【正文】 相移鍵控）、 QPSK、 8PSK、 2FSK、 4FSK 等，頻帶利用率從 1bit/s/Hz～ 3bit/s/Hz。更有將幅度與相位聯(lián)合調(diào)制的 QAM（ Quadrature Amplitude Modulation，畢文遠(yuǎn)：論電 力系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信及網(wǎng)絡(luò)管理 10 正交振幅調(diào)制）技術(shù)，目前數(shù)字微波中廣泛使 用的 256QAM，其頻帶利用率可達(dá) 8bit/s/Hz， 8 倍于 2ASK 或 BIT/SK。此外，還有可采用減小相位跳變的 MSK 等特殊的調(diào)制技術(shù)，為某些專門應(yīng)用環(huán)境提供了強(qiáng)大的工具。近年來(lái)，四維調(diào)制等高維調(diào)制技術(shù)的研究也得到了迅速發(fā)展，并已應(yīng)用于高速 MODEM 中，為進(jìn)一步提高傳輸效率奠定了基礎(chǔ)。 數(shù)字通信所能夠達(dá)到的傳輸效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模擬通信，調(diào)制技術(shù)的種類也遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于模擬通信，大大提高了用戶根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要選擇系統(tǒng)配置的靈活性，除此之外，數(shù)字調(diào)制抗干擾能力強(qiáng)，中繼時(shí)噪聲及色散的影響不積累，因此可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳 輸。在現(xiàn)在文明高速發(fā)展的今天，人們?cè)絹?lái)越離不開(kāi)數(shù)字信息，數(shù)字通信也越來(lái)越重要，因此數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)越來(lái)越被廣泛應(yīng)用。 用基帶數(shù)字信號(hào)控制高頻載波，把基帶數(shù)字信號(hào)變換為頻帶數(shù)字信號(hào)的過(guò)程稱為數(shù)字調(diào)制 。把頻帶數(shù)字信號(hào)還原成基帶數(shù)字信號(hào)的反變換稱為數(shù)字解調(diào)。帶通型信道不適合直接傳輸基帶信號(hào)，通過(guò)數(shù)字調(diào)制可將數(shù)字基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為與信道特征相匹配的波形。因此，調(diào)制解調(diào)是無(wú)線或有線帶通數(shù)字信號(hào)通信中不可缺少的環(huán)節(jié)。 數(shù)字通信的主要技術(shù) 傳輸部分 保證信號(hào)傳輸可靠 ,有效 主要技術(shù)有： a 基帶傳輸 波形形成 ； 均衡 、再生 b頻帶傳輸 二進(jìn)制調(diào)制 ； 多進(jìn)制調(diào)制 c 信源編碼 語(yǔ)音編碼（波形編碼和參數(shù)編碼） 圖像編碼（無(wú)失真編碼和有失真編碼） d 信道編碼 糾錯(cuò)技錯(cuò) ； 加密 e 復(fù)接 (復(fù)用 )技術(shù)：如何信道資源共享 、低速信號(hào)復(fù)接成高速信號(hào) f載波同步 2020屆電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 交換部分 迅速完成各功能層（級(jí)）的連接建立（物理層，鏈路層，分組層，傳輸層等） 電路交換（包括空分交換和時(shí)分交換） 分組交換（虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)） 快速分組交換（幀中繼和信之中繼） OSI 協(xié)議 開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)模型（ OSI）是 1984 年由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ ISO）提出的一個(gè)參考模型。作為一個(gè)概念性框架，它是不同制造商的設(shè)備和應(yīng)用軟件在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在此模型已成為計(jì)算機(jī)間和網(wǎng)絡(luò)間進(jìn)行通信的主要結(jié)構(gòu)模型。目前使用的大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的結(jié)構(gòu)都是基于 OSI 模型的。 OSI 將通信過(guò)程定義為七層，即將連網(wǎng)計(jì)算機(jī)間傳輸信息的任務(wù)劃分為七個(gè)更小、更易于處理的任務(wù)組。每一個(gè)任務(wù)或任務(wù)組則被分配到各個(gè) OSI 層。