電力保護與通信培訓

1、電力職業(yè)技術學院電力電力職業(yè)技術學院電力保護與通信培訓材料保護與通信培訓材料主講：鐘主講：鐘 玉玉 TEL倒空我們的杯子，注入新鮮倒空我們的杯子，注入新鮮 將通訊工具置于靜音或振動將通訊工具置于靜音或振動 討論不要爭論，走動不要走開討論不要爭論，走動不要走開 用我們全身心的投入，一起分享我們的成功用我們全身心的投入，一起分享我們的成功大家來思考電力保護為什么需要通信時間/空間？客戶/協(xié)作？依賴保護公式保護成功信息傳遞量信息準確率判決率縱聯(lián)保護：縱聯(lián)保護：當電網(wǎng)線路發(fā)生故障時，為了準確快速地切除故障線路，僅反應一側電氣量的變化不能區(qū)分本側和對側（或相鄰線路）的故障，只有

2、反應兩側電氣量的變化才能準確區(qū)分故障，為了達到有選擇性地快速切除故障線路的目的，需將線路一側電氣量的信息傳輸?shù)搅硪粋龋染€路兩側之間發(fā)生了通信通信的聯(lián)系，這一聯(lián)系就需要通信通信來完成；兩側間發(fā)生了縱向聯(lián)系、這種保護稱為縱聯(lián)保護。從通信看保護1如何通信2保護對通信的需求3關系三層次專業(yè)概念專業(yè)概念v通信：信息的傳遞、轉移、交換。通信：信息的傳遞、轉移、交換。v電信：利用有線、無線的電磁系電信：利用有線、無線的電磁系統(tǒng)或者光電系統(tǒng)，傳送、發(fā)射或者統(tǒng)或者光電系統(tǒng)，傳送、發(fā)射或者接收語音、文字、數(shù)據(jù)、圖像以及接收語音、文字、數(shù)據(jù)、圖像以及其他任何形式信息。其他任何形式信息。v信息：消息中有意義的成分；

3、在信息：消息中有意義的成分；在電信中用信號來載送信息。電信中用信號來載送信息。v信號：根據(jù)信號物理參量基本特信號：根據(jù)信號物理參量基本特征的不同，信號可以分為兩大類：征的不同，信號可以分為兩大類：模擬信號和數(shù)字信號。模擬信號和數(shù)字信號。v 3個要求個要求:接通的任意性與快速性；接通的任意性與快速性；信號傳輸?shù)耐该餍耘c傳輸質量的一信號傳輸?shù)耐该餍耘c傳輸質量的一致性；網(wǎng)絡的可靠性與經濟合理性。致性；網(wǎng)絡的可靠性與經濟合理性。通信即信息的溝通通信即信息的溝通v 通過傳遞信息產生效用：電信通過傳遞信息產生效用：電信生產的結果，不是新的實物產生產的結果，不是新的實物產品，而是空間轉移的有益效用品，而是空

4、間轉移的有益效用。電信的生產過程就是傳遞或。電信的生產過程就是傳遞或傳輸信息的過程，在這個過程傳輸信息的過程，在這個過程中，借助通信工具，使勞動對中，借助通信工具，使勞動對象象-信息發(fā)生預期的空間、信息發(fā)生預期的空間、場所的變更，從而產生了對用場所的變更，從而產生了對用戶有益的效用。這種效用與堆戶有益的效用。這種效用與堆集在倉庫，或陳列在商店里的集在倉庫，或陳列在商店里的商品不一樣，它的使用價值是商品不一樣，它的使用價值是縮短縮短時間和空間時間和空間，它是一種客，它是一種客觀存在但卻沒有實物形態(tài)，這觀存在但卻沒有實物形態(tài)，這種效用實際上就是種效用實際上就是信息傳遞信息傳遞。電信系統(tǒng)構成電信系統(tǒng)

5、構成一個實際的電信系統(tǒng)通常由終端設備、傳輸鏈路和交換設備三大部分組成。1、終端設備。、終端設備。終端設備的主要功能是把待傳輸?shù)男畔⒑驮谛诺郎蟼鬏數(shù)男盘柣ハ噢D換。對應不同的電信業(yè)務（語音、數(shù)據(jù)、視頻）有不同的終端設備，如電話業(yè)務的終端是電話機，數(shù)據(jù)業(yè)務的終端主要是計算機。2、傳輸鏈路。、傳輸鏈路。傳輸鏈路是連接源點和終點的媒介和通道，除對應于電信系統(tǒng)模型中信道部分之外，還包括一部分發(fā)送和接收設備。傳輸鏈路的實現(xiàn)方式很多，一種是物理傳輸媒介本身就是傳輸鏈路，如實線和電纜；一種是采用傳輸設備和物理傳輸媒介一起形成的傳輸鏈路，如光通信鏈路；還有一種是利用大氣傳播的傳輸鏈路，如微波和衛(wèi)星通信鏈路。3、交

6、換設備。、交換設備。交換設備的基本功能是完成接入交換節(jié)點鏈路的匯集、轉接和分配。不同電信業(yè)務對交換性能要求也不同。如，對電話業(yè)務交換，要求其實時性強。保護裝置-行業(yè)終端v 線路縱聯(lián)保護是利用通信完成兩線路縱聯(lián)保護是利用通信完成兩點之間的故障信息交換，進行處點之間的故障信息交換，進行處于異地的兩個裝置協(xié)同動作。于異地的兩個裝置協(xié)同動作。v 通道是實現(xiàn)保護的物質基礎；通道是實現(xiàn)保護的物質基礎；“三同一保三同一保” 數(shù)字復用通道數(shù)字復用通道/光纖專用通道光纖專用通道數(shù)據(jù)采集處理保護64kbps通信接口保護接口設備專用/復用保護接口設備專用/復用通道64kbps通信接口數(shù)據(jù)采集處理保護接口接口保護通道

