相关专题：
电力通信网络建设有完善的SDH光纤网，可提供大量高可靠性的E1电路。在这种情况下，大部分的电力公司都是采用传统PCM设备来组网，利用PCM设备的FXS/FXO接口提供电话语音业务，以及利用2/4线EM接口外加数据调制解调器来为自动化系统提供低速异步数据通道服务。但这样会带来三个方面的问题。
1.不同厂家的PCM设备存在互连互通问题，尽管PCM设备都是基于E1帧结构的，但不同设备在信令传送、网管协议等方面还是存在较大差异，无法实现完全的互连互通。
2.业务需要跨越多个PCM段时只能采用背靠背的业务多次音频转换来完成，多次音频转换会给系统引入噪声，降低系统的传输性能，出现故障时故障定位也很困难。
3.PCM设备安装在电力系统的通信机房，而自动化系统则是安装在自动化机房，如果通过2/4线EM来为自动化系统提供低速异步数据通道的话，每路数据将需要4/6根音频线缆来传输，通信机房与自动化机房之间将不得不铺设大量的线缆，日常的线路维护及故障查询十分困难。
新方案系统组网及相关设备
为了解决上述问题，本文提出一种新的组网方案，在该方案中所有业务均基于64k时隙，只要部分站点能够进行64k时隙交叉，就能建立起全网的64k时隙通道。为了保证新方案组网的经济性和可靠性，运营商需要开发以下三种终端设备。
1.中心站纯数据终端
中心站数据终端采用插卡式设备，可提供较大容量的RS232数据接口能力。
2M接口卡和电源卡均采用1+1热备份。终端将安装在自动化机房。
2.中心站纯语音终端
中心站语音终端采用插卡式设备，可提供较大容量的FXO接口能力。
2M接口卡和电源卡均采用1+1热备份。终端将安装在通信机房。
3.厂站端数据语音混合终端
厂站端数据语音混合终端采用集成型设备，可同时提供若干路RS232数据接口和FXS电话接口，2M接口卡和电源卡均采用1+1热备份。
采用以上三种终端，电力部门就可以在现有的SDH传输网络上构建如图1所示结构的网络。
图1 电力通信新方案系统组网框架图
图1中列举了1个中心站与1个集控站、4个变电站/电厂的组网应用。图1中假定中心站与集控站、变电站/电厂A、变电站/电厂C在一个SDH光纤传输环网上，集控站与变电站/电厂D、变电站/电厂E有相应的E1传输链路。
各外围站点的业务经过光纤传输到中心站SDH下站，以2Mbit/s接口的形式（或STM-1光接口）接入到DDN设备。DDN设备提取出所有2Mbit/s通道中承载有业务的64k子通道，并根据子通道业务类型分别汇聚成纯数据2Mbit/s通道和纯语音2Mbit/s通道。纯数据2Mbit/s通道连接到安装在自动化机房的中心站纯数据终端，分接成nxRS232接口供自动化前置机使用。纯语音2Mbit/s通道连接到中心站纯电话终端，分接成FXO电话接口接入到电话交换机PBX，从而达到变电站/电厂远端放号。
终端设备关键技术的实现
1.用户线接口的实现
用户电路通过电话线与电话机连接，用户电路必须提供BORSCHT功能。详细的BORSCHT功能主要有以下几个。
（1）馈电：提供话机所需的直流工作电流。
（2）过压保护：用于保护接口电路不受外界雷电、工业高压的损害。
（3）振铃：向话机馈送铃流，并能在用户摘机应答后切断。
（4）监测：监测环路直流电流的变化，向控制系统提供相应的摘、挂机信号和拨号信息。
（5）编解码：完成模拟话音信号的PCM编码和解码。
（6）混合电路：完成环线2／4线转换，以满足数字交换对四线传输的要求。
（7）测试：用于对用户线进行测试所提供的测试端口。
系统中采用Le77D11／Le78D11来构建用户接口电路，Le77D11／Le78D11是双通道的用户线接口芯片组合，应用于高密度、低成本的语音用户板，能够使PCB板上的SLIC电路所需空间缩小50％。Le77D11主要完成BORSHT功能，通过LE78D11编程控制其工作于不同状态，可将用户的话音信号经过信噪比处理和增益调整等一系列处理后送给LE78D11，并可实时监测用户线路的异常情况。Le78D11主要功能是控制Le77D11的工作状态和完成线路监测处理，并完成语音的编解码及滤波，其内部集成了两条完全独立的语音通道，每条语音通道都提供了丰富的控制寄存器，保证了对语音通道性能的强大编程控制能力。Le78D11内部的每条语音通路上都有两个信号产生器。一个用于产生标准的DTMF(双音多频)信号，另一个信号产生器与Le77D11配合可以产生25Hz，90V的标准振铃信号。在语音编解码方面，支持A律、μ律、ADPCM及线性编解码。
2.数据业务接口的设计
自动化系统采用的是三线制RS232接口，包括数据发送信号线、数据接收信号线、地信号线。RS232信号是异步数据，而E1信号及其64k时隙是同步信号，将异步数据映射进同步信道目前常采用的方式有三种。
（1）直接高速时钟采样，是指采用数倍于异步数据速率的高速时钟对异步数据进行直接采样，将采样后的数据插入到相应的时隙中进行传输。本方式的优点是采用标准编码算法，通用性强，对异步数据的波特率能够自适应，有利于多家设备之间时隙的互连互通。
（2）时钟采样+信号编码，是根据采样后的数据来对信号进行编码，主要是对信号脉冲出现以及结束的位置时间进行编码。优点是信号的私有性强，编码方案大都是一些私有方案，互通性差。
（3）数据转发方式是采用单片机等具有异步数据收发能力的处理器来将线路上的数据进行接收，然后利用SAB82525等HDLC控制器来完成同步化。本方式中，每一路数据都需要采用额外的收发处理器和HDLC控制器，因此经济性很差，而且，处理器的异步数据接口波特率需要预先设定，不能实现自适应。
综合以上三种方式的优缺点和自动化系统的实际需求，建议采用第一种方式直接高速时钟采样来完成异步数据的同步化。该方式采用了美国赛灵思公司生产的大规模可编程逻辑器件XC3S50来完成8路RS232信号到E1时隙的插入与取出。由于E1中每个时隙的比特率为64kbit/s，因此采样频率为64kHz。实际测试证明：在64kHz频率采样下，系统可完成波特率为19.2kbit/s以下各种异步数据的同步化。
