SDH光設(shè)備在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

溫志堅(jiān)

【摘要】為適應(yīng)電力體制改革，加快電網(wǎng)智能化建設(shè)的步伐，電力通信網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)也正朝著減少網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用方向努力發(fā)展。隨著電網(wǎng)建設(shè)的不斷完善，電網(wǎng)企業(yè)正實(shí)施“三化一流”的發(fā)展戰(zhàn)略，而傳輸系統(tǒng)是信息網(wǎng)絡(luò)體系的基礎(chǔ)平臺(tái)，因此作為目前傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)：SDH的傳輸，當(dāng)然也就成為是電力系統(tǒng)信息技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵因素，并且已經(jīng)成為電力系統(tǒng)信息化極其重要的組成部份。

【關(guān)鍵詞】SDH;電力系統(tǒng)

1.緒論

SDH（synehronousnigita一Hierarehy，同步數(shù)字傳輸體系）是一種將復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡(luò)，是美國(guó)貝爾通信技術(shù)研究所提出來(lái)的同步光網(wǎng)絡(luò)（SONET）。它可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)有效管理、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)監(jiān)控、動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、不同廠商設(shè)備間的互通等多項(xiàng)功能，大大提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率、降低管理及維護(hù)費(fèi)用、實(shí)現(xiàn)靈活可靠和高效的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行與維護(hù)，因此是當(dāng)今世界信息領(lǐng)域在傳輸技術(shù)方面的發(fā)展和應(yīng)用的熱點(diǎn)，受到人們的廣泛重視。

1.1 相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)

SDH全稱(chēng)叫做同步數(shù)字傳輸體制，由此可見(jiàn)SDH是一種傳輸?shù)捏w制協(xié)議，SDH這種傳輸體制規(guī)范了數(shù)字信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)、復(fù)用方式、傳輸速率等級(jí)、接口碼型等特性。

SDH技術(shù)的誕生有其必然性，隨著通信的發(fā)展，要求傳送的信息不僅是話音，還有文字、數(shù)據(jù)、圖像和視頻等。綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)中，我們需要把不同傳輸速率的各種信息都復(fù)接在一起，放在一根線路上傳輸。SDH技術(shù)在接入網(wǎng)中應(yīng)用可以將SDH技術(shù)在核心網(wǎng)中的巨大帶寬優(yōu)勢(shì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)帶入接入網(wǎng)領(lǐng)域，充分利用SDH同步復(fù)用、標(biāo)準(zhǔn)化的光接口、強(qiáng)大的網(wǎng)管能力、靈活網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠芰透呖煽啃詭?lái)好處，在接入網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展中長(zhǎng)期受益。

1.2 課題研究意義

隨著數(shù)字交換和數(shù)字傳輸?shù)陌l(fā)展以及SDH和SONET在傳輸網(wǎng)中的大量引入，通信網(wǎng)絡(luò)的同步問(wèn)題已經(jīng)變的日益重要，數(shù)字同步網(wǎng)已經(jīng)成為現(xiàn)代電力傳輸?shù)闹饕尉W(wǎng)之一。近幾年來(lái)，隨著智能電網(wǎng)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的電路交換方式的網(wǎng)絡(luò)逐漸向以IP為基礎(chǔ)的能夠融合語(yǔ)音，數(shù)據(jù)和圖像等多種業(yè)務(wù)的綜合網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡。

隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷演進(jìn)，以IP為主的網(wǎng)絡(luò)將已經(jīng)取得主導(dǎo)地位。在演化過(guò)程中，已出現(xiàn)以SDH、ATM、以太網(wǎng)交換為基礎(chǔ)的多業(yè)務(wù)接入平臺(tái)等多種綜合接入方式，已占據(jù)較大的市場(chǎng)份額。同時(shí)，設(shè)備的智能化小型化趨勢(shì)都要求在滿足SDH的同時(shí)能夠最大限度的降低系統(tǒng)成本。用SDH光傳輸網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳IP信號(hào)是近年來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)MSTP傳輸技術(shù)發(fā)展在實(shí)際中的最新具體應(yīng)用，是IP OVER SDH技術(shù)的具體表現(xiàn)。

1.3 SDH的應(yīng)用

由于以上所述的SDH的眾多特性，使其在廣域網(wǎng)領(lǐng)域和專(zhuān)用網(wǎng)領(lǐng)域得到了巨大的發(fā)展。電力系統(tǒng)的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)已采用了SDH技術(shù)，架設(shè)系統(tǒng)內(nèi)部的SDH光環(huán)路，以承載各種業(yè)務(wù)。

