电力保护与通信培训

1、电力职业技术学院电力电力职业技术学院电力保护与通信培训材料保护与通信培训材料主讲：钟主讲：钟 玉玉 TEL倒空我们的杯子，注入新鲜倒空我们的杯子，注入新鲜 将通讯工具置于静音或振动将通讯工具置于静音或振动 讨论不要争论，走动不要走开讨论不要争论，走动不要走开 用我们全身心的投入，一起分享我们的成功用我们全身心的投入，一起分享我们的成功大家来思考电力保护为什么需要通信时间/空间？客户/协作？依赖保护公式保护成功信息传递量信息准确率判决率纵联保护：纵联保护：当电网线路发生故障时，为了准确快速地切除故障线路，仅反应一侧电气量的变化不能区分本侧和对侧（或相邻线路）的故障，只有

2、反应两侧电气量的变化才能准确区分故障，为了达到有选择性地快速切除故障线路的目的，需将线路一侧电气量的信息传输到另一侧，既线路两侧之间发生了通信通信的联系，这一联系就需要通信通信来完成；两侧间发生了纵向联系、这种保护称为纵联保护。从通信看保护1如何通信2保护对通信的需求3关系三层次专业概念专业概念v通信：信息的传递、转移、交换。通信：信息的传递、转移、交换。v电信：利用有线、无线的电磁系电信：利用有线、无线的电磁系统或者光电系统，传送、发射或者统或者光电系统，传送、发射或者接收语音、文字、数据、图像以及接收语音、文字、数据、图像以及其他任何形式信息。其他任何形式信息。v信息：消息中有意义的成分；

3、在信息：消息中有意义的成分；在电信中用信号来载送信息。电信中用信号来载送信息。v信号：根据信号物理参量基本特信号：根据信号物理参量基本特征的不同，信号可以分为两大类：征的不同，信号可以分为两大类：模拟信号和数字信号。模拟信号和数字信号。v 3个要求个要求:接通的任意性与快速性；接通的任意性与快速性；信号传输的透明性与传输质量的一信号传输的透明性与传输质量的一致性；网络的可靠性与经济合理性。致性；网络的可靠性与经济合理性。通信即信息的沟通通信即信息的沟通v 通过传递信息产生效用：电信通过传递信息产生效用：电信生产的结果，不是新的实物产生产的结果，不是新的实物产品，而是空间转移的有益效用品，而是空

4、间转移的有益效用。电信的生产过程就是传递或。电信的生产过程就是传递或传输信息的过程，在这个过程传输信息的过程，在这个过程中，借助通信工具，使劳动对中，借助通信工具，使劳动对象象-信息发生预期的空间、信息发生预期的空间、场所的变更，从而产生了对用场所的变更，从而产生了对用户有益的效用。这种效用与堆户有益的效用。这种效用与堆集在仓库，或陈列在商店里的集在仓库，或陈列在商店里的商品不一样，它的使用价值是商品不一样，它的使用价值是缩短缩短时间和空间时间和空间，它是一种客，它是一种客观存在但却没有实物形态，这观存在但却没有实物形态，这种效用实际上就是种效用实际上就是信息传递信息传递。电信系统构成电信系统

5、构成一个实际的电信系统通常由终端设备、传输链路和交换设备三大部分组成。1、终端设备。、终端设备。终端设备的主要功能是把待传输的信息和在信道上传输的信号互相转换。对应不同的电信业务（语音、数据、视频）有不同的终端设备，如电话业务的终端是电话机，数据业务的终端主要是计算机。2、传输链路。、传输链路。传输链路是连接源点和终点的媒介和通道，除对应于电信系统模型中信道部分之外，还包括一部分发送和接收设备。传输链路的实现方式很多，一种是物理传输媒介本身就是传输链路，如实线和电缆；一种是采用传输设备和物理传输媒介一起形成的传输链路，如光通信链路；还有一种是利用大气传播的传输链路，如微波和卫星通信链路。3、交

6、换设备。、交换设备。交换设备的基本功能是完成接入交换节点链路的汇集、转接和分配。不同电信业务对交换性能要求也不同。如，对电话业务交换，要求其实时性强。保护装置-行业终端v 线路纵联保护是利用通信完成两线路纵联保护是利用通信完成两点之间的故障信息交换，进行处点之间的故障信息交换，进行处于异地的两个装置协同动作。于异地的两个装置协同动作。v 通道是实现保护的物质基础；通道是实现保护的物质基础；“三同一保三同一保” 数字复用通道数字复用通道/光纤专用通道光纤专用通道数据采集处理保护64kbps通信接口保护接口设备专用/复用保护接口设备专用/复用通道64kbps通信接口数据采集处理保护接口接口保护通道

