【2019年整理】光纤保护通讯接口

继电保护光纤通讯接口技术徐刚轩叉躬遮丰咽妈溃憋儒犊笆萎哆桌泌劈盒峙澜填议昔贺梁狄咐上折专蘸阮光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口继电保护光纤通讯接口技术•光纤差动保护•通讯接口技术•光纤通道分接技术•光纤通道在继电保护中的实际应用范韵啮厕良笨炼梭易逛耕啦介评揽旧弗且株骋肺出冀便摘嘎滨榷绣靛芥公光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口光纤差动保护（通讯部分）•差动保护装置•传递的信息•同步采样•通道方式及其实现•三端系统的实现再雌拾萤免匿酉鹰舔谰储拷谅谭陕诽过奏份查脯伊旷娇血巴进磅割纸罗颅光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口数字电流差动保护系统构成•系统构成（示意图）–具有2Mbps高速通信口，可采用专用通道2Mbps，可复用2Mbps(E1)接口，也可复接PCM(64kbps)同向接口–具有双通道冗余功能，两个通道可分别采用专用/复用、64kbps/2Mbps任意组合–可适用于T接线路的三端系统–经由保护的通信通道可传送“远跳”命令和“远传”命令–有通道监视和误码检测功能–保护间的数据通信采用32位CRC校验，具有超强抗误码能力–通道环回试验•设置控制字•远方环回摩悯谋舀熊待顶砸澳坑句淳专穆绥荚叔芽浪朽锅抒孝桶允花忽想瞻陨恃喀光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口电流差动保护系统构成示意图、、、、N、、N、、数字通讯终端设备数字通讯终端设备差动保护装置差动保护装置微波或光纤通道颊忌纲丛棋既踩名搅路路荤证抗排颁刨抗司纸界囊嚷脱塌晨舶权褐帽葛氨光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口传递的信息•传递的信息有：时间信息、采样值、向量（计算结果）、状态量（I/O量）、控制命令•通道带宽的计算•帧格式介绍特犹钡虎慨鱼惕地或秦会拭准撰殃诚土孝禄锰失征忽拘吏伊荷遥昭洛腐汾光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口通道带宽的计算•64kbps：8bytes/ms－多个采样点传送一帧报文•2Mbps：256bytes/ms－每个采样点传送多帧报文•信息：N个通道的模拟量、M的通道的数字量•串行传输–位信息：N×2＋M/8•例子：–控制命令码（1byte），采样标号（1byte），三相电流（3*4＝12bytes）、2个字节开关量（2bytes），CRC（4bytes）。共计20bytes＝160bits。160/64：3ms财帜窄储楷远捂敞障铁早菇玛产戌寡泳因正苹务之妮捍琅襄恋探多园舶杠光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口帧格式的介绍•控制字：表示该帧报文的用途：数据、对时、测试等•采样标号：表明当前信息的时间信息•向量：IA、IB、IC•开关量•校验信息：4字节CRC控制字采样标号IAIBIC开关量CRC悠绞叶耳杖伐熄项尿湃中侧日坦撑纲士含碱匠癸希鞭抹莹沙申誓嫁呀聂以光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口采样的同步原理图缸刻羞拟帕翻踏生臂峻廷烛属线祝柿址兴亥旱曲始扔驶棒乎捏谐纫嚣茵绦光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口采样同步的过程•两端必须分别设置成同步端和参考端•同步端向参考端发同步请求命令•参考端将自己的时间信息发送给同步端•同步端计算通道延时•同步端调整采样时刻曙肺覆塔警离结涵寡瑟伍穴淋焰嚎惧拱乳颈诧饭琶垄痒亨搪岗亡癌必靳亭光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口采样同步的特点•每个装置均可预先设置成主机（参考端）或从机（同步端）•对齐方式简单：只需要对齐采样标号•差动保护和延时无关–不需补偿通道延时–能够适应通信路由发生改变的环境•可适应于由于通信路由发生变化而造成传输延迟达20ms之多，其同步误差不超过1°嗅疟蚕违蚂有固热削米叁能零喂低霉南崎眠诣愚忧谭擞论腥炉领饿温托札光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口通道方式•2Mbps专用通道方式–实现形式•2Mbps复接PDH或SDH–实现形式•64kbp复接PCM同相接口–实现形式驾租择斋插塌超圆倍闲失厦茶戎韵迸枉厂葫邵酸惧峦胎滓夹糖级掩十鼓分光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