电力系统通信技术 第8章 通信网.ppt

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1、 第第8章章 通信网通信网8.1 概述概述8.2 电话网电话网8.3 数据通信网数据通信网8.4 ISDN和和ATM网络网络8.5 IP网络技术网络技术8.6 网络管理技术网络管理技术8.7 电力系统宽带电力系统宽带IP网络简介网络简介 8.1 概述概述通信网是由许多能够连接用户使其能进行信息交换的硬件和软件组成的系统，一般来说，硬件包括通信终端设备、传输设备、传输媒介和交换设备等，而软件主要是支持通信必须的信令、协议和标准。随着通信技术的飞速发展，通信网已经远远不同于早期的电话传输网络，它还承担起电视信号、数据和Internet等多种业务的传输任务。在专业通信网中，如：电力通信网，具体的业务

2、也更加重要和复杂，重新认识新的通信网络技术和通信网络的管理是十分必要的，本章将介绍通信网的分类、通信网络主要技术和工程应用，特别是具体的业务传输过程和线路配置等方面技术细节，将给出一些实例。8.1.1 通信网的分类通信网的分类由于技术的快速发展，通信网变得非常复杂，通信网上传输的业务也越来越多，甚至难以给出合理的分类。一般的原则是按层次、功能、业务类别和传输媒介划分，可以得到大多数人的认同。ITU-T将全球信息基础设施GII（GlobalInformationInfrastructure）划分为核心网、接入网和用户住地网三部分，如图是通信网的组成图，这种划分方法，有助于定义出各参考节点，对于制

3、定标准是非常必要的；若按功能划分，通信网内部还可以分为传输网、时钟网、信令网和管理网。但是，在人们的认识中，对于具体的信源业务更加熟悉，因此，按信源业务类型划分可以叫做电视网、电话网、计算机网等；按传输媒介还可以划分成有线（包括光纤）网、短波网、微波网、卫星网等；在电力系统中，还经常使用行政电话网、调度电话网、调度数据通信网、会议电视网等一些具体业务网络名称；在计算机技术领域内还经常根据地理范围划分成局域网、城域网、农村网和广域网。按大的用途也可分公用网和专用网；在某种公共网络平台之上，还可以开展虚拟专用网VPN（VitalPrivateNetwork）业务。因此，按照上述方法虽然可以粗略地划

4、分出来各种通信网络，但反映出来的通信网概念非常宽泛，而且各种类型的网络之间内涵和外延的界定也不十分明确，比如：计算机网络与通信网络之间的界限已经非常不明确，在采用的技术方面不断相互取长补短、相互融合，在业务上相互渗透，如果我们一定要找到两者之间的区别也是可以的，这种差别主要是观测者的出发点不同，得到不同得观测结果也不同。图8-1ITU-T全球信息基础设施GII的组成 8.1.2 通信网的基本结构通信网的基本结构通信网的连接千变万化，从而给用户的通信需要带来了方便，一般来说，千变万化的通信网络连接，不外乎以下几种网络结构。1网型具有N个节点的完全互联网需要1/2N(N-1)条传输链路，才能构成网

5、络，如图8-2(a)所示。当N很大时传输链路数量将非常大，而传输链路的利用率也不是很高。这种网络结构只是实现互连时接通方便，互连时经过的环节少，因此，其可靠性高。而经济性未必很高，尤其在网络节点非常大时，经济性就很差，因此，在公网中很少采用这种结构。(a)(d)(e)(b)(c)图8-2通信网基本结构在电力系统中，由于特殊业务需求，如：继电保护跳闸信号传输，其可靠性要求非常高，理论上要求尽量高，甚至百分之百的可靠，这时经济性成为次要性因素，也还是要采用这种网络结构，以保证特殊可靠性要求。2线型如图8-2（b）所示，线型网络结构是指网络中的各个节点用一条传输线路串联起来，实现互连互通的网络结构称

6、为线型。尤其在通信建设的早期，线型网络结构非常多，主要目的是为主要节点的通信业务建立传输通道。公网的主干线路具有这种网络形态，但节点不一定是具体的用户，而可能是汇接局。电力系统中的高电压等级的变电站之间互连，借助于电力特种光缆，沿着电力线的自然走向架设光缆通信线路，连接起各个变电站之间的通信路由，经常见到线型网络结构。3星型星型网络结构是指放射状的结构，如图8-2（c）所示，具有N个节点的星型网需要(N-1)条传输链路。当N很大时，线路建设费用低。但是，处于中心处的节点必须提供大容量的交换设备，才能满足互连业务的需求。中心节点的设备一旦出现故障，会明显影响整个网络的通信，甚至全部中断。当中心节