7、保護信號終端終端保護裝置保護裝置保護裝置保護裝置從通信看保護1如何通信2保護對通信的需求3關系三層次v第一個問題：信息第一個問題：信息- -信號信號- -信息完信息完整傳送的整傳送的“編碼編碼”之旅？之旅？打電話打電話& &出差出差 通信中的通信中的“編碼編碼”，須嚴格規(guī)，須嚴格規(guī)范的定義；范的定義；打電話打電話& &電匯寄錢電匯寄錢 不同的場景，需選擇不同的通不同的場景，需選擇不同的通信途徑。信途徑。v第二個問題：數(shù)字信號傳送的編第二個問題：數(shù)字信號傳送的編碼技術？碼技術？信源編碼信源編碼& &信道編碼信道編碼 將模擬將模擬/ /數(shù)字信號組織為

8、規(guī)范數(shù)字信號組織為規(guī)范的、能有效傳送，并可根據(jù)網(wǎng)絡技的、能有效傳送，并可根據(jù)網(wǎng)絡技術要求進行轉換的標準數(shù)據(jù)格式。術要求進行轉換的標準數(shù)據(jù)格式。組織傳送結構組織傳送結構 不同的技術體制下，對應的傳不同的技術體制下，對應的傳送結構是不同的，一般包括比特、送結構是不同的，一般包括比特、時隙（包）、幀等基本元素；時隙（包）、幀等基本元素；具體的一種傳送結構往往與具體的一種傳送結構往往與數(shù)字復數(shù)字復用用是關聯(lián)的！是關聯(lián)的！任何信息都通過各種編碼方式在通信網(wǎng)絡和線路上傳送。任何信息都通過各種編碼方式在通信網(wǎng)絡和線路上傳送。終端終端傳輸媒介傳輸媒介終端終端電信號電信號電信號電信號信息信息信息信息模擬通信模擬

9、通信:信源所發(fā)出的信息經變換器變換和處理后，送往信道上傳輸?shù)氖切旁此l(fā)出的信息經變換器變換和處理后，送往信道上傳輸?shù)氖悄M信號的通信系統(tǒng)稱為模擬通信系統(tǒng)。模擬信號的通信系統(tǒng)稱為模擬通信系統(tǒng)。 數(shù)字通信數(shù)字通信: :與模擬通信相對應，信源所發(fā)出的信息經變換和處理后，送往信與模擬通信相對應，信源所發(fā)出的信息經變換和處理后，送往信道上傳輸?shù)氖菙?shù)字信號的通信系統(tǒng)稱為數(shù)字通信系統(tǒng)。道上傳輸?shù)氖菙?shù)字信號的通信系統(tǒng)稱為數(shù)字通信系統(tǒng)。信信 源源信源編碼信源編碼信道編碼信道編碼數(shù)字調制數(shù)字調制信道信道數(shù)字解調數(shù)字解調信道解碼信道解碼信源解碼信源解碼信信 宿宿噪聲源噪聲源數(shù)字傳輸系統(tǒng)數(shù)字傳輸系統(tǒng)看不到的看不到的-

10、編碼數(shù)字信號的正確接收關鍵：定時與同步編碼數(shù)字信號的正確接收關鍵：定時與同步 PCM通信原理框圖通信原理框圖1972年年ITU-T公布了公布了G.711 64kbit/s PCM標準標準從聲音到模擬信號再到數(shù)字信號從聲音到模擬信號再到數(shù)字信號PCMPCM脈沖編碼調制脈沖編碼調制 v聲音聲音-語聲信號語聲信號模擬信號模擬信號話機話機-送話器將聲波變換為線性變化的電流，信號；送話器將聲波變換為線性變化的電流，信號；濾波濾波-在電話網(wǎng)中可傳送的語聲信號頻率為在電話網(wǎng)中可傳送的語聲信號頻率為300Hz3400HzBase Value；調制調制Modulation-傳送傳送接收接收-解調。解調。v語聲信

11、號語聲信號-數(shù)字信號數(shù)字信號 A/D 三步曲三步曲（1）抽樣）抽樣奈奎斯特發(fā)明抽樣定理奈奎斯特發(fā)明抽樣定理 8000Hz抽樣，周期抽樣，周期125s（2）量化）量化近似處理近似處理（3）編碼關鍵，形成）編碼關鍵，形成8位位二進制數(shù)據(jù)格式二進制數(shù)據(jù)格式 數(shù)字信號比特率為數(shù)字信號比特率為8bit*8000Hz/s=64Kbit/sv數(shù)字信號數(shù)字信號-語聲信號語聲信號 D/A 重構重構“仿造仿造”（1）解碼）解碼 恢復波形信號恢復波形信號（2）低通）低通 濾波噪聲濾波噪聲 重構發(fā)送側語音信號波形。重構發(fā)送側語音信號波形。 多路復用技術主要有兩種：多路復用技術主要有兩種：FDM（頻分制）、（頻分制）、

12、TDM（時分制）（時分制）vFDM是將物理傳輸媒質可用頻段分割為若干個部分，每個部分均可作是將物理傳輸媒質可用頻段分割為若干個部分，每個部分均可作為一個獨立的傳輸信道使用。為一個獨立的傳輸信道使用。vTDM是將時間劃分為若干個互不重疊的時隙，用不同的時隙建立不同是將時間劃分為若干個互不重疊的時隙，用不同的時隙建立不同的子信道，固定或按需分配給用戶使用的通信方法（前者稱周期性信道的子信道，固定或按需分配給用戶使用的通信方法（前者稱周期性信道，后者稱標志化信道）。即是利用各路信號在信道上占有不同的時間間，后者稱標志化信道）。即是利用各路信號在信道上占有不同的時間間隔的特征來分開各路信號的。這樣，從

