IEC TR 60870-1-5:2000

RAPPORT CEI
TECHNIQUE IEC
TR 60870-1-5
TECHNICAL
Première édition
REPORT
First edition
2000-09
Matériels et systèmes de téléconduite –
Partie 1-5:
Considérations générales –
Influence des procédures de transmission par
modem utilisant des brouilleurs sur l’intégrité
des données des systèmes de transmission
utilisant le protocole de la CEI 60870-5
Telecontrol equipment and systems –
Part 1-5:
General considerations –
Influence of modem transmission procedures
with scramblers on the data integrity of
transmission systems using the
protocol IEC 60870-5
Numéro de référence
Reference number
IEC/TR 60870-1-5:2000
Numéros des publications Numbering
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are
sont numérotées à partir de 60000. issued with a designation in the 60000 series.
Publications consolidées Consolidated publications
Les versions consolidées de certaines publications de Consolidated versions of some IEC publications
la CEI incorporant les amendements sont disponibles. including amendments are available. For example,
Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to
indiquent respectivement la publication de base, la the base publication, the base publication incor-
publication de base incorporant l’amendement 1, et la porating amendment 1 and the base publication
publication de base incorporant les amendements 1 incorporating amendments 1 and 2.
et 2.
Validité de la présente publication Validity of this publication
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that
actuel de la technique. the content reflects current technology.
Des renseignements relatifs à la date de reconfir- Information relating to the date of the reconfirmation
mation de la publication sont disponibles dans le of the publication is available in the IEC catalogue.
Catalogue de la CEI.
Les renseignements relatifs à des questions à l’étude et Information on the subjects under consideration and
des travaux en cours entrepris par le comité technique work in progress undertaken by the technical
qui a établi cette publication, ainsi que la liste des committee which has prepared this publication, as well
publications établies, se trouvent dans les documents ci- as the list of publications issued, is to be found at the
dessous: following IEC sources:
• «Site web» de la CEI* • IEC web site*
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Publié annuellement et mis à jour Published yearly with regular updates
régulièrement (On-line catalogue)*
(Catalogue en ligne)*
• IEC Bulletin
• Bulletin de la CEI
Available both at the IEC web site* and
Disponible à la fois au «site web» de la CEI* as a printed periodical
et comme périodique imprimé
Terminology, graphical and letter
Terminologie, symboles graphiques
et littéraux symbols
For general terminology, readers are referred to
En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur
se reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro- IEC 60050: International Electrotechnical Vocabulary
technique International (VEI). (IEV).
For graphical symbols, and letter symbols and signs
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux
approved by the IEC for general use, readers are
et les signes d'usage général approuvés par la CEI, le
referred to publications IEC 60027: Letter symbols to
lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à
utiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symboles be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical
graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et symbols for use on equipment. Index, survey and
compilation of the single sheets and IEC 60617:
compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617:
Graphical symbols for diagrams.
Symboles graphiques pour schémas.
* Voir adresse «site web» sur la page de titre. * See web site address on title page.

RAPPORT CEI
TECHNIQUE IEC
TR 60870-1-5
TECHNICAL
Première édition
REPORT
First edition
2000-09
Matériels et systèmes de téléconduite –
Partie 1-5:
Considérations générales –
Influence des procédures de transmission par
modem utilisant des brouilleurs sur l’intégrité
des données des systèmes de transmission
utilisant le protocole de la CEI 60870-5
Telecontrol equipment and systems –
Part 1-5:
General considerations –
Influence of modem transmission procedures
with scramblers on the data integrity of
transmission systems using the
protocol IEC 60870-5
 IEC 2000 Droits de reproduction réservés  Copyright - all rights reserved
Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni No part of this publication may be reproduced or utilized in
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électronique ou mécanique, y compris la photo-copie et les including photocopying and microfilm, without permission in
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CODE PRIX
Commission Electrotechnique Internationale
K
PRICE CODE
International Electrotechnical Commission
Pour prix, voir catalogue en vigueur
For price, see current catalogue