7、保护信号终端终端保护装置保护装置保护装置保护装置从通信看保护1如何通信2保护对通信的需求3关系三层次v第一个问题：信息第一个问题：信息- -信号信号- -信息完信息完整传送的整传送的“编码编码”之旅？之旅？打电话打电话& &出差出差 通信中的通信中的“编码编码”，须严格规，须严格规范的定义；范的定义；打电话打电话& &电汇寄钱电汇寄钱 不同的场景，需选择不同的通不同的场景，需选择不同的通信途径。信途径。v第二个问题：数字信号传送的编第二个问题：数字信号传送的编码技术？码技术？信源编码信源编码& &信道编码信道编码 将模拟将模拟/ /数字信号组织为

8、规范数字信号组织为规范的、能有效传送，并可根据网络技的、能有效传送，并可根据网络技术要求进行转换的标准数据格式。术要求进行转换的标准数据格式。组织传送结构组织传送结构 不同的技术体制下，对应的传不同的技术体制下，对应的传送结构是不同的，一般包括比特、送结构是不同的，一般包括比特、时隙（包）、帧等基本元素；时隙（包）、帧等基本元素；具体的一种传送结构往往与具体的一种传送结构往往与数字复数字复用用是关联的！是关联的！任何信息都通过各种编码方式在通信网络和线路上传送。任何信息都通过各种编码方式在通信网络和线路上传送。终端终端传输媒介传输媒介终端终端电信号电信号电信号电信号信息信息信息信息模拟通信模拟

9、通信:信源所发出的信息经变换器变换和处理后，送往信道上传输的是信源所发出的信息经变换器变换和处理后，送往信道上传输的是模拟信号的通信系统称为模拟通信系统。模拟信号的通信系统称为模拟通信系统。 数字通信数字通信: :与模拟通信相对应，信源所发出的信息经变换和处理后，送往信与模拟通信相对应，信源所发出的信息经变换和处理后，送往信道上传输的是数字信号的通信系统称为数字通信系统。道上传输的是数字信号的通信系统称为数字通信系统。信信 源源信源编码信源编码信道编码信道编码数字调制数字调制信道信道数字解调数字解调信道解码信道解码信源解码信源解码信信 宿宿噪声源噪声源数字传输系统数字传输系统看不到的看不到的-

10、编码数字信号的正确接收关键：定时与同步编码数字信号的正确接收关键：定时与同步 PCM通信原理框图通信原理框图1972年年ITU-T公布了公布了G.711 64kbit/s PCM标准标准从声音到模拟信号再到数字信号从声音到模拟信号再到数字信号PCMPCM脉冲编码调制脉冲编码调制 v声音声音-语声信号语声信号模拟信号模拟信号话机话机-送话器将声波变换为线性变化的电流，信号；送话器将声波变换为线性变化的电流，信号；滤波滤波-在电话网中可传送的语声信号频率为在电话网中可传送的语声信号频率为300Hz3400HzBase Value；调制调制Modulation-传送传送接收接收-解调。解调。v语声信

11、号语声信号-数字信号数字信号 A/D 三步曲三步曲（1）抽样）抽样奈奎斯特发明抽样定理奈奎斯特发明抽样定理 8000Hz抽样，周期抽样，周期125s（2）量化）量化近似处理近似处理（3）编码关键，形成）编码关键，形成8位位二进制数据格式二进制数据格式 数字信号比特率为数字信号比特率为8bit*8000Hz/s=64Kbit/sv数字信号数字信号-语声信号语声信号 D/A 重构重构“仿造仿造”（1）解码）解码 恢复波形信号恢复波形信号（2）低通）低通 滤波噪声滤波噪声 重构发送侧语音信号波形。重构发送侧语音信号波形。 多路复用技术主要有两种：多路复用技术主要有两种：FDM（频分制）、（频分制）、

12、TDM（时分制）（时分制）vFDM是将物理传输媒质可用频段分割为若干个部分，每个部分均可作是将物理传输媒质可用频段分割为若干个部分，每个部分均可作为一个独立的传输信道使用。为一个独立的传输信道使用。vTDM是将时间划分为若干个互不重叠的时隙，用不同的时隙建立不同是将时间划分为若干个互不重叠的时隙，用不同的时隙建立不同的子信道，固定或按需分配给用户使用的通信方法（前者称周期性信道的子信道，固定或按需分配给用户使用的通信方法（前者称周期性信道，后者称标志化信道）。即是利用各路信号在信道上占有不同的时间间，后者称标志化信道）。即是利用各路信号在信道上占有不同的时间间隔的特征来分开各路信号的。这样，从

