电力系统通信概论Word文档下载推荐.docx
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表示频率的间隔(△f)。
Hz,△f=f2一f1
4.通信容量---速率:
每秒传输比特(位)数量的多少。
bit/s=(bit/s)
5.频带利用率:
每赫滋带宽传输的通信容量。
bit/s/Hz,=(bit/s/Hz,)
6.误码率:
一定传输时间内,传输错误的比特数与总比特数的比。
EBR(ErrorBitRate)=(错误比特/总比特数)
7.码型:
用以表示二进制代码的信号的波形。
AMI,CMI,BCD(二十进制编码)
RZ(归零码),NRZ(不归零码)
HDB3(三阶高密度双极性码)
8.编码:
通过数码变换,将原始二进制代码变换成适合信道传输的另一种数玛的过程,叫编码。
编码的目的是:
1)便于提出时钟;
2)提高信号抗干扰能力;
3)便于检测误码和纠错;
4)压缩码率,提高线路传输速率;
9.调制:
利用待传输信号(数字、模拟)去改变载频(波)信号的某一参数(量),便于信道传输,这一过程就叫调制。
1)调幅
2)调频
3)调相
10.复用:
在一个传输煤质中,同时传输多个信号,就叫复用。
1)频分复用
2)时分复用
3)码分复用
4)波分复用
11.时钟:
设备固有的(或外部输入)频率和波形都固定的信号源。
(hz,bit/s)
12.同步:
同一网络上的网元设备,通过同一时钟信号源的指挥,达到同节拍的信号输入、输出,此时的状态叫同步;
反之,叫失步。
13.PCM:
(PulseCodedModulation&
Demudulation)
脉冲编码调制解调机(终端机)
功能:
将30路模拟信号或低速数据信号复接成一路2M数据信号;
反之,将一路2M数据信号分解成30路模拟信号或低速数据信号。
PCM的帧结构如下:
1复帧=16帧(2ms)1帧
F15
F0
F1
F2
F3
F4
F5
F6
F7
F8
F9
F10
F11
F12
F13
F14
1帧
125μs
32个时隙/256比特
1路(时隙)
3.9μs/8比特
8比特
帧同步时隙
话路1
……
话路15
信令时隙
话路16
话路30
Ts0Ts1……Ts15Ts16Ts17……Ts31
TS0:
偶帧
1
帧同步码
保留给国际用,暂定为1
奇帧
A1
保留给国内用,暂定为1
帧失步,对告
TS16:
复帧同步及信令时隙
F0帧
A2
复帧同步码
复帧对告码
F1帧
a
b
c
d
CH1信令码CH16信令码
………
F15帧
CH1信令码CH16信令码
Ts1-Ts15Ts17-Ts31:
话路时隙
e
f
g
h
1字节=8比特=3.9μs
14.PDH(准同步数字系列)
SDH(同步数字系列)
PDH:
北美速率标准:
1.5Mbit/s—6.3Mbit/s—45Mbit/s—N×
45Mbit/s
日本速率标准:
1.5Mbit/s—6.3Mbit/s—32Mbit/s—100Mbit/s-400Mbit/s
欧洲速率标准:
2Mbit/s—8Mbit/s—34Mbit/s—140Mbit/s
SDH:
STM—1;
155.52Mbit/s
STM—4:
622.08Mbit/s
STM—16:
2488.32Mbit/s
STM—64:
9953.28Mbit/s
STM—256:
39813.12Mbit/s
五、电力系统通信网的组成:
(一)、电力系统通信网的组成
1.以电力载波、微波、光纤为主要传输设备,构成通信传输网;
2.以公司H20-20交换机为中心,连接各变电站、分公司小交换机,构成行政交换网;
3.以各变电站调度交换机为主体,连接网、省公司调度交换机,构成500KV调度交换网。
(二)、电力通信网主要承载的信息:
1.语音信息(电话)
2.远动信息(RTU信息)
3.保护信息(继电保护信号)
4.计算机数据信息(MIS信息)
5.图像信息(电视电话会议、图象监控)
6.网管信息
7.时钟信息
8.综合数据网信息(2M自动化信息)
9.其它数据信息(雷电观测)
