6、7
8 9 10 11 12、13 14、15 请求/响应帧 请求/响应帧 请求/响应帧 请求/响应帧
制造厂和用户协商后定义
响应帧应说明访问要求 召唤链路状态 召唤用户1级数据* 召唤用户2级数据** 备用 制造厂和用户协商后定义
—
0 0 1 1 — —
从动站向启动站传输的功能码
（非平衡方式）
功能码 序号 0 帧类 型 功 能 功能码 序号 10 响应 帧 帧类 型 功 能
通信规约：IEC101重点
• 物理层 • 链路层 功能码、特征位（FCB、ACD）、链路 地址 • 应用层 类型标识、可变结构限定词、传送原因、 公共地址、信息对象地址、信息元素
物理层(硬件）
将比特串行数据从链路层要求的形式变换为线路传输 要求形式。 DTE 和 DCE 之间接口为异步 ITU-TV.24/ ITU-TV.28 接口。传输通道的运行模式不同，所要求 的接口信号也不同 数据电路
从IEC 60870-5-5选用的应用功能 从IEC 60870-5-3选用的应用服务数据单元 从IEC 60870-5-4选用的应用信息元素 从IEC 60870-5-2选用的链路传输规则 从IEC 60870-5-1选用的传输帧格式 从ITU-T建议中选用 物理层(第1层) 链路层 (第2层) 用户进程 应用层 (第7层)
IEC101选用模型
ISO参考模型 增强性能模型（EPA)
应用层
表示层 会话层 传输层 网络层 链路层
应用层
传输应用数据
物理层
链路层 物理层
传输帧格式 物理通讯方式
远动系统在有限的传输带宽下要求反映时间特别短， 牺牲部分服务换取传输效率Fra bibliotek规约结构
增强性能体系结构(EPA)和配套标准所选用的标准定义
国内常用远动规约
• 远动通道（RS232）：
CDT规约：部颁DL451-91、老部颁、地方CDT规约 DNP3.0规约、SC-1801规约、N4F规约、S5规约 ELIN规约、Siemens 8890规约、 ABB RP570规约 部颁101规约1997，IEC60870-5-101规约2002
• 网络通道
DFC = 1,启动站连续传输后续报文，将引起缓冲区溢出。
启动站向从动站传输的功能码 （非平衡方式）
功能码序号 0 1 2 3 4 5 帧类型 发送/确认帧 发送/确认帧 发送/确认帧 发送/确认帧 发送/无回答帧 业务功能 复位远方链路 复位远动终端的用户进程 （撤消命令） 用于平衡式传输过程 测试链路功能 传送数据 传送数据 备用 帧计数有效位状态 FCV 0 0 — 1 0 —
IEC60870-5-101规约介绍 与报文分析
国电南瑞 谈苏伟
远动规约与评价尺度
过程监视和控制功能的最终目的是为了达到系统 数据一致性。即过程变量的状态和它在远动系统数据 库中的镜像没有区别。由于有关过程状态信息的延时 以及环境噪音或者元件失效使信息错误，这个最终目 的不能完全达到，但是期望通信能够维持一个高度的 系统一致性。为此数据传输方法将支持高等级可靠的 和高效率的信息吞吐量，特别是对于短报文和紧急的 报文。在给定的带宽下数据完整性和传输效率这两个 量是评价远动规约的尺度 高的数据完整性和数据传输效率是相互矛盾的，提 高对数据完整性的要求可以用降低信息流的速度方法 实现。因此要在这两个特性之间寻找一个可以接收的 折衷。
链路层（可变帧）
一．FT1.2可变帧长格式 可变帧长帧格式用于由主站向子站传输数据，或由子站向主 站传输数据。 报文示例：总召唤命令报文（从帧格式的角度）
-> 68 09 09 68 73 01 64 01 06 01 00 00 14 F4 16
启动字符（68H） L L重复 固定长 度 的报文 头
1. 2002版增加了链路确认过程。 2. 2002版信息对象地址范围扩大。
IEC60870-5系列标准
•基本标准（共分5篇）
第一篇 第二篇 第三篇 第四篇 第五篇 60870-5-1 60870-5-2 60870-5-3 60870-5-4 60870-5-5 传输帧格式 链路传输规约 应用数据的一般结构 应用信息元素定义和编码 基本应用功能
控制站的 数据终端 设 备 （ DTE） 数据电路 终接设备 （DCE） 数据电路 终接设备 （DCE） 控制站的 数据终端 设 备 （ DTE）
串行远动通信
控制站和被控站的接口和连接
物理层（DCE）
线路耦合器将比特串行数据从链路层要求的 形式变换为线路传输要求的形式，线路耦合器 的典型任务如下： －变换信号；
控制域4 (非平衡）
主站至子站 备用 RES 1 PRM 启动报 文 0 帧 计 数 位 FCB 要求访问位 ACD 帧计数有效 位 FCV 数据流控制 位DFC 23 22 21 功能码 20
子站至主站
PRM：启动报文位： PRM＝0, 表示是由从动(响应)站向启动站传输报文； PRM = 1, 表示是由启动站向从动站传输报文. DFC = 0,表示是由从动(响应)站可以接收后续报文。
从动站至启 动站