7、点的交换设备接续能力不足时，会显著影响接续质量。电力系统中的行政和调度电话交换网络，具有类似的结构。节点中心往往是电网公司、省电力公司，或者地区供电公司，而放射出去的节点可能是变电站、下级电力公司等部门。4总线型这种网络结构主要是在计算机网络中比较常见，如以太网就是典型的总线结构。5环型环型网络结构如图8-2（e）所示，可以看成是线型网络结构，从一端连回到另一端形成环形。电力系统目前建立了大量的环形结构，其目的是环内的用户具备收到两个方向来自同一节点业务的能力，当一个方向的传输线路出现故障时，另一个方向提供备用通道，以保证业务畅通。结果表现为两个方向互为备用，从而提高了网络的可靠性。7.1.3

8、 通信网构成要素通信网构成要素支持通信网络的主要技术设备是终端设备、接入设备、传输设备和交换设备，以及支持这些设备工作的协议。也就是说，不论什么网络形态，必然具备上述几个方面，才能组成网络。关于接入和传输技术和设备，在前面的章节中，都分别进行了阐述，本章将主要从组网的角度介绍。1终端设备终端设备是通信网中的源点和终点，它除了对应模型中的信源和信宿之外，还包括了部分信源编码和信源译码装置。终端设备的主要功能是把待传的信息送到信道中去（包括接入设备）所必需的信号转换。这需要发送传感器来感受信息，将信息转换为能传送的信号，同时将接收到的信号恢复成原来信息形式，因此，终端应具备一定的信号处理能力。终端

9、还应能够产生和识别网内所需的信令（signaling）信号或规约（协议），以便相互联系和应答。对于不同的业务，应有不同的终端设备。如电话业务其终端设备就是电话机；传真业务对应传真机；数据终端业务而可能是计算机。在电力系统中，终端设备可以是远动装置或控制装置。2接入设备是国家信息基础设施(NII)的重要组成部分。接入不仅成为电信技术界的研究和开发热点亦已引起电信包管公司的高度重视。随着光纤制造技术的日趋成熟，“FTTx”(光纤到路边、光纤到大楼、光纤到Anywhere的统称)似乎已成为不容置疑的发展方向。基于铜线传输的“XDSL”技术(如IDSL、SDSL、HDSL、ADSL、VDSL等)、无源

10、光网络(PON、WDM)及密集光波分复用(DWDM)和无线接入技术的迅速发展，也为更好地建设和发展接入网提供了不可或缺的基础技术。ITUT提出的接入网，目的是综合考虑本地交换局(LE)、用户环路和终端设备(TE)，通过有限的标准接口，将各类用户接入到业务点。接入所使用的传输媒体可以是多种多样的，可灵活支持混合的、不同的接入类型和业务。G.963规定，接入网作为本地交换机与用户端设备(CPE)之间的实施系统，它可以部分或全部代替传统的用户本地线路网，可含复用、交叉连接和传输功能。电信网由长途网和本地网组成，而本地网则由本地中继网与用户接入环路(网)构成。接入网位于本地交换机与用户端设备之间。电话

11、网中，用户接入网指一个交换区范围内的用户线路的集合，包括馈线线路、配线线路、用户引入线路和支撑这些线路的设备和建筑。接入网处于电信网的末端，面大、量广，是电信网向用户提供业务的窗口，是信息高速公路的“最后一公里”。用户接入网的投资较大，占整个通信系统总投资的3040。数字业务的发展，要求接入网实现透明的数字连接，要求交换机能提供数字用户接入的能力。同时，为适应接入网中多种传输媒介、多种接入状态和业务，需要提供有限种类的接入接口。3传输链路传输链路是网络节点的连接媒介，是信息和信号的传输通路。它除主要对应于通信系统模型中的信道部分之外，也还包括一部分变换和反变换装置。传输链路的实现方式很多最简单

12、的传输链路就是简单的线路，如明线、电缆等。它们一般用于市内电话网用户端链路和局间中继链路。其次，如载波传输系统、PCM传输系统、数字微波传输系统、光纤传输系统（SONET、SDH设备）及卫星传输系统等，都可作为通信网传输铁路的实现方式。4转接交换设备转接交换设备是现代通信网的核心。它的基本功能是完成接入交换节点链路的汇集、转接接续和分配。对不同通信业务网络的转接交换设备的性能要求也是不同的，例如，对电话业务网的转接交换节点的要求，不允许对通话电流的传输产生时延。因此，目前主要是采用直接接续通话电路的电路交换方式，用于话音交换的分组交换方式。对于主要用于计算机通信的数据通信网，由于计算机终端和数