电力系统光纤通信
湖北超高压输变电公司孟应平
一.光纤通信
1.光纤通信的定义
光纤通信是以光波为载体,以光导纤维为传输媒质,将信号从一处传输到另一处的一种通信手段。
2.光纤通信的特点
A.传输容量大:
单路载波4KHZ的带宽——一个话路
微波(2M—155.52Mbit/s/λ)——30—1890CH
光纤容量10Gbit/s/λ——120960CH
B.传输距离远:
单摸光纤在1.3µ
m窗口的衰耗0.3dB/km,1.55µ
m窗口的衰耗0.2dB/km,中继段距离可达150km,实现长距离通信。
C.不受电磁干扰,抗电磁干扰及雷电干扰能力强。
D.线径细,重量轻。
单芯光纤直径只有0.1mm,便于敷设。
E.资源丰富:
光纤材料SiO2自然界大量存在,取之不尽,耗之不竭。
频率资源丰富,在同一缆中,频率(波长)可重复使用。
3.光纤通讯的分类:
①按波长分:
短波长(0.85µ
m)
长波长:
1.3µ
m1.55µ
m
②按传输模式分:
单模光纤通信
多模光纤通信
③按信号方式分:
模拟光纤通信
数字光纤通信
④按同步方式分:
准同步PDH光纤通信
同步SDH光纤通信
4.光纤通信在电力系统中的应用
随着电力网的扩大,电网由省网发展到跨省,跨区,要求信息量急剧增加;
电力载波和微波出现许多问题,诸如电力系统发生线路故障,电磁干扰,衰落,误码等,通信容量难以满足现代大容量高速数字网的要求。
因此,光纤通信网的应用便应运而生。
光纤通信在电力系统中的主要承载以下业务:
①话音通信2W4WE/M
②自动化远动信息
③2MMIS信息
④2M自动化监控信息
⑤视频会议
⑥继电保护
⑦雷电观测信息
⑧工业监视信息
⑨ATM交换及程控交换信息
5.光纤通信的一般组成:
OPGW
O
D
F
V
F
P
C
M
S
H
光缆线路
①VDF:
音频配线架
②PCM:
数字终端机
③DDF:
数字配线架
④SDH:
同步数字系列光传输设备
⑤ODF:
光纤分配架
⑥OPGW;
复合地线光缆
ADSS;
全介质自承式光缆
6.常用的数字结构等级
45bit/s
二.光纤及光缆
1.光纤结构
包层
纤芯
涂覆层塑套
2.光纤类型及谱特性:
①.多模光纤:
指光纤中传输模式是多个
②.单模光纤;
光纤中只能传输一个模式的光纤
③.光纤谱特性:
A(dB)衰耗
113101550nm波长
MM,SI阶跃型多模光纤:
芯径50µ
m,包层直径125µ
m,0.85µ
2-3dB/km
MM,GI渐变型多模光纤:
芯径50—62µ
m,包层直径125µ
m,1.3µ
0.5-1.2dB/km
SM,SI阶跃型单模光纤:
芯径9µ
m,
m,衰减,0.3—0.4dB/km,典型值0.35dB/km
1.55µ
m,衰减0.1—0.3dB/km,典型值0.2dB/km
3,光纤的种类
ITU—T已经在建议G.652;
G.653;
G.654;
G.655中分别定义了四种不同设计的单模光纤。
G652光纤是目前已广泛使用的单模光纤,称为1310nm性能最佳的单模光纤,又称色散未移位的光纤。
G653光纤称为色散移位光纤或1550nm性能最佳的光纤。
G654光纤称为截止波长移位的单模光纤。
(海底光缆)
G655光纤称为非零色散移位单模光纤。
**G652适用工作窗口:
1310nm(0.3—0.4dB/KM)1550nm(0.17—0.25dB/KM)截止波长1260nm
**G655适用工作窗口:
1550nm(0.19—0.25dB/KM)截止波长1480nm
4,电力系统常用的光缆
①.OPGW:
optical-GroundWire架空地线复合光缆
②.ADSS:
All-DielectricSelf-supporting全介质自承式光缆
③.WOFC:
windingopticalFiberCable.缠绕式光缆
④.光缆的几种结构:
A.骨架式,(玉凤线,凤络线)OPGW
B.层绞式,(斗—白线)OPGW,普缆
C.中心束管式OPGW
D.叠带式普缆
5、尾纤:
G.652,G.655
