專利名稱：兼具光電信號收發(fā)模塊的多通信方式智能切換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力通訊技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種通信切換裝置。
背景技術(shù)：
為了確保繼電保護通道的安全、可靠運行，國家電網(wǎng)公司提出了采用不同傳輸方式、不同傳輸路由實現(xiàn)繼電保護設(shè)備間通道雙重化的要求。目前常用的通信方式主要是光纖專用通道及SDH數(shù)字復用方式。光纖通道由專用的光纖和光信號收發(fā)設(shè)備組成，利用光纖直接傳遞經(jīng)過調(diào)制的代表電流采樣值的數(shù)字碼流，是一種專用的數(shù)字通道，其時延主要取決于光纖線路的長度和收發(fā)設(shè)備處理時間。在光纖線路長度確定的情況下光纖時延基本固定，在正常通信的條件下收發(fā)設(shè)備處理時間也固定，是一種理想的線路縱差保護通道；數(shù)字復用通道依托現(xiàn)有數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)(光纖網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字微波網(wǎng)絡(luò))組成，經(jīng)常采用多種通信體制(PDH、SDH等)。與光纖專用通道不同，數(shù)字復用繼電保護通道通常作為寬帶、多路通信系統(tǒng)中的一路，采用復用方式與其他業(yè)務共享通信帶寬資源。目前常見的數(shù)字復用通道類型有N*64K通道、2M通道等，將來還有可能出現(xiàn)ATM、以太網(wǎng)、IP等形式的通道。數(shù)字復用通道的組成因通道類型、依托網(wǎng)絡(luò)、通信方式、共享程度的不同差別很大，其通道構(gòu)成極為復雜，影響信號傳遞時延的因素眾多。實際應用當中，根據(jù)傳輸距離不同，需要靈活配置通道類型，一般距離較近的廠站之間采用光纖直連通道，而距離較遠、網(wǎng)絡(luò)拓撲比較復雜的地區(qū)一般采用SDH數(shù)字復用通道。我們對目前國內(nèi)繼電保護通信的現(xiàn)狀，主流的保護設(shè)備與通信設(shè)備之間的的接口和通信協(xié)議進行了調(diào)研和測試；調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)目前繼電保護通道的標準化很不理想，嚴重制約了專業(yè)的發(fā)展，主 要表現(xiàn)在:無通道標準可依，保護廠家之間的物理接口和通信協(xié)議差異很大，物理接口、信號碼速、編碼方式都不統(tǒng)一，造成了目前這種除了直接采用光纖外無法提供統(tǒng)一的通道方案的尷尬局面。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于，提供一種兼具光電信號收發(fā)模塊的多通信方式智能切換裝置，解決以上技術(shù)問題。本實用新型所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):兼具光電信號收發(fā)模塊的多通信方式智能切換裝置，包括一接口模塊、與所述接口模塊連接的控制模塊，其特征在于，所述接口模塊包括一保護接口模塊、一通信接口模塊，所述通信接口模塊包括一光信號收發(fā)模塊、一電信號收發(fā)模塊，所述保護接口模塊連接所述通信接口模塊，所述通信接口模塊連接所述控制模塊。在SDH數(shù)字復用設(shè)備中，一般采用HDB3三電平碼進行傳輸，而光纖專用通道為了保證更遠距離的傳輸，傾向于采用高頻調(diào)制的方式，本實用新型對應于光纖專用通道(簡稱光通道)和SDH數(shù)字復用通道(簡稱電通道)，采用了不同的通信接口模塊實現(xiàn)方式，靈活適應不同類型的通信通道。所述電信號收發(fā)模塊采用了 El成幀器的芯片來完成普通數(shù)字信號到三電平碼的轉(zhuǎn)換，原始的2.048Mb/s數(shù)據(jù)碼流經(jīng)由LIU成幀器轉(zhuǎn)換成HDB3碼，通過數(shù)字復用通信裝置進行傳輸。