13、宏觀上看，一條物理通路就可以隔的特征來分開各路信號的。這樣，從宏觀上看，一條物理通路就可以同時同時傳送多條信道的信息。傳送多條信道的信息。 32時隙分配：時隙分配：幀同步時隙：幀同步時隙：TS0；30個話路時隙：個話路時隙：TS1TS15，TS17TS31；信令與復幀同步時隙：；信令與復幀同步時隙：TS16PCM3032路幀結構基本數(shù)據(jù)：路幀結構基本數(shù)據(jù)：每幀所需時間：每幀所需時間：T=l8000=125s每一時隙所需時間：每一時隙所需時間：125s32=3906s每比特所需時間：每比特所需時間：3906s8=488ns每一復幀有每一復幀有16幀，每復幀所需時間：幀，每復幀所需時間：12516

14、=2ms每幀的比特數(shù)：每幀的比特數(shù)：832=256Bit每幀速率：每幀速率：8256=2048Kbs每時隙速率：每時隙速率：88000=64Kbs2M接口接口-2048kbit/s接口的簡稱接口的簡稱硬件接口類型硬件接口類型：主要有非平衡的75歐姆，平衡的120歐姆兩種接口類型。2M的幀結構的幀結構：一般包括比特、時隙（包）、幀等基本元素的傳送結構。為了適合數(shù)字傳輸線路上的傳輸特性還需進行傳輸碼型編碼，2M使用的傳輸碼型是HDB3碼。HDB3碼的主要特點是“0”碼變換后仍是“0”碼不變，“1”碼交替變換為+1或-1，當碼字序列中的的“0”碼多于3個時，則第4個“0”碼就用一個傳號代替，用來增加

15、其定時時鐘信息的含量以利于時鐘提取。2M的幀結構類型的幀結構類型：有5種，第一種是非幀結構，第二種是PCM30，第三種是PCM31，第四種是PCM30 CRC，第五種是PCM31 CRC。0時隙時隙目前我們對2M認識很多都是由于對0時隙不了解，造成故障判斷，故障定位方面的困難。以上5種幀結構中每一幀都有0時隙，它主要攜帶的信息有四種，1是幀同步信號，2是CRC，3是A告（即對告），4是冗余信息。2M每秒傳送8000幀信號，幀同步信息是在偶數(shù)幀內的第2至第8的BIT，是固定的碼流，為0011011。奇數(shù)幀內的第1個BIT以前一般定義為1，叫做國際國內電路，是一個識別信號，現(xiàn)在已經沒有很嚴格規(guī)定如

16、何使用了。CRC是在偶數(shù)幀的第1個BIT，每4個偶數(shù)幀構成1個CRC-4，因此，2M內的校驗碼就叫CRC-4。A告在奇數(shù)幀的第2個BIT上，如出現(xiàn)A告，該比特置1。冗余信息是在偶數(shù)幀的第3至第8比特上，一般較少用。CRC-4幀結構幀結構Sub-multiframe (SMF)Frame numberBits 1 to 8 of the frame12345678MultiframeI0001020304050607C10C20C31C40010101010A0A0A0A1 Sa41Sa41Sa41Sa41 Sa51Sa51Sa51Sa50 Sa60Sa60Sa60Sa61Sa71Sa71Sa7

17、1Sa71Sa81Sa81Sa81Sa8II0809101112131415C11C21C3EC4E010101010A0A0A0A1 Sa41Sa41Sa41Sa41 Sa51Sa51Sa51Sa50 Sa60Sa60Sa60Sa61Sa71Sa71Sa71Sa71Sa81Sa81Sa81Sa8 PDH：準同步數(shù)字序列準同步數(shù)字序列 數(shù)字信號速率和幀結構無國際標準數(shù)字信號速率和幀結構無國際標準 光接口無國際標準光接口無國際標準 異步復用不利于高速信號傳輸和異步復用不利于高速信號傳輸和 上下低速支路信號上下低速支路信號 運行維護管理（運行維護管理（OAM）開銷字節(jié)少）開銷字節(jié)少 SDH：同步數(shù)

18、字序列同步數(shù)字序列 接口規(guī)范接口規(guī)范 同步復用上下低速支路信號方便同步復用上下低速支路信號方便 運行維護管理（運行維護管理（OAM）功能強大）功能強大 兼容性好兼容性好STM-1155.520Mb/sSTM-4622.080Mb/sSTM-162488.32Mb/sSTM-649953.28Mb/sSTM-25640Gb/sv通信的方向；不要通信的方向；不要“南轅北轍南轅北轍”單向通信單向通信&雙向通信雙向通信 單工（單工（Simplex）-數(shù)據(jù)只在一個方向數(shù)據(jù)只在一個方向上傳送；上傳送； 半雙工（半雙工（half-Duplex）：可切換方）：可切換方向，任一時刻是單工的；向，任一時刻

19、是單工的； 全雙工（全雙工（full-Duplex）：同時在兩）：同時在兩個方向上傳送。個方向上傳送。 通信網(wǎng)絡上的每個節(jié)點都有規(guī)范、通信網(wǎng)絡上的每個節(jié)點都有規(guī)范、可查詢的地址標識，只是不同的網(wǎng)絡，地可查詢的地址標識，只是不同的網(wǎng)絡，地址標識的設置與查詢方法不同。址標識的設置與查詢方法不同。v找到對方找到對方-尋址尋址移動通信網(wǎng)的尋址（移動通信網(wǎng)的尋址（CDMA號碼）號碼）MDN-用戶號碼用戶號碼TLDN86-189-H0H1 H2 H3 ABCDIMSI-國際移動臺識別碼國際移動臺識別碼TMSI 460-03-977-7-000001LAI+CI-位置區(qū)位置區(qū)+小區(qū)識別碼小區(qū)識別碼 IP網(wǎng)尋

20、址（網(wǎng)尋址（MAC地址地址&IP地址）地址）以太網(wǎng)以太網(wǎng)- MAC地址，地址，48位；如位；如00-1B-38-A6-B3-C1互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)-IP地址地址IPv4，32位；如位；如202.100.64.66DNS域名域名，如，如從通信看保護1如何通信2保護對通信的需求3關系三層次保護裝置數(shù)據(jù)傳送時延要求嚴格，且在雙通道配置時要求時延相同，一般單方向通道時延15信息量小，保護裝置 數(shù) 據(jù) 的 交 換 , 2048kbit/s 傳輸?shù)膶?用 光 纖 通 道 、64kbit/s 速率復接PCM（G.703）同向接口、2048kbit/s 速率復接PDH 或SDH 的2048kbit/s（E1

