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DNP_V3.0_protocol_full.pdf
DNP V3.00
数据链路层
2．1 通道的故障切换
2．2 帧格式与规程
2．3 长度、控制和地址段
3．1 数据链路层的目的
FT3帧格式
CRC循环冗余码
3．4 数据链功能码
3．5 原方的通信事务
3．8 TEST（测试）
3．9 USER DATA（用户数据）
（LINK STATUS）的响应帧来答复；
Reset
SEND
SEND
(IND) positiv
SEND
Send/NACK
: 物理层的接口
5．1 物理层说明
7．2半双工规程
7．3全双工规程
2．1传输标题
7 6 5 4 3 2 1 0
FIN表示末帧
2．4报文的传送
FIR=0
FIR=1
DETINATON
USER DATA
SERVICE
TIME SERVICE
3－服务程序（code）未被执行
Indications = request－data-link-indication(
1.1说明书与IEC的关系……………………………………………………………………....54
3.1 应用报头……………………………………………………………………………………59
导 言
谁该使用本文件
第一章： 概述
2．1应用请求的格式
DUI IO----- ------IO DUI IO
DUI IO---- ------IO DUI IO
3．1．3应用控制
3．3．1 （立即处理）模式
3．3．2 PROCESS-AFTER＿CONFIRM（确认后处理）模式
3．5功能码
3．7．1对象段（Object Field）
3．7．2 限定词段（Qualifier Field）
Index Size（3—毕特）：（指标规模）
*单个段的数量（Single field quantity）
*保留的Qualifier码
I1和I2的点全部包括
（用这个Q－码就没有range段或indices。）
Q－码7；I－Size必为1
Q－码7；I－Size必为2
LSB MSB
Q－码8；I－Size必为0
LSB LSB
Q－码8；I－Size必为3
Q－码9；Insize必为0
LSB MSB
Q－码9；I—Size必为3
Q-码11；index Size必为1
Q码I1;I-Size必为2
Q码I1;I-Size必为3
Q－码0和3;I-Size必为0
Q码1和4；I－Size必为5点／对象包含I1…I2
Q码7；I－Size必为0
Q码7；I－Size必为1
Q码7；I－Size必为2
Q码为名1；I－Size必为1
Q码11;I-Size必为2 字节1至N是对象标识码
4．1 CONFIRM（功能码0）确认
4．2 READ（功能码1） 读令
Size Octet
4．2．2对读令之响应
4．3写令（功能码2）
4．3．1写请求（Write Requests）
4．3．2写响应
4．4选点（功能码3）
4．4．1模式控制（Pattern Control）
4．6直接操作（功能码5）
4.7直接操作－无确认（功能码6）
4．8立即冻结（功能码7）
4．9立即冻结－无响应（功能码8）
4．11冻结并清除－无确认（功能码10）
4.12按时间地冻结（功能码11）
4．14冷再起动（功能码13）
4．15热再起动
4．17初始化应用程序（功能码16）
4．18起动应用程序（功能码17）
4．19停止应用程序（功能码18）
4．21允许自发的报文（功能码20）
4．22停用自发的报文
8．1执行写功能的文件识别对象
FILE＿NAME＝／DNP DCA03／DNP DCA10／config 1
FILE＿NAME＝／DNP DCA10／config 1
FILE＿NAME＝／config1
8．2文件识别对象（FIO）执行读功能
DNP V3.00
Harris Controls 公司的分布式自动化产品
6.1 32位模拟量输入………………………………………………………………………164
9.2 1类数据……………………………………………………………………………..181
9.4 3类数据………………………………………………………………………………182
11.3 设备简表…………………………………………………………………………….191
2．2点号码（Point Numbering）
2. 在本文件中variation常有变量的涵义。
3．4带变位时间的二进制变位输入
3．5带有相对时间的二进制变位输入
二进制输出对象
BS8 [0….7]
5．1 32位二进制计数器
SQ2{FLAG = BS8 [0….7]
SQ2{FLAG = BS8 [0….7]
SQ2{FLAG =BS8 [0….7]
Value =UI16[0…15]}
5．6 16位不带标志的二进制计数器
5．7 32位不带标志的增值计数器
5．8 16位不带标志的增量计数器
5．9 32位冻结计数器（32－bit Frozen Counter）