13、宏观上看，一条物理通路就可以隔的特征来分开各路信号的。这样，从宏观上看，一条物理通路就可以同时同时传送多条信道的信息。传送多条信道的信息。 32时隙分配：时隙分配：帧同步时隙：帧同步时隙：TS0；30个话路时隙：个话路时隙：TS1TS15，TS17TS31；信令与复帧同步时隙：；信令与复帧同步时隙：TS16PCM3032路帧结构基本数据：路帧结构基本数据：每帧所需时间：每帧所需时间：T=l8000=125s每一时隙所需时间：每一时隙所需时间：125s32=3906s每比特所需时间：每比特所需时间：3906s8=488ns每一复帧有每一复帧有16帧，每复帧所需时间：帧，每复帧所需时间：12516

14、=2ms每帧的比特数：每帧的比特数：832=256Bit每帧速率：每帧速率：8256=2048Kbs每时隙速率：每时隙速率：88000=64Kbs2M接口接口-2048kbit/s接口的简称接口的简称硬件接口类型硬件接口类型：主要有非平衡的75欧姆，平衡的120欧姆两种接口类型。2M的帧结构的帧结构：一般包括比特、时隙（包）、帧等基本元素的传送结构。为了适合数字传输线路上的传输特性还需进行传输码型编码，2M使用的传输码型是HDB3码。HDB3码的主要特点是“0”码变换后仍是“0”码不变，“1”码交替变换为+1或-1，当码字序列中的的“0”码多于3个时，则第4个“0”码就用一个传号代替，用来增加

15、其定时时钟信息的含量以利于时钟提取。2M的帧结构类型的帧结构类型：有5种，第一种是非帧结构，第二种是PCM30，第三种是PCM31，第四种是PCM30 CRC，第五种是PCM31 CRC。0时隙时隙目前我们对2M认识很多都是由于对0时隙不了解，造成故障判断，故障定位方面的困难。以上5种帧结构中每一帧都有0时隙，它主要携带的信息有四种，1是帧同步信号，2是CRC，3是A告（即对告），4是冗余信息。2M每秒传送8000帧信号，帧同步信息是在偶数帧内的第2至第8的BIT，是固定的码流，为0011011。奇数帧内的第1个BIT以前一般定义为1，叫做国际国内电路，是一个识别信号，现在已经没有很严格规定如

16、何使用了。CRC是在偶数帧的第1个BIT，每4个偶数帧构成1个CRC-4，因此，2M内的校验码就叫CRC-4。A告在奇数帧的第2个BIT上，如出现A告，该比特置1。冗余信息是在偶数帧的第3至第8比特上，一般较少用。CRC-4帧结构帧结构Sub-multiframe (SMF)Frame numberBits 1 to 8 of the frame12345678MultiframeI0001020304050607C10C20C31C40010101010A0A0A0A1 Sa41Sa41Sa41Sa41 Sa51Sa51Sa51Sa50 Sa60Sa60Sa60Sa61Sa71Sa71Sa7

17、1Sa71Sa81Sa81Sa81Sa8II0809101112131415C11C21C3EC4E010101010A0A0A0A1 Sa41Sa41Sa41Sa41 Sa51Sa51Sa51Sa50 Sa60Sa60Sa60Sa61Sa71Sa71Sa71Sa71Sa81Sa81Sa81Sa8 PDH：准同步数字序列准同步数字序列 数字信号速率和帧结构无国际标准数字信号速率和帧结构无国际标准 光接口无国际标准光接口无国际标准 异步复用不利于高速信号传输和异步复用不利于高速信号传输和 上下低速支路信号上下低速支路信号 运行维护管理（运行维护管理（OAM）开销字节少）开销字节少 SDH：同步数

18、字序列同步数字序列 接口规范接口规范 同步复用上下低速支路信号方便同步复用上下低速支路信号方便 运行维护管理（运行维护管理（OAM）功能强大）功能强大 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“南辕北辙南辕北辙”单向通信单向通信&双向通信双向通信 单工（单工（Simplex）-数据只在一个方向数据只在一个方向上传送；上传送； 半双工（半双工（half-Duplex）：可切换方）：可切换方向，任一时刻是单工的；向，任一时刻

19、是单工的； 全双工（全双工（full-Duplex）：同时在两）：同时在两个方向上传送。个方向上传送。 通信网络上的每个节点都有规范、通信网络上的每个节点都有规范、可查询的地址标识，只是不同的网络，地可查询的地址标识，只是不同的网络，地址标识的设置与查询方法不同。址标识的设置与查询方法不同。v找到对方找到对方-寻址寻址移动通信网的寻址（移动通信网的寻址（CDMA号码）号码）MDN-用户号码用户号码TLDN86-189-H0H1 H2 H3 ABCDIMSI-国际移动台识别码国际移动台识别码TMSI 460-03-977-7-000001LAI+CI-位置区位置区+小区识别码小区识别码 IP网寻

