探索當(dāng)前電力系統(tǒng)SDH光纖通信網(wǎng)建設(shè)及組網(wǎng)思路構(gòu)架和分析

謝繼明

(國(guó)網(wǎng)南充供電公司信通分公司,四川南充 637000)

探索當(dāng)前電力系統(tǒng)SDH光纖通信網(wǎng)建設(shè)及組網(wǎng)思路構(gòu)架和分析

謝繼明

(國(guó)網(wǎng)南充供電公司信通分公司,四川南充 637000)

當(dāng)前,我國(guó)的電網(wǎng)規(guī)模不斷的擴(kuò)大,與此同時(shí),電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性、靈活性以及自愈性被提出了更高要求。光纖通信的高質(zhì)量、大容量以及高可靠性的優(yōu)點(diǎn)成為了當(dāng)前電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的最佳選擇,本文對(duì)SDH光纖通信做了簡(jiǎn)要介紹,分析了當(dāng)前SDH光纖通信在我國(guó)電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用以及關(guān)于在其建設(shè)中需要考慮的問(wèn)題,同時(shí)還分析了SDH光纖通信的組網(wǎng)優(yōu)化。

電力系統(tǒng) SDH光纖通信 建設(shè) 組網(wǎng)

電力系統(tǒng)通信為電網(wǎng)調(diào)度、繼電保護(hù)光纖化、自動(dòng)化數(shù)據(jù)傳輸及綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)應(yīng)用等提供傳輸平臺(tái),在電力系統(tǒng)起到電網(wǎng)支撐、保障的重要作用,是保證電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要手段,是為企業(yè)提供現(xiàn)代化、信息化管理的有力保障。近年來(lái),我國(guó)的電網(wǎng)建設(shè)不斷發(fā)展,規(guī)模不斷在擴(kuò)大,電力系統(tǒng)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)通信的要求越來(lái)越高,與此同時(shí),光纖通信作為電力系統(tǒng)主要的通信方式,已經(jīng)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的普及和應(yīng)用,只有積極優(yōu)化電力通信網(wǎng)絡(luò),特別是光纖通信網(wǎng)絡(luò),合理組網(wǎng),結(jié)構(gòu)優(yōu)化,提高通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理水平才能滿足電力系統(tǒng)安全、生產(chǎn)、管理的要求,滿足電網(wǎng)規(guī)模發(fā)展需求。

1 SDH光纖通信的介紹

1.1 SDH光纖通信的概念

SDH也稱為同步數(shù)字體系,它是一種基于北美同步光網(wǎng)絡(luò)的傳輸體制。SDH在90年代初逐漸出現(xiàn)在大眾視線,它具備了眾多方面優(yōu)越性,如擁有全世界統(tǒng)一的高速網(wǎng)絡(luò)接點(diǎn)接口、擁有治愈環(huán)的保護(hù)機(jī)制和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行可靠性高等。因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn),SDH光纖通信快速成為了電力系統(tǒng)各級(jí)光纖通信骨干網(wǎng)的主要的傳輸體制。

1.2 我國(guó)電力光纖通訊網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀分析

1.2.1 電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)中SDH的推廣應(yīng)用

電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)包含了安全穩(wěn)定裝置系統(tǒng)、繼電保護(hù)信息、變電站的自動(dòng)化信息、計(jì)量計(jì)費(fèi)的信息以及調(diào)度語(yǔ)音電話等各類復(fù)雜的電力系統(tǒng)業(yè)務(wù)。不同的各種業(yè)務(wù)對(duì)于光纖網(wǎng)絡(luò)的功能都有不同的要求,例如通道誤碼率、帶寬、時(shí)延以及自愈方式等等。目前,通信網(wǎng)絡(luò)傳播技術(shù)在不斷發(fā)展,傳統(tǒng)的PHD逐漸被SDH所取代,SDH因?yàn)槟軌蛞淮涡蕴崛〈罅康男盘?hào),能夠節(jié)省多余的硬件設(shè)備,逐漸被推廣應(yīng)用在電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)中。

1.2.2 電力SDH光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

當(dāng)前我國(guó)電網(wǎng)在不斷發(fā)展,電網(wǎng)繼電保護(hù)以及安全自動(dòng)裝置等電力生產(chǎn)信息的傳遞對(duì)SDH自愈環(huán)網(wǎng)絡(luò)的可靠性以及傳輸時(shí)延等要求越來(lái)越高,根據(jù)電力光纖通信網(wǎng)的特點(diǎn)采用單向或雙向通道保護(hù)、單向及雙向復(fù)用段保護(hù)以及子網(wǎng)連接保護(hù)、1+1保護(hù)和1:N的保護(hù)等。

