第15章 电力系统通信基础解析
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华中科技大学电气工程基础课件熊银信第15章现代电力系统管理
电力企业管理现代化的内容应包括：管理思想、管理组织、管理方法、管理手段和管理人 才的现代化。
1)管理思想现代化：树立现代化的科学管理思想，从我国电力企业实际情况出发，管理人员都应有下 述的思想观念。 ①系统观念。②市场观念。③信息观念。④时间观念。 ⑤创新观念。⑥优化观念。⑦人才观念。
2)管理组织现代化：指管理体制和管理机构适应现代化大生产的需要。现代化管理要求管理机构的设 置和管理人员的配备，都要以提高工效为原则。因此，管理机构必须实行科学分工，明确职责，实 行责、权、利的统一。
电力企业管理就是对电力企业的生产、供应、销售全过程进行的管理。 电力企业管理包括经营管理和生产管理两大部分
四、电力企业管理效果的评价及指标 1．管理效果的评价
管理效果可定义为：管理人员通过自己的管理行为，所取得的经济、技术、政治、心理的 效益。 2．评价管理效果的指标体系
电力企业采用的指标分为数量指标和质量指标。 数量指标用绝对值表示，如总产值，发电量，利润额，工资总额等。 质量指标用相对值表示，它表示电力企业生产经营的质量及其经济效果，如频率合格率， 供电煤耗率能 ① 具有灵活的信息渠道； ② 有高效率的数据加工处理能力； ③ 能将大量数据分门别类存贮在数据库中； ④ 管理信息系统与生产过程自动化系统结合； ⑤ 提供各种预测、决策模型及软件，进行定量分析，做出科学预
测和提供最佳决策。
5）电力企业管理信息系统的管理内容
（1）综合统计；
计划管理是企业各项生产经营活动的最高形态的综合性管理，是企业管理的重要职能，是各项管 理的基础。
计划管理的任务可以归纳为下述几点。 1）保证实现党和国家在计划期内政治经济任务，完成国家下达的各项计划任务和计划指标，以 满足国民经济日益增长的电能需求。 2）处理安排好电力企业的生产、建设与国民经济各部门的生产、人民生活及其发展之间的比例 关系。 3）确保节约社会劳动消耗，合理利用各种资源。
1)管理思想现代化：树立现代化的科学管理思想，从我国电力企业实际情况出发，管理人员都应有下 述的思想观念。 ①系统观念。②市场观念。③信息观念。④时间观念。 ⑤创新观念。⑥优化观念。⑦人才观念。
2)管理组织现代化：指管理体制和管理机构适应现代化大生产的需要。现代化管理要求管理机构的设 置和管理人员的配备，都要以提高工效为原则。因此，管理机构必须实行科学分工，明确职责，实 行责、权、利的统一。
电力企业管理就是对电力企业的生产、供应、销售全过程进行的管理。 电力企业管理包括经营管理和生产管理两大部分
四、电力企业管理效果的评价及指标 1．管理效果的评价
管理效果可定义为：管理人员通过自己的管理行为，所取得的经济、技术、政治、心理的 效益。 2．评价管理效果的指标体系
电力企业采用的指标分为数量指标和质量指标。 数量指标用绝对值表示，如总产值，发电量，利润额，工资总额等。 质量指标用相对值表示，它表示电力企业生产经营的质量及其经济效果，如频率合格率， 供电煤耗率能 ① 具有灵活的信息渠道； ② 有高效率的数据加工处理能力； ③ 能将大量数据分门别类存贮在数据库中； ④ 管理信息系统与生产过程自动化系统结合； ⑤ 提供各种预测、决策模型及软件，进行定量分析，做出科学预
测和提供最佳决策。
5）电力企业管理信息系统的管理内容
（1）综合统计；
计划管理是企业各项生产经营活动的最高形态的综合性管理，是企业管理的重要职能，是各项管 理的基础。
计划管理的任务可以归纳为下述几点。 1）保证实现党和国家在计划期内政治经济任务，完成国家下达的各项计划任务和计划指标，以 满足国民经济日益增长的电能需求。 2）处理安排好电力企业的生产、建设与国民经济各部门的生产、人民生活及其发展之间的比例 关系。 3）确保节约社会劳动消耗，合理利用各种资源。
电力系统通信(完整版)
• ADM：分/插复用器
– 分/插复用器用于SDH传输网络的转接站点处， 例如链的中间结点或环上结点，是SDH网上使 用最多、最重要的一种网元，它是一个三端口 的器件， ADM是SDH最重要的一种网元，通 过它可等效成其它网元，即能完成其它网元的 功能，例如：一个ADM可等效成两个TM。
• ADM有两个线路端口和一个支路端口。两个线路 端口各接一侧的光缆（每侧收/发共两根光纤）， 为了描述方便我们将其分为西（W）向、东向（E） 两个线路端口。ADM的作用是将低速支路信号交 叉复用进东或西向线路上去，或从东或西侧线路 端口收的线路信号中拆分出低速支路信号。另外， 还可将东/西向线路侧的STM-N信号进行交叉连接， 例如将东向STM-16中的3#STM-1与西向STM-16 中的15#STM-1相连接。
群同步
• 实现：特定的数字序列用做同步码。例如 0111111111111111，1110101110010000 • 整步：接收端收到该同步码后就可确定这 是一帧的开始和结束，从而把本端的时序 与发送端对齐，叫做整步。
同步码性能
• 漏同步
