申请/专利权人：江苏黑马高科股份有限公司

申请日：2017-12-27

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN107979435B

主分类号：H04J3/16

分类号：H04J3/16;H02H7/26

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2024.02.27#专利申请权的转移;2018.05.25#实质审查的生效;2018.05.01#公开

摘要：本申请提供一种SDH或PDH通信设备的保护通道接口装置，所述装置可内置于SDH或PDH设备中，所述装置包括：E1接口，与SDH或PDH母机相信号连接；现场可编程门阵列，与所述E1接口相信号连接，用于通过所述E1接口接收或发送保护命令，并对保护命令进行解码或编码，以及用于拒收地址码非本站的保护命令；数字信号处理器，与所述现场可编程门阵列相信号连接；IGIR‑B码对时电路，与所述现场可编程门阵列相信号连接；非挥发性随机存储器，与所述数字信号处理器相信号连接，与所述IGIR‑B码对时电路相信号连接，用于存储所述保护命令的时间参数。用本申请中各个实施例，可以提供命令保护标准通信接口，实现SDH、PDH设备保护通道接口的标准化。

主权项：1.一种SDH或PDH通信设备的保护通道接口装置，其特征在于，所述装置可内置于SDH或PDH设备中，所述装置包括：E1接口，与SDH或PDH母机相信号连接，用于传输保护命令；现场可编程门阵列，与所述E1接口相信号连接，用于通过所述E1接口接收或发送保护命令，并对保护命令进行解码或编码，以及用于拒收地址码非本站的保护命令，所述现场可编程门阵列包括XC3S50AN现场可编程门阵列；数字信号处理器，通过FPGA-DSP接口与所述现场可编程门阵列相信号连接，用于监测保护命令的相关参数及各种系统告警，所述数字信号处理器包括TMS320F2802数字信号处理器；IGIR-B码对时电路，通过所述FPGA-DSP接口与所述现场可编程门阵列相信号连接，用于监测保护命令的时间参数；非挥发性随机存储器，与所述数字信号处理器相信号连接，用于存储所述保护命令的相关参数，与所述IGIR-B码对时电路相信号连接，用于存储所述保护命令的时间参数；4组保护命令输入接口，与所述现场可编程门阵列相信号连接，用于输入保护命令；4组保护命令输出接口，通过交叉连接模块与所述现场可编程门阵列相信号连接；8组二进制干节点输入接口，与所述FPGA-DSP接口相信号连接，用于输入二进制开关量；8组二进制干节点输出接口，通过所述交叉连接模块与所述FPGA-DSP接口相信号连接，用于输出二进制开关量；2个辅助继电器，通过所述交叉连接模块与所述FPGA-DSP接口相信号连接，用于输出告警信号。

