金光磊 廣東中山電力工業局
摘要:本文分析了遠動信息在通道上傳送的規律，和通道上的干擾對遠動信息傳輸的影響。討論了通道的誤碼率與遠動通道的實際可用性之間的定量關系，以及遠動信息傳輸上抗干擾提高遠動通道的可用性的方法。
關鍵詞:遠動通道 誤碼率 可用性
在遠動系統中，通信通道是連接主站與RTU的一個十分重要的環節。RTU所采集的所有數據都要通過通道上傳主站，供主站分析和使用。而主站對廠站設備的操作命令也是通過通道下達到RTU的。所以說，通道是連接主站與RTU的神經，遠動系統能否可靠穩定地運行，在很大程度上取決于遠動通道是否可以很好地工作。本文針對通信通道受干擾、有誤碼，這一無法回避的事實，討論通信傳輸中的誤碼問題對于遠動信息傳輸的影響。
1、遠動信息傳輸的特征
遠動信息是指遠動主站發給RTU的各種指令，以及RTU上送主站的所有信息的總稱。按照遠動信息傳輸的方式，可分為問答式和自發式兩種。問答式即主站發出一個主動的詢問或操作命令，然后RTU回答一個被動的信息或響應，由此一問一答構成一個完整的傳輸過程。自發式即RTU主動地向主站發出有關的信息，主站在需要操作時也主動發出操作指令給RTU。目前問答式傳輸方式已逐漸在許多遠動系統中得到應用，而且成為今后發展的趨勢。
衡量通信誤碼率是以位(bit)為單位的，而遠動信息的傳輸作為一種串行方式，不是以位或字節(byte)為單位傳輸的。它是以幀(frame)為單位的。一幀電文由若干字節組成，幀尾有校驗碼，校驗該幀數據的正確性，以防傳輸過程中的丟碼與錯碼。一幀中任何一個位的錯誤都將導致該幀傳輸失敗，并且該幀中所有的信息都是無效的。
一般情況下，一幀信息的位數為102～103數量級。
2、通道誤碼對遠動信息傳輸的影響
通道傳輸過程中的誤碼一般是隨機發生的。按統計規律，誤碼的發生屬于均勻分布。每個位(bit)在通道上傳輸時發生誤碼的概率，被稱為誤碼率。通道誤碼率是由通道的性質和工作狀態決定的，是通道性能的一個重要指標。它與傳輸介質、通信設備、傳輸方式(技術)和傳輸速率(波特率)有關。對于遠動通道常用的600bps和1200bps的波特率，載波通道的誤碼率一般為10-4數量級，微波通道的誤碼率一般為10-6數量級。對于一個幀來說，由于幀中任一位的錯誤都將導致整個幀出錯，所以出錯的可能性(概率)為：幀長×誤碼率。出錯率小于1才可使該幀在通道上順利傳送，而且出錯率越小傳輸越可靠。
若傳輸報文的幀較長(103位)，即使使用較好的微波通道(10-6誤碼率)，其信息丟失的概率仍有10-3之多。對遠動通道來說，按每秒傳送一幀計，每小時傳送的幀數達3600幀，所以10-3的故障率是不能令人滿意的。
3、提高遠動信息傳輸的可靠性的方法
誤碼率為10-6，對微波通道來說，在正常情況下可達到，而對載波通道來說已屬不易。若要在這兩種傳輸技術的基礎上，大幅度地降低誤碼率提高可靠性是很困難的。因此，要想提高遠動信息傳輸的可靠性，僅從通信方面著手是不夠的，還應從信息傳輸方式上想辦法，一個重要的方法就是出錯后的重發技術。出錯重發技術是建立在主站和RTU雙方都能互相確認對方所送信息的正確性的基礎上。它相當于polling的問答方式：在給定的時間間隔內未收到對方的確認電文，則認為所發信息受到干擾未能被對方收到。即使對方已收到信息，而回送的確認電文被干擾，使得發送方不能得到正確的確認信息，也認為該信息傳送失敗。此時，則由發送方再次發出一個相同的電文(重發)。
在此，我們記發送方的信息幀長為MSG，接收方的確認幀長為ACK，通道的誤碼率為W，重發次數為T。因此，發送幀的出錯率(MSG×W)，加上回送的確認幀的出錯率(ACK×W)，才是一次完整的傳送的出錯率
MSG×W+ACK×W=(MSG+ACK)×W
若有一次重發，則兩次都出錯的概率為［(MSG+ACK)×W］2。
因此，對于具有T次重發能力的信息傳送，發送(包括重發)不成功的概率為［(MSG+ACK)×W］T。
上式中，(MSG+ACK)×W是一個小于1的小數，T則是自然數。所以降低發送(包括重發)不成功的概率，可通過減小誤碼率W和增加T來達到。
對于多次傳送的平均故障率，式中(MSG+ACK)項應取多次傳輸的平均值。由于ACK相對于MSG很小，可略去不計，所以平均故障率為
均故障率=(平均幀長×誤碼率)重發次數
4、結論
通信誤碼率與遠動信息傳輸的可靠性有一定的數量關系，出錯重發技術在同樣的通道特性下可大大改善傳輸可靠性。