– 同步码在传输过程中由于干扰，可能出现误码， 失去其特定形式，接收端不能识别它是同步码， 从而不能整步。 – 希望尽可能少发生漏同步
电力系统通信
第一章 概述
• 数字通信系统模型
干扰 信 源 译 码 器 信 道 译 码 器 串 并 转 换 解 调 器 调 制 器 并 串 转 换 信 道 编 码 器 信 源 编 码 器 信 源
信宿
信道
同步
同步
• 信息源：产生和发出消息的人或机器，发 出的消息可以是连续的或离散的。 • 受信者：接受消息的人或机器。 • 编码器：包括信源编码器和信道编码器。
第1讲 电力系统通信概述
外 部 绝缘 体
内 部 导体
内 部 绝缘 体 铝 制 编 织 导 体 (屏 蔽 ) (a) 一 段 同 轴 电 缆
(b) 一 段 与 连 接 器 相 连 的 同 轴 电 缆
外套
绝缘
包层 纤维芯
屏蔽箔 屏 蔽 双绞 线
非 屏 蔽双 绞 线
通 信 卫星
电离层
天 波 传播
地球
(a)
地—电 离 层 波 导 传播
据噪声性质
➢
单频噪声 ：50Hz工频噪声
➢
脉冲噪声：电火花
➢
起伏噪声：热噪声
信道的容量
➢ 信道的容量是指:单位时间内信道上所能传送 的最大信息量，即信道中信息无差错传输的最 大速率。
➢ 香农公式：（连续信道的信道容量）
S C = Blog2(1+ N)(bit / s)
B为信道带宽（Hz），S为信道功率（W），N 为噪声功率（W）。
1.2.3 标准化组织
计算机网络技术中的标准:法定标准和事实标准。 目前国际上制定通信与计算机网络标准的几个权威组织是：
ISO(International Standards Organization)：国际标准化组织。 CCITT(International Telephone and Telegraph Consultative Committee)：国际电话与电报咨询委员会(现已改名为ITU， International Telecommunications Union，国际电信联盟)。 ANSI(American National Standard Institute)：美国国家标准协会。 EIA(Electronic Industries Association)：美国电子工业协会。 IEEE(Institute of Electric and Electronic Engineer)：电气与电子 工程师学会。
电力系统通信技术绪论.ppt
提出以建设光纤通信为主、数字微波通信、卫星通信为 辅的主干网。
电力通信现状-1
1. 20世纪70年代：电力载波通信 电力系统的特有的通信方式，主要用于话音、保护和 远动信息的传输。
2. 20世纪80年代：模拟微波通信
3. 20世纪90年代：数字微波通信
4. 目前：以数字微波为干线、覆盖全国的电力网络已 初步形成，光纤通信、卫星通信、移动通信、数字 程控交换以及数字数据网等新兴的通信技术也获得 相当水平的应用。
电力通信网-2
通信 卫星
地
球
站 市长 数
用户 内 途 字 微
交 交 多波
换 换 路设
设 设 设备
备备 备
光
基
移
站
动
交
传 输 终
基 站
换 设 备
端 设 备
本地 网
光再 生中继设 备 ( 光 放大器 )
长途 网 移动 网
地
球
站数
长
市
微字 途 内
波多 交 交
设路 换 换
备设 设 设
备 备备
光
传 输 终
移
电力通电信力市通场信的化竞是争国力际-2趋势-1
2001年底，美国最大的7家电力公司联合组建“美 国光纤公司”，利用电力系统的资源，在全美建 设光纤网络，出租光纤、电路带宽，经营网络等 业务。
电力通电信力市通信场的化竞是争国力际-3趋势-2
2002年3月29日，日本东京电力公司也开始在东京的三 个区正式开展通信业务，其采用的技术为光纤到户 (FTTH ) ，通信速度为每秒100M字节。日本NTT的 Internet 接入费每月为11000 日元，而东京电力仅收 9800日元月租费。目前，日本东京电力公司开展光纤 入户业务所需的电线杆数目要优于日本NTT公司。此 外，在人口稠密的关东地区，东京电力公司光纤分布 密度要超过日本NTT公司。另外，所有家庭都是东京 电力公司的电力用户，其电力用户数目前远超过NTT 东日本公司通信用户数。
电力通信现状-1
1. 20世纪70年代：电力载波通信 电力系统的特有的通信方式，主要用于话音、保护和 远动信息的传输。
2. 20世纪80年代：模拟微波通信
3. 20世纪90年代：数字微波通信
4. 目前：以数字微波为干线、覆盖全国的电力网络已 初步形成，光纤通信、卫星通信、移动通信、数字 程控交换以及数字数据网等新兴的通信技术也获得 相当水平的应用。
电力通信网-2
通信 卫星
地
球
站 市长 数
用户 内 途 字 微
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设 设 设备
备备 备
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本地 网
光再 生中继设 备 ( 光 放大器 )
长途 网 移动 网