SQ2 {FLAG = BS8 [0….7]
SQ2 {FLAG = BS8 [0….7]
SQ2 {FLAG = BS8 [0….7]
Frozen Value = UI16 [0…31] <0….216-1>}
5．14 16位带冻结时间的冻结计数器
SQ3 {FLAG = BS8 [0….7]
SQ4 {FLAG = BS8 [0….7]
FLAG
5．16 带冻结时间的16位冻结了的增值计数器
SQ4 {FLAG = BS8 [0….7]
FLAG
5．17 无标志的32位冻结计数器
5．18 16位不带的标志的冻结计数器
5．19 32位不带标志的冻结了的增值计数器
5．21 不带时间的32位事件变化计数器
5．22 不带时间的16位事件变化计数器
SQ 4{FLAG = BS8 [0….7]
Current Value = UI32[0…31] <0….232-1>}
SQ 2 {FLAG = BS8 [0….7]
Current Value = UI16[0…15] <0….216-1>}
SQ4 {FLAG = BS8 [0….7]
SQ4 {FLAG = BS8 [0….7]
FLAG
SQ4 {FLAG = BS8 [0….7]
FLAG
SQ4 {FLAG = BS8 [0….7]
FLAG
SQ4 {FLAG = BS8 [0….7]
Frozen Value = UI32[0…31] <0….232-1>}
SQ4 {FLAG = BS8 [0….7]
Frozen Value = UI16[0…15] <0….216-1>}
SQ 4 {FLAG = BS8 [0….7]
Frozen Value = UI32[0…31] <0….232-1>}
SQ4 {FLAG = BS8 [0….7]
Frozen Value = UI16[0…15] <0….216-1>}
FLAG
5．34 带时间的16位冻结计数器事件
FLLAG
5．35 带时间的32位冻结计数器事件
FLAG
5．36 带时间的16位冻结了的Delta计数器事件
FLAG
SQ2 {FLAG = BS8 [0….7]
SQ2 {FLAG = BS8 [0….7]
Current Value = UI32[0…31] <232-1….-231>}
SQ2 {FLAG = BS8 [0….7]
SQ2 {FLAG = BS8 [0….7]
SQ2 {FLAG = BS8 [0….7]
SQ2 {FLAG = BS8 [0….7]
SQ2 {FLAG = BS8 [0….7]
FLAG＝{
SQ3 {FLAG = BS8 [0….7]
FLAG＝{
SQ3 {FLAG = BS8 [0….7]
FLAG＝（同前）
Interval
10．1文件识别码
11．1 内部信号（Internal Indications）
11.3 设备简表（Device Profile）
\Frozen Event
VENDOR
PRN
LEN
PROD：
12．1应用程序的识别符
13．1短浮点
Flag ＝ {
13.3 扩充的浮点
Flag ＝ {
13．4小包装的二进制编码十进数（SPBCD）
ASCII 信息交换的美国标准码
Change of state（变位）
Sub-remote unit
第一部分
DDNNPP VV33..0000
数据链路层
1
目 录
第一章 概论…………………………………………………………………………………….4
第二章 与 IEC 的一致性………………………………………………………………………5
2.1 通道的故障切换……………………………………………………………………………5
2.2 帧格式与规程………………………………………………………………………………5
2.3 长度、控制与地址段………………………………………………………………………5
第三章 DNP 数据链路的说明………………………………………………………………….7
3.1 数据链路层的目的…………………………………………………………………………7
3.2 数据链路报头帧的格式……………………………………………………………………8
3.3 原方通信事务……………………………………………………………………….…….12
3.4 副方通信事务……………………………………………………………………….…….14
3.5 对用户过程的复位………………………………………………………………….…….14
3.6 测试………………………………………………………………………………….…….14
3.7 用户数据…………………………………………………………………………….…….14
3.8 无需确认的用户数据……………………………………………………………….…….16
3.9 传输过程…………………………………………………………………………….…….16
3.10 对用户过程之复位………………………………………………………………….…...17
3.11 发送/确认用户数据………………………………………………………………………17