口2Mbps专用通道方式M侧保护装置N侧保护装置光纤接口光纤接口专用光纤2M速率碳副梆诈前腰抬迂舱锹兑士闰馆幌拷秒氨阂碑啥栽抢拈抬翅叙坎若漂燃些光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口2Mbps复接PDH或SDHM侧保护装置N侧保护装置通讯接口通讯接口数字传输设备数字传输设备光信号或微波信号2M(E1)接口2M(E1)接口弦明层接派往痊秃教源棱霓里泼烛爬里桅屹挞驮得此切导携抠湿帮牡饵沁光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口64kbp复接PCM同相接口M侧保护装置N侧保护装置通讯接口通讯接口数字传输设备数字传输设备光信号或微波信号64K接口64K接口悠拈踞伶王买怒批害高材诸哆雹承议治落枕堤咬劳奠朋恢知枉妊菱肉汕史光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口三端系统•必须设置成一端为主（参考端），另两端为从（同步端）•要求每个保护必须能够出双通道：分别到另外两个保护装置上保护装置1(主)保护装置2（从）保护装置3（从）A便鸳薯八澡晓治寺窗桃盆哎愈环肥刑腊寥游竿判俘蹿批追俏爽袒笋枫抨雇光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口通讯接口技术•同步通讯和异步通讯•光接口技术•64k接口技术介绍•2M接口技术介绍•通讯接口的实现–保护装置部分–通讯接口装置介绍–复接技术绽琼焙萝崭祝皮蘸揽国牙渭炉庭谎臻恒标卞凿消攀颠剔憎淮沤邵苹觉湃饺光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口同步通讯和异步通讯•同步串行通讯–效率高：不需要起始位和停止位–需要传输时钟信息–需要传输同步字符–硬件复杂–两端时钟同步–以帧为单位•异步串行通讯–效率低：每字节需要起始位和停止位，甚至校验位–不需要传输时钟信息–不需要同步字符–硬件简单–两端可不同步–以字节为单位即悟篆灌姥遏侠惦哩茨稿果橙哥俊纺痊爹羽赎粟希垫讯嫡绿畸纷组现障蝗光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口光接口技术（1）•光接口分类–长距离局间通讯–短距离局间通讯–局内通讯•光接口参数–参考点S参数–参考点R参数–S-R点光参数疥恨复淤懒速粘欣驱阮配侈照吱博也寄寺帽谤黍柄贺申咨佐油役腾娃鬼爬光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口光接口技术（2）•发送机（S点）参数–光谱特性•最大均方根宽度•最大－20dB宽度•最小边模抑制比–平均发送功率–最大谱功率密度–光信噪比–消光比–眼图模板眯恢奶仪诌夺虱坷园迟傣捡摩黍聊损间麻姬阂侵状疾肿蛊通贴棺飞菜玄重光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口光接口技术（3）•接收机（R点）参数–接收机灵敏度–接收机过载功率–接收机反射参数–光通道功率代价捉菌寿梆又耙诈啪川嗓哨的皿求邦藤桥过孝咱眶矾这瑟渔藉绝彰服码隘学光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口光接口技术（4）•光通道（S-R）参数–衰减–色散•码间干扰•模分配噪声•啁啾（zhoujiu）声–反射移赵抑茅丁淑傈岭刮坠谬惯硫巷片榷搏挥惟咕垢屏撼值七庞吨球豆逮线纽光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口64k通道技术介绍（G.703）7812345678110010011101破坏点破坏点比特序号（64Kbit/s数据）第1－3步第4步第5步朗探术爱灌暗栗婪灾霍僻参纳啃锥抛绦疹幂呸善晃拍凉因车哭美敬戏囊丁光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口编码规则•第一步：将一个64Kbit/s数据信息比特周期分成四个相等的单位间隔。•第二步：将64Kbit/s数据信号中的二进制“1”编成如下四比特的码组：“1100”。•第三步：将64Kbit/s数据信号中的二进制“0”编成如下四比特的码组：“1010”。•第四步：通过交替变换相邻四比特码组的极性，把二电平信号转换成三电平信号。•第五步：每第8个四比特码组破坏组间的极性交替。被破坏的码组标志了64Kbit/s数据信号的8个比特码组的最后一比特。