每一層都是獨(dú)立存在的，因此分配到各層的任務(wù)能夠獨(dú)立地執(zhí)行。這樣使得變更其中 某層提供的方案時(shí)不影響其他層。 OSI 七層模型的每一層都具有清晰的特征?；緛?lái)說(shuō)，第七至第四層處理數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)目的地之間的端到端通信，而第三至第一層處理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的通信。另外， OSI 模型的七層也可以劃分為兩組：上層（層 7 、層 6 和層 5 ）和下層（層 4 、層 3 、層 2 和層 1 ）。 OSI 模型的上層處理應(yīng)用程序問(wèn)題，并且通常只應(yīng)用在軟件上。最高層，即應(yīng)用層是與終端用戶最接近的。 OSI 模型的下層是處理數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。物理層和?shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用在硬件和軟件上。最底層，即物理層是與物理網(wǎng)絡(luò)媒介（ 比如說(shuō)，電線）最接近的，并且負(fù)責(zé)在媒介上發(fā)送數(shù)據(jù)。 各層的具體描述如下： 第七層：應(yīng)用層 定義了用于在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌? 用戶程式；提供標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)，比如虛擬終端、文件以及任務(wù)的傳輸和處理； 畢文遠(yuǎn)：論電 力系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信及網(wǎng)絡(luò)管理 12 第六層：表示層 掩蓋不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)格式的不同性；指定獨(dú)立結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸格式；數(shù)據(jù)的編碼和解碼；加密和解密；壓縮和解壓縮 第五層：會(huì)話層 管理用戶會(huì)話和對(duì)話；控制用戶間邏輯連接的建立和掛斷；報(bào)告上一層發(fā)生的錯(cuò)誤 第四層：傳輸層 管理網(wǎng)絡(luò)中端到端的信息傳送；通過(guò) 錯(cuò)誤糾正和流控制機(jī)制提供可靠且有序的數(shù)據(jù)包傳送；提供面向無(wú)連接的數(shù)據(jù)包的傳送； 第三層：網(wǎng)絡(luò)層 定義網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間如何傳輸數(shù)據(jù)；根據(jù)唯一的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備地址路由數(shù)據(jù)包；提供流和擁塞控制以防止網(wǎng)絡(luò)資源的損耗 第二層：數(shù)據(jù)鏈路層 定義操作通信連接的程序；封裝數(shù)據(jù)包為數(shù)據(jù)幀； 監(jiān)測(cè)和糾正數(shù)據(jù)包傳輸錯(cuò)誤 第一層：物理層 定義通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的物理方式；作為網(wǎng)絡(luò)媒介和設(shè)備間的接口； 定義光學(xué)、電氣以及機(jī)械特性 2020屆電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 通過(guò) OSI 層，信息可以從一臺(tái)計(jì)算機(jī)的軟件應(yīng)用程序傳輸?shù)搅硪慌_(tái)的應(yīng)用程序上。例如，計(jì)算機(jī) A 上的應(yīng)用程序要將信息發(fā)送到計(jì)算機(jī) B 的應(yīng)用程序，則計(jì)算機(jī) A 中的應(yīng)用程序需要將信息先發(fā)送到其應(yīng)用層（第七層），然后此層將信息發(fā)送到表示層（第六層），表示層將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到會(huì)話層（第五層 ），如此繼續(xù)，直至物理層（第一層）。在物理層，數(shù)據(jù)被放置在物理網(wǎng)絡(luò)媒介中并被發(fā)送至計(jì)算機(jī) B 。計(jì)算機(jī) B 的物理層接收來(lái)自物理媒介的數(shù)據(jù)，然后將信息向上發(fā)送至數(shù)據(jù)鏈路層（第二層），數(shù)據(jù)鏈路層再轉(zhuǎn)送給網(wǎng)絡(luò)層，依次繼續(xù)直到信息到達(dá)計(jì)算機(jī) B 的應(yīng)用層。最后，計(jì)算機(jī) B 的應(yīng)用層再將信息傳送給應(yīng)用程序接收端，從而完成通信過(guò)程。 