SDH光传输技术在电力通信系统中的应用分析

    林旭升

    

    摘要：基于SDH光传输技术的电力通信系统作为保障电力系统安全、稳定的重要组成部分，在经过多年的发展之后已经逐渐走向成熟，但目前还存在着诸多的问题：如通信网网络结构薄弱、网络传输容量不足、网络接入和网络管理薄弱等，因此有必要对基于SDH光传输技术的电力通信系统进行研究，文章结合实例对SDH光传输技术在电力通信系统中的应用进行了分析，可为相关工作者提供参考。

    关键词：SDH光传输技术；电力通信系统；安全

    SDH是同步数字系列（SynchronousDigitalHierarchy）的简称，能够将线路的复接与传输、交换功能融为一体。SDH光传输技术作为一种可靠、先进、经济的通信技术，也得到了愈来愈广泛的应用。文章以某SDH传输网的建设为例，来介绍SDH在电力通信系统中的应用。基于SDH光传输技术的电力通信系统设计所涉及的内容较多，在方案设计中，笔者认为，主要包括以下几个方面的内容。

    1 SDH环网建设方案

    某地区电网的发展对通信系统提出了较高要求，原有通信网络亟待升级，以适应地区电网的发展需求。为了彻底消除该地区电力通信网存在的问题，考虑对原有SDH网络进行升级改造和优化。

    1.1 规划方案

    地区电网的规模不断扩大，各类光缆不断应用，包括架空地线复合光缆（OPGW）和全介质自承式光缆（ADSS）等，这些光缆不仅可靠性高，而且维护量不大。基于地区电网的发展考虑，综合考虑电网特点、建设需求、扩容特点来进行规划，最终选用2.5G容量传输设备，将系统规划为环形拓扑结构，配置二纤单向通道保护环，包括普通光缆、ADSS光缆和OPGW光缆等。

    1.2 SDH组网的网络拓扑与设备选用

    在进行了具体的环网建设方式规划后，进行组网设备的选用，在选用相关设备时，在确保关键业务的同时，还应该充分考虑相应管理事务的需要。考虑到该地区电网数据业务不断增多，对传输可靠性要求高，因此SDH组网设备的首要目的，应该是提升传输质量，以及可靠性和安全性，从而满足地区电网建设的需要，从而实现以光传输为主体、可靠性和安全性都较好的多业务传输平台MSTP。

    同时，充分考虑到各通信厂家的优劣和技术能力，选择华为华为技术有限公司OptiXMetr03000STM-16MADM/MSTP光传输设备为MSTP，通过该设备实现技术的融合和灵活组网，提升业务调度能力，并能够实现数据业务的二层处理能力，能够进行ATM/以太网业务的接入、处理、传送和调度，从而能够在装置上实现话音、数据等的传输与处理。在对该地区的通信网络特性进行分析后，确定进行SDH组网的注意事项：

    首先，SDH网络应该具有良好的自愈性能，一旦光纤网络正常运行过程中出现短时中断，造成系统网络连接困难，所有的光纤网络能够自动倒换从而排除故障，以确保当前网络的正常运行。在网络故障后自恢复的过程中，可以通过单向或双向的通道来进行，借助子网连接保护、单双复用段保护、1：N保护、1+1保护等模式进行。

    目前，常见的SDH网络拓扑包括树形、链形、网孔形、星形、环形这5种结构，在这5种机构中，又以环形和链形最为常用。在我国目前的SDH网络工程中，环形结构应用较多，通过环形网络一方面能够确保供电的可靠性，另一方面具有较强的系统自愈功能。

    在实际应用中，目前常用的SDH光纤有4芯与2芯两种，4芯多用在数据量比较大的场所，对于本文所探讨的地市级通信网络，2芯即可实现其需要的功能，一方面能够较大的降低成本，另一方面也完全满足系统需要，因此，本系统在实际运行中，使用了2芯的SDH光纤构建二纤单项通道。SDH二纤单向通道倒换环如图1所示。

    PI为SDH网络中的需要保护设备，SI为SDH网络中进行信号传输的主环，二者之间通过光纤连接，业务方向相反，系统构建通过“单端桥接、末端倒换、“并发选收”的思路，实现对两者中信号选优的选择。

    图1（a）中，网络信号AC从A端输入，该信号通过S1环后，按照顺时针的方向传输，通过P1环时，又按照逆时针方向传输，到达接收端c后，再对S1环与P1环送来的信号进行选择，接收质量比较好的一路。图1（b）中，当B、C之间出现故障时，环路断开，S1传送出来的AC信号难以传出，此时，倒换开关就会自动倒换，触点能够从S1自动切换到P1，此时，网络信号能够从P1经过，并正确传送AC信号，确保了网络的正常运行。

