SDH光設備在電力系統中的應用

溫志堅

【摘要】為適應電力體制改革，加快電網智能化建設的步伐，電力通信網的規劃建設也正朝著減少網絡建設和運營費用方向努力發展。隨著電網建設的不斷完善，電網企業正實施“三化一流”的發展戰略，而傳輸系統是信息網絡體系的基礎平臺，因此作為目前傳輸系統的關鍵技術：SDH的傳輸，當然也就成為是電力系統信息技術應用的關鍵因素，并且已經成為電力系統信息化極其重要的組成部份。

【關鍵詞】SDH;電力系統

1.緒論

SDH（synehronousnigita一Hierarehy，同步數字傳輸體系）是一種將復接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統一網管系統操作的綜合信息傳送網絡，是美國貝爾通信技術研究所提出來的同步光網絡（SONET）。它可實現網絡有效管理、實時業務監控、動態網絡維護、不同廠商設備間的互通等多項功能，大大提高網絡資源利用率、降低管理及維護費用、實現靈活可靠和高效的網絡運行與維護，因此是當今世界信息領域在傳輸技術方面的發展和應用的熱點，受到人們的廣泛重視。

1.1 相關領域技術和發展趨勢

SDH全稱叫做同步數字傳輸體制，由此可見SDH是一種傳輸的體制協議，SDH這種傳輸體制規范了數字信號的幀結構、復用方式、傳輸速率等級、接口碼型等特性。

SDH技術的誕生有其必然性，隨著通信的發展，要求傳送的信息不僅是話音，還有文字、數據、圖像和視頻等。綜合業務數字網中，我們需要把不同傳輸速率的各種信息都復接在一起，放在一根線路上傳輸。SDH技術在接入網中應用可以將SDH技術在核心網中的巨大帶寬優勢和技術優勢帶入接入網領域，充分利用SDH同步復用、標準化的光接口、強大的網管能力、靈活網絡拓撲能力和高可靠性帶來好處，在接入網的建設發展中長期受益。

1.2 課題研究意義

隨著數字交換和數字傳輸的發展以及SDH和SONET在傳輸網中的大量引入，通信網絡的同步問題已經變的日益重要，數字同步網已經成為現代電力傳輸的主要支撐網之一。近幾年來，隨著智能電網的迅速發展，傳統的電路交換方式的網絡逐漸向以IP為基礎的能夠融合語音，數據和圖像等多種業務的綜合網絡過渡。

隨著網絡的不斷演進，以IP為主的網絡將已經取得主導地位。在演化過程中，已出現以SDH、ATM、以太網交換為基礎的多業務接入平臺等多種綜合接入方式，已占據較大的市場份額。同時，設備的智能化小型化趨勢都要求在滿足SDH的同時能夠最大限度的降低系統成本。用SDH光傳輸網絡來傳IP信號是近年來通信網絡MSTP傳輸技術發展在實際中的最新具體應用，是IP OVER SDH技術的具體表現。

1.3 SDH的應用

由于以上所述的SDH的眾多特性，使其在廣域網領域和專用網領域得到了巨大的發展。電力系統的專用網絡已采用了SDH技術，架設系統內部的SDH光環路，以承載各種業務。

綜上所述，SDH以其明顯的優越性已成為傳輸網發展的主流。SDH技術與一些先進技術相結合，如光波分復用（WDM）、ATM技術、Intcrnet技術（IP over SDH）等，使SDH網絡的作用越來越大。

2.SDH技術分析

2.1 SDH的概述

2.1.1 SDH的傳輸原理

SDH采用的信息結構等級稱為同步傳送模塊STM--N（SynchronousTransport，N=I，4， 16，64），最基本的模塊為STM-l，四個STM-1同步復用構成STM-4，16個STM-1或四個STM-4同步復用構成STM-16;SDH采用塊狀的幀結構來承載信息，每幀由縱向9行和橫向270xN列字節組成，每個字節含8bit，整個幀結構分成段開銷（Section OverHead，SDH）區、STM—N凈負荷區和管理單元指針（AU PTR）區三個區域。

2.1.2 SDH傳輸網的基本構成

SDH傳送網最重要的兩個網絡單元是終端復用器和分插復用器。以STM一1為例，終端復用器的主要任務是將低速支路信號和155Mb/S電信號納入STM一1幀結構，再經CMI（符號反轉碼）變換后進入微波傳送系統，其逆程正好相反。分插復用器，將同步復用與數字交叉連接功能綜合于一體，具有靈活的分插任意支路信號的能力，在網絡設計上有很大的靈活性。

