第六章數據通信系統第一節數據通信系統構成通信系統的構成簡單的通信系統由數據終端、調制解調器、通信線路、通信處理機和主計算機組成。信道進行通信的通道又稱為“信道”，按數據傳輸媒介的不同，數據傳輸信道可分為有線信道的無線信道兩類，有線信道包括電力線載波、通信電纜、光纖、現場總線等。無線信道包括無線電廣播、微波、衛星通信等。按數據傳輸模式的不同，可分為模擬信道和數字信道兩類。計算機網絡計算機網絡功能:（1）數據傳送（2）數據共享（3）軟件共享（4）硬件共享計算機網絡的構成網絡中的節點和路節點:轉接節點通常有通信控制處理機和集中器；訪問節點包括計算機和信息終端。路：鏈路是兩個節點之間承載信息流的線路或信道；通路由信源到信宿的若干節點和鏈路組成。網絡拓撲結構星形結構、總線結構、環形結構、分布式結構。信息調制信息調制的基本方法：（1）振幅調制（2）頻率調制（3）相位調制第二節數據傳輸的差錯控制差錯控制方法差錯控制方法有：（1）循環檢錯發（2）檢錯重發法（3）反饋檢驗法（4）前向糾錯法常用校驗碼常用的校驗碼方式有：（1）奇偶校驗碼（2）方正碼（3）線性分組碼（4）循環碼（5）卷積碼第三節通信方式串/并行轉換計算機對數據的處理采用并行數據處理的方式，而數據傳輸線只有兩根，上面傳輸的數據采用串行數據才能輸出，因此，數據發送端的計算機設備要將數據通過傳輸線送出，必須將并行數據轉換為串行數據才能傳輸，數據接收端必須將接收到的串行數據進行串/并行轉換才能將數據送入數據庫或斤西瓜處理。數據通信的基本方式單工通信系統:使用者只能向一個方向傳輸信息。半雙工通信系統：信道兩側的設備都具有信號發送和接收能力，但不能同時工作全雙工通信系統：發送與接收可同時進行。異步通信和同步通信異步通信收發數據時兩側裝置所用的時鐘是獨立的。為了保證數據幀內所有數據被正確接收，必須保證一個數據組內的提前量積累不超過半個碼元。一旦接受完一個數據組，接收端必循馬上回復對起始位的搜索，原有的偏差積累全部被消除。同步通信同步通信的最大特點是收發兩端的始終嚴格保持一致，從而使接收時鐘與接收數據碼元之間無誤差積累問題，能正確地接收每一位數據碼元。最大的優點在于設備簡單、易于實現，但效率很低。第四節數據傳輸規約在電力網通信系統中，調度端與廠站端之間為了有效實現信息傳輸，收發兩端需預先對數碼傳輸速率、數據結構、同步方式等進行約定，兩側設備應符合和遵守這些約定，稱為通信規約。信息字：一個數據串表示一定的信息。數據幀由起始標志、地址字、控制字、若干信息字、監督字以及結束標志組成一個完整的信息結構。循環傳送式規約定義:數據傳送式規約是一種以廠站端RTU為主動端自發地不斷循環向調度中心上報現場數據的遠動數據傳輸規約。特點：以現場端為主，數據格式在發送端與接收端事先約定好，采用信息字校驗的方式，采用遙信變位優先插入傳送的方式，容量較應答式規約大得多，允許多個從站和多個主站間進行數據傳輸。應答式規約定義：應答式規約是以一個調度中心為主動的遠動數據傳輸規約。特點：允許多臺RTU以共線的方式公用一個通道，可采用變化信息傳送策略，既可以采用全雙工通道，也可以采用半雙工通道，既可以采用點對點方式，又可以采用一點多址或環形結構，但傳輸效率低信道質量差，實時性低等。網絡通信規約計算機網絡體系一個計算機網絡由多個通信傳輸介質互連的節點組成，這些節點之間要不斷交換數據和控制信息，因此有必要遵守一些事先約定的規則，即網絡協議。物理層：利用物理傳輸介質為數據鏈路提供物理連接。鏈路層:在物理層提供比特流傳輸服務的基礎上，在通信實體之間建立數據鏈路鏈接，傳送以幀為單位的數據，通過差錯控制、流量控制方法，使有差錯的物理線路變成無差錯的數據鏈路。