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工作原理
3.工作原理
3.1概述
利用ZDD-2000D4数字电力线载波机构成的电力线载波通信系统图见图3-1。
图3-1电力线载波通信系统图
设备采用了高速的数字信号处理技术、AMBE语音压缩编码技术和时分复用数字通信技术、基带数字调制解调技术,将多种终端用户的业务转换成数据并且时分复用后,在同一4kHz频带内传输,利用软件无线电单边带线路调制技术,将复用信号一次数字调制到40kHz~500kHz的电力线载波频谱上。
系统频率搬移图见图3-2。
在4kHz标称频带内实现系统总比特率达到28.8kbit/s,最大复接通路数多至九路。
终端接口可灵活配置话音接口(勤务,2WEM、4WEM、FXO和FXS),数据接口(V.35同步数据、V.28同步数据、V.24/V.28异步数据),远动音频接口以及传真接口等。
设备输入输出端子示意图见图3-3。
设备的功能框图见图3-4,面板布置图见图3-5。
面板上各种元器件定义见图3-6。
图3-2频率搬移图
图3-3设备输入输出端子示意图
图3-4设备功能框图
图3-5设备面板布置图
图3-6面板元器件示意图
3.2基本配置
具有基本配置的设备可实现一路勤务/话音的传输,此时设备的面板布置图见图3-7。
图3-7基本配置设备示意图
3.3基本配置的各单元功能描述
3.3.1“电源”盘
“电源”盘包括供电部分和告警显示部分。
供电部分提供设备内部所用各种电源电压,其输入为-48V直流,允许变化范围:
+20%~-15%;输出包括-44V(20W机)/-48V(40W机)直流功放电源、±12V直流电源以及+5V直流电源。
告警显示部分分为正常输出显示和异常告警显示。
80W面板说明见图3-8,40W面板与80W面板不同之处是,“-48VOUT”显示灯改为“-44VOUT”显示灯,“-48V”OUT测试孔改为“-44V”OUT测试孔。
图3-8电源面板示意说明
3.3.2“线路滤波”盘
“线路滤波”盘包括线路滤波器和差接网络,线路滤波器是40kHz~500kHz全频段可编程的4kHz或8kHz传输频带的发送滤波器。
通过设定内置微动开关来改变线路载波频率,通过调节面板上的L1和L2电感满足技术指标要求。
差接网络是为设备收发频率紧邻而设计的高频频率特性补偿网络,实现与电力线的频率和阻抗匹配及二/四线转换。
用户可通过调节相应的电感、电容和电位器来达到差接网络的平衡,防止发送支路高电平干扰接收支路而造成串音或非线性失真。
图3-9线路滤波面板示意
“线路滤波”面板示意见图3-9,面板上设置有发送电平测量孔“TX”,由于该测量孔就是外线发送电平经40dB衰减器衰减后得到的信号测试点,所以,当选频电平表不平衡跨接时,测出的信号电平可直接换算成外线对应信号的输出功率电平:
+6dBv+46dBm
+3dBv+43dBm
0dBv+40dBm
-3dBv+37dBm
-6dBv+34dBm
-9dBv+31dBm
-10dBv+30dBm
其他系列电平可根据计算相应得出。
通过测试孔测得的信号电平误差<1dB。
3.3.3“功率放大”盘
“功率放大”盘提供发送信号输出功率。
“功率放大”盘有两个品种:
一是,标称载波输出功率40W的功率放大器(GKA2.800.031);二是,标称载波输出功率80W的功率放大器(GKA2.800.032)。
40W“功率放大”盘电源电压为-44Vdc,标称输入电平-3dB,固定增益为46dB。
80W“功率放大”盘电源电压为-48Vdc,标称输入电平0dB,固定增益为46dB。
打开母板上的风扇(DC24V/0.16A)可对机盘强迫制冷。
打开风扇的方法可以是由“网管单元”送出控制信号打开,也可以是将印制母板上的S2开关置“ON”的位置。
“功率放大”内设置有过流保护电路。
3.3.4“收信滤波”盘
“收信滤波”盘由收信滤波器和AGC板组成,收信滤波器有两个品种:
一种是40kHz~140kHz的收信滤波器(GKA2.832.158),一种是140kHz~500kHz的收信滤波器(GKA2.832.159)。
“收信滤波”盘中的0dB~55dB粗调的T型衰减器和40dB的细调AGC电路的增益受“调制解调”单元中相关AGC软件控制。
收信滤波器可现场改变频率(但应注意因频段的划分而要求置换相应的机盘),频率的改变是通过拔动开关来实现的。
