DLT634.15-2005远动设备及系统第1-5部分：总则带扰码的调制解调器传输过程对使用IEC60870-5规约的传输系统的数据完整性的影响.pdf 11页

'ICS29.240.01F20备案号:16997-200611中华人民共和国电力行业标准化指导性技术文件DL/Z634.15一2005/IEC/TR60870一1一5:2000远动设备及系统第1-5部分:总则带扰码的调制解调器传输过程对使用IEC60870-5规约的传输系统的数据完整性的影响Telecontrolequipmentandsystems一Part1一5:Generalconsiderations一InfluenceofmodemtransmissionprocedureswithscramblersonthedataintegrityoftransmissionsystemsusingtheprotocolIEC60870一5(IEC/TR60870-1-5:2000,IDT)2005-11-28发布2006-06-01实施中华人民共和国国家发展和改革委员会发布 DL/Z634.15一2005目次前言···············‘····························，价········‘⋯11引言····”·····“··········‘··‘·‘··················，··，··········⋯⋯W1范围.··，···，····，··价·价一价·一·一·~·一·一一一一.~.一12FF1.2帧格式的不可检的比特差错模式···········，······················一13扰码的比特差错的传播··········································‘··‘····........34FT1.2帧中不可检的差错模式的条件······························，··············‘...45特殊扰码对FT1.2数据完整性的影响·······，···，·一价············........4参考文献···········································，······‘·⋯⋯6 DL/Z634.15一2005HI1舀本标准是根据原国家经贸委《关于下达2002年度电力行业标准制定和修订计划的通知》(国经贸电力[20021973号)文的安排制定的。为保证电力系统运行的可靠性、经济性和电能的质量，控制中心必须收集系统的实时信息。这工作过去主要通过电话进行，而远动技术的出现和应用，是实现系统实时调度和进一步实现调度综合自动化的基础。启20世纪80年代以来，国际电工委员会57技术委员会为适应电力系统，包括EMS(能量管理系统)、SCADA(监控与数据采集)、DMS(配电管理系统)、DA配电自动化)及其他供水、供气等公用事业的需要，制定了IEC60870远动设备及系统系列标准，从总则、工作条件、接口、性能要求和传输规约等方面对电力系统及相关公用事业的远动技术进行规范。此系列标准将采用为我国的国家标准或电力行业标准，为我国调度自动化技术的发展和电力系统的稳定运行发挥了很好的作用。IEC60870系列标准各部分的编号、名称及采用为我国标准的情况如下:IEC/TR60870-1-1:1988:远动设备及系统第1部分:总则第1篇:基本原则，等同采用为DL/Z634.11;IEC60870-1-2:1989远动设备及系统第1部分:总则第2篇:制定规范的导则，等同采用为GB/T16436.1-1996;IEC/TR60870-1-3:1997,Ed.2.0远动设备及系统第1部分:总则第3篇:术语，等同采用为GB/T14429-2005;IEC/TR60870-1-4:1994远动设备及系统第1部分:总则第4篇:远动数据传输的基本方面及IEC870-5与IEC870-6标准的结构，等同采用为DL/Z634.14;IEC/I"R60870-1-5:2000远动设备及系统第1部分:总则第5篇:带扰码的调制解调器传输过程对使用IEC60870-5规约的传输系统的数据完整性的影响，等同采用为DLJZ634.15，即本技术文件:IEC870-2-1:1995远动设备及系统第2部分:工作条件第1篇:电源和电磁兼容性，等同采用为GB/T15153.1-1998;IEC60870-2-2:1996远动设备及系统第2部分:工作条件第2篇:环境条件(气候、机械和其他非电影响因素)，等同采用为GB/T15153.2-2000;IEC60870-3:1989远动设备及系统第3部分:接口(电气特性)，