13、据终瑞可能有各种不同的速率，同时为了提高传输链路利用率，可将流入信息流进行存储，然后再转发到所需要的链路上去。这种方式叫做存储转发方式。例如，分组数据交换机就是利用存储转发方式进行交换的，这种交换方式可以做到较高效率地利用链路网络。以上是通信网络包含的主要设备，但对于具体的通信网络，经常被赋予其特定的名称，如电话网、电视网、SDH网和数据网等等，这样，对于管理者才能够根据业务特点，采取不同的技术措施。8.2 电话网电话网电话网的发展已经经历了100多年的历史，纵观这100多年的历史，电话网从最早的直连方式到今天的数字程控交换网络，从单一的通话业务到能提供数十种新业务等等，可以说，它已经发展到了

14、相当成熟的程度。电话作为人们相互之间进行通信的最主要的手段，已经在人们生活中扮演了重要角色。本节将从网络的角度对电话网加以描述。8.2.1 电话网的网络结构电话网的网络结构1分级结构在电信网中，公共电话交换网（PSTN）是重要的电话业务支撑网络，为了更好地为用户服务，使任何两个终端之间都能进行通信，而且既要求经济合理，需要根据通信的流量和终端所在范围把整个网络分成区域，再把各区域的通信流量汇聚起来，以此来提高网络线路的利用率，更加有效地利用网络资源。从这一原则出发，一般把整个电话网分成若干等级，根据行政区域、通信流量的分布等情况设置各级汇接中心，以把这一区域中的通信流量汇聚起来，然后逐级形成辐

15、射的星型网络和网状网络。本地网长途网国际网用户用户四级交换中心三级交换中心二级交换中心一级交换中心图8-3电话网分级结构在我国，电话网分成长途网和本地网两部分，长途网中又分为一、二、三、四级交换中心。各级交换中心的任务就是汇聚、分配该中心区域内的长途业务。上面所述是电话网业务的般结构，通常为了有效地利用网络线路和交换设备，并根据通信流量，一般把一级交换中心连接成网状，一级以下各级采用逐级汇接的方式，并辅以一定数量的直达电路，从而构成一个复合型的网络结构。2无级结构本地区级交换中心原有的三、四级省级交换中心（原有的一、二级）图8-4无级结构关系图电话网除分级结构外还有无级结构。所谓无级是指网中各

16、交换中心都是平等的，处于相同的级别上，它们既是端局，也是汇接局。在无级结构的网络中，采用动态无级选路的方式，即网络中迂回路由的选择是可随时变化的，其选路准则基于费用最少。根据电话网络的两种结构特点可知，电力通信网中的调度和行政电话基本属于无级结构。这是因为全国电力通信网络非常庞大，担当着电力生产管理、指挥和调度的重要任务，在行政管理上，虽然具有明显的上下级关系，但处于相同行政级别的电话交换中心，在一个省内是各个地区供电局，在一个电网区域内，是各个省电力公司，相应的电话交换中心既是端局，也是汇接局，电力通信网内使用汇接局的交换机不多，绝大部分是用户交换机。因此，属于无级结构。3功能结构如图8-5

17、是电话网在正常运行时的功能结构。为了保证电话业务畅通，实现长途接续，在现代电信网中，仅仅有实实在在话音交换设备和传输网络还是不够的，这其中还包括信令网、同步网和管理网。一般地讲，交换网和传输网络部分称为基本网络，而将信令网、同步网和管理网称为支撑网络，二者密切“合作”，才能保证电话业务畅通。传输网交换网信令网同步网管理网图8-5电话网分层结构模型支撑网不一定是独立的网络，可能嵌入在基本网络中，基本网络设备中的部分单元完成支撑网的功能。支撑网中的信令网也存在一些独立于交换网的节点设备或系统。信令网的信令链路，虽然大多是经过交换网提供的，但与交换网的中继电路，一般也不必存在一一对应关系。同步网和管

18、理网，也存在类似的情况。支撑网并不是电话网所必需的部分。以随路信令系统作为交换机的信令通信基础时，不存在独立的信令网。如果交换机本身的时钟信号具有较高精度，同步网也不是必须的。而管理网的诞生，更是近几年的事。顺便指出，电话网络的分层结构模型，也同样适用于支持其他业务的网络，或者更一般地说，这是电信网络的分层模型，现代电信网络的建立，并不是单独只能支持一种业务，而是具备多种业务共同采用一个网络构架，因此，也具有相同的分层结构。然而，支撑网的引入以及层次化的网络结构，使电信网(包括电话网)具有更好的灵活性和可扩展性。传输网在实现数字化之后，无论是以PDH系统，还是以SDH系统为基础的传输网，都不影

19、响交换网业务的开展。另外，当需要时，通过传输网提供的保护电路，还可以提高交换局之间通信的可靠性，或者减小故障修复时间。另一方面，随着新业务网络的引入，如果传统电话业务出现萎缩，传输网的资源还可继续服务于新的网络，避免大面积基础资源的浪费。同样，信令网、同步网和管理网的层次化分离，也非常利于电信网的发展和演化需要。层次网络结构可能带来的最大不利因素是网络复杂度的增加，好在随着现代通信技术和网络技术的发展，网络在处理复杂度方面的能力在不断提高。多个交换机之间，相互连通的方式多种多样。电力通信网的网络规模越来越大，目前，也按照上述分层结构，规划和构造电力通信网的建设。由于现代电信设备中的电路系统，已