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备设 设 设
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电力通电信力市通场信的化竞是争国力际-2趋势-1
2001年底，美国最大的7家电力公司联合组建“美 国光纤公司”，利用电力系统的资源，在全美建 设光纤网络，出租光纤、电路带宽，经营网络等 业务。
电力通电信力市通信场的化竞是争国力际-3趋势-2
2002年3月29日，日本东京电力公司也开始在东京的三 个区正式开展通信业务，其采用的技术为光纤到户 (FTTH ) ，通信速度为每秒100M字节。日本NTT的 Internet 接入费每月为11000 日元，而东京电力仅收 9800日元月租费。目前，日本东京电力公司开展光纤 入户业务所需的电线杆数目要优于日本NTT公司。此 外，在人口稠密的关东地区，东京电力公司光纤分布 密度要超过日本NTT公司。另外，所有家庭都是东京 电力公司的电力用户，其电力用户数目前远超过NTT 东日本公司通信用户数。
电力系统基础知识培训资料
第一章电力系统基础知识继电保护、自动装置对电力系统起到保护和安全控制的作用，因此首先应明确所要保护和控制对象的相关情况，涉及的内容包括：电力系统的构成，电力系统中性点接地方式及其特点，电力系统短路电流计算及其相关概念。
这是学习继电保护、自动装置等本书内容的基础。
>>第一节电力系统基本概念一、电力系统构成电力系统是由发电厂、变电站(所)、送电线路、配电线路、电力用户组成的整体。
其中，联系发电厂与用户的中间环节称为电力网，主要由送电线路、变电所、配电所和配电线路组成，如图1-1中的虚框所示。
电力系统和动力设备组成了动力系统，动力设备包括锅炉、汽轮机、水轮机等。
在电力系统中，各种电气设备多是三相的，且三相系统基本上呈现或设计为对称形式，所以可以将三相电力系统用单相图表述。
动力系统、电力系统及电力网之间的关系示意图如图1-l所示。
图1-1 动力系统、电力系统及电力网示意图需要指出的是，为了保证电力系统一次电力设施的正常运行，还需要配置继电保护、自动装置、计量装置、通信和电网调度自动化设施等。
电力系统主要组成部分和电气设备的作用如下。
(1)发电厂。
发电厂是把各种天然能源转换成电能的工厂。
天然能源也称为一次能源，例如煤炭、石油、天然气、水力、风力、太阳能等，根据发电厂使用的一次能源不同，发电厂分为火力发电厂(一次能源为煤炭、石油或天然气)、水力发屯厂、风力发电厂等。
(2)变电站(所)。
变电站是电力系统中联系发电厂与用户的中间环节，具有汇集电能和分配电能、变换电压和交换功率等功能，是一个装有多种电气设备的场所。
根据在电力系统中所起的作用，可分为升压变电站和降压变电站；根据设备安装位置，可分为户外变电站、户内变电站、半户外变电站和地下变电站。
变电站内一次电气设备主要有变压器、断路器、隔离开关、避雷器、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、负荷开关等。
变电站内还配备有继电保护和自动装置、测量仪表、自动控制系统及远动通信装置等。
华北电力大学电力系统通信教材
接收者可以接收的信息. 信宿:信息的接收者. 噪声:系统内各种干扰影响的等效结果.
2020/4/16
6
通信系统的分类
(1) 按信号特征分类
根据信道中传输信号种类的不同,通信系统可分为两大类:
模拟通信系统—信道中传输模拟信号 数字通信系统—信道中传输数字信号
模拟与数字的概念: A、模拟信号-参量(因变量)取值随时间(自变量)的连续变化而连续变化的信号. 离散信号-在时间上取离散值的信号。 B、数字信号-自变量取离散值，参量取有限个经过量化的离散信号。
特点：
• 要求通信有较高的可靠性和灵活性
• 实时性要求高 • 通信范围点多面广
变电站
• 无人值守机房多
变电站
网局 省局
发电厂
地区局
发电厂
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31
电力系统的通信方式
电力系统通信几乎包括了所有的通信方式，不仅采用普通的 音频电话、明线载波、电缆载波、特高频、数字微波等通信 方式，而且还采用了扩频通信、光纤通信、卫星通信等先进 的通信方式和手段，同时采用程控交换技术，把各种通信线 路连接起来，进行语音、数据信息交换，形成一个完整的通 信网，因此电力系统通信网是一个先进的、综合型的专业通 信网。
气象 条件 分析
一次 设备 状态 监测
二次 设备 状态 监测
电
配电 电能 网自 质量
精细 信息 用能 双向
网
动化 控制 管理 互动
通
信
信息 交换
电力综合信息交换平台
信 息
网
信息 传输
电力光纤传输网
络
架
信息 接入
光纤接入网
中压PLC
构
宽带无线接入
与
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通信系统的分类
(1) 按信号特征分类
根据信道中传输信号种类的不同,通信系统可分为两大类:
模拟通信系统—信道中传输模拟信号 数字通信系统—信道中传输数字信号
模拟与数字的概念: A、模拟信号-参量(因变量)取值随时间(自变量)的连续变化而连续变化的信号. 离散信号-在时间上取离散值的信号。 B、数字信号-自变量取离散值，参量取有限个经过量化的离散信号。
特点：
• 要求通信有较高的可靠性和灵活性
• 实时性要求高 • 通信范围点多面广
变电站
• 无人值守机房多
变电站
网局 省局
发电厂
地区局
发电厂
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电力系统的通信方式
电力系统通信几乎包括了所有的通信方式，不仅采用普通的 音频电话、明线载波、电缆载波、特高频、数字微波等通信 方式，而且还采用了扩频通信、光纤通信、卫星通信等先进 的通信方式和手段，同时采用程控交换技术，把各种通信线 路连接起来，进行语音、数据信息交换，形成一个完整的通 信网，因此电力系统通信网是一个先进的、综合型的专业通 信网。
气象 条件 分析
一次 设备 状态 监测
二次 设备 状态 监测
电
配电 电能 网自 质量
精细 信息 用能 双向
网
动化 控制 管理 互动
通
信
信息 交换
电力综合信息交换平台
信 息
网
信息 传输
电力光纤传输网
络
架
信息 接入
光纤接入网
中压PLC
构
宽带无线接入
与
电工基础全解
面向21世纪全国高职高专电子电工类规划教材电工基础金仁贵主编李蛇根 严 辉副主编熊婷婷参编内容简介本书是依据教育部高教司《高职高专教育基础课程教学基本要求》和《高职高专教育专业人才培养目标及规格》的精神指导编写而成。
全书共分为6章，内容包括：第1章电路基本知识，第2章电路的等效变换，第3章电路的基本分析方法，第4章直流电路的动态分析，第5章正弦交流电路，第6章耦合电感和理想变压器，及实验和部分习题参考答案。
本书可作为高等职业院校电子、计算机、通信、电气自动化及机电类各专业课程的教材，也可供有关专业的工程技术人员参考。
图书在版编目（CIP）数据电工基础/金仁贵主编．—北京：北京大学出版社，2005.9（面向21世纪全国高职高专电子电工类规划教材）ISBN 7-301-09520-1I．电··· II．金··· III．电工学IV．TM1中国版本图书馆CIP数据核字（2005）第100060号书名：电工基础著作责任者：金仁贵主编责任编辑：韩玲玲标准书号：ISBN 7-301-09520-1/TM·0006出版者：北京大学出版社地址：北京市海淀区成府路205号 100871电话：邮购部62752015 发行部62750672 编辑部62765126网址：电子信箱：xxjs@印刷者：发行者：北京大学出版社经销者：新华书店787毫米×980毫米16开本 9.25印张202千字2005年9月第1版 2005年9月第1次印刷定价：16.00元前言本书是依据教育部高教司《高职高专教育基础课程教学基本要求》和《高职高专教育专业人才培养目标及规格》的精神，在高职高专21世纪规划教材课题组的指导下编写而成。
本课程注重学生的素质教育，注重应用型人才能力的培养，立足于工程技术应用。
内容突出主线，突出重点，删繁就简，力求做到既为学习后续课程服务，又直接服务于工程技术应用能力的培养。
电力系统工程基础 课件 教学配套课件 韩学山 张文 3设备篇
便于在工厂中装配、运输和安装方便； 密设度备，的检操修作周、期维长护，和载检流修部方分便及，绝只缘需监不视受S大F气6气条体件的的压影力响或，
减少了维护的工作量； 适用的温度和压力范围大； 无噪声和无线电干扰； 绝缘、灭弧及冷却特性好； 有利于减小电气设备的体积和重量。
6/3
尚辅教学配套课件
力设备的损坏和提高电网的稳定性。 能配合自动重合闸进行多次关合和断开。
因此，在选择断路器时，通常希望通过简单明了的技术参数就能 够了解断路器具体性能。
6/3
尚辅教学配套课件
额定电压（Un）
额定电压（线电压）是断路器可靠工作的 标准电压，断路器应能保证在某一电压等级的 电气系统中长期稳定运行。 额定电压的高低决定了断路器的绝缘水平及外 形尺寸。 电力系统中允许电压有±5%的波动， 断路器所能承受的电压应高于额定电压值
当游离与去游离达 到平衡时，电弧即进入 稳定燃烧状态 。
电弧可看成是由阴 极区、弧柱区及阳极区 三部分组成，各部分的 电位有很大的差别 。
-
+
阴极区
弧柱
阳极区
6/3
尚辅教学配套课件
电弧形成后的主要特征
电弧温度高。弧柱中心区温度可达10000℃左右， 电弧表面温度也会达到3000～4000℃。
电 弧 弧 柱 区 电 场 强 度 低 。 一 般 仅 为 10 ～ 200V/cm。
性能稳定、开断能力大、动作迅速、燃弧时间短、几乎不 受开断电流的影响、触头燃损轻、检修周期长、无火灾危 险、体积和重量较小。
结构比较复杂，工艺要求高，有色金属消耗量较大，需要 一套压缩空气装置(包括空气压缩机、贮气简、管道等)作 为气源，增加了投资、运行和维护工作量。
6/3
减少了维护的工作量； 适用的温度和压力范围大； 无噪声和无线电干扰； 绝缘、灭弧及冷却特性好； 有利于减小电气设备的体积和重量。
