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【摘 要】深入分析通信设备与继电保护装置2M光接口调试常见问题，并采取针对性的措施排除保障，保证通信设备与继电保护装置2M光接口的正常运行，可以有效提高通信系统的稳定性、可靠性。文章就此展开了讨论，先是简述了通信设备与继电保护装置2M光接口调试的必要性，然后详细阐述了如何排除其常见的2M电路异常、收光异常、继电保护装置软硬件版本不符、通道误码等故障。
【关键词】通信设备;继电保护装置;2M光接口调试;问题排障
一、2M光接口技术指标
2M光信号采用非成帧方式，保证SDH光传输设备对继电保护信号透明传输，SDH传输设备不用关心保护信号的编解码方式等内部处理机制，使得光接口能够最大程度的兼容各种继电保护装置，同时也降低了SDH设备与继电保护设备光接口的开发难度和开发成本。采用非成帧方式接口能够使用通道全时隙链路进行数据传输，提高数据传输速率。
2M光接口对保护侧信号编码方式不作要求，但要求保护装置编码后光信号速率为（2048±50×10-6）kbit/s。
信号中必须包含时钟信息，且不能出现4个及以上的长连“0”或长连“1”。2M光接口采用G.652单模光纤传输，使用标称1310nm光源。
由于ITU-T没有专门针对2M光接口的相关标准，在研发过程中主要参考了ITU-T G.957标准，这样在对标和兼容性方面都有很大的优势。
ITU-T G.957中规范了基于同步数字体系的设备和系统的光接口参数，用于标准化光接口规范相应的应用和套数，以实现横向兼容性。它认可三种主要应用类别，分别为互连距离小于约2km的局内应用、互连距离约15km的短程局间应用及互连距离约40km-80km的长途局间应用。
二、通信设备与继电保护装置2M光接口调试的必要性
电力线路继电保护装置的最佳通信方式是光纤通信。如复用2M通道方式、专用纤芯通信方式等。其中专用纤芯通信方式具有所耗资源多、传输距离有限、不能监控等缺點。所以，如今已经不再广泛应用这种通信方式。而复用2M通道方式则具有灵活性强、可远程监控、传输距离远等优点。所以，其应用范围越来越大。如电力系统的继电保护装置使用的就是复用2M通道方式，且应用了G.703电接口。但是其信号使用的则是光接口。也就是说，光通信设备、继电保护装置之间主要就是使用的2M/电信号转换器。可从实际应用效果来看，该转换器会增加成本投入、故障源。所以，有电力企业提出了统一接口技术、标准的方法，直接省去转换器。但是在这一过程中，2M光接口调试工作并没有可参考的经验，所以技术人员应当在调试中不断总结问题，制定策略，从而有效提升调试工作质量。
三、继电保护光纤通信
一般情况下，线路继电保护光纤复用通信通道包括上部分传统的2M复用电接口的端到端通道、下半部分2M复用光接口。相对来说，后者不需要转换器，可直接实现光信号直连。另外，2M复用光接口技术还具有节省成本、节省空间、可靠性高、方便管理等优点。所以，在继电保护装置通信通道中多是应用后者。但是在其2M光接口的调试中经常会出现以下问题：
1.2M电路异常故障
一旦2M电路出现异常，整个通信通道就会出现不通的情况。虽然这种故障比较少见，但是也会发生。所以，技术人员要重视这一故障，并采取有效的措施解决这一故障。
首先，2M电路异常故障的表现是SDH设备2M落地站点之间端到端的测试不通。这种故障表现还是比较清晰的，且比较容易判断。其次，确定2M电路异常故障源的方法是分析网管警告。具体步骤是先对电路两侧端口、对应时隙进行检查，确认其中是否存在警告信息。若是存在故障信息，则应先检查其中是否存在是设备、光缆故障。若是没有则应继续检查2M光接口模块。若是经过上述操作仍没有发现故障，则要考虑电路路由经过的网元节点时隙交叉配置是否存在问题。但在这一过程中，技术人员应当灵活采用逐段排除的方法进行故障定位，并在确定故障位置后再进行交叉配置参数的修改。
2.收光异常故障
所谓收光异常是指无法收光及收光功率较低的问题。通常情况下，主要是指光纤两端设备存在收光异常问题，且造成这一问题的主要原因就是对侧设备发光模块异常。在排除这一故障的过程中，技术人员可按照以下步骤进行故障排除：
首先，正常情况下，继电保护装置、对侧设备的发光模块的波长为1310毫米。若是通过检测，发现实际波长不在正常范围内，则需要及时更换光模块。需要注意的是只要能检查出其中任何一个光模块出现了异常情况，就要进行光模块的更换。其次，可通过检查2M接口模块的发光功率来确定光接口是否出现了故障。若是功率明显不足，就能确定发光模块异常，需要及时更换光模块。需要注意的是只要任意一个光模块出现功率异常故障，就要及时更换。最后，还可通过检查光模块的收光功率来确定光传输设备2M光接口模块是否存在故障。如果是收光功率过低，甚至是无光，则可进行端到端的测试，了解光纤通信的衰减性、连通性。这时若能确定其衰减性、连通性正常，则可证明发光模块存在故障，需要及时更换。