3.12 发送/不期待回信…………………………………………………………………………17
3.13 发送/NACK……………………………………………………………………………….20
3.14 查询/响应…………………………………………………………………………………21
第四章 数据链路的服务与职责………………………………………………………………22
4.1 数据链路的功能…………………………………………………………………………..22
4.2 接口说明…………………………………………………………………………………..23
第五章 物理层的接口……………………………………………………………………….26
5.1 物理层的说明…………………………………………………………………………….26
2
第六章 物理层特性…………………………………………………………………………...29
6.1 线路配置……………………………………………………………………………….…29
6.2 传输的模式……………………………………………………………………………….29
6.3 本地环路………………………………………………………………………………….29
第七章 物理层的规程………………………………………………………………………31
7.1 基本概念…………………………………………………………………………………31
7.2 半双工规程………………………………………………………………………………31
7.3 全双工规程……………………………………………………………………………….32
3
第一章 : 概 论
本文件规定了分布网络规约（DNP）V3.00 版的数据链路层。链路规约数据单元（LPDU）
以及数据链路层服务和传输规程。主站、分主站，外站和智能电子设备（IEDs）都能使用
本数据链路在原方（始发）站和副方（接收）站之间传递报文。在本规约中主站、分主站、
外站和 IEDs 都是既可作始发（原方）站也可以作接收（副方）站。
IEC TC57 所推出的 IEC 870-5-1 和 IEC870-5-2 关于远动系统内数据传输的标准是开发
DNP V3.00 数据链路层的基础。
DNP V3.00 的数据链路层支持被查询的和寂静的远动系统，并且在设计上可适用于面
向连接的和面向非连接的操作，异步的或同步的位串型物理层，诸如 RS-232C，RS-485 以
及光纤收发器，采用全部平衡的传输规程去支持来自外站，IEDs 或非作为主站的分主站之
自发型传输。
本规约所支持的 ISO OSI 模型仅规定了物理层，数据链路层和应用层。这种特定的模
型被称之为性能增强了的体系结构（EPA）。然而，为了支持高级的 RTU 功能和大于最大
帧式（如 IEC870-5-1 所规定的最大帧长）的报文，DNP V3.00 的数据链路打算用一个伪传
输层去完成最短报文的组装与分解。
该伪传输层说明于文件 DNP V3.00 Transport Function(P009-OPD.TF) 内，然而，要强
调一下，这些传输功能并非数据链路的一部份而是支持高级 RTU 功能之所需。
4
第二章: 与 IEC 的一致性
本章说明 DNP 规约与 IEC TC-57（870-5）远动数据链路层规约在规范上的不同点。
2．1 通道的故障切换
DNP 链路层仅对一个物理层（或信道）通信。在 OSI 模型中，会话层才负责维持信
道的连接。在 DNP 中，在数据链路以上的层，根据数据链路上的通信失败，负责提供信道
的故障切换。该层可以是网络/传输层或应用层。所以 IEC 关于信道故障切换的 870-5-1 的
第 13 项要求在应用层中得到满足。
2．2 帧格式与规程
数据链路层采用一种可变帧长格式，如 IEC870-5-1（传输帧格式）文件中所述。FT3
帧格式很适合于中等传输速率和低残余误码率的站间数据传输。采用其作为基本帧格式，
遵守其传输规则第 R1，R2，R3 和 R4 条。在原则上遵守规则的 R5 及 R6 条，尽管没有采
用它所推荐的精确时间值，但在每个实施中可以组态。遵循在 IEC870-5-2 中所提出的帧定
义，所不同者这里用了两字节长的地址段指定目的站地址，以及将（链路用户数据段）用
作两个字节的源方站地址。
采用 IEC-870-5-2 所规定的全平衡传输规程去处理在半双工或全双工系统内来自非主
站的非所请求的信息传输。全平衡意味每个站都可以同时作为原方站（发方）和副方站（收
方）。这种配置要求一个全双工信道去正确地运行。在半双工环境中，将使用同一个规程，
所不同者一个站不能同时既是原方站又是副方站。这就是说，在主站与外站间数据链路层
的一个完整的数据传输回合必须完成后，才能开始来自任何一方的任何其它的通信事务处
理。在半双工和全双工两者的组态中，每个设备的责任都要实现一个可兼容的防免碰撞的
模式。
2．3 长度、控制和地址段
DNP 数据链使用的（长度）段和 IEC870-5-1 的 6.2.4 款所定义的相同(参见第三章,关
于此段的进一步资料).
