通信技術(shù)與標準化

1、國電南瑞科技股份有限公司概述變電站自動化的發(fā)展與通信技術(shù)密不可分通信技術(shù)是當今技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展最快的技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是當今最熱門的技術(shù)通信技術(shù)與標準化通信系統(tǒng)簡介 通信系統(tǒng)的組成 數(shù)據(jù)編碼 通信系統(tǒng)的性能 信號的傳輸方式 通信方式 同步方式 多路共傳 通信系統(tǒng)的組成信息源和信息接收者發(fā)送設(shè)備傳輸介質(zhì)接收設(shè)備信息源編碼調(diào)制傳輸介質(zhì)譯碼解調(diào)接收者發(fā)送設(shè)備接收設(shè)備噪聲干擾數(shù)據(jù)編碼 單極性碼 雙極性碼 歸零碼（RZ） 非歸零碼（NRZ） 差分碼 曼徹斯特編碼 模擬數(shù)據(jù)編碼曼徹斯特編碼數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)曼徹斯特編碼1111000信號的傳輸方式 基帶傳輸 載波傳輸 寬帶網(wǎng) 異步傳輸模式ATM通信方式 單工通信 半雙工通信

2、全雙工通信同步方式 同步式 異步式計算機局域網(wǎng)及其拓撲結(jié)構(gòu) 計算機網(wǎng)絡(luò)分類 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu) 信號方式 訪問控制方式 傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì) 雙絞線 同軸電纜 光纖 無線通信信道介質(zhì)訪問控制方式 CSMA / CD（載波偵聽多路訪問/沖突檢測） 令牌（標記）訪問控制方式 令牌環(huán)方式 令牌傳遞總線方式數(shù)據(jù)交換 線路交換方式 存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換方式 數(shù)據(jù)報方式 虛電路方式網(wǎng)絡(luò)互連 網(wǎng)絡(luò)互連的基本概念 網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備與相應層次 網(wǎng)絡(luò)互連規(guī)范 局域網(wǎng)操作系統(tǒng)開放系統(tǒng)互連參考模型 OSI參考模型 物理層（第1層） 數(shù)據(jù)鏈路層（第2層） 網(wǎng)絡(luò)層（第3層） 傳輸層（第4層） 會話層（第5層） 表示層（第6層） 應用層（

3、第7層）物理層 物理層的功能與特性 機械特性 電氣特性 功能特性 規(guī)程特性 物理層接口標準EIA-232-D數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層的功能 數(shù)據(jù)鏈路的建立和拆除 信息傳輸 傳輸差錯控制 異常情況處理數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議工作圖頭控制數(shù)據(jù)校驗和尾幀數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)A站B站數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層物理通道數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層 路徑選擇與中繼 流量控制 網(wǎng)絡(luò)連接建立與管理傳輸層及其他高層 傳輸層 傳輸?shù)刂?傳輸連接 傳輸層的正常工作 處理低層不可恢復的差錯 會話層 表示層 應用層接口與協(xié)議實體A實體B應用層鏈路層物理層應用層鏈路層物理層接口接口接口接口應用層協(xié)議鏈路層協(xié)議物理層協(xié)議變電站自動化的發(fā)展過程 RTU 綜

4、合自動化 集中式 分布式（集中安裝） 分布式（分散安裝） 變電站自動化中的通信技術(shù) RS232/422/485 現(xiàn)場總線 以太網(wǎng)現(xiàn)場總線概述 現(xiàn)場總線簡介 現(xiàn)場總線的發(fā)展背景與趨勢 現(xiàn)場總線的特點與優(yōu)點 幾種有影響的現(xiàn)場總線技術(shù) CAN PROFIBUS LonWorks控制器局域網(wǎng)總線CAN CAN的性能特點 CAN節(jié)點的分層結(jié)構(gòu) CAN總線的應用CAN的性能特點 多主工作方式 優(yōu)先級 非破壞性總線仲裁技術(shù) 無需專門的“調(diào)度” 通信距離與通信速率 節(jié)點數(shù) 短幀結(jié)構(gòu) CRC校驗及其他檢錯措施 介質(zhì)可為雙絞線、同軸電纜或光纖 嚴重錯誤下的自動關(guān)閉輸出功能CAN節(jié)點的分層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)鏈路層邏輯鏈路子層

