机组培训-中央监控通信基础

课程—、数据通信的基础知识二、光纤数据通信基础知识三、以太网通信的基础知识四、金风兆瓦风力发电机组通信系统五、简单通信故障的检查处理—、数据通信的基础知识发送机发送机发送机发送机发送机数据应答（a）单工通信数据应答应答数据（b）半双工通信数据应答（c）全双工通信1.1

数据通信的基本方式1.2

数据通信的基本介质—、数据通信的基础知识有线同轴电缆双绞线光纤无线无线电波红外通信激光通信微波通信技术电通信光通信有线通信无线通信双绞线：Category

3

UTP.Category

5

UTP.—、数据通信的基础知识双绞线同轴电缆—、数据通信的基础知识光纤和光缆—、数据通信的基础知识—、数据通信的基础知识电信号和光信号的传输的比较电信号数据传输（双绞线、同轴电缆）传输距离有限易受干扰，雷击。通讯网络成本相对较低。光信号数据传输（光缆）传输距离远性强，不会被雷击。组网成本相对较高性能好二、光纤通信的基础知识2.1

光通信的基本原理光纤通信：以光波为载波，以光导纤维（简称光纤）为传输介质的一种通信方式。光纤通信是由光通信逐步发展演变而来。二、光纤通信的基础知识在光纤的数值孔径角内，以某一角度射入光纤端面，并能在光纤的纤芯到包层界面上形成全反射的光线就可称为一个光的传输模式。2.2

光纤内的光的2.3

光纤和光缆的基本结构二、光纤通信的基础知识钢塑复合带松套管光纤加强芯填充绳

PE护层皱纹钢带松套管光纤加强芯填充绳PE护层阻水层光纤传输模式纤芯直径单模MM

50μm/62.5μmSM

<9μm室内局域网使用2芯/4芯/8芯12芯/24芯纤芯数量广域网使用144芯/288芯多模室外使用场合室内/外通用室外铠装2.4

光纤的分类二、光纤通信的基础知识单模传输与多模传输单模光纤的纤芯直径为8.3μm，包层外直径125μm，仅允许一个模式传输，色散小，工作在长波长（1310nm和1550nm）。多模光纤芯径大（62.5m

m或50m

m），允许上百个模式传输，色散大，工作在850nm或1310nm。而对于光端模块来讲，严格的说并没有单模、多模之分。所谓单模、多模模块，指的是光端模块采用的光器件与何种光纤配合能获得最佳

传输特性。一般有以下区别：单模模块一般采用LD或光谱线较窄的LED作为光源，耦合部件尺寸与单模光纤配合好，使用单模光纤传输时能传输较远距离。多模模块一般采用价格较低的LED作为光源，耦合部件尺寸与多模光纤配合好。二、光纤通信的基础知识二、光纤通信的基础知识光纤采用高纯度的石英玻璃材料，在光波长为1550nm附近衰减达到最小（接近理论极限0.2dB/Km）。单模光纤只传输主模（基模），即光线只沿着光纤的

传输，完全避免了色散和光能量的浪费。而且单模一般用波长为1310nm或1550nm的激光，接近石英的最小衰减波长1550nm。多模光纤传输主模或多个其它模，光线会沿着光纤的边缘壁不断反射，有许多的色散和光能量的浪费。而且多模一般用波长为850nm或1310nm的激光。实际上大多采用850nm波长，远离石英的最小衰减波长1550nm。二、光纤通信的基础知识2.5

光纤的衰减衰减是光纤中光功率减少的一种度量，它取决于光纤的工作（波长）类型和长度，并受测量条件的影响。在波长l处，一段光纤上相距距离为L的两个横截面1和2之间的衰减A(l)定义为：2A()

1PdB通常，对于均匀光纤来说，可用单位长度的衰减，即衰减系数反映光纤衰减性能的好坏。衰减系数a(l)定义为：dB二、光纤通信的基础知识光纤的一般衰减规律：1310

nm

:

0.35

~

0.5

dB/Km1550

nm

:

0.2

~

0.3dB/Km850

nm

:

2.3

~

3.4dB/Km光纤熔接点损耗：0.2dB/点二、光纤通信的基础知识光纤通信系统基本光纤通信系统的构架及其功能介绍：发送单元：把电信号转换成光信号；传输单元：载送光信号的介质；接收单元：接收光信号并转换成电信号；连接器件：连接光纤到光源、光检测以及其它光纤。基本光纤通信系统方框图：发送单元信号光发射机光源中继器检测器光接收机信号电E/光O转换光纤光O/电E转换传输单元接收单元连接器件二、光纤通信的基础知识2.7

