前言

電網(wǎng)是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施，建設(shè)統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，充分發(fā)揮電網(wǎng)在資源優(yōu)化配置、服務(wù)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，SDH光傳輸網(wǎng)作為統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)支撐平臺(tái)，在保障電網(wǎng)安全運(yùn)行、市場(chǎng)經(jīng)營和現(xiàn)代化管理等方面發(fā)揮著重要的作用。為滿足電網(wǎng)發(fā)展需求，公司對(duì)光傳輸網(wǎng)建設(shè)發(fā)展中出現(xiàn)的路由瓶頸、鏈形網(wǎng)絡(luò)、帶寬緊張、鏈路過長等問題進(jìn)行針對(duì)性的分析，提出并實(shí)施了網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化與改造方案，使光傳輸網(wǎng)在系統(tǒng)容量、可靠性、傳輸時(shí)延等性能方面得到很大改善。

1 SDH的技術(shù)特點(diǎn)

SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字體系)是一整套可進(jìn)行同步數(shù)字傳輸、復(fù)用和交叉連接的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字信號(hào)的等級(jí)結(jié)構(gòu)。SDH技術(shù)采用世界統(tǒng)一的光接口規(guī)范，具有靈活的分插復(fù)用能力，強(qiáng)大的運(yùn)行、維護(hù)、管理和指配能力，組網(wǎng)靈活，網(wǎng)絡(luò)生存性、安全性強(qiáng)。組成的自愈環(huán)網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障(例如光纖斷)時(shí)，無需人為干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)地在極短的時(shí)間內(nèi)(ITU-T規(guī)定為50ms以內(nèi))使業(yè)務(wù)自動(dòng)從故障中恢復(fù)傳輸。自愈環(huán)網(wǎng)按環(huán)上業(yè)務(wù)的方向可分為單向環(huán)和雙向環(huán)兩大類，按網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)間的光纖數(shù)可分為雙纖環(huán)(一對(duì)收/發(fā)光纖)和四纖環(huán)(兩對(duì)收發(fā)光纖)，按保護(hù)的業(yè)務(wù)級(jí)別可分為通道保護(hù)環(huán)和復(fù)用段保護(hù)環(huán)兩大類。

2 SDH在電力系統(tǒng)通信中的應(yīng)用

電力通信網(wǎng)作為一種專用通信網(wǎng)，服務(wù)于電力系統(tǒng)生產(chǎn)、調(diào)度及經(jīng)營管理。當(dāng)前隨著統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)的發(fā)展，調(diào)度、信息、營銷、配網(wǎng)等各個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)，以及智能電網(wǎng)建設(shè)的開展，對(duì)電力通信的可靠性、傳輸容量、靈活接入能力以及通信管理等均提出了更高的要求。

2.1高可靠性。調(diào)度業(yè)務(wù)對(duì)電網(wǎng)繼電保護(hù)、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)等提出了更高的要求，智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)需要對(duì)電網(wǎng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行狀態(tài)信息的采集，并在局部或全網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行電網(wǎng)狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)交換。這些都對(duì)通信專業(yè)提出了更高的保障要求。

2.2高實(shí)時(shí)性。電力通信網(wǎng)需承載保護(hù)、安控、調(diào)度自動(dòng)化等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，這些業(yè)務(wù)的流向主要集中在變電站之間、變電站與調(diào)度之間，直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)時(shí)性要求極高。

2.3大容量、高帶寬。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)第一、二平面的建設(shè)完善，容災(zāi)備份中心的建設(shè)均要求更高的帶寬。信息系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)、配網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)及智能電網(wǎng)的發(fā)展，將引起變電站、供電所(營業(yè)點(diǎn))與公司本部乃至上級(jí)部門的海量數(shù)據(jù)交互，導(dǎo)致帶寬需求急劇上升。

2.4業(yè)務(wù)IP化。信息系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)等業(yè)務(wù)以IP為主，實(shí)時(shí)性要求不高，但其業(yè)務(wù)流向的特點(diǎn)等與傳統(tǒng)TDM業(yè)務(wù)不同，需設(shè)備提供新業(yè)務(wù)接入功能支持。

2.5靈活接入。配電、營銷系統(tǒng)業(yè)務(wù)點(diǎn)多、面廣、數(shù)據(jù)量小，要求有與之相適應(yīng)的靈活、經(jīng)濟(jì)、可靠的通信接入方式。

為了滿足以上需求，SDH在電力通信網(wǎng)中的具體應(yīng)用如下：

(1)為了保證傳輸系統(tǒng)的高可靠性，采用SDH環(huán)形組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)自愈功能。考慮到自愈環(huán)的特性和電力通信業(yè)務(wù)量、節(jié)點(diǎn)成本要求等因素，縣級(jí)通信網(wǎng)中采用兩纖單向通道保護(hù)環(huán)較為合理。