2 SDH通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中需要考慮的幾個(gè)問(wèn)題

2.1 網(wǎng)絡(luò)的靈活及可靠性

通信接點(diǎn)的多而分散是電力行業(yè)的特點(diǎn),通常有些情況是節(jié)點(diǎn)所在地的用戶數(shù)不多但是信源種類繁多,因此,在設(shè)備的選則上要能夠使靈活性得到充分的考慮,網(wǎng)絡(luò)可以配置成多種結(jié)構(gòu),如自愈環(huán)、線性分插、多環(huán)加分叉、鏈狀以及樹(shù)型結(jié)構(gòu)、集中式結(jié)構(gòu)還有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)的光、電接口應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)化的要求,同時(shí),系統(tǒng)的管理以及配置要具有可操作性,這能夠有利于系統(tǒng)之后和高層網(wǎng)絡(luò)互連以及滿足網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的要求。網(wǎng)絡(luò)的可靠性還應(yīng)該考慮到電網(wǎng)瞬間涌浪、電磁干擾以及頻率干擾等問(wèn)題。應(yīng)當(dāng)為重要的硬件做有熱備份,在設(shè)計(jì)電路時(shí)也要針對(duì)上述問(wèn)題如設(shè)備中的模塊要符合IEC/IEEE SWC等技術(shù)規(guī)格等。

2.2 為了能滿足各種業(yè)務(wù)需求應(yīng)具備有豐富接口

當(dāng)前的電力系統(tǒng)通信網(wǎng)承載了以下幾類:(1)調(diào)度電話以及行政電話；(2)保護(hù)信息等；(3)調(diào)度自動(dòng)化信息,其中包括了電網(wǎng)生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息、遠(yuǎn)動(dòng)信息、AGG信息、計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)信息、電能量記錄信息以及EMS系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)等；(4)電力企業(yè)MIS系統(tǒng)以及視頻圖像監(jiān)控等的自動(dòng)化應(yīng)用業(yè)務(wù)；(5)internet信息系統(tǒng)以及多媒體系統(tǒng)等。在可靠性、實(shí)時(shí)性以及突發(fā)性的要求上,各類信息的傳輸在與傳統(tǒng)通信業(yè)務(wù)的對(duì)比上有很大不同,因此系統(tǒng)除了需要提供傳統(tǒng)以及專業(yè)的業(yè)務(wù)接口如調(diào)度以及遠(yuǎn)動(dòng)自動(dòng)化接口、光接口等以滿足最大限度對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的利用外,還應(yīng)該對(duì)視頻監(jiān)控、會(huì)議電視、ATM互連等寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)接口有提供。

3 SDH光纖通信網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)優(yōu)化

3.1 電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)特性

電力系統(tǒng)通信網(wǎng)是為電力調(diào)度、生產(chǎn)及信息服務(wù)的一種專用的通信網(wǎng),SDH網(wǎng)承載業(yè)務(wù)的流向隨著各種調(diào)度關(guān)系的變化而產(chǎn)生改變。首先應(yīng)從分析電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的特征作為參考點(diǎn)來(lái)分析探討SDH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。以下是電力通信網(wǎng)的特征:(1)電力系統(tǒng)通信網(wǎng)具有站點(diǎn)多,業(yè)務(wù)匯集在一個(gè)站點(diǎn)上等特點(diǎn)；(2)電網(wǎng)繼電保護(hù)以及安全自動(dòng)裝置等傳輸信號(hào)對(duì)電力光纖通信網(wǎng)要求高；(3)根據(jù)不同傳輸、帶寬等要求,電力通信在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)路配置上應(yīng)靈活多變,滿足不同需求。

3.2 SDH光纖通信網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.2.1 良好的可靠性以及自愈功能

光纖的自愈功能指的是,在光纖組網(wǎng)后,突然發(fā)生了某些故障,如光纖中斷等,光纖網(wǎng)絡(luò)可以自動(dòng)倒換以進(jìn)行自我保護(hù),以此來(lái)保證正在運(yùn)行的業(yè)務(wù)不受到影響,在故障被排除之后可以再一次倒換回來(lái)。SDH光纖通信網(wǎng)絡(luò)的自愈保護(hù)以實(shí)際組網(wǎng)情況為依據(jù),分為單向或雙向通道保護(hù)、單向及雙向復(fù)用段保護(hù)以及子網(wǎng)連接保護(hù)、1+1保護(hù)和1:N的保護(hù)等等。SDH網(wǎng)絡(luò)的常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為鏈形、星形、樹(shù)形、環(huán)形以及網(wǎng)孔形等五種結(jié)構(gòu)。其中常用的為鏈形還有環(huán)形,電力系統(tǒng)常常選用SDH環(huán)形組網(wǎng)的方式。它既能使傳輸系統(tǒng)具有高可靠性也有利于實(shí)現(xiàn)自愈功能。根據(jù)電力系統(tǒng)通信網(wǎng)具有站點(diǎn)多,業(yè)務(wù)匯集在一個(gè)站點(diǎn)上等特點(diǎn),即各變電站向調(diào)度匯集,電力SDH光纖通信網(wǎng)絡(luò)的自愈保護(hù)大多采用雙向通道保護(hù)。

3.2.2 二纖單向通道保護(hù)環(huán)

