SDH雙纖雙向通道保護(hù)方式在蘭州電網(wǎng)光纖通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化改造工程中的應(yīng)用

李海曦 張 穎

摘要:文章分析了蘭州電網(wǎng)西部光纖專用通信網(wǎng)的現(xiàn)狀、存在問題以及優(yōu)化改造后的系統(tǒng)狀況,充分介紹了優(yōu)化改造后系統(tǒng)的保護(hù)方式,分析了網(wǎng)絡(luò)在特殊情況下的最優(yōu)保護(hù)路徑,提出了解決方案并在實(shí)際應(yīng)用中的良好應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞:SDH;保護(hù);建設(shè)

中圖分類號(hào):TN929.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-8937(2009)18-0056-02

蘭州市區(qū)東部、西部光纖通信傳輸環(huán)網(wǎng)工程的建設(shè)成功,不僅緩解了因微波及載波電路容量、種類有限而導(dǎo)致市區(qū)110kV及以上等級(jí)電網(wǎng)范圍內(nèi)變電站通信信息業(yè)務(wù)受遏制的現(xiàn)狀,而且實(shí)現(xiàn)了整個(gè)市區(qū)電網(wǎng)“信息高速公路”,完成整個(gè)蘭州市區(qū)光纖全覆蓋的目的,為甘肅電網(wǎng)專用通信網(wǎng)各級(jí)信息“進(jìn)市區(qū)”提供了必要的高速率、大容量、低誤碼的傳輸通道。

整個(gè)工程依托現(xiàn)有的本地通信線路、10kV配電線路、35kV線路以及新建的110kV線路同桿架設(shè)8芯、12芯、18芯、24芯和36芯普通無金屬架空光纜GYFSTY和無金屬自承式架空光纜ADSS,組成東西相切環(huán)和西部三個(gè)相交環(huán)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。系統(tǒng)共建成網(wǎng)元67個(gè),敷設(shè)光纜400多公里,基本覆蓋蘭州市區(qū)東部、西部的110KV及以上變電站(包括永登地區(qū)及榆中地區(qū))。

蘭州市區(qū)西部光環(huán)網(wǎng)全部采用深圳華為通信公司的Optix 2500+和Optix 155/622H光傳輸設(shè)備以及HONET ONU智能交叉接入設(shè)備。其中主干光環(huán)網(wǎng)全部采用Optix 2500+和HONET ONU,Optix 2500+光傳輸設(shè)備傳輸?shù)燃?jí)STM-4(可在線不中斷業(yè)務(wù)平滑升級(jí)至STM-16,西環(huán)網(wǎng)工程已將所有Optix 2500+中的數(shù)字交叉板直接配置成為STM-16等級(jí),若需升級(jí),只需更換相應(yīng)的光接口板即可實(shí)現(xiàn)STM-16容量),傳輸速率622.080 Mbit/s(可升級(jí)至2.5 Gbit/s),傳輸容量252×E1(可升級(jí)至1008×E1),交叉能力高階128×128VC-4和低階等效1008×1008VC-12。HONET ONU智能交叉接入設(shè)備傳輸容量16個(gè)2M方向,單框最大提供480路時(shí)隙。主干光鏈路全部采用Optix 155/622H和HONET ONU,Optix 155/622H光傳輸設(shè)備傳輸?shù)燃?jí)STM-1(可在線不中斷業(yè)務(wù)平滑升級(jí)至STM-4,若需升級(jí),只需更換相應(yīng)的光接口板即可實(shí)現(xiàn)STM-4容量),傳輸速率155.520 Mbit/s(可升級(jí)至622.080 Mbit/s),傳輸容量63×E1(可升級(jí)至252×E1),交叉能力高階16×16VC-4。

蘭州市區(qū)西環(huán)網(wǎng)目前全網(wǎng)絡(luò)采用雙纖雙向通道保護(hù)環(huán)方式,并且不占用系統(tǒng)容量,。而改造后的西部光環(huán)網(wǎng)因系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生了較大的變化,因此其保護(hù)方式也應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的改造。

為了提高網(wǎng)絡(luò)的安全性,要求網(wǎng)絡(luò)有較高的生存能力,從而產(chǎn)生了自愈網(wǎng)。自愈網(wǎng)能在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)意外故障時(shí)自動(dòng)恢復(fù)業(yè)物。環(huán)行網(wǎng)保護(hù)就是實(shí)現(xiàn)自愈網(wǎng)的方法之一。