綜上所述，SDH以其明顯的優(yōu)越性已成為傳輸網(wǎng)發(fā)展的主流。SDH技術(shù)與一些先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，如光波分復(fù)用（WDM）、ATM技術(shù)、Intcrnet技術(shù)（IP over SDH）等，使SDH網(wǎng)絡(luò)的作用越來(lái)越大。

2.SDH技術(shù)分析

2.1 SDH的概述

2.1.1 SDH的傳輸原理

SDH采用的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)稱(chēng)為同步傳送模塊STM--N（SynchronousTransport，N=I，4， 16，64），最基本的模塊為STM-l，四個(gè)STM-1同步復(fù)用構(gòu)成STM-4，16個(gè)STM-1或四個(gè)STM-4同步復(fù)用構(gòu)成STM-16;SDH采用塊狀的幀結(jié)構(gòu)來(lái)承載信息，每幀由縱向9行和橫向270xN列字節(jié)組成，每個(gè)字節(jié)含8bit，整個(gè)幀結(jié)構(gòu)分成段開(kāi)銷(xiāo)（Section OverHead，SDH）區(qū)、STM—N凈負(fù)荷區(qū)和管理單元指針（AU PTR）區(qū)三個(gè)區(qū)域。

2.1.2 SDH傳輸網(wǎng)的基本構(gòu)成

SDH傳送網(wǎng)最重要的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元是終端復(fù)用器和分插復(fù)用器。以STM一1為例，終端復(fù)用器的主要任務(wù)是將低速支路信號(hào)和155Mb/S電信號(hào)納入STM一1幀結(jié)構(gòu)，再經(jīng)CMI（符號(hào)反轉(zhuǎn)碼）變換后進(jìn)入微波傳送系統(tǒng)，其逆程正好相反。分插復(fù)用器，將同步復(fù)用與數(shù)字交叉連接功能綜合于一體，具有靈活的分插任意支路信號(hào)的能力，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)上有很大的靈活性。

2.1.3 網(wǎng)絡(luò)的常見(jiàn)網(wǎng)元

SDH 網(wǎng)是由不同類(lèi)型的網(wǎng)元通過(guò)光纜線路的連接組成的，通過(guò)不同的網(wǎng)元完成SDH 網(wǎng)的傳送功能：上/下業(yè)務(wù)、交叉連接業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)故障自愈等。SDH網(wǎng)中常見(jiàn)的三種網(wǎng)元。

終端復(fù)用器 TM（Terminal Multiplexer）

TM網(wǎng)元主要應(yīng)用在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、鏈形網(wǎng)的2個(gè)端點(diǎn)上，也經(jīng)常應(yīng)用于環(huán)帶鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的端站上。它是一個(gè)雙端口器件，如圖2.1所示。

圖2.1 TM模型

分/插復(fù)用器ADM（Add/Drop Multiplexer）。

ADM是SDH網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用最為廣泛的網(wǎng)元類(lèi)型，將同步復(fù)用和數(shù)字交叉連接功能綜合于一體，具有靈活地分插支路信號(hào)的能力。ADM 除了具有與TM 一樣的信號(hào)復(fù)用和解復(fù)用功能外，最主要的是還能完成線路信號(hào)之間的交叉連接。ADM 是一個(gè)三端口的器件，網(wǎng)元結(jié)構(gòu)類(lèi)似于 2 個(gè)背靠背的 TM 組合，如圖2.2 所示。

圖2.2 ADM模型

數(shù)字交叉連接設(shè)備 DXC（Digital Cross-connect）

DXC完成的主要是STM-N信號(hào)的交叉連接功能，它是一個(gè)多端口器件，它實(shí)際上相當(dāng)于一個(gè)交叉矩陣，完成各個(gè)信號(hào)間的交叉連接，如圖2.3所示。

圖2.3 DXC模型

3.SDH技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)用

3.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)

電力輸電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，決定了電力通信網(wǎng)分級(jí)、分層、分區(qū)的傳輸網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中，還需要根據(jù)實(shí)際情況，考慮網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和管理的復(fù)雜度，確定網(wǎng)絡(luò)的層次架構(gòu)。

