摘要：電力通信是保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要支撐，電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行越來(lái)越依賴于電力通信業(yè)務(wù)傳輸?shù)母呖煽啃约案呖捎眯浴１疚闹饕�是論述了電力通信系統(tǒng)中SDH體系的具體應(yīng)用，可供同行借鑒。
　　關(guān)鍵詞：SDH體系；傳輸通道；接入設(shè)備；電力通信
　　前言：
　　目前電網(wǎng)構(gòu)架已形成相當(dāng)規(guī)模，對(duì)電網(wǎng)管理的自動(dòng)化水平的要求不斷提高，大量涉及電力生產(chǎn)、運(yùn)行、管理的各種信息需要穩(wěn)定、可靠、迅速地進(jìn)行傳輸，這無(wú)疑是對(duì)電力系統(tǒng)通信提出更高要求。隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，電力通信服務(wù)的對(duì)象不再局限于電力調(diào)度，電力系統(tǒng)通信需要提供多種業(yè)務(wù)的服務(wù)，包括通信、遠(yuǎn)動(dòng)、繼電保護(hù)、辦公自動(dòng)化等等，這就要求電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可靠和具有高效率。而光纖通信以其傳輸頻帶寬、通信容量大、衰減小、抗電磁干擾和傳輸質(zhì)量高的特點(diǎn)，在電力系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。SDH(同步數(shù)字體系)是目前世界通信領(lǐng)域在傳輸技術(shù)方面發(fā)展的較為成熟的技術(shù)，它將復(fù)接、線路傳輸及交換功能結(jié)合在一起，并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行管理操作的綜合信息網(wǎng)。隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，通信對(duì)電力工業(yè)的發(fā)展起到越來(lái)越重要的作用，電力通信專業(yè)網(wǎng)作為國(guó)內(nèi)最大的行業(yè)通信網(wǎng)之一，如何有效地利用SDH技術(shù)，對(duì)促進(jìn)電力工業(yè)現(xiàn)代化的管理有著非常重要的意義。
　　1SDH體系傳輸通道的結(jié)構(gòu)組成
　　在現(xiàn)代化大城市中，隨著變電站數(shù)目的增多，SDH網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)目也逐漸多起來(lái)，有的甚至超過(guò)150個(gè)，但是除了中心節(jié)點(diǎn)外，其他各節(jié)點(diǎn)上下的業(yè)務(wù)基本上是一樣的，包括自動(dòng)化的運(yùn)行通道、調(diào)度電話、生產(chǎn)管理、繼電保護(hù)和電能計(jì)量等。這樣在一般情況下，其每個(gè)節(jié)點(diǎn)有上下四個(gè)通道就可以了。
　　SDH體系不僅適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的信息傳輸，而且也適用于多點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò)傳輸。SDH傳輸體系是由終端的復(fù)用器(TM)、分插復(fù)用設(shè)備(ADM)和數(shù)字交叉連接設(shè)備(DXC)以及傳輸媒質(zhì)——光纖等組成。由這些設(shè)備構(gòu)成的信道及各部分功能分解圖如圖1所示
　　
　　
　　
　　2SDH用戶接入設(shè)備的基本要求
　　2．1對(duì)設(shè)備性能的基本要求
　　SDH接入設(shè)備，其基本(平臺(tái))是一套高性能的STM－1SDH傳輸設(shè)備，多臺(tái)SDH用戶接入設(shè)備能夠組成STM－1的SDH網(wǎng)，并能夠接入到STM－4或STM－16的網(wǎng)絡(luò)中組成SDH子網(wǎng)。SDH傳輸與復(fù)用部分應(yīng)符合ITU建議。群路側(cè)可提供STM－1的光接口，支路接口在支路側(cè)應(yīng)可以進(jìn)行任意配置，在改變和增減支路口時(shí)不應(yīng)對(duì)其他支路業(yè)務(wù)產(chǎn)生任何影響。網(wǎng)同步采用主從同步方式，第一主時(shí)鐘來(lái)自GPS或2MB時(shí)鐘輸出，第二主時(shí)鐘來(lái)自2MB時(shí)鐘輸出或E1線路。
　　2．2對(duì)設(shè)備接口的要求
