配电网自动化通信方式-数据通信基础（配电自动化）

配电网自动化数据通信主要内容3.1数据通信系统基础知识3.2配电网自动化通信方式3.3配电网自动化常用的通信规约3.1数据通信系统基础知识

12数据通信系统的组成通信系统的性能指标34数据通信的差错检测数据传输方式和通信线路工作方式通信将一个地方的信息传递到另一个地方的过程计算机网络通信烽火狼烟信电话电视3.1.1数据通信系统的组成数据通信将数据（实际上它们表示相应的信息）从一个地方传到另一个地方。数据通信系统实现数字设备（计算机或终端）之间信息交互的通信系统，是计算机与通信相结合的产物。配电网数据：与配电网运行密切相关的状态、数值、指令等数据（信息）怎么从一个地方跑到另一个地方？将其转换为电信号3.1.1数据通信系统的组成信源是待传输数据信息的产生者，信宿是信息的接收者发送设备：对信息变换为适合于信道上传输的的信号接收设备：从信道接收信号，变换为信息信道：发送设备和接受设备之间用于传输信号的物理介质通信系统的模型同轴电缆双绞线光纤微波通信网络系统3.1.1数据通信系统的组成配电终端计算机系统modem（调制解调器）、载波机、光波机数据发送数据传输数据接收通信系统还需要软件来实现的3.1.1数据通信系统的组成通信软件报文和通信协议都属于通信系统的软件把需要传送的信息，包括文本、命令、参数值、图片、声音等称为报文，是经过数字化后的信息。通信设备之间控制数据通信与理解通信数据意义的一组规则，称为通信协议，协议约定了通信的内容，通信何时进行以及通信如何进行等。应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层提供应用程序间通信处理数据格式、数据加密等建立、维护和管理会话建立主机端到端连接寻址和路由选择提供介质访问、链路管理等比特流传输OSI参考模型帧（frame）包（packet）比特（bit）段（segment）报文面向用户应用面向数据通信DataData第7层头+第7层头+第6层头Data第6

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层头+第4层头Data第4层头第5层头第6层头第7层头+第3层头Data第3层头第4层头第5层头第6层头第7层头+第2层头Data第2层头第3层头第4层头第5层头第6层头第7层头+第1层头应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层Data第2层头第3层头第4层头第5层头第6层头第7层头二进制的数据流第1层头Data第2层头第3层头第4层头第5层头第6层头第7层头Data第3层头第4层头第5层头第6层头第7层头Data第4

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层头封装解封装数据传输3.1.1数据通信系统的组成通信协议的关键要素是语法、语义和时序。语法是指通信中数据的结构、格式及数据表达的顺序。例如一个简单的通信协议可以定义数据的前8位或16位是发送者的地址，接着的8位或16位是接收者的地址，后面紧跟着的是要传送的指令或数据等。语义是指通信帧的位流中的每个部分的含义，收发双方是根据语义来理解通信数据的意义。时序包括两方面的特性：一是数据的发送时间；二是数据的发送速率。电能表公变采集终端协议发送设备接收设备传输介质配电网自动化数据通信系统示例数据通信技术主要涉及通信协议、信号编码、接口、同步、数据交换、安全、通信控制与管理等问题。报文数据通信系统实际上是一个软硬件的结合体。3.1.2通信系统的性能指标有效性指标数据传输速率：单位时间内传送的数据量比特率（bit/s）单位时间内传送的二进制代码的有效位（bit）数例：在0.01ms内传输了“1000011011”这样一段有效数据。那么该传输的比特率？10bit/（0.01ms）=1Mbit/s3.1.2通信系统的性能指标波特率(baud)每秒传输的码元(信号)数目每个码元可以包含一个或多个二进制位若单比特信号的传输速率为9600bit/s，其波特率为9600baud，意味着每秒传输9600个二进制位如果每个码元由两个二进制位组成，当传输速率为9600bit/s，则波特率为？4800baud比特率和波特率的区别二进制时数值相同非二进制时不同3.1.2通信系统的性能指标频带利用率（bps/Hz）单位频带内的传输速度，即每赫兹带宽所能实现的比特率。某数据通信系统，其传输率是9600bit/s，占用频带6kHz，其频带利用率是1.6bps/Hz协议效率协议效率是指所传输的数据包中的有效数据位与整个数据包长度的比值。3.1.2通信系统的性能指标通信效率数据帧的传输时间同用于发送报文的所有时间之比可靠性指标误码率是衡量数字通信系统可靠性的指标。它是二进制码在数据传输系统中被传错的概率，数值上近似为N为传输的二进制码元总数；Ne为被传输错的码元数通信系统的有效性和可靠性两者之间是相互联系相互制约3.1.3数据传输方式和通信线路工作方式数据传输方式是指数据信号的传输顺序和数据信号传输时的同步方式串形传输与并行传输A同步传输与异步传输B位同步、字符同步与帧同步C串形传输与并行传输串形传输数据流以串形方式逐位地在一条信道上传输并行传输数据以成组的方式在两条以上的并行通道上同时传输串形传输与并行传输区别组成一个字符或字节的各数据位是依次顺序逐位传输还是同时并行地传输并行传输数据线多，速度快，适合近距离传输串形传输数据线少，速度慢，适用于远距离、数据量少的传输并行传输不需要采取特别措施就可以实现收发双方的字符同步选通