所述光信號收發(fā)模塊采用了 8.192M的高頻傳輸方式，發(fā)送端對原2.048M的數(shù)據(jù)進行1B4B的變換，接收端再用同樣的方式進行解碼；高頻傳輸?shù)囊饬x在于:1.通過高頻信號傳輸，信號傳輸距離更遠；2.編碼后的數(shù)據(jù)更有規(guī)律，通過數(shù)據(jù)碼型可以直觀的判斷通道狀態(tài)。3.便于時鐘信號的傳輸?，F(xiàn)場應用時，根據(jù)實際需求，更換通信接口模塊，可以簡單的完成“光+電”或“電+電”的“ 1+1 ”形式通道備份。所述保護接口模塊包括一保護數(shù)據(jù)接收模塊、一保護數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，所述保護數(shù)據(jù)接收模塊連接位于本側(cè)的保護設(shè)備，所述保護數(shù)據(jù)發(fā)送模塊連接對側(cè)的保護設(shè)備；所述保護數(shù)據(jù)接收模塊的信號輸出端連接所述通信接口模塊，所述通信接口模塊連接所述控制模塊。本實用新型使用時，所述外部數(shù)據(jù)接收模塊接收本側(cè)的保護設(shè)備的光纖信號，通過解調(diào)、解碼等手段將信號頻率統(tǒng)一到2.048Mb/s ;所述外部數(shù)據(jù)發(fā)送模塊完成保護數(shù)據(jù)的重新編碼、調(diào)制并送回到對側(cè)繼電保護設(shè)備。外部數(shù)據(jù)接收發(fā)模塊實現(xiàn)了傳統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的功能。所述外部數(shù)據(jù)接收模塊的另一重要功能是完成定位標志字的插入。保護信號轉(zhuǎn)換為標準2.048Mb/s數(shù)據(jù)碼流后，需要在碼流中插入定位標志字。插入了標志字的碼流將由所述通信線路發(fā)送模塊由通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到對端繼電保護設(shè)備。所述保護數(shù)據(jù)接收模塊與所述保護數(shù)據(jù)發(fā)送模塊采用收發(fā)一體化的光器件。所述通信接口模塊將含標志字的碼流通過兩條不同路由的路徑發(fā)送到對側(cè)，電信號收發(fā)模塊采用的是標準的HDB3碼傳輸，光信號收發(fā)模塊采用1B4B編碼后高頻8.192M信號傳輸，模塊同時完成線路信號的轉(zhuǎn)換、調(diào)制解調(diào)及光電轉(zhuǎn)換。所述控制模塊連接至少兩個模塊化電源，所述模塊化電源兼容48V直流、IlOV交直流、220V交直流的電源等級。所述模塊化電源實行強弱電分開。可靠性及穩(wěn)定性大大提聞。 所述控制模塊采用基于Arm的控制模塊。本實用新型使用時，提供對不同繼電保護廠家、不同通信協(xié)議的保護接口支持；所述保護數(shù)據(jù)接收模塊采用了可替換的模塊化設(shè)計，模塊采用統(tǒng)一的硬件設(shè)計，但針對不同廠家的保護接口協(xié)議，編寫不同的接口程序，如，針對四方曼徹斯特編碼的特點，在接口模塊中加入曼徹斯特編解碼的相應模塊；而針對許繼1B4B的編碼特性，則加入1B4B轉(zhuǎn)換功能的程序。在保護接口的接收端，程序完成以下功能:1.從繼電保護信號中提取原始信號時鐘。2.將不同協(xié)議的繼電保護信號統(tǒng)一變幻成2.048Mb/s的信號，作為切換裝置內(nèi)部傳輸?shù)臉藴市盘?；在保護接口的發(fā)送端，程序再進行反向的協(xié)議轉(zhuǎn)換，恢復出各家保護廠家的自有協(xié)議送回保護設(shè)備，對于不同廠家，只需要更換接口模塊，而經(jīng)過接口模塊后，進入設(shè)備控制模塊的數(shù)據(jù)速率均是標準的2.048Mb/s。通過將本實用新型加裝在繼電保護設(shè)備與通道設(shè)備之間，數(shù)據(jù)碼流實現(xiàn)由一側(cè)繼電保護設(shè)備送至對側(cè)繼電保護設(shè)備。有益效果:由于采用以上技術(shù)方案，本實用新型采用了不同的通信接口模塊實現(xiàn)方式，靈活適應不同類型的通信通道。