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尚辅教学配套课件
力设备的损坏和提高电网的稳定性。 能配合自动重合闸进行多次关合和断开。
因此，在选择断路器时，通常希望通过简单明了的技术参数就能 够了解断路器具体性能。
6/3
尚辅教学配套课件
额定电压（Un）
额定电压（线电压）是断路器可靠工作的 标准电压，断路器应能保证在某一电压等级的 电气系统中长期稳定运行。 额定电压的高低决定了断路器的绝缘水平及外 形尺寸。 电力系统中允许电压有±5%的波动， 断路器所能承受的电压应高于额定电压值
当游离与去游离达 到平衡时，电弧即进入 稳定燃烧状态 。
电弧可看成是由阴 极区、弧柱区及阳极区 三部分组成，各部分的 电位有很大的差别 。
-
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阴极区
弧柱
阳极区
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尚辅教学配套课件
电弧形成后的主要特征
电弧温度高。弧柱中心区温度可达10000℃左右， 电弧表面温度也会达到3000～4000℃。
电 弧 弧 柱 区 电 场 强 度 低 。 一 般 仅 为 10 ～ 200V/cm。
性能稳定、开断能力大、动作迅速、燃弧时间短、几乎不 受开断电流的影响、触头燃损轻、检修周期长、无火灾危 险、体积和重量较小。
结构比较复杂，工艺要求高，有色金属消耗量较大，需要 一套压缩空气装置(包括空气压缩机、贮气简、管道等)作 为气源，增加了投资、运行和维护工作量。
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第十五章
15.1 15.2 15.3 15.4 15.5 15.6 15.7
电力系统通信基础
概述 数字通信原理 光纤通信 微波中继通信 电力载波通信 电力系统远动及规约 电力通信网络技术
1
15.1 概述
1.
通信系统的基本组成及其分类
(1) 通信系统的基本组成
通信系统由信源、信宿、处理信息的各种设
18
2.信道编码
1）基本思想：通过对信息序列作某种变换， 使原来彼此独立，相关性极小的信息码元产生 某种相关性，从而在接收端利用这种规律检查 或纠正信息码元传输中所造成的差错 。 实质是采用冗余技术来检错、纠错。 2）传输差错类型
随机差错 ：由随机噪声的干扰引起。差错是互相 独立、互不相关的。 突发差错：由突发噪声的干扰引起。一般成串出 现，错误与错误之间有关联。
52
b 调制特性
调制频率受到较大的限制，只能在 300MHz以下。 c 温度特性 LED无阈值，温度特性较好，一般 不需加温控。 d 与光纤的耦合效率较低。
53
3）光源的数字调制
光源的调制，是指将基带电信号加载到光波 上去 直接调制 （内调制）
间接调制 （外调制） 数字调制 模拟调制
54
44
三个低损耗窗口：0.85 µ m，1.31 µ m， 1.55 µ m
1.55µm 损耗为: 0.2dB/km
47
2）色散特性
色散:光信号中含有多个不同频率或不同模式 的成分。信号在光纤中传输时，其不同成份 将因群速（即等效折算到光纤轴向的速度） 不同而需要不同的传输时间，导致组成光信 号的各个成份到达光纤终端（接收端）的时 间有先有后，使接收波形产生畸变。 后果:影响速率、通信容量，造成误码。
电流I<阈值电流Ith时 ，不起振
电流I＞Ith时 ，发出激光
b . 温度特性和老化特性: 温度升高，特性曲线右移
50
c 光谱特性
电流I<Ith时 ，光谱宽，发荧光
电流I＞Ith时 ，光强激增，光 谱变 窄，发出激光
51
2）发光二极管LED 主要工作特性 a P-I特性：无光学谐振腔，无电流阀值。
LD的数字调制原理
LD的驱动电路上加一个正向偏置电流Ib , Ib稍 小于Ith, ，正向偏置电流Ib 的作用: 缩短光电响应时间 平衡数字图形对功率的影响
55
2.
光发射机
1）光发射机基本原理 光发射机的作用是把电端机送来的电信号转 变为相应的光信号，送入光纤线路。
56
2） 对光发射机的性能要求 a 输出光功率合适 。 b 消光比小
6
(3)电力系统通信的分类
系统通信（站间通信）:主要提供发电厂、 变电站、调度所、公司本部等单位之间的 通信连接。
厂站通信（站内通信）:通信范围仅限于 厂、站内部，主要任务是满足厂站内部生 产、管理信息的传递和共享，对于抗干扰、 可靠性等有一些特殊的要求。
7
(4)电力系统通信的主要作用
39
二.光纤光缆
1.光纤的结构与分类
1）光纤的外部结构 ：纤芯(n1)、包层(n2)、 涂层、塑料护套。 n1>n2 ，相对折射率差 (n1 n2 ) / n1 1%
40
2）光纤的分类
根据纤芯n1 不同 阶跃光纤 渐变光纤
光纤中传输光波模式的不同 单模光纤 多模光纤
1)
传送电力系统远动、保护、负荷控 制、调度自动化等运行、控制信息， 保障电网的安全、经济运行; 2) 传输各种生产指挥和企业管理信息， 为电力系统的现代化提供高速率、高 可靠的信息传输网络.