全文数据：一种SDH或PDH通信设备的保护通道接口装置技术领域[0001]本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种SDH或PDH通信设备的保护通道接口装置。[0002]背景技术[0003]智能电网的飞速发展，对继电保护通信的可靠性不断提出了新的要求，电网的纵联保护及差动保护主要是基于电力线载波的保护命令传输，目前，基于光纤通信的SDHPDH系统在电力系统己大范围普及使用，继电保护通信也越来越多的依赖于光纤。[0004]但因民用SDHSynchronousDigitalHierarchy，同步数字传输体系，简称SDH或PDHPseudo-synchronousDigitalHierarchy，准同步数字传输体系，简称F*DH设备并无专用的保护，现有技术中，继电保护大都直接使用E1线，并采用各种自研转换模块连接保护设备。导致主流保护设备和光纤复用设备之间的接口特性、码率、码型、和帧结构等指标是由各个厂商自定义的，并无统一标准，不同厂商的设备无法互连，造成保护设备厂商与通信之间界限不清。而传统的保护命令接口，在全球多数国家，仍然是保护设备的一种常用标准通信接口。[0005]现有技术中至少存在如下问题:现有技术中，继电保护大都直接使用E1线，并采用各种自研转换模块连接保护设备。导致主流保护设备和光纤复用设备之间的接口特性、码率、码型、和帧结构等指标是由各个厂商自定义的，并无统一标准，不同厂商的设备无法互连，造成保护设备厂商与通信之间界限不清。[0006]发明内容[0007]本申请实施例的目的是提供一种SDH或PDH通信设备的保护通道接口装置，以提供命令保护标准通信接口，实现SDH、PDH设备保护通道接口的标准化。[0008]本申请实施例提供一种SDH或PDH通信设备的保护通道接口装置是这样实现的：一种SDH或PDH通信设备的保护通道接口装置，所述装置可内置于SDH或PDH设备中，所述装置包括：E1接口，与SDH或PDH母机相信号连接，用于传输保护命令；现场可编程门阵列，与所述E1接口相信号连接，用于通过所述E1接口接收或发送保护命令，并对保护命令进行解码或编码，以及用于拒收地址码非本站的保护命令；数字信号处理器，通过FPGA-DSP接口与所述现场可编程门阵列相信号连接，用于监测保护命令的相关参数；IGIR-B码对时电路，通过所述FPGA-DSP接口与所述现场可编程门阵列相信号连接，用于监测保护命令的时间参数；非挥发性随机存储器,与所述数字信号处理器相信号连接，用于存储所述保护命令的相关参数，与所述IGIR-B码对时电路相信号连接，用于存储所述保护命令的时间参数。[0009]优选实施例中，所述装置还包括：4组保护命令输入接口，与所述现场可编程门阵列相信号连接，用于输入保护命令；4组保护命令输出接口，通过交叉连接模块与所述现场可编程门阵列相信号连接；8组二进制千节点输入接口，与所述FPGA-DSP接口相信号连接，用于输入二进制开关量；8组二进制千节点输出接口，通过所述交叉连接模块与所述FPGA-DSP接口相信号连接，用于输出二进制开关量；2个辅助继电器，通过所述交叉连接模块与所述FPGA-DSP接口相信号连接，用于输出告警信号。[0010]优选实施例中，所述装置还包括：可补偿时钟电路，与所述现场可编程门阵列相信号连接，用于在失去GPS同步情况下进行同步授时；Ethernet网口，与网管系统相信号连接，与所述现场可编程门阵列相信号连接，用于连接所述网管系统和所述现场可编程门阵列。[0011]优选实施例中，所述现场可编程门阵列包括XC3S50AN现场可编程门阵列；所述数字信号处理器包括TMS320F2802数字信号处理器。[0012]优选实施例中，所述保护命令输入接口设置有电隔离电路和浪涌吸收器；所述保护命令输出接口设置有电隔离电路和浪涌吸收器；所述二进制千节点输入接口设置有电隔离电路和浪涌接收器；所述二进制干节点输出接口设置有电隔离电路和浪涌接收器；所述辅助继电器设置有电隔离电路和浪涌接收器。[0013]优选实施例中，所述可补偿时钟电路包括PCF2129A可补偿时钟电路；所述Ethernet网口包括W75〇0型Ethernet网口。[0014]优选实施例中，所述网管系统可对所述装置所有功能进行设置，还用于对保护命令、系统运行状态、告警进行查询，所述网管系统的网管约规符合SNMP3.0标准。[0015]优选实施例中，所述E1接口包括G7〇3.1型E1接口。[0016]优选实施例中，所述IGIR-B码对时电路包括IRIG-B码输入接口和IRIG-B码解码器，所述IRIG-B码解码器通过所述FPGA-DSP接口与所述现场可编程门阵列相信号连接。[0017]优选实施例中，所述保护命令的相关参数包括:所述保护命令的目的地、来源、时间、命令编号。[0018]利用本申请实施例提供的一种SDH或PDH通信设备的保护通道接口装置，可以作为SDH或PDH通信设备与保护通道之间的标准接口。可以支持直跳、允许、闭锁式保护，保障电网的安全。所述装置可以提供同时4个保护命令及8个二进制开关量的输入输出，可以预先设置保护命令及二进制开关量的任意逻辑组合进行传输，每个传输命令可独立设置为直跳，允许，闭锁式保护，可用于两个三相系统的保护，或对一个三相系统进行独立相位保护。每个64K通道可独立支持1〜4个保护命令，通道时延小于2ms1个命令64K通道），4ms4个命令64通道），不同64K通道独立传输，可支持连接不同目的地。本申请可以使用数字接口传输保护命令，每一台设备使用了唯一的地址标识以提高传输安全性，可以阻止使用SDH公共网络时可能产生的错误。另外，可以将传输的保护命令及各种设备告警纪录在非挥发性RAM之中，最大可纪录24K项。所述装置还内置有精确的实时时钟电路，板上装有IGIR-B接收电路，支持IRIG-B对时信号，精度100us。另外，本装置保护命令输入，输出接口，都使用了电隔离，可以承受严酷的EMC电磁环境。[0019]附图说明[0020]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0021]图1是本申请一个实施例提供的一种SDH或PDH通信设备的保护通道接口装置的模块结构示意图。[0022]具体实施方式[0023]本申请实施例提供一种SDH或PDH通信设备的保护通道接口装置。[0024]为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。[0025]图1是本申请所述一种SDH或PDH通信设备的保护通道接口装置一种实施例的模块结构示意图。虽然本申请提供了如下述实施例或附图所示的装置结构，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述装置中可以包括更多或者更少的模块单元。