圖1為本實用新型的模塊連接示意圖；圖2為本實用新型的保護接口模塊與控制模塊連接示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示進一步闡述本實用新型。參照圖1、圖2，兼具光電信號收發(fā)模塊的多通信方式智能切換裝置，包括一接口模塊、與接口模塊連接的控制模塊1，接口模塊包括一保護接口模塊2、一通信接口模塊3，通信接口模塊3包括一光信號收發(fā)模塊、一電信號收發(fā)模塊。保護接口模塊2連接通信接口模塊3，通信接口模塊3連接控制模塊I。在SDH數(shù)字復用設(shè)備中，一般采用HDB3三電平碼進行傳輸，而光纖專用通道為了保證更遠距離的傳輸，傾向于采用高頻調(diào)制的方式，本實用新型對應于光纖專用通道(簡稱光通道)和SDH數(shù)字復用通道(簡稱電通道)，采用了不同的通信接口模塊3實現(xiàn)方式，靈活適應不同類型的通信通道；電信號收發(fā)模塊采用了 El成幀器的芯片來完成普通數(shù)字信號到三電平碼的轉(zhuǎn)換，原始的2.048Mb/s數(shù)據(jù)碼流經(jīng)由LIU成幀器轉(zhuǎn)換成HDB3碼，通過數(shù)字復用通信裝置進行傳輸。光信號收發(fā)模塊采用了 8.192M的高頻傳輸方式，發(fā)送端對原2.048M的數(shù)據(jù)進行1B4B的變換，接收端再用同樣的方式進行解碼；高頻傳輸?shù)囊饬x在于:1.通過高頻信號傳輸，信號傳輸距離更遠 ；2.編碼后的數(shù)據(jù)更有規(guī)律，通過數(shù)據(jù)碼型可以直觀的判斷通道狀態(tài)。3.便于時鐘信號的傳輸?，F(xiàn)場應用時，根據(jù)實際需求，更換通信接口模塊3，可以簡單的完成“光+電”或“電+電”的“1+1”形式通道備份。保護接口模塊2包括一保護數(shù)據(jù)接收模塊21、一保護數(shù)據(jù)發(fā)送模塊22，保護數(shù)據(jù)接收模塊21連接位于本側(cè)的保護設(shè)備，保護數(shù)據(jù)發(fā)送模塊22連接對側(cè)的保護設(shè)備；保護數(shù)據(jù)接收模塊21的信號輸出端連接通信接口模塊3，通信接口模塊3連接控制模塊I ;本實用新型使用時，外部數(shù)據(jù)接收模塊接收本側(cè)的保護設(shè)備的光纖信號，通過解調(diào)、解碼等手段將信號頻率統(tǒng)一到2.048Mb/s ;外部數(shù)據(jù)發(fā)送模塊完成保護數(shù)據(jù)的重新編碼、調(diào)制并送回到對側(cè)繼電保護設(shè)備。外部數(shù)據(jù)接收發(fā)模塊實現(xiàn)了傳統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的功能。外部數(shù)據(jù)接收模塊的另一重要功能是完成定位標志字的插入。保護信號轉(zhuǎn)換為標準
2.048Mb/s數(shù)據(jù)碼流后，需要在碼流中插入定位標志字。插入了標志字的碼流將由通信線路發(fā)送模塊由通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到對端繼電保護設(shè)備。保護數(shù)據(jù)接收模塊21與保護數(shù)據(jù)發(fā)送模塊22采用收發(fā)一體化的光器件。通信接口模塊3將含標志字的碼流通過兩條不同路由的路徑發(fā)送到對側(cè)，電信號收發(fā)模塊采用的是標準的HDB3碼傳輸，光信號收發(fā)模塊采用1B4B編碼后高頻8.192M信號傳輸，模塊同時完成線路信號的轉(zhuǎn)換、調(diào)制解調(diào)及光電轉(zhuǎn)換?？刂颇KI連接至少兩個模塊化電源，模塊化電源兼容48V直流、IIOV交直流、220V交直流的電源等級。模塊化電源實行強弱電分開?？煽啃约胺€(wěn)定性大大提高?？刂颇KI采用基于Arm的控制模塊I。本實用新型使用時，提供對不同繼電保護廠家、不同通信協(xié)議的保護接口支持；保護數(shù)據(jù)接收模塊21采用了可替換的模塊化設(shè)計，模塊采用統(tǒng)一的硬件設(shè)計，但針對不同廠家的保護接口協(xié)議，編寫不同的接口程序，如，針對四方曼徹斯特編碼的特點，在接口模塊中加入曼徹斯特編解碼的相應模塊；而針對許繼1B4B的編碼特性，則加入1B4B轉(zhuǎn)換功能的程序。在保護接口的接收端，程序完成以下功能:1.從繼電保護信號中提取原始信號時鐘。
