IEC 61334-5-1:2001

Distribution automation using distribution line carrier systems - Part 5-1: Lower layer profiles - The spread frequency shift keying (S-FSK) profile

Describes the requirements of S-FSK (frequency shift keying modulation) in conjunction with the services provided by the physical layer entity and the MAC sublayer. The transmission medium is assumed to be the distribution network on both MV or LV level. To be used in conjunction with IEC 61334-4-32.
This publication is of high relevance for Smart Grid.

Automatisation de la distribution à l'aide de systèmes de communication à courants porteurs - Partie 5-1: Profils des couches basses - Profil S-FSK (modulation par saut de fréquences étalées)

Décrit les exigences de la modulation S-FSK (spread frequency shift keying - Modulation par déplacement de fréquence étalée) en relation avec les services fournis par la couche physique et la sous-couche MAC. On suppose que le réseau de distribution sur les niveaux MT et BT constitue le support de transmission. Est à lire conjointement avec la CEI 61334-4-32.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 27-May-2001
• ICS: 01 - GENERALITIES. TERMINOLOGY. STANDARDIZATION. DOCUMENTATION
• ICS: 33.200 - Telecontrol. Telemetering
• Technical Committee: TC 57 - Power systems management and associated information exchange
• Drafting Committee: WG 9 - TC 57/WG 9
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 28-May-2001
• Completion Date: 15-Jun-2001

Overview

IEC 61334-5-1:2001 is an international standard developed by the International Electrotechnical Commission (IEC). This standard focuses on distribution automation using distribution line carrier (DLC) systems and details the spread frequency shift keying (S-FSK) profile for lower layer communication. The document specifies requirements for S-FSK modulation in coordination with the physical layer and the medium access control (MAC) sublayer. Designed for utilization on distribution networks at both medium voltage (MV) and low voltage (LV) levels, the standard is a key component in building reliable, cost-effective communication infrastructures for smart grid applications.

Key Topics

• S-FSK Modulation: Describes the principles and advantages of spread frequency shift keying, including immunity to narrowband interference and efficient implementation due to simplicity.
• Physical Layer Integration: Outlines the interaction between S-FSK modulation and the physical layer, ensuring the robustness and compatibility necessary for power distribution communication.
• MAC Sublayer Specifications: Details the requirements for the MAC sublayer, which provides an interface to the logical link control (LLC) layer defined in IEC 61334-4-32.
• Performance Evaluation: Includes test procedures for evaluating system performance under different noise and interference conditions, contributing to the reliability of power line communications.
• Data Transmission via Distribution Networks: The scope covers efficient data transmission over existing distribution line infrastructure at both MV and LV levels.
• Standardization and Interoperability: Facilitates uniform implementation and integration of devices and systems from multiple vendors in distribution automation environments.

Applications

IEC 61334-5-1:2001 plays a vital role in smart grid development and modernization, supporting:

• Remote Monitoring and Control: Enables reliable two-way data exchange for monitoring, controlling, and automating equipment and assets in power distribution networks.
• Smart Metering: Supports communication between smart meters and central utility systems, important for efficient billing, consumption analysis, and demand response.
• Fault Detection and Isolation: Provides communication infrastructure for rapid detection and localization of faults, improving network reliability and reducing downtime.
• Load Management: Supports automated responses to load changes, improving energy efficiency and grid stability.
• Interoperability: Ensures devices from different manufacturers can communicate seamlessly on common physical infrastructure, reducing integration costs.

Related Standards

For a comprehensive approach to distribution automation and power line communications, IEC 61334-5-1:2001 should be considered with the following standards:

• IEC 61334-4-32: Covers logical link control (LLC) necessary for data link layer operations in DLC systems.
• IEC 61334-4-1: Provides the reference model for communication protocols in distribution automation systems.
• IEC/TR 61334-1-4: Offers guidance on identifying data transmission parameters for medium and low voltage distribution mains.
• ISO/IEC 7498-1 and ISO/IEC 7498-3: Define the OSI reference model for open systems interconnection, supporting standardized terminology and addressing.
• EN 50065-1: Specifies general requirements and electromagnetic compatibility conditions for signaling on low-voltage electrical installations.

