DT220全数字载波机综合介绍

DT220全数字电力线载波机技术综合介绍一．概述DT220全数字电力线载波机是：⑴全新概念的电力线通信设备；⑵真正的全数字电力线载波机；⑶唯一使用FPGA硬件平台的全数字电力线载波机；⑷唯一使用MOS管功率放大器的全数字电力线载波机；⑸唯一采用一次全数字调制解调OQPSK的全数字载波机；⑹真正能实现大容量、高可靠调度电话和远动数据传输的全数字载波机。二．技术特点2.1大容量在4kHz带宽内可同时传输4路话音、数据和图像信号。2.2全数字⑴采用数字技术，完成语音、数据、图像信号的处理和调制解调；⑵采用软件，实现各种数字技术；⑶使用FPGA硬件平台。2.3强网管采用全中文的BOSS220管理软件，组建集中监控和网管系统，实现对全网设备的集中监控和管理，变被动维护为主动维护，大幅缩短设备故障历时。2.4自适应⑴链路速率自适应：随着电力线通道参数的变化，自动调整链路传输速率；⑵通道配置自适应：自动按预定的通路优先权限进行配置，从而使在线路条件恶劣时，能够保证重要通道的可靠传输；⑶数据自适应：自动识别传输数据的校验方式，无需人工设置；⑷功率自适应：按照信号非线性失真情况，自动调整输出功率。2.5高可靠⑴在先进的FPGA硬件平台上，用软件实现调制解调等信号处理，不仅一致性好，而且环境温度、运输、电磁干扰……等不可能对算法带来任何影响。所以从根本上提高了设备的可靠性和稳定性。⑵采用了网格编码、前向纠错技术，有效地解决了电晕、脉冲干扰等噪声对语音和数据的影响；⑶采用OQPSK数字调制解调技术，增强了线路的适应能力，有效抑制接收电平突变和随机噪声的影响；⑷多重安全设计和长时间高温时效处理，提高了设备的可靠性和稳定性，大幅增加了设备的使用年限。2.6多接口⑴数据接口：具有RS232、RS485及模拟远动接口，与各种RTU和其它数字通信设备接口方便灵活；⑵语音接口：具有FXS、FXO、环路CO、热线电话、各种标准4WE&M等接口，DP和DTMF兼容，与其它数字通信设备接口方便灵活；⑶网管接口：具有RS232、RS485接口，可以方便灵活地组建集中监控和网管系统。2.7全兼容频率配置与国内所有模拟载波机兼容，可并机运行；2.8易维护用户可通过RS485串行接口对所有DT220全数字电力线载波机进行全网管理。可通过调制解调器远程拨号对设备进行异地诊断、调整。2.9高集成超大规模集成电路的使用与SMT表面封装技术的应用，提高了设备的质量和可靠性。2.10不需功率分配本设备传输经OQPSK调制后地多电平信号，无需和模拟机、数字化机一样对话音、导频、呼叫信令、远动进行功率分配。2.11全数字调制解调技术的应用采用OQPSK全数字调制解调技术，在FPGA平台上将需要传输的信号一次性调制到线路频谱及其反变换，提高了系统的可靠性和可使用性。2.12自适应复用技术的应用采用自适应复用技术，根据链路速率的变化，动态调整通道配置。2.13高保真语音处理技术采用符合CCITTG.714建议的PCMA律压扩技术、动态语音信号回波抵消技术、有源二/四线转换技术，实现低比特率的语音高质量传输。语音质量优于其他产品，声音大，逼真度高。其空闲通道噪声为（A律噪声评价系数）-68dBrnco，音频信号在传输质量优于模拟载波机。2.14数据接口⑴采用校验方式自动识别技术，可自动适应数据的传输；⑵具有硬件流量控制和软件流量控制；⑶具有长帧数据发送端分拆和接收端重新封装功能，分拆和重新封装帧数为0～100帧。2.15通道优先权限设置语音通道、数据通道可分别设置为1～4级，其中1为最高级别，在任何情况下，均保证其正常通信。2.16内置多协议专线MODEM⑴具有电力系统常用的300、600、1200bps4种通信协议，方便灵活地与RTU和其它数字通信设备接口；⑵可按要求提供非标的MODEM通信协议。