SDH网络拓扑

SDH网络拓扑（精选四篇）

SDH网络拓扑 篇1

关键词：ATM,SDH,网络衔接

如今, 电路交换和分组交换依然是电信网的主要交换技术。由于电信网逐渐采用新技术, 将计算机和信息技术作为传统电信网向网络化转变的基础, 此时的传统交换技术已经捉襟见肘。由于电路交换及其浪费宽带, 造成分组交换无法确定系统延迟, 所以一种结合电路交换与分组交换技术优势的ATM技术应运而生, 由此而产生了ATM, 而SDH (同步数字序列) 也随之被重新提及, ATM与SDH两者之间的原理、标准、设备是相互独立存在的, 但在网络的组织形式上却是紧密相连的。以下是对ATM与SDH的网络衔接的分析研究, 并提出了关于网络一体化实现的方案。

1 ATM与SDH的基本原理

(1) ATM作为OSI (开放系统互连) 的数据链路层中所使用的协议标准, 其本质为一个寻址型特别的迅速分组型传递方法, 将异步TDM作为其发展的基础条件, 采用固定长度的信元来进行工作。ATM把数字语音、数据等资料划分成固定长度的数据块, 再利用一个具有地址等信息资料的信息头, 从而组成信元。

(2) SDH存在于OSI中的物理层, 这也是SDH在OSI中仅能存在空间, 其能够供给一定的数字信号来进行高速复用, 还可以形成交叉连接。而SDH能够采用一族同步相关速率和整体帧的形式来输送信息。SDH利用同步复用法与灵活复用映射, 还根据其特点在帧结构上插入了较为丰富的开销比特, 此种方式为管理信息提供了固定位置, 让接入信息显得更加灵活多变。

2 ATM与SDH的比较

(1) 根据以上对ATM与SDH的分析研究, 能够从中获取这样的结果, 即:ATM是属于将交换和传输集聚于一个整体的网络形式。根据目前新兴的宽带电信网, 其主要的组织形式大多数将ATM作为交换节点, 将SDH作为传输通道。虽然在目前对ATM与SDH的使用中将其称为“异步”, 将SDH称为“同步”, 但是ATM和SDH在形式上均属于B-ISDN OSI模型的一部分, 在此模型中根据自身的特点分别处于不同的层次中, 而在作用方面并不会造成不良影响。

(2) SDH所使用的映射方式为固定方位映射法, 根据其工作原理使其能够在高速信号的特殊固定比特的方位上同时能够带动低速的同步信号, 对于ATM来说, 其运用的方式是采用信元的地址来进行工作, 其目的是为了能让信息选择正确通往终端路由。因为SDH出现的时间为每125μs出现一次, 所以被命名为同步, 由于ATM信元在因比特流中能够随机出现, 所以被命名为异步。

(3) 在宽带网络刚开始发展的时期, 传统观念的电话网受到了电信运营商的青睐, 电信运营商想借用传统电话网来建设宽带交换机组, 同时利用SDH来组建传输网, 以此种方法来建设成一个大规模并具有一定的稳定性和可靠性的宽带网络。例如, 很多的交换厂商均在研究155Mbit/s和速率更加迅速的交换机。

(4) 由于ATM技术开发投入, 很快就得到了计算机行业的青睐, 而在计算机行业中的使用, 使得ATM技术由计算机的带动从而得到了快速发展。ATM网络被很多的企业利用在计算机LAN技术上, 并进一步将其进行了网间互连, 让交换/传输形成了一个整体趋势。因为ATM在工作时可以不经过SDH传输设备来进行通信, 所以采用ATM就能够满足B-ISDN业务的通信工作。但根据实际情况发现, 独立工作的ATM在传输中还存在一些限制, 而SDH就不同于ATM, SDH在传统的传输网中充分展示了其稳定性, 所以根据两者独特的优点将其进行了结合使用, 即把ATM当作交换核心, 把SDH当作传输通道, 从而来达到B-ISDN, 利用此方法形成了ATM与SDH的结合网络。

