SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼率分析

王海峰

(中移鐵通有限公司邯鄲分公司,河北 邯鄲056000)

SDH 光纖通信作為繼電保護(hù)信號(hào)傳輸主流的通訊方式,其相關(guān)研究一直是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)方面的研究重點(diǎn),成為了學(xué)術(shù)界重點(diǎn)研究的問(wèn)題,必須提高對(duì)其的關(guān)注度。為實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)繼電保護(hù),對(duì)于SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)的精度提出了很高的要求,因此,必須杜絕SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)誤碼的現(xiàn)象[1]。在我國(guó),針對(duì)SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼率分析并不少見(jiàn),但主要是通過(guò)考慮SDH 光纖通信信道傳輸容量與繼電保護(hù)信號(hào)大小的匹配程度,認(rèn)為一旦繼電保護(hù)信號(hào)大小超出SDH 光纖通信信道傳輸容量就會(huì)出現(xiàn)信號(hào)誤碼的現(xiàn)象,以此推斷信號(hào)誤碼率。由于在傳統(tǒng)的SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼率分析中,缺少精準(zhǔn)的計(jì)算,必然無(wú)法獲得高精度的SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼率分析結(jié)果[2]。因此,有必要對(duì)此分析方法展開(kāi)優(yōu)化設(shè)計(jì),通過(guò)計(jì)算得出SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼率,為防止SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼提供理論支持。

1 SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼特性

在分析繼電保護(hù)信號(hào)誤碼率前,必須明確信號(hào)誤碼特性。在SDH 光纖通信過(guò)程中,繼電保護(hù)信號(hào)誤碼主要產(chǎn)生的原因是內(nèi)部機(jī)制存在誤差,主要由于外界噪聲干擾、碼間導(dǎo)致分散、先天定位誤差以及設(shè)備連接誤差等問(wèn)題[2]。SDH 光纖通信如圖1所示。

圖1 SDH 光纖通信簡(jiǎn)圖

SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼特性是以ITU-T 為基礎(chǔ),加設(shè)g.821,將原本對(duì)于繼電保護(hù)信號(hào)誤碼率閾值由1×10-3提高至1×10-4,能夠在一定程度上保證信號(hào)傳輸質(zhì)量,常見(jiàn)的繼電保護(hù)裝置如圖2 所示。

圖2 繼電保護(hù)裝置

2 信號(hào)誤碼率分析

信號(hào)誤碼率分析主要從信號(hào)運(yùn)維動(dòng)態(tài)基線計(jì)算、信號(hào)誤碼特征歸一化處理、信號(hào)誤碼率分析三步進(jìn)行,如圖3 所示。

圖3

2.1 計(jì)算SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)運(yùn)維動(dòng)態(tài)基線

考慮到SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)的數(shù)據(jù)基數(shù)過(guò)大,根據(jù)基線規(guī)則中的數(shù)據(jù)粒度,可采用計(jì)算SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)運(yùn)維動(dòng)態(tài)基線的方式,掌握SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)在運(yùn)維動(dòng)態(tài)過(guò)程中的不變化特性。在此基礎(chǔ)上通過(guò)控制計(jì)算結(jié)果精度,降低誤碼率分析誤差,以此起到提高SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼率分析精度的作用[4]?；€算法的具體流程為：假定SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)的數(shù)量表示為n,基于此輸出SDH光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)運(yùn)維動(dòng)態(tài)基線計(jì)算公式。使用D 表示方程式,則有公式(1)。

公式(1)中,E 表示實(shí)際計(jì)算結(jié)果與預(yù)期計(jì)算結(jié)果的偏離值；y 表示不同繼電保護(hù)信號(hào)在SDH 光纖通信中的權(quán)重系數(shù)。結(jié)合計(jì)算公式,輸出計(jì)算結(jié)果中的最小數(shù)據(jù)值,以此作為基線的下限數(shù)據(jù)值,同理計(jì)算上限值,得出最終的SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼率范圍。

