智能電網(wǎng)的電力線(xiàn)通信系統(tǒng)介紹

　　一、數(shù)據(jù)通信的構(gòu)成原理、交換方式及適用范圍

　　1.數(shù)據(jù)通信的構(gòu)成原理

 DTE是數(shù)據(jù)終端。數(shù)據(jù)終端有分組型終端（PT）和非分組型終端（NPT）兩大類(lèi)。分組型終端有計(jì)算機(jī)、數(shù)字傳真機(jī)、智能用戶(hù)電報(bào)終端（TeLetex）、用戶(hù)分組裝拆設(shè)備（PAD）、用戶(hù)分組交換機(jī)、專(zhuān)用電話(huà)交換機(jī)（PABX）、可視圖文接入設(shè)備（VAP）、局域網(wǎng)（LAN）等各種專(zhuān)用終端設(shè)備;非分組型終端有個(gè)人計(jì)算機(jī)終端、可視圖文終端、用戶(hù)電報(bào)終端等各種專(zhuān)用終端。

　　數(shù)據(jù)電路由傳輸信道和數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備（DCE）組成，如果傳輸信道為模擬信道，DCE通常就是調(diào)制解調(diào)器（MODEM），它的作用是進(jìn)行模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換;如果傳輸信道為數(shù)字信道，DCE的作用是實(shí)現(xiàn)信號(hào)碼型與電平的轉(zhuǎn)換，以及線(xiàn)路接續(xù)控制等。傳輸信道除有模擬和數(shù)字的區(qū)分外，還有有線(xiàn)信道與無(wú)線(xiàn)信道、專(zhuān)用線(xiàn)路與交換網(wǎng)線(xiàn)路之分。交換網(wǎng)線(xiàn)路要通過(guò)呼叫過(guò)程建立連接，通信結(jié)束后再拆除;專(zhuān)線(xiàn)連接由于是固定連接就無(wú)需上述的呼叫建立與拆線(xiàn)過(guò)程。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的通信控制器用于管理與數(shù)據(jù)終端相連接的所有通信線(xiàn)路。中央處理器用來(lái)處理由數(shù)據(jù)終端設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)。

　　2.數(shù)據(jù)通信的交換方式

　　通常數(shù)據(jù)通信有三種交換方式：

　?。?）電路交換

　　電路交換是指兩臺(tái)計(jì)算機(jī)或終端在相互通信時(shí)，使用同一條實(shí)際的物理鏈路，通信中自始至終使用該鏈路進(jìn)行信息傳輸，且不允許其它計(jì)算機(jī)或終端同時(shí)共亨該電路。

　?。?）報(bào)文交換

　　報(bào)文交換是將用戶(hù)的報(bào)文存儲(chǔ)在交換機(jī)的存儲(chǔ)器中（內(nèi)存或外存），當(dāng)所需輸出電路空閑時(shí)，再將該報(bào)文發(fā)往需接收的交換機(jī)或終端。這種存儲(chǔ)_轉(zhuǎn)發(fā)的方式可以提高中繼線(xiàn)和電路的利用率。

　　（3）分組交換

　　分組交換是將用戶(hù)發(fā)來(lái)的整份報(bào)文分割成若于個(gè)定長(zhǎng)的數(shù)據(jù)塊（稱(chēng)為分組或打包），將這些分組以存儲(chǔ)_轉(zhuǎn)發(fā)的方式在網(wǎng)內(nèi)傳輸。第一個(gè)分組信息都連有接收地址和發(fā)送地址的標(biāo)識(shí)。在分組交換網(wǎng)中，不同用戶(hù)的分組數(shù)據(jù)均采用動(dòng)態(tài)復(fù)用的技術(shù)傳送，即網(wǎng)絡(luò)具有路由選擇，同一條路由可以有不同用戶(hù)的分組在傳送，所以線(xiàn)路利用率較高。

