2M電路切換器對提升電路可靠性的應用研究

胡紅明

（南方電網六盤水供電局，貴州 六盤水 553001）

0 引言

目前在電力通信光傳輸網絡中，2M電路是最主要的業務承載形式，大約80%的電力通信業務應用需求都需要經過2M電路進行承載、轉接并接入各類應用終端設備，如 PCM、交換機、繼保、視頻會議等終端，這些業務對通信質量都有著嚴格的要求，尤其是繼電保護業務，對通信質量的要求尤為苛刻[1]。因此，如何減少2M電路的故障率是確保電網通信安全可靠的必要措施。

1 貴州電網六盤水地區光傳輸網絡介紹

為了提高通信線路的可靠性，電網通信行業提出了建設光纖通信系統A、B網的概念，即建設光傳輸A網和光傳輸B網，光傳輸A網和B網采用不同廠家的設備，完全形成1+1的網絡備份。2009年底，貴州電網六盤水地區已經建設完成光傳輸B網，并與原有光傳輸A網形成雙系統運行。圖1為六盤水地區傳輸A網的拓撲圖，圖1中，水城片SDH設備為烽火的GF155-03B,2001年投運。下頁圖2為六盤水地區傳輸B網部分站點的拓撲圖。

圖1 六盤水地區傳輸A網拓撲

傳統的運行方式是接入業務可以在A網和B網上自由的切換，當一個網絡出現故障，可以將業務切換到另一個網絡上，大大的提高了網絡運行的安全性[2]。然而目前的切換動作往往是由人工完成，這樣使得通信存在一定的中斷時刻，降低了系統運行的安全可靠性，而 2M電路切換器的引用正好解決了上述問題，使電網調度業務做到無損切換。

圖2 六盤水地區傳輸B網拓撲

圖2中水城地區光傳輸B網為中興公司S385設備，2009年投運。

2 2M電路切換器原理

2M電路切換器工作原理如圖3所示，切換器有兩個輸入端口、一個輸出端口，輸入端口分別與A網和B網相連，輸出端口與終端相連，傳輸業務同時饋入傳輸系統A和傳輸系統 B，由切換器根據傳輸信號的質量，決定使用哪個傳輸系統傳送的信息。

圖3 2M電路切換器工作原理示意

圖4為2M電路切換器的原理框圖。

圖4 2M電路切換器原理框

從圖4中我們可以看到兩個輸入端口A、B分別和A、B網相連，當切換器自身發生故障或是斷電時候，切換器自動切換到通道1，業務直接透傳過去，不會影響整個傳輸體系。在切換器正常工作的時候，A、B網的信息分別存儲到緩存器1和2中，同時送到質量分析模塊和定時調整模塊，質量分析模塊對 A、B網的信號質量進行分析，決定是否進行切換動作，定時調整模塊對緩存器中的信號進行時延對齊，保證緩存器1和2輸出的信號為同一時刻，以便于在切換前后沒有時延的重疊或是丟失，達到無損的目的。

3 2M電路切換器技術特點

2M電路切換器是集信號質量監測與電路自動切換于一體新型電路倒換設備，可在光傳輸A網和光傳輸B網之間實現無損傷（零誤碼）的全自動切換，完全不需要人工干預，并可通過網管對2M電路的信號質量及工作狀態進行監控[2]。

2M電路切換器的技術關鍵在于：

采用雙發選收機制；

時延自動對齊，無損傷切換；

2M電路損傷預判決和預切換技術，可保證了線路損傷不影響用戶信息傳輸；

2M電路比特級誤碼切換，提高通信系統誤碼傳輸質量；

2M電路采用高精度數字鎖相環，避免切換時時鐘相位抖動對電路產生影響；

具備掉電自動保護功能，避免電源或設備本身故障對電路產生影響；

4 2M電路切換器的設備形態和應用建議

2M電路切換器對2M電路保護效果明顯，在實際工程中有著廣闊的應用空間，例如高清視頻會議等業務。2M電路切換器可將2張由不同廠家設備組成的光傳輸A網和B網整合成一張堅強、可靠、統一的業務承載網，充分發揮光傳輸 A網和B網的互為保護，自動倒換的特點[3]。下頁圖5為高清視頻會議通信網絡典型應用方案：高清會議系統同時架設在SDH傳輸網絡的A、B雙平面之上，以E1通信方式為主，IP通信方式為輔。在采用 E1方式工作時，通信線路可在光傳輸A網和光傳輸B網之間做到完全無損切換，高清會議信號在切換時候不會出現任何損傷，可充分保障在通信線路出現光纜中斷、2M誤碼、設備本身故障等多種常見故障時，此高清會議電視網絡的安全可靠運行。

圖5 繼電保護設備通信系統典型應用方案示意

5 結語

目前國內還沒有針對 2M電路的可靠性，尤其缺少具體的量化的 2M電路的可靠性研究，僅僅是針對不同行業的業務需求對 2M電路提出了不同的可靠性要求，某些特殊行業提出了越可靠越好的要求，但也沒有具體的量化指標[4]。通過引入2M切換器技術可獨立于現有光傳輸網絡之外對2M電路的信號質量進行在線監測,建立獨立的2M電路可靠性指標數據庫,為提出具體的2M電路可靠性量化指標提供依據[5]。對維護電力通信系統安全穩定運行具有重大的理論意義和寬廣的現場應用前景。

[1] ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector.ITUT Recommendation G.823 (2000), The Control of Jitter and Wander within Digital Networks which are Based on the 2048 kbit/s Hierarchy[S].Geneva, Switzerland: ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector:45-48.

[2] ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector.ITUT Recommendation G.783(2004),Characteristics of synchronous Digital Hierarchy (SDH) Equipment Functional Blocks[S].Geneva, Switzerland: ITU- T for ITU Telecommunication Standardization Sector:149-156.

[3] ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector.ITUT Recommendation G.811 (1997),Timing requirements of primary Reference Clocks [S].Geneva,Switzerland:ITU-T for ITUT elecommunication Standardization Sector:213-223.

[4] ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector.ITUT O.172, Timing Jitter and Wander Measuring Equipment for Digital Systems which are Based on the SDH [S].Geneva,Switzerland: ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector:11-12.

5] ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector.ITU-T Recommendation G.812 (2004),Timing Requirements of SlaveC locks Suitable for Use as Node Clocks in Synchronization N etworks[S]. Geneva, Switzerland:ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector:354-362.