轉(zhuǎn)載于勤奮的電工

本文將從電力通信中常用的設(shè)備走起，向大家概括性地介紹下電力通信的大致情況，不打算大篇幅講通信原理，旨在通過(guò)此文，能夠從一個(gè)系統(tǒng)框架的角度去認(rèn)識(shí)電力通信設(shè)備。

電力系統(tǒng)通信為電力系統(tǒng)正常運(yùn)行提供全面的支撐，如調(diào)度和站用內(nèi)線電話，2M及光纖通信等。其主要作用是為保護(hù)、自動(dòng)化等設(shè)備提供優(yōu)質(zhì)可用的通道，供站與站之間的設(shè)備進(jìn)行通信。那么，電力系統(tǒng)通信是如何實(shí)現(xiàn)站與站或站與局端進(jìn)行通信的呢？站內(nèi)的信號(hào)是如何上傳到局端的呢？

要解答這個(gè)問(wèn)題，必須要了解電力通信中常見的設(shè)備。在此，首先介紹下電力通信的常用設(shè)備：配線架。如果用電力系統(tǒng)的概念來(lái)解釋這個(gè)名詞，就是通信系統(tǒng)用的母線。依照通信方式的不同，分為音頻配線架、數(shù)字配線架和光纖配線架，英文簡(jiǎn)稱分別為VDF、DDF、ODF。

一、配線架

1）音頻配線架（VDF）

如下圖所示，此為站內(nèi)常用的音頻配線架。它的作用是連接用64k速度傳輸?shù)脑O(shè)備，如圖1所示的打滿線的第一排端子，通常被稱為是設(shè)備側(cè)，它是通向PCM（后文將有介紹）。如圖2所示，第一排下口零散分布的一對(duì)一對(duì)線，則是通向站內(nèi)的自動(dòng)化設(shè)備，視通信方式的制定而選擇接入對(duì)應(yīng)的端子。用戶側(cè)常見設(shè)備：自動(dòng)化所用的調(diào)度、集控主備用設(shè)備、站內(nèi)電話、計(jì)量電話、調(diào)度直通和集控直通電話。

一般情況下，現(xiàn)場(chǎng)工作是將站內(nèi)所有的用戶設(shè)備通過(guò)一根網(wǎng)線或是多股電纜傳送至VDF，并在VDF的一排打滿，然后再通過(guò)音頻線跳接至相應(yīng)的端口。以前有些老站也是通過(guò)端子排掛到綜合配線柜上再跳接的辦法。具體如何接線，視現(xiàn)場(chǎng)條件和運(yùn)行方式的規(guī)定而調(diào)整。

圖1 VDF設(shè)備側(cè)

圖2 VDF用戶側(cè)

2）數(shù)字配線架（DDF）

雖然是換了種形式，但實(shí)質(zhì)上的作用和VDF類似，也是有設(shè)備側(cè)和用戶側(cè)，設(shè)備側(cè)通常指的是光端機(jī)，用戶側(cè)則主要是指帶著業(yè)務(wù)的PCM設(shè)備，以及少量的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)路由器。圖3中所見的是連接端子，它是將上排和下排連接一起，兩個(gè)端子構(gòu)成了一收一發(fā)的完整通道，在它的背面，上端是從光端機(jī)過(guò)來(lái)的2M線，一般情況是全部插滿，而下端，視通信運(yùn)行方式的制定而選擇合適的端口進(jìn)行接入，然后再通過(guò)如圖3所示的連接端子一起構(gòu)成通路。

