IEC 61334 - IEC 61334

IEC 61334 , znana jako Automatyka dystrybucji wykorzystująca systemy nośne linii dystrybucyjnych , jest standardem niezawodnej komunikacji przez linię elektroenergetyczną o niskiej prędkości za pomocą liczników energii elektrycznej , wodomierzy i SCADA . Jest również znany jako kluczowanie z przesunięciem częstotliwości rozproszenia ( S-FSK ) i był wcześniej znany jako IEC 1334 przed najnowszą zmianą numeracji IEC. W rzeczywistości jest to seria standardów opisujących badane środowisko fizyczne linii energetycznych, dobrze przystosowaną warstwę fizyczną, wykonalną warstwę dostępu do mediów o niskim poborze mocy oraz interfejs zarządzania. Pokrewne standardy wykorzystują warstwę fizyczną (np. Protokół internetowy przez S-FSK), ale nie warstwy wyższe.

Warstwa fizyczna synchronizuje mały pakiet tonów do przejścia przez zero napięcia linii elektroenergetycznej. Tony są wybierane przez media, nie określone w normie. Tony mają zwykle zakres od 20 kHz do 100 kHz i powinny być oddzielone co najmniej 10 kHz, aby zapobiec przesłuchom. Jeden ton jest wybierany dla znaku (tj. binarny 1), a drugi dla spacji (tj. 0). Norma pozwala, aby każde przejście przez zero przenosiło 1, 2, 4 lub 8 bitów, ze zwiększoną wrażliwością na taktowanie wraz ze wzrostem liczby bitów. W wielofazowych liniach energetycznych na każdą fazę może być wysłany oddzielny sygnał, aby przyspieszyć transmisję.

Niska prędkość standardu jest spowodowana ograniczoną liczbą bitów na cykl linii energetycznej. Prędkość jest również ograniczona hałasem i lokalnym jitterem przejścia linii AC przez zero. Wysoka niezawodność wynika z niezawodnego systemu taktowania (tj. przejścia przez zero), wysokiego stosunku sygnału do szumu (częstotliwości są wybierane tak, aby uniknąć szumów typowych dla linii energetycznych), braku zniekształceń intermodulacyjnych i adaptacyjnego wykrywania sygnału.

Najistotniejsze bity są wysyłane jako pierwsze, w przeciwieństwie do konwencjonalnego portu szeregowego . Dane z przejścia przez zero powinny być gromadzone w 8-bitowych bajtach. Każdy bajt jest zbierany w 42-bajtowe pakiety. Pierwsze cztery bajty każdego pakietu stanowią preambułę do pomiaru aktualnego stanu kanału. Po tym następuje 38 bajtów danych i 3 bajty ciszy.

S-FSK koncentruje tony w czasie, gdy linia AC przechodzi przez zero napięcia. W ten sposób dźwięki unikają wyładowań łukowych większości szumów o częstotliwości radiowej. (Często zdarza się, że zabrudzone izolatory wyładują łuk w najwyższym punkcie napięcia, a tym samym generują szerokopasmowy impuls szumu). Ponieważ pary tonów są wybierane przez zakłady użyteczności publicznej, różne okręgi mogą używać różnych par tonów, aby uniknąć zakłóceń.

Aby uniknąć innych zakłóceń, odbiorniki mogą poprawić swój stosunek sygnału do szumu, dostosowując swój dekoder. Cisza i preambuła pozwalają przetwarzać sygnał odbiornika na pomiar współczynników szumów w kanale. W zależności od stosunku sygnału do szumu, bity można odzyskać z różnicy między mocą tonów znacznika i tonów przestrzennych, mocą tylko tonów znacznika lub tylko tonów przestrzennych. System powinien być w stanie dostosować metodę odbioru każdego 42-bajtowego pakietu.

Taktowanie bitowe jest zwykle odzyskiwane z granic tonów, podobnie jak UART, który jest wyzwalany przez bit startu. Taktowanie jest z grubsza wyśrodkowane na przejściu przez zero z zegarem z poprzedniego przejścia przez zero, który może umożliwić wykrywanie bitów. Praktyczne taktowanie bitowe nie może być wyprowadzone z samego przejścia przez zero, ze względu na lokalne fluktuacje i szumy w przejściu przez zero, spowodowane przez zmienne lokalne obciążenia w sieci.

