SDH光傳輸技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

林旭升

摘要：基于SDH光傳輸技術(shù)的電力通信系統(tǒng)作為保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的重要組成部分，在經(jīng)過多年的發(fā)展之后已經(jīng)逐漸走向成熟，但目前還存在著諸多的問題：如通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)薄弱、網(wǎng)絡(luò)傳輸容量不足、網(wǎng)絡(luò)接入和網(wǎng)絡(luò)管理薄弱等，因此有必要對基于SDH光傳輸技術(shù)的電力通信系統(tǒng)進(jìn)行研究，文章結(jié)合實(shí)例對SDH光傳輸技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，可為相關(guān)工作者提供參考。

關(guān)鍵詞：SDH光傳輸技術(shù)；電力通信系統(tǒng)；安全

SDH是同步數(shù)字系列（SynchronousDigitalHierarchy）的簡稱，能夠?qū)⒕€路的復(fù)接與傳輸、交換功能融為一體。SDH光傳輸技術(shù)作為一種可靠、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)的通信技術(shù)，也得到了愈來愈廣泛的應(yīng)用。文章以某SDH傳輸網(wǎng)的建設(shè)為例，來介紹SDH在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用?；赟DH光傳輸技術(shù)的電力通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)所涉及的內(nèi)容較多，在方案設(shè)計(jì)中，筆者認(rèn)為，主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。

1 SDH環(huán)網(wǎng)建設(shè)方案

某地區(qū)電網(wǎng)的發(fā)展對通信系統(tǒng)提出了較高要求，原有通信網(wǎng)絡(luò)亟待升級，以適應(yīng)地區(qū)電網(wǎng)的發(fā)展需求。為了徹底消除該地區(qū)電力通信網(wǎng)存在的問題，考慮對原有SDH網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級改造和優(yōu)化。

1.1 規(guī)劃方案

地區(qū)電網(wǎng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，各類光纜不斷應(yīng)用，包括架空地線復(fù)合光纜（OPGW）和全介質(zhì)自承式光纜（ADSS）等，這些光纜不僅可靠性高，而且維護(hù)量不大。基于地區(qū)電網(wǎng)的發(fā)展考慮，綜合考慮電網(wǎng)特點(diǎn)、建設(shè)需求、擴(kuò)容特點(diǎn)來進(jìn)行規(guī)劃，最終選用2.5G容量傳輸設(shè)備，將系統(tǒng)規(guī)劃為環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，配置二纖單向通道保護(hù)環(huán)，包括普通光纜、ADSS光纜和OPGW光纜等。

1.2 SDH組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c設(shè)備選用

在進(jìn)行了具體的環(huán)網(wǎng)建設(shè)方式規(guī)劃后，進(jìn)行組網(wǎng)設(shè)備的選用，在選用相關(guān)設(shè)備時(shí)，在確保關(guān)鍵業(yè)務(wù)的同時(shí)，還應(yīng)該充分考慮相應(yīng)管理事務(wù)的需要?？紤]到該地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不斷增多，對傳輸可靠性要求高，因此SDH組網(wǎng)設(shè)備的首要目的，應(yīng)該是提升傳輸質(zhì)量，以及可靠性和安全性，從而滿足地區(qū)電網(wǎng)建設(shè)的需要，從而實(shí)現(xiàn)以光傳輸為主體、可靠性和安全性都較好的多業(yè)務(wù)傳輸平臺MSTP。

同時(shí)，充分考慮到各通信廠家的優(yōu)劣和技術(shù)能力，選擇華為華為技術(shù)有限公司OptiXMetr03000STM-16MADM/MSTP光傳輸設(shè)備為MSTP，通過該設(shè)備實(shí)現(xiàn)技術(shù)的融合和靈活組網(wǎng)，提升業(yè)務(wù)調(diào)度能力，并能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的二層處理能力，能夠進(jìn)行ATM/以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的接入、處理、傳送和調(diào)度，從而能夠在裝置上實(shí)現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)等的傳輸與處理。在對該地區(qū)的通信網(wǎng)絡(luò)特性進(jìn)行分析后，確定進(jìn)行SDH組網(wǎng)的注意事項(xiàng)：

首先，SDH網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有良好的自愈性能，一旦光纖網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行過程中出現(xiàn)短時(shí)中斷，造成系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接困難，所有的光纖網(wǎng)絡(luò)能夠自動倒換從而排除故障，以確保當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。在網(wǎng)絡(luò)故障后自恢復(fù)的過程中，可以通過單向或雙向的通道來進(jìn)行，借助子網(wǎng)連接保護(hù)、單雙復(fù)用段保護(hù)、1：N保護(hù)、1+1保護(hù)等模式進(jìn)行。