用以连接光纤配线架与光传输设备、光终端转换设备之间的单根光纤,称之为尾纤或跳纤。
长度约5米至20米。
多模尾纤为桔红色;
单模尾纤为黄色。
三.光信号在光纤中的传输
①光波具有电磁波的属性,可以用分析电磁波的方程式解析光在传输介质中的传动特性。
②光在均匀介质中传输时,其轨迹是一条直线,当光信号射到两种介质交界面时,将发生反射和折射。
介质II(ع2,n2)Q2
介质I(ع1,n1)Q1Q1*
Q1=Q1*
n1sinQ1=n2sinQ2
③.全反射:
当Q1增加到某一值Qc时,使Q2=90度——折射线界面传输,此时的QC称为临界角,n1sinQc时,使Q2=90度;
SinQc=n2/n1(n2<
n1)
如果继续增大Q1,使Q1>
Qc,此时光线不再进入介质II,由界面全部反射回介质I,这种现象称为全反射。
Qc<
Q1<
90n1>
n2
Qc=arcsin(n2/n1)
④.阶跃型光纤是靠全反射原理将光波限制在纤芯中并向前传播。
四.光传输设备
1.设备类型:
TM:
终端复接光传输设备
ADM:
分插复接光传输设备
DXC:
数字交叉连接光纤设备
REG:
光中继设备
2.设备主要模块:
①,接口单元,STM—64光接口
STM—16光接口
STM—4光接口
STM—1光接口
STM—1电接口
T3(45Mbit/s)电接口
T1(1.5Mbit/s)电接口
E3(34Mbit/s)电接口
E1(2Mbit/s)电接口
②.交叉矩阵单元
128×
128VC—4级
2016×
2016VC—12级
③.定时单元;
定时单元可以从线路,支路单元,外部时钟单元(BITS),内部时钟获取定时信号。
④.开销处理单元:
主要完成公务开销字节的处理。
⑤.主控单元:
通过管理口与网管终端连接,负责收集传输系统的性能,告警,历史记录等信息上报网管,并下发来自网管的各种命令。
通过DCC通道和不同传输网之间交换信息,来实现对其他网的管理。
⑥.光放单元
BA:
BOOST光放大器10—20dB
PA:
PREAMPLIFIER预放20—30dB
五.光测试仪表
①光源:
1310nm,1550nm
②光功率计:
850nm,1310nm,1550nm
③OTDR:
光时域反射仪
平均衰耗:
0.2—0.3dB/Km
末端反射衰耗:
20--40dB
接头损耗:
0.1--0.2dB/个
④光纤熔接机
光纤通信复用保护原理及应用
湖北超高压输变电公司孟应平
一、光纤传保护的通道组成方式:
1、专用光纤传保护方式:
-------------------------------------------------
光纤
光缆
虚线代表光缆中用来传保护的光纤
实线代表光缆中用来传通信的光纤
图一专用光纤保护方式
2、数字复接(通道复用)方式:
A、64K数据复接方式:
光电
转换器
保护与通信双绞线2M电缆线路光纤2M电缆双绞线保护与通信
连接光纤64K数据64K数据连接光纤
A站线路B站
B、2M数据复接方式:
保护与通信2M电缆线路光纤2M电缆保护与通信
连接光纤连接光纤
图二光纤通道复用保护方式
二、光纤传保护的优点:
1、传输介质可靠、稳定,通道衰耗恒定,不随天气影响。
2、通道传输更快捷,传输时间短。
3、从保护到通信采用全数字化通道,便于信号处理。
设备更简单。
4、实现网管容易,便于监控。
三、光纤保护传输系统图:
O/E
64K数据2M数据光信号2M数据64K数据
PE
ODF:
光纤配线架SDH:
同步光传输设备
PCM:
数字终端机O/E:
光电转换器PE:
继电保护设备
四、光纤保护应用实例:
1、龙斗一、二回光纤保护
A、FOX515:
FOX515是一种终端接入、光电转换、数字复接及传输为一体的综合设备。
盘位如下:
a.龙—斗一回保护光电接口盘,REL561保护&
LEP925远跳一;
b.龙一斗二回保护光电接口盘,REL561保护&
c.控制盘;
d.2M接口盘;
e.电源盘。
FOX515
01
02
T
E
R
6
4
K
光
电
接口
03
04
05
06
G
数据板
07
08
09
10