　　SDH傳送網(wǎng)有信息傳送透明性。統(tǒng)一了網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn)，使不同廠家的產(chǎn)品可以直接互通，各種傳送媒質(zhì)可以直接連接，因此組網(wǎng)十分方便，網(wǎng)絡(luò)兼容能力強(qiáng)，可以容納各種新的業(yè)務(wù)信號(hào)。用戶側(cè)接口至少應(yīng)包括：用于調(diào)度電話分機(jī)、行政電話分機(jī)的二線用戶電路接口；用于四線遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)傳輸和四線E／M電話中繼的(4W+E／
　　M)中繼器電路接口；用于遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)和通信監(jiān)控信號(hào)及計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)信息傳輸?shù)?4kbit／s數(shù)據(jù)接口；用于允許式、直跳式、閉鎖式／解除閉鎖式遠(yuǎn)方保護(hù)信號(hào)傳輸?shù)?4kbit／s(或Nx64bit／s)光接口或接點(diǎn)信號(hào)接口，一臺(tái)設(shè)備應(yīng)具有可擴(kuò)展的多個(gè)
　　用戶接口。
　　2．3對(duì)網(wǎng)管系統(tǒng)的基本要求
　　能夠自動(dòng)按設(shè)置地點(diǎn)建立兩點(diǎn)間的VC通道及64kbit／s通路；能夠使這些通道及通路維持很高的可用性，能自動(dòng)恢復(fù)失效通道及通路并達(dá)到服務(wù)質(zhì)量；系統(tǒng)不應(yīng)該有任何預(yù)防性的維護(hù)；能夠在不中斷業(yè)務(wù)的情況下連續(xù)監(jiān)視所分配通道及通路的性能，并能確認(rèn)是否遵守所約定的服務(wù)質(zhì)量；實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)各站的時(shí)隙分配；實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)接口的電平控制和調(diào)整；能夠提供網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單遠(yuǎn)端維護(hù)，包括故障設(shè)備的識(shí)別和定位；能夠產(chǎn)生設(shè)備使用情況的信息；網(wǎng)管系統(tǒng)設(shè)備配置簡(jiǎn)潔；網(wǎng)絡(luò)中納入新站點(diǎn)方便；能夠支持一系列輔助管理功能；能滿足網(wǎng)絡(luò)最終容量的管理需求；符合全網(wǎng)設(shè)備配置的管理；人機(jī)界面友好；滿足多重的分級(jí)管理；可設(shè)立本地維護(hù)終端，本地維護(hù)終端能提供本地維護(hù)功能。
　　2．4對(duì)軟件的基本要求
　　應(yīng)采用分層模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，任何一層的任何一個(gè)模塊的維護(hù)和更新及模塊的增加都不影響其他模塊；軟件應(yīng)有容錯(cuò)能力，一般小的軟件故障不應(yīng)引起各類嚴(yán)重的系統(tǒng)再起動(dòng)；軟件設(shè)計(jì)應(yīng)有防護(hù)性能，某一軟件模塊的軟件錯(cuò)誤應(yīng)限制在本模塊內(nèi)，而不應(yīng)造成其他軟件模塊的錯(cuò)誤；增加新業(yè)務(wù)的軟件包應(yīng)不影響正常通信；應(yīng)具有在不中斷系統(tǒng)的情況下，完成程序打補(bǔ)丁的功能，并具有對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、修改、追加、批量引入、暫存、重新運(yùn)行、刪除等各功能操作。
　　2．5其他要求
　　設(shè)備的總機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)充分考慮安裝維護(hù)的方便和擴(kuò)充容量或調(diào)整設(shè)備的靈活性，實(shí)現(xiàn)硬件模塊化。設(shè)備具有較強(qiáng)的電磁兼容性。系統(tǒng)本身在500kV變電站的運(yùn)行環(huán)境下受到電磁干擾時(shí)，不應(yīng)出現(xiàn)故障和性能下降。在電源線對(duì)和信號(hào)線受到外界電磁波干擾時(shí)，應(yīng)不出現(xiàn)故障和性能下降。系統(tǒng)的二次電源產(chǎn)生的尖峰干擾和諧波干擾能被有效抑制，不會(huì)造成明顯的傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。
　　2．6SDH體系的優(yōu)點(diǎn)