3.2 SDH用戶接入設(shè)備的布置

省調(diào)配置一套SDH用戶接入設(shè)備，將各地區(qū)通信網(wǎng)至省調(diào)及上級(jí)調(diào)度的主通道業(yè)務(wù)信號(hào)進(jìn)行分叉/復(fù)接，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)重組;區(qū)調(diào)配置一套SDH用戶接入設(shè)備，將各縣通信網(wǎng)，發(fā)電廠至區(qū)調(diào)、省調(diào)的主通縣調(diào)配置一套SDH用戶接入設(shè)備，將各變電所，發(fā)電廠至區(qū)調(diào)、省調(diào)的主通道業(yè)務(wù)信號(hào)進(jìn)行分叉/復(fù)接，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)重組。

3.3 SDH在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

SDH電力通信承載網(wǎng)的應(yīng)用：

電力通信承載網(wǎng)在為電力系統(tǒng)服務(wù)方面需為省局、電廠、變電站及與市局之間提供業(yè)務(wù)通道的基礎(chǔ)服務(wù)。

在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇上，由于電力通信網(wǎng)絡(luò)光纖電路覆蓋面大，節(jié)點(diǎn)多且分散，距離長(zhǎng)，業(yè)務(wù)密度集中，電路分期呈鏈形建設(shè)，很難形成網(wǎng)狀拓?fù)?，也就無(wú)法發(fā)揮網(wǎng)狀拓?fù)涞亩嗦酚煽蛇x、可靠性高、生存性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)?；陔娦偶?jí)以太網(wǎng)技術(shù)的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)有多樣的環(huán)網(wǎng)類(lèi)型（相交環(huán)、相切環(huán)、環(huán)與鏈），靈活的組網(wǎng)能力和成熟的自愈技術(shù)，更適合電力通信光網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)。如圖3-2-2所示。

圖3-2-2 電力通信承載網(wǎng)

綜上所述，電力公司需要建設(shè)一個(gè)可靠安全、高速高效的多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是具備高可靠性、高安全、高寬帶、大容量、智能化的分組化網(wǎng)絡(luò)。

3.4 SDH在電力系統(tǒng)中的保護(hù)

選擇合理的SDH設(shè)備及網(wǎng)管系統(tǒng)：

（1）SDH設(shè)備分類(lèi)

SDH設(shè)備根據(jù)其種類(lèi)可劃分為終端復(fù)用器TM，再生中繼器REG，分插復(fù)用器ADM和數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC，在組網(wǎng)時(shí)要生視設(shè)備的各種接口的合理配置與設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的恰當(dāng)運(yùn)用問(wèn)題

（2）SDH網(wǎng)管系統(tǒng)

SDH的網(wǎng)管系統(tǒng)能自動(dòng)處理和管理所接網(wǎng)絡(luò)中各站設(shè)備的各種信息，并能對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行分析，還能通過(guò)遠(yuǎn)端維護(hù)接口來(lái)處理和管理其他網(wǎng)絡(luò)中各站設(shè)備的各種信息，同時(shí)，能做到與PDH設(shè)備網(wǎng)管在一定程度上的兼容。另外，由于SDH傳輸網(wǎng)對(duì)其網(wǎng)絡(luò)管理的依賴(lài)性較大，因此，在對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理軟件操作的過(guò)程中，一定要注意操作的規(guī)范化，在進(jìn)行軟件版本升級(jí)過(guò)程中，要時(shí)刻注意網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況，做好處理突發(fā)事件的準(zhǔn)備。

4.總結(jié)

SDH作為新一代的傳輸網(wǎng)體制，正迅猛發(fā)展。SDH通信模式，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)有效管理、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)監(jiān)控、動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、不同廠商設(shè)備間的互通等多項(xiàng)功能，能大大提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率、降低管理及維護(hù)費(fèi)用、實(shí)現(xiàn)靈活可靠和高效的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行與維護(hù)。可以接入各類(lèi)電力通信業(yè)務(wù)，以此形成電力通信網(wǎng)絡(luò)的綜合化、數(shù)字化、智能化和寬帶化。我們?cè)谝?guī)劃或建立新的通信系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)首先考慮使用SDH設(shè)備，這樣就可以實(shí)現(xiàn)高效、高智能、高靈活和高生存能力、維護(hù)功能齊全、操作運(yùn)行廉價(jià)的電力通信網(wǎng)，不僅可以更好地為電力系統(tǒng)生產(chǎn)、調(diào)度等服務(wù)，而且還使電力專(zhuān)用通信網(wǎng)今后以競(jìng)爭(zhēng)力很強(qiáng)的價(jià)格進(jìn)入市場(chǎng)，為電力公司開(kāi)創(chuàng)新的收入來(lái)源、創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益打下基礎(chǔ)。

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