20、址（网寻址（MAC地址地址&IP地址）地址）以太网以太网- MAC地址，地址，48位；如位；如00-1B-38-A6-B3-C1互联网互联网-IP地址地址IPv4，32位；如位；如202.100.64.66DNS域名域名，如，如从通信看保护1如何通信2保护对通信的需求3关系三层次保护装置数据传送时延要求严格，且在双通道配置时要求时延相同，一般单方向通道时延15信息量小，保护装置 数 据 的 交 换 , 2048kbit/s 传输的专 用 光 纤 通 道 、64kbit/s 速率复接PCM（G.703）同向接口、2048kbit/s 速率复接PDH 或SDH 的2048kbit/s（E1

21、）接口三种通道方式实现可靠、准确，保护装置数据须采用同步数据传送，同步配置及要求严格；保护装置数据传输质量要求严格，通道传输距离及误码率指标均需满足系统要求；为避免误动作，还引入了差错控制，如CRC校验。小小快快灵灵可靠性是影响保护性能至关重要的因素可靠性是影响保护性能至关重要的因素从通信看保护1如何通信2保护对通信的需求3关系三层次畅通畅通终端终端客户客户 Diagram光纤通道通信距离100km.损耗受限可靠性高简单、方便高成本传送传送TDM通道通信距离400km利用通信网络时延控制灵活、高效时延、误码、对称通道时延、误码、对称通道专用光纤通道连接专用通道：保护的尾纤与光缆的保护专用芯直接

22、熔接或通过光纤分配屏连接（方便旁代线路）复用通道：保护的尾纤直接与接口装置连接，通过接口装置转换为电信号与PCM机或E1接口连接，与PCM连接使用屏蔽双绞线，与E1接口采用同轴电缆连接。64Kb/s同向接口电气技术数据同向接口电气技术数据 符号率符号率256kbauds256kbauds脉冲形状脉冲形状( (标称的矩形标称的矩形) )不管极性如何，有效信号的所有不管极性如何，有效信号的所有“传传号号”应符合图应符合图2 2的样板。图中的样板。图中V V值对应值对应于标称峰值。于标称峰值。每个传输方向的线对每个传输方向的线对一个对称线对一个对称线对测试负载阻抗测试负载阻抗120120，电阻性，电

23、阻性“传号传号”( (脉冲脉冲) )的标称峰值电压的标称峰值电压1.0 V1.0 V“空号空号”( (无脉冲无脉冲) )的峰值电压的峰值电压0V0V0.10V0.10V标称脉宽标称脉宽3.9us3.9us脉宽中点处的正负脉冲的幅度比脉宽中点处的正负脉冲的幅度比0.950.95至至1.051.05标称半幅度处的正负脉冲的宽度比标称半幅度处的正负脉冲的宽度比0.950.95至至1.051.05传输距离传输距离电缆传输距离电缆传输距离50 M,50 M,光纤传输距离光纤传输距离30 KM 30 KM 二进制信号编成二进制信号编成G.703G.703同向接口码按下列规则进行：同向接口码按下列规则进行：

24、 第一步：一个第一步：一个64kbit/s64kbit/s周期分成四个单位间隔。周期分成四个单位间隔。第二步：二进制的第二步：二进制的“1 1”被编成如下四个比特的码组被编成如下四个比特的码组 11001100。第三步：二进制的第三步：二进制的“0 0”被编成如下四个比特的码组被编成如下四个比特的码组 10101010。第四步：通过交替变换相邻码组的极性，把二进制第四步：通过交替变换相邻码组的极性，把二进制 信号转换成三电平信号。信号转换成三电平信号。第五步：每第八组破坏了码组的极性交替。破坏的第五步：每第八组破坏了码组的极性交替。破坏的 组对八比特组的最后一比特进行标志。组对八比特组的最后一

25、比特进行标志。 G.703 G.703 编码规则编码规则 2.048Mb/s2.048Mb/s接口电气技术数据接口电气技术数据 比特率比特率 2048kbit/s2048kbit/s50ppm 50ppm 脉冲形状脉冲形状( (标称的矩形标称的矩形) ) 不管极性如何，有效信号的所有不管极性如何，有效信号的所有“传号传号”应符合图应符合图1 1的的样板。图中样板。图中V V值对应于标称峰值。值对应于标称峰值。 每个传输方向的线对每个传输方向的线对 一个同轴线对一个同轴线对一个对称线对一个对称线对测试负载阻抗测试负载阻抗7575，电阻性，电阻性120120，电阻性，电阻性“传号传号”( (脉冲脉

26、冲) )的标称峰值电压的标称峰值电压2.37V2.37V3 V3 V“空号空号”( (无脉冲无脉冲) )的峰值电压的峰值电压0 00.237V0.237V0 00.3V0.3V标称脉宽标称脉宽244ns 244ns 脉宽中点处的正负脉冲的幅度比脉宽中点处的正负脉冲的幅度比0.950.95至至1.05 1.05 标称半幅度处的正负脉冲的宽度比标称半幅度处的正负脉冲的宽度比0.950.95至至1.05 1.05 在输出口的最大峰峰抖动在输出口的最大峰峰抖动参见建议参见建议G.823G.823的的2 2 同轴连接器（座，同轴连接器（座，L9L9）1.6/5.6 Straight Jack For P

