通信讲义docWord文档格式.docx
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第一节国内外电力系统通信网的状况
国外许多国家的电力系统一般都有自己独立的通信网，即使在公用通信网很发达的美国也建有电力系统专用通信网，而以租用电路为辅。
日本的电力系统通信网是目前世界上最发达的国家，拥有专用微波电路5762KM，各种载波电路约13万话路千米，光纤传输电路约3000KM。
英国和法国由于国土面积不大，公用通信网很发达，多年来以租用电路为主，但近几年也开始建设自己独立的通信网，以适用电力系统发展的需要。
德国、比利时、芬兰、沙特阿拉伯等国家也都有自己独立的通信网。
我国是一个发展中的国家，公用事业通信网还不发达，加之电力系统很分散，对通信的要求又很高，因此不能依靠公用通信网。
我国电力系统通信的发展已有50多年的历史，它随着电力工业的发展而发展，传输容量不断扩大；
随着电力系统电网调度及管理自动化的发展，通信所要传输和交换的信息内容也在发展变化。
在现代化电力系统通信中，通信网由过去只为电力调度和行政管理提供电话通信，发展到提供非电话通信。
目前电力系统通信网中非电话通信业务有：
⑴电网调度自动化中的监测监控数据通信业务；
⑵计算机数据通信业务
⑶继电保护信号通信业务
⑷水电厂水情测报数据通信业务；
图文传真、用户电报通信业务。
第二节电力通信网的组成
通信网由用户终端设备、交换系统和传输系统构成，实现电话或数据通信的网络的基本组成形式，如下图所示。
交换系统
通信网的组成示意图
图2-1中的用户终端设备把符号、文字、图像或声音等信息变换成便于传输的电信号及把输入的电信号还原成符号、文字、图像或声音等信息。
在通信网中，用户终端设备直接由用户操作和控制，并为用户服务。
用户终端设备包括电话机、传真机、交换机、远端交换模块、用户集中器、复接器等。
传输系统是把由用户终端提供的电信号从一点传送到另一点或多点的设备。
传输设备包括PCM数字微波机、模拟微波机、电力线载波机、光纤通信设备等（我厂的传输设备含PCM数字微波机、电力线载波机）。
交换系统指在电路之间交换话音、数据或数字信号的设备，其中包括步进制交换机、纵横制交换机（马迹塘电厂95年以前用此交换机）、模拟空分程控交换机、数字时分程控交换机（我厂交换机属此类）。
一、网络结构及编号方式
1．通信网的结构含星形网、环形网、复合网及网形网四种。
其结构及特点在此暂不作介绍。
2．编号方式
通信网不仅要有合理的网络结构，而且还要有合理的编号方式。
为了建立呼叫接续，需要给每个局分配一个号码，这个号码称为交换局的局号。
除此以外，还要给每个用户分配一个号码，这个号码称为用户号码。
例：
对于933552222，我们可以这样认为：
“93355”对于省局交换机来说，为一用户号码，对于我厂交换系统来说，为本端局号，此时我厂交换机为省局交换机的一个用户终端。
“2222”则为我交换机的一个用户号码。
本系统其它局拨打“933552223”的简单流程：
拨打933552223至省局交换机启动对应93355的用户终端（即我厂交换机）通过软件编程自动去掉前5位（即93355）数，启动2223用户
这时如果2223为一数字用户（如数字话机），而省局交换机在启动93355用户时，同时送一网络管理信号（后面详细说明网络管理信号），把主叫用户的代码（可译成汉字如益阳局）送给93355终端（即我厂交换机），而我厂交换机同时把该代码送给2223，则2223用户在接听电话前可预先知道主叫用户局号（此过程为省局交换机同终端交换机共同完成的过程，我省局交换中心正在开发此项目）。
二、通信网的传输质量
如前所述，通信网主要包括传输系统和交换系统。
交换机在通信网中是传输电路的汇接点，它担负着电路交换和疏通话务量的任务。
传输电路担负着传输交换机之间的长途电话和其它信息的任务。
交换机和传输电路构成一个整体，共同完成信息的传输和交换。