3 ATM与SDH的结合

ATM与SDH相结合应使用标准的接口速率和正确的结合方式。

(1) 接口速率。SDH的速率主要有155.52Mbit/s、622.08Mbit/s、2488.32Mbit/s (2.5Gbit/s) 和9953.28Mbit/s (10Gbit/s) 等, 与之相对应的管接口为STM-1, STM-4, STM-16, STM-6。但由于ATM和UNI接口现在I-TUT只是对155Mbit/s和622Mbit/s这两种进行了定义。从而采用上面所叙述的方式就可以利用标准接口速率来实现ATM和SDH的结合。

(2) 正确的结合方式。把SDH连接到ATM物理层的传输汇聚子层中, 并利用STM帧结构中的容器Cn (n×2340字节) 来对ATM信元进行封装, 这样才能够让SDH与ATM两者的边界变得整齐。即使这样做Cn不是53的整数倍, 但由于STM利用信元定界来进行工作, 所以这样做不会给信元的读取工作带来不良影响。

4 宽带网络的组织

作为公用宽带, 其合格的组成结构应该分为骨干交换网、骨干传输网、边缘交换网与用户接入网等方面。

(1) 骨干交换网。根据大吞吐量形成的ATM的骨干交换机构, 而其吞吐量一般要大于10Gbit/s, 有的甚至是大于n×10Gbit/s。但对骨干交换网的功能进行评价时, 这就不能够只局限于注意吞吐量的多少, 还需要考虑怎样才能够让其发展性、技术升级、网络管理、技术标准等得到进一步的重视, 这些因素在骨干交换网中是非常重要的, 所以是不容忽视的。尤其引人深思的是对骨干交换机155Mbit/s端口数量的多少与有无622Mbit/s的端口的关注程度。对于一般的骨干交换节点所拥有的155Mbit/s端口应该大于100个, 这样才能够使网络得到更好的扩展和升级。

若是在经济方面有足够的资金, 就可以在骨干交换网中对ATM交换网实施互连技术, 而所使用的网形则要采用网状网, 而不能使用汇接的方式。由于传统的电路交换和ATM交换是不一样的, 其9.6Kbit/s的话音、64Kbit/s的数据、192Kbit/s的BRI、384Kbit/s的会议电视, 而有时候会是与1.544Mbit/s的PRI一样窄度的宽带业务, 而和ATM宽带业务的对比来说是有很大差别的。例如, 拿一个使用VOD的用户来说, 其需要占用一个6Mkbit/s大小的宽带, 对于进行远程医疗和远程教学来说需要占用1Mkbit/s至160Mkbit/s之间的的宽带, 但根据科学显象表明最少也要占用200Mkbit/s以上的宽带。虽然ATM拥有适当的统计多路复用的作用, 但由于是在一条155Mkbit/s的链路上, 若此时有大于16个使用VOD的用户就会造成信元有更大的丢失率, 从而使网络不能够顺畅进行, 影响网络的使用质量, 进而造成汇接点的瓶颈。

(2) 骨干传输网。对于骨干传输网而言, 其一般情况下是以155Mbit/s的速率来进行传输的, 通常采用的组网方式有以下几种:a.一般情况是由2.5Gbit/s的SDH设备构成两纤双向复用段倒换环的网络形式, 从而确保传输过程的稳定性与流畅性;b.若是在节点数、业务量较小的情况下, 为了节约资金, 可以采用单向通道保护环来进行组网;c.当节点数不超多4个时, 可以采用622Mbit/s的SDH设备来进行组网;d.还有一种经济便利的方法就是直接采用光纤来进行连网, 但使用光纤的效果远远比不上使用SDH的效果好。

(3) 边缘交换网。组成边缘交换网的结构是由吞吐量较小的ATM交换组构成的, 通常情况下是不超过10Gbit/s的, 其位置的大小与电话网中的端局十分相似, 所以应是与上面链接的155Mbit/s端口不能缺少的, 此时还要拥有丰富的UNI端口。对于其他特征, 应该和骨干ATM交换网相接近。