在逻辑性上不存在必要因果关系的结构中，这些装置的模块结构不限于本申请实施例或附图所示的模块结构。所述的模块结构的在实际中的装置或终端产品应用时，可以按照实施例或者附图所示的模块结构进行顺序执行或者并行执行例如并行处理器或者多线程处理的环境、甚至包括分布式处理的实施环境）。[0026]具体的，如图1所述，图中箭头方向表示信号传输方向，本申请提供的一种SDH或PDH通信设备的保护通道接口装置，所述装置可内置于SDH或PDH通信设备中，所述装置的一种实施例可以包括：E1接口，与SDH或PDH母机相信号连接，用于传输保护命令；现场可编程门阵列FPGA，与所述E1接口相信号连接，用于通过所述E1接口接收或发送保护命令，并对保护命令进行解码或编码，以及用于拒收地址码非本站的保护命令；数字信号处理器DSP，通过FPGA-DSP接口与所述现场可编程门阵列FPGA相信号连接，用于监测保护命令的相关参数及各种系统告警；IGIR-B码对时电路，通过所述FPGA-DSP接口与所述现场可编程门阵列FPGA相信号连接，用于监测保护命令的时间参数;本例中，所述IGIR-B码对时电路包括IRIG-B码输入接口和IRIG-B码解码器，所述IRIG-B码解码器通过所述FPGA-DSP接口与所述现场可编程门阵列FPGA相信号连接；非挥发性随机存储器RAM，与所述数字信号处理器DSP相信号连接，用于存储所述保护命令的相关参数，与所述IGIR-B码对时电路相信号连接，用于存储所述保护命令的时间参数。其中，所述保护命令的相关参数可以包括:所述保护命令的目的地、来源、时间、命令编号。[0027]本例中，可以包括两片XC3S50AN型现场可编程门阵列FPGA。[0028]本例中，如图1所示，所述装置还包括：4组保护命令输入接口，与所述现场可编程门阵列FPGA相信号连接，用于输入保护命令；4组保护命令输出接口，通过交叉连接模块与所述现场可编程门阵列FPGA相信号连接；8组二进制干节点输入接口，与所述FPGA-DSP接口相信号连接，用于输入二进制开关量；8组二进制干节点输出接口，通过所述交叉连接模块与所述FPGA-DSP接口相信号连接，用于输出二进制开关量；2个辅助继电器，通过所述交叉连接模块与所述FPGA-DSP接口相信号连接，用于输出告警信号。[0029]图1中，保护命令输入接口表示为TPI，如TPI1、TPI2……TPI4,保护命令输出接口表示为TP0，二进制干节点输入接口表示为BIN，二进制干节点输出接口表示为BOUT。[0030]如图1所示，本例中，所述装置还可以包括：可补偿时钟电路PCF，与所述现场可编程门阵列FPGA相信号连接，用于在失去GPS同步情况下进行同步授时；Ethernet网口，与网管系统相信号连接，与所述现场可编程门阵列FPGA相信号连接，用于连接所述网管系统和所述现场可编程门阵列FPGA。[0031]本例中，所述现场可编程门阵列FPGA包括XC3S50AN现场可编程门阵列FPGA;所述数字信号处理器DSP包括TMS320F2802数字信号处理器DSP。[0032]本例中，所述保护命令输入接口还可以设置有电隔离电路和浪涌吸收器；所述保护命令输出接口设置有电隔离电路和浪涌吸收器；所述二进制干节点输入接口设置有电隔离电路和浪涌接收器；所述二进制干节点输出接口设置有电隔离电路和浪涌接收器；所述辅助继电器设置有电隔离电路和浪涌接收器。[0033]通过设置所述电隔离电路和浪涌接收器，可以保证所述装置可以在恶劣电池环境下具有强的EMC性能。[0034]其中，命令输入：24，48，125，250VDC-20%to+15%可选，门限：50〜70%电压标称。[0035]命令输出：固态继电器，最大250VDC1A，动作时间200us。告警输出可采用继电器或二进制干节点输出接口。另外，所述装置还可以测试保护命令的传输时间本例中，所述可补偿时钟电路PCF可以包括PCF2129A型可补偿时钟电路；所述Ethernet网口可以包括W7500型Ethernet网口。[0036]本例中，所述网管系统可对所述装置所有功能进行设置，还用于对保护命令、系统运行状态、告警进行查询，所述网管系统的网管约规符合SNMP3.0标准。[0037]本例中，所述E1接口包括G703•1型E1接口。[0038]利用上述实施例提供的一种SDH或PDH通信设备的保护通道接口装置的实施方式，可以作为SDH或PDH通信设备与保护通道之间的标准接口。可以支持直跳、允许、闭锁式保护，保障电网的安全。所述装置可以提供同时4个保护命令及8个二进制开关量的输入输出，可以预先设置保护命令及二进制开关量的任意逻辑组合进行传输，每个传输命令可独立设置为直跳，允许，闭锁式保护，可用于两个三相系统的保护，或对一个三相系统进行独立相位保护。每个64K通道可独立支持1〜4个保护命令，通道时延小于2ms1个命令64K通道），〈4ms4个命令64通道），不同64K通道独立传输，可支持连接不同目的地。本申请可以使用数字接口传输保护命令，每一台设备使用了唯一的地址标识以提高传输安全性，可以阻止使用SDH公共网络时可能产生的错误。另外，可以将传输的保护命令及各种设备告警纪录在非挥发性RAM之中，最大可纪录24K项。所述装置还内置有精确的实时时钟电路，板上装有IGIR-B接收电路，支持IRIG-B对时信号，精度100us。另外，本装置保护命令输入，输出接口，都使用了电隔离，可以承受严酷的EMC电磁环境。[0039]上述实施例阐明的装置或模块等，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。[0040]本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。[0041]通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如R0MRAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备可以是个人计算机，移动终端，服务器，或者网络设备等执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。[0042]本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如:个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。[0043]虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。