根據(jù)自愈環(huán)節(jié)構(gòu)可分為通道倒換環(huán)和復(fù)用段(線路)倒換環(huán)兩大類。在通道倒換環(huán)中,業(yè)務(wù)信息的保護(hù)是以每個(gè)通道為基礎(chǔ)的,根據(jù)環(huán)內(nèi)每一個(gè)別通道信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣來確定是否倒換。而在復(fù)用段倒換環(huán)中,倒換是以每一對節(jié)點(diǎn)間的復(fù)用段信號(hào)質(zhì)量為基礎(chǔ)的,當(dāng)復(fù)用段有故障,在故障的范圍內(nèi)整個(gè)線路倒換到保護(hù)回路。根據(jù)通道保護(hù)復(fù)用段保護(hù)倒換的性質(zhì)及保護(hù)信息的流向可以看出,一般情況下,通道保護(hù)倒換方式常用于集中型業(yè)務(wù)處理及網(wǎng)絡(luò)管理上,而復(fù)用段保護(hù)倒換方式則常用于分散型網(wǎng)絡(luò)管理及業(yè)務(wù)分配的系統(tǒng)中。那么,針對這兩種保護(hù)方式,本設(shè)計(jì)將對照即將改造后的西部光環(huán)網(wǎng),來進(jìn)行相應(yīng)的自愈環(huán)網(wǎng)保護(hù)設(shè)置。

改造后的西部光環(huán)網(wǎng),將形成一個(gè)STM-16等級(jí)的支撐環(huán)網(wǎng)與一個(gè)STM-4等級(jí)的接入環(huán)網(wǎng)相切的基本結(jié)構(gòu),相切點(diǎn)正好是地調(diào)中心站,然后分別在兩個(gè)環(huán)網(wǎng)上添加不同傳輸?shù)燃?jí)的環(huán)網(wǎng)或鏈路。對于整個(gè)西部光環(huán)網(wǎng)來說,從其業(yè)務(wù)流向上可以看出,各站點(diǎn)業(yè)務(wù)信息在傳輸回地調(diào)的同時(shí),也被部分傳輸回各分集控中心。在西環(huán)網(wǎng)上,有建西集控、西固集控、紅古集控、建設(shè)坪集控、榆中集控、永登集控等多個(gè)集控中心,但是相對于集控中心而言,大部分、甚至絕大部分信息依然是以地調(diào)中心站作為最終的傳輸溯源。所以,現(xiàn)階段,蘭州電網(wǎng)專用通信網(wǎng)的業(yè)務(wù)信息配置及流向還是一個(gè)集中型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

原有的西部主干光環(huán)網(wǎng),即改造后的接入主干光環(huán)網(wǎng)在西部光環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)工程中就已經(jīng)將其配置成為了一個(gè)雙纖單向通道保護(hù)環(huán)網(wǎng),并在所有的鏈路或環(huán)網(wǎng)接入節(jié)點(diǎn)上都進(jìn)行了SNCP保護(hù)設(shè)置(環(huán)帶鏈),使得環(huán)網(wǎng)上任何一個(gè)方向的光纜或站點(diǎn)(包括光接口板)出現(xiàn)故障產(chǎn)生該方向業(yè)務(wù)流中斷時(shí),都能在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生保護(hù)倒換,并使得各分支所帶節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)傳輸不致中斷。所以,在改造后的該環(huán)網(wǎng),因其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳]有發(fā)生大的變化,所以還是繼續(xù)保留該網(wǎng)絡(luò)原有的保護(hù)倒換方式。

對于新建成的STM-16支撐主干光環(huán)網(wǎng),因其業(yè)務(wù)流向也大部分都是傳輸回中心站,故也擬將該網(wǎng)絡(luò)設(shè)置成為雙纖單向通道保護(hù)環(huán)網(wǎng)。只是在該環(huán)網(wǎng)上的每一個(gè)節(jié)點(diǎn),由于都帶有分支或附屬環(huán)網(wǎng),所以,除中心站外,每一個(gè)網(wǎng)元都需要進(jìn)行SNCP保護(hù)設(shè)置。

另外,由西部主干光鏈路改造成的兩個(gè)STM-1等級(jí)的小環(huán)網(wǎng)和永靖地區(qū)小環(huán)網(wǎng)也依然采用雙纖單向通道保護(hù)環(huán)方式。而永登地區(qū)和榆中地區(qū)的鏈路則采用SNCP無保護(hù)鏈方式。

圖1為雙纖單向通道倒換保護(hù)環(huán)示意圖。

在通道倒換環(huán)上信號(hào)的傳輸方式是單向的,從A節(jié)點(diǎn)向C節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)沿業(yè)務(wù)光纖S按順時(shí)針方向傳輸,從C節(jié)點(diǎn)向A節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)繼續(xù)沿光纖S繞順時(shí)針方向傳輸。發(fā)送側(cè)發(fā)送的信號(hào)同時(shí)也送給保護(hù)光纖P,因此,在P光纖有一個(gè)從A向C發(fā)送的備份信號(hào),且沿P光纖繞反時(shí)針方向從A傳到C;P光纖上從C向A發(fā)送的備份信號(hào)繼續(xù)沿P光纖繞反時(shí)針方向從C傳到A每個(gè)節(jié)點(diǎn)均從兩個(gè)方向接收到相同的信號(hào),并選擇兩個(gè)方向來的信號(hào)中最好的一個(gè)。