(4) 用户接入网。对于宽带网络的使用用户来说, 在网络类别的选用上应该首选有源光纤网络 (APON) 或无源光纤网络 (PON) , 对于网络端口的选择应该选用155Mbit/s和622Mbit/s的端口, 而现今比较成熟的接入网设备中最高的也只有155Mbit/s的端口。

在光纤接入网中, 起着关键性作用的是光端机 (OLT) 和光纤网络单元 (OLT) , 这两个设备在光纤接入网中是非常重要的。尤其是在PON中, 单一的LOT就能够与N个ONU构成树形、总线型、星形、环形的接入网, 但根据APON在实际运用OLT和ONU是不能够构成环形的, 而在一些投资上APON要比PON高。对于互连方式来说ONU之间是能够通过STM-1来进行互连的, 也能够采用光纤或N个E1来进行连接。

根据连接方式用户可以利用终端从ONU连接到宽带网络, 而因为接入网络比较落后只能让用户使用大于155Mbit/s速率的业务。而在ATM建设投入的初期阶段, 使用此技术的用户还是较少的, 对于建设资金这方面来说, 可减少在接入网这方面的投资。

5 小结

根据以上对ATM和SDH技术基本原理、ATM与SDH的比较、ATM与SDH的结合宽带网络的组织等方面的分析研究, 总结出了ATM与SDH的网络衔接的内部工作组织。

参考文献

[1]李建.ATM与SDH的网络衔接[J].电管局, 2001, 03.

网络拓扑结构 篇2

计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型。

计算机网络拓扑根据通信子网中通信信道类型分为两类：

点到点线路通信子网的拓扑：星型、树型、环型和网型。

广播信道通信子网的拓扑：总线型、环型、树型、无线通信与卫星通信型。

三种主要的拓扑结构：

星型拓扑结构

星型拓扑中各节点都与中心节点连接，呈辐射状排列在中心节点周围。网络中任意两个节点的通信都要通过中心节点转接。星型结构的优点是控制简单，单个节点的故障不会影响到网络的其它部分，但中心节点的任务重，形成广系统的瓶颈、另外中心节点的故障会导致整个网络的瘫痪，

总线型拓扑结构

总线型拓扑通过一根传输线路将网络中所有节点连接起来，这根线路称为总线。网络中各节点都通过总线进行通信，在同一时刻只能允许一对节点占用总线通信。总线型拓扑所需电缆数量少，结构简单有较高的可靠性，另外易于扩充，增减用户方便。缺点是传输距离有限.通信范围受到限制;故障诊断和隔离困难;分布式协议不保证信息及时传送.不具实时功能。

环型拓扑结构

环型拓扑中各节点首尾相连形成—个闭合的环，环中的数据沿着一个方向绕环逐站传输 。环型拓扑的优点是抗故障性能好，电缆长度短;缺点是一但网络中的任意一个节点或一条传输介质出现故障都将导致整个网络的故障，因此故障难以检测。

某地SDH网络系统优化方案初探 篇3

摘要:某地SDH设备传输网络在市内已经形成比较完整的传输网络,经过今年不断的扩容改造建设,己经基本形成了骨干层、汇聚层及接入层的典型三层网络结构。主要承载PCM电话业务、数据业务、电视电话会议业务等。由于本地业务和其它数据业务的发展,传输容量已不能满足新建业务的需要,现已形成汇聚层传输瓶颈问题,也存在通信安全隐患,文章根据工作实践、结合相关理论,对此作出初步探讨。

关键词:SDH;复接;线路传输;交换

中图分类号:TN914.332 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)20-0088-03

SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步数字体系)是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络,是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光网络(SONET)。国际电话电报咨询委员会(CCITT)(现ITU-T)于1988年接受了SONET 概念并重新命名为SDH,使其成为不仅适用于光纤也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。因此是当今世界信息领域在传输技术方面的发展和应用的热点,受到人们的广泛重视。

1SDH技术发展主要特性

SDH之所以能够快速发展这是与它自身的特点是分不开的,其具体特点如下:

①SDH传输系统在国际上有统一的帧结构,数字传输标准速率和标准的光路接口,使网管系统互通,因此有很好的横向兼容性,它能与现有的PDH完全兼容,并容纳各种新的业务信号,形成了全球统一的数字传输体制标准,提高了网络的可靠性。