机盘的面板示意及说明见图3-10。
图3-10收信滤波面板示意说明
3.3.5“调制解调”单元
“调制解调”集成数字复接器、基带数字调制解调器、软件无线电技术线路调制器、回波抵消器和AGC电路等多个模块于一体。
它的主要功能包括:
数字复接、数字分接、数字调制、数字解调、回波抵消、线路调制、线路解调、AGC、网管配置等。
数字调制的码流由复接器从各终端接口收集,数字解调得到的码流用分接器送至各终端接口。
线路调制后的单边带载波输出信号送到“功率放大”盘。
接收的载波输入信号经AGC调整后进行线路解调。
“调制解调”单元的功能框图如图3-11所示。
另有看门狗电路保证系统可靠工作。
图3-11“调制解调”功能框图
线路频谱可由软件设定取调制信号的上边带或下边带,软件无线电调制的载频可软件设定,最小分辨率为1Hz。
系统总比特率可根据线路状况自适应,也可软件设定。
从4.8kbit/s~28.8kbit/s,每2.4kbit/s一档。
调节2RP1电位器可确定标称载波发送功率最大输出电平,通过软件,可在最大输出电平范围内设置实际标称载波输出电平,软件设置分1~256档。
平均载波(QAM)输出功率可通过软件调节其输出电平。
AGC分为二级。
第一级为粗AGC,在“收信滤波”盘中,4个T型网络衰减器级联组成,每一级衰减器的投入和退出用继电器控制。
4个T型网络衰减器的衰减值分别为20dB、20dB、10dB、5dB,衰减器最大衰减量为55dB,最小衰减量为0dB,衰减器衰减量以5dB步进,共计12级。
第二级为细AGC,采用增益为-10dB~30dB的压控放大器。
增益控制电压由DSP运算决定。
AGC静态放大量定在10dB,这样细AGC的动态范围为±20dB。
AGC调节模式可由软件设定为“转换”,“允许”,“禁止”。
“转换”即允许粗AGC和细AGC之间进行切换,转换门限可由软件设定为0dB,5dB,10dB,15dB和20dB。
“允许”即允许粗AGC调节。
“禁止”即不允许粗AGC调节。
AGC粗调和细调的调节快慢可由软件设定时常数值来确定。
复接器08通路为勤务,接口类型由选插的子板确定,接口速率、信令模式可软件设定,优先级别最高,网管单元在进行远程控制、配置、查询和管理远端设备时将临时占用勤务复接通路。
复接器00~07通路为用户选用,接口类型由选插的终端接口板确定,接口速率、话音信令模式、优先级别和交叉功能由软件设定,在线路条件差,系统总比特率自动降低时,优先级别最低的通路将被最早关闭。
设备运行时的一些电平参数(发送电平,接收电平),接收信噪比,发送和接收的线路速率(系统总比特率)和误码率等可通过软件查询获悉。
也可通过面板显示获得相关参数的信息。
面板显示说明见图3-12。
图3-12调制解调面板显示说明
3.3.6“网管单元”
“网管单元”包括“网管部分”和“勤务处理”部分。
“勤务处理”板插于“网管单元”盘内。
“网管单元”结构示意图见图3-13
“网管部分”为设备网管代理,用于配置本、远端系统运行参数和监测本、远端系统工作参数。
其采用RS485接口与设备内各终端接口连接,采用复接总线与“调制解调”单元连接,采用RS232接口与网管终端(PC机)连接。
“勤务处理”板用于勤务通信或话音通信。
“勤务处理”实现四线勤务功能及四线平衡到不平衡转换、语音处理、信令收发等功能。
语音处理包括电平调整、语音模数数模变换、回波抵消、语音压缩编解码、复接、网管配置、保存网管配置等功能。
“勤务处理”功能框图见图3-14。
勤务处理
网管单元
图3-13“网管单元”结构示意图
图3-14“勤务处理”板功能框图
“网管单元”面板显示说明见图3-15
图3-15“网管单元”面板显示说明
3.4选用配置的各单元功能描述
3.4.1“业务处理”单元
设备最多可有九个终端接口,传输九路信息,其中一路勤务/话音以及八路(可选的话音和/或数据)。
为了系统的灵活性,各终端接口(包括4WE&M接口,数据接口)设计成插板形式,插入“业务处理”单元。
“业务处理”单元用于叠加可选的终端接口板,以增加系统可传输的话音和数据路数。
每个“业务处理”单元可任插二块终端接口板。
终端接口板分“语音处理”板,“数据处理”板和“异步数据”板三种。
参见图3-16。
设备最多可配置四个“业务处理”单元,参见图3-5。
四个“业务处理”单元功能相同,只是插槽位置不同而已,可根据需要插入四个位置的任意之一。