5、媒體訪問控制子層物理層接收濾波超載通知恢復管理數(shù)據(jù)封裝/拆裝幀編碼（填充/解除填充）媒體訪問管理錯誤監(jiān)測出錯標定應答串行化/解除串行化位編碼/解碼位定時同步（驅(qū)動器/接收器特性）監(jiān)控器故障界定總線故障管理PROFIBUS 國際標準，即EN50 170歐洲標準 主站間邏輯令牌環(huán) 從站無總線控制權(quán)，實施經(jīng)濟 傳輸距離與傳輸速率LonWorks技術(shù) Neuron芯片 收發(fā)器模塊 LonTalk協(xié)議計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡介 概述 網(wǎng)絡(luò)硬件 網(wǎng)絡(luò)軟件 參考模型 網(wǎng)絡(luò)實例 網(wǎng)絡(luò)標準化 TCP/IP參考模型OSITCP/IP1234567物理數(shù)據(jù)鏈路網(wǎng)絡(luò)傳輸會話表示應用應用傳輸互連網(wǎng)主機至網(wǎng)絡(luò)在模型中不存在OSI

6、參考模型與TCP/IP參考模型 很多相似之處 OSI的三個主要概念： 服務(wù) 接口 協(xié)議 產(chǎn)生的時機 層數(shù) 面向連接與無連接 IEEE802.3標準與以太網(wǎng) IEEE802標準 1-持續(xù)CSMA/CD局域網(wǎng) 以太網(wǎng) 802.3的電纜 曼徹斯特編碼 802.3MAC子層協(xié)議 二進制指數(shù)后退算法 802.3的性能 交換式802.3局域網(wǎng)TCP/IP協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)TELNETFTPSMTPDNSTCPUDPIPARPANETSATNETLAN協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層名應用傳輸網(wǎng)絡(luò) 物理+數(shù)據(jù)鏈路分組網(wǎng)因特網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)層 因特網(wǎng)協(xié)議IP（Internet protocol) IP地址 子網(wǎng) 因特網(wǎng)控制協(xié)議TCP與UDP 面

7、向連接與無連接 高可靠與高效率 復雜與簡單 選擇取決于環(huán)境與需求變電站自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 分層分布 三層結(jié)構(gòu)，兩層網(wǎng)絡(luò) 兩層結(jié)構(gòu)，一層網(wǎng)絡(luò)典型結(jié)構(gòu)圖（一）典型結(jié)構(gòu)圖（二）通信技術(shù)與標準化 標準化支持技術(shù)進步 各界都重視標準化工作 標準化組織 標準體系IEC簡介 為電工、電子和相關(guān)領(lǐng)域制定和出版國際標準的世界性組織 近200個技術(shù)委員會（TC）和分技術(shù)委員會（SC），約700個工作組，全球有10000個專家參與IEC標準化工作TC57與標委會 IEC TC-57技術(shù)委員會（power system control and associated communication),負責電力系統(tǒng)控制極其通信的

8、相關(guān)標準。 我國是TC-57的P成員，即積極參加活動并具有投票權(quán)的國家 全國電力系統(tǒng)控制及其通信標準化技術(shù)委員會與TC-57對口，是我國的國家委員會標委會組成結(jié)構(gòu)主任委員，秘書長委員，顧問委員計算機通信工作組變電站工作組EMS-API 工作組 配網(wǎng)工作組TC-57WG7WG3,10,11,12WG13WG9,14標準體系 60870系列 遠動設(shè)備及系統(tǒng) 61334系列 采用配電線路載波系統(tǒng)的配電網(wǎng)自動化 61850系列 變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng) 61968系列 配電管理的系統(tǒng)接口 61970系列 能量管理系統(tǒng)應用程序接口（EMS-API）關(guān)于60870 60870-1 總則 60870-2 工作條