20、经远远区别于传统的分立元件电路系统，代之以超大规模集成电路或者微处理器，因此，如果没有网管网（系统），设备几乎不能工作，设备的工作必须由网管进行设置、管理和监视，设备才能的运行，在设备故障或性能下降时，也必须通过网管系统找出原因，并进行排除。电力通信中的时钟网和管理网的建设，也正在逐步完善之中。8.2.2 电话网的信令系统电话网的信令系统电话网的作用是要为用户传递话音和非话音等业务信息。在电话网中，把用户与设备、设备与设备以及设备与用户之间，为建立通道和拆除通道而传递的信号以及用于管理、维护和统计等方面信息统称为信令（signaling）：传递和处理信令的实体叫做信令设备。信令所遵守的协议或规

21、定叫信令方式。各种信令方式和信令设备构成了电话网的信令系统。1信令的分类信令的分类信令依据分类方式不同有不同的种类。按工作区域划分，可分为用户线信令、局间信令和交换机内部信令。用户线信令是应用于用户和电话交换局之间的信令。主要在用户线上传送。主要包括用户状态信令(摘机、挂机等)、被叫号码信令、铃流和信令音信令。局间信令是应用于交换局和交换局之间的信令。是局向中继线上传送，用来控制呼叫的连接和拆除。局间信令中用于线路监视的线路信令，主要有占用信令、拆线信令、被叫应答信令和核叫挂机信令。选择信令和操作信令也主要应用于局间。它们完成的功能成本和利用率有所区别，因此用户线信令和局间信令在数量传递方式上

22、都有所不同。交换机内部信令则是在交换机内部各电路或软件之间传递的信令，它不属于电话网中信令系统类型。监视信令也称为线路信令，主要用来检测和改变用户线以及网络中其它线路的状态或条件。比如，主被用户的摘机、挂机信令，线路占用信令等。选择信令也称为记发器信令，它和呼叫建立过程有关，主要由被叫地址(即被叫用户的电话号码)组成。操作信令主要用于检测和传送网络拥塞信息、反映电路或设备是否可用的信息以及提供计费的信息。这些信息的功能是为了能有效地利用网络和交换设备资源，也称为管理信令。信令按传递的方向分类有前向信令、后向信令之分。前向信令是指沿着建立接续的前进方向传递的信令，后向信令是逆着建立接续的前进方向

23、所传送的信令。按信令的功能分类，信令可分为二类：监视信令、选择信令和维护管理信令。监视信令是反映线路状态的信令，所以又称为线路信令；选择信令又称为地址信令，是表示呼叫的源和目的的信令。维护管理信令用于电话网的管理和维护，如网络状态、计费信息及故障信息。确认拆线挂机话闭挂机回应摘机振铃回铃音被叫号码占用局间信令被叫号摘机拨号音中继线用户线用户线通话时间用户线信令用户线信令图8-6信令的传递过程按信令传递的途径分，信令可分为随路信令和公共信道信令。随路信令方式是由话路本身来传递各类信令，即用传送话音的通道来传送。公共信道信令方式是把多路信令共用一个公共信道传送，用标号说明信令是属于哪一路的。下面来

24、说明信令的传递过程。先回顾一下电话通信的全过程。一次电话通信，首先从摘机开始，然后听拨号音，在线路正常情况下，可以听到拨号音，开始拨号，同时送出拨号信号（双音频、脉冲），等待对方的回铃音或忙音，在收到回铃音情况下，等待对方摘机，然后通话，通话结束后，双方挂机，完成了一次完整的电话通信。其中的每一步，都需要在信令系统的协助下进行，否则，系统将出现配合上的问题，最终影响电话接通。图8-6所示说明了在整个过程中，所需要的全部信令内容。上面的过程还可以总结为三个阶段，即：呼叫阶段、通话阶段和拆线阶段。呼叫阶段，当主叫摘机时，发端局向终端局送主叫摘机信令，并向主叫送拨号音。主叫用户拨号时，发端局根据主叫

25、用户拔出的被叫号码选择局向和中继，并向终端局送选择信令。终端局根据选择信号中的被叫号码将呼叫连接接通至被叫用户，并向被叫发振铃音，同时向主叫用户送回铃音。通话阶段；被叫应答时，终端局把应答信号转发至发端局，并根据记费方式开始计费，双方进入通话状态。拆线阶段：通话完毕时，若被叫先挂机，终端局向发端局转发反向拆线信令，由发端局通知主叫用户拄饥。如果主叫用户挂机，则发端局拆线，并向终端局发拆线信号，终端局收到拆线信号后，回送一拆线证实。2随路信令系统随路信令系统对于局间信令，根据信令与话路的关系，可以将其传送方式分为随路信令和共路信令。随路信令是在传送话音的信道中传送的为建立和拆除该话路所需的各种业

