CN203151544U - 兼具光电信号收发模块的多通信方式智能切换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力通讯技术领域，具体涉及一种通信切换装置。兼具光电信号收发模块的多通信方式智能切换装置，包括一接口模块、与接口模块连接的控制模块，接口模块包括一保护接口模块、一通信接口模块，通信接口模块包括一光信号收发模块、一电信号收发模块。保护接口模块连接通信接口模块，通信接口模块连接控制模块。本实用新型采用了不同的通信接口模块实现方式，灵活适应不同类型的通信通道。

Description

兼具光电信号收发模块的多通信方式智能切换装置

技术领域

本实用新型涉及电力通讯技术领域，具体涉及一种通信切换装置。

背景技术

为了确保继电保护通道的安全、可靠运行，国家电网公司提出了采用不同传输方式、不同传输路由实现继电保护设备间通道双重化的要求。目前常用的通信方式主要是光纤专用通道及SDH数字复用方式。光纤通道由专用的光纤和光信号收发设备组成，利用光纤直接传递经过调制的代表电流采样值的数字码流，是一种专用的数字通道，其时延主要取决于光纤线路的长度和收发设备处理时间。在光纤线路长度确定的情况下光纤时延基本固定，在正常通信的条件下收发设备处理时间也固定，是一种理想的线路纵差保护通道；数字复用通道依托现有数字通信网络(光纤网络、数字微波网络)组成，经常采用多种通信体制(PDH、SDH等)。与光纤专用通道不同，数字复用继电保护通道通常作为宽带、多路通信系统中的一路，采用复用方式与其他业务共享通信带宽资源。目前常见的数字复用通道类型有N*64K通道、2M通道等，将来还有可能出现ATM、以太网、IP等形式的通道。数字复用通道的组成因通道类型、依托网络、通信方式、共享程度的不同差别很大，其通道构成极为复杂，影响信号传递时延的因素众多。

实际应用当中，根据传输距离不同，需要灵活配置通道类型，一般距离较近的厂站之间采用光纤直连通道，而距离较远、网络拓扑比较复杂的地区一般采用SDH数字复用通道。

我们对目前国内继电保护通信的现状，主流的保护设备与通信设备之间的的接口和通信协议进行了调研和测试；调研过程中发现目前继电保护通道的标准化很不理想，严重制约了专业的发展，主要表现在：无通道标准可依，保护厂家之间的物理接口和通信协议差异很大，物理接口、信号码速、编码方式都不统一，造成了目前这种除了直接采用光纤外无法提供统一的通道方案的尴尬局面。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种兼具光电信号收发模块的多通信方式智能切换装置，解决以上技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

兼具光电信号收发模块的多通信方式智能切换装置，包括一接口模块、与所述接口模块连接的控制模块，其特征在于，所述接口模块包括一保护接口模块、一通信接口模块，所述通信接口模块包括一光信号收发模块、一电信号收发模块，所述保护接口模块连接所述通信接口模块，所述通信接口模块连接所述控制模块。

在SDH数字复用设备中，一般采用HDB3三电平码进行传输，而光纤专用通道为了保证更远距离的传输，倾向于采用高频调制的方式，本实用新型对应于光纤专用通道(简称光通道)和SDH数字复用通道(简称电通道)，采用了不同的通信接口模块实现方式，灵活适应不同类型的通信通道。

所述电信号收发模块采用了E1成帧器的芯片来完成普通数字信号到三电平码的转换，原始的2.048Mb/s数据码流经由LIU成帧器转换成HDB3码，通过数字复用通信装置进行传输。

所述光信号收发模块采用了8.192M的高频传输方式，发送端对原2.048M的数据进行1B4B的变换，接收端再用同样的方式进行解码；高频传输的意义在于：1.通过高频信号传输，信号传输距离更远；2.编码后的数据更有规律，通过数据码型可以直观的判断通道状态。3.便于时钟信号的传输。现场应用时，根据实际需求，更换通信接口模块，可以简单的完成“光+电”或“电+电”的“1+1”形式通道备份。