OSI 的七層運(yùn)用各種各樣的控制信息來(lái)和其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)層進(jìn)行通信。這些控制信息包含特殊的請(qǐng)求和說(shuō)明，它們?cè)趯?duì)應(yīng)的 OSI 層間進(jìn)行交換。每一層數(shù)據(jù)的頭和尾是兩個(gè)攜帶控制信息的基本形 式。 對(duì)于從上一層傳送下來(lái)的數(shù)據(jù)，附加在前面的控制信息稱為頭，附加在后面的控制信息稱為尾。然而，在對(duì)來(lái)自上一層數(shù)據(jù)增加協(xié)議頭和協(xié)議尾，對(duì)一個(gè) OSI 層來(lái)說(shuō)并不是必需的 當(dāng)數(shù)據(jù)在各層間傳送時(shí)，每一層都可以在數(shù)據(jù)上增加頭和尾，而這些數(shù)據(jù)已經(jīng)包含了上一層增加的頭和尾。協(xié)議頭包含了有關(guān)層與層間的通信信息。頭、尾以及數(shù)據(jù)是相關(guān)聯(lián)的概念，它們?nèi)Q于分析信息單元的協(xié)議層。例如，傳輸層頭包含了只有傳輸層可以看到的信息，傳輸層下面的其他層只將此頭作為數(shù)據(jù)的一部分傳遞。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)層，一個(gè)信息單元由第三層的頭和數(shù)據(jù)組成。對(duì)于數(shù) 據(jù)鏈路層，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層向下傳遞的所有信息即第三層頭和數(shù)據(jù)都被看作是數(shù)據(jù)。換句話說(shuō)，在給定的某一 OSI 層，信息單元的數(shù)據(jù)部分包含來(lái)自于所有上層的頭和尾以及數(shù)據(jù)，這稱之為封裝。 OSI 參考模型提出的分層結(jié)構(gòu)思想和設(shè)計(jì)原則已經(jīng)被一致認(rèn)同，但是實(shí)際上，并沒(méi)有一下協(xié)議是完全安裝七層結(jié)構(gòu)去實(shí)現(xiàn)的。這主要是由于其結(jié)構(gòu)太過(guò)復(fù)雜。而 TCP/IP 協(xié)議接見(jiàn)了 OSI 參考模型的形式，結(jié)構(gòu)卻相對(duì)簡(jiǎn)化，而且內(nèi)部細(xì)節(jié)也存在不同。 14 2020屆電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 第 2 章 電力系統(tǒng)通信網(wǎng)的概述 電力系統(tǒng)通信網(wǎng)的重要性及特點(diǎn) 電能的特點(diǎn)（瞬時(shí)性 /發(fā)輸配用同時(shí)完成），對(duì)通信的實(shí)時(shí)性要求高。電能對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的重要性（供電可靠不中斷），電力工業(yè)內(nèi)的環(huán)境條件比較惡（高電壓 /大電流 /強(qiáng)電磁干擾），對(duì)通信的可靠性和抗干擾性要求高。起初面電力調(diào)度需求，未來(lái)要滿足企業(yè)信息化建設(shè)的需要 特點(diǎn)要求較高的的可靠性和靈活性 ， 電力對(duì)人們的生產(chǎn)生活及國(guó)民經(jīng)濟(jì)有著重大的影響，電力供應(yīng)的安全穩(wěn)定是電力工作的重中之重。 、實(shí)時(shí)性強(qiáng) 。 “ 沖擊 ” 性 ， 當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)，在事故發(fā)生及波及的 發(fā)電廠、變電站通信業(yè)務(wù)量會(huì)驟增，通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、傳輸通道的配置應(yīng)能承受這種沖擊。在發(fā)生重大自然災(zāi)害時(shí)，各種應(yīng)急、備用通信手段應(yīng)能充分發(fā)揮作用 。 通信點(diǎn)的分散性、業(yè)務(wù)量少等特點(diǎn)決定了電力通信各站點(diǎn)不可能都設(shè)通信值班。事實(shí)上除中心樞紐通信站外，大多數(shù)站點(diǎn)都是無(wú)人值守。 電力通信網(wǎng)的發(fā)展歷程 20 世紀(jì) 70 年代，國(guó)家批準(zhǔn)建立電力專用通信網(wǎng)，逐步發(fā)展建設(shè)以北京為中心，覆蓋全國(guó)通訊方式多樣：通信電纜，載波，微波，衛(wèi)星，光纖，移動(dòng)通信，現(xiàn)場(chǎng)總線等 電力載波通信曾經(jīng)具有重要地位從 1999 年開(kāi)始，畢文遠(yuǎn)：論電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信及網(wǎng)絡(luò)管理 16 電力系統(tǒng)加大了光纖通信網(wǎng)的建設(shè)力度，提出以建設(shè)光纖通信為主、數(shù)字微波通信、衛(wèi)星通信為輔的主干網(wǎng)。 