3.继电保护装置软硬件版本不符
在故障检测中，若是发现光传输设备、继电保护装置都具有正常的发光、收光功能，但是通信通道仍是存在故障。这时技术人员就需要检查继电保护装置软硬件版本是否与2M光接口的运行工况相符。
通常情况下，其软硬件版本主要根据通信通道协议进行设置。也就是说，2M光接口及电接口、4M纤芯直连等不同通行方式所对应的软硬件版本也是不相同的。但是2M电接口是需要2M/电转换器，而2M光接口、4M纤芯直连则不需要。而且基本所用的发光、收光模块都是相同，纯粹从外观上观察无法分别继电保护装置所用的通信方式。也正是因为这种问题，所以才会经常出现所用软硬件版本不符的故障。最重要的是这种故障的表象比较统一，都是光传输设备发光、收光是正常，而通道不同，需要技术人员深入分析、判断。具体可按照以下步骤进行判断：第一，先确定光传输设备发光、收光是正常。第二，再进行2M光接口向业务侧换回。此时，若是继电保护装置依然无法通信，则要按照以下步骤进行检测。第三，避开光传输设备，直接在光配线单元上进行尾纤换回。若继电保护装置正常通信就能证明继电保护装置软硬件匹配不匹配。
综上所述，为了有效排除通信设备与继电保护装置2M光接口调试问题，技术人员应当灵活应用各种调试技术，规范、有序地进行故障排除。采用2M光接口将继电保护装置和光传输设备直连，减少了目前继电保护设备与光传输设备之间的光电转换设备，即减少了故障点，更易于维护和故障定位，节省了成本;同时，光传输设备网管能及时上报光口、传输线路性能和告警，便于定位故障点，避免了网管盲点，加强了电力系统继电保护应用可靠性。在现有成熟的SDH网络现状下，可实现远距离传输，传输距离不受限制。因此，2M光接口在电力系统继电保护业务接入中具有很重要的意义。
参考文献：
[1]宋忠耀.基于ARM的安全通信接口研究与实现[D].北京邮电大学，2015.
[2]杨志敏.通信设备与继电保护装置2M光接口调试常见问题排障[J].中国新通信，2014，16（01）：113-114.
[3]张国伟.基于CompactPCI总线的多功能串行通信接口设计[D].电子科技大学，2011.
（作者单位：广东电网有限责任公司江门供电局）
【关键词】通信设备;继电保护装置;2M光接口调试;问题排障
一、2M光接口技术指标
2M光信号采用非成帧方式，保证SDH光传输设备对继电保护信号透明传输，SDH传输设备不用关心保护信号的编解码方式等内部处理机制，使得光接口能够最大程度的兼容各种继电保护装置，同时也降低了SDH设备与继电保护设备光接口的开发难度和开发成本。采用非成帧方式接口能够使用通道全时隙链路进行数据传输，提高数据传输速率。
2M光接口对保护侧信号编码方式不作要求，但要求保护装置编码后光信号速率为（2048±50×10-6）kbit/s。
信号中必须包含时钟信息，且不能出现4个及以上的长连“0”或长连“1”。2M光接口采用G.652单模光纤传输，使用标称1310nm光源。
由于ITU-T没有专门针对2M光接口的相关标准，在研发过程中主要参考了ITU-T G.957标准，这样在对标和兼容性方面都有很大的优势。
ITU-T G.957中规范了基于同步数字体系的设备和系统的光接口参数，用于标准化光接口规范相应的应用和套数，以实现横向兼容性。它认可三种主要应用类别，分别为互连距离小于约2km的局内应用、互连距离约15km的短程局间应用及互连距离约40km-80km的长途局间应用。
二、通信设备与继电保护装置2M光接口调试的必要性
电力线路继电保护装置的最佳通信方式是光纤通信。如复用2M通道方式、专用纤芯通信方式等。其中专用纤芯通信方式具有所耗资源多、传输距离有限、不能监控等缺點。所以，如今已经不再广泛应用这种通信方式。而复用2M通道方式则具有灵活性强、可远程监控、传输距离远等优点。所以，其应用范围越来越大。如电力系统的继电保护装置使用的就是复用2M通道方式，且应用了G.703电接口。但是其信号使用的则是光接口。也就是说，光通信设备、继电保护装置之间主要就是使用的2M/电信号转换器。可从实际应用效果来看，该转换器会增加成本投入、故障源。所以，有电力企业提出了统一接口技术、标准的方法，直接省去转换器。但是在这一过程中，2M光接口调试工作并没有可参考的经验，所以技术人员应当在调试中不断总结问题，制定策略，从而有效提升调试工作质量。