26、务信令。中国曾经普遍采用的随路信令系统是中国1号信令系统，包括线路信令和记发器信令（1）线路信令线路信令是在去话中继器和来话中继器之间，通过线路信令设备在话路中传送的信令。沿呼叫建立的前进方向传送的信令，称为前向信令，主要由占用、拆线、重复拆线等信令组成。相应地，后向信令则主要由应答、挂机、释放监护、闭塞等信令组成。根据传送媒质的不同，线路信令有两种形式的格式。一种为模拟型的线路信令，包括直流线路信令和带内单频脉冲线路信令两种形式。另一种为数字型的线路信令，也有两种编码形式：带内2600Hz的8位编码和4位编码。PCM30/32帧结构中专门为传送信令做出了规定。从帧结构中可知，Ts16时隙除了

27、复帧同步码外，就是为了传递信令而设计的。4位编码的数字型线路信令，为每个话路分配4个比特位。一个PCM一次群信号中话路的随路信令传送(第0号帧的一个八位组用于复帧同步控制)。（2）记发器信令记发器信令是源于一个交换局的记发器，终结于另一个交换局记发器的信令，它的主要功能是控制电路的自动连接。中国1号信令系统中，采用多频互控方式，在PCM数字电路中透明传输。记发器信令也分前向信令和后向信令，它们是由多个频率组成的编码信令，称为双音多频（DTMF）。前向信令由6种频率组成，按6中取2编码方式组织成15种信令，后向信令则采用4中取2的方式组织成。8.2.3 公共信道信令系统公共信道信令系统公共信道信

28、令系统是随着数字程控交换机的发展而出现的，它克服了随路信令系统的信令传输速度慢，信令容量小等弱点，是一种高效、可靠的信令系统。目前IT-T已规定了No.6公共信道信令系统和No.7公共信道信令系统。No.6信令系统适用于模拟网，其信令传输速率为2400bits，而No.7信令系统适用于数字网，其信号传送速率为64kbits。当前，在现场运行的设备，特别是电力系统，几乎没有模拟通信系统的设备运行，因此，下面将主要介绍No.7信令系统。1No.7信令系统信令系统No.7信令系统是通过专用的数据链路来传送信令信息的，从而可把随路信令中的信令与话音信息分开。采用专门的信令链路传输时，由于可以分时地传送

29、信令和信令链路具有高速率。因此在一条信令链路上可同时为多条话路传送信令，一般可为2000多条话路服务。由于公共信道信令系统具有信号容量大，可同时传送话音与信令，信令系统不受话路系统的约束等特点，所以它对整个信令系统要求也比较高，除了应具有较高可靠性的传输信道外，还要求系统具有同步和设置备份的功能。具体地说，No.7信令系统有以下几个特点。No.7信令系统采用模块化的结构，有利于各个功能块的扩展或更换，灵活性高，适应各种通信的要求。图8-7No.7信令系统No.7信令系统在各种应用中都详细规定了技术规范，也包含了可以任选的内容，因此，这种信令系统能够满足各类通信系统的不同要求。No.7信令系统是

30、一个可靠的传送系统，能够在通信网的各个交换局和各中心之间进行各种形式的信息传送。No.7信令系统支持多种业务，可作为电话网络、电路交换数据网以及NISDN的局间信令，同时可以实现在各种运行、管理和维护中心之间的信息传递。No.7信令系统是ITU-T制定的新一代公共信道信令传输体系，它也适用于数字程控交换机。No.7信令系统从功能上可分为消息传递(MIP)和用户(UP)两部分，如图8-7所示。2No.7号信令系统的结构号信令系统的结构用户部分(UP)完成各种用户信令的定义和编码，包含特有的用户功能。具有与消息传递部分的接口功能。消息传递部分是各种类型用户的公共处埋部分，它完成信令的传递功能，保证

31、信令在用户之间的可靠传递。No.7信令系统是按层次性准则设计的，它的层次称为“级”（Level），整个系统分成4级，第1-3级保证消息的可靠传输，即消息传递部分(MTP)，第4级提供各种应用，即用户部分(UP)。虽然No.7信令系统并未与OSI七层模型达成严格一致，但它尽量向OSI模型靠近，下面将OSI的七层模型与No.7信令系统进行对照，以了解它们之间的异同点。图8-8No.7号信令系统的结构NO.7信令系统定义了1-4级，各级的作用介绍如下：(1)数据链路级数据链路级对应于OSI模型的物理层，定义了信令链路的物理特性、电气特性和功能特性以及数据链路的连接方法，提供了双向数据传输通路，其中两

