电力通信系统中数字接口的实际应用

王玉林 李松涛

（河南省漯河供电公司，河南 漯河 462000）

引言

光纤通信已成为电力通信的重要手段。光纤传输系统具有容量大，传输距离远，抗干扰性强，安全性能高等优势，在通信传输方面有着不可替代的地位，随之而来的在电力系统中的大量应用。而如何解决在光传输系统中数字接口的实际应用中，互联、匹配等则是一个比较突出的问题。

1 E1接口的概念

1.1 E1、T1接口的概念：所谓的E1信号，就是速率为2.048Mbit/s的标准数字接口，俗称2M口，是目前中国和欧洲普遍采用的标准数字信号接口。T1的速率是1.544Mbit/s的标准数字接口，是目前日本采用的标准数字信号接口。一般情况下，在没有特别说明时，所说2M口就是指E1。

● 电力通信传输系统中的通信设备之间的连接，大多是通过E1口连接的。

● 标准的E1口，对不同厂家的设备，是可以互相连接。

1.2 E1接口规范

E1接口分G.703非平衡的75Ωhm，平衡的 120 Ωhm2种接口。

1.3 使用E1有三种方法：

● 将整个2M用作一条链路，如DDN 2M；

● 将2M用作若干个64k及其组合，如128K，256K 等，这就是 CE1；

● 在用作语音交换机的数字中继时，这也是E1最本来的用法，是把一条E1作为32个64K来用，但是时隙0和时隙15是用作signaling即信令的，所以一条E1可以传30路话音。PRI就是其中的最常用的一种接入方式，标准叫PRA信令。

2 同步数字接口与异步数字接口

两个数据设备之间只有数据信号,没有时钟信号的是异步数据，因为异步数据没有同步时钟,所以速率比较低,因此也叫低速异步数据

RS232,RS422,RS485是最常见的三种接口。RS232,RS422,RS485在ITU_T中对应的名称是 V.24、V.11、V.28。速率一般是 1.2Kbps,-9.6kbps(波特率)。

3 同步数字接口

高速同步数据接口：V35，V36，以太口（RJ45），E1口（物理形式可能是BNC或者RJ45），PDH光端机一般是尾纤进入，然后输出8个BNC的头，直接就是E1的信号的，也可以接协议转换器，然后再转换成V35的信号连接到路由器上。V.35接口就是同步数据接口,其速率是nx64kbit/s,n=1-32。

4 异步数据接口 RS-232（V24）

4.1 RS-232-C是美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association）制定的一种串行物理接口标准。 RS-232-C标准规定，驱动器允许有2500pF的电容负载，通信距离将受此电容限制，例如，采用150pF/m的通信电缆时，最大通信距离为15m；若每米电缆的电容量减小，通信距离可以增加。传输距离短的另一原因是RS-232属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于20m以内的通信距离。

S-232-C标准规定的数据传输速率一般为、300、600、1200、9600、19200 波特/秒。

4.2 RS232C串口通信接线方法

串口传输数据的接收脚与发送脚相连，彼些交叉，信号地对应相接，就能实现。即同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连，两个串口相连或一个串口和多个串口相连。

4.3 RS232串口实际应用中要注意的问题

● 不同编码机制不能混接，如RS232C不能直接与RS422接口相连，必须通过转换器才能连接；

● 线路焊接要牢固，虽程序正确，却会因接线问题出故障；

● 串口调试时，准备一个实用的调试工具，如串口调试助手、串口精灵等，有事半功倍之效果；

● 不要带电插拨串口，插拨时至少有一端是断电的，否则串口易损坏；

● 不同设备间的链接，尽量加装光电隔离器；

● RS-232接口的传输距离在12米左右，距离大时要增加长线驱动器，传输电缆尽量采用屏蔽电缆；

● 设置好串口的通信规约：如波特率、奇偶校验位、字节长度、停止位等。

● RS232口之所以容易损坏是因为它没有隔离的本性决定的.没有抗击共模干扰的能力，所以在工程中，有经验的工程师会在信号线上串联一个100欧姆电阻,非常有效地抵抗瞬时大电流的袭击,这可以使RS232接口的故障率减低一半以上。

5 异步数据接口 RS-485（V28），RS-422（V11）

RS485和RS422电路原理基本相同，都是以差动方式发送和接受，不需要数字地线。

差动工作是同速率条件下传输距离远的根本原因，这正是二者与RS232的根本区别，因为RS232是单端输入输出，双工工作时至少需要数字地线 。发送线和接受线三条线（异步传输），还可以加其它控制线完成同步等功能。

RS422和RS485在19kpbs下能传输1200米。用新型收发器线路上可连接台设备。

6 以太网接口 10/100Base-T端口

电力系统以太网的传输一般通过光机上带的以太网板上的以太网接口，有的是一对一，有的具有交换功能的；光纤收发器链接；通过光机上的E1转换器转换为以太网接口的。大多是10M或100M，全双工，半双工完全自适应；协议:支持 IEEE 802.3，IEEE 802.1Q(VLAN)。物理接口：RJ45座,支持 AUTO-MDIX(交叉线直通线自适应)RJ-45端口。

7 E1实际应用中的匹配问题

我们大家都知道标准的E1口，不同厂家设备是可以互联的，但是工程中经常遇到两个厂家都说自己是标准的2M口，且分别自环都是好的，而事实上就是联不通。经过分析原因，有3种可能：

● 阻抗不匹配

标准的E1口阻抗是 75Ω非平衡,或120Ω平衡。 所谓平衡或不平衡是指E1接口变压器的出线与地的关系工程上如果有示波器,E1口波形高度在有75欧姆负载的时候是2.37V左右,而E1开路时,波形高度是7.74V左右,则证明E1口的阻抗就是75欧姆。

现场没有示波器时,用同轴线将E1接到可信任的E1口上(代替75欧姆),用万用表的交流豪伏档,量开路和接缆两种情况下电压值是否为2倍关系,以此法可以粗略判断阻抗。

● 频率有误差

A E1口的标准输入允许频偏是2.048Mbit/s±50ppm；

B 50ppm大约就是100HZ；

C如果相互连接的两个E1口,一个正偏80HZ,另一个负偏80HZ,尽管都是允许的范围内,也有可能造成两个设备失步。

● 传输距离过长

2M口能传多远,以75-2-1电缆为例,通常可以传输50M左右，用75-7比较粗的同轴缆,最大可传输150M左右。传输超过规定的距离，2M头的焊接工艺、电缆的质量等都是信号衰减的主要原因。

8 结语

由于在工程的实际应用中，数字、模拟接口过程中，会出现这样那样的五花八门的问题，其实，不外乎是两种：一是硬件的问题，即接口、电缆、设置、焊接等常见的问题，另一种就是电阻、频率、增益等匹配的问题，其中电阻的匹配问题占到了大部分。只要找出问题的所在，从而解决问题。

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