探索當前電力系統SDH光纖通信網建設及組網思路構架和分析

謝繼明

(國網南充供電公司信通分公司,四川南充 637000)

探索當前電力系統SDH光纖通信網建設及組網思路構架和分析

謝繼明

(國網南充供電公司信通分公司,四川南充 637000)

當前,我國的電網規模不斷的擴大,與此同時,電力系統通信網絡的可靠性、靈活性以及自愈性被提出了更高要求。光纖通信的高質量、大容量以及高可靠性的優點成為了當前電力系統通信網絡的最佳選擇,本文對SDH光纖通信做了簡要介紹,分析了當前SDH光纖通信在我國電力通信系統中的應用以及關于在其建設中需要考慮的問題,同時還分析了SDH光纖通信的組網優化。

電力系統 SDH光纖通信 建設 組網

電力系統通信為電網調度、繼電保護光纖化、自動化數據傳輸及綜合數據網應用等提供傳輸平臺,在電力系統起到電網支撐、保障的重要作用,是保證電網安全運行的重要手段,是為企業提供現代化、信息化管理的有力保障。近年來,我國的電網建設不斷發展,規模不斷在擴大,電力系統對于網絡通信的要求越來越高,與此同時,光纖通信作為電力系統主要的通信方式,已經在電力系統中得到了廣泛的普及和應用,只有積極優化電力通信網絡,特別是光纖通信網絡,合理組網,結構優化,提高通信網絡運行管理水平才能滿足電力系統安全、生產、管理的要求,滿足電網規模發展需求。

1 SDH光纖通信的介紹

1.1 SDH光纖通信的概念

SDH也稱為同步數字體系,它是一種基于北美同步光網絡的傳輸體制。SDH在90年代初逐漸出現在大眾視線,它具備了眾多方面優越性,如擁有全世界統一的高速網絡接點接口、擁有治愈環的保護機制和網絡運行可靠性高等。因為這些優點,SDH光纖通信快速成為了電力系統各級光纖通信骨干網的主要的傳輸體制。

1.2 我國電力光纖通訊網絡現狀分析

1.2.1 電力系統通信網絡中SDH的推廣應用

電力系統通信網絡包含了安全穩定裝置系統、繼電保護信息、變電站的自動化信息、計量計費的信息以及調度語音電話等各類復雜的電力系統業務。不同的各種業務對于光纖網絡的功能都有不同的要求,例如通道誤碼率、帶寬、時延以及自愈方式等等。目前,通信網絡傳播技術在不斷發展,傳統的PHD逐漸被SDH所取代,SDH因為能夠一次性提取大量的信號,能夠節省多余的硬件設備,逐漸被推廣應用在電力系統通信網絡中。

1.2.2 電力SDH光纖通信網絡的發展

當前我國電網在不斷發展,電網繼電保護以及安全自動裝置等電力生產信息的傳遞對SDH自愈環網絡的可靠性以及傳輸時延等要求越來越高,根據電力光纖通信網的特點采用單向或雙向通道保護、單向及雙向復用段保護以及子網連接保護、1+1保護和1:N的保護等。

2 SDH通信網絡建設中需要考慮的幾個問題

2.1 網絡的靈活及可靠性

通信接點的多而分散是電力行業的特點,通常有些情況是節點所在地的用戶數不多但是信源種類繁多,因此,在設備的選則上要能夠使靈活性得到充分的考慮,網絡可以配置成多種結構,如自愈環、線性分插、多環加分叉、鏈狀以及樹型結構、集中式結構還有點對點結構。系統的光、電接口應滿足標準化的要求,同時,系統的管理以及配置要具有可操作性,這能夠有利于系統之后和高層網絡互連以及滿足網絡發展的要求。網絡的可靠性還應該考慮到電網瞬間涌浪、電磁干擾以及頻率干擾等問題。應當為重要的硬件做有熱備份,在設計電路時也要針對上述問題如設備中的模塊要符合IEC/IEEE SWC等技術規格等。

2.2 為了能滿足各種業務需求應具備有豐富接口

當前的電力系統通信網承載了以下幾類:(1)調度電話以及行政電話；(2)保護信息等；(3)調度自動化信息,其中包括了電網生產實時信息、遠動信息、AGG信息、計算機實時信息、電能量記錄信息以及EMS系統、SCADA系統等；(4)電力企業MIS系統以及視頻圖像監控等的自動化應用業務；(5)internet信息系統以及多媒體系統等。在可靠性、實時性以及突發性的要求上,各類信息的傳輸在與傳統通信業務的對比上有很大不同,因此系統除了需要提供傳統以及專業的業務接口如調度以及遠動自動化接口、光接口等以滿足最大限度對網絡資源的利用外,還應該對視頻監控、會議電視、ATM互連等寬帶數據業務接口有提供。

3 SDH光纖通信網絡的組網優化

3.1 電力系統通信網絡特性

電力系統通信網是為電力調度、生產及信息服務的一種專用的通信網,SDH網承載業務的流向隨著各種調度關系的變化而產生改變。首先應從分析電力系統通信網絡的特征作為參考點來分析探討SDH網絡結構的優化。以下是電力通信網的特征:(1)電力系統通信網具有站點多,業務匯集在一個站點上等特點；(2)電網繼電保護以及安全自動裝置等傳輸信號對電力光纖通信網要求高；(3)根據不同傳輸、帶寬等要求,電力通信在網絡結構以及網路配置上應靈活多變,滿足不同需求。

