CN108924171A - 一种变电站通信业务接入系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站通信业务接入系统及其方法，包括(1)、根据变电站通信业务的特点，在前端设备中提供业务接口和扩展接口；(2)、前端设备对各种业务进行协议转换，转换为E1接口；(3)、前端设备与中心设备进行E1线路点对点通信；(4)、中心设备将E1接口转换为业务接口；(5)、中心设备对业务分类，并分别传送到语音交换机、串口服务器等用户中心设备。本发明能够有效解决电网变电站通信接入方式中存在的PCM设备利用率较低、业务扩展能力差、不便于维护等问题。

Description

一种变电站通信业务接入系统及其方法

技术领域

本发明涉及电力通信网业务接入领域，特别涉及一种变电站通信业务接入系统及其方法。

背景技术

目前，电力公司的变电站普遍使用PCM设备，主要用来传输调度电话、行政电话和自动化专线业务。在产品方面，与电力通信传输网需求有一定重合度的产品分为两类：一类是光传输产品，如SDH,PDH等，可以满足多种业务类型的需求。但是，一般变电站该类业务较少，因此PCM设备利用率较低，性价比不高。另一类是专门针对2M传输网传输应用的产品，就是业内普遍使用的协议转换器，但仅适用于对单一业务进行传输应用，而且设备故障导致业务中断时，不能进行远程网管，因此故障恢复时间较长。

发明内容

本发明为解决现有技术的不足之处，提供一种变电站通信业务接入系统及其方法，以期能有效解决电网变电站通信接入方式中存在的PCM设备利用率较低、业务扩展能力差、不便于维护等问题，从而满足变电站通信业务的需求。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明一种变电站通信业务接入系统的特点是应用于由变电站通信设备和用户总部通信设备构成的变电站通信环境中；在所述变电站通信设备处设置n个前端设备，在所述用户总部通信设备处设置一个中心设备；

任意第i个前端设备包括：第i个接口模块、第i个协议转换模块、第i个时系分配模块和第i个光信号传输模块；i属于[1,n]；

所述中心设备包括：中心接口模块、中心协议转换模块、中心时系分配模块、中心光信号传输模块；

所述第i个接口模块接收所述变电站通信设备发送的第i个数据并发送给第i个协议转换模块进行转换处理，得到第i个PCM编码数据；

所述第i个时系分配模块按照“先来先服务”的排队策略对所述第i个PCM编码数据进行处理，并判断自身是否有空闲时隙，若有空闲时隙，则将第i个PCM编码数据载入到相应的空闲时隙中，并发送给所述第i个光信号传输模块；若没有空闲，则等待空闲时隙，直到完成对第i个PCM编码数据的时隙分配；

所述第i个光信号传输模块通过第i个接口模块中的E1接口将所述第i个PCM编码数据发送给所述中心设备；

所述中心设备中的中心接口模块通过自身第i个E1接口接收所述第i个PCM编码数据并发送给所述中心光信号传输模块；由所述中心光信号传输模块将所述第i个PCM编码数据发送给所述中心时系分配模块；

所述中心时系分配模块对所述第i个PCM编码数据进行帧信号定位，如果定位成功，则取出相应数据和信令后发送给中心协议转换模块；如果定位失败，则提示警报；

所述中心协议转换模块对相应数据和信令进行相应协议转换处理，得到第i个数据后通过所述中心接口模块发送给所述用户总部通信设备。

本发明所述的变电站通信业务接入系统的特点也在于，

所述第i个接口模块包括：第i个RJ11接口、第i个RS232接口、第i个扩展接口；所述中心接口模块包括：中心RJ11接口、中心RS232接口、中心扩展接口和n个E1接口；

所述第i个RJ11接口用于传输电话机的语音数据；

所述第i个RS232接口用于传输电力设备的控制数据；

所述第i个扩展接口用于传输DTE设备的通信数据；

所述中心RJ11接口用于传输PBX设备数据；

所述中心RS232接口用于传输串口服务器数据；

所述中心扩展接口用于传输DTE设备和DCE设备数据；

n个E1接口分别与n个前端设备中的E1接口相对应，用于点对点传输PCM编码数据。

所述第i个协议转换模块和中心协议转换模块均包括：RJ11转换单元、RS232转换单元和V35转换单元；用于实现G.703协议分别与RS-232协议、V.35协议、IEEE802.3协议之间的转换。

所述第i个时系分配模块或中心时系分配模块中的E1时隙包含32个时隙，任意第j个时隙TSj为8bit；第1个时隙TS0用于传送帧定位信号、循环冗余校验和对端告警指示；第17个时隙TS16用于传送随路信令、复帧定位信号和复帧对端告警指示，其余TS1至TS15以及TS17至TS31共30个时隙用于传送话音或数据信息。