2.17内置多中继程控交换机⑴采用模块式设计，以8门为基本单元，通过级联方式进行方便灵活地扩容；⑵二线用户和4WE&M中继口无阻塞交换；⑶具有编程路由或自动路由选择功能；⑷完全独立的4路4WE&M中继口。2.18多种运行模式⑴固定速率运行模式:DT220在指定的总速率下运行，总速率应≥语音速率＋数据速率⑵智能链路自适应运行模式DT220在指定的总速率的一个范围下运行，总速率的范围为4.8kbps～大于或等于语音速率＋数据速率⑶动态链路自适应运行模式DT220在4.8kbps～33.6kbps的范围下运行。2.19可在低信躁比下运行DT220最低接收信躁比为≥10dB。数据选择自环控制PN511检测线路均衡载频输入控制保护信号检测显示及输入控制AGC自动增益控制控制模块纠错编码码型转换串/并模/数转换16kHz加权波形C(t)载波cos(ωot)载波sin(ωot)一次数字调制原理框图（OQPSK调制）数字滤波逐级升抽样成形数字滤波逐级升抽样成形S(t)I路Q路0~4kHzDCO高精度数字振荡器A/Dfo:(40~500kHz)▲f=4kHzD/A至功放＋－A/D串/并高速模/数转换1024MHzI路Q路DCOS(t)C(t)鉴频控制一次数字解调原理框图（OQPSK解调）载波cos(ωot)载波sin(ωot)收滤来逐级降抽样逐级降抽样环路滤波C(t)S(t)波形产生训练序列匹配多级数字滤波自适应数字均衡检错纠错D/A0~4kHz＋－2.20一体化结构设计设备采用一体化8U标准19英寸机箱，连线少，可靠性高，组架灵和，使用方便。三、DT220全数字载波机执行的标准⒈IEC495-1993《单边带电力线载波机》⒉GB/T7255-1998《单边带电力线载波机》⒊ITU-TG.723、G.714相关建议⒋ITU-TV.23、V.28、V.34系列相关建议⒌BELL202、DL、DL412标准⒍IEC801-3电磁辐射⒎IEC255-5耐压和绝缘阻抗⒏IEC801-4脉冲干扰⒐SNMP:简单网络管理协议四．关键技术核心技术一：OQPSK调制方式（自有专利技术、国家重点新产品）全数字一次调制／解调过程所采用的技术高速模／数、数／模转换均方成形多级升、降抽样数字滤波高精度数控振荡器自适应数字均衡数字检错、纠错编码CPLD（复杂可编程逻辑器件）OQPSK调制调制／解调技术效果带内平坦：带内抖动峰峰值＜0.01dB对邻频的干扰：＜－20dB带内SNR：＞73dB谐波抑制：带外抑制＞69dB镜像抑制：＞76dB带内几乎无相移DCO分辨率高：23比特、0.5Hz防卫度高：带外200Hz＞40dB，2B以外＞80dB内设自适应数字均衡补偿线路上不平坦和时延失真现场修改线路频率时延小，并可测（即可计算，并且是常数）高精度的频率稳定性高次谐波和交调信号的抑制性好镜像频谱的抑制性好抗干扰能力强核心技术二：MOS管功率放大器——自有专利技术⑴绝缘栅型场效应管（MOS管）作为功率放大器件；⑵采用互补源极输出形式；⑶失真度低、信号畸变小、体积小、效率高；⑷国内目前唯一MOS管的产品。五、网管系统DT系列全数字电力线载波机综合监控和网络管理系统集监测、控制和网络通信功能于一体，可实时监控各变电站DT系列全数字电力线载波机的运行状态，并能迅速、准确地将状态信息和有关数据传送到监控中心，实现远程自动遥测和遥控；并可对采集的数据进行处理、存储、统计、查询、制表、打印；可对全网设备进行远程设备配置管理；实现了对全网的DT系列全数字电力线载波机的综合监控和网络管理功能。5.1主要特点：⑴用PC机集中监控，以中文WINDOWS95及以上版本为平台，全中文菜单式图形用户界面，操作简单，管理方便。⑵方便的统计查询、数据存储和打印功能。⑶全网实时配置管理。可方便地对整个网络任意一点的某一具体设备及具体参数进行实时监控。⑷支持拨号MODEM、RS232和RS485等网络连接方式。⑸实时监测链路性能（如电平、S/N、链路速率、误码率……等）。⑹完善的运行日志记录，长期记录设备运行状况，供维护人员随时查看。