几种常用的尾纤适配头二、光纤通信的基础知识2.8

光缆的型号光缆的型式代号由分类、加强构件、派生特征、护套和外乎层5个部分组成。ⅠⅡⅢⅣⅤ外护层护套派生特征加强构建分类光缆分类的代号及其意义：

GY:通信用室（野）外光缆

GM:通信用移动式光缆

GJ:通信用室（局）内光缆

GS:通信用设备内光缆

GH:通信用海底光缆GT:通信用特殊光缆加强构件的代号及其意义：无符号：金属加强构件

F：非金属加强构件派生特征的代号及其意义光缆结构特征应能表示出缆芯的主要类型和光缆的派生结构。当光缆型式有几个结构特征需要注明时，可用组合代号表示，其组合代号按下列相应的各代号自上而下顺序排列。D:光纤带结构无符号:光纤松套被覆结构J:光纤 被覆结构无符号:层绞结构

G:骨架槽结构X:中心束管结构

T:油膏填充式结构

Z:自承式结构B:扁平形状

Z:阻燃护套的代号及其意义Y:聚乙烯护套

V:聚氯乙烯护套

U:聚氨酯护套A:铝-聚乙烯粘结护套（A护套）S:钢-聚乙烯粘结护套（S护套）二、光纤通信的基础知识W:夹带平行钢丝的钢-聚乙烯粘结护套（W护套）L:铝护套G:钢护套Q:铅护套二、光纤通信的基础知识外护层代号及其意义外护层是指铠装层及铠装层外边的外被层。光纤的规格代号光纤的规格代号由光缆中光纤的数目和光纤类别组成。如果同一根光缆中含有两种或两种以上规格（光纤数和类别）的光纤时，中间应用“+”号连接。光纤数目ⅠⅡ光纤的类别光纤的数目用光缆中同类别光纤的实际有效数目的数字表示。光纤类别光纤类别应采用光纤产品的分类代号表示，按IEC60793-2(2001)的标准规定，用大写字母

A表示多模光，用大写字母B表示单模。三、以太网通信的基础知识以太网最早由Xerox（施乐）公司创建，于1980年DEC、ln

和Xerox三家公司联合开发成为一个标准。以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准的以太网（10Mbit/s)、快速以太网（100Mbit/s）和10G（10Gbit/s）以太网。它们都符合IEEE802.3。它规定了包括物理层的连线、电信号和介质 层协议的内容。以太网是当前应用最普遍的局域网技术。它很大程度上取代了其他局域网标准，如令牌环、和

ET。以太网的优点：•••••基于TCP/IP的以态网采用国际主流标准，协议开放、完善，不同厂商设备容易互联具有操作性；可以实现

、

；可以用不同的传输介质灵活组合，如同轴电缆，双绞线，光纤等；网络速度快，可达千兆甚至

；支持冗余连接配置，数据可达性强，数据有多条通路可达目的地；容量几乎

，不会因系统增大而出现不可预料的故障，具有成熟可靠的系统安全体系；可降低投资成本。三、以太网通信的基础知识三、以太网通信的基础知识网络拓扑结构：指计算机网络的硬件系统的连接形式即网络的硬件布局，通常用不同的拓扑来描述对物理设备进行布线的不同方案。最常用的网络拓扑有：总线型环型星形树形网状混合形三、以太网通信的基础知识三、以太网通信的基础知识按网络的地理位置分类局域网（Local

Area

Network,简称LAN）一般限定在较小的区域内，小于10km的范围，通常采用有线的方式连接起来。城域网（MetropolisArea

Network,简称MAN）规模局限在一座城市的范围内，10～100km的区域。广域网（Wide

Area

Network,简称WAN）网络国界、洲界，甚至全球范围。目前局域网和广域网是网络的热点。局域网是组成其他两种类型网络的基础，城域网一般都加入了广域网。广域网的典型代表是Internet网。网络分类局域网(LAN)城域网(MAN)广域网(WAN)三、以太网通信的基础知识常见的网络设备1网卡：网卡（Network

Interface

Card，简称

NIC），也称网络适配器，是计算机连接局域网的基本部件。在构建局域网时，每台计算机上必须安装网卡。网卡的功能主要有两个：一是将电脑的数据进行封装，并通过网线将数据发送到网络上；二是接收网络上传过来的数据，并发送到电脑中。集线器：集线器的英文名称就是 通常见到的“HUB”，英文“HUB”是“中心”意思，集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它工作于OSI参考模型第二层，即“数据链路层”。三、以太网通信的基础知识常见的网络设备2交换机：交换机的英文名称之为“Switch”，它是集线器的升级换代产品，从外观上来看的话，它与集线器基本上没有多大区别，都是带有多个端口的长方形盒状体。交换机是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。路由器：第一，网络互连：路由器支持各种局域网和广域网接口，主要用于互连局域网和广域网，实现不同网络互相通信；第二，数据处理：提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能；第三，网络管理：路由器提供包括路由器配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。四、金风兆瓦风力发电机组通信系统控制PLC、 、处理通讯联网功能载体前置部分前置机介质通讯联网人机界面前置服务、处理、就地控制交换机系统组成及功能传输部分数据传输光缆数据传输载体集中控制中控集中显示、处理数据中控部分 数据库对用户的查询及报表需求给与回应载体中控机通讯联网介质四、金风兆瓦风力发电机组通信系统4.1

