電力系統(tǒng)通信(完整版)

電力系統(tǒng)通信第一章概述數(shù)字通信系統(tǒng)模型信息源：產(chǎn)生和發(fā)出消息的人或機(jī)器，發(fā)出的消息可以是連續(xù)的或離散的。受信者：接受消息的人或機(jī)器。編碼器：包括信源編碼器和信道編碼器。信源編碼器：將信息源送出的模擬信號或數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為合乎要求的數(shù)碼序列；信道編碼器：給數(shù)碼序列按一定規(guī)則加入監(jiān)督碼元，使接收端能發(fā)現(xiàn)或糾正錯誤碼元，用于提高傳送的可靠性。調(diào)制器：將信道編碼器輸出的數(shù)碼變換為適合于在信道上傳送的調(diào)制信號后再送往信道；解調(diào)器：將收到的調(diào)制信號變換為數(shù)字序列。解調(diào)是調(diào)制的逆變換。信道：傳送信號的媒質(zhì)。譯碼器：包括信道譯碼器和信源譯碼器信道譯碼器：對收到的數(shù)碼序列進(jìn)行檢錯或糾錯譯碼；信源譯碼器：把經(jīng)信道譯碼器處理后的數(shù)字序列變換為相應(yīng)的信號送給受信者。同步：用于保證收發(fā)兩端步調(diào)一致，協(xié)同工作。是通信系統(tǒng)中不可缺少的組成部分，如收發(fā)兩端失去同步，數(shù)字通信系統(tǒng)會出現(xiàn)大量錯碼，無法正常工作。電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕灸Ｊ窖h(huán)傳輸模式自發(fā)（事件發(fā)動）傳輸模式按請求（問答）傳輸模式電力系統(tǒng)信息傳輸?shù)幕竟ぷ髂Ｊ窖h(huán)傳輸模式發(fā)送站按規(guī)定的順序，周期性的把信息送給主站。特點(diǎn)：無需主站干預(yù)，傳輸信息時只需使用單向信道。當(dāng)傳輸過程中某些數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯時，由于是循環(huán)傳送，因而可以用下一個循環(huán)中的數(shù)據(jù)來補(bǔ)救。信道利用率不高。自發(fā)（事件發(fā)動）傳輸模式只有在發(fā)送端發(fā)生事件時（例如開關(guān)位置狀態(tài)發(fā)生變化，測量值的變動超過預(yù)訂范圍）才向主站發(fā)送信息。特點(diǎn)：適合實(shí)時性要求。需要雙向信道。反向信道用于傳送“肯定確認(rèn)”或“否定確認(rèn)”信息。系統(tǒng)正常運(yùn)行時減輕了信道的負(fù)擔(dān)，但在異常或事故情況下傳送的工作量將大量增加。按請求（問答或輪詢）傳輸模式以主站作為發(fā)動通信的一方，由它向被控站發(fā)出命令。被控站則按主站的請求發(fā)送有關(guān)信息。特點(diǎn)：工作方式靈活，主站可以要求子站傳送任何類信息。需要雙工信道。必須采取輔助措施以提高實(shí)時性。實(shí)際使用時，將三種基本傳輸模式進(jìn)行組合。例如：正常情況下以循環(huán)傳輸模式工作，當(dāng)發(fā)生緊急情況時，例如斷路器事故跳閘，就插入事件發(fā)動傳輸事件信息。待緊急事件信息傳輸完畢后，再回復(fù)正常的循環(huán)傳輸模式。各種模式組合中，事件發(fā)送傳輸模式的優(yōu)先級最高，循環(huán)傳輸模式的優(yōu)先級最低。模擬信號數(shù)字化脈沖編碼調(diào)制PCMPCM是一種用一組二進(jìn)制數(shù)字代碼來代替連續(xù)信號的抽樣值，從而實(shí)現(xiàn)通信的方式。其特點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)。因此，它在光纖通信、數(shù)字微波通信、衛(wèi)星通信中均得到了極為廣泛的應(yīng)用。PCM包括三個過程：抽樣、量化和編碼，如圖所示。抽樣量化編碼復(fù)用的概念復(fù)用與分用語音信號的復(fù)用波分復(fù)用

光纖的衰減特性時分復(fù)用同步碼YC字1YC字2YC字3…YX字1…YX字2地址遙測1高8位遙測1低8位遙測2高8位遙測2低8位監(jiān)督碼地址遙信1~8遙信9~16遙信17~24遙信25~32監(jiān)督碼數(shù)據(jù)采集及監(jiān)視系統(tǒng)調(diào)度工作站幀：同步TDM和統(tǒng)計TDM對比數(shù)字調(diào)制與解調(diào)利用二進(jìn)制基帶信號改變載波的幅值（ASK)、頻率（FSK）或相位（PSK,DPSK），使信號適合在帶通信道上傳輸載波：數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制