3.2 SDH光纖通信網絡在電力系統中的應用

3.2.1 良好的可靠性以及自愈功能

光纖的自愈功能指的是,在光纖組網后,突然發生了某些故障,如光纖中斷等,光纖網絡可以自動倒換以進行自我保護,以此來保證正在運行的業務不受到影響,在故障被排除之后可以再一次倒換回來。SDH光纖通信網絡的自愈保護以實際組網情況為依據,分為單向或雙向通道保護、單向及雙向復用段保護以及子網連接保護、1+1保護和1:N的保護等等。SDH網絡的常見拓撲結構分為鏈形、星形、樹形、環形以及網孔形等五種結構。其中常用的為鏈形還有環形,電力系統常常選用SDH環形組網的方式。它既能使傳輸系統具有高可靠性也有利于實現自愈功能。根據電力系統通信網具有站點多,業務匯集在一個站點上等特點,即各變電站向調度匯集,電力SDH光纖通信網絡的自愈保護大多采用雙向通道保護。

3.2.2 二纖單向通道保護環

二纖單向通道倒換環中,S1以及兩個環有兩根光纖構成,其中S1是進行傳送業務信號的主環,P1是進行保護以及作備用的備用環。兩個環具有相反的業務流向,組成“單端橋接、末端倒換”的結構來實現“并發選收”的功能。

3.2.3 二纖雙向通道保護環

二纖雙向通道保護環與二纖單向通道保護環的工作原理有相同之處,不同的是將業務信號的傳輸從單向改為雙向。其由兩根光纖組成環網,這兩根光纖的作用都是傳送業務信號。

3.2.4 單向及雙向復用段保護

首先二纖單向復用段保護環是一種MS的專用保護環,其通常為兩纖環,一個MS專用保護環由兩個反轉的環組成,它們傳送信號時時以彼此相反方向來傳送的,這種情況下,僅有一個方向的環傳送信號被保護,而另一方向的環作為工作業務的保護,以此來保護容量不被所有跨距段共享。其次,二纖雙向復用段的保護是利用光纖容量的一半來作為工作通道,而另一半作為保護通道,一根光纖的保護信道接受另一個光纖工作信道的保護,此外還可以額外業務的傳輸,但在發生倒換時,額外業務將會被拋棄。其保護倒換是雙端倒換,就是故障兩側的節點要同時的進行倒換,這就需要協議來完成。

3.3 SDH網絡分層結構的優化

網絡結構體現為兩層網絡結構,即核心層以及匯聚/接入層。以地市公司級SDH光纖通信網絡為例,核心層由地調、市公司機關、220KV變電站組成,各縣調、110KV及以下變電站組成匯聚/接入層。如今,電力通信網絡所承載的業務擁有典型的中心匯聚的特征,通常為上級向下級推進。目前,扁平化為SDH的網絡分層結構技術發展方向,重點在于節點信息流通過復用以及整合之后,集中于中心,采用核心層以及匯聚層/接入層的扁平化結構作為整個網絡的結構,這樣能夠方便調度以及疏導業務流,也便于通信網絡的運行維護及管理。其中,由通信樞紐節點構成網絡核心層,通信網絡覆蓋的變電站網絡以業務隸屬關系為根據,選擇就近的網絡核心層通信節點接入。而匯聚/接入層擁有匯聚以及接入的雙重功能,它既能夠將各通信業務節點接入又能將各節點的零散業務做匯聚以及整合,這樣能夠提高環路信息資源的利用率。

3.4 SDH光纖通信網絡的升級

SDH光纖網絡升級有容量升級以及網絡拓撲升級兩種升級方式,容量升級例如將系統容量由STM-1升級到STM-4或者是STM-16。網絡拓撲升級例如將節電設備由終端復用器到上下分插復用器或者是數字交叉連接器的升級,對SDH光纖通信網絡可以進行在線升級,這樣不會使整車通信受到影響。

4 結語

當前,電力系統已進入飛速發展時期,正在變得越來越先進,與此同時,也帶來一個又一個的關于電力系統通信技術的探索研究,這是永無止境的。技術的改革創新必然會伴隨著設備的更新以及結構的優化。SDH光纖通信網絡的建設是一項系統的工程,在對其建設時,要以實際情況為出發點,積極組織有關的技術和設計人員進行探討,努力的做好科學合理的規劃設計,這樣才能在建設一個地區的SDH光纖網絡時做到科學合理。隨著電力系統自動化不斷發展,SDH光纖通信網絡會在電力系統中發揮更大的作用。

[1]鄭勇.電力系統SDH光纖通信工程建設及組網實踐[J].電力系統通信,1999(06).

[2]陳虎.電力系統智能光網絡應用研究[J].中國電力教育,2009(S1).

[3]楊猛.電力SHD光纖通信網絡組網優化[J].電子技術與軟件工程,2013(16).