21、）接口三種通道方式實現(xiàn)可靠、準確，保護裝置數(shù)據(jù)須采用同步數(shù)據(jù)傳送，同步配置及要求嚴格；保護裝置數(shù)據(jù)傳輸質量要求嚴格，通道傳輸距離及誤碼率指標均需滿足系統(tǒng)要求；為避免誤動作，還引入了差錯控制，如CRC校驗。小小快快靈靈可靠性是影響保護性能至關重要的因素可靠性是影響保護性能至關重要的因素從通信看保護1如何通信2保護對通信的需求3關系三層次暢通暢通終端終端客戶客戶 Diagram光纖通道通信距離100km.損耗受限可靠性高簡單、方便高成本傳送傳送TDM通道通信距離400km利用通信網(wǎng)絡時延控制靈活、高效時延、誤碼、對稱通道時延、誤碼、對稱通道專用光纖通道連接專用通道：保護的尾纖與光纜的保護專用芯直接

22、熔接或通過光纖分配屏連接（方便旁代線路）復用通道：保護的尾纖直接與接口裝置連接，通過接口裝置轉換為電信號與PCM機或E1接口連接，與PCM連接使用屏蔽雙絞線，與E1接口采用同軸電纜連接。64Kb/s同向接口電氣技術數(shù)據(jù)同向接口電氣技術數(shù)據(jù) 符號率符號率256kbauds256kbauds脈沖形狀脈沖形狀( (標稱的矩形標稱的矩形) )不管極性如何，有效信號的所有不管極性如何，有效信號的所有“傳傳號號”應符合圖應符合圖2 2的樣板。圖中的樣板。圖中V V值對應值對應于標稱峰值。于標稱峰值。每個傳輸方向的線對每個傳輸方向的線對一個對稱線對一個對稱線對測試負載阻抗測試負載阻抗120120，電阻性，電

23、阻性“傳號傳號”( (脈沖脈沖) )的標稱峰值電壓的標稱峰值電壓1.0 V1.0 V“空號空號”( (無脈沖無脈沖) )的峰值電壓的峰值電壓0V0V0.10V0.10V標稱脈寬標稱脈寬3.9us3.9us脈寬中點處的正負脈沖的幅度比脈寬中點處的正負脈沖的幅度比0.950.95至至1.051.05標稱半幅度處的正負脈沖的寬度比標稱半幅度處的正負脈沖的寬度比0.950.95至至1.051.05傳輸距離傳輸距離電纜傳輸距離電纜傳輸距離50 M,50 M,光纖傳輸距離光纖傳輸距離30 KM 30 KM 二進制信號編成二進制信號編成G.703G.703同向接口碼按下列規(guī)則進行：同向接口碼按下列規(guī)則進行：

24、 第一步：一個第一步：一個64kbit/s64kbit/s周期分成四個單位間隔。周期分成四個單位間隔。第二步：二進制的第二步：二進制的“1 1”被編成如下四個比特的碼組被編成如下四個比特的碼組 11001100。第三步：二進制的第三步：二進制的“0 0”被編成如下四個比特的碼組被編成如下四個比特的碼組 10101010。第四步：通過交替變換相鄰碼組的極性，把二進制第四步：通過交替變換相鄰碼組的極性，把二進制 信號轉換成三電平信號。信號轉換成三電平信號。第五步：每第八組破壞了碼組的極性交替。破壞的第五步：每第八組破壞了碼組的極性交替。破壞的 組對八比特組的最后一比特進行標志。組對八比特組的最后一

25、比特進行標志。 G.703 G.703 編碼規(guī)則編碼規(guī)則 2.048Mb/s2.048Mb/s接口電氣技術數(shù)據(jù)接口電氣技術數(shù)據(jù) 比特率比特率 2048kbit/s2048kbit/s50ppm 50ppm 脈沖形狀脈沖形狀( (標稱的矩形標稱的矩形) ) 不管極性如何，有效信號的所有不管極性如何，有效信號的所有“傳號傳號”應符合圖應符合圖1 1的的樣板。圖中樣板。圖中V V值對應于標稱峰值。值對應于標稱峰值。 每個傳輸方向的線對每個傳輸方向的線對 一個同軸線對一個同軸線對一個對稱線對一個對稱線對測試負載阻抗測試負載阻抗7575，電阻性，電阻性120120，電阻性，電阻性“傳號傳號”( (脈沖脈

26、沖) )的標稱峰值電壓的標稱峰值電壓2.37V2.37V3 V3 V“空號空號”( (無脈沖無脈沖) )的峰值電壓的峰值電壓0 00.237V0.237V0 00.3V0.3V標稱脈寬標稱脈寬244ns 244ns 脈寬中點處的正負脈沖的幅度比脈寬中點處的正負脈沖的幅度比0.950.95至至1.05 1.05 標稱半幅度處的正負脈沖的寬度比標稱半幅度處的正負脈沖的寬度比0.950.95至至1.05 1.05 在輸出口的最大峰峰抖動在輸出口的最大峰峰抖動參見建議參見建議G.823G.823的的2 2 同軸連接器（座，同軸連接器（座，L9L9）1.6/5.6 Straight Jack For P

27、CB, Female (1.6/5.6 Straight Jack For PCB, Female (孔孔) ) 同軸連接器（頭，同軸連接器（頭，L9L9）1.6/5.6 Right Angle Plug Crimp, Male (1.6/5.6 Right Angle Plug Crimp, Male (針針) ) 電纜規(guī)格（同軸）電纜規(guī)格（同軸）SYV-75-2 ,RG-179SYV-75-2 ,RG-179傳輸距離傳輸距離電纜傳輸距離電纜傳輸距離50 M,50 M,光纖傳輸距離光纖傳輸距離30 KM 30 KM 二進制信號編成二進制信號編成HDB3HDB3信號按下列規(guī)則進行：信號按下列規(guī)