数据8位发送设备并行通信接收设备1001111110011111如何实现串行通信？10011111发送设备接收设备

数据接收方如何正确按位区分？如何区分起始和结束？同步传输与异步传输同步传输发送设备接收设备123456781001111110011111同步时钟高位先送发送方和接收方使用一个共同的时钟1位

数据发送设备异步传输接收设备发送速率接收速率收发双方独立产生同步时钟，但定期进行校准适合高速、短距离的传输造价高，需要额外的线传输时钟信号，容易受干扰发送和接收速率保持一致通信效率会受影响异步传输在异步传输中，每传送一个字符都要在字符前面加1个起始位，以表示字符代码的开始；在字符代码后面加停止位，表示字符结束位同步、帧同步和字符同步接收方基准时钟起始位置必须和收到的位串起始位置对准，即帧同步、字符同步接收方基准时钟要和收到的位串每一位对准，即位同步字符同步数据帧是一种事先约定将数据信息组织成组的形式通信线路工作方式单工通信信息始终朝着一个方向传送，不进行相反方向的传送半双工同一时刻只限于一个方向传输全双工广播电话对讲机3.1.4数据通信的差错检测数据通信时接收端收到的数据与发送端实际发出的数据出现不一致的现象称为差错，差错是不可避免的，因为信道上总是有噪声，噪声能够干扰通信效果，降低通信可靠性。差错检测方法是差错控制编码。在向信道发送数据之前，先按照某种关系附加一定的冗余位，构成一个码字后再发送，这个过程称为差错控制编码过程。接收端收到该码字后，检查信息位和附加的冗余位之间的关系，以检查传输过程中是否有差错产生。差错控制编码可分为检错码和纠错码。检错码能自动发现差错的编码纠错码能判定差错的位置并加以纠正传送一个断路器的开关状态：1表示闭合，0表示断开不可检错和纠错11表示闭合，00表示断开可检错和不可纠错111表示闭合，000表示断开可检错和可纠错循环传送检错优点：不使用反馈信道，单工，检错简单缺点：信道比较繁忙信息周期性循环传送，接收端判断，若无错则用，否则丢弃不用，等待下一次循环送来该信息无错再使用。信息反馈优点：不需要检错纠错译码器，控制设备简单缺点：需要双向信道；传输效率低遥控返送校核示意前向纠错法(FEC)纠错码纠错码优点：不需要反馈信道，通信效率较高缺点：译码器复杂且不能保证纠正成功能发现差错，确定差错位置，自动纠正自动要求重传（ARQ）优点：只检错，编码译码比较简单缺点：若干扰严重，则重传显著增多，通信效率下降混合纠错法优点：传输可靠性高，克服了前向纠错法FEC译码设备复杂的缺点，避免自动要求重传ARQ实时性差的不足缺点：实现比较复杂若错码较少，自动纠错；错码较多，超出自动纠错能力范围，通过反向通道要求重发来实现纠错常用检错码奇偶校验在原始数据字节中增加一个附加比特位，使结果中1的个数为奇数(奇校验)或偶数(偶校验)。增加的位称为奇偶校验位(用P表示)。b1b2b3b4b5b6b7check字符110001010字符211001011字符311011011奇校验位偶校验位常用检错码水平一致校验按列发送，先传送第1列，再送第2列等，最后送第11列即校验码。对水平方向的每行进行奇偶校验，得到一列校验码元，附在各列之后。常用检错码1000101字符1b1b2b3b4b5b6b71100101字符21101101字符31010101字符41000101字符51000101字符61110101字符70010000水平校验码元0101000垂直校验码元水平垂直一致校验常用检错码循环冗余校验码例：要发送的二进制数序列为“1010001”，选定的生成多项式为：G(x)=x4+x2+x+1