    如上文所述，通过这种双向备用、主机和辅机相互备份的网络模式，将各种网络故障及时的排除，进而实现光纤网络的正常运行，完成网络的自愈控制功能。

    2 SDH环网管理系统

    在确定了规划方案与组网设备后，选择了华为公司子网级网管iManagerT2000系统作为SDH环网管理系统，能够对华为SDH、Metro构成的大型子系统进行集中管理。这种SDH环网管理系统的主要功能包括：统一管理华为内部各个系列的光网络设备，从而能够为用户提供更加快捷的服务；具有标准的外部接口，支持网管使用，发挥基础性作用，降低运行和维护成本；网络管理功能强大，包括告警、预警、网络拓扑、容量管理、业务自动发现功能。

    本SDH环网管理系统除了能够为电网故障的集中管理与分析提供支撑外，还可以提供相应的拓扑计算、安全保障、系统分析、质量日志等功能，并具有较强的功能扩展性，后续工作中，还可以相应的添加性能管理和功能配置功能。

    3 622MSDH环网的单板类型

    根据该SDH的保护方式、系统速率、业务种类的要求，622MSDH环网的单板类型如下：（1）交叉板XCS。交叉板XCS是用来进行交叉连接与时钟处理，从而实现系统的线路之间、线路到支路之间、支路之间的交叉，并通过同步定时单元来对时，完成时钟跟踪、时钟同步、时钟输出、时钟倒换功能。（2）电源板PBU。电源板PBU为环网提供电源，提升电网供电系统的可靠性，电源板PBU固定在OptiX2500+子架的特定槽位，并实施双电源备份，一旦该二次电源模块发生故障，可以由电源板PBU发生故障的单板来进行供电，不影响实际工作。（3）主控板SCC。主控板SCC主要进行系统控制，实现实时监控与维护，对设备网元进行协同管理，对设备其它模块上送的告警信息进行转换和处理，并提供相应的与网络管理系统相连的各种接口，实现多元化通信，借助主备环复用，最大化可以进行三路公务电话连接。（4）622M速率SL4光板。通过622M速率SL4光板实现光电转换，并进行解复用和实现开销字节的提取，支持信号的开销插入和复用，经622M速率SL4光板电/光转换后，成为STM-4光信号上送。（5）2M支路板PD1。通过2M支路板PD1实现32路的2M信号的映射与复用，并稳定提供2M的定时信号作为定时源参考时钟，时钟状态稳定上报，通过内环回和外环回测试来进行信号选收。（6）ET1板。ET1板主要进行以太网处理，进行十兆/百兆以太网业务接入处理，在容量上能够实现8路10/100M以太网业务的接入，并进行远距离传输。

    4 SDH环网的各项指标计算与同步源的选择

    SDH传输技术目前在电力系统通信中得到了广泛应用，在语言、数据、同步等方面已经有较为成熟的经验，目前，SDH技术已经被广泛用来传输电力生产方面的一些关键业务信息，继电保护信息是其中的重要组成部分，在对继电保护二次设备的传输保护信息、网络延时、同步方式、误码控制等方面，加以特殊考虑。

    目前的国家电力通信网中，时钟的选择按照从上而下的树型结构，本论文所探讨的SDH环网隶属于本地传输网范畴。SDH设备的种类可分为终端复用器TM、分插复用器ADM及交叉连接设备DXC。由于已经装设了综合定时系统（BITS）系统，因此，在外同步时钟源的选择上，以BITS作为系统的外同步时钟源。

    根据上文所述，本环网系统包括了众多的站点，出于系统安全、信号稳定的考虑，应该尽可能的降低因为某一条时钟路径丢失而导致的整体同步网络失步，将系统的同步方式切换为同步时钟自动倒换方式。

    此外，除了需要考虑时钟源的级别，在外接BITS的配置方面，也应该注意选择合适的类型。要激活所有网元S1字节，并开启时钟保护协议，通过网管选择等途径，按照双向分时钟模式，详细设置网络中各站点的同步源的优先等级。在实际的地区系统组网中，在条件允许的情况下，应该通过不同的时钟源进行全站同步，同时，应该尽可能使这些同步源处于不同的网络节点中，更好地提升网络的可靠性。

    5 结语

    文章结合具体实例，对SDH技术在环网建设中的应用进行了分析，具有一定的借鉴意义，由于基于SDH光传输技术的电力通信系统实际应用是一个复杂的过程，除了文章所述相关技术外，还必须结合现有的电力通信网络，跟踪和应用新的通信技术，使SDH环网更安全、稳定，始终满足电力生产不断增长的要求。