串口到光纤解决远距离传输中的应用的方案

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串口到光纤解决远距离传输中的应用的方案 [复制链接]

RS485网络与光纤网络的问题概述以及解决方案
　　一、 传统485通信存在问题
　　配网自动化设备大多暴露在室外，环境恶劣，因此必须能够抵御高温、低温、日晒、雨淋、风雪、冰雹和雷电等自然环境的侵袭。同时，尽量避免各种电磁干扰，保证长期稳定可靠地工作。现有TTU设备以485总线方式实现通信，由于以电缆为传输介质，存在通信可靠性不高，而且存在难以解决的防雷击问题，对TTU的雷击损率较高，因此我们提出了用无源光网络系统来解决TTU设备的通信问题。
　　二、 光通信技术可行性
　　光纤通信具有通信容量大，衰减小，不怕雷击，抗电磁干扰、抗腐蚀、保密性好、可靠性高、敷设方便等优点。
　　2.1 无源光网络PON性能特点
　　无源光网络系统PON的组网架构采用无源分光器进行点对多点的组网，系统具有下述特性：系统具有灵活的组网特性，优异的扩展性能；系统中各用户节点共享光纤介质，大大提高光接口资源和光缆资源利用率；系统远端节点可以分步按需建设，非常适合地理位置分散的组网需求；无源光网络建设成本低，是光纤主干网络向边缘端延伸的最佳选择。
　　2.2 系统组网应用方案
　　系统为多节点接入系统，一个主站FTU设备连接多个从站TTU设备，对应光路上的多个分支，故足以满足配网通信的需要，通信连接示意图如下：
　　系统采用无源光分路器进行光路的分配，系统中各个TTU设备之间都是并联关系，在光纤链路上实现了挂灯笼模式的安装方式，系统节点的扩展能力很强，安装和维护更简单。
　　2.3 系统主要应用特点
　　1、组网灵活
　　采用无源光分路器，可以组建复杂的环型、星型、树型、链型等光纤网络；根据网络节点灵活联网或改变网络拓扑结构。
　　2、建设和维护成本低
　　点对多点技术构建，光接口数量减少，扩展能力很强，增减节点不影响其他节点的正常工作；无源分光网络，性能可靠，维护成本低。
　　3、安全可靠性高
　　由无源光分路器进行光方向的增加，节点可靠性大大提高；系统中各个子站RU之间都是并联关系，任何子站的故障不影响其他子站的正常工作，网络能够抵抗多节点同时失效的能力。
　　三、系统投资效应分析
　　配网自动化系统为电网的运行监测、快速故障定位、故障隔离等提供了有力的保障措施，如何保证自动化设备的可靠运行，通信问题是一个比较关键的问题，其可靠性是至关重要的，另外在通信方案的选择上得考虑经济性和系统运行维护成本等相关问题，分析现在配网自动化系统中几种通信方案，各自的优缺点如下：
　　1、传统的电缆485总线：采用485电缆总线，建设投资成本较低，通信可靠性不高、抗电磁干扰能力不强、雷击损率较高，遭雷击时损坏自动化设备；
　　2、GPRS无线传输方案：采用移动无线通信网络，建设投资成本最高，运行维护成本高，抗电磁干扰能力最弱，对自动化设备易产生电磁干扰，单点易受雷击；
　　3、光纤通信方案：建设投资成本中等，不怕雷击，抗电磁干扰，抗腐蚀，保密性好，通信可靠性高，运行维护成本最低。从上面的比较分析，光纤通信具有通信容量大，不怕雷击，抗电磁干扰、抗腐蚀、保密性好、可靠性高、敷设方便等优点。在线路上运行的各种自动化设备运行环境的恶劣、电磁辐射强、雷击可能性大的情况下，为配网自动化通信网的建设提出了更高的要求，实践证明，以光纤为传输介质的通信网，更能适应中国的配网自动化通信需求。
　　RS-232/422/485串口设备光纤联网解决方案
　　光纤传输的RS-232/422/485网络
　　 简介：
　　IR-1503S是一款实现RS-232/RS-422/RS-485串行信号通过单模光纤传输的工业级产品。该产品克服了传统串行通信的距离端、抗干扰能力差的缺点，同时也解决了电磁干扰、地环干扰以及雷击和浪涌的难题，极大的提高了数据通信的可靠性、安全性和保密性。光纤接口为双SC接口，通信电接口采用接线柱形式。铁质金属外壳，既可实现壁挂式安装，又可以实现工业导轨安装。在RS-422/485端还加入了防雷防静电保护措施。使其更适合于工业恶劣环境下使用。IR-1513S的串行端同时提供了RS-232、RS-422和R-S485三种接口， 用户在使用时可根据需要直接选择其中一个接口与设备相连，无外部选择开关，使用非常简单方便。
　　说明书下载
　　特点：
　　◆光纤接口采用双ST（FIBER-TX、FIBER-RX）接口
　　◆串口端物理接口为12孔接线柱形式
　　◆RS-485采用先进的自动流控技术，可自动识别信号流向
　　◆串口端同时提供RS-232、RS-422和RS-485三种接口，适用范围更广
　　◆串口端自适应RS-232、RS-422和RS-485接口，无外部工作方式选择开关，使用更简单、更方便
　　◆同时提供两种形式电源接口，接线柱方式和插座方式，实际使用时接哪个都可以
　　◆提供电源和信号方向（←和→）三个指示灯，方便用户查看通信状态
　　◆外壳为金属铁质外壳，坚固、耐用，既可实现面板安装也可实现工业导轨安装
　　性能指标：
　　◆通信电接口：
　　RS-232信号：RXD、TXD、GND（三线全双工）
　　RS-422信号：T+、T-、R+、R-（四线全双工）
　　RS-485信号：D+、D-（两线半双工）
　　◆通信波特率：50～115.2Kbps自适应
　　◆RS-485流控方式：自动流控
　　◆RS-422/485端支持点数：32个节点（标准负载情况）
　　◆RS-422/485通信距离：0～3Km（速率越高距离越短）
　　◆RS-422/485端保护措施：
　　防雷保护容量：600W/ms
　　保护开启电压：7～8V
　　静电保护电压：15kV
　　◆通信光接口：双ST接口（FIBER-TX、FIBER-RX）
　　◆波 长：1310nm
　　◆适用光纤：9/125μm
　　◆发射光功率：-6dBm
　　◆接收灵敏度：-28dBm
　　◆光纤传输距离：0～20Km
　　◆电源：
　　物理接口：同时提供接线柱和插座两种接口
　　电压范围：VIN（+8～48VDC），同时还提供一个+5V（DC）电源接口
　　◆功耗：<0.5W
　　◆工 作 温 度：-40℃～85℃
　　◆湿 度：0～95%（不冷凝）
　　◆尺寸：110mm*85mm*25mm
　　选型指南：
　　◆当传输距离在3公里以内时可选用IR-1503M（光纤接口为ST接口）
　　◆当传输距离在3公里以内时可选用IR-1513M（光纤接口为SC接口）
　　◆当传输距离超过3公里时可选用IR-1503S（光纤接口为ST接口）
　　◆当传输距离超过3公里时可选用IR-1513M（光纤接口为SC接口）