圖3 DDF架

3）光纖配線架（ODF）

相比于上面所示的兩個(gè)配線架，ODF則顯得簡(jiǎn)單得多，它沒(méi)有設(shè)備側(cè)和用戶側(cè)的區(qū)別，它是由站外光纜分出來(lái)的各個(gè)芯，一般情況是12的整數(shù)倍，常見的是24芯和48芯，經(jīng)過(guò)熔接和布放，通過(guò)法蘭提供一個(gè)站外出口。光端機(jī)和路由器就將出口的尾纖芯連接到ODF相應(yīng)的端子上即可，一收一發(fā)各一芯，共兩芯，由此可以判斷，如果一個(gè)24芯光纜滿載，可以帶12個(gè)光端機(jī)或路由器，而光端機(jī)或是路由器要將信號(hào)送到哪里，通過(guò)哪個(gè)站的哪個(gè)芯上走，需要按照通信運(yùn)行方式來(lái)進(jìn)行調(diào)整。

有些情況下，一些比較遠(yuǎn)的站要將站內(nèi)的信號(hào)送到局里，需要通過(guò)有實(shí)際光纜互聯(lián)的站點(diǎn)，經(jīng)過(guò)多次轉(zhuǎn)送后送入局端，此種連接方式也叫跳接。而對(duì)于每條光纜而言，每一對(duì)芯只能同時(shí)運(yùn)行一個(gè)業(yè)務(wù)，且站內(nèi)發(fā)出的和接收的端子均需要芯相同才能接收到。這個(gè)是進(jìn)行光傳輸通信時(shí)所需要熟記的一點(diǎn)。

圖4 ODF示意圖

二、通信主要設(shè)備簡(jiǎn)介

1）PCM

在光纖通信系統(tǒng)中，光纖中傳輸?shù)氖嵌M(jìn)制光脈沖“0”碼和“1”碼，它由二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)對(duì)光源進(jìn)行通斷調(diào)制而產(chǎn)生。而數(shù)字信號(hào)是對(duì)連續(xù)變化的模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣、量化和編碼產(chǎn)生的，稱為PCM（Pulse-code modulation），即脈沖編碼調(diào)制。這種電的數(shù)字信號(hào)稱為數(shù)字基帶信號(hào)，由PCM電端機(jī)產(chǎn)生。PCM有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)（表現(xiàn)形式）即E1和T1。中國(guó)采用的是歐洲的E1標(biāo)準(zhǔn)。T1的速率是1.544Mbit/s，E1的速率是2.048Mbit/s。

通過(guò)以上原理性的介紹，我們不難看出，其實(shí)PCM是實(shí)現(xiàn)了64k音頻傳輸和2M數(shù)字傳輸?shù)幕ハ噢D(zhuǎn)換，在其內(nèi)部是通過(guò)時(shí)隙的一一對(duì)應(yīng)而完成的通信，一個(gè)2M方向可以分出32個(gè)時(shí)隙，其中0和16時(shí)隙是設(shè)備專用，不可用于業(yè)務(wù)傳輸。其它剩余的30個(gè)時(shí)隙可用于話路業(yè)務(wù)和自動(dòng)化設(shè)備的業(yè)務(wù)傳輸。具體調(diào)整業(yè)務(wù)的時(shí)隙，視設(shè)備的要求，用設(shè)備自帶的手持終端或是通過(guò)特有的串口線連接至電腦進(jìn)行調(diào)整。

簡(jiǎn)而言之，PCM在通信中的作用就是，將站內(nèi)的自動(dòng)化設(shè)備信號(hào)及話路信號(hào)進(jìn)行中轉(zhuǎn)，變?yōu)?M信號(hào)，通過(guò)一對(duì)2M收發(fā)線通過(guò)DDF連接至SDH傳輸設(shè)備。常用的維護(hù)操作就是依據(jù)方式的制定，登錄設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行修改時(shí)隙的操作，從而改變業(yè)務(wù)的走向。