Conclusion

IEC 61334-5-1:2001 is a key standard for advancing distribution automation, enabling robust and interoperable communication using S-FSK over existing power distribution lines. Widely relevant to smart grid applications, it fosters reliable, scalable, and cost-effective solutions for utilities implementing advanced metering, automation, and control systems. For optimal results and regulatory compliance, organizations should implement IEC 61334-5-1 alongside related international standards for integrated distribution network communications.

Standards Content (Sample)

NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
61334-5-1
INTERNATIONAL
Deuxième édition
STANDARD
Second edition
2001-05
Automatisation de la distribution à l'aide de
systèmes de communication à courants porteurs –
Partie 5-1:
Profils des couches basses –
Profil S-FSK (modulation par saut
de fréquences étalées)
Distribution automation using distribution
line carrier systems –
Part 5-1:
Lower layer profiles –
The spread frequency shift keying
(S-FSK) profile
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 61334-5-1:2001
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NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
61334-5-1
INTERNATIONAL
Deuxième édition
STANDARD
Second edition
2001-05
Automatisation de la distribution à l'aide de
systèmes de communication à courants porteurs –
Partie 5-1:
Profils des couches basses –
Profil S-FSK (modulation par saut
de fréquences étalées)
Distribution automation using distribution
line carrier systems –
Part 5-1:
Lower layer profiles –
The spread frequency shift keying
(S-FSK) profile
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– 2 – 61334-5-1 © CEI:2001
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS . 6
1 Généralités . 8
1.1 Domaine d'application et objet. 8
1.2 Références normatives . 8
1.3 Définitions. 10
2 Modulation .10
2.1 Objectif . 10
2.2 Principe S-FSK (spread frequency shift keying) . 10
2.3 Etalement . 14
2.4 Essais sur les performances . 14
2.4.1 Objectif . 14
2.4.2 Essais sur le TEB du bruit blanc . 14
2.4.3 Essais sur le TEB du brouilleur de bande étroite . 16
2.4.4 Essais sur le TEB de bruit impulsif . 16
3 Couche physique. 16
3.1 Objectif . 16
3.2 Méthode de transmission . 16
3.2.1 Codage . 16
3.2.2 Cadencement des bits. 16
3.2.3 Cadencement de trame . 18
3.2.4 Cadencement d'intervalle de temps . 18
3.3 Encapsulation des paquets. 18
3.3.1 Objectif . 18
3.3.2 Séquence de bits et d’octets. 18
3.3.3 Délimiteur de préambule et de début de sous-trame . 20
3.3.4 Pause . 20
3.4 Définitions des services de la couche physique . 20
3.4.1 Description générale . 20
3.4.2 P_Data.request . 22
3.4.3 P_Data.confirm . 24
3.4.4 P_Data.indication . 24
3.4.5 P_Sync.request . 26
3.4.6 P_Sync.indication. 26
3.5 Envoi et réception de sous-couches physiques . 28
3.5.1 Envoi . 28
3.5.2 Réception. 28
3.5.3 Synchronisation – désynchronisation d'un serveur . 30
3.5.4 Tableaux de transition d'état physique . 32
3.5.5 Description des tableaux de transition . 34

