ＳＤＨ在電力通信網的發展潛力

摘要：中國電力通信網是國家專用通信網之一，是電力系統不可缺少的重要組成部分，是電網調度自動化、網絡運營市場化和管理現代化的基礎，確保了電網安全、穩定、經濟可靠地運行。通過對SDH的技術特點等方面的分析來闡述SDH在電力通信網的發展潛力。

關鍵詞：同步數字體系；電力；通信

中圖分類號：TM734文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)35-2333-02

SDH in the Electricity Network Development Potential

LIU Ying

(Yinchuan Power Supply Bureau， Yinchuan 750011， China)

Abstract: Chinese electric power telecommunication networks has been one of country special use telecommunication networks， has been an essential important component of electric system， has been that the electrified wire netting controller automates， the network is in motion and does business becoming market-oriented and managing the basis being modernized， has ensured that the electrified wire netting is safe， stabilize the economy， to work reliable. Come to set forth the SDH potential in electric power telecommunication networks the analysis by the fact that the technology characteristic to SDH waits for aspect.

Key words: SDH; power; communication

1 引言

中國電力通信網是國家專用通信網之一，是電力系統不可缺少的重要組成部分，是電網調度自動化、網絡運營市場化和管理現代化的基礎，是確保電網安全、穩定、經濟運行，實現了對除臺灣外31個省、自治區、直轄市的覆蓋，功能涉及語音、傳真、數據、圖像傳輸、遠動繼電保護、電力監控、移動通信等領域。光纖通信在電力系統中有獨特的資源優勢和廣泛的應用前景，將成為電力通信網的主要通信方式。在通信網絡接入方面，有著巨大的技術和資源優勢：電力系統的低壓線路已經進入包括農村在內的千家萬戶，隨著PLC（電力線通信 ）技術的不斷成熟和完善，可利用低壓配電網開發接入網，預示著電力系統網絡將成為集電話、電腦、電視和電力為一體的\" 四合一\"網絡。

2 現狀

目前SDH和ATM技術在電力骨干通訊網技術應用較多，以太網相對較少；主要原因是以太網解決時實語音傳輸還不成熟。傳統的電力通訊網一般注重信息傳輸網和電話交換網的建設，而對業務接入及應用考慮較少，隨著電力系統的發展，對信息的依賴程度越來越高，除傳統語音業務和數據業務外，增加了多種數據業務和多媒體業務；對業務接入速度、可靠性、透明度都有更高的要求；隨著電力信息網的日益擴大，對網絡管理和業務實現提出了更高的要求。由于SDH技術的成熟性和先進性，也使其逐步由長途網到中繼網，最后在接入網上得到廣泛應用。傳輸網絡是所有業務層包括支撐層的平臺，而SDH技術是這個平臺的靈魂。在接入網中，為滿足組網的靈活性和電路的實時調配，SDH技術廣泛應用于用戶端與局端之間，以完善的環保護功能為“最后一公里”提供安全保障。目前看來，無論是PSTN網絡還是移動的基站傳輸，接入網傳輸系統仍然以提供TDM業務傳輸為主。

從另一個角度來看，自從接入網內置SDH155開始承擔光纖接入網的傳輸主體設備后，目前速率已滿足不了窄帶接入網的需求，用戶急需提高傳輸帶寬。同時為了滿足大量引入的多種寬帶業務與寬帶接入手段，非常有必要提高接入網傳輸的傳輸速率、改善傳輸效能，構建新一代城域／接入網多業務傳輸平臺。盡管接入網所采用的接入技術多種多樣，用戶需求千差萬別，網絡結構變化多端，但始終需要一個具有高度可靠性的傳輸網絡進行承載。SDH網絡以其強大的保護恢復能力以及固定的時延性能在城域網絡中仍將占據著絕對的主導地位。隨著骨干傳輸容量不斷增大，城域傳輸網絡的接入能力也多樣化。但以IP為主的網絡業務仍然是不可預知的，這需要傳輸網絡具有更好的自適應能力，而這種自適應能力不僅僅是網絡接口或網絡容量的適應能力，而且要求網絡連接的自適應能力?？偟膩碚f，低成本、靈活快速的完成運營商端局到用戶端的業務接入和業務收斂是對未來城域網接入系統的主要需求。從技術上來看，接入層的相對帶寬需求較小，需要提供IP、TDM，可能還有ATM等綜合業務傳送。以SDH系統為基礎并能夠提供IP、ATM傳送與處理的系統（包括TDM、IP與ATM接口，甚至包括IP和ATM交換模塊）將是解決接入層傳送的主要方法，這種方式可廉價地在一個業務提供點（POP）上提供高質量專線、ATM、IP等業務的接入、傳送和保護。簡單地講，這種采用SDH傳輸以太網等多種業務的方式就是將不同的網絡層次的業務通過VC級聯的方式映射到SDH電路的各個時隙中，由SDH網絡提供完全透明的傳輸通道，從物理層的設備角度上看是一個集成的整體。這種解決方案可以大幅度地降低投資規模，減少設備占地面積，降低功耗，進而降低網絡運營商的運營成本。同時，提供多業務的能力還可以使網絡運營商能夠快速地部署網絡業務，提高業務收入，增強市場競爭能力。從網絡結構來看，接入層傳輸節點分布廣、數量多，要求低成本、高環境適應能力；需支持復雜組網。