目前，常見的SDH網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒湫?、鏈形、網(wǎng)孔形、星形、環(huán)形這5種結(jié)構(gòu)，在這5種機(jī)構(gòu)中，又以環(huán)形和鏈形最為常用。在我國目前的SDH網(wǎng)絡(luò)工程中，環(huán)形結(jié)構(gòu)應(yīng)用較多，通過環(huán)形網(wǎng)絡(luò)一方面能夠確保供電的可靠性，另一方面具有較強(qiáng)的系統(tǒng)自愈功能。

在實(shí)際應(yīng)用中，目前常用的SDH光纖有4芯與2芯兩種，4芯多用在數(shù)據(jù)量比較大的場所，對于本文所探討的地市級通信網(wǎng)絡(luò)，2芯即可實(shí)現(xiàn)其需要的功能，一方面能夠較大的降低成本，另一方面也完全滿足系統(tǒng)需要，因此，本系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中，使用了2芯的SDH光纖構(gòu)建二纖單項(xiàng)通道。SDH二纖單向通道倒換環(huán)如圖1所示。

PI為SDH網(wǎng)絡(luò)中的需要保護(hù)設(shè)備，SI為SDH網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行信號傳輸?shù)闹鳝h(huán)，二者之間通過光纖連接，業(yè)務(wù)方向相反，系統(tǒng)構(gòu)建通過“單端橋接、末端倒換、“并發(fā)選收”的思路，實(shí)現(xiàn)對兩者中信號選優(yōu)的選擇。

圖1（a）中，網(wǎng)絡(luò)信號AC從A端輸入，該信號通過S1環(huán)后，按照順時(shí)針的方向傳輸，通過P1環(huán)時(shí)，又按照逆時(shí)針方向傳輸，到達(dá)接收端c后，再對S1環(huán)與P1環(huán)送來的信號進(jìn)行選擇，接收質(zhì)量比較好的一路。圖1（b）中，當(dāng)B、C之間出現(xiàn)故障時(shí)，環(huán)路斷開，S1傳送出來的AC信號難以傳出，此時(shí)，倒換開關(guān)就會自動倒換，觸點(diǎn)能夠從S1自動切換到P1，此時(shí)，網(wǎng)絡(luò)信號能夠從P1經(jīng)過，并正確傳送AC信號，確保了網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。

如上文所述，通過這種雙向備用、主機(jī)和輔機(jī)相互備份的網(wǎng)絡(luò)模式，將各種網(wǎng)絡(luò)故障及時(shí)的排除，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，完成網(wǎng)絡(luò)的自愈控制功能。

2 SDH環(huán)網(wǎng)管理系統(tǒng)

在確定了規(guī)劃方案與組網(wǎng)設(shè)備后，選擇了華為公司子網(wǎng)級網(wǎng)管iManagerT2000系統(tǒng)作為SDH環(huán)網(wǎng)管理系統(tǒng)，能夠?qū)θA為SDH、Metro構(gòu)成的大型子系統(tǒng)進(jìn)行集中管理。這種SDH環(huán)網(wǎng)管理系統(tǒng)的主要功能包括：統(tǒng)一管理華為內(nèi)部各個(gè)系列的光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，從而能夠?yàn)橛脩籼峁└涌旖莸姆?wù)；具有標(biāo)準(zhǔn)的外部接口，支持網(wǎng)管使用，發(fā)揮基礎(chǔ)性作用，降低運(yùn)行和維護(hù)成本；網(wǎng)絡(luò)管理功能強(qiáng)大，包括告警、預(yù)警、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、容量管理、業(yè)務(wù)自動發(fā)現(xiàn)功能。

本SDH環(huán)網(wǎng)管理系統(tǒng)除了能夠?yàn)殡娋W(wǎng)故障的集中管理與分析提供支撐外，還可以提供相應(yīng)的拓?fù)溆?jì)算、安全保障、系統(tǒng)分析、質(zhì)量日志等功能，并具有較強(qiáng)的功能擴(kuò)展性，后續(xù)工作中，還可以相應(yīng)的添加性能管理和功能配置功能。