⑺多种环回测试模式，方便设备维护。⑻用图标显示网络拓扑构成，直观便于操作。⑼网管软件演示模式，方便操作人员培训。⑽通过维护网络节点表，可动态调整网络规模和拓扑结构。5.2主要功能：⑴设置语音通道的编码速率⑵改变串行数据通道的参数⑶设定比特带宽⑷下载新的操作软件⑸完成故障诊断⑹收集统计信息⑺设置和取消环回测试⑻实时监测链路性能⑼实时检测接收信号电平、S/N和可用信道带宽⑽显示网络拓扑构成⑾查看、存储和打印运行记录日志⑿网络节点表维护⒀操作口令管理功能5.3组网典型配置⑴中央监控中心（地调监控中心）：ABCDEFGHSELECTEDON-LINE监视工作站监视工作站前置机打印机⑵区域监控中心（县调监控中心）：5.3工程实例：六、安全性、可靠性的保障6.1在音频端口、数据端口和高频电缆连接端口均配置有过流、过压和雷电保护装置。电源输入端口配置有保险丝、瞬态抑制器和EMI滤波器。6.2采用OQPSK数字调制解调技术，有效抑制接收电平突变和随机噪声的影响。6.3一个单元或部件发生故障不会导致整个系统的损坏。设备的插接部件分为大功率和小功率二种，使用不同的插头，可避免错插损坏设备。电缆的安装位置没有锋利的边缘，并远离热源。设备具有必需的锁紧装置，避免应偶然接触和振动发生误调。6.4DT220全数字电力线载波机在0℃～50℃的环境温度下，可满足技术指标要求，在0℃～60℃的环境温度下，能保证正常工作。功率放大器所使用的风扇符合EMI的要求。6.5对设备重要的电压、状态和电平值，均在设备面板上用LED直接指示，管理软件还可以对线路质量（SNR、接收电平、信号传输质量、ERR……等）直接测试，也可对数据通道、电话通道进行本地和远端环回测试。6.6DT220全数字电力线载波机采用标准19英寸的8U一体化机箱，可装入标准19英寸机柜。6.7配套的标准19英寸机柜装有风机、单相AC220V插座和保险。6.8在设备插接部件的前面板上印刷有部件名称，每台设备的LCD显示屏可显示工作频OPOPOPOPOPOPTTTDT340DT340OPDT340DT340DT340DT340DT340TDT340DT340DT340电力线电力线DT340OPT电力线电力线电力线DT340DT340TDT340电力线DT340DT340东城变DT340直孔变泽当变羊八井变调度中心江孜变羊湖电厂黑竹工卡变RS232RS232RS232RS485RS485RS232RS485RS232RS232RS232RS232日噶泽变RS232RS232磨沙卡电力线光纤光纤光纤光纤DT340电力线西郊变RS485图例OPT光纤光纤通信系统RS232/RS485适配器DT340DT340全数字载波机率、运行状态。6.9整机和部件的高温老化处理在整机处于正常工作情况下进行不间断高温老化6天（144小时），老化温度50℃，间隔48小时对其主要指标测试。七、DT系列全数字载波机技术参数7.1环境条件和供电电源环境条件温度0℃～+45℃保证指标-20℃～+55℃保证工作-40℃～+70℃储存和运输相对湿度在40℃时≤93%供电电源直流－48V电压变化范围-15～+20%220V电压变化范围-15～+10%交流220V电压变化范围-15～+10%频率偏差50Hz/60Hz7.2耐压及电磁兼容抗干扰性能电源2000V高频接口（输入输出）2000V低频接口1000V电磁辐射辐射电磁场值10V/m电磁放电符合IEC801-2放电电压８KV耐压和绝缘阻抗电源端子500Vrms/1分钟高频接口输入／输出端500Vrms/1分钟低频接口输入／输出端500Vrms/1分钟绝缘阻抗≥10MΩ7.3高频通道载波频率范围40～500kHz,可编程基本载波频带4kHz音频有效带宽300～3850Hz调制方式数字一次调制解调（OQPSK）线路码型HDB3（三阶高密度双极性码）发信功率5W(37dBm)/10W(40dBm)/20W(43dBm)/40W(46dBm)线