電力通信系統(tǒng)中數(shù)字接口的實(shí)際應(yīng)用

王玉林 李松濤

（河南省漯河供電公司，河南 漯河 462000）

引言

光纖通信已成為電力通信的重要手段。光纖傳輸系統(tǒng)具有容量大，傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾性強(qiáng)，安全性能高等優(yōu)勢(shì)，在通信傳輸方面有著不可替代的地位，隨之而來的在電力系統(tǒng)中的大量應(yīng)用。而如何解決在光傳輸系統(tǒng)中數(shù)字接口的實(shí)際應(yīng)用中，互聯(lián)、匹配等則是一個(gè)比較突出的問題。

1 E1接口的概念

1.1 E1、T1接口的概念：所謂的E1信號(hào)，就是速率為2.048Mbit/s的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口，俗稱2M口，是目前中國和歐洲普遍采用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)接口。T1的速率是1.544Mbit/s的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口，是目前日本采用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)接口。一般情況下，在沒有特別說明時(shí)，所說2M口就是指E1。

● 電力通信傳輸系統(tǒng)中的通信設(shè)備之間的連接，大多是通過E1口連接的。

● 標(biāo)準(zhǔn)的E1口，對(duì)不同廠家的設(shè)備，是可以互相連接。

1.2 E1接口規(guī)范

E1接口分G.703非平衡的75Ωhm，平衡的 120 Ωhm2種接口。

1.3 使用E1有三種方法：

● 將整個(gè)2M用作一條鏈路，如DDN 2M；

● 將2M用作若干個(gè)64k及其組合，如128K，256K 等，這就是 CE1；

● 在用作語音交換機(jī)的數(shù)字中繼時(shí)，這也是E1最本來的用法，是把一條E1作為32個(gè)64K來用，但是時(shí)隙0和時(shí)隙15是用作signaling即信令的，所以一條E1可以傳30路話音。PRI就是其中的最常用的一種接入方式，標(biāo)準(zhǔn)叫PRA信令。

2 同步數(shù)字接口與異步數(shù)字接口

兩個(gè)數(shù)據(jù)設(shè)備之間只有數(shù)據(jù)信號(hào),沒有時(shí)鐘信號(hào)的是異步數(shù)據(jù)，因?yàn)楫惒綌?shù)據(jù)沒有同步時(shí)鐘,所以速率比較低,因此也叫低速異步數(shù)據(jù)

RS232,RS422,RS485是最常見的三種接口。RS232,RS422,RS485在ITU_T中對(duì)應(yīng)的名稱是 V.24、V.11、V.28。速率一般是 1.2Kbps,-9.6kbps(波特率)。

3 同步數(shù)字接口

高速同步數(shù)據(jù)接口：V35，V36，以太口（RJ45），E1口（物理形式可能是BNC或者RJ45），PDH光端機(jī)一般是尾纖進(jìn)入，然后輸出8個(gè)BNC的頭，直接就是E1的信號(hào)的，也可以接協(xié)議轉(zhuǎn)換器，然后再轉(zhuǎn)換成V35的信號(hào)連接到路由器上。V.35接口就是同步數(shù)據(jù)接口,其速率是nx64kbit/s,n=1-32。

4 異步數(shù)據(jù)接口 RS-232（V24）

4.1 RS-232-C是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA（Electronic Industry Association）制定的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)。 RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，驅(qū)動(dòng)器允許有2500pF的電容負(fù)載，通信距離將受此電容限制，例如，采用150pF/m的通信電纜時(shí)，最大通信距離為15m；若每米電纜的電容量減小，通信距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端信號(hào)傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題，因此一般用于20m以內(nèi)的通信距離。

S-232-C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率一般為、300、600、1200、9600、19200 波特/秒。

4.2 RS232C串口通信接線方法

串口傳輸數(shù)據(jù)的接收腳與發(fā)送腳相連，彼些交叉，信號(hào)地對(duì)應(yīng)相接，就能實(shí)現(xiàn)。即同一個(gè)串口的接收腳和發(fā)送腳直接用線相連，兩個(gè)串口相連或一個(gè)串口和多個(gè)串口相連。

4.3 RS232串口實(shí)際應(yīng)用中要注意的問題

● 不同編碼機(jī)制不能混接，如RS232C不能直接與RS422接口相連，必須通過轉(zhuǎn)換器才能連接；

● 線路焊接要牢固，雖程序正確，卻會(huì)因接線問題出故障；

● 串口調(diào)試時(shí)，準(zhǔn)備一個(gè)實(shí)用的調(diào)試工具，如串口調(diào)試助手、串口精靈等，有事半功倍之效果；

