某220kv变电站从距离130公里的500kv变电站引入一条新的线路，配置光纤差动保护，保护的通道采用光纤直连模式。光纤通道中的数据采用同步通信模式，数据的传输数率为1Mbits。保护采用率为50点/20ms。 （1）要求将原始采样值（三相电流及电压）传输到对侧，采用同步传输模式，设计数据帧帧头、帧尾、同步字，并且说明每个字节的功能。 （2）采用1b4b编码模式说明数据帧调制过程与接收端同步时钟的过程。

1. 原始采样值传输数据帧设计:

为了传输原始采样值（三相电流和电压），需要设计一个数据帧，其中包含帧头、同步字和帧尾。每个字节的功能如下:

- 帧头：标识一个数据帧的开始。一般可以采用两个字节的固定模式表示，比如 0xAA55。
- 同步字：用于同步发送端和接收端的时钟。一般采用一个字节的固定模式表示，比如 0xFF。
- 数据：包含原始采样值的数据。每个数据可以使用两个字节表示，高字节在前，低字节在后。
- 帧尾：标识一个数据帧的结束。一般可以采用两个字节的固定模式表示，比如 0x55AA。

因此，一个完整的数据帧包含以下内容：

| 帧头 | 同步字 | 数据1高字节 | 数据1低字节 | 数据2高字节 | 数据2低字节 | ... | 帧尾 |
| ------- | ------ | ------------ | ------------ | ------------ | ------------ | --- | -------- |
| 0xAA55 | 0xFF | 数据1高字节 | 数据1低字节 | 数据2高字节 | 数据2低字节 | ... | 0x55AA |

2. 数据帧调制与接收端同步时钟过程:

在采用1b4b编码模式的情况下，每个8位数据都会被编码成10位数据（包括控制位和数据位）。编码后的数据可以更好地传输和接收，并且可以用于时钟同步。具体过程如下:

- 发送端对8位原始数据进行1b4b编码，生成10位数据。
- 发送端将10位数据发送到接收端，同时发送同步字节，用于时钟同步。
- 接收端通过检测同步字节，与发送端同步时钟。
- 接收端对接收到的10位数据进行译码，得到8位原始数据。

1b4b编码的具体规则如下：

- 对于8位数据的每个位，将其与控制位0或1组成一个10位编码。
- 对于数据位，根据其前后两个位的值（或前一个和后一个数据位的值）来决定控制位的值。
- 控制位0和控制位1的编码方式事先约定好。

例如，将8位数据11010111编码成10位数据后，可能得到的编码如下：

| 原始数据 | 编码前 | 编码后 |
| -------- | ------ | -------- |
| 1 | 0 | 00011011 |
| 1 | 1 | 00011110 |
| 0 | 0 | 01001101 |
| 1 | 1 | 00011110 |
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