27、CB, Female (1.6/5.6 Straight Jack For PCB, Female (孔孔) ) 同轴连接器（头，同轴连接器（头，L9L9）1.6/5.6 Right Angle Plug Crimp, Male (1.6/5.6 Right Angle Plug Crimp, Male (针针) ) 电缆规格（同轴）电缆规格（同轴）SYV-75-2 ,RG-179SYV-75-2 ,RG-179传输距离传输距离电缆传输距离电缆传输距离50 M,50 M,光纤传输距离光纤传输距离30 KM 30 KM 二进制信号编成二进制信号编成HDB3HDB3信号按下列规则进行：信号按下列规

28、则进行： vHDB3HDB3信号是伪三进制信号，它的三个状态可用信号是伪三进制信号，它的三个状态可用B B、B B和和0 0来表示。来表示。v二进制信号中的空号，在二进制信号中的空号，在HDB3HDB3信号中仍编为空号；但对四个空号串应按特殊规信号中仍编为空号；但对四个空号串应按特殊规则处理。则处理。v二进制信号中的传号，在二进制信号中的传号，在HDB3HDB3信号中应交替编为信号中应交替编为B B、和、和B B（传号交替反转）。（传号交替反转）。在编四个空号串时要引入传号交替反转规则的破坏点。在编四个空号串时要引入传号交替反转规则的破坏点。v二进制信号中的四个空号串按下列规则编码：二进制信号

29、中的四个空号串按下列规则编码： a）如果如果HDB3HDB3信号的前一个传号的极性与其前一个破坏点的极性相反而本身信号的前一个传号的极性与其前一个破坏点的极性相反而本身 又不是破坏点，则四个空号串的第一个空号应编为空号；如果又不是破坏点，则四个空号串的第一个空号应编为空号；如果HDB3HDB3信号信号 的前一个传号的极性与其前一个破坏点的极性相同或者本身就是破坏点，的前一个传号的极性与其前一个破坏点的极性相同或者本身就是破坏点， 则四个空号串的第一个空号编为传号，即非破坏点（即则四个空号串的第一个空号编为传号，即非破坏点（即B B、或、或B B）。）。 b）四个空号串的第二个空号和第三个空号总

30、是编为空号。四个空号串的第二个空号和第三个空号总是编为空号。 c c）四个空号串的最后一个空号总是编为传号，其极性应破坏传号交替反）四个空号串的最后一个空号总是编为传号，其极性应破坏传号交替反 转规则。这种破坏点按其极性用转规则。这种破坏点按其极性用V V、或、或V V来表示。来表示。HDB3HDB3码型变换规则码型变换规则v 相邻取代码相邻取代码V V间传号码为奇数码间传号码为奇数码v 相邻取代码相邻取代码V V间传号码为偶数码间传号码为偶数码 同步通道指标同步背景知识同步背景知识1.同步同步-是指两个或两个以上信号之间在频率或相位上保持某种特点的关系，也就是说两个或两个以上信号在相对应的有

31、效瞬间其相位差或频率差在约定的容许范围内。通信网的同步是通信网中各数字通信设备内的时钟之间的同步。同步网的基本功能是应准确地将同步信息从基准时钟向同步网的各下级或同级节点传递，从而建立并保持同步。数字同步网是现代通信网的一个必不可少的重要组成部分，能准确地将同步信息从基准时钟向同步网各同步节点传递，从而调整网中的时钟以建立并保持同步，满足电信网传递业务信息所需的传输和交换性能要求，它是保证网络定时性能的关键。同步是数字网的神经系统同步是数字网的神经系统; ;若同一个网络中的各网元相互不同步，则若同一个网络中的各网元相互不同步，则会导致时隙不对准、收与发不能正确连接。若网络之间彼此不同步，则会导

32、致时隙不对准、收与发不能正确连接。若网络之间彼此不同步，则网络之间无法正常通信网络之间无法正常通信 ，业务不能互通。，业务不能互通。2.信号模式信号模式-同步定时基准信号有两种基本信号模式，即2 Mbit/s和2 MHz，由于存在定时基准源提供的高等级定时参考信号的传输问题，一般的同步网设备均采用2 Mbit/s的信号作为同步网设备的定时输入信号。常用时钟源：常见的时钟有原子钟（主要是铯钟、铷钟）、晶体钟等。铯钟长期频率稳定度性能比较好，没有老化现象，但耗能高，结构复杂，制造工艺和技术都十分先进，而铯束管的寿命为35年，届时需要更换。铷钟和铯钟相比，虽然性能不及铯钟，但它具有体积小、重量较轻、