②SDH接入系统的不同等级的码流在帧结构净负荷区内的排列非常有规律,而净负荷与网络是同步的,它利用软件能将高速信号一次直接分插出低速支路信号,实现了一次复用的特性,克服了PDH准同步复用方式对全部高速信号进行逐级分解然后再生复用的过程,由于大大简化了DXC,减少了背靠背的接口复用设备,改善了网络的业务传送透明性。

③由于采用了较先进的分插复用器(ADM)、数字交叉连接(DXC)、网络的自愈功能和重组功能就显得非常强大,具有较强的生存率。因SDH帧结构中安排了信号的5%开销比特,它的网管功能显得特别强大,并能统一形成网络管理系统,为网络的自动化、智能化、信道的利用率以及降低网络的维管费和生存能力起到了积极作用。

④由于SDH有多种网络拓扑结构,它所组成的网络非常灵活,它能增强网监,运行管理和自动配置功能,优化了网络性能,同时也使网络运行灵活、安全、可靠,使网络的功能非常齐全和多样化。

⑤SDH有传输和交换的性能,它的系列设备的构成能通过功能块的自由组合,实现了不同层次和各种拓扑结构的网络,十分灵活。

2SDH组网优化方案设计

2.1现有方案存在问题

由于本公司传输网络是随着全球电信技术发展、演进而逐步地建设和发展的,因而代表每个发展时期的网络技术、网络设备都在不同的时期为本地通信技术的发展发挥了应有的作用,但同时又不可避免地带有时代的局限性。

根据以上情况描述,现在的通信网络存在着以下问题:

①设备间的连接信道单一。设备的外部连接多,造成维护成本增加、安全性下降。

②网络的扩充能力差。由于传统的传输设备容量小,能力低,不易形成相对稳定的网络能力和网络结构,因此要不断地进行网络扩容工程来扩充网络能力

③缺少多样化的网络接口。由于传统的SDH 网络一直主要基于传统的电话交换语音业务需求而搭建的2Mbit/s 颗粒平台,而不能满足未来宽带数据业务及多媒体业务的需求。传统的SDH 网络设备不能提供多样化的网络接口来支持多种新业务需求。信息化是未来城市发展的重要标志,数据通信的发展正在以前所未有的速度迅猛发展,而传统的SDH 网络设备不能有效地提供多业务接口,因而不能适应市场的需求与发展变化,不能满足未来新业务发展。

④网络结构缺乏一致性和整体性。传统的SDH 网络设备由于其设备功能的单一性,而使得由这些集成度不高、且设备功能单一的SDH 第一代设备构建的网络整体架构松散。

⑤SDH设备功能单一,集成度及网络效率低。即因传统的SDH设备集成度低,造成传输机房资源十分紧张。网络通路连接是通过设备间的外部连接实现的,网络中调通端到端的2 Mbit/s电路所需经过的通路资源占用量大,电路跳转多,网络效率低。

⑥接入网覆盖存在较大盲区。而接入传输设备的建设基本还是随着交换工程建设进行,并且接入设备速率偏低,原来大都是155 Mbit/s,每个接入点最多只能下63条2 Mbit/s电路,总数126条带保护的2 Mbits 电路,线路速率就己饱和,通信容量利用率不高。

2.2设计组网方案

我公司于2007年提出传输扩容工程,按照"规模建网,适度超前"的网络建设新思路,在原有2个汇接局间建设了时分复用CTime Division Mul tiplexer, TOM)10Gbit/s 骨干环八个,使各汇接局间的通路带宽达2*2.5 Gbit/s。同时在四个汇接局安装了终期容量为256 个STM-1的4/4/1交叉机,使得网络结构更趋合理,网络调度更加灵活。要结合传输网络扩容工程进行SDH 各网间的调整优化整合工作。利用传输新网资源配置和网络结构,将原传输网中2 Mbit/s 出环电路调整为新建网中环内直达电路,以节省因跨环转接占用的网络通路资源。应对环状网进行调整改造,逐步将环间的通路接入交叉机上,使网络结构更合理,电路调度更加灵活。