28、則進行： vHDB3HDB3信號是偽三進制信號，它的三個狀態(tài)可用信號是偽三進制信號，它的三個狀態(tài)可用B B、B B和和0 0來表示。來表示。v二進制信號中的空號，在二進制信號中的空號，在HDB3HDB3信號中仍編為空號；但對四個空號串應按特殊規(guī)信號中仍編為空號；但對四個空號串應按特殊規(guī)則處理。則處理。v二進制信號中的傳號，在二進制信號中的傳號，在HDB3HDB3信號中應交替編為信號中應交替編為B B、和、和B B（傳號交替反轉）。（傳號交替反轉）。在編四個空號串時要引入傳號交替反轉規(guī)則的破壞點。在編四個空號串時要引入傳號交替反轉規(guī)則的破壞點。v二進制信號中的四個空號串按下列規(guī)則編碼：二進制信號

29、中的四個空號串按下列規(guī)則編碼： a）如果如果HDB3HDB3信號的前一個傳號的極性與其前一個破壞點的極性相反而本身信號的前一個傳號的極性與其前一個破壞點的極性相反而本身 又不是破壞點，則四個空號串的第一個空號應編為空號；如果又不是破壞點，則四個空號串的第一個空號應編為空號；如果HDB3HDB3信號信號 的前一個傳號的極性與其前一個破壞點的極性相同或者本身就是破壞點，的前一個傳號的極性與其前一個破壞點的極性相同或者本身就是破壞點， 則四個空號串的第一個空號編為傳號，即非破壞點（即則四個空號串的第一個空號編為傳號，即非破壞點（即B B、或、或B B）。）。 b）四個空號串的第二個空號和第三個空號總

30、是編為空號。四個空號串的第二個空號和第三個空號總是編為空號。 c c）四個空號串的最后一個空號總是編為傳號，其極性應破壞傳號交替反）四個空號串的最后一個空號總是編為傳號，其極性應破壞傳號交替反 轉規(guī)則。這種破壞點按其極性用轉規(guī)則。這種破壞點按其極性用V V、或、或V V來表示。來表示。HDB3HDB3碼型變換規(guī)則碼型變換規(guī)則v 相鄰取代碼相鄰取代碼V V間傳號碼為奇數(shù)碼間傳號碼為奇數(shù)碼v 相鄰取代碼相鄰取代碼V V間傳號碼為偶數(shù)碼間傳號碼為偶數(shù)碼 同步通道指標同步背景知識同步背景知識1.同步同步-是指兩個或兩個以上信號之間在頻率或相位上保持某種特點的關系，也就是說兩個或兩個以上信號在相對應的有

31、效瞬間其相位差或頻率差在約定的容許范圍內。通信網(wǎng)的同步是通信網(wǎng)中各數(shù)字通信設備內的時鐘之間的同步。同步網(wǎng)的基本功能是應準確地將同步信息從基準時鐘向同步網(wǎng)的各下級或同級節(jié)點傳遞，從而建立并保持同步。數(shù)字同步網(wǎng)是現(xiàn)代通信網(wǎng)的一個必不可少的重要組成部分，能準確地將同步信息從基準時鐘向同步網(wǎng)各同步節(jié)點傳遞，從而調整網(wǎng)中的時鐘以建立并保持同步，滿足電信網(wǎng)傳遞業(yè)務信息所需的傳輸和交換性能要求，它是保證網(wǎng)絡定時性能的關鍵。同步是數(shù)字網(wǎng)的神經系統(tǒng)同步是數(shù)字網(wǎng)的神經系統(tǒng); ;若同一個網(wǎng)絡中的各網(wǎng)元相互不同步，則若同一個網(wǎng)絡中的各網(wǎng)元相互不同步，則會導致時隙不對準、收與發(fā)不能正確連接。若網(wǎng)絡之間彼此不同步，則會導

32、致時隙不對準、收與發(fā)不能正確連接。若網(wǎng)絡之間彼此不同步，則網(wǎng)絡之間無法正常通信網(wǎng)絡之間無法正常通信 ，業(yè)務不能互通。，業(yè)務不能互通。2.信號模式信號模式-同步定時基準信號有兩種基本信號模式，即2 Mbit/s和2 MHz，由于存在定時基準源提供的高等級定時參考信號的傳輸問題，一般的同步網(wǎng)設備均采用2 Mbit/s的信號作為同步網(wǎng)設備的定時輸入信號。常用時鐘源：常見的時鐘有原子鐘（主要是銫鐘、銣鐘）、晶體鐘等。銫鐘長期頻率穩(wěn)定度性能比較好，沒有老化現(xiàn)象，但耗能高，結構復雜，制造工藝和技術都十分先進，而銫束管的壽命為35年，屆時需要更換。銣鐘和銫鐘相比，雖然性能不及銫鐘，但它具有體積小、重量較輕、

33、預熱時間短、短期頻率穩(wěn)定度高，價格便宜等優(yōu)點。在同步網(wǎng)中普遍作為地區(qū)級參考頻率標準。晶體鐘體積小、重量輕、耗電少，價格比較便宜，短期穩(wěn)定新較耗，但長期穩(wěn)定度和老化率比原子鐘差。一般在同步網(wǎng)中作為從鐘被大量使用。3. 我國的數(shù)字同步網(wǎng)我國的數(shù)字同步網(wǎng) 我國的數(shù)字同步網(wǎng)采用等級主從同步與偽同步相結合的方式，又稱分布定時方式。一者，用設在北京的符合G.811的PRC分級下控，直到最低一級的從時鐘，符合等級主從同步方式。二者，把全國劃分為幾個同步區(qū)，每個區(qū)設一個區(qū)域基準時鐘（LPR）- 銣原子鐘；LPR既可以接收PRC信號，又可以接收GPS（全球定位系統(tǒng)）信號。因各同步區(qū)的LPR有微小差異，但誤差極小