2.1.3 網絡的常見網元

SDH 網是由不同類型的網元通過光纜線路的連接組成的，通過不同的網元完成SDH 網的傳送功能：上/下業務、交叉連接業務、網絡故障自愈等。SDH網中常見的三種網元。

終端復用器 TM（Terminal Multiplexer）

TM網元主要應用在點對點、鏈形網的2個端點上，也經常應用于環帶鏈拓撲結構的端站上。它是一個雙端口器件，如圖2.1所示。

圖2.1 TM模型

分/插復用器ADM（Add/Drop Multiplexer）。

ADM是SDH網絡中應用最為廣泛的網元類型，將同步復用和數字交叉連接功能綜合于一體，具有靈活地分插支路信號的能力。ADM 除了具有與TM 一樣的信號復用和解復用功能外，最主要的是還能完成線路信號之間的交叉連接。ADM 是一個三端口的器件，網元結構類似于 2 個背靠背的 TM 組合，如圖2.2 所示。

圖2.2 ADM模型

數字交叉連接設備 DXC（Digital Cross-connect）

DXC完成的主要是STM-N信號的交叉連接功能，它是一個多端口器件，它實際上相當于一個交叉矩陣，完成各個信號間的交叉連接，如圖2.3所示。

圖2.3 DXC模型

3.SDH技術在電力系統應用

3.1 網絡架構設計

電力輸電網的網架結構，決定了電力通信網分級、分層、分區的傳輸網絡拓撲結構。在實際建設過程中，還需要根據實際情況，考慮網絡建設和管理的復雜度，確定網絡的層次架構。

3.2 SDH用戶接入設備的布置

省調配置一套SDH用戶接入設備，將各地區通信網至省調及上級調度的主通道業務信號進行分叉/復接，實現業務重組;區調配置一套SDH用戶接入設備，將各縣通信網，發電廠至區調、省調的主通縣調配置一套SDH用戶接入設備，將各變電所，發電廠至區調、省調的主通道業務信號進行分叉/復接，實現業務重組。

3.3 SDH在電力系統中的應用

SDH電力通信承載網的應用：

電力通信承載網在為電力系統服務方面需為省局、電廠、變電站及與市局之間提供業務通道的基礎服務。

在拓撲結構的選擇上，由于電力通信網絡光纖電路覆蓋面大，節點多且分散，距離長，業務密度集中，電路分期呈鏈形建設，很難形成網狀拓撲，也就無法發揮網狀拓撲的多路由可選、可靠性高、生存性強的優勢。基于電信級以太網技術的環形網絡有多樣的環網類型（相交環、相切環、環與鏈），靈活的組網能力和成熟的自愈技術，更適合電力通信光網絡的組網。如圖3-2-2所示。

圖3-2-2 電力通信承載網

綜上所述，電力公司需要建設一個可靠安全、高速高效的多業務承載網絡，這個網絡應該是具備高可靠性、高安全、高寬帶、大容量、智能化的分組化網絡。

3.4 SDH在電力系統中的保護

選擇合理的SDH設備及網管系統：

（1）SDH設備分類

SDH設備根據其種類可劃分為終端復用器TM，再生中繼器REG，分插復用器ADM和數字交叉連接設備DXC，在組網時要生視設備的各種接口的合理配置與設備在網絡中的恰當運用問題

（2）SDH網管系統

SDH的網管系統能自動處理和管理所接網絡中各站設備的各種信息，并能對系統運行進行分析，還能通過遠端維護接口來處理和管理其他網絡中各站設備的各種信息，同時，能做到與PDH設備網管在一定程度上的兼容。另外，由于SDH傳輸網對其網絡管理的依賴性較大，因此，在對網絡管理軟件操作的過程中，一定要注意操作的規范化，在進行軟件版本升級過程中，要時刻注意網絡的運行情況，做好處理突發事件的準備。

4.總結

SDH作為新一代的傳輸網體制，正迅猛發展。SDH通信模式，可以實現網絡有效管理、實時業務監控、動態網絡維護、不同廠商設備間的互通等多項功能，能大大提高網絡資源利用率、降低管理及維護費用、實現靈活可靠和高效的網絡運行與維護。可以接入各類電力通信業務，以此形成電力通信網絡的綜合化、數字化、智能化和寬帶化。我們在規劃或建立新的通信系統時，應首先考慮使用SDH設備，這樣就可以實現高效、高智能、高靈活和高生存能力、維護功能齊全、操作運行廉價的電力通信網，不僅可以更好地為電力系統生產、調度等服務，而且還使電力專用通信網今后以競爭力很強的價格進入市場，為電力公司開創新的收入來源、創造更好的經濟效益打下基礎。

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