前言

電網(wǎng)是經(jīng)濟社會發(fā)展的基礎設施，建設統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)，充分發(fā)揮電網(wǎng)在資源優(yōu)化配置、服務國民經(jīng)濟發(fā)展中的作用，對經(jīng)濟社會全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實意義，SDH光傳輸網(wǎng)作為統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)的基礎支撐平臺，在保障電網(wǎng)安全運行、市場經(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，公司對光傳輸網(wǎng)建設發(fā)展中出現(xiàn)的路由瓶頸、鏈形網(wǎng)絡、帶寬緊張、鏈路過長等問題進行針對性的分析，提出并實施了網(wǎng)絡的優(yōu)化與改造方案，使光傳輸網(wǎng)在系統(tǒng)容量、可靠性、傳輸時延等性能方面得到很大改善。

1 SDH的技術(shù)特點

SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字體系)是一整套可進行同步數(shù)字傳輸、復用和交叉連接的標準化數(shù)字信號的等級結(jié)構(gòu)。SDH技術(shù)采用世界統(tǒng)一的光接口規(guī)范，具有靈活的分插復用能力，強大的運行、維護、管理和指配能力，組網(wǎng)靈活，網(wǎng)絡生存性、安全性強。組成的自愈環(huán)網(wǎng)在網(wǎng)絡發(fā)生故障(例如光纖斷)時，無需人為干預，網(wǎng)絡自動地在極短的時間內(nèi)(ITU-T規(guī)定為50ms以內(nèi))使業(yè)務自動從故障中恢復傳輸。自愈環(huán)網(wǎng)按環(huán)上業(yè)務的方向可分為單向環(huán)和雙向環(huán)兩大類，按網(wǎng)元節(jié)點間的光纖數(shù)可分為雙纖環(huán)(一對收/發(fā)光纖)和四纖環(huán)(兩對收發(fā)光纖)，按保護的業(yè)務級別可分為通道保護環(huán)和復用段保護環(huán)兩大類。

2 SDH在電力系統(tǒng)通信中的應用

電力通信網(wǎng)作為一種專用通信網(wǎng)，服務于電力系統(tǒng)生產(chǎn)、調(diào)度及經(jīng)營管理。當前隨著統(tǒng)一堅強電網(wǎng)的發(fā)展，調(diào)度、信息、營銷、配網(wǎng)等各個系統(tǒng)的建設，以及智能電網(wǎng)建設的開展，對電力通信的可靠性、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)務對電網(wǎng)繼電保護、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)務需要對電網(wǎng)各個節(jié)點進行狀態(tài)信息的采集，并在局部或全網(wǎng)內(nèi)進行電網(wǎng)狀態(tài)信息的實時交換。這些都對通信專業(yè)提出了更高的保障要求。

2.2高實時性。電力通信網(wǎng)需承載保護、安控、調(diào)度自動化等實時數(shù)據(jù)業(yè)務，這些業(yè)務的流向主要集中在變電站之間、變電站與調(diào)度之間，直接關系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，實時性要求極高。

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

2.4業(yè)務IP化。信息系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)等業(yè)務以IP為主，實時性要求不高，但其業(yè)務流向的特點等與傳統(tǒng)TDM業(yè)務不同，需設備提供新業(yè)務接入功能支持。

2.5靈活接入。配電、營銷系統(tǒng)業(yè)務點多、面廣、數(shù)據(jù)量小，要求有與之相適應的靈活、經(jīng)濟、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)，實現(xiàn)自愈功能?？紤]到自愈環(huán)的特性和電力通信業(yè)務量、節(jié)點成本要求等因素，縣級通信網(wǎng)中采用兩纖單向通道保護環(huán)較為合理。

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

(3)SDH設備有兩種升級方式：a.容量的升級，從STM-1上升到STM-4或者 STM-16級別;b.網(wǎng)絡拓撲升級，節(jié)點設備從TM(Terminal Multiplexer，終端復用器)上升到ADM(Add Drop Multiplexer，上下分插復用器)或DXC(Digital Cross Connectequipment，數(shù)字交叉連接器)等。SDH設備可以在線升級(中繼器除外)，在升級過程中不會影響正常的業(yè)務通信。