– 2 – TR 60870-1-5 © CEI:2000
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 4
INTRODUCTION .8
Articles
1 Domaine d'application . 10
2 Schémas d’erreurs indétectables du format de trame FT1.2. 10
3 Propagation des bits erronés par les brouilleurs. 12
4 Conditions relatives aux schémas d’erreurs indétectables dans les trames FT1.2 . 14
5 Effet de brouilleurs particuliers sur l’intégrité des données de FT1.2 . 14
Bibliographie . 18

TR 60870-1-5 © IEC:2000 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 5
INTRODUCTION .9
Clause
1 Scope . 11
2 Undetectable bit error patterns of the frame format FT1.2 . 11
3 Propagation of bit errors by scramblers . 13
4 Conditions for undetectable error patterns in FT1.2 frames . 15
5 Effect of particular scramblers on the data integrity of FT1.2. 15
Bibliography . 19

– 4 – TR 60870-1-5 © CEI:2000
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
MATÉRIELS ET SYSTÈMES DE TÉLÉCONDUITE –
Partie 1-5: Considérations générales –
Influence des procédures de transmission par modem utilisant
des brouilleurs sur l’intégrité des données des systèmes
de transmission utilisant le protocole de la CEI 60870-5
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.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent rapport technique 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 tâche principale des comités d’études de la CEI est l’élaboration des Normes
internationales. Toutefois, un comité d’études peut proposer la publication d’un rapport
technique lorsqu’il a réuni des données de nature différente de celles qui sont normalement
publiées comme Normes internationales, cela pouvant comprendre, par exemple, des
informations sur l’état de la technique.
La CEI 60870-1-5, qui est un rapport technique, a été établie par le comité d’études 57 de
la CEI: Conduite des systèmes de puissance et communications associées.
Le texte de ce rapport technique est issu des documents suivants:
Projet d’enquête Rapport de vote
57/428/CDV 57/472/RVC
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de ce rapport technique.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 3.

TR 60870-1-5 © IEC:2000 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
TELECONTROL EQUIPMENT AND SYSTEMS –
Part 1-5: General considerations –
Influence of modem transmission procedures with scramblers
on the data integrity of transmission systems
using the protocol IEC 60870-5
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 technical report may be the subject of
patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
The main task of IEC technical committees is to prepare International Standards. However, a
technical committee may propose the publication of a technical report when it has collected
data of a different kind from that which is normally published as an International Standard, for
example "state of the art".
IEC 60870-1-5, which is a technical report, has been prepared by IEC technical committee 57:
Power system control and associated communications.
The text of this technical report is based on the following documents:
Enquiry draft Report on voting
57/428/CDV 57/472/RVC
Full information on the voting for the approval of this technical report 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.

– 6 – TR 60870-1-5 © CEI:2000
Ce document, purement informatif, ne doit pas être considéré comme une Norme inter-
nationale.
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2006.
A cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
TR 60870-1-5 © IEC:2000 – 7 –
This document which is purely informative is not to be regarded as an International Standard.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged
until 2006. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
– 8 – TR 60870-1-5 © CEI:2000
INTRODUCTION
Le protocole de transmission de données standard de la CEI 60870-5 pour les systèmes
de téléconduite définit des codages pour les blocs conçus pour atteindre une efficacité de
transmission et une intégrité des données élevées en prenant pour hypothèse que le canal
de transmission utilise un mode de transmission binaire symétrique sans mémoire au niveau
de l’élément binaire. Le mode de «transmission sans mémoire» est violé si le signal d’un
élément binaire d’information individuel dépend des signaux des éléments binaires d’autres
éléments binaires d’information. Cela signifie que l’utilisation de brouilleurs et l’assemblage de
deux ou plusieurs éléments binaires en paquets pour les modulations d’amplitude et les
modulations multiphase au niveau de la couche physique violent les conditions optimales de
définition du protocole de la couche physique pour le codage des blocs.
L’influence des procédures de transmission par modem des recommandations de l’UIT-T sur
l’intégrité des données du format de trame FT1.2 défini dans la CEI 60870-5-1 a été étudiée
1)
[1], [2].
Il résulte de ces investigations qu’un modem d’une recommandation particulière de l’UIT-T
diminue l’intégrité des données des trames FT1.2 en réduisant sa distance de Hamming de 4 à
3, alors que tous les autres modems étudiés n’ont aucune influence négative sur le niveau
d’intégrité des données du format de trame FT1.2.
________
1)
Les chiffres entre crochets renvoient à la bibliographie.

