(N)协议控制信息((N)-PCI)和(N)用户数据。

兹—”一5‘一“‘

阴-t}Service

(N)-PCI-(N)层协议控制信息;(N)-SDU-(N)服务

数据单元;(N)-PDL〕一(N)协议数据单元

图2OSI数据单元通信

3.3参考模型

尽管OSI描述了一个全部实现的7层模型，但为降低实现的复杂性，可将系统简化成三层结构。

至少需保留以下3层:物理层、数据链路层和应用层。用于低压配电线载波的通信系统可以采用简化结

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构。

为了将来扩展到更复杂的系统，特别是中压配电网，若系统在功能上有需要，可以在数据链路层和

应用层之间扩展到OSI模型的其他层次，如网络层和传输层。

3.3.1最小的三;层结构

制定数据通信协议(DCP)规范的方法在于定义最新的标准和设计服务实体的集合。

只要可能，已有的和证实有效的规范(IEC,ISO,IEEE标准)应予以使用。

组成协议层的不同服务实体的方法保证了整个系统的平衡性和稳定性，且不忽略规范的任何部分。

因而，在每一层的设计中考虑了网络管理。

协议的选择取决于以下因素:

—寻求在低波特率和高传播次数下的高效率;

一~-50互联和网格网的要求低;

—寻求通往中心站的最佳通道;

一一管理功能自动化的水平高;

—以配电网络作通道的难度;

—总成本费用低。

上述考虑得出了包含3个协议层的规范，见图3。这样的结构称为“简化结构，，。它为配电线载波

应用提供了足够的寻址和服务能力。

s了

‘应用进理a应用进程2

厂N面1

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}!一应用层

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L‘一一一浸烤一二;三二二

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LLC子层

1，~一数据链肺层:MAC子层

」1

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I1

1盯一

‘_一一J物理层

介质

MIB--管理信息数据库;SMAP,L-SAP-数据链路层服务访问接口

图3参考模型

三层结构的主要优点在于数据吞吐量够用和接收数据的复杂性低。

三层结构的三层分别为物理层、数据链路层和应用层。前两层描述了通信实体的对称性行为。由于

应用层采用了制造报文规范MMS的客户用R务器模型，应用层的这种对称性被破坏。

3.3.2基本传输原理

通信协议的设计要求及特征如下:

—独立于物理网络拓扑;

—独立于调制手段;

—介质访问策略(时间共享)依赖于应用。

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在某一时刻，网络通信由称为“启动方”的特殊对象组织。所有其他单元作为服务器，只当启动方

发出请求时，它们才可以访间介质。当启动方的应用实体发出请求时，应用层便请求访问介质。介质访

问策略位于启动方的应用进程中。

为了维持通信系统的灵活性和开放性，启动方的角色可以转换。

在恶劣的传输条件下(高噪声、强衰减)，必须提供中继机制来保证整个网络中数据传输的有效性。

中继机制在MAC子层中定义。

3.3.3物理层

IEC61334-4-2对物理层进行了描述。

注

1本标准中的通信介质特指电力配电网络。但在数据通信协议应用范围内也可采用其他通信价质。

2IEC61334-4-2目前在考虑中，IEC61334系列出版物列表见IEC61334-1-1附录Bo

物理层有两个目的:首先，提供了设备和物理传输介质之间(配电网络)的接口;其次，通过传送

二进制码元完成从数据源到目的地的数据传输。

为此，本规范定义了在物理接口上的简单特性的集合。这些特性与配电网通信的要求一致，并对二

进制码元和传输信号的同步策略进行了描述。

物理层的主要特征是:

—通信介质是电力配电网;

—采用窄带和扩频调制技术;