61334-5-1 © IEC:2001 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD . 7
1 General. 9
1.1 Scope and object . 9
1.2 Normative references. 9
1.3 Definitions . 11
2 Modulation . 11
2.1 Purpose . 11
2.2 Spread frequency shift keying (S-FSK) principle . 11
2.3 Spreading . 15
2.4 Performance tests. 15
2.4.1 Purpose . 15
2.4.2 White noise BER tests . 15
2.4.3 Narrowband interferer BER tests. 17
2.4.4 Impulsive noise BER tests. 17
3 Physical layer . 17
3.1 Purpose . 17
3.2 Transmission method. 17
3.2.1 Coding . 17
3.2.2 Bit timing. 17
3.2.3 Frame timing. 19
3.2.4 Slot timing. 19
3.3 Packet encapsulation. 19
3.3.1 Purpose . 19
3.3.2 Byte and bit ordering. 19
3.3.3 Preamble and start subframe delimiter . 21
3.3.4 Pause . 21
3.4 Physical layer services definitions. 21
3.4.1 General description. 21
3.4.2 P_Data.request . 23
3.4.3 P_Data.confirm . 25
3.4.4 P_Data.indication. 25
3.4.5 P_Sync.request. 27
3.4.6 P_Sync.indication . 27
3.5 Sending and receiving physical sublayer. 29
3.5.1 Sending . 29
3.5.2 Receiving. 29
3.5.3 Synchronization – desynchronization of a server. 31
3.5.4 Physical state transition tables. 33
3.5.5 Transition table description . 35

– 4 – 61334-5-1 © CEI:2001
4 Sous-couche MAC (medium access control) . 44
4.1 Spécification des services MAC. 44
4.1.1 Objectif . 44
4.1.2 Caractéristiques . 44
4.1.3 Vue d'ensemble des services . 44
4.1.4 MA_Data.request . 46
4.1.5 MA_Data.confirm. 48
4.1.6 MA_Data.indication . 50
4.1.7 MA_Sync.indication . 52
4.2 Structure de la trame MAC . 54
4.2.1 Indicateur de trame . 56
4.2.2 Format de trame MAC longue. 56
4.2.3 Eléments de la trame MAC longue. 64
4.2.4 Trame MAC longue incorrecte . 74
4.3 Méthode MAC . 74
4.3.1 Modèle fonctionnel . 74
4.3.2 Description de la transmission. 76
4.3.3 Description de la réception . 76
4.3.4 Description de la gestion MAC. 76
4.3.5 Spécification formelle . 76
4.3.6 Tableau des états d'accès au support. 78
4.3.7 Description des tableaux de transition . 96
Annexe A (normative) Description des valeurs d'erreur . 118
Bibliographie . 122
Figure 1 – Qualité «espace» similaire à qualité «marque» . 12
Figure 2 – Qualité «marque» nettement meilleure que qualité «espace». 12
Figure 3 – Intervalle de temps et structure de trame physique . 18
Figure 4 – Services P_Data . 22
Figure 5 – Relations avec le modèle de référence . 44
Figure 6 – Primitives de service MA_Data . 46
Figure 7 – Format de sous-trame MAC . 56
Figure 8 – Trame MAC longue constituée d'une seule sous-trame. 58
Figure 9 – Trame MAC longue constituée de deux sous-trames . 60
Figure 10 – Trame MAC longue constituée de plus de deux sous-trames . 62
Tableau 1 – Valeurs E /N maximales permises pour atteindre un TEB donné. 16
b 0
Tableau 2 – Tableau de transition de la couche physique du serveur. 32
Tableau 3 – Tableau de transition de la couche physique client. 34
Tableau 4 – Codage et décodage du champ NS. 70
Tableau 5 – Valeur du champ PL . 70
Tableau 6 – Tableaux de transition des états du serveur MAC. 80
Tableau 7 – Tableau de transition des états client MAC . 92
Tableau 8 – Variables de gestion MAC serveur et client utilisées dans le profil S-FSK. 102

