電力通信網絡故障問題分析及對策

丁 哲

（國網江蘇省電力有限公司連云港供電分公司，江蘇 連云港 222000）

0 引 言

SDH技術是基于復接、交換以及線路傳輸等技術為一體的，且在統一網管系統下操作的一種綜合性較強的信息傳輸網絡體系。我國經濟近年來得到了飛速發展，因此在電網建設規模上也得到了快速的拓展，電力通信安全性、可靠性和兼容性的需要也在不斷提升。因此，基于SDH技術的通信系統在整個電力通信網絡中得到了更加廣泛的應用。尤其是近些年來，電力通信骨干網絡從之前的2.5 Gb/s、622 Mb/s升高到40 Gb/s、10 Gb/s，能極大地滿足常規電力生產業務開展的需要。但在部分跨區段的通信網中，還存在網架結構較為薄弱和帶寬瓶頸問題，市縣SDH傳輸網在整體保障能力方面的制約較大。

1 市縣SDH電力傳輸網常見故障問題分析

1.1 傳輸網的網架結構薄弱

很多電力SDH傳輸系統均是以多個電網的基建工程而獨立建設，所以沒有形成完整的環網，在多點故障保護方面的功能還沒有完善。若在傳輸網絡線路中存在單節點與多節點故障，很難采取迂回線路來分擔故障線路的傳輸任務。尤其是在市縣的SDH傳輸系統中，很多區段的光纜資源較為緊缺，即便是在多套傳輸系統中，往往也是采用一根光纜承載；一旦光纜發生故障，將導致多條輸電線路的電網的生產業務受到影響。

1.2 干線的傳輸容量不足

目前，很多電力SDH干線傳輸網中，傳輸系統采用的規格主要是2.5 Gb/s、10 Gb/s，用于承載語音、繼電保護以及調度自動化等方面的實時業務與信息管理、視頻等方面的非實時數據業務。但是在當前的智能化電網和無線專網等新增業務不斷出現的現狀下，很多傳輸網自身在傳輸容量上受到的限制較多，使得其自身的承載能力較差，在新業務適應方面的能力嚴重不足。電網在快速地發展，不管是電網生產業務，還是管理業務，在帶寬方面的需求也在不斷的提升，尤其是大顆粒業務方面的需求變得日益多元化，使得帶寬問題成為制約發展的主要技術瓶頸。

1.3 缺乏明確的網絡發展規劃

電網建設中，電力通信網屬于配套的網絡。但是我國的電力行業在SDH傳輸網建設方面缺乏科學的統籌規劃和方案，尤其是在通信新技術創新方面缺乏敏銳的洞察力[1]。

2 市縣SDH電力傳輸網常見故障的處理對策

2.1 加強SDH的網絡拓撲結構的優化和完善

SDH網絡中，采取光纖相互連接的方式，將多個網絡節點進行組合。網絡拓撲是基于網絡形狀的，即網絡節點與傳輸線路之間的幾何排列能有效地將網絡物理連接反映出來。常見的拓撲結構有鏈形、樹形、星形、網孔形及環形等。鏈形、環形以及環鏈組合的拓撲結構比較復雜，在電力SDH通信網絡中的應用較為廣泛。

2.2 發揮SDH的自愈網絡保護作用

自愈網絡就是在沒有人為干預的情況下，網絡可以在最短的時間內從失效故障自動恢復到正常[2]。

由于分類時的視角不同，所以可以將自愈網絡分成不同的類型。例如，按照保護原理與拓撲結構進行分類，鏈形復用段SDH的自愈網絡就可以分成線性復用保護、環形網絡保護以及子網連接保護。其中，鏈形復用段能分成兩類，一類是“1+1”鏈形復用段保護，另一類是“1+N”鏈形復用段保護；環形網絡也能分成兩類，一類是復用段保護環，另一類是通道保護環。

“1+1”鏈形復用段保護的保護方式是“1+1”的保護系統與工作系統組合而成，通過發送端的兩路信號并發，而接收端所接受兩路信號就會擇優選取。通常，接收端主要是從工作路由中進行業務信號選取，一旦工作路由故障，接收端就會將其倒換到保護路由中進行業務信號的選收。所以“1+1”鏈形復用段保護是采取發端雙方的方式，即不支持保護通道傳輸其他的業務。