　　電力系統(tǒng)通信為電力系統(tǒng)生產(chǎn)、調(diào)度服務(wù)，目前又增加了繼電保護(hù)信號(hào)對(duì)通道的要求，因此，通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性就顯得越來(lái)越重要。而作為一種專用網(wǎng)，它具有以下特點(diǎn)：
　　1)高可靠性，這是電力系統(tǒng)行業(yè)特點(diǎn)的要求。
　　2)局部地區(qū)站點(diǎn)密度大，需要頻繁的上下話路。
　　3)傳輸實(shí)時(shí)信息通道占的比例較大，每天24h不間斷運(yùn)行。
　　4)無(wú)人值守的通信站占絕大部分。
　　5)電力建設(shè)迅速，隨著電網(wǎng)的發(fā)展，通信網(wǎng)也要相應(yīng)的發(fā)展和變化，話路的配置需要經(jīng)常調(diào)整，因此要求通信網(wǎng)絡(luò)易于升級(jí)和擴(kuò)充。為了保證傳輸系統(tǒng)的高可靠性，在SDH通信體系中，有自愈功能，即在通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中無(wú)需人為干預(yù)，通信網(wǎng)絡(luò)自身就能從故障狀態(tài)中實(shí)時(shí)地、自動(dòng)地恢復(fù)通信，SDH環(huán)形通信網(wǎng)便是其中一種。在環(huán)形
　　通信網(wǎng)中，光纖芯數(shù)可采用兩芯也可采用四芯，故障倒換也有通道倒換和復(fù)用段倒換2種，SDH設(shè)備可以一次性提取出低速支路信號(hào)，省去了大量的硬件設(shè)備。
　　SDH設(shè)備的升級(jí)可以表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一種是容量的升級(jí)，從STM—l上升到STM一4或者STM一16級(jí)別；另一種則表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充方面，從TM上升到ADM或者DXC等，并且這種升級(jí)都是在線升級(jí)，因此在升級(jí)的過(guò)程中不會(huì)影響正常的通信。
　　3SDH組成的典型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用
　　3.1點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的應(yīng)用
　　
　　
　　
　　
　　3.2線性應(yīng)用
　　
　　
　　
　　3.3環(huán)形網(wǎng)應(yīng)用
　　
　　
　　
　　4SDH自愈環(huán)
　　自愈環(huán)就是利用多路由的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞绞剑瑹o(wú)需人為干預(yù),網(wǎng)絡(luò)就能在極短的時(shí)間內(nèi)從失效故障中自動(dòng)恢復(fù)所攜帶的業(yè)務(wù).自愈環(huán)是不僅提高了網(wǎng)絡(luò)的生存能力，而且降低了倒換所需備用路由的成本，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中起到重要的作用。所以SDH自愈環(huán)不僅在中繼網(wǎng)和接入網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。
　　4.1SDH自愈環(huán)的分類
　　SDH自愈環(huán)結(jié)構(gòu)一般分為兩大類，即通道保護(hù)環(huán)和復(fù)用頻保護(hù)環(huán)。通道保護(hù)環(huán)是以通道為基礎(chǔ)的，倒換與否按離開環(huán)的每一個(gè)通道信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣業(yè)決定，通常利用簡(jiǎn)單的通道AIS信號(hào)來(lái)決定是否應(yīng)進(jìn)行倒換。復(fù)用段保護(hù)環(huán)是以復(fù)用段為基礎(chǔ)的，倒換一否按每一對(duì)節(jié)點(diǎn)間的復(fù)用段信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣來(lái)決定。當(dāng)復(fù)用段出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，整個(gè)節(jié)點(diǎn)的復(fù)用段信號(hào)都轉(zhuǎn)向保護(hù)通道。
　　可以將自愈環(huán)分為單向環(huán)和雙向環(huán)。正常情況下，單向環(huán)中所有業(yè)務(wù)信號(hào)按同一方向在環(huán)中傳輸。而雙向環(huán)中，進(jìn)入環(huán)的支路信號(hào)按一個(gè)方向傳輸，由該支路信號(hào)分路節(jié)點(diǎn)返回的信號(hào)經(jīng)相反的方向傳輸。