通信网的质量包括通信质量、传输质量和接续质量，其中通信质量和传输质量是表示设备完好程度的质量指标，接续质量则表示通信网中电话的好用程度（此三项质量省局每年均根据指标进行考核）。
我厂采用的为PCM（脉冲编码调制）数字传输方式，传输和交换的全是“1”、“0”信号序列，其通信质量和传输质量为最好（目前最好的传输方式），它具有以下特点：
⑴PCM数字信号在传输和交换时，以再生方式进行，抗干扰能力强，噪声和衰减—频率特性畸形不相叠加。
⑵影响传输质量的传输特性主要为误码率。
噪声（包括量化噪声）在PCM数字传输及交换中出现时，会使接收器中的判决电路发生错误，如将“1”判为“0”，而“0”又可能被判为“1”，形成误码。
结果在话音信号中出现噪声，如电话中出现的喀呖声等。
此种噪声是累积的（含主叫到被叫的传输和交换系统）。
传输质量中关键的还有信噪比、群时延、传输效率等，这里就不一一说明。
三、程控交换机
程控交换机（StorredProgramcontroledExchange）就是利用信息处理机，根据不同要求以预先编制好的程序来实现呼叫接续动作的设备。
由于采用了软件技术和集成电路，因此交换机的体积小、安装维护方便、噪声低、服务功能多、使用灵活方便、节约金属。
程控交换机一般由控制系统、接续网络和外围电路等部分组成。
⑴控制系统
程控交换机控制系统的作用相当于布线逻辑控制中的公共控制设备（如马迹塘电厂以前纵横制交换机的标志器和记发器）。
但在程控交换机的控制系统中，除了具有中央处理器等硬件设备外。
还有大量的软件。
也就是说根据不同用途和要求编制了相应的程序（根据本厂通信情况编制、修改、增加子程序，是我厂通信工作人员的一项主要工作），将这些程序及设备的忙闲状态信息存入存储器中，才能完成自动交换。
控制系统有中央处理器CPU、只读存储器ROM、随机存储器RAM、输入输出设备I/O、外围电路以及沟通外围设备之间联系的通道组成。
为了提高可靠性，在分层控制方式中（控制方式介绍省略），中央处理器和外围处理器一般采用热备用的方法（我厂的HARRIS20-20MAP型交换机即为采用热备用方法的冗余系统）。
⑵接续网络
接续网络由电子开关矩阵组成，它的作用是完成通话回路的接续。
HARRIS20-20交换机的接续网络具有一定的空间位置并利用时间分割方式传送PCM数字信号。
它包括T型时分接线器和S型空分接线器。
T型时分接线器是在中央处理器的控制下，将一PCM数字链路中某个时隙的信息交换到另一PCM数字链路的另一时隙。
S型空分接线器是在中央处理器的控制下，将不同PCM数字链路中各时隙的信息在同一时隙按空间进行交换。
⑶外围电路
外围电路由用户接口电路、中继接口电路、双音多频DTMF收发器、话务台接口电路、数字用户接口电路、信号发生器、电话会议电路等组成。
用户接口电路用以连接用户电话机的电路，其功能包括电话机的馈电、振铃、状态监视、2/4线转换、过电压保护、测试、编解码等。
中继接口电路是利用来连接其它交换机的电路，它包括二线环路启动中继电路（我厂对省局的调度专用通道接口、我厂对施工局的中继用的此板）、2W+E/M中继电路和4W+E/M中继电路（我厂对省局的微波行政通道接口用的此板）。
双音多频收发器用于接收用户电话机发来的DTMF信号，或把来自用户电话机的拨号脉冲DP信号转换成DTMF信号再发送到其它交换机的电路。
数字用户接口电路用以连接数字终端设备，进行电话和数据交换。
信号发生器用来为交换机提供服务信号音、忙音、错号音、强插音、重拨音、保持音及转移音。
话务台接口电路用来连接话务台。
电话会议电路用于提供电话会议功能。
下面再简单介绍打电话时用户通道所容许的最大衰减问题：
由于电话机送话器的输出功率大约为1mW，而人的耳朵能听清话音信号的最低功率为1uW，因此，从发话到接收端用户之间所容许的最大衰减为
bmax=10lg（10-3/10-6）=30（dB）
四、信号系统
在通信网中，为了完成用户间随时随地都可以建立通信的要求，除了要传送用户到用