9、件 60870-3 接口（電氣特性） 60870-4 性能要求 60870-5 傳輸規(guī)約 60870-6 與ISO標準和ITU-T建議兼容的遠動規(guī)約60870-5 傳輸規(guī)約 60870-5-1 傳輸幀格式 60870-5-2 鏈路傳輸規(guī)則 60870-5-3 應用數(shù)據(jù)的一般結(jié)構(gòu) 60870-5-4 應用數(shù)據(jù)的定義和編碼 60870-5-5 基本應用功能 60870-5-101 基本遠動任務(wù)配套標準 60870-5-102 電力系統(tǒng)電能累計量傳輸配套標準 60870-5-103 繼電保護設(shè)備信息接口配套標準 60870-5-104 使用標準傳送文件的60870-5-101網(wǎng)絡(luò)訪問61850概述

10、61850-1 基本原則 61850-2 術(shù)語 61850-3 基本要求 61850-4 系統(tǒng)和項目管理 61850-5 對功能和設(shè)備的通信要求 61850-6 對變電站智能電子設(shè)備的配置語言 61850-7 變電站基本通信結(jié)構(gòu)和饋電設(shè)備 61850-8-1 特殊通信服務(wù)映射 61850-9-1 特殊通信服務(wù)映射 61850-10 一致性測試61850-7 61850-7-1 原理和模型 61850-7-2 抽象通信業(yè)務(wù)接口 61850-7-3 公共數(shù)據(jù)分類和屬性 61850-7-4 相容邏輯節(jié)點和數(shù)據(jù)目標尋址圖示61850（一） Aggregation determ ined by 7-4

11、table-referencesValues and Types are determ inedby Com m on Data Classes1.nXCBRPO SDATA-ATTRIBUTESERVERLO G ICAL-DEVICEPDISLO G ICAL-NO DEM DDDATA*1.n*Class M odel ofIEC 61850-7 (Exam ple)DPCSPSm yXCBR1: XCBRxyz: LO GICAL-DEVICEabc: SERVERpos1: POSstVal: DATA-ATTRIBUTEInstances (Exam ples)Logical No

12、de Classes defined in 7-4Data Classes defined in 7-4Com m on Data Classes defined in 7-3圖示61850（二） SampledValuesGOOSELogical NodeControlSubstitutionReporting& LoggingDataDataSetGet/SetDir/DefinitionReportGOOSESMVSetting GroupActivateLogical DeviceTime SynchronisationFile TransferAssociationServe

13、rnameplate, health圖示61850（三） ServerSubNetworkStationNetworkCorporateNetworkInternetPhysicalPointBoardCabinetBaySubstationLogicalNodeLogicalDeviceDataDataAttributereal thingsmodelled asconnectionimplemented asIEC 61850 viewCommunication viewRessource viewPhysicalDeviceApplicationApplicationProgramApp

14、lication SW viewApplicationSubroutineReportControlSettingGroup圖示61850（四）LDLNLNLNLDDirectory (LD Name)response (LN Names)DataDataAttr DataAttrDataLNDirectory (LN Name)response (D Names)DataDirectory (D Name)resp. (DAttr Names)responseGetDataDefinition (D Name)or (D Name.Attr)or (D Name.FC)ServerLDServerDirectory (Server)response (LD Names, File Names)(all DAttr Definitions)or (one DAttr Definitions)or (all DAttr Definitions ofrequested FC)面向裝置、面向?qū)ο蟆⒚嫦驊瞄_放面向裝置、面向?qū)ο?、面向應用開放