RES： 备用 FCV：帧计数有效位： FCV＝0 表示帧计数位FCB的变化无效。 FCV＝1 表示帧计数位FCB的变化有效。 发送 / 无回答服务、广播报文和其他不需要考虑信息输出的 丢失和重复的传输服务，无需改变帧计数位FCB的状态，因此这些 帧的帧计数有效位FCV常为零。
控制域2（非平衡）
控制域3（非平衡）
启动站至从 动站 备用 RES
从动站至启 动站
1 PRM 启动报 文 0
帧 计 数 位 FCB
要求访问位 ACD
帧计数有效 位 FCV
数据流控制 位DFC
23 22 21 功能码
20
ACD： 要求访问位：有两种级别的报文数据，名称为1级数据 和2级数据； ACD＝ 0 从动站无1级用户数据要求传输； ACD = 1 从动站要求传输1级用户数据。 从动站向启动站指出希望传输1级用户数据。 注－1级用户数据传输典型地被用于事件传输或者高优 先级报文的传输，2级用户数据典型地被用于循环传输或者低 优先级报文传输。
主站采用顺序地查询 ( 召唤 ) 子站来控制数据传输 , 在这 种情况下主站是请求站,它触发所有报文的传输,子站是从动 站,只有当它们被查询(召唤)时才可能传输。
• 平衡传输(Balanced tranmission)
采用平衡传输，每一个站可能启动报文传输。因为这 些站可以同时既作为启动站又可以作为从动站，它们被称 为综合站。
启动字符（10H） 控制域（C） 链路地址域（A） 帧校验（CS） 结束字符（16H）
链路层（单个字符）
三．FT1.2
单个字符
E5 H
单个控制字符E5用来取代固定帧长肯定确认帧(从动功 能码<0>)或固定帧长否定确认帧(从动功能码<9>)。 -> 10 5B 01 5C 16 <- 10 09 01 0A 16 （E5) -> 68 09 09 68 73 01 64 01 06 01 00 00 14 F4 16
链路服 务级别 S1 S2 S3 功能 用途
发送 / 无回 答 发送/确认 请求/响应
广播命令
由控制站向数据终端 发送命令等 由控制站向数据终端 召唤数据或事件
IEC101 选用帧格式
标准传输帧的格式FT1.2适用于远动系统中信息吞吐 量和数据完整性的高等级要求 配套标准唯一地采用IEC60870-5-1 6.2.4.2 中定义 1，2）的帧格式FT1.2，允许采用： 固定帧长 可变帧长 单个控制字符 异步串行链路；偶校验、8个数据位、1个启动位、1 个停止位（E.8.1）；256模和帧校验；海明距离＝4 （平均未检出差错时间为26年）
启动字符（68H）
控制域（C） 链路地址域（A） 链路用户数据（可变长度） 帧校验和（CS） 结束字符（16H） L个8位 位组
二．FT1.2固定帧长格式 用于子站回答主站的确认报文，或主站向子站的询问报文。
链路层（固定帧）
报文示例：召唤链路状态（从帧格式角度） M->R :10 49 01 4A 16
确认 帧
确认 帧
确认 链路忙、未接收报 文 备用 制造厂和用户协商 后定义
备用 以链路状态或访问请求 回答请求帧 备用 制造厂和用户协商后定 义 链路服务未工作 链路服务未完成
1
11
2~5 6、7 8 9 响应 帧 响应 帧
－提供站和传输线路间的电气隔离； －监视信号质量； －提供位同步； －如果未被数据链路完成，加上和移去帧同步； －捡出传输线路忙、空闲和不完备状态。
ITU-T建议了系列标准
－V.24/V.28(载波、Modem)系列 －X.24/X.28(数字、数字信号复用器）系列
链路层
链路层接收、执行和控制高层要求的传输服务功能 提供三种服务类别：
• 若从一个中心控制站(控制站)到几个外站(被控站)之间链路 共用一条公共的物理通道，那么这些链路必须工作在非平 衡式，以避免多个被控站试图在同一时刻在通道上传输。 • 国内一般101采用非平衡方式、104采用平衡方式传输
控制域1（非平衡）
启动站至从 动站 备用 RES 1 PRM 启动报 文 0 帧 计 数 位 FCB 要求访问位 ACD 帧计数有效 位 FCV 数据流控制 位DFC 23 22 21 功能码 20
启动站至从 动站 备用 RES 1 PRM 启动报 文 0 帧 计 数 位 FCB 帧计数有效 位 FCV 数据流控制 位DFC 23 22 21 功能码 20 要求访问位 ACD
从动站至启 动站
FCB： 帧计数位： • 帧计数位0或1，是每个站连续的发送/确认或者请求/响应服务的变化位。 • 帧计数位用来消除信息传输的丢失和重复。启动站向同一从动站传输新一轮的发送 /确 认(SEND/CONFIRM)或请求/响应(REQUEST/REPOND) 传输服务时，将帧计数位(FCB) 取相反值，启动站为每一个从动站保留一个帧计数位(FCB)的拷贝，若超时未由从动站收 到所期望的报文，或接收出现差错，则启动站不改变帧计数位 FCB的状态，重复原来的 发送/确认或者请求/响应服务。 • 复位命令的情况下帧计数位 (FCB)清零，从动站接收此命令将帧计数位置零 ,并期望下 一次的从启动站到从动站的传，其帧计数位 (FCB)为1，帧计数有效位FCV为1。