3 622MSDH環(huán)網(wǎng)的單板類型

根據(jù)該SDH的保護(hù)方式、系統(tǒng)速率、業(yè)務(wù)種類的要求，622MSDH環(huán)網(wǎng)的單板類型如下：（1）交叉板XCS。交叉板XCS是用來進(jìn)行交叉連接與時(shí)鐘處理，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的線路之間、線路到支路之間、支路之間的交叉，并通過同步定時(shí)單元來對時(shí)，完成時(shí)鐘跟蹤、時(shí)鐘同步、時(shí)鐘輸出、時(shí)鐘倒換功能。（2）電源板PBU。電源板PBU為環(huán)網(wǎng)提供電源，提升電網(wǎng)供電系統(tǒng)的可靠性，電源板PBU固定在OptiX2500+子架的特定槽位，并實(shí)施雙電源備份，一旦該二次電源模塊發(fā)生故障，可以由電源板PBU發(fā)生故障的單板來進(jìn)行供電，不影響實(shí)際工作。（3）主控板SCC。主控板SCC主要進(jìn)行系統(tǒng)控制，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控與維護(hù)，對設(shè)備網(wǎng)元進(jìn)行協(xié)同管理，對設(shè)備其它模塊上送的告警信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換和處理，并提供相應(yīng)的與網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)相連的各種接口，實(shí)現(xiàn)多元化通信，借助主備環(huán)復(fù)用，最大化可以進(jìn)行三路公務(wù)電話連接。（4）622M速率SL4光板。通過622M速率SL4光板實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行解復(fù)用和實(shí)現(xiàn)開銷字節(jié)的提取，支持信號的開銷插入和復(fù)用，經(jīng)622M速率SL4光板電/光轉(zhuǎn)換后，成為STM-4光信號上送。（5）2M支路板PD1。通過2M支路板PD1實(shí)現(xiàn)32路的2M信號的映射與復(fù)用，并穩(wěn)定提供2M的定時(shí)信號作為定時(shí)源參考時(shí)鐘，時(shí)鐘狀態(tài)穩(wěn)定上報(bào)，通過內(nèi)環(huán)回和外環(huán)回測試來進(jìn)行信號選收。（6）ET1板。ET1板主要進(jìn)行以太網(wǎng)處理，進(jìn)行十兆/百兆以太網(wǎng)業(yè)務(wù)接入處理，在容量上能夠?qū)崿F(xiàn)8路10/100M以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的接入，并進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。

4 SDH環(huán)網(wǎng)的各項(xiàng)指標(biāo)計(jì)算與同步源的選擇

SDH傳輸技術(shù)目前在電力系統(tǒng)通信中得到了廣泛應(yīng)用，在語言、數(shù)據(jù)、同步等方面已經(jīng)有較為成熟的經(jīng)驗(yàn)，目前，SDH技術(shù)已經(jīng)被廣泛用來傳輸電力生產(chǎn)方面的一些關(guān)鍵業(yè)務(wù)信息，繼電保護(hù)信息是其中的重要組成部分，在對繼電保護(hù)二次設(shè)備的傳輸保護(hù)信息、網(wǎng)絡(luò)延時(shí)、同步方式、誤碼控制等方面，加以特殊考慮。

目前的國家電力通信網(wǎng)中，時(shí)鐘的選擇按照從上而下的樹型結(jié)構(gòu)，本論文所探討的SDH環(huán)網(wǎng)隸屬于本地傳輸網(wǎng)范疇。SDH設(shè)備的種類可分為終端復(fù)用器TM、分插復(fù)用器ADM及交叉連接設(shè)備DXC。由于已經(jīng)裝設(shè)了綜合定時(shí)系統(tǒng)（BITS）系統(tǒng)，因此，在外同步時(shí)鐘源的選擇上，以BITS作為系統(tǒng)的外同步時(shí)鐘源。

根據(jù)上文所述，本環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)包括了眾多的站點(diǎn)，出于系統(tǒng)安全、信號穩(wěn)定的考慮，應(yīng)該盡可能的降低因?yàn)槟骋粭l時(shí)鐘路徑丟失而導(dǎo)致的整體同步網(wǎng)絡(luò)失步，將系統(tǒng)的同步方式切換為同步時(shí)鐘自動倒換方式。

此外，除了需要考慮時(shí)鐘源的級別，在外接BITS的配置方面，也應(yīng)該注意選擇合適的類型。要激活所有網(wǎng)元S1字節(jié)，并開啟時(shí)鐘保護(hù)協(xié)議，通過網(wǎng)管選擇等途徑，按照雙向分時(shí)鐘模式，詳細(xì)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)中各站點(diǎn)的同步源的優(yōu)先等級。在實(shí)際的地區(qū)系統(tǒng)組網(wǎng)中，在條件允許的情況下，應(yīng)該通過不同的時(shí)鐘源進(jìn)行全站同步，同時(shí)，應(yīng)該盡可能使這些同步源處于不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中，更好地提升網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

5 結(jié)語

文章結(jié)合具體實(shí)例，對SDH技術(shù)在環(huán)網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，具有一定的借鑒意義，由于基于SDH光傳輸技術(shù)的電力通信系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用是一個(gè)復(fù)雜的過程，除了文章所述相關(guān)技術(shù)外，還必須結(jié)合現(xiàn)有的電力通信網(wǎng)絡(luò)，跟蹤和應(yīng)用新的通信技術(shù)，使SDH環(huán)網(wǎng)更安全、穩(wěn)定，始終滿足電力生產(chǎn)不斷增長的要求。