圖5 PCM示意圖

2）光傳輸設(shè)備

光端機(jī)是我們內(nèi)部方便稱呼而使用的，正式名稱是SDH光傳輸設(shè)備。SDH光傳輸設(shè)備，是一種將復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡(luò)。SDH光傳輸設(shè)備可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)有效管理、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)監(jiān)控、動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、不同廠商設(shè)備間的互通等多項(xiàng)功能，由于兼容性好，傳輸方式先進(jìn)，因此是當(dāng)今世界信息領(lǐng)域在傳輸技術(shù)方面的發(fā)展和應(yīng)用的熱點(diǎn)，在通信光傳輸網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)主要地位。在目前應(yīng)用的背景下，單條光路最大的使用帶寬容量是2.5G，常見于樞紐站點(diǎn)的傳輸。當(dāng)然，如果到了省級(jí)的層面，帶寬容量可能會(huì)高達(dá)10G以上。

SDH采用的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)稱為同步傳送模塊STM－N（Synchronous Transport Mode，N=1，4， 16 ，64），最基本的模塊為STM－1，四個(gè)STM－1同步復(fù)用構(gòu)成STM－4，16個(gè)STM－1或四個(gè) STM－4同步復(fù)用構(gòu)成STM－16，四個(gè)STM－16同步復(fù)用構(gòu)成STM－64，甚至四個(gè)STM－64同步復(fù)用構(gòu)成STM－256。STM-1的傳輸速率為155.52MB/s，STM-N的速率可等效為N×155.52Mb/s。

在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，SDH光傳輸設(shè)備是從DDF側(cè)，將站內(nèi)所有的2M信號(hào)匯聚為光傳輸信號(hào)，通過(guò)尾纖連接至ODF上從而傳輸出站。常見的維護(hù)操作是在網(wǎng)管上進(jìn)行光路的調(diào)整，站內(nèi)巡視的時(shí)候需及時(shí)清理它的風(fēng)扇擋板，否則容易導(dǎo)致溫度變高而導(dǎo)致不正常。

圖6 光傳輸設(shè)備示意圖

3）交換機(jī)和路由器

路由器在電力通信的作用和光傳輸設(shè)備類似，一般是站內(nèi)的出口設(shè)備，即所有業(yè)務(wù)以網(wǎng)線的形式接入至路由器，再由路由器經(jīng)過(guò)特定的路由到達(dá)局端。可以說(shuō)是等同地位乃至更超前的地位，它可以支持很多協(xié)議，并且提供的GE口既可以接光纜尾纖，也可以接網(wǎng)線，兼容性更好，且傳輸方式較PCM和光傳輸組合來(lái)講要簡(jiǎn)單很多，減少了很多中間節(jié)點(diǎn)，方便檢修人員更精確地定位故障點(diǎn)。當(dāng)然，它的缺點(diǎn)就是：當(dāng)光路發(fā)生故障時(shí)，不如SDH設(shè)備切換通道快，需要花費(fèi)一段時(shí)間才能計(jì)算好備用路由；且需要所有業(yè)務(wù)要以網(wǎng)線的方式接入至路由器。而目前的老站里，電話業(yè)務(wù)還不支持網(wǎng)線。最近電力系統(tǒng)推行應(yīng)用的D5000系統(tǒng)，就是經(jīng)過(guò)由路由器組成的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的傳輸，而站內(nèi)的D5000設(shè)備就是以網(wǎng)線的形式接入至路由器。

下圖即為站內(nèi)交換機(jī)和路由器的示意圖。許多網(wǎng)口的最上面兩臺(tái)設(shè)備為交換機(jī)，它負(fù)責(zé)將所有用網(wǎng)線接入的業(yè)務(wù)匯聚，再傳送至位于第四層的路由器，路由器通過(guò)尾纖連接至ODF，將所有的信號(hào)傳送出站。

圖7 交換機(jī)和路由器

三、結(jié)語(yǔ)

其實(shí)通信設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些，還有一些很重要的輔助設(shè)備，如通信電源、通信監(jiān)測(cè)設(shè)備、視頻監(jiān)控設(shè)備等，當(dāng)然，本文的目的是解答站內(nèi)的信號(hào)是如何傳送至局端的，希望本文提供的思路能幫大家更加深入了解電力通信在電力系統(tǒng)中的作用形式。