8
3.我国电力通信网的现状及发展
(1)我国电力通信网的现状
数字微波干线网 光纤通信 电力线载波通信 卫星通信 移动通信 自动交换网 数字数据网DDN
传输总比特数
16
3)信噪比
定义：信号平均功率PS和噪声平均功 率PN之比 S/N = PS/PN 若用分贝值表示，则为 SNR=10 lg（ PS/PN ） SNR越大越好
17
二.信源编码与信道编码
1.信源编码 1）定义：在数字通信系统中，当信源 发出的信号为模拟量时，将模拟信号变 换为数字信号的过程。 2）最基本的编码方法是脉冲编码调制 PCM 3）编码过程： 抽样、量化、编码 。
二者的关系如下
Rb = RB Log2 N
N—N进制
15
2)误码率
定义：在数字传输过程中接收错误的码元数 （或比特数）占传输总码元数（或总比特数） 的比率。是衡量通信质量好坏的重要指标 。 用Pec及 Peb 分别代表误码率和误比特率
接收错误码元数 Pec= ×100% 传输总码元数
Peb= 接收错误比特数 ×100%
25
4）2ASK调幅波的波形
27
2.数字调频 1）定义：用基带信号控制载波频率，即 用2个不同频率的载波信号分别代表基带 信号中的“0”和“1”，称为数字调频或频 移键控FSK 。 2）根据前后比特相应的载波相位是否连 续，可将数字调频分为相位不连续的频 移键控和相位连续的频移键控。 3）最基本的二进制频移键控（2FSK） 是一种相位不连续的频移键控 。
备及信道共同组成
噪声
信源
发信设备
信道
收信设备
信宿
2
(2) 通信系统的分类 根据传输媒质的不同
电缆通信
有线通信系统 电力载波通信
光纤通信
微波中继通信 卫星通信
无线通信系统
移动通信 无线寻呼通信
3
根据传输信号的不同
模拟通信系统：传送连续信号，信号频 谱窄，抗干扰能力差 数字通信系统：传输离散信号，要求 带宽大，信号质量高
“1”码：载波相位改变π “0”码：载波相位不变
差分频移键控
31
五.同步技术
定义：同步就是使系统的收发两端在 时间上保持步调一致 同步系统的主要指标
同步误差小 相位抖动小 重复建立时间短 保持时间长
32
1.载波同步
1）定义：在采用相干解调的系统中，接 收端必须拥有一个与发送载波同频同相 的相干载波，这就是载波同步 2）接收端恢复相干载波的方法
4
2.电力系统通信的作用和特点
(1)电力系统通信的特点
实时性好:传输延时小
可靠性高:不能出错
连续性强:电力生产的不间断性
信息量较少：传送电力系统的生产、
控制、管理信息 网络建设可利用电力系统独特的资源: 如载波通信
5
(2)电力系统通信的定义
电力系统通信，也称电力通信,是指 利用有线电、无线电、光波等各种方 式，对电力系统运行、经营和管理等 活动中需要的各种信息（符号、文字、 声音、图像、数据等）进行传输和交 换的电力系统专用通信。
直接提取法（自同步法） 插入导频法（外同步法 ）
33
2.位同步
1）定义：在接收端产生接收码元重复频 率和相位一致的定时脉冲序列的过程， 称位同步，也称码元同步。 2）实现位同步的方法
直接法（自同步法） 导频法（外同步法 ）
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3.帧同步
数字信息：字－句－帧－群 1）帧同步问题实质上是对帧同步标志 （码组）进行检测的问题 2）帧同步系统提出的基本要求
1.数字通信系统基本模型
数字通信系统是利用数字信号来传 递信息的系统。
数字传输系统
信 源
信 源 编 码
信 道 编 码
数 字 调 制
信 道
数 字 解 调
信 道 解 码
信 源 解 码
11
信 宿
噪声源
(1)信源编码: 包括模拟信号的数字化和信源压缩编码 (2)信道编码: 解决数字通信的传输可靠性问题，也称作 抗干扰编码或抗错编码。
19
三.数字基带传输
(1)基带信号 定义：在数字通信系统中，经过编 码处理的信号 (2)数字基带传输 如果系统使用的信道是可以直接 传输数字脉冲信号的数字信道，则不 需调制就可直接传送基带信号，这时 称为数字基带传输。
21
(3)基带传输系统的基本结构
基 带 脉 冲 输入
发 送 滤 波器
信道
接 收 滤波器
帧同步的引入时间要短 同步系统的工作要稳定可靠 在一定的同步引入时间要求下，同步码组的 长度应最短
35
4.网同步
1）网同步的概念：在网内建立一个统一 的时钟标准，使各站、各设备都具有共 同的时钟信号 2）实现网同步的方法
全网同步系统 准同步系统
36
15.3 光纤通信
一.光纤通信系统的基本组成
抽 样 判 决 器
基带脉 冲输出
噪声源
22
（4）传输码型的选择
码型中低频、高频分量要尽量少
码型中没有直流分量
码型中应包含定时信息，以便于 定时提取 码型具有一定的检错能力
码型变换设备简单、易于实现
23
四.数字调制与解调
定义：用基带信号控制高频载波，把基带数 字信号变换为频带数字信号的过程称为数 字调制：反之，把频带数字信号还原成基 带数字信号的反变换则称为数字解调
48
3）偏振特性
单模光纤特有的一种特性 纤芯的椭圆变形，或光纤受到非对称外应 力而产生弹性变形时，单模传输中二个正 交的基模分量将具有不等的相位常数。这 种现象叫做光纤的双折射 。双折射会导致 偏振色散，还会使输出偏振态不稳定。
49
三.光源和光发射机
1. Leabharlann 源1）半导体激光器LD 半导体激光器即激光二极管, LD的主要工作特性 : a . P-I特性:
(3)数字调制 基带信号:经过编码的信号序列，是连续 的数字 脉冲流 基带传输:数字基带信号直接在双绞线等 电介质中传输
15.1 15.2 15.3 15.4 15.5 15.6 15.7
电力系统通信基础
概述 数字通信原理 光纤通信 微波中继通信 电力载波通信 电力系统远动及规约 电力通信网络技术
1
15.1 概述
1.