網絡層：通過執行路由選擇算法，為報文、分組通過信子網選擇最適當的路徑。傳輸層：向用戶提供可靠的端到端服務。會話層：組織和同步兩個會話服務用戶之間的對話。表示層：應用層的信息表示服務。應用層：提供OSI用戶服務。網絡規約物理層協議，鏈路層協議，網絡層協議，傳輸層協議，對話層協議，表示層協議，應用層協議。電力系統數據通信協議體系及協議標準的應用廠站內系統協議的應用主站與廠站之間協議標準的應用主站側各應用系統協議標準的應用第五節局域網LAN定義：運用局部的、較小的區域內的計算機網絡。特點:傳輸速率較近，速率較高，誤碼率較低，一般采用專用電纜連接，基帶傳輸方式，一般不設網絡中心通信控制機。局域網的拓撲結構及傳輸信道局域網的拓撲結構主要有星形、總線形核環形等幾種。數據設備之間可采用雙絞線、同軸電纜或光纖等作為傳輸信道，也可采用無線信道。局域網信息傳輸控制方法競爭型信道訪問方法。無沖突型信號訪問方法。局域網的互聯轉發器：信號中轉；橋:存儲和轉發；路：路徑選擇；信關：協議轉換和信息轉發；協議轉換有直接轉換和網間協議轉換兩類LAN在電力通信網中的應用變電站中的現場總線LONWORKS現場總線CAN現場總線發電廠中的LAN調度所、供電所的LAN第六節調度數據網絡電力數據網絡中國電力調度系統數據網絡SP-Dnet分為三級：國家電力調度中心與各大區網調及獨立省調之間的數據網絡稱為一級網絡；大區網調與區內省調劑直屬地調之間的數據網絡稱為二級網絡；省調與地調之間的數據網絡稱為三級網絡。電力系統數據網絡在電力系統中的應用電力生產數據傳輸與管理信息傳輸是電力數據網絡上的兩類主要應用。SPDnet數據網絡技術要求SPDnet以全國電力系統通信網絡為基礎，在高可靠性的光纖、微波傳輸通道上建立寬帶、高性能、綜合多種業務的網絡平臺，提供實時數據通信業務、非實時數據通信業務、視頻及多媒體通信業務。SPDnet應具有：高度靈活性，良好的可擴展性、高度可靠性、安全性、較完善的網絡管理功能等。網絡業務需求實時、準實時信息交換；電力市場信息發布與查詢；生產、管理及辦公信息交換；查詢服務；視頻業務；電子商務等。數據網絡基本技術體制SPDnet的基本技術體制是：DDN采用標準G.703接口和動態帶寬分配；分組交換采用標準X.25和幀中繼；路由器采用OSPF和IP。六、數字網絡的特點傳輸速率高；傳輸質量好；傳輸距離遠；傳輸安全可靠；通信電路利用率高。七、調度自動化與電力數據網絡調度自動化系統主要有兩方面要求：一是網、省、地區調度住控制端到被空端——變電站、電廠RTU的通信；二是網、省、地區調度間的計算機系統及到部分廠站計算機系統的互聯。電力數據網應達功能：提供各地SCADA/WMS間實時任務與實時任務數據交換；對重要廠站采用RTU直接上網方式；可提供文件傳輸、虛擬終端、電子郵件等應用服務等。第七節數據網絡與安全防護國家有關調度監控系統網絡安全問題的規定電力系統安全防護的基本原則：電力系統中，安全等級較高的系統不受安全等級較低系統的影響，電力監控系統的安全等級高于電力管理信息系統及辦公自動化系統，各電力監控系統必須具備可靠性高的自身安全防護設施，不得與安全等級較低的系統直接相連。調度自動化系統數據網絡的安全防護策略信息系統的安全分層物理安全：包含設備硬件和物理線路的安全問題；網絡安全：網絡層面的安全；系統安全:主機操作系統層面的安全；應用安全：主機系統上應用軟件層面的安全；人員管理：如何防止內部人員對網絡和系統的高級及誤用。數據網絡的信息流模型電力信息系統數據網絡的信息流模型是一種大型縱橫交錯的網狀模型。按照數據網絡中流動的信息特性數據網絡分為實時控制網絡、安全生產管理網絡和企業管理信息網絡。數據網絡