Войти
IEC 61334, известный как автоматизации распределения с использованием несущих систем распределения линий, является стандартным для низкоскоростной надежной линии электропередачи коммуникаций от счетчиков электроэнергии, счетчиков воды и SCADA. Он также известен как частотно-сдвиговая манипуляция ( S-FSK) и ранее был известен как IEC 1334 до последней перенумерации IEC. Фактически это серия стандартов, описывающих исследуемую физическую среду линий электропередач, хорошо адаптированный физический уровень, работоспособный уровень доступа к среде передачи данных с низким энергопотреблением и интерфейс управления. Связанные стандарты используют физический уровень (например, Интернет-протокол через S-FSK), но не более высокие уровни.
Физический уровень синхронизирует небольшой пакет тонов с переходом через нуль напряжения линии электропередачи. Тона выбираются коммунальными предприятиями, не указанными в стандарте. Тоны обычно находятся в диапазоне от 20 кГц до 100 кГц и должны быть разделены не менее чем на 10 кГц, чтобы предотвратить перекрестные помехи. Один тон выбирается для отметки (т. Е. Двоичной 1), а другой - для пробела (т. Е. 0). Стандарт разрешает каждому переходу через ноль передавать 1, 2, 4 или 8 битов с повышенной чувствительностью к синхронизации по мере увеличения количества битов. В многофазных линиях электропередачи отдельный сигнал может быть отправлен на каждой фазе для ускорения передачи.
Низкая скорость стандарта вызвана ограниченным количеством бит на цикл линии питания. Скорость также ограничена шумом и локальным джиттером перехода линии переменного тока через нуль. Высокая надежность обеспечивается надежной системой синхронизации (например, переход через ноль), высоким отношением сигнал / шум (частоты выбираются так, чтобы избежать обычного шума линии электропередач), отсутствием интермодуляционных искажений и адаптивным обнаружением сигнала.
Старшие биты отправляются первыми, в отличие от обычного последовательного порта. Данные от нулевых переходов должны быть собраны в 8-битные байты. Каждый байт собирается в 42-байтовые пакеты. Первые четыре байта каждого пакета являются преамбулой для измерения текущего состояния канала. Далее следуют 38 байтов данных и 3 байта тишины.
S-FSK центрирует тоны примерно в то время, когда линия переменного тока проходит через нулевое напряжение. Таким образом, звуковые сигналы предотвращают возникновение большей части радиочастотного шума от дугового разряда. (Обычно грязные изоляторы образуют дугу в самой высокой точке напряжения и, таким образом, генерируют широкополосный всплеск шума.) Поскольку тональные пары выбираются коммунальными предприятиями, разные районы могут использовать разные тональные пары, чтобы избежать помех.
Чтобы избежать других помех, приемники могут улучшить отношение сигнал / шум, адаптировав свой декодер. Тишина и преамбула позволяют системе обработки сигнала приемника измерять коэффициенты шума канала. В зависимости от отношения сигнал / шум, биты могут быть восстановлены из разницы между мощностью тонов метки и пробелов, мощностью только тонов метки или только тонов пробела. Система должна иметь возможность настраивать метод приема для каждого 42-байтового пакета.
Битовая синхронизация обычно восстанавливается из границ тонов, так же как UART, который запускается стартовым битом. Время примерно сосредоточено на переходе через нуль с таймером от предыдущего перехода через ноль, который может активировать обнаружение бита. Практическая битовая синхронизация не может быть получена только на основе перехода через нуль из-за локального дрожания и шума при переходе через нуль, вызванных изменяющимися локальными нагрузками в сети.
Байты из пакетов нижнего уровня преобразуются в байты для более высоких уровней. Канальный уровень более высокого уровня сильно напоминает HDLC, за исключением новой функции, которая позволяет выбранным станциям повторно передавать сообщения. Уровень интерфейса управления обеспечивает удаленное управление уровнями протокола станции, включая диагностику и настройку. Например, он позволяет центральному контроллеру считывать отношение сигнала устройства к шуму и устанавливать бит, который позволяет станции ретранслировать слабые станции.
Уровни протокола предназначены для интеграции с любым прикладным уровнем, но наличие интерфейса управления предполагает разработку, ориентированную на DLMS / COSEM, широко используемый стандарт ЕС для прикладного уровня счетчиков и SCADA. DLMS / COSEM требует интерфейса управления.
S-FSK (расширенная частотная манипуляция) - это схема модуляции, которая сочетает в себе некоторые преимущества классической модуляции расширенного спектра (невосприимчивость к узкополосным помехам) с некоторыми преимуществами классической частотной манипуляции (FSK - это низкая сложность).). Разница между S-FSK и классической FSK заключается в том, что в S-FSK частота метки находится далеко от пространственной частоты. Частоты расположены достаточно далеко друг от друга, чтобы частотно-избирательное замирание и узкополосные помехи блокировали только одну из частот, поэтому приемник все еще может восстанавливать все данные с другой частоты.