采用光纖直連組網通常指利用路由器、ATM交換機、以太網交換機等通過獨享光纖帶寬的簡單組網技術，包括星型（樹型）、環形、網格型等組網方式，因為是純數據接入設備，帶寬獨享，浪費了大量光纖資源，特別是樹型和網格型，對光纖的需求大，隨著節點的增加，給運營商帶來很大壓力，無法高效接入大量應用的TDM業務。如果采用E1電路仿真，一方面成本非常昂貴，用戶無法承受；另一方面性能差，無法滿足像移動與聯通等運營商組網的需求。因此該方案也只適用于新建的純數據網絡。因此在新型接入網組網中，根據業務用戶的重要性，采用綜合接入SDH設備進行環形、鏈形、樹形進行組網，由于星型組網會需要大量的光纖，保護能力差，建議選擇環形、環形加分叉等形式，分叉方法可采用SDH、PON／APON／EPON等。總的來說，新型多業務接入傳輸系統除具有SDH的基本功能外，還具有多種業務的接入功能，支持數據業務的透明傳輸，并提供點到點與點到多點的業務匯聚功能，不僅具有數據優化傳輸升級能力，提供業務的帶寬管理能力，而且具備多種業務互通的平滑升級能力。

3 MSTP技術

目前，對于各運營商的城域傳送網，應從采用單純的SDH設備轉向下一代基于SDH的多業務傳送平臺（MSTP），目前國標《基于SDH的MSTP技術要求》已經成熟，引起了各方面的極大關注。MSTP可以基于多種線路速率實現，包括155/622Mb/s、2.5Gb/s和10Gb/s等。一方面，MSTP保留了固有的TDM交叉能力和傳統的SDH/PDH業務接口，繼續滿足話音業務的需求；另一方面，MSTP提供ATM處理、Ethernet透傳以及Ethernet L2交換功能來滿足數據業務的匯聚、梳理和整合的需要。

MSTP可以提供ATM處理模塊，針對ATM業務接入，比如多點DSLAM接入到ATM骨干交換機的應用場合（還包括未來3G的BTS接入到NodeB、或NodeB接入到RNC的應用場合），通過VP/VC信元交換和統計復用功能，將在若干節點分別接入的多個155Mb/s時隙收斂到SDH環的一個155Mb/s時隙，實現1：N業務收斂功能，節省了帶寬資源，同時所有業務可以共享ATM的VP-Ring保護；如果SDH的通道或復用段保護啟用，則可以屏蔽掉ATM的VP－Ring保護；此外，ATM處理模塊還可以提供PVC專線和ATM組播業務。

MSTP可以提供Ethernet的透明傳送功能，將來自用戶以太網的信號不經過L2交換，直接映射到SDH的虛容器（VC）中，然后通過SDH網絡進行點到點傳送。目前，10Mb/s、FE甚至GE業務可以通過多種途徑在網絡中傳送，比如10Mb/s和FE業務可以采用VC-12或VC-3的虛級聯方式承載，而GE業務則可采用VC-4或VC-3/STS-1連續級聯的方式來承載。Ethernet over SDH的映射協議除采用PPP/HDLC或LAPS外，也可支持通用成幀規程GFP。

除透傳功能外，MSTP還提供L2交換功能，即在一個或多個用戶的以太網接口與一個或多個獨立的基于SDH VC-N的鏈路之間，提供基于Ethernet MAC的交換，實現基于端口的VLAN、基于ID Tag的VLAN和虛擬網橋（Virtual Bridge）功能、全雙工流量控制、帶寬共享、端口匯聚以及相應的STP處理和保護等。