本发明一种变电站通信业务接入方法的特点包括以下步骤：

步骤1、在由电话机、电力设备和DTE设备构成的变电站通信设备处设置n个前端设备；

步骤2、在由PBX设备、串口服务器、DTE设备和DCE设备构成的用户总部通信设备处设置一个中心设备；

步骤3、任意第i个前端设备通过自身接口接收所述变电站通信设备发送的第i个数据并进行协议转换处理，得到第i个PCM编码数据；

步骤4、所述任意第i个前端设备按照“先来先服务”的排队策略对所述第i个PCM编码数据进行处理，并判断自身是否有空闲时隙，若有空闲时隙，则将第i个PCM编码数据载入到相应的空闲时隙中；若没有空闲，则等待空闲时隙，直到完成对第i个PCM编码数据的时隙分配；

步骤5、所述任意第i个前端设备通过自身E1接口将所述第i个PCM编码数据发送给所述中心设备；

步骤6、所述中心设备中通过自身第i个E1接口接收所述第i个PCM编码数据并对所述第i个PCM编码数据进行帧信号定位，如果定位成功，则取出相应数据和信令并进行相应协议转换处理，得到第i个数据后通过自身接口发送给所述用户总部通信设备；如果定位失败，则提示警报。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

本发明分析了传统PCM设备对电力通信网发展的影响，结合变电站通信业务的接入需求，提出一种基于协议转换的变电站通信业务接入系统及其方法，采用前端设备和中心设备的架构方式，通过点对点E1传输链路，有效满足了变电站通信业务的需求，通过半年来的试运行，有效的解决了电网变电站通信接入方式中存在的PCM设备利用率较低、业务扩展能力差、故障恢复时间较长、不便于维护等问题，具有投资少、设备利用率高、性能稳定、便于实施等优点。

附图说明

图1为本发明的一种变电站通信业务接入方法的流程示意图；

图2为本发明的一种变电站通信业务接入装置的示意图；

图3为本发明的一种变电站通信业务接入装置的应用案例示意图。

具体实施方式

本实施例中，如图3所示，一种变电站通信业务接入系统，是应用于由变电站通信设备和用户总部通信设备构成的变电站通信环境中；在变电站通信设备处设置n个前端设备，在用户总部通信设备处设置一个中心设备；本实施例中，有3个前端设备；

该3个前端设备：位于变电站，可以承载1路RS232业务和4路语音业务，并提供2个扩展口(可扩展1～4路RS232/RS485/RS422异步数据、语音信号、开关量信号)，满足了现场业务冗余配置，具备业务扩容能力。同时，前端设备将业务协议进行转换后，通过已有的城域网采用E1线路传输到中心局。

中心设备：位于中心局，采用板卡式架构，每个板卡可以接入1台前端设备，所有板卡的架构相同，方便接收多个变电站的E1信号。同时，中心设备将E1协议进行转换后，分别传输RS232业务和语音业务到用户总部的串口服务器、语音交换机。

如图2所示，任意第i个前端设备包括：第i个接口模块、第i个协议转换模块、第i个时系分配模块和第i个光信号传输模块；i属于[1,n]；其中，第i个接口模块包括：第i个RJ11接口、第i个RS232接口、第i个扩展接口；第i个RJ11接口用于传输电话机的语音数据；第i个RS232接口用于传输电力设备的控制数据；第i个扩展接口用于传输DTE设备的通信数据；

中心设备包括：中心接口模块、中心协议转换模块、中心时系分配模块、中心光信号传输模块；其中，中心接口模块包括：中心RJ11接口、中心RS232接口、中心扩展接口和n个E1接口；

中心RJ11接口用于传输PBX设备数据；中心RS232接口用于传输串口服务器数据；中心扩展接口用于传输DTE设备和DCE设备数据；n个E1接口分别与n个前端设备中的E1接口相对应，用于点对点传输PCM编码数据。其中，PBX设备是指程控交换机，是现代办公常用的电话通讯管理手段的一种，使电话管理者可集团性管理外线来电与内线呼出。串口服务器提供串口转网络功能，使得串口设备能够具备TCP/IP网络接口功能，连接网络进行数据通信。DTE是数据终端设备，如路由器、终端主机。DCE是数据通信设备，如广域网交换机、MODEM。

E1接口指的是PDH基群接口(其速率为2M)。因为通常设备的E1接口符合G.703标准，所以E1接口也是G.703接口中的一种。一条E1是2.048M的链路，用PCM编码。一个E1的帧长为256个bit，分为32个时隙，一个时隙为8个bit。每秒有8k个E1的帧通过接口，即8K×256＝2048kbps。每个时隙在E1帧中占8bit，8*8k＝64k，即一条E1中含有32个64K。