“业务处理”面板显示说明见图3-17。
业务处理
异步数据
语音处理
图3-16“业务处理”单元结构示意图
3.4.1.1“语音处理”板
“语音处理”板实现4WE&M接口功能。
完成四线平衡到不平衡转换,电平调整,语音模数、数模变换,回波抵消,语音压缩编解码,复接接口,网管配置和保存网管配置以及信令收发等功能。
并且提供四线和二线的转换接口(包括电源,四线输入,四线输出和信令输入、信令输出及铃流等),根据用户需要可叠加“用户接口”子板、“环路接口”子板和“二线接口”子板,分别提供FXS接口、FXO接口和2WE&M接口。
“语音处理”板功能框图同“勤务处理”板,唯一不同的是没有勤务接口电路。
信令输入及输出控制方式和控制电压可根据用户需要选择。
A.“用户接口”子板
“用户接口”子板实现用户接口功能和二/四线转换。
用户接口采用二线方式,环路启动,振铃输出。
用户接口脉冲(P)及双音多频(T)兼容。
图3-17“业务处理”面板显示说明
B.“环路接口”子板
“环路接口”子板实现环路接口功能和二/四线转换。
环路接口采用二线方式,振铃输入,环路输出。
环路接口脉冲(P)及双音多频(T)兼容。
C.“二线接口”子板
“二线接口”子板实现二线E&M接口功能和二/四线转换。
二线E&M接口提供二线输入、二线输出、信令输入及信令输出。
信令输入及输出控制方式和控制电压可根据用户需要选择。
3.4.1.2“数据处理”板
“数据处理”板能够提供包括同步,异步和非等时数据传输业务。
同步数据接口采用V.35或RS232接口,异步数据采用RS232接口,符合V.24/V.28标准。
“数据处理”板具有实现异步数据、同步数据、非等时数据处理功能和系统内部复接接口功能。
数据接口单元实现接口的线路驱动,完成接口线路信号与TTL电平的系统内部信号的转换。
异步数据框图同“异步数据板”,同步数据收发控制器用于收发外部接入的同步数据。
协议转换功能实现外部输入同步数据流的码速调整,使外部输入的同步数据码流与系统内部的同步数据码流速率相匹配。
“数据处理”板功能框图见图3-18。
图3-18“数据处理”板功能框图
3.4.1.3“异步数据”板
“异步数据”板实现异步数据处理功能和系统内部复接接口功能。
数据接口单元实现RS232的线路驱动,完成接口线路信号与TTL电平的系统内部信号的转换。
数据收发控制器用于收发外部接入的异步数据。
协议转换功能对异步数据进行协议封装,实现异步数据流与恒速率同步数据流的转换。
3.4.2“DCE”单元
设备提供标准的V.24/V.28数据接口,可直接用于传输远动数据。
但很多电力部门还是沿用以前模拟载波机的方式,RTU提供上音频FSK模拟远动。
为了兼容上述传输方式,设备配有专用的“远动接口”板,“远动接口”板可将上音频FSK模拟远动接口转换为标准的V.24/V.28数据接口,也可将标准的V.24/V.28数据接口转换为上音频FSK模拟信号。
“DCE”单元用于叠加可选的“远动接口”板,每个“DCE”单元可叠加四块“远动接口”板,系统最多可配置二块“DCE”单元,参见图3-5。
二块“DCE”单元功能相同,只是插槽位置不同而已,可根据需要插入二个位置的任意之一。
“DCE”单元面板显示说明见图3-19。
图3-19“DCE”面板显示说明
图3-20“远动接口”功能框图
“远动接口”板
3.4.2.1概述
“远动接口”板完成远动数据信号的调制和解调。
调制方式为移频键控相位连续方式(FFSK)。
“远动接口”板功能框图见图3-20。
3.4.2.2“远动接口”板主要技术要求
A.四线音频接口
标称四线输入电平:
-6dBm/600,输入电平范围0dBm~-40dBm。
标称四线输出电平:
-6dBm/600,输出电平范围0dBm~-20dBm。
B.数据接口
电气性能符合ITU-TV.28建议。
传输速率(bit/s):
300,600,1200。
数据传输为全透明传输。
C.机盘可根据用户的需要设置成不同的工作模式,相应工作模式由跳线或开关设置完成。
◆中心频率及频偏
3000Hz±150Hz,3000Hz±200Hz,2880Hz±150Hz,2880Hz±200Hz,1700Hz±400Hz,1700Hz±500Hz
◆传输速率
300bit/s,600bit/s,1200bit/s
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