　　按照一對(duì)節(jié)點(diǎn)間所用光纖的最小數(shù)量來(lái)區(qū)分，自愈環(huán)可分為2纖環(huán)和4纖環(huán)。通道保護(hù)環(huán)通常是2纖環(huán)；而復(fù)用頻段保護(hù)環(huán)可以是2纖環(huán)，也可以是4纖環(huán)。工程中常用的SDH自愈環(huán)結(jié)構(gòu)是2纖單向通道保護(hù)環(huán)、2纖雙向復(fù)用保護(hù)環(huán)和4纖雙向復(fù)用段保
　　護(hù)環(huán)，其中電力系統(tǒng)常用的是2纖單向通道保護(hù)環(huán)。2纖單向通道保護(hù)環(huán)的生存性4.2保護(hù)方式
　　通道保護(hù)環(huán)的保護(hù)方式有1+1和1：1兩種。1+1保護(hù)方式是發(fā)送節(jié)點(diǎn)將所發(fā)送的支路信號(hào)固定橋接，保護(hù)倒換只在接收端進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)起來(lái)較簡(jiǎn)單，不需要在節(jié)點(diǎn)間交換保護(hù)倒換信令。1：1保護(hù)方式是在發(fā)送端并不固定橋接，然后再在接收端完成倒換。
　　1：1保護(hù)方式是雙向操作，正常工作情況下，保護(hù)信道上可以傳送不受保護(hù)的額外業(yè)務(wù)，也易于發(fā)展為1：n的保護(hù)結(jié)構(gòu)。但雙向保護(hù)控制比單向保護(hù)復(fù)雜，因而通道保護(hù)環(huán)一般采用1+1單向保護(hù)方式。單向通道保護(hù)環(huán)的每對(duì)節(jié)點(diǎn)之間都有2根光纖，1根用于傳輸工作信號(hào)，1根用于保護(hù)，這2根光纖的傳輸方向相反，進(jìn)入環(huán)的一個(gè)支路信號(hào)經(jīng)工作光纖傳至目的節(jié)點(diǎn)，而返回信號(hào)則由同一方向經(jīng)環(huán)的剩余部分返回。2纖單向通道保護(hù)環(huán)的倒換控制相對(duì)其他自愈環(huán)結(jié)構(gòu)是最簡(jiǎn)單的，它的優(yōu)點(diǎn)是能適合任何網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜腿魏瓮ǖ赖燃?jí)。
　　4.3兩纖單向通道保護(hù)環(huán)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
　　電力系統(tǒng)通信網(wǎng)，業(yè)務(wù)容量要求較低，且大部分業(yè)務(wù)量匯集在一個(gè)或幾個(gè)中心節(jié)點(diǎn)（中心局）上，因而適用比較簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的單向通道倒換環(huán)。采用2纖方式還是4纖方式則取決與容量要求與經(jīng)濟(jì)性考慮，通常業(yè)務(wù)量不太大時(shí)2纖環(huán)比較經(jīng)濟(jì)，因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)通信要求信號(hào)中斷時(shí)間短、恢復(fù)延時(shí)小、生存能力強(qiáng)、可靠性高等，使得單向通道保護(hù)環(huán)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。
　　5SDH接入惠州電力通信網(wǎng)的應(yīng)用
　　惠州電力光纖通信網(wǎng)于1998年開始建設(shè),經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展,電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)得到很大的發(fā)展，到目前為止,所有110kV及以上變電站已建設(shè)有光纖電路,光纖到達(dá)的站點(diǎn)均采用SDH制式，SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)按照骨干層、匯聚層和接入層進(jìn)行設(shè)計(jì),骨干層:2.5Gbit/s環(huán),地調(diào)、500kV變電站及部分重要220kV變電站作為節(jié)點(diǎn),匯聚層:622Mbit/s環(huán),220kV變電站作為節(jié)點(diǎn),接入層:155Mbit/s環(huán),110kV變電站作為節(jié)點(diǎn),組網(wǎng)方式采用兩纖單向通道保護(hù)環(huán),現(xiàn)建成的SDH光纖通信自愈環(huán)網(wǎng)除具有大容量性以及多業(yè)務(wù)性外，還將具有良好的擴(kuò)展性、靈活性、互聯(lián)互通性。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)也具有1+1保護(hù)功能，倒換時(shí)間短（50ms），提高了網(wǎng)絡(luò)通信的可靠、安全性。保證了電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行，保障了電力生產(chǎn)及繼電保護(hù)、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的通信需要。惠州電力A網(wǎng)拓樸圖如下所示:
　　
　　
　　例如在在220kV變電站，一般配置二套SDH設(shè)備,一套SDH設(shè)備接入地區(qū)級(jí)傳輸A網(wǎng),另一套SDH設(shè)備接入地區(qū)級(jí)傳輸B網(wǎng)；另配置一套SDH用戶接入設(shè)備PCM設(shè)備,站點(diǎn)話音、遠(yuǎn)動(dòng)等信號(hào)通過(guò)PCM設(shè)備接入到SDH光傳輸系統(tǒng)，并由光傳輸系統(tǒng)傳到網(wǎng)內(nèi)相應(yīng)站點(diǎn)。PCM設(shè)備配8路的FXO、FXS、4線E/M等各類話路接口單元，充分滿足站點(diǎn)的遠(yuǎn)動(dòng)自動(dòng)化、話音業(yè)務(wù)話路傳輸。因站點(diǎn)均有2個(gè)傳輸方向，能給話音信號(hào)、遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)以及繼電保護(hù)等通道提供兩條完全不同路由的傳輸通道，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性，保證了業(yè)務(wù)能夠自由倒換。根據(jù)調(diào)度運(yùn)行管理規(guī)定，這些站點(diǎn)需要向調(diào)度端傳送相應(yīng)的遙測(cè)、遙信、電量等遠(yuǎn)動(dòng)信息，調(diào)度端也需要下發(fā)一路調(diào)度電話到這些站點(diǎn)。二套SDH設(shè)備根據(jù)不同的業(yè)務(wù)流向及業(yè)務(wù)平臺(tái)，在同一臺(tái)SDH用戶接入設(shè)備內(nèi)，實(shí)現(xiàn)支路到線路、線路到線路、支路到支路、線路到用戶、支路到用戶的64kbit／s通路交叉連接。所有的通路配置操作通過(guò)網(wǎng)管系統(tǒng)完成。變電站內(nèi)SDH用戶接入設(shè)備的群路光接口數(shù)量、支路光接口數(shù)量、2Mbit／s通道、64kbit／s業(yè)務(wù)接口數(shù)量，根據(jù)近期要求及規(guī)劃考慮。
　　
　　
　
　　每一條線路有兩套主保護(hù),需要兩路完全不同路由的保護(hù)通道,每一條線路的主Ⅰ保護(hù)信號(hào)集中在一套SDH設(shè)備中傳輸，主Ⅱ保護(hù)信號(hào)集中在另一套SDH設(shè)備中傳輸。由于線路保護(hù)信號(hào)是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)模瑸楸ＷC保護(hù)信號(hào)傳輸?shù)陌踩�性、可靠性、傳輸時(shí)間短，除差動(dòng)保護(hù)外的保護(hù)通道在傳輸網(wǎng)中采用業(yè)務(wù)通路的保護(hù)倒換方式，從而避免因采用系統(tǒng)倒換，產(chǎn)生信號(hào)傳輸“盲區(qū)”的現(xiàn)象。
　　6結(jié)束語(yǔ)
　　通過(guò)以上論述，可以是得出電力通信網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)必須進(jìn)行充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，才能實(shí)現(xiàn)“經(jīng)濟(jì)實(shí)用”的建設(shè)原則，滿足運(yùn)行管理對(duì)通信網(wǎng)和通信業(yè)務(wù)傳輸技術(shù)指標(biāo)的要求。SDH體系的出現(xiàn)是光纖通信事業(yè)在傳輸體制方面實(shí)現(xiàn)了真正的統(tǒng)一，克服了復(fù)用設(shè)備不能相互兼容的缺點(diǎn)。SDH設(shè)備綜合應(yīng)用于惠州電力系統(tǒng)通信網(wǎng)，保證了惠州電力系統(tǒng)通信業(yè)務(wù)的高可靠性、高可用性，有對(duì)外提供通信服務(wù)的能力并留有發(fā)展余地，代表電網(wǎng)通信發(fā)展的方向，滿足電網(wǎng)發(fā)展的需求，適應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，為進(jìn)一步發(fā)展的電力系統(tǒng)現(xiàn)代化管理提供了保障。

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