第i个接口模块接收变电站通信设备发送的第i个数据并发送给第i个协议转换模块进行转换处理，得到第i个PCM编码数据；具体实施中，采用ASIC芯片实现不同协议的互相转换，完成各种分布式应用，可以将IEEE802.3协议的以太网或V.35数据接口同标准G.703协议的2M接口之间进行相互转换，也可以在232/485/422串口和语音等业务与2M接口进行转换，从而可以将不同接口设备组网，实现设备间的互操作。

第i个时系分配模块按照“先来先服务”的排队策略对第i个PCM编码数据进行处理，并判断自身是否有空闲时隙，若有空闲时隙，则将第i个PCM编码数据载入到相应的空闲时隙中，并发送给第i个光信号传输模块；若没有空闲，则等待空闲时隙，直到完成对第i个PCM编码数据的时隙分配；

第i个光信号传输模块通过第i个接口模块中的E1接口将第i个PCM编码数据发送给中心设备；

中心设备中的中心接口模块通过自身第i个E1接口接收第i个PCM编码数据并发送给中心光信号传输模块；由中心光信号传输模块将第i个PCM编码数据发送给中心时系分配模块；

中心时系分配模块对第i个PCM编码数据进行帧信号定位，如果定位成功，则取出相应数据和信令后发送给中心协议转换模块；如果定位失败，表明接收设备无能力确定帧从何时开始，出现这种情况时，设备会发出告警。当检测到第n帧内有正确的帧定位信号，第n+1帧内无帧定位信号，第n+2帧内第二次出现正确的帧定位信号，则判为帧定位已恢复。

中心协议转换模块对相应数据和信令进行相应协议转换处理，得到第i个数据后通过中心接口模块发送给用户总部通信设备。

其中，第i个协议转换模块和中心协议转换模块均包括：RJ11转换单元、RS232转换单元和V35转换单元；用于实现G.703协议分别与RS-232协议、V.35协议、IEEE802.3协议之间的转换。

第i个时系分配模块或中心时系分配模块中的E1时隙包含32个时隙，任意第j个时隙TSj为8bit；第1个时隙TS0用于传送帧定位信号、循环冗余校验和对端告警指示；第17个时隙TS16用于传送随路信令、复帧定位信号和复帧对端告警指示，其余TS1至TS15以及TS17至TS31共30个时隙用于传送话音或数据信息。利用E1时隙复用技术从标准E1通道中任意抽取时隙分配不同的接口使用，实现传输设备的E1通道时隙划分利用。例如，从E1接口到V35接口数据的转换方面，组成N×64K(N＝1-32)的V35通道，V35数据接口模式为DCE，可与DTE或DCE设备对接。

本实施例中，一种变电站通信业务接入方法包括以下步骤：

步骤1、根据变电站通信业务的特点，在由电话机、电力设备和DTE设备构成的变电站通信设备处设置n个前端设备；前端设备中提供业务接口和扩展接口；实现的功能包括：接收电话机、电力终端等设备的数据，经过协议转换器，将RS232串行信号及语音信号数据格式转变为E1信号，利用2M总线协议向外发送数据。

步骤2、在由PBX设备、串口服务器、DTE设备和DCE设备构成的用户总部通信设备处设置一个中心设备；

步骤3、前端设备对各种业务进行协议转换，转换为E1接口的数据，具体的说，任意第i个前端设备通过自身接口接收变电站通信设备发送的第i个数据并进行协议转换处理，得到第i个PCM编码数据；

步骤4、任意第i个前端设备按照“先来先服务”的排队策略对第i个PCM编码数据进行处理，并判断自身是否有空闲时隙，若有空闲时隙，则将第i个PCM编码数据载入到相应的空闲时隙中；若没有空闲，则等待空闲时隙，直到完成对第i个PCM编码数据的时隙分配；

步骤5、任意第i个前端设备通过自身E1接口将第i个PCM编码数据通过城域网光纤资源长距离发送给中心设备；从而实现前端设备与中心设备的E1线路点对点通信；

步骤6、中心设备将E1接口转换为业务接口；并对业务分类后，分别传送到语音交换机、串口服务器等用户中心设备，具体的说，中心设备中通过自身第i个E1接口接收第i个PCM编码数据并对第i个PCM编码数据进行帧信号定位，如果定位成功，则取出相应数据和信令并进行相应协议转换处理，得到第i个数据后通过自身接口发送给用户总部通信设备；如果定位失败，表明接收设备无能力确定帧从何时开始，出现这种情况时，设备会发出告警。当检测到第n帧内有正确的帧定位信号，第n+1帧内无帧定位信号，第n+2帧内第二次出现正确的帧定位信号，则判为帧定位已恢复。