所述保护接口模块包括一保护数据接收模块、一保护数据发送模块，所述保护数据接收模块连接位于本侧的保护设备，所述保护数据发送模块连接对侧的保护设备；所述保护数据接收模块的信号输出端连接所述通信接口模块，所述通信接口模块连接所述控制模块。

本实用新型使用时，所述外部数据接收模块接收本侧的保护设备的光纤信号，通过解调、解码等手段将信号频率统一到2.048Mb/s；所述外部数据发送模块完成保护数据的重新编码、调制并送回到对侧继电保护设备。外部数据接收发模块实现了传统的光电转换设备的功能。所述外部数据接收模块的另一重要功能是完成定位标志字的插入。保护信号转换为标准2.048Mb/s数据码流后，需要在码流中插入定位标志字。插入了标志字的码流将由所述通信线路发送模块由通信网络发送到对端继电保护设备。

所述保护数据接收模块与所述保护数据发送模块采用收发一体化的光器件。

所述通信接口模块将含标志字的码流通过两条不同路由的路径发送到对侧，电信号收发模块采用的是标准的HDB3码传输，光信号收发模块采用1B4B编码后高频8.192M信号传输，模块同时完成线路信号的转换、调制解调及光电转换。

所述控制模块连接至少两个模块化电源，所述模块化电源兼容48V直流、110V交直流、220V交直流的电源等级。所述模块化电源实行强弱电分开。可靠性及稳定性大大提高。

所述控制模块采用基于Arm的控制模块。

本实用新型使用时，提供对不同继电保护厂家、不同通信协议的保护接口支持；所述保护数据接收模块采用了可替换的模块化设计，模块采用统一的硬件设计，但针对不同厂家的保护接口协议，编写不同的接口程序，如，针对四方曼彻斯特编码的特点，在接口模块中加入曼彻斯特编解码的相应模块；而针对许继1B4B的编码特性，则加入1B4B转换功能的程序。在保护接口的接收端，程序完成以下功能：1.从继电保护信号中提取原始信号时钟。2.将不同协议的继电保护信号统一变幻成2.048Mb/s的信号，作为切换装置内部传输的标准信号；在保护接口的发送端，程序再进行反向的协议转换，恢复出各家保护厂家的自有协议送回保护设备，对于不同厂家，只需要更换接口模块，而经过接口模块后，进入设备控制模块的数据速率均是标准的2.048Mb/s。

通过将本实用新型加装在继电保护设备与通道设备之间，数据码流实现由一侧继电保护设备送至对侧继电保护设备。

有益效果：由于采用以上技术方案，本实用新型采用了不同的通信接口模块实现方式，灵活适应不同类型的通信通道。

附图说明

图1为本实用新型的模块连接示意图；

图2为本实用新型的保护接口模块与控制模块连接示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。

参照图1、图2，兼具光电信号收发模块的多通信方式智能切换装置，包括一接口模块、与接口模块连接的控制模块1，接口模块包括一保护接口模块2、一通信接口模块3，通信接口模块3包括一光信号收发模块、一电信号收发模块。保护接口模块2连接通信接口模块3，通信接口模块3连接控制模块1。

在SDH数字复用设备中，一般采用HDB3三电平码进行传输，而光纤专用通道为了保证更远距离的传输，倾向于采用高频调制的方式，本实用新型对应于光纤专用通道(简称光通道)和SDH数字复用通道(简称电通道)，采用了不同的通信接口模块3实现方式，灵活适应不同类型的通信通道；

电信号收发模块采用了E1成帧器的芯片来完成普通数字信号到三电平码的转换，原始的2.048Mb/s数据码流经由LIU成帧器转换成HDB3码，通过数字复用通信装置进行传输。

光信号收发模块采用了8.192M的高频传输方式，发送端对原2.048M的数据进行1B4B的变换，接收端再用同样的方式进行解码；高频传输的意义在于：1.通过高频信号传输，信号传输距离更远；2.编码后的数据更有规律，通过数据码型可以直观的判断通道状态。3.便于时钟信号的传输。现场应用时，根据实际需求，更换通信接口模块3，可以简单的完成“光+电”或“电+电”的“1+1”形式通道备份。