—实现成本低。

数据通信协议的物理层并没有规定一种特殊的调制方法或一个特定的比特率。它仅描述一个用于保

证协议工作的实际物理层的特征。这些特性是普遍的。

3.3.4数据链路层

数据链路层包括两个子层:MAC(介质访问控制)和LLC(逻辑链路控制)。它们分别控制对介质

的访问和逻辑链接。

数据链路层由IEC61334-4-31,IEC61334-4-32和IEC61334-4-33描述(见参考文献)。第31篇描

述介质访问控制子层，第32篇描述逻辑链路控制子层。

3.3.5MAC子层

MAC子层主要处理对物理介质的访问和对物理设备的寻址。这是在数据通信协议(DCP)中唯一

定义的介质访问限制。当网络由启动方组织时，由启动方直接为其自身的MAC子层，或间接为要求对

启动方先前发出的请求作出响应的其他MAC子层，作出对介质访问的决定。

MAC子层为数据完整性的高层次实现提供了一个独立于物理调制方法的协议。

3.3.6LLC子层

LLC子层从ISO/IEC8802-2派生，它完成下列功能:

—在设备内对应用实体寻址;

—发送数据，无需确认(SDR);

—请求数据响应(RDR)o

3.3.7可选的中间层

如果确有需要，在最小三层规范的数据链路层和应用层之间可增加其他附加子层。

中间层完成的任务可能与路由、多路访问等有关。

当指定增加中间层时，规范应包括对下层和上层的映射功能。这些层上的协议都已具体规定。

3.3.8应用层

应用层支持DLMS(配电线报文规范)应用规范和各个站的管理应用。DCP使用无链接的ACSE

(符合(),SI标准的关联控制服务元素)以及应用服务元素DLMS和管理。应用层规范包含表示层规范.

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它将本地的语法转换成抽象的、可传递的语法。

应用层在IEC61334-4-41和IEC61334-4-42中描述。第41篇描述了DLMS模型，第42篇描述了

DLMS应用服务元素和无链接ACSE的使用。

通过应用进程OSI模型描述了一个开放系统的各种通信应用。应用进程由应用标题唯一确定(见

第4章)。对每个应用标题都对应了一个由MAC地址和L-SAP选择器组成的成对地址。

DLMS的目的是支持通信设备标准化行为规范。按照面向对象设计方法，为了允许不同种实现方

法，这种规范抽象地定义了应用进程之间相互工作的基础。

为此目的，DLMS推荐使用VDE(虚拟配电设备)资源。VDE资源由应用进程的oSI环境提供。

设备分解成虚拟设备是不受限制的，但是两个虚拟设备必须完全分开，按各自的应用进程建模及按各自

的地址访问(成对:MAC地址+I-SAP).

例如，一个电表可用一个VDE建模，而一个水、气、电计量设备可以用三个VDE建模。

作为选择，VDE有数据集和任务召唤两个内部资源。

数据集是无需进行解释就能在网络中传输的数据集合。例如，可用于远程装人VDE应用，修改

VDE内部任务和变量结构。

任务召唤是远程控制VDE可执行功能的能力，从而由任务召唤指定的任务可启动或停止。

虚拟关联应用(VAA)是VDE内部表示对等用户实体的对象。通过VAA，用户可以控制VDE资

源，从而实现信息传输的保密性和双方双向授权的可能性。

变量是众所周知的对象。变量由名字标识，有一个预定义类型(简单的、结构的、固定的、浮点

的)和内容(值)。可以读写变量的值以及获取变量的类型。

信息盒(MessageBox)是用于信息传输的对象。

信息不必经过设备解释，有时最终目的地不在网络之内。典型的应用是将信息发送和接收到本地自

动网络或“用户”控制台。应用层能够发送和接受一条消息，甚至得到信息盒的等待队列信息。

对于信息盒和变量两种对象，定义的概念范围和访问范围阐明了它们使用的包容性和限制性。在

DLMS内部，这与安全管理概念对应。

3.3.，网络管理

这种分层通信结构需增加一个标准应用，目的在于管理通信参数(目录、初始化配置、容错和性能

管理)和分配通信资源。这些资源和参数由MIB(管理信息数据库)数据库中的特定对象(可管理的

对象)表示。按照与DLMS密切相关的某种协议，一般操作员可远程对它们进行操纵。

3.4系统管理

系统管理将在IEC61334-4-511和IEC61334-4-512中描述。第511篇描述了CIASE协议，第512

篇描述了MIB.