61334-5-1 © IEC:2001 – 5 –
4 Medium access control sublayer (MAC) . 45
4.1 MAC service specification . 45
4.1.1 Purpose . 45
4.1.2 Characteristics . 45
4.1.3 Overview of the services . 45
4.1.4 MA_Data.request . 47
4.1.5 MA_Data.confirm . 49
4.1.6 MA_Data.indication. 51
4.1.7 MA_Sync.indication. 53
4.2 MAC frame structure. 55
4.2.1 Frame indicator. 57
4.2.2 Long MAC frame format . 57
4.2.3 Elements of the long MAC frame. 65
4.2.4 Invalid long MAC frame. 75
4.3 Medium access control method. 75
4.3.1 Functional model. 75
4.3.2 Transmission description . 77
4.3.3 Reception description. 77
4.3.4 MAC management description. 77
4.3.5 Formal specification . 77
4.3.6 Medium access state table. 79
4.3.7 Transition table description . 97
Annex A (normative) Description of error values. 119
Bibliography . 123
Figure 1 – Quality "space" similar to quality "mark" . 13
Figure 2 – Quality "mark" much better than quality "space" . 13
Figure 3 – Time slot and physical frame structure. 19
Figure 4 – P_Data services . 23
Figure 5 – Relationship with reference model . 45
Figure 6 – MA_Data service primitives . 47
Figure 7 – MAC subframe format. 57
Figure 8 – Long MAC frame made of one subframe only. 59
Figure 9 – Long MAC frame made of two subframes . 61
Figure 10 – Long MAC frame made of more than two subframes . 63
Table 1 – Maximum E /N allowed to achieve a given BER . 17
b 0
Table 2 – Server physical layer transition table . 33
Table 3 – Client physical layer transition table. 35
Table 4 – Encoding and decoding of the NS field . 71
Table 5 – Value of the PL field . 71
Table 6 – MAC server state transition tables . 81
Table 7 – MAC client state transition table . 93
Table 8 – Server and client MAC management variables used in the S-FSK profile . 103

– 6 – 61334-5-1 © CEI:2001
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
AUTOMATISATION DE LA DISTRIBUTION À L'AIDE DE SYSTÈMES
DE COMMUNICATION À COURANTS PORTEURS –
Partie 5-1: Profils des couches basses –
Profil S-FSK (modulation par saut de fréquences étalées)
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Électrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales.
Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le
sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation
Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, spécifications techniques, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités
nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
5) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 61334-5-1 a été établie par le comité d'études 57 de la CEI:
Conduite des systèmes de puissance et communications associées.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition parue comme rapport technique
en 1996. Elle constitue une révision technique qui conduit au statut de Norme internationale.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
57/512/FDIS 57/523/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 3.
L'annexe A fait partie intégrante de cette norme.
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2010. A cette
date, la publication sera
reconduite;
supprimée;
remplacée par une édition révisée, ou
amendée.
61334-5-1 © IEC:2001 – 7 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
DISTRIBUTION AUTOMATION
USING DISTRIBUTION LINE CARRIER SYSTEMS –
Part 5-1: Lower layer profiles –
The spread frequency shift keying (S-FSK) profile
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International
Organization for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the
two organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical specifications, technical reports or guides and they are accepted by the National
Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 61334-5-1 has been prepared by IEC technical committee 57:
Power system control and associated communications.
This second edition cancels and replaces the first edition which was issued as a technical
report in 1996. It constitutes a technical revision and now has the status of an International
Standard.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
57/512/FDIS 57/523/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 3.
Annex A forms an integral part of this standard.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until 2010.
At this date, the publication will be
reconfirmed;
withdrawn;
replaced by a revised edition, or
amended.
– 8 – 61334-5-1 © CEI:2001
AUTOMATISATION DE LA DISTRIBUTION À L'AIDE DE SYSTÈMES
DE COMMUNICATION À COURANTS PORTEURS –
Partie 5-1: Profils des couches basses –
Profil S-FSK (modulation par saut de fréquences étalées)
1 Généralités
1.1 Domaine d'application et objet
La présente partie de la CEI 61334 décrit les exigences de la modulation S-FSK (spread
frequency shift keying – Modulation par déplacement de fréquence étalée) en relation avec les
services fournis par la couche physique et la sous-couche MAC. On suppose que le réseau de
distribution sur les niveaux MT et BT constitue le support de transmission. La sous-couche
MAC décrite dans cette norme sert d’interface avec la couche LLC (logical link control) décrite
dans la CEI 61334-4-32.
Les trois parties, à savoir la modulation, la couche physique et la sous-couche MAC, sont
mises en relation les unes avec les autres de manière à atteindre un niveau de performances
optimal en termes de coût.
Le profil décrit dans la présente norme constitue l'un de l'ensemble des profils (décrits dans la
série CEI 61334-5) conçus pour la transmission de données via le réseau de distribution. Etant
donné les progrès techniques dans ce domaine, les profils sont d'abord publiés en tant que
spécifications techniques avec pour objectif d'intégrer dans des normes les profils fonctionnant
dans la réalité.
1.2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence
qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente partie de la CEI 61334.
Pour les références datées, les amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne
s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes aux accords fondés sur la présente partie de
la CEI 61334 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes
des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière édition
du document normatif en référence s’applique. Les membres de la CEI et de l'ISO possèdent
le registre des Normes internationales en vigueur.
CEI/TR 61334-1-4:1995, Automatisation de la distribution à l'aide de systèmes de
communication à courants porteurs – Partie 1: Considérations générales – Section 4: Identifi-
cation des paramètres de transmission de données des réseaux de distribution moyenne et
basse tension
CEI 61334-4-1:1996, Automatisation de la distribution à l'aide de systèmes de communication à
courants porteurs – Partie 4: Protocoles de communication de données – Section 1: Modèle de
référence du système de communication
CEI 61334-4-32:1996, Automatisation de la distribution à l'aide de systèmes de communication
à courants porteurs – Partie 4: Protocoles de communication de données – Section 32: Couche
liaison de données – Contrôle de liaison logique (LLC)