Bajty z pakietów dolnych warstw są przekształcane na bajty dla wyższych warstw. Wyższa warstwa łącza bardzo przypomina HDLC , z wyjątkiem nowej funkcji, która umożliwia wybranym stacjom retransmisję komunikatów. Warstwa interfejsu zarządzania zapewnia zdalną kontrolę warstw protokołów stacji, w tym diagnostykę i konfigurację. Na przykład, pozwala centralnemu sterownikowi odczytać stosunek sygnału do szumu jednostki i ustawić bit, który umożliwia stacji retransmisję słabych stacji.

Warstwy protokołu są zaprojektowane tak, aby integrować się z dowolną warstwą aplikacji, ale obecność interfejsu zarządzania sugeruje projekt ukierunkowany na DLMS/COSEM , szeroko stosowany standard UE dla warstwy aplikacji liczników i SCADA. DLMS/COSEM wymaga interfejsu zarządzania.

Kluczowanie z przesunięciem częstotliwości rozprzestrzeniania

S-FSK (kluczowanie z przesunięciem częstotliwości z rozproszeniem) to schemat modulacji , który łączy w sobie niektóre zalety klasycznej modulacji z przesunięciem widma (odporność na zakłócenia wąskopasmowe) z niektórymi zaletami klasycznego kluczowania z przesunięciem częstotliwości (FSK ma niską złożoność ). Różnica między S-FSK a klasycznym FSK polega na tym, że w S-FSK częstotliwość znakowania jest umieszczona daleko od częstotliwości przestrzennej . Częstotliwości są rozmieszczone na tyle daleko od siebie, że selektywne zanikanie częstotliwości i zakłócenia wąskopasmowe blokują tylko jedną z częstotliwości, dzięki czemu odbiornik może nadal odzyskać wszystkie dane z drugiej częstotliwości.

Lista części IEC 61334

  • IEC TR 61334-1-1:1995 Uwagi ogólne – Architektura systemu automatyki dystrybucyjnej
  • IEC TR 61334-1-2:1997 Uwagi ogólne – Przewodnik po specyfikacji
  • IEC TR 61334-1-4:1995 Uwagi ogólne – Identyfikacja parametrów transmisji danych dotyczących sieci dystrybucyjnych średniego i niskiego napięcia
  • IEC 61334-3-1:1998 Wymagania dotyczące sygnalizacji sieciowej – Pasma częstotliwości i poziomy wyjściowe
  • IEC 61334-3-21:1996 Wymagania dotyczące sygnalizacji sieciowej – izolowane pojemnościowe urządzenie sprzęgające SN faza-faza
  • IEC 61334-3-22:2001 Wymagania dotyczące sygnalizacji sieciowej – Urządzenia sprzęgające SN faza-ziemia i ekran-ziemia
  • IEC 61334-4-1:1996 Protokoły transmisji danych – Model referencyjny systemu komunikacyjnego
  • IEC 61334-4-32:1996 Protokoły transmisji danych – Rozdział 32: Warstwa łącza danych – Sterowanie łączem logicznym (LLC)
  • IEC 61334-4-33:1998 Protokoły transmisji danych – Warstwa łącza danych – Protokół zorientowany na połączenie
  • IEC 61334-4-41:1996 Protokoły transmisji danych – Protokoły aplikacji – Specyfikacja wiadomości na linii dystrybucyjnej
  • IEC 61334-4-42:1996 Protokoły transmisji danych – Protokoły aplikacji – Warstwa aplikacji
  • IEC 61334-4-61:1998 Protokoły transmisji danych – Warstwa sieciowa – Protokół bezpołączeniowy
  • IEC 61334-4-511:2000 Protokoły transmisji danych – Zarządzanie systemami – Protokół CIASE
  • IEC 61334-4-512:2001 Protokoły transmisji danych – Zarządzanie systemem przy użyciu profilu 61334-5-1 – Baza informacji zarządzania (MIB)
  • IEC 61334-5-1:2001 Profile niższych warstw – Profil kluczowania z przesunięciem częstotliwości rozproszonej (S-FSK)
  • IEC TS 61334-5-2:1998 Profile niższych warstw – Profil kluczowania z przesunięciem częstotliwości (FSK)
  • IEC TS 61334-5-3:2001 Profile dolnych warstw — Adaptacyjny szerokopasmowy profil rozproszonego widma (SS-AW)
  • IEC TS 61334-5-4:2001 Profile dolnej warstwy – Profil modulacji wielu nośnych (MCM)
  • IEC TS 61334-5-5:2001 Profile dolnej warstwy – Spektrum rozproszone – profil szybkiej zmiany częstotliwości (SS-FFH)
  • Zasada kodowania IEC 61334-6:2000 A-XDR

Zobacz też

Bibliografia