40 年代，電力載波通信開(kāi)始在東北電網(wǎng)運(yùn)行 1963 年，微波通信在東北電力系統(tǒng)應(yīng)用。 1979 年電力系統(tǒng)開(kāi)始建設(shè)的亞洲第一條 1000km以上脈沖編碼調(diào)制 PCM480數(shù)字微波線路 —— 京漢微波，到 1981 年已陸續(xù)開(kāi)通 1982 年，電力系統(tǒng)第一條光纖通信線路在山西太原供電局投運(yùn) 1982 年，原水利電力部建成以北京為中心，連接南寧、廣州、成都等地面站的衛(wèi)星通信系統(tǒng)；近年來(lái)，光纖通信得 到重視和發(fā)展 電力通信的現(xiàn)狀 全國(guó)電力通信主干網(wǎng)覆蓋全國(guó)各大電力集團(tuán)公司和省級(jí)電力公司以光纖、微波及衛(wèi)星電路組成主干網(wǎng)，以數(shù)字程控交換機(jī)（調(diào)度總機(jī)）組成全國(guó)電話網(wǎng)地方電網(wǎng)以光纖、微波通信為主，電力載波等其他通信方式為輔。 電力通信面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇 全球電信體制改革，放松管制，打破壟斷，引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制電力體制改革。放松管制（ Deregulation），打破壟斷，廠網(wǎng)分開(kāi)，建立電力市場(chǎng)。下一步還要實(shí)行輸配電網(wǎng)分開(kāi)。電力通信利用改革之機(jī)最終推向市場(chǎng)，和電力系統(tǒng)開(kāi)放通信市場(chǎng)已經(jīng)是大勢(shì)所趨 電力通信網(wǎng)的發(fā) 展趨勢(shì) 發(fā)展優(yōu)勢(shì) （ 1） 35kV 及以上輸電線路是架設(shè)電力特殊光纜的極好資源，經(jīng)濟(jì)、快速、安全、可靠； （ 2） 遍布全國(guó)各大城市的電纜管道和電桿是建設(shè)光纖接入網(wǎng)的極好資源；（ 3） 電力線通信（ PLC）技術(shù)的日益成熟，為用戶接入提供了首選手段；（ 4） 其它具有電力特色的技術(shù)，使電力資源得到充分有效的利用和發(fā)揮。傳統(tǒng)的電力通信網(wǎng)是為安全生產(chǎn)、調(diào)度、指揮服務(wù)而建設(shè)的電力信2020屆電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 息化業(yè)務(wù)要求綜合化、寬帶化、多媒體化建立一個(gè)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖象、多媒體合一的電力系統(tǒng)通信網(wǎng)，和將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化、智能化、個(gè)人化、寬帶化的綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò) 是電力系統(tǒng)通信的目標(biāo) 電力通信網(wǎng)的構(gòu)成 電力通信網(wǎng)是以光纖、微波及衛(wèi)星電路構(gòu)成主干線，各支路充分利用電力線載波、特種光纜等電力系統(tǒng)特有的通信方式，并采用明線、電纜、無(wú)線等多種通信手段及程控交換機(jī)、調(diào)度總機(jī)等設(shè)備組成的多用戶、多功能的綜合通信網(wǎng) 。 電力通信的信道 1 電力線載波通信 電力線載波通信是電力系統(tǒng)傳統(tǒng)的特有通信方式。它以輸電線路為傳輸通道，具有通道可靠性高、投資少、見(jiàn)效快 。 2 光纖通信 由于光纖通信具有抗電磁干擾能力強(qiáng)、傳輸容量大、頻帶寬、傳輸衰耗小等諸多優(yōu)點(diǎn) 。 3 微波通信 目前數(shù) 字微波通信在我國(guó)電力通信傳輸網(wǎng)中仍居主導(dǎo)地位，但其發(fā)展速度正在減緩，作用也開(kāi)始由主網(wǎng)逐漸向配網(wǎng)、備用網(wǎng)轉(zhuǎn)變。此外，各地方小網(wǎng)以及農(nóng)網(wǎng)中還有很多一點(diǎn)多址小微波組成地區(qū)網(wǎng)。 4 衛(wèi)星通信 衛(wèi)星通信是一種特殊的微波中繼通信。只是中繼站是設(shè)在地球的同步衛(wèi)星上。它是利用位于同步衛(wèi)星軌道的通信衛(wèi)星作為中繼站來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)或發(fā)射無(wú)線電信號(hào)，在地面站間進(jìn)行通信。 18 2020屆電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 第 3 章 智能配電網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò) 智能配電網(wǎng)的概述 智能配電網(wǎng)（ SDG， Smart Distribu