户的信息（除话音、数据）外，还要在交换局与交换局、用户与交换局之间传送用于建立和释放呼叫为主的控制信号，以便完成用户间进行通信的正常接续。
下面简单介绍我厂通信设备的信号系统。
一、模拟用户信号系统
1、满足国家标准GB3378-82
2、线路信号：
环路合/断
3、启动信号
输出启动：
应答信号输入启动：
拨号音
4、记发器信号
输出：
DTMF输入：
DTMF和DP
二、数字用户信号系统
由本系统内部数字用户信号系统决定
三、环路中继信号系统
1、线路信号
环路和/断电源反极应答信号
2、启动信号
宽带、窄带拨号音检测和定时启动
输入启动：
应答信号和拨号音
3、记发器信号
DTMF、DP输入：
DTMF
四、数字中继信号系统
PCM数字线路信号，满足国标GB3971.2-83。
EMI至V型
环线合/断
用户信号
2、记发器信号
DP、DTMF、MFC输入/输出。
五、各种启动信号，如拨号音、Wink、应答等的时间参数和频率参数可以调整。
第二部分电力通信在我厂的应用
凌津滩水电站位于湖南省桃源县境内，沅水干流上，上距五强溪水电站河道44KM；
下距桃源县城河道44KM；
我站最初通信设计为1997年7月湖南省电力勘测设计院的《凌津滩水电站工程（9×
30MW）接入系统设计》，该设计方案提出了建设凌津滩至佘家坪微波电路和电站调度、行政通信、自动化信息传输通道方案。
设计依据为：
1、《凌津滩水电站工程（9×
30MW）接入系统设计》湖南省电力勘测设计院1997年11月出版。
2、《湖南电网通信“九五”规划》湖南电力调度通信局1996年。
3、《凌津滩水电站和仙源山庄通信系统工程建议书审查会议纪要》1998年元月16日。
（施工中做了较大改动）
4、湖南电力调度高新技术开发公司与凌津滩工程建设公司签署的《凌津滩电站和基地的通信工程合同》1998年2月。
现投入运行的设备有：
HARRIS20—20MAP型程控交换机
NEC/N6000PCM终端机
NEC/DMR770信道机
ZBD—3B载波机
XTD—180S型智能高频开关电源系统
寻呼台
PANCOM调度总机
其它附属设备
第一节HARRIS20—20MAP型程控交换机
一、用户交换机的特点：
1、结构模块化，硬件层次分明，线路集成度高
2、软件模块化，功能选用灵活，应用力强。
3、板件插拔不需进行辅助处理，即可将所需要更换的板件（包括公共控制部分）带电插拔，而不影响和损坏设备板件。
二、各插件板名称及数量
数量
名称
XCPU
2
CTU
２
16LU
12
8DTMF
RMU
TSU
4
DTU
HCSU
SSU
4W/EM
1
TTU
16DLU
GS/LS
三、各插件板简介
XCPU:
高级中央处理器单元正常运行时，2个XCPU一个处于激活状态，一个处于热备用状态。
它能完成所有信息的处理。
RMU：
冗余存储器板，它是完成冗余部分的信息交换和存储的单元。
HCSU：
是CPU部分和电话控制部分的接口板。
TTU：
时钟板，时钟单元。
CTU：
会议音调板。
TSU：
时隙交换板。
SSU：
信号扫描板。
这两块板必须是配套使用，每一套控制512个端口，每个端口分配一个交换时隙，实现完全无阻塞交换。
16DLU：
16线的数字用户电路板，用来接口数字用户外围设备。
16LU：
16线的模拟用户电路板，用来接口模拟用户外围设备。
DTU：
即2MB。
30/32路PCM。
其中30路为通话用，2路为信号联络用。
4W/EM：
此板为单向中继板，有六根线：
T.R线—作为发信号。
T1.R1线—作为收信号
E.M线—作为信号联络用。
此板必须插在JKL中。
GS/LS：
地/环路启动中继板，用于普通中继，也就是一般的模拟中继。
有二根线：
T线、R线。
DTMF：
双音多频板，用于接收双音多频信号。
四、外围设备
维护终端：
涉及主机就必须要涉及到维护终端，它可以作为输出输入使用，维护人员可以通过它进行增删功能，修改分机号，服务级别等。
还能显示出故障的现象，它是通过RS232C接口接入系统中的，它是人—机对话的工具。
MODEM：