(2)傳統(tǒng)的PDH(準(zhǔn)同步數(shù)字系列，Plesiochronous Digital Hierarchy)設(shè)備，為了上下話路，需要采用大量背靠背設(shè)備，而SDH設(shè)備可以一次性提取低速支路信號(hào)，省去大量的硬件設(shè)備。

(3)SDH設(shè)備有兩種升級(jí)方式：a.容量的升級(jí)，從STM-1上升到STM-4或者 STM-16級(jí)別;b.網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖?jí)，節(jié)點(diǎn)設(shè)備從TM(Terminal Multiplexer，終端復(fù)用器)上升到ADM(Add Drop Multiplexer，上下分插復(fù)用器)或DXC(Digital Cross Connectequipment，數(shù)字交叉連接器)等。SDH設(shè)備可以在線升級(jí)(中繼器除外)，在升級(jí)過程中不會(huì)影響正常的業(yè)務(wù)通信。

(4)MSTP應(yīng)用，MSTP(Multi-Service Transfer Platform，多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái))是指基于SDH平臺(tái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)的接入、處理和傳送，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，可以更有效的支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)電路交換網(wǎng)向分組網(wǎng)的過渡，成為城域網(wǎng)主流技術(shù)之一，最適合作為網(wǎng)絡(luò)邊緣的融合接點(diǎn)支持混合型業(yè)務(wù)。

3濱海縣域光傳輸網(wǎng)現(xiàn)狀

濱海縣域光傳輸網(wǎng)自2001年開始建設(shè)，從最初的14個(gè)站點(diǎn)擴(kuò)展到現(xiàn)有的27個(gè)節(jié)點(diǎn)30套設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)容量由最初的155Mb升級(jí)至2.5Gb，業(yè)務(wù)量也快速增加，開始只傳輸行政電話、調(diào)度電話、遠(yuǎn)動(dòng)等業(yè)務(wù)，現(xiàn)承載電力信息網(wǎng)、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、通信數(shù)據(jù)網(wǎng)、調(diào)度電話、行政電話、會(huì)議電視、視頻監(jiān)控等相關(guān)生產(chǎn)、管理業(yè)務(wù)。

3.1光傳輸主環(huán)網(wǎng)。采用中興S385設(shè)備，組成速率為2.5Gbit/s兩纖單向通道保護(hù)環(huán)，主要接入公司本部和域內(nèi)220kV變電站，由后續(xù)改造升級(jí)建成。

3.2光傳輸支環(huán)網(wǎng)。采用中興S330設(shè)備，組成速率為622Mbit/s兩纖單向通道保護(hù)環(huán)，橫跨濱海縣域全境，主要接入域內(nèi)110KV及以下變電站。

3.3支鏈站點(diǎn)。采用中興S330設(shè)備，速率為622Mbit/s，無保護(hù)，主要接入域內(nèi)110KV及以下變電站及用戶變。 　　　　

4光傳輸網(wǎng)的優(yōu)化改造

4.1濱海縣域光傳輸網(wǎng)問題分析

濱海縣域光傳輸網(wǎng)經(jīng)過多年的發(fā)展已具有一定規(guī)模，但由于各站點(diǎn)通信設(shè)備在不同時(shí)間投入運(yùn)行，從而造成了以下問題。

(1)網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)不合理，主、支環(huán)網(wǎng)負(fù)載輕重倒置，造成網(wǎng)絡(luò)帶寬浪費(fèi)及相對(duì)不足，同時(shí)混亂的網(wǎng)絡(luò)拓樸給日常配置維護(hù)帶來不便。

(2)大量鏈形網(wǎng)絡(luò)沒有保護(hù)，設(shè)備掉電、光板、光纜故障等會(huì)導(dǎo)致鏈上各站點(diǎn)業(yè)務(wù)都中斷。

(3)支環(huán)網(wǎng)橫跨濱海縣域全境，易因外力破壞、施工改造、節(jié)點(diǎn)故障等原因造成網(wǎng)絡(luò)開環(huán)中斷，且持續(xù)時(shí)間長。

(4)網(wǎng)絡(luò)多次擴(kuò)容后，隆興變等網(wǎng)絡(luò)交叉、匯接站點(diǎn)槽位緊張，配置飽和，形成路由瓶頸并加劇了失效風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)部分早期建設(shè)光纜的纖芯使用也趨于飽和。

(5)部分早期設(shè)備支路板配置不全，無法實(shí)現(xiàn)1：N保護(hù)，且軟件版本老舊，不能支持新功能、新業(yè)務(wù)以及多業(yè)務(wù)。