　　3.各種交換方式的適用范圍

　?。?）電路交換方式通常應(yīng)用于公用電話(huà)網(wǎng)、公用電報(bào)網(wǎng)及電路交換的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)（CSPDN）等通信網(wǎng)絡(luò)中。前兩種電路交換方式系傳統(tǒng)方式;后一種方式與公用電話(huà)網(wǎng)基本相似，但它是用四線(xiàn)或二線(xiàn)方式連接用戶(hù)，適用于較高速率的數(shù)據(jù)交換。正由于它是專(zhuān)用的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)，其接通率、工作速率、用戶(hù)線(xiàn)距離、線(xiàn)路均衡條件等均優(yōu)于公用電話(huà)網(wǎng)。其優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時(shí)性強(qiáng)、延遲很小、交換成本較低;其缺點(diǎn)是線(xiàn)路利用率低。電路交換適用于一次接續(xù)后，長(zhǎng)報(bào)文的通信。

　　（2）報(bào)文交換方式適用于實(shí)現(xiàn)不同速率、不同協(xié)議、不同代碼終端的終端間或一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的同文為單位進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)通信。由于這種方式，網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延大，并且占用了大量的內(nèi)存與外存空間，因而不適用于要求系統(tǒng)安全性高、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延較小的數(shù)據(jù)通信。

　?。?）分組交換是在存儲(chǔ)_轉(zhuǎn)發(fā)方式的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，但它兼有電路交換及報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)。它適用于對(duì)話(huà)式的計(jì)算機(jī)通信，如數(shù)據(jù)庫(kù)檢索、圖文信息存取、電子郵件傳遞和計(jì)算機(jī)間通信等各方面，傳輸質(zhì)量高、成本較低，并可在不同速率終端間通信。其缺點(diǎn)是不適宜于實(shí)時(shí)性要求高、信息量很大的業(yè)務(wù)使用。

　　二、數(shù)據(jù)通信的分類(lèi)

　　1.有線(xiàn)數(shù)據(jù)通信

　　（1） 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）

　　數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)由用戶(hù)環(huán)路、DDN節(jié)點(diǎn)、數(shù)字信道和網(wǎng)絡(luò)控制管理中心組成，其網(wǎng)絡(luò)組成結(jié)構(gòu)如框圖2所示。DDN是利用光纖或數(shù)字微波、衛(wèi)星等數(shù)字信道和數(shù)字交叉復(fù)用設(shè)備組成的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。也可以說(shuō)DDN是把數(shù)據(jù)通信技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、光遷通信技術(shù)以及數(shù)字交叉連接技術(shù)結(jié)合在一起的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)。數(shù)字信道應(yīng)包括用戶(hù)到網(wǎng)絡(luò)的連接線(xiàn)路，即用戶(hù)環(huán)路的傳輸也應(yīng)該是數(shù)字的，但實(shí)際上也有普通電纜和雙絞線(xiàn)，但傳輸質(zhì)量不如前。DDN的主要特點(diǎn)是：

　　①傳輸質(zhì)量高、誤碼率低：傳輸信道的誤碼率要求小。

　?、谛诺览寐矢?。

　?、垡笕W(wǎng)的時(shí)鐘系統(tǒng)保持同步，才能保證DDN電路的傳輸質(zhì)量。

　?、蹹DN的租用專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)的速率可分為2.4-19.2kbit/s， N&TImes;64kbit/s（N=1-32）;用戶(hù)入網(wǎng)速率最高不超過(guò)2Mbit/s。

　　⑤DDN時(shí)延較小。

　　（2）分組交換網(wǎng)

