电力系统远动第7讲_数据传输与网络结构.pdf

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1、远动系统数据传输与通信网络结构第一讲概述第二讲通信信道及数据传输系统第三讲调制与解调第四讲计算机网络基础第五讲数据通信方式第六讲调度端及RTU的网络结构远动信息的传递过程通信设备：一般包括信道、调制器/解调器（光端机）。调制：把信息加到载波上，变成已调信号的过程解调：把信息从已调信号中恢复出来的过程称为解调信道：含有各种干扰的通信线路一、信道的分类1、按信道的复用方式¾频分信道（FDM）：利用频率变换和调制方法，将若干路信号调制到频谱的不同位置，接收端利用接收滤波器把各路信号区分开。按频带划分信道构成多路复用。¾时分信道（TDM）：将信号时区

2、划分为若干时隙，轮流传输不同的信号，形成时分通信。2、按传输信号的类型¾模拟信道：传输连续的模拟信号。¾数字信道：传输离散的数字信号。3、按传输媒质不同¾有线：以有形的线路为传输媒质。如对称电缆、同轴电缆、架空明线、光纤。¾无线：以自由空间为传输媒质。微波、卫星通信等。4、按信息传送方向与时间关系¾单工信道：只能一个方向传送，任何时间不能改变。¾半双工信道：可以双向传输，交替进行，不能同时进行。¾全双工信道：可同时进行双向传输。二、数字基带传输和频带传输把原始数据信号（包含直流分量、低频、谐波分量）称为基带信号。由数据终端产生的二进制数字信号

3、，包括PCM、△M等调制后的信号，称为数字基带信号。直接利用基带信号进行传输的方式称为基带传输。如数字光纤通信系统。利用载波对基带信号进行调制，使信号频谱搬移到载波频率附近的一个频带内，把这种调制后的信号称频带信号。用频带信号进行数据传输称频带传输。¾近距（几米到几百米）：经接口电路（RS-232、RS-422）直接在线路上传输。¾较近：加基带传输机（基带MODEM）。¾较远：采用频带传输，即加调制解调器。单极性不归零码双极性不归零码单极性归零码双极性归零码差分码基带数传机原理框图三、干扰电平和允许电平用电平表示信号在传输过程中信号幅度变化情

4、况。1.相对电平选择电路上某点的功率P（U、I）为基准，把000电路上各点功率高于或低于基准点的倍数以dB（分贝）表示，称该点的相对功率（电压、电流）电平。px相对功率电平P=10log(dB)p0Ux相对电压电平Pu=20log(dB)U0相对电流电平IxPi=20log(dB)I02.绝对电平在600Ω电阻上，消耗1mW功率为绝对功率电平的基准：Px绝对功率电平P=10log(dB)−310绝对电压电平UxPu=20log(dB)0.775常用dBr表相对电平，用dBm表示绝对电平。3.干扰电平和发送接收电平的规定以电力监控通信为例：¾干

5、扰电平：音频回路两端用杂音计所测杂音电压：明线≤2.5mV；电缆≤2.0mV。¾发送电平：音频电路最高发送电平不大于0dBm；载波通道的载波机两线端测得的电平不大于-13dBr。¾接收电平：接收端根据传输方式的不同及接收端通信设备本身的性能，对接收电平的限制不同。如对FSK的音频实回线，要求接收电平大于-25dBm。四、接收端设备与信道的连接¾频带的选择¾阻抗的匹配¾电平的匹配远动系统数据传输与通信网络结构第一讲概述第二讲通信信道及数据传输系统第三讲调制与解调第四讲计算机网络基础第五讲数据通信方式第六讲调度端及RTU的网络结构一、音频线路1.

6、由音频线路构成的数据传输系统音频（300~3400Hz）线路：架空明线、对称电缆2.通信线的传输特性（1）首端加上频率为ω的正弦交流电压，稳定后，线路上任意一点X处的电压为：1−r1rU=(U&+I&Z)ex+(U&−I&Z)exx11c11c22（2）线路的特性阻抗(波阻抗)r+jωLZ=00cg+jωC00它表征线路本身的特性，与线路长度无关。（3）线路的传播系数、衰耗系数和相移系数γ=β+jα=(r+jωL)(g+jωC)000012222222β=[(r+ωL)(g+ωC)−ωLC+rg]00000000212222222α=[(r+

7、ωL)(g+ωC)+ωLC−rg]000000002γ：传播系数β：衰耗系数，单位为dB/km(分贝/公里)α：相移系数，单位为rad/km(弧度/公里)计算：用复数的运算方法来简化计算过程r+jωL=r∠ϕ0011g0+jωC0=r2∠ϕ2r0+jωL0r1∠ϕ1r11Zc===∠(ϕ1−ϕ2)g0+jωC0r2∠ϕ2r221γ=β+jα=(r0+jωL0)(g0+jωC0)=r1×r2∠(ϕ1+ϕ2)2（4）前行波和反行波、波速令：1&&jϕ1(U+IZ)=Ue(U&−I&Z)=Uejψ211cϕ11cψ2则：jϕ−rxjψrx−βxj(

8、ϕ−αx)βxj(ψ+αx)U&x=Uϕee−Uψee=Uϕee+Uψee转换为瞬时值的形式，有：−βxβxu=2Uesin(ωt−αx+ϕ)+2Uesin(ωt+