调制解调器，它是作为远端维护，同DCA配合使用。
它的工作电压是交流8.5V，通过RS232C接口接入H20—20系统。
数字话机：
我厂的数字话机为IV型的数字话机，采用两对线，因此占用二个端口，由于采用二对线连接，所以它可以实现数据和话音的同时传送。
DCA：
数据通信适配器，它采用一对线接于DLU端口，线路可长达1500米，通过它可以连接计算机等。
第二节XTD—180S型智能高频开关电源系统
一、系统特点：
1、交流输入电压适应范围：
三相：
38030%（266—494V）或
单相：
22030%（154—286V）
2、无源功率因数校正技术，功率因数0.80。
3、PWM变换技术。
4、汉字显示，键盘操作。
5、带智能通信接口RS232和RS485，可实现本地集中监控和远距离遥控。
6、N+1备用方式，故障模块自动退出。
7、噪音低、电磁兼容性较好，可与其它通信设备安装于同一机房内。
8、三相、单相供电均可。
9、具有防雷保护措施（防雷单元）。
10、无监控屏或监控屏出故障时，整流器能并联均流工作。
11、可以进行初充、定时均充，电池自动均充管理。
二、技术指标
输入：
三相五线380V-30%+20%（266—456V）45—55Hz
单相三线220V-30%+20%（-154—265V）
额定电压：
-48V系统：
-48V24V系统：
24V
稳压工作范围：
-40—-58V24V系统：
20—30V
稳压精度：
0.5%均流误差：
5%（整流器额定电流）
效率：
87%可闻噪音：
45dB
电话横重杂音：
1.5mV峰—峰杂音：
100mV
宽频杂音有效值：
3.4—150KHz100mV
0.15—30MHz30mV
绝缘强度：
整流器输入对机壳、输入对输出1500VAC1分钟。
输出对机壳500VAC1分钟。
安全规格：
磁兼容性符合GB6833—87标准
涌抗扰度符合IEC801—5标准
传导与辐射发射符合GB9254—88标准
电快速瞬变脉冲群符合GB/T13926.4标准
第三节ZBD—3B型单边带电力线载波机
一、技术说明
ZBD—3B型单边带电力线载波机是根据IEC和CCITT的建议值进行设计的通信设备。
适用于不同电压等级的输电网开通载波通信，可传输电话、远动和保护信号等。
1、该设备是按功能模块进行分盘设计。
2、在音频传输频带内由特定的滤波器进行分路，可提供四种组合供使用选择。
3、设备优先采用数字与模拟集成电路，功耗低，交直流供电简便。
4、载供系统由具有温度补偿的1024KHz晶体主振器通过分频、锁相电路可提供机内所需各种载频。
5、机内采用通路机械滤波器，改善了幅度频率特性，为实现多次音转提供了条件。
主备用的主振器还具有自动或人工转换功能。
6、外供电源为：
交流50Hz，220V或直流-48V。
7、接收信号信噪比：
应大于26dB。
8、传输基本载波频带为4KHz，载波频率范围为40—500KHz。
9、传输方式为载频部分抑制的单边带两次调幅方式。
二、整机使用与维修
1、备附件的使用
为方便日常维护，随机附带的电话机平时应插入用户汇集盘的三芯插孔中，并悬挂框
的话机挂钩上，供值机人员联络用。
两脚插头连接线供机盘监测插孔与测量装置之间的电气连接用。
若需拉出机架上的整件、若需附件中的印制整件拉手，将带钩的金属棒伸进面板内钩
住面板，然后稍用力向外拉出即可。
带600Ω电阻插头供某些项目测试时作为终端电阻用。
2、日常维护
（1）为防止灰尘、潮气影响设备的电性能，应经常保持设备的内外清洁。
（2）对电源系统的各种电源电压应经常监测。
保持正常供电。
（3）设备巡视时应检查告警功能，便于及时掌握设备的运行状态。
（4）注意观察导频指示是否正常（面板阻抗变换开关K1置“I”档，指针的中心位置为-4dB刻度）在气候变化或线路出现异常时，可将导频调节置“人工”档，适当调整接收衰减器的电位，使导频指示在标称值范围内，然后再置“自动”档位。
（5）应定期复测各点电平（年测或季测）。