总的来说,主要根据以下原则进行改造:

①必须具备高强大的可靠性和良好的传输性,以保证本公司对网络的“畅通、及时”原则。因为传输网是整个网络的基础,只有传输网实现安全、高效、稳定的运行,其他别的业务才能够稳固发展,所以我们必须选择先进的传输技术来提高网络的可靠性。

②必须有完善的保护功能,这种保护功能至少要以达到电信业的安全级别为标准。比如,在网络的江南段、江北段任一部位发生障碍时,这种方案必须能实现自动倒换保护功能。

③必须具备完善的网管功能和统一的网管接口。这样才能在处理问题时网管监控端和障碍处理端保持步伐一致。

④必须拥有良好的横向和后向的双重兼容性。在以后网络容量扩大、升级时,原有设备还可以继续利用,不会出现资源浪费的问题。这里也包括不同设备厂商之间的设备兼容。

⑤容量及业务种类可以考虑能够满足3G业务和其他新型数据业务的发展要求,而不只是能够满足传统基站的2M业务,还要能用于提高各项业务数据。随着3G的普及,用户对本公司的业务需求也会更加多元化。根据以上内容,设计的新组网方案如图1所示。

2.3SDH组网优化技术选择

根据以上的指导思想及原则,通过对SDH网络原理的分析,针对目前我公司的传输网络现状和具体的组网情况,结合本地电信交换网、接入网(包括无线接入网、数据接入网等)的发展情况,合理调整和优化网络结构,综合各专业存在的问题提出以下优化措施。

①将所有原PDH设备替换为SDH设备,将SDH 设备作为传输网的基础,让SDH成为传输网的主流,把主网容量155 M扩容到2.5 G。这既是电信网发展的需要,也利于我公司今后多元化业务开发的要求。

②为了适应业务发展的需要,从原来的A局、洪山局两个点增加到A局、B局、洪山局、营房村局四个点,同时为了提高网络安全性,把A局建设接入网增加4 个节点目标局,加建2.5 G 自愈保护环,把原来的通道保护改为现有的复用段保护。使得这四个目标局形成双环双路由的双重保护功能。

③对一些业务量相对比较大或者业务相对重要一些的节点,例如A局,可以根据A局所处的具体地理位置,围绕其周围建设形成一个有自愈保护功能的环形网,其他节点就可以用链形网的方式,这样一来,整个网络就形成了以环带链的结构。今后也可根据业务需要逐步在B局、营房村、洪山局拓展。

3方案的运行测试

由于设备速率高交叉容量大,在工程中一般采用复用段保护环,但插光分支盘可带多个分支环,在所带的分支环上该设备既可以实现VC12级的低阶通道保护,也可以实现VC4级的高阶通道保护。所谓通道保护,就是在两个互为保护的光方向上对通道级的信号实现“并发选收”。环间业务均是通道保护,可根据实际工程灵活配置。

低阶通道保护:低阶通道保护是在AUX盘和TUX盘共同完成。在不超过4个STM1容量VC12级的低阶通道保护,在交叉界面上有三组设置和低阶通道保护有关,在OTNM2000网管中对一站做如下设置:

MSWDropDirection(bSWDropDirection):

NPSP(默认设置):设置本站为复用段保护。

West(或east):设置本站有低阶通道保护,此项不影响设置复用段保护。

具体设置方法为:在交叉界面最下栏的命令行中输入:

MSWDropDirection/w (或e)

BSWDropDirection/w (或e)

MSWAggLowDropList(BSWAggLowDropList):

Automatic(默认设置):自动设置保护方向。

手动设保护方向(以E5保护W1,同时T18保护T17为例)

具体设置方法为:在交叉界面最下栏的命令行中输入:

MSWAggLowDropList/enum w.1,e.5,t.17,t.18

BSWAggLowDropList/enum w.1,e.5,t.17,t.18

设置工作方向和需要保护的时隙数:(以W1为工作方向,第1～50个2M需要保护为例),此设置在默认界面中没有,需要在命令行中输入。

具体设置方法为:在交叉界面最下栏的命令行中输入:setpw.1.1/50

高阶通道保护(仅针对2.5G环内做高阶通道保护);

