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認識電力系統通信

更新時間:2016-06-08    已閱讀:1092次

近期“互聯網+”概念炒的火熱,思來想去,“互聯網+”對電網意味著什么?首先是電網的互聯網化、或者智能化,電力系統通信在這個過程中會起到非常重要的作用,那么平時不常被提及的電力系統通信主要做什么、都有哪些設備呢?讓我們一起解開它的神秘面紗。

本文將從電力通信中常用的設備說起,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,讓即將從事電力系統通信崗位的新員工,能夠從一個系統框架的角度去認識電力通信設備,少走一些彎路。

 

為什么要有電力系統通信?

電力系統通信為電力系統正常運行提供全面的支撐,如調度和站用內線電話,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質可用的通道,供站與站之間的設備進行通信,并將站內信號上傳到局端。

 

聽起來好像很復雜的樣子,那么

他們是如何工作的呢?

要解答這個問題,需要了解電力通信中常見的設備。

首先來認識一下電力通信的最常用設備:配線架。如果用電力系統的概念來解釋這個名詞,就是通信系統用的母線。依照通信方式的不同,分為音頻配線架、數字配線架和光纖配線架,英文簡稱分別為VDF、DDF、ODF。


1配線架

音頻配線架(VDF)

如下圖所示,此為站內常用的音頻配線架。它的作用是連接用64k速度傳輸的設備。

如上圖所示的打滿線的第一排端子,通常被稱為是設備側,通向PCM(后文將有介紹)。

如上圖所示,第一排下口零散分布的一對一對線,則是通向站內的自動化設備,視通信方式的制定而選擇接入對應的端子。用戶側常見設備:自動化所用的調度、集控主備用設備、站內電話、計量電話、調度直通和集控直通電話。

 

一般情況下,現場工作是將站內所有的用戶設備通過一根網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,視現場條件和運行方式的規定而調整。


數字配線架(DDF)

雖然是換了種形式,但實質上的作用和VDF類似,也是有設備側和用戶側,設備側通常指的是光端機,用戶側則主要是指帶著業務的PCM設備以及少量的調度數據網路由器

圖中所見的是連接端子,它是將上排和下排連接一起,兩個端子構成了一收一發的完整通道,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,然后再通過上所示的連接端子一起構成通路。

 

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,它沒有設備側和用戶側的區別,它是由站外光纜分出來的各個芯,一般情況是12的整數倍,常見的是24芯和48芯,經過熔接和布放,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整。

上圖為站內常用的ODF示意圖,占用的1、2芯構成一條完整的業務。

有些情況下,一些比較遠的站要將站內的信號送到局里,需要通過有實際光纜互聯的站點,經過多次轉送后送入局端,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務,且站內發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。

 

2通信主要設備

 

   PCM

在光纖通信系統中,光纖中傳輸的是二進制光脈沖“0”碼和“1”碼,它由二進制數字信號對光源進行通斷調制而產生。而數字信號是對連續變化的模擬信號進行抽樣、量化和編碼產生的,稱為PCM(Pulse-code modulation),即脈沖編碼調制。這種電的數字信號稱為數字基帶信號,由PCM電端機產生。PCM有兩個標準(表現形式)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是實現了64k音頻傳輸和2M數字傳輸的互相轉換,在其內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,不可用于業務傳輸。其它剩余的30個時隙可用于話路業務和自動化設備的業務傳輸。具體調整業務的時隙,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整。

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

PCM就是上面這樣子的,是不同設備廠家的。


光傳輸設備

光端機是我們內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、并由統一網管系統操作的綜合信息傳送網絡。SDH光傳輸設備可實現網絡有效管理、實時業務監控、動態網絡維護、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展和應用的熱點,在通信光傳輸網絡中占據主要地位。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。

在實際應用時,SDH光傳輸設備是從DDF側,將站內所有的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管上進行光路的調整,站內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。

常見的光傳輸設備長這樣,上層的一大捆線就是2M線,這是往DDF去的,下一層好多黃色的纖就是尾纖,連接到ODF端子上。

 

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,一般是站內的出口設備,即所有業務以網線的形式接入至路由器,再由路由器經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,它可以支持很多協議,并且提供的GE口既可以接光纜尾纖,也可以接網線,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;且需要所有業務要以網線的方式接入至路由器。而目前的老站里,電話業務還不支持網線。最近電力系統推行應用的D5000系統,就是經過由路由器組成的調度數據網絡進行的傳輸,而站內的D5000設備就是以網線的形式接入至路由器。

上圖即為站內交換機和路由器的示意圖。許多網口的最上面兩臺設備為交換機,它負責將所有用網線接入的業務匯聚,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。

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、通信監測設備、視頻監控設備等,當然,本文主要跟朋友們一起了解站內的信號是如何傳送至局端的,希望本文提供的思路能幫朋友們更加深入了解電力通信在電力系統中的作用形式。


怎么樣,聽完作者的介紹您做好從事電力系統通信工作的準備了嗎?是想來呢,還是想來呢,還是想來呢?

 


作者劉濤,國網秦皇島供電公司電力系統通信工程師。


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