无线局域网(WLAN)与变电站综合自动化.doc

无线局域网(WLAN)与变电站综合自动化摘要：介绍了无线局域网技术的标准IEEE802.11及其在变电站综合自动化系统中的潜在应用和网络拓扑，分析了无线局域网技术模型及在变电站应用的实现技术--扩频通讯FHSS和DSSS。关键词：无线局域网 扩频通讯 变电站综合自动化Abstract：The WLAN technologies and IEEE802.11 are Introduced， and its possible application and network topology in ISA are discussed. This paper also analyzes the realization technology for WLAN–- FHSS and DSSS.Keywords：WLAN FHSS and DSSS Integrated substation automation（ISA） 0. 介绍有线局域网技术和变电站综合自动化技术都是八九十年代发展起来以计算机技术为基础的多专业多学科的综合性技术。现场总线采用了网络技术、微处理器技术、软件技术等先进技术，实现了现场设备之间的智能化、通信数据化，开创了自动化的新纪元。无线局域网（WLAN）又称为计算机无线组网，是80年代后期兴起的局域网技术，它起先应用于军事通信的扩频技术。无线局域网（WLAN）具有组网灵活、速度快、可移动、扩容方便等许多优点，通过WLAN网络，管理人员可以构筑一个无所不在的通讯环境，提供巨大的分布信息库。随着IEEE802．l、HIPERLAN和WINFORUM等标准的批准或制定，无线局域网在产品报废和不兼容性上的风险日益减少。而且随着无线局域网越来越多的产品出现，价格日益降低，安全可靠性日益提高，不少工程技术人员开始考虑无线局域网在变电站综合自动化中的应用问题。采用无线局域网技术，可以减少变电站的占地面积、节约基建投资和电缆费用；另外，通讯设备配置方便，有利于分期扩建；若将来运行人员配备便携式接受装置，可以使运行人员随时随地掌握变电站的运行情况，并根据需要，通过此装置向设备发出控制操作命令。这将大大提高运行人员的工作效率并保证设备安全可靠运行。1. 应用方式目前现场总线广泛采用的是完全分散式体系，通信总线一直延伸到现场设备，构成现场通信网络。每台现场设备是网络上的一个节点，节点之间可采用各种通信方式。在现场总线中，控制站功能分散在现场设备中，通过现场设备就可构成控制回路，实现了彻底的分散控制。过程控制功能虽然分散到现场设备中，但仍允许在控制室中用数字信号的方式进行操作和调整。为了充分发挥现有的有线网络在抗电磁干扰、传输速率高、可靠性好、实时性好的优点，可以采用中继式接入方式实现WLAN。中继方式的WLAN是指把无线链路作为原有的基干网的一部分，在多个现场总线和有线LAN网之间传输数据。中继方式应用中无线LAN主要是充当廉价并易于安装的互连设备，这时通过无线桥接器用无线链路将多个Fieldbus和LAN网连接起来。2. 无线局域网标准1997年 6月，IEEE正式颁布了IEEE802.11无线局域网通信标准，具体规定各种移动式客户协议机及应用提供无线链路信息的各种接口。IEEE802.11对国际无线局域网工作频段、无线局域网拓扑结构、物理层及介质访问层、安全性、移动站漫游等特性都有较具体的技术规范。（1）媒体访问控制MAC标准允许网络具有1000多个节点，以高达20Mbps速度处理数据。当然实际的速度将取决于使用的物理层协议。在无线局域网上达成的MAC协议，使用了载波侦听多址访问和避免冲突（CSMA／CA）技术。当使用CSMA时，在网络连接发送之前，局域网要发送数据的节点要等待网络上的无冲突出现。当检测到网络没有冲突时，节点便可发送数据，然后等待接受来自接受节点的传输认可信号。如果在传输信息的时间周期内，节点没有收到认可信号，可以认为是出现了冲突，然后每个节点要等待没有冲突，再延迟随机产生的时间周期。这一随机延迟的设计避免了要传送数据的2个节点之间的另一次冲突，直到节点已探知没有什么冲突发生，便可再次传送信息。802.11MAC层的优点之一是，它可以连到IEEE802．2逻辑链路控制层上。这使得802 11所属的局域网容易同其它局域网集成而符合802.2LLC标准。（2）WLAN参考模型按照国际标准化组织（ISO）提出的“开放系统互联参考模型”（OSI／RM），由干无线局域网没有复杂的中转、路由等网络控制，网络层结构简单，只涉及OSI／RM中的数据链路层及物理层。其中数据链路层可细分为逻辑链路控制层（LLC层）及媒体访问控制层（MAC层）。IEEE802.11只对PHY及MAC层提出相应规范。（