34、而接近于同步，故又稱偽同步方式；如圖所示。其中武漢為副時鐘，主時鐘（北京）發(fā)生故障時，它取而代之。4.時鐘等級與同步參考鏈時鐘等級與同步參考鏈主從同步方式一般采用等級制，目前ITU-T將時鐘劃分為四級： 一級時鐘基準主時鐘，由G.811建議規(guī)范； 二級時鐘轉接局從時鐘，由G.812建議規(guī)范； 三級時鐘端局從時鐘，由G.812建議規(guī)范； 四級時鐘數(shù)字小交換機（PBX）、遠端模塊或SDH網(wǎng)絡單元從時鐘，由G.813建議規(guī)范。主時鐘（北京）主時鐘（北京）副時鐘（武漢）副時鐘（武漢）區(qū)域基準時鐘區(qū)域基準時鐘區(qū)域基準時鐘區(qū)域基準時鐘 省會局省會局 省會局省會局 市市 局局 市市 局局 縣縣 局局 縣縣

35、局局GPSGPS同步區(qū)1同步區(qū)2G.811G.811G.812G.812DC1DC2TSG.813G.813G.813數(shù)字同步是數(shù)字通信中關鍵技術之一，它直接影響著通信傳輸質量的好壞，如時鐘提取不正確，可能導致滑碼和誤碼。（1） 內部時鐘方式（INT），設備所使用時鐘由設備本身的晶振提供。（2） 接收時鐘方式（RCV），設備所使用的時鐘由線路側提取。（3） 外部時鐘方式（EXT），設備所使用的時鐘由外部時鐘源單獨提供,一般SDH 光纖通信都有專門同步時鐘網(wǎng)，精度高，便于整個通信網(wǎng)處于同步狀態(tài)。（4）通道的方式選擇：應該首先擇簡單易行穩(wěn)定的光纖電路，傳輸經過的網(wǎng)元應盡可能的少。而對于實際中常出現(xiàn)

36、的SDH 光纖兩混合傳輸網(wǎng)時，必需保證各網(wǎng)同步于統(tǒng)一的時鐘基準。（5） 轉換設備的選擇：光電轉換裝置的選擇，通常是解決保護裝置與通信設備之間的距離問題，因此該光電轉換裝置也必須能夠同步于傳輸系統(tǒng)。(6) 有時會出現(xiàn)各自的設備都正常，但相互連接后則不正常，此時大多數(shù)情況下是由于時鐘同步引起。 同步時鐘選擇與應用同步時鐘選擇與應用內時鐘方式內時鐘方式1、采用專用光纖通道方式下時，通信時裝置的時鐘應采用內時鐘方式，即兩側的裝置發(fā)送時鐘工作在“主主”方式，數(shù)據(jù)發(fā)送采用本機的內部時鐘，接收時鐘從接收數(shù)據(jù)碼流中提取。2、采用以64kbit/s 速率復接PCM（G.703）同向接口通道方式時,必須采用外部時

37、鐘方式。通信時兩側的發(fā)送時鐘、接收時鐘均由PCM 系統(tǒng)的時鐘決定，所以兩側保護裝置均須整定為從時鐘方式，即兩側裝置的發(fā)送時鐘工作在“從-從”方式。外時鐘方式外時鐘方式數(shù)據(jù)發(fā)送時鐘和接收時鐘為同一時鐘源，均是從接收數(shù)據(jù)碼中提取，否則會產生周期性的滑碼現(xiàn)象。若兩側采用PDH 準同步通信設備時，還得對兩側的PDH 通信設備進行通信時鐘設定。即把一側的通信時鐘設為主時鐘（內時鐘），另一側通信時鐘設為從時鐘，否則會因為PDH 的速率適配，而產生周期性的數(shù)據(jù)丟失（或重復）問題；若兩側采用SDH 通信網(wǎng)絡設備時，還得對兩側的SDH 通信網(wǎng)絡設備進行通信時鐘設定，當VC-12 采用異步映射方式時，兩側裝置一側

38、的通信時鐘設為主時鐘（內時鐘），另一側通信時鐘設為從時鐘：當VC-12 采用同步映射方式時，兩側裝置均應設置為“外時鐘”，即兩側裝置的發(fā)送時鐘工作在“從-從”方式。和通訊設備的連接為兩對雙絞線。3、采用以2048kbit/s 速率復接PDH 或SDH 系統(tǒng)的2048kbit/s（E1）接口通道方式時，在保護復用PDH 數(shù)字通信系統(tǒng)2048kbit/s（E1）接口時，兩側保護裝置時鐘均設置為“內時鐘”，即兩側裝置的發(fā)送時鐘工作在“主-主”方式；在保護復用SDH 數(shù)字通信系統(tǒng)2048kbit/s（E1）接口時，保護裝置的時鐘設置與2048kbit/s（E1）到VC-12 映射方式有關：當VC-12

39、 采用改異步映射方式時，兩側裝置均應設置為“內時鐘”，即兩側裝置的發(fā)送時鐘工作在“主-主”方式；當VC-12 采用同步映射方式時，兩側裝置均應設置為“外時鐘”，即兩側裝置的發(fā)送時鐘工作在“從-從”方式。同步通道指標1、 誤碼率誤碼是指經接收判決再生后數(shù)字碼流中的某些比特發(fā)生了差錯，使傳輸?shù)男畔①|量產生損傷。誤碼可說是傳輸系統(tǒng)的一大害，輕則使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降重則導致傳輸中斷（10-3 以上）。從網(wǎng)絡性能角度出發(fā)可將誤碼分成兩大類：1. 內部機理產生的誤碼系統(tǒng)的此種誤碼包括由各種噪聲源產生的誤碼；定位抖動產生的誤碼；復用器交叉連接設備和交換機產生的誤碼；以及由光纖色散產生的碼間干擾引起的誤碼，此類誤