其中二线端的净衰减测试，由一端机从音终盘二线端送入800Hz，0dBr测试信号，（事先用测量装置600Ω档终端测量，微调800Hz，0dBr输出插孔下的电位器达到0dBr规定值，音终盘上的扭子开关置“闭塞”档），另一端机的音终盘置“开闭塞”档，电平表用600Ω档在二线终端测量，标称值为-7dBr，若有偏差，可微调低放盘面板上方的电位器。
注意，调试完毕，应将开关置“闭塞”位置。
（6）自动盘的自检方法
可利用机上的通话盘，定期检查自动交换系统的工作状态是否正常，发现问题可采用“紧急直通”位置，先保证优先用户通话，其次采用更换部件方式，查出故障盘，在机外维修。
3、故障检修
3.1概述
电力线载波机等模拟通信设备正随着现代科技进步而朝着集成化、数字化、智能化方向发展。
除高频大功率的线性放大器和无源网络外，许多电路也必然趋向于采用高集成度的半导体集成块及越来越多的自动化逻辑控制电路。
伴随着集成化水平的提高，发现故障也变得困难。
尽管设备的可靠性指标正在不断提高，但任何机器在长期运行工作中由于外界诸多因素的影响、元器件的自然老化等必然会产生某些故障。
这就要求设备维修人员除了掌握设备的基本原理、结构、性能和各种测试调整方法外，还必须掌握设备检修的基本要领和基本方法。
基本要领：
看清现象，正确分析；
逐步压缩，从简下手。
基本原则：
先抢通，后修复；
先电源，后其它；
先机外，后机内；
先通话，后附属。
3.2寻找故障的程序
（1）确定故障的性质，分清关键性与一般性。
（2）判断并找出有故障的主要区域，如机外还是机内，电源系统、载供系统、发信支路、收信支路、呼叫系统、自动盘等电路。
（3）逐步压缩故障到有关部件、电路。
（4）找出失效的元器件及相关因素。
3.3确定故障性质和区域的基本方法
（1）外观检查
1对新安装的设备，首先检查机架是否有损伤，传输频率是否与站别相符，各部件是否与面板布置图一致，各机盘接插件和线缆是否完整无损，各种紧固件是否松动、元器件是否相碰等。
2对运行中的设备检修，通常是在加电甚至不中断电路的情况下进行的，因此，要求维修人员应胆大心细，尽可能在不中断重要信号的传输条件下充分运用所学理论及经验，利用人体的感觉特性，用眼睛观察，用耳听，用嗅觉闻,用手摸有关元器件的工作温度。
与常态设备相对比为分析故障提供基础。
（2）操作试验
操作试验中通常可发现故障的大概范围并可判定故障的性质。
1关键性故障
这类故障将造成整机中断通信。
其故障寻找方法应从整机电源，外接线等公共电路出发，再逐步压缩到相关的整件、电路直至有关元器件。
2一般性故障
此类故障不会引起整机完全中断通信，只是局部和附属装置受影响，这种故障应从分系统和公共电路相关的部件去考虑。
然后，再将故障逐步压缩到相关部件内的元器件上。
3间断性故障
间断性的故障不应忽视，若属于设备内部的故障，可通过轻敲和摇动相关部件使间断性故障重现。
寻找此类故障时，可检查各部件内的接线，印制板接插件，印制板线条尤其是金属化孔及其它元器件和面板上的有关插头。
第四节微波通信系统
一、通信工程规模
我厂段微波电路共三个站，其中凌津滩、佘家坪为下话路站，茯苓溪为无源中继站。
电路全长为23.77KM。
其中凌津滩至茯苓溪为1.6KM，茯苓溪至佘家坪为22.17KM。
电路传输容量：
凌津滩至佘家坪段为510路PCM话路，工作频段为7.425—7.725GHz，主设备为日本国的NEC770系列。
监控系统：
本电路的监控系统在佘家坪站汇集经岗市50万变GTE话路接入主网，中央监控设备设在省调通局。
勤务电话：
由于本段电路及五强溪至岗市变电路采用的NEC770设备，而岗市变至省调采用的是GTE设备，因此本段电路的勤务电话在岗市变接入GTE话路至省调溶入省调NEC770设备。
二、微波信道机
NEC770型设备主要参数表
序号
770
设备型号
TRP-7G34MB-770
工作频段
7425-7725MHz
3
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