铁路电力远动技术第五章 牵引供电SCADA系统的通信与网络技术

1．通信规约的基本概念
采用数字式通信技术，远动装置将信息转换 成二进制码，进行运算处理并按照某种通信 规则(规约)进行包装后，通过模拟信道或数 字信道进行传输；遵循同一种规则(规约)对 收到的数据 进行检验和解包，然后进行处理。 这里的规则就是通信规约。 通信规约不但帮助通信的双方理解数据的含 义，还帮助检查数据在传输过程中是否出错， 即通信校验，如果检验正确由应用程序进行 处理，如果校验错误，则丢弃或要求重传。
随着计算机技术的发展和计算机技术与通信 技术结合紧密的日益紧密，在通信又产生了 一个分支，即数据通信 所谓数据通信是指信源本身发出的就是数字 形式的消息，如电报、计算机数据及指令等。 数据通信系统框图与数字通信系统类似，但 它与数字通信系统之间最大的不同在于，其 信源发出的信号为数字信号，无需经过模/数 转换，而只需考虑对信源进行压缩编码措施 以降低信源的冗余度，提高有效性

2．通信规约特点
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远动通信规约主要是面向电力自动化应用，属于应用层 的内容，很少涉及其他层次。但是，最近几年新出台的 远动规约，也包含低层协议的内容。而网络协议则涉及 的层次比较多，包含的内容也比较复杂。 远动通信规约为了简单起见，一般采用面向字符的编码 方式；而网络通信协议一般采用面向位的编码方式，因 此，更灵活、方便，功能更强大。 网络通信协议一般采用竞争或令牌方式进行介质访问， 而远动规约一般采用查询或循环方式，效率较低。 校验方式：远动规约一般采用较简单的校验方式，若传 输帧出错后，一般要求重发。 通信协议每一帧中网络开销丰富(即管理功能强)，而远 动通信规约则比较简单而且易于实现。 网络协议可以作为远动通信规约的“载体”，从而使得 远动数据能够在复杂的通信网络中传输，例如，利用 TCP/IP协议将远动数据“打包”，远动数据就可以在 Internet或Intranet上传输。
CDT规约的缺点
必须采用双工通道，只能采用点对点方式 连接。 由于采用现场数据不断循环上报的策略， 主机工作负荷大，对一般遥测量变化的响 应速度慢。 CDT方式不了解调度端的接收情况和要 求，只适用于点对点通道结构，对总线形 或环形通道不适用循环传输。

4．Pollin9规约
Pollin9规约规定了电网数据采集和监视 控制系统(SCADA)中主站和子站(远动终 端)之问以问答方式进行数据传输的帧的 格式、链路层的传输规则、服务用语、应 用数据结构、应用数据编码、应用功能和 报文格式。 适用于网络拓扑结构为点对点、多个点对 点、多点共线、多点环形和多点星形网络 配置的远动系统中，可以是双工或半双工 的通信。

Pollin9规约的特点
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RTU有问必答，当RTU收到主机查询命令 后，必须在规定的时间内应答，否则视为 本次通信失败。 RTU无问不答，当RTU未收到主机查询命 令时，绝对不允许主动上报信息。 PoHin9方式的主要特征是主控端发 “查询”命令，受控端响应后传输数，因 此传输信息的主动权在主控端。采用单工 通道就可实现两端问问答式传递信息的功 能。
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Pollin9的主要缺点
Portin9规约的优点
应答式规约允许多台RTU以共线的方式共 用一个通道，这样有助于节省通道，提高 通道占用率。对于区域工作站和为数众多 的RTU通信的情形，这种方式是很合适的。 2. 应答式规约采用变化信息传送策略，从而 大大压缩了数据块的长度，提高了数据传 送速度。 3. 应答式规约既可以采用全双工通道，也可 以采用半双工的通道；既可以采用点对点 方式，又可以采用一点多址或环形结构， 因此通道适应性强。
第一节 通信与网络技术
一．数字通信
数字通信系统是指在通信系统中所传输的是二 进制或多进制数字信号的一种通信方式。 它的主要特点就是在调制之前要经过两次编码， 相应地，在接收解调后也要经过两次译码。

数字通信系统的模型框图
与模拟通信相比，数字通信具有抗干扰 能力强、差错可控、易于保密、灵活性 高、易于与各种终端设备接口等特点， 已成为当代通信技术的主流。

实现数据通信的信道可以是模拟的也可以是 数字的，但随着数据通信业务的增长，以及对 通信速率要求的不断提高，数据通信的信道越 来越倾向于宽带化、高速率化。因此，数据通 信和数字通信是密不可分的也可以说，数字通 信是数据通信的技术基础，数据通信是数字通 信技术与计算机技术结合的产物。
为了保证通信双方能正确、有效、可靠地进行数 据传输，在通信的发送和接收的过程中有一系列的规 定，以约束双方进行正确、协调的工作，这些规定称 为数据传输控制规程，简称为通信规约
3.循环式远动规约（CDT）




CDT规约在CDT方式中，发端将要发送的信息 分组后，按双方约定的规则编成帧，从一帧的 开头至结尾依次向收端发送。全帧信息传送完 毕后，又从头至尾传送。 这种传送方式实际上是发端周期性的传送信息 帧给收端，不要求收端给予回答，收端只是被 动地接收。 CDT规定电网数据采集与监控系统中循环式远 动规约的功能、帧结构、信息字结构相传输规 则等。 CDT适用于点对点的远动通道结构及以循环字 节同步方式传送远动信息的远动设备与系统， 也适用于调度所间以循环式远动规约转发实时 远动信息的系统。
CDT规约的优点
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存在多个主站。 由于不断上报现场数据，即使发生暂时通信失败丢失一些 数据，当通信恢复正常后，被丢失的信息仍有机会上报， 而不致造成显著危害，因此这种规约对通道的要求不高， 适合于在我国质量比较差的通道环境下使用。 采用信息字校验的方式，将整帧信息化整为零，当某个字 符出错时，只需丢弃相应的信息字即可，而其他校验正确 的信息字就可以接收处理，大大提高了传输数据的利用率， 从而更加适合于在我国质量比较差的通道环境下使用。 采用遥信变位优先插人传送的方式，大大提高了事故传送 的相应速度，可以传送更大容量遥信和遥测信息。