32、条通路采用相同的数据速率，但方向相反。该通路可分为数字链路和模拟链路两类，我国目前只采用数字链路。信令数据链路在2Mbits的系统中一般选用一个64kbits的时隙来实现，这一时隙通过数字交换局再与信令终端相连，称为半永久性连接。信令数据链路功能级把信令终端发出的信令单元按字节插入到PCM中规定的信令时隙里，或者把PCM中的信令信息检出，并送给信令终端。(2)链路级链路级对应于OSI模型的数据链路层，它规定了信令消息的格式，完成信令单元的定界和定位、差错检验和纠错、信令链路差错率及故障监视与流量控制等功能，它与信令数据链路级一起完成信令点之间消息的可靠传送。（3）网络级网络级对应着OSI的网络

33、层的部分功能，定义了传送的功能和过程，并要求每条信令链路都是公共的，与链路的工作状态无关。它负责处理信令信息和网络管理。该级可分为信令网络管理和消息控制两部分。（4）用户部分用户部用于处理各类用户业务，如电话用户部，ISDN用户部。分开的用户部便于处理各类业务服务质量要求，管理各类业务相关需求。电话用户部完成各种电话呼叫的建立、监视和释放控制；ISDN部处理相应的各类控制信令；操作应用部是操作维护应用部分，处理与网络维护操作相关的消息；用户数据部和事务处理应用部分别用于数据网和智能网的应用。8.2.4 电话网络接口电话网络接口接口是通信网络的重要设备，既是设备互连的关键，也是技术标准实施的参考

34、点。以数字程控交换机为主组成的电话网对外接口大致分为两大部分，即内线部分和外线部分。内线部分有用户接口、并行数据接口与串行数据接口。外线部分有磁石中继接口、环路中继接口、数字中继接口、载波中继接口、EM中继接口。由于国内各行业系统电信网较多，各种接口在不同电信网中、不同的通信设备中使用差别较大。下面列举数字程控交换机常用的接口及技术要求。1数字中继接口（数字中继接口（2048kbit/s）主要技术要求：标称比特率：2048kbit/s；比特率容差：50ppm；码型：HDB3；时隙3032。电气特性：输入阻抗标称值：75（不对称同轴电缆接口）；可改成120对称接口；输入阻抗特性：2.5%5%(5

35、1.2102.4KHZ)；回波衰减12dB5%100%(102.42048KHZ)；回波衰减18dB100%150%(20483072KHZ)；回波衰减14dB。输入信号：对标称值衰减06dB(1024KHZ)应正常接收；输出负载阻抗：75电阻性；脉冲(传号)的标称峰值电压:2.37V；无脉冲(空号)的峰值电压：00.237V；标称脉冲宽度：244ns；脉冲宽度中点处正负脉冲幅度比：应优于0.951.05；脉冲半幅度处正负脉冲宽度比：应优于0.951.05。2载波接口载波接口接口类型：4线多频（MFC）；4线双音频（DTMF）；2线多频（MFC）；2线双音频（DTMF）。线路信令频率和电平输出

36、：2600Hz5Hz-81dBm；输入：2600Hz15Hz-211dBm；输入输出阻抗：600；频率带宽：300Hz3400Hz；带内单频脉冲线路信令宽度：脉冲150ms间隔150ms；允许发送偏差30ms；接收识别范围100ms脉冲600ms间隔600ms；允许发送偏差120ms，接收识别范围450ms。3EM接口接口接口类型：2E/M多频(MFC)；2E/M双音频(DTMF)；1E/M双音频(DTMF)；话路类型：4线或2线；输入输出阴抗：600；话路频率带宽：300Hz3400Hz；E/M电压、电流；阻抗输出：电压48V，阻抗3003K可调；输入：电流10mA130mA，阻抗3003K

37、可调。8.3 数据通信网数据通信网数据网是完成数据传输与数据交换的基础，随着科学技术的发展和人们对数据应用需求的增加，数据网不论是从类型上、范围上还是从网络协议及业务上都获得了很大发展。从严格意义上来讲，数据网与通信网是相互融合的，这不仅体现在网络体系结构与具体协议的技术实现上、而且从传输信道和业务范围来讲也是不可能截然分开的。网络的发展趋势是越来越朝着窄带与宽带一体化、传输与交换一体化、有线与无线一体化、业务的高度综合与智能化的方向发展，这就使得网络分类的概念越来越模糊。但是，为了使读者有个较清晰地概念体系，仍沿用传统分类方法，对各类数据网加以简单介绍。8.3.1 公用数据网与专用数据网公用