等同采用为GB/T16435.1-1996;IEC60870-4:1990远动设备及系统第4部分:性能要求，等同采用为GB/T17463-1998;IEC60870-5-1:1990远动设备及系统第5部分:传输规约第1篇:传输帧格式，等同采用为GB/T18657.1-2002;IEC60870-5-2:1992远动设备及系统第5部分:传输规约第2篇:链路传输规则，等同采用为GB/T18657.2-2002;IEC60870-5-3:1992远动设各及系统第5部分:传输规约第3篇:应用数据的一般结构，等同采用为GB/-F18657.3-2002;IEC60870-5-4:1993远动设备及系统第5部分:传输规约第4篇:应用信息元素的定义和编码，等同采用为GB/T18657.4-2002;IEC60870-5-5:1995远动设备及系统第5部分:传输规约第5篇:基本应用功能，等同采 DL/Z634.15一2005用为GB/"r18657.5-2002;IEC60870-5-101:1995远动设各及系统第5部分:传输规约第101篇:基本远动任务配套标准，非等效采用为DL/"r634.5101-2002;IEC60870-5-102:19%远动设备及系统第5部分:传输规约第102篇:电力系统电能累计量传输配套标准，等同采用为DL/T719-2000;IEC60870-5-103:1997远动设备及系统第5部分:传输规约第103篇:继电保护设备信息接口配套标准，等同采用为DUT667-1999;IEC60870-5-104:2000远动设备及系统第5部分:传输规约第104篇:用标准传输协议子集的IEC60870-5-101网络访问，等同采用为DUT634.5104-2002;IEC60870-5-6(FDIS):2004远动设备及系统第5部分:传输规约第6篇:EEC60870-5规约系列测试规则，等同采用为DL/T634.56-2004;IEC/TR60870-6-1:1995远动设备及系统第6部分:与ISO/ITU-T建议兼容的远动协议第1篇:标准的应用环境和结构，等同采用为GB/Z18700.5-2003;IEC60870-6-2:1995远动设备及系统第6部分:与ISO/ITU-T建议兼容的远动协议第2篇:OSI1至4层基本标准的应用，等同采用为GB/T18700.6-2005;IEC60870--6-503:1997远动设备及系统第6部分:与ISO/ITU-T建议兼容的远动协议第503篇:TASE.2服务和协议，等同采用为GB/T18700.1-2002;IEC/I"R60870-6-505:2002远动设备及系统第6部分:与ISO/ITU-T建议兼容的远动协议第505篇二TASE.2用户指南，等同采用为GB/Z18700.7-2005;IEC60870-6-601:1994远动设备及系统第6部分:与ISO/ITU-T建议兼容的远动协议第601篇:在永久访问连接分组交换数据网的端系统中提供基于连接传输服务的功能标准集，等同采用为GB/I"18700.8-2005;IEC/TS60870-6-602:2001远动设备及系统第6部分:与ISO/ITU-T建议兼容的远动协议第602篇:TASE传输协议子集，等同采用为GB/Z18700.4-2002;IEC60870-6-702:1998远动设备及系统第6部分:与ISO/ITU-T建议兼容的远动协议第702篇:在端系统中提供TASE.2应用服务的功能协议子集，等同采用为GB/T18700.3-2002;IEC60870-6-802:1997远动设备及系统第6部分:与ISO/ITU-T建议兼容的远动协议第802篇:TASE.2对象模型，等同采用为GB/T18700.2-20020本指导性技术文件等同采用IEC/TR60870一一1-5:2000=本指导性技术文件由中国电力企业联合会提出。本指导性技术文件由全国电力系统控制及其通信标准化技术委员会归口并负责解释。本标准起草单位:华东电网有限公司、上海东云信息技术发展有限公司。本标准主要起草人:岑宗浩、王峥、潘勇伟。本指导性技术文件由华东电网有限公司、上海东云信息技术发展有限公司起草。本指导性技术文件主要起草人:岑宗浩、王峥、潘勇伟。本指导性技术文件仅供参考，有关对本指导性技术文件的建议和意见向中国电力企业联合会标准化中心反映。 DL/Z634.15一2005引言远动系统的标准数据传输规约IEC60870-5定义了块码。这是按假定传输通道用二进制对称“无记忆”方法传输比特，实现高效率传输和很高的数据完整性而设计的。如果一个独立的信息比特要取决于其他信息比特，“无记忆”方法就不能用了。