除了服务元素和管理协议外，网络设备的管理过程应标准化。

过程举例:

—新站的检测和初始化过程;

—站监视和网络配置跟踪过程;

—故障和性能管理过程;

—操作中继器过程。

4数据通信协议(DCP)中的命名和寻址

概述

GB/T9387.3描述了命名和寻址的基本原理。按照这个标准，在DCP环境中需要识别(命名)和

定位(寻址)相关对象时，DCP规范采用命名和寻址设备。这是因为某些对象只描述其他对象的一个

类，而且必需被明确识别，同时某些其他对象定义了必须同时被明确地识别和定位的激活元素。

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4.1.1命名

命名用来识别DCP环境中存在且重要的特定通信对象。这样，被考虑的对象被包含在最终的关联

交互中。

在〕CP中这样的对象主要是系统和应用进程。

在给定范围内命名必须清楚，标识且仅标识一个对象。注意到并不排除出现同义词，多个命名应能

无二义性地标识同一个对象。

如果命名受制于某个对象，那么命名是特定的。如果命名受制于某个共享同一特性的对象集合，那

么命名是一般的。

为了强调它们的不同特性，命名的分类差别如下:

—标题(Tide)是类对象的名字，它把一个类对象与其他类对象区分开来。例如，标题可用于真

实系统、实体类型、应用进程类型、应用进程。

—标识符(Identifier)是具体对象的名字，它把类的一个对象与同一个类的其他对象区别开，每

个对象都是给定类对象的一个表现。例如，标识符用于实体调用或应用关联。

4.1.2寻址

某些通信对象必须同时命名(识别)和寻址(定位)。所有需被访间的实体都要编址。基本上，

(N)地址被用来定位和访问(N+1)实体。

从参考模型得到:(N)实体通过一个(多个)(N)服务访问点(SAPs)为(N+1)实体提供

(N)服务。(N)实体可通过(N一1)服务访问点使用(N一1)服务。进而，一个(N)-SAI〕仅与一

个(N)实体和一个(N+1)实体有关，它表明，一个(N)地址标识位于(N)实体和(N+1)实体

边界处的一个(N)SAP,集合，并且一个(N)-SAP地址是仅含一个(N)-SAP集合中的(N)地址。

在DCP中，实际上所有的(N)地址都是(N)-SAP地址。

最小三层DCP规范只定义了两级地址:

—为访问一个LL(:实体处理MAC地址的MAC子层;

—为访问应用实体处理LLC地址的LLC子层。

一个LLC地址是一个成对地址，包括数据链路选择器和一个MAC地址。

名字必须在给定时间存在，必须被定义并被所有开放交互元素知道。注册许可和目录工具实现此目

的。

4.1.3命名和寻址的注册权利机构

必须存在某种权限来定义名字，并按照指定的规则分配名字，包括标题权限分配的标题和编址权限

分配的地址。在DCP中，标题权限不在本规定之内。标题或者在领域内唯一定义(如系统标题)，或者

在规范内唯一定义(如实体标题内)。地址由编址权限分配，在DCP中编址权限也称为命名权限的扩

展。

4.1.4目录

当考虑到应用需求时，需要某些措施将全局名字映射和关联到实际位置和实际开放系统。这些工具

和他们相关的信息存储在本地】)CP中，他们是MIB中的一部分，并且可使用管理服务远程访问。

DO〕使用一个目录工具(facility)，即应用目录功能(ADF)。应用目录功能作为输人端在较高层次

上接收应用进程标题，它产生并返回支持应用进程应用实体标题的列表。ADF从应用实体标题中产生

并返回相关的地址信息，从而用于定位同等交互实体。

在最小三层模型中，地址信息是成对定义的，包含下列字段:

(DL-Selector

MAC-Address)

