谢继明

(国网南充供电公司信通分公司,四川南充 637000)

探索当前电力系统SDH光纤通信网建设及组网思路构架和分析

谢继明

(国网南充供电公司信通分公司,四川南充 637000)

当前,我国的电网规模不断的扩大,与此同时,电力系统通信网络的可靠性、灵活性以及自愈性被提出了更高要求。光纤通信的高质量、大容量以及高可靠性的优点成为了当前电力系统通信网络的最佳选择,本文对SDH光纤通信做了简要介绍,分析了当前SDH光纤通信在我国电力通信系统中的应用以及关于在其建设中需要考虑的问题,同时还分析了SDH光纤通信的组网优化。

电力系统 SDH光纤通信 建设 组网

电力系统通信为电网调度、继电保护光纤化、自动化数据传输及综合数据网应用等提供传输平台,在电力系统起到电网支撑、保障的重要作用,是保证电网安全运行的重要手段,是为企业提供现代化、信息化管理的有力保障。近年来,我国的电网建设不断发展,规模不断在扩大,电力系统对于网络通信的要求越来越高,与此同时,光纤通信作为电力系统主要的通信方式,已经在电力系统中得到了广泛的普及和应用,只有积极优化电力通信网络,特别是光纤通信网络,合理组网,结构优化,提高通信网络运行管理水平才能满足电力系统安全、生产、管理的要求,满足电网规模发展需求。

1 SDH光纤通信的介绍

1.1 SDH光纤通信的概念

SDH也称为同步数字体系,它是一种基于北美同步光网络的传输体制。SDH在90年代初逐渐出现在大众视线,它具备了众多方面优越性,如拥有全世界统一的高速网络接点接口、拥有治愈环的保护机制和网络运行可靠性高等。因为这些优点,SDH光纤通信快速成为了电力系统各级光纤通信骨干网的主要的传输体制。

1.2 我国电力光纤通讯网络现状分析

1.2.1 电力系统通信网络中SDH的推广应用

电力系统通信网络包含了安全稳定装置系统、继电保护信息、变电站的自动化信息、计量计费的信息以及调度语音电话等各类复杂的电力系统业务。不同的各种业务对于光纤网络的功能都有不同的要求,例如通道误码率、带宽、时延以及自愈方式等等。目前,通信网络传播技术在不断发展,传统的PHD逐渐被SDH所取代,SDH因为能够一次性提取大量的信号,能够节省多余的硬件设备,逐渐被推广应用在电力系统通信网络中。

1.2.2 电力SDH光纤通信网络的发展

当前我国电网在不断发展,电网继电保护以及安全自动装置等电力生产信息的传递对SDH自愈环网络的可靠性以及传输时延等要求越来越高,根据电力光纤通信网的特点采用单向或双向通道保护、单向及双向复用段保护以及子网连接保护、1+1保护和1:N的保护等。

2 SDH通信网络建设中需要考虑的几个问题

2.1 网络的灵活及可靠性

通信接点的多而分散是电力行业的特点,通常有些情况是节点所在地的用户数不多但是信源种类繁多,因此,在设备的选则上要能够使灵活性得到充分的考虑,网络可以配置成多种结构,如自愈环、线性分插、多环加分叉、链状以及树型结构、集中式结构还有点对点结构。系统的光、电接口应满足标准化的要求,同时,系统的管理以及配置要具有可操作性,这能够有利于系统之后和高层网络互连以及满足网络发展的要求。网络的可靠性还应该考虑到电网瞬间涌浪、电磁干扰以及频率干扰等问题。应当为重要的硬件做有热备份,在设计电路时也要针对上述问题如设备中的模块要符合IEC/IEEE SWC等技术规格等。

2.2 为了能满足各种业务需求应具备有丰富接口

当前的电力系统通信网承载了以下几类:(1)调度电话以及行政电话；(2)保护信息等；(3)调度自动化信息,其中包括了电网生产实时信息、远动信息、AGG信息、计算机实时信息、电能量记录信息以及EMS系统、SCADA系统等；(4)电力企业MIS系统以及视频图像监控等的自动化应用业务；(5)internet信息系统以及多媒体系统等。在可靠性、实时性以及突发性的要求上,各类信息的传输在与传统通信业务的对比上有很大不同,因此系统除了需要提供传统以及专业的业务接口如调度以及远动自动化接口、光接口等以满足最大限度对网络资源的利用外,还应该对视频监控、会议电视、ATM互连等宽带数据业务接口有提供。