MSTP中新型的鏈路容量自動調整策略，即LCAS，可以實現：即使SDH的一些VC－N通道發生故障或出現告警指示信號AIS，可以根據相互的握手協議自動降低承載帶寬，同時所承載的數據業務不能有太大的損傷，即丟包率和時延可以降到最低程度；如果告警消失或故障恢復，所承載的數據業務相應要恢復到最初的配置帶寬。

從本質上來講，彈性分組環RPR是跟SDH和現行MSTP全面競爭的一種技術，但MSTP可以一定程度融合RPR技術，比如將RPR設計成為MSTP的一種功能模塊，從而實現帶寬的統計復用、公平的帶寬分配、嚴格的業務分級CoS和QoS以及真正意義上的用戶隔離功能。此外，RPR具備自己專用的保護策略，比如環回和主導方式，如果要與SDH保護協同起來，同理需要拖延時間機制來保證。

4 SDH

到目前為止，還沒有出現可完全替代SDH的新技術，有的只是現有SDH技術的發展和補充，這也證明了SDH強大的生命力，SDH在城域網中仍將繼續發展，主要理由如下：

1) 我國的電路交換網在5年左右的時間內仍將繼續發展；

SDH本身高低端的發展潛力（高于40Gb/s，低于155Mb/s）SDH通道級聯功能與多種數據業務映射結構的支持，增強了支持ATM／IP的能力，正由新的ITU-T建議予以支持，有效地支持了多業務傳輸能力。未來的超大容量的核心光傳送網由DWDM壟斷，從帶寬顆粒度與成本上考慮，SDH轉移到網絡邊緣，接入網需要更多的SDH接入設備。

2) SDH近期仍然是可靠性和生存性最高的傳送網技術。

IETF及IEEE 802.17已經推出及即將推出的標準，為SDH上高效、可靠的IP傳輸奠定了堅實的基礎。

3) 基于SDH／SONET的多業務傳送平臺有兩類發展趨勢：

一種方案是在SDH除提供TDM的E1等接口外，利用其它帶寬提供以太網口、ATM接口、POS接口等，為寬帶數據設備提供傳輸通道，利用SDH的50ms自愈能力提供保護。此方案是一種實現較易與原始的方案，也是寬帶網建設初期各運營商最愿意采用的方案，而且目前也是大量采用的方案。第二種方案就是數據優化的多業務傳送平臺(MSTP)。它的優勢是非常明顯的，能夠兼容目前大量應用的TDM業務，又滿足日益增長的數據業務(IP、ATM)的要求；SEGAM公司動態帶寬調整方案的性能仿真報告表明，該技術比第一種方案平均帶寬利用率提高8倍。MSTP采用了目前最為成熟的SDH組網和保護技術，卻又吸收了ATM和IP自身所具有流量控制與保護屬性，實現了多業務的高效傳輸。采用動態時隙分配技術與彈性分組環技術的解決方案日趨成熟。總之，采用環狀組網結構，提供IP優化的綜合業務傳輸平臺，在城域網匯聚層與接入層將是最好的選擇。

由此可以看出SDH技術發展的突飛猛進對電力通信網的升級提出更高的技術標準和要求；同時也對從事電力通訊網行業的技術人員提出新的標準和考驗；雖然我國電力通信已發展成為具有多種通信方式和具備一定能力的較為完整的通信網絡，但縱觀全球電信發展的大趨勢和世界各國電力通信發展的方向，尤其面對新形勢下大區電網互聯乃至全國聯網、電力市場等對電力通信提出的新的要求，處于世紀之交的我國電力通信還不能真正滿足未來業務發展的需要。

近年來，全球范圍內電信體制改革，放松管制、打破壟斷、引入竟爭機制已成為勢不可擋的潮流。中國的改革開放正在步步深化，其中電力和電信的改革已走在了前列。電力工業和通信產業結構的調整和重組，電力通信利用改革之機最終推向市場和電力系統開放電力通信市場已是大勢所趨。電力行業的改革、市場化運營、電網互聯等，也對電力通信提出了新的要求。各種通信新技術的不斷涌現，更為電力通信的發展提供了良好契機。電力通信將如何走，如何抓著機遇，迎接挑戰，使電力通信能更好地適應電網的發展和在今后激烈的市場競爭中立于不敗。

參考文獻：

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