通信系统的基本组成及其分类
(1) 通信系统的基本组成
通信系统由信源、信宿、处理信息的各种设
18
2.信道编码
1）基本思想：通过对信息序列作某种变换， 使原来彼此独立，相关性极小的信息码元产生 某种相关性，从而在接收端利用这种规律检查 或纠正信息码元传输中所造成的差错 。 实质是采用冗余技术来检错、纠错。 2）传输差错类型
随机差错 ：由随机噪声的干扰引起。差错是互相 独立、互不相关的。 突发差错：由突发噪声的干扰引起。一般成串出 现，错误与错误之间有关联。
52
b 调制特性
调制频率受到较大的限制，只能在 300MHz以下。 c 温度特性 LED无阈值，温度特性较好，一般 不需加温控。 d 与光纤的耦合效率较低。
53
3）光源的数字调制
光源的调制，是指将基带电信号加载到光波 上去 直接调制 （内调制）
间接调制 （外调制） 数字调制 模拟调制
54
44
三个低损耗窗口：0.85 µ m，1.31 µ m， 1.55 µ m
1.55µm 损耗为: 0.2dB/km
47
2）色散特性
色散:光信号中含有多个不同频率或不同模式 的成分。信号在光纤中传输时，其不同成份 将因群速（即等效折算到光纤轴向的速度） 不同而需要不同的传输时间，导致组成光信 号的各个成份到达光纤终端（接收端）的时 间有先有后，使接收波形产生畸变。 后果:影响速率、通信容量，造成误码。
电流I<阈值电流Ith时 ，不起振
电流I＞Ith时 ，发出激光
b . 温度特性和老化特性: 温度升高，特性曲线右移
50
c 光谱特性
电流I<Ith时 ，光谱宽，发荧光
电流I＞Ith时 ，光强激增，光 谱变 窄，发出激光
51
2）发光二极管LED 主要工作特性 a P-I特性：无光学谐振腔，无电流阀值。
LD的数字调制原理
LD的驱动电路上加一个正向偏置电流Ib , Ib稍 小于Ith, ，正向偏置电流Ib 的作用: 缩短光电响应时间 平衡数字图形对功率的影响
55
2.
光发射机
1）光发射机基本原理 光发射机的作用是把电端机送来的电信号转 变为相应的光信号，送入光纤线路。
56
2） 对光发射机的性能要求 a 输出光功率合适 。 b 消光比小
6
(3)电力系统通信的分类
系统通信（站间通信）:主要提供发电厂、 变电站、调度所、公司本部等单位之间的 通信连接。
厂站通信（站内通信）:通信范围仅限于 厂、站内部，主要任务是满足厂站内部生 产、管理信息的传递和共享，对于抗干扰、 可靠性等有一些特殊的要求。
7
(4)电力系统通信的主要作用
39
二.光纤光缆
1.光纤的结构与分类
1）光纤的外部结构 ：纤芯(n1)、包层(n2)、 涂层、塑料护套。 n1>n2 ，相对折射率差 (n1 n2 ) / n1 1%
40
2）光纤的分类
根据纤芯n1 不同 阶跃光纤 渐变光纤
光纤中传输光波模式的不同 单模光纤 多模光纤
1)
传送电力系统远动、保护、负荷控 制、调度自动化等运行、控制信息， 保障电网的安全、经济运行; 2) 传输各种生产指挥和企业管理信息， 为电力系统的现代化提供高速率、高 可靠的信息传输网络.