33、预热时间短、短期频率稳定度高，价格便宜等优点。在同步网中普遍作为地区级参考频率标准。晶体钟体积小、重量轻、耗电少，价格比较便宜，短期稳定新较耗，但长期稳定度和老化率比原子钟差。一般在同步网中作为从钟被大量使用。3. 我国的数字同步网我国的数字同步网 我国的数字同步网采用等级主从同步与伪同步相结合的方式，又称分布定时方式。一者，用设在北京的符合G.811的PRC分级下控，直到最低一级的从时钟，符合等级主从同步方式。二者，把全国划分为几个同步区，每个区设一个区域基准时钟（LPR）- 铷原子钟；LPR既可以接收PRC信号，又可以接收GPS（全球定位系统）信号。因各同步区的LPR有微小差异，但误差极小

34、而接近于同步，故又称伪同步方式；如图所示。其中武汉为副时钟，主时钟（北京）发生故障时，它取而代之。4.时钟等级与同步参考链时钟等级与同步参考链主从同步方式一般采用等级制，目前ITU-T将时钟划分为四级： 一级时钟基准主时钟，由G.811建议规范； 二级时钟转接局从时钟，由G.812建议规范； 三级时钟端局从时钟，由G.812建议规范； 四级时钟数字小交换机（PBX）、远端模块或SDH网络单元从时钟，由G.813建议规范。主时钟（北京）主时钟（北京）副时钟（武汉）副时钟（武汉）区域基准时钟区域基准时钟区域基准时钟区域基准时钟 省会局省会局 省会局省会局 市市 局局 市市 局局 县县 局局 县县

35、局局GPSGPS同步区1同步区2G.811G.811G.812G.812DC1DC2TSG.813G.813G.813数字同步是数字通信中关键技术之一，它直接影响着通信传输质量的好坏，如时钟提取不正确，可能导致滑码和误码。（1） 内部时钟方式（INT），设备所使用时钟由设备本身的晶振提供。（2） 接收时钟方式（RCV），设备所使用的时钟由线路侧提取。（3） 外部时钟方式（EXT），设备所使用的时钟由外部时钟源单独提供,一般SDH 光纤通信都有专门同步时钟网，精度高，便于整个通信网处于同步状态。（4）通道的方式选择：应该首先择简单易行稳定的光纤电路，传输经过的网元应尽可能的少。而对于实际中常出现

36、的SDH 光纤两混合传输网时，必需保证各网同步于统一的时钟基准。（5） 转换设备的选择：光电转换装置的选择，通常是解决保护装置与通信设备之间的距离问题，因此该光电转换装置也必须能够同步于传输系统。(6) 有时会出现各自的设备都正常，但相互连接后则不正常，此时大多数情况下是由于时钟同步引起。 同步时钟选择与应用同步时钟选择与应用内时钟方式内时钟方式1、采用专用光纤通道方式下时，通信时装置的时钟应采用内时钟方式，即两侧的装置发送时钟工作在“主主”方式，数据发送采用本机的内部时钟，接收时钟从接收数据码流中提取。2、采用以64kbit/s 速率复接PCM（G.703）同向接口通道方式时,必须采用外部时

37、钟方式。通信时两侧的发送时钟、接收时钟均由PCM 系统的时钟决定，所以两侧保护装置均须整定为从时钟方式，即两侧装置的发送时钟工作在“从-从”方式。外时钟方式外时钟方式数据发送时钟和接收时钟为同一时钟源，均是从接收数据码中提取，否则会产生周期性的滑码现象。若两侧采用PDH 准同步通信设备时，还得对两侧的PDH 通信设备进行通信时钟设定。即把一侧的通信时钟设为主时钟（内时钟），另一侧通信时钟设为从时钟，否则会因为PDH 的速率适配，而产生周期性的数据丢失（或重复）问题；若两侧采用SDH 通信网络设备时，还得对两侧的SDH 通信网络设备进行通信时钟设定，当VC-12 采用异步映射方式时，两侧装置一侧

38、的通信时钟设为主时钟（内时钟），另一侧通信时钟设为从时钟：当VC-12 采用同步映射方式时，两侧装置均应设置为“外时钟”，即两侧装置的发送时钟工作在“从-从”方式。和通讯设备的连接为两对双绞线。3、采用以2048kbit/s 速率复接PDH 或SDH 系统的2048kbit/s（E1）接口通道方式时，在保护复用PDH 数字通信系统2048kbit/s（E1）接口时，两侧保护装置时钟均设置为“内时钟”，即两侧装置的发送时钟工作在“主-主”方式；在保护复用SDH 数字通信系统2048kbit/s（E1）接口时，保护装置的时钟设置与2048kbit/s（E1）到VC-12 映射方式有关：当VC-12