當(dāng)節(jié)點(diǎn)B和C之間的兩條光纖同時(shí)被切斷時(shí),如圖2所示。

在節(jié)點(diǎn)C,由于從A經(jīng)S光纖按順時(shí)針方向送來的信號(hào)已丟失,故接收端的倒換開關(guān)將S光纖轉(zhuǎn)向P光纖,倒換為接收從A節(jié)點(diǎn)經(jīng)P光纖按逆時(shí)針方向送來的信號(hào),而C發(fā)向A的信息仍經(jīng)S光纖按順時(shí)針方向傳送。其它個(gè)節(jié)點(diǎn)仍從順時(shí)針方向接收信號(hào),因而,B節(jié)點(diǎn)與C節(jié)點(diǎn)之間的路段雖已失效,但信號(hào)仍然沿兩個(gè)方向在A與C之間傳送,信息也正常地流過其它節(jié)點(diǎn),根據(jù)圖3可以看出。

在本次優(yōu)化改造設(shè)計(jì)中新建設(shè)的STM-16等級(jí)的支撐主干光環(huán)網(wǎng)中,大部分路徑是與三級(jí)通信網(wǎng)采用共纜分纖的方式來實(shí)現(xiàn)的。為了最優(yōu)化合理的組織該環(huán)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?我們在張家臺(tái)變～海石灣變段的24芯OPGW借助了6芯,分別組成了302開關(guān)站～海石灣變(其中302開關(guān)站～張家臺(tái)變段光纜為新建光纜)～張家臺(tái)變段以及大坪開關(guān)站～張家臺(tái)變(其中大坪開關(guān)站～海石灣變?yōu)橐呀ǔ晒饫|)段,如圖3所示。盡管OPGW光纜的可靠性是目前電力系統(tǒng)使用光纜中可靠性最高的一種光纜,但是在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的時(shí)候,就不能不考慮光纜在中斷時(shí)業(yè)務(wù)如何迂回的方式。所以,本設(shè)計(jì)擬對在出現(xiàn)張家臺(tái)變～海石灣變段光纜中斷時(shí),業(yè)務(wù)信息在中斷面最小的情況下進(jìn)行迂回的通道保護(hù)方式,現(xiàn)作如下要求:

除STM-16等級(jí)支撐主干環(huán)網(wǎng)和兩個(gè)依托在其上的STM-1等級(jí)小環(huán)網(wǎng)本身采用的雙纖單向通道保護(hù)方式以及各節(jié)點(diǎn)采用的SNCP保護(hù)方式外,在該網(wǎng)絡(luò)中,還需要借助系統(tǒng)中16個(gè)VC-4中的一個(gè),組成地調(diào)中心站→302開關(guān)站→達(dá)川變→張家寺變→花莊變→洞子村變→紅古變→紅古供電所→海石灣變→一礦變→窯街變→建設(shè)坪變→連城電廠→大坪開關(guān)站→張家臺(tái)變→炳靈變→和平變→地調(diào)中心站的一個(gè)新的虛擬通道保護(hù)環(huán)網(wǎng),如圖3。并將該網(wǎng)絡(luò)上所有較為重要的2Mbps業(yè)務(wù)、自動(dòng)化業(yè)務(wù)、調(diào)度業(yè)務(wù)、聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)等通道全部組織在該虛擬環(huán)網(wǎng)上,一旦發(fā)生光纜中斷的情況,這些業(yè)務(wù)不會(huì)隨著光纜的中斷而無法進(jìn)行正常傳輸。

采用這種方式的好處是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中302開關(guān)站～海石灣變段、海石灣變～張家臺(tái)變段和大坪開關(guān)站～張家臺(tái)變段的光纜在同一時(shí)間中斷時(shí),STM-16主干環(huán)網(wǎng)上其余節(jié)點(diǎn)除借助自身的保護(hù)方式發(fā)生通道倒換外,海石灣變和兩個(gè)STM-1等級(jí)小環(huán)網(wǎng)上的較為重要的業(yè)務(wù)也會(huì)隨著虛擬環(huán)網(wǎng)的通道倒換而不至于發(fā)生中斷。

另外,該保護(hù)方式只是針對海石灣變～張家臺(tái)變段光纜中斷時(shí)考慮的,如果是環(huán)網(wǎng)上任何一個(gè)網(wǎng)元或網(wǎng)元中的光板中斷,都不會(huì)引起該保護(hù)動(dòng)作,網(wǎng)絡(luò)會(huì)利用自身的通道保護(hù)環(huán)網(wǎng)進(jìn)行倒換,使得業(yè)務(wù)不受影響。

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