40、碼會由系統(tǒng)長時間的誤碼性能反應出來。2. 脈沖干擾產生的誤碼由突發(fā)脈沖，諸如電磁干擾設備，故障電源瞬態(tài)干擾等原因產生的誤碼。此類誤碼具有突發(fā)性和大量性，往往系統(tǒng)在突然間出現(xiàn)大量誤碼，可通過系統(tǒng)的短期誤碼性能反映出來。誤碼率是衡量數(shù)據(jù)傳輸可靠性的重要參數(shù)之一；誤碼率是指二進制碼元在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯和丟失的概率，它在數(shù)值上近似等于： pe=Ne/N式中：N 為傳輸?shù)亩M制元總數(shù)，Ne 這被傳錯的碼元數(shù)對于一個實際的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，不能籠統(tǒng)的說誤碼率越低越好，在理解誤碼率定義時，應注意以下幾個問題：要根據(jù)實際傳輸要求提出誤碼率要求；在數(shù)據(jù)傳輸速率確定后，誤碼率越低，傳輸系統(tǒng)設備越復雜，造價越高，一

41、般在10-9 （測試時間24 小時）便能較好地完整的對數(shù)字信息進行傳輸。 CRC 循環(huán)冗編碼的使用：CRC 循環(huán)冗編碼的檢錯能力很強，能檢查出全部單個錯和離散的二位錯碼，易于實現(xiàn)，是目前應用最廣的檢錯碼編碼方法之一，在保護中被廣泛使用。 2、 傳輸通道時延傳輸通道的時延，在SDH 環(huán)網(wǎng)中傳輸通道的時延是保護的一個重要參數(shù)之一，對保護信號傳輸有著重要的影響，如時延過大，當發(fā)生故障時，不能按時將保護信號傳送到對方，影響保護的正確動作。因此、時延應一般應15ms（環(huán)網(wǎng)上每個站通信設備時延的和，加上線路傳輸?shù)臅r延和轉換設備時延）,一般情況下，環(huán)網(wǎng)中站點數(shù)應12；具體可根據(jù)傳不同保護的需要，確定最大傳輸

42、時延，計算出傳輸站點數(shù)和傳輸線路長度，是否滿足保護與安自的時延要求，在SDH 光纖環(huán)網(wǎng)中，為了防止傳輸保護與安自信號時，收發(fā)信號所走的路徑不同，而造成收發(fā)信號時延不同，因此首先要確定近路徑與遠路徑的時延，看二者時延是否滿足要求，同時二者時延差是否滿足要求，如二者時延差較大，但時延滿足要求，可采取收發(fā)鎖定在同一路徑，或采取不同自愈環(huán)方法，具體可根據(jù)不同廠家光設備的性能而定，盡可能的滿足保護與安自的時延要求。在SDH 環(huán)網(wǎng)中2Mb/s 抖動與漂移是一個重要參數(shù)之一，抖動和漂移與系統(tǒng)的定時特性有關。定時抖動（抖動）是指數(shù)字信號的特定時刻，例如最佳抽樣時刻相對其理想時間位置的短時間偏離。所謂短時間偏離

43、是指變化頻率高于10Hz的相位變化。而漂移指數(shù)字信號的特定時刻相對其理想時間位置的長時間的偏離。所謂長時間是指變化頻率低于10Hz的相位變化。抖動和漂移會使收端出現(xiàn)信號溢出或取空從而導致信號滑動損傷。3、抖動與漂移一、一、PDH缺點缺點 沒有國際統(tǒng)一的速率標準（沒有國際統(tǒng)一的速率標準（1.5M與與2M系列）系列） 沒有國際統(tǒng)一的光接口規(guī)范沒有國際統(tǒng)一的光接口規(guī)范 上下電路需大量硬件、結構復雜、成本高上下電路需大量硬件、結構復雜、成本高 網(wǎng)絡的網(wǎng)絡的OAM能力差能力差二、二、 SDH的概念及特點的概念及特點 SDH網(wǎng)是由一些網(wǎng)是由一些SDH的網(wǎng)絡單元（的網(wǎng)絡單元（NE）組成的，在光纖上）組成的，

44、在光纖上進行同步信息傳輸、復用、分插和交叉連接的網(wǎng)絡（進行同步信息傳輸、復用、分插和交叉連接的網(wǎng)絡（SDH網(wǎng)中不含網(wǎng)中不含交換設備，它只是交換局之間的傳輸手段）。交換設備，它只是交換局之間的傳輸手段）。 優(yōu)點：優(yōu)點： 速率統(tǒng)一：155M、622M、2.5G、10G 光接口與幀結構統(tǒng)一(STM-N) 一步復用特性：從高速信號中直接提取/接入低速信號 強大的OAM&P能力實現(xiàn)了網(wǎng)絡管理的智能化 組網(wǎng)靈活、網(wǎng)絡的生存性強 前后向兼容 缺點：缺點： 帶寬利用率稍低三、三、SDH基本概況基本概況同步數(shù)字體系最基本的模塊信號（即同步傳遞模塊）是同步數(shù)字體系最基本的模塊信號（即同步傳遞模塊）是STM

45、-1，其速率為其速率為155.520Mbits。 等等 級級STM-1STM-4STM-16STM-64 速率速率（Mb/s） 155.520 155.520 622.080 622.080 2488.320 2488.320 9953.280 9953.280 含含2 2M數(shù)量數(shù)量 63 63252252 1008 1008 4032 40321 終端復用器終端復用器 TM 在線形網(wǎng)的端站，把在線形網(wǎng)的端站，把PDH / SDH 支路信號復用成支路信號復用成SDH線路信號，或線路信號，或反之。反之。PDH支路信號 SDH支路信號OAM線路信號STM-NTM2 分插復用器分插復用器 ADM 設

46、在網(wǎng)絡的中間局站，完成直接上、下電路功能。設在網(wǎng)絡的中間局站，完成直接上、下電路功能。PDH支路信號 SDH支路信號OAM東側線路信號西側線路信號STM-NSTM-NADM . 再生器再生器 REG 設在網(wǎng)絡的中間局站，目的是延長傳輸距離，但不能上、下電路。設在網(wǎng)絡的中間局站，目的是延長傳輸距離，但不能上、下電路。 OAM東側線路信號西側線路信號STM-NSTM-NREGTMADMTMADMREGREGREGSTM-N(光 ）STM-N（ 光 ）同步光纜線路系統(tǒng)3 光線路系統(tǒng)光線路系統(tǒng) 相鄰上下業(yè)務節(jié)點間，完成信號傳送功能的全部設施相鄰上下業(yè)務節(jié)點間，完成信號傳送功能的全部設施(含含REG)。