TR 60870-1-5 © IEC:2000 – 9 –
INTRODUCTION
The standard data transmission protocol IEC 60870-5 for telecontrol systems defines block
codes that are designed to achieve high transmission efficiency and high data integrity under
the assumption that the transmission channel utilizes a binary symmetric memoryless bit
transmission method. The "memoryless transmission" method is violated if the signal of an
individual information bit depends on bit signals of other information bits. This means that the
utilization of scramblers and the assembly of two or more bits in packets for multiphase and
amplitude modulations in the physical layer violate the conditions under which the link layer
protocol definitions for block codes are optimized.
The influence of ITU-T standard modem transmission procedures on the data integrity of the
1)
frame format FT1.2 defined in IEC 60870-5-1 was investigated [1], [2].
The conclusion of these investigations is that one particular standard ITU-T modem reduces
the data integrity of FT1.2 frames by reducing its designed Hamming distance of 4 to 3, while
all other investigated modems have no negative influence on the designed data integrity level
of frame format FT1.2.
________
1)
The figures in square brackets refer to the bibliography.

– 10 – TR 60870-1-5 © CEI:2000
MATÉRIELS ET SYSTÈMES DE TÉLÉCONDUITE –
Partie 1-5: Considérations générales –
Influence des procédures de transmission par modem utilisant
des brouilleurs sur l’intégrité des données des systèmes
de transmission utilisant le protocole de la CEI 60870-5
1 Domaine d'application
Le présent rapport technique couvre l'influence des procédures de transmission par modem.
2 Schémas d’erreurs indétectables du format de trame FT1.2
Le format de trame de transmission FT1.2 utilise un code produit avec vérification par parité
simple particulière comme protection contre les erreurs de trame indétectables. Chaque
caractère se compose de 1 bit de début («0»), de 8 bits d’information, de 1 bit de parité pair et
de 1 bit de fin («1»). Un bloc de caractères se termine par un caractère de contrôle par somme
qui est défini comme la somme arithmétique des caractères d’information modulo 256.
Cela signifie que les erreurs de trame indétectables se produisent du fait de schémas d’erreur
particuliers comportant au moins 4 bits erronés:
a) deux bits erronés de valeurs inverses inverses b) deux bits erronés intervertis dans une
dans trois colonnes dans deux colonnes colonne et deux contrôles de parité erronés
Début 1 2 3 4 5 6 7 8 P Fin Début 1 2 3 4 5 6 7 8 P Fin
010 1
0X Y 1 0 X E1
010 1
0X´ Y´ 1 0 X´ E1
010 1
X, X´ et Y,Y´ désignent des paires de bits erronés de valeurs inverses. E désigne 1 bit erroné.
c) deux bits erronés dans la colonne 8 et d) deux bits erronés de même valeur dans
deux contrôles de parité erronés une colonne, 1 bit erroné de valeur
inverse dans la colonne suivante et 1 bit
de contrôle de parité erroné
Début 1 2 3 4 5 6 7 8 P Fin Début 1 2 3 4 5 678P Fin
010 1
0EE10XX´ 1
010 1
0EE10X E1
010 1
TR 60870-1-5 © IEC:2000 – 11 –
TELECONTROL EQUIPMENT AND SYSTEMS –
Part 1-5: General considerations –
Influence of modem transmission procedures with scramblers
on the data integrity of transmission systems
using the protocol IEC 60870-5
1 Scope
This technical report covers the influence of modem transmission procedures.
2 Undetectable bit error patterns of the frame format FT1.2
The transmission frame format FT1.2 utilizes a particular single-parity check product code as a
protection against undetectable frame errors. Each character is composed of a start bit ("0"),
eight information bits, an even parity bit and a stop bit ("1"). A block of characters is terminated
by a check sum character which is defined as an arithmetic sum of the information characters
modulo 256.
This means that undetectable frame errors occur by particular bit error patterns with at least
four erroneous bits:
a) two mu
...