三、继电保护光纤通信
一般情况下，线路继电保护光纤复用通信通道包括上部分传统的2M复用电接口的端到端通道、下半部分2M复用光接口。相对来说，后者不需要转换器，可直接实现光信号直连。另外，2M复用光接口技术还具有节省成本、节省空间、可靠性高、方便管理等优点。所以，在继电保护装置通信通道中多是应用后者。但是在其2M光接口的调试中经常会出现以下问题：
1.2M电路异常故障
一旦2M电路出现异常，整个通信通道就会出现不通的情况。虽然这种故障比较少见，但是也会发生。所以，技术人员要重视这一故障，并采取有效的措施解决这一故障。
首先，2M电路异常故障的表现是SDH设备2M落地站点之间端到端的测试不通。这种故障表现还是比较清晰的，且比较容易判断。其次，确定2M电路异常故障源的方法是分析网管警告。具体步骤是先对电路两侧端口、对应时隙进行检查，确认其中是否存在警告信息。若是存在故障信息，则应先检查其中是否存在是设备、光缆故障。若是没有则应继续检查2M光接口模块。若是经过上述操作仍没有发现故障，则要考虑电路路由经过的网元节点时隙交叉配置是否存在问题。但在这一过程中，技术人员应当灵活采用逐段排除的方法进行故障定位，并在确定故障位置后再进行交叉配置参数的修改。
2.收光异常故障
所谓收光异常是指无法收光及收光功率较低的问题。通常情况下，主要是指光纤两端设备存在收光异常问题，且造成这一问题的主要原因就是对侧设备发光模块异常。在排除这一故障的过程中，技术人员可按照以下步骤进行故障排除：
首先，正常情况下，继电保护装置、对侧设备的发光模块的波长为1310毫米。若是通过检测，发现实际波长不在正常范围内，则需要及时更换光模块。需要注意的是只要能检查出其中任何一个光模块出现了异常情况，就要进行光模块的更换。其次，可通过检查2M接口模块的发光功率来确定光接口是否出现了故障。若是功率明显不足，就能确定发光模块异常，需要及时更换光模块。需要注意的是只要任意一个光模块出现功率异常故障，就要及时更换。最后，还可通过检查光模块的收光功率来确定光传输设备2M光接口模块是否存在故障。如果是收光功率过低，甚至是无光，则可进行端到端的测试，了解光纤通信的衰减性、连通性。这时若能确定其衰减性、连通性正常，则可证明发光模块存在故障，需要及时更换。
3.继电保护装置软硬件版本不符
在故障检测中，若是发现光传输设备、继电保护装置都具有正常的发光、收光功能，但是通信通道仍是存在故障。这时技术人员就需要检查继电保护装置软硬件版本是否与2M光接口的运行工况相符。
通常情况下，其软硬件版本主要根据通信通道协议进行设置。也就是说，2M光接口及电接口、4M纤芯直连等不同通行方式所对应的软硬件版本也是不相同的。但是2M电接口是需要2M/电转换器，而2M光接口、4M纤芯直连则不需要。而且基本所用的发光、收光模块都是相同，纯粹从外观上观察无法分别继电保护装置所用的通信方式。也正是因为这种问题，所以才会经常出现所用软硬件版本不符的故障。最重要的是这种故障的表象比较统一，都是光传输设备发光、收光是正常，而通道不同，需要技术人员深入分析、判断。具体可按照以下步骤进行判断：第一，先确定光传输设备发光、收光是正常。第二，再进行2M光接口向业务侧换回。此时，若是继电保护装置依然无法通信，则要按照以下步骤进行检测。第三，避开光传输设备，直接在光配线单元上进行尾纤换回。若继电保护装置正常通信就能证明继电保护装置软硬件匹配不匹配。
综上所述，为了有效排除通信设备与继电保护装置2M光接口调试问题，技术人员应当灵活应用各种调试技术，规范、有序地进行故障排除。采用2M光接口将继电保护装置和光传输设备直连，减少了目前继电保护设备与光传输设备之间的光电转换设备，即减少了故障点，更易于维护和故障定位，节省了成本;同时，光传输设备网管能及时上报光口、传输线路性能和告警，便于定位故障点，避免了网管盲点，加强了电力系统继电保护应用可靠性。在现有成熟的SDH网络现状下，可实现远距离传输，传输距离不受限制。因此，2M光接口在电力系统继电保护业务接入中具有很重要的意义。
参考文献：
[1]宋忠耀.基于ARM的安全通信接口研究与实现[D].北京邮电大学，2015.
[2]杨志敏.通信设备与继电保护装置2M光接口调试常见问题排障[J].中国新通信，2014，16（01）：113-114.
[3]张国伟.基于CompactPCI总线的多功能串行通信接口设计[D].电子科技大学，2011.
（作者单位：广东电网有限责任公司江门供电局）