权利要求：1.一种SDH或PDH通信设备的保护通道接口装置，其特征在于，所述装置可内置于SDH或PDH设备中，所述装置包括：E1接口，与SDH或PDH母机相信号连接，用于传输保护命令；现场可编程门阵列，与所述E1接口相信号连接，用于通过所述E1接口接收或发送保护命令，并对保护命令进行解码或编码，以及用于拒收地址码非本站的保护命令；数字信号处理器，通过FPGA-DSP接口与所述现场可编程门阵列相信号连接，用于监测保护命令的相关参数及各种系统告警；IGIR-B码对时电路，通过所述FPGA-DSP接口与所述现场可编程门阵列相信号连接，用于监测保护命令的时间参数；非挥发性随机存储器，与所述数字信号处理器相信号连接，用于存储所述保护命令的相关参数，与所述IGIR-B码对时电路相信号连接，用于存储所述保护命令的时间参数。2.如权利要求1所述的一种SDH或PDH通信设备的保护通道接口装置，其特征在于，所述装置还包括：4组保护命令输入接口，与所述现场可编程门阵列相信号连接，用于输入保护命令；4组保护命令输出接口，通过交叉连接模块与所述现场可编程门阵列相信号连接；8组二进制干节点输入接口，与所述FPGA-DSP接口相信号连接，用于输入二进制开关量；8组二进制千节点输出接口，通过所述交叉连接模块与所述FPGA-DSP接口相信号连接，用于输出二进制开关量；2个辅助继电器，通过所述交叉连接模块与所述FPGA-DSP接口相信号连接，用于输出告警信号。3.如权利要求1或2所述的一种SDH或PDH通信设备的保护通道接口装置，其特征在于，所述装置还包括：可补偿时钟电路，与所述现场可编程门阵列相信号连接，用于在失去GPS同步情况下进行同步授时；Ethernet网口，与网管系统相信号连接，与所述现场可编程门阵列相信号连接，用于连接所述网管系统和所述现场可编程门阵列。4.如权利要求1所述的一种SDH或PDH通信设备的保护通道接口装置，其特征在于，所述现场可编程门阵列包括XC3S50AN现场可编程门阵列；所述数字信号处理器包括TMS320F2802数字信号处理器。5.如权利要求2所述的一种SDH或PDH通信设备的保护通道接口装置，其特征在于，所述保护命令输入接口设置有电隔离电路和浪涌吸收器；所述保护命令输出接口设置有电隔离电路和浪涌吸收器；所述二进制干节点输入接口设置有电隔离电路和浪涌接收器；所述二进制干节点输出接口设置有电隔离电路和浪涌接收器；所述辅助继电器设置有电隔离电路和浪涌接收器。6.如权利要求3所述的一种SDH或PDH通信设备的保护通道接口装置，其特征在于，所述可补偿时钟电路包括PCF2129A可补偿时钟电路；所述Ethernet网口包括W75〇0型Ethernet网口。7.如权利要求3所述的一种SDH或PDH通信设备的保护通道接口装置，其特征在于，所述网管系统可对所述装置所有功能进行设置，还用于对保护命令、系统运行状态、告警进行查询，所述网管系统的网管约规符合SNMP3.0标准。8.如权利要求1所述的一种SDH或PDH通信设备的保护通道接口装置，其特征在于，所述E1接口包括G703.1型E1接口。9.如权利要求1所述的一种SDH或PDH通信设备的保护通道接口装置，其特征在于，所述IGIR-B码对时电路包括IRIG-B码输入接口和IRIG-B码解码器，所述IRIG-B码解码器通过所述FPGA-DSP接口与所述现场可编程门阵列相信号连接。10.如权利要求1所述的一种SDH或PDH通信设备的保护通道接口装置，其特征在于，所述保护命令的相关参数包括：所述保护命令的目的地、来源、时间、命令编号。

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