● 不要帶電插撥串口，插撥時(shí)至少有一端是斷電的，否則串口易損壞；

● 不同設(shè)備間的鏈接，盡量加裝光電隔離器；

● RS-232接口的傳輸距離在12米左右，距離大時(shí)要增加長線驅(qū)動(dòng)器，傳輸電纜盡量采用屏蔽電纜；

● 設(shè)置好串口的通信規(guī)約：如波特率、奇偶校驗(yàn)位、字節(jié)長度、停止位等。

● RS232口之所以容易損壞是因?yàn)樗鼪]有隔離的本性決定的.沒有抗擊共模干擾的能力，所以在工程中，有經(jīng)驗(yàn)的工程師會(huì)在信號(hào)線上串聯(lián)一個(gè)100歐姆電阻,非常有效地抵抗瞬時(shí)大電流的襲擊,這可以使RS232接口的故障率減低一半以上。

5 異步數(shù)據(jù)接口 RS-485（V28），RS-422（V11）

RS485和RS422電路原理基本相同，都是以差動(dòng)方式發(fā)送和接受，不需要數(shù)字地線。

差動(dòng)工作是同速率條件下傳輸距離遠(yuǎn)的根本原因，這正是二者與RS232的根本區(qū)別，因?yàn)镽S232是單端輸入輸出，雙工工作時(shí)至少需要數(shù)字地線 。發(fā)送線和接受線三條線（異步傳輸），還可以加其它控制線完成同步等功能。

RS422和RS485在19kpbs下能傳輸1200米。用新型收發(fā)器線路上可連接臺(tái)設(shè)備。

6 以太網(wǎng)接口 10/100Base-T端口

電力系統(tǒng)以太網(wǎng)的傳輸一般通過光機(jī)上帶的以太網(wǎng)板上的以太網(wǎng)接口，有的是一對(duì)一，有的具有交換功能的；光纖收發(fā)器鏈接；通過光機(jī)上的E1轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)接口的。大多是10M或100M，全雙工，半雙工完全自適應(yīng)；協(xié)議:支持 IEEE 802.3，IEEE 802.1Q(VLAN)。物理接口：RJ45座,支持 AUTO-MDIX(交叉線直通線自適應(yīng))RJ-45端口。

7 E1實(shí)際應(yīng)用中的匹配問題

我們大家都知道標(biāo)準(zhǔn)的E1口，不同廠家設(shè)備是可以互聯(lián)的，但是工程中經(jīng)常遇到兩個(gè)廠家都說自己是標(biāo)準(zhǔn)的2M口，且分別自環(huán)都是好的，而事實(shí)上就是聯(lián)不通。經(jīng)過分析原因，有3種可能：

● 阻抗不匹配

標(biāo)準(zhǔn)的E1口阻抗是 75Ω非平衡,或120Ω平衡。 所謂平衡或不平衡是指E1接口變壓器的出線與地的關(guān)系工程上如果有示波器,E1口波形高度在有75歐姆負(fù)載的時(shí)候是2.37V左右,而E1開路時(shí),波形高度是7.74V左右,則證明E1口的阻抗就是75歐姆。

現(xiàn)場沒有示波器時(shí),用同軸線將E1接到可信任的E1口上(代替75歐姆),用萬用表的交流豪伏檔,量開路和接纜兩種情況下電壓值是否為2倍關(guān)系,以此法可以粗略判斷阻抗。

● 頻率有誤差

A E1口的標(biāo)準(zhǔn)輸入允許頻偏是2.048Mbit/s±50ppm；

B 50ppm大約就是100HZ；

C如果相互連接的兩個(gè)E1口,一個(gè)正偏80HZ,另一個(gè)負(fù)偏80HZ,盡管都是允許的范圍內(nèi),也有可能造成兩個(gè)設(shè)備失步。

● 傳輸距離過長

2M口能傳多遠(yuǎn),以75-2-1電纜為例,通常可以傳輸50M左右，用75-7比較粗的同軸纜,最大可傳輸150M左右。傳輸超過規(guī)定的距離，2M頭的焊接工藝、電纜的質(zhì)量等都是信號(hào)衰減的主要原因。

8 結(jié)語

由于在工程的實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)字、模擬接口過程中，會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的五花八門的問題，其實(shí)，不外乎是兩種：一是硬件的問題，即接口、電纜、設(shè)置、焊接等常見的問題，另一種就是電阻、頻率、增益等匹配的問題，其中電阻的匹配問題占到了大部分。只要找出問題的所在，從而解決問題。

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