　　分組交換網(wǎng)（PSPDN）是以CCITT X.25建議為基礎(chǔ)的，所以又稱(chēng)為X..25網(wǎng)。它是采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式，將用戶(hù)送來(lái)的報(bào)文分成具用一定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)段，并在每個(gè)數(shù)據(jù)段上加上控制信息，構(gòu)成一個(gè)帶有地址的分組組合群體，在網(wǎng)上傳輸。分組交換網(wǎng)最突出的優(yōu)點(diǎn)是在一條電路上同時(shí)可開(kāi)放多條虛通路，為多個(gè)用戶(hù)同時(shí)使用，網(wǎng)絡(luò)具有動(dòng)態(tài)路由選擇功能和先進(jìn)的誤碼檢錯(cuò)功能，但網(wǎng)絡(luò)性能較差。

　　（3） 幀中繼網(wǎng)

　　幀中繼網(wǎng)絡(luò)通常由幀中繼存取設(shè)備、幀中繼交換設(shè)備和公共幀中繼服務(wù)網(wǎng)3部分組成，如框圖3所示。幀中繼網(wǎng)是從分組交換技術(shù)發(fā)展起來(lái)的。幀中繼技術(shù)是把不同長(zhǎng)度的用戶(hù)數(shù)據(jù)組均包封在較大的幀中繼幀內(nèi)，加上尋址和控制信息后在網(wǎng)上傳輸。其功能特點(diǎn)為：

　　①使用統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)，按需分配帶寬，向用戶(hù)提供共亨的的網(wǎng)絡(luò)資源，每一條線(xiàn)路和網(wǎng)絡(luò)端口都可由多個(gè)終點(diǎn)按信息流共亨，大大提高了網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。

　?、诓捎锰撾娐芳夹g(shù)，只有當(dāng)用戶(hù)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)時(shí)，才把所需的帶寬分配給指定的虛電路，而且?guī)捲诰W(wǎng)絡(luò)里是按照分組動(dòng)態(tài)分配，因而適合于突發(fā)性業(yè)務(wù)的使用。

　　③幀中繼只使用了物理層和鏈路層的一部分來(lái)執(zhí)行其交換功能，利用用戶(hù)信息和控制信息分離的D信道連接來(lái)實(shí)施以幀為單位的信息傳送，簡(jiǎn)化了中間節(jié)點(diǎn)的處理。幀中繼采用了可靠的ISDN D信道的鏈路層（LAPD）協(xié)議，將流量控制、糾錯(cuò)等功能留給智能終端去完成，從而大大簡(jiǎn)化了處理過(guò)程，提高了效率。當(dāng)然，幀中繼傳輸線(xiàn)路質(zhì)量要求很高，其誤碼率應(yīng)小于10的負(fù)8次方。

　?、軒欣^通常的幀長(zhǎng)度比分組交換長(zhǎng)，達(dá)到1024-4096字節(jié)/幀，因而其吞吐量非常高，其所提供的速率為2048Mbit/s。用戶(hù)速率一般為9.6、4.4、19.2、N&TImes;64kbist/s（N=1-31），以及2Mbit/s。

　?、荩欣^沒(méi)有采用存儲(chǔ)_轉(zhuǎn)發(fā)功能，因而具有與快速分組交換相同的一些優(yōu)點(diǎn)。其時(shí)延小于15ms。

　　2.無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信

　　無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信也稱(chēng)移動(dòng)數(shù)據(jù)通信，它是在有線(xiàn)數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。有線(xiàn)數(shù)據(jù)通信依賴(lài)于有線(xiàn)傳輸，因此只適合于固定終端與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)之間的通信。而移動(dòng)數(shù)據(jù)通信是通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波的傳播來(lái)傳送數(shù)據(jù)的，因而有可能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)狀態(tài)下的移動(dòng)通信。狹義地說(shuō)，移動(dòng)數(shù)據(jù)通信就是計(jì)算機(jī)間或計(jì)算機(jī)與人之間的無(wú)線(xiàn)通信。它通過(guò)與有線(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)互聯(lián)，把有線(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)路的應(yīng)用擴(kuò)展到移動(dòng)和便攜用戶(hù)。