(4)MSTP應用，MSTP(Multi-Service Transfer Platform，多業(yè)務傳送平臺)是指基于SDH平臺同時實現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等業(yè)務的接入、處理和傳送，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務節(jié)點，可以更有效的支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務，實現(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)絡邊緣的融合接點支持混合型業(yè)務。

3濱?？h域光傳輸網(wǎng)現(xiàn)狀

濱?？h域光傳輸網(wǎng)自2001年開始建設，從最初的14個站點擴展到現(xiàn)有的27個節(jié)點30套設備，網(wǎng)絡容量由最初的155Mb升級至2.5Gb，業(yè)務量也快速增加，開始只傳輸行政電話、調(diào)度電話、遠動等業(yè)務，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、會議電視、視頻監(jiān)控等相關生產(chǎn)、管理業(yè)務。

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

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

3.3支鏈站點。采用中興S330設備，速率為622Mbit/s，無保護，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?？h域光傳輸網(wǎng)問題分析

濱?？h域光傳輸網(wǎng)經(jīng)過多年的發(fā)展已具有一定規(guī)模，但由于各站點通信設備在不同時間投入運行，從而造成了以下問題。

(1)網(wǎng)絡拓樸結(jié)構(gòu)不合理，主、支環(huán)網(wǎng)負載輕重倒置，造成網(wǎng)絡帶寬浪費及相對不足，同時混亂的網(wǎng)絡拓樸給日常配置維護帶來不便。

(2)大量鏈形網(wǎng)絡沒有保護，設備掉電、光板、光纜故障等會導致鏈上各站點業(yè)務都中斷。

(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)點故障等原因造成網(wǎng)絡開環(huán)中斷，且持續(xù)時間長。

(4)網(wǎng)絡多次擴容后，隆興變等網(wǎng)絡交叉、匯接站點槽位緊張，配置飽和，形成路由瓶頸并加劇了失效風險，同時部分早期建設光纜的纖芯使用也趨于飽和。

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

4.2網(wǎng)絡優(yōu)化目標

提高網(wǎng)絡安全穩(wěn)定性。傳輸網(wǎng)絡是基礎網(wǎng)絡，其安全穩(wěn)定性直接影響到通信網(wǎng)絡其他設備的正常運行，網(wǎng)絡優(yōu)化方案不能以犧牲網(wǎng)絡安全性為代價，在工程實施時對現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務的影響也應降至最小;優(yōu)化資源利用率。隨著網(wǎng)絡規(guī)模的擴大，合理的規(guī)劃資源分布，盡可能減少網(wǎng)絡瓶頸，均衡負載，最大限度的利用網(wǎng)絡資源;提高維護效率。降低網(wǎng)絡維護成本，提高故障響應速度;承載多元化。升級在網(wǎng)老舊設備，支持更多的新業(yè)務，提高傳輸網(wǎng)絡的附加價值。

4.3網(wǎng)絡優(yōu)化方案

4.3.1支環(huán)設備升級

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

4.3.2自愈環(huán)網(wǎng)選擇

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

4.3.3網(wǎng)絡拓樸調(diào)整

拆分1個大支環(huán)為4個小支環(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網(wǎng)絡的可靠性。對于多級串接站形成的鏈型網(wǎng)絡，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)改造建設光纜第二通道，克服站點路由瓶頸。

4.4方案應用效果

通過此次網(wǎng)絡改造，升級了支環(huán)站點老舊設備，擴展了網(wǎng)絡帶寬，建成了一主環(huán)四支環(huán)的網(wǎng)絡拓樸結(jié)構(gòu)，用戶站也以雙鏈方式接入主環(huán)站點S330設備，所有站點均實現(xiàn)了自愈保護，同時相交環(huán)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)為站點業(yè)務提供了充足的迂回路由，以太網(wǎng)端口為各項新業(yè)務的應用提供了更靈活的接入方式，同時網(wǎng)絡負載更趨均衡合理，使網(wǎng)絡可靠性、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)的建設是一個長期的、不斷優(yōu)化的過程，隨著國網(wǎng)公司智能電網(wǎng)建設的深化，對通信傳輸網(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)絡系統(tǒng)的性能必將得到進一步的完善和提高。