保护接口模块2包括一保护数据接收模块21、一保护数据发送模块22，保护数据接收模块21连接位于本侧的保护设备，保护数据发送模块22连接对侧的保护设备；保护数据接收模块21的信号输出端连接通信接口模块3，通信接口模块3连接控制模块1；

本实用新型使用时，外部数据接收模块接收本侧的保护设备的光纤信号，通过解调、解码等手段将信号频率统一到2.048Mb/s；外部数据发送模块完成保护数据的重新编码、调制并送回到对侧继电保护设备。外部数据接收发模块实现了传统的光电转换设备的功能。外部数据接收模块的另一重要功能是完成定位标志字的插入。保护信号转换为标准2.048Mb/s数据码流后，需要在码流中插入定位标志字。插入了标志字的码流将由通信线路发送模块由通信网络发送到对端继电保护设备。

保护数据接收模块21与保护数据发送模块22采用收发一体化的光器件。

通信接口模块3将含标志字的码流通过两条不同路由的路径发送到对侧，电信号收发模块采用的是标准的HDB3码传输，光信号收发模块采用1B4B编码后高频8.192M信号传输，模块同时完成线路信号的转换、调制解调及光电转换。

控制模块1连接至少两个模块化电源，模块化电源兼容48V直流、110V交直流、220V交直流的电源等级。模块化电源实行强弱电分开。可靠性及稳定性大大提高。

控制模块1采用基于Arm的控制模块1。

本实用新型使用时，提供对不同继电保护厂家、不同通信协议的保护接口支持；保护数据接收模块21采用了可替换的模块化设计，模块采用统一的硬件设计，但针对不同厂家的保护接口协议，编写不同的接口程序，如，针对四方曼彻斯特编码的特点，在接口模块中加入曼彻斯特编解码的相应模块；而针对许继1B4B的编码特性，则加入1B4B转换功能的程序。在保护接口的接收端，程序完成以下功能：1.从继电保护信号中提取原始信号时钟。2.将不同协议的继电保护信号统一变幻成2.048Mb/s的信号，作为切换装置内部传输的标准信号；在保护接口的发送端，程序再进行反向的协议转换，恢复出各家保护厂家的自有协议送回保护设备，对于不同厂家，只需要更换接口模块，而经过接口模块后，进入设备控制模块1的数据速率均是标准的2.048Mb/s。

通过将本实用新型加装在继电保护设备与通道设备之间，数据码流实现由一侧继电保护设备送至对侧继电保护设备。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.兼具光电信号收发模块的多通信方式智能切换装置，包括一接口模块、与所述接口模块连接的控制模块，其特征在于，所述接口模块包括一保护接口模块、一通信接口模块，所述通信接口模块包括一光信号收发模块、一电信号收发模块，所述保护接口模块连接所述通信接口模块，所述通信接口模块连接所述控制模块。

2.根据权利要求1所述的兼具光电信号收发模块的多通信方式智能切换装置，其特征在于：所述保护接口模块包括一保护数据接收模块、一保护数据发送模块，所述保护数据接收模块连接位于本侧的保护设备，所述保护数据发送模块连接对侧的保护设备；所述保护数据接收模块的信号输出端连接所述通信接口模块，所述通信接口模块连接所述控制模块。

3.根据权利要求2所述的兼具光电信号收发模块的多通信方式智能切换装置，其特征在于：所述保护数据接收模块与所述保护数据发送模块采用收发一体化的光器件。

4.根据权利要求1所述的兼具光电信号收发模块的多通信方式智能切换装置，其特征在于：所述控制模块连接至少两个模块化电源，所述模块化电源兼容48V直流、110V交直流、220V交直流的电源等级。

5.根据权利要求4所述的兼具光电信号收发模块的多通信方式智能切换装置，其特征在于：所述控制模块采用基于Arm的控制模块。

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