Цифровые каналы сегодня используются в релейной защите и автоматике (РЗА) для устройств передачи аварийных сигналов и команд (УПАСК) и дифференциальных защит линий (ДЗЛ). Их можно организовать как по выделенным оптическим волокнам (ОВ) в волоконно-оптических кабелях (ВОК), так и по цифровым системам передачи информации (ЦСПИ). Использование только выделенных ОВ – наиболее предпочтительное с технической точки зрения решение в силу его относительной простоты и надежности, но при этом существует ряд ограничений [1].
Как следствие, актуальной является организация цифровых каналов для РЗА по ЦСПИ, большинство из которых в российской электроэнергетике построены на базе синхронной цифровой иерархии (Synchronous Digital Hierarchy, SDH) и плезиохроной цифровой иерархии (Plesiochronous Digital Hierarchy, PDH) [2]. По сравнению с выделенными ОВ цифровые каналы для РЗА в сетях SDH/PDH имеют свои особенности, рассмотренные в данной статье.
Общая схема построения сетей SDH/PDH в единой технологической сети связи электроэнергетики (ЕТССЭ) России приведена на рис. 1. С использованием транспортных мультиплексоров SDH по ОВ организуется транспортная сеть STM-4/16 (622 Мбит/с / 2,5 Гбит/с), к которой по STM-1 (155 Мбит/с) подключаются мультиплексоры доступа SDH/PDH. При отсутствии необходимости в высокой скорости передачи данных сеть или ее сегменты могут быть построены на уровне STM-1 с использованием только мультиплексоров доступа SDH/PDH. Транспортные мультиплексоры имеют интерфейсы пользователя STM1, E1 и Ethernet. Мультиплексоры доступа имеют более широкий набор интерфейсов пользователя: 2- и 4-проводные телефонные окончания, E1, Ethernet, RS-232, X.21 и т. д.
В синхронных сетях осуществляется синхронизация по тактовой частоте всех передающих и принимающих устройств. Отсутствие качественной синхронизации приводит из-за различия тактовых частот в мультиплексорах к частому появлению проскальзываний (слипов, от англ. slip), которые заключаются в исключении или повторении в потоке цифровых данных одного или нескольких бит, что приводит к возникновению ошибок в цифровом канале.