2.將不同協(xié)議的繼電保護信號統(tǒng)一變幻成2.048Mb/s的信號，作為切換裝置內(nèi)部傳輸?shù)臉藴市盘枺辉诒Ｗo接口的發(fā)送端，程序再進行反向的協(xié)議轉(zhuǎn)換，恢復出各家保護廠家的自有協(xié)議送回保護設(shè)備，對于不同廠家，只需要更換接口模塊，而經(jīng)過接口模塊后，進入設(shè)備控制模塊I的數(shù)據(jù)速率均是標準的2.048Mb/s。通過將本實用新型加裝在繼電保護設(shè)備與通道設(shè)備之間，數(shù)據(jù)碼流實現(xiàn)由一側(cè)繼電保護設(shè)備送至對側(cè)繼電保護設(shè)備。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及`其等效物界定。
權(quán)利要求1.兼具光電信號收發(fā)模塊的多通信方式智能切換裝置，包括一接口模塊、與所述接口模塊連接的控制模塊，其特征在于，所述接口模塊包括一保護接口模塊、一通信接口模塊，所述通信接口模塊包括一光信號收發(fā)模塊、一電信號收發(fā)模塊，所述保護接口模塊連接所述通信接口模塊，所述通信接口模塊連接所述控制模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼具光電信號收發(fā)模塊的多通信方式智能切換裝置，其特征在于:所述保護接口模塊包括一保護數(shù)據(jù)接收模塊、一保護數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，所述保護數(shù)據(jù)接收模塊連接位于本側(cè)的保護設(shè)備，所述保護數(shù)據(jù)發(fā)送模塊連接對側(cè)的保護設(shè)備；所述保護數(shù)據(jù)接收模塊的信號輸出端連接所述通信接口模塊，所述通信接口模塊連接所述控制模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兼具光電信號收發(fā)模塊的多通信方式智能切換裝置，其特征在于:所述保護數(shù)據(jù)接收模塊與所述保護數(shù)據(jù)發(fā)送模塊采用收發(fā)一體化的光器件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼具光電信號收發(fā)模塊的多通信方式智能切換裝置，其特征在于:所述控制模塊連接至少兩個模塊化電源，所述模塊化電源兼容48V直流、IlOV交直流、220V交直流的電源等級。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的兼具光電信號收發(fā)模塊的多通信方式智能切換裝置，其特征在于:所述控制 模塊采用基于Arm的控制模塊。
專利摘要本實用新型涉及電力通訊技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種通信切換裝置。兼具光電信號收發(fā)模塊的多通信方式智能切換裝置，包括一接口模塊、與接口模塊連接的控制模塊，接口模塊包括一保護接口模塊、一通信接口模塊，通信接口模塊包括一光信號收發(fā)模塊、一電信號收發(fā)模塊。保護接口模塊連接通信接口模塊，通信接口模塊連接控制模塊。本實用新型采用了不同的通信接口模塊實現(xiàn)方式，靈活適應不同類型的通信通道。
文檔編號H04B10/2575GK203151544SQ20132015615
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月30日
發(fā)明者曾平, 周德生, 鄒曉峰, 朱奕帆 申請人:國家電網(wǎng)公司, 上海市電力公司, 華東電力試驗研究院有限公司