11
B
U
X
中央处理器
12
13
I
2
*
接口板
14
L
15
16
17
18
19
20
21
电源模块
FOX515(龙斗一、二回)面板组装图
OTERM64K光电转换接口板:
其功能是完成64K数据的光电转换。
2槽位板:
龙斗一回REF561保护、LFP925远跳1光纤接口。
3槽位板:
龙斗二回REF561保护、LFP925远跳1光纤接口。
GECOD64K数据电接口板:
其功能是完成外部64K数据的同步。
6槽位板:
斗笠至龙泉安稳装置64K数据通道接口
7槽位板:
斗笠至左岸安稳装置64K数据通道接口
11槽位板:
COBUXCPU板:
完成配置及网管数据的储存、告警信息的收集等。
13槽位板:
MEGIF板:
2*2M数据通道接口板,至龙泉
14槽位板:
LOMI4板:
4*2M数据通道接口板,至左岸
21槽位板:
POSUS板:
电源板
告警:
1、OTERM插件:
1摸块告警:
本盘无正常反应、模块自检不成功或模块插错槽位时,(红)灯亮;
2信号告警:
收不到信号时告警,(红)灯亮。
2、COBUX插件:
1正常运行时绿灯亮,模块故障时亮红灯;
2传输主通道无输入时亮红灯;
3重要告警,当各分路板无信号输入时亮红灯;
4次要告警。
3、MEGIF插件:
1模块告警:
模块无正常反应时或自检不成功时亮红灯;
“无2M信号输入”、“两端告警”或“误码率≥1×
10E-3”时亮红灯。
4、POSOS插件:
1电源告警指示灯,告警时红灯亮。
盘位配置说明
1、“2”盘位为龙斗一回保护光电接口盘。
2、“3”盘位为龙斗二回保护光电接口盘。
3、“11”盘位为控制盘。
4、“13”盘位为2M接口盘。
5、“21”盘位为电源盘。
2、玉凤线光纤保护数据传输接口方框图
远切接点
凤凰山变电站侧
IMUX
2000
9745
远跳接点
TXRX
2芯多模
SDH
RXTX
DDF
L90
FM64
G.7032芯多模G.703
O
玉贤变电站侧P
G
W
五、保护与通信(通道)的信号配合:
1、专用光纤保护的通道(裕度)计算:
为了专用光纤保护的通道的可靠,一般要求系统衰减余量不小于6DB。
发信功率:
-10dBm
收信灵敏度:
-34dBm
衰减系数:
0.2dB/km
活接头损耗:
1dB
通信距离:
L=[-10-(-34)-2-6]÷
0.2=80(km)
(孝红、孝熊、磁棵、磁下线均采用此方式)
2、通道延时:
OPGW光纤的折射率n=1.48,光速c=300000km/s
光在光纤中的时延:
4.93μs/km=5μs/km
Td=te+tp+tr*n+to
te为SDH设备传输复接延时:
2M—2M口延时约170μs;
tp为PCM设备的复接延时:
约为1000μs;
tr为光中继复用延时:
约为100μs;
to为光信号传输延时:
约为5μs/km
64K复用通道延时:
Td=te+tp+tr*n+to=170+1000+100*n+5*L
=1170+100n+5L(μs)n:
光中继数L:
线路距离(公里)
2M复用通道延时:
Td=te+tr*n+to=170+100*n+5*L
=170+100n+5L(μs)n:
480km,n=12:
64K复用:
Td=4770μs=4.77ms<5ms
2M复用:
Td=3770μs=3.77ms<5ms
3、时钟设置:
SDH时钟:
外时钟—原子钟,光线路时钟,2M支路时钟,
内部时钟—高精度晶体;
主从同步
PCM时钟:
内部时钟—高精度晶体
外时钟—2M线路时钟
主从同步,“主—从”设置两端PCM时钟
(2M复用保护时,保护装置时钟采用此设置)
光电转换器:
“从—从”设置两端O/E时钟
保护设备:
内部时钟—装置内高精度晶体
“主—主”或“主—从”设置两端PE(保护装置)时钟
(专用光纤保护时采用此设置)
4、保护“通道误码”、“通道告警”的处理:
发生上述情况时,首先通知光纤设备网络管理员,告知具体某线
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