(控制)段采用于平衡传输的 IEC CONTROL 段，如 IEC870-5-2 的 6.1.2 款所规定者。
在 IEC870-5-3 的 6.2.1 款，表Ⅲ中的全部功能码也是被支持的。
（地址）段是一个 16 位（二字节）的段。DNP 数据链路帧之报头有两个 IEC 地址段。
第一段是 A（地址）段，它被用以表示目的站地，第二段在（链路用户数据）段，它被用
5
以表示源主站地址。（关于此两段的更多资料参见第三章）。
6
第三章: DNP 数据链路的说明
数据链路层是 OSI 模型的第二层。数据链路层接受，执行并控制高层所要求的传输服
务功能。
3．1 数据链路层的目的
DNP 数据链路层的目的有两重。第一，数据链路层必须提供信息的传送或提供进入物
理链路的（链路服务数据单元（LSDU），如 ISO-OSI 的标准所述。这就是说由较高层供给
用户数据 LSDU 必须转换成一个帧（或如第二章所述的 LPDU），并送至物理层以便发送。
反过来，数据链路层所收到的 LPDUS 也必须被组装入一个 LSDU 并传递给较高的一层。
该层还提供帧同步和链路控制。
第二，在 DNPV3.00 内，数据链路还为其它事件提供信号，诸如链路的状态。
OSI 参考模型既实施了一个无连接系统，也实施了一个面向连接的系统。然而 EPA 模
型既不蕴含非连接系统，也不蕴含面向连接的系统。DNP 第 3 版在 IEC 数据链路中既管理
非连接的系统也管理面向连接的系统（即在数据能被传输到目的设备之前，先要求拨号或
挂号的物理网络），但不需要提供连接服务。实际的物理网络对于使用数据链路的应用是透
明的，因为数据链路负责对任何物理网络的连接和断开，没有与较高层次的交互作用（即
应用层）。这就是说数据链路（给定的目的站址）将连接到正确的物理电路无需更高层的控
制。如此则物理介质对于链路层服务的用户就全然透明了。
FT3 帧格式
本节说明 LPDU 格式，一个 FT3 型的帧被定义为一个固定长度的报头，随之以可选用
的数据块，每个数据块附有一个 16 位的 CRC。IEC 规定那个报头段含有
Block 1
block n
block 0
5TART START 长度 控制目的址 源地址 CRC USER CRC CRC
0X05 0×64 DADA
64
……
……
（2byks）
固定长的报头
（10 字节）
图 3-1 FT3 帧格式
7
User CRC CRC
Data
body……………
……...
2 个 start 字节，1 个字节的长度，1 个字节的控制字，1 个目的址和一个可选用的定帧
长的用户数据段。在这为首的数据块中定长的用户数据段被定义为一个源地址。
START（起始）— 报头的 2 个起始字节
LENGTH（长度）—长度为报头中的 USER DATA 长（5 字节）（即控制字与目的址和源地
址之长）；加上主体（Body）中的 UER DATA 长度。故 L 之最短为 5。L 之最长为 255。
CONTROL（控制）—帧的控制字节
SOURCE（源地址）—2 个字节，第一个为 LSB，第二个为 MSB。
DESTINATION（目的址）—2 个字节，第一个字节为 LSB，第二个为 MSB。
CRC（循环冗余码）—2 个字节
USER DATA（用户数据）—在报头之后，每一块为 16 个字节；最后那个块的字节数则为
余数，在 1 至 16 之间，根据需要而定
3. 2 数据段链路报头帧的格式
本节说明一个数据链路帧的#0 字块（或称报头）。（按：本节原文内容有重复之处，又
对 CRC 的常识介始过于详细，此处应予节删。）
图 3－2 定义了该字段的控制字节。站 A 被定义为主站。站 B 被定义为非主站（即从
站或外站）。而原方站（prinary） 为报文的原发站；副方站（secondary）为报文的目的站。
Bit 7 6 5 4 3 2 1 0
Primary Secondary
Primary Secondary
1 FCB FCV
DIR PRM Function Code
0 RES DFC
图 3-2 控制字节位定义
DIR：方向（direction）位
1= 表示此帧自 A 发向 B（即主站发出方向）
0= 表示此帧自 B 发向 A（即发向主站方向）
PRM：原发标志位（primary）位
1= 表示此帧来自原发站
0= 表示此帧来自响应站
FCB- 帧记数位
FCV -帧记数有效位
1=有效
8
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