高阶通道保护是在AUX盘完成。有16个VC4容量。

AUX单盘配置中设置前16个VC4时隙中任意某个VC4时隙参加通道保护。在交叉界面上只需作并发的设置,无需其他特殊设置,配置管理界面如图2所示。

在实际组网中既可以是复用段保护方式,也可以是通道保护方式,还可以是复用段保护方式和通道保护方式同时并存。

4解决测试问题方案

由于单板硬件的故障,有时会导致复用段倒换故障,其表现为环路倒换状态混乱、交叉倒换数据不正确,以及倒换后业务瞬断或部分业务中断等。这些故障一般分为两类:

第一类是由于复用段协议未正常运行,导致复用段倒换故障;

第二类是协议工作正常,业务正常倒换到备用通道后出现的故障;

因此,对于复用段倒换以后业务中断的问题,首先应该查询全网所有网元是否采用的是同一种协议。其次查看全网的复用段协议状态,判断是否环路倒换状态紊乱引起业务中断;如果全网倒换状态正常,可以分析中断的业务,观察是某个站的业务中断,还是某个VC4通道业务中断,从中可以初步将故障进行分类。

如图3所示,例如以数字1～5分别代表五个站点为例。5个站组成的一个2.5G复用段保护环,1号站为网管中心站(在设计方案中代表A局),1号站到其它各个站有业务。

故障现象:2号和3号网元之间断纤后,部分业务中断。查询3、4、5、1、2号网元的复用段倒换状态,不是S、P、P、P、S态,倒换状态不正确。 重新启动复用段协议,也不能进入正常的复用段倒换状态。

故障分析及排除:

①重新启动协议不能恢复正常,可能与复用段节点参数设置有关。查询环上各个网元的复用段参数,结果如表1所示。

从上表中可以看出,复用段节点参数未按逆时针方向设置,设置的方向与逆时针方向相反;

②复用段节点参数设置错误导致了倒换出现异常。如:2号网元复用段模块处理时,默认为西向光板对应的网元节点号比本身小1,东向光板对应的网元节点号比本身大1,如果复用段节点参数设置不正确,必将导致协议处理出现异常;

③在网管上按逆时针方向重新设置复用段节点参数后,重启协议恢复正常。

所以,复用段参数的设置必须按逆时针方向从“0”逐站递增,最大节点数为环上节点总数-1,复用段参数的设置和修改要仔细。

5结 语

到目前为止,还没有出现可完全替代SDH的新技术,有的只是现有SDH技术的发展和补充,这也证明了SDH强大的生命力,SDH在城域网中仍将继续发展,主要理由如下:

{1}我国的电路交换网在5年左右的时间内仍将继续发展。

{2}SDH本身高低端的发展潜力(高于40GB/s,低于155MB/s)SDH通道级联功能与多种数据业务映射结构的支持,增强了支持ATM/IP的能力,正由新的ITU-T建议予以支持,有效地支持了多业务传输能力。

{3}未来的超大容量的核心光传送网由DWDM垄断,从带宽颗粒度与成本上考虑,SDH转移到网络边缘,接入网需要更多的SDH接入设备。

{4}SDH近期仍然是可靠性和生存性最高的传送网技术。

参考文献:

[1] 韦乐平,光同步数字传送网[M].北京:人民邮电出版社,1998.

[2] 马永源.广东省SDH传输网组网技术的探索[J].广东通信技术,1996,(3).

[3] 邬贺铨.SDH的组网方式探讨(三)[J].信息系统工程,1997,(1).