8
3.我国电力通信网的现状及发展
(1)我国电力通信网的现状
数字微波干线网 光纤通信 电力线载波通信 卫星通信 移动通信 自动交换网 数字数据网DDN
传输总比特数
16
3)信噪比
定义：信号平均功率PS和噪声平均功 率PN之比 S/N = PS/PN 若用分贝值表示，则为 SNR=10 lg（ PS/PN ） SNR越大越好
17
二.信源编码与信道编码
1.信源编码 1）定义：在数字通信系统中，当信源 发出的信号为模拟量时，将模拟信号变 换为数字信号的过程。 2）最基本的编码方法是脉冲编码调制 PCM 3）编码过程： 抽样、量化、编码 。
二者的关系如下
Rb = RB Log2 N
N—N进制
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2)误码率
定义：在数字传输过程中接收错误的码元数 （或比特数）占传输总码元数（或总比特数） 的比率。是衡量通信质量好坏的重要指标 。 用Pec及 Peb 分别代表误码率和误比特率
接收错误码元数 Pec= ×100% 传输总码元数
Peb= 接收错误比特数 ×100%
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4）2ASK调幅波的波形
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2.数字调频 1）定义：用基带信号控制载波频率，即 用2个不同频率的载波信号分别代表基带 信号中的“0”和“1”，称为数字调频或频 移键控FSK 。 2）根据前后比特相应的载波相位是否连 续，可将数字调频分为相位不连续的频 移键控和相位连续的频移键控。 3）最基本的二进制频移键控（2FSK） 是一种相位不连续的频移键控 。
备及信道共同组成
噪声
信源
发信设备
信道
收信设备
信宿
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(2) 通信系统的分类 根据传输媒质的不同
电缆通信
有线通信系统 电力载波通信
光纤通信
微波中继通信 卫星通信
无线通信系统
移动通信 无线寻呼通信
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根据传输信号的不同
模拟通信系统：传送连续信号，信号频 谱窄，抗干扰能力差 数字通信系统：传输离散信号，要求 带宽大，信号质量高
“1”码：载波相位改变π “0”码：载波相位不变
差分频移键控
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五.同步技术
定义：同步就是使系统的收发两端在 时间上保持步调一致 同步系统的主要指标
同步误差小 相位抖动小 重复建立时间短 保持时间长
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1.载波同步
1）定义：在采用相干解调的系统中，接 收端必须拥有一个与发送载波同频同相 的相干载波，这就是载波同步 2）接收端恢复相干载波的方法
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2.电力系统通信的作用和特点
(1)电力系统通信的特点
实时性好:传输延时小
可靠性高:不能出错
连续性强:电力生产的不间断性
信息量较少：传送电力系统的生产、
控制、管理信息 网络建设可利用电力系统独特的资源: 如载波通信
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(2)电力系统通信的定义
电力系统通信，也称电力通信,是指 利用有线电、无线电、光波等各种方 式，对电力系统运行、经营和管理等 活动中需要的各种信息（符号、文字、 声音、图像、数据等）进行传输和交 换的电力系统专用通信。
直接提取法（自同步法） 插入导频法（外同步法 ）
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2.位同步
1）定义：在接收端产生接收码元重复频 率和相位一致的定时脉冲序列的过程， 称位同步，也称码元同步。 2）实现位同步的方法
直接法（自同步法） 导频法（外同步法 ）
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3.帧同步
数字信息：字－句－帧－群 1）帧同步问题实质上是对帧同步标志 （码组）进行检测的问题 2）帧同步系统提出的基本要求
1.数字通信系统基本模型
数字通信系统是利用数字信号来传 递信息的系统。
数字传输系统
信 源
信 源 编 码
信 道 编 码
数 字 调 制
信 道
数 字 解 调
信 道 解 码
信 源 解 码
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信 宿
噪声源
(1)信源编码: 包括模拟信号的数字化和信源压缩编码 (2)信道编码: 解决数字通信的传输可靠性问题，也称作 抗干扰编码或抗错编码。
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三.数字基带传输
(1)基带信号 定义：在数字通信系统中，经过编 码处理的信号 (2)数字基带传输 如果系统使用的信道是可以直接 传输数字脉冲信号的数字信道，则不 需调制就可直接传送基带信号，这时 称为数字基带传输。
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(3)基带传输系统的基本结构
基 带 脉 冲 输入
发 送 滤 波器
信道
接 收 滤波器
帧同步的引入时间要短 同步系统的工作要稳定可靠 在一定的同步引入时间要求下，同步码组的 长度应最短
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4.网同步
1）网同步的概念：在网内建立一个统一 的时钟标准，使各站、各设备都具有共 同的时钟信号 2）实现网同步的方法
全网同步系统 准同步系统
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15.3 光纤通信
一.光纤通信系统的基本组成
抽 样 判 决 器
基带脉 冲输出
噪声源
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（4）传输码型的选择
码型中低频、高频分量要尽量少
码型中没有直流分量
码型中应包含定时信息，以便于 定时提取 码型具有一定的检错能力
码型变换设备简单、易于实现
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四.数字调制与解调
定义：用基带信号控制高频载波，把基带数 字信号变换为频带数字信号的过程称为数 字调制：反之，把频带数字信号还原成基 带数字信号的反变换则称为数字解调
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3）偏振特性
单模光纤特有的一种特性 纤芯的椭圆变形，或光纤受到非对称外应 力而产生弹性变形时，单模传输中二个正 交的基模分量将具有不等的相位常数。这 种现象叫做光纤的双折射 。双折射会导致 偏振色散，还会使输出偏振态不稳定。
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三.光源和光发射机
1. Leabharlann 源1）半导体激光器LD 半导体激光器即激光二极管, LD的主要工作特性 : a . P-I特性:
(3)数字调制 基带信号:经过编码的信号序列，是连续 的数字 脉冲流 基带传输:数字基带信号直接在双绞线等 电介质中传输