4.2網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目標(biāo)

提高網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定性。傳輸網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，其安全穩(wěn)定性直接影響到通信網(wǎng)絡(luò)其他設(shè)備的正常運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案不能以犧牲網(wǎng)絡(luò)安全性為代價(jià)，在工程實(shí)施時(shí)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)的影響也應(yīng)降至最小;優(yōu)化資源利用率。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，合理的規(guī)劃資源分布，盡可能減少網(wǎng)絡(luò)瓶頸，均衡負(fù)載，最大限度的利用網(wǎng)絡(luò)資源;提高維護(hù)效率。降低網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本，提高故障響應(yīng)速度;承載多元化。升級(jí)在網(wǎng)老舊設(shè)備，支持更多的新業(yè)務(wù)，提高傳輸網(wǎng)絡(luò)的附加價(jià)值。

4.3網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案

4.3.1支環(huán)設(shè)備升級(jí)

為滿足新時(shí)期電力通信高容量、大帶寬的要求，在支環(huán)設(shè)備上配置2.5G光傳輸板，為滿足業(yè)務(wù)IP化及靈活接入的要求，在設(shè)備上配置SEE/SED以太網(wǎng)處理板，配齊設(shè)備支路板實(shí)現(xiàn)1：N保護(hù)，升級(jí)設(shè)備軟件版本支持新功能、新業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)。

4.3.2自愈環(huán)網(wǎng)選擇

單向通道保護(hù)環(huán)是并發(fā)選收方式，業(yè)務(wù)保護(hù)實(shí)際上是“1 +1”，業(yè)務(wù)流向等控制簡單，便于維護(hù)與操作，倒換時(shí)間短，業(yè)務(wù)容量恒定為STM-N，與環(huán)節(jié)點(diǎn)數(shù)和網(wǎng)元間業(yè)務(wù)無關(guān)，各站間均分全網(wǎng)資源，所以單向通道保護(hù)環(huán)上站不宜多，適用集中于一、二站的業(yè)務(wù)。兩纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)業(yè)務(wù)保護(hù)實(shí)際上是1：1，使用APS協(xié)議，保護(hù)倒換時(shí)間長，維護(hù)與配置等操作復(fù)雜，倒換時(shí)易發(fā)生錯(cuò)連現(xiàn)象，環(huán)上站點(diǎn)不得多于16個(gè)，當(dāng)業(yè)務(wù)分散時(shí)，環(huán)上業(yè)務(wù)容量為 M /2×STM-N(M是環(huán)上節(jié)點(diǎn)數(shù))，適用于均勻分散的業(yè)務(wù)類型。因電力通信的業(yè)務(wù)類型接近于集中分布，從方便維護(hù)操作考慮，采用單向通道保護(hù)環(huán)。

4.3.3網(wǎng)絡(luò)拓樸調(diào)整

拆分1個(gè)大支環(huán)為4個(gè)小支環(huán)，并與主環(huán)相交連接，建成1主環(huán)4子環(huán)的拓樸結(jié)構(gòu)，通過路由冗余提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可靠性。對(duì)于多級(jí)串接站形成的鏈型網(wǎng)絡(luò)，暫采用隔站迂回跳纖的方式，解決由于光纜路徑局限無法組建自愈環(huán)的問題，并結(jié)合電網(wǎng)改造建設(shè)光纜第二通道，克服站點(diǎn)路由瓶頸。

4.4方案應(yīng)用效果

通過此次網(wǎng)絡(luò)改造，升級(jí)了支環(huán)站點(diǎn)老舊設(shè)備，擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)帶寬，建成了一主環(huán)四支環(huán)的網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)，用戶站也以雙鏈方式接入主環(huán)站點(diǎn)S330設(shè)備，所有站點(diǎn)均實(shí)現(xiàn)了自愈保護(hù)，同時(shí)相交環(huán)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為站點(diǎn)業(yè)務(wù)提供了充足的迂回路由，以太網(wǎng)端口為各項(xiàng)新業(yè)務(wù)的應(yīng)用提供了更靈活的接入方式，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載更趨均衡合理，使網(wǎng)絡(luò)可靠性、安全性與資源利用率得到了較大提高。

5結(jié)語

光傳輸網(wǎng)的建設(shè)是一個(gè)長期的、不斷優(yōu)化的過程，隨著國網(wǎng)公司智能電網(wǎng)建設(shè)的深化，對(duì)通信傳輸網(wǎng)必將提出更高的要求，智能光網(wǎng)如ASON等技術(shù)也將逐步引入縣域傳輸網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能必將得到進(jìn)一步的完善和提高。