61334-5-1 © IEC:2001 – 9 –
DISTRIBUTION AUTOMATION
USING DISTRIBUTION LINE CARRIER SYSTEMS –
Part 5-1: Lower layer profiles –
The spread frequency shift keying (S-FSK) profile
1 General
1.1 Scope and object
This part of IEC 61334 describes the requirements of S-SFK (frequency shift keying
modulation) in conjunction with the services provided by the physical layer entity and the MAC
sublayer. The transmission medium is assumed to be the distribution network on both MV or
LV level. The MAC sublayer described in this standard interfaces with the logical link control
layer described in IEC 61334-4-32.
The three parts – modulation, physical layer and MAC sublayer – are matched to each other
so that an optimum cost-performance relation can be achieved.
The profile described in this standard is one of several profiles (described in series
IEC 61334-5) which are all designed for data transmission via the distribution network.
Considering the ongoing technical development in this field, the profiles are published first as
technical specifications with the intention to transform into standards those profiles which are
successful in practice.
1.2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this part of IEC 61334. For dated references, subsequent
amendments to, or revisions of, any of these publications do not apply. However, parties to
agreements based on this part of IEC 61334 are encouraged to investigate the possibility of
applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated
references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of IEC
and ISO maintain registers of currently valid International Standards.
IEC/TR 61334-1-4:1995, Distribution automation using distribution line carrier systems – Part 1:
General considerations – Section 4: Identification of data transmission parameters concerning
medium and low voltage distribution mains
IEC 61334-4-1:1996, Distribution automation using distribution line carrier systems – Part 4:
Data communication protocols – Section 1: Reference model of the communication system
IEC 61334-4-32:1996, Distribution automation using distribution line carrier systems – Part 4:
Data communication protocols – Section 32: Data link layer – Logical link control (LLC)

