通信設備與繼電保護裝置2M光接口調試常見問題排障

楊志敏

【摘要】 分析了光通信設備與繼電保護裝置2Mbits/s光接口施工調試過程常見問題的原因，結合工程調試經驗給出了排障方法和流程步驟，為縮短2M光接口技術應用工程調試周期、加快調試進度提供了參考實踐。

【關鍵詞】 2Mbits/s光接口 電力通信 繼電保護

光纖通信是電力線路繼電保護裝置間通信首選的方式[1]，其在500kV、220kV線路上已經得到了廣泛應用，具體包括專用纖芯通信方式和復用2M通道方式[2]。

專用纖芯通信方式，因占用纖芯資源多、傳輸距離受限、無法遠程監視、無法網管調整等不便，其應用逐步減少。而復用2M通信方式，占用資源少、傳輸距離基本不受限、運行方式調整靈活、支持遠程監視和控制，因此在實際中得到越來越多的應用。

電力系統繼電保護裝置使用的傳統復用2M電路采用G.703電接口，而繼電保護裝置信號使用光接口。因此實際中，光通信設備與繼電保護裝置之間使用2M光/電信號轉換器實現信號轉換，進而實現端到端通信。

然而，實際應用中2M光/電信號轉換器占用了較多的機房屏柜空間、增加了故障源、增加了投資。為解決上述弊端，南方電網首次提出了繼電保護裝置與通信設備2M光接口互聯技術[3]和接口標準[4]，滿足該標準的光通信設備直接輸出2Mbits/s速率的光信號，與繼電保護裝置直接通信，省去了2M光/電信號轉換器。

經過長時間論證、測試和試運行后，應用2M光接口技術的繼電保護通信通道在南方電網逐步開始推廣應用。但由于應用初期，設備施工環節光通信設備與繼電保護裝置2M光接口調試方面，幾乎沒有可參考的經驗。本文就實驗室測試期間和應用初期調試方面暴露出的共性問題進行剖析，并給出相應的建議。

一、繼電保護光纖通信通道概述

線路繼電保護光纖復用通信通道示意圖如圖1所示，上半部分為傳統基于2M復用電接口的端到端通道，下半部分是基于2M復用光接口的端到端通道。兩者相比，后者應用了2M光接口技術，省略了2M光/電轉換器，實現了光通信設備與繼電保護裝置之間光信號直連。

傳統基于2M復用電接口的繼電保護光纖復用端到端通道在當前500kV、220kV線路保護中被廣泛使用?；?M復用光接口技術的光纖復用通道目前剛剛開始推廣使用。兩者相比，采用2M復用光接口技術的繼電保護光纖復用通信通道具有如下優點：（1）節省投資：節省了對2M光/電轉換器的一次性投資。按照500kV線路雙套保護、每套保護雙通道的標準配置，一條線路可節省投資約2萬元。（2）節省空間：節省了2M光/電轉換器占用的機房屏柜資源。一個8回500kV出線、12回220kV出線的500kV站點，約可節省6個屏柜空間。（3）更加可靠：由于2M光/電轉換器為有源設備，同時也是故障源，減少設備即減少故障源，提高了通道的可靠性。（4）便于管理：原來2M光/電轉換器的存在，增加了系統接線的復雜性，同時該設備無法遠程監測，管理難度較大。2M光接口技術應用后，明顯提高了系統的可管理性。

二、2M光接口施工調試常見問題

根據對系統測試階段和推廣應用初期系統調試工作的總結，應用2M光接口技術的繼電保護裝置通信通道施工調試中常見問題如下：（1）2M電路異常，導致通道不通；（2）繼電保護裝置或2M光接口模塊無收光或收光功率過低，導致通道不通；（3）裝置有收光、且收發光功率正常，但通道依然不通；（4）收發光正常，但通道有誤碼，導致通道不穩定。

三、排障思路及流程

3.1 2M電路異常情況

2M電路異常導致的通道不通情況，實際中較少見。該異常的表象一般為SDH設備2M落地站點之間端到端測試不通。

一般通過分析網管告警確定故障源，參考步驟如下：（1）網管查看電路兩側端口及對應時隙是否有告警，若無告警，則懷疑2M光接口模塊異常，排障方法見3.3節。（2）有告警情況下，檢查網絡中是否有設備或光纜故障，若有上述故障，則需進行故障修復。（3）若均無上述故障，則為電路路由所經網元節點時隙交叉配置有誤，需要用逐段排除的方法定位到配置錯誤的網元，修改相應的交叉配置。