这意味着如果采用扰码以及将信息包中两位以上比特组合起来在物理层进行多相位和多幅值的调制，就会破坏链路层规约定义的块码的最优化条件。在文献【1--幻中研究了ITU-T标准调制解调器数据传输过程对IEC60870-5-1定义的帧格式FT1.2的数据完整性的影响。研究的结论是有一种ITU-T调制解调器因为将设计的海明距离从4减为3而降低了FT1.2帧的数据完整性，其他被调查的调制解调器对FT1.2帧格式的设计的数据完整性都没有负面影响。 DL/Z634.15一2005远动设备及系统第1-5部分:总则带扰码的调制解调器传输过程对使用IEC60870-5规约的传输系统的数据完整性的影响1范围本指导性技术文件给出了调制解调器传输过程对数据完整性的影响。2FT1.2帧格式的不可检的比特差错模式传输帧格式FrI.2使用一种特殊的单奇偶校验码作为对不可检的帧差错的保护方法。每个字符由1个启始位("p"),8个信息位，1个偶校验位和1个停止位(I"ll,)组成。每个字符块以各信息字符的算术和的模256运算的校验和字符结束。这表示不可检的帧差错发生在至少有4个错误比特的特定的比特差错模式上。a)两个相互反转的错误比特在两列中:启始位奇偶位I停止位b)同一列中有两个相互反转的错误比特，还有两个错误的奇偶校验比特:启始位奇偶位}停止位X,X‘和Y,Y‘表示两对数值反转的错误比特;E表示一个错误的奇偶校验比特。c)第8列中有两个错误比特，还有两个错误的奇偶校验比特: DL/Z634.15一2005启始位奇偶位}停止位FIEEIEd)同一列中有两个数值相等的错误比特，相邻的一列中有一个数值反转的错误比特，还有一个错误的奇偶校验比特:启始位奇偶位{停止位XX"e)连续的两列中有三个数值相等的错误比特中，相邻的高列中有一个反转的错误比特:启始位奇偶位}停止位XXf)第7列中有两个数值相等的错误比特，第S列中有一个数值相等的错误比特，还有一个错误的奇偶校验比特:启始位奇偶位}停止位XX DL1Z634.15一2005文献[3]对这些不可检的比特差错模式对残留的帧差错概率的影响进行了分析。此外，还有5个以上错误比特的不可检的比特差错模式。两个有6个比特差错的不可检的比特差错模式示例如下:—三个列中有3对相互反转的错误比特:启始位奇偶位{停止位—两个列中有2对相互反转的错误比特，还有两个错误的奇偶校验比特:启始位奇偶位}停止位3扰码的比特差错的传播扰码在帧(用户数据)的比特序列发往通道前用插入反馈移位寄存器的方法进行线性的代码变换。代码变换以系数带有负指数的多项式描述，这些负指数规定了在传输帧中引起反馈的移位寄存器的位置。例如生成多项式g(x)=l+x-6+xI(ITU-TV27的扰码多项式)在位置x和X7-7处以独立的或组合的移位寄存器的内容传输用户数据序列用户妞据尸}工一3}尸}x-‘}尸传翰数据接收端以收到的数据作为输入，用户数据作为输出，用相同的电路将原来的用户数据恢复。这说明发端一帧中x位置处的比特差错E会在收端用户数据的位置x.x+6和x+7处产生三个比特反转。 DL/Z634.15一2005如果以w表示生成多项式的海明权(系数的数量不等于0)，则一个比特差错将乘以w。当用户数据未达到移位寄存器的末端时，差错的传播会在帧的末端减少。ITU-T系列标准所考虑的所有生成多项式都是海明权为3的原始多项式。这意味着一个比特差错要乘以3或小些的数。因为FT1.2格式可以检测出所有少于4个错误比特的差错模式，一个比特差错总是可以检测的。因此，一个比特差错不会影响FT1.2格式的数据完整性，不必多考虑。4FT1.2帧中不可检的差错模式的条件对第2章中帧格式FT1.2的不可检的差错模式的研究表明，在各种情况下，一个列中至少有一对错误比特。有时，在相邻列或相邻列的下一列中还有错误比特。字符的长度是11，因此错误比特间的间隔应是11比特的倍数。在相邻或相邻的下一列中发生错误比特的条件是间隔为llt+l或llt+2，其中t是整数。这说明以1,2,11,12,13,22,23,24,33,34,35,⋯为负指数的差的系数组成的扰码生成多项式有可能用于生成不可检的差错模式。5特殊扰码对FT1.2数据完整性的影响由第4章可见，ITU-TV22及V22bis中的扰码生成多项式l+X"十i-17不可能用于生成不可检的差错模式。但是，V26ter,V27,V27bis,V27ter,V29,V32及V33中的多项式都可能用于生成这种差错模式。文献【1-2」说明，只有V26ter中主叫方向使用的生成多项式l+xs+xz3确能减少FT1.2帧的海明距离。这时，海明距离从4减为3.证明:下面的最后5个字符中的3个比特差错导致一个不可检的帧差错。