摘要：電力通信是保證電網安全、穩定、經濟運行的重要支撐，電網的安全、穩定、經濟運行越來越依賴于電力通信業務傳輸的高可靠性及高可用性。本文主要是論述了電力通信系統中SDH體系的具體應用，可供同行借鑒。
　　關鍵詞：SDH體系；傳輸通道；接入設備；電力通信
　　前言：
　　目前電網構架已形成相當規模，對電網管理的自動化水平的要求不斷提高，大量涉及電力生產、運行、管理的各種信息需要穩定、可靠、迅速地進行傳輸，這無疑是對電力系統通信提出更高要求。隨著信息化時代的到來，電力通信服務的對象不再局限于電力調度，電力系統通信需要提供多種業務的服務，包括通信、遠動、繼電保護、辦公自動化等等，這就要求電力系統通信網絡穩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量高的特點，在電力系統中有著廣泛的應用。SDH(同步數字體系)是目前世界通信領域在傳輸技術方面發展的較為成熟的技術，它將復接、線路傳輸及交換功能結合在一起，并由統一網管系統進行管理操作的綜合信息網。隨著信息產業的發展，通信對電力工業的發展起到越來越重要的作用，電力通信專業網作為國內最大的行業通信網之一，如何有效地利用SDH技術，對促進電力工業現代化的管理有著非常重要的意義。
　　1SDH體系傳輸通道的結構組成
　　在現代化大城市中，隨著變電站數目的增多，SDH網的節點數目也逐漸多起來，有的甚至超過150個，但是除了中心節點外，其他各節點上下的業務基本上是一樣的，包括自動化的運行通道、調度電話、生產管理、繼電保護和電能計量等。這樣在一般情況下，其每個節點有上下四個通道就可以了。
　　SDH體系不僅適用于點對點的信息傳輸，而且也適用于多點間的網絡傳輸。SDH傳輸體系是由終端的復用器(TM)、分插復用設備(ADM)和數字交叉連接設備(DXC)以及傳輸媒質——光纖等組成。由這些設備構成的信道及各部分功能分解圖如圖1所示
　　
　　
　　
　　2SDH用戶接入設備的基本要求
　　2．1對設備性能的基本要求
　　SDH接入設備，其基本(平臺)是一套高性能的STM－1SDH傳輸設備，多臺SDH用戶接入設備能夠組成STM－1的SDH網，并能夠接入到STM－4或STM－16的網絡中組成SDH子網。SDH傳輸與復用部分應符合ITU建議。群路側可提供STM－1的光接口，支路接口在支路側應可以進行任意配置，在改變和增減支路口時不應對其他支路業務產生任何影響。網同步采用主從同步方式，第一主時鐘來自GPS或2MB時鐘輸出，第二主時鐘來自2MB時鐘輸出或E1線路。
　　2．2對設備接口的要求
　　SDH傳送網有信息傳送透明性。統一了網絡接口標準，使不同廠家的產品可以直接互通，各種傳送媒質可以直接連接，因此組網十分方便，網絡兼容能力強，可以容納各種新的業務信號。用戶側接口至少應包括：用于調度電話分機、行政電話分機的二線用戶電路接口；用于四線遠動信號傳輸和四線E／M電話中繼的(4W+E／
　　M)中繼器電路接口；用于遠動信號和通信監控信號及計算機聯網信息傳輸的64kbit／s數據接口；用于允許式、直跳式、閉鎖式／解除閉鎖式遠方保護信號傳輸的64kbit／s(或Nx64bit／s)光接口或接點信號接口，一臺設備應具有可擴展的多個
　　用戶接口。
　　2．3對網管系統的基本要求
　　能夠自動按設置地點建立兩點間的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，能自動恢復失效通道及通路并達到服務質量；系統不應該有任何預防性的維護；能夠在不中斷業務的情況下連續監視所分配通道及通路的性能，并能確認是否遵守所約定的服務質量；實現全網各站的時隙分配；實現業務接口的電平控制和調整；能夠提供網絡結構的簡單遠端維護，包括故障設備的識別和定位；能夠產生設備使用情況的信息；網管系統設備配置簡潔；網絡中納入新站點方便；能夠支持一系列輔助管理功能；能滿足網絡最終容量的管理需求；符合全網設備配置的管理；人機界面友好；滿足多重的分級管理；可設立本地維護終端，本地維護終端能提供本地維護功能。
　　2．4對軟件的基本要求