电力SDH光纤通信网络组网优化 篇4

关键词：电力,SDH光纤通信,网络组网优化

作为电力系统安全运行的三大支柱之一, 电力系统通信具有重要的支撑作用。随着近年来, 我国电网建设步伐的不断加快, 电网的规模不断增大, 以光纤通信为主要新式的电力系统通信网络承载的业务量也日益增加。

电力系统通信网络承载着关系系统安全运行的各类实时和非实时控制业务。随着电网规模的不断扩大, 电力系统对通信网络的要求也日益提高。因此, 当系统对光纤通信网络的规模提出更高要求时, 应优化网络算法和通信结构, 提高通信网络的运行管理水平, 满足我国电网规模的发展需求。

1 我国电力光通讯网络现状分析

1.1 SDH在电力系统通信网络中的推广和应用

电力系统通信网络只包含了各类复杂的电力系统业务, 如:安全稳定装置系统、继电保护信息、变电站自动化信息、计量计费信息、调度语音电话、视频电话会议系统、行政语音电话等。各类不同的业务相应的对光纤网络的通道误码率、带宽、时延、自愈方式等都有着不同的要求。

随着我国通信网络传播技术的发展, 传统的PDH (准同步数字序列, Plesiochronous Digital Hierarchy) 由于需要大量的背靠背设备来实现上下网络, 逐渐被分层、分片的SDH (同步数字序列, Synchronous Digital Hierarchy) 所取代, SDH由于一次性提取的信号量大, 可以节省多余的硬件设备, 而在电力系统通信网络中获得了不断的推广和应用。

1.2 电力SDH光纤通信网的发展普遍滞后于电网发展

在我国电网规模不断扩展的情况下, 电力SDH光纤通信网的发展却相对滞后。电力通信网络的施工一般分期分批建设, 因此, 通信网络的路径和结构都受到电网发展的制约。

随着电网的规模不断发展、技术水平不断提高, SDH光传输网络也不断复杂, 继电保护和安全自动装置等各类电力生产信息的传递对自愈环网络在可靠性、传输时延等方面提出了更高的要求。我国的电力SDH光纤通信网络也逐渐暴露出早期建设中存在的网架结构不够完善、运行稳定性较差、SDH系统管理复杂、可扩展性不强等问题。

所以, 在分析现有网架结构和通信特点的基础上, 对电力SDH光纤通信网络进行组网优化, 是电网发展的必然趋势和要求。

2 电力SDH光纤通信网络的组网优化

对电力SDH光纤通信网络的优化应该建立在对通信网络需求和SDH光通信网络系统特性了解的基础上, 有的放矢, 逐步推进, 确立合适的系统组网优化方案。

2.1 现有电力系统通信网络特性分析

电力系统通信网是一种专用通信网, 用来为电力系统的生产和调度服务, 各种调度关系的变化也使得SDH网承载的业务流向随之改变, 要分析和研究网络结构的优化, 应从深入分析电力系统通信网的特征入手。

现将电力系统通信网的特征总结如下:

(1) 电力系统与国民经济息息相关, 电力系统通信网上传输的信息对电力系统的安全稳定运行有着重要作用, 电力系统的行业特点决定了电力系统通信网络也应具有很高的可靠性。

(2) 电力系统通信网的站点密度大, 同时由于网络传输的实时信息较多, 如调度自动化系统的信息, 所以应保持24小时不间断运行。

(3) 绝大部分的光纤通信站实行无人值守工作, 对信息自动化程度要求高。

(4) 基于升级和扩容等后期发展考虑, 电力系统通信网的网架结构和网路配置应尽量灵活、易于调整。

2.2 电力SDH光纤通信网路的应用

在对电力系统通信网络特性进行分析后, 认为SDH在光纤通信网中的具体应用应注意以下两方面:

2.2.1 具备良好的可靠性和自愈功能

光纤的自愈功能是指:当光纤连接起来构成网络以后, 当突发光纤中断或某连接点失效等故障时, 光纤网络应能够进行自动倒换保护, 从而保证现有业务不受影响, 故障被排除后能够再次倒换。SDH光纤通信网络的自愈保护根据实际组网情况, 可以分为单 (双) 向通道保护、单 (双) 向复用段保护、子网连接保护、1+1保护、1:N保护等方式。

SDH常见的的网络拓扑结构有五种, 分别为链形、星形、树形、环形和网孔形, 其中以链形和环形最为常用。在我国电力系统中, 常常选择SDH环形组网的方式, 既保证了传输系统的高可靠性, 也有利于自愈功能的实现。