38、数据网与专用数据网数据网有公用数据网与专用数据网之分。公用数据网一般是指由国家电信部门建立和管理，为社会广大用户提供数据通信业务服务的网络。而专用数据网则是由某个部门或团体组建，专门针对解决各部门或团体内的需求而设计的，这种网络的所有权属于该部门或团体。电力系统数据通信网络就是畅通全国电力系统的专用数据网络。作为电力系统通信技术方面的内容，本章将在后面专门介绍。1公用数据网的特点高效地共享网络资源，如通信线路和交换机等，从而降低建网成本及维护费用；限制不兼容的数据网类型的发展，便于管理和标准化的实现；减轻了电报网与电话网的负担，扩展了公众业务；采取适当的技术手段及措施，例如虚拟局域网技术(VL

39、AN)和闭合用户群等，保证了网络业务的灵活性及安全性等等。所以，在财力有限或通信资源不足的情况下，建立若干形式的公用数据网是一个良好的思想。2专用数据网的特点也必须指出，专用网有针对性强、传输质量高、保密性好的特点。电力调度数据专网，就具有很高的可靠性和安全性。虽然在利用率方面不高，但它适用于电力安全生产的需要。电力系统的数据业务可以分成三大类、十几种，分别通过专线网、调度电话交换网、行政电话交换网、电视会议网、电话会议网、城域网和广域数据网等多个业务网来实现。三大类业务的具体内容主要包括：生产控制类业务(OperationalServices)，调度自动化(远动)信息、电能量计量信息、水调自

40、动化信息、雷电定位信息、通信监测信息、发电厂报价信息、日发电计划与实时电价信息等。行政管理类业务(AdministrativeServices)，管理信息系统(包括调度生产管理系统)间的交换信息、政务信息、电子邮件信息等，查询服务：即基于Web技术的多媒体信息检索服务，视频业务：如会议电视、视频监控等。市场运营类(EnergyMarketServices)，电力系统负荷预测信息，网络设备运行、检修状况信息，电力市场规则，电力市场交易、结算以及合同信息等的发布和查询，电力行业内不同公司之间的B2B、电力公司与电监会等政府部门之间的B2G以及电网公司与用电客户之间的B2C等。如此多的电力系统数据业

41、务，在信息传送和信息处理方面，即有采用公共网络技术标准构造自己的数据网络，又要考虑电力系统的特殊性。目前，支持电力数据业务的通信网络分别称为“国家电力调度数据网”和“国家电力数据通信网”，国家电力调度数据网支撑电力生产调度的相关业务传送，为了网络的安全可靠运行与公网没有互连。而国家电力通信数据网络主要支持除调度以外的其它数据业务。这些业务主要是前面提到的行政管理类和市场运行类。数据网络的发展非常迅速，电力数据网络其主要技术具有相同的技术特征。如网络结构、网络互连和网络管理，都遵循公共数据网络的技术标准，以便在设备采购和技术升级等方面不会遇到太多的困难，为了保证电力生产安全可靠，数据网络的安全还

42、是要放在首位。8.3.2 基于基于X.25协议国家电力数据通信网协议国家电力数据通信网国家电力数据通信网早期建设是一个基于X.25协议的窄带数据网络，国家电力数据网一级网络目前已覆盖了全国各网（分）公司和直属省公司共17个节点（已于1994年投入运行），网络为X.25分组交换网。包括三类设备：14套DDN（数字数据网）设备分别安装在13个地点，24套数据交换设备分别安装在14个地点，34套路由设备分别安装在18个地点，如图8-9所示。图8-9基于X.25国家电力数据网该数据网目前主要用于传输电力调度实时数据、应用软件用的准实时数据、调度生产管理用的批次数据。在该网络的基础之上，实现了全国各级调

43、度中心DMIS的互联。同时，该网络为信息应用系统提供了平台，实现了公司机关同在京单位、华中、华东、华北、东北、南方、西北六个网（分）公司、云南、贵州、四川、广西、福建、山东、重庆七个直属省（市）公司、华能电力集团、广东省公司的系统互联，向用户提供基本服务功能，如文件传输、虚拟终端、远程登入、电子邮件等。实现了与国家经济信息系统的网间互联。8.3.3 网（分）、省（市）电力公司数据通信网概网（分）、省（市）电力公司数据通信网概况况电力系统内部分网（分）、省（市）电力公司的数据通信网已建成并投入使用，另有部分网（分）、省（市）电力公司的数据通信网已完成设计或招标。根据不完全统计，已建成并投入使用的

44、网（分）、省电力公司有：华北、西北、河南、河北、湖北、江苏、浙江、广东、山东、黑龙江、天津、湖南、吉林、甘肃、陕西、新疆、四川和辽宁等。这些数据通信网络主要覆盖范围是网（分）、省（市）公司直属电业局、网（分）电力公司所管辖的电厂、变电所。8.3.4 电力通信网的特殊数据业务电力通信网的特殊数据业务电力系统的特殊业务是指对实时性要求强的业务，如远动数据传送、继电保护的跳闸数据传送，以及今后传送故障录波数据等都对延时、可靠性方面有严格的规定。尤其是跳闸信息的传输，对每一处理过程的延时有严格的限制。因此，这些业务的通信链路不采用带交换功能的网络结构，而是点对点的专线连接。1远动数据传送（1）远动电路