　　應采用分層模塊化設計結構，任何一層的任何一個模塊的維護和更新及模塊的增加都不影響其他模塊；軟件應有容錯能力，一般小的軟件故障不應引起各類嚴重的系統再起動；軟件設計應有防護性能，某一軟件模塊的軟件錯誤應限制在本模塊內，而不應造成其他軟件模塊的錯誤；增加新業務的軟件包應不影響正常通信；應具有在不中斷系統的情況下，完成程序打補丁的功能，并具有對系統數據和用戶數據進行查詢、修改、追加、批量引入、暫存、重新運行、刪除等各功能操作。
　　2．5其他要求
　　設備的總機械結構應充分考慮安裝維護的方便和擴充容量或調整設備的靈活性，實現硬件模塊化。設備具有較強的電磁兼容性。系統本身在500kV變電站的運行環境下受到電磁干擾時，不應出現故障和性能下降。在電源線對和信號線受到外界電磁波干擾時，應不出現故障和性能下降。系統的二次電源產生的尖峰干擾和諧波干擾能被有效抑制，不會造成明顯的傳導干擾和輻射干擾。
　　2．6SDH體系的優點
　　電力系統通信為電力系統生產、調度服務，目前又增加了繼電保護信號對通道的要求，因此，通信網絡運行的可靠性就顯得越來越重要。而作為一種專用網，它具有以下特點：
　　1)高可靠性，這是電力系統行業特點的要求。
　　2)局部地區站點密度大，需要頻繁的上下話路。
　　3)傳輸實時信息通道占的比例較大，每天24h不間斷運行。
　　4)無人值守的通信站占絕大部分。
　　5)電力建設迅速，隨著電網的發展，通信網也要相應的發展和變化，話路的配置需要經常調整，因此要求通信網絡易于升級和擴充。為了保證傳輸系統的高可靠性，在SDH通信體系中，有自愈功能，即在通信網絡運行中無需人為干預，通信網絡自身就能從故障狀態中實時地、自動地恢復通信，SDH環形通信網便是其中一種。在環形
　　通信網中，光纖芯數可采用兩芯也可采用四芯，故障倒換也有通道倒換和復用段倒換2種，SDH設備可以一次性提取出低速支路信號，省去了大量的硬件設備。
　　SDH設備的升級可以表現在兩個方面，一種是容量的升級，從STM—l上升到STM一4或者STM一16級別；另一種則表現在網絡擴充方面，從TM上升到ADM或者DXC等，并且這種升級都是在線升級，因此在升級的過程中不會影響正常的通信。
　　3SDH組成的典型網絡應用
　　3.1點對點的應用
　　
　　
　　
　　
　　3.2線性應用
　　
　　
　　
　　3.3環形網應用
　　
　　
　　
　　4SDH自愈環
　　自愈環就是利用多路由的網絡拓撲方式，無需人為干預,網絡就能在極短的時間內從失效故障中自動恢復所攜帶的業務.自愈環是不僅提高了網絡的生存能力，而且降低了倒換所需備用路由的成本，在網絡規劃中起到重要的作用。所以SDH自愈環不僅在中繼網和接入網中得到廣泛應用。
　　4.1SDH自愈環的分類
　　SDH自愈環結構一般分為兩大類，即通道保護環和復用頻保護環。通道保護環是以通道為基礎的，倒換與否按離開環的每一個通道信號質量的優劣業決定，通常利用簡單的通道AIS信號來決定是否應進行倒換。復用段保護環是以復用段為基礎的，倒換一否按每一對節點間的復用段信號質量的優劣來決定。當復用段出現問題時，整個節點的復用段信號都轉向保護通道。
　　可以將自愈環分為單向環和雙向環。正常情況下，單向環中所有業務信號按同一方向在環中傳輸。而雙向環中，進入環的支路信號按一個方向傳輸，由該支路信號分路節點返回的信號經相反的方向傳輸。
　　按照一對節點間所用光纖的最小數量來區分，自愈環可分為2纖環和4纖環。通道保護環通常是2纖環；而復用頻段保護環可以是2纖環，也可以是4纖環。工程中常用的SDH自愈環結構是2纖單向通道保護環、2纖雙向復用保護環和4纖雙向復用段保
　　護環，其中電力系統常用的是2纖單向通道保護環。2纖單向通道保護環的生存性4.2保護方式
　　通道保護環的保護方式有1+1和1：1兩種。1+1保護方式是發送節點將所發送的支路信號固定橋接，保護倒換只在接收端進行，實現起來較簡單，不需要在節點間交換保護倒換信令。1：1保護方式是在發送端并不固定橋接，然后再在接收端完成倒換。