2.2 歸一化處理SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼特征

以上文設(shè)定的SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼率范圍為限定條件,歸一化處理SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼特征。首先,選取SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)的狀態(tài)參數(shù),并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集；而后,設(shè)定SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)的狀態(tài)參量經(jīng)典域和節(jié)域,根據(jù)SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼特征的參量權(quán)重進(jìn)行歸一化處理。利用上文基線min-max 進(jìn)行線性縮放,將SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼特征歸一化縮放到0-1 之間。歸一化處理SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼特征的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程,可通過(guò)公式表現(xiàn),如公式(2)所示。

在公式(2)中,X 表示歸一化處理后的值；P 表示原始SDH光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼特征數(shù)據(jù)集中的值；Max 表示基線中需要?dú)w一化的最大值；Min 表示基線中需要?dú)w一化的最小值。通過(guò)公式(2)完成SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼特征歸一化處理。

2.3 分析SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼率

完成歸一化處理SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼特征后,綜合分析SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼率[5]。設(shè)SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼率為W,則有公式(3)。

公式(3)中,M 表示SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)平均無(wú)誤碼時(shí)間；B 表示平均通訊時(shí)間；F 表示平均誤碼時(shí)間。通過(guò)公式(3),可計(jì)算出SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼率具體數(shù)值,數(shù)值越高證明SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼率越高；反之,則越小。

在對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行誤碼行為分析過(guò)程中,應(yīng)考慮到通信過(guò)程中保護(hù)裝置的運(yùn)行情況。根據(jù)目前對(duì)繼電保護(hù)裝置的分析,可知在單位時(shí)間內(nèi),裝置循環(huán)運(yùn)行的穩(wěn)定功率為裝置單次運(yùn)行功率的12.0 倍,因此,也可認(rèn)為在此過(guò)程中,裝置運(yùn)行的采樣頻率應(yīng)當(dāng)表示為：50.0×12.0=600.0Hz,而在這一行為發(fā)生后,頻率每一幀的長(zhǎng)度則可以表示為6.4×104÷600=1.07×102(/bit)?？紤]到此行為的計(jì)算可能存在誤差,因此在每放棄一個(gè)對(duì)數(shù)據(jù)框的統(tǒng)計(jì),可認(rèn)為此時(shí)裝置信號(hào)存在延誤的時(shí)間點(diǎn)應(yīng)為1.0÷600=1.00(/ms)。而我國(guó)在對(duì)此方面進(jìn)行研究時(shí),也曾有大量的研究成果顯示,使用SDH 光纖通信方式,提供給裝置保護(hù)數(shù)據(jù)的性能更為規(guī)范與合理。為了更好的驗(yàn)證這一事實(shí),使計(jì)算結(jié)果更加精準(zhǔn),ITU-T 單位特別開(kāi)發(fā)了數(shù)據(jù)傳輸通道,此通道對(duì)信號(hào)誤碼率的要求更為嚴(yán)格,其過(guò)程無(wú)論是基于信息的損失值分析或是信號(hào)在傳輸過(guò)程的抗干擾能力,效果均更為顯著。

3 結(jié)論

通過(guò)SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼率分析,能夠取得一定的研究成果,解決傳統(tǒng)SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼率分析中存在的問(wèn)題。由此可見(jiàn),本文設(shè)計(jì)的方法是具有現(xiàn)實(shí)意義的,能夠指導(dǎo)SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼率分析方法優(yōu)化。在后期的發(fā)展中,應(yīng)加大本文設(shè)計(jì)方法在SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼率分析中的應(yīng)用力度。截止目前,國(guó)內(nèi)外針對(duì)SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)誤碼率分析仍存在一些問(wèn)題,在日后的研究中還需要進(jìn)一步對(duì)SDH 光纖通信的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出深入研究,為提高SDH 光纖通信繼電保護(hù)信號(hào)的綜合性能提供參考。