轉(zhuǎn)載于勤奮的電工

本文將從電力通信中常用的設備走起，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，旨在通過此文，能夠從一個系統(tǒng)框架的角度去認識電力通信設備。

電力系統(tǒng)通信為電力系統(tǒng)正常運行提供全面的支撐，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、自動化等設備提供優(yōu)質(zhì)可用的通道，供站與站之間的設備進行通信。那么，電力系統(tǒng)通信是如何實現(xiàn)站與站或站與局端進行通信的呢？站內(nèi)的信號是如何上傳到局端的呢？

要解答這個問題，必須要了解電力通信中常見的設備。在此，首先介紹下電力通信的常用設備：配線架。如果用電力系統(tǒng)的概念來解釋這個名詞，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備，如圖1所示的打滿線的第一排端子，通常被稱為是設備側(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一對線，則是通向站內(nèi)的自動化設備，視通信方式的制定而選擇接入對應的端子。用戶側(cè)常見設備：自動化所用的調(diào)度、集控主備用設備、站內(nèi)電話、計量電話、調(diào)度直通和集控直通電話。

一般情況下，現(xiàn)場工作是將站內(nèi)所有的用戶設備通過一根網(wǎng)線或是多股電纜傳送至VDF，并在VDF的一排打滿，然后再通過音頻線跳接至相應的端口。以前有些老站也是通過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)場條件和運行方式的規(guī)定而調(diào)整。

圖1 VDF設備側(cè)

圖2 VDF用戶側(cè)

2）數(shù)字配線架（DDF）

雖然是換了種形式，但實質(zhì)上的作用和VDF類似，也是有設備側(cè)和用戶側(cè)，設備側(cè)通常指的是光端機，用戶側(cè)則主要是指帶著業(yè)務的PCM設備，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，上端是從光端機過來的2M線，一般情況是全部插滿，而下端，視通信運行方式的制定而選擇合適的端口進行接入，然后再通過如圖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配線架，ODF則顯得簡單得多，它沒有設備側(cè)和用戶側(cè)的區(qū)別，它是由站外光纜分出來的各個芯，一般情況是12的整數(shù)倍，常見的是24芯和48芯，經(jīng)過熔接和布放，通過法蘭提供一個站外出口。光端機和路由器就將出口的尾纖芯連接到ODF相應的端子上即可，一收一發(fā)各一芯，共兩芯，由此可以判斷，如果一個24芯光纜滿載，可以帶12個光端機或路由器，而光端機或是路由器要將信號送到哪里，通過哪個站的哪個芯上走，需要按照通信運行方式來進行調(diào)整。

有些情況下，一些比較遠的站要將站內(nèi)的信號送到局里，需要通過有實際光纜互聯(lián)的站點，經(jīng)過多次轉(zhuǎn)送后送入局端，此種連接方式也叫跳接。而對于每條光纜而言，每一對芯只能同時運行一個業(yè)務，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。這個是進行光傳輸通信時所需要熟記的一點。

圖4 ODF示意圖

二、通信主要設備簡介

1）PCM

在光纖通信系統(tǒng)中，光纖中傳輸?shù)氖嵌M制光脈沖“0”碼和“1”碼，它由二進制數(shù)字信號對光源進行通斷調(diào)制而產(chǎn)生。而數(shù)字信號是對連續(xù)變化的模擬信號進行抽樣、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)字信號稱為數(shù)字基帶信號，由PCM電端機產(chǎn)生。PCM有兩個標準（表現(xiàn)形式）即E1和T1。中國采用的是歐洲的E1標準。T1的速率是1.544Mbit/s，E1的速率是2.048Mbit/s。

通過以上原理性的介紹，我們不難看出，其實PCM是實現(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)部是通過時隙的一一對應而完成的通信，一個2M方向可以分出32個時隙，其中0和16時隙是設備專用，不可用于業(yè)務傳輸。其它剩余的30個時隙可用于話路業(yè)務和自動化設備的業(yè)務傳輸。具體調(diào)整業(yè)務的時隙，視設備的要求，用設備自帶的手持終端或是通過特有的串口線連接至電腦進行調(diào)整。

簡而言之，PCM在通信中的作用就是，將站內(nèi)的自動化設備信號及話路信號進行中轉(zhuǎn)，變?yōu)?M信號，通過一對2M收發(fā)線通過DDF連接至SDH傳輸設備。常用的維護操作就是依據(jù)方式的制定，登錄設備內(nèi)部進行修改時隙的操作，從而改變業(yè)務的走向。

圖5 PCM示意圖

2）光傳輸設備

光端機是我們內(nèi)部方便稱呼而使用的，正式名稱是SDH光傳輸設備。SDH光傳輸設備，是一種將復接、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。SDH光傳輸設備可實現(xiàn)網(wǎng)絡有效管理、實時業(yè)務監(jiān)控、動態(tài)網(wǎng)絡維護、不同廠商設備間的互通等多項功能，由于兼容性好，傳輸方式先進，因此是當今世界信息領域在傳輸技術方面的發(fā)展和應用的熱點，在通信光傳輸網(wǎng)絡中占據(jù)主要地位。在目前應用的背景下，單條光路最大的使用帶寬容量是2.5G，常見于樞紐站點的傳輸。當然，如果到了省級的層面，帶寬容量可能會高達10G以上。

SDH采用的信息結(jié)構(gòu)等級稱為同步傳送模塊STM－N（Synchronous Transport Mode，N=1，4， 16 ，64），最基本的模塊為STM－1，四個STM－1同步復用構(gòu)成STM－4，16個STM－1或四個 STM－4同步復用構(gòu)成STM－16，四個STM－16同步復用構(gòu)成STM－64，甚至四個STM－64同步復用構(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。

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

圖6 光傳輸設備示意圖

3）交換機和路由器

路由器在電力通信的作用和光傳輸設備類似，一般是站內(nèi)的出口設備，即所有業(yè)務以網(wǎng)線的形式接入至路由器，再由路由器經(jīng)過特定的路由到達局端。可以說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和光傳輸組合來講要簡單很多，減少了很多中間節(jié)點，方便檢修人員更精確地定位故障點。當然，它的缺點就是：當光路發(fā)生故障時，不如SDH設備切換通道快，需要花費一段時間才能計算好備用路由；且需要所有業(yè)務要以網(wǎng)線的方式接入至路由器。而目前的老站里，電話業(yè)務還不支持網(wǎng)線。最近電力系統(tǒng)推行應用的D5000系統(tǒng)，就是經(jīng)過由路由器組成的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡進行的傳輸，而站內(nèi)的D5000設備就是以網(wǎng)線的形式接入至路由器。

下圖即為站內(nèi)交換機和路由器的示意圖。許多網(wǎng)口的最上面兩臺設備為交換機，它負責將所有用網(wǎng)線接入的業(yè)務匯聚，再傳送至位于第四層的路由器，路由器通過尾纖連接至ODF，將所有的信號傳送出站。

圖7 交換機和路由器

三、結(jié)語

其實通信設備遠遠不止這些，還有一些很重要的輔助設備，如通信電源、通信監(jiān)測設備、視頻監(jiān)控設備等，當然，本文的目的是解答站內(nèi)的信號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。