3.2 收光異常情況

收光異常包括任意光纖兩端任意一臺設備無收光或收光功率過低的情況。導致設備無收光的原因一般為對側設備發光模塊異常，排障參考步驟如下：（1）核實繼電保護裝置和光傳輸設備收發光模塊的工作波長均為1310nm，若任意一側光模塊工作波長為1550nm，則需更換光模塊。（2）網管查看光傳輸設備2M光接口模塊發光功率，若發光功率明顯偏低，則初步可判定本側發光模塊異常，需要更換光模塊；（3）需網管查看光傳輸設備2M光接口模塊收光功率，若無收光或收光明顯過低，則需端到端測試光纖連通性和衰耗，若光纖端到端衰耗正常，則初步可判定對側發光模塊異常，需要更換光模塊。

3.3 繼電保護裝置軟硬件版本不符

若繼電保護裝置和光傳輸設備均有收光、且收發光功率正常，但通道依然不通，則需要核實繼電保護裝置的軟硬件版本是否滿足2M光接口的運行工況。

繼電保護裝置軟硬件版本一般根據通信通道協議進行匹配，通常64k（PCM）、2M電接口、2M光接口、4M纖芯直連、載波等各種通信方式均對應不同的軟硬件版本。而2M光接口、4M纖芯直連通信方式均無需使用2M光/電轉換器，且繼電保護裝置均使用相同的收發光模塊，從外觀上看無法區分裝置匹配哪一種通信方式，因此極具迷惑性。正因如此，會造成因軟硬件版本不匹配導致通道不通的情況發生，具體表象為繼電保護裝置和光傳輸設備均有收光、且收發光功率正常，但通道依然不通。通過如下步驟進行驗證，若條件均滿足，則可基本判定為繼電保護裝置軟硬件版本不匹配導致： （1）核實繼電保護裝置和光傳輸設備均有收光、且收發光功率正常；（2）在網管上將光傳輸設備中與繼電保護連接的2M光接口向業務側換回，繼電保護裝置依然顯示通信異常；（3）則完全繞開光傳輸設備，在ODF（光配線單元）上，將尾纖做硬件換回，繼電保護裝置顯示通信正常。

判定屬于上述情況后，需要更換繼電保護裝置相應的CPU插件方能解決。

3.4 通道誤碼

通道誤碼造成的通信異常通常表現為，繼電保護裝置和通信設備收發光均正常、且設備間通信通道暢通，但存在誤碼。

引起通道誤碼的常見因素包括：（1）通信設備時鐘不穩定、定時丟失、時鐘精度不高；（2）通信通道誤碼；（3）通信通道時鐘參數設置不合理；（4）繼電保護裝置時鐘不穩定；（5）通信設備與繼電保護裝置連接的光纖類型引起。

針對上述現象，參考排障步驟如下：（1）觀察通信光傳輸設備承載的其他業務是否存在誤碼。若因通信設備時鐘不穩定、定時丟失、時鐘精度不高原因引起的誤碼，則該設備承載的業務均會出現誤碼。（2）查看該通道是否存在誤碼，通信設備網管均可查看誤碼率、不可用秒等性能參數，若觀察周期內上述參數不為零，則存在誤碼。（3）檢查通信通道輸出時鐘參數設置是否合理。傳輸繼電保護的通信通道輸出時鐘不應開啟輸出重定時，否則雖然通道本身沒有誤碼，但是繼電保護裝置接收報文時，可能造成誤碼。（4）檢查繼電保護裝置時鐘源是否穩定。由于時分復用通信方式，在原理上對時鐘要求較高，若繼電保護裝置時鐘不穩定，亦可能引起誤碼。（5）除光通信設備和繼電保護裝置之外，兩則連接的光纖也可能引起誤碼。因2M復用光接口工作波長范圍1310±50nm，一般要求使用G.652光纖連接上述設備。若繼電保護裝置和通信設備使用G.655光纖連接，則可能引起誤碼。

四、結語

針對光通信設備與繼電保護裝置2M光接口技術推廣應用中，施工調試過程的4大類常見問題進行了分析，并結合工程調試經驗，給出了具體的原因分析和排障參考流程步驟，給2M光接口技術工程施工調試中縮短調試周期、加快調試進度提供了參考實踐。

參 考 文 獻

[1] GB/T 14285—2006，繼電保護和安全自動裝置技術規程[S].

[2] 利韶聰，黃盛. 500kV 輸電線路繼電保護復用光纖通信方式探討[J]. 電力系統自動化，2008，32（12）：98-99

[3] 楊俊權，王勇，利韶聰，李舒濤. 繼電保護裝置與通信設備2Mbit/s光接口互聯技術[J]. 南方電網技術，2011，5（4）：65-67

[4] Q/CSG 110002-2011，南方電網光通信網絡技術規范（第1卷MSTP）[S]