45、方式远动数据从变电站上传到控制中心，大部分采用FSK调制方式，数据速率为600bit/s或1200bit/s较多，也有使用64kbit/s的数据通道。由于早期的自动化设备都按模拟通道设计，因此，数据传送方式仍然以FSK方式为主。远动通道的电路连接是点对点的方式，如图8-10所示为典型连接方式。下面是一个实际远动接线方式图，即总调收-定福庄CDT主用方式，在图中给出了各段电路连接时，所采用的连接方式，其中的四线（两收、两发）是最常用的方式。远动规约为CDT(循环传送)方式。定福庄CDT主用 主发总调光纤E&M盘2第一路四收 *F03C086 *L03C086*至检测端子*H02D078总调自动化

46、主收定福庄光纤E&M盘1第1路四发总调-定福庄PCM 总调至定福庄TS13图8-10远动数据传输方式连接图（1）远动接口新型远动设备通常有很强的适应能力，接口技术标准提供多种可能连接功能，典型接口具备如下特征：数据速率019.2kbps，接口标准（可选）RS-232、RS-422、RS485、10Base-T、100Base-T，光纤规格（可选）：多模820nm波长、62.5/125芯径；单模1310nm波长、9/125芯径，光纤连接器类型FC、ST、SC可选，光接口数量二收二发，传输距离：多模4km；单模30km，远动协议Polling、CDT、TCP/IP。2继电保护信号传输在电力系统中，

47、要实现安全生产和电力系统稳定运行，继电保护起着至关重要的作用。实现的保护方式很多，其中线路保护需要在变电站之间传送跳闸信号，这是电力通信网重要的数据业务，对跳闸信号传输的实时性有着非常严格的要求，线路传输时延一般在十几毫秒的数量级。继电保护装置的保护信号的物理传输通道有多种选择，包括电力线载波、微波、光纤等。其中光纤通道由于具有抗电磁干扰、可靠性高、传输容量大等特点，是继电保护信号传输的首选方式。另一方面，虽然电力线路故障和通信通道故障同时发生的概率微乎其微，但由于保护信号的重要性，一般在传输通道上会选择两条独立的物理通道，一条为主用通道，另一条为备用通道，分别走不同的物理路由。保护通信设备实

48、时监测传输通道的质量，当主用传输通道发生故障或通信质量降低（误码、不可用等）的时候，可以通过备用通道继续保持通信。在主用通道恢复正常的时候再从备用通道切换回主用通道。这种双传输通道保护方式在更大程度上保证保护信号的不间断传输。虽然用两个传输通道的成本更大，但对于超高压电力线路而言，安全性是压倒一切的要求。在上面讨论的双传输通道保护方案中，不同厂家的继电保护设备对传输通道提供的通信接口也有不同的形式，大致可以分为64kbit/s、E1和光纤接口3种。对于最后一种接口，可以直接上光纤进行传输，其传输通道保护的功能在继电保护装置的通信部分已经完成，这里不讨论。由于继电保护的信号一般是继电保护设备的继

49、电器接点开关状态等数据，数据内容比较少，64kbit/s的速率已经完全能够满足其通信要求，因此很多情况下继电保护设备对传输通道提供的通信接口是一个符合ITU-TG.703标准的64kbit/s接口。但由于光传输通道一般提供的通信接口是E1接口，需要一个64kbit/s到E1转换的复用设备（一般是PCM设备），通过复用设备将64kbit/s复用为E1后上传输系统进行传输。这时，对传输系统而言就要提供保护切换功能：能够将一路数据在两个传输通道中传输，并能够根据传输通道的质量情况自动完成切换等。对于SDH光传输系统而言，可以通过SDH的环网自愈保护来完成保护切换。对于PDH光传输系统而言，不提供保护

50、切换的功能，这个功能将由PCM设备来完成。具体的网络图如图8-11所示。图8-11继电保护信号的双通道保护光传输继电保护信号传输是采用点对点的连接方式，以保证传输时延的要求。如图8-12是继电保护通道的电路连接方式。保护专用电缆数据盘1的CH1顺义万全至顺义1回线复用保护PCM2数据盘1的CH1保护专用电缆万全保 护 专用装置 万全万全至顺义1回线复用保护PCM2顺义保 护 专用装置复用MICOM P544纵联电流差动保护+保护远跳信号万全至顺义1回线复用保护PCM2 TS13图8-12继电保护电路方式3继电保护接口（1）64k接口部分传输速率64kbit/s；接口特性同向型接口；特性阻抗12