　　1：1保護方式是雙向操作，正常工作情況下，保護信道上可以傳送不受保護的額外業務，也易于發展為1：n的保護結構。但雙向保護控制比單向保護復雜，因而通道保護環一般采用1+1單向保護方式。單向通道保護環的每對節點之間都有2根光纖，1根用于傳輸工作信號，1根用于保護，這2根光纖的傳輸方向相反，進入環的一個支路信號經工作光纖傳至目的節點，而返回信號則由同一方向經環的剩余部分返回。2纖單向通道保護環的倒換控制相對其他自愈環結構是最簡單的，它的優點是能適合任何網絡拓撲和任何通道等級。
　　4.3兩纖單向通道保護環在電力系統中的應用
　　電力系統通信網，業務容量要求較低，且大部分業務量匯集在一個或幾個中心節點（中心局）上，因而適用比較簡單經濟的單向通道倒換環。采用2纖方式還是4纖方式則取決與容量要求與經濟性考慮，通常業務量不太大時2纖環比較經濟，因為電力系統通信要求信號中斷時間短、恢復延時小、生存能力強、可靠性高等，使得單向通道保護環在電力系統中得到了廣泛的應用。
　　5SDH接入惠州電力通信網的應用
　　惠州電力光纖通信網于1998年開始建設,經過十多年的發展,電力光纖通信網絡得到很大的發展，到目前為止,所有110kV及以上變電站已建設有光纖電路,光纖到達的站點均采用SDH制式，SDH傳輸網絡按照骨干層、匯聚層和接入層進行設計,骨干層:2.5Gbit/s環,地調、500kV變電站及部分重要220kV變電站作為節點,匯聚層:622Mbit/s環,220kV變電站作為節點,接入層:155Mbit/s環,110kV變電站作為節點,組網方式采用兩纖單向通道保護環,現建成的SDH光纖通信自愈環網除具有大容量性以及多業務性外，還將具有良好的擴展性、靈活性、互聯互通性。同時網絡也具有1+1保護功能，倒換時間短（50ms），提高了網絡通信的可靠、安全性。保證了電網安全、經濟、穩定、可靠的運行，保障了電力生產及繼電保護、電網調度自動化的通信需要。惠州電力A網拓樸圖如下所示:
　　
　　
　　例如在在220kV變電站，一般配置二套SDH設備,一套SDH設備接入地區級傳輸A網,另一套SDH設備接入地區級傳輸B網；另配置一套SDH用戶接入設備PCM設備,站點話音、遠動等信號通過PCM設備接入到SDH光傳輸系統，并由光傳輸系統傳到網內相應站點。PCM設備配8路的FXO、FXS、4線E/M等各類話路接口單元，充分滿足站點的遠動自動化、話音業務話路傳輸。因站點均有2個傳輸方向，能給話音信號、遠動信號以及繼電保護等通道提供兩條完全不同路由的傳輸通道，提高了網絡的可靠性，保證了業務能夠自由倒換。根據調度運行管理規定，這些站點需要向調度端傳送相應的遙測、遙信、電量等遠動信息，調度端也需要下發一路調度電話到這些站點。二套SDH設備根據不同的業務流向及業務平臺，在同一臺SDH用戶接入設備內，實現支路到線路、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網管系統完成。變電站內SDH用戶接入設備的群路光接口數量、支路光接口數量、2Mbit／s通道、64kbit／s業務接口數量，根據近期要求及規劃考慮。
　　
　　
　
　　每一條線路有兩套主保護,需要兩路完全不同路由的保護通道,每一條線路的主Ⅰ保護信號集中在一套SDH設備中傳輸，主Ⅱ保護信號集中在另一套SDH設備中傳輸。由于線路保護信號是點對點傳輸的，為保證保護信號傳輸的安全性、可靠性、傳輸時間短，除差動保護外的保護通道在傳輸網中采用業務通路的保護倒換方式，從而避免因采用系統倒換，產生信號傳輸“盲區”的現象。
　　6結束語
　　通過以上論述，可以是得出電力通信網的規劃與建設必須進行充分的技術經濟分析，才能實現“經濟實用”的建設原則，滿足運行管理對通信網和通信業務傳輸技術指標的要求。SDH體系的出現是光纖通信事業在傳輸體制方面實現了真正的統一，克服了復用設備不能相互兼容的缺點。SDH設備綜合應用于惠州電力系統通信網，保證了惠州電力系統通信業務的高可靠性、高可用性，有對外提供通信服務的能力并留有發展余地，代表電網通信發展的方向，滿足電網發展的需求，適應業務發展的需要，為進一步發展的電力系統現代化管理提供了保障。

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