ASK波形及頻譜2FSK信號波形及頻譜2PSK信號波形及DPSK信號波形√√√√√√√√同步同步是通信系統(tǒng)的一個重要環(huán)節(jié)。指收發(fā)兩端的時鐘頻率相同、相位一致的運(yùn)轉(zhuǎn)。包括：碼元同步（位同步）：接收端為了把收到的信息檢出，必須知道每個碼元的起始時刻和停止時刻。在接收端產(chǎn)生碼元定時脈沖序列，此定時脈沖序列和發(fā)送端發(fā)過來的碼元脈沖序列同頻、同相---這種同步叫做位同步。群同步：通信時，總是把若干個碼元組成一組，若干個組又聯(lián)合成幀，在接收端必須知道這些組的起始時刻和終止時刻。在接收端產(chǎn)生和發(fā)送端一致的組和幀的定時脈沖序列，稱為組同步和幀同步，統(tǒng)稱群同步。群同步實(shí)現(xiàn)：特定的數(shù)字序列用做同步碼。例如0111111111111111，1110101110010000整步：接收端收到該同步碼后就可確定這是一幀的開始和結(jié)束，從而把本端的時序與發(fā)送端對齊，叫做整步。同步碼性能漏同步同步碼在傳輸過程中由于干擾，可能出現(xiàn)誤碼，失去其特定形式，接收端不能識別它是同步碼，從而不能整步。希望盡可能少發(fā)生漏同步假同步信息序列的組合是隨機(jī)的，可能出現(xiàn)一段信息序列和同步碼相同，接收端收到后誤認(rèn)為是同步碼，進(jìn)行了錯誤的整步。希望盡可能少發(fā)生假同步幀同步保護(hù)幀同步保護(hù)：為了改善同步系統(tǒng)的性能，要求盡量減小假同步和漏同步的影響，需要在同步系統(tǒng)中采取一些附加的措施。常用的幀同步保護(hù)措施是將幀同步的工作狀態(tài)分為維持狀態(tài)和捕捉狀態(tài)兩種：維持狀態(tài)：收發(fā)兩端已建立同步時，接收端只在每幀的固定時間段內(nèi)（例如一幀的開始）接收同步碼，以維持同步，這個過程稱為“維持狀態(tài)”。由于只在幀同步碼出現(xiàn)的時刻接收同步碼，其他時間不接收同步碼，大大減小了發(fā)生假同步的概率。捕捉狀態(tài)：當(dāng)接收端連續(xù)多次收不到幀同步碼時，稱為失步。這是接收端應(yīng)隨時對所有收到的信號進(jìn)行檢查，判別它是否為同步碼。這個過程叫做捕捉狀態(tài)。在捕捉狀態(tài)時要求可靠地判別出同步碼，防止假同步。在接收端捕捉到同步碼并進(jìn)行整步后，又轉(zhuǎn)入維持狀態(tài)。通信子網(wǎng)的組成廣域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)的構(gòu)成當(dāng)主機(jī)之間的距離較遠(yuǎn)時，例如，相隔幾百公里，甚至幾千公里，局域網(wǎng)顯然就無法完成主機(jī)之間的通信任務(wù),這時就需要另一種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，即廣域網(wǎng)。廣域網(wǎng)由一些結(jié)點(diǎn)交換機(jī)以及連接這些交換機(jī)的鏈路組成。結(jié)點(diǎn)交換機(jī)執(zhí)行將分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)的功能，結(jié)點(diǎn)之間都是點(diǎn)對點(diǎn)連接，但為了提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，通常一個結(jié)點(diǎn)交換機(jī)往往與多個結(jié)點(diǎn)交換機(jī)相連。由于廣域網(wǎng)的造價較高，一般都是由國家或較大的電信公司出資建造。

廣域網(wǎng)是因特網(wǎng)的核心部分，其任務(wù)是通過長距離傳輸主機(jī)所發(fā)送的數(shù)據(jù)。連接廣域網(wǎng)各結(jié)點(diǎn)交換機(jī)的鏈路都是高速鏈路，其距離可以是幾千公里的光纜線路，也可以是幾萬公里的點(diǎn)對點(diǎn)衛(wèi)星鏈路，通信容量必須足夠大。廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)都是互聯(lián)網(wǎng)的重要組成構(gòu)件。相距較遠(yuǎn)的局域網(wǎng)通過路由器與廣域網(wǎng)相連組成了一個覆蓋范圍很廣的互聯(lián)網(wǎng)。光纖通信簡介光的折射，反射和全反射光在不同物質(zhì)中的傳播速度是不同的，所以光從一種物質(zhì)射向另一種物質(zhì)時，在兩種物質(zhì)的交界面處會產(chǎn)生折射和反射。而且，折射光的角度會隨入射光的角度變化而變化。當(dāng)入射光的角度