IEC 61334

المعيار IEC 61334 ، المعروف باسم أتمتة التوزيع باستخدام أنظمة نقل خطوط التوزيع ، هو معيار لاتصالات خطوط الطاقة الموثوقة منخفضة السرعة بين عدادات الكهرباء والمياه وأنظمة التحكم الإشرافي وجمع البيانات (SCADA ). ^{[ 1 ]} يُعرف أيضًا باسم مفتاح إزاحة التردد المنتشر ( S-FSK )، وكان يُعرف سابقًا باسم IEC 1334 قبل إعادة ترقيمه الأخيرة من قِبل اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC). وهو في الواقع سلسلة من المعايير التي تصف البيئة الفيزيائية المدروسة لخطوط الطاقة، وطبقة فيزيائية مُكيَّفة جيدًا، وطبقة وصول وسائط منخفضة الطاقة قابلة للتطبيق، وواجهة إدارة. تستخدم المعايير ذات الصلة الطبقة الفيزيائية (مثل بروتوكول الإنترنت عبر S-FSK)، ولكن ليس الطبقات الأعلى. ^{[ 2 ]}

تقوم الطبقة الفيزيائية بمزامنة حزمة صغيرة من النغمات مع نقطة عبور الصفر لجهد خط الطاقة. وتختار شركات الكهرباء هذه النغمات، ولا يُحددها المعيار. تتراوح ترددات النغمات عادةً بين 20  و100  كيلوهرتز، ويجب أن يفصل بينها فاصل زمني لا يقل عن 10  كيلوهرتز لمنع التداخل. تُختار نغمة واحدة للإشارة (أي الرقم الثنائي 1)، والأخرى للمسافة (أي الرقم 0). يسمح المعيار لكل نقطة عبور للصفر بنقل 1 أو 2 أو 4 أو 8 بتات، مع زيادة حساسية التوقيت مع زيادة عدد البتات. في خطوط الطاقة متعددة الأطوار، قد تُرسل إشارة منفصلة على كل طور لتسريع عملية الإرسال.

يعود انخفاض سرعة هذا المعيار إلى محدودية عدد البتات لكل دورة في خط الطاقة. كما تتأثر السرعة بالتشويش والارتعاش الموضعي عند نقطة عبور الصفر في خط التيار المتردد. أما الموثوقية العالية فتأتي من نظام التوقيت الدقيق (أي نقطة عبور الصفر)، ونسبة الإشارة إلى التشويش العالية (حيث تُختار الترددات لتجنب التشويش الشائع في خطوط الطاقة)، ​​وانعدام تشوه التشكيل البيني، والكشف التكيفي للإشارة.

تُرسل البتات الأكثر أهمية أولاً، على عكس منفذ التسلسل التقليدي . تُجمع البيانات الناتجة عن عبور الصفر في بايتات من 8 بتات. يُجمع كل بايت في حزم من 42 بايتًا. تُشكل البايتات الأربعة الأولى من كل حزمة تمهيدًا لقياس حالة القناة الحالية. يلي ذلك 38 بايتًا من البيانات، ثم 3 بايتات من الصمت.

تُركّز تقنية S-FSK النغمات حول اللحظة التي يمر فيها خط التيار المتردد بجهد صفري. وبهذه الطريقة، تتجنب النغمات معظم ضوضاء الترددات الراديوية الناتجة عن التفريغ الكهربائي. (من الشائع أن يحدث تفريغ كهربائي في العوازل المتسخة عند أعلى نقطة في الجهد، مما يُولّد بالتالي موجة ضوضاء واسعة النطاق). وبما أن شركات الكهرباء هي من تختار أزواج النغمات، فيمكن للمناطق المختلفة استخدام أزواج نغمات مختلفة لتجنب التداخل.

لتجنب التداخلات الأخرى، يمكن لأجهزة الاستقبال تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء عن طريق تعديل وحدة فك التشفير. يسمح الصمت والتمهيد لمعالجة الإشارة في جهاز الاستقبال بقياس نسب الضوضاء في القناة. وبناءً على نسب الإشارة إلى الضوضاء، يمكن استعادة البتات من الفرق بين قوة نغمات العلامة والفراغ، أو قوة نغمات العلامة فقط، أو نغمات الفراغ فقط. يجب أن يكون النظام قادرًا على ضبط طريقة الاستقبال لكل حزمة بيانات بحجم 42 بايت.

يُستعاد توقيت البتات عادةً من حدود النغمات، تمامًا كما هو الحال في منفذ UART الذي يُفعّل بواسطة بت البداية. يتمحور التوقيت تقريبًا حول نقطة عبور الصفر، مع وجود مؤقت من نقطة عبور الصفر السابقة يُتيح اكتشاف البتات. لا يُمكن عمليًا استخلاص توقيت البتات من نقطة عبور الصفر وحدها، نظرًا للارتعاش والتشويش المحليين في نقطة عبور الصفر الناتجين عن الأحمال المحلية المتغيرة على الشبكة.