在实际的工程应用中, SDH光纤的芯数有两芯或四芯, 一般对于通信业务量不大、节点成本要求不太高的工程, 例如地市级及以下的电力系统通信网络, 采用两芯SDH光纤构建二纤单向通道倒换环居多。

下图1为SDH二纤单向通道倒换环:

如上图1, 用两根光纤构成S1和P1两个环, 其中, S1为传送业务信号的主环, P1为用于保护和备用的备环, S1与P1的业务流向相反, 通过“单端桥接、末端倒换”的结构, 实现“并发选收”的功能, 接收端选择S1与P1中信号质量较好的一路。

如上图 (a) 所示, 信号AC从A端馈入, 经S1环顺时针方向传送, 经P1环逆时针方向传送, 接收端C选取S1环与P1环送来的信号较好的一路接收。

如上图 (b) 所示, 当节点B、C之间的光缆发生故障无法通信时, 经S1传过来的AC信号无法传送, 此时, 倒换开关从S1光纤倒换至P1光纤, 接收端C接收经P1传来的AC信号, 维持业务信号的持续性。

通过这种方式, 当光通讯网络因故发生故障时, 系统仍能短时恢复通信, 确保了系统的可靠性, 实现SDH的光环自愈功能。

2.2.2 SDH网络分层结构的优化

根据“十五”电力通信规划, 我国目前对SDH网络采用两级调度的体制, 即220kV和500kV变电站由地调负责, 而110kV变电站由各区调负责, 体现为三层网络结构:将各地调、集控中心、500kV变电站组成电力系统通信的核心层, 将各区调、220kV变电站组成汇聚层, 而110kV变电站则组成接入/汇聚层, 其中, 接入层主要负责将110kV变电站的业务进行接入, 并传送到汇聚层;汇聚层汇聚各个区调的业务信息, 核心层传送高电压等级的重要调度信息。

上述三层网络结构的存在适用于调度二级管理的体制, 实现了通信传输网络上业务流向的分层。而随着传输技术发展, 电力通信网络承载的业务呈现典型的中心汇聚型特征, 多从上级向下级推进, 而同级节点之间的业务流量很少。SDH网络分层结构的技术正向着扁平化方向发展, 即将扁平化网络分为核心层和汇聚/接入层两层。

因此, SDH网络分层结构的优化, 集中体现于节点信息流经过复用、整合后, 向中心点集中, 整个网络采用核心层和汇聚/接入层的两层扁平化结构, 以方便业务流的调度和疏导, 以及通信网络的运行维护和管理。

其中, 网络核心层主要包括通信中心、备用通信中心、通信枢纽和各个通信节点, 通信网络所覆盖的变电站网络根据业务隶属关系, 就近接入网络核心层的通信节点。

而汇聚/接入层则集合了接入和汇聚的双重功能, 不仅能够接入各个通信业务节点, 还能够对各个节点的零散业务进行汇聚和整合, 进而提高环路信息资源的利用率。

2.2.3 SDH光纤通信网络的升级

SDH光纤通信设备主要有两种升级方式, 一种是容量的升级, 例如:将系统容量从STM-1升级到STM-4或STM-16。另一种是网络拓扑升级, 例如:将节电设备从终端复用器升级到上下分插复用器或数字交叉连接器。电力SDH光纤通信网络支持在线升级, 不会影响正常通信。

3 结语

电力系统的发展日新月异, 对电力系统通信技术的探索也永无止境。技术的革新必然带来设备的更新和结构的优化。本文针对电力SDH通信网络在发展中存在的组网结构凌乱、各层SDH网络非同期、原有组网方式存在配置复杂, 板卡有线导致可扩展性差等问题, 浅谈了电力SDH光纤通信网路的应用、优化和升级技术。

参考文献

[1]王智勇.电力SDH光纤通信网络组网优化[J].电力系统通信, 2010, 31 (218) :36-38.

[2]梁芝贤, 穆国强.SDH网络的优化与改造[J].电力系统通信, 2007, 28 (174) :29-33.