47、提供信。提供信號透明傳送的通道。號透明傳送的通道。 4 數(shù)字交叉連接設備數(shù)字交叉連接設備 DXC 兼有同步復用、分插、交叉連接、網(wǎng)絡的自動恢復與保護等多項功能兼有同步復用、分插、交叉連接、網(wǎng)絡的自動恢復與保護等多項功能的的SDH 設備。設備。PDH支路信號 STM-NSTM-N SDH支路信號SDXC基本網(wǎng)絡單元在基本網(wǎng)絡單元在SDH網(wǎng)中的使用網(wǎng)中的使用(a) 鏈形(b) 星形(c) 樹形(d)環(huán)形(e)網(wǎng)孔形SDH幀結構幀結構nSDHSDH采用一種以字節(jié)為單位的矩形采用一種以字節(jié)為單位的矩形塊狀（或稱頁狀）幀結構，如圖塊狀（或稱頁狀）幀結構，如圖5.275.27所示。所示。 nSTM-NST

48、M-N由由270270N N列列9 9行組成，即幀行組成，即幀長度為長度為270270N N9 9個字節(jié)或個字節(jié)或270270N N9 98bit8bit。幀周期為。幀周期為125s(125s(即一幀的時間即一幀的時間) )。n對于對于STM-1STM-1而言，幀長度為而言，幀長度為2702709 92430byte2430byte，相當于，相當于19440bit19440bit，幀，幀周期為周期為125s125s，由此可算出其速率，由此可算出其速率為為2702709 98 812512510-10-6=1556=155520Mbit520Mbits s。段開銷（段開銷（ection verh

49、ead）是指）是指STM幀結構中為了保證信息凈幀結構中為了保證信息凈負荷正常、靈活傳送所必需的附加字節(jié)，是供網(wǎng)絡運行、管理和維護（負荷正常、靈活傳送所必需的附加字節(jié)，是供網(wǎng)絡運行、管理和維護（OAM）使用的字節(jié)。）使用的字節(jié)。信息凈負荷區(qū)域是幀結構中存放各種信息負載的地方，圖信息凈負荷區(qū)域是幀結構中存放各種信息負載的地方，圖5.27之中橫向之中橫向第第10N270N，縱向第，縱向第1行到第行到第9行的行的2349N個字節(jié)都屬此區(qū)個字節(jié)都屬此區(qū)域。域。管理單元指針用來指示信息凈負荷的第一個字節(jié)在管理單元指針用來指示信息凈負荷的第一個字節(jié)在STM-N幀中的準確幀中的準確位置，以便在接收端能正確地分

50、解。位置，以便在接收端能正確地分解。 A1 A1 A1 A1 A1 A1 A2 A2 A2 A2 A2 A2 J0 J0 B1 B1 E1E1 F1F1 D1 D1 D2 D2 D3 D3 A U - P T R ( A U - P T R (管理單元指針管理單元指針) ) B2 B2 B2 B2 B2 B2 K1 K1 K2 K2 D4 D4 D5 D5 D6 D6 D7 D7 D8 D8 D9 D9 D10D10 D11D11 D12D12 S1 S1 M1 E2 E2 RSOHMSOH9行 傳輸方向T=125s 國內使用字節(jié) 傳輸媒質指示字節(jié) 空格：國際使用字節(jié)9 列 A1、A2： 幀定

51、位字節(jié)幀定位字節(jié) （F6 28 H） J0： 再生段跟蹤：收、發(fā)是否正確對接再生段跟蹤：收、發(fā)是否正確對接 B1： 再生段比特間插奇偶校驗字節(jié)再生段比特間插奇偶校驗字節(jié)(BIP-8) D1 D3： 再生段數(shù)據(jù)通信通道：可傳送網(wǎng)管數(shù)據(jù)再生段數(shù)據(jù)通信通道：可傳送網(wǎng)管數(shù)據(jù) D4D12： 復用段數(shù)據(jù)通信通道：可傳送網(wǎng)管數(shù)據(jù)復用段數(shù)據(jù)通信通道：可傳送網(wǎng)管數(shù)據(jù) E1、E2： 公務聯(lián)絡公務聯(lián)絡 F1： 使用者通道：為維護目的提供數(shù)據(jù)使用者通道：為維護目的提供數(shù)據(jù)/音頻通道音頻通道 B2： 復用段比特間插奇偶校驗字節(jié)復用段比特間插奇偶校驗字節(jié)(BIP-N24) K1、K2： 自動保護倒換字節(jié)自動保護倒換字節(jié)A

52、PS K2 （b6-b8）復用段遠端失效指示復用段遠端失效指示MS-RDI 字節(jié)字節(jié) S1： 同步狀態(tài)字節(jié)：指示同步狀態(tài)、時鐘級別等同步狀態(tài)字節(jié)：指示同步狀態(tài)、時鐘級別等 M1： 復用段遠端差錯指示：誤碼檢測結果復用段遠端差錯指示：誤碼檢測結果VC- 4J1B3C2G1F2H4K3N1開銷開銷字節(jié)功能字節(jié)功能J1：通道蹤跡字節(jié)：收、發(fā)是否正確對接：通道蹤跡字節(jié)：收、發(fā)是否正確對接 B3：通道奇偶校驗字節(jié)：通道奇偶校驗字節(jié)(BIP-8) C2：信號標記字節(jié)：信號標記字節(jié)：VC-4可能包含可能包含1140M； 334/45M； 632M； G1：通道狀態(tài)字節(jié)：遠端差錯指示：通道狀態(tài)字節(jié)：遠端差錯指