“1+N”鏈形復用段保護主要是采取多個工作系統，但是其保護系統只有一個且平行，多個工作系統用N來表示，N介于1～14，當結構為1:1時屬于特例。通常，多個工作路由在同時傳輸正常業務信號時，保護路由同時能傳輸其他的業務。即便是多個工作系統中的某個工作系統失靈，該保護也能及時地將信號倒換到備用保護系統傳輸，根據用戶所確定的有限級別來實施保護性倒換。

對于復用段保護環，當二纖雙向復用段的保護環為共享保護環時，環上的每兩個節點之間只要兩根光纖就能傳輸，但是每個傳輸方向只有光纖容量的一半，其前半個時隙能傳輸主用業務，而后半個時隙則是傳輸其他業務。

當網絡正常時，網元A到C的主要業務是置于Sl／P2光纖中的S1時隙，而備用業務則置于P2時隙中，順著Sl/P2從網元B穿通后，傳輸給網元C，網元C則從光纖S1/P2的S1時隙和P2時隙分別提取主用和其他業務；網元C到A的主用業務則是置于光纖S2/P1的S2時隙，而其他業務則置于光纖S2/P1的P1時隙，再從網元B傳到網元A，并在S2/P1光纖中提取業務。

當環網B-C之間的光纜段被切斷后，網元A到C的主要業務是置于Sl／P2光纖并傳輸給網元B，網元BZ主要是故障端點處環回，而備環回是順著Sl/P2的S1時隙，業務全部環入S2/P1的P1時隙，再順著光纖S2/P1從網元A、D傳輸到網元C的主用業務，并且環回到光纖Sl/P2的S1時隙，網元C對該時隙業務進行提取，從而將網元A到C的主用業務進行提取；網元C到A的業務，首先是網元C到A的主用業務S2，當環回到光纖S1/P2的P2時隙后，該時隙的其他業務將會被中斷，再順著光纖S1/P2經過網元D、A傳輸給網元B，網元B就會進行環回處理，把光纖S1/P2的P2時隙業務環入光纖S2/P1的S2時隙，最后從光纖S2/P1傳輸給網元A，最終在環網故障中達到業務自愈的功能。

對于通道保護環，主要是二纖通道保護環中包含了兩根光纖，并將其組成兩個環路，主環路用Sl表示，備環路用Pl表示。這兩環之間的業務流向相反，通道保護環在實現保護功能時，主要是利用網元支路板所具備的并發選收的作用而實現，即支路板把支路上的業務采取并發的方式環入S1和Pl上，兩個環上的業務完整相同，只是流向相反。網元支路板主要是選收主環下支路業務。當環網內的網元A和C的業務互通時，二者都會將上環支路業務并發到S1和Pl上，此時S1和Pl上傳輸的業務相同，流向相反，S1和Pl分別為逆時針和順時針。當網絡處于正常狀態時，網元A與C均會選收S1中的業務，此時網元A和C的業務互通，就是從網元A到網元C的業務從網元D經過，再從光纖S1傳輸主環業務給網元C，而備環業務則是從光纖Pl經過網元A傳輸主環業務給網元C。網元C支路板就會選收主環S1中網元A到C的業務。當網絡正常時，其工作流程如圖1所示。

圖1 網絡正常時二纖單向通道倒換環

若B段和C段的光纖被同時切斷，這些網元支路板中的并發功能同樣存在，所以S1環與P1環中的業務一樣。當光纖切斷時，其工作流程如圖2所示。

圖2 有光纖切斷時二纖單向通道倒換環

此時，網元A到C的業務，從A支路板并發給光纖S1、P1。光纖S1的業務從網元D到C，光纖P1的業務從網元B到B與C之間的斷裂的光纜，此時光纖P1中的業務就不能傳入網元C，但經過網元C默認選收主環S1中的業務，此時網元A到C的業務并沒有中斷，而C支路板不會保護倒換，并將進入網元A的業余并發給光纖S1、P1。此時光纖P1中C到A的業務主要是通過網元D傳入網元A，而S1中的C到A的業務，因為B與C之間光纜斷裂不能傳入網元A，但經過網元A默認選收主環S1中的業務，此時B網元就會在線路W側發出警告，因此往下插入全“1”-AIS后，A支路板就會受到S1的警告信息，立即切換到備用光纖P1上完成C到A的業務，使得C到A的業務得到及時恢復，對環上業務進行通道保護，A支路板就會切換到選收備環狀態而進行通道保護倒換[3]。

3 結 論

隨著電網業務的不斷增加，采用傳統的SDH傳輸網絡架構已經難以滿足現代電力通信的需求。因此，本文結合市縣SDH電力傳輸網的運行實踐，對其運行中的故障與問題進行了梳理，并提出了相應的對策。