– 10 – 61334-5-1 © CEI:2001
CEI 61334-4-511:2000, Automatisation de la distribution à l'aide de systèmes de communi-
cation à courants porteurs – Partie 4-511: Protocoles de communication de données –
Administration de systèmes – Protocole CIASE
CEI 61334-4-512, Automatisation de la distribution à l'aide de systèmes de communication à
courants porteurs – Partie 4-512: Protocoles de communication de données – Administration
1)
de systèmes à l'aide du profil 61334-5-1 MIB (Base d’Informations d’Administration)
ISO/CEI 7498-1:1994, Technologies de l'information – Interconnexion de systèmes ouverts
(OSI) – Modèle de référence de base – Le modèle de base
ISO/CEI 7498-3:1997, Technologies de l'information – Interconnexion de systèmes ouverts
(OSI) – Modèle de référence de base – Dénomination et adressage
EN 50065-1:1991, Transmission de signaux sur les réseaux électriques basse tension dans la
bande de fréquences de 3 kHz à 148,5 kHz – Première partie: Règles générales, bandes de
fréquences et perturbations électromagnétiques
1.3 Définitions
Pour les besoins de la présente partie de la CEI 61334 les définitions contenues dans les
normes ISO/IEC 7498-1 et EN 50065-1 s'appliquent.
2 Modulation
2.1 Objectif
S-FSK est une technique de modulation et de démodulation combinant certains des avantages
d'un système classique d'étalement du spectre (par exemple, immunité contre les brouilleurs
de bande étroite) avec ceux d'un système FSK classique (peu complexe, implémentations bien
étudiées).
2.2 Le principe S-FSK (spread frequency shift keying)
L'émetteur affecte la fréquence espace f à «donnée 0» et la fréquence marque f à «donnée 1».
S M
La différence entre le système S-FSK et le système FSK classique réside dans le fait que f et
S
f sont désormais éloignées l'une de l'autre (étalement). En plaçant le signal pour «espace»
M
loin de celui pour «marque», la qualité de leurs transmissions respectives devient indépen-
dante (les forces des petites perturbations de bandes et les atténuations de signaux sont
indépendantes d'une fréquence à l'autre).
Le récepteur effectue une démodulation FSK classiques aux deux fréquences possibles (les
demi-canaux), ce qui génère deux signaux démodulés d et d . Si la qualité de réception
S M
moyenne des deux demi-canaux est similaire (voir figure 1), l'unité de décision opte pour le
canal démodulé le plus élevé («donnée 0» si d > d , «donnée 1» si d < d ). Toutefois, si la
S M S M
qualité de réception moyenne de l'un des deux demi-canaux est réellement meilleure que celle
de l'autre (voir figure 2), l'unité de décision compare le signal démodulé du meilleur canal à un
seuil T, ignorant donc l'autre canal.
Les mesures de qualité et le calcul du seuil peuvent être fondés sur un préambule prédéfini
précédant la transmission de la trame de données réelles.
________
1)
A publier.
61334-5-1 © IEC:2001 – 11 –
IEC 61334-4-511:2000, Distribution automation using distribution line carrier systems – Part 4-511:
Data communication protocols – Systems management – CIASE protocol
IEC 61334-4-512, Distribution automation using distribution line carrier systems – Part 4-512:
1)
Data communication protocols – Systems management using profile 61334-5-1 MIB
ISO/IEC 7498-1:1994, Information technology – Open Systems Interconnection – Basic
Reference Model – The Basic Model
ISO/IEC 7498-3:1997, Information technology – Open Systems Interconnection – Basic
Reference Model – Naming and addressing
EN 50065-1:1991, Signalling on low-voltage electrical installations in the frequency range
3 kHz to 148,5 kHz – Part 1: General requirements, frequency bands and electromagnetic
disturbances
1.3 Definitions
For the purpose of this part of IEC 61334, the definitions of ISO/IEC 7498-1 and EN 50065-1
apply.
2 Modulation
2.1 Purpose
S-FSK is a modulation and demodulation technique which combines some of the advantages
of a classical spread spectrum system (for example, immunity against narrowband interferers)
with the advantages of a classical FSK system (low-complexity, well-investigated imple-
mentations).
2.2 Spread frequency shift keying (S-FSK) principle
The transmitter assigns the space frequency f to "data 0" and the mark frequency f to "data 1".
S M
The difference between S-FSK and the classical FSK lies in the fact that f and f are now
S M
placed far from each other (spreading). By placing the signal for "space" far from the signal
for "mark", their transmission quality becomes independent (the strengths of the small-band
interferences and the signal attenuations are both independent at the two frequencies).
The receiver performs conventional FSK demodulation at the two possible frequencies (the
half-channels) resulting in two demodulated signals d and d . If the average reception
S M
quality of the two half-channels is similar (see figure 1), then the decision unit decides on the
higher of the two demodulated channels ("data 0" if d > d , "data 1" if d < d ). If, however,
S M S M
the average reception quality of one half-channel is significantly better than the quality of the
other half-channel (see figure 2), then the decision unit compares the demodulated signal of
the better channel with a threshold T, thus ignoring the worse channel.
The quality measurements and the threshold computation may be based on a predefined
preamble which precedes the transmission of the actual data frame.
________
1)
To be published.
– 12 – 61334-5-1 © CEI:2001
Signal «marque» Signal «espace»
Niveau de bruit pour «espace»
similaire à celui pour «marque»
Fréquence
f f
S
M
RÉCEPTEUR
Unité de décision
d
Démodulateur S Donnée «1»
«espace»
>
d
d
M S
<
d
Démodulateur M
«marque»
Donnée «0»
IEC  463/01
Figure 1 – Qualité «espace» similaire à qualité «marque»
Signal «marque» Signal «espace»
Niveau de bruit pour «espace»
nettement supérieur à celui
pour «marque»
Fréquence
f f
M S
RÉCEPTEUR
Unité de décision
d
S
Démodulateur
Donnée «1»
«espace»
>
Seuil
d
M
<
d
M
Démodulateur
«marque»
Donnée «0»
IEC  464/01
Figure 2 – Qualité «marque» nettement meilleure que qualité «espace»