在DCP中，应用目录功能记录了单个DL地址和给定应用实体标题之间的绑定信息。

4.2总体描述

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编址许可定义了DC1，中使用的地址。

在最小三层模型中，DCP规范定义两个编址级:

—物理地址，也称为“MAC地址”或“地址”，它在MAC子层标识系统的MAC地址。

—数据链路地址，它标识应用实体的一个集合。数据链路地址由成对的(MAC地址、DL选择

器)形成。DL选择器也称作“I-WI,，用于标识特定的MAC地址所引用的应用实体。

应用实体的确切位置由一个DL地址形成，一个DL地址同时包含一个MAC地址和一个L-SAP"

应用实体可由()SI系统中唯一的标题所识别，与位置无关。

应用目录功能完成名字(例如应用实体标题和应用进程标题)与〕CP地址相互之间的映射关系。

数据链路目录功能则实现数据链路地址与成对的MAC地址和L-SAP选择器的对应关系。

4.3MAC地址

在DCP中，可使用与系统有关的一个特定MAC地址，或使用MAC地址组中的一个地址访问该系

统。

4.3.1MAC地址格式

确切的MAC地址格式在MAC相关章节中定义，参见IEC61334-4-310

注:IEC61334-4-31目前在考虑中，IEC61334系列出版物列表见IEC61334-1-1附录B.

4.3.2预定义的MA(:地址

4.3.2.1"ToALL'，地址

"ToALL"在帧的目的地址域中被预定义为全局的MAC地址，这组MAC地址称为ALL一地址。

只有经过配置的系统才能响应这个地址。

4.3.2.2"NEW”地址

目的地址域中的“NEW”被预定义为所有未被考虑的站的MAC地址，启动方未知的所有站都响应

这个地址，这组MAC地址称为NEW一地址。

4.3.2.3“到达所有物理系统”地址

目的地址域中的“到达所有物理系统”被预定义为响应“ToALL"和“NEW"MAC地址的所有

系统的联合的MAC地址。

4.3.2.4启动方地址

特定范围内的MAC:地址被保留用来表示客户的物理地址，存在相应的一个称作MASTER-

ADDRESS的组地址。

使用的启动方MAC地址包含在MIB中。

4.3.2.5专用地址

专用MAC地址有自己特定的范围。不是启动方的系统在这个范围内有自己的系统地址。存在相应

一个称作INDIVIDUALS的组地址。

4.3.2.6未定义的地址

特定的未定义的MAC地址可用于同步，这个地址称作NO-BODY，任何有效的MAC地址不会对

应于NO-BODY地址。

特定的NO-BODY附件可用于同步。因为没有设备连接到NO-BODY地址，因此同步信息可被打包

放人一个标准的MAC帧，从而避免发送特定同步帧。

4.4LLC地址

4.4.1LLC地址格式

LLC地址包含两个元素，第一个元素是定义系统位置的MAC地址，MAC地址描述见前面章节。

第二元素是L-SAP选择器(也称作L-SAP)，它在系统内识别出参与通信的LSAPso

L-SAP地址的具体的编码方法在IEC61334-4-32中给出。

4.4.2DL选择器类型

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为了标识三种类型的应用实体，定义了三种数据链路选择器。

—管理L-SAP(M-LSAP)，用于识别系统管理应用实体;

—启动方L-SAP(I-L-SAP)，用于识别启动方应用实体;

一一-DLMS-LSAP，用于识别DLMS应用实体;

使用保留的DL组选择器可以定义其他数据链路选择器。

4.4.3LLC预定义选择器

4.4.3.1"ALL"选择器

L-SAP选择器域中的“ALL”值被预定义为全局L-SAP选择器。该L-SAP选择器表示了被下面的

MAC地址服务的所有L-SAPS组成的组。该组选择器称为“ALL-LSAP'’选摔器。

4.4.3.2管理选择器

在一个给定的物理系统中只有一个管理L-SAP。这个L-SAY与系统管理应用实体相对应，不需要

组选择器。这个