39、 采用改异步映射方式时，两侧装置均应设置为“内时钟”，即两侧装置的发送时钟工作在“主-主”方式；当VC-12 采用同步映射方式时，两侧装置均应设置为“外时钟”，即两侧装置的发送时钟工作在“从-从”方式。同步通道指标1、 误码率误码是指经接收判决再生后数字码流中的某些比特发生了差错，使传输的信息质量产生损伤。误码可说是传输系统的一大害，轻则使系统稳定性下降重则导致传输中断（10-3 以上）。从网络性能角度出发可将误码分成两大类：1. 内部机理产生的误码系统的此种误码包括由各种噪声源产生的误码；定位抖动产生的误码；复用器交叉连接设备和交换机产生的误码；以及由光纤色散产生的码间干扰引起的误码，此类误

40、码会由系统长时间的误码性能反应出来。2. 脉冲干扰产生的误码由突发脉冲，诸如电磁干扰设备，故障电源瞬态干扰等原因产生的误码。此类误码具有突发性和大量性，往往系统在突然间出现大量误码，可通过系统的短期误码性能反映出来。误码率是衡量数据传输可靠性的重要参数之一；误码率是指二进制码元在数据传输系统中被传错和丢失的概率，它在数值上近似等于： pe=Ne/N式中：N 为传输的二进制元总数，Ne 这被传错的码元数对于一个实际的数据传输系统，不能笼统的说误码率越低越好，在理解误码率定义时，应注意以下几个问题：要根据实际传输要求提出误码率要求；在数据传输速率确定后，误码率越低，传输系统设备越复杂，造价越高，一

41、般在10-9 （测试时间24 小时）便能较好地完整的对数字信息进行传输。 CRC 循环冗编码的使用：CRC 循环冗编码的检错能力很强，能检查出全部单个错和离散的二位错码，易于实现，是目前应用最广的检错码编码方法之一，在保护中被广泛使用。 2、 传输通道时延传输通道的时延，在SDH 环网中传输通道的时延是保护的一个重要参数之一，对保护信号传输有着重要的影响，如时延过大，当发生故障时，不能按时将保护信号传送到对方，影响保护的正确动作。因此、时延应一般应15ms（环网上每个站通信设备时延的和，加上线路传输的时延和转换设备时延）,一般情况下，环网中站点数应12；具体可根据传不同保护的需要，确定最大传输

42、时延，计算出传输站点数和传输线路长度，是否满足保护与安自的时延要求，在SDH 光纤环网中，为了防止传输保护与安自信号时，收发信号所走的路径不同，而造成收发信号时延不同，因此首先要确定近路径与远路径的时延，看二者时延是否满足要求，同时二者时延差是否满足要求，如二者时延差较大，但时延满足要求，可采取收发锁定在同一路径，或采取不同自愈环方法，具体可根据不同厂家光设备的性能而定，尽可能的满足保护与安自的时延要求。在SDH 环网中2Mb/s 抖动与漂移是一个重要参数之一，抖动和漂移与系统的定时特性有关。定时抖动（抖动）是指数字信号的特定时刻，例如最佳抽样时刻相对其理想时间位置的短时间偏离。所谓短时间偏离

43、是指变化频率高于10Hz的相位变化。而漂移指数字信号的特定时刻相对其理想时间位置的长时间的偏离。所谓长时间是指变化频率低于10Hz的相位变化。抖动和漂移会使收端出现信号溢出或取空从而导致信号滑动损伤。3、抖动与漂移一、一、PDH缺点缺点 没有国际统一的速率标准（没有国际统一的速率标准（1.5M与与2M系列）系列） 没有国际统一的光接口规范没有国际统一的光接口规范 上下电路需大量硬件、结构复杂、成本高上下电路需大量硬件、结构复杂、成本高 网络的网络的OAM能力差能力差二、二、 SDH的概念及特点的概念及特点 SDH网是由一些网是由一些SDH的网络单元（的网络单元（NE）组成的，在光纤上）组成的，

44、在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络（进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络（SDH网中不含网中不含交换设备，它只是交换局之间的传输手段）。交换设备，它只是交换局之间的传输手段）。 优点：优点： 速率统一：155M、622M、2.5G、10G 光接口与帧结构统一(STM-N) 一步复用特性：从高速信号中直接提取/接入低速信号 强大的OAM&P能力实现了网络管理的智能化 组网灵活、网络的生存性强 前后向兼容 缺点：缺点： 带宽利用率稍低三、三、SDH基本概况基本概况同步数字体系最基本的模块信号（即同步传递模块）是同步数字体系最基本的模块信号（即同步传递模块）是STM

45、-1，其速率为其速率为155.520Mbits。 等等 级级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数量数量 63 63252252 1008 1008 4032 40321 终端复用器终端复用器 TM 在线形网的端站，把在线形网的端站，把PDH / SDH 支路信号复用成支路信号复用成SDH线路信号，或线路信号，或反之。反之。PDH支路信号 SDH支路信号OAM线路信号STM-NTM2 分插复用器分插复用器 ADM 设