61334-5-1 © IEC:2001 – 13 –
Signal "mark" Signal "space"
Noise level for "space"
similar to noise level for "mark"
Frequency
f f
M S
RECEIVER
Decision unit
d
"Space" S Data "1"
demodulator
>
d d
M
S
<
d
"Mark" M
demodulator
Data "0"
IEC  463/01
Figure 1 – Quality "space" similar to quality "mark"
Signal "mark" Signal "space"
Noise level for "space"
much higher than for "mark"
Frequency
f f
S
M
RECEIVER
Decision unit
d
S
Data "1"
"Space"
demodulator
>
d Threshold
M
<
d
M
"Mark"
demodulator
Data "0"
IEC  464/01
Figure 2 – Quality "mark" much better than quality "space"

– 14 – 61334-5-1 © CEI:2001
2.3 Etalement
Il convient que la valeur absolue de la déviation de fréquence f –f  rende les qualités de
M S
transmission de signaux aux fréquences f et f indépendantes l'une de l'autre. Compte tenu
M S
des mesures présentées dans la CEI 61334-1-4, il est recommandé d'utiliser une valeur de
f –f  > 10 kHz.
M S
f et f doivent être situées dans la bande de fréquence définie dans la norme EN 50065-1.
M S
2.4 Essais sur les performances
2.4.1 Objectif
Plusieurs essais sur les performances garantissent la qualité de l'implémentation. Les essais
peuvent être effectués dans les mêmes conditions qu'en laboratoire et doivent être
reproductibles.
Les mesures de TEB (taux d'erreurs de bits) sont effectuées via la transmission d'un
préambule, d'un délimiteur de trames et d'un bloc de données de 38 octets. Il est admis
qu'aucune erreur de synchronisation de trame ne devra survenir. Le TEB est mesuré à l'aide
du compte d'erreurs dans le bloc de données.
Les essais décrits dans les paragraphes suivants doivent être effectués pour les signaux
d'entrée du récep
...