【关键词】PCM组网技术；电力通信；应用
一、PCM技术及工作原理
在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码，它由二进脉冲编码调制数字信号对光源进行通断调制而产生，而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生，称为PCM（Pulsecodemodulation），即脉冲编码调制。这种方式在数字音响中的使用非常普遍，是数字通信的编码方式之一。
PCM技术的工作原理：脉冲编码调制就是把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字信号后在信道中传输，脉冲编码调制就是对模拟信号先抽样，再对样值幅度量化、编码的过程。具体的过程：①抽样，首先对模拟信号进行周期性扫描，把其中时间上连续的信号变换成时间上离散的信号，此过程中，一定要保持信号信息的完整性；②量化，就是对抽样得到的瞬时值用最接近的一组规定的电平值来表示，通常我们采用的是二进制，为了使量化误差尽可能的减少，通常我们采用非均匀量化的方式进行量化；③编码，就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值，然而实际上，量化是在编码过程中同时完成的，所以编码过程也被称作模/数变换。
二、电力用户对PCM设备的系统功能的要求
PCM设备应具备数据与语音等多业务综合接入功能，在传输中对于不同流向的业务能采用并行数字交换技术与灵活的时隙交叉连接技术完成调度，在光传输网络中进行有效安全地传送；PCM设备应能够提供丰富的语音接口以及齐全的数据接口，为保证各业务的安全运行，当64K业务支路、2M线路出现故障时能实现业务地自动倒换；光传输网能够提供多种保护方式，从而满足电力系统高可靠性要求。对于重要业务，具有辅助传输通道，以保证当主传输通道发生故障时，业务能够正常传输；能够提供操作简单、易学的操作界面，设备兼容性要好。
三、PCM组网技术在电力通信中的应用
由于电力系统对通信网具有更为特殊的要求，所以需针对电力系统的特点进行合理规划，并结合PCM通信技术的特点加以优化。
3.1电力通信专网的特点
电力通信专网主要涉及调度电话、远动信号和办公自动化信号的传输，以此同时，随着光纤通信技术的发展，继电保护信号也使用电力通信专网作为载体。因此，电力通信专网的稳定与可靠在电力系统安全生产中起到越来越重要的作用。同时，作为电力系统的专用通信网，其具有以下五个方面的特点：
①电力系统行业的特点要求其必须就有高可靠性；②局部地区信息流较大；③电力系统通信具有不间断的特点；④无人值守变电站对通信技术提出新的要求；⑤电力建设的迅速发展要求电力通信网易于改造和升级。
3.2PCM通信技术在电力通信专网中的应用
电力通信专网中PCM设备采用链型和环形结构，这样可以保证业务数据流的双向传输，尤其是采用环形结构的网络结构可以保证在断开一侧的情况下仍然能够保证数据传输的畅通。
PCM能提供速率为64KBit/s的二线和四线接口，具有带宽为2MBit/s的网络接口，通过SDH数据网来进行传输。PCM主要承载电力通信中的调度电话、远动信号和办公自动化信号的传输，为提升设备的综合管理能力以及减少设备的运行管理成本，大部分的PCM设备需要建立一套独立的网络管理系统来进行设备的管控。
通过一整套完备的管控系统，可以对PCM设备的通道通断情况和业务数据流进行实时监控。并且管控系统还可以通过自带的故障管理模块对用户设备故障和通信故障进行有效区分，从而快速定位故障类型，方便运维人员进行故障检修。
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四、PCM承载的业务及发展
目前，电力系统通信网络中的PCM业务主要有语音业务（调度电话和行政电话）、远动业务、计量业务和少量的4W中继业务。
4.1语音业务承载技术的发展
4.1.1软交换技术
下一代网络技术的核心就是软交换，因此它的发展趋势受到越来越多人的关注，软交换作为控制功能模块，它为下一代网络中需要实时更新的业务提供了呼叫控制和连接控制功能。目前，以软交换为核心的下一代网络已经迅速发展起来，它不仅为企业员工提供了语音服务，同时还提供了数据和多媒体服务，该技术目前已经成功运用到商业运行中，发达国家早已不适用现有的程控交换系统，而是采用软交换技术，我国的主要城市也已经陆续开通商用NGN网络。语音业务的承载采用软交换技术是现代社会发展的一个趋势，随着社会的发展，软交换技术将会覆盖整个领域。
4.1.2IP调度技术
随着VoIP技术的成熟，越来越多的语音业务通过IP通道来承载，相关厂家为了跟随市场也纷纷推出了具有VoIP技术的调度交换产品，该产品与之前的区别就是开发了VoIP板卡，以支持VoIP业务。
4.1.34W中继业务
在电力通信网络建设的早期，4W中继业务非常的盛行，但是随着电网的发展，该业务在电力通信网络中已经不存在，被后来的2M中继所替代。
4.2远动、计量业务通道的网络化
4.2.1远动业务通道的网络化
在电力系统调度自动化中，变电站自动化系统是一个非常重要的环节，它起着承上启下的作用，为了提高整个调度自动化的可靠性，远动通道的改善成了首要任务。因此在1998年8月，国际电工委员会制定了相关协议，将IEC2104标准用于TCP/IP网络，使其具有更高的可靠性和稳定性，其平衡式的传输方式使传输效率也有了很大的提高。目前IEC2104已经在全国各地高压变电站自动化系统中普遍使用。
4.2.2计量业务通道的网络化
计量业务有两路通道，一路是采用调度数据网络通道，另一路是采用PCM专线通道，但它们采用的都是102规约，因此对于专线通道，从技术上讲完全可以采用SDH专线通道模式，所以在某种意义上说，计量业务的承载也可以不采用PCM设备。
4.3综合接入设备
随着技术的发展，部分设备提供商推出了将SDH和PCM二合一的所谓的“综合接入设备”，即在同一个设备中不仅提供了SDH线路光卡，还提供了2W语音、4W数据等低速率接口，这种设备使边缘110kV变电站在满足业务接入需求的同时，还可以减少通信设备数量，从而节约成本。
五、PCM组网技术的改进措施
随着SDH光纤传输技术的大力发展，已实现了光纤通信网的成环成网，并形成与微波通信并存且互为补充的情况。为进一步保障通信连接网络的稳定性和可靠性，可以充分发挥PCM设备的功能特性，采用PCM设备的电路保护功能，将光纤电路作为工作路由而将微波电路作为保护路由，发生故障时即将可将业务在光纤电路和微波电路间自由切换，保障电力通信业务的畅通。
同时，为了简化枢纽变电站多台PCM同时运行的问题，可采用64Kb/s数字交叉连接设备来实现枢纽变电站的PCM汇聚，这样就可以实现枢纽变电站以下的业务汇聚和转接工作，使网络结构变为树型结构。由于64Kb/s数字交叉连接设备能够实现2M电路的复分接能力，而PCM采用的是带宽为2MBit/s的网络接口，这样可以方便的实现业务的管理和调配。
参考文献
[1]张鑫龙.光通信中高科PCM设备的分析与优化配置[J].电子设计工程,2012.
[2]郑建明.对光纤保护复用PCM光纤通道的故障处理分析[J].大科技:科技天地,2011.
[3]欧阳文华.基于PCM和SDH技术的双传输多通道接入网络方案设计[J].电力信息与通信技术,2016.
论文作者:赵子瑶
论文发表刊物:《科技新时代》2018年2期
论文发表时间:2018/5/14
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