系统软硬件组成四、金风兆瓦风力发电机组通信系统互联网风机光纤交换机光纤交换机网络交换机数据库服务器前置服务器远控服务器系统能量管理平台系统厂家风功率系统远动厂家OPC省调4.2

系统详细结构四、金风兆瓦风力发电机组通信系统前置服务器数据处理服务器风机群Web服务器工作站系统系统

数据联络关系四、金风兆瓦风力发电机组通信系统设备的安装布局四、金风兆瓦风力发电机组通信系统环路1环路N多条光纤接入回路交换机4.3

整个风电场的链路结构四、金风兆瓦风力发电机组通信系统1#风机3#风机5#风机7#风机6#风机4#风机2#风机交换机备份线路如果此处断开为了防止环网在没有管理的模式下闭合形成广播风暴，主站至1#（或2#）之间的线路为主线路， 交换机另一侧线路为备份线路，当主线路无故障时，备份线路由 控制自动阻断，信息流按蓝色箭头方向运行；当主方向线路某处中断时，自动启用备份线路，倒换至另一方向与其它设备通讯，信息流沿红色和蓝色方向同时运行。4.4

环路结构四、金风兆瓦风力发电机组通信系统光纤交换机12

34432112345678123456787

8TX

RX TX

RX光纤盒前一台风机后一台风机尾纤每台风机均有两根光缆进线（终端机只有一根），其中4芯熔接出4根尾纤（如果光缆为12芯则各熔出6根），两根光纤做收发数据用，两根做备用。另外4芯对接在一起。前一台风机7口的光纤必须接后一台风机的8口，TX端连接RX端。4.5

机组

光纤连接四、金风兆瓦风力发电机组通信系统主站4.6

整个环路内的交换机连接结构1#2#3#4#5#6#7#78TXRX1#2#3#78TXRXTXRXTXRXTXRX8787TXRXTXRX四、金风兆瓦风力发电机组通信系统1

2

3

44

3

2

112345678123456788

7

6

55

6

7

88765432187654321光纤交换机TX

RX

TX

RX1

2

3

44

3

2

11234567812345678光纤交换机TX

RX

TX

RX1

2

3

45

6

7

8123456786#风机7#风机（终端机）光纤交换机RX

TX

RX

TX8

7

6

55

6

7

887654321876543213#风机光纤交换机TX

RX

TX

RX1

2

3

44

3

2

112345678123456782#风机光纤交换机RX

TX

RX

TX8

7

6

55

6

7

887654321876543211#风机交换机TX

RXTX

RX1

2

3

45

6

7

812345678中控17184.7

环路内的光纤熔接4#风机

5#风机光纤交换机

光纤交换机TX

RX

TX

RX RX

TX

RX

TX四、金风兆瓦风力发电机组 通信系统交换机光缆接尾纤尾纤4.8

控制柜内的光纤、交换机、PLC和面板的连接控制面板主控制CPU备用网线四、金风兆瓦风力发电机组通信系统4.9

机组内使用的交换机智德 东土科动2个千兆、2个百兆光口＋6个百兆快速以太网电口；RD-Ring千兆快速冗余环网保护（切换时间（5ms））32Gbps背板带宽，转发率达到线速；

RSTP/STP（IEEE802.1W/d）冗余协议；端口速率限制功能，可有效抑制广播风暴；可通过

WEB、

NET、等丰富的管理

对交换机实现实时管理和故障监控。四、金风兆瓦风力发电机组通信系统4.10

交换机防止网络风暴的设置使用生成树避免环路，保留冗余链路阻塞转发转发服务器B1B2B3转发转发服务器B1链路中断XB2B3四、金风兆瓦风力发电机组通信系统4.11

与风电机组的之间的数据通信中控通过命令产生一个回声请求，去寻找相对应的风机，请求其发回约定好的数据我是1#1#在那里？A回声请求我是2#四、金风兆瓦风力发电机组通信系统我是1#回声应答1#找到了A回声请求我是2#收到中控的回声请求，1#风机通过命令产生一个回声应答，将约定好的数据发回四、金风兆瓦风力发电机组通信系统4.12

系统

（第二版）四、金风兆瓦风力发电机组通信系统4.12

系统

（第三版）五、简单通信故障的检查处理光纤故障是风电场常见的通信故障任何做过网络排障的专业都清楚这是一个复杂的过程。因此知道从什么地方入手寻找故障非常重要。这里给出了一些最常见的光纤故障以及产生这些故障的可能因素，这些信息将有助于大家对网络故障进行有根据的猜测处理。光纤断裂通常是由于外力物理挤压或过度弯折；传输功率不足；光纤铺设距离过长可能造成信号丢失；连接器受损可能造成信号丢失；光纤接头和连接器（connectors