0121"2"10101"20101校验和033"1结束字符001101000IlSuppressed3"通过选择使用下面指定位置处的用户数据比特，3个比特差错仍不可检测。传输数据:启始位奇偶位}停止位校验和 DL/Z634.15一2005有三个差错的传输数据:启始位奇偶位{停止位校验和因此，FT1.2帧的海明距离减为30ITU-TV32规定了生成多项式1十xs+x才3与正交幅度调制(QAM)及格形编码结合使用，文献[幻说明这方法不降低FT1.2帧的数据完整性二表1列出了调查的采用扰码的ITU-T建议对FTl.2帧数据完整性的影响。表1采用扰码的IUTT建议ITU-T建议传输速度Bd扰码生成多项式调制方法FTI.2帧中海明距离d减少Y22600/1200I+xM+x17差分相位调制否V.22bis1200/2400I+x10十Y-17正交幅度调制QAM否1+zs+x23是(d=3)V.26ter2喇10差分相位调制l+x1e十S21否V27.V276is4800l+X4+Xl差分相位调制否V.27ter2400/4800I+xl十xI差分相位调制否V.2948oon2oo/96001十“~，.杠_D正交幅度调制QAM否l+Xs+x13V.3239146400l+x,+xvQAM十格形编码否表中未列入的及在配套标准IEC60870-5-101,EEC60870-5-102及IEC60870-5-103第5章中推荐的物理接口的影响，应由厂家和用户协商确定。 DL/Z634.15一2005参考文献1P.Mittag"EinflussvonMODEM-VerfahrenmitQuadraturamplitudenmodulationandScramblernaufdieUbefragungssicherheitdesProtocolsnachIEC870-5"，Diplomarbeit(thesis),GeorgSimonOhm,FachhochschuleNumberg,19922F.Spagl"EinflussvonMODEM-VerfahrenmitTrellis-CodierungaufdieUberiragungssicherheitdesProtocolsnachIEC870-5"，Diplomarbeit(thesis),GeorgSimonOhm,FachhochschuleNumberg,19923GFunk"Dataintegrityandefficiencyofsingleparitycheckproductcodes"，ntzArchiv7H,4,19854GB/T18657.1-2002远动设备及系统第5部分:传输规约第1篇:传输帧格式(IEC60870-5-1:1990,IDT)5DL/T634.5101-2002远动设备及系统第5部分:传输规约第101篇:基本远动任务配套标准UEC60870-5-101:1995,NEQ)6DL/P667-1999远动设备及系统第5部分:传输规约第103篇:继电保护设备信息接口配套标准(IEC60870-5-103:1997,IDT)7DL/T719-200(〕远动设备及系统第5部分:传输规约第102篇:电力系统电能累计量传输配套标准(IEC60870-5-102:1996,IDT)8ITU-TV22(11/88)公用电话交换网和点对点二线租用电话型电路上使用的标准化1200bit/s双工调制解调器9ITU-TV22bis(11/88)公用电话交换网和点对点二线租用电话型电路上使用的采用频率分割技术的标准化2400bit/s双工调制解调器10ITU-TV26(11/88)四线租用电话型电路上使用的标准化24006it/s调制解调器11ITU-TV26ter(11/88)公用电话交换网和点对点二线租用电话型电路上使用的使用回波消除技术的标准化2400bids双工调制解调器12ITU-TV27(11/88)租用电话型电路上使用的标准化4800bit/s带人工均衡器的调制解调器13ITU-TV27bis(11/88)租用电话型电路上使用的标准化4800/2400bit/s带人工均衡器的调制解调器14ITU-TV27ter(11/88)公用电话交换网中使用的标准化4800/2400bit/s调制解调器15ITU-TV29(11/88)点对点四线租用电话型电路上使用的标准化%00bit/s调制解调器16ITU-TV32(03/93)公用电话交换网和租用话路上使用的、以高达9600bit/s的数据传信速率操作的二线双工调制解调器系列17ITU-TV33(11/88)点对点四线租用电话型电路上使用的标准化14400bit/s调制解调器'