3 SDH光纤通信网络的组网优化

3.1 电力系统通信网络特性

电力系统通信网是为电力调度、生产及信息服务的一种专用的通信网,SDH网承载业务的流向随着各种调度关系的变化而产生改变。首先应从分析电力系统通信网络的特征作为参考点来分析探讨SDH网络结构的优化。以下是电力通信网的特征:(1)电力系统通信网具有站点多,业务汇集在一个站点上等特点；(2)电网继电保护以及安全自动装置等传输信号对电力光纤通信网要求高；(3)根据不同传输、带宽等要求,电力通信在网络结构以及网路配置上应灵活多变,满足不同需求。

3.2 SDH光纤通信网络在电力系统中的应用

3.2.1 良好的可靠性以及自愈功能

光纤的自愈功能指的是,在光纤组网后,突然发生了某些故障,如光纤中断等,光纤网络可以自动倒换以进行自我保护,以此来保证正在运行的业务不受到影响,在故障被排除之后可以再一次倒换回来。SDH光纤通信网络的自愈保护以实际组网情况为依据,分为单向或双向通道保护、单向及双向复用段保护以及子网连接保护、1+1保护和1:N的保护等等。SDH网络的常见拓扑结构分为链形、星形、树形、环形以及网孔形等五种结构。其中常用的为链形还有环形,电力系统常常选用SDH环形组网的方式。它既能使传输系统具有高可靠性也有利于实现自愈功能。根据电力系统通信网具有站点多,业务汇集在一个站点上等特点,即各变电站向调度汇集,电力SDH光纤通信网络的自愈保护大多采用双向通道保护。

3.2.2 二纤单向通道保护环

二纤单向通道倒换环中,S1以及两个环有两根光纤构成,其中S1是进行传送业务信号的主环,P1是进行保护以及作备用的备用环。两个环具有相反的业务流向,组成“单端桥接、末端倒换”的结构来实现“并发选收”的功能。

3.2.3 二纤双向通道保护环

二纤双向通道保护环与二纤单向通道保护环的工作原理有相同之处,不同的是将业务信号的传输从单向改为双向。其由两根光纤组成环网,这两根光纤的作用都是传送业务信号。

3.2.4 单向及双向复用段保护

首先二纤单向复用段保护环是一种MS的专用保护环,其通常为两纤环,一个MS专用保护环由两个反转的环组成,它们传送信号时时以彼此相反方向来传送的,这种情况下,仅有一个方向的环传送信号被保护,而另一方向的环作为工作业务的保护,以此来保护容量不被所有跨距段共享。其次,二纤双向复用段的保护是利用光纤容量的一半来作为工作通道,而另一半作为保护通道,一根光纤的保护信道接受另一个光纤工作信道的保护,此外还可以额外业务的传输,但在发生倒换时,额外业务将会被抛弃。其保护倒换是双端倒换,就是故障两侧的节点要同时的进行倒换,这就需要协议来完成。

3.3 SDH网络分层结构的优化

网络结构体现为两层网络结构,即核心层以及汇聚/接入层。以地市公司级SDH光纤通信网络为例,核心层由地调、市公司机关、220KV变电站组成,各县调、110KV及以下变电站组成汇聚/接入层。如今,电力通信网络所承载的业务拥有典型的中心汇聚的特征,通常为上级向下级推进。目前,扁平化为SDH的网络分层结构技术发展方向,重点在于节点信息流通过复用以及整合之后,集中于中心,采用核心层以及汇聚层/接入层的扁平化结构作为整个网络的结构,这样能够方便调度以及疏导业务流,也便于通信网络的运行维护及管理。其中,由通信枢纽节点构成网络核心层,通信网络覆盖的变电站网络以业务隶属关系为根据,选择就近的网络核心层通信节点接入。而汇聚/接入层拥有汇聚以及接入的双重功能,它既能够将各通信业务节点接入又能将各节点的零散业务做汇聚以及整合,这样能够提高环路信息资源的利用率。

3.4 SDH光纤通信网络的升级

SDH光纤网络升级有容量升级以及网络拓扑升级两种升级方式,容量升级例如将系统容量由STM-1升级到STM-4或者是STM-16。网络拓扑升级例如将节电设备由终端复用器到上下分插复用器或者是数字交叉连接器的升级,对SDH光纤通信网络可以进行在线升级,这样不会使整车通信受到影响。

4 结语

当前,电力系统已进入飞速发展时期,正在变得越来越先进,与此同时,也带来一个又一个的关于电力系统通信技术的探索研究,这是永无止境的。技术的改革创新必然会伴随着设备的更新以及结构的优化。SDH光纤通信网络的建设是一项系统的工程,在对其建设时,要以实际情况为出发点,积极组织有关的技术和设计人员进行探讨,努力的做好科学合理的规划设计,这样才能在建设一个地区的SDH光纤网络时做到科学合理。随着电力系统自动化不断发展,SDH光纤通信网络会在电力系统中发挥更大的作用。

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