通信技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化

1、國(guó)電南瑞科技股份有限公司概述變電站自動(dòng)化的發(fā)展與通信技術(shù)密不可分通信技術(shù)是當(dāng)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(dāng)今最熱門的技術(shù)通信技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化通信系統(tǒng)簡(jiǎn)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(hào)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(hào)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(jì)算機(jī)局域網(wǎng)及其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 信號(hào)方式 訪問(wèn)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(wú)線通信信道介質(zhì)訪問(wèn)控制方式 CSMA / CD（載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)） 令牌（標(biāo)記）訪問(wèn)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(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式 數(shù)據(jù)報(bào)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(yīng)層次 網(wǎng)絡(luò)互連規(guī)范 局域網(wǎng)操作系統(tǒng)開(kāi)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(huì)話層（第5層） 表示層（第6層） 應(yīng)用層（

3、第7層）物理層 物理層的功能與特性 機(jī)械特性 電氣特性 功能特性 規(guī)程特性 物理層接口標(biāo)準(zhǔn)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(cuò)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(yàn)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(fù)的差錯(cuò) 會(huì)話層 表示層 應(yīng)用層接口與協(xié)議實(shí)體A實(shí)體B應(yīng)用層鏈路層物理層應(yīng)用層鏈路層物理層接口接口接口接口應(yīng)用層協(xié)議鏈路層協(xié)議物理層協(xié)議變電站自動(dòng)化的發(fā)展過(guò)程 RTU 綜

4、合自動(dòng)化 集中式 分布式（集中安裝） 分布式（分散安裝） 變電站自動(dòng)化中的通信技術(shù) RS232/422/485 現(xiàn)場(chǎng)總線 以太網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)總線概述 現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介 現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展背景與趨勢(shì) 現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn) 幾種有影響的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù) CAN PROFIBUS LonWorks控制器局域網(wǎng)總線CAN CAN的性能特點(diǎn) CAN節(jié)點(diǎn)的分層結(jié)構(gòu) CAN總線的應(yīng)用CAN的性能特點(diǎn) 多主工作方式 優(yōu)先級(jí) 非破壞性總線仲裁技術(shù) 無(wú)需專門的“調(diào)度” 通信距離與通信速率 節(jié)點(diǎn)數(shù) 短幀結(jié)構(gòu) CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施 介質(zhì)可為雙絞線、同軸電纜或光纖 嚴(yán)重錯(cuò)誤下的自動(dòng)關(guān)閉輸出功能CAN節(jié)點(diǎn)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(wèn)控制子層物理層接收濾波超載通知恢復(fù)管理數(shù)據(jù)封裝/拆裝幀編碼（填充/解除填充）媒體訪問(wèn)管理錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)出錯(cuò)標(biāo)定應(yīng)答串行化/解除串行化位編碼/解碼位定時(shí)同步（驅(qū)動(dòng)器/接收器特性）監(jiān)控器故障界定總線故障管理PROFIBUS 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，即EN50 170歐洲標(biāo)準(zhǔn) 主站間邏輯令牌環(huán) 從站無(wú)總線控制權(quán)，實(shí)施經(jīng)濟(jì) 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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡(jiǎn)介 概述 網(wǎng)絡(luò)硬件 網(wǎng)絡(luò)軟件 參考模型 網(wǎng)絡(luò)實(shí)例 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化 TCP/IP參考模型OSITCP/IP1234567物理數(shù)據(jù)鏈路網(wǎng)絡(luò)傳輸會(huì)話表示應(yīng)用應(yīng)用傳輸互連網(wǎng)主機(jī)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(gè)主要概念： 服務(wù) 接口 協(xié)議 產(chǎn)生的時(shí)機(jī) 層數(shù) 面向連接與無(wú)連接 IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)與以太網(wǎng) IEEE802標(biāo)準(zhǔn) 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(jìn)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(yīng)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(wú)連接 高可靠與高效率 復(fù)雜與簡(jiǎn)單 選擇取決于環(huán)境與需求變電站自動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)化 標(biāo)準(zhǔn)化支持技術(shù)進(jìn)步 各界都重視標(biāo)準(zhǔn)化工作 標(biāo)準(zhǔn)化組織 標(biāo)準(zhǔn)體系IEC簡(jiǎn)介 為電工、電子和相關(guān)領(lǐng)域制定和出版國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的世界性組織 近200個(gè)技術(shù)委員會(huì)（TC）和分技術(shù)委員會(huì)（SC），約700個(gè)工作組，全球有10000個(gè)專家參與IEC標(biāo)準(zhǔn)化工作TC57與標(biāo)委會(huì) IEC TC-57技術(shù)委員會(huì)（power system control and associated communication),負(fù)責(zé)電力系統(tǒng)控制極其通信的

8、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 我國(guó)是TC-57的P成員，即積極參加活動(dòng)并具有投票權(quán)的國(guó)家 全國(guó)電力系統(tǒng)控制及其通信標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)與TC-57對(duì)口，是我國(guó)的國(guó)家委員會(huì)標(biāo)委會(huì)組成結(jié)構(gòu)主任委員，秘書長(zhǎng)委員，顧問(wèn)委員計(jì)算機(jī)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(biāo)準(zhǔn)體系 60870系列 遠(yuǎn)動(dòng)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(dòng)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)和ITU-T建議兼容的遠(yuǎn)動(dòng)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(yīng)用數(shù)據(jù)的一般結(jié)構(gòu) 60870-5-4 應(yīng)用數(shù)據(jù)的定義和編碼 60870-5-5 基本應(yīng)用功能 60870-5-101 基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn) 60870-5-102 電力系統(tǒng)電能累計(jì)量傳輸配套標(biāo)準(zhǔn) 60870-5-103 繼電保護(hù)設(shè)備信息接口配套標(biāo)準(zhǔn) 60870-5-104 使用標(biāo)準(zhǔn)傳送文件的60870-5-101網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)61850概述

10、61850-1 基本原則 61850-2 術(shù)語(yǔ) 61850-3 基本要求 61850-4 系統(tǒng)和項(xiàng)目管理 61850-5 對(duì)功能和設(shè)備的通信要求 61850-6 對(duì)變電站智能電子設(shè)備的配置語(yǔ)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(cè)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(diǎn)和數(shù)據(jù)目標(biāo)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?、面向?yīng)用開(kāi)放面向裝置、面向?qū)ο?、面向?yīng)用開(kāi)放