Claims (5)

1.一种变电站通信业务接入系统，其特征是应用于由变电站通信设备和用户总部通信设备构成的变电站通信环境中；在所述变电站通信设备处设置n个前端设备，在所述用户总部通信设备处设置一个中心设备；

任意第i个前端设备包括：第i个接口模块、第i个协议转换模块、第i个时系分配模块和第i个光信号传输模块；i属于[1,n]；

所述中心设备包括：中心接口模块、中心协议转换模块、中心时系分配模块、中心光信号传输模块；

所述第i个接口模块接收所述变电站通信设备发送的第i个数据并发送给第i个协议转换模块进行转换处理，得到第i个PCM编码数据；

所述第i个时系分配模块按照“先来先服务”的排队策略对所述第i个PCM编码数据进行处理，并判断自身是否有空闲时隙，若有空闲时隙，则将第i个PCM编码数据载入到相应的空闲时隙中，并发送给所述第i个光信号传输模块；若没有空闲，则等待空闲时隙，直到完成对第i个PCM编码数据的时隙分配；

所述第i个光信号传输模块通过第i个接口模块中的E1接口将所述第i个PCM编码数据发送给所述中心设备；

所述中心设备中的中心接口模块通过自身第i个E1接口接收所述第i个PCM编码数据并发送给所述中心光信号传输模块；由所述中心光信号传输模块将所述第i个PCM编码数据发送给所述中心时系分配模块；

所述中心时系分配模块对所述第i个PCM编码数据进行帧信号定位，如果定位成功，则取出相应数据和信令后发送给中心协议转换模块；如果定位失败，则提示警报；

所述中心协议转换模块对相应数据和信令进行相应协议转换处理，得到第i个数据后通过所述中心接口模块发送给所述用户总部通信设备。

2.根据权利要求1所述的变电站通信业务接入系统，其特征在于，所述第i个接口模块包括：第i个RJ11接口、第i个RS232接口、第i个扩展接口；所述中心接口模块包括：中心RJ11接口、中心RS232接口、中心扩展接口和n个E1接口；

所述第i个RJ11接口用于传输电话机的语音数据；

所述第i个RS232接口用于传输电力设备的控制数据；

所述第i个扩展接口用于传输DTE设备的通信数据；

所述中心RJ11接口用于传输PBX设备数据；

所述中心RS232接口用于传输串口服务器数据；

所述中心扩展接口用于传输DTE设备和DCE设备数据；

n个E1接口分别与n个前端设备中的E1接口相对应，用于点对点传输PCM编码数据。

3.根据权利要求1所述的变电站通信业务接入系统，其特征在于，所述第i个协议转换模块和中心协议转换模块均包括：RJ11转换单元、RS232转换单元和V35转换单元；用于实现G.703协议分别与RS-232协议、V.35协议、IEEE802.3协议之间的转换。

4.根据权利要求1所述的变电站通信业务接入系统，其特征在于，所述第i个时系分配模块或中心时系分配模块中的E1时隙包含32个时隙，任意第j个时隙TSj为8bit；第1个时隙TS0用于传送帧定位信号、循环冗余校验和对端告警指示；第17个时隙TS16用于传送随路信令、复帧定位信号和复帧对端告警指示，其余TS1至TS15以及TS17至TS31共30个时隙用于传送话音或数据信息。

5.一种变电站通信业务接入方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在由电话机、电力设备和DTE设备构成的变电站通信设备处设置n个前端设备；

步骤2、在由PBX设备、串口服务器、DTE设备和DCE设备构成的用户总部通信设备处设置一个中心设备；

步骤3、任意第i个前端设备通过自身接口接收所述变电站通信设备发送的第i个数据并进行协议转换处理，得到第i个PCM编码数据；

步骤4、所述任意第i个前端设备按照“先来先服务”的排队策略对所述第i个PCM编码数据进行处理，并判断自身是否有空闲时隙，若有空闲时隙，则将第i个PCM编码数据载入到相应的空闲时隙中；若没有空闲，则等待空闲时隙，直到完成对第i个PCM编码数据的时隙分配；

步骤5、所述任意第i个前端设备通过自身E1接口将所述第i个PCM编码数据发送给所述中心设备；

步骤6、所述中心设备中通过自身第i个E1接口接收所述第i个PCM编码数据并对所述第i个PCM编码数据进行帧信号定位，如果定位成功，则取出相应数据和信令并进行相应协议转换处理，得到第i个数据后通过自身接口发送给所述用户总部通信设备；如果定位失败，则提示警报。