تُعاد صياغة البايتات من حزم الطبقة الدنيا لتُستخدم في الطبقات العليا. تشبه طبقة الربط العليا إلى حد كبير بروتوكول HDLC ، باستثناء ميزة جديدة تسمح لمحطات مُحددة بإعادة إرسال الرسائل. ^{[ 3 ]} توفر طبقة واجهة الإدارة تحكمًا عن بُعد في طبقات بروتوكول المحطة، بما في ذلك التشخيص والتكوين. على سبيل المثال، تُمكّن وحدة تحكم مركزية من قراءة نسب الإشارة إلى الضوضاء للوحدة، وتعيين البت الذي يسمح للمحطة بإعادة إرسال الرسائل من المحطات ذات الإشارة الضعيفة. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

صُممت طبقات البروتوكول لتتكامل مع أي طبقة تطبيق، ولكن وجود واجهة إدارة يشير إلى تصميم مُوجّه نحو معيار DLMS/COSEM ، وهو معيار أوروبي واسع الانتشار لطبقة تطبيق العدادات وأنظمة SCADA. ويتطلب معيار DLMS/COSEM وجود واجهة إدارة.

S-FSK (تعديل إزاحة التردد المنتشر) هو نظام تعديل يجمع بين بعض مزايا تعديل الطيف المنتشر الكلاسيكي (المناعة ضد التداخل ضيق النطاق) وبعض مزايا تعديل إزاحة التردد الكلاسيكي (انخفاض تعقيد FSK). الفرق بين S-FSK وFSK الكلاسيكي هو أنه في S-FSK، يتم تحديد تردد العلامة.${\displaystyle f_{m}}$يتم وضعه بعيدًا عن تردد الفضاء${\displaystyle f_{s}}$يتم وضع الترددات على مسافة كافية بحيث لا يؤدي التلاشي الانتقائي للتردد والتداخل ضيق النطاق إلا إلى حجب تردد واحد فقط، وبالتالي يمكن لجهاز الاستقبال استعادة جميع البيانات من التردد الآخر. ^{[ 6 ]}

• IEC TR 61334-1-1:1995 اعتبارات عامة – بنية نظام أتمتة التوزيع
• IEC TR 61334-1-2:1997 اعتبارات عامة – دليل للمواصفات
• IEC TR 61334-1-4:1995 اعتبارات عامة - تحديد معلمات نقل البيانات المتعلقة بشبكات توزيع الجهد المتوسط ​​والمنخفض
• متطلبات إشارات التيار الكهربائي IEC 61334-3-1:1998 - نطاقات التردد ومستويات الإخراج
• متطلبات إشارات الشبكة الكهربائية IEC 61334-3-21:1996 – جهاز اقتران سعوي معزول بين طورين للجهد المتوسط
• متطلبات إشارات الشبكة الكهربائية IEC 61334-3-22:2001 - أجهزة الاقتران التطفلي بين الطور والأرض وبين الشاشة والأرض للجهد المتوسط
• IEC 61334-4-1:1996 بروتوكولات نقل البيانات – النموذج المرجعي لنظام الاتصالات
• IEC 61334-4-32:1996 بروتوكولات اتصالات البيانات - القسم 32: طبقة ربط البيانات - التحكم في الربط المنطقي (LLC)
• بروتوكولات اتصالات البيانات IEC 61334-4-33:1998 - طبقة ربط البيانات - بروتوكول الاتصال الموجه
• IEC 61334-4-41:1996 بروتوكولات اتصالات البيانات – بروتوكولات التطبيقات – مواصفات رسائل خط التوزيع
• IEC 61334-4-42:1996 بروتوكولات اتصالات البيانات – بروتوكولات التطبيقات – طبقة التطبيقات
• بروتوكولات اتصالات البيانات IEC 61334-4-61:1998 - طبقة الشبكة - بروتوكول غير متصل
• بروتوكولات اتصالات البيانات IEC 61334-4-511:2000 – إدارة الأنظمة – بروتوكول CIASE
• IEC 61334-4-512:2001 بروتوكولات اتصالات البيانات - إدارة النظام باستخدام الملف التعريفي 61334-5-1 - قاعدة معلومات الإدارة (MIB)
• IEC 61334-5-1:2001 ملامح الطبقة السفلية – ملامح مفتاح إزاحة التردد المنتشر (S-FSK)
• IEC TS 61334-5-2:1998 ملامح الطبقة السفلية – ملف تعريف مفتاح إزاحة التردد (FSK)
• IEC TS 61334-5-3:2001 ملامح الطبقة السفلى – ملف تعريف النطاق العريض التكيفي للطيف المنتشر (SS-AW)
• IEC TS 61334-5-4:2001 ملامح الطبقة السفلية – ملامح تعديل الموجات الحاملة المتعددة (MCM)
• IEC TS 61334-5-5:2001 ملامح الطبقة السفلية - طيف منتشر - ملف تعريف القفز الترددي السريع (SS-FFH)
• قاعدة ترميز A-XDR وفقًا للمعيار IEC 61334-6:2000

• الاتصالات عبر خطوط الطاقة ، لإجراء مسح للموضوع
• ناقل الطاقة العالمي ، المنافس الأكثر شيوعًا ذو المدى الأقصر