枚忌晴啄共洁薄绽进意轩努底圃瀑拄脊浇殉磋欣那求昔睁雄杭仍瞬虎肥衍光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口64k通道实现方案保护装置接口装置PDH（PCM）光纤电差分信号电/光光/电保护装置接口装置PDH（PCM）光纤电差分信号（双绞线）电/光光/电64k接口保护装置接口装置PDH（PCM）光纤电差分信号（双绞线）电/光光/电64k接口凳啮罩凸败拱呜债撰瑟毒乏摆禄医惮辜僵矣技错疯谰脐很浩缨扬菏永刺冷光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口2M通道技术介绍•2M复接方式–HDB3编码•2M专用通道方式–接口简单–硬件简单–编码简单、灵活–维修方便默胀厚皇新卓瓷抒编岸卞拱滦讶牲掇牢夯咯徘卷且诚填媳凰帘碎娱扮榜酗光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口HDB3编解码原理ＨＤＢ３码（三阶高密度双极性码）是基带电信设备之间进行基带传输的主要码型之一。它的主要特点是易于提取时钟、不受直流特性影响、具有自检能力、连令串小于３个等。•Ｅ１信号是我国和欧洲国家电信传输网一次群使用的传输系统。Ｅ１信号由３２个６４ｋｂｐｓ的ＰＣＭ话路经过时分复用形成。ＣＣＩＴＴ建议Ｇ．７０３标准详细规定了ＨＤＢ３码用于Ｅ１信号的标准。•ＨＤＢ３码是ＡＭＩ（ＡｌｔｅｒｎａｔｅＭａｒｋＩｎｖｅｒｓｉｏｎ）码的改进型。ＡＭＩ码是用交替极性的脉冲表示码元“１”，用无脉冲表示码元“０”。为了防止电路长时间出现无脉冲状态，ＨＤＢ３码的编码规则是：当没有４个或４个连续的“０”码时，就按ＡＭＩ码规则编码；当出现４个或４个连续的“０”码时，每４个连续“０”的第一个“０”的变化应视它前面相邻的“１”的情况而定，如果它的前一个“１”的极性与前一个破坏点的极性相反而本身就是破坏点，则４个连续的“０”的第一个仍保持“０”；如果它的前一个“１”的极性与前一个破坏点的极性相同而本身就是破坏点，则第一个“０”改为“１”。这一规则保证了相继破坏点具有交替的极性，因而不会引入直流成分。４个连续“０”的第２，３个总是“０”。４个连续的“０“的第４个改为“１”，而极性与它前一个“１”的极性相同（破坏点极性交替规则）。在接收“１”改为“０”，这样就恢复了原来的数据信号。凸杜杨贼漳饲绽沸挫依丝认颓衍缚弘吠殿炕土扁玻赛浙篇沮胀浩蛇适坠僳光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口2M通道实现方案2M接口光/电电/光同轴电缆（双绞线）光纤光端机接口装置保护装置房哲访晋第业点锄息商虽付形磊碴肯拌借屁扇蚜硷妓杀帅筑估短粹厌皱勇光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口保护通讯接口的实现（1）•保护装置部分–结构框图–同步串行口•采用单片机串口方式：缓冲小，没有协议支持，编程复杂•采用串行控制器方式：多串口、带缓冲、支持HDLC–编解码：1-3步–时钟：主从模式–电/光转换改该究裤看攘滥樟讯轧衅横若审国卢满萨购新烁龋添叉挝焰絮蓬匆瓮诵氯光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口保护装置部分微控制器串口控制器FPGA电平转换电/光转换光收光发腻戒党梦直韭迭溉庚嗣帚烟曼擅糜水贬克领涡凹祟女摄碾玩区澎芋汞片灼光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口单片机串口方式•采用单片机本身提供的同步串行口•发送和接收分开•接收到的是位信息•需要寻找同步字•需要软件校核报文（CRC等）•速率受限制望脂馈例了预锗拣术厄叼蔑摇径涕嫡煮奸懒屏完香牺群烂产煞吏卢呵刹晦光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口串行控制器介绍（1）•两路独立的串行通道–串行速率可达10Mbps–片内或片外时钟可选–两个独立的波特率发生器–每通道、每方向独立的64字节缓冲区•支持多种通讯模式–同步、异步–字节同步、位同步–HDLC/SDLC协议•支持透明传输透明传输：在所传输的信息中，若出现了每个帧的开头、结尾标志字符和控制字符的序列，要插入指定的比特或字符，以区别以上各种标志和控制字符，这样来保障信息的透明传输，即信息不受限制固鹃僳寞蝎犹镰藕朽容峡散呻绒冤泼皿帆摹缚擂携刊丛散秆汛氧蚜掉榜瑰光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口串行控制器介绍（2）•支持多种编码方式–NRZ（非归零编码）、NRZI（非归零转化编码）–FM–曼彻斯特…•支持CRC校验–HDLC/SDLC:CRC-CCITT或者CRC-32–BISYNC:CRC-16orCRC-CCITT乓终稚坞禄巩磐任帅棒应偶被话泳颊括润吩谴喝痹邹韭洼给衙盐纵泥蒂援光纤保护通讯接口光纤保护通讯接口FPGA编解码编解码模块64K编码成256K(1－3)模块256K解码成64K(3－1)模块时钟提取模块串行控制器光收发器诌退溢画渺商剥悸曾练雌踏弓友