46、在网络的中间局站，完成直接上、下电路功能。设在网络的中间局站，完成直接上、下电路功能。PDH支路信号 SDH支路信号OAM东侧线路信号西侧线路信号STM-NSTM-NADM . 再生器再生器 REG 设在网络的中间局站，目的是延长传输距离，但不能上、下电路。设在网络的中间局站，目的是延长传输距离，但不能上、下电路。 OAM东侧线路信号西侧线路信号STM-NSTM-NREGTMADMTMADMREGREGREGSTM-N(光 ）STM-N（ 光 ）同步光缆线路系统3 光线路系统光线路系统 相邻上下业务节点间，完成信号传送功能的全部设施相邻上下业务节点间，完成信号传送功能的全部设施(含含REG)。

47、提供信。提供信号透明传送的通道。号透明传送的通道。 4 数字交叉连接设备数字交叉连接设备 DXC 兼有同步复用、分插、交叉连接、网络的自动恢复与保护等多项功能兼有同步复用、分插、交叉连接、网络的自动恢复与保护等多项功能的的SDH 设备。设备。PDH支路信号 STM-NSTM-N SDH支路信号SDXC基本网络单元在基本网络单元在SDH网中的使用网中的使用(a) 链形(b) 星形(c) 树形(d)环形(e)网孔形SDH帧结构帧结构nSDHSDH采用一种以字节为单位的矩形采用一种以字节为单位的矩形块状（或称页状）帧结构，如图块状（或称页状）帧结构，如图5.275.27所示。所示。 nSTM-NST

48、M-N由由270270N N列列9 9行组成，即帧行组成，即帧长度为长度为270270N N9 9个字节或个字节或270270N N9 98bit8bit。帧周期为。帧周期为125s(125s(即一帧的时间即一帧的时间) )。n对于对于STM-1STM-1而言，帧长度为而言，帧长度为2702709 92430byte2430byte，相当于，相当于19440bit19440bit，帧，帧周期为周期为125s125s，由此可算出其速率，由此可算出其速率为为2702709 98 812512510-10-6=1556=155520Mbit520Mbits s。段开销（段开销（ection verh

49、ead）是指）是指STM帧结构中为了保证信息净帧结构中为了保证信息净负荷正常、灵活传送所必需的附加字节，是供网络运行、管理和维护（负荷正常、灵活传送所必需的附加字节，是供网络运行、管理和维护（OAM）使用的字节。）使用的字节。信息净负荷区域是帧结构中存放各种信息负载的地方，图信息净负荷区域是帧结构中存放各种信息负载的地方，图5.27之中横向之中横向第第10N270N，纵向第，纵向第1行到第行到第9行的行的2349N个字节都属此区个字节都属此区域。域。管理单元指针用来指示信息净负荷的第一个字节在管理单元指针用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧中的准确帧中的准确位置，以便在接收端能正确地分

50、解。位置，以便在接收端能正确地分解。 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 (管理单元指针管理单元指针) ) 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 传输方向T=125s 国内使用字节 传输媒质指示字节 空格：国际使用字节9 列 A1、A2： 帧定

51、位字节帧定位字节 （F6 28 H） J0： 再生段跟踪：收、发是否正确对接再生段跟踪：收、发是否正确对接 B1： 再生段比特间插奇偶校验字节再生段比特间插奇偶校验字节(BIP-8) D1 D3： 再生段数据通信通道：可传送网管数据再生段数据通信通道：可传送网管数据 D4D12： 复用段数据通信通道：可传送网管数据复用段数据通信通道：可传送网管数据 E1、E2： 公务联络公务联络 F1： 使用者通道：为维护目的提供数据使用者通道：为维护目的提供数据/音频通道音频通道 B2： 复用段比特间插奇偶校验字节复用段比特间插奇偶校验字节(BIP-N24) K1、K2： 自动保护倒换字节自动保护倒换字节A

52、PS K2 （b6-b8）复用段远端失效指示复用段远端失效指示MS-RDI 字节字节 S1： 同步状态字节：指示同步状态、时钟级别等同步状态字节：指示同步状态、时钟级别等 M1： 复用段远端差错指示：误码检测结果复用段远端差错指示：误码检测结果VC- 4J1B3C2G1F2H4K3N1开销开销字节功能字节功能J1：通道踪迹字节：收、发是否正确对接：通道踪迹字节：收、发是否正确对接 B3：通道奇偶校验字节：通道奇偶校验字节(BIP-8) C2：信号标记字节：信号标记字节：VC-4可能包含可能包含1140M； 334/45M； 632M； G1：通道状态字节：远端差错指示：通道状态字节：远端差错指示