二纖單向通道倒換環(huán)中,S1以及兩個(gè)環(huán)有兩根光纖構(gòu)成,其中S1是進(jìn)行傳送業(yè)務(wù)信號(hào)的主環(huán),P1是進(jìn)行保護(hù)以及作備用的備用環(huán)。兩個(gè)環(huán)具有相反的業(yè)務(wù)流向,組成“單端橋接、末端倒換”的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)“并發(fā)選收”的功能。

3.2.3 二纖雙向通道保護(hù)環(huán)

二纖雙向通道保護(hù)環(huán)與二纖單向通道保護(hù)環(huán)的工作原理有相同之處,不同的是將業(yè)務(wù)信號(hào)的傳輸從單向改為雙向。其由兩根光纖組成環(huán)網(wǎng),這兩根光纖的作用都是傳送業(yè)務(wù)信號(hào)。

3.2.4 單向及雙向復(fù)用段保護(hù)

首先二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)是一種MS的專用保護(hù)環(huán),其通常為兩纖環(huán),一個(gè)MS專用保護(hù)環(huán)由兩個(gè)反轉(zhuǎn)的環(huán)組成,它們傳送信號(hào)時(shí)時(shí)以彼此相反方向來(lái)傳送的,這種情況下,僅有一個(gè)方向的環(huán)傳送信號(hào)被保護(hù),而另一方向的環(huán)作為工作業(yè)務(wù)的保護(hù),以此來(lái)保護(hù)容量不被所有跨距段共享。其次,二纖雙向復(fù)用段的保護(hù)是利用光纖容量的一半來(lái)作為工作通道,而另一半作為保護(hù)通道,一根光纖的保護(hù)信道接受另一個(gè)光纖工作信道的保護(hù),此外還可以額外業(yè)務(wù)的傳輸,但在發(fā)生倒換時(shí),額外業(yè)務(wù)將會(huì)被拋棄。其保護(hù)倒換是雙端倒換,就是故障兩側(cè)的節(jié)點(diǎn)要同時(shí)的進(jìn)行倒換,這就需要協(xié)議來(lái)完成。

3.3 SDH網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體現(xiàn)為兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),即核心層以及匯聚/接入層。以地市公司級(jí)SDH光纖通信網(wǎng)絡(luò)為例,核心層由地調(diào)、市公司機(jī)關(guān)、220KV變電站組成,各縣調(diào)、110KV及以下變電站組成匯聚/接入層。如今,電力通信網(wǎng)絡(luò)所承載的業(yè)務(wù)擁有典型的中心匯聚的特征,通常為上級(jí)向下級(jí)推進(jìn)。目前,扁平化為SDH的網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展方向,重點(diǎn)在于節(jié)點(diǎn)信息流通過(guò)復(fù)用以及整合之后,集中于中心,采用核心層以及匯聚層/接入層的扁平化結(jié)構(gòu)作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu),這樣能夠方便調(diào)度以及疏導(dǎo)業(yè)務(wù)流,也便于通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行維護(hù)及管理。其中,由通信樞紐節(jié)點(diǎn)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)核心層,通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的變電站網(wǎng)絡(luò)以業(yè)務(wù)隸屬關(guān)系為根據(jù),選擇就近的網(wǎng)絡(luò)核心層通信節(jié)點(diǎn)接入。而匯聚/接入層擁有匯聚以及接入的雙重功能,它既能夠?qū)⒏魍ㄐ艠I(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接入又能將各節(jié)點(diǎn)的零散業(yè)務(wù)做匯聚以及整合,這樣能夠提高環(huán)路信息資源的利用率。

3.4 SDH光纖通信網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)

SDH光纖網(wǎng)絡(luò)升級(jí)有容量升級(jí)以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖?jí)兩種升級(jí)方式,容量升級(jí)例如將系統(tǒng)容量由STM-1升級(jí)到STM-4或者是STM-16。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖?jí)例如將節(jié)電設(shè)備由終端復(fù)用器到上下分插復(fù)用器或者是數(shù)字交叉連接器的升級(jí),對(duì)SDH光纖通信網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行在線升級(jí),這樣不會(huì)使整車通信受到影響。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前,電力系統(tǒng)已進(jìn)入飛速發(fā)展時(shí)期,正在變得越來(lái)越先進(jìn),與此同時(shí),也帶來(lái)一個(gè)又一個(gè)的關(guān)于電力系統(tǒng)通信技術(shù)的探索研究,這是永無(wú)止境的。技術(shù)的改革創(chuàng)新必然會(huì)伴隨著設(shè)備的更新以及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。SDH光纖通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程,在對(duì)其建設(shè)時(shí),要以實(shí)際情況為出發(fā)點(diǎn),積極組織有關(guān)的技術(shù)和設(shè)計(jì)人員進(jìn)行探討,努力的做好科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計(jì),這樣才能在建設(shè)一個(gè)地區(qū)的SDH光纖網(wǎng)絡(luò)時(shí)做到科學(xué)合理。隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化不斷發(fā)展,SDH光纖通信網(wǎng)絡(luò)會(huì)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮更大的作用。

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